Smart Home е къща като платформа, използването на интегрирана технология за окабеляване, мрежови комуникационни технологии, технология за сигурност, технология за автоматично управление, аудио и видео технология за интегриране на съоръженията, свързани с живота на домакинствата, график за изграждане на ефективни жилищни съоръжения и система за управление на семейните въпроси, подобряване на сигурността на дома, удобство, комфорт, артистичност и реализиране на екологична защита и енергия, спестяваща енергия. Въз основа на най -новата дефиниция на Smart Home, вижте характеристиките на технологията ZigBee, проектиране на тази система, необходимата в системата на интелигентната дома (Smart Home (Central) система за контрол, система за контрол на осветлението на домакинствата, системи за домашна сигурност), въз основа на присъединена система за свързване на домакинството, система за домашна мрежа, фонова музика и система за контрол на семейната среда. Относно утвърждаването, което живее в интелигентност, инсталира цялата необходима система напълно, и домакинската система, която инсталира незадължителна система от един вид и повече, поне може да нарече разузнавателен живот. Следователно тази система може да се нарече интелигентен дом.
1. Схема за проектиране на системата
Системата е съставена от контролирани устройства и устройства за дистанционно управление в дома. Сред тях контролираните устройства в семейството включват главно компютъра, който има достъп до Интернет, Центъра за контрол, мониторинговия възел и контролера на домакинските уреди, които могат да бъдат добавени. Устройствата за дистанционно управление са съставени главно от отдалечени компютри и мобилни телефони.
Основните функции на системата са: 1) първа страница на сърфирането в уеб страницата, управление на основната информация; 2) реализиране на контрола на превключвателя на вътрешните домакински уреди, сигурността и осветлението чрез интернет и мобилен телефон; 3) чрез RFID модула за реализиране на идентификация на потребителя, така че да завършите превключвателя за състояние на сигурността на закрито, в случай на кражба през SMS аларма към потребителя; 4) чрез софтуера на Централната система за управление на контрола за завършване на локалния контрол и дисплей на състоянието на закрито осветление и домакински уреди; 5) Личната информация за съхранение на информация и съхранението на състоянието на закритото оборудване се попълват с помощта на базата данни. Удобно е потребителите да питат състоянието на закритото оборудване чрез Централната система за управление и управление.
2. Системен хардуер дизайн
Хардуерният дизайн на системата включва дизайна на Центъра за контрол, мониторинговия възел и незадължителното добавяне на контролера на домашния уред (вземете като пример за електрически вентилатор на вентилатора).
2.1 Контролният център
Основните функции на контролния център са както следва: 1) за изграждане на безжична мрежа ZigBee, добавяне на всички мониторинг на възли към мрежата и реализиране на приемането на ново оборудване; 2) Идентификация на потребителя, потребителят у дома или обратно през потребителската карта, за да постигне превключвател за сигурност на закрито; 3) Когато взлом в стаята нахлуе в стаята, изпратете кратко съобщение до потребителя на алармиране. Потребителите могат също да контролират сигурността, осветлението и домашните уреди на закрито чрез кратки съобщения; 4) Когато системата работи сама, LCD показва текущия статус на системата, което е удобно за преглеждането на потребителите; 5) Съхранявайте състоянието на електрическото оборудване и го изпратете на PC, за да реализирате системата онлайн.
Хардуерът поддържа Carrier Sense Multipt Access/Collision Detection (CSMA/CA). Работното напрежение от 2.0 ~ 3.6V е благоприятно за ниската консумация на мощност на системата. Настройте безжична Zigbee Star Network на закрито, като се свържете към координатора на ZigBee в модула за контрол. И всички възли за мониторинг, избрани за добавяне на контролера на домашния уред като терминална възел в мрежата, за да се присъединят към мрежата, така че да реализира безжичната мрежа на мрежата на Zigbee на сигурността на закрито и домашните уреди.
2.2 Мониторинг на възли
Функциите на възела за наблюдение са както следва: 1) Откриване на сигнала на човешкото тяло, звук и лека аларма, когато крадците нахлуват; 2) Управление на осветлението, режимът на управление е разделен на автоматично управление и ръчно управление, автоматичното управление е включено/изключено автоматично според силата на светлината на закрито, ръчното управление на осветлението е чрез централната система за управление, (3) информацията за алармата и друга информация, изпратена до Центъра за контрол, и получава контролни команди от контролния център, за да завърши контрола на оборудването.
Инфрачервеният плюс режимът на откриване на микровълнова печка е най -често срещаният начин при откриване на сигнала на човешкия сигнал. Пироелектричната инфрачервена сонда е RE200B, а устройството за усилване е BISS0001. RE200B се захранва от 3-10 V напрежение и има вграден пироелектричен двучувствителен инфрачервен елемент. Когато елементът получи инфрачервена светлина, фотоелектрическият ефект ще възникне на полюсите на всеки елемент и зарядът ще се натрупа. BISS0001 е цифрово-аналогов хибриден ASIC, съставен от оперативен усилвател, сравнение на напрежението, контролер на състоянието, таймер за време за забавяне и таймер за блокиране на времето. Заедно с RE200B и няколко компонента може да се формира пасивният пироелектрически инфрачервен превключвател. Модулът ANT-G100 се използва за микровълнов сензор, централната честота е 10 GHz, а максималното време за установяване е 6 μs. В комбинация с пироелектричния инфрачервен модул, скоростта на грешка при откриване на целта може да бъде ефективно намалена.
Модулът за управление на светлината се състои главно от фоточувствителен резистор и реле за контрол на светлината. Свържете фоточувствителния резистор последователно с регулируемия резистор от 10 k Ω, след това свържете другия край на фоточувствителния резистор към земята и свържете другия край на регулируемия резистор към високото ниво. Стойността на напрежението на двете точки на свързване на съпротивление се получава чрез SCM аналогов-цифров преобразувател, за да се определи дали текущата светлина е включена. Регулируемото съпротивление може да се регулира от потребителя, за да отговаря на интензивността на светлината, когато светлината е просто включена. Вътрешните осветителни превключватели се контролират от релета. Може да се постигне само един вход/изходен порт.
2.3 Изберете добавения контролер за домашен уред
Изберете да добавите контрола на домакинските уреди главно според функцията на устройството за постигане на контрол на устройството, тук към електрическия вентилатор като пример. Контролът на вентилатора е контролният център ще бъде инструкции за контрол на вентилатора на PC, изпратени до електрическия вентилатор на контролера чрез изпълнение на мрежата на Zigbee, идентификационният номер на различните уреди е различен, например, разпоредбите на настоящото споразумение Идентификационният номер на вентилатора е 122, идентификационният номер на вътрешния цвят на телевизора е 123, като по този начин осъзнаването на разпознаването на различен център за контрол на домашните приложения. За един и същ код на инструкциите различни домашни уреди изпълняват различни функции. Фигура 4 показва състава на домакински уреди, избрани за добавяне.
3. Дизайн на системния софтуер
Дизайнът на софтуера на системата включва главно шест части, които са дизайн на уеб страниците за дистанционно управление, дизайн на системата за управление на централната контрола, дизайн на програмата Control Center Atmegal28, CC2430 Координатор Програма Дизайн, CC2430 Мониниращ възел Програма Дизайн, CC2430 Изберете Дизайн на програмата за добавяне на устройство.
3.1 Дизайн на програмата за координатор на Zigbee
Координаторът първо завършва инициализацията на слоя на приложението, задава състоянието на слоя на приложението и получава състояние на празен ход, след това включва глобални прекъсвания и инициализира I/O порта. След това координаторът започва да изгражда безжична звезда мрежа. В протокола координаторът автоматично избира диапазона 2.4 GHz, максималният брой битове в секунда е 62 500, панидът по подразбиране е 0 × 1347, максималната дълбочина на стека е 5, максималният брой байтове на изпращане е 93, а серийният пристанищна скорост е 57 600 бита/s. Таймерът SL0W генерира 10 прекъсвания в секунда. След като мрежата на Zigbee успешно е установена, координаторът изпраща своя адрес до MCU на Центъра за контрол. Тук MCU на Control Center идентифицира координатора на Zigbee като член на мониторинговия възел, а идентифицираният му адрес е 0. Програмата влиза в основния цикъл. Първо, определете дали има нови данни, изпратени от терминалния възел, ако има, данните се предават директно на MCU на контролния център; Определете дали MCU на Центъра за контрол има изпратени инструкции, ако е така, изпратете инструкциите до съответния терминал на ZigBee; Съдийте дали сигурността е отворена, дали има взлом, ако е така, изпратете информацията за алармата до MCU на Центъра за контрол; Съдийте дали светлината е в състояние на автоматично управление, ако е така, включете аналогово-цифровия преобразувател за вземане на проби, стойността на вземане на проби е ключът за включване или изключване на светлината, ако светлинно състояние се промени, новата информация за състоянието се предава на MC-U MC-U.
3.2 Програмиране на ZigBee Terminal Node
Терминалният възел Zigbee се отнася до безжичния възел Zigbee, контролиран от координатора на Zigbee. В системата той е главно възелът за наблюдение и незадължителното добавяне на контролера на уредите на домакинството. Инициализацията на терминалните възли на ZigBee също включва инициализация на слоя на приложение, прекъсвания на отваряне и инициализиране на I/O портове. След това опитайте да се присъедините към мрежата на Zigbee. Важно е да се отбележи, че само крайните възли с настройката на координатора на Zigbee могат да се присъединят към мрежата. Ако възелът на терминала Zigbee не успее да се присъедини към мрежата, той ще се опитва отново на всеки две секунди, докато успешно се присъедини към мрежата. След като успешно се присъедини към мрежата, възелът на терминала Zi-GBEE изпраща своята информация за регистрация до координатора на Zigbee, който след това я препраща към MCU на контролния център, за да завърши регистрацията на тоналния възел Zigbee. Ако терминалният възел ZigBee е възел за наблюдение, той може да реализира контрола на осветлението и сигурността. Програмата е подобна на координатора на Zigbee, с изключение на това, че възелът за наблюдение трябва да изпраща данни до координатора на Zigbee, а след това координаторът на Zigbee изпраща данни до MCU на контролния център. Ако възелът на терминала Zigbee е електрически контролер на вентилатора, той трябва да получи само данните на горния компютър, без да се качва състоянието, така че нейният контрол може да бъде директно завършен при прекъсване на получаването на безжични данни. При безжични данни, получаващи прекъсване, всички терминални възли превеждат получените инструкции за контрол в контролните параметри на самия възел и не обработват получените безжични инструкции в основната програма на възела.
4 Онлайн отстраняване на грешки
Увеличаващата се инструкция за кода на инструкцията на фиксираното оборудване, издадено от Централната система за управление на контрола, се изпраща до MCU на Центъра за контрол през серийния порт на компютъра и до координатора през двуредовия интерфейс, а след това към терминалния възел Zigbee от координатора. Когато терминалният възел получи данните, данните отново се изпращат на компютъра през серийния порт. На този компютър данните, получени от терминалния възел Zigbee, се сравняват с данните, изпратени от Центъра за контрол. Централната система за управление на контрола изпраща 2 инструкции всяка секунда. След 5 часа тестване софтуерът за тестване спира, когато показва, че общият брой на получените пакети е 36 000 пакета. Резултатите от теста на софтуера за тестване на многопротоколни данни за предаване на данни са показани на фигура 6. Броят на правилните пакети е 36 000, броят на грешните пакети е 0, а скоростта на точност е 100%.
Технологията Zigbee се използва за реализиране на вътрешната мрежа на Smart Home, която има предимствата на удобното дистанционно управление, гъвкавото добавяне на ново оборудване и надеждна ефективност на контрола. RFTD технологията се използва за реализиране на идентификация на потребителите и подобряване на сигурността на системата. Чрез достъпа на GSM модула се реализират дистанционното управление и алармените функции.
Време за публикация: януари-06-2022