Интелигентният дом е къща като платформа, използването на интегрирана технология за окабеляване, мрежова комуникационна технология, технология за сигурност, технология за автоматичен контрол, аудио и видео технология за интегриране на съоръженията, свързани с битовия живот, график за изграждане на ефективни жилищни съоръжения и система за управление на семейните дела , подобряват сигурността на дома, удобството, комфорта, артистичността и реализират опазването на околната среда и енергоспестяващата жизнена среда.Въз основа на най-новата дефиниция за интелигентен дом, обърнете се към характеристиките на технологията ZigBee, дизайна на тази система, необходимото в съдържа система за интелигентен дом (система за управление на интелигентен дом (централна), система за управление на осветлението в дома, системи за домашна сигурност), въз основа на присъединяване към системата за окабеляване на домакинството, система за домашна мрежа, система за фонова музика и система за контрол на семейната среда.При утвърждението, че живее в интелигентността, инсталирана е изцяло цялата необходима система, а домакинската система, която е инсталирала опционална система от един вид и по-горе, може да извика интелигентност. Следователно тази система може да се нарече интелигентен дом.
1. Схема за проектиране на системата
Системата се състои от управлявани устройства и устройства за дистанционно управление в дома.Сред тях контролираните устройства в семейството включват главно компютъра, който има достъп до интернет, контролния център, възела за наблюдение и контролера на домакински уреди, които могат да се добавят.Устройствата за дистанционно управление се състоят главно от отдалечени компютри и мобилни телефони.
Основните функции на системата са: 1) разглеждане на началната страница на уеб страницата, управление на фоновата информация;2) Осъществяване на управление на превключватели на вътрешни домакински уреди, охрана и осветление чрез интернет и мобилен телефон;3) Чрез RFID модула за реализиране на идентификация на потребителя, така че да завърши превключването на състоянието на сигурността на закрито, в случай на кражба чрез SMS аларма към потребителя;4) Чрез софтуера на централната система за управление на управлението за завършване на локалния контрол и показване на състоянието на вътрешно осветление и домакински уреди;5) Съхранението на лична информация и състоянието на оборудването на закрито се извършват чрез използване на базата данни.За потребителите е удобно да правят заявки за състоянието на вътрешното оборудване чрез централната система за контрол и управление.
2. Дизайн на системния хардуер
Хардуерният дизайн на системата включва дизайна на контролния център, възела за наблюдение и опционалното добавяне на контролера за домакински уреди (вземете контролера на електрическия вентилатор като пример).
2.1 Центърът за управление
Основните функции на контролния център са следните: 1) Да изгради безжична ZigBee мрежа, да добави всички възли за наблюдение към мрежата и да реализира приемането на ново оборудване;2) идентификация на потребителя, потребителят у дома или обратно чрез потребителската карта за постигане на превключвател за вътрешна сигурност;3) Когато крадец нахлуе в стаята, изпратете кратко съобщение до потребителя, за да алармирате.Потребителите могат също така да контролират вътрешната сигурност, осветлението и домакинските уреди чрез кратки съобщения;4) Когато системата работи самостоятелно, LCD дисплеят показва текущото състояние на системата, което е удобно за преглед на потребителите;5) Съхранявайте състоянието на електрическото оборудване и го изпращайте на компютър, за да реализирате системата онлайн.
Хардуерът поддържа множествен достъп/откриване на сблъсък с разпознаване на носител (CSMA/CA).Работното напрежение от 2,0 ~ 3,6 V е благоприятно за ниска консумация на енергия от системата.Настройте безжична ZigBee звездна мрежа на закрито, като се свържете с координационния модул ZigBee в контролния център.И всички възли за наблюдение, избрани да добавят контролера за домакински уреди като терминален възел в мрежата, за да се присъединят към мрежата, така че да се реализира безжичният контрол на мрежата ZigBee на вътрешната сигурност и домашните уреди.
2.2 Възли за наблюдение
Функциите на възела за наблюдение са следните: 1) разпознаване на сигнал от човешкото тяло, звукова и светлинна аларма при нахлуване на крадци;2) управление на осветлението, режимът на управление е разделен на автоматично управление и ръчно управление, автоматичното управление включва/изключва светлината автоматично според силата на вътрешната светлина, управлението на осветлението с ръчно управление е чрез централната система за управление, (3) алармена информация и друга информация, изпратена до контролния център, и получава контролни команди от контролния център за завършване на контрола на оборудването.
Инфрачервен режим плюс микровълнова детекция е най-разпространеният начин за детекция на сигнала на човешкото тяло.Пироелектричната инфрачервена сонда е RE200B, а усилващото устройство е BISS0001.RE200B се захранва от 3-10 V напрежение и има вграден пироелектричен двойно чувствителен инфрачервен елемент.Когато елементът получи инфрачервена светлина, фотоелектричният ефект ще възникне на полюсите на всеки елемент и ще се натрупа заряд.BISS0001 е цифрово-аналогов хибриден asIC, съставен от операционен усилвател, компаратор на напрежение, контролер на състоянието, таймер за време на забавяне и таймер за време на блокиране.Заедно с RE200B и няколко компонента може да се формира пасивният пироелектричен инфрачервен превключвател.Модулът Ant-g100 беше използван за микровълнов сензор, централната честота беше 10 GHz, а максималното време за установяване беше 6 μs.В комбинация с пироелектричен инфрачервен модул, процентът на грешка при откриване на цел може да бъде ефективно намален.
Модулът за управление на светлината се състои главно от фоточувствителен резистор и реле за управление 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 съпротивителни точки на свързване се получава чрез аналогово-цифров преобразувател SCM, за да се определи дали свети индикаторът за ток.Регулируемото съпротивление може да се регулира от потребителя, за да отговаря на интензитета на светлината, когато светлината току-що е включена.Ключовете за вътрешно осветление се управляват от релета.Може да се постигне само един входно/изходен порт.
2.3 Изберете добавения контролер за домашни уреди
Изберете да добавите контрола на домакинските уреди главно според функцията на устройството, за да постигнете контрол на устройството, тук към електрическия вентилатор като пример.Контролът на вентилатора е контролният център. Инструкциите за управление на вентилатора от компютър ще бъдат изпратени до електрическия контролер на вентилатора чрез внедряване на мрежата ZigBee, идентификационният номер на различни уреди е различен, например разпоредбите на това споразумение идентификационният номер на вентилатора е 122, идентификационният номер на домашния цветен телевизор е 123, като по този начин се реализира разпознаването на контролен център за различни електрически домакински уреди.За един и същи код на инструкция различните домакински уреди изпълняват различни функции.Фигура 4 показва състава на домакинските уреди, избрани за добавяне.
3. Проектиране на системния софтуер
Дизайнът на системния софтуер включва основно шест части, които са дизайн на уеб страница за дистанционно управление, дизайн на централна система за управление на управление, дизайн на програмата на главния контролер на контролния център ATMegal28, дизайн на програма за координатор CC2430, дизайн на програма за възел за наблюдение CC2430, дизайн на програма за избор на устройство CC2430.
3.1 Дизайн на програмата ZigBee Coordinator
Координаторът първо завършва инициализацията на приложния слой, настройва състоянието на приложния слой и състоянието на получаване на празен ход, след това включва глобални прекъсвания и инициализира I/O порта.След това координаторът започва да изгражда безжична звездна мрежа.В протокола координаторът автоматично избира честотната лента от 2,4 GHz, максималният брой битове в секунда е 62 500, PANID по подразбиране е 0×1347, максималната дълбочина на стека е 5, максималният брой байтове на изпращане е 93 и скоростта на предаване на серийния порт е 57 600 bit/s.SL0W TIMER генерира 10 прекъсвания в секунда.След като ZigBee мрежата е успешно установена, координаторът изпраща нейния адрес до MCU на контролния център.Тук контролният център MCU идентифицира ZigBee координатора като член на възела за наблюдение и идентифицираният му адрес е 0. Програмата влиза в главния цикъл.Първо, определете дали има нови данни, изпратени от терминалния възел, ако има, данните се предават директно към MCU на контролния център;Определете дали MCU на контролния център има изпратени инструкции, ако е така, изпратете инструкциите до съответния ZigBee терминален възел;Преценете дали охраната е отворена, дали има крадец, ако е така, изпратете алармената информация до MCU на контролния център;Преценете дали светлината е в състояние на автоматично управление, ако е така, включете аналогово-цифровия преобразувател за вземане на проби, стойността на пробите е ключът за включване или изключване на светлината, ако състоянието на светлината се промени, новата информация за състоянието е предавани на контролния център MC-U.
3.2 Програмиране на ZigBee терминален възел
ZigBee терминалният възел се отнася до безжичния ZigBee възел, управляван от ZigBee координатора.В системата това е основно възелът за наблюдение и опционалното добавяне на контролер за домакински уреди.Инициализирането на ZigBee терминални възли също включва инициализиране на приложния слой, отваряне на прекъсвания и инициализиране на I/O портове.След това опитайте да се присъедините към мрежата ZigBee.Важно е да се отбележи, че само крайни възли с настройка на ZigBee координатор имат право да се присъединят към мрежата.Ако ZigBee терминалният възел не успее да се присъедини към мрежата, той ще опитва отново на всеки две секунди, докато се присъедини успешно към мрежата.След като се присъедини успешно към мрежата, ZI-Gbee терминалният възел изпраща регистрационната си информация до ZigBee координатора, който след това я препраща към MCU на контролния център, за да завърши регистрацията на ZigBee терминалния възел.Ако ZigBee терминалният възел е възел за наблюдение, той може да реализира контрола на осветлението и сигурността.Програмата е подобна на ZigBee координатора, с изключение на това, че възелът за наблюдение трябва да изпраща данни до ZigBee координатора, а след това ZigBee координаторът изпраща данни до MCU на контролния център.Ако терминалният възел ZigBee е контролер на електрически вентилатор, той трябва да получава само данните от горния компютър, без да качва състоянието, така че управлението му може да бъде директно завършено при прекъсване на безжичното получаване на данни.При прекъсване на получаването на безжични данни всички терминални възли превеждат получените команди за управление в параметрите за управление на самия възел и не обработват получените безжични инструкции в главната програма на възела.
4 Онлайн отстраняване на грешки
Увеличаващата се инструкция за кода на инструкцията на фиксираното оборудване, издадена от централната система за управление на контрола, се изпраща до MCU на контролния център през серийния порт на компютъра и до координатора през двуредовия интерфейс и след това до ZigBee терминала възел от координатора.Когато терминалният възел получи данните, данните отново се изпращат към компютъра през серийния порт.На този компютър данните, получени от терминалния възел ZigBee, се сравняват с данните, изпратени от контролния център.Централната система за управление изпраща 2 инструкции всяка секунда.След 5 часа тестване софтуерът за тестване спира, когато покаже, че общият брой получени пакети е 36 000 пакета.Резултатите от теста на софтуера за тестване на многопротоколно предаване на данни са показани на фигура 6. Броят на правилните пакети е 36 000, броят на грешните пакети е 0, а процентът на точност е 100%.
Технологията ZigBee се използва за реализиране на вътрешната мрежа на интелигентния дом, която има предимствата на удобно дистанционно управление, гъвкаво добавяне на ново оборудване и надеждно управление.Технологията RFTD се използва за осъществяване на идентификация на потребителите и подобряване на сигурността на системата.Чрез достъпа на GSM модул се осъществяват функциите за дистанционно управление и аларма.
Време на публикуване: 6 януари 2022 г