Casa inteligentă este o casă ca platformă, utilizarea tehnologiei de cablare integrată, tehnologia de comunicare în rețea, tehnologia de securitate, tehnologia de control automat, tehnologia audio și video pentru a integra facilitățile legate de viața gospodăriei, programul pentru a construi facilități rezidențiale eficiente și un sistem de management al afacerilor de familie , îmbunătățiți securitatea casei, confortul, confortul, măiestria și realizați protecția mediului și mediul de viață cu economie de energie. Pe baza celei mai recente definiții a casei inteligente, faceți referire la caracteristicile tehnologiei ZigBee, designul acestui sistem, necesarul în conține un sistem de casă inteligentă (sistem de control pentru casă inteligentă (centrală), sistem de control al iluminatului de uz casnic, sisteme de securitate la domiciliu), pe baza a aderat la sistemul de cablare de uz casnic, sistemul de rețea de acasă, sistemul de muzică de fundal și sistemul de control al mediului de familie. Pe afirmația că locuiește în inteligență, a instalat toate sistemele necesare în întregime, iar sistemul de uz casnic care a instalat un sistem opțional de un fel și cel puțin poate numi inteligenta trăiește. Prin urmare, acest sistem poate fi numit casă inteligentă.
1. Schema de proiectare a sistemului
Sistemul este compus din dispozitive controlate și dispozitive de control de la distanță din locuință. Printre acestea, dispozitivele controlate din familie includ în principal computerul care poate accesa Internetul, centrul de control, nodul de monitorizare și controlerul aparatelor de uz casnic care pot fi adăugate. Dispozitivele de control de la distanță sunt compuse în principal din computere la distanță și telefoane mobile.
Principalele funcții ale sistemului sunt: 1) prima pagină a paginii web de navigare, gestionarea informațiilor de fundal; 2) Realizați controlul comutatorului al aparatelor de uz casnic de interior, securitate și iluminare prin Internet și telefon mobil; 3) Prin modulul RFID pentru a realiza identificarea utilizatorului, astfel încât să se completeze comutatorul de stare de securitate interioară, în caz de furt prin alarma SMS către utilizator; 4) Prin intermediul software-ului sistemului de management de control central pentru a finaliza controlul local și afișarea stării iluminatului interior și a aparatelor de uz casnic; 5) Stocarea informațiilor personale și stocarea stării echipamentelor de interior se completează prin utilizarea bazei de date. Este convenabil pentru utilizatori să interogheze starea echipamentului interior prin sistemul central de control și management.
2. Proiectarea hardware-ului sistemului
Designul hardware al sistemului include proiectarea centrului de control, a nodului de monitorizare și adăugarea opțională a controlerului pentru electrocasnice (luați ca exemplu controlerul ventilatorului electric).
2.1 Centrul de control
Principalele funcții ale centrului de control sunt următoarele: 1) Pentru a construi o rețea wireless ZigBee, adăugați toate nodurile de monitorizare în rețea și realizați recepția de noi echipamente; 2) de identificare a utilizatorului, utilizatorul la domiciliu sau înapoi prin intermediul cardului de utilizator pentru a realiza comutator de securitate interior; 3) Când un hoț intră în cameră, trimiteți un mesaj scurt utilizatorului pentru a alarma. De asemenea, utilizatorii pot controla securitatea interioară, iluminatul și aparatele electrocasnice prin mesaje scurte; 4) Când sistemul rulează singur, ecranul LCD afișează starea curentă a sistemului, ceea ce este convenabil de vizualizat de către utilizatori; 5) Stocați starea echipamentului electric și trimiteți-l la PC pentru a realiza sistemul online.
Hardware-ul acceptă accesul multiplu Carrier Sense/detecția coliziunilor (CSMA/CA). Tensiunea de funcționare de 2,0 ~ 3,6V este favorabilă unui consum redus de energie al sistemului. Configurați o rețea Star ZigBee fără fir în interior, conectându-vă la modulul coordonator ZigBee din centrul de control. Și toate nodurile de monitorizare, selectate pentru a adăuga controlerul aparatului de uz casnic ca nod terminal în rețea pentru a se alătura rețelei, astfel încât să realizeze controlul rețelei wireless ZigBee al securității interioare și al aparatelor electrocasnice.
2.2 Nodurile de monitorizare
Funcțiile nodului de monitorizare sunt următoarele: 1) detectarea semnalului corpului uman, alarma sonoră și luminoasă când hoții invadează; 2) controlul luminii, modul de control este împărțit în control automat și control manual, controlul automat pornește/oprește lumina automat în funcție de puterea luminii interioare, controlul manual al luminii se face prin sistemul de control central, (3) informații de alarmă și alte informații trimise centrului de control și primește comenzi de control de la centrul de control pentru a finaliza controlul echipamentului.
Modul de detectare cu infraroșu plus microunde este cel mai comun mod de detectare a semnalului corpului uman. Sonda infraroșu piroelectrică este RE200B, iar dispozitivul de amplificare este BISS0001. RE200B este alimentat cu o tensiune de 3-10 V și are încorporat element piroelectric cu dublu sensibilitate în infraroșu. Când elementul primește lumină infraroșie, efectul fotoelectric va avea loc la polii fiecărui element și sarcina se va acumula. BISS0001 este un asIC hibrid digital-analogic compus din amplificator operațional, comparator de tensiune, controler de stare, temporizator de întârziere și temporizator de timp de blocare. Împreună cu RE200B și câteva componente, se poate forma comutatorul piroelectric pasiv în infraroșu. Modulul Ant-g100 a fost folosit pentru senzorul cu microunde, frecvența centrală a fost de 10 GHz, iar timpul maxim de stabilire a fost de 6μs. În combinație cu modulul infraroșu piroelectric, rata de eroare a detectării țintei poate fi redusă eficient.
Modulul de control al luminii este compus în principal din rezistență fotosensibilă și releu de control al luminii. Conectați rezistorul fotosensibil în serie cu rezistorul reglabil de 10 K ω, apoi conectați celălalt capăt al rezistenței fotosensibile la pământ și conectați celălalt capăt al rezistenței reglabile la nivel înalt. Valoarea tensiunii celor două puncte de conectare a rezistenței este obținută prin convertorul analog-digital SCM pentru a determina dacă lumina curentă este aprinsă. Rezistența reglabilă poate fi ajustată de utilizator pentru a satisface intensitatea luminii atunci când lumina este aprinsă. Comutatoarele de iluminat de interior sunt controlate de relee. Se poate realiza un singur port de intrare/ieșire.
2.3 Selectați controlerul adăugat pentru electrocasnice
Alegeți să adăugați controlul aparatelor de uz casnic în principal în funcție de funcția dispozitivului pentru a realiza controlul dispozitivului, aici la ventilatorul electric ca exemplu. Controlul ventilatorului este centrul de control va fi instrucțiunile de control ale ventilatorului PC trimise controlerului ventilatorului electric prin implementarea rețelei ZigBee, numărul de identificare al diferitelor aparate este diferit, de exemplu, prevederile acestui acord numărul de identificare al ventilatorului este 122, numărul de identificare TV color intern. este 123, realizând astfel recunoașterea diferitelor centre de control a aparatelor electrice de uz casnic. Pentru același cod de instrucțiuni, aparate electrocasnice diferite îndeplinesc funcții diferite. Figura 4 prezintă compoziția aparatelor de uz casnic selectate pentru adăugare.
3. Proiectare software de sistem
Proiectarea software-ului sistemului include în principal șase părți, care sunt proiectarea paginilor web de control de la distanță, proiectarea sistemului de management central de control, proiectarea programului controler principal al centrului de control ATMegal28, proiectarea programului coordonatorului CC2430, proiectarea programului CC2430 pentru nodul de monitorizare, designul programului CC2430 select add device.
3.1 Proiectarea programului ZigBee Coordonator
Coordonatorul finalizează mai întâi inițializarea stratului de aplicație, setează starea stratului de aplicație și starea de primire la inactiv, apoi activează întreruperile globale și inițializează portul I/O. Coordonatorul începe apoi să construiască o rețea wireless star. În protocol, coordonatorul selectează automat banda de 2,4 GHz, numărul maxim de biți pe secundă este 62 500, PANID implicit este 0×1347, adâncimea maximă a stivei este de 5, numărul maxim de octeți per trimitere este de 93 și rata de transmisie a portului serial este de 57 600 biți/s. TIMER SL0W generează 10 întreruperi pe secundă. După ce rețeaua ZigBee este stabilită cu succes, coordonatorul își trimite adresa către MCU al centrului de control. Aici, centrul de control MCU identifică Coordonatorul ZigBee ca membru al nodului de monitorizare, iar adresa sa identificată este 0. Programul intră în bucla principală. Mai întâi, determinați dacă există date noi trimise de nodul terminal, dacă există, datele sunt transmise direct către MCU al centrului de control; Determinați dacă MCU al centrului de control are instrucțiuni trimise în jos, dacă da, trimiteți instrucțiunile către nodul terminal ZigBee corespunzător; Judecă dacă securitatea este deschisă, dacă există un hoț, dacă da, trimiteți informațiile de alarmă la MCU al centrului de control; Judecă dacă lumina se află în stare de control automat, dacă da, pornește convertorul analog-digital pentru eșantionare, valoarea de eșantionare este cheia pentru a porni sau stinge lumina, dacă starea luminii se schimbă, noua informație de stare este transmis la centrul de control MC-U.
3.2 Programarea nodului terminal ZigBee
Nodul terminal ZigBee se referă la nodul ZigBee fără fir controlat de coordonatorul ZigBee. În sistem, este în principal nodul de monitorizare și adăugarea opțională a controlerului pentru electrocasnice. Inițializarea nodurilor terminale ZigBee include, de asemenea, inițializarea stratului de aplicație, deschiderea întreruperilor și inițializarea porturilor I/O. Apoi încercați să vă alăturați rețelei ZigBee. Este important de reținut că numai nodurile finale cu configurarea coordonatorului ZigBee au voie să se alăture rețelei. Dacă nodul terminal ZigBee nu reușește să se alăture rețelei, va încerca din nou la fiecare două secunde până când se va conecta cu succes la rețea. După ce s-a conectat cu succes la rețea, nodul terminal ZI-Gbee trimite informațiile sale de înregistrare către coordonatorul ZigBee, care apoi le transmite către MCU al centrului de control pentru a finaliza înregistrarea nodului terminal ZigBee. Dacă nodul terminal ZigBee este un nod de monitorizare, acesta poate realiza controlul iluminării și securității. Programul este similar cu coordonatorul ZigBee, cu excepția faptului că nodul de monitorizare trebuie să trimită date către coordonatorul ZigBee, iar apoi coordonatorul ZigBee trimite date către MCU al centrului de control. Dacă nodul terminal ZigBee este un controler de ventilator electric, acesta trebuie doar să primească datele computerului superior fără a încărca starea, astfel încât controlul său poate fi finalizat direct în întreruperea recepționării datelor fără fir. În cazul întreruperii recepției de date fără fir, toate nodurile terminale traduc instrucțiunile de control primite în parametrii de control ai nodului însuși și nu procesează instrucțiunile fără fir primite în programul principal al nodului.
4 Depanare online
Instrucțiunile crescânde pentru codul de instrucțiuni ale echipamentelor fixe emise de sistemul central de management al controlului sunt trimise către MCU al centrului de control prin portul serial al computerului și către coordonator prin interfața cu două linii și apoi către terminalul ZigBee nod de către coordonator. Când nodul terminal primește datele, datele sunt trimise din nou către PC prin portul serial. Pe acest PC, datele primite de nodul terminal ZigBee sunt comparate cu datele trimise de centrul de control. Sistemul central de management al controlului trimite 2 instrucțiuni în fiecare secundă. După 5 ore de testare, software-ul de testare se oprește când arată că numărul total de pachete primite este de 36.000 de pachete. Rezultatele testelor software-ului de testare a transmisiei de date multi-protocol sunt prezentate în Figura 6. Numărul de pachete corecte este de 36 000, numărul de pachete greșite este 0 și rata de precizie este de 100%.
Tehnologia ZigBee este utilizată pentru a realiza rețeaua internă a unei case inteligente, care are avantajele controlului de la distanță convenabil, adăugarea flexibilă de echipamente noi și performanța de control fiabilă. Tehnologia RFTD este utilizată pentru a realiza identificarea utilizatorului și pentru a îmbunătăți securitatea sistemului. Prin accesul la modulul GSM sunt realizate funcțiile de telecomandă și alarmă.
Ora postării: 06-ian-2022