Inteligentný dom je dom ako platforma, použitie integrovanej elektroinštalačnej technológie, sieťovej komunikačnej technológie, bezpečnostnej technológie, technológie automatického riadenia, audio a video technológie na integráciu zariadení súvisiacich so životom v domácnosti, harmonogram budovania efektívnych obytných zariadení a systému riadenia rodinných záležitostí. , zlepšiť bezpečnosť domova, pohodlie, komfort, umenie a realizovať ochranu životného prostredia a energeticky úsporné životné prostredie.Na základe najnovšej definície inteligentného domu, odvolávajte sa na vlastnosti technológie ZigBee, dizajn tohto systému, potrebný v obsahuje systém inteligentného domu (systém inteligentného domu (centrálny) riadiaci systém, systém riadenia osvetlenia domácnosti, systémy zabezpečenia domácnosti), na základe pripojenej elektroinštalácie domácnosti, systému domácej siete, systému hudby na pozadí a systému riadenia rodinného prostredia.Na afirmáciu, že žije v inteligencii, nainštaloval všetok potrebný systém iba kompletne a systém domácnosti, ktorý nainštaloval voliteľný systém aspoň jedného druhu a vyššie, môže volať inteligenciu. Preto možno tento systém nazvať inteligentný dom.
1. Schéma návrhu systému
Systém sa skladá z ovládaných zariadení a zariadení na diaľkové ovládanie v domácnosti.Medzi riadené zariadenia v rodine patria najmä počítač s prístupom na internet, riadiace centrum, monitorovací uzol a ovládač domácich spotrebičov, ktoré je možné pridať.Zariadenia na diaľkové ovládanie sa skladajú najmä zo vzdialených počítačov a mobilných telefónov.
Hlavné funkcie systému sú: 1) prehliadanie úvodnej stránky webovej stránky, správa informácií na pozadí;2) Realizovať ovládanie spínačov domácich spotrebičov, zabezpečenia a osvetlenia cez internet a mobilný telefón;3) Prostredníctvom modulu RFID realizovať identifikáciu používateľa, aby sa dokončil prepínač stavu zabezpečenia interiéru v prípade krádeže prostredníctvom SMS alarmu používateľovi;4) Prostredníctvom softvéru centrálneho riadiaceho systému na dokončenie miestneho ovládania a zobrazenia stavu vnútorného osvetlenia a domácich spotrebičov;5) Ukladanie osobných informácií a ukladanie stavu vnútorného vybavenia sú dokončené pomocou databázy.Pre používateľov je pohodlné pýtať sa na stav vnútorného zariadenia prostredníctvom centrálneho riadiaceho a riadiaceho systému.
2. Návrh hardvéru systému
Hardvérový návrh systému zahŕňa návrh riadiaceho centra, monitorovacieho uzla a voliteľné doplnenie ovládača domácich spotrebičov (ako príklad si vezmite ovládač elektrického ventilátora).
2.1 Riadiace centrum
Hlavné funkcie riadiaceho centra sú nasledovné: 1) Vybudovanie bezdrôtovej siete ZigBee, pridanie všetkých monitorovacích uzlov do siete a realizácia príjmu nového zariadenia;2) identifikácia užívateľa, užívateľa doma alebo späť cez užívateľskú kartu na dosiahnutie vnútorného bezpečnostného prepínača;3) Keď zlodej vnikne do miestnosti, pošlite používateľovi krátku správu na alarm.Používatelia môžu tiež ovládať vnútornú bezpečnosť, osvetlenie a domáce spotrebiče prostredníctvom krátkych správ;4) Keď systém beží sám, na LCD sa zobrazuje aktuálny stav systému, ktorý je pre používateľov pohodlný na zobrazenie;5) Uložte stav elektrického zariadenia a odošlite ho do PC na realizáciu systému online.
Hardvér podporuje viacnásobný prístup/detekciu kolízie v zmysle Carrier sense (CSMA/CA).Prevádzkové napätie 2,0 ~ 3,6 V prispieva k nízkej spotrebe energie systému.Nastavte bezdrôtovú sieť ZigBee hviezdy v interiéri pripojením k modulu koordinátora ZigBee v riadiacom centre.A všetky monitorovacie uzly, vybrané na pridanie ovládača domácich spotrebičov ako koncového uzla v sieti na pripojenie k sieti, aby sa realizovalo bezdrôtové ovládanie siete ZigBee vnútornej bezpečnosti a domácich spotrebičov.
2.2 Monitorovacie uzly
Funkcie monitorovacieho uzla sú nasledovné: 1) detekcia signálu ľudského tela, zvukový a svetelný alarm pri vpáde zlodejov;2) ovládanie osvetlenia, režim ovládania je rozdelený na automatické ovládanie a manuálne ovládanie, automatické ovládanie sa zapína/vypína svetlo automaticky podľa sily vnútorného svetla, manuálne ovládanie osvetlenia je cez centrálny riadiaci systém, (3) informácie o poplachu a ďalšie informácie odosielané do riadiaceho centra a prijíma riadiace príkazy z riadiaceho centra na dokončenie kontroly zariadenia.
Infračervený plus mikrovlnný režim detekcie je najbežnejším spôsobom detekcie signálu ľudského tela.Pyroelektrická infračervená sonda je RE200B a zosilňovacie zariadenie je BISS0001.RE200B je napájaný napätím 3-10 V a má zabudovaný pyroelektrický duálny infračervený prvok.Keď prvok prijme infračervené svetlo, na póloch každého prvku dôjde k fotoelektrickému javu a nahromadí sa náboj.BISS0001 je digitálno-analógový hybridný asIC zložený z operačného zosilňovača, napäťového komparátora, stavového regulátora, časovača oneskorenia a časovača blokovania.Spolu s RE200B a niekoľkými komponentmi je možné vytvoriť pasívny pyroelektrický infračervený spínač.Pre mikrovlnný senzor bol použitý modul Ant-g100, stredná frekvencia bola 10 GHz a maximálny čas nastavenia bol 6 μs.V kombinácii s pyroelektrickým infračerveným modulom možno efektívne znížiť chybovosť detekcie cieľa.
Modul riadenia svetla sa skladá hlavne z fotosenzitívneho odporu a relé na ovládanie svetla.Zapojte fotocitlivý odpor do série s nastaviteľným odporom 10 K ω, potom pripojte druhý koniec fotocitlivého odporu k zemi a druhý koniec nastaviteľného odporu pripojte k vysokej úrovni.Hodnota napätia dvoch odporových spojovacích bodov sa získa pomocou analógovo-digitálneho prevodníka SCM, aby sa zistilo, či svieti aktuálne svetlo.Nastaviteľný odpor môže byť nastavený používateľom tak, aby vyhovoval intenzite svetla, keď je svetlo práve zapnuté.Spínače vnútorného osvetlenia sú ovládané relé.Je možné dosiahnuť len jeden vstupný/výstupný port.
2.3 Zvoľte Added Home Appliance Controller
Pridanie ovládania domácich spotrebičov voľte najmä podľa funkcie prístroja, aby ste dosiahli ovládanie prístroja, tu ako príklad k elektrickému ventilátoru.Ovládanie ventilátora je riadiacim centrom, kde budú pokyny na ovládanie ventilátora počítača odoslané do ovládača elektrického ventilátora prostredníctvom implementácie siete ZigBee, identifikačné číslo rôznych spotrebičov je odlišné, napríklad ustanovenia tejto dohody identifikačné číslo ventilátora je 122, identifikačné číslo domáceho farebného televízora je 123, čím sa realizuje rozpoznávanie rôznych elektrických domácich spotrebičov riadiaceho centra.Pre rovnaký kód inštrukcie vykonávajú rôzne domáce spotrebiče rôzne funkcie.Obrázok 4 zobrazuje zloženie domácich spotrebičov vybraných na pridanie.
3. Návrh systémového softvéru
Návrh systémového softvéru zahŕňa hlavne šesť častí, ktorými sú návrh webovej stránky diaľkového ovládania, návrh systému centrálneho riadenia riadenia, návrh programu hlavného ovládača riadiaceho centra ATMegal28, návrh programu koordinátora CC2430, návrh programu monitorovacieho uzla CC2430, návrh programu CC2430 výberu pridania zariadenia.
3.1 Návrh programu ZigBee Coordinator
Koordinátor najskôr dokončí inicializáciu aplikačnej vrstvy, nastaví stav aplikačnej vrstvy a stav príjmu na nečinnosť, potom zapne globálne prerušenia a inicializuje I/O port.Koordinátor potom začne budovať bezdrôtovú hviezdnu sieť.V protokole koordinátor automaticky vyberie pásmo 2,4 GHz, maximálny počet bitov za sekundu je 62 500, predvolený PANID je 0×1347, maximálna hĺbka zásobníka je 5, maximálny počet bajtov na odoslanie je 93 a prenosová rýchlosť sériového portu je 57 600 bit/s.SL0W TIMER generuje 10 prerušení za sekundu.Po úspešnom vytvorení siete ZigBee koordinátor odošle jej adresu do MCU riadiaceho centra.Tu riadiace centrum MCU identifikuje ZigBee koordinátora ako člena monitorovacieho uzla a jeho identifikovaná adresa je 0. Program vstupuje do hlavnej slučky.Najprv zistite, či koncový uzol posiela nové dáta, ak áno, dáta sa prenášajú priamo do MCU riadiaceho centra;Zistite, či má MCU riadiaceho centra zaslané pokyny, ak áno, pošlite pokyny do príslušného terminálového uzla ZigBee;Posúďte, či je zabezpečenie otvorené, či došlo k vlámaniu, ak áno, pošlite informácie o poplachu na MCU riadiaceho centra;Posúďte, či je svetlo v stave automatického ovládania, ak áno, zapnite analógovo-digitálny prevodník na vzorkovanie, hodnota vzorkovania je kľúčom na zapnutie alebo vypnutie svetla, ak sa zmení stav svetla, nová informácia o stave je prenášané do riadiaceho centra MC-U.
3.2 Programovanie terminálového uzla ZigBee
Terminálový uzol ZigBee označuje bezdrôtový uzol ZigBee riadený koordinátorom ZigBee.V systéme je to hlavne monitorovací uzol a voliteľné doplnenie regulátora domácich spotrebičov.Inicializácia terminálových uzlov ZigBee zahŕňa aj inicializáciu aplikačnej vrstvy, otváranie prerušení a inicializáciu I/O portov.Potom sa pokúste pripojiť k sieti ZigBee.Je dôležité poznamenať, že iba koncové uzly s nastavením koordinátora ZigBee sa môžu pripojiť k sieti.Ak sa koncovému uzlu ZigBee nepodarí pripojiť k sieti, pokúsi sa to znova každé dve sekundy, kým sa úspešne nepripojí k sieti.Po úspešnom pripojení k sieti odošle koncový uzol ZI-Gbee svoje registračné informácie koordinátorovi ZigBee, ktorý ich potom prepošle do MCU riadiaceho centra, aby dokončil registráciu koncového uzla ZigBee.Ak je terminálový uzol ZigBee monitorovacím uzlom, môže realizovať riadenie osvetlenia a bezpečnosti.Program je podobný ako koordinátor ZigBee, s tým rozdielom, že monitorovací uzol musí odoslať údaje koordinátorovi ZigBee a potom koordinátor ZigBee odošle údaje do MCU riadiaceho centra.Ak je koncový uzol ZigBee regulátor elektrického ventilátora, potrebuje iba prijímať dáta horného počítača bez nahrávania stavu, takže jeho ovládanie môže byť priamo dokončené pri prerušení bezdrôtového príjmu dát.Pri prerušení bezdrôtového príjmu dát všetky koncové uzly prekladajú prijaté riadiace inštrukcie do riadiacich parametrov samotného uzla a nespracúvajú prijaté bezdrôtové inštrukcie v hlavnom programe uzla.
4 Online ladenie
Zvyšujúca sa inštrukcia pre inštrukčný kód pevného zariadenia vydaná centrálnym riadiacim systémom sa posiela do MCU riadiaceho centra cez sériový port počítača a koordinátorovi cez dvojriadkové rozhranie a potom na terminál ZigBee. uzol koordinátorom.Keď terminálový uzol prijme dáta, dáta sa znova odošlú do PC cez sériový port.Na tomto PC sa údaje prijaté koncovým uzlom ZigBee porovnávajú s údajmi odoslanými riadiacim centrom.Centrálny riadiaci systém posiela 2 inštrukcie každú sekundu.Po 5 hodinách testovania sa testovací softvér zastaví, keď ukáže, že celkový počet prijatých paketov je 36 000 paketov.Výsledky testov softvéru na testovanie prenosu dát s viacerými protokolmi sú znázornené na obrázku 6. Počet správnych paketov je 36 000, počet nesprávnych paketov je 0 a miera presnosti je 100 %.
Technológia ZigBee sa používa na realizáciu internej siete inteligentného domu, ktorá má výhody pohodlného diaľkového ovládania, flexibilného pridávania nových zariadení a spoľahlivého výkonu ovládania.Technológia RFTD sa používa na realizáciu identifikácie používateľov a zlepšenie zabezpečenia systému.Prostredníctvom prístupu GSM modulu sú realizované funkcie diaľkového ovládania a alarmu.
Čas odoslania: Jan-06-2022