Smart Home is 'n huis as 'n platform, die gebruik van geïntegreerde bedradingstegnologie, netwerkkommunikasie -tegnologie, sekuriteitstegnologie, outomatiese beheertegnologie, klank- en videotegnologie om die huishoudelike lewensverwante fasiliteite te integreer, om doeltreffende residensiële fasiliteite te bou en die bestuur van gesinsaangeleenthede te verbeter, om die veiligheid van die huis te verbeter, gemak, gemak, kuns te realiseer en omgewingsbeskerming en energiebesparende leefomgewing te verwesenlik. Op grond van die nuutste definisie van Smart Home, verwys na die kenmerke van die Zigbee -tegnologie, die ontwerp van hierdie stelsel, bevat die nodige IN 'n slimhuisstelsel (Smart Home (Central) Control System, Huishoudelike Beligtingstelsel, Huisbeveiligingsstelsels), op grond van die huishoudelike bedradingstelsel, tuisnetwerkstelsel, agtergrondmusiekstelsel en gesinsomgewingstelsel. Op die bevestiging dat woon in intelligensie, slegs alle nodige stelsels geïnstalleer het, en die huishoudelike stelsel wat die opsionele stelsel van een soort geïnstalleer het en ten minste 'n intelligensie -lewens kan noem. Daarom kan hierdie stelsel 'n intelligente huis genoem word.
1. Stelselontwerpskema
Die stelsel bestaan uit gekontroleerde toestelle en afstandbeheertoestelle in die huis. Onder hulle bevat die beheerde toestelle in die gesin hoofsaaklik die rekenaar wat toegang tot die internet, die beheersentrum, die moniteringsknooppunt en die beheerder van huishoudelike toestelle wat bygevoeg kan word, kan verkry. Afstandsbeheertoestelle bestaan hoofsaaklik uit afgeleë rekenaars en selfone.
Die belangrikste funksies van die stelsel is: 1) die voorblad van die webblad, agtergrondinligtingbestuur; 2) die skakelaarskontrole van binnenshuise huishoudelike toestelle, sekuriteit en beligting via die internet en selfoon te besef; 3) deur die RFID -module om gebruikersidentifisering te verwesenlik, om die binnenshuise sekuriteitstatusskakelaar te voltooi, in geval van diefstal deur SMS -alarm aan die gebruiker; 4) deur die sentrale beheerstelsel -sagteware om die plaaslike beheer- en statusvertoning van binnenshuise beligting en huishoudelike toestelle te voltooi; 5) Persoonlike inligtingsberging en status van binnenshuise toerusting word voltooi met behulp van die databasis. Dit is gerieflik vir gebruikers om die status van binnenshuise toerusting deur die sentrale beheer- en bestuurstelsel te bevraagteken.
2. Stelselhardeware -ontwerp
Die hardeware -ontwerp van die stelsel bevat die ontwerp van die beheersentrum, die moniteringsknooppunt en die opsionele toevoeging van die Huisapparaatbeheerder (neem die elektriese waaierbeheerder as voorbeeld).
2.1 Die beheersentrum
Die belangrikste funksies van die beheersentrum is soos volg: 1) om 'n draadlose zigbee -netwerk te bou, alle moniteringsknope by die netwerk te voeg en die ontvangs van nuwe toerusting te besef; 2) gebruiker -identifikasie, die gebruiker tuis of terug deur die gebruikerskaart om binnenshuise sekuriteitskakelaar te bewerkstellig; 3) As 'n inbreker die kamer binnedring, stuur 'n kort boodskap aan die gebruiker om te ontstel. Gebruikers kan ook binnenshuise veiligheid, beligting en huishoudelike toestelle beheer deur kort boodskappe; 4) As die stelsel alleen loop, vertoon die LCD die huidige stelselstatus, wat gerieflik is vir gebruikers om te sien; 5) Bêre die toestand van elektriese toerusting en stuur dit na die rekenaar om die stelsel aanlyn te besef.
Die hardeware ondersteun Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CA). Die werkspanning van 2,0 ~ 3,6V is bevorderlik vir die lae kragverbruik van die stelsel. Stel 'n draadlose zigbee -sternetwerk binnenshuis op deur aan te sluit aan die ZigBee -koördineerdermodule in die beheersentrum. En al die moniteringsknope, gekies om die huishoudelike apparaatbeheerder as die terminale knoop in die netwerk by te voeg om by die netwerk aan te sluit, om die draadlose Zigbee -netwerkbeheer van binnenshuise sekuriteit en tuistoestelle te besef.
2.2 Moniteringsknope
Die funksies van die moniteringsknooppunt is soos volg: 1) menslike seinopsporing, klank en ligte alarm wanneer diewe binnedring; 2) Beligtingskontrole, die beheermodus word in outomatiese beheer en handmatige beheer verdeel, outomatiese beheer is outomaties aan/uit die lig volgens die sterkte van die binnenshuise lig, handmatige beheerbeligting is deur die sentrale beheerstelsel, (3) die alarminligting en ander inligting wat na die beheersentrum gestuur word, en ontvang beheeropdragte van die beheersentrum om die toerustingbeheer te voltooi.
Infrarooi plus mikrogolfopsporingsmodus is die algemeenste manier in die opsporing van die menslike liggaam. Die pyro -elektriese infrarooi sonde is RE200B, en die versterkingstoestel is BISS0001. RE200B word aangedryf deur 3-10 V-spanning en het 'n ingeboude pyro-elektriese dubbele sensitiewe infrarooi element. As die element infrarooi lig ontvang, sal die foto -elektriese effek by die pole van elke element voorkom en die lading sal ophoop. BISS0001 is 'n digitale-analog-baster-ASIC wat bestaan uit operasionele versterker, spanningsvergelyker, toestandbeheerder, vertragingstyd-timer en die blokkering van tyd timer. Saam met RE200B en 'n paar komponente, kan die passiewe pyro -elektriese infrarooi skakelaar gevorm word. ANT-G100-module is gebruik vir mikrogolfsensor, die middelfrekwensie was 10 GHz, en die maksimum vestigingstyd was 6μs. Gekombineer met pyro -elektriese infrarooi module, kan die fouttempo van teikenopsporing effektief verminder word.
Ligbeheermodule bestaan hoofsaaklik uit fotosensitiewe weerstand en ligbeheer relais. Koppel die fotosensitiewe weerstand in serie met die verstelbare weerstand van 10 K Ω, koppel dan die ander punt van die fotosensitiewe weerstand aan die grond en koppel die ander punt van die verstelbare weerstand aan die hoë vlak. Die spanningswaarde van die twee weerstandsverbindingspunte word verkry deur die SCM-analoog-tot-digitale omskakelaar om te bepaal of die stroomlig aan is. Verstelbare weerstand kan deur die gebruiker verstel word om aan die ligintensiteit te voldoen as die lig pas aangeskakel is. Binnenshuise beligtingskakelaars word deur relais beheer. Slegs een inset-/uitsetpoort kan bereik word.
2.3 Kies die bygevoegde huishoudelike toestelle
Kies om die beheer van huishoudelike toestelle by te voeg, hoofsaaklik volgens die funksie van die toestel om apparaatbeheer te bewerkstellig, hier by die elektriese waaier as voorbeeld. Fan Control is die beheersentrum sal 'n rekenaar -fan -beheerinstruksies wees wat deur die implementering van die elektriese waaier gestuur word, deur die implementering van die Zigbee -netwerk, verskillende toestelle se identifikasienommer is anders, byvoorbeeld, die bepalings van hierdie ooreenkoms -identifikasienommer is 122, die Identification Number TV -identifikasienommer van die Colour Color TV is 123. Vir dieselfde instruksiekode verrig verskillende huishoudelike toestelle verskillende funksies. Figuur 4 toon die samestelling van huishoudelike toestelle wat vir toevoeging gekies is.
3. Stelselprogrammatuurontwerp
Die stelsel -sagteware -ontwerp bevat hoofsaaklik ses onderdele, wat afstandbeheer -webbladontwerp is, die ontwerp van die sentrale beheerstelsel, die beheersentrum se hoofbeheerder ATMEGAL28 -programontwerp, CC2430 -koördineerderprogramontwerp, CC2430 -moniteringsknoopprogramontwerp, CC2430 Kies ADD -toestelprogram -ontwerp.
3.1 Zigbee -koördineerderprogramontwerp
Die koördineerder voltooi eerstens die inisialisering van die toepassingslaag, stel die toepassingslaagtoestand in en ontvang die toestand op Idle, en skakel dan die wêreldwye onderbrekings aan en initialiseer die I/O -poort. Die koördineerder begin dan 'n draadlose sternetwerk bou. In die protokol kies die koördineerder outomaties die 2,4 GHz -band, die maksimum aantal stukkies per sekonde is 62 500, die standaardpanid is 0 × 1347, die maksimum stapeldiepte is 5, die maksimum aantal grepe per stuur is 93, en die seriële poort baud is 57 600 bit/s. Die SL0W -timer genereer 10 onderbrekings per sekonde. Nadat die Zigbee -netwerk suksesvol gevestig is, stuur die koördineerder sy adres na die MCU van die beheersentrum. Hier identifiseer die beheersentrum MCU die zigbee -koördineerder as 'n lid van die moniteringsknooppunt, en die geïdentifiseerde adres is 0. Die program gaan die hooflus in. Bepaal eerstens of daar nuwe data wat deur die terminale node gestuur word, indien daar is, die data direk na die MCU van die beheersentrum oorgedra word; Bepaal of die MCU van die beheersentrum instruksies het, indien wel, stuur die instruksies af na die ooreenstemmende Zigbee -terminale knoop; Regter of sekuriteit oop is, of daar 'n inbreker is, indien wel, stuur die alarminligting na die MCU van die beheersentrum; Oordeel of die lig in 'n outomatiese beheerstoestand is, indien wel, die analoog-tot-digitale omskakelaar vir monsterneming aanskakel, die monsterwaarde is die sleutel om die lig aan te skakel of uit te skakel, as die ligtoestand verander, word die nuwe staatsinligting na die beheersentrum MC-U oorgedra.
3.2 Zigbee Terminal Node Programmering
Zigbee Terminal Node verwys na die draadlose Zigbee -knoop wat deur die Zigbee -koördineerder beheer word. In die stelsel is dit hoofsaaklik die moniteringsknooppunt en die opsionele toevoeging van die huishoudelike apparaatbeheerder. Inisialisering van Zigbee -terminale nodusse bevat ook die inisialisering van toepassingslaag, openingsonderbrekings en initialisering van I/O -poorte. Probeer dan om by die ZigBee -netwerk aan te sluit. Dit is belangrik om daarop te let dat slegs eindknope met die opstelling van die Zigbee -koördineerder toegelaat word om by die netwerk aan te sluit. As die Zigbee -terminale node nie by die netwerk aansluit nie, sal dit elke twee sekondes weer probeer totdat dit suksesvol by die netwerk aansluit. Nadat hy suksesvol by die netwerk aangesluit het, stuur die Zi-Gbee Terminal Node sy registrasie-inligting aan die Zigbee-koördineerder, wat dit dan aan die MCU van die beheersentrum stuur om die registrasie van die Zigbee-terminale node te voltooi. As die Zigbee -terminale knoop 'n moniteringsknoop is, kan dit die beheer van beligting en sekuriteit besef. Die program is soortgelyk aan die Zigbee -koördineerder, behalwe dat die moniteringsknoop data na die Zigbee -koördineerder moet stuur, en dan stuur die Zigbee -koördineerder data na die MCU van die beheersentrum. As die Zigbee -terminale knoop 'n elektriese waaierbeheerder is, hoef dit slegs die data van die boonste rekenaar te ontvang sonder om die toestand op te laai, sodat die beheer daarvan direk voltooi kan word in die onderbreking van die ontvang van draadlose data. In draadlose data wat onderbreking ontvang, vertaal alle terminale nodusse die ontvangde kontrole -instruksies in die kontroleparameters van die node self, en verwerk nie die ontvangde draadlose instruksies in die hoofprogram van die node nie.
4 Aanlyn -ontfouting
Die toenemende instruksie vir die instruksiekode van vaste toerusting wat deur die Central Control Management System uitgereik is, word deur die seriële poort van die rekenaar na MCU van die beheersentrum gestuur, en deur die koördineerder deur die koördineerder na die koördineerder, en dan na die Zigbee-terminale knoop. Wanneer die terminale knoop die data ontvang, word die data weer deur die seriële poort na die rekenaar gestuur. Op hierdie rekenaar word die data wat deur die Zigbee -terminale knoop ontvang is, vergelyk met die data wat deur die beheersentrum gestuur is. Die sentrale beheerbestuurstelsel stuur elke sekonde 2 instruksies. Na 5 uur se toetsing stop die toetsprogrammatuur wanneer dit wys dat die totale aantal ontvangde pakkies 36.000 pakkies is. Die toetsresultate van multi-protokol-datastransmissiesagteware word in Figuur 6 getoon. Die aantal korrekte pakkies is 36 000, die aantal verkeerde pakkies is 0, en die akkuraatheidskoers is 100%.
Zigbee -tegnologie word gebruik om die interne netwerk van Smart Home te besef, wat die voordele van gerieflike afstandbeheer, buigsame toevoeging van nuwe toerusting en betroubare beheerprestasie het. RFTD -tegnologie word gebruik om gebruikersidentifisering te besef en stelselsekuriteit te verbeter. Deur die toegang van GSM -module word die afstandbeheer en alarmfunksies gerealiseer.
Postyd: Jan-06-2022