Slimhuis is 'n huis as 'n platform, die gebruik van geïntegreerde bedradingstegnologie, netwerkkommunikasietegnologie, sekuriteitstegnologie, outomatiese beheertegnologie, klank- en videotegnologie om die huishoudelike lewensverwante fasiliteite te integreer, skeduleer om doeltreffende residensiële fasiliteite en gesinsakebestuurstelsels te bou, huisveiligheid, gerief, gemak, kunstigheid te verbeter en omgewingsbeskerming en energiebesparende leefomgewing te verwesenlik. Gebaseer op die nuutste definisie van slimhuis, verwys na die eienskappe van die ZigBee-tegnologie, ontwerp van hierdie stelsel, die nodige in sluit 'n slimhuisstelsel (slimhuis (sentrale) beheerstelsel, huishoudelike beligtingsbeheerstelsel, huissekuriteitstelsels), op die basis van die saamgevoegde huishoudelike bedradingsstelsel, huisnetwerkstelsel, agtergrondmusiekstelsel en gesinsomgewingbeheerstelsel. Op grond van die bevestiging dat leef in intelligensie, geïnstalleer al die nodige stelsels volledig, en die huishoudelike stelsel wat geïnstalleer opsionele stelsel van een soort en hoër kan ten minste intelligensie leef in. Daarom kan hierdie stelsel intelligente huis genoem word.
1. Stelselontwerpskema
Die stelsel bestaan uit beheerde toestelle en afstandbeheertoestelle in die huis. Onder hulle sluit die beheerde toestelle in die gesin hoofsaaklik die rekenaar in wat toegang tot die internet kan kry, die beheersentrum, die moniteringsknooppunt en die beheerder van huishoudelike toestelle wat bygevoeg kan word. Afstandbeheertoestelle bestaan hoofsaaklik uit afstandrekenaars en selfone.
Die hooffunksies van die stelsel is: 1) die voorblad van die webbladblaai, agtergrondinligtingbestuur; 2) Beheer van binnenshuise huishoudelike toestelle, sekuriteit en beligting via die internet en selfoon; 3) Gebruikersidentifikasie word deur die RFID-module bewerkstellig, om die statusskakelaar vir binnenshuise sekuriteit te voltooi, in geval van diefstal deur middel van 'n SMS-alarm aan die gebruiker; 4) Die plaaslike beheer en statusvertoning van binnenshuise beligting en huishoudelike toestelle word deur die sentrale beheer- en bestuurstelselsagteware voltooi; 5) Persoonlike inligtingberging en die statusberging van binnenshuise toerusting word voltooi deur die databasis te gebruik. Dit is gerieflik vir gebruikers om die status van binnenshuise toerusting deur die sentrale beheer- en bestuurstelsel na te vra.
2. Stelselhardeware-ontwerp
Die hardeware-ontwerp van die stelsel sluit die ontwerp van die beheersentrum, die moniteringsknooppunt en die opsionele byvoeging van die huishoudelike toestelbeheerder in (neem die elektriese waaierbeheerder as voorbeeld).
2.1 Die Beheersentrum
Die hooffunksies van die beheersentrum is soos volg: 1) Om 'n draadlose ZigBee-netwerk te bou, alle moniteringsnodusse by die netwerk te voeg en die ontvangs van nuwe toerusting te bewerkstellig; 2) gebruikersidentifikasie, die gebruiker tuis of terug deur die gebruikerskaart om binnenshuise sekuriteitskakelaar te bewerkstellig; 3) Wanneer 'n inbreker die kamer binnedring, stuur 'n kort boodskap aan die gebruiker om alarm te maak. Gebruikers kan ook binnenshuise sekuriteit, beligting en huishoudelike toestelle deur middel van kort boodskappe beheer; 4) Wanneer die stelsel alleen loop, vertoon die LCD die huidige stelselstatus, wat gerieflik is vir gebruikers om te sien; 5) Stoor die status van elektriese toerusting en stuur dit na 'n rekenaar om die stelsel aanlyn te maak.
Die hardeware ondersteun Carrier sense veelvuldige toegang/botsingsopsporing (CSMA/CA). Die bedryfspanning van 2.0 ~ 3.6V is bevorderlik vir lae kragverbruik van die stelsel. Stel 'n draadlose ZigBee-sternetwerk binnenshuis op deur aan die ZigBee-koördineerdermodule in die beheersentrum te koppel. En al die moniteringsnodusse, gekies om die huishoudelike toestelbeheerder as die terminaalnodus in die netwerk by te voeg om by die netwerk aan te sluit, om sodoende die draadlose ZigBee-netwerkbeheer van binnenshuise sekuriteit en huishoudelike toestelle te verwesenlik.
2.2 Moniteringsnodusse
Die funksies van die moniteringsknooppunt is soos volg: 1) menslike liggaamseinopsporing, klank- en ligalarm wanneer diewe inval; 2) beligtingsbeheer, die beheermodus is verdeel in outomatiese beheer en handmatige beheer, outomatiese beheer is aan/af van die lig outomaties volgens die sterkte van die binnenshuise lig, handmatige beheer beligtingsbeheer is deur die sentrale beheerstelsel, (3) die alarminligting en ander inligting word na die beheersentrum gestuur, en ontvang beheeropdragte van die beheersentrum om die toerustingbeheer te voltooi.
Infrarooi plus mikrogolfdeteksiemodus is die mees algemene manier in menslike liggaamseindeteksie. Die piroëlektriese infrarooi sonde is RE200B, en die versterkingstoestel is BISS0001. RE200B word aangedryf deur 'n 3-10 V spanning en het 'n ingeboude piroëlektriese dubbelsensitiewe infrarooi element. Wanneer die element infrarooi lig ontvang, sal die fotoëlektriese effek by die pole van elke element plaasvind en die lading sal ophoop. BISS0001 is 'n digitaal-analoog hibriede asIC wat bestaan uit 'n operasionele versterker, spanningsvergelyker, toestandbeheerder, vertragingstydtimer en blokkeringstydtimer. Saam met RE200B en 'n paar komponente kan die passiewe piroëlektriese infrarooi skakelaar gevorm word. Die Ant-g100-module is gebruik vir mikrogolfsensor, die middelfrekwensie was 10 GHz, en die maksimum vestigingstyd was 6 μs. Gekombineer met die piroëlektriese infrarooi module, kan die foutkoers van teikendeteksie effektief verminder word.
Die ligbeheermodule bestaan hoofsaaklik uit 'n fotosensitiewe weerstand en 'n ligbeheerrelais. Verbind die fotosensitiewe weerstand in serie met die verstelbare weerstand van 10 K ω, verbind dan die ander punt van die fotosensitiewe weerstand aan die grond, en verbind die ander punt van die verstelbare weerstand aan die hoë vlak. Die spanningswaarde van die twee weerstandsverbindingspunte word verkry deur die SCM analoog-na-digitaal-omskakelaar om te bepaal of die huidige lig aan is. Verstelbare weerstand kan deur die gebruiker aangepas word om by die ligintensiteit te pas wanneer die lig pas aangeskakel is. Binnenshuise beligtingskakelaars word deur relais beheer. Slegs een invoer/uitvoerpoort kan bereik word.
2.3 Kies die bygevoegde huistoestelbeheerder
Kies om die beheer van huishoudelike toestelle hoofsaaklik volgens die funksie van die toestel by te voeg om toestelbeheer te verkry, hier na die elektriese waaier as voorbeeld. Waaierbeheer is die beheersentrum wat rekenaar-waaierbeheerinstruksies sal wees wat na die elektriese waaierbeheerder gestuur word deur die ZigBee-netwerkimplementering. Verskillende toestelle se identifikasienommers is anders. Byvoorbeeld, die bepalings van hierdie ooreenkoms se waaieridentifikasienommer is 122, en die huishoudelike kleurtelevisie-identifikasienommer is 123, wat die herkenning van verskillende elektriese huishoudelike toestelle se beheersentrums bewerkstellig. Vir dieselfde instruksiekode verrig verskillende huishoudelike toestelle verskillende funksies. Figuur 4 toon die samestelling van die huishoudelike toestelle wat gekies is om by te voeg.
3. Stelselsagteware-ontwerp
Die stelselsagteware-ontwerp bestaan hoofsaaklik uit ses dele, naamlik die ontwerp van die afstandbeheer-webbladsy, die ontwerp van die sentrale beheerbestuurstelsel, die ontwerp van die ATMegal28-program vir die beheersentrum se hoofbeheerder, die ontwerp van die CC2430-koördineerderprogram, die ontwerp van die CC2430-moniteringsnodusprogram, en die ontwerp van die CC2430-seleksie-toevoegingsprogram vir toestelle.
3.1 ZigBee-koördineerderprogramontwerp
Die koördineerder voltooi eers die toepassingslaaginisialisering, stel die toepassingslaagtoestand en ontvangstoestand op idle, skakel dan globale 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 bisse per sekonde is 62 500, die standaard PANID is 0 × 1347, die maksimum stapeldiepte is 5, die maksimum aantal grepe per stuur is 93, en die seriële poort se baudtempo is 57 600 bis/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 moniteringsknoop, en sy geïdentifiseerde adres is 0. Die program gaan die hooflus binne. Bepaal eers of daar nuwe data deur die terminaalknoop gestuur is, indien wel, word die data direk na die MCU van die beheersentrum oorgedra; Bepaal of die MCU van die beheersentrum instruksies ontvang het, indien wel, stuur die instruksies na die ooreenstemmende ZigBee-terminaalknooppunt; Beoordeel of sekuriteit oop is, of daar 'n inbreker is, indien wel, stuur die alarminligting na die MCU van die beheersentrum; Beoordeel of die lig in outomatiese beheertoestand is, indien wel, skakel die analoog-na-digitale omskakelaar aan vir monsterneming, die monsternemingswaarde is die sleutel om die lig aan of af te skakel, as die ligtoestand verander, word die nuwe toestandsinligting na die beheersentrum MC-U oorgedra.
3.2 ZigBee-terminaalnodusprogrammering
ZigBee-terminaalknoop verwys na die draadlose ZigBee-knoop wat deur die ZigBee-koördineerder beheer word. In die stelsel is dit hoofsaaklik die moniteringsknoop en die opsionele byvoeging van 'n huishoudelike toestelbeheerder. Inisialisering van ZigBee-terminaalknooppunte sluit ook toepassingslaaginisialisering, die oopmaak van onderbrekings en die inisialisering van I/O-poorte in. Probeer dan om by die ZigBee-netwerk aan te sluit. Dit is belangrik om daarop te let dat slegs eindknooppunte met ZigBee-koördineerderopstelling toegelaat word om by die netwerk aan te sluit. As die ZigBee-terminaalknoop nie by die netwerk aansluit nie, sal dit elke twee sekondes weer probeer totdat dit suksesvol by die netwerk aansluit. Nadat dit suksesvol by die netwerk aangesluit het, stuur die ZI-Gbee-terminaalknoop sy registrasie-inligting na die ZigBee-koördineerder, wat dit dan na die MCU van die beheersentrum aanstuur om die registrasie van die ZigBee-terminaalknoop te voltooi. As die ZigBee-terminaalknoop 'n moniteringsknoop is, kan dit die beheer van beligting en sekuriteit bewerkstellig. Die program is soortgelyk aan die ZigBee-koördineerder, behalwe dat die moniteringsnode data na die ZigBee-koördineerder moet stuur, en dan stuur die ZigBee-koördineerder data na die MCU van die beheersentrum. As die ZigBee-terminale nodus 'n elektriese waaierbeheerder is, hoef dit slegs die data van die boonste rekenaar te ontvang sonder om die status op te laai, sodat die beheer daarvan direk voltooi kan word tydens die onderbreking van draadlose data-ontvangs. In die onderbreking van draadlose data-ontvangs vertaal alle terminale nodusse die ontvangde beheerinstruksies na die beheerparameters van die nodus self, en verwerk nie die ontvangde draadlose instruksies in die hoofprogram van die nodus nie.
4 Aanlyn Ontfouting
Die toenemende instruksie vir die instruksiekode van vaste toerusting wat deur die sentrale beheerstelsel uitgereik word, word na die MCU van die beheersentrum gestuur deur die seriepoort van die rekenaar, en na die koördineerder deur die tweelyn-koppelvlak, en dan deur die koördineerder na die ZigBee-terminaalknoop. Wanneer die terminaalknoop die data ontvang, word die data weer deur die seriepoort na die rekenaar gestuur. Op hierdie rekenaar word die data wat deur die ZigBee-terminaalknoop ontvang word, vergelyk met die data wat deur die beheersentrum gestuur word. Die sentrale beheerstelsel stuur elke sekonde 2 instruksies. Na 5 uur se toetsing stop die toetssagteware wanneer dit wys dat die totale aantal ontvangde pakkies 36 000 pakkies is. Die toetsresultate van die multi-protokol data-oordrag toetssagteware 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 slimhuise te verwesenlik, wat die voordele van gerieflike afstandbeheer, buigsame byvoeging van nuwe toerusting en betroubare beheerprestasie inhou. RFTD-tegnologie word gebruik om gebruikersidentifikasie te verwesenlik en stelselsekuriteit te verbeter. Deur die toegang van die GSM-module word die afstandbeheer- en alarmfunksies verwesenlik.
Plasingstyd: 6 Januarie 2022