Smart Home é unha casa como plataforma, o uso de tecnoloxía de cableado integrado, tecnoloxía de comunicación de rede, tecnoloxía de seguridade, tecnoloxía de control automático, tecnoloxía de audio e vídeo para integrar as instalacións relacionadas coa vida doméstica, o calendario para construír instalacións residenciais eficientes e o sistema de xestión de asuntos familiares, mellorar a seguridade doméstica, a comodidade, o confort, a arte e realizar a protección ambiental e o ambiente de aforro de enerxía. Con base na última definición de Smart Home, refírese ás características da tecnoloxía Zigbee, o deseño deste sistema, o necesario contén un sistema de casa intelixente (sistema de control Smart Home (central), sistema de control de iluminación doméstica, sistemas de seguridade doméstica), baseándose no sistema de cableado doméstico, sistema de rede doméstica, sistema de música de fondo e sistema de control de ambiente familiar. Sobre a afirmación de que vive en intelixencia, instalou todo o sistema necesario completamente e o sistema doméstico que instalou un sistema opcional dun tipo e por riba pode chamar vidas de intelixencia. Polo tanto, este sistema pode chamarse Intelligent Home.
1. Esquema de deseño do sistema
O sistema está composto por dispositivos controlados e dispositivos de control remoto na casa. Entre eles, os dispositivos controlados da familia inclúen principalmente o ordenador que pode acceder a Internet, o centro de control, o nodo de vixilancia e o controlador de electrodomésticos que se poden engadir. Os dispositivos de control remoto están compostos principalmente por ordenadores remotos e teléfonos móbiles.
As principais funcións do sistema son: 1) a páxina principal da navegación na páxina web, xestión de información de fondo; 2) realizar o control do conmutador de electrodomésticos interiores, seguridade e iluminación a través de internet e teléfono móbil; 3) a través do módulo RFID para realizar a identificación do usuario, para completar o interruptor de estado de seguridade interior, en caso de roubo mediante alarma SMS ao usuario; 4) a través do software do sistema de xestión de control central para completar a exhibición local de control e estado de iluminación interior e electrodomésticos; 5) O almacenamento de información persoal e o almacenamento de estado do equipo interior complétanse mediante a base de datos. É conveniente que os usuarios consulten o estado do equipo interior a través do sistema central de control e xestión.
2. Deseño de hardware do sistema
O deseño de hardware do sistema inclúe o deseño do centro de control, o nodo de vixilancia e a adición opcional do controlador de electrodomésticos domésticos (tome como exemplo o controlador de ventiladores eléctricos).
2.1 O centro de control
As principais funcións do centro de control son as seguintes: 1) Para construír unha rede Zigbee sen fíos, engadir todos os nodos de vixilancia á rede e realizar a recepción de novos equipos; 2) Identificación do usuario, o usuario na casa ou de volta a través da tarxeta de usuario para conseguir un interruptor de seguridade interior; 3) Cando un ladrón entra na habitación, envíe unha mensaxe curta ao usuario para alarma. Os usuarios tamén poden controlar a seguridade interior, a iluminación e os electrodomésticos a través de mensaxes curtas; 4) Cando o sistema funciona só, o LCD mostra o estado actual do sistema, o que é conveniente para que os usuarios poidan ver; 5) Almacenar o estado de equipos eléctricos e envialo a PC para realizar o sistema en liña.
O hardware admite o portador sen sentido de acceso/detección de colisións (CSMA/CA). A tensión de funcionamento de 2,0 ~ 3.6V propicia un baixo consumo de enerxía do sistema. Configure unha rede de estrelas Zigbee sen fíos en interiores conectándose ao módulo de coordinador ZigBee no centro de control. E todos os nodos de vixilancia, seleccionados para engadir o controlador de electrodomésticos como o nodo terminal da rede para unirse á rede, para realizar o control de rede ZigBee sen fíos de seguridade interior e aparellos domésticos.
2.2 Nodos de vixilancia
As funcións do nodo de vixilancia son as seguintes: 1) Detección de sinal do corpo humano, son e alarma lixeira cando os ladróns invaden; 2) Control de iluminación, o modo de control divídese en control automático e control manual, o control automático está activado/apagado automaticamente segundo a forza da luz interior, o control manual de control de control é a través do sistema de control central, (3) a información de alarma e outra información enviada ao centro de control e recibe comandos de control do centro de control para completar o control do equipo.
O modo de detección de microondas máis infravermellos é o xeito máis común na detección do sinal do corpo humano. A sonda de infravermello piroeléctrico é RE200B, e o dispositivo de amplificación é Biss0001. RE200B está alimentado por tensión de 3-10 V e ten un elemento de infravermello sensible piroeléctrico incorporado. Cando o elemento reciba luz infravermella, o efecto fotoeléctrico producirase nos polos de cada elemento e acumularase a carga. Biss0001 é un ASIC híbrido dixital-analóxico composto por amplificador operativo, comparador de tensión, controlador de estado, temporizador de tempo de atraso e temporizador de tempo de bloqueo. Xunto con RE200B e algúns compoñentes, pódese formar o interruptor piroeléctrico pasivo. O módulo ANT-G100 usouse para o sensor de microondas, a frecuencia central foi de 10 GHz e o tempo máximo de establecemento foi de 6μs. Combinado co módulo de infravermello piroeléctrico, a taxa de erro de detección de obxectivos pode reducirse efectivamente.
O módulo de control de luz está composto principalmente por resistor fotosensible e relé de control de luz. Conecte a resistencia fotosensible en serie coa resistencia axustable de 10 K Ω, logo conecte o outro extremo da resistencia fotosensible ao chan e conecte o outro extremo da resistencia axustable ao alto nivel. O valor de tensión dos dous puntos de conexión de resistencia obtense a través do convertedor analóxico-dixital SCM para determinar se a luz actual está activada. O usuario pode axustar a resistencia axustable para satisfacer a intensidade da luz cando a luz acaba de activarse. Os interruptores de iluminación interiores están controlados por relés. Só se pode conseguir un porto de entrada/saída.
2.3 Seleccione o controlador de electrodomésticos engadidos
Escolla engadir o control de electrodomésticos principalmente segundo a función do dispositivo para lograr o control do dispositivo, aquí ao ventilador eléctrico como exemplo. O control do ventilador é que o centro de control será as instrucións de control do ventilador de PC enviadas ao controlador de ventiladores eléctricos mediante a implementación da rede ZigBee, o número de identificación de aparellos diferentes é diferente, por exemplo, as disposicións deste acordo de identificación de fans de acordo son 122, o número de identificación de TV doméstica é 123, dando así o recoñecemento de diferentes centros de control de electrodomésticos de electrodomésticos. Para o mesmo código de instrución, diferentes aparellos domésticos realizan funcións diferentes. A figura 4 mostra a composición dos electrodomésticos seleccionados para a adición.
3. Deseño de software do sistema
O deseño de software do sistema inclúe principalmente seis pezas, que son o deseño de páxinas web de control remoto, deseño de sistemas de xestión de control central, controlador principal do centro de control Atmegal28 Deseño de programas, deseño de programas de coordinadores CC2430, deseño de programas de nodos de seguimento CC2430, CC2430 Seleccione Engadir deseño de programas de dispositivos.
3.1 Deseño de programas de coordinador ZigBee
O coordinador completa por primeira vez a inicialización da capa de aplicación, establece o estado da capa de aplicación e recibe o estado en ralentí, logo acende as interrupcións globais e inicializa o porto de E/S. O coordinador comeza entón a construír unha rede de estrelas sen fíos. No protocolo, o coordinador selecciona automaticamente a banda de 2,4 GHz, o número máximo de bits por segundo é 62 500, o Panid predeterminado é 0 × 1347, a profundidade máxima de pila é de 5, o número máximo de bytes por envío é de 93 e a velocidade de baude de porto en serie é de 57 600 bits/s. O temporizador SL0W xera 10 interrupcións por segundo. Despois de establecer con éxito a rede Zigbee, o coordinador envía o seu enderezo ao MCU do Centro de control. Aquí, o centro de control MCU identifica o coordinador de Zigbee como membro do nodo de vixilancia, e o seu enderezo identificado é 0. O programa entra no bucle principal. En primeiro lugar, determine se hai novos datos enviados polo nodo terminal, se o hai, os datos transmítense directamente ao MCU do centro de control; Determinar se o MCU do centro de control ten instrucións enviadas, se é así, envíe as instrucións ao correspondente nodo terminal ZigBee; Xulgue se a seguridade está aberta, se hai un ladrón, se é así, envía a información de alarma ao MCU do Centro de control; Xulgue se a luz está en estado de control automático, se é así, acenda o convertedor analóxico a dixital para a mostraxe, o valor de mostraxe é a clave para activar ou apagar a luz, se o estado de luz cambia, a nova información do estado transmítese ao centro de control MC-U.
3.2 Programación de nodos do terminal Zigbee
O nodo terminal zigbee refírese ao nodo sen fíos controlado polo coordinador Zigbee. No sistema, é principalmente o nodo de vixilancia e a adición opcional do controlador de aparellos domésticos. A inicialización dos nodos do terminal ZigBee tamén inclúe a inicialización da capa de aplicacións, as interrupcións de apertura e a inicialización de portos de E/S. A continuación, intente unirse á rede Zigbee. É importante ter en conta que só os nodos finais coa configuración do coordinador de ZigBee poden unirse á rede. Se o nodo terminal Zigbee non se une á rede, intentará de novo cada dous segundos ata que se une con éxito á rede. Despois de unirse á rede con éxito, o nodo terminal Zi-GBEE envía a súa información de rexistro ao coordinador ZigBee, que despois a reenvía ao MCU do Centro de control para completar o rexistro do nodo terminal ZigBee. Se o nodo terminal zigbee é un nodo de vixilancia, pode realizar o control da iluminación e a seguridade. O programa é similar ao coordinador de ZigBee, excepto que o nodo de vixilancia necesita enviar datos ao coordinador de ZigBee, e entón o coordinador ZigBee envía datos ao MCU do Centro de control. Se o nodo terminal zigbee é un controlador de ventilador eléctrico, só precisa recibir os datos do ordenador superior sen cargar o estado, polo que o seu control pode completarse directamente na interrupción dos datos sen fíos que reciben. En datos sen fíos que reciben interrupcións, todos os nodos terminais traducen as instrucións de control recibidas aos parámetros de control do propio nodo e non procesan as instrucións sen fíos recibidas no programa principal do nodo.
4 Depuración en liña
A instrución crecente para o código de instrucións de equipos fixos emitidos polo sistema de xestión de control central é enviado a MCU do centro de control a través do porto serie do ordenador e ao coordinador a través da interface de dúas liñas e, a continuación, ao nodo terminal ZigBee polo coordinador. Cando o nodo terminal recibe os datos, os datos envíanse ao PC a través do porto serie. Neste PC, os datos recibidos polo nodo terminal ZigBee compáranse cos datos enviados polo centro de control. O sistema central de xestión de control envía 2 instrucións cada segundo. Despois de 5 horas de proba, o software de proba detense cando demostra que o número total de paquetes recibidos é de 36.000 paquetes. Os resultados da proba do software de proba de transmisión de datos multi-protocolo móstranse na figura 6. O número de paquetes correctos é de 36 000, o número de paquetes incorrectos é 0 e a taxa de precisión é do 100%.
A tecnoloxía Zigbee úsase para realizar a rede interna de Smart Home, que ten as vantaxes dun control remoto conveniente, a adición flexible de novos equipos e o rendemento de control fiable. A tecnoloxía RFTD úsase para realizar a identificación do usuario e mellorar a seguridade do sistema. A través do acceso do módulo GSM, realízanse as funcións de control remoto e alarma.
Tempo de publicación: xaneiro-06-2022