A casa intelixente é unha casa como plataforma, o uso de tecnoloxía de cableado integrada, 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, programar a construción de instalacións residenciais eficientes e un sistema de xestión de asuntos familiares. , mellora a seguridade do fogar, a comodidade, a comodidade, o arte e realiza a protección ambiental e o ambiente de vida aforro de enerxía.Con base na última definición de casa intelixente, consulte as características da tecnoloxía ZigBee, o deseño deste sistema, o necesario contén un sistema doméstico intelixente (sistema de control de casa intelixente (central), sistema de control de iluminación doméstica, sistemas de seguridade domésticos), en base ao sistema de cableado doméstico, sistema de rede doméstica, sistema de música de fondo e sistema de control do ambiente familiar.Na afirmación de que vive en intelixencia, instalou todo o sistema necesario completamente só, eo sistema doméstico que instalou sistema opcional dun tipo e superior polo menos pode chamar intelixencia vive dentro Polo tanto, este sistema pódese chamar casa intelixente.
1. Esquema de deseño do sistema
O sistema está composto por dispositivos controlados e dispositivos de control remoto no fogar.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 primeira páxina da navegación da páxina web, a xestión da información de fondo;2) Realizar o control do interruptor 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 o control local e a visualización do estado da iluminación interior e dos electrodomésticos;5) O almacenamento de información persoal e o almacenamento do estado dos equipos interiores complétanse mediante a base de datos.É conveniente para os usuarios consultar o estado do equipamento 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 (toma como exemplo o controlador do ventilador eléctrico).
2.1 O Centro de Control
As principais funcións do centro de control son as seguintes: 1) Para construír unha rede ZigBee sen fíos, engade todos os nodos de vixilancia á rede e realice a recepción de novos equipos;2) identificación do usuario, o usuario na casa ou de volta a través da tarxeta de usuario para acadar interruptor de seguridade interior;3) Cando un ladrón se entromete na habitación, envíe unha mensaxe breve ao usuario para alarmar.Os usuarios tamén poden controlar a seguridade interior, a iluminación e os electrodomésticos mediante mensaxes curtas;4) Cando o sistema funciona só, a pantalla LCD mostra o estado actual do sistema, o que é conveniente para os usuarios;5) Almacene o estado dos equipos eléctricos e envíeo ao PC para realizar o sistema en liña.
O hardware admite a detección de acceso múltiple/detección de colisións (CSMA/CA).A tensión de funcionamento de 2,0 ~ 3,6 V favorece un baixo consumo de enerxía do sistema.Configure unha rede estrela ZigBee sen fíos no interior conectándose ao módulo coordinador ZigBee no centro de control.E todos os nodos de vixilancia, seleccionados para engadir o controlador de electrodomésticos como nodo terminal na rede para unirse á rede, para realizar o control de rede sen fíos ZigBee de seguridade interior e electrodomésticos.
2.2 Nodos de vixilancia
As funcións do nodo de vixilancia son as seguintes: 1) detección de sinal do corpo humano, alarma sonora e luminosa cando invaden os ladróns;2) control de iluminación, o modo de control divídese en control automático e control manual, o control automático acende/apaga a luz automaticamente segundo a intensidade da luz interior, o control manual de iluminación é a través do sistema de control central, (3) o 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 infravermellos máis microondas é o xeito máis común de detectar o sinal do corpo humano.A sonda infravermella piroeléctrica é RE200B e o dispositivo de amplificación é BISS0001.O RE200B está alimentado por unha tensión de 3-10 V e ten un elemento infravermello piroeléctrico de dobre sensibilidade incorporado.Cando o elemento recibe 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 operacional, comparador de voltaxe, controlador de estado, temporizador de tempo de retardo e temporizador de tempo de bloqueo.Xunto con RE200B e algúns compoñentes, pódese formar o interruptor infravermello piroeléctrico pasivo.Utilizouse o módulo Ant-g100 para o sensor de microondas, a frecuencia central foi de 10 GHz e o tempo máximo de establecemento foi de 6 μs.Combinado co módulo infravermello piroeléctrico, a taxa de erro de detección de obxectivos pódese reducir de forma efectiva.
O módulo de control de luz está composto principalmente por resistencia fotosensible e relé de control da luz.Conecte a resistencia fotosensible en serie coa resistencia axustable de 10 K ω, a continuación, conecte o outro extremo da resistencia fotosensible ao chan e conecte o outro extremo da resistencia axustable ao nivel alto.O valor de tensión dos dous puntos de conexión de resistencia obtense a través do conversor analóxico a dixital SCM para determinar se a luz actual está acesa.O usuario pode axustar a resistencia axustable para satisfacer a intensidade da luz cando a luz está acesa.Os interruptores de iluminación interior son controlados por relés.Só se pode acadar un porto de entrada/saída.
2.3 Seleccione o controlador do electrodoméstico engadido
Elixe engadir o control dos electrodomésticos principalmente segundo a función do dispositivo para lograr o control do dispositivo, aquí o ventilador eléctrico como exemplo.O control do ventilador é o centro de control. As instrucións de control do ventilador da PC serán enviadas ao controlador do ventilador eléctrico a través da implementación da rede ZigBee, o número de identificación de diferentes aparellos é diferente, por exemplo, o número de identificación do ventilador estipulado neste acordo é 122, o número de identificación do televisor en cor doméstico. é 123, dándose así conta do recoñecemento de diferentes electrodomésticos centro de control.Para o mesmo código de instrucións, diferentes electrodomésticos realizan funcións diferentes.A figura 4 mostra a composición dos electrodomésticos seleccionados para a súa adición.
3. Deseño de software do sistema
O deseño do software do sistema inclúe principalmente seis partes, que son o deseño de páxinas web de control remoto, o deseño do sistema de xestión de control central, o deseño do programa ATMegal28 do controlador principal do centro de control, o deseño do programa do coordinador CC2430, o deseño do programa do nodo de seguimento CC2430, o deseño do programa do dispositivo CC2430 seleccione engadir.
3.1 Deseño do programa ZigBee Coordinator
O coordinador primeiro completa a inicialización da capa de aplicación, establece o estado da capa de aplicación e o estado de recepción en inactivo, despois activa as interrupcións globais e inicializa o porto de E/S.O coordinador comeza entón a construír unha rede estrela 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 5, o número máximo de bytes por envío é 93 e a velocidade en baudios do porto serie é de 57 600 bit/s.O SL0W TIMER 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 MCU do centro de control identifica ao Coordinador ZigBee como membro do nodo de seguimento 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 os hai, os datos transmítense directamente á MCU do centro de control;Determine se a MCU do centro de control ten instrucións enviadas, se é así, envíe as instrucións ao nodo terminal ZigBee correspondente;Xulgue se a seguridade está aberta, se hai un ladrón, se é así, envíe a información de alarma ao MCU do centro de control;Xulgue se a luz está en estado de control automático, se é así, acende o conversor analóxico a dixital para a mostraxe, o valor de mostraxe é a clave para acender ou apagar a luz, se o estado da luz cambia, a nova información de estado é transmitido al centro de control MC-U.
3.2 Programación de nodos terminales ZigBee
O nodo terminal ZigBee refírese ao nodo ZigBee sen fíos controlado polo coordinador de ZigBee.No sistema, é principalmente o nodo de vixilancia e a adición opcional do controlador de electrodomésticos.A inicialización dos nodos terminais ZigBee tamén inclúe a inicialización da capa de aplicación, a apertura de interrupcións 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 ZigBee poden unirse á rede.Se o nodo de terminal ZigBee non logra unirse á rede, intentarao de novo cada dous segundos ata que se una 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 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 da seguridade.O programa é semellante ao coordinador ZigBee, excepto que o nodo de monitorización necesita enviar datos ao coordinador ZigBee e, a continuación, o coordinador ZigBee envía datos ao MCU do centro de control.Se o nodo terminal ZigBee é un controlador de ventilador eléctrico, só necesita recibir os datos do ordenador superior sen cargar o estado, polo que o seu control pode completarse directamente na interrupción da recepción de datos sen fíos.Na interrupción da recepción de datos sen fíos, todos os nodos terminais traducen as instrucións de control recibidas nos 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 instrución dos equipos fixos emitido polo sistema de xestión de control central envíase ao MCU do centro de control a través do porto serie do ordenador, e ao coordinador a través da interface de dúas liñas e despois ao terminal ZigBee. nodo polo coordinador.Cando o nodo terminal recibe os datos, os datos envíanse de novo 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 de xestión de control central envía 2 instrucións cada segundo.Despois de 5 horas de proba, o software de proba detense cando mostra que o número total de paquetes recibidos é de 36.000 paquetes.Os resultados das probas do software de proba de transmisión de datos multiprotocolo móstranse na Figura 6. O número de paquetes correctos é 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 da casa intelixente, que ten as vantaxes dun cómodo control remoto, a adición flexible de novos equipos e un rendemento de control fiable.A tecnoloxía RFTD úsase para realizar a identificación do usuario e mellorar a seguridade do sistema.A través do acceso ao módulo GSM, realízanse as funcións de control remoto e alarma.
Hora de publicación: Xaneiro-06-2022