Inteligentní dům je dům jako platforma, použití integrované elektroinstalační technologie, síťové komunikační technologie, bezpečnostní technologie, technologie automatického řízení, audio a video technologie pro integraci zařízení souvisejících s životem v domácnosti, harmonogram výstavby efektivních obytných zařízení a systému správy rodinných záležitostí , zlepšit zabezpečení domova, pohodlí, komfort, umění a realizovat ochranu životního prostředí a energeticky úsporné životní prostředí.Na základě nejnovější definice chytrého domu, odkazujte se na vlastnosti technologie ZigBee, design tohoto systému, nezbytný v obsahuje systém chytré domácnosti (systém inteligentního (centrálního) řízení domácnosti, systém řízení osvětlení domácnosti, systémy zabezpečení domácnosti), na základě spojeného systému domovní elektroinstalace, systému domácí sítě, systému hudby na pozadí a systému řízení rodinného prostředí.Na afirmaci, že žije v inteligenci, nainstaloval pouze veškerý potřebný systém a domácí systém, který nainstaloval volitelný systém alespoň jednoho druhu a výše, může přivolávat inteligenci žije. Proto lze tento systém nazvat inteligentním domem.
1. Schéma návrhu systému
Systém se skládá z ovládaných zařízení a zařízení na dálkové ovládání v domácnosti.Mezi řízená zařízení v rodině patří především počítač s přístupem na internet, řídicí centrum, monitorovací uzel a ovladač domácích spotřebičů, které lze přidat.Zařízení pro dálkové ovládání se skládají především ze vzdálených počítačů a mobilních telefonů.
Hlavní funkce systému jsou: 1) procházení úvodní stránky webové stránky, správa informací na pozadí;2) Realizovat spínačové ovládání vnitřních domácích spotřebičů, zabezpečení a osvětlení přes internet a mobilní telefon;3) Prostřednictvím modulu RFID realizovat identifikaci uživatele, aby se dokončilo přepnutí stavu zabezpečení vnitřního prostoru, v případě krádeže prostřednictvím SMS alarmu uživateli;4) Prostřednictvím softwaru centrálního řídicího systému pro dokončení místního ovládání a zobrazení stavu vnitřního osvětlení a domácích spotřebičů;5) Úložiště osobních informací a ukládání stavu vnitřního vybavení jsou dokončeny pomocí databáze.Pro uživatele je pohodlné dotazovat se na stav vnitřního zařízení prostřednictvím centrálního řídicího a řídicího systému.
2. Návrh hardwaru systému
Hardwarový návrh systému zahrnuje návrh řídicího centra, monitorovacího uzlu a volitelného doplnění ovladače domácích spotřebičů (vezměte si jako příklad ovladač elektrického ventilátoru).
2.1 Ovládací centrum
Hlavní funkce řídicího centra jsou následující: 1) Vybudovat bezdrátovou síť ZigBee, přidat do sítě všechny monitorovací uzly a realizovat příjem nového zařízení;2) identifikace uživatele, uživatel doma nebo zpět prostřednictvím uživatelské karty k dosažení vnitřního bezpečnostního spínače;3) Když lupič vnikne do místnosti, pošlete uživateli krátkou zprávu, aby zalarmoval.Uživatelé mohou také ovládat vnitřní zabezpečení, osvětlení a domácí spotřebiče prostřednictvím krátkých zpráv;4) Když systém běží samostatně, LCD zobrazuje aktuální stav systému, který je pro uživatele pohodlný;5) Uložte stav elektrického zařízení a odešlete jej do PC pro online realizaci systému.
Hardware podporuje vícenásobný přístup/detekci kolize podle Carrier sense (CSMA/CA).Provozní napětí 2,0 ~ 3,6 V přispívá k nízké spotřebě energie systému.Nastavte bezdrátovou hvězdnou síť ZigBee v interiéru připojením k modulu koordinátora ZigBee v řídicím centru.A všechny monitorovací uzly vybrané pro přidání ovladače domácích spotřebičů jako koncového uzlu v síti pro připojení k síti, aby bylo možné realizovat bezdrátové ovládání sítě ZigBee vnitřního zabezpečení a domácích spotřebičů.
2.2 Monitorovací uzly
Funkce monitorovacího uzlu jsou následující: 1) detekce signálu lidského těla, zvukový a světelný alarm při vpádu zlodějů;2) ovládání osvětlení, režim ovládání je rozdělen na automatické ovládání a ruční ovládání, automatické ovládání se zapíná / vypíná světlo automaticky podle síly vnitřního světla, ruční ovládání osvětlení je prostřednictvím centrálního řídicího systému, (3) informace o poplachu a další informace zasílané do řídicího centra a přijímá řídicí příkazy z řídicího centra k dokončení řízení zařízení.
Infračervený plus mikrovlnný detekční režim je nejběžnějším způsobem detekce signálu lidského těla.Pyroelektrická infračervená sonda je RE200B a zesilovací zařízení je BISS0001.RE200B je napájen napětím 3-10 V a má vestavěný pyroelektrický duální citlivý infračervený prvek.Když prvek přijme infračervené světlo, dojde k fotoelektrickému jevu na pólech každého prvku a nahromadí se náboj.BISS0001 je digitálně-analogový hybridní asIC složený z operačního zesilovače, napěťového komparátoru, stavového regulátoru, časovače zpoždění a časovače blokovacího času.Spolu s RE200B a několika součástkami lze vytvořit pasivní pyroelektrický infračervený spínač.Pro mikrovlnný senzor byl použit modul Ant-g100, střední frekvence byla 10 GHz a maximální doba nastavení byla 6 μs.V kombinaci s pyroelektrickým infračerveným modulem lze účinně snížit chybovost detekce cíle.
Modul ovládání světla se skládá hlavně z fotocitlivého odporu a relé pro ovládání světla.Zapojte fotocitlivý rezistor do série s nastavitelným rezistorem 10 K ω, poté připojte druhý konec fotocitlivého rezistoru k zemi a druhý konec nastavitelného rezistoru připojte k vysoké úrovni.Hodnota napětí dvou odporových spojovacích bodů se získá prostřednictvím analogově-digitálního převodníku SCM, aby se zjistilo, zda svítí aktuální světlo.Nastavitelný odpor může být nastaven uživatelem tak, aby vyhovoval intenzitě světla, když je světlo právě zapnuté.Spínače vnitřního osvětlení jsou ovládány relé.Lze dosáhnout pouze jednoho vstupního/výstupního portu.
2.3 Vyberte Added Home Appliance Controller
Vyberte si přidat ovládání domácích spotřebičů především podle funkce zařízení pro dosažení ovládání zařízení, zde jako příklad elektrického ventilátoru.Řízení ventilátoru je řídicím centrem budou pokyny pro ovládání ventilátoru PC zasílané do ovladače elektrického ventilátoru prostřednictvím implementace sítě ZigBee, identifikační číslo různých spotřebičů se liší, například ustanovení této dohody identifikační číslo ventilátoru je 122, identifikační číslo domácího barevného televizoru je 123, čímž dochází k rozpoznání různých řídicích center elektrických domácích spotřebičů.Pro stejný instrukční kód provádějí různé domácí spotřebiče různé funkce.Obrázek 4 ukazuje složení domácích spotřebičů vybraných pro přidání.
3. Návrh systémového softwaru
Návrh systémového softwaru zahrnuje především šest částí, kterými jsou návrh webové stránky vzdáleného ovládání, návrh systému centrálního řízení řízení, návrh programu hlavního řadiče řídicího centra ATMegal28, návrh programu koordinátora CC2430, návrh programu monitorovacího uzlu CC2430, návrh programu výběru CC2430 pro přidání zařízení.
3.1 Návrh programu ZigBee Coordinator
Koordinátor nejprve dokončí inicializaci aplikační vrstvy, nastaví stav aplikační vrstvy a stav příjmu na nečinnost, poté zapne globální přerušení a inicializuje I/O port.Koordinátor pak začne budovat bezdrátovou hvězdnou síť.V protokolu koordinátor automaticky vybere pásmo 2,4 GHz, maximální počet bitů za sekundu je 62 500, výchozí PANID je 0×1347, maximální hloubka zásobníku je 5, maximální počet bajtů na odeslání je 93 a přenosová rychlost sériového portu je 57 600 bit/s.SL0W TIMER generuje 10 přerušení za sekundu.Po úspěšném vytvoření sítě ZigBee koordinátor odešle její adresu do MCU řídicího centra.Řídicí centrum MCU zde identifikuje koordinátora ZigBee jako člena monitorovacího uzlu a jeho identifikovaná adresa je 0. Program vstupuje do hlavní smyčky.Nejprve zjistěte, zda terminálový uzel posílá nová data, pokud ano, jsou data přímo přenášena do MCU řídicího centra;Zjistěte, zda má MCU řídicího centra pokyny zasílané dolů, pokud ano, odešlete pokyny do odpovídajícího terminálového uzlu ZigBee;Posuďte, zda je zabezpečení otevřené, zda se jedná o zloděje, pokud ano, odešlete informace o poplachu na MCU řídicího centra;Posuďte, zda je světlo ve stavu automatického ovládání, pokud ano, zapněte analogově-digitální převodník pro vzorkování, hodnota vzorkování je klíčem k zapnutí nebo vypnutí světla, pokud se stav světla změní, informace o novém stavu je přenášeny do řídícího centra MC-U.
3.2 Programování terminálového uzlu ZigBee
Terminálový uzel ZigBee označuje bezdrátový uzel ZigBee řízený koordinátorem ZigBee.V systému je to především monitorovací uzel a volitelné doplnění regulátoru domácích spotřebičů.Inicializace terminálových uzlů ZigBee také zahrnuje inicializaci aplikační vrstvy, otevírání přerušení a inicializaci I/O portů.Pak se zkuste připojit k síti ZigBee.Je důležité poznamenat, že pouze koncové uzly s nastavením koordinátora ZigBee se mohou připojit k síti.Pokud se terminálovému uzlu ZigBee nepodaří připojit k síti, pokusí se to znovu každé dvě sekundy, dokud se úspěšně nepřipojí k síti.Po úspěšném připojení k síti odešle koncový uzel ZI-Gbee své registrační informace koordinátorovi ZigBee, který je poté předá MCU řídicího centra, aby dokončil registraci koncového uzlu ZigBee.Pokud je terminálový uzel ZigBee monitorovacím uzlem, může realizovat řízení osvětlení a zabezpečení.Program je podobný koordinátoru ZigBee, s tím rozdílem, že monitorovací uzel potřebuje odeslat data koordinátorovi ZigBee a poté koordinátor ZigBee odešle data do MCU řídicího centra.Pokud je terminálový uzel ZigBee regulátorem elektrického ventilátoru, potřebuje pouze přijímat data horního počítače bez nahrání stavu, takže jeho ovládání může být přímo dokončeno v přerušení bezdrátového příjmu dat.Při přerušení bezdrátového příjmu dat všechny koncové uzly překládají přijaté řídicí instrukce do řídicích parametrů vlastního uzlu a nezpracovávají přijaté bezdrátové instrukce v hlavním programu uzlu.
4 Online ladění
Zvyšující se instrukce pro instrukční kód pevného zařízení vydaná centrálním řídicím systémem je odesílána do MCU řídicího centra přes sériový port počítače a ke koordinátorovi přes dvoulinkové rozhraní a poté na terminál ZigBee. uzel koordinátorem.Když terminálový uzel přijme data, jsou data znovu odeslána do PC přes sériový port.Na tomto PC se data přijatá terminálovým uzlem ZigBee porovnávají s daty odeslanými řídicím centrem.Centrální řídicí systém vysílá 2 instrukce každou sekundu.Po 5 hodinách testování se testovací software zastaví, když ukáže, že celkový počet přijatých paketů je 36 000 paketů.Výsledky testů softwaru pro testování přenosu dat s více protokoly jsou znázorněny na obrázku 6. Počet správných paketů je 36 000, počet chybných paketů je 0 a míra přesnosti je 100 %.
Technologie ZigBee se používá k realizaci vnitřní sítě chytré domácnosti, která má výhody pohodlného dálkového ovládání, flexibilního přidávání nového vybavení a spolehlivého výkonu ovládání.Technologie RFTD se používá k identifikaci uživatelů a zlepšení zabezpečení systému.Prostřednictvím přístupu GSM modulu jsou realizovány funkce dálkového ovládání a alarmu.
Čas odeslání: leden-06-2022