Az intelligens otthon egy ház, mint platform, integrált huzalozási technológia, hálózati kommunikációs technológia, biztonsági technológia, automatikus vezérlési technológia, audio- és videotechnológia alkalmazása a háztartási élethez kapcsolódó létesítmények integrálása érdekében, a hatékony lakóépületek és a családi ügyek kezelési rendszerének ütemezése. , javítja az otthon biztonságát, kényelmét, komfortérzetét, művésziségét, valamint megvalósítja a környezetvédelmet és az energiatakarékos lakókörnyezetet.Az okosotthon legújabb definíciója alapján lásd a ZigBee technológia jellemzőit, ennek a rendszernek a kialakítását, a szükséges intelligens otthon rendszert tartalmaz (okosotthon (központi) vezérlőrendszer, háztartási világításvezérlő rendszer, otthoni biztonsági rendszerek), alapján csatlakozott a háztartási vezetékrendszer, az otthoni hálózati rendszer, a háttérzenei rendszer és a családi környezet vezérlő rendszer.Az intelligenciában élő, minden szükséges rendszert csak maradéktalanul telepített, és az a háztartási rendszer, amely legalább egy vagy annál több opcionális rendszert telepített, képes intelligenciát hívni. Ezért ezt a rendszert nevezhetjük intelligens otthonnak.
1. Rendszertervezési séma
A rendszer vezérelt eszközökből és otthoni távirányító eszközökből áll.Közülük a családban a vezérelt eszközök közé elsősorban az internetre tudó számítógép, a vezérlőközpont, a felügyeleti csomópont és a háztartási gépek vezérlője tartozik.A távirányító eszközök főként távoli számítógépekből és mobiltelefonokból állnak.
A rendszer fő funkciói: 1) a weblapok címlapja böngészés, háttérinformációk kezelése;2) A beltéri háztartási készülékek, a biztonság és a világítás kapcsolóvezérlésének megvalósítása interneten és mobiltelefonon keresztül;3) Az RFID modulon keresztül a felhasználói azonosítás megvalósításához, a beltéri biztonsági állapotváltás befejezéséhez, lopás esetén SMS riasztással a felhasználónak;4) A központi vezérlőrendszer szoftverén keresztül a beltéri világítás és a háztartási készülékek helyi vezérlésének és állapotkijelzésének befejezéséhez;5) A személyes adatok tárolása és a beltéri berendezések állapotának tárolása az adatbázis használatával történik.A felhasználók kényelmesen lekérdezhetik a beltéri berendezések állapotát a központi vezérlő- és felügyeleti rendszeren keresztül.
2. Rendszer hardver tervezése
A rendszer hardveres kialakítása magában foglalja a vezérlőközpont kialakítását, a felügyeleti csomópontot és a háztartási gép vezérlőjének opcionális kiegészítését (például az elektromos ventilátor vezérlőt).
2.1 A Vezérlőközpont
A vezérlőközpont fő funkciói a következők: 1) Vezeték nélküli ZigBee hálózat kiépítése, az összes felügyeleti csomópont hozzáadása a hálózathoz, és új berendezések fogadása;2) a felhasználó azonosítása, a felhasználó otthon vagy vissza a felhasználói kártyán keresztül a beltéri biztonsági kapcsoló eléréséhez;3) Ha egy betörő behatol a helyiségbe, küldjön egy rövid üzenetet a felhasználónak a riasztásra.A felhasználók rövid üzenetekkel szabályozhatják a beltéri biztonságot, a világítást és a háztartási gépeket is;4) Ha a rendszer egyedül működik, az LCD megjeleníti az aktuális rendszerállapotot, amely kényelmes a felhasználók számára;5) Tárolja az elektromos berendezések állapotát, és küldje el PC-re a rendszer online megvalósításához.
A hardver támogatja a Carrier sense multiple access/Collision Detection (CSMA/CA) funkciót.A 2,0 ~ 3,6 V üzemi feszültség hozzájárul a rendszer alacsony energiafogyasztásához.Hozzon létre vezeték nélküli ZigBee csillaghálózatot beltéren a vezérlőközpontban található ZigBee koordinátor modulhoz való csatlakozással.És az összes megfigyelő csomópont, amelyek a háztartási készülék vezérlőjét a hálózat terminálcsomópontjaként adják hozzá a hálózathoz való csatlakozáshoz, hogy megvalósítsák a beltéri biztonsági és háztartási készülékek vezeték nélküli ZigBee hálózati vezérlését.
2.2 Monitoring csomópontok
A felügyeleti csomópont funkciói a következők: 1) emberi test jelek észlelése, hang- és fényriasztás tolvajok behatolásakor;2) világításvezérlés, a vezérlési mód automatikus vezérlésre és kézi vezérlésre van osztva, az automatikus vezérlés automatikusan be- és kikapcsolja a fényt a beltéri világítás erőssége szerint, a kézi vezérlésű világításvezérlés a központi vezérlőrendszeren keresztül történik, (3) riasztási információkat és egyéb információkat küldenek a vezérlőközpontnak, és vezérlőparancsokat kap a vezérlőközponttól a berendezés vezérlésének befejezéséhez.
Az infravörös és mikrohullámú érzékelési mód a leggyakoribb módja az emberi test jeleinek észlelésének.A piroelektromos infravörös szonda RE200B, az erősítő eszköz pedig a BISS0001.Az RE200B 3-10 V feszültséggel működik, és beépített piroelektromos, kettős érzékenységű infravörös elemmel rendelkezik.Amikor az elem infravörös fényt kap, az egyes elemek pólusainál fotoelektromos hatás lép fel, és a töltés felhalmozódik.A BISS0001 egy digitális-analóg hibrid asIC, amely műveleti erősítőből, feszültség-összehasonlítóból, állapotvezérlőből, késleltetési időzítőből és blokkolási időzítőből áll.Az RE200B-vel és néhány komponenssel együtt kialakítható a passzív piroelektromos infravörös kapcsoló.Mikrohullámú szenzorként Ant-g100 modult használtunk, a középfrekvencia 10 GHz volt, a maximális felállítási idő 6 μs.Piroelektromos infravörös modullal kombinálva a célfelismerés hibaaránya hatékonyan csökkenthető.
A fényvezérlő modul főként fényérzékeny ellenállásból és fényvezérlő reléből áll.Csatlakoztassa sorba a fényérzékeny ellenállást a 10 K ω állítható ellenállással, majd csatlakoztassa a fényérzékeny ellenállás másik végét a földhöz, és csatlakoztassa az állítható ellenállás másik végét a magas szintre.A két ellenállás csatlakozási pontjának feszültségértékét az SCM analóg-digitális átalakítója kapja meg annak meghatározására, hogy az áramjelző lámpa világít-e.Az állítható ellenállást a felhasználó beállíthatja, hogy megfeleljen a fény intenzitásának, amikor a lámpa éppen fel van kapcsolva.A beltéri világításkapcsolókat relék vezérlik.Csak egy bemeneti/kimeneti port érhető el.
2.3 Válassza ki az Added Home Appliance Controller elemet
Válassza ki, hogy a háztartási készülékek vezérlését főként az eszköz funkciójának megfelelően adja hozzá az eszközvezérlés eléréséhez, itt például az elektromos ventilátorhoz.A ventilátorvezérlés a vezérlőközpont PC-s ventilátorvezérlési utasításokat küld az elektromos ventilátorvezérlőnek a ZigBee hálózaton keresztül, a különböző készülékek azonosító száma eltérő, például a megállapodás rendelkezései a ventilátor azonosító száma 122, a hazai színes TV azonosító száma 123, így megvalósítva a különböző elektromos háztartási gépek vezérlőközpontjának felismerését.Ugyanahhoz az utasításkódhoz a különböző háztartási gépek különböző funkciókat látnak el.A 4. ábra a kiegészítésre kiválasztott háztartási készülékek összetételét mutatja.
3. Rendszerszoftver tervezés
A rendszerszoftver-tervezés főként hat részből áll, amelyek a következők: távirányítós weboldal tervezés, központi vezérlőrendszer tervezése, vezérlőközpont fővezérlő ATMegal28 programtervezése, CC2430 koordinátor programtervezés, CC2430 felügyeleti csomópont programtervezés, CC2430 eszköz hozzáadása programtervezés.
3.1 ZigBee Coordinator programtervezés
A koordinátor először befejezi az alkalmazási réteg inicializálását, az alkalmazási réteg állapotát és a fogadási állapotot tétlenre állítja, majd bekapcsolja a globális megszakításokat és inicializálja az I/O portot.A koordinátor ezután hozzákezd egy vezeték nélküli csillaghálózat kiépítéséhez.A protokollban a koordinátor automatikusan kiválasztja a 2,4 GHz-es sávot, a bitek maximális száma másodpercenként 62 500, az alapértelmezett PANID 0×1347, a maximális veremmélység 5, a küldésenkénti bájtok maximális száma 93, ill. a soros port adatátviteli sebessége 57 600 bit/s.Az SL0W IDŐZÍTŐ 10 megszakítást generál másodpercenként.A ZigBee hálózat sikeres létrehozása után a koordinátor elküldi a címét a vezérlőközpont MCU-jának.Itt a vezérlőközpont MCU a ZigBee koordinátort a felügyeleti csomópont tagjaként azonosítja, és az azonosított címe 0. A program belép a fő hurokba.Először határozza meg, hogy van-e új adat küldött a terminál csomópont által, ha van, az adatokat közvetlenül továbbítja a vezérlőközpont MCU-jához;Határozza meg, hogy a vezérlőközpont MCU-ja rendelkezik-e leküldött utasításokkal, ha igen, küldje el az utasításokat a megfelelő ZigBee terminálcsomópontnak;Döntse el, hogy nyitva van-e a biztonság, van-e betörő, ha igen, küldje el a riasztási információkat a vezérlőközpont MCU-jának;Döntse el, hogy a lámpa automatikus vezérlési állapotban van-e, ha igen, kapcsolja be az analóg-digitális átalakítót a mintavételhez, a mintavételi érték a lámpa be- vagy kikapcsolásának kulcsa, ha a lámpa állapota megváltozik, az új állapot információ továbbítják az MC-U vezérlőközpontba.
3.2 ZigBee terminálcsomópont programozás
A ZigBee terminálcsomópont a ZigBee koordinátor által vezérelt vezeték nélküli ZigBee csomópontra utal.A rendszerben ez elsősorban a felügyeleti csomópont és a háztartási készülék vezérlő opcionális kiegészítése.A ZigBee terminálcsomópontok inicializálása magában foglalja az alkalmazási réteg inicializálását, a megszakítások megnyitását és az I/O portok inicializálását is.Ezután próbáljon meg csatlakozni a ZigBee hálózathoz.Fontos megjegyezni, hogy csak a ZigBee koordinátor beállítással rendelkező végcsomópontok csatlakozhatnak a hálózathoz.Ha a ZigBee terminálcsomópont nem csatlakozik a hálózathoz, két másodpercenként újra próbálkozik, amíg sikeresen nem csatlakozik a hálózathoz.A hálózathoz való sikeres csatlakozás után a ZI-Gbee terminálcsomópont elküldi regisztrációs információit a ZigBee koordinátornak, amely továbbítja azokat a vezérlőközpont MCU-jához, hogy befejezze a ZigBee terminál csomópont regisztrációját.Ha a ZigBee terminál csomópont egy felügyeleti csomópont, akkor megvalósíthatja a világítás és a biztonság vezérlését.A program hasonló a ZigBee koordinátorhoz, kivéve, hogy a felügyeleti csomópontnak adatokat kell küldenie a ZigBee koordinátornak, majd a ZigBee koordinátor adatokat küld a vezérlőközpont MCU-jának.Ha a ZigBee terminálcsomópont egy elektromos ventilátorvezérlő, akkor csak a felső számítógép adatait kell fogadnia állapotfeltöltés nélkül, így vezérlése közvetlenül teljesülhet a vezeték nélküli adatfogadás megszakításában.Vezeték nélküli adatvételi megszakítás esetén minden terminálcsomópont lefordítja a kapott vezérlési utasításokat magának a csomópontnak a vezérlési paramétereire, és nem dolgozza fel a kapott vezeték nélküli utasításokat a csomópont főprogramjában.
4 Online hibakeresés
A központi vezérlőrendszer által kiadott fix berendezések utasításkódjára vonatkozó növekvő utasítás a számítógép soros portján keresztül a vezérlőközpont MCU-jába, a kétsoros interfészen keresztül a koordinátorhoz, majd a ZigBee terminálba kerül. csomópont a koordinátor által.Amikor a terminál csomópont megkapja az adatokat, az adatok a soros porton keresztül ismét elküldésre kerülnek a PC-re.Ezen a számítógépen a ZigBee terminál csomópontja által fogadott adatokat összehasonlítják a vezérlőközpont által küldött adatokkal.A központi vezérlőrendszer másodpercenként 2 utasítást küld.5 óra tesztelés után a tesztelő szoftver leáll, amikor azt mutatja, hogy a fogadott csomagok száma összesen 36 000 csomag.A többprotokollú adatátvitelt vizsgáló szoftverek teszteredményeit a 6. ábra mutatja. A helyes csomagok száma 36 000, a hibás csomagok száma 0, a pontosság 100%.
A ZigBee technológiát az intelligens otthon belső hálózatának megvalósítására használják, amelynek előnyei a kényelmes távvezérlés, az új berendezések rugalmas kiegészítése és a megbízható vezérlési teljesítmény.Az RFD technológiát a felhasználó azonosítására és a rendszerbiztonság javítására használják.A GSM modul elérésén keresztül valósul meg a távirányító és a riasztó funkciók.
Feladás időpontja: 2022-06-06