Išmanusis namas yra namas kaip platforma, naudojant integruotas laidų technologijas, tinklo ryšio technologijas, apsaugos technologijas, automatinio valdymo technologijas, garso ir vaizdo technologijas, kad būtų galima integruoti su buitiniu gyvenimu susijusius įrenginius, planuoti efektyvių gyvenamųjų patalpų ir šeimos reikalų valdymo sistemą. , gerinti namų saugumą, patogumą, komfortą, meniškumą ir realizuoti aplinkos apsaugą bei energiją taupančią gyvenamąją aplinką.Remiantis naujausiu išmaniųjų namų apibrėžimu, žr. ZigBee technologijos ypatybes, šios sistemos dizainą, būtinajame yra protingo namo sistema (išmaniojo namo (centrinė) valdymo sistema, buitinio apšvietimo valdymo sistema, namų apsaugos sistemos), pagrindu sujungta buitinė instaliacijos sistema, namų tinklo sistema, foninės muzikos sistema ir šeimos aplinkos valdymo sistema.Tvirtinama, kad gyvena intelekte, visiškai įdiegta visa reikalinga sistema, o buitinė sistema, įdiegusi bent vienos rūšies ir aukštesnę pasirenkamą sistemą, gali iškviesti intelektą. Todėl šią sistemą galima pavadinti intelektualiais namais.
1. Sistemos projektavimo schema
Sistemą sudaro namuose valdomi įrenginiai ir nuotolinio valdymo įrenginiai.Tarp jų šeimos valdomuose įrenginiuose daugiausia yra kompiuteris, galintis prisijungti prie interneto, valdymo centras, stebėjimo mazgas ir buitinės technikos valdiklis, kurį galima pridėti.Nuotolinio valdymo įrenginius daugiausia sudaro nuotoliniai kompiuteriai ir mobilieji telefonai.
Pagrindinės sistemos funkcijos: 1) tinklalapio naršymas pirmajame puslapyje, foninės informacijos valdymas;2) Realizuoti patalpų buitinės technikos, apsaugos ir apšvietimo jungiklių valdymą internetu ir mobiliuoju telefonu;3) per RFID modulį, kad būtų galima identifikuoti naudotoją, kad būtų užbaigtas patalpų saugumo būsenos jungiklis, vagystės atveju per SMS aliarmą vartotojui;4) Naudodami centrinę valdymo valdymo sistemos programinę įrangą, kad užbaigtumėte vietinį patalpų apšvietimo ir buitinių prietaisų valdymą ir būsenos rodymą;5) Asmeninės informacijos saugojimas ir patalpų įrangos būsenos saugojimas baigiamas naudojantis duomenų baze.Vartotojams patogu teirautis apie patalpų įrangos būseną per centrinę valdymo ir valdymo sistemą.
2. Sistemos techninės įrangos projektavimas
Sistemos techninė konstrukcija apima valdymo centro, stebėjimo mazgo dizainą ir pasirenkamą buitinės technikos valdiklio priedą (pavyzdžiui, elektrinio ventiliatoriaus valdiklį).
2.1 Valdymo centras
Pagrindinės valdymo centro funkcijos yra šios: 1) Sukurti belaidį ZigBee tinklą, įtraukti į tinklą visus stebėjimo mazgus ir realizuoti naujos įrangos priėmimą;2) vartotojo identifikavimas, vartotojas namuose arba atgal per vartotojo kortelę, kad būtų pasiektas patalpų saugumo jungiklis;3) Įsilaužėliui įsiveržus į patalpą, išsiųskite trumpą žinutę vartotojui, kad įspėtumėte.Vartotojai taip pat gali valdyti patalpų apsaugą, apšvietimą ir buitinę techniką trumposiomis žinutėmis;4) Kai sistema veikia viena, LCD ekrane rodoma esama sistemos būsena, kurią patogu peržiūrėti vartotojams;5) Išsaugokite elektros įrangos būseną ir nusiųskite ją į kompiuterį, kad sistema būtų realizuota internete.
Aparatinė įranga palaiko daugkartinės prieigos / susidūrimo aptikimą (CSMA / CA).2,0–3,6 V darbinė įtampa yra palanki mažam sistemos energijos suvartojimui.Nustatykite belaidį ZigBee žvaigždžių tinklą patalpose, prisijungę prie ZigBee koordinatoriaus modulio valdymo centre.Ir visi stebėjimo mazgai, pasirinkti pridėti buitinės technikos valdiklį kaip terminalo mazgą tinkle, kad būtų galima prisijungti prie tinklo, kad būtų galima realizuoti belaidį „ZigBee“ tinklo valdymą patalpų apsaugai ir buitinei technikai.
2.2 Stebėjimo mazgai
Stebėjimo mazgo funkcijos yra šios: 1) žmogaus kūno signalų aptikimas, garso ir šviesos signalizacija įsiveržus vagims;2) apšvietimo valdymas, valdymo režimas yra padalintas į automatinį ir rankinį valdymą, automatinis valdymas automatiškai įjungia / išjungia šviesą pagal patalpų apšvietimo stiprumą, rankinis apšvietimo valdymas atliekamas per centrinę valdymo sistemą, (3) aliarmo informacija ir kita informacija, siunčiama į valdymo centrą, ir gauna valdymo komandas iš valdymo centro, kad užbaigtų įrangos valdymą.
Infraraudonųjų spindulių ir mikrobangų aptikimo režimas yra labiausiai paplitęs žmogaus kūno signalo aptikimo būdas.Piroelektrinis infraraudonųjų spindulių zondas yra RE200B, o stiprinimo įtaisas yra BISS0001.RE200B maitinamas 3-10 V įtampa ir turi įmontuotą piroelektrinį dvigubo jautrumo infraraudonųjų spindulių elementą.Kai elementas gauna infraraudonųjų spindulių šviesą, kiekvieno elemento poliuose atsiras fotoelektrinis efektas ir kaupsis krūvis.BISS0001 yra skaitmeninis-analoginis hibridinis asIC, sudarytas iš operacinio stiprintuvo, įtampos lygintuvo, būsenos valdiklio, delsos laikmačio ir blokavimo laiko laikmačio.Kartu su RE200B ir keliais komponentais galima suformuoti pasyvų piroelektrinį infraraudonųjų spindulių jungiklį.Ant-g100 modulis buvo naudojamas mikrobangų jutikliui, centrinis dažnis buvo 10 GHz, o didžiausias nustatymo laikas buvo 6 μs.Kartu su piroelektriniu infraraudonųjų spindulių moduliu galima efektyviai sumažinti taikinio aptikimo klaidų dažnį.
Šviesos valdymo modulį daugiausia sudaro šviesai jautrus rezistorius ir šviesos valdymo relė.Sujunkite šviesai jautrų rezistorių nuosekliai su reguliuojamu 10 K ω rezistorius, tada kitą šviesai jautraus rezistoriaus galą prijunkite prie žemės, o kitą reguliuojamo rezistoriaus galą prijunkite prie aukšto lygio.Dviejų varžos prijungimo taškų įtampos vertė gaunama naudojant SCM analoginį-skaitmeninį keitiklį, siekiant nustatyti, ar dega srovės lemputė.Reguliuojamą pasipriešinimą vartotojas gali reguliuoti taip, kad jis atitiktų šviesos intensyvumą, kai šviesa tik įjungta.Vidaus apšvietimo jungikliai valdomi relėmis.Galima pasiekti tik vieną įvesties/išvesties prievadą.
2.3 Pasirinkite Added Home Appliance Controller
Pasirinkite pridėti buitinių prietaisų valdymą daugiausia pagal įrenginio funkciją, kad pasiektumėte įrenginio valdymą, čia, kaip pavyzdį, prie elektrinio ventiliatoriaus.Ventiliatoriaus valdymas yra valdymo centras, kuris bus kompiuterio ventiliatoriaus valdymo instrukcijos, siunčiamos elektriniam ventiliatoriaus valdikliui per ZigBee tinklą, skirtingų prietaisų identifikavimo numeris skiriasi, pavyzdžiui, šios sutarties nuostatos ventiliatoriaus identifikavimo numeris yra 122, buitinio spalvoto televizoriaus identifikavimo numeris. yra 123, taip realizuojant skirtingų buitinių elektros prietaisų valdymo centro atpažinimą.Tam pačiam instrukcijos kodui skirtinga buitinė technika atlieka skirtingas funkcijas.4 paveiksle parodyta papildymui pasirinktų buitinių prietaisų sudėtis.
3. Sisteminės programinės įrangos projektavimas
Sistemos programinės įrangos dizainą daugiausia sudaro šešios dalys, kurios yra nuotolinio valdymo tinklalapio dizainas, centrinio valdymo valdymo sistemos projektavimas, valdymo centro pagrindinio valdiklio ATMegal28 programos projektavimas, CC2430 koordinatoriaus programos projektavimas, CC2430 stebėjimo mazgo programos projektavimas, CC2430 pasirinkti pridėti įrenginio programos dizainą.
3.1 ZigBee Coordinator programos kūrimas
Koordinatorius pirmiausia užbaigia programos lygmens inicijavimą, nustato taikymo sluoksnio būseną ir priėmimo būseną į tuščiąja eiga, tada įjungia visuotinius pertraukimus ir inicijuoja įvesties / išvesties prievadą.Tada koordinatorius pradeda kurti belaidį žvaigždžių tinklą.Protokole koordinatorius automatiškai parenka 2,4 GHz dažnių juostą, maksimalus bitų skaičius per sekundę yra 62 500, numatytasis PANID yra 0×1347, didžiausias krūvos gylis yra 5, maksimalus baitų skaičius siuntimui yra 93 ir nuosekliojo prievado perdavimo sparta yra 57 600 bitų per sekundę.SL0W LAIKMATIS generuoja 10 pertraukimų per sekundę.Sėkmingai užmezgus ZigBee tinklą, koordinatorius siunčia savo adresą į valdymo centro MCU.Čia valdymo centro MCU identifikuoja ZigBee koordinatorių kaip stebėjimo mazgo narį, o jo nustatytas adresas yra 0. Programa patenka į pagrindinę kilpą.Pirmiausia nustatykite, ar nėra naujų duomenų, kuriuos siunčia terminalo mazgas, jei yra, duomenys tiesiogiai perduodami į valdymo centro MCU;Nustatykite, ar valdymo centro MCU yra nusiųstos instrukcijos, jei taip, nusiųskite jas į atitinkamą ZigBee terminalo mazgą;Įvertinkite, ar atidaryta apsauga, ar nėra įsilaužimo, jei taip, nusiųskite aliarmo informaciją į valdymo centro MCU;Įvertinkite, ar lemputė yra automatinio valdymo būsenoje, jei taip, įjunkite analoginio-skaitmeninio keitiklį mėginiams imti, mėginių ėmimo vertė yra raktas įjungti arba išjungti šviesą, jei pasikeičia šviesos būsena, naujos būsenos informacija yra perduodama į valdymo centrą MC-U.
3.2 ZigBee terminalo mazgo programavimas
ZigBee terminalo mazgas reiškia belaidį ZigBee mazgą, valdomą ZigBee koordinatoriaus.Sistemoje tai daugiausia stebėjimo mazgas ir papildomas buitinių prietaisų valdiklis.„ZigBee“ terminalo mazgų inicijavimas taip pat apima taikomojo sluoksnio inicijavimą, pertraukimų atidarymą ir I/O prievadų inicijavimą.Tada pabandykite prisijungti prie ZigBee tinklo.Svarbu pažymėti, kad prie tinklo gali prisijungti tik galiniai mazgai su ZigBee koordinatoriaus sąranka.Jei ZigBee terminalo mazgui nepavyksta prisijungti prie tinklo, jis bandys dar kartą kas dvi sekundes, kol sėkmingai prisijungs prie tinklo.Sėkmingai prisijungęs prie tinklo, ZI-Gbee terminalo mazgas siunčia savo registracijos informaciją ZigBee koordinatoriui, kuris vėliau perduoda ją valdymo centro MCU, kad užbaigtų ZigBee terminalo mazgo registraciją.Jei ZigBee terminalo mazgas yra stebėjimo mazgas, jis gali valdyti apšvietimą ir saugumą.Programa yra panaši į ZigBee koordinatorių, išskyrus tai, kad stebėjimo mazgas turi siųsti duomenis ZigBee koordinatoriui, o tada ZigBee koordinatorius siunčia duomenis į valdymo centro MCU.Jei ZigBee terminalo mazgas yra elektrinis ventiliatoriaus valdiklis, jam tereikia gauti viršutinio kompiuterio duomenis neįkeliant būsenos, todėl jo valdymas gali būti tiesiogiai užbaigtas nutraukus belaidžio duomenų priėmimą.Nutrūkus belaidžio ryšio duomenų priėmimui, visi galiniai mazgai gautas valdymo komandas paverčia paties mazgo valdymo parametrais, o gautų belaidžių nurodymų neapdoroja pagrindinėje mazgo programoje.
4 Derinimas internete
Centrinės valdymo sistemos išduodama didėjanti stacionarios įrangos instrukcijų kodo instrukcija per kompiuterio nuoseklųjį prievadą siunčiama į valdymo centro MCU, o per dviejų eilučių sąsają – koordinatoriui, o po to į ZigBee terminalą. mazgas koordinatoriaus.Kai terminalo mazgas gauna duomenis, duomenys vėl siunčiami į kompiuterį per nuoseklųjį prievadą.Šiame kompiuteryje ZigBee terminalo mazgo gauti duomenys lyginami su valdymo centro siunčiamais duomenimis.Centrinė valdymo valdymo sistema kas sekundę siunčia 2 nurodymus.Po 5 valandų testavimo testavimo programinė įranga sustoja, kai parodo, kad bendras gautų paketų skaičius yra 36 000 paketų.Kelių protokolų duomenų perdavimo testavimo programinės įrangos testavimo rezultatai pateikti 6 pav. Teisingų paketų skaičius yra 36 000, neteisingų paketų skaičius yra 0, o tikslumo koeficientas yra 100%.
„ZigBee“ technologija naudojama išmaniųjų namų vidiniam tinklui realizuoti, kurio pranašumai yra patogus nuotolinis valdymas, lankstus naujos įrangos papildymas ir patikimas valdymo efektyvumas.RFTD technologija naudojama vartotojo identifikavimui ir sistemos saugumui gerinti.Per GSM modulio prieigą realizuojamos nuotolinio valdymo ir signalizacijos funkcijos.
Paskelbimo laikas: 2022-06-06