A Smart Home é uma casa como plataforma, o uso de tecnologia de fiação integrada, tecnologia de comunicação de rede, tecnologia de segurança, tecnologia de controle automático, tecnologia de áudio e vídeo para integrar as instalações relacionadas à vida doméstica, cronograma para criar instalações residenciais eficientes e sistema de gerenciamento de assuntos familiares, melhorar a segurança doméstica, a conveniência, o conforto, a arte e realizar a proteção ambiental e a economia de energia. Com base na definição mais recente de casa inteligente, consulte as características da tecnologia ZigBee, o design desse sistema, o necessário, o Sistema de Controle Smart System (Smart Home (Central), o sistema de controle de iluminação doméstica, o sistema de segurança doméstica), com base no sistema de fiação doméstica, sistema de rede doméstica, sistema de música e sistema de controle de meio ambiente familiar. Sobre a afirmação que vive em inteligência, instalou todo o sistema necessário apenas e o sistema doméstico que instalava o sistema opcional de um tipo e acima pelo menos pode chamar vidas de inteligência. Portanto, esse sistema pode ser chamado de lar inteligente.
1. Esquema de design do sistema
O sistema é composto por dispositivos controlados e dispositivos de controle remoto em casa. Entre eles, os dispositivos controlados da família incluem principalmente o computador que pode acessar a Internet, o centro de controle, o nó de monitoramento e o controlador de eletrodomésticos que podem ser adicionados. Os dispositivos de controle remoto são compostos principalmente de computadores remotos e telefones celulares.
As principais funções do sistema são: 1) a primeira página da navegação na web, gerenciamento de informações em segundo plano; 2) realizar o controle da chave de eletrodomésticos internos, segurança e iluminação pela Internet e telefone celular; 3) Através do módulo RFID para realizar a identificação do usuário, de modo a preencher a chave de status de segurança interna, em caso de roubo por meio de alarme SMS para o usuário; 4) através do software central do sistema de gerenciamento de controle para concluir a exibição local de controle e status de iluminação interna e eletrodomésticos; 5) O armazenamento de informações pessoais e o armazenamento de status do equipamento interno são concluídos usando o banco de dados. É conveniente para os usuários consultar o status do equipamento interno através do sistema central de controle e gerenciamento.
2. Design de hardware do sistema
O design de hardware do sistema inclui o design do centro de controle, o nó de monitoramento e a adição opcional do controlador de eletrodomésticos (pegue o controlador de ventilador elétrico como exemplo).
2.1 O centro de controle
As principais funções do centro de controle são as seguintes: 1) Para construir uma rede sem fio, adicione todos os nós de monitoramento à rede e realizar a recepção de novos equipamentos; 2) Identificação do usuário, o usuário em casa ou de volta pelo cartão de usuário para obter o interruptor de segurança interno; 3) Quando um ladrão se invadir na sala, envie uma mensagem curta ao usuário para alarmar. Os usuários também podem controlar a segurança, iluminação e eletrodomésticos internos através de mensagens curtas; 4) Quando o sistema está em execução sozinho, o LCD exibe o status atual do sistema, o que é conveniente para os usuários visualizarem; 5) Armazene o estado de equipamento elétrico e envie -o ao PC para realizar o sistema online.
O hardware suporta detecção de múltiplos acesso/colisão da transportadora (CSMA/CA). A tensão operacional de 2,0 ~ 3,6V é propícia ao baixo consumo de energia do sistema. Configure uma rede de estrelas ZigBee sem fio dentro de casa, conectando -se ao módulo Coordenador do Zigbee no centro de controle. E todos os nós de monitoramento, selecionados para adicionar o controlador de eletrodomésticos como o nó do terminal na rede para ingressar na rede, para realizar o controle de rede ZigBee sem fio dos eletrodomésticos e eletrodomésticos internos.
2.2 nós de monitoramento
As funções do nó de monitoramento são as seguintes: 1) Detecção de sinal corporal humano, som e alarme de luz quando os ladrões invadem; 2) Controle de iluminação, o modo de controle é dividido em controle automático e controle manual, o controle automático está ligado/desligado automaticamente, de acordo com a força da luz interna, o controle de iluminação de controle manual é através do sistema de controle central, (3) as informações de alarme e outras informações enviadas ao centro de controle e recebe comandos de controle do centro de controle para concluir o controle do equipamento.
O modo de detecção de microondas infravermelho mais infravermelho é a maneira mais comum na detecção de sinal do corpo humano. A sonda infravermelha piroelétrica é RE200B e o dispositivo de amplificação é BISS0001. O RE200B é alimentado por tensão 3-10 V e possui elemento infravermelho duplo piroelétrico embutido. Quando o elemento recebe luz infravermelha, o efeito fotoelétrico ocorrerá nos pólos de cada elemento e a carga se acumulará. O BISS0001 é um ASIC híbrido de análise digital, composto por amplificador operacional, comparador de tensão, controlador de estado, temporizador de tempo de atraso e temporizador de tempo de bloqueio. Juntamente com o Re200b e alguns componentes, o interruptor infravermelho piroelétrico passivo pode ser formado. O módulo Ant-G100 foi usado para o sensor de microondas, a frequência central foi de 10 GHz e o tempo máximo de estabelecimento foi de 6μs. Combinado com o módulo infravermelho piroelétrico, a taxa de erro da detecção de alvo pode ser efetivamente reduzida.
O módulo de controle de luz é composto principalmente por resistor fotossensível e relé de controle de luz. Conecte o resistor fotossensível em série com o resistor ajustável de 10 K Ω, depois conecte a outra extremidade do resistor fotossensível ao solo e conecte a outra extremidade do resistor ajustável ao alto nível. O valor de tensão dos dois pontos de conexão de resistência é obtido através do conversor analógico-digital SCM para determinar se a luz atual está acesa. A resistência ajustável pode ser ajustada pelo usuário para atender à intensidade da luz quando a luz é ligada. Os interruptores de iluminação interna são controlados por relés. Apenas uma porta de entrada/saída pode ser alcançada.
2.3 Selecione o controlador de eletrodomésticos adicionados
Escolha adicionar o controle dos aparelhos domésticos principalmente de acordo com a função do dispositivo para obter o controle do dispositivo, aqui ao ventilador elétrico como exemplo. O controle do ventilador é o centro de controle, serão as instruções de controle do ventilador de PC enviadas ao controlador de ventilador elétrico através da implementação da rede do ZigBee, o número de identificação de aparelhos diferentes é diferente, por exemplo, as disposições deste contrato de identificação do ventilador é 122, o número de identificação de TV em cores domésticas é 123, percebendo assim o reconhecimento de diferentes solicitações de controle de solicitações elétricas. Para o mesmo código de instrução, diferentes eletrodomésticos desempenham funções diferentes. A Figura 4 mostra a composição dos eletrodomésticos selecionados para adição.
3. Design de software do sistema
O design do software do sistema inclui principalmente seis peças, que são design de página da web de controle remoto, design de sistema de gerenciamento de controle central, controlador principal do Centro de Controle ATMEGAL28 Design do programa, design do programa de coordenador CC2430, design do programa de monitoramento CC2430, CC2430 Select Add Disposit Program Design.
3.1 Design do Programa de Coordenador Zigbee
O coordenador conclui primeiro a inicialização da camada de aplicativo, define o estado da camada de aplicativos e recebe o estado para ocioso, depois ativa as interrupções globais e inicializa a porta de E/S. O coordenador começa a construir uma rede de estrelas sem fio. No protocolo, o coordenador seleciona automaticamente a banda de 2,4 GHz, o número máximo de bits por segundo é 62 500, o panid padrão é de 0 × 1347, a profundidade máxima da pilha é 5, o número máximo de bytes por envio é 93 e a taxa de transferência da porta serial é 57 600 bits/s. O timer SL0W gera 10 interrupções por segundo. Depois que a rede Zigbee é estabelecida com sucesso, o coordenador envia seu endereço para o MCU do Centro de Controle. Aqui, o MCU do centro de controle identifica o coordenador do ZigBee como um membro do nó de monitoramento e seu endereço identificado é 0. O programa entra no loop principal. Primeiro, determine se existem novos dados enviados pelo nó do terminal, se houver, os dados são transmitidos diretamente ao MCU do centro de controle; Determine se o MCU do centro de controle tem instruções enviadas, em caso afirmativo, envie as instruções para o nó do terminal ZigBee correspondente; Julgue se a segurança está aberta, se existe um ladrão, em caso afirmativo, envie as informações de alarme para o MCU do centro de controle; Julgue se a luz está no estado de controle automático; nesse caso, ligue o conversor analógico-digital para amostragem, o valor de amostragem é a chave para ligar ou desligar a luz, se o estado leve mudar, as novas informações de estado serão transmitidas ao centro de controle MC-U.
3.2 Programação do nó do terminal em ZigBee
Nó do terminal ZigBee refere -se ao nó ZigBee sem fio controlado pelo coordenador do ZigBee. No sistema, é principalmente o nó de monitoramento e a adição opcional do controlador de eletrodomésticos. A inicialização dos nós do terminal ZigBee também inclui a inicialização da camada de aplicação, interrupções de abertura e inicialização de portas de E/S. Em seguida, tente ingressar na rede ZigBee. É importante observar que apenas os nós finais com a configuração do Coordenador do Zigbee podem ingressar na rede. Se o nó do terminal ZigBee não ingressar na rede, ele tentará novamente a cada dois segundos até que ele entre com sucesso na rede. Depois de ingressar na rede com sucesso, o Nó do Terminal Zi-GBEE envia suas informações de registro ao Coordenador do Zigbee, que a encaminhará ao MCU do Centro de Controle para concluir o registro do Node Terminal Zigbee. Se o nó do terminal ZigBee for um nó de monitoramento, poderá realizar o controle da iluminação e segurança. O programa é semelhante ao coordenador do ZigBee, exceto que o nó de monitoramento precisa enviar dados para o coordenador do ZigBee e, em seguida, o coordenador do ZigBee envia dados para o MCU do centro de controle. Se o nó do terminal ZigBee for um controlador de ventilador elétrico, ele precisará receber apenas os dados do computador superior sem enviar o estado, para que seu controle possa ser concluído diretamente na interrupção do recebimento de dados sem fio. Em dados sem fio que recebem interrupção, todos os nós de terminais traduzem as instruções de controle recebidas nos parâmetros de controle do próprio nó e não processam as instruções sem fio recebidas no programa principal do nó.
4 depuração online
A instrução crescente para o código de instrução do equipamento fixo emitido pelo sistema de gerenciamento de controle central é enviado ao MCU do centro de controle através da porta serial do computador e ao coordenador através da interface de duas linhas e, em seguida, para o nó terminal do ZigBee pelo coordenador. Quando o nó do terminal recebe os dados, os dados são enviados ao PC através da porta serial novamente. Neste PC, os dados recebidos pelo nó do terminal ZigBee são comparados com os dados enviados pelo centro de controle. O sistema de gerenciamento de controle central envia 2 instruções a cada segundo. Após 5 horas de teste, o software de teste para quando mostra que o número total de pacotes recebidos é de 36.000 pacotes. Os resultados do teste do software de teste de transmissão de dados de vários protocolo são mostrados na Figura 6. O número de pacotes corretos é de 36 000, o número de pacotes incorretos é 0 e a taxa de precisão é 100%.
A tecnologia ZigBee é usada para realizar a rede interna do Smart Home, que tem as vantagens de controle remoto conveniente, adição flexível de novos equipamentos e desempenho confiável de controle. A tecnologia RFTD é usada para realizar a identificação do usuário e melhorar a segurança do sistema. Através do acesso do módulo GSM, as funções de controle remoto e alarme são realizadas.
Hora de postagem: Jan-06-2022