La casa intel·ligent és una casa com a plataforma, l'ús de tecnologia de cablejat integrada, tecnologia de comunicació de xarxa, tecnologia de seguretat, tecnologia de control automàtic, tecnologia d'àudio i vídeo per integrar les instal·lacions relacionades amb la vida domèstica, programació per construir instal·lacions residencials eficients i sistema de gestió d'afers familiars. , milloreu la seguretat de la llar, la comoditat, la comoditat, l'art i realitzeu la protecció del medi ambient i l'entorn de vida d'estalvi d'energia. Basat en l'última definició de casa intel·ligent, consulteu les característiques de la tecnologia ZigBee, el disseny d'aquest sistema, el necessari conté un sistema domèstic intel·ligent (sistema de control de la llar intel·ligent (central), sistema de control d'il·luminació domèstica, sistemes de seguretat per a la llar), basat en el sistema de cablejat domèstic, el sistema de xarxa domèstica, el sistema de música de fons i el sistema de control de l'entorn familiar. En l'afirmació que viu en la intel·ligència, instal·lat tot el sistema necessari completament només, i el sistema domèstic que instal·la un sistema opcional d'un tipus i superior almenys pot anomenar intel·ligència viu. Per tant, aquest sistema es pot anomenar casa intel·ligent.
1. Esquema de disseny del sistema
El sistema està format per dispositius controlats i dispositius de control remot a la llar. Entre ells, els dispositius controlats de la família inclouen principalment l'ordinador que pot accedir a Internet, el centre de control, el node de monitorització i el controlador d'electrodomèstics que es poden afegir. Els dispositius de control remot estan formats principalment per ordinadors remots i telèfons mòbils.
Les principals funcions del sistema són: 1) la portada de la navegació de la pàgina web, gestió de la informació de fons; 2) Realitzar el control de commutació d'electrodomèstics interiors, seguretat i il·luminació a través d'Internet i telèfon mòbil; 3) Mitjançant el mòdul RFID per realitzar la identificació de l'usuari, per completar l'interruptor d'estat de seguretat interior, en cas de robatori mitjançant alarma SMS a l'usuari; 4) Mitjançant el programari del sistema de gestió de control central per completar el control local i la visualització de l'estat de la il·luminació interior i dels electrodomèstics; 5) L'emmagatzematge d'informació personal i l'emmagatzematge de l'estat dels equips interiors es completen mitjançant la base de dades. És convenient que els usuaris consultin l'estat de l'equip interior mitjançant el sistema central de control i gestió.
2. Disseny de maquinari del sistema
El disseny del maquinari del sistema inclou el disseny del centre de control, el node de monitorització i l'addició opcional del controlador d'electrodomèstics (preneu com a exemple el controlador del ventilador elèctric).
2.1 El Centre de Control
Les funcions principals del centre de control són les següents: 1) Per construir una xarxa ZigBee sense fil, afegiu tots els nodes de monitorització a la xarxa i realitzeu la recepció de nous equips; 2) identificació de l'usuari, l'usuari a casa o de nou a través de la targeta d'usuari per aconseguir l'interruptor de seguretat interior; 3) Quan un lladre s'introdueix a l'habitació, envieu un missatge breu a l'usuari per alarmar. Els usuaris també poden controlar la seguretat interior, la il·luminació i els electrodomèstics mitjançant missatges curts; 4) Quan el sistema s'executa sol, la pantalla LCD mostra l'estat actual del sistema, que és convenient per als usuaris; 5) Emmagatzemeu l'estat de l'equip elèctric i envieu-lo a l'ordinador per realitzar el sistema en línia.
El maquinari és compatible amb la detecció d'accés múltiple/detecció de col·lisions de Carrier Sense (CSMA/CA). La tensió de funcionament de 2,0 ~ 3,6 V propicia un baix consum d'energia del sistema. Configureu una xarxa estrella ZigBee sense fil a l'interior connectant-vos al mòdul coordinador ZigBee al centre de control. I tots els nodes de monitorització, seleccionats per afegir el controlador d'electrodomèstics com a node terminal a la xarxa per unir-se a la xarxa, per tal de realitzar el control de xarxa ZigBee sense fil de seguretat interior i electrodomèstics.
2.2 Nodes de seguiment
Les funcions del node de monitorització són les següents: 1) detecció de senyals del cos humà, alarma sonora i lluminosa quan els lladres envaeixen; 2) control de la il·luminació, el mode de control es divideix en control automàtic i control manual, el control automàtic s'encén/apaga la llum automàticament segons la força de la llum interior, el control manual de la il·luminació es fa mitjançant el sistema de control central, (3) el informació d'alarma i altra informació enviada al centre de control i rep ordres de control del centre de control per completar el control de l'equip.
El mode de detecció d'infrarojos més microones és la forma més comuna de detecció de senyals del cos humà. La sonda infraroja piroelèctrica és RE200B i el dispositiu d'amplificació és BISS0001. El RE200B s'alimenta amb una tensió de 3-10 V i té un element infrarojo de doble sensibilitat piroelèctric integrat. Quan l'element rep llum infraroja, l'efecte fotoelèctric es produirà als pols de cada element i la càrrega s'acumularà. BISS0001 és un asIC híbrid digital-analògic format per amplificador operacional, comparador de tensió, controlador d'estat, temporitzador de temps de retard i temporitzador de temps de bloqueig. Juntament amb RE200B i alguns components, es pot formar l'interruptor d'infrarojos piroelèctric passiu. El mòdul Ant-g100 es va utilitzar per al sensor de microones, la freqüència central era de 10 GHz i el temps màxim d'establiment era de 6 μs. Combinat amb el mòdul infrarojo piroelèctric, la taxa d'error de detecció d'objectius es pot reduir de manera efectiva.
El mòdul de control de la llum es compon principalment de resistència fotosensible i relé de control de llum. Connecteu la resistència fotosensible en sèrie amb la resistència ajustable de 10 K ω, després connecteu l'altre extrem de la resistència fotosensible a terra i connecteu l'altre extrem de la resistència ajustable al nivell alt. El valor de tensió dels dos punts de connexió de resistència s'obté mitjançant el convertidor analògic a digital SCM per determinar si la llum actual està encès. L'usuari pot ajustar la resistència ajustable per satisfer la intensitat de la llum quan s'acaba d'encendre la llum. Els interruptors d'il·luminació interior es controlen mitjançant relés. Només es pot aconseguir un port d'entrada/sortida.
2.3 Seleccioneu el controlador d'electrodomèstics afegit
Trieu afegir el control dels electrodomèstics principalment segons la funció del dispositiu per aconseguir el control del dispositiu, aquí el ventilador elèctric com a exemple. El control del ventilador és que el centre de control serà instruccions de control del ventilador de PC enviades al controlador del ventilador elèctric mitjançant la implementació de la xarxa ZigBee, el número d'identificació de diferents aparells és diferent, per exemple, les disposicions d'aquest acord número d'identificació del ventilador és 122, el número d'identificació del televisor en color domèstic és 123, aconseguint així el reconeixement de diferents centres de control d'electrodomèstics. Per a un mateix codi d'instruccions, diferents electrodomèstics realitzen diferents funcions. La figura 4 mostra la composició dels electrodomèstics seleccionats per afegir-los.
3. Disseny de programari del sistema
El disseny del programari del sistema inclou principalment sis parts, que són el disseny de pàgines web de control remot, el disseny del sistema de gestió de control central, el disseny del programa ATMegal28 del controlador principal del centre de control, el disseny del programa del coordinador CC2430, el disseny del programa del node de monitorització CC2430, el disseny del programa d'afegir el dispositiu CC2430.
3.1 Disseny del programa ZigBee Coordinator
El coordinador primer completa la inicialització de la capa d'aplicació, estableix l'estat de la capa d'aplicació i l'estat de recepció en inactiu, després activa les interrupcions globals i inicialitza el port d'E/S. Aleshores, el coordinador comença a construir una xarxa estrella sense fil. Al protocol, el coordinador selecciona automàticament la banda de 2,4 GHz, el nombre màxim de bits per segon és de 62 500, el PANID predeterminat és 0 × 1347, la profunditat màxima de la pila és de 5, el nombre màxim de bytes per enviament és de 93 i la velocitat de transmissió del port sèrie és de 57 600 bit/s. El temporitzador SL0W genera 10 interrupcions per segon. Un cop establerta correctament la xarxa ZigBee, el coordinador envia la seva adreça a l'MCU del centre de control. Aquí, l'MCU del centre de control identifica el coordinador de ZigBee com a membre del node de monitorització i la seva adreça identificada és 0. El programa entra al bucle principal. Primer, determineu si hi ha dades noves enviades pel node terminal, si n'hi ha, les dades es transmeten directament a la MCU del centre de control; Determineu si la MCU del centre de control té instruccions enviades, si és així, envieu les instruccions al node terminal ZigBee corresponent; Jutgeu si la seguretat està oberta, si hi ha un lladre, si és així, envieu la informació d'alarma a l'MCU del centre de control; Jutgeu si la llum està en estat de control automàtic, si és així, engegueu el convertidor analògic a digital per al mostreig, el valor de mostreig és la clau per encendre o apagar la llum, si l'estat de la llum canvia, la informació de l'estat nou és transmès al centre de control MC-U.
3.2 Programació del node terminal ZigBee
El node terminal ZigBee fa referència al node ZigBee sense fil controlat pel coordinador de ZigBee. Al sistema, és principalment el node de monitorització i l'addició opcional del controlador d'electrodomèstics. La inicialització dels nodes terminals de ZigBee també inclou la inicialització de la capa d'aplicació, l'obertura d'interrupcions i la inicialització de ports d'E/S. A continuació, intenteu unir-vos a la xarxa ZigBee. És important tenir en compte que només els nodes finals amb la configuració del coordinador ZigBee poden unir-se a la xarxa. Si el node terminal ZigBee no s'uneix a la xarxa, ho tornarà a provar cada dos segons fins que s'uneixi correctament a la xarxa. Després d'unir-se a la xarxa amb èxit, el node terminal ZI-Gbee envia la seva informació de registre al coordinador ZigBee, que després l'envia a l'MCU del centre de control per completar el registre del node terminal ZigBee. Si el node terminal ZigBee és un node de monitorització, pot realitzar el control de la il·luminació i la seguretat. El programa és similar al coordinador de ZigBee, excepte que el node de monitorització ha d'enviar dades al coordinador de ZigBee i, a continuació, el coordinador de ZigBee envia dades a la MCU del centre de control. Si el node terminal ZigBee és un controlador de ventilador elèctric, només necessita rebre les dades de l'ordinador superior sense carregar l'estat, de manera que el seu control es pot completar directament en la interrupció de la recepció de dades sense fil. En la interrupció de la recepció de dades sense fil, tots els nodes terminals tradueixen les instruccions de control rebudes als paràmetres de control del propi node i no processen les instruccions sense fil rebudes al programa principal del node.
4 Depuració en línia
La instrucció creixent per al codi d'instrucció d'equips fixos emesa pel sistema de gestió de control central s'envia a la MCU del centre de control a través del port sèrie de l'ordinador i al coordinador a través de la interfície de dues línies, i després al terminal ZigBee. node pel coordinador. Quan el node terminal rep les dades, les dades s'envien de nou al PC a través del port sèrie. En aquest ordinador, les dades rebudes pel node terminal ZigBee es comparen amb les dades enviades pel centre de control. El sistema de gestió de control central envia 2 instruccions cada segon. Després de 5 hores de prova, el programari de prova s'atura quan mostra que el nombre total de paquets rebuts és de 36.000 paquets. Els resultats de les proves del programari de proves de transmissió de dades multiprotocol es mostren a la figura 6. El nombre de paquets correctes és de 36 000, el nombre de paquets incorrectes és 0 i la taxa de precisió és del 100%.
La tecnologia ZigBee s'utilitza per realitzar la xarxa interna de la llar intel·ligent, que té els avantatges d'un control remot còmode, l'addició flexible de nous equips i un rendiment de control fiable. La tecnologia RFTD s'utilitza per identificar l'usuari i millorar la seguretat del sistema. Mitjançant l'accés al mòdul GSM, es realitzen les funcions de control remot i alarma.
Hora de publicació: 06-gen-2022