SMART HOME är ett hus som en plattform, användningen av integrerad ledningsteknik, nätverkskommunikationsteknologi, säkerhetsteknologi, automatisk kontrollteknik, ljud- och videoteknik för att integrera hushållens livrelaterade anläggningar, schemalägga för att bygga effektiva bostadsanläggningar och familjeförvaltningssystem, förbättra hemsäkerhet, bekvämlighet, komfort, konstnärskap och förverkliga miljöskydd och energibesparande vardagsmiljö. Baserat på den senaste definitionen av Smart Home, se egenskaperna hos Zigbee -tekniken, designen av detta system, innehåller det nödvändiga i ett smart hemsystem (smart hem (Central) kontrollsystem, hushållsbelysningssystem, hemsäkerhetssystem), på grundval av sammanfogade hushållssystem, hemnätverkssystem, bakgrundsmusiksystem och familjemiljökontrollsystem. På bekräftelsen som bor i intelligens, installerade allt nödvändigt system helt, och hushållssystemet som installerade valfritt system av ett slag och över åtminstone kan kalla intelligensliv i. Därför kan detta system kallas intelligent hem.
1. Systemdesignschema
Systemet består av kontrollerade enheter och fjärrkontrollenheter i hemmet. Bland dem inkluderar de kontrollerade enheterna i familjen främst datorn som kan komma åt Internet, kontrollcentret, övervakningsnoden och styrenheten för hushållsapparater som kan läggas till. Fjärrkontrollenheter består huvudsakligen av fjärrdatorer och mobiltelefoner.
Systemets huvudfunktioner är: 1) framsidan på webbsidan surfar, bakgrundsinformationshantering; 2) Inse Switch Control of Inhoor Hushållsapparater, säkerhet och belysning via internet och mobiltelefon; 3) genom RFID -modulen för att realisera användaridentifiering, för att slutföra inomhussäkerhetsstatusomkopplaren, i händelse av stöld genom SMS -larm till användaren; 4) genom programvaran Central Control Management System för att slutföra den lokala kontrollen och statusdisplayen för inomhusbelysning och hushållsapparater; 5) Lagring av personlig information och lagring av inomhusutrustning är klar genom att använda databasen. Det är bekvämt för användare att fråga inomhusutrustningsstatusen genom det centrala kontroll- och hanteringssystemet.
2. Systemets hårdvarudesign
Systemets hårdvarukonstruktion inkluderar utformningen av kontrollcentret, övervakningsnoden och det valfria tillägget av hemapparatens styrenhet (ta den elektriska fläktkontrollen som ett exempel).
2.1 Kontrollcentret
Kontrollcentrets huvudfunktioner är följande: 1) För att bygga ett trådlöst ZigBee -nätverk, lägga till alla övervakningsnoder till nätverket och inse mottagandet av ny utrustning; 2) användaridentifiering, användaren hemma eller tillbaka genom användarkortet för att uppnå inomhus säkerhetsomkopplare; 3) När en inbrottstjuv intränger in i rummet, skicka ett kort meddelande till användaren till larm. Användare kan också kontrollera inomhus säkerhets-, belysnings- och hushållsapparater genom korta meddelanden; 4) När systemet körs ensam visar LCD -skärmen den nuvarande systemstatusen, vilket är bekvämt för användare att se; 5) Förvara tillståndet för elektrisk utrustning och skicka den till PC för att förverkliga systemet online.
Hårdvaran stöder Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CA). Driftspänningen på 2,0 ~ 3,6V bidrar till systemets låg effektförbrukning. Ställ in ett trådlöst ZigBee Star -nätverk inomhus genom att ansluta till ZigBee -koordinatormodulen i kontrollcentret. Och alla övervakningsnoder, valda för att lägga till hemapparatens styrenhet som terminalnoden i nätverket för att gå med i nätverket för att inse den trådlösa Zigbee -nätverkskontrollen av inomhussäkerhet och hushållsapparater.
2.2 Övervakningsnoder
Funktionerna för övervakningsnoden är följande: 1) mänsklig kroppssignaldetektering, ljud- och ljuslarm när tjuvar invaderar; 2) Belysningskontroll, kontrollläget är uppdelat i automatisk styrning och manuell kontroll, automatisk kontroll är på/utanför ljuset automatiskt enligt styrkan i inomhusljuset, manuell kontrollbelysningskontroll sker genom det centrala styrsystemet, (3) larminformationen och annan information som skickas till kontrollcentret och tar emot kontrollkommandon från kontrollcentret för att slutföra utrustningsstyrningen.
Infraröd plus mikrovågsdetekteringsläge är det vanligaste sättet i människokroppssignaldetektering. Den pyroelektriska infraröda sonden är RE200B och amplifieringsenheten är BISS0001. RE200B drivs av 3-10 V-spänning och har inbyggd pyroelektriskt dubbelt känsligt infraröd element. När elementet får infrarött ljus kommer den fotoelektriska effekten att inträffa vid polerna för varje element och laddningen kommer att ackumuleras. BISS0001 är en digital-analog-hybrid ASIC som består av operativ förstärkare, spännings komparator, tillståndskontroller, fördröjningstidstimer och blockeringstidstimer. Tillsammans med RE200B och några komponenter kan den passiva pyroelektriska infraröda omkopplaren bildas. Ant-G100-modul användes för mikrovågsensor, mittfrekvensen var 10 GHz och den maximala etableringstiden var 6μs. Kombinerat med pyroelektrisk infraröd modul kan felhastigheten för måldetektering effektivt minskas.
Ljuskontrollmodul består huvudsakligen av fotosensitiva motstånd och ljuskontrollrelä. Anslut det fotosensitiva motståndet i serie med det justerbara motståndet på 10 k Ω, anslut sedan den andra änden av det fotokänsliga motståndet till marken och anslut den andra änden av det justerbara motståndet till den höga nivån. Spänningsvärdet för de två motståndsanslutningspunkterna erhålls genom SCM Analog-till-digital omvandlare för att bestämma om det aktuella ljuset är på. Justerbar motstånd kan justeras av användaren för att möta ljusintensiteten när ljuset just är på. Inomhusbelysningsomkopplare styrs av reläer. Endast en ingångs-/utgångsport kan uppnås.
2.3 Välj den tillagda hemapparatens styrenhet
Välj att lägga till kontroll av hushållsapparater främst enligt enhetens funktion för att uppnå enhetskontroll, här till det elektriska fläkten som ett exempel. Fan Control är kontrollcentret kommer att vara PC -fläktkontrollinstruktioner som skickas till den elektriska fläktkontrollern genom implementering av ZigBee Network, olika apparater Identifieringsnummer är olika, till exempel, bestämmelserna i detta avtalsfläktidentifieringsnummer är 122, det inhemska Color TV -identifieringsnummer är 123, vilket inser att erkännandet av olika elektriska hemapparater kontrollcenter. För samma instruktionskod utför olika hushållsapparater olika funktioner. Figur 4 visar sammansättningen av hushållsapparater som valts ut för tillägg.
3. Systemprogramvarudesign
Systemprogramvaredesignen innehåller huvudsakligen sex delar, som är fjärrkontroll webbsidesdesign, Central Control Management System Design, Control Center Main Controller Atmegal28 Program Design, CC2430 Coordinator Program Design, CC2430 Monitoring Node Program Design, CC2430 Välj ADD -enhetsprogramdesign.
3.1 Zigbee Coordinator Program Design
Koordinatoren slutför först initialiseringen av applikationslager, ställer in applikationslagerstaten och tar emot tillstånd till tomgång, aktiverar sedan globala avbrott och initialiserar I/O -porten. Koordinatoren börjar sedan bygga ett trådlöst stjärnnätverk. I protokollet väljer koordinatoren automatiskt 2,4 GHz -bandet, det maximala antalet bitar per sekund är 62 500, standardpaniden är 0 × 1347, det maximala stackdjupet är 5, det maximala antalet byte per sändning är 93, och den seriella portbaudhastigheten är 57 600 bit/s. SL0W -timern genererar 10 avbrott per sekund. Efter att ZigBee -nätverket framgångsrikt har etablerats skickar koordinator sin adress till MCU från kontrollcentret. Här identifierar kontrollcentret MCU zigbee -koordinator som medlem i övervakningsnoden, och dess identifierade adress är 0. Programmet kommer in i huvudslingan. Bestäm först om det finns nya data som skickas av terminalnoden, om det finns, överförs data direkt till MCU från kontrollcentret; Bestäm om MCU från kontrollcentret har instruktioner som skickas ner, i så fall skicka instruktionerna ner till motsvarande zigbee -terminalnod; Döm om säkerheten är öppen, om det finns en inbrottstjuv, i så fall, skicka larminformation till MCU från kontrollcentret; Bedöm om ljuset är i automatiskt kontrolltillstånd, i så fall, slå på den analoga till digitala omvandlaren för provtagning, samplingsvärdet är nyckeln till att slå på eller av ljuset, om det lätta tillståndet ändras, överförs den nya tillståndsinformationen till kontrollcentret MC-U.
3.2 Zigbee Terminal Node -programmering
Zigbee Terminal Node hänvisar till den trådlösa Zigbee -noden som styrs av Zigbee -koordinatoren. I systemet är det främst övervakningsnoden och det valfria tillägget av hushållsapparater. Initialisering av zigbee -terminalnoder inkluderar också initialisering av applikationslager, öppningsavbrott och initialisering av I/O -portar. Försök sedan gå med i Zigbee -nätverket. Det är viktigt att notera att endast slutnoder med ZigBee -koordinatorinställningar får gå med i nätverket. Om ZigBee -terminalnoden inte går med i nätverket kommer den att försöka igen varannan sekund tills den framgångsrikt går med i nätverket. Efter att ha gått med i nätverket framgångsrikt skickar Zi-GBee-terminalnoden sin registreringsinformation till Zigbee-koordinator, som sedan vidarebefordrar den till MCU från kontrollcentret för att slutföra registreringen av Zigbee-terminalnoden. Om zigbee -terminalnoden är en övervakningsnod kan den inse kontrollen av belysning och säkerhet. Programmet liknar ZigBee -koordinatoren, förutom att övervakningsnoden måste skicka data till ZigBee -koordinator, och sedan skickar ZigBee -koordinatoren data till MCU från kontrollcentret. Om ZigBee -terminalnoden är en elektrisk fläktkontroll, behöver den bara ta emot data från den övre datorn utan att ladda upp tillståndet, så att dess kontroll kan slutföras direkt i avbrottet i mottagande av trådlös data. I trådlösa data som får avbrott, översätter alla terminalnoder de mottagna kontrollinstruktionerna till själva kontrollparametrarna för själva noden och bearbetar inte de mottagna trådlösa instruktionerna i nodens huvudprogram.
4 online -felsökning
Den ökande instruktionen för instruktionskoden för fast utrustning som utfärdats av det centrala kontrollhanteringssystemet skickas till MCU i kontrollcentret genom datorns seriella port och till koordinatoren genom två-linjesgränssnittet och sedan till Zigbee-terminalnoden av koordinatorn. När terminalnoden tar emot data skickas data till datorn via serieporten igen. På denna dator jämförs de data som mottagits av ZigBee -terminalnoden med de data som skickats av kontrollcentret. Det centrala kontrollhanteringssystemet skickar två instruktioner varje sekund. Efter 5 timmars testning stannar testprogramvaran när den visar att det totala antalet mottagna paket är 36 000 paket. Testresultaten för multi-protokolldataöverföringsprogramvara visas i figur 6. Antalet korrekta paket är 36 000, antalet felaktiga paket är 0 och noggrannhetsgraden är 100%.
Zigbee -teknik används för att inse det interna nätverket av Smart Home, som har fördelarna med bekväm fjärrkontroll, flexibel tillägg av ny utrustning och pålitlig kontrollprestanda. RFTD -teknik används för att realisera användaridentifiering och förbättra systemsäkerheten. Genom åtkomst till GSM -modulen realiseras fjärrkontrollen och larmfunktionerna.
Posttid: Jan-06-2022