Älykäs koti on talo alustana, integroidun johdotustekniikan, verkkoviestintätekniikan, turvatekniikan, automaattisen ohjaustekniikan, ääni- ja videotekniikan käyttö kotielämään liittyvien tilojen integroimiseksi, aikataulu tehokkaiden asuintilojen rakentamiseksi ja perheasioiden hallintajärjestelmä , parantaa kodin turvallisuutta, mukavuutta, mukavuutta, taiteellisuutta ja toteuttaa ympäristönsuojelua ja energiaa säästävää elinympäristöä.Perustuen viimeisimpään älykodin määritelmään, katso ZigBee-tekniikan ominaisuudet, tämän järjestelmän suunnittelu, tarvittava sisältää älykodin järjestelmän (älykodin (keskus) ohjausjärjestelmä, kodin valaistuksen ohjausjärjestelmä, kodin turvajärjestelmät), Perusteella liittyi kotitalouksien johdotusjärjestelmä, kotiverkkojärjestelmä, taustamusiikkijärjestelmä ja perheympäristön ohjausjärjestelmä.Älykkyydessä elävän väitteen mukaan asennettuna vain kaikki tarvittava järjestelmä kokonaan, ja kotitalousjärjestelmä, joka on asentanut vähintään yhden tyyppisen valinnaisen järjestelmän, voi kutsua älykkyyttä. Siksi tätä järjestelmää voidaan kutsua älykkääksi kodiksi.
1. Järjestelmän suunnittelukaavio
Järjestelmä koostuu kodin ohjatuista laitteista ja kauko-ohjainlaitteista.Niistä perheen ohjattaviin laitteisiin kuuluvat pääasiassa Internetiin pääsevä tietokone, ohjauskeskus, valvontasolmu ja lisättävien kodinkoneiden ohjain.Kaukosäädinlaitteet koostuvat pääasiassa etätietokoneista ja matkapuhelimista.
Järjestelmän päätoiminnot ovat: 1) verkkosivun etusivun selaus, taustatietojen hallinta;2) Toteuttaa kodinkoneiden, turvallisuuden ja valaistuksen kytkinohjaus Internetin ja matkapuhelimen kautta;3) RFID-moduulin kautta käyttäjän tunnistamisen toteuttamiseksi, jotta sisätilojen turvatilan kytkin saadaan valmiiksi varkauden varalta tekstiviestillä käyttäjälle;4) Keskitetyn ohjausjärjestelmän kautta sisävalaistuksen ja kodinkoneiden paikallinen ohjaus ja tilan näyttö;5) Henkilötietojen tallennus ja sisälaitteiden tilan tallennus toteutetaan tietokannan avulla.Käyttäjien on kätevää tiedustella sisälaitteiden tilaa keskusohjaus- ja hallintajärjestelmän kautta.
2. Järjestelmälaitteiston suunnittelu
Järjestelmän laitteistosuunnittelu sisältää ohjauskeskuksen, valvontasolmun suunnittelun ja valinnaisen kodinkoneohjaimen lisäyksen (esimerkiksi sähkötuulettimen ohjain).
2.1 Ohjauskeskus
Ohjauskeskuksen päätoiminnot ovat seuraavat: 1) Langattoman ZigBee-verkon rakentaminen, kaikkien valvontasolmujen lisääminen verkkoon ja uusien laitteiden vastaanotto;2) käyttäjän tunnistaminen, käyttäjä kotona tai takaisin käyttäjäkortin kautta saavuttaa sisätilojen turvakytkin;3) Kun murtovaras tunkeutuu huoneeseen, lähetä käyttäjälle lyhyt viesti hälyttämään.Käyttäjät voivat myös ohjata sisätilojen turvallisuutta, valaistusta ja kodinkoneita lyhytsanomien avulla;4) Kun järjestelmä on käynnissä yksin, LCD-näyttö näyttää järjestelmän nykyisen tilan, mikä on käyttäjien kätevää tarkastella;5) Tallenna sähkölaitteiden tila ja lähetä se PC:lle toteuttaaksesi järjestelmän verkossa.
Laitteisto tukee Carrier sense -monikäyttö-/törmäystunnistusta (CSMA/CA).Käyttöjännite 2,0 ~ 3,6 V on suotuisa järjestelmän alhaiselle virrankulutukselle.Luo langaton ZigBee-tähtiverkko sisätiloissa yhdistämällä ohjauskeskuksen ZigBee-koordinaattorimoduuliin.Ja kaikki valvontasolmut, jotka on valittu lisäämään kodinkoneohjain verkon päätesolmuksi liittyäkseen verkkoon, jotta voidaan toteuttaa sisätilojen turvallisuuden ja kodinkoneiden langaton ZigBee-verkkohallinta.
2.2 Valvontasolmut
Valvontasolmun toiminnot ovat seuraavat: 1) ihmiskehon signaalin havaitseminen, ääni- ja valohälytys varkaiden tunkeutuessa;2) valaistuksen ohjaus, ohjaustila on jaettu automaattiseen ja manuaaliseen ohjaukseen, automaattinen ohjaus kytkee valon päälle / pois päältä automaattisesti sisävalon voimakkuuden mukaan, manuaalinen valaistuksen ohjaus tapahtuu keskusohjausjärjestelmän kautta, (3) hälytystiedot ja muut tiedot, jotka lähetetään ohjauskeskukseen, ja vastaanottaa ohjauskeskukselta ohjauskomennot laitteiden hallinnan viimeistelemiseksi.
Infrapuna- ja mikroaaltouunitunnistustila on yleisin tapa havaita ihmiskehon signaalia.Pyrosähköinen infrapuna-anturi on RE200B ja vahvistuslaite on BISS0001.RE200B saa virtansa 3-10 V jännitteestä ja siinä on sisäänrakennettu pyrosähköinen kaksoisherkkä infrapunaelementti.Kun elementti vastaanottaa infrapunavaloa, valosähköinen vaikutus tapahtuu kunkin elementin napoissa ja varaus kerääntyy.BISS0001 on digitaali-analoginen hybridi asIC, joka koostuu operaatiovahvistimesta, jännitevertailijasta, tilaohjaimesta, viiveajastimesta ja estoajastimesta.Yhdessä RE200B:n ja muutaman komponentin kanssa voidaan muodostaa passiivinen pyrosähköinen infrapunakytkin.Mikroaaltoanturina käytettiin Ant-g100-moduulia, keskitaajuus oli 10 GHz ja maksimi asennusaika oli 6 μs.Yhdessä pyrosähköisen infrapunamoduulin kanssa kohteen havaitsemisen virhesuhdetta voidaan vähentää tehokkaasti.
Valonohjausmoduuli koostuu pääasiassa valoherkästä vastuksesta ja valonohjausreleestä.Kytke valoherkkä vastus sarjaan 10 K ω:n säädettävän vastuksen kanssa, kytke sitten valoherkän vastuksen toinen pää maahan ja säädettävän vastuksen toinen pää korkeaan tasoon.Kahden vastusliitäntäpisteen jännitearvo saadaan SCM-analogi-digitaalimuuntimesta sen määrittämiseksi, palaako virran merkkivalo.Käyttäjä voi säätää säädettävää vastusta vastaamaan valon voimakkuutta, kun valo on juuri sytytetty.Sisävalojen kytkimiä ohjataan releillä.Vain yksi tulo/lähtöportti voidaan saavuttaa.
2.3 Valitse Added Home Appliance Controller
Valitse kodinkoneiden ohjauksen lisääminen pääosin laitteen toiminnan mukaan laiteohjauksen saavuttamiseksi, tässä esimerkkinä sähkötuulettimeen.Tuulettimen ohjaus on ohjauskeskus PC-tuulettimen ohjausohjeet lähetetään sähköpuhaltimen ohjaimelle ZigBee-verkon toteutuksen kautta, eri laitteiden tunnistenumero on erilainen, esimerkiksi tämän sopimuksen määräykset tuulettimen tunnusnumero on 122, kotimainen väritelevision tunnusnumero on 123, mikä toteuttaa erilaisten kodinkoneiden ohjauskeskuksen tunnistamisen.Samalla ohjekoodilla eri kodinkoneet suorittavat erilaisia toimintoja.Kuvassa 4 näkyy lisättäväksi valittujen kodinkoneiden koostumus.
3. Järjestelmäohjelmistojen suunnittelu
Järjestelmäohjelmistosuunnittelu sisältää pääosin kuusi osaa, jotka ovat kauko-ohjauksen web-sivujen suunnittelu, keskusohjausjärjestelmän suunnittelu, ohjauskeskuksen pääohjaimen ATMegal28-ohjelman suunnittelu, CC2430-koordinaattoriohjelman suunnittelu, CC2430-valvontasolmun ohjelmasuunnittelu, CC2430-valinnan lisälaiteohjelman suunnittelu.
3.1 ZigBee Coordinator -ohjelman suunnittelu
Koordinaattori suorittaa ensin sovelluskerroksen alustuksen, asettaa sovelluskerroksen tilan ja vastaanottotilan lepotilaan, sitten ottaa käyttöön yleiset keskeytykset ja alustaa I/O-portin.Koordinaattori alkaa sitten rakentaa langatonta tähtiverkkoa.Protokollassa koordinaattori valitsee automaattisesti taajuuden 2,4 GHz, bittien enimmäismäärä sekunnissa on 62 500, oletus PANID on 0×1347, pinon enimmäissyvyys on 5, tavujen enimmäismäärä lähetystä kohden on 93 ja sarjaportin siirtonopeus on 57 600 bit/s.SL0W TIMER tuottaa 10 keskeytystä sekunnissa.Kun ZigBee-verkko on muodostettu onnistuneesti, koordinaattori lähettää osoitteensa ohjauskeskuksen MCU:lle.Tässä ohjauskeskuksen MCU tunnistaa ZigBee-koordinaattorin valvontasolmun jäseneksi, ja sen tunnistettu osoite on 0. Ohjelma siirtyy pääsilmukkaan.Ensin määritetään, onko päätesolmun lähettämää uutta dataa, jos on, data lähetetään suoraan ohjauskeskuksen MCU:lle;Selvitä, onko ohjauskeskuksen MCU:lle lähetetty ohjeita, jos on, lähetä ohjeet alas vastaavaan ZigBee-päätesolmuun;Arvioi, onko turvallisuus auki, onko murtovarkaa, jos on, lähetä hälytystiedot valvontakeskuksen MCU:lle;Arvioi onko valo automaattisessa ohjaustilassa, jos on, kytke analogia-digitaalimuunnin päälle näytteenottoa varten, näytteenottoarvo on avain valon syttymiseen tai sammuttamiseen, jos valon tila muuttuu, uusi tilatieto on lähetetään ohjauskeskukseen MC-U.
3.2 ZigBee-päätesolmun ohjelmointi
ZigBee-päätesolmu tarkoittaa langatonta ZigBee-solmua, jota ohjaa ZigBee-koordinaattori.Järjestelmässä se on pääasiassa valvontasolmu ja valinnainen kodinkoneohjaimen lisäys.ZigBee-päätesolmujen alustus sisältää myös sovelluskerroksen alustuksen, keskeytysten avaamisen ja I/O-porttien alustuksen.Yritä sitten liittyä ZigBee-verkkoon.On tärkeää huomata, että vain päätesolmut, joissa on ZigBee-koordinaattoriasetukset, voivat liittyä verkkoon.Jos ZigBee-päätesolmu ei liity verkkoon, se yrittää uudelleen kahden sekunnin välein, kunnes se liittyy onnistuneesti verkkoon.Onnistuneen verkkoon liittymisen jälkeen ZI-Gbee-päätesolmu lähettää rekisteröintitietonsa ZigBee-koordinaattorille, joka välittää ne edelleen ohjauskeskuksen MCU:lle ZigBee-päätesolmun rekisteröinnin viimeistelemiseksi.Jos ZigBee-päätesolmu on valvontasolmu, se voi toteuttaa valaistuksen ja turvallisuuden ohjauksen.Ohjelma on samanlainen kuin ZigBee-koordinaattori, paitsi että valvontasolmun on lähetettävä tiedot ZigBee-koordinaattorille, jonka jälkeen ZigBee-koordinaattori lähettää tiedot ohjauskeskuksen MCU:lle.Jos ZigBee-päätesolmu on sähköinen tuuletinohjain, sen tarvitsee vastaanottaa vain ylemmän tietokoneen dataa lataamatta tilaa, joten sen ohjaus voidaan suorittaa suoraan langattoman tiedon vastaanoton katkossa.Langattoman datan vastaanottohäiriössä kaikki päätesolmut kääntävät vastaanotetut ohjauskäskyt itse solmun ohjausparametreiksi eivätkä käsittele vastaanotettuja langattomia ohjeita solmun pääohjelmassa.
4 Online-virheenkorjaus
Keskusohjausjärjestelmän antama kiinteiden laitteiden ohjekoodin lisääntyvä ohje lähetetään ohjauskeskuksen MCU:lle tietokoneen sarjaportin kautta ja koordinaattorille kaksirivisen rajapinnan kautta ja sitten ZigBee-päätteelle. koordinaattori.Kun päätesolmu vastaanottaa tiedot, data lähetetään PC:lle sarjaportin kautta uudelleen.Tässä PC:ssä ZigBee-päätesolmun vastaanottamia tietoja verrataan ohjauskeskuksen lähettämiin tietoihin.Keskusohjausjärjestelmä lähettää 2 ohjetta sekunnissa.5 tunnin testauksen jälkeen testausohjelmisto pysähtyy, kun se osoittaa, että vastaanotettujen pakettien kokonaismäärä on 36 000 pakettia.Usean protokollan tiedonsiirron testausohjelmiston testitulokset on esitetty kuvassa 6. Oikeiden pakettien määrä on 36 000, väärien pakettien määrä on 0 ja tarkkuus on 100 %.
ZigBee-teknologiaa käytetään älykkään kodin sisäisen verkottumisen toteuttamiseen, jonka etuna on kätevä kauko-ohjaus, joustava uusien laitteiden lisääminen ja luotettava ohjaussuorituskyky.RFTD-teknologiaa käytetään käyttäjien tunnistamiseen ja järjestelmän turvallisuuden parantamiseen.GSM-moduulin pääsyn kautta toteutetaan kauko-ohjain ja hälytystoiminnot.
Postitusaika: 06.01.2022