Imah pinter nyaéta imah salaku platform, anu ngagunakeun téknologi kabel terpadu, téknologi komunikasi jaringan, téknologi kaamanan, téknologi kontrol otomatis, téknologi audio sareng pidéo pikeun ngahijikeun fasilitas anu aya hubunganana sareng kahirupan rumah tangga, ngajadwalkeun pikeun ngawangun fasilitas padumukan anu efisien sareng sistem manajemen urusan kulawarga, ningkatkeun kaamanan bumi, genah, kanyamanan, seni, sareng ngawujudkeun perlindungan lingkungan sareng lingkungan hirup anu ngahémat énergi. Dumasar kana definisi panganyarna ngeunaan imah pinter, tingal ciri téknologi ZigBee, desain sistem ieu, anu diperyogikeun dina ngandung sistem imah pinter (sistem kontrol bumi pinter (pusat), sistem kontrol lampu rumah tangga, sistem kaamanan bumi), dumasar kana ngagabungna sistem kabel rumah tangga, sistem jaringan bumi, sistem musik latar sareng sistem kontrol lingkungan kulawarga. Dina panegesan yén hirup dina intelijen, dipasang sadaya sistem anu diperyogikeun sacara lengkep, sareng sistem rumah tangga anu dipasang sistem opsional tina hiji jinis sareng di luhur sahenteuna tiasa nyebat intelijen hirup. Ku alatan éta, sistem ieu tiasa disebut bumi pinter.
1. Skéma Desain Sistem
Sistem ieu diwangun ku alat-alat anu dikontrol sareng alat-alat kendali jarak jauh di bumi. Di antarana, alat-alat anu dikontrol dina kulawarga utamina kalebet komputer anu tiasa ngaksés Internét, pusat kontrol, simpul monitoring sareng pangontrol alat-alat rumah tangga anu tiasa ditambahkeun. Alat kendali jarak jauh utamina diwangun ku komputer jarak jauh sareng telepon sélulér.
Fungsi utama sistem ieu nyaéta: 1) halaman hareup browsing halaman wéb, manajemen inpormasi latar tukang; 2) Ngawujudkeun kontrol saklar alat-alat rumah tangga jero ruangan, kaamanan sareng pencahayaan ngalangkungan Internét sareng telepon sélulér; 3) Ngaliwatan modul RFID pikeun ngawujudkeun idéntifikasi pangguna, supados ngalengkepan saklar status kaamanan jero ruangan, upami aya maling ngalangkungan alarm SMS ka pangguna; 4) Ngaliwatan parangkat lunak sistem manajemen kontrol pusat pikeun ngalengkepan kontrol lokal sareng tampilan status pencahayaan jero ruangan sareng alat-alat rumah tangga; 5) Panyimpenan inpormasi pribadi sareng panyimpenan status alat-alat jero ruangan réngsé ku ngagunakeun database. Éta merenah pikeun pangguna pikeun naroskeun status alat-alat jero ruangan ngalangkungan sistem kontrol sareng manajemen pusat.
2. Desain Perangkat Keras Sistem
Desain perangkat keras sistem ieu ngawengku desain pusat kontrol, simpul monitoring, sareng tambahan opsional pikeun pangontrol alat rumah tangga (contona pangontrol kipas listrik).
2.1 Pusat Kontrol
Fungsi utama pusat kontrol nyaéta sapertos kieu: 1) Pikeun ngawangun jaringan nirkabel ZigBee, nambihan sadaya simpul pangawasan kana jaringan, sareng ngawujudkeun panarimaan alat-alat anyar; 2) idéntifikasi pangguna, pangguna di bumi atanapi uih deui ngalangkungan kartu pangguna pikeun ngahontal saklar kaamanan jero ruangan; 3) Nalika maling asup ka kamar, kirim pesen pondok ka pangguna pikeun alarm. Pangguna ogé tiasa ngontrol kaamanan jero ruangan, lampu sareng alat-alat bumi ngalangkungan pesen pondok; 4) Nalika sistem dijalankeun nyalira, LCD nampilkeun status sistem ayeuna, anu merenah pikeun pangguna pikeun ningali; 5) Nyimpen kaayaan alat-alat listrik sareng kirimkeun ka PC pikeun ngawujudkeun sistem online.
Parangkat kerasna ngadukung Carrier sense multiple access/Collision detection (CSMA/CA). Tegangan operasi 2.0 ~ 3.6V ngadukung konsumsi daya sistem anu handap. Siapkeun jaringan béntang ZigBee nirkabel di jero rohangan ku cara nyambungkeun kana modul koordinator ZigBee di pusat kontrol. Sareng sadaya simpul monitoring, dipilih pikeun nambihan pangontrol alat bumi salaku simpul terminal dina jaringan pikeun ngagabung kana jaringan, supados tiasa ngawujudkeun kontrol jaringan ZigBee nirkabel pikeun kaamanan jero rohangan sareng alat bumi.
2.2 Node Pemantauan
Fungsi simpul pangawasan nyaéta sapertos kieu: 1) deteksi sinyal awak manusa, alarm sora sareng lampu nalika maling nyerang; 2) kontrol cahaya, modeu kontrol dibagi kana kontrol otomatis sareng kontrol manual, kontrol otomatis hurung/pareum lampu sacara otomatis numutkeun kakuatan lampu jero ruangan, kontrol manual kontrol cahaya nyaéta ngalangkungan sistem kontrol pusat, (3) inpormasi alarm sareng inpormasi sanésna dikirim ka pusat kontrol, sareng nampi paréntah kontrol ti pusat kontrol pikeun ngalengkepan kontrol alat.
Modeu deteksi infrabeureum ditambah gelombang mikro mangrupikeun cara anu paling umum dina deteksi sinyal awak manusa. Probe infrabeureum piroelektrik nyaéta RE200B, sareng alat amplifikasi nyaéta BISS0001. RE200B didamel ku tegangan 3-10 V sareng gaduh unsur infrabeureum sénsitip ganda piroelektrik. Nalika unsur nampi cahaya infrabeureum, pangaruh fotolistrik bakal kajantenan di kutub unggal unsur sareng muatan bakal akumulasi. BISS0001 mangrupikeun asIC hibrida digital-analog anu diwangun ku amplifier operasional, komparator tegangan, pangontrol kaayaan, timer waktos reureuh sareng timer waktos blokir. Babarengan sareng RE200B sareng sababaraha komponén, saklar infrabeureum piroelektrik pasif tiasa dibentuk. Modul Ant-g100 dianggo pikeun sensor gelombang mikro, frékuénsi tengahna nyaéta 10 GHz, sareng waktos ngadegna maksimumna nyaéta 6μs. Digabungkeun sareng modul infrabeureum piroelektrik, laju kasalahan deteksi target tiasa dikirangan sacara efektif.
Modul kontrol cahaya utamina diwangun ku résistor fotosénsitip sareng relay kontrol cahaya. Sambungkeun résistor fotosénsitip sacara séri sareng résistor anu tiasa disaluyukeun 10 K ω, teras sambungkeun tungtung résistor fotosénsitip anu sanés ka taneuh, sareng sambungkeun tungtung résistor anu tiasa disaluyukeun ka tingkat anu luhur. Nilai tegangan tina dua titik sambungan résistansi diala ngalangkungan konverter analog-ka-digital SCM pikeun nangtukeun naha lampu ayeuna hurung. Résistansi anu tiasa disaluyukeun tiasa disaluyukeun ku pangguna pikeun minuhan inténsitas cahaya nalika lampu nembé hurung. Saklar lampu jero ruangan dikontrol ku relay. Ngan hiji port input/output anu tiasa kahontal.
2.3 Pilih Pangontrol Peralatan Rumah Tangga anu Ditambahkeun
Pilih pikeun nambahkeun kontrol alat rumah tangga utamina numutkeun fungsi alat pikeun ngahontal kontrol alat, di dieu kipas listrik salaku conto. Kontrol kipas nyaéta pusat kontrol anu bakal janten instruksi kontrol kipas PC anu dikirim ka kontroler kipas listrik ngalangkungan implementasi jaringan ZigBee, nomer idéntifikasi alat anu béda-béda béda, contona, katangtuan dina perjanjian ieu nomer idéntifikasi kipas nyaéta 122, nomer idéntifikasi TV warna domestik nyaéta 123, sahingga ngawujudkeun pangakuan pusat kontrol alat listrik bumi anu béda. Pikeun kode instruksi anu sami, alat bumi anu béda-béda ngalaksanakeun fungsi anu béda. Gambar 4 nunjukkeun komposisi alat rumah tangga anu dipilih pikeun ditambahkeun.
3. Desain perangkat lunak sistem
Desain perangkat lunak sistem utamina ngawengku genep bagian, nyaéta desain halaman wéb kadali jauh, desain sistem manajemen kontrol pusat, desain program ATMegal28 kontroler utama pusat kontrol, desain program koordinator CC2430, desain program simpul monitoring CC2430, sareng desain program alat tambah pilih CC2430.
3.1 Desain program Koordinator ZigBee
Koordinator mimitina ngalengkepan inisialisasi lapisan aplikasi, netepkeun kaayaan lapisan aplikasi sareng kaayaan panarima ka idle, teras ngahurungkeun interupsi global sareng ngainisialisasi port I/O. Koordinator teras ngamimitian ngawangun jaringan béntang nirkabel. Dina protokol, koordinator sacara otomatis milih pita 2,4 GHz, jumlah maksimum bit per detik nyaéta 62.500, PANID standar nyaéta 0 × 1347, jerona tumpukan maksimum nyaéta 5, jumlah maksimum byte per kirim nyaéta 93, sareng laju baud port serial nyaéta 57.600 bit / s. TIMER SL0W ngahasilkeun 10 interupsi per detik. Saatos jaringan ZigBee hasil diadegkeun, koordinator ngirim alamatna ka MCU pusat kontrol. Di dieu, MCU pusat kontrol ngaidéntifikasi Koordinator ZigBee salaku anggota node monitoring, sareng alamat anu diidentipikasi nyaéta 0. Program asup kana loop utama. Mimiti, tangtukeun naha aya data anyar anu dikirim ku node terminal, upami aya, data langsung dikirimkeun ka MCU pusat kontrol; Tangtukeun naha MCU pusat kontrol ngagaduhan pitunjuk anu dikirimkeun, upami kitu, kirimkeun pitunjuk ka simpul terminal ZigBee anu saluyu; Nangtukeun naha kaamanan dibuka, naha aya maling, upami kitu, kirimkeun inpormasi alarm ka MCU pusat kontrol; Nangtukeun naha lampu aya dina kaayaan kontrol otomatis, upami kitu, hurungkeun konverter analog-ka-digital pikeun sampling, nilai sampling mangrupikeun konci pikeun ngahurungkeun atanapi mareuman lampu, upami kaayaan lampu robih, inpormasi kaayaan anyar dikirimkeun ka pusat kontrol MC-U.
3.2 Pemrograman Node Terminal ZigBee
Node terminal ZigBee nujul kana node ZigBee nirkabel anu dikontrol ku koordinator ZigBee. Dina sistem, éta utamina node monitoring sareng tambahan opsional pikeun pangontrol alat rumah tangga. Inisialisasi node terminal ZigBee ogé kalebet inisialisasi lapisan aplikasi, muka interupsi, sareng inisialisasi port I/O. Teras cobian gabung ka jaringan ZigBee. Penting pikeun dicatet yén ngan ukur node tungtung kalayan setelan koordinator ZigBee anu diidinan gabung ka jaringan. Upami node terminal ZigBee gagal gabung ka jaringan, éta bakal nyobian deui unggal dua detik dugi ka suksés gabung ka jaringan. Saatos suksés gabung ka jaringan, node terminal ZI-Gbee ngirimkeun inpormasi pendaptaranana ka Koordinator ZigBee, anu teras neraskeun ka MCU pusat kontrol pikeun ngalengkepan pendaptaran node terminal ZigBee. Upami node terminal ZigBee mangrupikeun node monitoring, éta tiasa ngawujudkeun kontrol pencahayaan sareng kaamanan. Program ieu sami sareng koordinator ZigBee, kecuali simpul monitoring kedah ngirim data ka koordinator ZigBee, teras Koordinator ZigBee ngirim data ka MCU pusat kontrol. Upami simpul terminal ZigBee mangrupikeun pangontrol kipas listrik, éta ngan ukur kedah nampi data komputer luhur tanpa unggah kaayaan, janten kontrolna tiasa langsung réngsé dina gangguan panampi data nirkabel. Dina gangguan panampi data nirkabel, sadaya simpul terminal narjamahkeun pitunjuk kontrol anu ditampi kana parameter kontrol simpul éta sorangan, sareng henteu ngolah pitunjuk nirkabel anu ditampi dina program utama simpul.
4 Debugging Online
Instruksi anu ningkat pikeun kode instruksi alat tetep anu dikaluarkeun ku sistem manajemen kontrol pusat dikirim ka MCU pusat kontrol ngalangkungan port serial komputer, sareng ka koordinator ngalangkungan antarmuka dua jalur, teras ka simpul terminal ZigBee ku koordinator. Nalika simpul terminal nampi data, data dikirim ka PC ngalangkungan port serial deui. Dina PC ieu, data anu ditampi ku simpul terminal ZigBee dibandingkeun sareng data anu dikirim ku pusat kontrol. Sistem manajemen kontrol pusat ngirim 2 instruksi unggal detik. Saatos 5 jam uji coba, parangkat lunak uji coba eureun nalika nunjukkeun yén jumlah total pakét anu ditampi nyaéta 36.000 pakét. Hasil uji coba parangkat lunak uji coba transmisi data multi-protokol dipidangkeun dina Gambar 6. Jumlah pakét anu leres nyaéta 36.000, jumlah pakét anu salah nyaéta 0, sareng tingkat akurasi nyaéta 100%.
Téhnologi ZigBee dianggo pikeun ngawujudkeun jaringan internal bumi pinter, anu ngagaduhan kaunggulan tina remote control anu merenah, panambahan alat-alat anyar anu fléksibel sareng kinerja kontrol anu tiasa dipercaya. Téhnologi RFTD dianggo pikeun ngawujudkeun idéntifikasi pangguna sareng ningkatkeun kaamanan sistem. Ngaliwatan aksés modul GSM, fungsi remote control sareng alarm tiasa diwujudkeun.
Waktos posting: 06-Jan-2022