Smart home nyaéta imah salaku platform, pamakéan téknologi wiring terpadu, téhnologi komunikasi jaringan, téhnologi kaamanan, téhnologi kontrol otomatis, audio jeung téhnologi video pikeun ngahijikeun fasilitas nu patali kahirupan rumah tangga, jadwal ngawangun fasilitas padumukan efisien sarta sistem manajemen urusan kulawarga. , ngaronjatkeun kaamanan imah, genah, kanyamanan, artistry, sarta ngawujudkeun panyalindungan lingkungan jeung énergi hemat lingkungan hirup. Dumasar definisi panganyarna ngeunaan imah pinter, tingal ciri tina téhnologi ZigBee, desain sistem ieu, diperlukeun dina ngandung sistem home pinter (smart home (pusat) sistem kontrol, sistem kontrol lampu somah, sistem kaamanan imah), dina dasar ngagabung sistem wiring rumah tangga, sistem jaringan asal, sistem musik latar jeung sistem kontrol lingkungan kulawarga. Dina negeskeun yén hirup di kecerdasan, dipasang sagala sistem perlu lengkep wungkul, sarta sistem rumah tangga nu dipasang sistem pilihan tina hiji jenis na luhur sahenteuna bisa nelepon kecerdasan hirup di. Ku alatan éta, sistem ieu bisa disebut imah calakan.
1. Skéma Desain Sistim
Sistim nu diwangun ku alat dikawasa jeung alat kadali jauh di imah. Di antarana, alat-alat nu dikawasa dina kulawarga utamana ngawengku komputer nu bisa ngakses Internet, puseur kontrol, titik monitoring sarta controller tina parabot rumah tangga nu bisa ditambahkeun. Alat kadali jauh utamana diwangun ku komputer jauh sareng telepon sélulér.
Fungsi utama sistem nyaéta: 1) halaman hareup browsing halaman wéb, manajemén inpormasi latar tukang; 2) Ngawujudkeun kontrol switch tina panerapan rumah tangga indoor, kaamanan jeung cahaya ngaliwatan Internet sarta handphone; 3) Ngaliwatan modul RFID pikeun ngawujudkeun idéntifikasi pamaké, ku kituna pikeun ngalengkepan switch status kaamanan indoor, bisi maling ngaliwatan SMS alarem ka pamaké; 4) Ngaliwatan software sistem manajemen kontrol sentral pikeun ngalengkepan kontrol lokal sarta tampilan status cahaya indoor jeung panerapan rumah tangga; 5) Panyimpen inpormasi pribadi sareng panyimpen status peralatan jero ruangan réngsé ku ngagunakeun pangkalan data. Éta merenah pikeun pamaké pikeun nanya status parabot indoor ngaliwatan kontrol sentral jeung sistem manajemen.
2. Desain Hardware Sistim
Desain hardware sistem ngawengku rarancang puseur kontrol, titik monitoring sarta tambahan pilihan tina controller alat imah (nyandak controller kipas listrik salaku conto).
2.1 Pusat Kontrol
Pungsi utama puseur kontrol nyaéta kieu: 1) Pikeun ngawangun jaringan nirkabel ZigBee, tambahkeun sakabéh titik ngawaskeun kana jaringan, sarta sadar panarimaan parabot anyar; 2) idéntifikasi pamaké, pamaké di imah atawa balik ngaliwatan kartu pamaké pikeun ngahontal switch kaamanan indoor; 3) Nalika maling a intrudes kana kamar, ngirim pesen pondok ka pamaké pikeun alarem. Pamaké ogé tiasa ngontrol kaamanan jero ruangan, lampu sareng perkakas bumi ngalangkungan pesen pondok; 4) Nalika sistem ngajalankeun nyalira, LCD mintonkeun status sistem ayeuna, nu merenah pikeun pamaké pikeun nempo; 5) Nyimpen kaayaan pakakas listrik sarta ngirimkeunana ka PC pikeun ngawujudkeun sistem online.
Hardware ngadukung Carrier sense multiple access/Collision detection (CSMA/CA). Tegangan operasi 2.0 ~ 3.6V kondusif pikeun konsumsi kakuatan low tina sistem. Nyetél jaringan béntang ZigBee nirkabel di jero rohangan ku cara ngahubungkeun ka modul koordinator ZigBee di puseur kontrol. Sarta sakabeh titik ngawaskeun, dipilih pikeun nambahkeun controller home Perkakas salaku titik terminal dina jaringan pikeun gabung jaringan, ku kituna pikeun ngawujudkeun kontrol jaringan ZigBee nirkabel kaamanan indoor jeung panerapan imah.
2.2 Titik pangimeutan
Fungsi titik monitoring nyaéta kieu: 1) deteksi sinyal awak manusa, sora jeung alarm lampu nalika maling narajang; 2) kontrol cahaya, mode kontrol dibagi kana kontrol otomatis jeung kontrol manual, kontrol otomatis on / off lampu otomatis nurutkeun kakuatan lampu indoor, kontrol cahaya kontrol manual ngaliwatan sistem kontrol sentral, (3) nu inpo alarem sareng inpo sejenna dikirim ka puseur kontrol, sarta narima paréntah kontrol ti puseur kontrol pikeun ngalengkepan kadali alat.
Infrabeureum tambah mode deteksi gelombang mikro nyaéta cara paling umum dina deteksi sinyal awak manusa. Probe infra red pyroelectric nyaéta RE200B, sareng alat amplifikasi nyaéta BISS0001. RE200B didamel ku voltase 3-10 V sareng ngagaduhan unsur infra red sénsitip piroéléktrik anu diwangun. Lamun unsur narima lampu infra red, pangaruh photoelectric bakal lumangsung dina kutub unggal unsur jeung muatan bakal ngumpulkeun. BISS0001 mangrupikeun hibrida digital-analog asIC anu diwangun ku panguat operasional, komparator tegangan, pengontrol kaayaan, pangatur waktu tunda sareng pangatur waktos blocking. Kalayan RE200B sareng sababaraha komponén, saklar infra red pyroelectric pasip tiasa dibentuk. Modul sireum-g100 dipaké pikeun sensor gelombang mikro, frékuénsi puseur éta 10 GHz, sarta waktu ngadegna maksimum éta 6μs. Digabungkeun jeung modul infra red pyroelectric, laju kasalahan deteksi target bisa éféktif ngurangan.
modul kontrol lampu utamana diwangun ku résistor photosensitive sarta relay kontrol lampu. Sambungkeun résistor fotosensitip sacara séri sareng résistor anu tiasa diatur 10 K ω, teras sambungkeun tungtung résistor fotosensitif anu sanés ka taneuh, teras sambungkeun tungtung résistor anu tiasa diatur ka tingkat anu luhur. Nilai tegangan dua titik sambungan lalawanan diala ngaliwatan SCM analog-to-digital converter pikeun nangtukeun naha lampu ayeuna hurung. Résistansi anu tiasa diatur tiasa disaluyukeun ku pangguna pikeun nyumponan inténsitas cahaya nalika lampu dihurungkeun. Saklar lampu jero rohangan dikawasa ku relay. Ngan hiji port input/output bisa dihontal.
2.3 Pilih Added Home Appliance Controller
Milih pikeun nambahkeun kadali panerapan rumah tangga utamana dumasar kana fungsi alat pikeun ngahontal kadali alat, didieu kana kipas listrik salaku conto. Kontrol kipas nyaéta puseur kontrol bakal parentah kontrol kipas PC dikirim ka controller kipas listrik ngaliwatan palaksanaan jaringan ZigBee, panerapan béda angka idéntifikasi mah béda, contona, dibekelan ieu pasatujuan angka idéntifikasi kipas nyaeta 122, nu nomer idéntifikasi TV warna domestik. mangrupa 123, sahingga merealisasikan pangakuan puseur kontrol parabot imah listrik béda. Pikeun kode instruksi anu sami, alat-alat bumi anu béda ngalaksanakeun fungsi anu béda. Gambar 4 nunjukkeun komposisi pakakas rumah tangga anu dipilih pikeun tambihan.
3. Desain software Sistim
Desain software sistem utamana ngawengku genep bagian, nu desain kaca web kadali jauh, desain sistem manajemén kontrol sentral, puseur kontrol controller utama desain program ATMegal28, CC2430 desain program koordinator, CC2430 mantau desain program titik, CC2430 pilih nambahkeun desain program alat.
3.1 Desain program Koordinator ZigBee
Koordinator mimiti nyampurnakeun initialization lapisan aplikasi, Nyetél kaayaan lapisan aplikasi tur nampa kaayaan keur dianggurkeun, lajeng ngahurungkeun interrupts global sarta initializes 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, standar PANID nyaéta 0 × 1347, jero tumpukan maksimum nyaéta 5, jumlah maksimum bit per detik nyaéta 93, sareng laju baud port serial nyaeta 57 600 saeutik / s. SL0W TIMER ngahasilkeun 10 interrupts per detik. Saatos jaringan ZigBee suksés diadegkeun, koordinator ngirim alamatna ka MCU pusat kontrol. Di dieu, pusat kontrol MCU ngaidentipikasi Koordinator ZigBee salaku anggota titik ngawaskeun, sareng alamatna anu diidentifikasi nyaéta 0. Program asup ka loop utama. Kahiji, nangtukeun naha aya data anyar dikirim ku titik terminal, lamun aya, data langsung dikirimkeun ka MCU sahiji puseur kontrol; Nangtukeun naha MCU puseur kontrol boga parentah dikirimkeun ka handap, lamun kitu, kirimkeun parentah ka handap ka titik terminal ZigBee pakait; Hakim naha kaamanan dibuka, naha aya maling, upami kitu, kirimkeun inpormasi alarem ka MCU pusat kontrol; Nangtoskeun naha lampu aya dina kaayaan kontrol otomatis, upami kitu, hurungkeun analog-to-digital converter pikeun sampling, nilai sampling mangrupakeun konci pikeun ngahurungkeun atawa mareuman lampu, lamun kaayaan lampu robah, informasi kaayaan anyar nyaeta dikirimkeun ka puseur kontrol MC-U.
3.2 Pemrograman titik Terminal ZigBee
Titik terminal ZigBee nujul kana titik ZigBee nirkabel anu dikawasa ku koordinator ZigBee. Dina sistem, éta utamana titik monitoring sarta tambahan pilihan tina alat rumah tangga controller. Initialization tina titik terminal ZigBee ogé ngawengku initialization lapisan aplikasi, interrupts muka, sarta initializing port I/O. Teras cobian gabung ka jaringan ZigBee. Penting pikeun dicatet yén ngan ukur titik tungtung sareng pangaturan koordinator ZigBee anu diidinan gabung kana jaringan. Upami titik terminal ZigBee gagal ngagabung ka jaringan, éta bakal cobian deui unggal dua detik dugi ka suksés ngagabung ka jaringan. Saatos ngagabung kana jaringan suksés, titik terminal ZI-Gbee ngirimkeun inpormasi pendaptaranna ka Koordinator ZigBee, anu teras diteruskeun ka MCU pusat kontrol pikeun ngalengkepan pendaptaran titik terminal ZigBee. Upami titik terminal ZigBee mangrupikeun titik ngawaskeun, éta tiasa ngawujudkeun kontrol cahaya sareng kaamanan. Programna sami sareng koordinator ZigBee, iwal ti titik monitoring kedah ngirim data ka koordinator ZigBee, teras Koordinator ZigBee ngirim data ka MCU pusat kontrol. Lamun titik terminal ZigBee mangrupa controller kipas listrik, éta ngan perlu nampa data tina komputer luhur tanpa unggah kaayaan, jadi kontrol na bisa langsung réngsé dina interupsi data nirkabel narima. Dina data nirkabel narima gangguan, sadaya titik terminal narjamahkeun parentah kontrol narima kana parameter kontrol titik sorangan, sarta ulah ngolah parentah nirkabel narima dina program utama titik.
4 Debugging online
Ngaronjatkeun instruksi pikeun kode instruksi alat tetep dikaluarkeun ku sistem manajemen kontrol sentral dikirim ka MCU puseur kontrol ngaliwatan port serial komputer, sarta ka koordinator ngaliwatan panganteur dua-garis, lajeng ka terminal ZigBee. titik ku koordinator. Nalika titik terminal narima data, data dikirim ka PC ngaliwatan port serial deui. Dina PC ieu, data anu ditampi ku titik terminal ZigBee dibandingkeun sareng data anu dikirim ku pusat kontrol. Sistem manajemen kontrol sentral ngirimkeun 2 parentah unggal detik. Saatos 5 jam uji coba, parangkat lunak uji eureun nalika nunjukkeun yén jumlah total pakét anu ditampi nyaéta 36,000 pakét. Hasil tés software tés pangiriman data multi-protokol dipidangkeun dina Gambar 6. Jumlah pakét anu leres nyaéta 36 000, jumlah pakét anu salah nyaéta 0, sareng tingkat akurasi 100%.
Téknologi ZigBee dianggo pikeun ngawujudkeun jaringan internal bumi pinter, anu gaduh kaunggulan kadali jauh anu gampang, tambihan fléksibel pakakas énggal sareng kinerja kontrol anu dipercaya. Téknologi RFTD dianggo pikeun ngawujudkeun idéntifikasi pangguna sareng ningkatkeun kaamanan sistem. Ngaliwatan aksés modul GSM, kadali jauh jeung fungsi alarem direalisasikeun.
waktos pos: Jan-06-2022