Pametni dom je hiša kot platforma, uporaba integrirane tehnologije ožičenja, omrežne komunikacijske tehnologije, varnostne tehnologije, tehnologije avtomatskega nadzora, avdio in video tehnologije za integracijo objektov, povezanih z gospodinjstvom, urnik za izgradnjo učinkovitih stanovanjskih objektov in sistem upravljanja družinskih zadev , izboljšati varnost doma, udobje, udobje, umetnost in uresničiti varstvo okolja in energetsko varčno bivalno okolje.Glede na najnovejšo definicijo pametnega doma, sklicevanje na značilnosti tehnologije ZigBee, zasnovo tega sistema, potrebno v vsebuje sistem pametnega doma (centralni nadzorni sistem pametnega doma, nadzorni sistem gospodinjske razsvetljave, varnostni sistemi doma), na podlagi združenega gospodinjskega sistema ožičenja, sistema domačega omrežja, sistema glasbe v ozadju in sistema za nadzor družinskega okolja.Po trditvi, da živi v inteligenci, je v celoti nameščen samo ves potreben sistem, gospodinjski sistem, ki je vgradil izbirni sistem ene vrste in več, pa lahko imenuje inteligenco. Zato lahko ta sistem imenujemo inteligentni dom.
1. Shema načrtovanja sistema
Sistem je sestavljen iz nadzorovanih naprav in naprav za daljinsko upravljanje v domu.Med njimi nadzorovane naprave v družini vključujejo predvsem računalnik, ki lahko dostopa do interneta, nadzorni center, nadzorno vozlišče in krmilnik gospodinjskih aparatov, ki jih je mogoče dodati.Naprave za daljinsko upravljanje so večinoma sestavljene iz oddaljenih računalnikov in mobilnih telefonov.
Glavne funkcije sistema so: 1) brskanje po prvi strani spletne strani, upravljanje informacij o ozadju;2) Uresničite nadzor stikala notranjih gospodinjskih aparatov, varnosti in razsvetljave prek interneta in mobilnega telefona;3) Preko modula RFID za realizacijo identifikacije uporabnika, da se dokonča preklop statusa varnosti v zaprtih prostorih v primeru kraje prek SMS alarma uporabniku;4) S programsko opremo centralnega nadzornega sistema za dokončanje lokalnega nadzora in prikaza stanja notranje razsvetljave in gospodinjskih aparatov;5) Shranjevanje osebnih podatkov in shranjevanje stanja opreme v zaprtih prostorih se zaključi z uporabo baze podatkov.Za uporabnike je priročno, da poizvedujejo o stanju notranje opreme prek centralnega sistema za nadzor in upravljanje.
2. Zasnova strojne opreme sistema
Zasnova strojne opreme sistema vključuje zasnovo nadzornega centra, nadzornega vozlišča in neobvezen dodatek krmilnika gospodinjskih aparatov (vzemimo za primer krmilnik električnega ventilatorja).
2.1 Nadzorni center
Glavne funkcije nadzornega centra so naslednje: 1) zgraditi brezžično omrežje ZigBee, dodati vsa nadzorna vozlišča v omrežje in realizirati sprejem nove opreme;2) identifikacija uporabnika, uporabnik doma ali nazaj prek uporabniške kartice za doseganje varnostnega stikala v zaprtih prostorih;3) Ko vlomilec vdre v prostor, pošljite kratko sporočilo uporabniku za alarm.Uporabniki lahko prek kratkih sporočil nadzorujejo tudi notranjo varnost, razsvetljavo in gospodinjske aparate;4) Ko sistem deluje sam, LCD prikazuje trenutno stanje sistema, kar je priročno za uporabnike;5) Shranite stanje električne opreme in ga pošljite v osebni računalnik, da realizirate sistem na spletu.
Strojna oprema podpira večkratni dostop z zaznavanjem nosilca/zaznavanje trkov (CSMA/CA).Delovna napetost 2,0 ~ 3,6 V prispeva k nizki porabi energije sistema.Nastavite brezžično zvezdno omrežje ZigBee v zaprtih prostorih tako, da se povežete s koordinatorskim modulom ZigBee v nadzornem centru.In vsa nadzorna vozlišča, izbrana za dodajanje krmilnika gospodinjskih aparatov kot terminalskega vozlišča v omrežju, da se pridružijo omrežju, da bi uresničili brezžično omrežno upravljanje ZigBee varnosti v zaprtih prostorih in gospodinjskih aparatov.
2.2 Vozlišča za spremljanje
Funkcije nadzornega vozlišča so naslednje: 1) zaznavanje signala človeškega telesa, zvočni in svetlobni alarm ob vdoru tatov;2) nadzor razsvetljave, način upravljanja je razdeljen na samodejni nadzor in ročni nadzor, avtomatski nadzor se samodejno vklopi/izklopi svetloba glede na moč notranje svetlobe, ročni nadzor nadzora osvetlitve poteka prek centralnega nadzornega sistema, (3) informacije o alarmu in druge informacije, poslane v nadzorni center, in sprejema nadzorne ukaze iz nadzornega centra za dokončanje nadzora opreme.
Infrardeči in mikrovalovni način zaznavanja je najpogostejši način zaznavanja signala človeškega telesa.Piroelektrična infrardeča sonda je RE200B, ojačitvena naprava pa BISS0001.RE200B se napaja z napetostjo 3-10 V in ima vgrajen piroelektrični dvojno občutljiv infrardeči element.Ko element prejme infrardečo svetlobo, se bo na polih vsakega elementa pojavil fotoelektrični učinek in naboj se bo kopičil.BISS0001 je digitalno-analogni hibridni asic, sestavljen iz operacijskega ojačevalnika, napetostnega primerjalnika, krmilnika stanja, časovnika zakasnitve in časovnika blokiranja.Skupaj z RE200B in nekaj komponentami je mogoče oblikovati pasivno piroelektrično infrardeče stikalo.Za mikrovalovni senzor je bil uporabljen modul Ant-g100, srednja frekvenca je bila 10 GHz, najdaljši čas vzpostavitve pa 6 μs.V kombinaciji s piroelektričnim infrardečim modulom je mogoče učinkovito zmanjšati stopnjo napak pri odkrivanju ciljev.
Modul za nadzor svetlobe je v glavnem sestavljen iz fotoobčutljivega upora in releja za nadzor svetlobe.Povežite fotoobčutljivi upor zaporedno z nastavljivim uporom 10 K ω, nato povežite drugi konec fotoobčutljivega upora z maso, drugi konec nastavljivega upora pa na visoko raven.Vrednost napetosti dveh priključnih točk upora se pridobi prek analogno-digitalnega pretvornika SCM, da se ugotovi, ali lučka za tok sveti.Nastavljiv upor lahko uporabnik prilagodi jakosti svetlobe, ko je luč pravkar prižgana.Stikala za notranjo razsvetljavo krmilijo releji.Doseči je mogoče le ena vhodno/izhodna vrata.
2.3 Izberite dodani krmilnik gospodinjskih aparatov
Odločite se, da dodate nadzor gospodinjskih aparatov predvsem glede na funkcijo naprave, da dosežete nadzor naprave, tukaj na primer električni ventilator.Nadzor ventilatorja je nadzorni center. Navodila za krmiljenje ventilatorja PC-ja bodo poslana krmilniku električnega ventilatorja prek implementacije omrežja ZigBee, identifikacijska številka različnih naprav je drugačna, na primer določbe tega sporazuma identifikacijska številka ventilatorja je 122, identifikacijska številka domačega barvnega televizorja je 123, s čimer se uresničuje prepoznavnost nadzornega centra za različne električne gospodinjske aparate.Za isto kodo navodil različni gospodinjski aparati opravljajo različne funkcije.Slika 4 prikazuje sestavo izbranih gospodinjskih aparatov za dodatek.
3. Zasnova sistemske programske opreme
Zasnova sistemske programske opreme v glavnem vključuje šest delov, ki so zasnova spletne strani za daljinsko upravljanje, zasnova sistema za upravljanje centralnega nadzora, zasnova programa glavnega krmilnika nadzornega centra ATMegal28, zasnova programa koordinatorja CC2430, zasnova programa vozlišča za spremljanje CC2430, zasnova programa za izbiro in dodajanje naprave CC2430.
3.1 Oblikovanje programa ZigBee Coordinator
Koordinator najprej dokonča inicializacijo sloja aplikacije, nastavi stanje sloja aplikacije in stanje prejemanja na mirovanje, nato vklopi globalne prekinitve in inicializira vrata V/I.Koordinator nato začne graditi brezžično zvezdasto omrežje.V protokolu koordinator samodejno izbere pas 2,4 GHz, največje število bitov na sekundo je 62 500, privzeti PANID je 0×1347, največja globina sklada je 5, največje število bajtov na pošiljanje je 93 in hitrost prenosa serijskih vrat je 57 600 bit/s.SL0W TIMER ustvari 10 prekinitev na sekundo.Ko je omrežje ZigBee uspešno vzpostavljeno, koordinator pošlje njegov naslov v MCU nadzornega centra.Tukaj nadzorni center MCU prepozna koordinatorja ZigBee kot člana nadzornega vozlišča, njegov identificirani naslov pa je 0. Program vstopi v glavno zanko.Najprej ugotovite, ali terminalsko vozlišče pošilja nove podatke, če so, se podatki neposredno prenesejo v MCU nadzornega centra;Ugotovite, ali ima MCU nadzornega centra navodila, poslana navzdol, če jih je, pošljite navodila navzdol do ustreznega terminalskega vozlišča ZigBee;Presodite, ali je varovanje odprto, ali je vlomilec, če je, pošljite alarmno informacijo v MCU nadzornega centra;Presodite, ali je luč v stanju samodejnega nadzora, če je tako, vklopite analogno-digitalni pretvornik za vzorčenje, vrednost vzorčenja je ključ za vklop ali izklop luči, če se stanje luči spremeni, je nova informacija o stanju prenese v nadzorni center MC-U.
3.2 Programiranje terminalskega vozlišča ZigBee
Terminalno vozlišče ZigBee se nanaša na brezžično vozlišče ZigBee, ki ga nadzira koordinator ZigBee.V sistemu je to predvsem nadzorno vozlišče in opcijski dodatek krmilnika gospodinjskih aparatov.Inicializacija terminalskih vozlišč ZigBee vključuje tudi inicializacijo sloja aplikacije, odpiranje prekinitev in inicializacijo V/I vrat.Nato se poskusite pridružiti omrežju ZigBee.Pomembno je upoštevati, da se lahko omrežju pridružijo samo končna vozlišča z nastavitvijo koordinatorja ZigBee.Če se terminalsko vozlišče ZigBee ne uspe pridružiti omrežju, bo poskusilo znova vsaki dve sekundi, dokler se uspešno ne pridruži omrežju.Po uspešni vključitvi v omrežje terminalsko vozlišče ZI-Gbee pošlje podatke o registraciji koordinatorju ZigBee, ki jih nato posreduje MCU nadzornega centra za dokončanje registracije terminalskega vozlišča ZigBee.Če je terminalsko vozlišče ZigBee nadzorno vozlišče, lahko izvaja nadzor osvetlitve in varnosti.Program je podoben koordinatorju ZigBee, le da mora nadzorno vozlišče poslati podatke koordinatorju ZigBee, nato pa koordinator ZigBee pošlje podatke v MCU nadzornega centra.Če je terminalsko vozlišče ZigBee krmilnik električnega ventilatorja, mora le prejeti podatke zgornjega računalnika brez nalaganja stanja, tako da se lahko njegovo krmiljenje neposredno zaključi v prekinitvi brezžičnega prejemanja podatkov.Pri prekinitvi brezžičnega prejemanja podatkov vsa terminalska vozlišča prevedejo prejeta krmilna navodila v krmilne parametre samega vozlišča in ne obdelujejo prejetih brezžičnih navodil v glavnem programu vozlišča.
4 Spletno odpravljanje napak
Naraščajoča navodila za kodo navodil fiksne opreme, ki jih izda centralni nadzorni sistem upravljanja, se pošljejo MCU nadzornega centra prek serijskih vrat računalnika in koordinatorju prek dvovrstičnega vmesnika, nato pa do terminala ZigBee. vozlišče s strani koordinatorja.Ko terminalsko vozlišče prejme podatke, se podatki znova pošljejo v osebni računalnik prek serijskih vrat.Na tem računalniku se podatki, ki jih prejme terminalsko vozlišče ZigBee, primerjajo s podatki, ki jih pošlje nadzorni center.Centralni nadzorni sistem upravljanja vsako sekundo pošlje 2 navodili.Po 5 urah testiranja se programska oprema za testiranje ustavi, ko pokaže, da je skupno število prejetih paketov 36.000 paketov.Rezultati testiranja programske opreme za testiranje prenosa podatkov z več protokoli so prikazani na sliki 6. Število pravilnih paketov je 36 000, število napačnih paketov je 0, stopnja točnosti pa je 100 %.
Tehnologija ZigBee se uporablja za uresničitev notranjega omrežja pametnega doma, ki ima prednosti priročnega daljinskega upravljanja, prilagodljivega dodajanja nove opreme in zanesljivega nadzora.Tehnologija RFTD se uporablja za identifikacijo uporabnikov in izboljšanje varnosti sistema.Z dostopom GSM modula se izvajajo funkcije daljinskega upravljanja in alarma.
Čas objave: 6. januarja 2022