Ang Smart home ay isang bahay bilang isang platform, ang paggamit ng integrated wiring technology, network communication technology, security technology, automatic control technology, audio at video technology para pagsamahin ang mga pasilidad na may kaugnayan sa buhay sambahayan, iskedyul para bumuo ng mahusay na residential facility at family affairs management system , pagbutihin ang seguridad sa tahanan, kaginhawahan, kaginhawahan, kasiningan, at mapagtanto ang proteksyon sa kapaligiran at kapaligiran ng pamumuhay na nakakatipid sa enerhiya. Batay sa pinakabagong kahulugan ng matalinong tahanan, sumangguni sa mga katangian ng teknolohiyang ZigBee, disenyo ng sistemang ito, ang kinakailangan sa ay naglalaman ng isang matalinong sistema ng tahanan (smart home (gitnang) control system, sistema ng kontrol sa ilaw ng sambahayan, mga sistema ng seguridad sa bahay), sa batayan ng sumali sa sambahayan wiring system, home network system, background music system at family environment control system. Sa paninindigan na nabubuhay sa katalinuhan, ganap na na-install ang lahat ng kinakailangang sistema, at ang sistema ng sambahayan na nag-install ng opsyonal na sistema ng isang uri at higit pa ay maaaring tumawag sa katalinuhan. Samakatuwid, ang sistemang ito ay matatawag na matalinong tahanan.
1. System Design Scheme
Ang system ay binubuo ng mga kinokontrol na device at remote control device sa bahay. Kabilang sa mga ito, ang mga kinokontrol na aparato sa pamilya ay pangunahing kasama ang computer na maaaring ma-access ang Internet, ang control center, ang monitoring node at ang controller ng mga gamit sa bahay na maaaring idagdag. Ang mga remote control device ay pangunahing binubuo ng mga remote na computer at mobile phone.
Ang mga pangunahing pag-andar ng system ay: 1) ang front page ng pag-browse sa web page, pamamahala ng impormasyon sa background; 2) Napagtanto ang switch control ng mga panloob na kagamitan sa bahay, seguridad at ilaw sa pamamagitan ng Internet at mobile phone; 3) Sa pamamagitan ng RFID module upang mapagtanto ang pagkakakilanlan ng gumagamit, upang makumpleto ang panloob na paglipat ng katayuan ng seguridad, sa kaso ng pagnanakaw sa pamamagitan ng SMS alarma sa gumagamit; 4) Sa pamamagitan ng software ng central control management system upang makumpleto ang lokal na kontrol at pagpapakita ng katayuan ng panloob na ilaw at mga gamit sa bahay; 5) Ang imbakan ng personal na impormasyon at pag-iimbak ng katayuan ng kagamitan sa loob ay nakumpleto sa pamamagitan ng paggamit ng database. Maginhawa para sa mga gumagamit na itanong ang katayuan ng panloob na kagamitan sa pamamagitan ng sentral na kontrol at sistema ng pamamahala.
2. System Hardware Design
Kasama sa disenyo ng hardware ng system ang disenyo ng control center, ang monitoring node at ang opsyonal na karagdagan ng home appliance controller (kunin ang electric fan controller bilang halimbawa).
2.1 Ang Control Center
Ang mga pangunahing tungkulin ng control center ay ang mga sumusunod: 1) Upang bumuo ng isang wireless na ZigBee network, idagdag ang lahat ng mga monitoring node sa network, at mapagtanto ang pagtanggap ng mga bagong kagamitan; 2) pagkakakilanlan ng user, ang user sa bahay o pabalik sa pamamagitan ng user card upang makamit ang panloob na switch ng seguridad; 3) Kapag may pumasok na magnanakaw sa kwarto, magpadala ng maikling mensahe sa user para maalarma. Makokontrol din ng mga user ang panloob na seguridad, ilaw at mga gamit sa bahay sa pamamagitan ng mga maikling mensahe; 4) Kapag ang system ay tumatakbo nang mag-isa, ang LCD ay nagpapakita ng kasalukuyang katayuan ng system, na kung saan ay maginhawa para sa mga gumagamit upang tingnan; 5) Itago ang estado ng mga de-koryenteng kagamitan at ipadala ito sa PC upang mapagtanto ang system online.
Sinusuportahan ng hardware ang Carrier sense multiple access/Collision detection (CSMA/CA). Ang operating boltahe ng 2.0 ~ 3.6V ay nakakatulong sa mababang paggamit ng kuryente ng system. Mag-set up ng wireless na ZigBee star network sa loob ng bahay sa pamamagitan ng pagkonekta sa ZigBee coordinator module sa control center. At ang lahat ng mga monitoring node, pinili upang idagdag ang home appliance controller bilang ang terminal node sa network upang sumali sa network, upang mapagtanto ang wireless ZigBee network control ng panloob na seguridad at mga kasangkapan sa bahay.
2.2 Mga Node sa Pagsubaybay
Ang mga function ng monitoring node ay ang mga sumusunod: 1) pagtuklas ng signal ng katawan ng tao, tunog at liwanag na alarma kapag sumalakay ang mga magnanakaw; 2) kontrol sa pag-iilaw, ang control mode ay nahahati sa awtomatikong kontrol at manu-manong kontrol, awtomatikong i-on/off ang ilaw nang awtomatiko ayon sa lakas ng panloob na ilaw, ang manu-manong kontrol na kontrol sa pag-iilaw ay sa pamamagitan ng central control system, (3) ang impormasyon ng alarma at iba pang impormasyon na ipinadala sa control center, at tumatanggap ng mga control command mula sa control center upang makumpleto ang control ng kagamitan.
Ang infrared plus microwave detection mode ay ang pinakakaraniwang paraan sa pagtukoy ng signal ng katawan ng tao. Ang pyroelectric infrared probe ay RE200B, at ang amplification device ay BISS0001. Ang RE200B ay pinapagana ng 3-10 V na boltahe at may built-in na pyroelectric na dual-sensitive na infrared na elemento. Kapag ang elemento ay nakatanggap ng infrared na ilaw, ang photoelectric effect ay magaganap sa mga pole ng bawat elemento at ang singil ay maiipon. Ang BISS0001 ay isang digital-analog hybrid asIC na binubuo ng operational amplifier, voltage comparator, state controller, delay time timer at blocking time timer. Kasama ang RE200B at ilang bahagi, maaaring mabuo ang passive pyroelectric infrared switch. Ginamit ang module ng Ant-g100 para sa microwave sensor, ang center frequency ay 10 GHz, at ang maximum na oras ng pagtatatag ay 6μs. Pinagsama sa pyroelectric infrared module, ang error rate ng target detection ay maaaring epektibong mabawasan.
Ang light control module ay pangunahing binubuo ng photosensitive resistor at light control relay. Ikonekta ang photosensitive risistor sa serye gamit ang adjustable resistor na 10 K ω, pagkatapos ay ikonekta ang kabilang dulo ng photosensitive risistor sa lupa, at ikonekta ang kabilang dulo ng adjustable resistor sa mataas na antas. Ang halaga ng boltahe ng dalawang punto ng koneksyon ng paglaban ay nakuha sa pamamagitan ng SCM analog-to-digital converter upang matukoy kung ang kasalukuyang ilaw ay naka-on. Maaaring i-adjust ng user ang adjustable resistance upang matugunan ang intensity ng liwanag kapag naka-on lang ang ilaw. Ang mga panloob na switch ng ilaw ay kinokontrol ng mga relay. Isang input/output port lang ang makakamit.
2.3 Piliin ang Added Home Appliance Controller
Piliin na idagdag ang kontrol ng mga gamit sa sambahayan higit sa lahat ayon sa paggana ng device upang makamit ang kontrol ng device, dito sa electric fan bilang isang halimbawa. Fan control ay ang control center ay magiging PC fan control mga tagubilin na ipinadala sa electric fan controller sa pamamagitan ng ZigBee network na pagpapatupad, iba't ibang mga appliances identification number ay iba, halimbawa, ang mga probisyon ng kasunduang ito fan identification number ay 122, ang domestic color TV identification number ay 123, kaya napagtatanto ang pagkilala sa iba't ibang mga de-koryenteng home appliances control center. Para sa parehong code ng pagtuturo, ang iba't ibang mga kasangkapan sa bahay ay gumaganap ng iba't ibang mga function. Ipinapakita ng Figure 4 ang komposisyon ng mga kagamitan sa sambahayan na pinili para sa karagdagan.
3. Disenyo ng software ng system
Pangunahing kasama sa disenyo ng software ng system ang anim na bahagi, na kung saan ay disenyo ng remote control web page, disenyo ng central control management system, control center main controller ATMegal28 program design, CC2430 coordinator program design, CC2430 monitoring node program design, CC2430 piliin ang add device program design.
3.1 Disenyo ng programa ng ZigBee Coordinator
Kinukumpleto muna ng coordinator ang pagsisimula ng layer ng application, itinatakda ang estado ng layer ng application at tinatanggap ang estado sa idle, pagkatapos ay ino-on ang mga global interrupt at sinisimulan ang I/O port. Ang coordinator ay magsisimulang bumuo ng isang wireless star network. Sa protocol, awtomatikong pinipili ng coordinator ang 2.4 GHz band, ang maximum na bilang ng mga bits bawat segundo ay 62 500, ang default na PANID ay 0×1347, ang maximum na stack depth ay 5, ang maximum na bilang ng mga byte bawat send ay 93, at ang serial port baud rate ay 57 600 bit/s. Ang SL0W TIMER ay bumubuo ng 10 interrupts bawat segundo. Matapos matagumpay na maitatag ang ZigBee network, ipapadala ng coordinator ang address nito sa MCU ng control center. Dito, kinikilala ng control center MCU ang ZigBee Coordinator bilang isang miyembro ng monitoring node, at ang tinukoy na address nito ay 0. Ang programa ay pumapasok sa pangunahing loop. Una, alamin kung mayroong bagong data na ipinadala ng terminal node, kung mayroon, ang data ay direktang ipinadala sa MCU ng control center; Tukuyin kung ang MCU ng control center ay may mga tagubilin na ipinadala, kung gayon, ipadala ang mga tagubilin pababa sa kaukulang ZigBee terminal node; Husgahan kung bukas ang seguridad, kung may magnanakaw, kung gayon, ipadala ang impormasyon ng alarma sa MCU ng control center; Hatulan kung ang ilaw ay nasa awtomatikong kontrol na estado, kung gayon, i-on ang analog-to-digital converter para sa sampling, ang sampling value ay ang susi upang i-on o i-off ang ilaw, kung magbabago ang light state, ang bagong impormasyon ng estado ay ipinadala sa control center MC-U.
3.2 ZigBee Terminal Node Programming
Ang ZigBee terminal node ay tumutukoy sa wireless ZigBee node na kinokontrol ng ZigBee coordinator. Sa system, ito ay higit sa lahat ang monitoring node at ang opsyonal na karagdagan ng household appliance controller. Kasama rin sa pagsisimula ng mga terminal node ng ZigBee ang pagsisimula ng layer ng application, mga pagkagambala sa pagbubukas, at pagsisimula ng mga I/O port. Pagkatapos ay subukang sumali sa ZigBee network. Mahalagang tandaan na ang mga end node lang na may ZigBee coordinator setup ang pinapayagang sumali sa network. Kung nabigo ang ZigBee terminal node na sumali sa network, susubukan itong muli bawat dalawang segundo hanggang sa matagumpay itong sumali sa network. Pagkatapos ng matagumpay na pagsali sa network, ipinapadala ng terminal node ng ZI-Gbee ang impormasyon ng pagpaparehistro nito sa ZigBee Coordinator, na pagkatapos ay ipapasa ito sa MCU ng control center upang makumpleto ang pagpaparehistro ng ZigBee terminal node. Kung ang ZigBee terminal node ay isang monitoring node, maaari nitong mapagtanto ang kontrol ng pag-iilaw at seguridad. Ang programa ay katulad ng ZigBee coordinator, maliban na ang monitoring node ay kailangang magpadala ng data sa ZigBee coordinator, at pagkatapos ay ang ZigBee Coordinator ay nagpapadala ng data sa MCU ng control center. Kung ang ZigBee terminal node ay isang electric fan controller, kailangan lang nitong matanggap ang data ng upper computer nang hindi ina-upload ang estado, upang ang kontrol nito ay direktang makumpleto sa pagkaantala ng wireless na pagtanggap ng data. Sa wireless na data na tumatanggap ng pagkagambala, ang lahat ng mga terminal node ay isinasalin ang natanggap na mga tagubilin sa kontrol sa mga parameter ng kontrol ng node mismo, at hindi pinoproseso ang natanggap na mga wireless na tagubilin sa pangunahing programa ng node.
4 Online na Pag-debug
Ang pagtaas ng pagtuturo para sa instruction code ng fixed equipment na inisyu ng central control management system ay ipinapadala sa MCU ng control center sa pamamagitan ng serial port ng computer, at sa coordinator sa pamamagitan ng two-line interface, at pagkatapos ay sa ZigBee terminal node ng coordinator. Kapag natanggap ng terminal node ang data, ipapadala muli ang data sa PC sa pamamagitan ng serial port. Sa PC na ito, ang data na natanggap ng ZigBee terminal node ay inihambing sa data na ipinadala ng control center. Ang central control management system ay nagpapadala ng 2 tagubilin bawat segundo. Pagkatapos ng 5 oras ng pagsubok, hihinto ang testing software kapag ipinakita nito na ang kabuuang bilang ng mga natanggap na packet ay 36,000 packet. Ang mga resulta ng pagsubok ng multi-protocol data transmission testing software ay ipinapakita sa Figure 6. Ang bilang ng mga tamang packet ay 36 000, ang bilang ng mga maling packet ay 0, at ang accuracy rate ay 100%.
Ang teknolohiya ng ZigBee ay ginagamit upang mapagtanto ang panloob na networking ng matalinong tahanan, na may mga pakinabang ng maginhawang remote control, nababaluktot na pagdaragdag ng mga bagong kagamitan at maaasahang pagganap ng kontrol. Ang teknolohiya ng RFTD ay ginagamit upang mapagtanto ang pagkakakilanlan ng gumagamit at pagbutihin ang seguridad ng system. Sa pamamagitan ng pag-access ng GSM module, ang remote control at alarm function ay natanto.
Oras ng post: Ene-06-2022