Ang Smart Home ay isang bahay bilang isang platform, ang paggamit ng integrated na teknolohiya ng mga kable, teknolohiya ng komunikasyon sa network, teknolohiya ng seguridad, awtomatikong teknolohiya ng kontrol, teknolohiya ng audio at video upang maisama ang mga pasilidad na may kaugnayan sa buhay, iskedyul upang makabuo ng mahusay na mga pasilidad ng tirahan at sistema ng pamamahala ng pamilya, pag -save ng kapaligiran sa kapaligiran. Batay sa pinakabagong kahulugan ng Smart Home, sumangguni sa mga katangian ng teknolohiya ng Zigbee, disenyo ng sistemang ito, ang kinakailangan sa naglalaman ng isang Smart Home System (Smart Home (Central) control system, sistema ng control control ng bahay, mga sistema ng seguridad sa bahay), batay sa sistema ng mga kable ng sambahayan, sistema ng network ng bahay, sistema ng musika sa background at sistema ng kontrol sa kapaligiran ng pamilya. Sa pagpapatunay na nakatira sa katalinuhan, na -install ang lahat ng kinakailangang sistema nang lubusan lamang, at ang sistema ng sambahayan na nag -install ng opsyonal na sistema ng isang uri at higit sa hindi bababa sa maaaring tumawag sa mga buhay na katalinuhan. Samakatuwid, ang sistemang ito ay maaaring tawaging intelihenteng tahanan.
1. Scheme ng Disenyo ng System
Ang system ay binubuo ng mga kinokontrol na aparato at mga aparato ng remote control 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 magsusupil ng mga gamit sa sambahayan na maaaring maidagdag. Ang mga aparato ng Remote control ay pangunahing binubuo ng mga remote na computer at mobile phone.
Ang mga pangunahing pag -andar ng system ay: 1) ang harap na pahina ng pag -browse sa web page, pamamahala ng impormasyon sa background; 2) Napagtanto ang switch control ng mga panloob na kasangkapan sa sambahayan, seguridad at pag -iilaw sa pamamagitan ng internet at mobile phone; 3) sa pamamagitan ng module ng RFID upang mapagtanto ang pagkakakilanlan ng gumagamit, upang makumpleto ang panloob na switch ng katayuan sa seguridad, kung sakaling magnanakaw sa pamamagitan ng alarma ng SMS 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 pag -iilaw at kasangkapan sa sambahayan; 5) Ang Personal na Impormasyon sa Pag -iimbak at Pag -iimbak ng Katayuan ng Panloob na Kagamitan ay nakumpleto sa pamamagitan ng paggamit ng database. Maginhawa para sa mga gumagamit na mag -query sa katayuan ng panloob na kagamitan sa pamamagitan ng Central Control and Management System.
2. Disenyo ng System Hardware
Ang disenyo ng hardware ng system ay may kasamang disenyo ng control center, ang monitoring node at ang opsyonal na pagdaragdag ng home appliance controller (kunin ang electric fan controller bilang isang halimbawa).
2.1 Ang Control Center
Ang mga pangunahing pag -andar ng control center ay ang mga sumusunod: 1) upang makabuo ng isang wireless zigbee network, idagdag ang lahat ng mga monitoring node sa network, at mapagtanto ang pagtanggap ng mga bagong kagamitan; 2) pagkakakilanlan ng gumagamit, ang gumagamit sa bahay o bumalik sa pamamagitan ng user card upang makamit ang panloob na switch ng seguridad; 3) Kapag ang isang magnanakaw ay sumasabay sa silid, magpadala ng isang maikling mensahe sa gumagamit upang mag -alarma. Maaari ring kontrolin ng mga gumagamit ang panloob na seguridad, pag -iilaw at kagamitan sa bahay sa pamamagitan ng mga maikling mensahe; 4) Kapag ang system ay tumatakbo nang nag -iisa, ipinapakita ng LCD ang kasalukuyang katayuan ng system, na maginhawa para matingnan ng mga gumagamit; 5) Itago ang estado ng mga de -koryenteng kagamitan at ipadala ito sa PC upang mapagtanto ang system online.
Sinusuportahan ng hardware ang kahulugan ng carrier ng maraming pag -access/pagbangga ng pagtuklas (CSMA/CA). Ang operating boltahe ng 2.0 ~ 3.6V ay naaayon sa mababang pagkonsumo ng kuryente ng system. Mag -set up ng isang Wireless Zigbee Star Network sa loob ng bahay sa pamamagitan ng pagkonekta sa ZigBee Coordinator Module sa control center. At lahat ng mga node ng pagsubaybay, napili upang idagdag ang home appliance controller bilang terminal node sa network upang sumali sa network, upang mapagtanto ang wireless zigbee network control ng panloob na seguridad at mga gamit sa bahay.
2.2 Mga Node ng Pagsubaybay
Ang mga pag -andar ng pagsubaybay sa node ay ang mga sumusunod: 1) pagtuklas ng signal ng katawan ng tao, tunog at magaan na alarma kapag sumalakay ang mga magnanakaw; 2) Ang kontrol sa pag -iilaw, ang mode ng control ay nahahati sa awtomatikong kontrol at manu -manong kontrol, ang awtomatikong kontrol ay nasa/off ang ilaw na awtomatiko ayon sa lakas ng panloob na ilaw, manu -manong kontrol ng kontrol ng ilaw ay sa pamamagitan ng sentral na sistema ng kontrol, (3) ang impormasyon ng alarma at iba pang impormasyon na ipinadala sa control center, at tumatanggap ng mga utos ng control mula sa sentro ng control upang makumpleto ang kontrol ng kagamitan.
Ang infrared plus microwave detection mode ay ang pinaka -karaniwang paraan sa pagtuklas ng signal ng katawan ng tao. Ang pyroelectric infrared probe ay RE200B, at ang aparato ng pagpapalakas ay BISS0001. Ang RE200B ay pinalakas ng 3-10 V boltahe at may built-in na pyroelectric dual-sensitive infrared element. Kapag ang elemento ay tumatanggap ng infrared light, ang photoelectric na epekto ay magaganap sa mga poste ng bawat elemento at ang singil ay maipon. Ang BISS0001 ay isang digital-analog hybrid ASIC na binubuo ng pagpapatakbo ng amplifier, boltahe ng comparator, controller ng estado, pagkaantala ng timer ng oras at oras ng pagharang ng timer. Kasama ang RE200B at ilang mga sangkap, maaaring mabuo ang passive pyroelectric infrared switch. Ang module ng ANT-G100 ay ginamit para sa sensor ng microwave, ang dalas ng sentro 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 module ng light control ay pangunahing binubuo ng photosensitive risistor at light control relay. Ikonekta ang photosensitive risistor sa serye na may adjustable risistor ng 10 k Ω, pagkatapos ay ikonekta ang kabilang dulo ng photosensitive risistor sa lupa, at ikonekta ang kabilang dulo ng nababagay na risistor sa mataas na antas. Ang halaga ng boltahe ng dalawang puntos ng koneksyon ng paglaban ay nakuha sa pamamagitan ng SCM analog-to-digital converter upang matukoy kung ang kasalukuyang ilaw ay nasa. Ang nababagay na pagtutol ay maaaring ayusin ng gumagamit upang matugunan ang light intensity kapag naka -on lamang ang ilaw. Ang mga panloob na switch ng ilaw ay kinokontrol ng mga relay. Isang input/output port lamang ang maaaring makamit.
2.3 Piliin ang Idinagdag na Home Appliance Controller
Piliin upang idagdag ang kontrol ng mga kasangkapan sa sambahayan higit sa lahat ayon sa pag -andar ng aparato upang makamit ang kontrol ng aparato, dito sa electric fan bilang isang halimbawa. Ang Fan Control ay ang control center ay magiging mga tagubilin sa control ng PC fan na ipinadala sa electric fan controller sa pamamagitan ng pagpapatupad ng ZigBee network, ang iba't ibang numero ng pagkakakilanlan ng kasangkapan ay naiiba, halimbawa, ang mga probisyon ng kasunduang ito ng pagkilala sa fan ay 122, ang numero ng pagkakakilanlan ng kulay ng TV ay 123, sa gayon napagtanto ang pagkilala sa iba't ibang mga elektrikal na kagamitan sa kontrol sa bahay. Para sa parehong code ng pagtuturo, ang iba't ibang mga gamit sa bahay ay nagsasagawa ng iba't ibang mga pag -andar. Ipinapakita ng Figure 4 ang komposisyon ng mga gamit sa sambahayan na napili para sa karagdagan.
3. Disenyo ng Software ng System
Ang disenyo ng software ng system ay higit sa lahat ay may kasamang anim na bahagi, na kung saan ay disenyo ng remote control web page, disenyo ng sentral na pamamahala ng sistema ng pamamahala, control center pangunahing magsusupil atmegal28 na disenyo ng programa, CC2430 Coordinator Program Design, CC2430 Monitoring Node Program Design, CC2430 Piliin ang Magdagdag ng Disenyo ng Programa ng Device.
3.1 Disenyo ng Program ng Programa ng Zigbee
Una nang nakumpleto ng coordinator ang pagsisimula ng layer ng application, itinatakda ang estado ng layer ng application at makatanggap ng estado upang idle, pagkatapos ay lumiliko sa mga global na pagkagambala at sinisimulan ang port ng I/O. Ang coordinator pagkatapos ay nagsisimula sa pagbuo ng isang wireless star network. Sa protocol, awtomatikong pipiliin ng coordinator ang 2.4 GHz band, ang maximum na bilang ng mga piraso bawat segundo ay 62 500, ang default na panid ay 0 × 1347, ang maximum na lalim ng stack ay 5, ang maximum na bilang ng mga byte bawat ipinadala ay 93, at ang serial port baud rate ay 57 600 bit/s. Ang timer ng SL0W ay bumubuo ng 10 mga pagkagambala bawat segundo. Matapos matagumpay na maitatag ang network ng Zigbee, ipinapadala 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 natukoy na address nito ay 0. Ang programa ay pumapasok sa pangunahing loop. Una, alamin kung mayroong mga bagong data na ipinadala ng terminal node, kung mayroon, ang data ay direktang ipinadala sa MCU ng control center; Alamin kung ang MCU ng control center ay may mga tagubilin na ipinadala, kung gayon, ipadala ang mga tagubilin hanggang sa kaukulang zigbee terminal node; Hukom kung bukas ang seguridad, kung mayroong isang kawatan, kung gayon, ipadala ang impormasyon ng alarma sa MCU ng control center; Hukom kung ang ilaw ay nasa awtomatikong estado ng kontrol, kung gayon, i-on ang analog-to-digital converter para sa pag-sampling, ang halaga ng sampling ay ang susi upang i-on o i-off ang ilaw, kung nagbabago ang magaan na estado, ang bagong impormasyon ng estado ay ipinadala sa control center na 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, higit sa lahat ang pagsubaybay sa node at ang opsyonal na pagdaragdag ng controller ng appliance ng sambahayan. Ang pagsisimula ng mga node ng terminal ng Zigbee ay nagsasama rin ng pagsisimula ng layer ng application, pagbubukas ng mga pagkagambala, at pagsisimula ng mga port ng I/O. Pagkatapos ay subukang sumali sa Zigbee Network. Mahalagang tandaan na ang mga pagtatapos lamang ng mga node sa pag -setup ng ZigBee Coordinator ay pinapayagan na sumali sa network. Kung ang Zigbee Terminal Node ay nabigo na sumali sa network, susubukan itong muli tuwing dalawang segundo hanggang sa matagumpay itong sumali sa network. Matapos matagumpay na sumali sa network, ang Zi-GBEE Terminal Node ay nagpapadala ng impormasyon sa pagrehistro nito sa ZigBee Coordinator, na pagkatapos ay ipasa ito sa MCU ng control center upang makumpleto ang pagrehistro 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 coordinator ng ZigBee, maliban na ang pagsubaybay sa node ay kailangang magpadala ng data sa coordinator ng ZigBee, 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 lamang makatanggap ng data ng itaas na computer nang hindi nai -upload ang estado, kaya ang kontrol nito ay maaaring direktang makumpleto sa pagkagambala ng wireless data na natatanggap. Sa wireless data na tumatanggap ng pagkagambala, ang lahat ng mga node ng terminal ay isinasalin ang natanggap na mga tagubilin sa control sa mga control na mga parameter ng node mismo, at hindi pinoproseso ang natanggap na mga tagubilin na wireless sa pangunahing programa ng node.
4 online na pag -debug
Ang pagtaas ng pagtuturo para sa code ng pagtuturo ng mga nakapirming kagamitan na inilabas ng sistema ng pamamahala ng sentral na kontrol ay ipinadala 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, ang data ay ipinadala sa PC sa pamamagitan ng serial port muli. 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 mga tagubilin tuwing segundo. Matapos ang 5 oras ng pagsubok, humihinto ang software ng pagsubok 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 rate ng kawastuhan ay 100%.
Ang teknolohiyang Zigbee ay ginagamit upang mapagtanto ang panloob na networking ng matalinong bahay, na mayroong mga pakinabang ng maginhawang remote control, nababaluktot na pagdaragdag ng mga bagong kagamitan at maaasahang pagganap ng kontrol. Ang teknolohiyang RFTD ay ginagamit upang mapagtanto ang pagkakakilanlan ng gumagamit at pagbutihin ang seguridad ng system. Sa pamamagitan ng pag -access ng module ng GSM, natanto ang remote control at alarm function.
Oras ng Mag-post: Jan-06-2022