Tark kodu on maja kui platvorm, integreeritud juhtmestiku tehnoloogia, võrgukommunikatsioonitehnoloogia, turvatehnoloogia, automaatjuhtimistehnoloogia, heli- ja videotehnoloogia kasutamine majapidamisega seotud rajatiste integreerimiseks, tõhusate elamurajatiste ehitamise ajakava ja pereasjade juhtimissüsteem , parandada kodu turvalisust, mugavust, mugavust, kunstilisust ning realiseerida keskkonnakaitset ja energiasäästlikku elukeskkonda.Tuginedes uusimale targa kodu definitsioonile, vaadake ZigBee tehnoloogia omadusi, selle süsteemi disaini, vajalik sisaldab targa kodu süsteemi (targa kodu (keskne) juhtimissüsteem, koduvalgustuse juhtimissüsteem, koduvalvesüsteemid), alusel liitunud majapidamise juhtmestiku, koduvõrgu süsteemi, taustamuusika süsteemi ja perekeskkonna juhtimissüsteemiga.Kinnitusel, et intelligentsus elab, on paigaldatud ainult kogu vajalik süsteem, ja majapidamissüsteem, mis paigaldas vähemalt ühte tüüpi ja kõrgema valikulise süsteemi, võib intelligentsust kutsuda. Seetõttu võib seda süsteemi nimetada intelligentseks koduks.
1. Süsteemi projekteerimise skeem
Süsteem koosneb juhitavatest seadmetest ja kaugjuhtimisseadmetest kodus.Nende hulgas on peres juhitavate seadmete hulgas peamiselt internetti pääsev arvuti, juhtimiskeskus, jälgimissõlm ja lisatav kodumasinate kontroller.Kaugjuhtimisseadmed koosnevad peamiselt kaugarvutitest ja mobiiltelefonidest.
Süsteemi põhifunktsioonid on: 1) veebilehe avalehe sirvimine, taustainfo haldamine;2) Realiseerida siseruumide kodumasinate, turvalisuse ja valgustuse lülitijuhtimine läbi interneti ja mobiiltelefoni;3) RFID-mooduli kaudu kasutaja tuvastamiseks, et lõpetada siseruumide turvaoleku lüliti, varguse korral SMS-häire kaudu kasutajale;4) Keskjuhtimissüsteemi tarkvara kaudu sisevalgustuse ja kodumasinate kohaliku juhtimise ja oleku kuvamise lõpuleviimiseks;5) Andmebaasi abil täidetakse isikuandmete salvestamine ja siseruumide seadmete seisundi salvestamine.Kasutajatel on mugav küsida siseseadmete olekut keskse juhtimis- ja haldussüsteemi kaudu.
2. Süsteemi riistvara disain
Süsteemi riistvaraline disain sisaldab juhtimiskeskuse disaini, seiresõlme ja valikulist kodumasina kontrolleri lisamist (näiteks elektrilise ventilaatori kontroller).
2.1 Juhtimiskeskus
Juhtimiskeskuse põhifunktsioonid on järgmised: 1) luua juhtmevaba ZigBee võrk, lisada võrku kõik jälgimissõlmed ja realiseerida uute seadmete vastuvõtt;2) kasutaja identifitseerimine, kasutaja kodus või tagasi läbi kasutajakaardi, et saavutada siseruumides turvalüliti;3) Kui sissemurdja tungib tuppa, saada kasutajale häireks lühisõnum.Kasutajad saavad lühisõnumite kaudu juhtida ka siseturvalisust, valgustust ja kodutehnikat;4) Kui süsteem töötab üksi, kuvab LCD-ekraan süsteemi hetkeolekut, mida on kasutajatel mugav vaadata;5) Salvestage elektriseadmete olek ja saatke see arvutisse, et süsteem võrgus realiseerida.
Riistvara toetab mitmekordse juurdepääsu/kokkupõrke tuvastamise (CSMA/CA) funktsiooni Carrier sense multiple access/Collision detection (Cransier sense multiple access/Collision detection).Tööpinge 2,0 ~ 3,6 V soodustab süsteemi madalat energiatarbimist.Seadistage siseruumides juhtmevaba ZigBee tähevõrk, ühendades juhtimiskeskuses ZigBee koordinaatori mooduliga.Ja kõik seiresõlmed, mis on valitud kodumasina kontrolleri lisamiseks võrgu terminalisõlmeks võrguga liitumiseks, et realiseerida siseturvalisuse ja kodumasinate juhtmevaba ZigBee võrgu juhtimine.
2.2 Järelevalvesõlmed
Seiresõlme funktsioonid on järgmised: 1) inimkeha signaali tuvastamine, heli- ja valgusalarm varaste sissetungi korral;2) valgustuse juhtimine, juhtimisrežiim on jagatud automaatjuhtimiseks ja käsitsi juhtimiseks, automaatjuhtimine lülitab valguse automaatselt sisse / välja vastavalt sisevalgustuse tugevusele, valgustuse käsitsijuhtimine toimub keskjuhtimissüsteemi kaudu, (3) häireteave ja muu juhtimiskeskusesse saadetud teave ning saab juhtimiskeskuselt juhtkäsklusi seadmete juhtimise lõpuleviimiseks.
Infrapuna- ja mikrolainetuvastusrežiim on inimkeha signaalide tuvastamisel kõige levinum viis.Püroelektriline infrapunasond on RE200B ja võimendusseade on BISS0001.RE200B toiteallikaks on 3-10 V pinge ja sellel on sisseehitatud püroelektriline topelttundlik infrapunaelement.Kui element saab infrapunavalgust, tekib iga elemendi poolustel fotoelektriline efekt ja laeng koguneb.BISS0001 on digitaal-analooghübriid asIC, mis koosneb töövõimendist, pingekomparaatorist, olekukontrollerist, viiteaja taimerist ja blokeerimisaja taimerist.Koos RE200B ja mõne komponendiga saab moodustada passiivse püroelektrilise infrapunalüliti.Mikrolaineanduri jaoks kasutati Ant-g100 moodulit, kesksagedus oli 10 GHz ja maksimaalne loomise aeg oli 6 μs.Koos püroelektrilise infrapunamooduliga saab sihtmärgi tuvastamise veamäära tõhusalt vähendada.
Valgusjuhtimismoodul koosneb peamiselt valgustundlikust takistist ja valguse juhtreleest.Ühendage valgustundlik takisti järjestikku 10 K ω reguleeritava takistiga, seejärel ühendage valgustundliku takisti teine ots maandusega ja reguleeritava takisti teine ots kõrge tasemega.Kahe takistuse ühenduspunkti pinge väärtus saadakse SCM-i analoog-digitaalmuunduri kaudu, et teha kindlaks, kas voolu tuli põleb.Reguleeritavat takistust saab kasutaja reguleerida nii, et see vastaks valguse intensiivsusele, kui valgus on just sisse lülitatud.Sisevalgustuse lüliteid juhivad releed.Saab saavutada ainult ühe sisend-/väljundpordi.
2.3 Valige Added Home Appliance Controller
Valige kodumasinate juhtimise lisamine peamiselt vastavalt seadme funktsioonile, et saavutada seadme juhtimine, siin näiteks elektriventilaatori juurde.Ventilaatori juhtimine on juhtimiskeskuseks arvuti ventilaatori juhtimisjuhised, mis saadetakse elektrilisele ventilaatorikontrollerile ZigBee võrgu rakendamise kaudu, erinevate seadmete identifitseerimisnumber on erinev, näiteks käesoleva lepingu sätete kohaselt on ventilaatori identifitseerimisnumber 122, kodumaise värviteleri identifitseerimisnumber on 123, realiseerides seeläbi erinevate elektriliste kodumasinate juhtimiskeskuse äratundmise.Sama juhiskoodi puhul täidavad erinevad kodumasinad erinevaid funktsioone.Joonisel 4 on näidatud lisamiseks valitud kodumasinate koostis.
3. Süsteemitarkvara projekteerimine
Süsteemi tarkvara disain sisaldab peamiselt kuut osa, milleks on kaugjuhtimispuldi veebilehe kujundus, keskjuhtimissüsteemi kujundus, juhtimiskeskuse peakontrolleri ATMegal28 programmikujundus, CC2430 koordinaatori programmikujundus, CC2430 monitooringusõlme programmikujundus, CC2430 valiku lisamise seadme programm.
3.1 ZigBee Coordinator programmi kujundus
Koordinaator viib esmalt lõpule rakenduskihi lähtestamise, seab rakenduskihi oleku ja vastuvõtuoleku jõudeolekusse, seejärel lülitab sisse globaalsed katkestused ja lähtestab I/O-pordi.Seejärel alustab koordinaator juhtmevaba tähevõrgu ehitamist.Protokollis valib koordinaator automaatselt sagedusala 2,4 GHz, maksimaalne bittide arv sekundis on 62 500, vaikimisi PANID on 0×1347, maksimaalne pinu sügavus on 5, maksimaalne baitide arv saatmise kohta on 93 ja jadapordi edastuskiirus on 57 600 bit/s.SL0W TIMER genereerib 10 katkestust sekundis.Pärast ZigBee võrgu edukat loomist saadab koordinaator selle aadressi juhtimiskeskuse MCU-le.Siin tuvastab juhtimiskeskuse MCU ZigBee koordinaatori jälgimissõlme liikmena ja selle tuvastatud aadress on 0. Programm siseneb põhiahelasse.Esiteks tehke kindlaks, kas terminali sõlme on saadetud uusi andmeid, kui on, edastatakse andmed otse juhtimiskeskuse MCU-sse;Tehke kindlaks, kas juhtimiskeskuse MCU-le on juhised alla saadetud, kui jah, siis saatke juhised alla vastavasse ZigBee terminalisõlme;Hinnake, kas turvalisus on avatud, kas seal on sissemurdja, kui jah, siis saada häireinfo juhtimiskeskuse MCU-sse;Hinnake, kas tuli on automaatjuhtimise olekus, kui jah, siis lülitage proovivõtuks sisse analoog-digitaalmuundur, proovivõtu väärtus on valguse sisse- või väljalülitamise võti, kui valguse olek muutub, siis uue oleku teave on edastatakse juhtimiskeskusele MC-U.
3.2 ZigBee terminali sõlme programmeerimine
ZigBee terminalisõlm viitab juhtmeta ZigBee sõlmele, mida juhib ZigBee koordinaator.Süsteemis on see peamiselt jälgimissõlm ja valikuline kodumasina kontrolleri lisamine.ZigBee terminalisõlmede lähtestamine hõlmab ka rakenduskihi lähtestamist, katkestuste avamist ja I/O-portide lähtestamist.Seejärel proovige liituda ZigBee võrguga.Oluline on märkida, et võrguga saavad liituda ainult ZigBee koordinaatori seadistusega lõppsõlmed.Kui ZigBee terminalisõlmel ei õnnestu võrguga liituda, proovib see uuesti iga kahe sekundi järel, kuni see võrguga edukalt liitub.Pärast edukat võrguga liitumist saadab ZI-Gbee terminalisõlm oma registreerimisteabe ZigBee koordinaatorile, mis seejärel edastab selle juhtimiskeskuse MCU-le, et lõpetada ZigBee terminalisõlme registreerimine.Kui ZigBee terminalisõlm on jälgimissõlm, saab see realiseerida valgustuse ja turvalisuse juhtimise.Programm on sarnane ZigBee koordinaatoriga, välja arvatud see, et jälgimissõlm peab saatma andmed ZigBee koordinaatorile ja seejärel saadab ZigBee koordinaator andmed juhtimiskeskuse MCU-sse.Kui ZigBee terminali sõlm on elektriline ventilaatorikontroller, peab see vastu võtma ainult ülemise arvuti andmeid ilma olekut üles laadimata, nii et selle juhtimist saab traadita andmete vastuvõtmise katkestamisel otse lõpule viia.Juhtmeta andmete vastuvõtmise katkestuse korral tõlgivad kõik terminalisõlmed vastuvõetud juhtimiskäsud sõlme enda juhtimisparameetriteks ega töötle vastuvõetud traadita ühenduse juhiseid sõlme põhiprogrammis.
4 Veebisilumine
Keskjuhtimissüsteemi poolt väljastatud püsiseadmete käsukoodi suurenev juhend saadetakse arvuti jadapordi kaudu juhtimiskeskuse MCU-sse ja kaherealise liidese kaudu koordinaatorile ning seejärel ZigBee terminali. sõlm koordinaatori poolt.Kui terminalisõlm saab andmed vastu, saadetakse andmed uuesti jadapordi kaudu arvutisse.Selles arvutis võrreldakse ZigBee terminali sõlme vastuvõetud andmeid juhtimiskeskuse saadetud andmetega.Keskjuhtimissüsteem saadab igas sekundis 2 käsku.Pärast 5-tunnist testimist testimistarkvara seiskub, kui näitab, et vastuvõetud pakettide koguarv on 36 000 paketti.Mitmeprotokollilise andmeedastuse testimise tarkvara testitulemused on toodud joonisel 6. Õigete pakettide arv on 36 000, valede pakettide arv on 0 ja täpsusaste on 100%.
Targa kodu sisemise võrgu loomiseks kasutatakse ZigBee tehnoloogiat, mille eelisteks on mugav kaugjuhtimine, paindlik uute seadmete lisamine ja usaldusväärne juhtimisjõudlus.RFTD-tehnoloogiat kasutatakse kasutaja tuvastamiseks ja süsteemi turvalisuse parandamiseks.GSM-mooduli juurdepääsu kaudu realiseeritakse kaugjuhtimis- ja häirefunktsioonid.
Postitusaeg: jaanuar 06-2022