Разумны дом - гэта дом як платформа, выкарыстанне інтэграванай тэхналогіі праводкі, тэхналогіі сеткавай сувязі, тэхналогіі бяспекі, тэхналогію аўтаматычнага кіравання, аўдыё і відэа тэхналогіі для інтэграцыі, звязаных з жыллём, раскладам для стварэння эфектыўных жылых памяшканняў і сістэмы кіравання сямейнымі справамі, паляпшэння бяспекі дома, зручнасці, камфорту, артыстызму і рэалізацыі навакольнага асяроддзя і эканоміі эканоміі жыцця. На падставе апошняга вызначэння разумнага дома, звярніцеся да характарыстык тэхналогіі Zigbee, дызайну гэтай сістэмы, неабходная ў сістэме разумнага дома (Smart Home (цэнтральны) сістэму кіравання, сістэмай кіравання хатнімі асвятленнямі, сістэм бяспекі хатняй бяспекі), на аснове далучанай сістэмы праводкі хатняй праводкі, сістэмы хатняй сеткі, сістэмы фонавай музыкі і сістэмы кіравання сямейным навакольным асяроддзем. На пацверджанні, якое жыве ў разведцы, усталяваў толькі ўсю неабходную сістэму, і сістэма хатняй гаспадаркі, якая ўсталёўвала дадатковую сістэму аднаго віду і, па меншай меры, можа назваць Intelligence Life. Такім чынам, гэтую сістэму можна назваць інтэлектуальным домам.
1. Схема праектавання сістэмы
Сістэма складаецца з кіраваных прылад і прылад дыстанцыйнага кіравання дома. Сярод іх кіраваныя прылады ў сям'і ў асноўным ўключаюць кампутар, які можа атрымаць доступ да Інтэрнэту, цэнтра кіравання, вузла маніторынгу і кантролера бытавой тэхнікі, якія можна дадаць. Прылады дыстанцыйнага кіравання ў асноўным складаюцца з аддаленых кампутараў і мабільных тэлефонаў.
Асноўнымі функцыямі сістэмы з'яўляюцца: 1) першая старонка прагляду вэб -старонак, кіраванне даведачнай інфармацыяй; 2) усвядоміць кантроль пераключэння ў памяшканні хатняй тэхнікі, бяспекі і асвятлення праз Інтэрнэт і мабільны тэлефон; 3) праз модуль RFID для рэалізацыі ідэнтыфікацыі карыстальніка, каб завяршыць перамыкач стану бяспекі ў памяшканні, у выпадку крадзяжу праз сігналізацыю SMS для карыстальніка; 4) праз праграмнае забеспячэнне Цэнтральнага кіравання сістэмай кіравання для завяршэння лакальнага кіравання і стану адлюстравання асвятлення ў памяшканні і бытавой тэхніцы; 5) Захоўванне статусу асабістай інфармацыі і памяшканне ў памяшканні завяршаецца пры дапамозе базы дадзеных. Карыстальнікам зручна запытаць статус памяшкання абсталявання праз цэнтральную сістэму кіравання і кіравання.
2. Сістэмны дызайн абсталявання
Канструкцыя абсталявання сістэмы ўключае ў сябе дызайн цэнтра кіравання, вузел маніторынгу і дадатковае даданне кантролера хатняга прыбора (прывесці кантролер электрычнага вентылятара ў якасці прыкладу).
2.1 Цэнтр кіравання
Асноўныя функцыі цэнтра кіравання: 1) для стварэння бесправадной сеткі Zigbee, дадання ўсіх маніторынгавых вузлоў у сетку і рэалізацыі прыёму новага абсталявання; 2) Ідэнтыфікацыя карыстальніка, карыстальнік дома альбо назад праз карыстацкую карту для дасягнення перамыкача бяспекі ў памяшканні; 3) Калі ўзломчык уварваўся ў пакой, адпраўце кароткае паведамленне карыстачу, каб сігналізаваць. Карыстальнікі таксама могуць кантраляваць бяспеку ў памяшканні, асвятленне і хатнюю тэхніку праз кароткія паведамленні; 4) Калі сістэма працуе ў адзіноце, ВК -дысплей адлюстроўвае бягучы статус сістэмы, які зручны для карыстальнікаў для прагляду; 5) Захоўвайце стан электрычнага абсталявання і адпраўце яго на ПК, каб рэалізаваць сістэму ў Інтэрнэце.
Абсталяванне падтрымлівае сэнс носьбіта множнага выяўлення доступу/сутыкнення (CSMA/CA). Працоўнае напружанне 2,0 ~ 3,6 У спрыяе нізкага спажывання сістэмы. Усталюйце бесправадную сетку Zigbee Star у памяшканні, падключыўшыся да модуля каардынатара Zigbee ў цэнтры кіравання. І ўсе вузлы маніторынгу, выбраныя для дадання кантролера хатняга прыбора ў якасці тэрмінальнага вузла ў сетцы, каб далучыцца да сеткі, каб рэалізаваць бесправадны кантроль сеткі Zigbee для бяспекі ў памяшканні і хатняй тэхніцы.
2.2 Маніторынг вузлоў
Функцыі маніторынгавага вузла наступныя: 1) выяўленне сігналу цела чалавека, гук і лёгкая сігналізацыя, калі злодзеі ўварваюцца; 2) Кантроль асвятлення, рэжым кіравання дзеліцца на аўтаматычнае кіраванне і ручное кіраванне, аўтаматычнае кіраванне аўтаматычна ўключаецца/выключаецца ў залежнасці ад сілы асвятлення ў памяшканні, кіраванне ручным кіраваннем з'яўляецца праз цэнтральную сістэму кіравання, (3) інфармацыя пра сігналізацыю і іншую інфармацыю, адпраўленую ў цэнтр кіравання, і атрымлівае кантрольныя каманды з цэнтра кіравання, каб завяршыць кіраванне абсталяваннем.
Інфрачырвоны плюс рэжым выяўлення мікрахвалевай печы з'яўляецца найбольш распаўсюджаным спосабам выяўлення сігналу цела чалавека. Піраэлектрычны інфрачырвоны зонд - RE200B, а прылада ўзмацнення - BISS0001. RE200B працуе на напружанні 3-10 V і мае ўбудаваны піраэлектрычны падвойнае адчувальнае інфрачырвоны элемент. Калі элемент атрымае інфрачырвонае святло, фотаэлектрычны эфект будзе адбывацца на полюсах кожнага элемента, а зарад будзе назапашвацца. BISS0001-гэта гібрыд Digital-Analog ASIC, які складаецца з аператыўнага ўзмацняльніка, кампаратара напружання, дзяржаўнага кантролера, таймера часу затрымкі і таймера блакавання часу. Разам з RE200B і некалькімі кампанентамі можна ўтварыць пасіўны піраэлектрычны інфрачырвоны выключальнік. Модуль ANT-G100 быў выкарыстаны для мікрахвалевага датчыка, цэнтральная частата склала 10 ГГц, а максімальны час усталявання склаў 6 мкс. У спалучэнні з піраэлектрычным інфрачырвоным модулем хуткасць выяўлення памылак можа быць эфектыўна зніжана.
Модуль кіравання лёгкім кіраваннем у асноўным складаецца з кісасуючага рэзістара і рэле кіравання святлом. Падключыце мабільны рэзістар паслядоўна з рэгуляваным рэзістарам 10 k ω, затым падключыце другі канец фотаадчувальнага рэзістара да зямлі і падключыце другі канец рэгуляванага рэзістара да высокага ўзроўню. Значэнне напружання дзвюх пунктаў злучэння супраціву атрымліваецца праз аналага-лічбава-лічбавы пераўтваральнік SCM, каб вызначыць, ці ўключана бягучае святло. Рэгуляваны супраціў можа быць адрэгуляваны карыстальнікам для задавальнення інтэнсіўнасці святла, калі святло проста ўключана. Выключальнікі асвятлення ў памяшканні кіруюцца рэле. Можна дасягнуць толькі адзін порт уводу/вываду.
2.3 Выберыце Дададзены кантролер хатняга прыбора
Выберыце, каб дадаць кантроль бытавой тэхнікі, галоўным чынам у адпаведнасці з функцыяй прылады для дасягнення кіравання прыладай, тут да электрычнага вентылятара. Кантроль вентылятараў - гэта цэнтр кіравання будзе інструкцыямі па кіраванні вентылятарам ПК, адпраўленымі да кантролера вентылятара электрычнага вентылятара праз рэалізацыю сеткі Zigbee, розны ідэнтыфікацыйны нумар прыбораў адрозніваецца, напрыклад, палажэнні ідэнтыфікацыі вентылятара гэтага пагаднення складае 122, нумар ідэнтыфікацыі ўнутранага колеру - 123, што, такім чынам, рэалізуючы распазнаванне розных электрычных элементаў кіравання. Для таго ж кода інструкцыі розныя хатнія прыборы выконваюць розныя функцыі. На малюнку 4 прыведзены склад бытавой тэхнікі, абранай для дадання.
3. Дызайн сістэмнага праграмнага забеспячэння
Дызайн сістэмнага праграмнага забеспячэння ў асноўным ўключае шэсць частак, якія ўяўляюць сабой дызайн вэб -старонак дыстанцыйнага кіравання, дызайн сістэмы кіравання цэнтральным кіраваннем, цэнтр кіравання галоўным кантролерам ATMEGAL28 Дызайн праграмы, дызайн праграмы каардынатара CC2430, дызайн праграмы маніторынгу вузла CC2430, CC2430 Выберыце Дадаць праект праграмы прылады.
3.1 Дызайн праграмы каардынатара Zigbee
Спачатку каардынатар завяршае ініцыялізацыю ўзроўню прыкладання, усталёўвае стан пласта прыкладання і атрымлівае стан на халастым рэжыме, а потым уключае глабальныя перапынкі і ініцыялізуе порт уводу/выводу. Затым каардынатар пачынае будаваць бесправадную зорную сетку. У пратаколе каардынатар аўтаматычна выбірае дыяпазон 2,4 ГГц, максімальная колькасць біт у секунду складае 62 500, панітар па змаўчанні складае 0 × 1347, максімальная глыбіня стэка - 5, максімальная колькасць байтаў за адпраўку - 93, а серыйны порт бод - 57 600 біт/с. Таймер SL0W генеруе 10 перапынкаў у секунду. Пасля таго, як сетка Zigbee будзе паспяхова створана, каардынатар адпраўляе свой адрас у MCU Цэнтра кіравання. Тут Цэнтр кіравання MCU вызначае каардынатар Зігбі як член вузла маніторынгу, а яго ідэнтыфікаваны адрас - 0. Праграма ўваходзіць у асноўны цыкл. Па -першае, вызначыце, ці ёсць новыя дадзеныя, адпраўленыя тэрмінальным вузлом, калі ёсць, дадзеныя непасрэдна перадаюцца ў MCU Цэнтра кіравання; Вызначце, ці ёсць у MCU Цэнтра кіравання, калі так, калі так, адпраўце інструкцыі ўніз на адпаведны тэрмінальны вузел Zigbee; Мяркуйце, ці адкрыта бяспека, ці ёсць узломчык, калі так, адпраўце інфармацыю пра сігналізацыю ў MCU Цэнтра кіравання; Мяркуйце, ці знаходзіцца святло ў стане аўтаматычнага кіравання, калі так, уключыце аналага-лічбавы пераўтваральнік для адбору пробаў, значэнне адбору-гэта ключ, які трэба ўключыць або выходзіць з святла, калі стан святла змяняецца, новая інфармацыя стану перадаецца ў цэнтр кіравання MC-U.
3.2 Праграмаванне вузла Zigbee Terminal
Тэрмінальны вузел Zigbee ставіцца да бесправаднога вузла Zigbee, які кантралюецца каардынатарам Zigbee. У сістэме гэта ў асноўным вузел маніторынгу і дадатковае даданне кантролера хатняга прыбора. Ініцыялізацыя тэрмінальных вузлоў Zigbee таксама ўключае ў сябе ініцыялізацыю ўзроўню прыкладання, перапынкі і ініцыялізацыю партаў уводу/выводу. Затым паспрабуйце далучыцца да сеткі Zigbee. Важна адзначыць, што толькі каардынатар Zigbee наладжваецца толькі ў сетцы. Калі вузел тэрмінала Zigbee не зможа далучыцца да сеткі, ён паспрабуе яшчэ раз кожныя дзве секунды, пакуль ён паспяхова ўступіць у сетку. Пасля паспяховага ўступлення ў сетку, вузел тэрмінала Zi-Gbee адпраўляе інфармацыю аб рэгістрацыі каардынатара Zigbee, які затым перасылае яго ў MCU Цэнтра кіравання, каб завяршыць рэгістрацыю тэрмінальнага вузла Зігбі. Калі тэрмінальны вузел Zigbee - гэта маніторынг, ён можа рэалізаваць кантроль над асвятленнем і бяспекай. Праграма падобная на каардынатар Zigbee, за выключэннем таго, што вузел маніторынгу павінен адпраўляць дадзеныя каардынатара Zigbee, а потым каардынатар Зігбі адпраўляе дадзеныя ў MCU Цэнтра кіравання. Калі тэрмінальны вузел Zigbee - гэта электрычны кантролер вентылятара, ён павінен атрымліваць дадзеныя верхняга кампутара без загрузкі стану, таму яго кантроль можа быць непасрэдна завершаны пры перапыненні прыёму бесправадных дадзеных. У бесправадных дадзеных, якія атрымліваюць перапыненне, усе тэрмінальныя вузлы перакладаюць атрыманыя інструкцыі па кіраванні ў параметры кіравання самога вузла і не апрацоўваюць атрыманыя бесправадныя інструкцыі ў асноўнай праграме вузла.
4 Інтэрнэт -адладка
Павелічэнне інструкцыі па навучанні кодэксу фіксаванага абсталявання, выдадзенага Цэнтральнай сістэмай кіравання кіраваннем, адпраўляецца ў MCU Цэнтра кіравання праз паслядоўны порт кампутара, а таксама каардынатара праз двухпавярховы інтэрфейс, а затым да каардынатара да канцавага вузла Зігбі. Калі тэрмінальны вузел атрымлівае дадзеныя, дадзеныя зноў адпраўляюцца на ПК праз паслядоўны порт. На гэтым ПК дадзеныя, атрыманыя з дапамогай тэрмінальнага вузла Zigbee, параўноўваюцца з дадзенымі, адпраўленымі Цэнтрам кіравання. Цэнтральная сістэма кіравання кіраваннем адпраўляе па 2 інструкцыі кожную секунду. Пасля 5 гадзін тэставання праграмнае забеспячэнне для тэсціравання спыняецца, калі паказвае, што агульная колькасць атрыманых пакетаў складае 36 000 пакетаў. Вынікі тэставага праграмнага забеспячэння для перадачы дадзеных шматпротокола прыведзены на малюнку 6. Колькасць правільных пакетаў складае 36 000, колькасць няправільных пакетаў складае 0, а хуткасць дакладнасці-100%.
Тэхналогія Zigbee выкарыстоўваецца для рэалізацыі ўнутранай сеткі разумнага дома, які мае перавагі зручнага дыстанцыйнага кіравання, гнуткае даданне новага абсталявання і надзейную эфектыўнасць кіравання. Тэхналогія RFTD выкарыстоўваецца для рэалізацыі ідэнтыфікацыі карыстальнікаў і паляпшэння бяспекі сістэмы. Дзякуючы доступу модуля GSM, рэалізуюцца функцыі дыстанцыйнага кіравання і сігналізацыі.
Час паведамлення: студзень-06-2022