Smart Home ist ein Haus als Plattform, den Einsatz integrierter Kabeltechnologie, Netzwerkkommunikationstechnologie, Sicherheitstechnologie, automatische Steuerungstechnologie, Audio- und Videotechnologie zur Integration der Lebenseinrichtungen im Haushaltsdauer, des Zeitplans zum Aufbau effizienter Einrichtungen für Wohneinrichtungen und Familienangelegenheiten, Verbesserung der Sicherheit, Komfort, Komfort, Komfort, Kunst und realisiertes Schutz und Energiesparungsumfeld. Basierend auf der neuesten Definition von Smart Home finden Sie auf die Eigenschaften der Zigbee -Technologie, das Design dieses Systems, das notwendige in einem Smart -Home -System (Smart Home (Central) -System, Haushaltsbeleuchtungssteuerungssystem, Home Security Systems) auf der Grundlage eines Verbinden des Haushaltsverdrahtungssystems, des Heimnetzwerksystems, des Hintergrundmusiksystems und des Familienumweltkontrollsystems. Bei der Bestätigung, dass in der Intelligenz lebt, alle erforderlichen Systeme vollständig installiert wurden, und das Haushaltssystem, das das optionale System einer Art installiert und zumindest die Intelligenz nennen kann. Daher kann dieses System als intelligentes Zuhause bezeichnet werden.
1. Systemdesignschema
Das System besteht aus gesteuerten Geräten und Fernbedienungsgeräten im Haus. Unter diesen umfassen die kontrollierten Geräte in der Familie hauptsächlich den Computer, der auf das Internet, das Kontrollzentrum, den Überwachungsknoten und den Controller von Haushaltsgeräten zugreifen kann, die hinzugefügt werden können. Fernbedienungsgeräte bestehen hauptsächlich aus Remote -Computern und Mobiltelefonen.
Die Hauptfunktionen des Systems sind: 1) die Titelseite des Webseiten -Browsings, Hintergrundinformationsmanagement; 2) Schalterkontrolle über Haushaltsgeräte, Sicherheit und Beleuchtung durch Internet und Mobiltelefon ermöglichen. 3) über das RFID -Modul zur Realisierung der Benutzeridentifikation, um den Sicherheitsstatusschalter in Innenräumen zu vervollständigen, im Falle eines Diebstahls durch SMS -Alarm an den Benutzer; 4) über die Central Control Management System -Software, um die lokale Steuerung und die Statusanzeige von Innenbeleuchtung und Haushaltsgeräten zu vervollständigen; 5) Speicherpersonenspeicher und der Status der Innenausrüstung werden mithilfe der Datenbank abgeschlossen. Für Benutzer ist es zweckmäßig, den Status der Innenausrüstung über das zentrale Steuerungs- und Verwaltungssystem abzufragen.
2. Systemhardwaredesign
Das Hardwaredesign des Systems umfasst das Design des Kontrollzentrums, des Überwachungsknotens und die optionale Zugabe des Haushaltsgerätecontrollers (nehmen Sie den elektrischen Lüftercontroller als Beispiel).
2.1 das Kontrollzentrum
Die Hauptfunktionen des Kontrollzentrums sind wie folgt: 1) ein drahtloses Zigbee -Netzwerk aufzubauen, alle Überwachungsknoten zum Netzwerk hinzuzufügen und den Empfang neuer Geräte zu erkennen. 2) Benutzeridentifikation, der Benutzer zu Hause oder zurück über die Benutzerkarte, um den Sicherheitsschalter in Innenräumen zu erreichen. 3) Wenn ein Einbrecher in den Raum eindringt, senden Sie eine kurze Nachricht an den Benutzer, um ihn zu alarmieren. Benutzer können auch die Sicherheit, Beleuchtung und Haushaltsgeräte in Innenräumen durch Kurznachrichten steuern. 4) Wenn das System alleine ausgeführt wird, zeigt das LCD den aktuellen Systemstatus an, der für Benutzer bequem zu sehen ist. 5) Speichern Sie den Zustand der elektrischen Geräte und senden Sie ihn an den PC, um das System online zu realisieren.
Die Hardware unterstützt den Carrier -Sinn für Mehrfachzugriffs-/Kollisionserkennung (CSMA/CA). Die Betriebsspannung von 2,0 ~ 3,6 V ist dem geringen Stromverbrauch des Systems förderlich. Richten Sie ein drahtloses Zigbee -Sternnetzwerk in Innenräumen ein, indem Sie eine Verbindung zum Zigbee -Koordinatormodul im Kontrollzentrum herstellen. Und alle Überwachungsknoten, die ausgewählt wurden, um den Home Appliance Controller als Terminalknoten im Netzwerk hinzuzufügen, um sich dem Netzwerk anzuschließen, um die drahtlose ZigBee -Netzwerksteuerung der Innen- und Heimattrianer zu realisieren.
2.2 Überwachungsknoten
Die Funktionen des Überwachungsknotens sind wie folgt: 1) Erkennung menschlicher Körpersignale, Klang und leichter Alarm, wenn Diebe eindringen; 2) Die Beleuchtungssteuerung ist der Steuermodus in automatische Steuerung und manuelle Steuerung unterteilt. Die automatische Steuerung wird nach der Stärke des Innenlichts automatisch ein- und ausgeschaltet, die manuelle Steuerelemerkontrolle erfolgt über das zentrale Steuerungssystem, (3) die Alarminformationen und andere an das Steuerzentrum gesendete Informationen und empfangen Steuerbefehle von der Kontrollzentrale, um die Gerätesteuerung zu vervollständigen.
Der Infrarot -plus -Mikrowellenerkennungsmodus ist der häufigste Weg bei der Erkennung des menschlichen Körpers. Die pyroelektrische Infrarotsonde ist RE200B und die Verstärkungsvorrichtung Biss0001. RE200B wird mit 3-10 V-Spannung angetrieben und hat ein in ein integriertes pyroelektrisches Dual-sensitives Infrarotelement eingebaut. Wenn das Element Infrarotlicht erhält, tritt der photoelektrische Effekt an den Polen jedes Elements auf und die Ladung sammelt sich an. BISS0001 ist ein digital-analog-Hybrid-ASIC, der aus operativem Verstärker, Spannungsvergleich, Zustandscontroller, Verzögerungszeit-Timer und Blockierungszeit-Timer besteht. Zusammen mit RE200B und einigen Komponenten kann der passive pyroelektrische Infrarotschalter gebildet werden. Das Ant-G100-Modul wurde für den Mikrowellensensor verwendet, die Mittelfrequenz betrug 10 GHz und die maximale Festlagenzeit 6 μs. In Kombination mit dem pyroelektrischen Infrarotmodul kann die Fehlerrate der Zielerkennung effektiv reduziert werden.
Das Lichtsteuermodul besteht hauptsächlich aus photosensitivem Widerstand und Lichtsteuerungsrelais. Schließen Sie den photosensitiven Widerstand in Reihe mit dem einstellbaren Widerstand von 10 k Ω an und schließen Sie das andere Ende des photosensitiven Widerstands mit dem Boden an und verbinden Sie das andere Ende des einstellbaren Widerstands mit dem hohen Niveau. Der Spannungswert der beiden Widerstandsverbindungspunkte wird durch den SCM-Analog-zu-Digital-Wandler erhalten, um festzustellen, ob das Stromlicht eingeschaltet ist. Einstellbarer Widerstand kann vom Benutzer so angepasst werden, dass die Lichtintensität beim Einschalten des Lichts eingehalten wird. Innenbeleuchtungsschalter werden von Relais gesteuert. Es können nur ein Eingangs-/Ausgangsanschluss erreicht werden.
2.3 Wählen Sie den Controller für Home Appliance -Controller aus
Wählen Sie die Kontrolle der Haushaltsgeräte hauptsächlich gemäß der Funktion des Geräts, um die Gerätesteuerung zu erreichen, hier als Beispiel zum elektrischen Lüfter. Lüftersteuerung ist das Kontrollzentrum für PC -Lüftersteuerungsanweisungen, die über die Implementierung von Zigbee -Netzwerk an den Electric Lan Controller gesendet werden. Die Identifikationsnummer der unterschiedlichen Geräte ist unterschiedlich. Die Bestimmungen dieser Vereinbarung sind 122, die Identifikationsnummer des Inlands -Farben -Farben -TV -Identifikationsnummer. Für denselben Anweisungscode erfüllen verschiedene Haushaltsgeräte unterschiedliche Funktionen. Abbildung 4 zeigt die Zusammensetzung von Haushaltsgeräten, die für die Addition ausgewählt wurden.
3. System -Software -Design
Das System -Software -Design enthält hauptsächlich sechs Teile, bei denen es sich um das Design des Central Control Management -Systems, das Design des Steuerungszentrums handelt, das Programm Design des Steuerungszentrums ATMEGAL28, CC2430 -Koordinator -Programmdesign, CC2430 -Überwachungsknotenprogramm -Programmdesign, CC2430 Wählen Sie Geräteprogramm -Programm -Design.
3.1 Zigbee -Koordinator -Programmdesign
Der Koordinator vervollständigt zunächst die Initialisierung der Anwendungsschicht, legt den Status der Anwendungsschicht fest und empfängt den Status in Leerlauf, schaltet dann globale Interrupts ein und initialisiert den E/A -Port. Der Koordinator beginnt dann, ein drahtloses Sternnetzwerk zu bauen. Im Protokoll wählt der Koordinator automatisch das 2,4 -GHz -Band aus, die maximale Anzahl von Bits pro Sekunde 62 500, die Standard -Panid 0 × 1347, die maximale Stapeltiefe 5, die maximale Anzahl von Bytes pro Senden beträgt 93 und die serielle Port -Baud -Rate 57 600 Bit/S. Der SL0W -Timer erzeugt 10 Interrupts pro Sekunde. Nachdem das Zigbee -Netzwerk erfolgreich festgelegt wurde, sendet der Koordinator seine Adresse an die MCU des Kontrollzentrums. Hier identifiziert das Control Center MCU den Zigbee -Koordinator als Mitglied des Überwachungsknotens, und seine identifizierte Adresse ist 0. Das Programm gibt die Hauptschleife ein. Stellen Sie zunächst fest, ob die Daten, falls vorhanden, neue Daten gesendet werden. Wenn es vorhanden ist, werden die Daten direkt an die MCU des Kontrollzentrums übertragen. Stellen Sie fest, ob die MCU des Kontrollzentrums Anweisungen gesendet hat. Senden Sie in diesem Fall die Anweisungen an den entsprechenden ZigBee -Anschlussknoten. Beurteilen Sie, ob die Sicherheit offen ist, ob es einen Einbrecher gibt, wenn ja, die Alarminformationen an die MCU des Kontrollzentrums senden. Beurteilen Sie, ob sich das Licht im automatischen Steuerzustand befindet. Wenn ja, schalten Sie den Analog-Digital-Wandler für die Probenahme ein. Der Stichprobenwert ist der Schlüssel zum Ein- oder Ausschalten des Lichts. Wenn sich der Lichtstatus ändert, wird die neuen Statusinformationen an das Steuerzentrum MC-U übertragen.
3.2 Zigbee -Terminalknotenprogrammierung
Zigbee -Anschlussknoten bezieht sich auf den vom Zigbee -Koordinator gesteuerten drahtlosen Zigbee -Knoten. Im System befindet sich hauptsächlich der Überwachungsknoten und die optionale Hinzufügung des Haushaltsgerätecontrollers. Die Initialisierung von ZigBee -Terminalknoten umfasst auch die Initialisierung der Anwendungsschicht, das Öffnen von Interrupts und die Initialisierung von E/A -Ports. Versuchen Sie dann, dem Zigbee -Netzwerk beizutreten. Es ist wichtig zu beachten, dass nur Knoten mit Zigbee -Koordinator -Setup das Netzwerk beitreten dürfen. Wenn der ZigBee -Terminalknoten dem Netzwerk nicht beiträgt, wird er alle zwei Sekunden erneut versuchen, bis er erfolgreich in das Netzwerk verbunden ist. Nach erfolgreichem Eintritt in das Netzwerk sendet der Zi-GBEE-Terminalknoten seine Registrierungsinformationen an den Zigbee-Koordinator, der ihn dann an die MCU des Kontrollzentrums weiterleitet, um die Registrierung des Zigbee-Terminalsknotens zu vervollständigen. Wenn der Zigbee -Anschlussknoten ein Überwachungsknoten ist, kann er die Kontrolle von Beleuchtung und Sicherheit realisieren. Das Programm ähnelt dem Zigbee -Koordinator, mit der Ausnahme, dass der Überwachungsknoten Daten an den Zigbee -Koordinator senden muss, und dann sendet der Zigbee -Koordinator Daten an die MCU des Kontrollzentrums. Wenn der ZigBee -Terminalknoten ein elektrischer Lüftercontroller ist, muss er nur die Daten des oberen Computers empfangen, ohne den Status hochzuladen, sodass die Steuerung direkt bei der Unterbrechung der empfangenen drahtlosen Daten abgeschlossen werden kann. Bei drahtlosen Daten, die eine Unterbrechung erhalten, übersetzen alle terminalen Knoten die empfangenen Steueranweisungen in die Steuerungsparameter des Knotens selbst und verarbeiten die empfangenen drahtlosen Anweisungen im Hauptprogramm des Knotens nicht.
4 Online -Debugging
Die zunehmende Anweisung für den Befehlskodex der vom Central Control Management System ausgestellten festen Geräte wird über den seriellen Port des Computers und den Koordinator über die Zwei-Linie-Schnittstelle und dann an den Zigbee-Terminalknoten vom Koordinator an den Koordinator gesendet. Wenn der Terminalknoten die Daten empfängt, werden die Daten erneut über den seriellen Port an den PC gesendet. Auf diesem PC werden die vom Zigbee -Terminalknoten empfangenen Daten mit den vom Steuerzentrum gesendeten Daten verglichen. Das Central Control Management System sendet jede Sekunde 2 Anweisungen. Nach 5 Stunden Tests wird die Testsoftware gestoppt, wenn zeigt, dass die Gesamtzahl der empfangenen Pakete 36.000 Pakete beträgt. Die Testergebnisse der Multi-Protokoll-Datenübertragungstestsoftware sind in Abbildung 6 dargestellt. Die Anzahl der korrekten Pakete beträgt 36 000, die Anzahl der falschen Pakete und die Genauigkeitsrate 100%.
Die ZigBee -Technologie wird verwendet, um die interne Netzwerke von Smart Home zu realisieren, die die Vorteile einer bequemen Fernbedienung, einer flexiblen Zugabe neuer Geräte und zuverlässiger Steuerung hat. Die RFTD -Technologie wird verwendet, um die Identifizierung der Benutzer zu realisieren und die Systemsicherheit zu verbessern. Durch den Zugriff des GSM -Moduls werden die Fernbedienungs- und Alarmfunktionen realisiert.
Postzeit: Januar-06-2022