Smart Home è una casa come piattaforma, l'uso della tecnologia di cablaggio integrata, la tecnologia di comunicazione di rete, la tecnologia di sicurezza, la tecnologia di controllo automatico, la tecnologia audio e video per integrare le strutture relative alla vita domestica, al programma per costruire strutture residenziali efficienti e sistema di gestione degli affari familiari, migliorare la sicurezza domestica, la comodità, il comfort, l'arte e realizzare l'ambiente ambientale e l'ambiente di salvataggio energetico. Sulla base dell'ultima definizione di Smart Home, fare riferimento alle caratteristiche della tecnologia Zigbee, alla progettazione di questo sistema, il necessario in contiene un sistema di controllo della casa di casa (Smart Home (Central), sistema di controllo della casa), sulla base del sistema di cablaggio della casa, del sistema di rete domestica, del sistema di musica di base e del sistema di controllo dell'ambiente familiare. Sull'affermazione che vive nell'intelligenza, ha installato tutto il sistema necessario solo e il sistema domestico che ha installato un sistema opzionale di un tipo e almeno sopra può chiamare la vita dell'intelligence. Pertanto, questo sistema può essere chiamato casa intelligente.
1. Schema di progettazione del sistema
Il sistema è composto da dispositivi controllati e dispositivi di controllo remoto in casa. Tra questi, i dispositivi controllati nella famiglia includono principalmente il computer in grado di accedere a Internet, al centro di controllo, al nodo di monitoraggio e al controller degli elettrodomestici che possono essere aggiunti. I dispositivi di controllo remoto sono principalmente composti da computer remoti e telefoni cellulari.
Le funzioni principali del sistema sono: 1) la prima pagina della navigazione della pagina Web, gestione delle informazioni di base; 2) realizzare il controllo dell'interruttore degli elettrodomestici per la casa interna, la sicurezza e l'illuminazione tramite Internet e telefono cellulare; 3) tramite il modulo RFID per realizzare l'identificazione dell'utente, in modo da completare l'interruttore di stato di sicurezza interni, in caso di furto attraverso l'allarme SMS all'utente; 4) attraverso il software del sistema di gestione del controllo centrale per completare il controllo locale e la visualizzazione dello stato di illuminazione interna e elettrodomestici; 5) L'archiviazione delle informazioni personali e lo stato di stato dell'attrezzatura interna vengono completati utilizzando il database. È conveniente per gli utenti interrogare lo stato delle apparecchiature interne attraverso il sistema di controllo e gestione centrale.
2. Progettazione hardware del sistema
La progettazione hardware del sistema include la progettazione del centro di controllo, il nodo di monitoraggio e l'aggiunta opzionale del controller dell'appliance domestico (prendere il controller della ventola elettrica come esempio).
2.1 Il centro di controllo
Le funzioni principali del centro di controllo sono le seguenti: 1) per creare una rete wireless Zigbee, aggiungere tutti i nodi di monitoraggio alla rete e realizzare l'accoglienza di nuove apparecchiature; 2) Identificazione dell'utente, l'utente a casa o di nuovo tramite la scheda utente per raggiungere l'interruttore di sicurezza interno; 3) Quando un ladro si intromette nella stanza, inviare un breve messaggio all'utente per allarmare. Gli utenti possono anche controllare la sicurezza interna, l'illuminazione e gli elettrodomestici attraverso brevi messaggi; 4) Quando il sistema è in esecuzione da solo, il LCD visualizza lo stato di sistema corrente, che è conveniente per gli utenti da visualizzare; 5) Conservare lo stato delle apparecchiature elettriche e inviarlo al PC per realizzare il sistema online.
L'hardware supporta il rilevamento di accessi multipli/collisioni (CSMA/CA). La tensione operativa di 2,0 ~ 3,6 V è favorevole a un basso consumo di energia del sistema. Imposta una rete wireless Zigbee Star in casa collegandosi al modulo coordinatore Zigbee nel centro di controllo. E tutti i nodi di monitoraggio, selezionati per aggiungere il controller dell'appliance domestico come nodo terminale nella rete per unirsi alla rete, in modo da realizzare il controllo della rete Zigbee wireless della sicurezza interna e degli elettrodomestici.
2.2 Nodi di monitoraggio
Le funzioni del nodo di monitoraggio sono le seguenti: 1) rilevamento del segnale del corpo umano, allarme del suono e della luce quando i ladri invadono; 2) Controllo dell'illuminazione, la modalità di controllo è divisa nel controllo automatico e nel controllo manuale, il controllo automatico non è automaticamente in base alla resistenza della luce interna, il controllo di illuminazione manuale di controllo è attraverso il sistema di controllo centrale, (3) le informazioni di allarme e altre informazioni inviate al centro di controllo e riceve i comandi di controllo dal centro di controllo per completare il controllo dell'apparecchiatura.
La modalità di rilevamento a microonde a infrarossi più è il modo più comune nel rilevamento del segnale del corpo umano. La sonda a infrarossi piroelettrica è RE200B e il dispositivo di amplificazione è Biss0001. Il RE200B è alimentato da una tensione 3-10 V e ha un elemento a infrarossi doppio sensibile piroelettrico incorporato. Quando l'elemento riceve luce a infrarossi, l'effetto fotoelettrico si verificherà ai poli di ciascun elemento e la carica si accumulerà. Biss0001 è un ASIC ibrido di analogico digitale composto da amplificatore operativo, comparatore di tensione, controller di stato, timer di tempo di ritardo e timer di tempo di blocco. Insieme a RE200B e alcuni componenti, è possibile formare l'interruttore a infrarossi piroelettrici passivi. Il modulo ANT-G100 è stato utilizzato per il sensore a microonde, la frequenza centrale era di 10 GHz e il tempo massimo di stabilimento era di 6 μs. Combinato con il modulo a infrarossi piroelettrici, il tasso di errore del rilevamento del target può essere effettivamente ridotto.
Il modulo di controllo della luce è composto principalmente da resistore fotosensibile e relè di controllo della luce. Collegare il resistore fotosensibile in serie con il resistore regolabile di 10 k Ω, quindi collegare l'altra estremità del resistore fotosensibile a terra e collegare l'altra estremità del resistore regolabile all'alto livello. Il valore di tensione dei due punti di connessione di resistenza viene ottenuto attraverso il convertitore analogico a digitale SCM per determinare se la luce corrente è attiva. La resistenza regolabile può essere regolata dall'utente per soddisfare l'intensità della luce quando la luce è appena attivata. Gli interruttori di illuminazione interni sono controllati dai relè. È possibile ottenere una sola porta di input/output.
2.3 Selezionare il controller dell'appliance domestico aggiunto
Scegli di aggiungere il controllo degli apparecchi domestici principalmente in base alla funzione del dispositivo per ottenere il controllo del dispositivo, qui alla ventola elettrica come esempio. Il controllo della ventola è che il centro di controllo sarà le istruzioni per il controllo della ventola PC inviate al controller della ventola elettrica tramite l'implementazione della rete Zigbee, il numero di identificazione di apparecchi diversi è diverso, ad esempio, le disposizioni del presente numero di identificazione della ventola sono 122, il numero di identificazione della TV a colori nazionale è 123, realizzando così il riconoscimento di diversi centro di controllo delle perle elettriche. Per lo stesso codice di istruzione, diversi apparecchi domestici svolgono funzioni diverse. La Figura 4 mostra la composizione degli elettrodomestici selezionati per l'aggiunta.
3. Progettazione del software di sistema
La progettazione del software di sistema include principalmente sei parti, che sono progettazione della pagina Web di controllo remoto, progettazione di sistemi di gestione del controllo centrale, controller principale del centro di controllo ATMEGAL28 Progettazione del programma, progettazione del programma di coordinatore CC2430, progettazione del programma nodo di monitoraggio CC2430, CC2430 Select Dispositivo Progettazione del dispositivo.
3.1 Progettazione del programma di coordinatore Zigbee
Il coordinatore completa innanzitutto l'inizializzazione del livello dell'applicazione, imposta lo stato del livello dell'applicazione e riceve lo stato al minimo, quindi accende gli interrupt globali e inizializza la porta I/O. Il coordinatore inizia quindi a costruire una rete stellare wireless. Nel protocollo, il coordinatore seleziona automaticamente la banda da 2,4 GHz, il numero massimo di bit al secondo è 62 500, il panid predefinito è 0 × 1347, la profondità massima dello stack è 5, il numero massimo di byte per invio è 93 e la velocità di baud di porta seriale è 57 600 bit/s. Il timer SL0W genera 10 interrupt al secondo. Dopo che la rete Zigbee è stata stabilita con successo, il coordinatore invia il suo indirizzo al MCU del Centro di controllo. Qui, il Centro di controllo MCU identifica il coordinatore Zigbee come membro del nodo di monitoraggio e il suo indirizzo identificato è 0. Il programma entra nel ciclo principale. Innanzitutto, determinare se ci sono nuovi dati inviati dal nodo terminale, in caso contrario, i dati vengono trasmessi direttamente all'MCU del centro di controllo; Determinare se l'MCU del Centro di controllo ha istruzioni inviate, in tal caso, invia le istruzioni al corrispondente nodo terminale Zigbee; Giudicare se la sicurezza è aperta, se esiste un ladro, in tal caso, invia le informazioni sulla sveglia al MCU del Centro di controllo; Giudicare se la luce è nello stato di controllo automatico, in tal caso, accendi il convertitore da analogico a digitale per il campionamento, il valore di campionamento è la chiave per accendere o disattivare la luce, se lo stato della luce cambia, le nuove informazioni di stato vengono trasmesse al centro di controllo MC-U.
3.2 Programmazione del nodo terminale Zigbee
Il nodo terminale Zigbee si riferisce al nodo Zigbee wireless controllato dal coordinatore ZigBee. Nel sistema, è principalmente il nodo di monitoraggio e l'aggiunta opzionale del controller degli elettrodomestici. L'inizializzazione dei nodi terminali ZigBee include anche l'inizializzazione del livello dell'applicazione, l'apertura di interrupt e le porte I/O di inizializzazione. Quindi prova a unirti alla rete ZigBee. È importante notare che solo i nodi terminali con la configurazione del coordinatore Zigbee sono autorizzati a unirsi alla rete. Se il nodo terminale Zigbee non riesce a unirsi alla rete, riproverà ogni due secondi fino a quando non si unisce correttamente alla rete. Dopo essersi unito alla rete correttamente, il nodo terminale Zi-GBEE invia le informazioni di registrazione al coordinatore Zigbee, che poi lo inoltra all'MCU del Centro di controllo per completare la registrazione del nodo terminale Zigbee. Se il nodo terminale ZigBee è un nodo di monitoraggio, può realizzare il controllo dell'illuminazione e della sicurezza. Il programma è simile al coordinatore ZigBee, tranne per il fatto che il nodo di monitoraggio deve inviare dati al coordinatore ZigBee, quindi il coordinatore ZigBee invia dati all'MCU del Centro di controllo. Se il nodo terminale ZigBee è un controller della ventola elettrica, deve solo ricevere i dati del computer superiore senza caricare lo stato, quindi il suo controllo può essere completato direttamente nell'interruzione dei dati wireless. Nei dati wireless che ricevono l'interruzione, tutti i nodi terminali traducono le istruzioni di controllo ricevute nei parametri di controllo del nodo stesso e non elaborano le istruzioni wireless ricevute nel programma principale del nodo.
4 debug online
L'istruzione crescente per il codice di istruzione delle apparecchiature fisse emesse dal sistema di gestione del controllo centrale viene inviata all'MCU del centro di controllo attraverso la porta seriale del computer e al coordinatore attraverso l'interfaccia a due righe e quindi al nodo terminale Zigbee da parte del coordinatore. Quando il nodo terminale riceve i dati, i dati vengono nuovamente inviati al PC attraverso la porta seriale. Su questo PC, i dati ricevuti dal nodo terminale Zigbee vengono confrontati con i dati inviati dal Centro di controllo. Il sistema di gestione del controllo centrale invia 2 istruzioni ogni secondo. Dopo 5 ore di test, il software di test si interrompe quando mostra che il numero totale di pacchetti ricevuti è di 36.000 pacchetti. I risultati del test del software di test di trasmissione dei dati multi-protocollo sono mostrati nella Figura 6. Il numero di pacchetti corretti è di 36.000, il numero di pacchetti errati è 0 e il tasso di precisione è del 100%.
La tecnologia Zigbee viene utilizzata per realizzare la rete interna di Smart Home, che presenta i vantaggi del comodo controllo remoto, l'aggiunta flessibile di nuove attrezzature e le prestazioni di controllo affidabile. La tecnologia RFTD viene utilizzata per realizzare l'identificazione dell'utente e migliorare la sicurezza del sistema. Attraverso l'accesso del modulo GSM, vengono realizzate le funzioni di controllo e allarme remoto.
Tempo post: gennaio-06-2022