Rumah Pintar adalah sebuah rumah sebagai platform, penggunaan teknologi pendawaian bersepadu, teknologi komunikasi rangkaian, teknologi keselamatan, teknologi kawalan automatik, teknologi audio dan video untuk mengintegrasikan kemudahan berkaitan kehidupan isi rumah, jadual untuk membina kemudahan kediaman yang cekap dan sistem pengurusan hal ehwal keluarga , meningkatkan keselamatan rumah, kemudahan, keselesaan, kesenian, dan merealisasikan perlindungan alam sekitar dan persekitaran hidup penjimatan tenaga.Berdasarkan definisi terkini rumah pintar, rujuk ciri-ciri teknologi ZigBee, reka bentuk sistem ini, yang diperlukan dalam mengandungi sistem rumah pintar (sistem kawalan rumah pintar (pusat), sistem kawalan lampu isi rumah, sistem keselamatan rumah), atas dasar menyertai sistem pendawaian isi rumah, sistem rangkaian rumah, sistem muzik latar belakang dan sistem kawalan persekitaran keluarga.Pada pengesahan bahawa hidup dalam perisikan, memasang semua sistem yang diperlukan sepenuhnya sahaja, dan sistem rumah tangga yang memasang sistem pilihan satu jenis dan ke atas sekurang-kurangnya boleh memanggil perisikan hidup masuk. Oleh itu, sistem ini boleh dipanggil rumah pintar.
1. Skim Reka Bentuk Sistem
Sistem ini terdiri daripada peranti terkawal dan peranti kawalan jauh di rumah.Antaranya, peranti terkawal dalam keluarga terutamanya termasuk komputer yang boleh mengakses Internet, pusat kawalan, nod pemantauan dan pengawal perkakas rumah yang boleh ditambah.Peranti kawalan jauh terutamanya terdiri daripada komputer jauh dan telefon mudah alih.
Fungsi utama sistem adalah: 1) halaman depan pelayaran halaman web, pengurusan maklumat latar belakang;2) Realisasikan kawalan suis perkakas rumah dalaman, keselamatan dan pencahayaan melalui Internet dan telefon bimbit;3) Melalui modul RFID untuk merealisasikan pengenalan pengguna, untuk melengkapkan suis status keselamatan dalaman, sekiranya berlaku kecurian melalui penggera SMS kepada pengguna;4) Melalui perisian sistem pengurusan kawalan pusat untuk melengkapkan kawalan tempatan dan paparan status lampu dalaman dan perkakas rumah;5) Penyimpanan maklumat peribadi dan penyimpanan status peralatan dalaman dilengkapkan dengan menggunakan pangkalan data.Adalah mudah bagi pengguna untuk menanyakan status peralatan dalaman melalui sistem kawalan dan pengurusan pusat.
2. Reka Bentuk Perkakasan Sistem
Reka bentuk perkakasan sistem termasuk reka bentuk pusat kawalan, nod pemantauan dan tambahan pilihan pengawal perkakas rumah (ambil pengawal kipas elektrik sebagai contoh).
2.1 Pusat Kawalan
Fungsi utama pusat kawalan adalah seperti berikut: 1) Untuk membina rangkaian ZigBee tanpa wayar, tambah semua nod pemantauan ke rangkaian, dan merealisasikan penerimaan peralatan baharu;2) pengenalan pengguna, pengguna di rumah atau belakang melalui kad pengguna untuk mencapai suis keselamatan dalaman;3) Apabila pencuri menceroboh masuk ke dalam bilik, hantar pesanan ringkas kepada pengguna untuk penggera.Pengguna juga boleh mengawal keselamatan dalaman, pencahayaan dan peralatan rumah melalui pesanan ringkas;4) Apabila sistem berjalan bersendirian, LCD memaparkan status sistem semasa, yang mudah untuk dilihat oleh pengguna;5) Simpan keadaan peralatan elektrik dan hantar ke PC untuk merealisasikan sistem dalam talian.
Perkakasan menyokong Carrier sense multiple access/Collision detection (CSMA/CA).Voltan operasi 2.0 ~ 3.6V adalah kondusif untuk penggunaan kuasa yang rendah bagi sistem.Sediakan rangkaian bintang ZigBee wayarles di dalam rumah dengan menyambung ke modul penyelaras ZigBee di pusat kawalan.Dan semua nod pemantauan, dipilih untuk menambah pengawal perkakas rumah sebagai nod terminal dalam rangkaian untuk menyertai rangkaian, untuk merealisasikan kawalan rangkaian ZigBee wayarles keselamatan dalaman dan peralatan rumah.
2.2 Nod Pemantauan
Fungsi nod pemantauan adalah seperti berikut: 1) pengesanan isyarat badan manusia, bunyi dan penggera cahaya apabila pencuri menceroboh;2) kawalan pencahayaan, mod kawalan dibahagikan kepada kawalan automatik dan kawalan manual, kawalan automatik menghidupkan/mematikan lampu secara automatik mengikut kekuatan cahaya dalaman, kawalan lampu kawalan manual melalui sistem kawalan pusat, (3) maklumat penggera dan maklumat lain yang dihantar ke pusat kawalan, dan menerima arahan kawalan daripada pusat kawalan untuk melengkapkan kawalan peralatan.
Mod pengesanan gelombang mikro inframerah ditambah ialah cara yang paling biasa dalam pengesanan isyarat badan manusia.Probe inframerah piroelektrik ialah RE200B, dan peranti penguatan ialah BISS0001.RE200B dikuasakan oleh voltan 3-10 V dan mempunyai unsur inframerah dwi-sensitif piroelektrik terbina dalam.Apabila elemen menerima cahaya inframerah, kesan fotoelektrik akan berlaku pada kutub setiap elemen dan cas akan terkumpul.BISS0001 ialah asIC hibrid digital-analog yang terdiri daripada penguat operasi, pembanding voltan, pengawal keadaan, pemasa masa tunda dan pemasa masa menyekat.Bersama RE200B dan beberapa komponen, suis inframerah piroelektrik pasif boleh dibentuk.Modul Ant-g100 digunakan untuk penderia gelombang mikro, frekuensi tengah ialah 10 GHz, dan masa penubuhan maksimum ialah 6μs.Digabungkan dengan modul inframerah piroelektrik, kadar ralat pengesanan sasaran boleh dikurangkan dengan berkesan.
Modul kawalan cahaya terutamanya terdiri daripada perintang fotosensitif dan geganti kawalan cahaya.Sambungkan perintang fotosensitif secara bersiri dengan perintang boleh laras 10 K ω, kemudian sambungkan hujung satu lagi perintang fotosensitif ke tanah, dan sambungkan hujung satu lagi perintang boleh laras ke tahap tinggi.Nilai voltan dua titik sambungan rintangan diperoleh melalui penukar analog-ke-digital SCM untuk menentukan sama ada lampu semasa dihidupkan.Rintangan boleh laras boleh dilaraskan oleh pengguna untuk memenuhi keamatan cahaya apabila lampu baru dihidupkan.Suis lampu dalaman dikawal oleh geganti.Hanya satu port input/output boleh dicapai.
2.3 Pilih Pengawal Perkakas Rumah Ditambah
Pilih untuk menambah kawalan perkakas rumah terutamanya mengikut fungsi peranti untuk mencapai kawalan peranti, di sini kepada kipas elektrik sebagai contoh.Kawalan kipas adalah pusat kawalan akan menjadi arahan kawalan kipas PC dihantar kepada pengawal kipas elektrik melalui pelaksanaan rangkaian ZigBee, nombor pengenalan peralatan yang berbeza adalah berbeza, sebagai contoh, peruntukan perjanjian ini nombor pengenalan kipas ialah 122, nombor pengenalan TV warna domestik ialah 123, sekali gus merealisasikan pengiktirafan pusat kawalan peralatan rumah elektrik yang berbeza.Untuk kod arahan yang sama, peralatan rumah yang berbeza menjalankan fungsi yang berbeza.Rajah 4 menunjukkan komposisi perkakas rumah yang dipilih untuk penambahan.
3. Reka bentuk perisian sistem
Reka bentuk perisian sistem terutamanya merangkumi enam bahagian, iaitu reka bentuk halaman web kawalan jauh, reka bentuk sistem pengurusan kawalan pusat, reka bentuk program ATMegal28 pengawal utama pusat kawalan, reka bentuk program penyelaras CC2430, reka bentuk program nod pemantauan CC2430, CC2430 pilih reka bentuk program peranti tambah.
3.1 Reka bentuk program Penyelaras ZigBee
Penyelaras terlebih dahulu melengkapkan pemulaan lapisan aplikasi, menetapkan keadaan lapisan aplikasi dan menerima keadaan kepada melahu, kemudian menghidupkan gangguan global dan memulakan port I/O.Penyelaras kemudian mula membina rangkaian bintang tanpa wayar.Dalam protokol, penyelaras secara automatik memilih jalur 2.4 GHz, bilangan maksimum bit sesaat ialah 62 500, PANID lalai ialah 0×1347, kedalaman tindanan maksimum ialah 5, bilangan maksimum bait setiap penghantaran ialah 93, dan kadar baud port bersiri ialah 57 600 bit/s.PEMASA SL0W menjana 10 sampukan sesaat.Selepas rangkaian ZigBee berjaya diwujudkan, penyelaras menghantar alamatnya kepada MCU pusat kawalan.Di sini, pusat kawalan MCU mengenal pasti Penyelaras ZigBee sebagai ahli nod pemantauan, dan alamatnya yang dikenal pasti ialah 0. Program memasuki gelung utama.Pertama, tentukan sama ada terdapat data baru yang dihantar oleh nod terminal, jika ada, data dihantar terus ke MCU pusat kawalan;Tentukan sama ada MCU pusat kawalan mempunyai arahan yang dihantar, jika ya, hantar arahan ke nod terminal ZigBee yang sepadan;Menilai sama ada keselamatan terbuka, sama ada terdapat pencuri, jika ya, hantar maklumat penggera kepada MCU pusat kawalan;Nilai sama ada lampu berada dalam keadaan kawalan automatik, jika ya, hidupkan penukar analog-ke-digital untuk pensampelan, nilai pensampelan adalah kunci untuk menghidupkan atau mematikan lampu, jika keadaan cahaya berubah, maklumat keadaan baharu adalah dihantar ke pusat kawalan MC-U.
3.2 Pengaturcaraan Nod Terminal ZigBee
Nod terminal ZigBee merujuk kepada nod ZigBee wayarles yang dikawal oleh penyelaras ZigBee.Dalam sistem, ia terutamanya nod pemantauan dan tambahan pilihan pengawal perkakas rumah.Permulaan nod terminal ZigBee juga termasuk pemulaan lapisan aplikasi, gangguan pembukaan dan permulaan port I/O.Kemudian cuba menyertai rangkaian ZigBee.Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa hanya nod akhir dengan persediaan penyelaras ZigBee dibenarkan untuk menyertai rangkaian.Jika nod terminal ZigBee gagal untuk menyertai rangkaian, ia akan mencuba sekali lagi setiap dua saat sehingga ia berjaya menyertai rangkaian.Selepas berjaya menyertai rangkaian, nod terminal ZI-Gbee menghantar maklumat pendaftarannya kepada Penyelaras ZigBee, yang kemudiannya memajukannya kepada MCU pusat kawalan untuk melengkapkan pendaftaran nod terminal ZigBee.Jika nod terminal ZigBee ialah nod pemantauan, ia boleh merealisasikan kawalan pencahayaan dan keselamatan.Program ini serupa dengan penyelaras ZigBee, kecuali nod pemantauan perlu menghantar data kepada penyelaras ZigBee, dan kemudian Penyelaras ZigBee menghantar data ke MCU pusat kawalan.Jika nod terminal ZigBee ialah pengawal kipas elektrik, ia hanya perlu menerima data komputer atas tanpa memuat naik keadaan, jadi kawalannya boleh diselesaikan secara langsung dalam gangguan penerimaan data tanpa wayar.Dalam data wayarles menerima gangguan, semua nod terminal menterjemahkan arahan kawalan yang diterima ke dalam parameter kawalan nod itu sendiri, dan tidak memproses arahan wayarles yang diterima dalam program utama nod.
4 Penyahpepijatan Dalam Talian
Arahan yang semakin meningkat untuk kod arahan peralatan tetap yang dikeluarkan oleh sistem pengurusan kawalan pusat dihantar ke MCU pusat kawalan melalui port bersiri komputer, dan kepada penyelaras melalui antara muka dua baris, dan kemudian ke terminal ZigBee nod oleh penyelaras.Apabila nod terminal menerima data, data dihantar ke PC melalui port bersiri sekali lagi.Pada PC ini, data yang diterima oleh nod terminal ZigBee dibandingkan dengan data yang dihantar oleh pusat kawalan.Sistem pengurusan kawalan pusat menghantar 2 arahan setiap saat.Selepas 5 jam ujian, perisian ujian berhenti apabila ia menunjukkan bahawa jumlah bilangan paket yang diterima ialah 36,000 paket.Keputusan ujian perisian ujian penghantaran data berbilang protokol ditunjukkan dalam Rajah 6. Bilangan paket yang betul ialah 36 000, bilangan paket yang salah ialah 0, dan kadar ketepatan ialah 100%.
Teknologi ZigBee digunakan untuk merealisasikan rangkaian dalaman rumah pintar, yang mempunyai kelebihan alat kawalan jauh yang mudah, penambahan peralatan baharu yang fleksibel dan prestasi kawalan yang boleh dipercayai.Teknologi RFTD digunakan untuk merealisasikan pengenalan pengguna dan meningkatkan keselamatan sistem.Melalui akses modul GSM, alat kawalan jauh dan fungsi penggera direalisasikan.
Masa siaran: Jan-06-2022