Smart Home adalah rumah sebagai platform, penggunaan teknologi kabel terintegrasi, teknologi komunikasi jaringan, teknologi keamanan, teknologi kontrol otomatis, teknologi audio dan video untuk mengintegrasikan fasilitas kehidupan rumah tangga, jadwal untuk membangun fasilitas perumahan yang efisien dan sistem manajemen urusan keluarga, meningkatkan keamanan rumah, kenyamanan, kenyamanan, seni, dan mewujudkan perlindungan lingkungan dan lingkungan hidup hemat energi. Berdasarkan definisi terbaru dari Smart Home, lihat karakteristik teknologi ZigBee, desain sistem ini, yang diperlukan dalam berisi sistem kontrol rumah pintar (Smart Home (Central), sistem kontrol pencahayaan rumah tangga, sistem keamanan rumah), atas dasar bergabung dengan sistem kabel rumah tangga, sistem jaringan rumah, sistem musik latar belakang dan sistem kontrol lingkungan keluarga. Pada penegasan yang hidup dalam kecerdasan, memasang semua sistem yang diperlukan sepenuhnya, dan sistem rumah tangga yang memasang sistem opsional dari satu jenis dan di atas setidaknya dapat menyebut kehidupan intelijen. Oleh karena itu, sistem ini dapat disebut rumah cerdas.
1. Skema Desain Sistem
Sistem ini terdiri dari perangkat yang dikendalikan dan perangkat remote control di rumah. Di antara mereka, perangkat yang dikendalikan dalam keluarga terutama mencakup komputer yang dapat mengakses Internet, pusat kontrol, node pemantauan dan pengontrol peralatan rumah tangga yang dapat ditambahkan. Perangkat remote control terutama terdiri dari komputer jarak jauh dan ponsel.
Fungsi utama sistem adalah: 1) halaman depan penelusuran halaman web, manajemen informasi latar belakang; 2) menyadari pengalihan kontrol peralatan rumah tangga dalam ruangan, keamanan dan pencahayaan melalui internet dan ponsel; 3) melalui modul RFID untuk mewujudkan identifikasi pengguna, sehingga dapat melengkapi sakelar status keamanan dalam ruangan, dalam hal pencurian melalui alarm SMS kepada pengguna; 4) melalui perangkat lunak Sistem Manajemen Kontrol Pusat untuk menyelesaikan Kontrol Lokal dan Tampilan Status Pencahayaan Dalam Ruangan dan Peralatan Rumah Tangga; 5) Penyimpanan informasi pribadi dan penyimpanan status peralatan dalam ruangan diselesaikan dengan menggunakan database. Lebih mudah bagi pengguna untuk menanyakan status peralatan dalam ruangan melalui sistem kontrol dan manajemen pusat.
2. Desain Perangkat Keras Sistem
Desain perangkat keras sistem mencakup desain pusat kontrol, node pemantauan dan penambahan opsional dari pengontrol alat rumah (ambil pengontrol kipas listrik sebagai contoh).
2.1 Pusat Kontrol
Fungsi utama dari pusat kontrol adalah sebagai berikut: 1) Untuk membangun jaringan zigbee nirkabel, menambahkan semua node pemantauan ke jaringan, dan mewujudkan penerimaan peralatan baru; 2) identifikasi pengguna, pengguna di rumah atau kembali melalui kartu pengguna untuk mencapai sakelar keamanan dalam ruangan; 3) Ketika seorang pencuri mengganggu ke dalam ruangan, kirim pesan singkat ke pengguna untuk khawatir. Pengguna juga dapat mengontrol keamanan, penerangan, dan peralatan rumah tangga dalam ruangan melalui pesan pendek; 4) Ketika sistem berjalan sendiri, LCD menampilkan status sistem saat ini, yang nyaman bagi pengguna untuk melihat; 5) Simpan keadaan peralatan listrik dan kirim ke PC untuk mewujudkan sistem secara online.
Perangkat keras mendukung pembawa indera ganda akses/deteksi tabrakan (CSMA/CA). Tegangan operasi 2.0 ~ 3.6V kondusif untuk konsumsi daya sistem yang rendah. Siapkan jaringan bintang zigbee nirkabel dalam ruangan dengan menghubungkan ke modul koordinator zigbee di pusat kontrol. Dan semua node pemantauan, dipilih untuk menambahkan pengontrol alat rumah sebagai node terminal dalam jaringan untuk bergabung dengan jaringan, sehingga dapat mewujudkan kontrol jaringan zigbee nirkabel dari keamanan dalam ruangan dan peralatan rumah tangga.
2.2 Node Pemantauan
Fungsi simpul pemantauan adalah sebagai berikut: 1) deteksi sinyal tubuh manusia, alarm suara dan cahaya ketika pencuri menyerbu; 2) Kontrol pencahayaan, mode kontrol dibagi menjadi kontrol otomatis dan kontrol manual, kontrol otomatis menyala/mematikan cahaya secara otomatis sesuai dengan kekuatan lampu dalam ruangan, kontrol pencahayaan kontrol manual adalah melalui sistem kontrol pusat, (3) informasi alarm dan informasi lain yang dikirim ke pusat kontrol, dan menerima perintah kontrol dari pusat kontrol untuk menyelesaikan kontrol peralatan.
Mode deteksi microwave inframerah plus adalah cara yang paling umum dalam deteksi sinyal tubuh manusia. Probe inframerah piroelektrik adalah RE200B, dan perangkat amplifikasi adalah Biss0001. RE200B ditenagai oleh tegangan 3-10 V dan memiliki elemen inframerah dual-sensitif piroelektrik bawaan. Ketika elemen menerima cahaya inframerah, efek fotolistrik akan terjadi di kutub dari setiap elemen dan muatan akan menumpuk. Biss0001 adalah Digital-Analog Hybrid ASIC yang terdiri dari penguat operasional, pembanding tegangan, pengontrol negara, pengatur waktu tunda dan pengatur waktu pemblokiran waktu. Bersama dengan RE200B dan beberapa komponen, sakelar inframerah piroelektrik pasif dapat dibentuk. Modul Ant-G100 digunakan untuk sensor gelombang mikro, frekuensi pusat adalah 10 GHz, dan waktu pembentukan maksimum adalah 6μs. Dikombinasikan dengan modul inframerah piroelektrik, tingkat kesalahan deteksi target dapat dikurangi secara efektif.
Modul kontrol cahaya terutama terdiri dari resistor fotosensitif dan relai kontrol cahaya. Hubungkan resistor fotosensitif secara seri dengan resistor yang dapat disesuaikan 10 K Ω, lalu sambungkan ujung lain dari resistor fotosensitif ke tanah, dan sambungkan ujung lain dari resistor yang dapat disesuaikan ke level tinggi. Nilai tegangan dari dua titik koneksi resistansi diperoleh melalui konverter analog-ke-digital SCM untuk menentukan apakah lampu saat ini menyala. Resistensi yang dapat disesuaikan dapat disesuaikan oleh pengguna untuk memenuhi intensitas cahaya ketika cahaya baru saja dinyalakan. Sakelar pencahayaan dalam ruangan dikendalikan oleh relay. Hanya satu port input/output yang dapat dicapai.
2.3 Pilih pengontrol alat rumah yang ditambahkan
Pilih untuk menambahkan kontrol peralatan rumah tangga terutama sesuai dengan fungsi perangkat untuk mencapai kontrol perangkat, di sini ke kipas listrik sebagai contoh. Kontrol kipas adalah pusat kontrol akan menjadi instruksi kontrol kipas PC yang dikirim ke pengontrol kipas listrik melalui implementasi jaringan ZigBee, nomor identifikasi peralatan yang berbeda berbeda, misalnya, ketentuan dari nomor identifikasi kipas perjanjian ini adalah 122, nomor identifikasi TV warna domestik adalah 123, sehingga menyadari pengakuan pusat kontrol peralatan rumah listrik yang berbeda. Untuk kode instruksi yang sama, peralatan rumah tangga yang berbeda melakukan fungsi yang berbeda. Gambar 4 menunjukkan komposisi peralatan rumah tangga yang dipilih untuk penambahan.
3. Desain Perangkat Lunak Sistem
Desain perangkat lunak sistem terutama mencakup enam bagian, yang merupakan desain halaman web remote control, desain sistem manajemen kontrol pusat, pengontrol utama pusat kontrol ATMEGAL28 Desain program, desain program koordinator CC2430, desain program node pemantauan CC2430, CC2430 Pilih Desain Program Perangkat Tambah.
3.1 Desain Program Koordinator Zigbee
Koordinator pertama -tama melengkapi inisialisasi lapisan aplikasi, menetapkan status lapisan aplikasi dan menerima status untuk menganggur, kemudian menyalakan interupsi global dan menginisialisasi port I/O. Koordinator kemudian mulai membangun jaringan bintang nirkabel. Dalam protokol, koordinator secara otomatis memilih pita 2,4 GHz, jumlah maksimum bit per detik adalah 62 500, panid default adalah 0 × 1347, kedalaman tumpukan maksimum adalah 5, jumlah maksimum byte per kirim adalah 93, dan laju baud port serial adalah 57 600 bit/s. Pengatur waktu SL0W menghasilkan 10 interupsi per detik. Setelah jaringan Zigbee berhasil didirikan, koordinator mengirimkan alamatnya ke MCU dari Pusat Kontrol. Di sini, Pusat Kontrol MCU mengidentifikasi koordinator ZigBee sebagai anggota node pemantauan, dan alamat yang diidentifikasi adalah 0. Program ini memasuki loop utama. Pertama, tentukan apakah ada data baru yang dikirim oleh node terminal, jika ada, data secara langsung ditransmisikan ke MCU dari pusat kontrol; Tentukan apakah MCU dari Pusat Kontrol memiliki instruksi yang diturunkan, jika demikian, kirim instruksi ke node terminal ZigBee yang sesuai; Menilai apakah keamanan terbuka, apakah ada pencuri, jika demikian, kirim informasi alarm ke MCU dari Pusat Kontrol; Menilai apakah lampu dalam keadaan kontrol otomatis, jika demikian, nyalakan konverter analog-ke-digital untuk pengambilan sampel, nilai pengambilan sampel adalah kunci untuk menghidupkan atau mematikan lampu, jika keadaan cahaya berubah, informasi keadaan baru dikirim ke pusat kontrol MC-U.
3.2 Pemrograman Node Terminal ZigBee
Node terminal ZigBee mengacu pada node zigbee nirkabel yang dikendalikan oleh koordinator ZigBee. Dalam sistem, terutama node pemantauan dan penambahan opsional dari pengontrol alat rumah tangga. Inisialisasi node terminal ZigBee juga mencakup inisialisasi lapisan aplikasi, interupsi pembukaan, dan menginisialisasi port I/O. Kemudian cobalah untuk bergabung dengan jaringan ZigBee. Penting untuk dicatat bahwa hanya node akhir dengan pengaturan koordinator ZigBee diizinkan untuk bergabung dengan jaringan. Jika node terminal ZigBee gagal bergabung dengan jaringan, itu akan mencoba lagi setiap dua detik sampai berhasil bergabung dengan jaringan. Setelah bergabung dengan jaringan dengan sukses, node terminal Zi-GBEE mengirimkan informasi pendaftarannya ke Koordinator ZigBee, yang kemudian meneruskannya ke MCU dari Pusat Kontrol untuk menyelesaikan pendaftaran Node Terminal ZigBee. Jika node terminal zigbee adalah simpul pemantauan, ia dapat mewujudkan kontrol pencahayaan dan keamanan. Program ini mirip dengan koordinator ZigBee, kecuali bahwa simpul pemantauan perlu mengirim data ke koordinator ZigBee, dan kemudian koordinator ZigBee mengirimkan data ke MCU dari pusat kontrol. Jika node terminal zigbee adalah pengontrol kipas listrik, ia hanya perlu menerima data komputer atas tanpa mengunggah status, sehingga kontrolnya dapat langsung diselesaikan dalam gangguan penerima data nirkabel. Dalam data nirkabel yang menerima gangguan, semua node terminal menerjemahkan instruksi kontrol yang diterima ke dalam parameter kontrol node itu sendiri, dan tidak memproses instruksi nirkabel yang diterima dalam program utama node.
4 debugging online
Instruksi yang meningkat untuk kode instruksi peralatan tetap yang dikeluarkan oleh sistem manajemen kontrol pusat dikirim ke MCU dari pusat kontrol melalui port serial komputer, dan ke koordinator melalui antarmuka dua baris, dan kemudian ke node terminal zigbee oleh koordinator. Ketika simpul terminal menerima data, data dikirim ke PC melalui port serial lagi. Pada PC ini, data yang diterima oleh Node Terminal ZigBee dibandingkan dengan data yang dikirim oleh Pusat Kontrol. Sistem Manajemen Kontrol Pusat mengirimkan 2 instruksi setiap detik. Setelah 5 jam pengujian, perangkat lunak pengujian berhenti ketika menunjukkan bahwa jumlah total paket yang diterima adalah 36.000 paket. Hasil pengujian perangkat lunak pengujian transmisi data multi-protokol ditunjukkan pada Gambar 6. Jumlah paket yang benar adalah 36.000, jumlah paket yang salah adalah 0, dan laju akurasi adalah 100%.
Teknologi ZigBee digunakan untuk mewujudkan jaringan internal Smart Home, yang memiliki keunggulan remote control yang nyaman, penambahan peralatan baru yang fleksibel dan kinerja kontrol yang andal. Teknologi RFTD digunakan untuk mewujudkan identifikasi pengguna dan meningkatkan keamanan sistem. Melalui akses modul GSM, fungsi remote control dan alarm direalisasikan.
Waktu posting: Jan-06-2022