Smart Home est une maison en tant que plate-forme, l'utilisation de la technologie de câblage intégrée, des technologies de communication réseau, des technologies de sécurité, des technologies de contrôle automatique, des technologies audio et vidéo pour intégrer les installations liées à la vie des ménages, un horaire pour créer des installations résidentielles efficaces et un système de gestion des affaires familiales, améliorer la sécurité domestique, la commodité, le confort, le talent artistique et réaliser la protection de l'environnement et la gestion de l'économie d'énergie. Sur la base de la dernière définition de Smart Home, reportez-vous aux caractéristiques de la technologie Zigbee, la conception de ce système, le nécessaire dans un système domestique intelligent (Smart Home (Central) Control System, le système de contrôle d'éclairage domestique, les systèmes de sécurité domestique), sur la base du système de câblage domestique, du système de réseau domestique, du système musical de fond et du système de contrôle de l'environnement familial. Sur l'affirmation qui vit dans l'intelligence, a installé tout le système nécessaire complètement uniquement, et le système domestique qui a installé le système facultatif d'un type et au-dessus du moins peut appeler des vies de renseignement. Par conséquent, ce système peut être appelé Intelligent Home.
1. Schéma de conception du système
Le système est composé de périphériques contrôlés et de dispositifs de télécommande à la maison. Parmi eux, les appareils contrôlés de la famille incluent principalement l'ordinateur qui peut accéder à Internet, le centre de contrôle, le nœud de surveillance et le contrôleur des appareils électroménagers qui peuvent être ajoutés. Les périphériques à distance sont principalement composés d'ordinateurs distants et de téléphones mobiles.
Les fonctions principales du système sont: 1) la première page de la navigation sur la page Web, gestion des informations de base; 2) Réalisez le contrôle de commutation des appareils électroménagers intérieurs, la sécurité et l'éclairage via Internet et le téléphone mobile; 3) via le module RFID pour réaliser l'identification de l'utilisateur, afin de terminer le commutateur d'état de sécurité intérieur, en cas de vol via une alarme SMS à l'utilisateur; 4) Grâce au logiciel Central Control Management System pour compléter le contrôle local et l'affichage d'état de l'éclairage intérieur et des appareils électroménagers; 5) Le stockage des informations personnelles et le stockage de l'état de l'équipement intérieur sont complétés à l'aide de la base de données. Il est pratique pour les utilisateurs d'interroger l'état de l'équipement intérieur via le système de contrôle et de gestion central.
2. Conception du matériel système
La conception matérielle du système comprend la conception du centre de contrôle, le nœud de surveillance et l'ajout facultatif du contrôleur d'appareil domestique (prenez le contrôleur de ventilateur électrique à titre d'exemple).
2.1 Le centre de contrôle
Les principales fonctions du centre de contrôle sont les suivantes: 1) Pour construire un réseau Zigbee sans fil, ajouter tous les nœuds de surveillance au réseau et réaliser la réception de nouveaux équipements; 2) Identification de l'utilisateur, l'utilisateur à la maison ou via la carte utilisateur pour réaliser un commutateur de sécurité intérieur; 3) Lorsqu'un cambrioleur s'immisce dans la pièce, envoyez un court message à l'utilisateur pour alarmer. Les utilisateurs peuvent également contrôler la sécurité, l'éclairage et les appareils électroménagers à l'intérieur via des messages courts; 4) Lorsque le système est en cours d'exécution seul, l'écran LCD affiche l'état du système actuel, ce qui est pratique pour les utilisateurs à afficher; 5) Stockez l'état de l'équipement électrique et envoyez-le au PC pour réaliser le système en ligne.
Le matériel prend en charge la détection d'accès multiple / collision multiple de Sense (CSMA / CA). La tension de fonctionnement de 2,0 ~ 3,6 V est propice à une faible consommation d'énergie du système. Configurez un réseau star de Zigbee sans fil à l'intérieur en vous connectant au module du coordinateur Zigbee dans le centre de contrôle. Et tous les nœuds de surveillance, sélectionnés pour ajouter le contrôleur d'appareil domestique comme nœud terminal du réseau pour rejoindre le réseau, afin de réaliser le contrôle du réseau zigbee sans fil des appareils de sécurité et d'hôtes intérieurs.
2.2 Nœuds de surveillance
Les fonctions du nœud de surveillance sont les suivantes: 1) Détection du signal du corps humain, alarme sonore et lumière lorsque les voleurs envahissent; 2) Contrôle de l'éclairage, le mode de commande est divisé en contrôle automatique et contrôle manuel, le contrôle automatique est allumé automatiquement en fonction de la lumière en fonction de la résistance de la lumière intérieure, du contrôle d'éclairage manuel se fait par le système de contrôle central, (3) les informations d'alarme et d'autres informations envoyées au centre de commande et reçoivent les commandes de contrôle du centre de commande pour compléter la commande de l'équipement.
Le mode de détection des micro-ondes infrarouges est le moyen le plus courant dans la détection du signal du corps humain. La sonde infrarouge pyroélectrique est RE200B et le dispositif d'amplification est BISS0001. Le RE200B est alimenté par une tension de 3 à 10 V et dispose d'un élément infrarouge pyroélectrique à double sensible. Lorsque l'élément reçoit une lumière infrarouge, l'effet photoélectrique se produira aux pôles de chaque élément et la charge s'accumulera. BISS0001 est un ASIC hybride numérique-analogique composé d'amplificateur opérationnel, de comparateur de tension, de contrôleur d'état, de temporisateur de retard et de temporisateur de blocage. Avec RE200B et quelques composants, l'interrupteur infrarouge pyroélectrique passif peut être formé. Le module ANT-G100 a été utilisé pour le capteur micro-ondes, la fréquence centrale était de 10 GHz et le temps d'établissement maximal était de 6 μs. Combiné avec un module infrarouge pyroélectrique, le taux d'erreur de détection cible peut être effectivement réduit.
Le module de contrôle de la lumière est principalement composé d'une résistance photosensible et d'un relais de contrôle de la lumière. Connectez la résistance photosensible en série avec la résistance réglable de 10 K ω, puis connectez l'autre extrémité de la résistance photosensible au sol et connectez l'autre extrémité de la résistance réglable au niveau élevé. La valeur de tension des deux points de connexion de résistance est obtenue via le convertisseur analogique-numérique SCM pour déterminer si la lumière actuelle est allumée. La résistance réglable peut être ajustée par l'utilisateur pour répondre à l'intensité de la lumière lorsque la lumière est allumée. Les interrupteurs d'éclairage intérieur sont contrôlés par des relais. Un seul port d'entrée / sortie peut être réalisé.
2.3 Sélectionnez le contrôleur d'appareil domestique ajouté
Choisissez d'ajouter le contrôle des appareils ménagers principalement en fonction de la fonction de l'appareil pour obtenir le contrôle de l'appareil, ici au ventilateur électrique à titre d'exemple. Le contrôle des ventilateurs est le centre de contrôle sera les instructions de contrôle des ventilateurs PC envoyées au contrôleur de ventilateur électrique via la mise en œuvre du réseau Zigbee, le numéro d'identification des appareils différents est différent, par exemple, les dispositions du numéro d'identification des ventilateurs de cet accord sont 122, le numéro d'identification de la télévision en couleur domestique est de 123, réalisant ainsi la reconnaissance de différents centres de contrôle électriques électriques pour les appareils électroménagers. Pour le même code d'instruction, différents appareils domestiques remplissent différentes fonctions. La figure 4 montre la composition des appareils électroménagers sélectionnés pour l'addition.
3. Conception du logiciel système
La conception du logiciel système comprend principalement six parties, qui sont la conception de la page Web à distance, la conception du système de gestion centrale de contrôle, la conception du programme de contrôle principal du centre de contrôle ATMEGAL28, la conception du programme du coordinateur CC2430, la conception du programme de nœuds de surveillance CC2430, CC2430 Sélectionnez la conception du programme de périphérique.
3.1 Conception du programme de coordinateur zigbee
Le coordinateur complète d'abord l'initialisation de la couche d'application, définit l'état de la couche d'application et reçoit l'état à inactif, puis s'active les interruptions globales et initialise le port d'E / S. Le coordinateur commence alors à construire un réseau d'étoiles sans fil. Dans le protocole, le coordinateur sélectionne automatiquement la bande de 2,4 GHz, le nombre maximum de bits par seconde est de 62 500, le panide par défaut est de 0 × 1347, la profondeur maximale de pile est de 5, le nombre maximum d'octets par envoi est de 93 et le taux de baud de port série est de 57 600 bit / s. La minuterie SL0W génère 10 interruptions par seconde. Une fois le réseau Zigbee établi avec succès, le coordinateur envoie son adresse au MCU du centre de contrôle. Ici, le Control Center MCU identifie le coordinateur de Zigbee en tant que membre du nœud de surveillance, et son adresse identifiée est 0. Le programme entre dans la boucle principale. Tout d'abord, déterminez s'il existe de nouvelles données envoyées par le nœud terminal, s'il y en a, les données sont directement transmises au MCU du centre de contrôle; Déterminez si le MCU du centre de contrôle a des instructions envoyées, dans l'affirmative, envoyez les instructions jusqu'au nœud de terminal Zigbee correspondant; Jugez si la sécurité est ouverte, s'il y a un cambrioleur, si c'est le cas, envoyez les informations d'alarme au MCU du centre de contrôle; Jugez si la lumière est dans l'état de contrôle automatique, si c'est le cas, allumez le convertisseur analogique-numérique pour l'échantillonnage, la valeur d'échantillonnage est la clé pour allumer ou éteindre la lumière, si l'état de lumière change, la nouvelle information d'état est transmise au centre de contrôle MC-U.
3.2 Programmation du nœud terminal zigbee
Le nœud de terminal Zigbee fait référence au nœud zigbee sans fil contrôlé par le coordinateur Zigbee. Dans le système, il s'agit principalement du nœud de surveillance et de l'ajout facultatif du contrôleur d'appareil domestique. L'initialisation des nœuds de terminal ZigBee comprend également l'initialisation de la couche d'application, les interruptions d'ouverture et l'initialisation des ports d'E / S. Essayez ensuite de rejoindre le réseau Zigbee. Il est important de noter que seuls les nœuds de fin avec la configuration du coordinateur ZigBee sont autorisés à rejoindre le réseau. Si le nœud de terminal ZigBee ne parvient pas à rejoindre le réseau, il essaiera à nouveau toutes les deux secondes jusqu'à ce qu'il rejoigne avec succès le réseau. Après avoir rejoint le réseau avec succès, le nœud de terminal Zi-GBEE envoie ses informations d'enregistrement au coordinateur Zigbee, qui le transmet ensuite au MCU du centre de contrôle pour terminer l'enregistrement du nœud de terminal Zigbee. Si le nœud de terminal ZigBee est un nœud de surveillance, il peut réaliser le contrôle de l'éclairage et de la sécurité. Le programme est similaire au coordinateur de Zigbee, sauf que le nœud de surveillance doit envoyer des données au coordinateur de Zigbee, puis le coordinateur de Zigbee envoie des données au MCU du centre de contrôle. Si le nœud de terminal ZigBee est un contrôleur de ventilateur électrique, il n'a qu'à recevoir les données de l'ordinateur supérieur sans télécharger l'état, afin que son contrôle puisse être terminé directement dans l'interruption de la réception des données sans fil. Dans l'interruption de réception de données sans fil, tous les nœuds terminaux traduisent les instructions de contrôle reçues en paramètres de contrôle du nœud lui-même et ne traitent pas les instructions sans fil reçues dans le programme principal du nœud.
4 débogage en ligne
L'instruction croissante pour le code d'instructions de l'équipement fixe émise par le système de gestion du contrôle central est envoyée au MCU du centre de contrôle via le port série de l'ordinateur, et au coordinateur via l'interface à deux lignes, puis au nœud terminal Zigbee par le coordinateur. Lorsque le nœud terminal reçoit les données, les données sont à nouveau envoyées au PC via le port série. Sur ce PC, les données reçues par le nœud de terminal ZigBee sont comparées aux données envoyées par le centre de contrôle. Le système central de gestion du contrôle envoie 2 instructions chaque seconde. Après 5 heures de test, le logiciel de test s'arrête lorsqu'il montre que le nombre total de paquets reçus est de 36 000 paquets. Les résultats des tests du logiciel de test de transmission de données multi-protocols sont illustrés à la figure 6. Le nombre de paquets corrects est de 36 000, le nombre de paquets mauvais est de 0 et le taux de précision est de 100%.
La technologie ZigBee est utilisée pour réaliser le réseau interne de Smart Home, qui présente les avantages de la télécommande pratique, l'ajout flexible de nouveaux équipements et les performances de contrôle fiables. La technologie RFTD est utilisée pour réaliser l'identification des utilisateurs et améliorer la sécurité du système. Grâce à l'accès du module GSM, les fonctions de télécommande et d'alarme sont réalisées.
Heure du poste: Jan-06-2022