A casa intelligente hè una casa cum'è una piattaforma, l'usu di tecnulugia di cablaggio integrata, tecnulugia di cumunicazione in rete, tecnulugia di sicurezza, tecnulugia di cuntrollu automaticu, tecnulugia audio è video per integrà e facilità di a vita di a famiglia, pianificazione per custruisce strutture residenziali efficienti è sistema di gestione di l'affari di famiglia. , migliurà a sicurità di a casa, a cunvenzione, u cunfortu, l'arti, è realizà a prutezzione ambientale è l'ambiente di vita di risparmiu energeticu.Basatu nantu à l'ultima definizione di casa intelligente, riferite à e caratteristiche di a tecnulugia ZigBee, u disignu di stu sistema, u necessariu in cuntene un sistema di casa intelligente (sistema di cuntrollu di casa intelligente (centrale), sistema di cuntrollu di l'illuminazione domestica, sistemi di sicurezza di casa), nantu à a basa di unitu à u sistema di cablaggio di casa, sistema di rete in casa, sistema di musica di fondo è sistema di cuntrollu di l'ambiente di famiglia.Nantu à l 'affirmazioni chì campa in intelligenza, stallatu tutti i sistemu nicissariu cumpletamenti solu, è u sistema di casa chì stallatu sistemu optional di un tipu è sopra almenu pò chjamà intelligenza vive in. Per quessa, stu sistema pò esse chjamatu casa intelligente.
1. System Design Scheme
U sistema hè cumpostu di i dispusitivi cuntrullati è i dispusitivi di cuntrollu remota in casa.Frà elli, i dispositi cuntrullati in a famiglia includenu principalmente l'urdinatore chì pò accede à l'Internet, u centru di cuntrollu, u node di surviglianza è u cuntrollu di l'apparecchi domestici chì ponu esse aghjuntu.I dispusitivi di cuntrollu remoti sò principalmente cumposti da computer remoti è telefunini.
E funzioni principali di u sistema sò: 1) a prima pagina di a navigazione di a pagina web, a gestione di l'infurmazioni di fondo;2) Realizà u cuntrollu di l'interruttore di l'apparecchi domestici interni, a sicurità è l'illuminazione attraversu Internet è u telefuninu;3) Attraversu u modulu RFID per realizà l'identificazione di l'utilizatori, in modu di cumplettà u cambiamentu di u statutu di sicurezza interna, in casu di furtu attraversu l'alarma SMS à l'utilizatore;4) Per mezu di u software di u sistema di gestione di cuntrollu cintrali per compie u cuntrollu lucale è a visualizazione di u statu di l'illuminazione interna è l'apparecchi domestici;5) U almacenamentu di l'infurmazioni persunali è u almacenamentu di u statutu di l'equipaggiu interni sò cumpletati utilizendu a basa di dati.Hè cunvenutu per l'utilizatori à interrogà u statutu di l'equipaggiu interni attraversu u sistema di cuntrollu è gestione cintrali.
2. System Hardware Design
U disignu hardware di u sistema include u disignu di u centru di cuntrollu, u nodu di monitoraghju è l'aghjunzione opzionale di u controller di l'apparechju (pigliate u controller di u fan elettricu cum'è un esempiu).
2.1 U Centru di cuntrollu
E funzioni principali di u centru di cuntrollu sò i seguenti: 1) Per custruisce una reta ZigBee wireless, aghjunghje tutti i nodi di surviglianza à a reta, è rializà a ricezione di novu equipamentu;2) identificazione di l'utilizatore, l'utilizatore in casa o in daretu à traversu a carta d'utilizatore per ottene u cambiamentu di sicurezza interni;3) Quandu un latru intruduce in a stanza, mandate un missaghju brevi à l'utilizatore per alarme.L'utilizatori ponu ancu cuntrullà a sicurezza interna, l'illuminazione è l'apparecchi di casa per mezu di missaghji brevi;4) Quandu u sistema funziona solu, u LCD mostra u statutu di u sistema attuale, chì hè cunvenutu per l'utilizatori per vede;5) Mantene u statu di l'equipaggiu elettricu è mandate à PC per realizà u sistema in linea.
U hardware supporta Carrier Sense Multiple Access / Collision detection (CSMA / CA).A tensione di u funziunamentu di 2.0 ~ 3.6V conduce à un bassu cunsumu di energia di u sistema.Configurate una rete di stella ZigBee wireless in l'internu cunnettendu à u modulu di coordinatore ZigBee in u centru di cuntrollu.È tutti i nodi di surviglianza, selezziunati per aghjunghje u controller di l'apparecchi in casa cum'è u node di terminal in a reta per unisce à a reta, in modu di realizà u cuntrollu di a rete wireless ZigBee di sicurezza interna è l'apparecchi domestici.
2.2 Nodi di monitoraghju
E funzioni di u node di surviglianza sò i seguenti: 1) rilevazione di signali di u corpu umanu, alarme di sonu è luce quandu i ladri invadenu;2) u cuntrollu di l'illuminazione, u modu di cuntrollu hè divisu in u cuntrollu automaticu è u cuntrollu manuale, u cuntrollu autumàticu hè on / off a luce automaticamente secondu a forza di a luce interna, u cuntrollu manuale di l'illuminazione hè attraversu u sistema di cuntrollu cintrali, (3) u infurmazione alarme è altre infurmazione mandatu à u centru di cuntrollu, è riceve cumandamenti cuntrollu da u centru di cuntrollu à compie u cuntrollu di l 'equipaggiu.
U modu di rilevazione di l'infrared plus microwave hè u modu più cumuni in a rilevazione di signali di u corpu umanu.A sonda infrared piroelettrica hè RE200B, è u dispusitivu di amplificazione hè BISS0001.RE200B hè alimentatu da una tensione di 3-10 V è hà un elementu infrarossu piroelettricu dual-sensitive integratu.Quandu l'elementu riceve u lume infrarossu, l'effettu fotoelettricu si farà à i poli di ogni elementu è a carica s'accumula.BISS0001 hè un asIC hibridu digitale-analogicu cumpostu di amplificatore operativu, comparatore di tensione, controller di statu, timer di ritardu è timer di bloccu.Inseme cù RE200B è uni pochi di cumpunenti, u switch infrared piroelettricu passiu pò esse furmatu.U modulu Ant-g100 hè stata utilizata per u sensoru di micru, a frequenza di u centru era 10 GHz, è u tempu massimu di stabilimentu era 6μs.Cumminatu cù u modulu infrarossu piroelettricu, a rata di errore di rilevazione di destinazione pò esse ridutta in modu efficace.
U modulu di cuntrollu di luce hè principalmente cumpostu di resistori fotosensibili è relè di cuntrollu di luce.Cunnette u resistore fotosensibile in serie cù u resistore regulable di 10 K ω, dopu cunnette l'altru estremità di a resistenza fotosensibile à a terra, è cunnette l'altru estremità di a resistenza regulable à l'altu livellu.U valore di tensione di i dui punti di cunnessione di resistenza hè ottenutu attraversu u cunvertitore analogicu-digitale SCM per determinà se a luce attuale hè accesa.A resistenza regulabile pò esse aghjustata da l'utilizatore per scuntrà l'intensità di a luce quandu a luce hè ghjustu accesa.L'interruttori di l'illuminazione interni sò cuntrullati da relè.Solu un portu di input / output pò esse rializatu.
2.3 Selezziunà u Controller Added Home Appliance
Sceglie per aghjunghje u cuntrollu di l'apparecchi domestici principarmenti secondu a funzione di u dispusitivu per ottene u cuntrollu di u dispusitivu, quì à u fan elettricu cum'è un esempiu.U cuntrollu di u fan hè u centru di cuntrollu serà l'urdinamentu di cuntrollu di u fan di PC mandatu à u controller di u fan elettricu attraversu l'implementazione di a rete ZigBee, u numeru d'identificazione di l'apparecchi differenti hè diversu, per esempiu, e disposizioni di stu accordu u numeru d'identificazione di u fan hè 122, u numeru d'identificazione di u TV di culore domesticu. hè 123, rializendu cusì u ricunniscenza di diversi centri di cuntrollu di l'apparecchi elettrici.Per u listessu codice d'istruzzioni, diversi apparecchi domestici facenu diverse funzioni.A figura 4 mostra a cumpusizioni di l'apparecchi domestici selezziunati per l'aghjunzione.
3. Disegnu di u software di u sistema
U disignu di u software di u sistema include principalmente sei parti, chì sò cuncepimentu di pagina web di cuntrollu remota, cuncepimentu di sistema di gestione di cuntrollu cintrali, cuncepimentu di u prugramma ATMegal28 di cuntrollu principale di u centru di cuntrollu, cuncepimentu di prugramma di coordinatore CC2430, cuncepimentu di prugramma CC2430 node di surviglianza, CC2430 selezziunà aghjunghje u disignu di prugramma di dispusitivu.
3.1 Cuncepimentu di u prugramma ZigBee Coordinator
U coordinatore cumpleta prima l'inizializazione di a strata di l'applicazione, stabilisce u statu di a strata di l'applicazione è riceve u statu inattivu, dopu accende l'interruzioni globale è inizializza u portu I/O.Allora u coordinatore principia à custruisce una rete di stella wireless.In u protokollu, u coordinatore selezziunate automaticamente a banda 2.4 GHz, u numeru massimu di bits per seconda hè 62 500, u PANID predeterminatu hè 0 × 1347, a prufundità massima di stack hè 5, u numeru massimu di bytes per mandatu hè 93, è u baud rate di u portu seriale hè 57 600 bit/s.U TIMER SL0W genera 10 interruzioni per seconda.Dopu chì a reta ZigBee hè stata stabilita, u coordinatore manda u so indirizzu à u MCU di u centru di cuntrollu.Quì, u centru di cuntrollu MCU identifica u ZigBee Coordinator cum'è un membru di u node di surviglianza, è u so indirizzu identificatu hè 0. U prugramma entra in u ciclu principale.Prima, determinà s'ellu ci sò novi dati mandati da u node terminal, se ci hè, i dati sò trasmessi direttamente à u MCU di u centru di cuntrollu;Determina se u MCU di u centru di cuntrollu hà urdinamentu mandatu, se sì, mandate l'istruzzioni finu à u node terminal ZigBee currispundente;Ghjudicate s'ellu hè apertu a sicurità, s'ellu ci hè un burglar, s'ellu hè cusì, mandate l'infurmazioni d'alarma à u MCU di u centru di cuntrollu;Ghjudicate se a luce hè in u statu di cuntrollu automaticu, se cusì, accende u cunvertitore analogicu-digitale per u campionamentu, u valore di campionamentu hè a chjave per accende o spegne a luce, se u statu di luce cambia, a nova infurmazione statale hè trasmessa à u centru di cuntrollu MC-U.
3.2 ZigBee Terminal Node Programming
U nodu di terminal ZigBee si riferisce à u node ZigBee wireless cuntrullatu da u coordinatore ZigBee.In u sistema, hè principarmenti u nodu di monitoraghju è l'aghjunzione opzionale di u controller di l'apparecchi domestici.L'inizializazione di i nodi terminali ZigBee include ancu l'inizializazione di a capa di l'applicazione, l'apertura di interruzioni è l'inizializazione di porti I/O.Allora pruvate à unisce à a reta ZigBee.Hè impurtante di nutà chì solu i nodi finali cù a cunfigurazione di u coordinatore ZigBee sò permessi di unisce à a reta.Se u node di terminal ZigBee ùn riesce à unisce à a reta, pruvarà di novu ogni dui seconde finu à chì si unisce à a reta.Dopu avè unitu à a reta cun successu, u node di terminal ZI-Gbee manda a so infurmazione di registrazione à u Coordinator ZigBee, chì poi trasmette à l'MCU di u centru di cuntrollu per compie a registrazione di u node terminal ZigBee.Se u node di terminal ZigBee hè un node di monitoraghju, pò rializà u cuntrollu di l'illuminazione è a sicurità.U prugramma hè simile à u coordinatore ZigBee, salvu chì u nodu di monitoraghju hà bisognu di mandà dati à u coordinatore ZigBee, è dopu u coordinatore ZigBee manda dati à u MCU di u centru di cuntrollu.Se u node di u terminal ZigBee hè un controller di fan elettricu, solu bisognu di riceve i dati di l'urdinatore superiore senza carica u statu, perchè u so cuntrollu pò esse direttamente cumpletu in l'interruzzione di a ricivuta di dati wireless.In l'interruzzione di ricivutu di dati wireless, tutti i nodi di terminal traduce l'istruzzioni di cuntrollu ricivutu in i paràmetri di cuntrollu di u node stessu, è ùn processanu micca l'istruzzioni wireless ricevuti in u prugramma principale di u node.
4 Debugging in linea
L'istruzzioni crescente per u codice d'istruzione di l'equipaggiu fissu emessu da u sistema di gestione di cuntrollu cintrali hè mandatu à MCU di u centru di cuntrollu attraversu u portu seriale di l'urdinatore, è à u coordinatore attraversu l'interfaccia di duie linee, è dopu à u terminal ZigBee. node da u coordinatore.Quandu u node terminal riceve i dati, i dati sò mandati à u PC attraversu u portu seriale di novu.In questu PC, i dati ricevuti da u node di terminal ZigBee sò paragunati cù i dati mandati da u centru di cuntrollu.U sistema di gestione di cuntrollu cintrali manda 2 struzzioni ogni secondu.Dopu à 5 ore di teste, u software di prova si ferma quandu mostra chì u numeru tutale di pacchetti ricevuti hè di 36 000 pacchetti.I risultati di teste di u software di teste di trasmissione di dati multi-protocolu sò mostrati in Figura 6. U numaru di pacchetti curretti hè 36 000, u numeru di pacchetti sbagliati hè 0, è a tarifa di precisione hè 100%.
A tecnulugia ZigBee hè aduprata per realizà a rete interna di a casa intelligente, chì hà i vantaghji di un cuntrolu remotu cunvene, l'aggiunta flessibile di novi equipaghji è un rendimentu di cuntrollu affidabile.A tecnulugia RFTD hè aduprata per realizà l'identificazione di l'utilizatori è migliurà a sicurità di u sistema.Attraversu l'accessu di u modulu GSM, u cuntrollu remoto è e funzioni di alarme sò realizati.
Tempu di posta: 06-Jan-2022