Smart Home ass en Haus als Plattform, d'Benotzung vun integréierte Verkabelungstechnologie, Netzwierkkommunikatiounstechnologie, Sécherheetstechnologie, automatesch Kontrolltechnologie, Audio- a Videotechnologie fir d'Haushaltsbezunnen Ariichtungen z'integréieren, Zäitplang fir effizient Wunnanlagen a Familljebetribsmanagement System ze bauen , verbessert Heemsécherheet, Komfort, Komfort, Kënschtlerin, a realiséiere Ëmweltschutz an Energiespuerend Liewensëmfeld.Baséierend op der leschter Definitioun vu Smart Home, kuckt op d'Charakteristiken vun der ZigBee Technologie, Design vun dësem System, déi néideg enthält e Smart Home System (Smart Home (Zentral) Kontrollsystem, Haushaltsbeliichtung Kontrollsystem, Heem Sécherheetssystemer), op der Basis vun ugeschloss Haushalt wiring System, doheem Reseau System, Hannergrond Musek System a Famill Ëmwelt Kontroll System.Op der Affirmatioun datt Liewen an Intelligenz, installéiert all néideg System komplett nëmmen, an de Stot System datt fakultativ System vun enger Aart installéiert an uewen op d'mannst kann Intelligenz Liewen ruffen an Dofir, kann dëse System intelligent doheem genannt ginn.
1. System Design Schema
De System besteet aus kontrolléierten Apparater a Fernsteuergeräter am Heem.Ënnert hinnen sinn déi kontrolléiert Apparater an der Famill haaptsächlech de Computer deen Zougang zum Internet kann, de Kontrollzentrum, den Iwwerwaachungsnode an de Controller vun Haushaltsgeräter, déi bäigefüügt kënne ginn.Fernsteuergeräter besteet haaptsächlech aus Ferncomputeren an Handyen.
D'Haaptfunktioune vum System sinn: 1) der éischter Säit vun der Websäit Surfen, Hannergrondinformatiounsmanagement;2) Realiséieren Schalter Kontroll vun Indoor Haushaltsapparater, Sécherheet a Beliichtung iwwer Internet an Handy;3) Duerch den RFID Modul fir d'Benotzer Identifikatioun ze realiséieren, sou datt den Indoor Sécherheetsstatusschalter fäerdeg ass, am Fall vun Déifstall duerch SMS Alarm un de Benotzer;4) Duerch d'Zentral Kontrollmanagement System Software fir d'lokal Kontroll a Status Display vun Indoor Beliichtung an Haushaltsapparater ze kompletéieren;5) Perséinlech Informatiounsspeicher an Indoor Ausrüstungsstatuslagerung ginn ofgeschloss andeems Dir d'Datebank benotzt.Et ass bequem fir Benotzer den Indoor Ausrüstungsstatus duerch den zentrale Kontroll- a Gestiounssystem ze froen.
2. System Hardware Design
D'Hardware Design vum System beinhalt den Design vum Kontrollzentrum, den Iwwerwaachungsnode an d'optional Additioun vum Hausgerätskontroller (huelt den elektresche Fan Controller als Beispill).
2.1 De Kontrollzentrum
D'Haaptfunktioune vum Kontrollzentrum sinn wéi follegt: 1) Fir e drahtlose ZigBee-Netz ze bauen, addéiere all Iwwerwaachungsnoden am Netz, a realiséiere den Empfang vun neien Ausrüstung;2) Benotzer Identifikatioun, de Benotzer doheem oder zréck duerch d'Benotzer Kaart Indoor Sécherheet schalt erreechen;3) Wann en Abriecher an de Sall intrudes, schéckt eng kuerz Message un de Benotzer Alarm.D'Benotzer kënnen och Indoor Sécherheet, Beliichtung an Hausgeräter duerch kuerz Messagen kontrolléieren;4) Wann de System eleng leeft, weist de LCD den aktuellen Systemstatus, wat bequem ass fir d'Benotzer ze gesinn;5) Store den Zoustand vun elektreschen Ausrüstung a schéckt se op PC fir de System online ze realiséieren.
D'Hardware ënnerstëtzt Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA / CA).D'Betribsspannung vun 2.0 ~ 3.6V ass förderlech fir nidderegen Energieverbrauch vum System.Setzt e drahtlosen ZigBee Star Netzwierk dobannen op andeems Dir mam ZigBee Koordinatormodul am Kontrollzentrum verbënnt.An all d'Iwwerwaachungsnoden, ausgewielt fir den Hausapparat Controller als Terminal Node am Netz ze addéieren fir an d'Netz ze bäitrieden, fir déi drahtlos ZigBee Netzwierk Kontroll vun Indoor Sécherheet an Hausgeräter ze realiséieren.
2.2 Iwwerwachung Noden
D'Funktioune vun der Iwwerwaachung Node sinn wéi follegt: 1) Mënsch Kierper Signal Detektioun, Toun a Liicht Alarm wann Déif iwwerfalen;2) Beliichtung Kontroll, de Kontroll Modus ass ënnerdeelt an automatesch Kontroll an manuell Kontroll, automatesch Kontroll ass op / aus der Luucht automatesch no der Stäerkt vun der Indoor Luucht, manuell Kontroll Luucht Kontroll ass duerch den zentrale Kontroll System, (3) den Alarminformatioun an aner Informatioun un d'Kontrollzentrum geschéckt, a kritt Kontrollbefehle vum Kontrollzentrum fir d'Ausrüstungskontroll ze kompletéieren.
Infrarout-Plus Mikrowellenerkennungsmodus ass deen allgemengste Wee bei der Signalerkennung vum mënschleche Kierper.Déi pyroelektresch Infraroutsonde ass RE200B, an d'Verstäerkungsapparat ass BISS0001.RE200B gëtt vun 3-10 V Spannung ugedriwwen an huet agebaute pyroelektresche dual-sensibel Infrarout-Element.Wann d'Element Infrarout Liicht kritt, wäert de fotoelektresche Effekt op de Pole vun all Element optrieden an d'Laascht accumuléiert.BISS0001 ass en digital-analog Hybrid asIC besteet aus Operatiounsverstärker, Spannungsvergläicher, Staatskontroller, Verzögerungszäit Timer a Blockéierungszäit Timer.Zesumme mat RE200B an e puer Komponenten kann de passive pyroelektresche Infraroutschalter geformt ginn.Ant-g100 Modul gouf fir Mikrowellensensor benotzt, d'Mëttfrequenz war 10 GHz, an déi maximal Etablissementszäit war 6μs.Kombinéiert mat pyroelektreschen Infraroutmodul kann de Feelerrate vun der Zilerkennung effektiv reduzéiert ginn.
Liicht Kontroll Modul ass haaptsächlech aus photosensitive resistor a Liicht Kontroll Relais komponéiert.Connect de photosensitive resistor a Serie mat der justierbarer resistor vun 10 K ω, dann verbënnt den aneren Enn vun der photosensitive resistor op de Buedem, a verbënnt den aneren Enn vun der justierbaren resistor op den héije Niveau.De Spannungswäert vun den zwee Resistenzverbindungspunkte gëtt duerch den SCM Analog-Digital Konverter kritt fir ze bestëmmen ob déi aktuell Luucht op ass.Upassbar Resistenz kann vum Benotzer ugepasst ginn fir d'Liichtintensitéit ze treffen wann d'Liicht just ageschalt ass.Indoor Beliichtungsschalter gi vu Relais kontrolléiert.Nëmmen een Input / Output Hafen kann erreecht ginn.
2.3 Wielt den Added Home Appliance Controller
Wielt d'Kontroll vun Haushaltsgeräter haaptsächlech no der Funktioun vum Apparat ze addéieren fir Gerätkontrolle z'erreechen, hei zum elektresche Fan als Beispill.Fan Kontroll ass de Kontrollzentrum wäert PC Fan Kontrollinstruktiounen un den elektresche Fan Controller duerch ZigBee Netzwierkimplementatioun geschéckt ginn, verschidden Apparater Identifikatiounsnummer ass anescht, zum Beispill, d'Bestëmmunge vun dësem Ofkommes Fan Identifikatiounsnummer ass 122, déi Hausfaarf TV Identifikatiounsnummer ass 123, also realiséiert d'Unerkennung vun verschidden elektresch doheem Apparater Kontroll Zentrum.Fir deeselwechten Instruktiounscode maachen verschidden Hausapparater verschidde Funktiounen.Figur 4 weist d'Zesummesetzung vun Haushaltsapparater fir Zousatz ausgewielt.
3. System Software Design
De System Software Design enthält haaptsächlech sechs Deeler, déi Fernsteierung Websäit Design, Zentral Kontroll Management System Design, Kontroll Zentrum Haaptcontroller ATMegal28 Programm Design, CC2430 Koordinator Programm Design, CC2430 Iwwerwachung Node Programm Design, CC2430 wielt Add Apparat Programm Design.
3.1 ZigBee Koordinator Programm Design
De Koordinator fäerdeg fir d'éischt d'Initialiséierung vun der Uwendungsschicht, setzt den Applikatiounsschichtzoustand an den Empfangsstaat op Idle, schalt dann global Ënnerbriechungen un an initialiséiert den I/O Hafen.De Koordinator fänkt dann un engem drahtlose Stärnetz ze bauen.Am Protokoll wielt de Koordinator automatesch d'2,4 GHz Band, déi maximal Unzuel vu Bits pro Sekonn ass 62 500, de Standard PANID ass 0 × 1347, déi maximal Stack Déift ass 5, déi maximal Unzuel vun Bytes pro Sendung ass 93, an der Serien port Baudrate ass 57 600 bëssen / s.De SL0W TIMER generéiert 10 Ënnerbriechungen pro Sekonn.Nodeems de ZigBee Netzwierk erfollegräich etabléiert ass, schéckt de Koordinator seng Adress un d'MCU vum Kontrollzentrum.Hei identifizéiert de Kontrollzentrum MCU den ZigBee Koordinator als Member vum Iwwerwaachungsnode, a seng identifizéiert Adress ass 0. De Programm geet an d'Haaptschleife.Als éischt, bestëmmen ob et nei Donnéeën vum Terminal Node geschéckt ginn, wann et ass, ginn d'Donnéeën direkt un de MCU vum Kontrollzentrum iwwerdroen;Bestëmmt ob de MCU vum Kontrollzentrum Instruktiounen erofgeschéckt huet, wann jo, schéckt d'Instruktioune erof op de entspriechende ZigBee Terminal Node;Riichter ob d'Sécherheet op ass, ob et en Abriecher ass, wa jo, schéckt d'Alarminformatioun un d'MCU vum Kontrollzentrum;Riichter ob d'Liicht am automatesche Kontrollzoustand ass, wa jo, schalt den Analog-zu-Digital Konverter fir d'Sampling un, de Samplingwäert ass de Schlëssel fir d'Liicht un oder auszeschalten, wann de Liichtzoustand ännert, ass déi nei Staatsinformatioun an de Kontrollzentrum MC-U iwwerdroen.
3.2 ZigBee Terminal Node Programméiere
ZigBee Terminal Node bezitt sech op de drahtlose ZigBee Node deen vum ZigBee Koordinator kontrolléiert gëtt.Am System ass et haaptsächlech den Iwwerwaachungsnode an den optionalen Zousatz vum Haushaltsapparat Controller.D'Initialiséierung vun den ZigBee-Terminalknäppchen enthält och d'Initialiséierung vun der Applikatiounsschicht, d'Ëffnungsinterruptiounen an d'Initialiséierung vun I/O Ports.Da probéiert de ZigBee Netzwierk matzemaachen.Et ass wichteg ze bemierken datt nëmmen Endknäppchen mat ZigBee Koordinator Setup erlaabt sinn um Netz matzemaachen.Wann den ZigBee-Terminalknuet net an d'Netz bäitrieden, probéiert et all zwou Sekonnen nach eng Kéier bis et erfollegräich an d'Netz ass.Nodeem d'Netzwierk erfollegräich ugeschloss ass, schéckt den ZI-Gbee Terminal Node seng Umeldungsinformatioun un den ZigBee Koordinator, deen se dann un d'MCU vum Kontrollzentrum weidergeleet fir d'Aschreiwung vum ZigBee Terminal Node ofzeschléissen.Wann den ZigBee Terminal Node en Iwwerwaachungsnode ass, kann et d'Kontroll vu Beliichtung a Sécherheet realiséieren.De Programm ass ähnlech wéi den ZigBee Koordinator, ausser datt den Iwwerwaachungsnode Daten un den ZigBee Koordinator muss schécken, an dann schéckt den ZigBee Koordinator Daten un d'MCU vum Kontrollzentrum.Wann den ZigBee Terminal Node en elektresche Fan Controller ass, brauch et nëmmen d'Daten vum ieweschten Computer ze kréien ouni de Staat eropzelueden, sou datt seng Kontroll direkt an der Ënnerbriechung vun der Wireless-Datenempfang fäerdeg ass.Beim Wireless-Daten-Ënnerbriechung iwwersetzen all Terminalknäppchen déi empfaangen Kontrollinstruktiounen an d'Kontrollparameter vum Node selwer, a veraarbecht net déi empfangen Wireless-Instruktiounen am Haaptprogramm vum Node.
4 Online Debugging
D'Erhéijung vun der Instruktioun fir den Instruktiounscode vu fixen Ausrüstung ausgestallt vum Zentralsteuermanagementsystem gëtt op MCU vum Kontrollzentrum duerch de Serienhafen vum Computer geschéckt, an un de Koordinator duerch d'Zwee-Linn Interface, an dann op den ZigBee Terminal. Node vum Koordinator.Wann den Terminal Node d'Donnéeën kritt, ginn d'Donnéeën erëm op de PC duerch de Serien Hafen geschéckt.Op dësem PC ginn d'Donnéeën, déi vum ZigBee Terminal Node kritt ginn, verglach mat den Daten, déi vum Kontrollzentrum geschéckt ginn.Den zentrale Kontrollmanagementsystem schéckt all Sekonn 2 Instruktiounen.No 5 Stonnen Testen stoppt d'Testsoftware wann et weist datt d'total Zuel vun de empfangene Päck 36.000 Päck ass.D'Testresultater vu Multi-Protokoll Dateniwwerdroungstestsoftware ginn an der Figur 6 gewisen. D'Zuel vun de korrekten Päck ass 36 000, d'Zuel vun de falsche Päckchen ass 0, an d'Genauegkeet ass 100%.
ZigBee Technologie gëtt benotzt fir den internen Netzwierk vu Smart Home ze realiséieren, wat d'Virdeeler vun enger praktescher Fernsteierung, flexibel Zousatz vun neier Ausrüstung an zouverléisseger Kontrollleistung huet.RFTD Technologie gëtt benotzt fir Benotzer Identifikatioun ze realiséieren an System Sécherheet ze verbesseren.Duerch den Zougang vum GSM Modul ginn d'Fernsteuerung an d'Alarmfunktiounen realiséiert.
Post Zäit: Jan-06-2022