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智能家居把握体系的设计探究

发布时间:2018-12-08 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    智能家居把握体系的设计探究作者:未知   摘 要:首要对智能家居把握体系的整体设计、硬件设计和嵌入式网关设计进行了详细剖析,以期为有关单元的必要供给参考和鉴戒。   关头词:智能家居把握体系;KingView;ZigBee;无线网络节点
  中图分类号:TU855 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.124
  所谓“智能家居”,是指以室庐为平台,集成多种技艺和与家居糊口相关的办法构建的高效的室庐办法和家庭日常事件经管体系,从而升迁家居的安好性、便当性、舒适性、艺术性。本文就智能家居把握体系的设计进行了探究。
  1 体系的整体设计
  凭据智能家居监控体系的功能需求,可将其分为4个子体系:①情况监控子体系。该体系认真将室内的温度、湿度、光照度等情况因素把握在适宜的局限内。②安防监控子体系。该体系认真监控室内的火灾、燃气走漏环境等,一旦呈现告急环境,该体系会主动报警,并使执行机构进行响应的动作。③长途抄表子体系。该体系认真采集和显示室内水、电、煤气等的信息,并在每个月底发送数据报表。④供电把握子体系。该体系认真给机电设备供电,并以室内的温湿度、光照度等为把握对象进行优化把握。
  此外,本设计还两全了智能家居把握体系之间的交互联动把握,并基于KingView升迁了智能家居把握体系的绽放性。
  2 体系硬件设计
  为了兑现上述智能家居把握体系的整体设计,选取无线传感网络通讯技艺ZigBee和嵌入式ARM技艺组成了家庭Web网关平台,并议决红别传感器、气敏传感器、湿敏传感器、温度传感器和无线智能插座等设备兑现了响应功能。本文仅选择个中具有代表性的子体系先容具体的设计内容。
  2.1 情况监控子体系的设计
  情况监控子体系首要包罗温湿度检测和光照检测两局部。温湿度检测是体系设计中很是严重的一环,本设计选用了数字式集成温湿度传感器SHT11。该传感器的检测精度能餍足家庭使用要求,其检测旌旗灯号可议决无线传感网络传送至家庭网关平台,并议决家庭网关进行后续的旌旗灯号处置事情。无线传感网络选取ZigBee技艺,具有抗作梗、低功耗、易组网等特点,可餍足物联网行业的需求。本设计中选用的ZigBee芯片为CC2430芯片,该芯片是天下上首款相符ZigBee尺度的射频单芯片,其频率为2.4 GHz,由CHIPCON公司设计,实用于多种ZigBee尺度的无线网络节点、路由器、和谐器和终端设备等。CC2430芯片的集成度很高,只必要较少的外围器件就可组建完整的体系,进而领受和发送旌旗灯号。此外,在硬件电路的根本上,该芯片共同响应的软件便可兑现温湿度的采集和超限报警。
  为了兑现对温湿度的检测和把握,除了选取上述温湿度检测电路向家庭网关传送数据外,还必要设计领受把握下令的执行机构。本设计选用了以尺度CC2430模块为焦点的智能插座,并安装了继电器把握电路,凭据开关下令可兑现继电器的通、断电。继电器的通、断电由CC2430模块的输出引脚把握,其电路如图1所示。当三极管由导通变为断开时,继电器的线圈会呈现较大的感到电势。为了护卫三极管,本设计在继电器两头反向串联了续流二极管4148,以吸收该电势。
  2.2 安防监控子体系的设计
  安防监控子体系的硬件布局如图2所示。本设计选用了
  QM-N5型气敏传感器,当其检测到燃气走漏时,电导率会麻利升高,并将旌旗灯号放大后议决CC2430模块传送至主控器;热释电红别传感器是基于热电效应的红别传感器,其热电系数高于热电偶,由传感探测元件、干与滤光片和场效应管匹配器三局部构成,议决配套的菲尼尔透镜,能探测到必然局限内的人体辐射,且具有报警功能;本设计选用了对烟雾敏锐的气敏传感器预防火灾,当检测到烟雾时,其内部的电阻值会产生改变,进而发出响应报警旌旗灯号。
  图1 智能插座的硬件节点电路
  图2 安防监控子体系的硬件电路布局
  3 嵌入式网关设计
  物联网网关是智能家居把握体系中很是严重的一环,起着承先启后的作用,是联贯服务器与终端设备的环节,担负着运营商网络与家庭内部网络交互会见的重任。此外,用户对家居设备的长途把握和经管也必要议决物联网网关完成。
  图3 物联网网关的体系布局
  本设计中的物联网网关选取S3C2440芯片作为主把握器。S3C2440芯片因此ARM920T为焦点的RISC微处置器,具有功耗低、本能壮大的特点,能餍足设计要求,其体系布局如图3所示。主把握器S3C2440、ZigBee模块与3G模块的联贯议决USB接话柄现。
  4 监控界面设计
  本设计选取北京亚控科技成长有限公司开辟的组态软件KingView6.53制作体系监控界面。KingView是用于过程把握和数据采集的专用软件,可供给资源经管模式下的操作界面,具有使用轻捷的特点,可支撑多种主流硬件设备,包罗艾默生、欧姆龙、西门子等厂家的PLC设备、智能仪表、智能模块、板卡等。此外,KingView还具有壮大的通讯功能,可供给OPC接口,是以,其市场据有率较高。
  4.1 基于KingView的设备驱动设计
  在本设计中,与KingView通讯的设备均为外部设备。KingView内置了大量的设备驱动步骤,将其作为通信接口,可兑现与外部设备的有用通信。在KingView运行时期,会议决驱动步骤、外部设备领受和发送数据,每一个驱动步骤都是KingView的COM对象之一,这种通讯体式格局使驱动步骤与KingView形成了一个完整的体系。KingView的驱动步骤是其与硬件设备联贯的环节,本设计中的通讯和谈选取小端模式,即默认数据格局为低字节数据在前。该和谈界说了光强感测设备、灯光把握设备、温湿度检测设备、电能检测设备、人体检测设备、燃气走漏检测设备、智能插座、幕布把握设备八类设备。
  行使驱动加载东西将驱动加载到KingView的过程分为以下3步:①为驱动设置描绘文件(扩展名为.des),该描绘文件不克不及零丁使用或操作,只可共同驱动文件安装使用;②设置好驱动文件后,行使驱动开辟包东西加载驱动;③开启KingView的工程经管器,点击“设备”后,再点击“新建”便会呈现设备设置向导,在“设备驱动”一栏即可看到新加载的驱动。
  4.2 基于KingView的监控界面设计
  监控界面是使用者操控底层设备的界面,议决监控界面可兑现对家居设备的周全检测和实时把握。行使KingView开辟监控界面的一般过程为:设计图形界面(界说画面)→界说设备→机关数据库(界说变量)→设立动画联贯→运行和调试。
  5 告终语
  综上所述,跟着科学技艺的成长和人们糊口程度的提高,智能家居的应用越来越普遍。是以,为了保证智能家居把握体系的安好、高效运行,有关设计职员必要不息完善该体系,从而进一步升迁人们的糊口质量。
  参考文献
  [1]连腾勇.智能家居弱电体系设计探究[J].当代修建电气,2010(04).
  [2]高康,杨杰,杨绍刚,等.智能家居把握体系的切磋与设计[J].机器与电子,2014(03).
  〔编纂:张思楠〕
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