未来智讯 > 智能家居论文 > 智能家居抑制系统的设计

智能家居抑制系统的设计

发布时间:2018-12-23 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    智能家居抑制系统的设计作者:未知   【摘要】主要研讨了如何基于上海未来朋友机器人有限公司的创新套件与自制单片机抑制系统设计一套智能家居抑制系统,将结构部件、连接部件和传动部件以及传感器完美得组合在一同,通过能力风暴抑制器、单片机系统、无线模块、GSM模块等,实现了家居的无线抑制、远程抑制、温控、安防抑制等功能,使人们的生活更加便捷、平安、舒适。
  【关键词】无线抑制;远程抑制;温度抑制;安防抑制;能源管理
  中图分类号: C93 文献标识码: A
  1. 概括
  随着科技的发展,智能家居的日渐兴起给人们的家居生活带来了全新的感受,家居智能已成为一种趋势。智能家居中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置,通过家庭总线技能连接到一个家庭智能化系统长进行集中的或异地的监视、抑制和家庭工作性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络抑制器未实现的,家庭网络抑制器具有家庭总线系统、通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。能够这样说,智能家居系统是智能住宅的核心。由此可见,智能家居系统在智能住宅中的重要地位。
  智能家居系统抑制方式的解决方案分为有线方式和无线方式。由于多数智能家居系统的布线工程对照费事,所以在一些新的智能家居商家所研发的系统,就立足解决这个难题。目前这一问题虽然没有得到完全、彻底地解决,有难以满足视频和音频信号的传输,保密性差,接入设备昂贵等缺点。但随着4G网络技能的成熟,将会得到更好的应用和发展。所以就算价格就相对高一些,有的进口系统价位甚至高达10万元以上,还有局部系统选取的蓝牙技能,其产品也更为昂贵。即便如此,无线方式解决了布线的难题,随着网络技能的进步,已能基本满足视频和音频信号的传输。本文以2.4G射频技能为基础介绍一种性价对照高的智能家居抑制系统。
  2.系统整体设计方案
  家居智能的基本指标是,将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭安防装置连接到一个家庭智能化系统长进行集中或者异地的监视、抑制和家庭工作性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。根据智能家居所需要的功能,我们按照与家庭所处位置的远近,将系统总结为远程抑制、无线遥控抑制和本地集中抑制三种抑制方式。
  远程抑制通过手机发送短信形式进行抑制,此方案主要用到GSM模块和单片机,手机发送指令到GSM模块的SIM卡,然后根据用户的指令来抑制家电设备或者接收报警信号并向用户汇报。使人们身在外地就可明白家中的各种状态。
  无线抑制功能是通过无线发射接收模块实现近距离抑制功能,主要包括对家电的近距离抑制和接收报警信号,节省了无线通讯不必要的费用,也省去了花在综合布线上的费用和精力。其主要电路由51单片机模块电路、无线发射接收电路、能力源抑制器、AS-UⅢ智能机器人组成。
  “自动+手动”抑制包括路灯、太阳能草坪灯、走廊灯抑制的自动抑制,可节约能源。空调、花园浇水、窗帘是选取“自动+手动”抑制,既能够自己通过按键抑制开关,也能够自动抑制。
  3.硬件电路设计
  3.1 无线抑制系统
  用户通过终端抑制器发射指令,由接收系统对电饭煲、热水器、排风扇进行开关抑制。用户通过终端抑制器发射相关指令,接收系统对大门、车库门、房门也可进行开关。选取AT89C51单片机,通过功能按键选择以上的开关抑制,由12864液晶显示器进行显示相关状态,同时蜂鸣器起到报警的作用,使用2400bit/s无线模块实现近距离无线抑制。无线终端抑制器的框图如图1(左图)所示。接收系统通过解码实现对家用电器、门等抑制。同时门上安装磁敏传感器检测门的位置,使门实现自动开关功能。接收系统的框图如图1(右图)所示。
  无线终端器的电路原理图见图2所示,电源为5V直流电,12864液晶显示器中RP1能够调节显示器的亮度,S1-S6为无线终端抑制器的功能选项按钮,S7为单片机复位按钮。AY1为蜂鸣器,当单片机20脚输出低电平时,Q1导通,蜂鸣器起初鸣响。2400bit/S为无线模块,当接收到无线信号时,单片机进行解码,并通过12864与蜂鸣器显示相关数据。
  3.2 远程抑制系统
  用户通过手机发送短信,GSM模块接收到手机的指令,通过单片机进行远程抑制电饭煲、浴室热水器、浴室换气扇等的开关。抑制系统框图如图3所示。
  手机发送指令给GSM指定号码,从而实现远程抑制的功能。指令表见表1。
  3.3 “自动+手动”抑制
  3.3.1 温控系统
  卧室内,用户能够“手动”设定空调的温度,使室内的温度抑制在人体舒适度范围之内,当室内温度和设定温度有偏差时,就会“自动”启动空调开关,并且会自动进行制冷或制热的选择。抑制框图如图4所示。
  3.3.2 自动洒水系统
  通过传感器检测土壤湿度,土壤枯燥时启动洒水系统为花草浇水,当湿度达到一定值时,洒水机中断事务,或人为进行洒水系统的开关。抑制系统的框图如图5所示。
  3.3.3 风力发电系统
  当风力达到一定时,风力发电系统自动事务,由存储装置储存电能,供电给用电器。
  3.3.4 自动太阳能草坪灯系统
  白天,通过屋顶上的4块太阳能板进行蓄电,晚上,电池给草坪灯进行供电,抑制器选取5251专用芯片进行光线检测、升压驱动。
  3.3.5 灯光抑制系统
  利用光敏传感器检测太阳光,当白天接收到太阳光时,路灯灭。晚上接收不到太阳光时,路灯点亮;利用声音传感器检测走廊声响,当有人走过发出声音时,传感器接收到信号,走廊灯亮,延时10秒后,走廊灯熄灭;利用光敏传感器检测环境明亮程度,当早上接收到太阳光时,电机正转,窗帘打开;晚上光线对照弱时,电机反转,窗帘关闭,框图如图6所示。   3.4 安防系统
  本系统设计的安防系统包括防火系统、防盗系统和紧急求救系统。框图如图7所示。
  利用温度传感器检测室内温度,当发生火灾时,温度升高,启动报警功能,房屋周围4个LED灯闪烁,喇叭声音报警,同时灭火系统(喷水)启动。并通过无线模块向终端抑制器发送一个信号,终端抑制器报警以准时提醒房主,同时,GSM模块也向房主发送短信进行提示。
  利用红外反射、接收装置安装在门上,当大门关闭时,如果有人进入,启动报警,无线抑制终端显示盗贼进入,并报警,提醒房主准时处理,同时,GSM模块也向房主发送短信。 当别墅内人员(尤其是弱势群体的老人和儿童),出现紧急情况时,按下呼叫按钮,启动紧急呼叫系统,报警器会发出“呜呜~”的报警声,同时GSM模块也向房主发送短信,表示家中有紧急情况。
  4.软件程序设计
  本系统用的软件主要选取上海未来朋友机器人有限公司提供的VJC流程图编程和单片机C语言编程相联合,VJC流程图编程更加直观形象,流程图选取模块化编程的形式,接近人类自然语言,流程图程序的形式与标准流程图完全一致,大略易学,是学习单片机C语言编程的基础。编译好的流程图下载到能力源抑制器,然后进行程序的调试,最终实现其功能。
  4.1 走廊灯路灯程序
  4.2 风力发电与自动洒水
  5.制作和调试
  本系统利用上海未来朋友机器人有限公司创新套件设计了一套智能家居抑制系统,将结构部件、连接部件和传动部件以及传感器完美得组合在一同,搭建成一套家居系统的框架,再通过能力风暴抑制器、单片机系统、无线模块、GSM模块等,实现了智能家居抑制系统。实物如图10所示,经过调试,系统都完成了以上功能。
  6.归纳
  本套智能家居抑制系统具有以下创新点:
  (1)无线抑制和远程抑制相联合,既能进行近距离无线遥控抑制也能进行远距离抑制。
  (2)具有太阳能、风力发电装置,为晚上草坪灯供电,起到了很好的节能作用。
  本套智能家居抑制系统通过模拟实物制作和调试,都能达到智能家居的功能,达到预期的效果。在应用到实际家庭中,也能实现这些功能。因此对开发智能家居抑制系统有一定的借鉴意义。
  参考文献
  [1]潘庆浩,古鹏.智能家居抑制系统技能问题的研讨与探讨[J].计算机工程应用技能,2008(6).
  [2]张周.ZigBee技能研讨及其在智能家居中的应用[D].厦门大学硕士学位论文,2007.
  [3]古鹏,温武,陈耀华.新型单片机芯片实现家居智能抑制的单元设计[J].电脑知识与技能,2008(7).
  [4]吕景泉,费旭锋.工程实践创新项目教程[M].中国铁道出版社,2012,11.
转载请注明来源。原文地址:https://www.7428.cn/page/2018/1223/63107/
 与本篇相关的热门内容: