Cartref clyfar yw tŷ fel platfform, gan ddefnyddio technoleg gwifrau integredig, technoleg cyfathrebu rhwydwaith, technoleg diogelwch, technoleg rheoli awtomatig, technoleg sain a fideo i integreiddio cyfleusterau sy'n gysylltiedig â bywyd cartref, gan gynllunio i adeiladu cyfleusterau preswyl effeithlon a system rheoli materion teuluol, gwella diogelwch cartref, cyfleustra, cysur, celfyddyd, a gwireddu diogelu'r amgylchedd ac amgylchedd byw sy'n arbed ynni. Yn seiliedig ar y diffiniad diweddaraf o gartref clyfar, cyfeiriwch at nodweddion technoleg ZigBee, dyluniad y system hon, mae'r hyn sy'n angenrheidiol yn cynnwys system gartref clyfar (system reoli cartref clyfar (canolog), system rheoli goleuadau cartref, systemau diogelwch cartref), ar sail y system weirio cartref, system rhwydwaith cartref, system gerddoriaeth gefndir a system rheoli amgylchedd teuluol. Ar y cadarnhad bod byw mewn deallusrwydd, dim ond yr holl systemau angenrheidiol sydd wedi'u gosod yn llwyr, a gall y system gartref sy'n cael ei gosod o leiaf un system ddewisol o un math neu uwch alw byw mewn deallusrwydd. Felly, gellir galw'r system hon yn gartref deallus.
1. Cynllun Dylunio System
Mae'r system yn cynnwys dyfeisiau rheoledig a dyfeisiau rheoli o bell yn y cartref. Yn eu plith, mae'r dyfeisiau rheoledig yn y teulu yn cynnwys yn bennaf y cyfrifiadur sy'n gallu cyrchu'r Rhyngrwyd, y ganolfan reoli, y nod monitro a rheolydd offer cartref y gellir eu hychwanegu. Mae dyfeisiau rheoli o bell yn cynnwys cyfrifiaduron o bell a ffonau symudol yn bennaf.
Prif swyddogaethau'r system yw: 1) pori tudalen flaen y dudalen we, rheoli gwybodaeth gefndir; 2) Rheoli switsh offer cartref dan do, diogelwch a goleuadau trwy'r Rhyngrwyd a ffôn symudol; 3) Trwy'r modiwl RFID i wireddu adnabod defnyddwyr, er mwyn cwblhau'r newid statws diogelwch dan do, rhag ofn lladrad trwy larwm SMS i'r defnyddiwr; 4) Trwy'r feddalwedd system rheoli ganolog i gwblhau'r rheolaeth leol ac arddangos statws goleuadau dan do ac offer cartref; 5) Cwblheir storio gwybodaeth bersonol a storio statws offer dan do trwy ddefnyddio'r gronfa ddata. Mae'n gyfleus i ddefnyddwyr ymholi am statws offer dan do trwy'r system reoli a rheoli ganolog.
2. Dylunio Caledwedd System
Mae dyluniad caledwedd y system yn cynnwys dyluniad y ganolfan reoli, y nod monitro ac ychwanegiad dewisol y rheolydd offer cartref (cymerwch y rheolydd ffan drydan fel enghraifft).
2.1 Y Ganolfan Reoli
Dyma brif swyddogaethau'r ganolfan reoli: 1) Adeiladu rhwydwaith ZigBee diwifr, ychwanegu pob nod monitro at y rhwydwaith, a sylweddoli derbyniad offer newydd; 2) adnabod y defnyddiwr, y defnyddiwr gartref neu'n ôl trwy'r cerdyn defnyddiwr i gyflawni switsh diogelwch dan do; 3) Pan fydd lleidr yn ymwthio i'r ystafell, anfon neges fer at y defnyddiwr i roi larwm. Gall defnyddwyr hefyd reoli diogelwch dan do, goleuadau ac offer cartref trwy negeseuon byr; 4) Pan fydd y system yn rhedeg ar ei phen ei hun, mae'r LCD yn dangos statws cyfredol y system, sy'n gyfleus i ddefnyddwyr ei weld; 5) Storio cyflwr yr offer trydanol a'i anfon i gyfrifiadur personol i wireddu'r system ar-lein.
Mae'r caledwedd yn cefnogi mynediad lluosog synhwyro Carrier/canfod gwrthdrawiadau (CSMA/CA). Mae'r foltedd gweithredu o 2.0 ~ 3.6V yn ffafriol i ddefnydd pŵer isel y system. Sefydlwch rwydwaith seren ZigBee diwifr dan do trwy gysylltu â'r modiwl cydlynydd ZigBee yn y ganolfan reoli. A'r holl nodau monitro, a ddewisir i ychwanegu'r rheolydd offer cartref fel y nod terfynell yn y rhwydwaith i ymuno â'r rhwydwaith, er mwyn gwireddu rheolaeth rhwydwaith ZigBee diwifr o ddiogelwch dan do ac offer cartref.
2.2 Nodau Monitro
Dyma swyddogaethau'r nod monitro: 1) canfod signal corff dynol, larwm sain a golau pan fydd lladron yn goresgyn; 2) rheoli goleuadau, mae'r modd rheoli wedi'i rannu'n reolaeth awtomatig a rheolaeth â llaw, mae rheolaeth awtomatig yn troi'r golau ymlaen/i ffwrdd yn awtomatig yn ôl cryfder y golau dan do, mae rheolaeth goleuadau â llaw trwy'r system reoli ganolog, (3) anfonir y wybodaeth larwm a gwybodaeth arall i'r ganolfan reoli, ac mae'n derbyn gorchmynion rheoli o'r ganolfan reoli i gwblhau'r rheolaeth offer.
Y modd canfod is-goch ynghyd â microdon yw'r ffordd fwyaf cyffredin o ganfod signalau corff dynol. Y stiliwr is-goch pyroelectrig yw RE200B, a'r ddyfais ymhelaethu yw BISS0001. Mae RE200B yn cael ei bweru gan foltedd 3-10 V ac mae ganddo elfen is-goch deuol-sensitif pyroelectrig adeiledig. Pan fydd yr elfen yn derbyn golau is-goch, bydd yr effaith ffotodrydanol yn digwydd ym mholynnau pob elfen a bydd y gwefr yn cronni. Mae BISS0001 yn asIC hybrid digidol-analog sy'n cynnwys mwyhadur gweithredol, cymharydd foltedd, rheolydd cyflwr, amserydd amser oedi ac amserydd amser blocio. Ynghyd â RE200B ac ychydig o gydrannau, gellir ffurfio'r switsh is-goch pyroelectrig goddefol. Defnyddiwyd modiwl Ant-g100 ar gyfer synhwyrydd microdon, yr amledd canolog oedd 10 GHz, a'r amser sefydlu mwyaf oedd 6μs. Wedi'i gyfuno â modiwl is-goch pyroelectrig, gellir lleihau cyfradd gwall canfod targedau yn effeithiol.
Mae modiwl rheoli golau yn cynnwys gwrthydd ffotosensitif a ras gyfnewid rheoli golau yn bennaf. Cysylltwch y gwrthydd ffotosensitif mewn cyfres â'r gwrthydd addasadwy o 10 K ω, yna cysylltwch ben arall y gwrthydd ffotosensitif â'r ddaear, a chysylltwch ben arall y gwrthydd addasadwy â'r lefel uchel. Ceir gwerth foltedd y ddau bwynt cysylltu gwrthiant trwy'r trawsnewidydd analog-i-ddigidol SCM i benderfynu a yw'r golau cyfredol ymlaen. Gall y defnyddiwr addasu'r gwrthiant addasadwy i fodloni dwyster y golau pan fydd y golau newydd gael ei droi ymlaen. Rheolir switshis goleuadau dan do gan rasgyfnewid. Dim ond un porthladd mewnbwn/allbwn y gellir ei gyflawni.
2.3 Dewiswch y Rheolydd Offer Cartref Ychwanegol
Dewiswch ychwanegu rheolaeth offer cartref yn bennaf yn ôl swyddogaeth y ddyfais i gyflawni rheolaeth dyfais, yma i'r gefnogwr trydan fel enghraifft. Rheoli gefnogwr yw'r ganolfan reoli, bydd cyfarwyddiadau rheoli gefnogwr PC yn cael eu hanfon at y rheolydd gefnogwr trydan trwy weithredu rhwydwaith ZigBee, mae rhif adnabod gwahanol offer yn wahanol, er enghraifft, darpariaethau'r rhif adnabod gefnogwr hwn yw 122, rhif adnabod y teledu lliw domestig yw 123, gan wireddu adnabyddiaeth gwahanol ganolfannau rheoli offer cartref trydanol. Ar gyfer yr un cod cyfarwyddiadau, mae gwahanol offer cartref yn cyflawni gwahanol swyddogaethau. Mae Ffigur 4 yn dangos cyfansoddiad yr offer cartref a ddewiswyd i'w hychwanegu.
3. Dylunio meddalwedd system
Mae dyluniad meddalwedd y system yn cynnwys chwe rhan yn bennaf, sef dylunio tudalen we rheoli o bell, dylunio system rheoli rheolaeth ganolog, dylunio rhaglen prif reolwr y ganolfan reoli ATMegal28, dylunio rhaglen cydlynydd CC2430, dylunio rhaglen nod monitro CC2430, dylunio rhaglen ychwanegu dyfais dewis CC2430.
3.1 Dyluniad rhaglen Cydlynydd ZigBee
Yn gyntaf, mae'r cydlynydd yn cwblhau cychwyniad yr haen gymhwysiad, yn gosod cyflwr yr haen gymhwysiad a'r cyflwr derbyn i segur, yna'n troi ymyriadau byd-eang ymlaen ac yn cychwyn y porthladd I/O. Yna mae'r cydlynydd yn dechrau adeiladu rhwydwaith seren diwifr. Yn y protocol, mae'r cydlynydd yn dewis y band 2.4 GHz yn awtomatig, y nifer uchaf o bitiau yr eiliad yw 62 500, y PANID diofyn yw 0 × 1347, y dyfnder pentwr mwyaf yw 5, y nifer uchaf o beitiau fesul anfon yw 93, a chyfradd baud y porthladd cyfresol yw 57 600 bit/eiliad. Mae'r AMSERYDD SL0W yn cynhyrchu 10 ymyriad yr eiliad. Ar ôl i'r rhwydwaith ZigBee gael ei sefydlu'n llwyddiannus, mae'r cydlynydd yn anfon ei gyfeiriad i'r MCU y ganolfan reoli. Yma, mae MCU'r ganolfan reoli yn nodi'r Cydlynydd ZigBee fel aelod o'r nod monitro, a'i gyfeiriad a nodwyd yw 0. Mae'r rhaglen yn mynd i mewn i'r brif ddolen. Yn gyntaf, penderfynwch a oes data newydd wedi'i anfon gan y nod terfynell, os oes, caiff y data ei drosglwyddo'n uniongyrchol i'r MCU y ganolfan reoli; Penderfynwch a oes cyfarwyddiadau wedi'u hanfon i lawr i MCU y ganolfan reoli, os felly, anfonwch y cyfarwyddiadau i lawr i'r nod terfynell ZigBee cyfatebol; Barnwch a yw'r diogelwch ar agor, a oes lleidr, os felly, anfonwch y wybodaeth larwm i MCU y ganolfan reoli; Barnwch a yw'r golau mewn cyflwr rheoli awtomatig, os felly, trowch y trawsnewidydd analog-i-ddigidol ymlaen ar gyfer samplu, y gwerth samplu yw'r allwedd i droi'r golau ymlaen neu i ffwrdd, os yw cyflwr y golau yn newid, trosglwyddir y wybodaeth cyflwr newydd i'r ganolfan reoli MC-U.
3.2 Rhaglennu Nod Terfynell ZigBee
Mae nod terfynell ZigBee yn cyfeirio at y nod ZigBee diwifr a reolir gan y cydlynydd ZigBee. Yn y system, y nod monitro yn bennaf ydyw a'r ychwanegiad dewisol o reolydd offer cartref. Mae cychwyn nodau terfynell ZigBee hefyd yn cynnwys cychwyn haen gymhwysiad, agor ymyriadau, a chychwyn porthladdoedd I/O. Yna ceisiwch ymuno â rhwydwaith ZigBee. Mae'n bwysig nodi mai dim ond nodau terfynol gyda gosodiad cydlynydd ZigBee sy'n cael ymuno â'r rhwydwaith. Os na fydd y nod terfynell ZigBee yn ymuno â'r rhwydwaith, bydd yn ceisio eto bob dwy eiliad nes iddo ymuno â'r rhwydwaith yn llwyddiannus. Ar ôl ymuno â'r rhwydwaith yn llwyddiannus, mae'r nod terfynell ZI-Gbee yn anfon ei wybodaeth gofrestru at y Cydlynydd ZigBee, sydd wedyn yn ei hanfon ymlaen i'r MCU yn y ganolfan reoli i gwblhau cofrestru'r nod terfynell ZigBee. Os yw'r nod terfynell ZigBee yn nod monitro, gall wireddu rheolaeth goleuo a diogelwch. Mae'r rhaglen yn debyg i'r cydlynydd ZigBee, ac eithrio bod angen i'r nod monitro anfon data at y cydlynydd ZigBee, ac yna mae'r Cydlynydd ZigBee yn anfon data at yr MCU yn y ganolfan reoli. Os yw nod terfynell ZigBee yn rheolydd ffan drydan, dim ond data'r cyfrifiadur uchaf sydd angen iddo ei dderbyn heb uwchlwytho'r cyflwr, felly gellir cwblhau ei reolaeth yn uniongyrchol wrth ymyrryd â derbyn data diwifr. Wrth ymyrryd â derbyn data diwifr, mae pob nod terfynell yn cyfieithu'r cyfarwyddiadau rheoli a dderbynnir i baramedrau rheoli'r nod ei hun, ac nid ydynt yn prosesu'r cyfarwyddiadau diwifr a dderbynnir ym mhrif raglen y nod.
4 Dadfygio Ar-lein
Anfonir y cyfarwyddyd cynyddol ar gyfer cod cyfarwyddyd offer sefydlog a gyhoeddir gan y system rheoli rheoli ganolog i MCU y ganolfan reoli trwy borthladd cyfresol y cyfrifiadur, ac i'r cydlynydd trwy'r rhyngwyneb dwy linell, ac yna i nod terfynell ZigBee gan y cydlynydd. Pan fydd y nod terfynell yn derbyn y data, anfonir y data i'r PC trwy'r porthladd cyfresol eto. Ar y PC hwn, cymharir y data a dderbynnir gan nod terfynell ZigBee â'r data a anfonwyd gan y ganolfan reoli. Mae'r system rheoli rheoli ganolog yn anfon 2 gyfarwyddyd bob eiliad. Ar ôl 5 awr o brofi, mae'r feddalwedd profi yn stopio pan fydd yn dangos bod cyfanswm y pecynnau a dderbyniwyd yn 36,000 o becynnau. Dangosir canlyniadau prawf y feddalwedd profi trosglwyddo data aml-brotocol yn Ffigur 6. Nifer y pecynnau cywir yw 36 000, nifer y pecynnau anghywir yw 0, a'r gyfradd gywirdeb yw 100%.
Defnyddir technoleg ZigBee i wireddu rhwydweithio mewnol cartrefi clyfar, sydd â manteision rheoli o bell cyfleus, ychwanegu offer newydd yn hyblyg a pherfformiad rheoli dibynadwy. Defnyddir technoleg RFTD i wireddu adnabod defnyddwyr a gwella diogelwch y system. Trwy fynediad modiwl GSM, gwireddir y swyddogaethau rheoli o bell a larwm.
Amser postio: Ion-06-2022