スマートホームは、プラットフォームとしての家、統合配線技術、ネットワーク通信技術、セキュリティテクノロジー、自動制御技術、オーディオ、ビデオ技術の使用、家庭生活関連施設を統合するためのスケジュール、効率的な住宅施設と家族問題管理システムを構築し、住宅セキュリティ、利便性、快適性、芸術性を改善し、環境保護と省エネの生活環境を実現します。スマートホームの最新の定義に基づいて、Zigbee Technologyの特性、このシステムの設計を参照してください。スマートホームシステム（スマートホーム（中央）制御システム、家庭用照明制御システム、ホームセキュリティシステム）が含まれています。インテリジェンスに住んでいる断言では、必要なすべてのシステムを完全に設置し、少なくとも1つ以上のオプションシステムをインストールした家庭システムは、インテリジェンスライブを呼び出すことができます。したがって、このシステムはインテリジェントホームと呼ばれます。
1。システム設計スキーム
システムは、自宅の制御されたデバイスとリモート制御デバイスで構成されています。その中には、家族の制御されたデバイスには、主にインターネットにアクセスできるコンピューター、コントロールセンター、監視ノード、および追加できる家電製品のコントローラーが含まれます。リモートコントロールデバイスは、主にリモートコンピューターと携帯電話で構成されています。
システムの主な機能は次のとおりです。1）Webページブラウジングのフロントページ、背景情報管理。 2）インターネットおよび携帯電話を介した屋内の家電製品、セキュリティ、照明のスイッチ制御を実現する。 3）RFIDモジュールを介して、ユーザーへの盗難の場合に、屋内セキュリティステータススイッチを完了するためにユーザーの識別を実現します。 4）中央制御管理システムソフトウェアを通じて、屋内照明と家電製品のローカル制御とステータスの表示を完了します。 5）個人情報ストレージと屋内機器ステータスの保管は、データベースを使用して完成します。ユーザーが中央制御および管理システムを介して屋内機器のステータスを照会するのに便利です。
2。システムハードウェア設計
システムのハードウェア設計には、コントロールセンターの設計、監視ノード、およびホームアプライアンスコントローラーのオプションの追加が含まれます（電動ファンコントローラーを例に取ります）。
2.1コントロールセンター
コントロールセンターの主な機能は次のとおりです。1）ワイヤレスZigbeeネットワークを構築し、すべての監視ノードをネットワークに追加し、新しい機器の受信を実現します。 2）ユーザーの識別、自宅のユーザーまたはユーザーカードを介して屋内セキュリティスイッチを達成する。 3）強盗が部屋に侵入したら、ユーザーに短いメッセージを送信してアラームします。ユーザーは、短いメッセージを通じて屋内セキュリティ、照明、家電製品を制御することもできます。 4）システムが単独で実行されている場合、LCDは現在のシステムステータスを表示します。これは、ユーザーが表示するのに便利です。 5）電気機器の状態を保管し、PCに送信して、オンラインでシステムを実現します。
ハードウェアは、キャリアセンスマルチアクセス/衝突検出（CSMA/CA）をサポートします。 2.0〜3.6Vの動作電圧は、システムの低消費電力を助長します。コントロールセンターのZigbee Coordinatorモジュールに接続することにより、ワイヤレスZigbee Starネットワーク屋内をセットアップします。そして、ネットワーク内の端子ノードとしてホームアプライアンスコントローラーを追加するために選択されたすべての監視ノードは、屋内セキュリティとホームアプライアンスのワイヤレスZigbeeネットワーク制御を実現するために、ネットワークに参加します。
2.2監視ノード
監視ノードの機能は次のとおりです。1）泥棒が侵入したときの人体信号の検出、音、および軽いアラーム。 2）照明制御、制御モードは自動制御と手動制御に分割されます。自動制御は屋内ライトの強度に応じて自動的にオン/オフになります。（3）コントロールセンターに送信されたアラーム情報とその他の情報がコントロールセンターからコントロールコマンドを受信して、機器の制御を完了します。
赤外線とマイクロ波検出モードは、人体シグナル検出で最も一般的な方法です。 Pyroelectric Irefrared ProbeはRE200Bで、増幅デバイスはBISS0001です。 RE200Bは3〜10 V電圧で駆動され、軟化誘電性デュアルセンシティブ赤外線要素が組み込まれています。要素が赤外線を受信すると、各要素の極で光電効果が発生し、電荷が蓄積されます。 BISS0001は、動作アンプ、電圧コンパレータ、ステートコントローラー、遅延タイムタイマー、ブロッキングタイムタイマーで構成されるデジタルアナログハイブリッドASICです。 RE200Bといくつかのコンポーネントとともに、受動的なPyroelectric Irefraredスイッチを形成できます。 ANT-G100モジュールはマイクロ波センサーに使用され、中心周波数は10 GHz、最大確立時間は6μsでした。 Pyroelectric Irefraredモジュールと組み合わせて、ターゲット検出のエラー率を効果的に削減できます。
光制御モジュールは、主に感光性抵抗器と光制御リレーで構成されています。光感受性抵抗を10kΩの調整可能な抵抗器と直列に接続し、光感受性抵抗器のもう一方の端を地面に接続し、調整可能な抵抗器のもう一方の端を高レベルに接続します。 2つの抵抗接続ポイントの電圧値は、SCMアナログからデジタルコンバーターを介して取得され、現在の光がオンかどうかを判断します。調整可能な抵抗は、ライトがオンになったときに光強度を満たすようにユーザーが調整できます。屋内照明スイッチはリレーによって制御されます。 1つの入出力ポートのみを実現できます。
2.3追加されたホームアプライアンスコントローラーを選択します
例として、デバイス制御を実現するために、主にデバイスの機能に従って家電製品の制御を追加することを選択します。ファンコントロールは、コントロールセンターがZigbee Networkの実装を通じて電気ファンコントローラーに送信されるPCファンコントロールの手順であり、異なるアプライアンスの識別番号は異なります。たとえば、この契約ファン識別番号の規定は122で、国内の色のテレビ識別番号は123です。同じ命令コードでは、異なるホームアプライアンスが異なる機能を実行します。図4は、追加のために選択された家電製品の構成を示しています。
3。システムソフトウェア設計
システムソフトウェアの設計には、主にリモートコントロールWebページの設計、中央制御管理システム設計、コントロールセンターメインコントローラーATMEGAL28プログラム設計、CC2430コーディネータープログラム設計、CC2430監視ノードプログラム設計、CC2430デバイスプログラム設計の追加を選択します。
3.1 Zigbee Coordinator Program Design
コーディネーターは、最初にアプリケーションレイヤーの初期化を完了し、アプリケーションレイヤー状態を設定し、状態を受け取り、アイドル状態にしてから、グローバル割り込みをオンにし、I/Oポートを初期化します。その後、コーディネーターはワイヤレススターネットワークの構築を開始します。プロトコルでは、コーディネーターが2.4 GHzバンドを自動的に選択し、1秒あたりの最大ビット数は62 500、デフォルトのパニッドは0×1347、最大スタック深度は5、送信あたりの最大バイト数は93、シリアルポートボーレートは57 600ビット/sです。 SL0Wタイマーは、毎秒10回の割り込みを生成します。 Zigbeeネットワークが正常に確立された後、コーディネーターはコントロールセンターのMCUにそのアドレスを送信します。ここで、コントロールセンターMCUはZigbee Coordinatorを監視ノードのメンバーとして識別し、その識別されたアドレスは0です。プログラムはメインループに入ります。まず、端子ノードから送信された新しいデータがあるかどうかを判断します。ある場合、データはコントロールセンターのMCUに直接送信されます。コントロールセンターのMCUに指示が送られているかどうかを判断します。もしそうなら、対応するZigbee端子ノードに指示を送信します。セキュリティが開いているかどうか、もしそうなら、コントロールセンターのMCUにアラーム情報を送信するかどうかを判断します。ライトが自動制御状態にあるかどうかを判断すると、もしそうなら、サンプリングのためにアナログからデジタルへのコンバーターをオンにして、サンプリング値がライトをオンまたはオフにする鍵であり、光状態が変更された場合、新しい状態情報はコントロールセンターMC-Uに送信されます。
3.2 Zigbee端子ノードプログラミング
Zigbeeターミナルノードは、Zigbeeコーディネーターによって制御されるワイヤレスZigbeeノードを指します。システムでは、主に監視ノードと家庭用家電コントローラーのオプションの追加です。 Zigbee端子ノードの初期化には、アプリケーションレイヤーの初期化、オープニング割り込み、I/Oポートの初期化も含まれます。次に、Zigbeeネットワークに参加してみてください。 Zigbeeコーディネーターのセットアップを備えたエンドノードのみがネットワークに参加できることに注意することが重要です。 Zigbeeターミナルノードがネットワークに参加できない場合、ネットワークに正常に結合するまで2秒ごとに再試行します。ネットワークに正常に参加した後、Zi-Gbeeターミナルノードは登録情報をZigbeeコーディネーターに送信し、それをコントロールセンターのMCUに転送してZigbeeターミナルノードの登録を完了します。 Zigbeeターミナルノードが監視ノードである場合、照明とセキュリティの制御を実現できます。このプログラムは、監視ノードがZigbeeコーディネーターにデータを送信する必要があることを除いて、Zigbee Coordinatorに似ており、ZigbeeコーディネーターはコントロールセンターのMCUにデータを送信します。 Zigbeeターミナルノードが電気ファンコントローラーである場合、状態をアップロードせずに上部コンピューターのデータを受信する必要があるため、ワイヤレスデータの受信の中断でその制御を直接完了できます。中断を受けるワイヤレスデータでは、すべての端子ノードが受信した制御命令をノード自体の制御パラメーターに変換し、ノードのメインプログラムで受信したワイヤレス命令を処理しません。
4オンラインデバッグ
中央制御管理システムによって発行された固定機器の命令コードの命令の増加は、コンピューターのシリアルポートを介してコントロールセンターのMCUに、2行のインターフェイスを介してコーディネーターに送信され、次にコーディネーターによってZigbeeターミナルノードに送信されます。端子ノードがデータを受信すると、データは再びシリアルポートを介してPCに送信されます。このPCでは、Zigbee端子ノードが受信したデータは、コントロールセンターから送信されたデータと比較されます。中央制御管理システムは、毎秒2つの指示を送信します。 5時間のテストの後、テストソフトウェアは、受信したパケットの総数が36,000パケットであることを示すと停止します。マルチプロトコルデータ送信テストソフトウェアのテスト結果を図6に示します。正しいパケットの数は36 000、間違ったパケットの数は0、精度率は100％です。
Zigbeeテクノロジーは、便利なリモートコントロール、新しい機器の柔軟な追加、信頼できる制御パフォーマンスの利点があるスマートホームの内部ネットワークを実現するために使用されます。 RFTDテクノロジーは、ユーザーの識別を実現し、システムセキュリティを改善するために使用されます。 GSMモジュールにアクセスすることで、リモートコントロールとアラーム機能が実現します。
投稿時間：1月-06-2022