Etxe adimenduna etxea da plataforma gisa, kableatuaren teknologia integratuaren erabilera, sareko komunikazio teknologia, segurtasun teknologia, kontrol automatikoaren teknologia, audio eta bideo teknologia etxeko bizitzarekin lotutako instalazioak integratzeko, egoitza-instalazio eraginkorrak eraikitzeko programazioa eta familia-gaiak kudeatzeko sistema. , hobetu etxeko segurtasuna, erosotasuna, erosotasuna, artea eta ingurumena babestea eta energia aurrezteko bizi-ingurunea konturatu. Etxe adimendunaren azken definizioan oinarrituta, aipatu ZigBee teknologiaren ezaugarriak, sistema honen diseinua, beharrezkoak etxeko sistema adimendun bat dauka (etxea adimenduna (zentrala) kontrol sistema, etxeko argiztapena kontrolatzeko sistema, etxeko segurtasun sistemak), Etxeko kableatu sistema, etxeko sare sistema, atzeko musika sistema eta familiaren ingurunea kontrolatzeko sistema oinarri hartuta. Adimenean bizi den baieztapenean, beharrezkoak diren sistema guztiak guztiz bakarrik instalatu eta etxeko sistemak mota bateko eta goiko sistema hautazkoak instalatu dituena, gutxienez, adimena bizi dei daiteke. Beraz, sistema hau etxe adimenduna dei daiteke.
1. Sistemaren diseinu-eskema
Sistema kontrolatutako gailuek eta urrutiko kontroleko gailuek osatzen dute etxean. Horien artean, familiako gailu kontrolatuen artean Internetera sar daitekeen ordenagailua, kontrol-zentroa, monitorizazio-nodoa eta gehi daitezkeen etxetresna elektrikoen kontrolagailua daude nagusiki. Urruneko kontroleko gailuak urruneko ordenagailuz eta telefono mugikorrez osatuta daude batez ere.
Sistemaren funtzio nagusiak hauek dira: 1) web orriaren nabigazioa, atzeko planoko informazioa kudeatzea; 2) Etxeko etxetresna elektrikoen, segurtasunaren eta argiaren etengailuen kontrola konturatu Interneten eta telefono mugikorraren bidez; 3) RFID moduluaren bidez erabiltzailearen identifikazioa gauzatzeko, barruko segurtasun-egoera etengailua osatzeko, SMS alarmaren bidez lapurreta gertatuz gero erabiltzaileari; 4) Kontrol zentralaren kudeaketa sistemaren softwarearen bidez, barruko argiztapenaren eta etxetresna elektrikoen tokiko kontrol eta egoeraren bistaratzea osatzeko; 5) Informazio pertsonala eta barneko ekipamenduaren egoera biltegiratzea datu-basea erabiliz osatzen da. Erabiltzaileek barruko ekipamenduaren egoera kontsultatzea komeni da kontrol eta kudeaketa sistema zentralaren bidez.
2. Sistemaren Hardwarearen Diseinua
Sistemaren hardware-diseinuak kontrol-zentroaren diseinua, monitorizazio-nodoa eta etxetresna elektrikoen kontrolagailuaren aukeran gehitzea barne hartzen ditu (hartu haizagailu elektrikoaren kontrolagailua adibide gisa).
2.1 Kontrol Zentroa
Kontrol-zentroaren funtzio nagusiak hauek dira: 1) ZigBee haririk gabeko sare bat eraikitzeko, gehitu monitorizazio-nodo guztiak sarera eta konturatu ekipamendu berrien harrera; 2) erabiltzailearen identifikazioa, erabiltzailea etxean edo atzera erabiltzaile txartelaren bidez barruko segurtasun etengailua lortzeko; 3) Lapur bat gelan sartzen denean, bidali mezu labur bat erabiltzaileari alarma emateko. Erabiltzaileek barruko segurtasuna, argia eta etxetresna elektrikoak ere kontrola ditzakete mezu laburren bidez; 4) Sistema bakarrik exekutatzen ari denean, LCDak uneko sistemaren egoera bistaratzen du, erabiltzaileek ikusteko erosoa dena; 5) Gorde ekipamendu elektrikoaren egoera eta bidali ordenagailura sistema linean gauzatzeko.
Hardwareak Carrier Sense hainbat sarbide/talka detektatzeko (CSMA/CA) onartzen du. 2.0 ~ 3.6V-ko funtzionamendu-tentsioa sistemaren potentzia-kontsumo txikia da. Konfiguratu haririk gabeko ZigBee izar-sarea barrualdean kontrol zentroko ZigBee koordinatzailearen modulura konektatuz. Eta monitorizazio-nodo guztiak, etxetresna elektrikoen kontrolagailua sarean sartzeko terminal-nodo gisa gehitzeko hautatuta, barruko segurtasun eta etxetresna elektrikoen ZigBee sareko haririk gabeko kontrolaz jabetzeko.
2.2 Jarraipen-nodoak
Jarraipen-nodoaren funtzioak honako hauek dira: 1) giza gorputzaren seinaleak hautematea, soinua eta argi-alarma lapurrek inbaditzen dutenean; 2) argiaren kontrola, kontrol modua kontrol automatikoan eta eskuzko kontrolean banatzen da, kontrol automatikoa argia automatikoki pizten / itzaltzen da barruko argiaren indarraren arabera, eskuzko kontrol argiaren kontrola kontrol sistema zentralaren bidez egiten da, (3) alarma-informazioa eta kontrol-zentrora bidalitako beste informazio batzuk, eta kontrol-zentroaren kontrol-aginduak jasotzen ditu ekipoen kontrola osatzeko.
Infragorriak eta mikrouhinak hautemateko modua da giza gorputzaren seinaleak detektatzeko modurik ohikoena. Zunda infragorri piroelektrikoa RE200B da eta anplifikazio gailua BISS0001 da. RE200B 3-10 V-ko tentsioarekin elikatzen da eta sentikortasun bikoitzeko elementu infragorri piroelektrikoa dauka. Elementuak argi infragorria jasotzen duenean, efektu fotoelektrikoa elementu bakoitzaren poloetan gertatuko da eta karga metatu egingo da. BISS0001 asIC hibrido digital-analogikoa da, anplifikadore operatiboz, tentsio-konparagailuz, egoera-kontrolagailuz, atzerapen-denborazko tenporizadorez eta blokeo-denborazko tenporizadorez osatua. RE200B eta osagai batzuekin batera, etengailu infragorri piroelektriko pasiboa osa daiteke. Ant-g100 modulua mikrouhin-sentsorerako erabili zen, erdiko maiztasuna 10 GHz-koa zen eta gehienezko ezarpen-denbora 6μs-koa izan zen. Modulu infragorri piroelektrikoarekin konbinatuta, helburua detektatzeko errore-tasa eraginkortasunez murriztu daiteke.
Argia kontrolatzeko modulua batez ere erresistentzia fotosentikorraz eta argia kontrolatzeko erreleaz osatuta dago. Konektatu erresistentzia fotosentikorra seriean 10 K ω-ko erresistentzia erregulagarriarekin, gero konektatu erresistentzia fotosentikorren beste muturra lurrera eta konektatu erresistentzia erregulagarriaren beste muturra maila altura. Bi erresistentzia-konexio-puntuen tentsio-balioa SCM analogiko-digital bihurgailuaren bidez lortzen da, egungo argia piztuta dagoen zehazteko. Erresistentzia erregulagarria erabiltzaileak doi dezake argiaren intentsitatea asetzeko, argia pizten denean. Barruko argien etengailuak erreleen bidez kontrolatzen dira. Sarrera/irteera ataka bakarra lor daiteke.
2.3 Hautatu Gehitutako Etxetresnaren Kontrolatzailea
Aukeratu etxetresna elektrikoen kontrola gehitzea batez ere gailuaren funtzioaren arabera gailuaren kontrola lortzeko, hemen haizagailu elektrikoari adibide gisa. Fan kontrola kontrol-zentroa ordenagailuko haizagailuen kontrolaren argibideak izango dira ZigBee sarearen ezarpenaren bidez haizagailu elektrikoaren kontrolagailura bidalitakoak, etxetresna elektrikoen identifikazio-zenbakia desberdina da, adibidez, hitzarmen honetako zaleen identifikazio-zenbakia 122 da, etxeko koloreko telebistaren identifikazio-zenbakia. 123 da, horrela etxetresna elektrikoen kontrol-zentro ezberdinen aitorpenaz jabetuz. Argibide-kode berdinerako, etxetresna elektriko ezberdinek funtzio desberdinak betetzen dituzte. 4. irudian gehitzeko aukeratutako etxetresna elektrikoen konposizioa ikusten da.
3. Sistemaren softwarearen diseinua
Sistemaren softwarearen diseinuak sei zati ditu batez ere, hau da, urruneko kontroleko web orrialdearen diseinua, kontrol zentrala kudeatzeko sistemaren diseinua, kontrol zentroko kontrolagailu nagusia ATMegal28 programaren diseinua, CC2430 koordinatzaile programaren diseinua, CC2430 monitorizazio nodoaren programaren diseinua, CC2430 hautatu gehitu gailuaren programaren diseinua.
3.1 ZigBee Coordinator programaren diseinua
Koordinatzaileak aplikazio-geruzaren hasierako prozesua osatzen du lehenik, aplikazio-geruzen egoera eta jasotze-egoera inaktibo gisa ezartzen ditu, gero eten globalak aktibatu eta I/O ataka hasieratzen du. Koordinatzailea haririk gabeko izar sare bat eraikitzen hasten da. Protokoloan, koordinatzaileak automatikoki hautatzen du 2,4 GHz-ko banda, segundoko gehienezko bit kopurua 62 500 da, PANID lehenetsia 0 × 1347 da, pila-sakonera maximoa 5 da, bidalketa bakoitzeko gehienezko byte kopurua 93 da eta serieko ataka baud-tasa 57 600 bit/s da. SL0W TIMER-ak 10 eten sortzen ditu segundoko. ZigBee sarea ongi ezarri ondoren, koordinatzaileak bere helbidea bidaltzen du kontrol zentroko MCUra. Hemen, MCU kontrol zentroak ZigBee Koordinatzailea monitorizazio-nodoko kide gisa identifikatzen du, eta identifikatutako helbidea 0 da. Programa begizta nagusian sartzen da. Lehenik eta behin, zehaztu terminal-nodoak bidalitako datu berriak dauden ala ez, baldin badago, datuak zuzenean kontrol zentroko MCUra transmititzen dira; Zehaztu kontrol zentroko MCUak behera bidalitako argibideak dituen ala ez, hala bada, bidali argibideak dagokion ZigBee terminal-nodora; Epaitu segurtasuna irekita dagoen ala ez, lapurra dagoen ala ez, hala bada, bidali alarmaren informazioa kontrol zentroko MCUra; Epaitu argia kontrol automatikoko egoeran dagoen ala ez, hala bada, piztu analogiko-digital bihurgailua laginketa egiteko, laginketaren balioa argia pizteko edo itzaltzeko gakoa da, argiaren egoera aldatzen bada, egoera berria da. MC-U kontrol zentrora igorri.
3.2 ZigBee terminal-nodoen programazioa
ZigBee terminal nodoa ZigBee koordinatzaileak kontrolatzen duen haririk gabeko ZigBee nodoari egiten dio erreferentzia. Sisteman, batez ere monitorizazio-nodoa da eta etxetresna elektrikoen kontrolagailua aukeran gehitzea da. ZigBee terminal-nodoen hasierak aplikazio-geruzaren hasieratzea, etenaldiak irekitzea eta I/O atakak hasieratzea ere barne hartzen ditu. Ondoren, saiatu ZigBee sarean sartzen. Garrantzitsua da kontuan izan ZigBee koordinatzailearen konfigurazioa duten amaierako nodoak soilik onartzen direla sarean sartzeko. ZigBee terminal-nodoak sarera sartzen huts egiten badu, berriro saiatuko da bi segundorik behin sarera behar bezala sartu arte. Sarean ongi sartu ondoren, ZI-Gbee terminal-nodoak bere erregistro-informazioa bidaltzen dio ZigBee Koordinatzaileari, eta gero kontrol-zentroko MCUra bidaltzen du ZigBee terminal-nodoaren erregistroa osatzeko. ZigBee terminal-nodoa monitorizazio-nodoa bada, argiztapenaren eta segurtasunaren kontrolaz jabetu daiteke. Programa ZigBee koordinatzailearen antzekoa da, monitorizazio-nodoak ZigBee koordinatzaileari datuak bidali behar dizkiola izan ezik, eta, ondoren, ZigBee koordinatzaileak datuak kontrol zentroko MCUra bidaltzen ditu. ZigBee terminal-nodoa haizagailu elektrikoaren kontrolagailu bat bada, goiko ordenagailuaren datuak soilik jaso behar ditu egoera kargatu gabe, beraz, bere kontrola zuzenean osa daiteke haririk gabeko datuak jasotzea eteten denean. Hari gabeko datuak jasotzeko etenetan, terminal-nodo guztiek jasotako kontrol-argibideak nodoaren beraren kontrol-parametroetara itzultzen dituzte, eta ez dituzte jasotako haririk gabeko argibideak prozesatzen nodoaren programa nagusian.
4 Lineako arazketa
Kontrol-kudeaketako sistema zentralak igorritako ekipo finkoen instrukzio-kodearen instrukzioa gero eta handiagoa da kontrol-zentroko MCUra ordenagailuaren serie atakaren bidez, eta koordinatzaileari bi lerroko interfazearen bidez, eta gero ZigBee terminalera. koordinatzaileak nodoa. Terminal-nodoak datuak jasotzen dituenean, datuak PCra bidaltzen dira berriro serie atakaren bidez. PC honetan, ZigBee terminal-nodoak jasotako datuak kontrol zentroak bidalitako datuekin alderatzen dira. Kontrol zentralaren kudeaketa sistemak 2 instrukzio bidaltzen ditu segundoro. 5 ordu probak egin ondoren, probako softwarea gelditzen da jasotako paketeen guztira 36.000 pakete dela erakusten duenean. Protokolo anitzeko datuen transmisioaren probako softwarearen proben emaitzak 6. Irudian erakusten dira. Pakete zuzenen kopurua 36 000 da, okerreko pakete kopurua 0 da eta zehaztasun-tasa % 100ekoa da.
ZigBee teknologia etxe adimendunaren barne sareaz jabetzeko erabiltzen da, urruneko kontrol erosoa, ekipamendu berrien gehiketa malguaren eta kontrol errendimendu fidagarriaren abantailak dituena. RFTD teknologia erabiltzaileen identifikazioa gauzatzeko eta sistemaren segurtasuna hobetzeko erabiltzen da. GSM moduluaren sarbidearen bidez, urruneko kontrola eta alarma funtzioak gauzatzen dira.
Argitalpenaren ordua: 2022-06-06