Aqlli uy - bu uyni platforma sifatida, integratsiyalashgan simli texnologiyalar, tarmoq aloqasi texnologiyalari, xavfsizlik texnologiyalari, avtomatik boshqaruv texnologiyalari, audio va video texnologiyalari yordamida uy hayoti bilan bog'liq inshootlarni integratsiya qilish, samarali turar-joy binolari va oilaviy ishlarni boshqarish tizimini qurish, uy xavfsizligi, qulayligi, qulayligi, badiiyligini oshirish va atrof-muhitni muhofaza qilish va energiyani tejash imkonini beruvchi yashash muhitini yaratish uchun ishlatiladi. Aqlli uyning eng so'nggi ta'rifiga asoslanib, ZigBee texnologiyasining xususiyatlariga murojaat qiling, ushbu tizimni loyihalashda zarur bo'lgan narsa aqlli uy tizimini (aqlli uy (markaziy) boshqaruv tizimi, uy yoritishni boshqarish tizimi, uy xavfsizlik tizimlari) o'z ichiga oladi, bu esa uy simlari tizimi, uy tarmog'i tizimi, fon musiqasi tizimi va oilaviy muhitni boshqarish tizimiga ulangan. Tasdiqlash shuni ko'rsatadiki, aqlli uy faqat barcha kerakli tizimlarni to'liq o'rnatadi va hech bo'lmaganda bir turdagi va undan yuqori ixtiyoriy tizimlarni o'rnatgan uy tizimi aqlli uy deb atash mumkin. Shuning uchun bu tizimni aqlli uy deb atash mumkin.
1. Tizimni loyihalash sxemasi
Tizim uydagi boshqariladigan qurilmalar va masofadan boshqarish moslamalaridan iborat. Ular orasida oiladagi boshqariladigan qurilmalar asosan internetga ulanadigan kompyuter, boshqaruv markazi, monitoring tuguni va qo'shilishi mumkin bo'lgan maishiy texnika boshqaruvchisini o'z ichiga oladi. Masofadan boshqarish moslamalari asosan masofaviy kompyuterlar va mobil telefonlardan iborat.
Tizimning asosiy funktsiyalari quyidagilardan iborat: 1) veb-sahifaning bosh sahifasini ko'rib chiqish, fon ma'lumotlarini boshqarish; 2) Internet va mobil telefon orqali ichki maishiy texnika, xavfsizlik va yoritishni boshqarishni amalga oshirish; 3) RFID moduli orqali foydalanuvchini identifikatsiyalashni amalga oshirish, shu bilan o'g'irlik holatida foydalanuvchiga SMS signalizatsiyasi orqali ichki xavfsizlik holatini o'zgartirishni yakunlash; 4) Markaziy boshqaruvni boshqarish tizimi dasturi orqali ichki yoritish va maishiy texnikaning mahalliy boshqaruvi va holatini ko'rsatishni yakunlash; 5) Shaxsiy ma'lumotlarni saqlash va ichki jihozlar holatini saqlash ma'lumotlar bazasidan foydalangan holda amalga oshiriladi. Foydalanuvchilar uchun markaziy boshqaruv va boshqaruv tizimi orqali ichki jihozlar holatini so'rash qulay.
2. Tizim apparatini loyihalash
Tizimning apparat dizayni boshqaruv markazining dizaynini, monitoring tugunini va maishiy texnika boshqaruvchisini ixtiyoriy ravishda qo'shishni o'z ichiga oladi (misol sifatida elektr ventilyator boshqaruvchisini olaylik).
2.1 Boshqaruv markazi
Boshqaruv markazining asosiy funktsiyalari quyidagilardan iborat: 1) Simsiz ZigBee tarmog'ini yaratish, tarmoqqa barcha monitoring tugunlarini qo'shish va yangi uskunalarni qabul qilishni amalga oshirish; 2) foydalanuvchini identifikatsiya qilish, foydalanuvchi uyda yoki foydalanuvchi kartasi orqali ichki xavfsizlikni o'zgartirishga erishish; 3) O'g'ri xonaga bostirib kirganida, foydalanuvchiga signal berish uchun qisqa xabar yuboring. Foydalanuvchilar shuningdek, qisqa xabarlar orqali ichki xavfsizlik, yoritish va maishiy texnikani boshqarishlari mumkin; 4) Tizim yolg'iz ishlayotganda, LCD displeyda foydalanuvchilarga ko'rish uchun qulay bo'lgan joriy tizim holati ko'rsatiladi; 5) Elektr jihozlarining holatini saqlash va tizimni onlayn amalga oshirish uchun uni kompyuterga yuborish.
Uskuna Carrier Sense ko'p kirish/to'qnashuvni aniqlash (CSMA/CA) ni qo'llab-quvvatlaydi. 2.0 ~ 3.6V ish kuchlanishi tizimning kam quvvat sarfini ta'minlaydi. Boshqaruv markazidagi ZigBee koordinator moduliga ulanish orqali simsiz ZigBee yulduz tarmog'ini bino ichida sozlang. Va barcha monitoring tugunlari, maishiy texnika boshqaruvchisini tarmoqqa ulanish uchun terminal tugun sifatida qo'shish uchun tanlangan, shu bilan ichki xavfsizlik va maishiy texnika simsiz ZigBee tarmoq boshqaruvini amalga oshiradi.
2.2 Monitoring tugunlari
Kuzatuv tugunining funktsiyalari quyidagilardan iborat: 1) inson tanasi signallarini aniqlash, o'g'rilar bostirib kirganida ovoz va yorug'lik signalizatsiyasi; 2) yoritishni boshqarish, boshqaruv rejimi avtomatik boshqaruv va qo'lda boshqarishga bo'linadi, avtomatik boshqaruv ichki yorug'lik kuchiga qarab chiroqni avtomatik ravishda yoqadi/o'chiradi, qo'lda boshqarish yoritishni boshqarish markaziy boshqaruv tizimi orqali amalga oshiriladi, (3) signalizatsiya ma'lumotlari va boshqa ma'lumotlar boshqaruv markaziga yuboriladi va uskunani boshqarishni yakunlash uchun boshqaruv markazidan boshqaruv buyruqlarini oladi.
Infraqizil va mikroto'lqinli aniqlash rejimi inson tanasi signallarini aniqlashning eng keng tarqalgan usuli hisoblanadi. Piroelektrik infraqizil zond RE200B, kuchaytirish moslamasi esa BISS0001. RE200B 3-10 V kuchlanish bilan ishlaydi va o'rnatilgan piroelektrik ikki sezgir infraqizil elementga ega. Element infraqizil yorug'likni qabul qilganda, har bir elementning qutblarida fotoelektrik effekt paydo bo'ladi va zaryad to'planadi. BISS0001 - bu operatsion kuchaytirgich, kuchlanish taqqoslagichi, holat boshqaruvchisi, kechikish vaqti taymeri va blokirovka vaqti taymeridan tashkil topgan raqamli-analog gibrid ASIC. RE200B va bir nechta komponentlar bilan birgalikda passiv piroelektrik infraqizil kalit hosil qilish mumkin. Mikroto'lqinli sensor uchun Ant-g100 moduli ishlatilgan, markaziy chastota 10 gigagertsli va maksimal o'rnatish vaqti 6 μs bo'lgan. Piroelektrik infraqizil modul bilan birgalikda nishonni aniqlash xato darajasini samarali ravishda kamaytirish mumkin.
Yorug'likni boshqarish moduli asosan fotosensitiv rezistor va yorug'likni boshqarish rölesidan iborat. Fotosensitiv rezistorni 10 K ω sozlanishi rezistor bilan ketma-ket ulang, so'ngra fotosensitiv rezistorning ikkinchi uchini yerga ulang va sozlanishi rezistorning ikkinchi uchini yuqori darajaga ulang. Ikki qarshilik ulanish nuqtasining kuchlanish qiymati SCM analog-raqamli konvertor orqali olinadi va oqim chiroqining yonib-o'chmasligini aniqlaydi. Sozlanishi mumkin bo'lgan qarshilik foydalanuvchi tomonidan chiroq yoqilganda yorug'lik intensivligiga mos ravishda sozlanishi mumkin. Ichki yoritish tugmachalari röleler tomonidan boshqariladi. Faqat bitta kirish/chiqish portiga erishish mumkin.
2.3 Qo'shilgan uy jihozlari boshqaruvchisini tanlang
Qurilmani boshqarish uchun asosan qurilmaning funktsiyasiga muvofiq maishiy texnika boshqaruvini qo'shishni tanlang, bu yerda elektr ventilyatoriga misol sifatida qarang. Ventilyator boshqaruvi - bu ZigBee tarmog'i orqali elektr ventilyator boshqaruvchisiga yuboriladigan kompyuter ventilyatorini boshqarish ko'rsatmalari bo'lgan boshqaruv markazi, turli xil jihozlarning identifikatsiya raqami har xil, masalan, ushbu kelishuv qoidalarida ventilyator identifikatsiya raqami 122, maishiy rangli televizor identifikatsiya raqami 123, shu bilan turli xil elektr maishiy texnika boshqaruv markazini tanib olish amalga oshiriladi. Xuddi shu ko'rsatma kodi uchun turli xil maishiy texnika turli funktsiyalarni bajaradi. 4-rasmda qo'shish uchun tanlangan maishiy texnika tarkibi ko'rsatilgan.
3. Tizim dasturiy ta'minotini loyihalash
Tizim dasturiy ta'minoti dizayni asosan oltita qismdan iborat bo'lib, ular masofadan boshqarish veb-sahifasi dizayni, markaziy boshqaruv tizimi dizayni, boshqaruv markazining asosiy kontrolleri ATMegal28 dastur dizayni, CC2430 koordinator dasturi dizayni, CC2430 monitoring tugun dasturi dizayni, CC2430 qurilma qo'shish dasturini tanlash dizayni.
3.1 ZigBee koordinatori dasturini loyihalash
Koordinator avval dastur qatlamini ishga tushirishni yakunlaydi, dastur qatlami holatini va qabul qilish holatini bo'sh holatga o'rnatadi, keyin global uzilishlarni yoqadi va kirish/chiqish portini ishga tushiradi. Keyin koordinator simsiz yulduz tarmog'ini qurishni boshlaydi. Protokolda koordinator avtomatik ravishda 2,4 gigagertsli diapazonni tanlaydi, sekundiga maksimal bit soni 62 500, standart PANID 0 × 1347, maksimal stek chuqurligi 5, yuborish uchun maksimal bayt soni 93 va ketma-ket portning bod tezligi 57 600 bit/s. SL0W TIMER sekundiga 10 ta uzilish hosil qiladi. ZigBee tarmog'i muvaffaqiyatli o'rnatilgandan so'ng, koordinator o'z manzilini boshqaruv markazining MCU ga yuboradi. Bu yerda boshqaruv markazining MCU ZigBee koordinatorini monitoring tugunining a'zosi sifatida aniqlaydi va uning aniqlangan manzili 0 ga teng. Dastur asosiy tsiklga kiradi. Birinchidan, terminal tuguni tomonidan yuborilgan yangi ma'lumotlar bor-yo'qligini aniqlang, agar mavjud bo'lsa, ma'lumotlar to'g'ridan-to'g'ri boshqaruv markazining MCU ga uzatiladi; Boshqaruv markazining MCUsiga ko'rsatmalar yuborilganligini aniqlang, agar shunday bo'lsa, ko'rsatmalarni tegishli ZigBee terminal tuguniga yuboring; Xavfsizlik ochiqmi, o'g'ri bormi yoki yo'qmi, agar shunday bo'lsa, signal ma'lumotlarini boshqaruv markazining MCUsiga yuboring; Chiroq avtomatik boshqaruv holatidami yoki yo'qmi, agar shunday bo'lsa, namuna olish uchun analog-raqamli konvertorni yoqing, namuna olish qiymati chiroqni yoqish yoki o'chirishning kalitidir, agar yorug'lik holati o'zgarsa, yangi holat ma'lumotlari boshqaruv markazining MC-U ga uzatiladi.
3.2 ZigBee terminal tugunini dasturlash
ZigBee terminal tuguni ZigBee koordinatori tomonidan boshqariladigan simsiz ZigBee tugunini anglatadi. Tizimda u asosan monitoring tuguni va ixtiyoriy ravishda maishiy texnika boshqaruvchisini qo'shishdir. ZigBee terminal tugunlarini ishga tushirish, shuningdek, dastur qatlamini ishga tushirish, uzilishlarni ochish va kirish/chiqish portlarini ishga tushirishni o'z ichiga oladi. Keyin ZigBee tarmog'iga qo'shilishga harakat qiling. Shuni ta'kidlash kerakki, faqat ZigBee koordinatori o'rnatilgan so'nggi tugunlar tarmoqqa qo'shilishi mumkin. Agar ZigBee terminal tuguni tarmoqqa qo'shilmasa, u tarmoqqa muvaffaqiyatli qo'shilgunga qadar har ikki soniyada qayta urinib ko'radi. Tarmoqqa muvaffaqiyatli qo'shilgandan so'ng, ZI-Gbee terminal tuguni o'zining ro'yxatdan o'tish ma'lumotlarini ZigBee koordinatoriga yuboradi, keyin u ZigBee terminal tugunini ro'yxatdan o'tkazishni yakunlash uchun uni boshqaruv markazining MCUsiga yuboradi. Agar ZigBee terminal tuguni monitoring tuguni bo'lsa, u yoritish va xavfsizlikni boshqarishni amalga oshirishi mumkin. Dastur ZigBee koordinatoriga o'xshaydi, faqat monitoring tuguni ZigBee koordinatoriga ma'lumotlarni yuborishi kerak, keyin ZigBee koordinatori ma'lumotlarni boshqaruv markazining MCUsiga yuboradi. Agar ZigBee terminal tuguni elektr ventilyator boshqaruvchisi bo'lsa, u faqat holatni yuklamasdan yuqori kompyuterning ma'lumotlarini qabul qilishi kerak, shuning uchun uni boshqarish simsiz ma'lumotlarni qabul qilishning uzilishida to'g'ridan-to'g'ri bajarilishi mumkin. Simsiz ma'lumotlarni qabul qilish uzilishida barcha terminal tugunlari qabul qilingan boshqaruv ko'rsatmalarini tugunning o'zi boshqaruv parametrlariga aylantiradi va qabul qilingan simsiz ko'rsatmalarni tugunning asosiy dasturida qayta ishlamaydi.
4 Onlayn nosozliklarni tuzatish
Markaziy boshqaruvni boshqarish tizimi tomonidan chiqarilgan sobit uskunalarning ko'rsatmalar kodi uchun ortib boruvchi ko'rsatma kompyuterning ketma-ket porti orqali boshqaruv markazining MCUsiga va ikki qatorli interfeys orqali koordinatorga, so'ngra koordinator tomonidan ZigBee terminal tuguniga yuboriladi. Terminal tuguni ma'lumotlarni qabul qilganda, ma'lumotlar yana ketma-ket port orqali kompyuterga yuboriladi. Ushbu kompyuterda ZigBee terminal tuguni tomonidan qabul qilingan ma'lumotlar boshqaruv markazi tomonidan yuborilgan ma'lumotlar bilan taqqoslanadi. Markaziy boshqaruvni boshqarish tizimi har soniyada 2 ta ko'rsatma yuboradi. 5 soatlik sinovdan so'ng, qabul qilingan paketlarning umumiy soni 36 000 ta paket ekanligini ko'rsatganda, sinov dasturi to'xtaydi. Ko'p protokolli ma'lumotlarni uzatish sinov dasturining sinov natijalari 6-rasmda ko'rsatilgan. To'g'ri paketlar soni 36 000, noto'g'ri paketlar soni 0 va aniqlik darajasi 100%.
ZigBee texnologiyasi aqlli uyning ichki tarmoqlarini amalga oshirish uchun ishlatiladi, bu qulay masofadan boshqarish, yangi uskunalarni moslashuvchan qo'shish va ishonchli boshqaruv samaradorligi kabi afzalliklarga ega. RFTD texnologiyasi foydalanuvchi identifikatsiyasini amalga oshirish va tizim xavfsizligini yaxshilash uchun ishlatiladi. GSM moduliga kirish orqali masofadan boshqarish va signalizatsiya funktsiyalari amalga oshiriladi.
Joylashtirilgan vaqt: 2022-yil 6-yanvar