自适应智能家居控制系统的设计
摘 要: 设计了一个简易智能家居控制系统。该系统的设计以B/TH765触摸屏为人机界面,以飞思卡尔MC9S128MAA单片机为控制核心,以ZigBee无线模块为传输媒介,完成对已知家用电气设备的搜索控制和未知新设备的自适应控制。在开发试验中,该设计采用发光二极管、小型继电器等来代替实际使用中的灯光、电气开关等。实验表明,该系统成功实现了智能搜索电器、智能开关控制、自适应灯光调节等功能。
关键词: 智能家居; MC9S128MAA; ZigBee; 自适应灯光调节
Abstract: A simple smart home control system was designed. The B/TH765 touch screen is taken as the human?machine interface of the system, Freescale MC9S128MAA as the microcontroller, and ZigBee wireless module as the transmission medium to complete the searching control of the known household electrical equipments and adaptive control of the unknown new equipments. In the development experiment, the lights and electrical switches in actual use are replaced by LEDs, small relays, etc. The experimental results show that the system can successfully realize the functions of equipments intelligent search, smart switching control, and adaptive light?control.
Keywords: smart home; MC9S128MAA; ZigBee; adaptive light?control
0引言
随着科技的发展和人们居住生活水平的提高,家居智能化已成为一种必然趋势。智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统于一体,将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过智能家庭网络实现自动化,通过无线传输模式,实现对家居所有用电设备的分布式集中控制[1?2]。
智能家居现在正处于起步阶段,智能家居受产品生产厂家的限制,在短时间内还没有统一的标准协议,作为有益尝试,本文基于分布式控制理论设计制作了一个自适应智能家居控制系统。该设计可以实现控制器自动搜索区域内的智能电器、实现对搜索到的智能电器进行开关控制和实现多个用电器的集中控制,包括定时控制、用电器间的逻辑控制。为了增强该控制系统的自适应性,智能家居系统中的灯光控制系统可以实现对外界光线的采集和自适应调整。
1分布式控制设计思想
该自适应智能家居控制系统采用分布式控制理论来实现,它以人机交换界面为控制输入的主要节点,以家用电器控制端为对象,在整个系统中所有控制节点地位平等;采用无严格的控制中心的控制理念,该控制方式是一个对等式控制网络,无明显的等级之分,该系统中的数据传输主要采用无线方式[3];采用分布式控制最大的优点是所有控制端节点可以随时加入或离开控制网络,任何节点的故障不会影响整个系统的运行,具有很强的抗毁性。分布式控制网络构成如图1所示。
2系统的硬件构成
该自适应智能家居控制系统的硬件组成主要由人机交换界面、无线数据模块、终端核心控制器等部分组成,其结构框图如图2所示。
2.1人机交互界面
人机界面是用来监控管理和处理各种信息的多功能显示屏幕,是操作人员与机器设备之间双向沟通的桥梁。本设计采用信捷B/TH765系列触摸屏,该型号触摸屏具有7英寸显示屏幕,流线型外观设计6万色真彩,支持BMP,JPEG格式图片,除此之外它还有完善的校准功能,该型号触摸屏可以提供很好的人机交换界面,适合在家庭智能控制中应用。
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