Nyumba mahiri ni nyumba kama jukwaa, matumizi ya teknolojia jumuishi ya nyaya, teknolojia ya mawasiliano ya mtandao, teknolojia ya usalama, teknolojia ya udhibiti otomatiki, teknolojia ya sauti na video ili kuunganisha vifaa vinavyohusiana na maisha ya kaya, ratiba ya kujenga vifaa bora vya makazi na mfumo wa usimamizi wa masuala ya familia, kuboresha usalama wa nyumba, urahisi, faraja, ufundi, na kutambua ulinzi wa mazingira na mazingira ya kuishi yanayookoa nishati. Kulingana na ufafanuzi wa hivi karibuni wa nyumba mahiri, rejea sifa za teknolojia ya ZigBee, muundo wa mfumo huu, muhimu katika ina mfumo mahiri wa nyumba (mfumo mahiri wa kudhibiti nyumba (kati), mfumo wa kudhibiti taa za nyumbani, mifumo ya usalama wa nyumbani), kwa msingi wa mfumo wa kuunganisha nyaya za nyumbani, mfumo wa mtandao wa nyumbani, mfumo wa muziki wa nyuma na mfumo wa kudhibiti mazingira ya familia. Kwa uthibitisho kwamba anaishi katika akili, imewekwa mifumo yote muhimu kabisa, na mfumo wa kaya ulioweka mfumo wa hiari wa aina moja na zaidi unaweza kuita akili anaishi ndani. Kwa hivyo, mfumo huu unaweza kuitwa nyumba yenye akili.
1. Mpango wa Ubunifu wa Mfumo
Mfumo huu una vifaa vinavyodhibitiwa na vifaa vya kudhibiti mbali nyumbani. Miongoni mwao, vifaa vinavyodhibitiwa katika familia ni pamoja na kompyuta inayoweza kufikia Intaneti, kituo cha udhibiti, nodi ya ufuatiliaji na kidhibiti cha vifaa vya nyumbani vinavyoweza kuongezwa. Vifaa vya kudhibiti mbali vinaundwa zaidi na kompyuta za mbali na simu za mkononi.
Kazi kuu za mfumo ni: 1) ukurasa wa mbele wa kuvinjari ukurasa wa wavuti, usimamizi wa taarifa za usuli; 2) Kutambua udhibiti wa swichi ya vifaa vya nyumbani vya ndani, usalama na taa kupitia Intaneti na simu ya mkononi; 3) Kupitia moduli ya RFID kutambua utambulisho wa mtumiaji, ili kukamilisha swichi ya hali ya usalama wa ndani, iwapo itaibiwa kupitia kengele ya SMS kwa mtumiaji; 4) Kupitia programu ya mfumo mkuu wa usimamizi wa udhibiti kukamilisha onyesho la ndani la udhibiti na hali ya taa za ndani na vifaa vya nyumbani; 5) Uhifadhi wa taarifa binafsi na uhifadhi wa hali ya vifaa vya ndani hukamilishwa kwa kutumia hifadhidata. Ni rahisi kwa watumiaji kuuliza hali ya vifaa vya ndani kupitia mfumo mkuu wa udhibiti na usimamizi.
2. Ubunifu wa Vifaa vya Mfumo
Ubunifu wa vifaa vya mfumo unajumuisha muundo wa kituo cha udhibiti, nodi ya ufuatiliaji na nyongeza ya hiari ya kidhibiti cha vifaa vya nyumbani (chukua kidhibiti cha feni cha umeme kama mfano).
2.1 Kituo cha Udhibiti
Kazi kuu za kituo cha udhibiti ni kama ifuatavyo: 1) Kujenga mtandao wa ZigBee usiotumia waya, kuongeza nodi zote za ufuatiliaji kwenye mtandao, na kutambua mapokezi ya vifaa vipya; 2) utambulisho wa mtumiaji, mtumiaji nyumbani au kurudi kupitia kadi ya mtumiaji ili kufikia swichi ya usalama wa ndani; 3) Mnyang'anyi anapoingia chumbani, tuma ujumbe mfupi kwa mtumiaji ili kutoa tahadhari. Watumiaji wanaweza pia kudhibiti usalama wa ndani, taa na vifaa vya nyumbani kupitia ujumbe mfupi; 4) Wakati mfumo unafanya kazi peke yake, LCD inaonyesha hali ya mfumo wa sasa, ambayo ni rahisi kwa watumiaji kuiona; 5) Hifadhi hali ya vifaa vya umeme na uitume kwa Kompyuta ili kutambua mfumo mtandaoni.
Vifaa hivi vinaunga mkono utambuzi wa ufikiaji/mgongano wa kibebaji (CSMA/CA). Volti ya uendeshaji ya 2.0 ~ 3.6V inafaa kwa matumizi ya chini ya nguvu ya mfumo. Sanidi mtandao wa nyota wa ZigBee usiotumia waya ndani ya nyumba kwa kuunganisha kwenye moduli ya mratibu wa ZigBee katika kituo cha udhibiti. Na nodi zote za ufuatiliaji, zilizochaguliwa ili kuongeza kidhibiti cha vifaa vya nyumbani kama nodi ya mwisho kwenye mtandao ili kujiunga na mtandao, ili kutekeleza udhibiti wa mtandao wa ZigBee usiotumia waya wa usalama wa ndani na vifaa vya nyumbani.
2.2 Nodi za Ufuatiliaji
Kazi za nodi ya ufuatiliaji ni kama ifuatavyo: 1) kugundua ishara ya mwili wa binadamu, kengele ya sauti na mwanga wakati wezi wanapovamia; 2) udhibiti wa taa, hali ya udhibiti imegawanywa katika udhibiti wa kiotomatiki na udhibiti wa mikono, udhibiti wa kiotomatiki huwasha/zima taa kiotomatiki kulingana na nguvu ya mwanga wa ndani, udhibiti wa taa za udhibiti wa mikono ni kupitia mfumo mkuu wa udhibiti, (3) taarifa ya kengele na taarifa nyingine zinazotumwa kwenye kituo cha udhibiti, na hupokea amri za udhibiti kutoka kituo cha udhibiti ili kukamilisha udhibiti wa vifaa.
Hali ya kugundua infrared pamoja na maikrowevu ndiyo njia ya kawaida katika kugundua mawimbi ya mwili wa binadamu. Kichunguzi cha infrared cha pyroelectric ni RE200B, na kifaa cha kukuza ni BISS0001. RE200B inaendeshwa na volteji ya 3-10 V na ina kipengele cha infrared cha pyroelectric chenye nyeti mbili. Wakati kipengele kinapokea mwanga wa infrared, athari ya fotoelectric itatokea kwenye nguzo za kila kipengele na chaji itakusanyika. BISS0001 ni mseto wa analogi ya dijitali-analog asIC unaoundwa na amplifier ya uendeshaji, kilinganishi cha volteji, kidhibiti cha hali, kipima muda cha kuchelewa na kipima muda cha kuzuia. Pamoja na RE200B na vipengele vichache, swichi ya infrared ya pyroelectric tulivu inaweza kuundwa. Moduli ya Ant-g100 ilitumika kwa kihisi cha maikrowevu, masafa ya katikati yalikuwa 10 GHz, na muda wa juu zaidi wa kuanzishwa ulikuwa 6μs. Pamoja na moduli ya infrared ya pyroelectric, kiwango cha makosa cha kugundua shabaha kinaweza kupunguzwa kwa ufanisi.
Moduli ya udhibiti wa mwanga inaundwa zaidi na kipingamizi kinachohisi mwanga na kipokezi cha kudhibiti mwanga. Unganisha kipingamizi kinachohisi mwanga mfululizo na kipingamizi kinachoweza kubadilishwa cha 10 K ω, kisha unganisha ncha nyingine ya kipingamizi kinachohisi mwanga chini, na unganisha ncha nyingine ya kipingamizi kinachoweza kubadilishwa na kiwango cha juu. Thamani ya volteji ya sehemu mbili za muunganisho wa upinzani hupatikana kupitia kibadilishaji cha analogi hadi dijitali cha SCM ili kubaini kama taa ya sasa imewashwa. Upinzani unaoweza kurekebishwa unaweza kurekebishwa na mtumiaji ili kukidhi nguvu ya mwanga wakati mwanga umewashwa tu. Swichi za taa za ndani zinadhibitiwa na vipokezi. Lango moja tu la ingizo/toweo linaweza kupatikana.
2.3 Chagua Kidhibiti cha Vifaa vya Nyumbani Kilichoongezwa
Chagua kuongeza udhibiti wa vifaa vya nyumbani hasa kulingana na kazi ya kifaa ili kufikia udhibiti wa kifaa, hapa kwa shabiki wa umeme kama mfano. Udhibiti wa feni ni kituo cha udhibiti kitakuwa maelekezo ya udhibiti wa feni ya PC yaliyotumwa kwa kidhibiti cha feni cha umeme kupitia utekelezaji wa mtandao wa ZigBee, nambari tofauti ya utambulisho wa vifaa ni tofauti, kwa mfano, masharti ya makubaliano haya nambari ya utambulisho wa feni ni 122, nambari ya utambulisho wa TV ya rangi ya ndani ni 123, hivyo kutambua utambuzi wa kituo tofauti cha udhibiti wa vifaa vya nyumbani vya umeme. Kwa msimbo huo wa maagizo, vifaa tofauti vya nyumbani hufanya kazi tofauti. Mchoro 4 unaonyesha muundo wa vifaa vya nyumbani vilivyochaguliwa kwa ajili ya kuongezwa.
3. Ubunifu wa programu ya mfumo
Ubunifu wa programu ya mfumo unajumuisha sehemu sita, ambazo ni muundo wa kurasa za wavuti za udhibiti wa mbali, muundo wa mfumo wa usimamizi wa udhibiti wa kati, muundo wa programu ya kidhibiti kikuu cha kituo cha udhibiti cha ATMegal28, muundo wa programu ya mratibu wa CC2430, muundo wa programu ya nodi ya ufuatiliaji ya CC2430, muundo wa programu ya kuongeza kifaa cha CC2430.
3.1 Ubunifu wa programu ya Mratibu wa ZigBee
Mratibu kwanza anakamilisha uanzishaji wa safu ya programu, anaweka hali ya safu ya programu na kupokea hali ya kutofanya kazi, kisha huwasha vizuizi vya kimataifa na kuanzisha mlango wa I/O. Mratibu kisha anaanza kujenga mtandao wa nyota isiyotumia waya. Katika itifaki, mratibu huchagua kiotomatiki bendi ya 2.4 GHz, idadi ya juu ya biti kwa sekunde ni 62 500, PANID chaguo-msingi ni 0×1347, kina cha juu cha rafu ni 5, idadi ya juu ya baiti kwa kila utumaji ni 93, na kiwango cha baud cha mlango wa mfululizo ni 57 600 biti/s. SL0W TIMER hutoa vizuizi 10 kwa sekunde. Baada ya mtandao wa ZigBee kuanzishwa kwa mafanikio, mratibu hutuma anwani yake kwa MCU ya kituo cha udhibiti. Hapa, MCU ya kituo cha udhibiti humtambua Mratibu wa ZigBee kama mwanachama wa nodi ya ufuatiliaji, na anwani yake iliyotambuliwa ni 0. Programu inaingia kwenye kitanzi kikuu. Kwanza, amua ikiwa kuna data mpya iliyotumwa na nodi ya terminal, ikiwa ipo, data hutumwa moja kwa moja kwa MCU ya kituo cha udhibiti; Amua kama MCU ya kituo cha udhibiti ina maagizo yaliyotumwa, ikiwa ni hivyo, tuma maagizo hayo hadi kwenye nodi ya mwisho ya ZigBee inayolingana; Amua kama usalama uko wazi, ikiwa kuna mwizi, ikiwa ni hivyo, tuma taarifa ya kengele kwa MCU ya kituo cha udhibiti; Amua kama taa iko katika hali ya udhibiti otomatiki, ikiwa ni hivyo, washa kibadilishaji cha analogi-hadi-dijitali kwa ajili ya sampuli, thamani ya sampuli ndiyo ufunguo wa kuwasha au kuzima taa, ikiwa hali ya mwanga itabadilika, taarifa mpya ya hali hutumwa hadi kituo cha udhibiti MC-U.
3.2 Programu ya Nodi ya Kituo cha ZigBee
Nodi ya mwisho ya ZigBee inarejelea nodi ya ZigBee isiyotumia waya inayodhibitiwa na mratibu wa ZigBee. Katika mfumo, kimsingi ni nodi ya ufuatiliaji na nyongeza ya hiari ya kidhibiti cha vifaa vya nyumbani. Uanzishaji wa nodi za mwisho za ZigBee pia unajumuisha uanzishaji wa safu ya programu, kukatizwa kwa ufunguzi, na kuanzisha milango ya I/O. Kisha jaribu kujiunga na mtandao wa ZigBee. Ni muhimu kutambua kwamba nodi za mwisho pekee zenye usanidi wa mratibu wa ZigBee ndizo zinazoruhusiwa kujiunga na mtandao. Ikiwa nodi ya mwisho ya ZigBee itashindwa kujiunga na mtandao, itajaribu tena kila baada ya sekunde mbili hadi itakapojiunga na mtandao kwa mafanikio. Baada ya kujiunga na mtandao kwa mafanikio, nodi ya mwisho ya ZI-Gbee hutuma taarifa zake za usajili kwa Mratibu wa ZigBee, ambaye kisha huipeleka kwa MCU ya kituo cha udhibiti ili kukamilisha usajili wa nodi ya mwisho ya ZigBee. Ikiwa nodi ya mwisho ya ZigBee ni nodi ya ufuatiliaji, inaweza kutambua udhibiti wa taa na usalama. Programu hii ni sawa na mratibu wa ZigBee, isipokuwa kwamba nodi ya ufuatiliaji inahitaji kutuma data kwa mratibu wa ZigBee, na kisha Mratibu wa ZigBee hutuma data kwa MCU ya kituo cha udhibiti. Ikiwa nodi ya terminal ya ZigBee ni kidhibiti cha feni cha umeme, inahitaji tu kupokea data ya kompyuta ya juu bila kupakia hali, kwa hivyo udhibiti wake unaweza kukamilika moja kwa moja katika kukatizwa kwa upokeaji wa data isiyotumia waya. Katika kukatizwa kwa upokeaji wa data isiyotumia waya, nodi zote za terminal hutafsiri maagizo ya udhibiti yaliyopokelewa katika vigezo vya udhibiti wa nodi yenyewe, na hazichakati maagizo ya wireless yaliyopokelewa katika programu kuu ya nodi.
4 Utatuzi wa Makosa Mtandaoni
Maagizo yanayoongezeka ya msimbo wa maagizo wa vifaa visivyobadilika vinavyotolewa na mfumo mkuu wa usimamizi wa udhibiti hutumwa kwa MCU ya kituo cha udhibiti kupitia mlango wa mfululizo wa kompyuta, na kwa mratibu kupitia kiolesura cha mistari miwili, na kisha kwa nodi ya terminal ya ZigBee na mratibu. Wakati nodi ya terminal inapokea data, data hutumwa kwa PC kupitia mlango wa mfululizo tena. Kwenye PC hii, data inayopokelewa na nodi ya terminal ya ZigBee inalinganishwa na data inayotumwa na kituo cha udhibiti. Mfumo mkuu wa usimamizi wa udhibiti hutuma maagizo 2 kila sekunde. Baada ya saa 5 za majaribio, programu ya majaribio husimama inapoonyesha kuwa jumla ya idadi ya pakiti zilizopokelewa ni pakiti 36,000. Matokeo ya majaribio ya programu ya majaribio ya upitishaji data ya itifaki nyingi yanaonyeshwa kwenye Mchoro 6. Idadi ya pakiti sahihi ni 36,000, idadi ya pakiti zisizo sahihi ni 0, na kiwango cha usahihi ni 100%.
Teknolojia ya ZigBee hutumika kutambua mtandao wa ndani wa nyumba mahiri, ambao una faida za udhibiti wa mbali unaofaa, nyongeza rahisi ya vifaa vipya na utendaji wa udhibiti wa kuaminika. Teknolojia ya RFTD hutumika kutambua mtumiaji na kuboresha usalama wa mfumo. Kupitia ufikiaji wa moduli ya GSM, kazi za udhibiti wa mbali na kengele hutekelezwa.
Muda wa chapisho: Januari-06-2022