ज़िग्बी-आधारित स्मार्ट होम कैसे डिजाइन करें?

स्मार्ट होम एक मंच के रूप में एक घर है, एकीकृत वायरिंग प्रौद्योगिकी, नेटवर्क संचार प्रौद्योगिकी, सुरक्षा प्रौद्योगिकी, स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी, ऑडियो और वीडियो प्रौद्योगिकी का उपयोग घरेलू जीवन से संबंधित सुविधाओं को एकीकृत करने के लिए, कुशल आवासीय सुविधाओं और परिवार के मामलों के प्रबंधन प्रणाली के निर्माण के लिए अनुसूची, घर की सुरक्षा, सुविधा, आराम, कलात्मकता और पर्यावरण संरक्षण और ऊर्जा बचत वातावरण को महसूस करने के लिए। स्मार्ट होम की नवीनतम परिभाषा के आधार पर, ज़िगबी तकनीक की विशेषताओं का संदर्भ लें, इस प्रणाली के डिजाइन, आवश्यक में एक स्मार्ट होम सिस्टम (स्मार्ट होम (सेंट्रल) कंट्रोल सिस्टम, घरेलू प्रकाश नियंत्रण प्रणाली, घरेलू सुरक्षा प्रणाली) शामिल है, घरेलू तारों की प्रणाली, घरेलू नेटवर्क प्रणाली, पृष्ठभूमि संगीत प्रणाली और परिवार पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली में शामिल होने के आधार पर। इंटेलिजेंस में रहने वाली पुष्टि पर, सभी आवश्यक प्रणाली को पूरी तरह से स्थापित किया, और घरेलू प्रणाली जो एक प्रकार की वैकल्पिक प्रणाली स्थापित करती है और कम से कम कम से कम इंटेलिजेंस लाइव्स को कॉल कर सकती है। इसलिए, इस सिस्टम को इंटेलिजेंट होम कहा जा सकता है।

1। सिस्टम डिजाइन योजना

सिस्टम घर में नियंत्रित उपकरणों और रिमोट कंट्रोल डिवाइसों से बना है। उनमें से, परिवार में नियंत्रित उपकरणों में मुख्य रूप से कंप्यूटर शामिल है जो इंटरनेट, नियंत्रण केंद्र, निगरानी नोड और घरेलू उपकरणों के नियंत्रक का उपयोग कर सकते हैं जो जोड़े जा सकते हैं। रिमोट कंट्रोल डिवाइस मुख्य रूप से रिमोट कंप्यूटर और मोबाइल फोन से बने होते हैं।

सिस्टम के मुख्य कार्य हैं: 1) वेब पेज ब्राउज़िंग, पृष्ठभूमि सूचना प्रबंधन का फ्रंट पेज; 2) इंटरनेट और मोबाइल फोन के माध्यम से इनडोर घरेलू उपकरणों, सुरक्षा और प्रकाश व्यवस्था के स्विच नियंत्रण का एहसास; 3) आरएफआईडी मॉड्यूल के माध्यम से उपयोगकर्ता की पहचान का एहसास करने के लिए, ताकि उपयोगकर्ता को एसएमएस अलार्म के माध्यम से चोरी के मामले में इनडोर सुरक्षा स्थिति स्विच को पूरा किया जा सके; 4) इनडोर प्रकाश और घरेलू उपकरणों के स्थानीय नियंत्रण और स्थिति प्रदर्शन को पूरा करने के लिए केंद्रीय नियंत्रण प्रबंधन प्रणाली सॉफ्टवेयर के माध्यम से; 5) व्यक्तिगत सूचना भंडारण और इनडोर उपकरण स्थिति भंडारण डेटाबेस का उपयोग करके पूरा किया जाता है। यह उपयोगकर्ताओं के लिए केंद्रीय नियंत्रण और प्रबंधन प्रणाली के माध्यम से इनडोर उपकरण की स्थिति को क्वेरी करना सुविधाजनक है।

2। सिस्टम हार्डवेयर डिजाइन

सिस्टम के हार्डवेयर डिज़ाइन में कंट्रोल सेंटर का डिज़ाइन, मॉनिटरिंग नोड और होम उपकरण नियंत्रक का वैकल्पिक जोड़ (उदाहरण के रूप में इलेक्ट्रिक फैन कंट्रोलर लें) शामिल हैं।

2.1 नियंत्रण केंद्र

नियंत्रण केंद्र के मुख्य कार्य निम्नानुसार हैं: 1) एक वायरलेस ज़िग्बी नेटवर्क बनाने के लिए, नेटवर्क में सभी निगरानी नोड्स जोड़ें, और नए उपकरणों के स्वागत को महसूस करें; 2) उपयोगकर्ता की पहचान, इनडोर सुरक्षा स्विच को प्राप्त करने के लिए उपयोगकर्ता कार्ड के माध्यम से घर पर या वापस उपयोगकर्ता; 3) जब एक चोर कमरे में घुसपैठ करता है, तो उपयोगकर्ता को अलार्म पर एक छोटा संदेश भेजें। उपयोगकर्ता छोटे संदेशों के माध्यम से इनडोर सुरक्षा, प्रकाश व्यवस्था और घर के उपकरणों को भी नियंत्रित कर सकते हैं; 4) जब सिस्टम अकेले चल रहा होता है, तो एलसीडी वर्तमान सिस्टम स्थिति को प्रदर्शित करता है, जो उपयोगकर्ताओं को देखने के लिए सुविधाजनक है; 5) इलेक्ट्रिकल उपकरणों की स्थिति को स्टोर करें और सिस्टम को ऑनलाइन महसूस करने के लिए इसे पीसी को भेजें।

हार्डवेयर कैरियर सेंस मल्टीपल एक्सेस/टकराव का पता लगाने (CSMA/CA) का समर्थन करता है। 2.0 ~ 3.6V का ऑपरेटिंग वोल्टेज सिस्टम की कम बिजली की खपत के लिए अनुकूल है। नियंत्रण केंद्र में Zigbee समन्वयक मॉड्यूल से कनेक्ट करके एक वायरलेस Zigbee स्टार नेटवर्क घर के अंदर सेट करें। और सभी निगरानी नोड्स, नेटवर्क में शामिल होने के लिए नेटवर्क में टर्मिनल नोड के रूप में होम उपकरण नियंत्रक को जोड़ने के लिए चुने गए, ताकि इनडोर सुरक्षा और घरेलू उपकरणों के वायरलेस ज़िग्बी नेटवर्क नियंत्रण का एहसास हो सके।

2.2 निगरानी नोड्स

निगरानी नोड के कार्य निम्नानुसार हैं: 1) चोरों पर आक्रमण करने पर मानव शरीर सिग्नल का पता लगाने, ध्वनि और प्रकाश अलार्म; 2) प्रकाश नियंत्रण, नियंत्रण मोड को स्वचालित नियंत्रण और मैनुअल नियंत्रण में विभाजित किया जाता है, स्वचालित नियंत्रण स्वचालित रूप से प्रकाश की ताकत के अनुसार प्रकाश को चालू/बंद कर देता है, मैनुअल कंट्रोल लाइटिंग नियंत्रण केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली के माध्यम से होता है, (3) नियंत्रण केंद्र को भेजे गए अलार्म जानकारी और अन्य जानकारी, और उपकरण नियंत्रण को पूरा करने के लिए नियंत्रण केंद्र से नियंत्रण कमांड प्राप्त करता है।

इन्फ्रारेड प्लस माइक्रोवेव डिटेक्शन मोड मानव बॉडी सिग्नल डिटेक्शन में सबसे आम तरीका है। पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड जांच RE200B है, और प्रवर्धन डिवाइस BISS0001 है। RE200B 3-10 V वोल्टेज द्वारा संचालित है और इसमें निर्मित पायरोइलेक्ट्रिक दोहरे-संवेदनशील इन्फ्रारेड तत्व है। जब तत्व इन्फ्रारेड लाइट प्राप्त करता है, तो फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रत्येक तत्व के ध्रुवों पर होगा और चार्ज जमा होगा। BISS0001 एक डिजिटल-एनालॉग हाइब्रिड ASIC है जो परिचालन एम्पलीफायर, वोल्टेज तुलनित्र, राज्य नियंत्रक, देरी समय टाइमर और समय टाइमर को अवरुद्ध करने से बना है। RE200B और कुछ घटकों के साथ, निष्क्रिय पाइरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड स्विच का गठन किया जा सकता है। ANT-G100 मॉड्यूल का उपयोग माइक्रोवेव सेंसर के लिए किया गया था, केंद्र की आवृत्ति 10 GHz थी, और अधिकतम स्थापना समय 6μs था। पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड मॉड्यूल के साथ संयुक्त, लक्ष्य का पता लगाने की त्रुटि दर को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है।

लाइट कंट्रोल मॉड्यूल मुख्य रूप से फोटोसेंसिटिव रेसिस्टर और लाइट कंट्रोल रिले से बना है। 10 K of के समायोज्य रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में Photosensitive रोकनेवाला को कनेक्ट करें, फिर फोटोसेंसिटिव रेसिस्टर के दूसरे छोर को जमीन से कनेक्ट करें, और समायोज्य रोकनेवाला के दूसरे छोर को उच्च स्तर से जोड़ें। दो प्रतिरोध कनेक्शन बिंदुओं का वोल्टेज मूल्य SCM एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर के माध्यम से प्राप्त किया जाता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि वर्तमान प्रकाश चालू है या नहीं। प्रकाश की तीव्रता को पूरा करने के लिए उपयोगकर्ता द्वारा समायोज्य प्रतिरोध को समायोजित किया जा सकता है जब प्रकाश को चालू किया जाता है। इनडोर लाइटिंग स्विच को रिले द्वारा नियंत्रित किया जाता है। केवल एक इनपुट/आउटपुट पोर्ट प्राप्त किया जा सकता है।

2.3 जोड़ा गया होम उपकरण नियंत्रक का चयन करें

डिवाइस नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए डिवाइस के कार्य के अनुसार मुख्य रूप से घरेलू उपकरणों के नियंत्रण को जोड़ने के लिए चुनें, यहां एक उदाहरण के रूप में इलेक्ट्रिक फैन के लिए। फैन कंट्रोल है कंट्रोल सेंटर Zigbee नेटवर्क कार्यान्वयन के माध्यम से इलेक्ट्रिक फैन कंट्रोलर को भेजे गए पीसी फैन कंट्रोल निर्देश होंगे, विभिन्न उपकरण पहचान संख्या अलग है, उदाहरण के लिए, इस समझौते के प्रावधान फैन आइडेंटिफिकेशन नंबर 122 है, घरेलू रंग टीवी पहचान संख्या 123 है, इस प्रकार विभिन्न विद्युत घरेलू उपकरण नियंत्रण केंद्र की मान्यता का एहसास है। एक ही निर्देश कोड के लिए, विभिन्न होम उपकरण अलग -अलग कार्य करते हैं। चित्रा 4 इसके अलावा चुने गए घरेलू उपकरणों की संरचना को दर्शाता है।

3। सिस्टम सॉफ्टवेयर डिजाइन

सिस्टम सॉफ्टवेयर डिज़ाइन में मुख्य रूप से छह भाग शामिल हैं, जो रिमोट कंट्रोल वेब पेज डिज़ाइन, सेंट्रल कंट्रोल मैनेजमेंट सिस्टम डिज़ाइन, कंट्रोल सेंटर मेन कंट्रोलर ATMEGAL28 प्रोग्राम डिज़ाइन, CC2430 कोऑर्डिनेटर प्रोग्राम डिज़ाइन, CC2430 मॉनिटरिंग नोड प्रोग्राम डिज़ाइन, CC2430 सेलेक्ट ऐड डिवाइस प्रोग्राम डिज़ाइन हैं।

3.1 ज़िग्बी समन्वयक कार्यक्रम डिजाइन

समन्वयक पहले एप्लिकेशन लेयर इनिशियलाइज़ेशन को पूरा करता है, एप्लिकेशन लेयर स्टेट सेट करता है और स्टेट को निष्क्रिय करने के लिए प्राप्त करता है, फिर वैश्विक इंटरप्ट को चालू करता है और I/O पोर्ट को इनिशियलाइज़ करता है। समन्वयक तब एक वायरलेस स्टार नेटवर्क का निर्माण शुरू करता है। प्रोटोकॉल में, समन्वयक स्वचालित रूप से 2.4 गीगाहर्ट्ज बैंड का चयन करता है, प्रति सेकंड बिट्स की अधिकतम संख्या 62 500 है, डिफ़ॉल्ट पैनिड 0 × 1347 है, अधिकतम स्टैक गहराई 5 है, प्रति सेंड बाइट्स की अधिकतम संख्या 93 है, और सीरियल पोर्ट बॉड दर 57 600 बिट/एस है। SL0W टाइमर प्रति सेकंड 10 रुकावट उत्पन्न करता है। Zigbee नेटवर्क को सफलतापूर्वक स्थापित करने के बाद, समन्वयक अपना पता नियंत्रण केंद्र के MCU को भेजता है। यहां, कंट्रोल सेंटर MCU मॉनिटरिंग नोड के सदस्य के रूप में Zigbee समन्वयक की पहचान करता है, और इसका पहचाना गया पता 0 है। कार्यक्रम मुख्य लूप में प्रवेश करता है। सबसे पहले, यह निर्धारित करें कि क्या टर्मिनल नोड द्वारा भेजा गया नया डेटा है, यदि वहाँ है, तो डेटा सीधे नियंत्रण केंद्र के MCU को प्रेषित किया जाता है; यह निर्धारित करें कि क्या नियंत्रण केंद्र के MCU के निर्देश हैं, यदि हां, तो निर्देशों को इसी Zigbee टर्मिनल नोड के लिए नीचे भेजें; न्यायाधीश कि क्या सुरक्षा खुली है, क्या कोई चोर है, यदि हां, तो नियंत्रण केंद्र के MCU को अलार्म जानकारी भेजें; न्यायाधीश कि क्या प्रकाश स्वचालित नियंत्रण स्थिति में है, यदि हां, तो नमूनाकरण के लिए एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर को चालू करें, नमूना मूल्य प्रकाश को चालू या बंद करने की कुंजी है, यदि प्रकाश राज्य बदलता है, तो नई राज्य की जानकारी नियंत्रण केंद्र एमसी-यू में प्रेषित की जाती है।

3.2 ज़िग्बी टर्मिनल नोड प्रोग्रामिंग

Zigbee टर्मिनल नोड Zigbee समन्वयक द्वारा नियंत्रित वायरलेस Zigbee नोड को संदर्भित करता है। सिस्टम में, यह मुख्य रूप से निगरानी नोड और घरेलू उपकरण नियंत्रक के वैकल्पिक जोड़ है। Zigbee टर्मिनल नोड्स के आरंभीकरण में एप्लिकेशन लेयर इनिशियलाइज़ेशन, ओपनिंग इंटरप्ट, और इनिशियलाइज़िंग I/O पोर्ट शामिल हैं। फिर Zigbee नेटवर्क में शामिल होने का प्रयास करें। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि Zigbee समन्वयक सेटअप के साथ केवल अंत नोड्स को नेटवर्क में शामिल होने की अनुमति है। यदि Zigbee टर्मिनल नोड नेटवर्क में शामिल होने में विफल रहता है, तो यह हर दो सेकंड में फिर से कोशिश करेगा जब तक कि यह सफलतापूर्वक नेटवर्क में शामिल नहीं हो जाता। सफलतापूर्वक नेटवर्क में शामिल होने के बाद, ZI-GBEE टर्मिनल नोड Zigbee समन्वयक को अपनी पंजीकरण जानकारी भेजता है, जो तब Zigbee टर्मिनल नोड के पंजीकरण को पूरा करने के लिए इसे नियंत्रण केंद्र के MCU को अग्रेषित करता है। यदि Zigbee टर्मिनल नोड एक निगरानी नोड है, तो यह प्रकाश और सुरक्षा के नियंत्रण का एहसास कर सकता है। कार्यक्रम Zigbee समन्वयक के समान है, सिवाय इसके कि निगरानी नोड को Zigbee समन्वयक को डेटा भेजने की आवश्यकता है, और फिर Zigbee समन्वयक नियंत्रण केंद्र के MCU को डेटा भेजता है। यदि Zigbee टर्मिनल नोड एक इलेक्ट्रिक फैन कंट्रोलर है, तो उसे केवल राज्य को अपलोड किए बिना ऊपरी कंप्यूटर के डेटा को प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, इसलिए इसका नियंत्रण सीधे वायरलेस डेटा प्राप्त करने के रुकावट में पूरा किया जा सकता है। रुकावट प्राप्त करने वाले वायरलेस डेटा में, सभी टर्मिनल नोड्स प्राप्त नियंत्रण निर्देशों को नोड के नियंत्रण मापदंडों में ही अनुवाद करते हैं, और नोड के मुख्य कार्यक्रम में प्राप्त वायरलेस निर्देशों को संसाधित नहीं करते हैं।

4 ऑनलाइन डिबगिंग

केंद्रीय नियंत्रण प्रबंधन प्रणाली द्वारा जारी किए गए निश्चित उपकरणों के निर्देश कोड के लिए बढ़ती निर्देश कंप्यूटर के सीरियल पोर्ट के माध्यम से नियंत्रण केंद्र के MCU को भेजा जाता है, और दो-लाइन इंटरफ़ेस के माध्यम से समन्वयक को, और फिर समन्वयक द्वारा Zigbee टर्मिनल नोड को। जब टर्मिनल नोड डेटा प्राप्त करता है, तो डेटा को पीसी को सीरियल पोर्ट के माध्यम से फिर से भेजा जाता है। इस पीसी पर, Zigbee टर्मिनल नोड द्वारा प्राप्त डेटा की तुलना नियंत्रण केंद्र द्वारा भेजे गए डेटा के साथ की जाती है। केंद्रीय नियंत्रण प्रबंधन प्रणाली हर सेकंड 2 निर्देश भेजती है। 5 घंटे के परीक्षण के बाद, परीक्षण सॉफ्टवेयर रुक जाता है जब यह दिखाता है कि प्राप्त पैकेटों की कुल संख्या 36,000 पैकेट है। मल्टी-प्रोटोकॉल डेटा ट्रांसमिशन टेस्टिंग सॉफ्टवेयर के परीक्षण परिणाम चित्र 6 में दिखाए गए हैं। सही पैकेटों की संख्या 36 000 है, गलत पैकेट की संख्या 0 है, और सटीकता दर 100%है।

Zigbee तकनीक का उपयोग स्मार्ट होम की आंतरिक नेटवर्किंग को महसूस करने के लिए किया जाता है, जिसमें सुविधाजनक रिमोट कंट्रोल, नए उपकरणों के लचीले जोड़ और विश्वसनीय नियंत्रण प्रदर्शन के फायदे हैं। RFTD तकनीक का उपयोग उपयोगकर्ता की पहचान को महसूस करने और सिस्टम सुरक्षा में सुधार करने के लिए किया जाता है। जीएसएम मॉड्यूल की पहुंच के माध्यम से, रिमोट कंट्रोल और अलार्म फ़ंक्शंस का एहसास होता है।