智能家居PLC 控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)

趙 斌 叢炳坤 周君昌

（山東工業(yè)技師學(xué)院，山東 濰坊 261053）

智能家居是搭建在住宅平臺(tái)上的智能居住環(huán)境，它同時(shí)具備通訊、建筑、設(shè)備自動(dòng)化、服務(wù)、管理、系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化功能。智能家居系統(tǒng)能有效改善家居環(huán)境和效果，提升家居舒適性、安全性以及方便性。

1 智能家居的工作概述

智能家居系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各種傳感器和遙控設(shè)備傳送過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行分析處理，按照人們給定的設(shè)定程序，通過(guò)智能家居系統(tǒng)（包括傳感器、微處理器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、執(zhí)行器等），對(duì)智能家具設(shè)備、安防設(shè)備、用電設(shè)備等進(jìn)行優(yōu)化組合控制，滿足人們對(duì)居住環(huán)境要求。智能家居PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示。家庭智能化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，首先就是要開(kāi)展家庭布線基礎(chǔ)建設(shè)，通過(guò)進(jìn)行統(tǒng)一的布線規(guī)劃與控制管理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居的有效控制。在這個(gè)體系下，能夠?qū)崿F(xiàn)家居資源的共享，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)電腦聯(lián)網(wǎng)，還能完成更高層次的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制，包括溫度控制、空氣環(huán)境控制等，并且在這個(gè)技術(shù)體系下，還能夠?qū)崿F(xiàn)多路電話的轉(zhuǎn)接、接聽(tīng)。

圖1 智能家居PLC 控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

2 智能家居PLC 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)策略

2.1 家庭智能網(wǎng)關(guān)軟件

EOS、應(yīng)用程序和系統(tǒng)支持庫(kù)共同組成家庭智能網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)，家庭智能網(wǎng)關(guān)主要具有控制用戶終端和獲取智能家居控制系統(tǒng)運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)兩個(gè)作用。家庭智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)識(shí)別安卓服務(wù)器發(fā)出的運(yùn)行命令，將其與自身系統(tǒng)數(shù)據(jù)相匹配，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能網(wǎng)關(guān)的協(xié)調(diào)器內(nèi)，發(fā)揮協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)全面?zhèn)鬏敼δ?，把?shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)入執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)，由執(zhí)行器完成用戶指定的操作程序，最終達(dá)到用戶通過(guò)客戶移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制智能家居的目的。當(dāng)用戶發(fā)出對(duì)智能家居的控制信息時(shí)，家庭智能網(wǎng)關(guān)取到與用戶指令相對(duì)應(yīng)的傳感器具體數(shù)值。在具體智能家居控制系統(tǒng)中可通過(guò)Qt 完成應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)工作，再通過(guò)linux 系統(tǒng)升級(jí)開(kāi)發(fā)技術(shù)，完成上述操作后將其程序載入A8 網(wǎng)關(guān)中。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是智能家居控制系統(tǒng)中十分重要的部分，因此，在設(shè)計(jì)智能家居控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)用性的思考。通信網(wǎng)絡(luò)一般作為銜接要素，但在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，把其作為控制系統(tǒng)的獨(dú)立程序。實(shí)現(xiàn)在API 內(nèi)直接調(diào)用通信協(xié)議程序，提升數(shù)據(jù)交換速率的同時(shí)降低智能家居使用過(guò)程中總消耗。數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建的宿主機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)在分開(kāi)的單一文件中，所以整體設(shè)計(jì)相對(duì)直觀。控制系統(tǒng)運(yùn)以用戶具體需求為起點(diǎn)，鎖定具體程序中的數(shù)據(jù)文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)。由于本文所述智能家居控制系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)為SQLite 系統(tǒng)，其在具體使用過(guò)程中可靠度度更高、更安全，使用更為便捷，操作性更強(qiáng)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)將更符合當(dāng)代人的生活需求。

2.3 硬件設(shè)計(jì)

1） 安防系統(tǒng)，安防系統(tǒng)是整個(gè)PLC 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要是指通過(guò)智能家居控制器、可視對(duì)講監(jiān)控系統(tǒng)、家庭報(bào)警系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火災(zāi)報(bào)警、防盜報(bào)警、管道泄漏報(bào)警等，并提出相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備，包含圖1 中所介紹的智能防盜門。在硬件設(shè)計(jì)中，必須要通過(guò)安裝在住宅內(nèi)或者周圍的探測(cè)傳感器來(lái)收集相關(guān)資料，并將其上傳到智能家居控制器上進(jìn)行識(shí)別，若智能控制器認(rèn)為信息存在風(fēng)險(xiǎn)，并會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，并通過(guò)無(wú)線傳輸基礎(chǔ)將相關(guān)信息上傳到居民手中。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵，就是各類傳感器，例如玻璃傳感器、天然氣傳感器等以及相對(duì)應(yīng)的防保系統(tǒng)、緊急求助系統(tǒng)等。

2） 遠(yuǎn)程調(diào)控系統(tǒng)，在PLC 控制系統(tǒng)智能家居設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的遠(yuǎn)程調(diào)控成為系統(tǒng)的核心內(nèi)容，在該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該從移動(dòng)控制主機(jī)入手，通過(guò)為居民提供一個(gè)完整的人機(jī)交互界面，讓用戶能夠在任何地點(diǎn)都能有效控制用電設(shè)備。在硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，居民通過(guò)手持機(jī)，依靠無(wú)線傳輸技術(shù)來(lái)向控制主機(jī)發(fā)送命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備的控制。常見(jiàn)的手持機(jī)分別為平板電腦、智能手機(jī)等，依靠這個(gè)設(shè)備所提供的數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的控制。例如，當(dāng)有客人造訪時(shí)，門禁系統(tǒng)都能通過(guò)設(shè)備采集造訪者的圖像資料，并將其發(fā)送到居民手持機(jī)上，居民可以通過(guò)手持機(jī)判斷是否與造訪者通話，也可以通過(guò)手持機(jī)直接打開(kāi)門禁系統(tǒng)，讓造訪者進(jìn)入。居民可以通過(guò)手持機(jī)，判斷當(dāng)前的室內(nèi)溫度，若發(fā)現(xiàn)室內(nèi)溫度環(huán)境不滿足自己的要求，就能通過(guò)手持機(jī)控制空調(diào)系統(tǒng)，營(yíng)造自己喜歡的溫度環(huán)境。居民可以通過(guò)手持機(jī)與家中的傳感器相連接，觀察家里。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，在未來(lái)工作中必須要進(jìn)一步了解智能家居PLC控制系統(tǒng)的基本要求，能夠充分了解PLC 系統(tǒng)的基本特征，能夠從多方面入手，不斷優(yōu)化PLC 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，讓PLC控制系統(tǒng)能夠更好的滿足智能家居的使用要求，最終全面提高智能家居技術(shù)水平。