一種聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板的研究

馬希旺

摘要：當(dāng)代樓宇住宅日益增多，人們對(duì)住宅的舒適性便捷性要求更高，需求更廣，智能家居產(chǎn)品也隨之應(yīng)運(yùn)而生且種類繁多，有線的智能家居產(chǎn)品布線復(fù)雜，施工麻煩，成本高昂。本文設(shè)計(jì)出了一種可將家中各個(gè)開關(guān)面板任意聯(lián)動(dòng)控制的系統(tǒng)，以增加使用者的便捷性，降低智能家居成本。

關(guān)鍵詞：聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板，智能家居，485總線

一、聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板系統(tǒng)構(gòu)成

聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板系統(tǒng)由聯(lián)動(dòng)主機(jī)、通訊線路、開關(guān)面板構(gòu)成，開關(guān)面板采集使用者輸入的按鍵信息，將數(shù)據(jù)通過通訊線路上傳至聯(lián)動(dòng)主機(jī)，聯(lián)動(dòng)主機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的控制指令下發(fā)控制命令，指定的開關(guān)面板收到指令后執(zhí)行相應(yīng)的操作。

（一）聯(lián)動(dòng)主機(jī)

聯(lián)動(dòng)主機(jī)是聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板系統(tǒng)的核心控制器，由電源模塊、通訊模塊、單片機(jī)、聲光指示模塊、射頻模塊、外接通訊模塊等組成，如圖1所示。聯(lián)動(dòng)主機(jī)獲取各個(gè)面板的按鍵信息，通過預(yù)先設(shè)置好的控制流程，將控制指令發(fā)送給對(duì)應(yīng)的受控面板。各個(gè)開關(guān)面板通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，但又自成系統(tǒng)，一旦聯(lián)動(dòng)主機(jī)發(fā)生故障，整個(gè)系統(tǒng)僅不能進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，但各個(gè)開關(guān)面板仍可以獨(dú)立運(yùn)行，不會(huì)影響到照明系統(tǒng)的基本功能。

（二）通訊線路

通訊線路采用RS-485串行總線，通訊距離因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及節(jié)點(diǎn)數(shù)量和連接方式而定，最遠(yuǎn)可高達(dá)1000米，RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力，可以適應(yīng)居室中的大多數(shù)干擾環(huán)境[1]。

（三）開關(guān)面板

開關(guān)面板是整個(gè)系統(tǒng)中的重要組成部分，也是系統(tǒng)中體現(xiàn)外觀的重要元件，能夠?yàn)橛脩籼峁┹^好的體驗(yàn)感。開關(guān)面板上的按鍵具有內(nèi)容指示燈和光圈指示燈，內(nèi)容指示燈可通過激光雕刻機(jī)進(jìn)行開關(guān)內(nèi)容定制，常亮顯示開關(guān)內(nèi)容，在用戶在夜晚也可以輕易的看到開關(guān)位置及控制內(nèi)容。

開關(guān)面板通過通訊模塊串聯(lián)在RS-485總線上，當(dāng)使用者按下開關(guān)面板按鍵時(shí)，開關(guān)面板向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)開關(guān)面板也可接收總線上的數(shù)據(jù)，并將對(duì)應(yīng)自身ID地址的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，執(zhí)行相應(yīng)操作。

二、聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板工作原理

聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板系統(tǒng)工作模式分為配置模式、調(diào)試模式和工作模式三種。

（一）配置模式

配置模式是將開關(guān)面板的工作類型和按鍵的類型進(jìn)行配置，通過電腦軟件與開關(guān)面板進(jìn)行串口通訊，通過設(shè)置電腦軟件的功能進(jìn)行面板的配置。

1、開關(guān)面板ID值配置

不同的開關(guān)面板擁有不一樣的ID值，主機(jī)會(huì)根據(jù)不同的ID值進(jìn)行有針對(duì)性的控制。開關(guān)面板配置的ID值從01—255均可選擇，使用者可通過選擇十進(jìn)制ID號(hào)對(duì)所有開關(guān)面板進(jìn)行統(tǒng)一配置。

2、開關(guān)面板功能配置

開關(guān)面板分為一鍵面板、三鍵面板、六鍵面板、單路窗簾、雙路窗簾五種功能。通過選擇電腦軟件上的面板功能，并在其對(duì)應(yīng)的界面進(jìn)行按鍵功能配置。開關(guān)面板的按鍵分為開關(guān)功能和情景功能，在對(duì)應(yīng)的界面中可進(jìn)行選擇，如圖2所示。將配置功能選擇好后寫入開關(guān)面板內(nèi)，開關(guān)面板即可執(zhí)行配置好的功能。

3、聯(lián)動(dòng)主機(jī)情景邏輯配置

聯(lián)動(dòng)主機(jī)在工作過程中需要識(shí)別每個(gè)開關(guān)面板觸發(fā)的按鍵信息，然后通過數(shù)據(jù)處理和邏輯分析后，將需要控制的指令發(fā)到數(shù)據(jù)總線上，所以在開關(guān)面板情景邏輯配置中先將控制的模式設(shè)置并寫入主機(jī)。如圖3所示。

在情景邏輯配置界面中，分為若干組條件，每個(gè)條件中設(shè)置唯一一個(gè)條件按鍵選項(xiàng)，選擇條件開關(guān)面板ID號(hào)、條件按鍵號(hào)、條件按鍵類型，選擇使能延時(shí)時(shí)間，以顯現(xiàn)智能控制延時(shí)的效果。在執(zhí)行欄中選擇受控的面板ID號(hào)、執(zhí)行按鍵號(hào)、執(zhí)行狀態(tài)。一個(gè)條件面板按鍵最多可延時(shí)254秒，最多可聯(lián)動(dòng)10個(gè)開關(guān)面板，最多可聯(lián)動(dòng)60個(gè)面板按鍵。

（二）調(diào)試模式

在布線完成后，首先將聯(lián)動(dòng)主機(jī)與總線首端連接，為聯(lián)動(dòng)主機(jī)供電并選擇為調(diào)試模式。當(dāng)安裝完一個(gè)開關(guān)面板時(shí)，按下任意鍵，開關(guān)面板將數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上，當(dāng)主機(jī)收到符合通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)包后，則會(huì)通過蜂鳴器發(fā)出提示音。通過此調(diào)試模式，現(xiàn)場(chǎng)施工的效率和品質(zhì)會(huì)更高。

（三）工作模式

在完成了配置模式和調(diào)試模式后，聯(lián)動(dòng)主機(jī)可與所有開關(guān)面板完成聯(lián)動(dòng)控制。工作模式可以由用戶提出方案，任意實(shí)現(xiàn)各種聯(lián)動(dòng)控制。

1、回家模式

回家模式是在夜晚主人回家時(shí)，家中光線昏暗，按下回家情景按鍵時(shí)，通往各個(gè)區(qū)域的輔助燈光亮起，為主人提供良好的通道照明，當(dāng)主人到達(dá)某個(gè)區(qū)域時(shí)，打開該區(qū)域的主照明燈，延時(shí)120秒之后，各個(gè)區(qū)域的輔助照明陸續(xù)關(guān)閉。

2、外出模式

外出模式是主人在家中已經(jīng)打開了若干盞燈時(shí)，需要外出時(shí)，僅需按下門口處的外出情景按鍵，即可將家中的燈光及窗簾或其他用電設(shè)備同時(shí)關(guān)閉，避免了主人逐個(gè)區(qū)域關(guān)閉燈光及設(shè)備，提高了主人生活效率。

三、結(jié)語

隨著人們生活水平的提高，對(duì)居室的舒適性、便捷性的要求日益增高，聯(lián)動(dòng)開關(guān)面板系統(tǒng)可根據(jù)用戶生活習(xí)慣和需求任意設(shè)計(jì)各種使用方案，是當(dāng)代科技與裝修的融合，也是生活品質(zhì)的另一種表現(xiàn)形式。

參考文獻(xiàn)：

[1]于月森，葉王慶.RS-485總線可靠性應(yīng)用研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2007年第23期.