智能家居PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)研究

摘 要：隨著當(dāng)前人們生活質(zhì)量的提升，對居住環(huán)境和功能的要求也逐漸提升，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步則在這一過程中得到了廣泛的應(yīng)用，智能家居PLC控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)對人們的家居環(huán)境的改善有著重要的促進(jìn)作用。文章主要就智能家居PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際對職能家居PLC控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計及功能實(shí)現(xiàn)加以探究，希望此次理論研究能對實(shí)際操作起到一定指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：智能家居；PLC控制系統(tǒng)；軟硬件設(shè)計

引言

隨著人們生活水平的改善智能家居已經(jīng)有了大幅度提升，智能家居主要是建立在住宅平臺基礎(chǔ)上的，所以有著多種功能，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及管理方面都有著集中的體現(xiàn)。當(dāng)前的智能家居系統(tǒng)當(dāng)中所采用的八位或者是十六位單片機(jī)是智能控制的核心處理單元，在功能上也相對比較簡單化，擴(kuò)展性能相對較差，所以為能優(yōu)化這一控制系統(tǒng)，對其采取PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計策略，從而改善這一現(xiàn)狀。

1 智能家居PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢分析

地產(chǎn)業(yè)的智能化以及寬帶化的發(fā)展使得家居智能控制系統(tǒng)也成為主流，家居智能化在全國的發(fā)展比較迅速，這對家庭的安防工作有著重要的保障作用。智能家居自動控制過程中主要是通過對PLC以及多種軟件的應(yīng)用才能夠得以實(shí)現(xiàn)的智能控制，這在系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性方面能夠得到大幅度提升，對繼電器的使用得到了減少，從而就使得控制系統(tǒng)在結(jié)果上也比較簡便，對線路也有了優(yōu)化實(shí)現(xiàn)[1]。PLC系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)自動檢測故障以及顯示報警的功能，對檢修也比較方便，并能夠?qū)ο到y(tǒng)的控制方案在不改變硬件電路情況下得以有效實(shí)現(xiàn)，并在費(fèi)用上也能夠最少化。

2 智能家居PLC控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計及功能實(shí)現(xiàn)

2.1 智能家居PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

在智能家居PLC控制系統(tǒng)的電源模塊硬件設(shè)計過程中，整流是在通過具備單向?qū)щ娦栽骷⒋笮『头较蚪蛔兘涣麟娹D(zhuǎn)換成直流電的過程。單相整流電路分為單相半波整流電路以及全波整流電路等。對控制模塊的硬件設(shè)計過程中主要是通過歐姆龍的CPIL系列的PLC，其終端控制系統(tǒng)當(dāng)中主要控制電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在不同的機(jī)械裝置作用下控制自動門窗等終端設(shè)備運(yùn)行。保護(hù)模塊的硬件設(shè)計方面，為能有效對電機(jī)過載運(yùn)行以及電機(jī)堵轉(zhuǎn)過電流保護(hù)，要能對電路電流實(shí)施檢測，電流檢測模塊存在兩路信號輸出端，也就是采樣電流信號轉(zhuǎn)換電壓輸出端以及TTL高低電平信號輸出端[2]。

而在傳感器的信號采集硬件設(shè)計方面，智能家居傳感信號采集部分主要是由可編程序控制器PLC以及驅(qū)動執(zhí)行部分等構(gòu)成。遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計方面，這一系統(tǒng)是以手機(jī)短信的形式來借助GSM網(wǎng)絡(luò)所實(shí)現(xiàn)的信息模塊和可編程控制器PLC實(shí)施的信息交互，以此來對家庭設(shè)備以及家具環(huán)境的狀況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。

2.2 智能家居PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在智能家居PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計方面，其編程語言梯形圖是重要的設(shè)計內(nèi)容，PLC控制自動門系統(tǒng)軟件設(shè)計也是較為重要的設(shè)計內(nèi)容，其主要的功能就是結(jié)合用戶要求進(jìn)行自動開啟運(yùn)行和關(guān)閉等，并對運(yùn)行中的障礙物進(jìn)行檢測。傳感器信號采集軟件設(shè)計方面，對其設(shè)計的內(nèi)容主要有煙霧傳感器以及煤氣傳感器和溫濕度傳感器的檢測。在遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計方面，AT命令詳解，AT命令是用來配置MODEM和軟件共同工作并實(shí)現(xiàn)和遠(yuǎn)端系統(tǒng)實(shí)施通信，發(fā)送AT來引起調(diào)制解調(diào)器構(gòu)建上位機(jī)和短信模塊的連接，發(fā)送AT+CMGF=0<回車>，設(shè)定PDU發(fā)送模式，發(fā)送AT+CMGS=25<回 車>，設(shè)置數(shù)據(jù)包長度，接收，接下來就可以發(fā)送PDU數(shù)據(jù)包了[3]。

在PLC串口中斷程序的設(shè)計過程中，主要就是先通過指令進(jìn)行設(shè)定端口波特率，而后再通過指令對回波功能加以禁止，因?yàn)榛夭üδ苣軌驅(qū)φ{(diào)制解調(diào)器在收到指令后發(fā)送到發(fā)送方，從而給PLC編程帶來不便，在對這一功能禁止后就只進(jìn)行返回指令執(zhí)行結(jié)果。在控制系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)方面，采取開放源碼以及支持各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的Linux作為操作系統(tǒng)，將C語言以及Java當(dāng)做是軟件的開發(fā)語言并根據(jù)控制系統(tǒng)實(shí)際功能需要來完成各程序的移植。

2.3 智能家居PLC控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

智能家居PLC控制系統(tǒng)的功能是多樣的，在具體的實(shí)現(xiàn)上作者進(jìn)行分別分析。其中的空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑當(dāng)中智能系統(tǒng)的重要構(gòu)成，這一系統(tǒng)的PLC設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)空氣標(biāo)準(zhǔn)的自動化調(diào)節(jié)，并對空氣實(shí)施自動化的處理，從而使得濕度以及溫度等各個方面的標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)現(xiàn)?？照{(diào)系統(tǒng)的調(diào)溫主要是以人的感受為基礎(chǔ)，如果溫度超出人體舒適的范圍系統(tǒng)就會實(shí)施自動化的調(diào)節(jié)，從而將溫度達(dá)到一個合理化的范圍，對人的操作工作有了減少。

而在安防報警的功能方面，用戶家中安裝煙感傳感器以及門磁傳感器等，主要是對險情的發(fā)生進(jìn)行實(shí)施檢測。由于傳感器采集信號的形式不同，這就需要針對性地對信號進(jìn)行處理，可在報警信號傳入處理器前實(shí)施處理措施，處理器要能結(jié)合收到的報警信號把預(yù)存的相應(yīng)報警信息以短信形式發(fā)送到用戶手機(jī)上[4]。

對家居的燈光控制方面，這一系統(tǒng)能通過一個開關(guān)控制多個燈光，并且在整個網(wǎng)絡(luò)方面也能控制任意燈或者組燈。而控制的對象也能夠任意設(shè)置和改變。在門禁的控制方面，主要是通過單片機(jī)作為主控芯片，而外圍加上蜂鳴器對電路進(jìn)行控制。在用戶發(fā)出開門信號之后蜂鳴器控制電路就會發(fā)生動作而門禁控制器此時就會獲得允許，繼電器就將門鎖打開。

家居的烹飪系統(tǒng)過程中，由于當(dāng)前人們的工作壓力相對較大，在交通上比較擁堵，這就對早餐以及晚餐的問題造成了很大的困擾，怎樣解決這一問題就比較重要。在智能家居自動控制系統(tǒng)中能將人性化以及智能化家居管理的作用充分發(fā)揮，結(jié)合上班族的實(shí)際時間設(shè)置烹飪的方案，主要就是在時間上的設(shè)置，系統(tǒng)能夠自動化的開啟按鈕進(jìn)行烹飪系統(tǒng)的運(yùn)行。

除此之外的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)方面，不管是工控領(lǐng)域或者是消費(fèi)電子領(lǐng)域，已經(jīng)愈來愈多的產(chǎn)品對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的支持平臺進(jìn)行應(yīng)用。智能家居主機(jī)在系統(tǒng)中就好比是人的大腦，并且所有命令都需要通過主機(jī)進(jìn)行完成，家庭設(shè)備的日常管理和自動化控制系統(tǒng)的關(guān)系非常緊密，其和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等結(jié)為一體[5]。智能家居內(nèi)各種的設(shè)備在主機(jī)相互間能進(jìn)行通訊，并不需要用戶指揮。例如在防盜系統(tǒng)方面，通過PLC設(shè)計的防盜系統(tǒng)能夠起到監(jiān)視以及保護(hù)的作用。

3 結(jié)束語

總而言之，家居智能化的領(lǐng)域?qū)LC控制系統(tǒng)的應(yīng)用在將來的發(fā)展過程中將會成為主流，當(dāng)前這一方面還有著諸多的不足之處有待完善，所以在未來的發(fā)展中，不僅要能在技術(shù)上得以更新發(fā)展，同時在經(jīng)濟(jì)效益上也要能夠最大化的呈現(xiàn)。由于文章篇幅限制不能進(jìn)一步深化探究，希望通過此次理論研究能起到拋磚引玉的作用以待后來者居上。

參考文獻(xiàn)

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[3]吾買爾·吐爾遜，穆哈西，夏慶成.基于PLC的溫室大棚自動防風(fēng)監(jiān)控裝置設(shè)計[J].農(nóng)機(jī)化研究，2015（2）.

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[5]付煥森，李元貴，張雪蓮，等.智能專家系統(tǒng)在蔬菜溫室大棚種植中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報，2014（1）.

作者簡介：李昊（1992-），男，安徽省宿州人，工作單位：河海大學(xué)文天學(xué)院，職務(wù)：學(xué)生，研究方向：單片機(jī)。