智能家居PLC控制系統實現研究

摘 要：隨著當前人們生活質量的提升，對居住環境和功能的要求也逐漸提升，科學技術的進步則在這一過程中得到了廣泛的應用，智能家居PLC控制系統的實現對人們的家居環境的改善有著重要的促進作用。文章主要就智能家居PLC控制系統的優勢進行分析，并結合實際對職能家居PLC控制系統的軟硬件設計及功能實現加以探究，希望此次理論研究能對實際操作起到一定指導作用。

關鍵詞：智能家居；PLC控制系統；軟硬件設計

引言

隨著人們生活水平的改善智能家居已經有了大幅度提升，智能家居主要是建立在住宅平臺基礎上的，所以有著多種功能，其在系統結構以及管理方面都有著集中的體現。當前的智能家居系統當中所采用的八位或者是十六位單片機是智能控制的核心處理單元，在功能上也相對比較簡單化，擴展性能相對較差，所以為能優化這一控制系統，對其采取PLC控制系統的設計策略，從而改善這一現狀。

1 智能家居PLC控制系統的優勢分析

地產業的智能化以及寬帶化的發展使得家居智能控制系統也成為主流，家居智能化在全國的發展比較迅速，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以及多種軟件的應用才能夠得以實現的智能控制，這在系統運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在結果上也比較簡便，對線路也有了優化實現[1]。PLC系統能有效實現自動檢測故障以及顯示報警的功能，對檢修也比較方便，并能夠對系統的控制方案在不改變硬件電路情況下得以有效實現，并在費用上也能夠最少化。

2 智能家居PLC控制系統的軟硬件設計及功能實現

2.1 智能家居PLC控制系統的硬件設計

在智能家居PLC控制系統的電源模塊硬件設計過程中，整流是在通過具備單向導電性元器件將大小和方向交變交流電轉換成直流電的過程。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，其終端控制系統當中主要控制電動機運轉，在不同的機械裝置作用下控制自動門窗等終端設備運行。保護模塊的硬件設計方面，為能有效對電機過載運行以及電機堵轉過電流保護，要能對電路電流實施檢測，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以及驅動執行部分等構成。遠程監測系統硬件設計方面，這一系統是以手機短信的形式來借助GSM網絡所實現的信息模塊和可編程控制器PLC實施的信息交互，以此來對家庭設備以及家具環境的狀況實現遠程監測。

2.2 智能家居PLC控制系統的軟件設計

在智能家居PLC控制系統的軟件設計方面，其編程語言梯形圖是重要的設計內容，PLC控制自動門系統軟件設計也是較為重要的設計內容，其主要的功能就是結合用戶要求進行自動開啟運行和關閉等，并對運行中的障礙物進行檢測。傳感器信號采集軟件設計方面，對其設計的內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。在遠程監測系統的軟件設計方面，AT命令詳解，AT命令是用來配置MODEM和軟件共同工作并實現和遠端系統實施通信，發送AT來引起調制解調器構建上位機和短信模塊的連接，發送AT+CMGF=0<回車>，設定PDU發送模式，發送AT+CMGS=25<回 車>，設置數據包長度，接收，接下來就可以發送PDU數據包了[3]。

在PLC串口中斷程序的設計過程中，主要就是先通過指令進行設定端口波特率，而后再通過指令對回波功能加以禁止，因為回波功能能夠對調制解調器在收到指令后發送到發送方，從而給PLC編程帶來不便，在對這一功能禁止后就只進行返回指令執行結果。在控制系統軟件的實現方面，采取開放源碼以及支持各種網絡協議的Linux作為操作系統，將C語言以及Java當做是軟件的開發語言并根據控制系統實際功能需要來完成各程序的移植。

2.3 智能家居PLC控制系統的功能實現

智能家居PLC控制系統的功能是多樣的，在具體的實現上作者進行分別分析。其中的空調系統是智能建筑當中智能系統的重要構成，這一系統的PLC設計能夠實現空氣標準的自動化調節，并對空氣實施自動化的處理，從而使得濕度以及溫度等各個方面的標準得以實現。空調系統的調溫主要是以人的感受為基礎，如果溫度超出人體舒適的范圍系統就會實施自動化的調節，從而將溫度達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，主要是對險情的發生進行實施檢測。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行處理，可在報警信號傳入處理器前實施處理措施，處理器要能結合收到的報警信號把預存的相應報警信息以短信形式發送到用戶手機上[4]。

對家居的燈光控制方面，這一系統能通過一個開關控制多個燈光，并且在整個網絡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置和改變。在門禁的控制方面，主要是通過單片機作為主控芯片，而外圍加上蜂鳴器對電路進行控制。在用戶發出開門信號之后蜂鳴器控制電路就會發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。

家居的烹飪系統過程中，由于當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中能將人性化以及智能化家居管理的作用充分發揮，結合上班族的實際時間設置烹飪的方案，主要就是在時間上的設置，系統能夠自動化的開啟按鈕進行烹飪系統的運行。

除此之外的遠程監控功能的實現方面，不管是工控領域或者是消費電子領域，已經愈來愈多的產品對網絡技術為基礎的支持平臺進行應用。智能家居主機在系統中就好比是人的大腦，并且所有命令都需要通過主機進行完成，家庭設備的日常管理和自動化控制系統的關系非常緊密，其和計算機網絡以及網絡通訊技術等結為一體[5]。智能家居內各種的設備在主機相互間能進行通訊，并不需要用戶指揮。例如在防盜系統方面，通過PLC設計的防盜系統能夠起到監視以及保護的作用。

3 結束語

總而言之，家居智能化的領域對PLC控制系統的應用在將來的發展過程中將會成為主流，當前這一方面還有著諸多的不足之處有待完善，所以在未來的發展中，不僅要能在技術上得以更新發展，同時在經濟效益上也要能夠最大化的呈現。由于文章篇幅限制不能進一步深化探究，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

[1]吳小偉，武文娟.溫室環境在線控制方式應用分析[J].江蘇農機化，2015（2）.

[2]白文新.西門子S7-200 smart PLC在智能家居系統中的應用[J].機電信息，2015（9）.

[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監控裝置設計[J].農機化研究，2015（2）.

[4]燕林滋，仲軍.基于可編程控制器的智能居住環境的應用研究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2015（1）.

[5]付煥森，李元貴，張雪蓮，等.智能專家系統在蔬菜溫室大棚種植中的應用[J].中國農機化學報，2014（1）.

作者簡介：李昊（1992-），男，安徽省宿州人，工作單位：河海大學文天學院，職務：學生，研究方向：單片機。