智能小區設計與開發

張桉實 胡元元

沈陽工學院信息與控制學院

智能小區設計與開發

張桉實 胡元元

沈陽工學院信息與控制學院

1 引言

1.1 設計初衷

中國建筑智能化是逐步發展起來的，人們對工作和生活環境越來越高的需求，以及影響建筑智能化的信息技術的不斷進步，構成了推動建筑智能化不斷發展的主要動力。

隨著現代通信技術和自動控制技術的迅速發展，智能化小區在發達國家應運而生。它通過對社區建筑群四個基本要素的優化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效、舒適、溫馨、便利以及安全的居住環境。

近幾年，各地政府主管部門以及房產開發商越來越重視智能化小區的開發和建設，并提出了實現住宅小區智能化的總體目標，以此來提高住宅的科技含量和居住水平，以適應21世紀的現代化居住生活的需要。

面對這樣的趨勢，想要構建一套模擬智能小區模型的想法應運而生。

1.2 適用范圍

這款模擬智能小區模型，雖然結構簡單，但能實現局域網遠程訪問控制，同時也可對模擬小區模型環境內的一些數據進行檢測，通過繼電器鏈接到真正的水泵上、電燈上。如果規劃合理，完全可以應用在真正的小區環境中，實現智能小區的一部分功能，體驗智能小區生活。

1.3 開發工具

①數據實體圖和功能模塊圖設計：WPS2016；②開發工具：Eclipse、Java、IAR(8051)、單片機開發板、Android平板電腦。

2 系統概述

2.1 系統總體結構

智能小區包括三個部分：主控芯-AT89C52、環境監控部分-各種傳感器、小區外部控制部分-各種外部設備。

由PC端監控系統與CC2530結合控制本系統。系統通過溫度傳感器ds18b20將周圍環境中的溫度檢測出來傳送至單片機，通過光照強度傳感器BH1750FVI實時檢測環境中光照強度，通過溫濕度傳感器DHT11檢測空氣中的濕度并由相應的模塊做出調節。利用PC端監控系統控制繼電器進而控制外部設備的開啟與關閉。

2.2 系統功能模塊

智能小區系統包含了兩大模塊，分別是監控系統和控制系統。監控系統主要是通過PC機端和安卓移動終端對小區內環境進行監測，控制系統分為綠化控制和燈光控制。

3 系統實現

3.1 傳感器部分

我們采用的單片機是CC2530模塊，具有極強的運算能力和極強的中斷響應能力，并且具有通用的架構，簡易的開發流程，豐富的模擬外設和通信接口，豐富的設計及低廉的價格等特點。還具有大量的內存存儲數據，具有低電壓供電，體積小，反應快等特點，可靈活應用于各種控制領域，提供許多高性比的應用場合。

所有用到的傳感器和作用如下：

（1）溫度傳感器由兩種不同的材質做成，通過對周圍溫度的感應，輸出電位差的變化量給終端，終端進行處理，顯示出周圍的具體溫度，提醒人們當前監測的溫度變化。如設備的溫度，防止設備燒壞。

（2）光傳感器利用光敏元件將光信號轉換成電信號，傳給終端進行處理，實時的告訴人們周圍的光照強度，根據光照強度智能調節燈光，節省能源，提供使人舒適的光照環境。

（3）利用氣敏傳感器來感應小區的煤氣或者液化氣是否泄露，能有效的防范火災的發生。

（4）利用人體紅外傳感器來感應周圍是否有人經過，以便提示防護人員禁止進入的區域進入外人，路燈在夜間也可以根據傳感器提供照明。

3.2 PC-服務器端

智能小區的PC服務器端口，作為整套設備的核心設備，它具備服務器開放或者關閉的選擇，傳感器接收數據的顯示，和遠程Android數據的傳輸功能，并可以根據每個傳感器所檢測的數據對每項數據形成折線圖，顯示在電腦界面。

3.3 Android手機端

用戶通過安裝在Android平板電腦平臺的“智能小區”手機軟件APP對傳感器節點所檢測到的數據和用電器的狀態進行查看，同時可以根據用電器狀態進行調整。如控制路燈的開關、噴泉的情況等。

3.4 應用流程

硬件連接：選擇五塊開發板，選擇其中一個當網關節點，連接電腦做為服務器。將其余4個開發板分別連入220V電燈、12V路燈、12V紅綠指示燈。

電腦端調試：將網關節點接入電腦，并且讓電腦出于任意一個局域網內，打開電腦終端軟件。

之后點擊“打開”按鈕，開啟網關節點，再點擊“自動刷新開”，獲取傳感器所檢測到的數據，顯示在電腦終端。

此時，可以查看到每個傳感器節點所檢測到的數據，并在右側的窗口繪制折線圖。同時可以點擊軟件左下方的開關按鈕控制每個節點所連接的用電器，因為本次演示所連接的用電器有220V路燈、12V紅綠指示燈、12V水泵。所以我們點擊開關，讓他們于工作狀態。

同時我們可以通過Android手機軟件控制這套設備。首先將手機和電腦終端服務器置于同一個局域網內。通過在手機端輸入電腦終端的IP地址鏈接服務器。

鏈接成功后，此時可以在手機端對整套設備進行控制，如查看傳感器節點檢測到的數據、控制用電器的工作狀態

4 系統創新點

本次作品系統追求高性價比、高可維護性、安裝操作簡單、適用范圍廣。力求以最簡單的方法解決最普遍的智能小區需求。隨著智能設備的發展和成本的降低，智能小區控制系統必然會和傳統設備行業結合，從而使智能小區系統更加完善。通過系統的整合，使整個系統的安裝和調試更加系統化，減少重復投資，降低安裝和調試的費用，生產物美價廉的小區化產品，使智能小區得到更好的普及。

胡元元