基于PLC的智能家居控制系統(tǒng)的研究

李帥男

（吉林化工學(xué)院， 吉林 吉林 132000）

引言

PLC是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的主導(dǎo)產(chǎn)品，它的程序設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的可移植性，并且它能夠通過軟件來任意更改控制過程。編程簡單易學(xué)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與可靠性。PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制主要依靠傳感器以及軟件控制，能夠完全依靠傳感器的輸出來觸發(fā)。選用PLC作為智能家居控制系統(tǒng)的主控器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇[1]。

1 總體設(shè)計(jì)

智能家居控制系統(tǒng)主要包括自動(dòng)控制、信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警這三部分。PLC作為整個(gè)控制系統(tǒng)的控制器與處理器，其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是在控制自動(dòng)門和窗簾，另一方面在于智能家居的燈光及排風(fēng)扇的自動(dòng)控制。

2 PLC的選擇

本次設(shè)計(jì)中可選擇PLC的型號(hào)為S7-1200；S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級(jí)邏輯控制、HMI和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù)，對(duì)于需要網(wǎng)絡(luò)通信功能和單屏或多屏HMI的自動(dòng)化系統(tǒng)，易于設(shè)計(jì)和實(shí)施[2]。

3 GSM短信模塊介紹

GSM短信模塊是一種基于無線GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的工業(yè)級(jí)MODEM（調(diào)制解調(diào)器），它內(nèi)嵌入GSM無線通信模塊、集成卡槽、天線及各種外圍電路等。卡槽內(nèi)插入移動(dòng)運(yùn)營商的SIM卡，就可以建立與移動(dòng)運(yùn)營商的短信中心的無線連接的裝置。通過GSM短信模塊的連接就可以實(shí)現(xiàn)主控器與應(yīng)用系統(tǒng)之間短信的自由收發(fā)[3]。

4 電源模塊介紹

在本文智能家居控制系統(tǒng)中的硬件主控器PLC、PNP型接近開關(guān)、門控直流電機(jī)、窗簾控制直流電機(jī)均使用24 V直流電源；運(yùn)算放大器LM358使用15 V直流電源；煙霧傳感器、煤氣傳感器、人體紅外傳感器、蜂鳴器等使用5 V直流電。電源模塊設(shè)計(jì)電路圖如圖1所示。

5 傳感器及放大電路介紹

圖1 電源模塊設(shè)計(jì)電路圖

MQ-2煙霧傳感器將檢測到的煙霧濃度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，人們通過測量該電壓信號(hào)的大小就可以檢測到煙霧濃度大小，從而實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境的檢測與保護(hù)、警示等功能，其實(shí)物圖片如下頁圖2所示。

圖2 MQ-5實(shí)物圖

6 基于PT100的恒流源差分放大溫度變送電路

PT100是溫度探頭屬于鉑電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成近似勻速的增長。測溫范圍在-50～200℃，精度0.1。PT100溫度傳感器采用聚四氟乙烯鍍銀線，3芯鍍銀導(dǎo)體，耐溫高溫、耐腐蝕、耐酸堿、防水。采用環(huán)氧樹脂罐裝密封，絕不漏水，擁有高密度鍍銀屏蔽導(dǎo)線、316L精鋼保護(hù)管，能夠完美保護(hù)芯體，測溫反應(yīng)迅速[4]，如圖3所示。

7 結(jié)語

圖3 基于PT100的恒流源差分放大溫度變送電路

針對(duì)當(dāng)前家居環(huán)境的安防報(bào)警和智能控制的不足，本文設(shè)計(jì)了基于PLC技術(shù)與短信技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)，把短信報(bào)警技術(shù)和PLC自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了家居情況的監(jiān)測、安全防護(hù)與遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警、自動(dòng)控制。