智能家居PLC 控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計

趙 斌 叢炳坤 周君昌

（山東工業(yè)技師學(xué)院，山東 濰坊 261053）

智能家居是搭建在住宅平臺上的智能居住環(huán)境，它同時具備通訊、建筑、設(shè)備自動化、服務(wù)、管理、系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化功能。智能家居系統(tǒng)能有效改善家居環(huán)境和效果，提升家居舒適性、安全性以及方便性。

1 智能家居的工作概述

智能家居系統(tǒng)通過對各種傳感器和遙控設(shè)備傳送過來的信息進行分析處理，按照人們給定的設(shè)定程序，通過智能家居系統(tǒng)（包括傳感器、微處理器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、執(zhí)行器等），對智能家具設(shè)備、安防設(shè)備、用電設(shè)備等進行優(yōu)化組合控制，滿足人們對居住環(huán)境要求。智能家居PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示。家庭智能化實現(xiàn)的基礎(chǔ)，首先就是要開展家庭布線基礎(chǔ)建設(shè)，通過進行統(tǒng)一的布線規(guī)劃與控制管理，最終實現(xiàn)對智能家居的有效控制。在這個體系下，能夠?qū)崿F(xiàn)家居資源的共享，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多臺電腦聯(lián)網(wǎng)，還能完成更高層次的遠程數(shù)據(jù)控制，包括溫度控制、空氣環(huán)境控制等，并且在這個技術(shù)體系下，還能夠?qū)崿F(xiàn)多路電話的轉(zhuǎn)接、接聽。

圖1 智能家居PLC 控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

2 智能家居PLC 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)策略

2.1 家庭智能網(wǎng)關(guān)軟件

EOS、應(yīng)用程序和系統(tǒng)支持庫共同組成家庭智能網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)，家庭智能網(wǎng)關(guān)主要具有控制用戶終端和獲取智能家居控制系統(tǒng)運行的所有數(shù)據(jù)兩個作用。家庭智能網(wǎng)關(guān)通過識別安卓服務(wù)器發(fā)出的運行命令，將其與自身系統(tǒng)數(shù)據(jù)相匹配，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能網(wǎng)關(guān)的協(xié)調(diào)器內(nèi)，發(fā)揮協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)全面?zhèn)鬏敼δ埽褦?shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)入執(zhí)行器節(jié)點，由執(zhí)行器完成用戶指定的操作程序，最終達到用戶通過客戶移動終端遠程控制智能家居的目的。當(dāng)用戶發(fā)出對智能家居的控制信息時，家庭智能網(wǎng)關(guān)取到與用戶指令相對應(yīng)的傳感器具體數(shù)值。在具體智能家居控制系統(tǒng)中可通過Qt 完成應(yīng)用程序的開發(fā)工作，再通過linux 系統(tǒng)升級開發(fā)技術(shù)，完成上述操作后將其程序載入A8 網(wǎng)關(guān)中。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是智能家居控制系統(tǒng)中十分重要的部分，因此，在設(shè)計智能家居控制系統(tǒng)時應(yīng)加強對數(shù)據(jù)庫實用性的思考。通信網(wǎng)絡(luò)一般作為銜接要素，但在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，把其作為控制系統(tǒng)的獨立程序。實現(xiàn)在API 內(nèi)直接調(diào)用通信協(xié)議程序，提升數(shù)據(jù)交換速率的同時降低智能家居使用過程中總消耗。數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建的宿主機運行數(shù)據(jù)主要存儲在分開的單一文件中，所以整體設(shè)計相對直觀。控制系統(tǒng)運以用戶具體需求為起點，鎖定具體程序中的數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲。由于本文所述智能家居控制系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫為SQLite 系統(tǒng)，其在具體使用過程中可靠度度更高、更安全，使用更為便捷，操作性更強。“互聯(lián)網(wǎng)+”時代已經(jīng)來臨，設(shè)計并實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)將更符合當(dāng)代人的生活需求。

2.3 硬件設(shè)計

1） 安防系統(tǒng)，安防系統(tǒng)是整個PLC 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要是指通過智能家居控制器、可視對講監(jiān)控系統(tǒng)、家庭報警系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)對火災(zāi)報警、防盜報警、管道泄漏報警等，并提出相應(yīng)的檢測設(shè)備，包含圖1 中所介紹的智能防盜門。在硬件設(shè)計中，必須要通過安裝在住宅內(nèi)或者周圍的探測傳感器來收集相關(guān)資料，并將其上傳到智能家居控制器上進行識別，若智能控制器認為信息存在風(fēng)險，并會在第一時間發(fā)出警報，并通過無線傳輸基礎(chǔ)將相關(guān)信息上傳到居民手中。該系統(tǒng)的實現(xiàn)關(guān)鍵，就是各類傳感器，例如玻璃傳感器、天然氣傳感器等以及相對應(yīng)的防保系統(tǒng)、緊急求助系統(tǒng)等。

2） 遠程調(diào)控系統(tǒng)，在PLC 控制系統(tǒng)智能家居設(shè)計中，實現(xiàn)對家居的遠程調(diào)控成為系統(tǒng)的核心內(nèi)容，在該系統(tǒng)的硬件設(shè)計階段，應(yīng)該從移動控制主機入手，通過為居民提供一個完整的人機交互界面，讓用戶能夠在任何地點都能有效控制用電設(shè)備。在硬件系統(tǒng)實現(xiàn)中，居民通過手持機，依靠無線傳輸技術(shù)來向控制主機發(fā)送命令，實現(xiàn)對家居設(shè)備的控制。常見的手持機分別為平板電腦、智能手機等，依靠這個設(shè)備所提供的數(shù)據(jù)分析能力，實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的控制。例如，當(dāng)有客人造訪時，門禁系統(tǒng)都能通過設(shè)備采集造訪者的圖像資料，并將其發(fā)送到居民手持機上，居民可以通過手持機判斷是否與造訪者通話，也可以通過手持機直接打開門禁系統(tǒng)，讓造訪者進入。居民可以通過手持機，判斷當(dāng)前的室內(nèi)溫度，若發(fā)現(xiàn)室內(nèi)溫度環(huán)境不滿足自己的要求，就能通過手持機控制空調(diào)系統(tǒng)，營造自己喜歡的溫度環(huán)境。居民可以通過手持機與家中的傳感器相連接，觀察家里。

3 結(jié)語

總之，在未來工作中必須要進一步了解智能家居PLC控制系統(tǒng)的基本要求，能夠充分了解PLC 系統(tǒng)的基本特征，能夠從多方面入手，不斷優(yōu)化PLC 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，讓PLC控制系統(tǒng)能夠更好的滿足智能家居的使用要求，最終全面提高智能家居技術(shù)水平。