基于wincc的智能家居虛擬平臺的設計與實現

沈陽工學院信息與控制學院 任天放 蔣石軍 石佳琦 李姿

1 設計背景

隨著現代科學技術的不斷發展、生產力的不斷提升，人們越來越注重生活品質，由此智能家居產品逐漸走入大眾的視線。例如，在家居產品中掃地機器人可以幫助人們清潔家中的衛生，不僅方便快捷，還能節約人們的寶貴時間。智能家居的發展越來越依賴于人機交互，所以針對人們的真實需求，本次設計采用人臉檢測與識別技術，設計一套基于人臉檢測與識別的智能家居系統。本次項目設計的智能家居控制系統，包括控制系統主頁面、房間控制中心、安全保護系統人臉檢測、人臉識別系統、手機控制系統。

2 設計原理

使用winCC軟件進行的設計主要完成了智能家居控制系統的主界面、房間控制中心畫面和安全保護系統開啟的畫面。圖1為智能家居控制系統的登錄界面，我們可以通過改界面來觀測，通過智能的算法，模擬出傳感器的功能以及舵機的運行，通過熱水器自動調節溫度，保持恒溫的狀態，而且最后設置了安全防護系統。

圖2 為房間控制中心畫面，它是一個總覽全過程的圖，把房屋之中需要控制的參數全部表示了出來，可以直接在家通過控制來進行體驗。

圖2 房間控制中心畫面

通過西門子S7-1200PLC軟件進行的設計，對系統人數和燈進行計算。其中人臉視識別控制部分系統流程圖如圖3所示。

圖3 人臉識別主要流程圖

通過C++軟件設計人臉識別系統，我們采用了OPenCV中的libfacecation的包，包的資料已經上傳到文件夾內，然后通過libfacecation識別的模塊進行截圖，傳到另一個C++的程序里面，打開C++程序的軟件為VS（Visual Studio 2017）。具體方法，部分代碼如圖4所示。

圖4 部分組態程序

3 結語

在本次設計中，借助西門子WinCC和S7-1200PLC、C++和opencv等軟件設計了一套智能家居模擬平臺，用來模擬智能家居產品以互聯網為基礎，將每一件終端設備經過信息技術對接網絡，達到遠程控制的效果。同時，我們在理解智能家居體系結構、特點及安防系統運行原理的基礎上，分析了開發基于wincc的智能家居虛擬平臺的現實意義及市場前景，同時闡述了基于plc構建智能家居系統的可行性及運行原理，設計了一套基于PLC的智能家居控制系統，并對各模塊進行了詳細的分析和設計，所設計的系統具有良好的開放性。