基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能開關(guān)控制系統(tǒng)

彭大成　彭晨　任仁凱

摘 要： 現(xiàn)有的智能家居中的閥門或者開關(guān)一般用的是手動(dòng)遙控，雖然可以遠(yuǎn)程操控，但是依舊擺脫不了對多種開關(guān)繁瑣的操作。為了克服以上缺點(diǎn)，在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開發(fā)了一個(gè)根據(jù)家中人數(shù)情況自動(dòng)運(yùn)行的智能開關(guān)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件由主控板、發(fā)射板、接收板、驅(qū)動(dòng)板、人體檢測裝置、無線收發(fā)裝置和開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)裝置等組成。在主控板的單片機(jī)中燒錄控制程序系統(tǒng)就可以投入運(yùn)行。該系統(tǒng)利用抗干擾激光技術(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)進(jìn)出大門的人數(shù)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)人數(shù)情況自動(dòng)開合開關(guān)的功能，在測試實(shí)驗(yàn)中連續(xù)運(yùn)行30個(gè)小時(shí)后，運(yùn)行穩(wěn)定，誤碼率低。該系統(tǒng)解決了智能家居的開關(guān)智能控制問題，具有安全、高效的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 智能開關(guān)控制； 無線網(wǎng)； 激光技術(shù)； 單片機(jī)

中圖分類號(hào)： TN92?34； TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）19?0132?04

Intelligent switch control system based on wireless network

PENG Da?cheng， PENG Chen， REN Ren?kai

（School of electrical and automation engineering， Nanjing Normal University， Nanjing 210042， China）

Abstract： The remote manual control is generally used for valve or switch in the smart home. Although they can be controlled remotely， people still cant operate them in a easy way. An intelligent switch control system was developed in wireless network， which can operate automatically according to the number of people at home. The system consists of the main control board， emission board， receiving board， driver board， human body detection device， wireless transceiver and switch drive device. This system can be put into operation after burning the control program to the micro control unit （MCU）. The anti?interference laser technology is used in the system to count the number of people in and out of the door to realize the functions of automatically turning?on or ?off the switch according to the number of people at home. It had low error rate worked stable in a test of 30 h. This system solved the on?off intelligent control problem of the smart home. It is safe and efficient.

Keywords： intelligent switch control； wireless network； laser technology； MCU

0 引 言

隨著科技的發(fā)展，與智能家居相關(guān)的設(shè)備逐漸走入了人們的家中。南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司提出的自我搭建智能家居的平臺(tái)，使得手動(dòng)搭建智能家居變成可能[1]；海爾推出的智能云家電，實(shí)現(xiàn)了家電終端生產(chǎn)與智能家居平臺(tái)的結(jié)合[2]。這些產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了家居生活的智能和遠(yuǎn)程控制，但是目前很少有商家能考慮到家中開關(guān)的智能控制，開關(guān)的智能控制能從源頭上解決安防問題，并且更加穩(wěn)定。

現(xiàn)代家庭中的閥門和開關(guān)的控制至關(guān)重要，大量媒體報(bào)道過由于電源沒有關(guān)閉造成的漏電和火災(zāi)，或者冬天出門時(shí)候由于忘記關(guān)閉閥門而造成的水管破裂[3]。目前市場有關(guān)家中開關(guān)器件和閥門的產(chǎn)品比較少，杭州晶控電子有限公司智能家居平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對于家中開關(guān)和閥門的遠(yuǎn)程控制，人們從手機(jī)和電腦上就可以控制家中的開關(guān)器件，但是在手動(dòng)控制的情況下依然會(huì)出現(xiàn)人為忘記開合開關(guān)引起的不必要的事故或者麻煩。采用自動(dòng)開關(guān)控制系統(tǒng)后，人們不需要對家中的電氣開關(guān)和閥門進(jìn)行控制，該系統(tǒng)的傳感器會(huì)自動(dòng)檢測到家中的人數(shù)，從而對家中閥門和開關(guān)的開合進(jìn)行控制。智能開關(guān)控制系統(tǒng)節(jié)省了勞動(dòng)力，增加了生活的安全性。文獻(xiàn)[4]強(qiáng)調(diào)家中閥門安全性的自動(dòng)檢測危險(xiǎn)的閥門。文獻(xiàn)[5?6]側(cè)重于從公共場所安全的角度來設(shè)計(jì)的門禁系統(tǒng)。由于是在公共場所，所以要對進(jìn)出人員特征進(jìn)行識(shí)別，如攝像頭檢測人臉特征或者指紋檢測器檢測出指紋特征。而本文側(cè)重于對家庭中的閥門和開關(guān)器件的統(tǒng)一控制和危險(xiǎn)預(yù)防，家庭不是公共場合，對人員特征的識(shí)別可以減弱而方便性卻可以變強(qiáng)。采用自動(dòng)開關(guān)控制系統(tǒng)在節(jié)省人力和能源的情況下還做到了對于危險(xiǎn)事件的預(yù)防。

1 系統(tǒng)硬件框架

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)由主控板、第一發(fā)射板、第二發(fā)射板、接收板、驅(qū)動(dòng)板、人體檢測裝置、無線收發(fā)裝置和開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)裝置組成。人體檢測裝置的發(fā)射端分別設(shè)置在第一發(fā)射板（c）和第二發(fā)射板（d）上，接收端分別設(shè)置在主控板（a）和接收板（b）上；無線收發(fā)裝置的發(fā)射端設(shè)置在主控板（a）上，接收端設(shè)置在驅(qū)動(dòng)板上（驅(qū)動(dòng)板不在圖中顯示，而是在控制終端，驅(qū)動(dòng)板和開關(guān)器件與整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系如圖2所示）；開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在驅(qū)動(dòng)板上并與開關(guān)器件相連；主控板中包括主控制模塊、電源模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，主控板和第一發(fā)射板、接收板和第二發(fā)射板分別安裝在門框（e）兩邊并且高度兩兩對應(yīng)。門框的邊緣安裝檢測門開閉狀態(tài)的傳感器，當(dāng)家中的門關(guān)閉的時(shí)候，節(jié)能模塊啟動(dòng)，關(guān)閉系統(tǒng)的供電，在關(guān)閉前系統(tǒng)每隔5 ms就會(huì)將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于單片機(jī)的E2PROM中。當(dāng)門再次開啟時(shí)，單片機(jī)首先會(huì)讀取存儲(chǔ)于E2PROM中的數(shù)據(jù)，繼上次記錄的數(shù)據(jù)繼續(xù)運(yùn)行。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中如果運(yùn)行時(shí)間過長或者有類似人的物體經(jīng)過，在統(tǒng)計(jì)人數(shù)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。當(dāng)錯(cuò)誤出現(xiàn)的時(shí)候，只需清空家中的人數(shù)后按下清零按鈕就可以將人數(shù)與房屋中具體人數(shù)對應(yīng)上。如果系統(tǒng)的程序運(yùn)行出現(xiàn)了錯(cuò)誤，則按下故障處理按鈕就可以使程序正常運(yùn)行。

1.1 主控板模塊

本文選擇的是飛思卡爾的XS128單片機(jī)，此單片機(jī)為16位單片機(jī)，工作頻率在20～40 MHz之間。自帶有E2PROM，AD，IO，SPI等模塊。XS128芯片為以后的模塊擴(kuò)展提供了便利的條件。系統(tǒng)由如下幾部分組成。

1.2 傳感器模塊

傳感器主要功能是要確定人行走的方向，可以用超聲波、紅外或者激光器件來檢測。超聲波器件的優(yōu)點(diǎn)是只需在一邊安裝傳感器的發(fā)射和接收裝置，在安裝上比較簡潔；缺點(diǎn)是由于人衣服以及體型的變化，會(huì)造成嚴(yán)重的誤檢測。紅外傳感器可以采用漫反射和直射兩種安裝方式，優(yōu)點(diǎn)是肉眼看不見，不會(huì)打擾到人們的視線，缺點(diǎn)是無論用哪種安裝方式，失誤率也很高。激光傳感器也可以選擇漫反射和直射兩種安裝方式，經(jīng)過試驗(yàn)，決定采用出錯(cuò)率比較低的直射方式，缺點(diǎn)是需要采用在門框兩邊一收一發(fā)的安裝方式，安裝比較繁瑣。發(fā)射端對發(fā)射出的光做調(diào)制處理，把發(fā)射出的光調(diào)制成頻率為180 kHz波長為650 nm的調(diào)制光，其原理圖如圖3所示。MOD1是可以發(fā)出頻率為180 kHz波形的調(diào)制管，[L1]是可以發(fā)出波長為650 nm波段光的激光管。用調(diào)制管控制激光管通斷，就可以調(diào)制成頻率為180 kHz波長為650 nm的調(diào)制光。

接收端傳感器對應(yīng)接收頻率為180 kHz波長為650 nm的調(diào)制光信號(hào)，其電路圖如圖4所示。REC1是對波長為650 nm的光敏感同時(shí)只能通過頻率為180 kHz的光傳感器，通過增加光攜帶的信息，解決了與太陽光混淆的問題。最終決定采用兩邊分別兩個(gè)激光管，一收一發(fā)來檢測人體的移動(dòng)方向。激光傳感器用波長為650 nm的激光管，接收傳感器用接收頻率為180 kHz光的傳感器，激光管采用頻率為180 kHz的調(diào)制管來控制其閃動(dòng)的頻率。如果接收管接收到波長為650 nm頻率為180 kHz的調(diào)制光，則會(huì)由高電平變成低電平，主控芯片接收到相應(yīng)信號(hào)以后則對人數(shù)進(jìn)行判斷。

1.3 開關(guān)器件控制器

開關(guān)器件控制器裝有對應(yīng)主板無線發(fā)射的接收模塊，該接收模塊有相應(yīng)的地址。當(dāng)發(fā)出的信號(hào)對應(yīng)接收端的地址后，該接收端的電平輸出端則會(huì)根據(jù)發(fā)送端輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器來控制開關(guān)器件的開閉。如果控制端出現(xiàn)錯(cuò)誤，則可以啟動(dòng)開關(guān)器件控制器上面的故障處理開關(guān)，啟動(dòng)以后，開關(guān)器件的開閉完全靠手動(dòng)，不受任何信號(hào)的影響。

1.4 節(jié)能以及故障處理模塊

系統(tǒng)的節(jié)能模塊會(huì)檢測門的打開和關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)門處于打開狀態(tài)時(shí)，需要檢測人的進(jìn)出，傳感器和主板處于完全工作狀態(tài)。當(dāng)每次有數(shù)據(jù)改變時(shí)，單片機(jī)就將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在E2PROM中，方便掉電存儲(chǔ)。當(dāng)門開關(guān)傳感器感應(yīng)到門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，此時(shí)不需要檢測人的進(jìn)出，傳感器和主板可以完全斷電，等到檢測到門開啟的時(shí)候，主板和傳感器同時(shí)供電，主板中XS128芯片從上次存儲(chǔ)的E2PROM中讀取數(shù)據(jù)后繼續(xù)上次工作狀態(tài)運(yùn)行。當(dāng)傳感器計(jì)數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候，有兩種故障處理方式，一種是軟處理，另外一種是硬處理。軟處理不需要影響到程序的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)按鈕按下時(shí)，故障程序啟動(dòng)，故障程序會(huì)根據(jù)按下的時(shí)間改變?nèi)藬?shù)，直到改變成正常的人數(shù)。當(dāng)出現(xiàn)程序上面不可避免的錯(cuò)誤時(shí)，需要用復(fù)位按鈕從程序上復(fù)位，程序所有數(shù)據(jù)清零從頭開始重新計(jì)數(shù)；當(dāng)系統(tǒng)的硬件出現(xiàn)不可恢復(fù)的故障時(shí)，按下硬故障按鈕，系統(tǒng)就可以繞過控制器件手動(dòng)控制。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 軟件總框架

系統(tǒng)的軟件部分由兩個(gè)部分組成，人數(shù)檢測部分和可恢復(fù)故障處理部分。

2.2 人數(shù)檢測部分

人數(shù)檢測部分的程序主要功能是根據(jù)傳感器反饋給單片機(jī)的數(shù)據(jù)來計(jì)算人數(shù)的多少。

如圖2所示，兩邊傳感器對應(yīng)安裝后，接通電源。當(dāng)接收管和發(fā)射管之間沒有阻擋的時(shí)候，接收管A，B，C，D都接收到了發(fā)射管發(fā)送出的信號(hào)，根據(jù)上述性質(zhì)，輸出端為低電平。

光電傳感器判斷人是否經(jīng)過的方法如圖5所示。只有在兩組傳感器都完成圖5所示的過程后才會(huì)在人數(shù)計(jì)數(shù)的數(shù)組中改變?nèi)藬?shù)。當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)，首先傳感器A和C被阻擋?。贿^一段時(shí)間后傳感器A，B，C，D都被阻擋住，當(dāng)人繼續(xù)向前的時(shí)候，傳感器A和C會(huì)接收到信號(hào)，而傳感器B和D仍然被阻擋?。浑S著人離開了門框，傳感器A，B，C，D都會(huì)同時(shí)接收到發(fā)出的信號(hào)。完成整個(gè)過程后，主控板會(huì)識(shí)別出剛才的信號(hào)。如果兩組傳感器方向一致，會(huì)在人數(shù)計(jì)數(shù)數(shù)組上加1；如果上述過程的方向反向運(yùn)行，則會(huì)在人數(shù)計(jì)數(shù)數(shù)組上減1。

具體代碼如下：

if（0==PTT_PTT0 && 1==PTT_PTT1 && 0==state_out[0]）

{state_in[0]=1； }

if（1==state_in[0]）

{if（1==PTT_PTT0 && 0==PTT_PTT1）

{state_in[1]=1； } }

if（1==PTT_PTT0 && 0==PTT_PTT1 && 0==state_in[0]）

{state_out[0]=1； }

if（1==state_out[0]）

{if（0==PTT_PTT0 && 1==PTT_PTT1）

{state_out[1]=1； }

}

in=state_in[0]+state_in[1]；

out=state_out[0]+state_out[1]；

if（0==PTT_PTT0 && 0==PTT_PTT1）

{delay++；

if（in==2）

{ num[0]++；

state_in[0]=0；

state_in[1]=0；

in=0；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0； }

if（out==2）

{ num[0]--；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0；

state_in[0]=0；

state_in[1]=0；

in=0； }

if（delay>500）

{ delay=0；

in=0；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0；

state_in[0]=0；

state_in[1]=0； } }

2.3 可恢復(fù)故障處理部分

故障處理部分有兩種處理故障的方式，一種是可恢復(fù)故障，另外一種是不可恢復(fù)硬性故障。

故障產(chǎn)生的原因多種多樣，可能是由于物體的經(jīng)過導(dǎo)致傳感器誤認(rèn)為是人體，也有可能是人在傳感器檢測范圍內(nèi)時(shí)間過長導(dǎo)致的誤檢測，還有可能是無線信號(hào)傳輸不穩(wěn)定造成的故障。由于貨物或者動(dòng)物的影響，門禁系統(tǒng)可能會(huì)把其他的東西誤認(rèn)為是人，所以在0.5～1 m處安裝了兩組傳感器。只有在短時(shí)間內(nèi)兩種傳感器都有相同方向感應(yīng)的時(shí)候，人數(shù)計(jì)數(shù)器才會(huì)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)遇到特征與人類似的干擾時(shí)，人數(shù)計(jì)數(shù)器還會(huì)識(shí)別錯(cuò)誤；如果出現(xiàn)特別大的干擾造成的錯(cuò)誤，則需要手動(dòng)恢復(fù)。自恢復(fù)按鈕幫助我們恢復(fù)故障，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，只需要在家中沒人的時(shí)候，按下自恢復(fù)按鈕，系統(tǒng)自己就會(huì)恢復(fù)運(yùn)行。

3 實(shí) 例

智能開關(guān)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，準(zhǔn)確無誤地檢測出了人的行走方向，并且根據(jù)房間內(nèi)人的數(shù)量準(zhǔn)確地控制了開關(guān)器件的打開或者關(guān)閉。其內(nèi)部電路板參考圖如圖6，圖7所示。

超過一天的連續(xù)測試才出現(xiàn)了問題，誤碼率在1%以下。當(dāng)門關(guān)閉的時(shí)候系統(tǒng)的電源會(huì)被切斷，傳感器和無線器件會(huì)處于休息狀態(tài)；不連續(xù)工作情況下系統(tǒng)幾乎不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

4 結(jié) 語

基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能開關(guān)控制系統(tǒng)安裝簡單，價(jià)格低廉，線路簡單可靠，可恢復(fù)能力強(qiáng)。該系統(tǒng)能很好地檢測出人相對于房間的行進(jìn)方向并且準(zhǔn)確地做出判斷；缺點(diǎn)是當(dāng)有類似于人的物體經(jīng)過時(shí)，會(huì)受到干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。如果用現(xiàn)在流行的紅外線加攝像頭檢測方法，通過檢測人體特定的紅外線，再加上攝像頭的圖像識(shí)別就可以很好地檢測出人相對于房屋的進(jìn)出。為了適應(yīng)智能家居概念的興起，可能會(huì)在控制主板上加入網(wǎng)絡(luò)通信模塊，使之在智能家居平臺(tái)協(xié)調(diào)下運(yùn)行。

注：本文通訊作者為彭晨。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱俊崗.淺析物聯(lián)網(wǎng)背景下的智能家居發(fā)展[J].中國公共安全：綜合版，2012（13）：167?169.

[2] 陳莉.海爾智能云家電中國首發(fā)[J].電器，2013（4）：36?37.

[3] 佚名.防止水管凍裂[J].河南水利與南水北調(diào)，2011（22）：82?83.

[4] 李傳海，謝健德，呂俊，等.家用燃?xì)獍踩y的研究與設(shè)計(jì)[J].電子測試，2013（6）：136?137.

[5] 曾黨泉.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園安防系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（24）：43?46.

[6] 許祖英，趙金燕，伍大明，等.基于PTR2000的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（3）：4?6.

[7] 吳愛萍，熊超，衛(wèi)俊，等.基于ARM的RFID門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（2）：60?61.

[8] 夏文豪.淺談智能門禁系統(tǒng)的探索與應(yīng)用[J].電子制作，2013（23）：59?60.

[9] 楊偉伸.家用手動(dòng)燃?xì)忾y門啟閉可控結(jié)構(gòu)形式的分析[C]//中國土木工程學(xué)會(huì)城市燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)2009年會(huì)論文集.南寧：中國土木工程學(xué)會(huì)，2009：139?143.

[10] 董明.自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國科技信息，2011（12）：101?102.

[11] 鞏元鵬，丁香乾，王曉東.基于JESS的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（5）：134?136.

[12] 劉暢，李曉東，畢云峰.基于LabVIEW虛擬儀器技術(shù)的指紋識(shí)別報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（4）：188?191.

[13] 張大為，王珺，劉迪.基于單片機(jī)的射頻卡讀卡器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（20）：57?59.

[14] 張潔，劉蘋，冉會(huì)中.智能門禁控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（14）：14?15.

in=0；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0； }

if（out==2）

{ num[0]--；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0；

state_in[0]=0；

state_in[1]=0；

in=0； }

if（delay>500）

{ delay=0；

in=0；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0；

state_in[0]=0；

state_in[1]=0； } }

2.3 可恢復(fù)故障處理部分

故障處理部分有兩種處理故障的方式，一種是可恢復(fù)故障，另外一種是不可恢復(fù)硬性故障。

故障產(chǎn)生的原因多種多樣，可能是由于物體的經(jīng)過導(dǎo)致傳感器誤認(rèn)為是人體，也有可能是人在傳感器檢測范圍內(nèi)時(shí)間過長導(dǎo)致的誤檢測，還有可能是無線信號(hào)傳輸不穩(wěn)定造成的故障。由于貨物或者動(dòng)物的影響，門禁系統(tǒng)可能會(huì)把其他的東西誤認(rèn)為是人，所以在0.5～1 m處安裝了兩組傳感器。只有在短時(shí)間內(nèi)兩種傳感器都有相同方向感應(yīng)的時(shí)候，人數(shù)計(jì)數(shù)器才會(huì)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)遇到特征與人類似的干擾時(shí)，人數(shù)計(jì)數(shù)器還會(huì)識(shí)別錯(cuò)誤；如果出現(xiàn)特別大的干擾造成的錯(cuò)誤，則需要手動(dòng)恢復(fù)。自恢復(fù)按鈕幫助我們恢復(fù)故障，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，只需要在家中沒人的時(shí)候，按下自恢復(fù)按鈕，系統(tǒng)自己就會(huì)恢復(fù)運(yùn)行。

3 實(shí) 例

智能開關(guān)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，準(zhǔn)確無誤地檢測出了人的行走方向，并且根據(jù)房間內(nèi)人的數(shù)量準(zhǔn)確地控制了開關(guān)器件的打開或者關(guān)閉。其內(nèi)部電路板參考圖如圖6，圖7所示。

超過一天的連續(xù)測試才出現(xiàn)了問題，誤碼率在1%以下。當(dāng)門關(guān)閉的時(shí)候系統(tǒng)的電源會(huì)被切斷，傳感器和無線器件會(huì)處于休息狀態(tài)；不連續(xù)工作情況下系統(tǒng)幾乎不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

4 結(jié) 語

基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能開關(guān)控制系統(tǒng)安裝簡單，價(jià)格低廉，線路簡單可靠，可恢復(fù)能力強(qiáng)。該系統(tǒng)能很好地檢測出人相對于房間的行進(jìn)方向并且準(zhǔn)確地做出判斷；缺點(diǎn)是當(dāng)有類似于人的物體經(jīng)過時(shí)，會(huì)受到干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。如果用現(xiàn)在流行的紅外線加攝像頭檢測方法，通過檢測人體特定的紅外線，再加上攝像頭的圖像識(shí)別就可以很好地檢測出人相對于房屋的進(jìn)出。為了適應(yīng)智能家居概念的興起，可能會(huì)在控制主板上加入網(wǎng)絡(luò)通信模塊，使之在智能家居平臺(tái)協(xié)調(diào)下運(yùn)行。

注：本文通訊作者為彭晨。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱俊崗.淺析物聯(lián)網(wǎng)背景下的智能家居發(fā)展[J].中國公共安全：綜合版，2012（13）：167?169.

[2] 陳莉.海爾智能云家電中國首發(fā)[J].電器，2013（4）：36?37.

[3] 佚名.防止水管凍裂[J].河南水利與南水北調(diào)，2011（22）：82?83.

[4] 李傳海，謝健德，呂俊，等.家用燃?xì)獍踩y的研究與設(shè)計(jì)[J].電子測試，2013（6）：136?137.

[5] 曾黨泉.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園安防系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（24）：43?46.

[6] 許祖英，趙金燕，伍大明，等.基于PTR2000的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（3）：4?6.

[7] 吳愛萍，熊超，衛(wèi)俊，等.基于ARM的RFID門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（2）：60?61.

[8] 夏文豪.淺談智能門禁系統(tǒng)的探索與應(yīng)用[J].電子制作，2013（23）：59?60.

[9] 楊偉伸.家用手動(dòng)燃?xì)忾y門啟閉可控結(jié)構(gòu)形式的分析[C]//中國土木工程學(xué)會(huì)城市燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)2009年會(huì)論文集.南寧：中國土木工程學(xué)會(huì)，2009：139?143.

[10] 董明.自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國科技信息，2011（12）：101?102.

[11] 鞏元鵬，丁香乾，王曉東.基于JESS的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（5）：134?136.

[12] 劉暢，李曉東，畢云峰.基于LabVIEW虛擬儀器技術(shù)的指紋識(shí)別報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（4）：188?191.

[13] 張大為，王珺，劉迪.基于單片機(jī)的射頻卡讀卡器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（20）：57?59.

[14] 張潔，劉蘋，冉會(huì)中.智能門禁控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（14）：14?15.

in=0；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0； }

if（out==2）

{ num[0]--；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0；

state_in[0]=0；

state_in[1]=0；

in=0； }

if（delay>500）

{ delay=0；

in=0；

state_out[0]=0；

state_out[1]=0；

out=0；

state_in[0]=0；

state_in[1]=0； } }

2.3 可恢復(fù)故障處理部分

故障處理部分有兩種處理故障的方式，一種是可恢復(fù)故障，另外一種是不可恢復(fù)硬性故障。

故障產(chǎn)生的原因多種多樣，可能是由于物體的經(jīng)過導(dǎo)致傳感器誤認(rèn)為是人體，也有可能是人在傳感器檢測范圍內(nèi)時(shí)間過長導(dǎo)致的誤檢測，還有可能是無線信號(hào)傳輸不穩(wěn)定造成的故障。由于貨物或者動(dòng)物的影響，門禁系統(tǒng)可能會(huì)把其他的東西誤認(rèn)為是人，所以在0.5～1 m處安裝了兩組傳感器。只有在短時(shí)間內(nèi)兩種傳感器都有相同方向感應(yīng)的時(shí)候，人數(shù)計(jì)數(shù)器才會(huì)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)遇到特征與人類似的干擾時(shí)，人數(shù)計(jì)數(shù)器還會(huì)識(shí)別錯(cuò)誤；如果出現(xiàn)特別大的干擾造成的錯(cuò)誤，則需要手動(dòng)恢復(fù)。自恢復(fù)按鈕幫助我們恢復(fù)故障，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，只需要在家中沒人的時(shí)候，按下自恢復(fù)按鈕，系統(tǒng)自己就會(huì)恢復(fù)運(yùn)行。

3 實(shí) 例

智能開關(guān)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，準(zhǔn)確無誤地檢測出了人的行走方向，并且根據(jù)房間內(nèi)人的數(shù)量準(zhǔn)確地控制了開關(guān)器件的打開或者關(guān)閉。其內(nèi)部電路板參考圖如圖6，圖7所示。

超過一天的連續(xù)測試才出現(xiàn)了問題，誤碼率在1%以下。當(dāng)門關(guān)閉的時(shí)候系統(tǒng)的電源會(huì)被切斷，傳感器和無線器件會(huì)處于休息狀態(tài)；不連續(xù)工作情況下系統(tǒng)幾乎不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

4 結(jié) 語

基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能開關(guān)控制系統(tǒng)安裝簡單，價(jià)格低廉，線路簡單可靠，可恢復(fù)能力強(qiáng)。該系統(tǒng)能很好地檢測出人相對于房間的行進(jìn)方向并且準(zhǔn)確地做出判斷；缺點(diǎn)是當(dāng)有類似于人的物體經(jīng)過時(shí)，會(huì)受到干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。如果用現(xiàn)在流行的紅外線加攝像頭檢測方法，通過檢測人體特定的紅外線，再加上攝像頭的圖像識(shí)別就可以很好地檢測出人相對于房屋的進(jìn)出。為了適應(yīng)智能家居概念的興起，可能會(huì)在控制主板上加入網(wǎng)絡(luò)通信模塊，使之在智能家居平臺(tái)協(xié)調(diào)下運(yùn)行。

注：本文通訊作者為彭晨。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱俊崗.淺析物聯(lián)網(wǎng)背景下的智能家居發(fā)展[J].中國公共安全：綜合版，2012（13）：167?169.

[2] 陳莉.海爾智能云家電中國首發(fā)[J].電器，2013（4）：36?37.

[3] 佚名.防止水管凍裂[J].河南水利與南水北調(diào)，2011（22）：82?83.

[4] 李傳海，謝健德，呂俊，等.家用燃?xì)獍踩y的研究與設(shè)計(jì)[J].電子測試，2013（6）：136?137.

[5] 曾黨泉.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園安防系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（24）：43?46.

[6] 許祖英，趙金燕，伍大明，等.基于PTR2000的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（3）：4?6.

[7] 吳愛萍，熊超，衛(wèi)俊，等.基于ARM的RFID門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（2）：60?61.

[8] 夏文豪.淺談智能門禁系統(tǒng)的探索與應(yīng)用[J].電子制作，2013（23）：59?60.

[9] 楊偉伸.家用手動(dòng)燃?xì)忾y門啟閉可控結(jié)構(gòu)形式的分析[C]//中國土木工程學(xué)會(huì)城市燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)2009年會(huì)論文集.南寧：中國土木工程學(xué)會(huì)，2009：139?143.

[10] 董明.自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國科技信息，2011（12）：101?102.

[11] 鞏元鵬，丁香乾，王曉東.基于JESS的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（5）：134?136.

[12] 劉暢，李曉東，畢云峰.基于LabVIEW虛擬儀器技術(shù)的指紋識(shí)別報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（4）：188?191.

[13] 張大為，王珺，劉迪.基于單片機(jī)的射頻卡讀卡器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（20）：57?59.

[14] 張潔，劉蘋，冉會(huì)中.智能門禁控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（14）：14?15.