基于組態(tài)軟件的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)研究*

林　晶　王　強

(1：吉林建筑大學電氣與電子信息工程學院，長春　130118；　2：吉林綠地興合建筑設(shè)計有限公司，長春　130000)

基于組態(tài)軟件的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)研究*

林晶1王強2

(1：吉林建筑大學電氣與電子信息工程學院，長春130118；2：吉林綠地興合建筑設(shè)計有限公司，長春130000)

摘要：本文通過對智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行軟件設(shè)計，實現(xiàn)對智能家居系統(tǒng)的監(jiān)控.用組態(tài)王軟件通過上位機實現(xiàn)對智能家居內(nèi)燈、窗簾、溫濕度的實時監(jiān)控，提出人機界面的實現(xiàn)方案，突出操作的簡單化、便捷化，從而實現(xiàn)家居的智能化設(shè)計.

關(guān)鍵詞：智能家居；組態(tài)王軟件；操作界面

0引言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高.人們對家居的要求已不局限于居住的物理空間上，而是已經(jīng)上升到對家居環(huán)境舒適性、安全性和智能性等更高層面的要求.智能家居開始走進人們的生活中.智能家居是在傳統(tǒng)家居功能的基礎(chǔ)上，融合了自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)，將家居進行統(tǒng)籌管理和合理的控制，為人們提供了一個高效、舒適、便利、安全的居住環(huán)境[1-2].本文用組態(tài)王軟件通過上位機實現(xiàn)智能家居內(nèi)燈的控制、窗簾的控制以及溫濕度監(jiān)測，并提出系統(tǒng)人機界面的實現(xiàn)方案，突出操作的簡單化、便捷化，從而實現(xiàn)家居的智能化設(shè)計.

1智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)是基于組態(tài)軟件的自動控制，核心是對燈、窗簾、室內(nèi)溫濕度等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，通過對所測數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)對家居內(nèi)燈、窗簾、空調(diào)、空氣加濕器、空氣烘干器等設(shè)備的自動控制以及各設(shè)備的狀態(tài)顯示[3-4].具體為在燈光控制系統(tǒng)中，利用人體感應(yīng)探測器，天黑時，主人一進屋，燈就亮了；人在的地方，燈自動亮；人離開后，探測器在一定時間內(nèi)感應(yīng)不到人的活動，燈自動關(guān)閉.電動窗簾控制系統(tǒng)，晚上八點時窗簾自動拉上，早上七點時窗簾自動拉開，周末臥室的窗簾延時拉開.當溫度傳感器測到的環(huán)境參數(shù)高于或低于系統(tǒng)設(shè)定的溫度值時，自動開啟空調(diào)，調(diào)節(jié)溫度；同理，當室內(nèi)空氣過干或過濕時，自動開啟空氣加濕器或空氣烘干器，以調(diào)節(jié)空氣的濕度，從而提高室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，使人們生活在舒適的環(huán)境中.系統(tǒng)監(jiān)控的結(jié)構(gòu)圖見圖1.

圖1 智能家居系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)構(gòu)

圖2 智能家居系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)設(shè)計流程

2基于組態(tài)軟件的智能家居系統(tǒng)設(shè)計

組態(tài)軟件為自動控制系統(tǒng)監(jiān)控提供軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，從自動化過程和裝備中采集各種信息，以更容易理解的方式進行顯示，即信息圖形化來實現(xiàn)對自動化過程和裝備的監(jiān)測和控制.本文中所用的組態(tài)軟件為組態(tài)王(King View)6.55，滿足本文的智能家居系統(tǒng)的監(jiān)控需要.組態(tài)王軟件由工程管理器、工程瀏覽器、畫面運行系統(tǒng)組成[5]，智能家居各系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)視都要在監(jiān)控計算機上完成.其主要的設(shè)計方案是，通過PLC從現(xiàn)場采集各種狀態(tài)和信號，把這些信號實時顯示在組態(tài)王的PC控制界面上，顯示出系統(tǒng)的運行狀況，使用上位機軟件實現(xiàn)對智能家居系統(tǒng)的集中監(jiān)測與控制，并做出故障報警、報表和曲線.智能家居系統(tǒng)監(jiān)控的組態(tài)設(shè)計流程見圖2.

通過組態(tài)軟件的設(shè)計，要求實現(xiàn)以下基本功能:

(1) 實時顯示功能，通過對室內(nèi)燈光、窗簾、溫度、濕度等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，能實時顯示燈開關(guān)，窗簾拉合、溫度高低，濕度高低的狀態(tài)；

(2) 故障報警功能，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，報警顯示，通過故障報警監(jiān)控整個系統(tǒng)是否正常運行；

(3) 數(shù)據(jù)報表查詢、打印功能，將系統(tǒng)的信息存放在數(shù)據(jù)庫中，能夠?qū)崟r掌握和分析系統(tǒng)狀況；

(4) 實時、歷史曲線生成功能，直觀的反應(yīng)出隨著時間的變化，室內(nèi)溫度和濕度的變化.

圖3 定義新畫面

2.1　開發(fā)工程

首先打開“組態(tài)王”工程管理器(ProjManager)，創(chuàng)建一個工程，選擇工程路徑，輸入工程的名稱及工程描述，點擊“完成”，進入“組態(tài)王”工程瀏覽器.構(gòu)造人機界面：先定義新畫面，見圖3.再創(chuàng)建新畫面，定義變量，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫、動畫連接及通訊設(shè)置，最后進行運行和調(diào)試.

2.2　運行工程

進入系統(tǒng)的運行的界面，首先有一個登陸界面，登陸成功后，系統(tǒng)才允許相關(guān)的操作，主界面見圖4.主界面的監(jiān)控是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，系統(tǒng)的實時顯示功能、參數(shù)設(shè)定功能等都可以在主畫面上得以體現(xiàn).表示“狀態(tài)”的指示燈通過改變顏色來表明設(shè)備當前所處的狀態(tài)，綠的表示被打開，紅色表示被關(guān)閉.當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，報警指示燈由綠色變成紅色，以顯示系統(tǒng)出現(xiàn)故障.當系統(tǒng)需要維護時，則由自動控制切換到手動控制.系統(tǒng)監(jiān)控主畫面見圖4.

圖4 系統(tǒng)監(jiān)控主畫面

用實時趨勢曲線來顯示室內(nèi)溫度和濕度的實時變化狀況，當溫度和濕度超出系統(tǒng)設(shè)定值時，需開啟空調(diào)、空氣加濕器或空氣烘干器來調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度，以保證人始終處在理想的環(huán)境中，見圖5.通過報警窗口來顯示系統(tǒng)的故障狀態(tài).比如：空調(diào)未通電，窗簾未啟動或空氣加濕器未聯(lián)通等都可能產(chǎn)生故障報警輸出，該報表可以如實的反應(yīng)出系統(tǒng)是否正常運行，見圖6.

圖5 實時趨勢曲線

圖6 系統(tǒng)報警表

2.3　通訊設(shè)置

上位機組態(tài)王要通過與下位機PLC的通訊才能采集和顯示參數(shù)，并將用戶輸入組態(tài)王的參數(shù)目標值傳輸?shù)絇LC進行自動控制.組態(tài)王要與PLC進行通訊，必須設(shè)置組態(tài)王的參數(shù)，使組態(tài)王通訊參數(shù)與PLC的的通訊參數(shù)一致，組態(tài)王的通訊設(shè)置見圖7.

圖7 組態(tài)王的通訊設(shè)置

3結(jié)論

本文在智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中運用組態(tài)軟件技術(shù)，并對智能家居進行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過上位機采用用組態(tài)王軟件實現(xiàn)對智能家居內(nèi)燈、窗簾、溫濕度的實時監(jiān)控，提出人機界面的實現(xiàn)方案.該設(shè)計方案可為其他智能家居的設(shè)計提供借鑒和參考.

參考文獻

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[2] 王淑華.物聯(lián)網(wǎng)智能家居的研究[J].科技與創(chuàng)新,2014(1):20-22.

[3] 王曉亮,李水明,張銀君.基于Lonworks總線的智能家居系統(tǒng)設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2013(2):41-43.

[4] 張立材.基于短信息的智能家居控制技術(shù)研究[J].工業(yè)控制計算機,2014(4):91-92.

[5] 亞控公司.組態(tài)王使用手冊[M].北京：北京亞控科技發(fā)展有限公司，2001:12.

*基金項目：吉林省教育廳“十二五”科學技術(shù)研究項目(吉教科合字[2014]第224號)；長春市科技計劃項目(長科技合[2013304]).

Research on Smart Home Monitoring System Based on Configuration Software

LIN Jing1，WANG Qiang2

(1:SchoolofElectricandElectronicsEngineering,JilinJianzhuUniversity,Changchun,China130118;

2:JilinGreenHopHingBuildingDesignCo.,Ltd.Changchun,China130000)

Abstract：This article designs the software for the smart home system structure to realize the monitoring and control of smart home system. Using kingview software through the upper machine, the real-time monitoring of the lamp, curtain, temperature and humidity in the house can be realized. Put forward the implementation scheme of the man-machine interface and outstand the operation simple, convenient so as to realize the intelligent design of household.

Keywords:smart home；kingview software；operation interface

中圖分類號：TP 277

文獻標志碼：A

文章編號：2095-8919(2015)06-0056-03

作者簡介：林晶(1989～)，女，吉林省集安市人，在讀碩士研究生.

收稿日期：2014-12-22.