基于可編程控制器的智能家居控制研究

陸善婷++陳揚

摘要：隨著科技的不斷進步以及人們對高品質(zhì)生活的不斷追求，智能家居越來越受到人們的青睞。本文對智能家居控制系統(tǒng)進行了分析和研究，設(shè)計了以可編程控制器為核心的智能家居控制系統(tǒng)。通過組態(tài)實現(xiàn)遠程監(jiān)控和遙控功能的方法來對室內(nèi)家居進行智能控制。該智能家居控制系統(tǒng)將家居電器設(shè)備自動化、家居安全防護和家居環(huán)境監(jiān)測等功能集于一體，可充分發(fā)揮智能家居的性能，提供安全、舒適的居家環(huán)境。

關(guān)鍵詞：可編程控制器 智能家居 自動控制

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0008-01

1 引言

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)及人工智能的飛躍發(fā)展，智能化社會已成為最新的發(fā)展趨勢[1]。作為智能化社會的縮影，智能化小區(qū)建設(shè)近年來也迅速發(fā)展，“智能家居”更是被炒得炙手可熱，得到了有力地發(fā)展和應(yīng)用。智能家居的出現(xiàn)，促進了用戶生活品質(zhì)提升[2]。

2 PLC在智能家居控制中的應(yīng)用

2.1 智能家居控制系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)總體架構(gòu)包括三個部分，即PC上位機控制模塊，PLC控制模塊、智能家居設(shè)備模塊。首先，臺式機或者筆記本可以作為可編程控制器的上位機，通過組態(tài)王軟件構(gòu)成人機界面，負責與PLC之間的通信聯(lián)系，實時對智能家居設(shè)備進行監(jiān)控和就地控制[3]?？删幊炭刂破鞯妮斎攵擞脕斫邮战K端發(fā)出的信號，輸出端則控制各類家用電器的開關(guān)，在對當前模式下的信息和接收到的信息進行對比后，再通過數(shù)據(jù)分析得出判斷并執(zhí)行即時指令，最終完成對只能終端的控制。

2.2 PLC智能家居控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)所設(shè)計的PLC智能家居控制系統(tǒng)主要分為自動控制部分、信息采集部分和遠程監(jiān)測部分。其中自動控制部分包括智能照明系統(tǒng)、智能家電控制系統(tǒng)、智能家庭安全系統(tǒng)。信息采集部分包括智智能空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)、智能用電管理系統(tǒng)、智能老人兒童關(guān)懷系統(tǒng)，主要采用煙霧傳感器MQ-2，煤氣傳感器MQ-5以及SHT11溫濕度傳感器等多個傳感裝置實現(xiàn)了對溫度、濕度的監(jiān)測。遠程監(jiān)測部分主要采用了GSM系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接通信，PLC通過GSM訊息能夠解讀指令，落實查詢工作。PLC智能家居控制系統(tǒng)圖如圖1所示。

3 智能家居系統(tǒng)硬件設(shè)計

本系統(tǒng)是利用PLC的輸出接點控制各家電的節(jié)點。智能家居硬件系統(tǒng)主要分為以下幾部分：①智能照明方案。智能家居照明系統(tǒng)主要通過智能調(diào)光技術(shù)對光源進行控制。在不同場景和模式下，利用光線傳感器收集室內(nèi)光照強度信息，再由PLC系統(tǒng)進行分析，達到可編程控制不同位置的燈具、開關(guān)時間和照明亮度，以實現(xiàn)智能照明。②智能家電控制方案。智能家電控制是通過遙控器與插座之間的觸發(fā)，實現(xiàn)對家中智能設(shè)備如空調(diào)、熱水器，洗衣機、窗簾等進行控制。③智能家庭安全系統(tǒng)。安全系統(tǒng)的運作主要依靠各類傳感器才能發(fā)揮作用，包括門磁開關(guān)、紅外探測器等。此類傳感器將接收到的信號進行采樣收集，傳輸給PLC供判別，若出現(xiàn)異常顯現(xiàn)，系統(tǒng)將會向發(fā)出警報，以保證家居環(huán)境的安全性。④智能空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)。根據(jù)家庭實際情況設(shè)置煙霧報警值，控制系統(tǒng)實時采集數(shù)據(jù)。⑤智能用電管理系統(tǒng)。開或斷用電設(shè)備都可以事先設(shè)置完善，降低耗電量，減少浪費。⑥智能老人兒童關(guān)愛系統(tǒng)。通過智能安防、緊急求助、智能門禁、煤氣檢測、空氣質(zhì)量控制等技術(shù)，為家中老人與孩子提供可靠的保護和理想的生活環(huán)境。

4 智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件部分是完成控制功能的邏輯實現(xiàn)和與用戶交互的關(guān)鍵之處。PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計時，其編程語言主要為梯形圖，而系統(tǒng)信息傳輸需依靠網(wǎng)絡(luò)，故通信協(xié)議選用TCP/IP協(xié)議。主控設(shè)備模塊會識別出傳感器傳輸?shù)目刂泼?，并對其進行有效調(diào)用并輸出。遠程監(jiān)控方面采用組態(tài)軟件進行組態(tài)設(shè)計，以動畫方式顯示在人機界面上[4]，使人們能更加直觀的了解家中電器的運行狀況。也可以設(shè)計相應(yīng)的監(jiān)控界面，完成該系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控和操作管理。

5 結(jié)語

智能家居是多種高新和新興技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一個蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。它使得居家變得“智慧”起來，“生動”起來，具有廣泛的應(yīng)用需求。本文利用PLC作為智能家居網(wǎng)的核心，可實現(xiàn)智能家用電器自動化調(diào)控，利用移動終端進行遠程監(jiān)控，讓家居生活更為安全、舒適。

參考文獻

[1]郭穩(wěn)濤.智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J].計算機測量與控制，2011，19（9）.

[2]許洪龍.基于PLC 技術(shù)的家居控制應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（08）：173+226.

[3]武艷.智能家居中PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子測試，2015（24）：9-10.

[4]關(guān)歆，倪行潔，鄭偉博，等.基于PLC的手機短信遠程控制系統(tǒng)實驗技術(shù)與管理，2006，23（2）：61-62.

收稿日期：2016-08-30

作者簡介：陸善婷（1988—），女，漢，上海人，本科，實驗師，工程碩士，研究方向：電氣工程；陳揚（1990—），男，漢，江蘇揚州人，本科，初級實驗師，學士學位，研究方向：自動化。