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1、南通大学传感检测课程设计计划实验报告课题名称：智能家居监控系统设计姓 名：曹飞学 号：1012002090指导教师：王胜锋实验时间：2013年6月24日至6月27日基于PLC的智能家居监控系统设计摘要：现在使用的家居设备大部分采用手动操作方式，没有自动防盗门、防雨窗、防燃气泄露等具有人性化的功能；本设计利用三菱PLC和各种种传感器来实现在对智能家居常规控制的基础上，利用可编程控制器PLC发出的脉冲信号构成家用设备的智能控制，从而实现智能家居。而且本着更容易普及这种技术，我们采用PLC、多种传感器构成的系统具准确、方便、容易扩展的特点，能更加好的完成复杂的智能化控制任务。这个设计理念为解决人民生
2、活节奏加快，留下的家居安全问题和家居舒适度问题为重点。关键词：PLC；传感器；智能家居 目 录1 引言（1）2 智能家居设备简介（8）2.1智能家居的概念 （8）2.4智能家居的运行工作情况（15）2.5智能家居监控系统组成（15）2.6智能家居结构概图（16）2.7智能家居监控系统原理图（17）3 方案选择 （17）3.1智能家居监控系统的控制方式（17）3.3智能家居系统各部分的选择（19）3.4方案的确定 （20）4 智能家居系统硬件设计 （21）4.1控制系统结构框图（21）4.2电机的选择（21）4.3无线收发套件选择（22）4.4湿度传感器的选择（23）4.5可燃性气体和烟雾检测传
3、感器的选择（23）4.6可编程序控制器(PLC)选择 （24）5 控制系统主程序设计 （27）5.1智能家居系统的控制要求（27）5.2 PLC I/O端口分配 （27）5.3系统程序流程图（29）6 智能家居控制系统软件程序（30）6.1智能窗户程序（30）6.2智能室内系统程序（30）6.3安防系统程序（31）6.4点动程序（31）7 主要功能模块设计（31）7.1光敏电阻仿接线图（31）7.2温度时间仿真仿接线图（32）7.3声控开门接线图（33）7.4红外线接线图（33）7.5可燃性气体检测线图（34）7.6晾衣服驱动简化图（35）8 结论 （36）参考文献 （38）基于PLC的智能家
4、居控制系统设计 1 引言蒸汽机的发明掀起了人类历史迈向工业的新篇章，而网络的出现无疑将信息化深深的烙印在了人类文明的璀璨长卷上。电子信息技术，控制技术的日益提升，社会信息化的逐步加快，促使人们的生活、工作、学习以及通讯的关系日渐紧密，信息化社会在改变人们生活习惯和工作方式的同时，也对我们的传统住宅提出了挑战。环视周遭，我们很容易的发现，人们对家居的要求早已不再只是简单的物质空间，更为关注的是一个高度安全、舒适以及美观方便的居住环境，先进的通信设施，完备高效的信息终端，自动、智能的家电，网络化的资源管理及购物方式等等。现今社会人们日益膨胀的需求使得家居智能化已然成为一种趋势。电力电子技术的发展、
5、微电子技术的革新、控制理论的进步给智能家居的发展带来了契机，因此，PLC控制技术己成为现代智能家居行业的一个热点。可编程控制器(PLC：Programmable LogicController)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。传统的电器都是以个体形式存在，没有系统的管理与控制，而可编程控制器(PLC：Programmable LogicController)控制系统，就像一张无形的网络，把所有能控制的电器以一定的结构有机的组合起来，形成了一个整体，通过这个管理系统，用户可以用遥控、场景、定时、远程、电脑等多种控制方式实现对电器的智能管理
6、与控制。以及实现电器的场景控制与管理，从而达到智能电器系统的节能、环保、舒适、方便的功能。由于可编程控制器(PLC：Programmable LogicController)控制系统与其他控制系统相比较具有以下特点(1) 系统构成灵活，扩展容易 (2) 使用方便，编程简单，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。(3) 能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强。所以是智能控制家居的首选，能为维护和改进服务提供很好的保障。2智能家居设备简介2.1智能家居的定义及发展智能家居概念的起源甚早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogie
7、s Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的智能型建筑,从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。最著名的智能家居要算比尔盖茨的豪宅。比尔盖茨在他的“未来之路”一书中以很大篇幅描绘他正在华盛顿湖建造的私人豪宅。他描绘他的住宅是“由硅片和软件建成的”并且要“采纳不断变化的尖端技术”。经过7年的建设，1997年，比尔盖茨的豪宅终于建成。他的这个豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不仅具备高速上网的专线，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制，而且有一个高
8、性能的服务器作为管理整个系统的后台。智能家居是IT技术（特别是计算机技术）、网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。由社会背景之层面来看，近年来信息化的高度进展，通讯的自由化与高层次化、业务量的急速增加与人类对工作环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大为增加此外在科学技术方面，由于计算机控制技术的发展与电子信息通讯技术之成长，也促成了智能家居的诞生。20世纪80年代初, 随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化出现。80年代中期，将家用电器/通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念。80年代末，通信与信息技术的发展，出现了
9、通过总线技术对住宅中各种通信/家电/安防设备进行监控与管理的商用系统，这在美国称为SmartHome,也就是现在智能家居的原型智能家居最初的定义是这样的：将家庭中各种与信息相关的通信设备/家用电器和家庭安防装置，通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能系统上，进行集中或异地监视/控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调HBS是智能住宅的基本单元也是智能住宅的核心世界上第一幢智能建筑1984年在美国康涅迪格州出现，当时只是对一座旧式大楼进行了一定程度的改造，采用计算机系统对大楼的空调、电梯、照明等设备进行监测和控制，并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面的信息服务。智
10、能家居最早沿于英文Smart Home，早先更多提法是Home Automation 家庭自动化，因为早先涉及的产品都与家庭自动化产品和配件有关，自动化、智能化是其重要特点。几年前，美国、欧洲和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了“ 智能住宅”(即智能家居Smart Home)的概念。其目标就是：“将家庭中各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。” 智能家居(Smart Home)频繁出现在各大媒体上，成了人们耳熟能详的词汇。目前关于智能家居的称谓
11、多种多样，诸如：电子家庭(Electronic Home)、e-Home、数字家园(Digital family)、家庭自动化(Home Automation)、家庭网络(Home net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能化家庭(Inte1ligent home)等等几十种，尽管名称是五花八门，但它们的含义和所要完成的功能大体是相同的。 目前通常把智能家居被定义为利用电脑、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地结合的一个系统。也就是说，首先，它们都要在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭
12、网络的操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的媒介平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟信息，满足远程控制/监测和交换信息的需求。最后，它们的最终目的都是为满足人们对安全、舒适、方便和符合绿色环境保护的需求。各技术基本介绍：1、总线型技术：所有设备通信与控制都集中在一条总线上，是一种全分布式智能控制网络技术，其产品模块具有双向通信能力，以及互操作性和互换性，其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构，各网络节点可以从总线上获得供电（24V/DC），亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的
13、互连和通信，信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G。 总线型技术比较适合于楼宇和小区智能化等大区域范围的控制，现开始部分应用于别墅智能化，但一般设置安装比较复杂，造价较高，工期较长，只适用新装修用户。典型厂家：ABB公司的“I-BUS”、奇胜公司的“C-BUS”、“Lonworks”等等。2、无线技术：即利用各种无线标准，如射频（RF）技术、IrDA红外线技术、HomeRF协议、Zigbee技术、X2D技术等进行设备间的传输与控制。 无线技术无需重新布线，安装方便灵活，而且根据需求可以随时扩展或改装，适用于新装修用户和已装用户。随着目前Zigbee技术和RF技术的快速发展，以无线方式实现的智能家居市场将越来越明确。 典型厂家：波创公司的“射频（RF）技术”、Control4公司的“Zigbee技术”、达泰多公司的“X2D技术”等等。
