【《基于PLC的智能家居系统设计》12000字（论文）】.docx

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1、基于P1.C的智能家居系统设计病要：根据我国社会水平的发展趋势,人们的生活质量逐渐提高,对智能化的生活环境更加向往。目前智能家居也普遍出现在大众的生活之中。智麋家居系统是根据目前的住宅环境,利用P1.C技术、自动控制技术等多种技术，对智能设备迸行实时控制,以此来调节住宅内部的环境参数,从而达到一个舒适的生活环境。本论文通过对市场上现存的智能家居系统进行功能分析，进一步调查大众需求。根据目前的智能家居技术，我们选取了自动控制技术和P1.C技术,在此基础上打造了一套基于P1.C技术的智能家居管理系统。针对这个系统,我们做出了非常详细的设计方案。整个智能家居系统的主要内容有：P1.C采用西门子所生产

2、的S7-200为整个智能家居系统的控制中枢,将温湿度传感器，红外传感器，光控传感器等进行环路连接,实现参数的检测和共享。系统流程是:各个传感器先采集各种物理数据，得到的数据经过串口传送至西门子S7-2OO中。P1.C硬件设备及其内部的梯形图程序,作为整个智掂家居系统的数据计算和逻辑判断的中心,其控制若室内所有终端设备,如加湿器.空调、灯光等。对具所测数据进行实时监测,对设备进行实时监控。本篇论文的主要工作是设计硬件电路和编写软件系统程序,通过对整个系统的设置,我们可以实现各个终端设备的流畅工作。P1.C与各个传感器之间的信息互通，这样可以做到对室内的设备的智境控制。本系统,通过多次的实验和测试

3、,采集了大量的数据,对相关参数也进行了检测,也对设备进行调控,都符合相关标准和使用要求。该系统也提高了家居环境的舒适性。关窗调：智统；P1.C；自动控制目录I结论1.1 课题研究的背景及意义1.2 国内外研究和发展现状1.2.1 国外研究和发展现状122国内研究和发展现状213课题主要研究内容及主要技术32系统总体方案设计12.1 系统方案设计思想与需求分析12.2 系统的总体设计12.3 本章小结23系统硬件方案设计13.1 硬件选型及设计131.1温度、湿度传感器的选型I3.1.2 光学开关传感器的选型13.1.3 红外线感应光电开关的选型13.1.4 P1.C的选型23.2 P1.C控制

4、系统的硬件设计23.2.2 检测模块的接线设计3322控制模块的外部设备33.3 电源模块43.4 P1.C电气连接图53.5 本萤小结54系统软件方案设计11.1 I系统总控制流程图11.2 主程序31.3 自动控制程序31.4 子程序445手动操作程序54.6 本重小结65总结15.1 论文总结i5.2 展望16参考文献11结论1.1.课题研究的背景及意义，目前,智能化已深入到社会的每个角落,从工业生产到生活服务业,智能化的发展及应用迅速提高了效率,还便捷了大家的生活。近些年来,经济的快速发展让我国人民的生活观念发生了改变，对未来的生活有了新的定义。现在看来，智能家居已经开始进入每一个家庭

5、.逐渐取代传统家居。相比于传统家居.智能家居可以通过一个基础的系统程序，将多个家用电器，实施总线,将功能集中，通过一键操作.方便人们的使用。而传统家居功能十分单一,且操作豆杂,与这个时代人民的生活方式显得格格不入。智能家居进入普通人的家中。不仅提高了大家的生活质量.也推动了社会进步。通过对比智能家居，不仅保持了原有的功能，更为人们提供了方便。整个系统是将单个终端设备模块化，让这些设备能与外部的P1.C及环境进行交互,从而让大家更加方便的使用这个系统。这样智能化的设捐,能够合理的安排时间节约能源，提高生活效率。总的来说就是让生活变得更加的低碳、环保和智能。经过长时间的市场调查和客器研究,发现阻碍

6、智能家居产业扩张和发展的主要原因是价格。本设计所要实现的目标是通过P1.C技术将传统的家电设备智能化O以P1.C控制模块为整个系统的中心来控制各个家电,让整个家庭的设备都可以智能化的工作。这样的设计既符合用户的使用习惯，也降低了成本,还兼具了智能化管理。让广大用户可以用更低的成本来享受良好的体给。1.2国内外研究和发展现状1.2.1 国5三渊蜘蜘智能家居这个概念最早是于50年前提出来的。上世纪7()年代美国人就开始对智能家居展开了研究。在设计之初,这套系统就运用了当时极为先进的计算技术,对建筑内部的照明、空调等进行了智能控制,他倒了整个建筑内部设备终端的智能化管理。时间来到上世纪末，东南亚的新

7、加坡经过调研，推出了适合亚洲人的新一代的智能家居方案。这套系统更适合日常生活使用，实现了安防报警的一体化并且使用监控中心集中控制了家电。新款智能家居系统的推出对行业未来发展指明了新的方向。自此之后,智能家居开始商业化进程。症短两年时间,新加坡就有近5(XX)户家庭采购了这套系统,而远在太平洋彼岸的美国.也有4万户家庭选照了它。由此可见,这套系统受到了当时用户的认可。在2006年之前,智能家居只有社会上层入土才有资本使用C之后便从业者指出,智能家居应服务于社会大众，不应该局限于上层人士。随着谷歌,微软等各大企业，加大对智能家居系统的投资，更加完善的智能家居系统出现在人的的家中。相关数据指出。目前

8、已经有超过2.24亿户家庭在不同程度上享受了智能家居的服务。大胆的猜测.未来智修家居会成为现代人生活中不可缺少的部分。巨大的机会下也隐藏若巨大的隐患。最难以解决的是,智能家居本身的成本非常高,一般的家庭难以承受这样的压力。第二是智能家居.并不是刚需产品,所以需要的消贽者较少。第三,智能家居相对于老年人来说操作复杂难以理解22国内研究和发期状威止目前国内智能家居系统已经发展了近20年，但仍然没有一个完整且主流的操隹系统。国内虽然有大重从事智能硬件生产的厂商。但其缺乏系统化配合,且单个品牌用户基数少,所以都不成规模。国内,目前仅有小米.华为.百度三家对智作家居系统有深入的理解C智能家居产业因为缺少

9、严格的生产标准和基层系统,导致产品在市场上的流通性不高。阴)5年智能家居的概念被引入到中国,开始是在深圳,上海等一线城市进行开发传播.后逐渐向内地城市扩展。对比来看，我们在技术和理念落后于同期发达国家近30年。到目前为止，我国还设有出台关于智能家居统一的国家标准。市场上现存的智能家居设备都是将一些大厂的智能产品组合拼装而成。因为各个厂家之间的通信接口不爱完全无缝连接.这就导致使用体蛤较差。脸若改革开放进程的推进,国内技术不断的发展,胸关力也逐渐提升。智能家居这个市场的前景变得越来越好,越来越受人们的关注。在市场需求的推动下,许多著名的互联网企业投入了大量的资源来开发智能家居系统。中国制造的智能

10、家居正在一步步前迸，改捕之前的缺点。目前由我国相关企业打造的智能家居系统，在市场上受到广大消费者的肯睬。从客观的角度来看.目前市场上出现了各种品类、质圭参差不齐的设备终好产品。从性能上来看,都不优秀。从产业的发展阶段上来看.智能家居产业在我国还处于一个初步发展的节点。结合现阶段人们对居住环境的要求,本设计现在从便捷性，安全性、舒适性等几个方面对智能家居的发展做出一些预测：(1) P1.C主控制器利用其强大的运算箜力将室内的家电设备连接起来.让这个家居系统具备家电控制、智能控制的功能：(2)未来传输方式将走向多网合一,包括家居的空调、加湿器、灯光等。这种传输方式最大的特点就是可以降低成本,在操作

11、上也节约了步骤,这样可以提高整个系统的反应速度：(3)传输方式需要转化为无线模式。这个智能家居的系统需要具备演大的可拓展性,在使用时要有灵活性。未来行业的发展会出现重大的变革,在行业机遇下会涌现出一些出色的智能家居企业。在日常生活中会出现姬来越多的智能产品，这些智能产品的出现会让我们的生活更加的便捷和舒适。1.3课题主要研究内容及主要技术本设计所要研究的目标是智能家居系统,系统以P1.C为控制核心,同时采用相关的程序，并辅以算法对传感器所采集的数据进行筛选,这样可以减少外界环境的干扰，自动控制程序可以让整个智能家居系统的操作和运行更加的快捷,使用更加的方便。1、国内外现状的阑述：首先要通过相关

12、又献及实际调查了解国内外的行业发展情况,及调查人们对智能家居的具体需求。通过对比国内和国外的情况,可以得出以PI.C为核心所控制的智电家居系统所存在的优势和和目前所要搭建的智能家居系统架构的趺陷.最后结合优势与缺陷建立一个较为完美的设计方案。2、系统程序方面：程序的设计以梯形图的形式展现，分别表示自动控制程序和手动控制程序，这两种方法可以进行优势互补,最终的目标时揩所有的家电设备都要接入到系统中。通过多次的测试,我们对程序与硬件设备的匹配有了更深的理解,增加了在生活中的实用性和可行性。3、系统的设计：智生冢居系统分为所需硬件设备的选择和P1.a主程序和各子程序的煽译。结合智能家居的整体方案和当

13、地的生活环境,以硬件参数为基础,对包括P1.C主控设备和各设备所需的传感器及电机进行选型。口软件部分的P1.C程序是整个系统的重要内容，可以实现对室内温度，湿度，亮度及热感应的监测。4、系统的设计：本系统的设计思路是硬件设备和软件程序相结合，通过程序的编写,将程序导入到P1.C系统中。以P1.C系统为主体核心控制各个传感器采集数据.通过对采集数据的分析和对比来判定设备终端的工作状态,整个系统流程非常清晰.便于用户使用。5、系统检测与调试：智能家居系统装配好之后要迸行调试和检测,从软件和硬件上分别进行实验，发现了设计的不足,并对其进行了修正，使整个系统能够健康良好的运行。2系统总体方案设计.2.

14、1 系统方案设计思想与需求分析智能家居的发展与互联网息息相关,这催生了自动控制和智能家电的发展,形成一个安全便捷的智能家居系统,就成为了一种发展趋势。这正是本系统所要实现的研究目标O整个系统设计结合实际情况进行了可行性分析和需求分析。以家庭为单位,监测温度值.湿度值.亮度,为用户营造了一个良好的生活环境近些年来,空调和加湿器已经成为普通居民家中常见的家用电器,所以将他们串联到智能家居系统中,显得非常必要。采用光敏电阻,检测外部的亮度,适时的打开屋内的灯光系统,调整亮度。川本设计以人们的日常生活为标准,符合大家在生活中的实际需要。系统的中枢是以西门子S7-2OO为核心的系统，P1.C是整个智能家

15、居系统硬件的控制模块，用来实现亮度、温度和湿度等物理参数的设置。本设计的主要思路是通过各个传感器采集相关物理数据,然后将这些物理数据以通信的方式上恃至P1.C主控模块中,与预先设定的参数在PIC运算对比。空调、加湿器,灯光等各个设备,终端的开关量也同样通过通信的方式,将所需操作的开关量传送至P1.C主控模块中，P1.C主控模块再通过内部运算相关数据.调整设备终端，让室内环境达到一个舒适的参数范围。这样用户就可以直观便捷的使用该系统,以达到理想的生活。P1.C的可扩展性体现在本系统中，这项特点不仅提高了整个系统的稳定性,并且降低了运行成本。2.2 系统的总体设计本系统是通过CC2530协调器节疝

16、采集室内的温度、湿度和亮度信息,再通过总线技术招采集到的参数信息传输给上位机,传感甥所采集的数据经过分析对比传输到P1.Co这样通过人机交互界面就可以显示温度、湿度和亮度参数。主控制器P1.C通过传感器所采集的信息进行判断,从而决定对设备终端运行状态的调整,表现为空调开关,加湿器开关,窗户开关,灯光开关等操作。智能家居系统所处当地环境的基础数据在整个设备运行中非常的重要。系统设计主要为数据的采集,数据的传输和数据的处理等三个部分。其中最为重要的是数据采集.其包含了对室内基础的温度，湿度.亮度等物理量的收集和处理。这些数据主要通过连接在P1.C周围的传感器进行收集数据。系统传筑数据的方式是串口通讯,将所收集的基础信息上