ჭკვიანი სახლი არის სახლი, როგორც პლატფორმა, რომელიც იყენებს ინტეგრირებული გაყვანილობის ტექნოლოგიას, ქსელური კომუნიკაციის ტექნოლოგიას, უსაფრთხოების ტექნოლოგიას, ავტომატური მართვის ტექნოლოგიას, აუდიო და ვიდეო ტექნოლოგიას საყოფაცხოვრებო საყოფაცხოვრებო ობიექტების ინტეგრირებისთვის, ეფექტური საცხოვრებელი ობიექტებისა და ოჯახური საქმეების მართვის სისტემის მშენებლობისთვის, სახლის უსაფრთხოების, მოხერხებულობის, კომფორტის, მხატვრულობის გასაუმჯობესებლად და გარემოს დაცვისა და ენერგოდამზოგავი საცხოვრებელი გარემოს მისაღწევად. ჭკვიანი სახლის უახლესი განმარტების საფუძველზე, ZigBee ტექნოლოგიის მახასიათებლების გათვალისწინებით, ამ სისტემის დიზაინი, რომელიც აუცილებელია ჭკვიანი სახლის სისტემისთვის (ჭკვიანი სახლის (ცენტრალური) მართვის სისტემა, საყოფაცხოვრებო განათების მართვის სისტემა, სახლის უსაფრთხოების სისტემები), რომელიც დაფუძნებულია საყოფაცხოვრებო გაყვანილობის სისტემაზე, სახლის ქსელურ სისტემაზე, ფონურ მუსიკალურ სისტემაზე და ოჯახური გარემოს მართვის სისტემაზე. იმის დადასტურებით, რომ ინტელექტში მუშაობს, დამონტაჟებულია მხოლოდ ყველა საჭირო სისტემა სრულად, ხოლო საყოფაცხოვრებო სისტემა, რომელშიც დამონტაჟებულია ერთი ან მეტი სახის დამატებითი სისტემა, შეიძლება ეწოდოს ინტელექტში. ამიტომ, ამ სისტემას შეიძლება ეწოდოს ინტელექტუალური სახლი.
1. სისტემის დიზაინის სქემა
სისტემა შედგება სახლში არსებული მართვადი მოწყობილობებისა და დისტანციური მართვის მოწყობილობებისგან. მათ შორის, ოჯახში არსებული მართვადი მოწყობილობები ძირითადად მოიცავს ინტერნეტთან წვდომად კომპიუტერს, მართვის ცენტრს, მონიტორინგის კვანძს და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის დამატების შესაძლებლობას. დისტანციური მართვის მოწყობილობები ძირითადად შედგება დისტანციური კომპიუტერებისა და მობილური ტელეფონებისგან.
სისტემის ძირითადი ფუნქციებია: 1) ვებ გვერდის მთავარი გვერდის დათვალიერება, ფონური ინფორმაციის მართვა; 2) შიდა საყოფაცხოვრებო ტექნიკის, უსაფრთხოებისა და განათების გადართვის კონტროლი ინტერნეტისა და მობილური ტელეფონის საშუალებით; 3) RFID მოდულის მეშვეობით მომხმარებლის იდენტიფიკაციის განხორციელება, რათა დასრულდეს შიდა უსაფრთხოების სტატუსის გადართვა, ქურდობის შემთხვევაში მომხმარებლისთვის SMS განგაშის გაგზავნით; 4) ცენტრალური მართვის სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის მეშვეობით დასრულდეს შიდა განათებისა და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის ლოკალური კონტროლი და სტატუსის ჩვენება; 5) პერსონალური ინფორმაციის შენახვა და შიდა აღჭურვილობის სტატუსის შენახვა ხდება მონაცემთა ბაზის გამოყენებით. მომხმარებლებისთვის მოსახერხებელია შიდა აღჭურვილობის სტატუსის შესახებ ინფორმაციის მოძიება ცენტრალური კონტროლისა და მართვის სისტემის მეშვეობით.
2. სისტემის აპარატურის დიზაინი
სისტემის აპარატურული დიზაინი მოიცავს მართვის ცენტრის დიზაინს, მონიტორინგის კვანძს და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის კონტროლერის დამატებით დამატებას (მაგალითად, ავიღოთ ელექტრო ვენტილატორის კონტროლერი).
2.1 საკონტროლო ცენტრი
საკონტროლო ცენტრის ძირითადი ფუნქციებია: 1) უსადენო ZigBee ქსელის შექმნა, ქსელში ყველა მონიტორინგის კვანძის დამატება და ახალი აღჭურვილობის მიღება; 2) მომხმარებლის იდენტიფიკაცია, მომხმარებელი სახლში ან უკან მომხმარებლის ბარათის მეშვეობით, შიდა უსაფრთხოების გადართვის მისაღწევად; 3) როდესაც ქურდი ოთახში შემოიჭრება, მომხმარებლისთვის მოკლე შეტყობინების გაგზავნა სიგნალიზაციისთვის. მომხმარებლებს ასევე შეუძლიათ შიდა უსაფრთხოების, განათების და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის მართვა მოკლე შეტყობინებების საშუალებით; 4) როდესაც სისტემა დამოუკიდებლად მუშაობს, LCD აჩვენებს სისტემის მიმდინარე სტატუსს, რაც მოსახერხებელია მომხმარებლებისთვის; 5) ელექტრო მოწყობილობების მდგომარეობის შენახვა და კომპიუტერზე გაგზავნა სისტემის ონლაინ რეჟიმში გასაშვებად.
აპარატურა მხარს უჭერს Carrier Sense-ის მრავალჯერადი წვდომის/შეჯახების აღმოჩენის (CSMA/CA) ფუნქციას. 2.0 ~ 3.6 ვ ოპერაციული ძაბვა ხელს უწყობს სისტემის დაბალ ენერგომოხმარებას. დააყენეთ უსადენო ZigBee ვარსკვლავიანი ქსელი შენობაში, მართვის ცენტრში ZigBee კოორდინატორის მოდულთან დაკავშირებით. და ყველა მონიტორინგის კვანძი, შერჩეულია საყოფაცხოვრებო ტექნიკის კონტროლერის დასამატებლად, როგორც ქსელში ტერმინალური კვანძი, რათა განხორციელდეს შიდა უსაფრთხოებისა და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის უსადენო ZigBee ქსელის კონტროლი.
2.2 მონიტორინგის კვანძები
მონიტორინგის კვანძის ფუნქციებია: 1) ადამიანის სხეულის სიგნალის აღმოჩენა, ქურდების შემოჭრისას ხმოვანი და სინათლის სიგნალიზაცია; 2) განათების კონტროლი, მართვის რეჟიმი იყოფა ავტომატურ და მექანიკურ კონტროლად, ავტომატური კონტროლი გულისხმობს განათების ავტომატურად ჩართვას/გამორთვას შიდა განათების სიძლიერის მიხედვით, განათების მექანიკური კონტროლი ხორციელდება ცენტრალური მართვის სისტემის მეშვეობით, (3) განგაშის ინფორმაცია და სხვა ინფორმაცია იგზავნება მართვის ცენტრში და იღებს მართვის ბრძანებებს მართვის ცენტრიდან აღჭურვილობის მართვის დასასრულებლად.
ინფრაწითელი პლუს მიკროტალღური დეტექტირების რეჟიმი ადამიანის სხეულის სიგნალის დეტექტირების ყველაზე გავრცელებული გზაა. პიროელექტრული ინფრაწითელი ზონდი არის RE200B, ხოლო გამაძლიერებელი მოწყობილობა არის BISS0001. RE200B იკვებება 3-10 ვ ძაბვით და აქვს ჩაშენებული პიროელექტრული ორმაგი მგრძნობიარე ინფრაწითელი ელემენტი. როდესაც ელემენტი იღებს ინფრაწითელ სინათლეს, ფოტოელექტრული ეფექტი წარმოიქმნება თითოეული ელემენტის პოლუსებზე და მუხტი გროვდება. BISS0001 არის ციფრულ-ანალოგური ჰიბრიდული asIC, რომელიც შედგება ოპერაციული გამაძლიერებლის, ძაბვის შედარების, მდგომარეობის კონტროლერის, შეფერხების დროის ტაიმერის და ბლოკირების დროის ტაიმერისგან. RE200B-თან და რამდენიმე კომპონენტთან ერთად, შესაძლებელია პასიური პიროელექტრული ინფრაწითელი გადამრთველის ფორმირება. მიკროტალღური სენსორისთვის გამოყენებული იყო Ant-g100 მოდული, ცენტრალური სიხშირე იყო 10 გჰც, ხოლო მაქსიმალური დადგენის დრო იყო 6μs. პიროელექტრულ ინფრაწითელ მოდულთან ერთად, სამიზნის დეტექტირების შეცდომის მაჩვენებელი შეიძლება ეფექტურად შემცირდეს.
სინათლის მართვის მოდული ძირითადად შედგება ფოტომგრძნობიარე რეზისტორისა და სინათლის მართვის რელესგან. ფოტომგრძნობიარე რეზისტორი მიმდევრობით შეაერთეთ 10 K ω რეგულირებად რეზისტორთან, შემდეგ ფოტომგრძნობიარე რეზისტორის მეორე ბოლო შეაერთეთ მიწასთან და რეგულირებადი რეზისტორის მეორე ბოლო შეაერთეთ მაღალ დონესთან. ორი წინააღმდეგობის შეერთების წერტილის ძაბვის მნიშვნელობა მიიღება SCM ანალოგურ-ციფრული გადამყვანის მეშვეობით, რათა დადგინდეს, ჩართულია თუ არა დენი. რეგულირებადი წინაღობის რეგულირება მომხმარებელს შეუძლია სინათლის ინტენსივობის შესაბამისად, როდესაც ნათურა ახლახან ჩაირთო. შიდა განათების გადამრთველები კონტროლდება რელეებით. შესაძლებელია მხოლოდ ერთი შეყვანის/გამოყვანის პორტის მიღწევა.
2.3 დამატებული საყოფაცხოვრებო ტექნიკის კონტროლერის არჩევა
საყოფაცხოვრებო ტექნიკის მართვის დამატების არჩევანი ძირითადად მოწყობილობის ფუნქციის მიხედვით ხდება, მაგალითად, ელექტრო ვენტილატორი. ვენტილატორის მართვის ცენტრი არის კომპიუტერის ვენტილატორის მართვის ინსტრუქციები, რომლებიც იგზავნება ელექტრო ვენტილატორის კონტროლერზე ZigBee ქსელის დანერგვის გზით, სხვადასხვა ტექნიკის საიდენტიფიკაციო ნომერი განსხვავებულია, მაგალითად, ამ შეთანხმების დებულებებით ვენტილატორის საიდენტიფიკაციო ნომერია 122, ხოლო საყოფაცხოვრებო ფერადი ტელევიზორის საიდენტიფიკაციო ნომერია 123, რითაც ხდება სხვადასხვა ელექტრო საყოფაცხოვრებო ტექნიკის მართვის ცენტრის ამოცნობა. ერთი და იგივე ინსტრუქციის კოდისთვის, სხვადასხვა საყოფაცხოვრებო ტექნიკა ასრულებს სხვადასხვა ფუნქციას. სურათი 4 გვიჩვენებს დამატების მიზნით შერჩეული საყოფაცხოვრებო ტექნიკის შემადგენლობას.
3. სისტემური პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი
სისტემური პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი ძირითადად ექვს ნაწილს მოიცავს, ესენია: დისტანციური მართვის ვებ გვერდის დიზაინი, ცენტრალური მართვის მართვის სისტემის დიზაინი, მართვის ცენტრის მთავარი კონტროლერის ATMegal28 პროგრამის დიზაინი, CC2430 კოორდინატორის პროგრამის დიზაინი, CC2430 მონიტორინგის კვანძის პროგრამის დიზაინი და CC2430 მოწყობილობის შერჩევისა და დამატების პროგრამის დიზაინი.
3.1 ZigBee კოორდინატორის პროგრამის დიზაინი
კოორდინატორი თავდაპირველად ასრულებს აპლიკაციის დონის ინიციალიზაციას, აყენებს აპლიკაციის დონის მდგომარეობას და მიღების მდგომარეობას უმოქმედო მდგომარეობაში, შემდეგ რთავს გლობალურ შეფერხებებს და ახდენს შეყვანა/გამოყვანის პორტის ინიციალიზაციას. შემდეგ კოორდინატორი იწყებს უკაბელო ვარსკვლავის ქსელის შექმნას. პროტოკოლში კოორდინატორი ავტომატურად ირჩევს 2.4 გჰც დიაპაზონს, წამში ბიტების მაქსიმალური რაოდენობაა 62 500, ნაგულისხმევი PANID არის 0×1347, დასტის მაქსიმალური სიღრმეა 5, გაგზავნის დროს ბაიტების მაქსიმალური რაოდენობაა 93, ხოლო სერიული პორტის ბაუდის სიჩქარეა 57 600 ბიტი/წმ. SL0W TIMER წარმოქმნის 10 შეფერხებას წამში. ZigBee ქსელის წარმატებით დამყარების შემდეგ, კოორდინატორი უგზავნის თავის მისამართს მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერს. აქ, მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერი ახდენს ZigBee კოორდინატორის იდენტიფიცირებას, როგორც მონიტორინგის კვანძის წევრს და მისი იდენტიფიცირებული მისამართია 0. პროგრამა შედის მთავარ ციკლში. პირველ რიგში, დაადგინეთ, გაგზავნილია თუ არა ტერმინალური კვანძის მიერ ახალი მონაცემები და თუ არის, მონაცემები პირდაპირ გადაეცემა მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერს; დაადგინეთ, აქვს თუ არა მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერს გაგზავნილი ინსტრუქციები და თუ ასეა, გაუგზავნეთ ინსტრუქციები შესაბამის ZigBee ტერმინალურ კვანძს; შეაფასეთ, გახსნილია თუ არა დაცვა, არის თუ არა ქურდობა და თუ ასეა, გაუგზავნეთ განგაშის ინფორმაცია მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერს; შეაფასეთ, არის თუ არა ნათურა ავტომატური მართვის მდგომარეობაში და თუ ასეა, ჩართეთ ანალოგურ-ციფრული გადამყვანი სინჯის აღებისთვის, სინჯის აღების მნიშვნელობა არის ნათურის ჩართვის ან გამორთვის გასაღები, თუ ნათურის მდგომარეობა შეიცვლება, ახალი მდგომარეობის შესახებ ინფორმაცია გადაეცემა მართვის ცენტრ MC-U-ს.
3.2 ZigBee ტერმინალის კვანძის პროგრამირება
ZigBee-ს ტერმინალური კვანძი ეხება ZigBee კოორდინატორის მიერ კონტროლირებულ უსადენო ZigBee კვანძს. სისტემაში ეს ძირითადად მონიტორინგის კვანძია და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის კონტროლერის დამატება შესაძლებელია სურვილისამებრ. ZigBee-ს ტერმინალური კვანძების ინიციალიზაცია ასევე მოიცავს აპლიკაციის დონის ინიციალიზაციას, შეწყვეტების გახსნას და შეყვანის/გამოყვანის პორტების ინიციალიზაციას. შემდეგ სცადეთ ZigBee ქსელში შეერთება. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ქსელში შეერთება მხოლოდ ZigBee კოორდინატორის დაყენების მქონე ბოლო კვანძებს აქვთ დაშვებული. თუ ZigBee-ს ტერმინალური კვანძი ვერ ახერხებს ქსელში შეერთებას, ის ყოველ ორ წამში ერთხელ ცდის, სანამ წარმატებით არ შეუერთდება ქსელს. ქსელში წარმატებით შეერთების შემდეგ, ZI-Gbee-ს ტერმინალური კვანძი თავის რეგისტრაციის ინფორმაციას უგზავნის ZigBee კოორდინატორს, რომელიც შემდეგ მას გადასცემს მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერს ZigBee-ს ტერმინალური კვანძის რეგისტრაციის დასასრულებლად. თუ ZigBee-ს ტერმინალური კვანძი მონიტორინგის კვანძია, მას შეუძლია განათების და უსაფრთხოების კონტროლი. პროგრამა ZigBee კოორდინატორის მსგავსია, გარდა იმისა, რომ მონიტორინგის კვანძს მონაცემების გაგზავნა სჭირდება ZigBee კოორდინატორთან, შემდეგ კი ZigBee კოორდინატორი მონაცემებს აგზავნის მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერთან. თუ ZigBee ტერმინალის კვანძი ელექტრო ვენტილატორის კონტროლერია, მას მხოლოდ ზედა კომპიუტერის მონაცემების მიღება სჭირდება მდგომარეობის ატვირთვის გარეშე, ამიტომ მისი მართვა შეიძლება პირდაპირ დასრულდეს უკაბელო მონაცემების მიღების შეწყვეტით. უკაბელო მონაცემების მიღების შეწყვეტის შემთხვევაში, ყველა ტერმინალური კვანძი მიღებულ მართვის ინსტრუქციებს გარდაქმნის თავად კვანძის მართვის პარამეტრებად და არ ამუშავებს მიღებულ უკაბელო ინსტრუქციებს კვანძის მთავარ პროგრამაში.
4. ონლაინ გამართვა
ცენტრალური მართვის სისტემის მიერ გაცემული ფიქსირებული აღჭურვილობის ინსტრუქციის კოდის მზარდი ინსტრუქცია კომპიუტერის სერიული პორტის მეშვეობით იგზავნება მართვის ცენტრის მიკროკონტროლერში, ორხაზიანი ინტერფეისის მეშვეობით კოორდინატორში, შემდეგ კი კოორდინატორის მიერ ZigBee ტერმინალურ კვანძში. როდესაც ტერმინალური კვანძი იღებს მონაცემებს, მონაცემები კვლავ იგზავნება კომპიუტერში სერიული პორტის საშუალებით. ამ კომპიუტერზე ZigBee ტერმინალური კვანძის მიერ მიღებული მონაცემები შედარებულია მართვის ცენტრის მიერ გაგზავნილ მონაცემებთან. ცენტრალური მართვის სისტემა ყოველ წამში აგზავნის 2 ინსტრუქციას. 5 საათიანი ტესტირების შემდეგ, ტესტირების პროგრამა ჩერდება, როდესაც აჩვენებს, რომ მიღებული პაკეტების საერთო რაოდენობა 36,000 პაკეტია. მრავალპროტოკოლიანი მონაცემთა გადაცემის ტესტირების პროგრამული უზრუნველყოფის ტესტირების შედეგები ნაჩვენებია ნახაზ 6-ში. სწორი პაკეტების რაოდენობაა 36 000, არასწორი პაკეტების რაოდენობაა 0, ხოლო სიზუსტის მაჩვენებელი 100%.
ჭკვიანი სახლის შიდა ქსელის რეალიზაციისთვის გამოიყენება ZigBee ტექნოლოგია, რომელსაც აქვს მოსახერხებელი დისტანციური მართვის, ახალი აღჭურვილობის მოქნილი დამატების და საიმედო მართვის შესრულების უპირატესობები. RFTD ტექნოლოგია გამოიყენება მომხმარებლის იდენტიფიკაციისა და სისტემის უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად. GSM მოდულის წვდომის საშუალებით ხორციელდება დისტანციური მართვის და განგაშის ფუნქციები.
გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 6 იანვარი