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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
17、讯,将所收集的基础信息上传至P1.C主控模块中.并结合相关的数据和P1.C程序命令的传输.最后的数据控制部分是将采集的数据与设定的数据进行比较,来实行自动拴制。也可以通过人工的判断,对设备迸行手动操作,通过已编写好的手动操作程序,以P1.C模块来控制整个设备终端。图1电气连接图2.3 本鲍结本革在论文中起若非常重要的隹用,对系统整体方案进行了详细的介绍。首先对整个系统进行了需求调查和总体方案设计。通过对现代家庭需求的分析.若重对空、加湿器,窗帘,灯光四种家用电器进行智能化处理。确定了以P1.C为整个系统的控制模块,以各个传感器为数据的采集模块，以各个设备为自动操作模块。通过对智能家居系统整体方
18、案的分析与设计，稳定了系统的结构，为后续软件与硬件的配合打下了基础。3系统硬件方案设计.内的容式补偿再与可以WFV3.1 2光学开关传息器的选型一个舒适的家居环境,室内合理的亮度控制是非常重要的。本系统在考虑整体布局的情况下，选用了12V光敏电能传感器无光感应。12V光敏电阻传感器无光感主要对家庭内部的灯光亮度进行实时采集，然后将所采集到的亮度数据传送给主控制器P1.Co最后通过程序和算法对采集到的数据进行筛选,得出一个最舒适的亮度值。最后再将该数据传送给相应的灯具进行调节,这样就可以使用户得到一个最佳的灯光体验。12V光敏电阻传感器无光感应具有体积小,造型美观的特点,且不会影响室内整体的美观
19、设计。根据以上的特点可以得出12V光敏电阻传感器，特别适合用于室内的亮度采集。这款光叙电阻传感器在室内可以无死角的采集内部亮度.传感器的亮度参数范围是201.x-30()01.x,可以把亮度控制在401.x-16O01.xo这个参数范围可以满足本系统对智能家居亮度的要求。3.1.3 红外线感应光电开关的选型.根据智能家居系统的设计和相关器件的配合要求,经过参数对比,选择红外线感应光电开关的型号为E3FDS30C4由于人体在移动时会产生热幅射.红外线感应光电开关的原理就是依据热幅射来判断室内空间是否有人在移动。当有人在移动式传感器就能检测到变化,然后对上个单元发出脉冲信号.从而来置制室内灯光的开
20、关。这样的操作模式可以节省能源。E3F-DS30C4传感器具有非常大的探测角度,在室内可以做到360度的检测。这样的参数对人体在室内活动可以做到全覆盖的监测,且可以满足本系统对智能家居亮度的要求，并且此传感器灵敏度极高，可以做到人走灯光,人来灯开的效果。第2个优点是该传感器的探测范围非常大,足够一般房间使用,目工作的温度和湿度都适中,可以应对房间中所有的温湿度情况3.1.4 P1.C的选型经过对比.本系统选用西门子S7-200作为可编程序控制器。这是一种成熟存在于市场的P1.C。根据调查这款P1.C在工业领域受到广泛应用,在监测和控制的各个领域中都起到了不可缺少的重大作用。无论是独立作为控制器
21、运行，还是通过互联网连接实现复杂的功能，西门子S7200都体现出它强大的实力。西门子S7-2OO有很多指令集.从参数的角度上来看.可靠性非常强。对于普通人来说，它容易操作.很容易就能掌握其精随。m这款P1.C内部集成了非常丰富的功能.通过其强大的特性和通讯能力可以实现许多功旎,并且它还有韭常丰富的扩展模。这款P1.C有非常多的功能,丰富的外部扩展模块和优秀的通讯能力是选择这款P1.a的里要条件。凭借具强大的参数,可以在智能家居系统中发挥很多功能,可以通过具强大的处理数据处理能力控制相关家电。它的应用范围极其广泛,对系统中所有的传感器都可发挥作用。3.2 P1.C控制系统的硬件设计.本智能家居系
22、统在硬件设计上需要具备温度,湿度,亮度等相关物理量的采集功能。P1.e模块可以将采集的模版量转化成数字量进行输出,并在进行补馆运算处理。经过主控模块的运算和判断，可以根据运算结果控制和调节对应的设备终端。整个P1.C系统所涵盖的硬件设备如下图所示：设计名称型号数S备注AD转换模块DVP-04AD1将模拟转换为数字量输出温湿度传感器XY-WFwT1具有制冷、加热、除湿和加湿的功能红外线感应光电开关E3F-DS30C4I具有开关量输出的位移传感器光皴电附模块JQC3F-24VDC-C1采用光叙电阻感应光线的强度3.2.1检测模块的接线设计DVP-(AD模拟信号的检测模块可以相模拟的输入信号经过处理
23、转化为I4bi1.s的数字信号。检测模块可以在外部连接4点电压或者电流模拟信号的输入。其参数范围电压信号所能接受的范围为土10v,20毫安是电流信号所输出的范围。转化模块中有49个寄存器，每一个寄存器有16bits0智能家居系统可以通过P1.C程序和极其内部的扩展的模块CR数据写入/读出指令来读写所需获得的数据。三种检测的模拟物理量电压范围在(0伏电压,经过比较需要采用两线制的接线系统。其中有三个输入模拟量,只需要一个AD模块就可以。DVpO4PTjg度测量模块，这个模块可以外接4点PT100温度传感器，并发出模拟信号。通过指令FROM/TO来读写模块内的数据,将采集的模拟信号转换成14位的数
24、字信号。这个检测模块不止可以选择摄氏温度(C),还可以选择华氏温度(F),可以对所测温度检测计算平均值和现在值。其中摄氏温度检测可精确到SIC华氏温度检测可精确到018下FDVP-(PT模块接在24V直流电源上。3.2.2控制铁块的外部设备智能家居系统在设计和装配的过程中，传感器开启后在室内检测内部的温度、湿度、亮度。当检测到的这三个基础物理量温度、湿度、亮度不在设定的范围内时,传感器会传达指令给空调，加湿器、灯光等终端设备，他们会执行开关或关闭动作。红夕检测信号在检测时为高电平信号时,窗户将执行开关或闭合程序。在本系统的实蛤装配过程中,使用直流电机来代替空调与加湿器.窗户可以用步进电机来代替
25、,这样就可以完成系统调试及前期准备工作。(1)步进电机在智能家居系统中，窗户是由步进电机来代替开后和关闭的,根据功能可以选取两相四线步进电机O当需要开启窗户时，步进电机则需要正转,当需要关闭窗户时，步进电机则需要反转。众所周知,步进电机并不是采用直接控制的方式,而是采用开环方式来操作运转。所以操作步进电机的命令和控制量都需要在步阶位置。系统中P1.C主控模块会发出脉冲信号给步进电机的驱动器,当步进电机接收到脉冲信号时,就会按照既定的方向度转一定的角度.而其角位移量，则由P1.C所发出脉冲信号的个数所决定,这样就可以控制其旋转的角度，让步进电机可以准确的停在预定位置。通过调整脉冲的频率来实现步进
26、电机的调速。数字脉冲决定了步进电机的变化,所以如需要降低整个系统运营的成本，首先就要简化步进电机的结泡,并且一定要采用开环控制的方式。这样也提高了整个系统的稳定性,电机的转速范围也会较宽;但是具体积较大.能源利用率比较低。(2)直流电机从定义上来看，直流电机是揩直流电转化成动能的一种电机。结合智能家居系统的实际需要和和直流电机的运行原理，选取两个直流减速电机1这两个直流减速电机分别用来代替加湿器的开关状态和空调的开关状态。根据实际需要这两个直流减速电机都必须具有档位调节的功能,用电机正转来代替空调的降温和加湿器的减湿功能。用直流减速电机的反转来表示空调的升温和加湿器的加湿后动,调速则用脉冲占空
27、比来控制。控制电机最大的两个因素就是旋转的速度和旋转的方向。驱动器的高低电平.其主要特点是启动时的性能非常好,在调速时比较方便,并且具有非常强大的过效能力，且便于移动。直流减速电机与交流电机相比,可以减少污染,在维修时也更加的便宜和方便.购买时价格也更加低廉。整体来看它还具有体积小，能耗比低.课声小,能在潮湿易腐蚀的恶劣条件下工作等优秀特点。但是直流减速电机的制造工艺非常复杂,并且生产成本很高,在使用中容易出现故障。在一些后动和调速性能要求比较高的使用场景中.直流电机是非常受欢迎的.决定了电机的正反转。(3)继电器继电器就是生活中的开关,这在日常生活中是一种很常见的电气设备。在正常情况下,电气
28、输入电路中的被控至发生阶跃变化的原因是继电器的输入呈发生了变化.那么继电器就会在开后和关闭的两种状态下相互切换,所以继电器也可以称之为自动开关。其原理是利用电路中的小电流来控制更大的电流量。在自动化的控制电路中这种掾作模式非常的多。通常我们会看到在很多场景中都会使用，因为其能展示自动调节转换电路的功能，保证了整个电路的安全3.3 电源模块本系统设计中,主要是由直流电源给各个设备终端供电。采用直流电源供电的方式.主要是为了防止家用电因不可抗力因素中断或者其他电力故障的出现，这个保护机制为智能家居系统的正常运行提供了安全保障。温度湿度传感器,光学开关传感器等的工作电压也在这个范围内。直流电源供电系
29、统的参数是满足智能家居系统的供电要求的。智正家居系统选择蓄电池作为电源最重要的参数就是稔定性和内部容量C因为蓄电池的作用是储存电能。在8常情况下.将交流电传输到电池中,在需要的时候使用。整个智能家居系统都需要供电才能展开工作。具主要终端设备主要有P1.C控制模块,温度湿度传感器.直流电机,步进电机.光学开关传感器,红外线感应光电开关。3.4 P1.C电气连接图在器件未使用的情况下，P1.C和相关的输入端子、输出端子的输入开关都处于常开的状态。开关闭会.系统则开始工作,当按下自动按钮SBI,系统启动自动程序。当按下开关SB4时,Y4=0FF当电机启动时,手动按下对应设备终端的输入按钮.使用P1.
30、C梯形图程序来控制相应终端设备的电机进行,正反转交替运行。出于保护操作人员的人身安全,在切换电机正转或反转时应设定35秒的安全时间，当电机停止运转后再进行切换。图2P1.C外部接线图35本剧结本章主要介绍了智能家居系统的传感器和终端替代设备选型。主要包括传感器和控制模块之间的硬件连接.电源模块的选择和直流电机、步退电机.P1.C控制模块等。4系统软件方案设计P1.C梯形图程序是整个智能家居系统软件的重要组成部分，设计目标是以P1.C梯形图为软件程序驱动各个设备端进行工作的。我们编写P1.C程序的编程软件是台达P1.C的WP1.SOfI。这套程序主要分为自动控制程序和手动性制程序,对空调.加湿器
31、,窗帘等各个设备的启停和相关传感器的数据采集都有涉及。叫根据设计理念,智能家居系统必须要存在人机交互的功能,所以P1.C程序必须包括自动控制程序和手动控制程序。所有的程序必须经过测试和验证，保证既定参数的合理性。系统主要以自动操作模式为主,并在特殊情况下辅助一定程度的手动操作模式。4.1 系统总控制流程图系统在开启后可以自由选择操作模式,当选择手动掇作模式时,可以手动调节各个设备终端。当选择自动操作模式时系统进入自动操作程序,各个传感器终端设备依据P1.C梯形图程序开始工作。首先传感器开始工作采集室内的基阳数据，并且是定时采集,招采集到的数值按时与既定值进行对比和补偿,如超出设定的范围内,就应
32、该后动相应的终端设备。并且用户可以实时调节设备.盲找并解决相关问题。图3P1.C软件及制流.程图4.2 主程序考虑中生活中可能出现的特殊情况,我们为智能家居系统打造了两个方向的操作系统，力求让用户可以在多种环境下顺利使用。下图中SBRO-O为自动操作模式，SBRo-I为是手动操作模式,SBRo-2为相关的子程序。系统开始启动首先选择自动控制模式,通过传感器收集室内环境数据。相应的子程序指令由SBR32涵表。Netwmk1网标麴$XnboIIAddtetsComneriAJMnM0nSMO0NXwotk2Netwoik3图4主程序4.3 自动控制程序P1.C由停止状态切换到启动状态.苜先对DVP
33、-04AD模块进行初始化。设定10.0高电平时,为自动模式O当10.1温度湿馁传感器输出高电平,则表示室内的温度升高.将数据反馈至P1.C主控制器中.控制开启空调。Uu当IO2光学开关传感器输出高电平时,表示室内无光.P1.C发出开启窗帘QO.I的命令,直到窗帘开到位11.1。当10.3红外线感应光电开关输出高电平时,表示传感器通过热感应原理查找到有人迸入，随即P1.C发出命令，开启灯光Q03当I04湿度传感器输出高电平时，表示室内的湿度值低，非常干燥.P1.C主控制器发出命令开启加湿器q4当I1.3光学开关传感器输出高电平时,表示室内有光.P1.C主控制器发出命令关闭窗帘q2,直到窗帘关到位
34、i.20100MXOMIQOTIP1.()Newotk2图5自动控制程序4.4 子程序P1.C从温度湿度传感器中将存储在内的室内温度值取出与既定值进行对比。收集到的室内温度,经过程序补偿之后，所采集到的室内温度值，通过MEAN指令进行平均值计算,将求得的平均值放于MIO.1位置中传输到P1.C中。1叱同理.从温度湿度传感器中,将室内湿度值取出于既定值进行对比,进行平均值计算后,放置在M10.5中位置中传输到P1.C0光学开关传感器通过检测室内亮度,将亮度值与既定值进行对比,进行平均值计算后,放置在M10.2处,可执行开窗动作,放者在M1.O3处可执行关窗动作。红外线感应光电开关通过热感应原理检
35、测人体的移，将测定值与既定值对比.可放置在MIo.4处控制室内灯光的开关。系统运行过程中，由于室内坏境不稳定,导线也存在电阻等各种因素的影响，P1.C主控器所读取传感器的数值会出现一定程度的信差。并且考虑到各个传感器所测物理里不同,参数不同,需要进行木陛,所以经过计算后给每个传感器加上补偿值。系统现场测试的测量值与实际传感器测量所得的实际测量值,经过计算后就是补偿值,这个参数可以传输到西门子S7-2OO中。如图5-5。IMwBINetWo11I同侬薛TNwtwock2MIQIQOOTI1)M201TI,NewN1.3M203Tr1NtweMIO4Q031F-T)M204T11jNw(*GM10
36、5004TI|()M205Tf-j图6子程序45手动操作程序进入手动模式之后，用户可以根据所要使用的终端设备自行进行调试和控制。当按下相关的输入开关时,输出量高电平有效执行对相应输出设备的操隹.如空调.加湿气等。相关梯形图程序如下图所示。副丽Nwok1IimJe式三WI100M100MSOT1.IH()图7手动控制程序4.6本B小结本章节主要内容是智能家居控制系统的软件部分。以P1.C梯形图的形式呈现，完成了传感器、设备终端、P1.C之间的相互通信。P1.C的梯形图程序包括了自动控制程序,手动控制程序和子程序。P1.C程序对温度、湿度、亮度等各参数的检测,参数的比较.数据的采集.各种设备终好的
37、工作或停止都有涉及。3软件设计是整个系统运作不可或缺的一部分,通过采用自动控制和手动拴制两种模式,可以更好的实现整个家居系统的运行5.1 论文总结本设计从我国智茂家居产业发展实际状况，着手分析和调查了相关产业的发展及其影响因素。针对所调查产业发展情况,依托P1.C技术,自动控制技术等设计了基于西门子S7-2OO的智能家居控制系统。本设计由设备终端中央处理单元P1.C用户交互端所沟成。建立起了一个功能完备,结构条理清晰,可拓展性强的智能家居控制系统。系统打破了传统的家居使用方式,通过物互联的方式智能控制。系统根据所处环境的参数变化,可以自动调节家电,减少人为干预,提升了用户的使用体验。主要完成工
38、作如下所示：一是初步分析了目前市场上的智能家居系统实现方式和系统方案,研究了PI-C技术、自动控制技术，以此作为整个智能家居系统开发的理论架构。结合生活需求对智能家居系统的方向进行了详细论述，阐述了总体架掏，并结合现有设备给出了智能家居的实现方案.包含了传感器，P1.C等相关细节.展示了关键部分的实施方案和结构原理图。二是在硬件系统的设计和实现方面给予稳定可界的设计原则,选择最为合适的PI-C,对设备终端和中央处理单元加以设计。具中设备终端的硬件包括空调.加湿器,智能窗帘,灯光,还有相关的红外接收发硬件、中间继电器，传感器等三是软件系统的详细设计与实现。软件系统的设计需结合硬件设备的参数。完成
39、了设备终端的嵌入式软件开发.P1.C程序编写。软件系统的设计使得P1.C可以通过系统软件操置设备终端进行工作。四是将系统的硬件和软件调试完成后,要对其主要的设备模块进行功能检测。这一步骤主要是使系统的硬件和软件可以相互结合提高工作效率,减少故障。其中包括自动程序测试和手动程序测试，空调遥控调功能测试，加湿器功能测试,窗帘控制功能测试和灯光功能控制测试。根据本次功能测试的结果，对硬件和软件存在的缺失邮分进行修正,以提高工作效率。提高了本设计智能家居系统的可行性。5.2 旗本文设计的智能家居控制系统与传统的普通智能家居系统有所不同,在功能上有差异。本设计通过搭建设备终端、中央处理单元、传感器三位一
40、体的系统框架，使本系统具有非常强大的可拓展性和稳定性。本系统涵盖了嵌入式软件开发,硬件开发，P1.C程序编写等多方面技术,需要掌握的技术非常多。由于本人能力经验有限,系统设计和硬件选型上难免存在有待改进的地方,系统扩张和后朗的完善可以从以下几个方面进行：本设计在进行智能家居系统的结构设计时,充分考虑了未来的系统拓展性,在诳行硬件和软件设计时,只需要遵循现有结构的框条进行拓展,就可以万使的添加其他类型的传感器和设备终端。比如说后期可以添加门禁开关，雨量传感器.空气质量传感器等等，最终可以实现一套功能更加丰富更加完备的智能家居系统。在智能家居系统的控制方面.本设计虽然利用了温湿度传感器.对空调和加
41、湿需进行了相关的反馈调节.然而目前接入系统的设备不够多,还没有实现更多维度更加精准的智能化控制。后期可以考虑添加更多的家电和传感器进入系统,这样可以收集更多的环境信息.结合P1.C的处理功能，实现多信息整合的自动控制。(H智能家居机器人成为生活好帮手U1.中国信息界.2021(02):67.12李亚慧.刘娜.刘国权.温丹丽.基于物联网技术的智能家居系统设计与实现北电脑编程技巧与维护.2021(04):125-126+139.(31贺莉,石锋杰,罗丹羽.基于S7-200仿真软件的P1.C教学探索J.无线互联科技,2021.18(03):133-134.|4|曾克娟,吴志华.基于S7-2WP1.C
42、与手机物联网的智能实训室远程监控系统的实现U1.廊坊师范学院学报(自然科学版),2020,20(02):50.54.(5)王涛基于S7-200P1.C的元件装配系统研究J.南方农机,2020.51(04):146.(6|周正勇.刘雁城VB6.0下PC对西门子S7-2OOP1.C的输出控制J.电子测uC,2OI9(15):114-115+113.R1.周正勇.刘傕城VB6.0下PC对西门子S7-2OOP1.C的输出控制J电子测试,2019(15):114-115+113.11边玉壳.王秀友.周红志.基于GSM的智统家居火灾检测与报警系统设计U1.电子测试.2021(08):22-23.(9|任远林.徐奇.基于嵌入式单片机的智统家居远程控制系统设计U1.新乡学院学J,2021,38(03):72-76.UoI程翔,许正荣,张昆明.基于物联网的智能家居控制系统设计U1.传感器与微系统,2021,40(03):106-108+111.I1.1.羌丹丹.龚瑜.基于台达P1.C的智能家居控制系统设计J电子技术,2021,50(02)22-24.”2孔庆光,袁秋凤.智能家居系统的设计与研究J宁德师范学院学报(自然科学版).2020.32(04):358-365.”3张晓光.基于ZigBcc的智能家居无线网络的设计和实现D.石家庄铁道大学,2019.
