基于Web的智能家庭自动化：PLC控制的实现外文翻译资料

英语原文共 13 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

基于Web的智能家庭自动化：PLC控制的实现

摘要：在持续的技术发展中，最重要的动力源泉是提高人类的生活水平。技术的发展为人类的安全性和舒适性提供了直接和间接的影响。为了这个目的发展技术，通过智能家居系统的设计，直接影响到生活的标准。将智能家居系统分为本地和远程两种是可能的。在这项研究中，利用三角dvp28sv模型PLC进行智能家居自动化系统设计（可编程逻辑控制器）。智能家居系统可以通过任何互联网连接的设备或操作面板组装在可编程控制器控制。在智能家庭中执行了通风，照明和安全单元的控制。瞬时状态和变化的智能家居系统是基于反馈的变化进行监测，并可由用C#语言编写的用户界面。不寻常的情况发生在安全的单位会以短信的方式（短消息服务）被报告给用户。

关键字：家庭自动化；PLC；远程控制；智能家居

1. 引言

在1980年代初，当“智能建筑”的概念开始使用时，“智能家居”的概念就已经出现了。在这些年中，智能家庭的设计只是为了用户的方便[ 1 ]。“智能家居”有远程或集中控制的功能和服务的智能技术。在智能家居中，居民的愿望和需要的全部或部分设备和功能是有优先级的[ 2 ]。

在智能住宅系统,互联网还用于确保远程控制。多年来,互联网已广泛应用于进程,如冲浪页面、搜索信息、聊天、下载和安装。快速发展的新技术,监测,控制服务已经开始随着互联网作为工具而为交互提供机械和设备[3]。在智能住宅系统、舒适和安全的房屋已经被增强,能源和其他资源的使用提供了以一种更理性的方式,并取得了相当大的成功(4、5、6)。一开始,“智能家居”的想法是旨在提高正常人在家中的舒适度。如今, 还方便老年人和残疾人的个人需求，帮助和支持这些人。这个应用领域是非常重要的,并在未来是有前途的[1,4]。提供适当的和完全控制的概念在每个设备和电气设备以及没有要求流程,哪些需要手动控制,浓度下的原因。提供在每个设备和电气设备上正确和充分的控制以及对于过程没有要求的概念是集中控制的原因，然而在这之前需要人工控制。

近年来,智能系统被首选为住宅、购物中心、摩天大楼、酒店等。为智能建筑设备有一个大的市场份额。许多组织,如麻省理工学院、西门子、思科、IBM、施乐、微软、等等,一直在这个问题上和这些组织设立了大约20块智能家居的实验室,这些实验室不是一个训练样本,每个建筑覆盖了很大的面积(7、8)。

为了建立卓越的智能建筑,有一些重要点应该考虑。为了使系统高品质和成功，一个经验丰富非常适合环境条件的设计师，开放的发展，以及一个很熟悉系统人是必要的。“智能设计”一词的含义包括可持续设计,高科技的使用和用户友好的设计[8]。

智能家居可以处理四个主要方面:

--建筑物的物理结构

--系统（安全，空调，功率控制）

--服务（互联网，通讯）

--管理（能源，照明，灌溉）

加热和自然通风的条件对于建筑物的物理结构非常重要。该功能实施在建设项目阶段。工程师进行正确的计算使用绝缘材料和建设节能减排项目的开始阶段，同时绘制了项目的定位。其他三个基本方面可以在建筑物施工之后的基础上的施加，甚至对预制建筑[8]。

在今天的现代时代,自动化快速先进同时成为我们家庭和办公室的一部分[9]。自动化一般可以描述为一个很少或没有任何人类的干预的过程遵循预先设定的顺序的步骤。自动化提供各种适应观察生产过程，执行机构和不同的技术和设备的传感器的使用。 [10]。

在设计过程中,家庭自动化系统一定是有效的，易于应用的和有一个合理的价格的。PLC就是这样的一个系统。PLC，安全监控，能耗管理和控制的机器和特别是自动生产线中包含几乎所有工业领域自动化系统是常用的[11]。PLC是一种用于工业控制领域的系统或系统通过模拟/数字组数据输入/输出终端，提供一般控制的固有功能时间、计数、数据处理、比较、排序、数据传输和算术运算的电子设备设计。同时使用PLC是非常有利的，有这几个原因如能够做出改变的软件和在停电情况下通过长时间保存数据为了恢复算法作为能源供给。

对传统的工程学科教学，应提供理论、习题和实验室实验相结合的适当组合[12]。为了获得实际的技能和经验，理论知识，以及在实验室中的强化训练，必须给予电气工程专业的学生[ 13 ]。建构主义者提出的过程，如知识或学习是由个人自己或自己。需要给学生提供一个方便和有吸引力的培训材料[14]。

许多以教育为目的而开发的智能家庭系统能在文献中被获得。这里有一些为教育而设计的例子；设计用于智能家庭教育[ 8 ]，为学生的智能家庭实验室 [ 14 ]，促进教学的智能家庭[ 15 ]，一个灵感来自智能家庭的实验室实验教学自动化 [ 16 ]，为了家庭教育自动化的自动小家庭 [ 17 ]，和使用的温室比例模型的远程控制实验室 [ 18 ]。

在这项研究中，一个基于Web的智能家庭自动化系统的软件和硬件的应用已经实现。远程控制装置提供了智能家居的安全（气体和烟雾，运动，门控制）和舒适（照明和气候控制）。在这项研究中，PLC设备称为Delta公司dvp28sv有足够数量的数字和模拟的地址用于所需属于智能家居的信息的存储，原因是容易在操作面板中使用。在使用PLC上，有6个数字输入（DI），和12个数字输出（DQ）终端。此外，一个模拟量模块的命名有4个模拟输入（AI）dvp04ad-s终端和一个叫dvpen01-sl以太网模块已经连接到PLC。智能家居系统是由PC和操作面板称为dopas35thtd。用户界面是用C语言编写。

1. 智能家居系统的体系结构

在这项研究中，PLC控制的智能家庭的应用程序，可以通过使用计算机控制，移动设备和操作面板通过互联网实现。该应用程序由硬件和软件两部分组成。系统的一般框图如图1所示。

图1

智能家居系统的框图

• 1. 硬件设施

所执行的应用智能家居硬件基础设施包括三角洲dvp28sv模型PLC，dvpen01-sl以太网模块，dop-as35thtd触摸操作面板、传感器、执行器和电子电路。在这项研究中，7输出16个数字输入的PLC，以及11输出12个数字输出的。可编程控制器模块框图如图2所示，在研究中所用的输入/输出显示在表1。

在智能家居系统中，有可能把控制单元划分为3个：照明控制、安全控制和空调装置。这些单元的控制由操作面板通过连接到PLC的以太网模块连和移动设备中进行。通过照明单元，客厅，卧室，厨房和大厅灯被控制。当系统打开时，将房间的照明数据读取和写入到数据库中，然后传送到用户界面，以便用户能观察到房间的当前情况和状态的变化。在节能模式，通过传感器，在未使用的房间的灯光会自动关闭。

在安全单元，气体泄漏，火灾，盗窃和门安全检查可以做到。当一个通过气体产生的信号被放置在智能家庭的烟雾传感器检测时，他们会运行报警电路并将信息提供给用户界面。当一个入侵者被放置在走廊的运动传感器检测到，照片将由摄像头拍摄，并发送到用户或另一个预定义的电子邮件，并在用户界面中给出信息。随着传感器放置在家门口，来自入口的入侵检测和报警电路被激活。

图2

PLC模块框图

表1

PLC的输入与输出

空调机组单元是一种控制方法来保证居民的舒适性。通过放在智能家居的温度传感器能够测量在-50摄氏度到150温度，房子的温度能够实时测量并传输到用户界面。用户可以将家庭温度设定为任何值。当家庭温度超过设定值时，该冷却液会被激活，并且当温度在低于该值时启动加热器。

为了执行上述的控制，在PLC输入和输出上的主动/被动设置必须被设置。

表2

智能家居系统中的设备

图3

智能家居系统的通用视图

• 1. 软件基础设施

实现智能家庭应用程序的硬件和软件组件包括用户，网络，服务器，计算机，可编程控制器，操作面板和智能家庭组件，并为这些组件编写的程序和电路。

为了通过互联网实时控制智能家居，一个简单且方便的基础设施是在客户端/服务器架构基础上组成的。该基础设施由客户端软件、服务器软件和数据库部分组成。客户端软件是用户可以通过互联网控制智能家居系统的网络接口。在服务器上运行的客户端软件的主要任务是管理智能家居系统中的照明、通风和安全单元。客户端软件可以完成对本身做出改变通过DLL（动态链接库）命名为本质上放置在三角洲Modbus图书馆的DMT。访问输入和输出，注册，通过保留在DLL命名为DMT导入客户端软件用户的方法辅助继电器和PLC的内存是有可能的。用户需要一台电脑，平板电脑或移动设备与互联网接入，以连接到系统。控制软件被保存在服务器上，通过它提供智能家居系统的所有通信。服务器在两个方向都工作。它通过PLC记录从智能家居到数据库的命令，并将记录的控制命令从数据库发送到智能家居。在这部分的研究中，数据库是很起作用的。在数据库中记录所有的调整和操作相关的智能家居系统。根据用户的要求和时间，提供智能家居的状态。C语言被用于客户端和服务器软件，而SQL Server程序也被用于数据库。，尽管这三个单位在不同的任务和进程中，但也时刻地相互作用。在图4中的方框图中显示了这些单元和所开发的系统结构之间的相互作用。

• 1. Web界面

Web界面是智能家庭系统的一部分，集成了用户的网络接口。在这里，用户可以执行智能家庭系统的所有的操作。用户通过Web界面可以获取智能家居系统实时的最新信息。用户可以访问智能家居系统中所有的房间，房子的温度值，在房子里的运动控制（小偷），气体和烟雾控制和门控制单元通过网络界面。通过这种方法，他们能够用任何他们想要的方式来管理智能家庭。该网络界面包括用户主页、用户控制页和报表页三部分。登录页面是用户登录用户名和密码的部分。此外，预先定义的数据库上的用户可以登录到系统。图5显示了主页。

控制页是智能家居系统的一部分，集成了用户的控制页面。该页面是动态的，在智能家庭中发生的任何变化都反映到控制页面。以同样的方式，通过控制页面的命令提交给智能家庭。当用户查看控制页时，他/她会获得实时信息，关于房子的状态。通过控制页面，用户可以控制照明，安全和空调机组的房间。在同一时间，调整相关的这些系统是能够使系统主动/被动。在图6所示的控制页中，用户输入用户名称和密码。

图5

主页

图6

控制页

报表页面给用户所有在互联网上或通过操作面板从系统数据库中使用的更改。用户可以看到所有的变化及其发生的时间。图7显示了报表页。描述智能家庭系统的一般操作的流程图如图8所示。

图7

报表页

图8

智能家庭系统流程图

• 1. 操作面板界面

在智能家庭的控制过程中，也可以通过操作面板上来操作不需要网络，如上述所述。操作面板与PLC直接通信。智能家庭系统的所有操作，可以通过操作面板。照明，安全和空调系统的控制和监控，通过互联网在智能家庭系统也可以通过操作面板控制。四种不同的界面，对于每个操作过程都准备在控制面板。输入界面如图9所示。另三个接口，用于照明，安全，和空调机组可以从输入接口访问。图11、10和12分别显示照明、安全和温度控制面板接口。

图9 图10

控制面板主页 照明控制面板

图11 图12

安全控制面板 温度控制面板

1. 结论

在这项研究中，一个基于Web的智能家庭自动化系统的软件和硬件已经实现。智能家居系统是由PC和操作员终端称为dop-as35thtd控制。用户界面是用C语言编写。在智能家庭系统，控制的安全性（气体和烟雾，运动，门控制）和舒适性（照明和气候控制）都实现了。在这项研究中，三角洲公司的PLC有足够数量的数字和模拟地址是用来方便的智能家庭系统和应用程序的操作面板上的信息存储。此外，模拟模块有4个模拟输入端子和以太网模块连接到PLC。

1. 致谢

作者致谢TUBITAK为实现这项研究在“2209名大学生国内/国外的研究项目支持计划”提供金融支持。

1. 参考文献

[1] D. H. Stefanov and Z. Bien, The Smart House for Older Persons and Persons With Physical Disabilities: Structure, Technology Arrangements, and Perspectives, IEEE Transactions On Neural Systems And Rehabilitation Engineering, Vol. 12, No. 2, June 2004, pp. 228-250

[2] J. Lertlakkhanakul, J. W. Choi and M. Y. Kim, Building Data Model and Simulation Platform for Spatial Interaction Management in Smart Hom

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

资料编号：[31135]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word