基于PLC的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設計(DOC32頁)

1、南通大學傳感檢測課程設計計劃實驗報告課題名稱: 姓 名: 學 號: 指導教師: 實驗時間:智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設計曹飛1012002090王勝鋒2013年貴月21日至8月亞日基于PLC的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設計摘要:現(xiàn)在使用的家居設備大部分采用手動操作方 式，沒有自動防盜門、防雨窗、防燃氣泄露等具 有人性化的功能；本設計利用三菱PLC和各種種 傳感器來實現(xiàn)在對智能家居常規(guī)控制的基礎上, 利用可編程控制器PLC發(fā)出的脈沖信號構成家 用設備的智能控制，從而實現(xiàn)智能家居。而且本 著更容易普及這種技術，我們采用PLC、多種傳 感器構成的系統(tǒng)具準確、方便、容易擴展的特點,能更加好的完成復雜的智能化控制任務。這個

2、設 全問題和家居舒適度問題為重點O 關鍵詡PLC；傳感器；智能家居計理念為解決人民生活節(jié)奏加快,下的家居安目錄1引言（1）2智能家居設備簡介（8）2.1智能家居的概念 （8）2.4 智能家居的運行工作情況(15)2.5 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)組成(15)2.6 智能家居結構概圖(16)2.7 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)原理圖(17)3方案選擇(17)3.1智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式(17)33智能家居系統(tǒng)各部分的選擇(19)3.4方案的確定(20)4智能家居系統(tǒng)硬件設計(21)4.1 控制系統(tǒng)結構框圖(21)42電機的選擇(21)4.3 無線收發(fā)套件選擇(22)4.4 濕度傳感器的選擇(23)4.5 可燃性氣

3、體和煙霧檢測傳感器的選擇(23)4.6 可編程序控制器(PLC)選擇(24)5控制系統(tǒng)主程序設計(27)5.1 智能家居系統(tǒng)的控制要求(27)5.2 PLCI/O端 口分配(27)5.3 系統(tǒng)程序流程圖(29)6智能家居控制系統(tǒng)軟件程序(30)6.1 智能窗戶程序(30)6.2 智能室內系統(tǒng)程序(30)6.3 安防系統(tǒng)程序(31)6.4 點動程序(31)7主要功能模塊設計(31)7.1 光敏電阻仿接線圖(31)7.2 溫度時間仿真仿接線圖(32)7.3 聲控開門接線圖(33)7.4 紅外線接線圖(33)7.5 可燃性氣體檢測線圖(34)7.6 晾衣服驅動簡化圖(35)8結論(36)參考文獻(3

4、8)基于PLC的智能家居控制系統(tǒng)設計1引言蒸汽機的發(fā)明掀起了人類歷史邁向工業(yè)的新篇章，而網絡的出現(xiàn)無疑將信息化深深的烙印在了人類文明的璀璨長卷上。電子信息 技術，控制技術的日益提升，社會信息化的逐步加快，促使人們的生活、工作、 學習以及通訊的關系日漸緊密，信息化社會在改變人們生活習慣和工作方式的 同時，也對我們的傳統(tǒng)住宅提出了挑戰(zhàn)。環(huán)視周遭，我們很容易的發(fā)現(xiàn)，人們 對家居的要求早已不再只是簡單的物質空間，更為關注的是一個高度安全、舒 適以及美觀方便的居住環(huán)境，先進的通信設施，完備高效的信息終端，自動、 智能的家電，網絡化的資源管理及購物方式等等?，F(xiàn)今社會人們日益膨脹的需 求使得家居智能化已然成

5、為一種趨勢。電力電子技術的發(fā)展、微電子技術的革新、控制理論的進步給智能家居的 發(fā)展帶來了契機，因此，PLC控制技術己成為現(xiàn)代智能家居行業(yè)的一個熱點?？?編程控制器(PLC： Programmable LogicController)是根據(jù)順序邏輯控制的需要 而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。傳 統(tǒng)的電器都是以個體形式存在，沒有系統(tǒng)的管理與控制，而可編程控制器(PLC： Programmable LogicController)控制系統(tǒng)，就像一張無形的網絡，把所有能控 制的電器以一定的結構有機的組合起來，形成了一個整體，通過這個管理系統(tǒng), 用戶可以用遙控、場景、定

6、時、遠程、電腦等多種控制方式實現(xiàn)對電器的智能 管理與控制。以及實現(xiàn)電器的場景控制與管理，從而達到智能電器系統(tǒng)的節(jié)能、 環(huán)保、舒適、方便的功能。由于可編程控制器(PLC： Programmable LogicController)控制系統(tǒng)與其他 控制系統(tǒng)相比較具有以下特點(1)系統(tǒng)構成靈活，擴展容易(2)使用方便， 編程簡單，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。(3)能適應各 種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強。所以是智能控制家居的首 選，能為維護和改進服務提供很好的保障。2智能家居設備簡介2.1智能家居的定義及發(fā)展智能家居概念的起源甚早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年

7、美 國聯(lián)合科技公司(United Technologies Building System)將建筑設備信息 化、整合化概念應用于美國康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的 CityPlaceBuilding時，才出現(xiàn)了首棟的智能型建筑，從此也揭開了全世界爭相 建造智能家居的序幕。最著名的智能家居要算比爾.蓋茨的豪宅。比爾蓋茨在他的“未來之路” 一書中以很大篇幅描繪他正在華盛頓湖建造的私人豪宅。他描繪他的住宅是“由 硅片和軟件建成的”并且要“采納不斷變化的尖端技術”。經過7年的建設，1997 年，比爾蓋茨的豪宅終于建成。他的這個豪宅完全按照智能住宅的概念建造, 不僅具備

8、高速上網的專線，所有的門窗、燈具、電器都能夠通過計算機控制， 而且有一個高性能的服務器作為管理整個系統(tǒng)的后臺。智能家居是n技術(特別是計算機技術)、網絡技術、控制技術向傳統(tǒng)家電 產業(yè)滲透發(fā)展的必然結果。由社會背景之層面來看，近年來信息化的高度進展, 通訊的自由化與高層次化、業(yè)務量的急速增加與人類對工作環(huán)境的安全性、舒 適性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大為增加；此外在科學技術 方面，由于計算機控制技術的發(fā)展與電子信息通訊技術之成長，也促成了智能 家居的誕生。20世紀80年代初，隨著大量采用電子技術的家用電器面市,住宅電子化出 現(xiàn)。80年代中期，將家用電器/通信設備與安全防范設備各自獨

9、立的功能綜合為 一體后，形成了住宅自動化概念。80年代末，通信與信息技術的發(fā)展，出現(xiàn)了 通過總線技術對住宅中各種通信/家電/安防設備進行監(jiān)控與管理的商用系統(tǒng)，這 在美國稱為SmartHome,也就是現(xiàn)在智能家居的原型.智能家居最初的定義是 這樣的：”將家庭中各種與信息相關的通信設備/家用電器和家庭安防裝置，通 過家庭總線技術(HBS)連接到一個家庭智能系統(tǒng)上，進行集中或異地監(jiān)視/控制 和家庭事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調.” HBS是 智能住宅的基本單元也是智能住宅的核心.世界上第一幢智能建筑1984年在美國康涅迪格州出現(xiàn)，當時只是對一座舊 式大樓進行了一定程度的改造，采

10、用計算機系統(tǒng)對大樓的空調、電梯、照明等 設備進行監(jiān)測和控制，并提供語音通信、電子郵件和情報資料等方面的信息服 務。智能家居最早沿于英文Smart Home,早先更多提法是Home Automation 家庭自動化，因為早先涉及的產品都與家庭自動化產品和配件有關，自動化、 智能化是其重要特點。幾年前，美國、歐洲和東南亞等經濟比較發(fā)達的國家先 后提出了 “智能住宅”(即智能家居Smart Home)的概念。其目標就是：“將家 庭中各種與信息相關的通訊設備，家用電器和家庭保安裝置通過家庭總線技術 (HBS)連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務 性管理，并保持這些家庭設施與

11、住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調智能家居(Smart Home)頻繁出現(xiàn)在各大媒體上，成了人們耳熟能詳?shù)脑~ 匯。目前關于智能家居的稱謂多種多樣，諸如：電子家庭(Electronic Home)、 e-Home數(shù)字家園(Digital fam計y)、家庭自動化(Home Automation)、家庭網 絡(Home net/Networks for Home)、網絡家居(Network Home)、智能化家庭 (Intelligent home)等等幾十種，盡管名稱是五花八門，但它們的含義和所要完 成的功能大體是相同的。目前通常把智能家居被定義為利用電腦、網絡和綜合布線技術，通過家庭 信息管理平臺將與家居生

12、活有關的各種子系統(tǒng)有機地結合的一個系統(tǒng)。也就是 說，首先，它們都要在一個家居中建立一個通訊網絡，為家庭信息提供必要的 通路，在家庭網絡的操作系統(tǒng)的控制下，通過相應的硬件和執(zhí)行機構，實現(xiàn)對 所有家庭網絡上的家電和設備的控制和監(jiān)測。其次，它們都要通過一定的媒介 平臺，構成與外界的通訊通道，以實現(xiàn)與家庭以外的世界溝信息，滿足遠程控 制/監(jiān)測和交換信息的需求。最后，它們的最終目的都是為滿足人們對安全、舒 適、方便和符合綠色環(huán)境保護的需求。各技術基本介紹：1、總線型技術：所有設備通信與控制都集中在一條總線上，是一種全分布式智 能控制網絡技術，其產品模塊具有雙向通信能力，以及互操作性和互換性，其 控制部件

13、都可以編程。典型的總線技術采用雙絞線總線結構，各網絡節(jié)點可以 從總線上獲得供電(24V/DC),亦通過同一總線實現(xiàn)節(jié)點間無極性、無拓撲邏輯 限制的互連和通信，信號傳輸速率和系統(tǒng)容量則分別為1OKBPS和4G。總線型技術比較適合于樓宇和小區(qū)智能化等大區(qū)域范圍的控制，現(xiàn)開始部 分應用于別墅智能化，但一般設置安裝比較復雜，造價較高，工期較長，只適 用新裝修用戶。典型廠家：ABB公司的“I-BUS”、奇勝公司的“C-BUS"、"Lonworks”等等。 2、無線技術：即利用各種無線標準，如射頻（RF）技術、IrDA紅外線技術、HomeRF 協(xié)議、Zigbee技術、X2D技術等進行設

14、備間的傳輸與控制。無線技術無需重新布線，安裝方便靈活，而且根據(jù)需求可以隨時擴展或改裝, 適用于新裝修用戶和已裝用戶。隨著目前Zigbee技術和RF技術的快速發(fā)展， 以無線方式實現(xiàn)的智能家居市場將越來越明確。典型廠家：波創(chuàng)公司的“射頻（RF）技術”、Control公司的“Zigbee技術”、 達泰多公司的“X2D技術”等等。3、電力載波技術：即利用現(xiàn)有的電網，兩端加以調制解調器，以50Hz或（60Hz） 為載波，再以120KHz的脈沖為調變波（Modulating Wave）,進行信號的傳輸與 控制。電力載波技術最大的優(yōu)勢是利用現(xiàn)有的電網，便能簡單的實現(xiàn)家居智能化 的改造，但是由于其通信傳輸是以

15、電線為載體，因此對電網穩(wěn)定性有要求，在 國內此電網干擾的問題尤為嚴重，同時其網絡響應速度慢（傳輸一個指令需要 0. 883s）,這也很大程度的制約了電力載波技術在智能家居行業(yè)的發(fā)展。典型廠家：上海索博公司的“X-10”技術和“PLCBUS”技術等等。各智能家居技術對比表比 較 項 目總線類無線類電力載波典型C-Bus無線射 頻（RF）Zigbe ePLCBUSxlO技 術典型奇勝波創(chuàng)Contr上海索上海索r014博博家應主要應用于體主要應 用于辦適 于用 住同時適 合于住在國外用宅與廣泛應范育場等 樓宇智公與小 房型住樓宇宅與樓宇智能用，較智能多能化宅化化同時同時適同時適合于已同時適適合裝修與

16、 未裝修 戶，并 可應用適只適用合于已于B合于已用于未裝裝修與裝修裝修與性修戶未裝修 戶與 裝 戶未修未裝修 戶樓宇控制是需要另無需重無需無需重無需重否外布線新布線重新新布線新布線29布線雙向通雙向通雙 向 通 信信，可查詢燈或電器單向通 信雙向 通信的狀態(tài) 與燈亮 度信，可 反饋與 查詢燈 或電器 的狀態(tài) 與燈亮 度單向通 信技術難題安裝調 試需要 專業(yè)人 員能穿透 墻體，無 方向性， 但因阻礙物材質與厚度的不一樣，出現(xiàn)遙控無法控Zigbee 的低 功耗、通信傳 輸是以 電線為通信傳自 網 性 效 解 了 線 信組 特 有 的 決 無 通 傳載體,對電網 穩(wěn)定性 有要 求，同 時其網絡響應速

17、度慢輸是以 電線為 載體， 對電網 穩(wěn)定性 有要 求，同 時其網 絡響應速度慢優(yōu)/ 弱 勢控制方 式級、移動升級、移動級、移動級、移動售 后 服 務較復 雜，若 中控主 機出現(xiàn) 問題， 系統(tǒng)癱 瘓，并 不能用 傳統(tǒng)方 法控制系統(tǒng)沒有主機，就像替換普通開關，并 可立即 改用傳 統(tǒng)方式控制如果 家庭 主機 出現(xiàn) 問題， 并不 影響 下層器直 接對 設備 進行表21系統(tǒng)沒有主機，就像替換普通開系統(tǒng)沒機，就像替換普通開關，并關，并可立即改用傳統(tǒng)方式控制可立即 改用傳 統(tǒng)方式 控2.4智能家居的運行工作情況智能家居系統(tǒng)通過把各種傳感器和遙控傳送過來的信息進行分析，按照程 序設計的規(guī)律，對全家電器進行控制

18、。智能家居系統(tǒng)在運行的過程中，有起點 站也有終點站。這些都是通過各種電子器件和傳感器實現(xiàn)的。2.5智能家居系統(tǒng)的組成(1)家居布線系統(tǒng)：家庭智能化的實現(xiàn)，第一步就要進行家庭布線的基 礎設施建設，家居布線系統(tǒng)把電話、有線電視、電腦網絡、影音系統(tǒng)、家庭自 動化控制系統(tǒng)的布線統(tǒng)一規(guī)劃、布局，集中管理，為實現(xiàn)家居智能化提供網絡 平臺，通過家居綜合布線既可以實現(xiàn)自動化的控制，又可以做到資源共享，家 庭內部只需一臺影碟機、音響、衛(wèi)星電視接收機就可以在家庭內部每一個房間 觀看電影、享受音樂，可以實現(xiàn)多臺電腦聯(lián)網，共享寬帶服務，多路電話任意 接聽、轉接。而且采用綜合布線，使得家庭內部布線系統(tǒng)具有良好的擴展性和

19、 可升級性，滿足不同用戶現(xiàn)在和未來的需求。(2)家居安防系統(tǒng)：人們對于安防系統(tǒng)的要求越來越高，家居安防系統(tǒng) 可以有效的利用技防手段來實現(xiàn)安全防范。家居安防系統(tǒng)包括防盜、防燃氣泄 漏、防火等功能，同時可遠程監(jiān)控，便得住戶可以遠程通過網絡或電話隨時了 解家庭內部情況，可監(jiān)聽、監(jiān)視或者監(jiān)視聽家庭內部情況。(3)家庭自動化系統(tǒng)：智能家居的主體在于家庭自動化，將來家庭自動 化的主體是家電、照明等電氣設備的控制。家庭自動化系統(tǒng)能夠通過集中或者 分布式控制家庭內部照明或者家電，住戶可以通過網絡或者電話遠程控制家庭 內部設備。家居自動化系統(tǒng)是將來智能家居的主要發(fā)展方向。(4)家庭體驗系統(tǒng)：人們對生活體驗的要求

20、越來越高，對家庭內部影音 系統(tǒng)、家庭內部環(huán)境、網絡虛擬環(huán)境等的需求也越來越高，用在這方面的消費 支出也將越來越高，將來的家居智能化也會更多的滿足人們這些消費2.6智能家居結構模擬圖智能家居控制系統(tǒng)原理圖圖223方案選擇3.1智能家居控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制；微機控制；PLC控制。(l)PLC智能化高，邏輯控制可靠度高，具有通訊功能，占體積小，功耗小, 輸入輸出不具有隔離功能，一個部件損壞，影響整體功能。(2)繼電器，動作有壽命限制，一個元件故障可能造成整個系統(tǒng)崩潰，會將 故障擴大化，成本最低，也最容易被偽劣產品冒充，可維修度最高，同時維修 成本也低。(3)微機控制，成本比PLC低

21、，邏輯針對性高，所以要在對整個系統(tǒng)非常了 解的時候才會使用，智能化比PLC高，專業(yè)應用的時候，實現(xiàn)的功能要比PLC 多，具有安全性可靠性最高的特點，輸入輸出信號還可以實現(xiàn)一體化隔離，通 訊組態(tài)模式最多。開發(fā)周期最長，一旦要有變化修改比較麻煩。一旦實現(xiàn)自有 批量生產，如果不包括軟件附加值，成本甚至比繼電器控制還要低。3.2.2智能家居PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點在智能家居控制中采用PLC,用軟件實現(xiàn)了對智能家居運行的自動控制，可 靠性大大提高；去掉了大部分繼電器，控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化；PLC 可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能；PLC可以進行故障 自動檢測與報警顯示。提高運行安

22、全性，并便于檢修；更改控制方案時不需要 改動硬件接線。最為重要的是隨著智能家居的發(fā)展，更新添加設備不需要過多 費用。3.4方案的確定通過比較取舍，本設計采用PLC和多種其他設備組成的控制系統(tǒng)，可編程控 制器(PLC)負責處理各種信號的邏輯關系。從而向各個無線收發(fā)套件發(fā)出起,停等信號。同時傳感器也將工作狀態(tài)信號送給PLC,形成雙向聯(lián)絡關系。它是 系統(tǒng)核心。無線收發(fā)套件實現(xiàn)各個電電路通斷及實現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使 環(huán)境達到理想狀態(tài)。部分器件需要通過與電動機同軸連接的完成操作。各種傳 感器傳來信息，具體精確度通過對可調電阻的調節(jié)實現(xiàn)。通過各種傳感器的信 息，對系統(tǒng)進行自鎖和反饋，更加適合設計的理念

23、。4智能家居控制系統(tǒng)硬件設計4.1 控制系統(tǒng)結構框圖沿斷頭 人麻伏心”夫 手初升我 甜美必X X-X-凡- x-x X-X -Z ,；n»2DC24VJf*電源電柘1+ 蝌媽 松火娜曾施一防也髓-0- T禰布莉.圖4一14.2 電機的選擇 電機按電源供電方式可分為四種:1、交流供電式電機。普通窗簾電機，特點是功率大，馬力大。缺點是耗電大、噪音大、震動大、 不節(jié)能，只能用于直軌道。主要應用于工程。2、直流供電式電機。相對交流電機，優(yōu)點是體積小，振動小，噪音小，耗電小。缺點是馬力小。 主要應用于家庭和賓館。3、電池供電式電機。近幾年發(fā)展起來的一種新型電機，優(yōu)點是：采用普通干電池供電，耗電

24、是 普通電機的1/2000,節(jié)能環(huán)保，8節(jié)普通電池可以用1-2年，在歐洲、美洲、 澳洲這幾年得到大量的推廣。4、太陽能供電式電機。完全采用太陽能電池供電，完全綠色產品，更加節(jié)能環(huán)保，電力完全來自 于太陽的能量。充一天電，沒太陽也能用一個月，壽命10年以上。是世界上最 新的電機。目前在歐洲、美洲、澳洲得到很大的應用。綜合上面的電機類型和我們的設計概念我們最終選擇使用直流供電式電 機，因為它體積小，振動小，噪音小，耗電小。在直流電機仲我們選擇直流減 速電機ZJ20087-05,直流減速電機即齒輪減速電機,是在普通直流電機的基礎上, 加上配套齒輪減速箱.齒輪減速箱的作用是,提供較低的轉速,較大的力矩

25、.同時, 齒輪箱不同的減速比可以提供不同的轉速和力矩.這大大提高了。型 號Type額定電壓Volt V表4-1性能參數(shù)表空載No load貨教Load電流轉速轉向 電流 轉矩Cure SpeedRotati Curent Torquent r/minonWANmWA轉速 Speed r/min制動Break電流轉矩Curent TorqueWANmZJ20087- 02123100120ccwCW8.58.53384 9684 10016030ZJ20087-03241.51601844.431431609030ZJ20087-04360.450CW11.546ZJ20087- 0524161

26、 66CW2.9347 61ZJ20087-241.5161179CW53147173064.3 無線收發(fā)套件的選擇無線收發(fā)套件中的接收模塊有兩種輸出方式，鎖存(L4)和非鎖存(M4)。 鎖存和非鎖存的區(qū)別：鎖存方式是發(fā)射器有發(fā)射時，接收端有數(shù)據(jù)輸出，發(fā)射 器停止發(fā)射后輸出端數(shù)據(jù)仍然保持(鎖存)，直到下一次發(fā)射器發(fā)射時輸出端數(shù) 據(jù)被刷新并保持。非鎖存方式則是發(fā)射器有發(fā)射時，接收端有數(shù)據(jù)輸出，發(fā)射 器停止發(fā)射后，接收端沒有數(shù)據(jù)輸出。技術指標1、工作電壓：5VDC2、工作電流：5mA3、接收頻率：315MHz4、接收方式：超再生5、接收靈敏度：-103dBm6、解碼芯片：PT2272-M4 (L4

27、),有四路并行數(shù)據(jù)輸出，一路解碼有效指示輸出 (非鎖)，八位三態(tài)地址碼7、解碼有效時輸出TTL高電平8、輸出方式：有兩種，一種為非鎖(M)方式(即點動或脈沖方式)，另一種為 互鎖(L)方式(即信號鎖存方式)9、接收模塊外形尺寸：49X20X7mm綜合我們的設計概念選擇四路的非鎖存的無線收發(fā)套件，因為其價格便宜，而 且滿足我們的要求。4.4 濕度傳感器的選擇Honeywell公司的HIH3610濕度傳感器是為大批量OEM設計，具有濕度儀表 級測量性能，低成本，SIP封裝。線形放大電壓輸出，驅動電流200微安，器件 一致性好。特點：濕度傳感器HIH3610主要性能：(1)熱固性聚合物電容濕度傳感器

28、，帶集成信號處理電路(2) 3針可焊塑封(3)寬量程：0100%RH非凝結，寬工作溫度范圍-4085C(4)高精度：±2%RH,極好的線形輸出(5) 5VDC恒壓供電，0.8-3.9VDC放大線形電壓輸出(6)低功耗設計200微安驅動電流(7)激光修正互換性(8)快速響應15秒(9)穩(wěn)定性好，低溫漂，抗化學腐蝕性能其引腳如圖3-2所示：HIH3610I+5VVoutHIH3610引腳圖圖4-24.5 可燃性氣體和煙霧檢測傳感器的選擇圖4-3MQ-2氣敏元件的結構和外形如圖1所示(結構A orB),由微型AL203陶瓷管、 Sn02敏感層,測量電極和加熱器構成的敏感元件固定在塑料或不銹

29、鋼制成的腔 體內，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針 狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。MQ-2型傳感器的特性及主要技術指標 MQ-2型傳感器的一般特點(a)MQ-2型傳感器對天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對烷 類煙霧更為敏感。(b)MQ-2型傳感器具有良好的重復性和長期的穩(wěn)定性。初始穩(wěn)定，響應時 間短，長時間工作性能好。©MQ-2型傳感器具有良好的抗干擾性，可準確排除有刺激性非可燃性煙霧的 干擾信息，例如酒精和煙霧等。(d)電路設計電壓范圍寬，24V以下均可；加熱電壓5±0.2V。(2) MQ-2型傳感器的特性參

30、數(shù)3)回路電壓：(Vc) 524V(b)取樣電阻：(RL) 0.20K(c)加熱電壓：(VH)5±0.2V(d)加熱功率：(P)約750mW(e)靈 敏度：以甲烷為例 R0(air)/RS (0. 1%CH4) >5(f)響應時間：Tres V10秒(g)恢復時間：TrecV30秒4.6可編程序控制器(PLC)的選擇4.6.1 FX系列PLC性能比較FX系列PLC性能比較如表42所示表42 FX系列PLC主要產品的性能比較型 號I/O 點數(shù)基本指令執(zhí) 行時間功能 指令模擬模 塊量通信FXOS10301. 63.6 uS50無無FXON241281. 63. 6 uS55有較強F

31、X1N141280. 550. 7US177有較強FX2N162560. 08 u s298有強4.6.2 FX系列PLC的環(huán)境指標FX系列PLC的環(huán)境指標如表4-3所示表43 F X系列PLC的環(huán)境指標環(huán)境溫 度使用溫度055°C,儲存溫度-2070°C環(huán)境濕使用時35%85%RH (無凝露)度防震性能JISC0911 標準，1055HZ, 0.5mm(最大2G）, 3軸方向各2次（但用DIN導軌抗沖擊性能抗噪聲能力JISC0912標準,10G, 3軸方向各3次用噪聲模擬器產生電壓為1000伏（峰一峰值）、脈寬1 U S、30100Hz的噪聲絕緣耐壓AC1500V, Im

32、in （接地端與其他端子間）絕緣電5MQ以上（DC500V兆歐表測量，接地端阻接地電阻使用環(huán)境與其他端子間）第三種接地，如接地有困難，可以不接無腐蝕性氣體，無塵埃安裝時為0. 5G）463FX系列PLC的輸入技術指標F X系列PLC的輸入技術指標如表44所示表44 F X系列PLC的輸入技術指標輸入Am 騎X0X3 (FXX4X17 (FXOS)X10(FXONXOX 3 (FXOX4X17 (FX項目OS)X0X7 (FXON>IS、IN、2N)、IS、1N、2N)S)OS輸入 電壓DC24V+10%DC12V+10%輸入 電流8. 5m A7 mA5mA9mA10mA輸入 阻抗2.

33、7kQ3.3 kQ4.3 kQ1 kQ1.2 k Q輸入ON電流1. 5mA以 下1. 5mA以下3. 5mA 以上4. 5mA 以上4. 5mA以上輸入OFF電 流1. 5mA以 下1. 5mA以下100W30W1. 5W /DC2 4V開路 漏電 流lmA/AClOO V2mA/AC200V0. 1mA 以下響應 時間約 10msON： 1ms,OFF： 10msON：<0. 2ms、OFF： <0. 2ms 大電流 OFF為 0. 4ms 以下電路隔離繼電 器隔 離光電晶閘 管隔離光電耦 合器隔 離輸出 動作 顯示輸出ON時LED亮5控制系統(tǒng)主程序設計5.1智能家居系統(tǒng)的控制

34、要求1、智能窗戶在其他傳感器傳送信號到來時候能夠自動的開關窗。2、可燃性氣體和煙霧檢測在檢測到可燃性氣體和煙霧達到一定濃度時開啟排氣扇并響警報3、自動晾哂衣服在晚上自動把衣服收存起來，將窗戶關上，要是天氣下雨，自動把衣服收存 起來。4、自動開關燈根據(jù)設定的亮度，當天色暗到設定的亮度時自動開啟電燈。5、紅外線感應在夜晚睡覺時開動防盜，紅外線感知開啟，當有人經過中斷就會發(fā)出警報。6、聲控開門通過聲音來控制門的開啟，拍一下掌門就開了，之后自動關上。7、點停功能。每個電器可以手動控制關閉一些不使用的功能。8、急停功能整個系統(tǒng)能通過一個按鍵來實現(xiàn)急停，停止整個系統(tǒng)的運作。5.2 PLCI/O 端 口分配

35、PLC I/O端口分配如表51所示表51系統(tǒng)I/O接口資源配置表元件 名作用元件 名作用X000系統(tǒng)啟動信 號Y000窗戶開關電機 正轉X001窗臺光敏信 號輸入Y001窗戶開關電機 反轉X002窗臺濕度信 號輸入Y002晾衣電機正轉X003窗臺左限位 開關輸入Y003晾衣電機反轉X004窗臺右限位 開關輸入Y004排氣扇啟動入7X020點動窗戶開 關電機正轉Y020X021點動窗戶開 關電機反轉Y021X022點動晾衣電 機正轉Y022X023點動晾衣電 機反轉Y023X024系統(tǒng)中斷Y024X025Y025X026Y026窗中衣是否晴天右相玄結以上的信號輸出皆由無線模塊完成，便于接線。5.

36、3系統(tǒng)程序流程圖回來后關上窗戶，如果沒有5秒后自動關窗。 HC :( W00 (TOK50順)M :C N2 )C N1 (TlK50C 丫。02 C H3 )1也惻。她4IIWM)跳I 朧 H1隊4II44W頒I朧4gll-prf頌2 機 X024to股xoos m211外II外頌3她425Tl外加” m28IH-pkF艦4 MFT1 帥 I )X02 N3 K0243?一|外_W_并_H頒15冊4411蘇頒6冊4圖616.2 智能室內系統(tǒng)程序該系統(tǒng)在主要通過電子器件的檢測來完成 的，通過相應的電子傳感器送過來的信號來實現(xiàn) 對其他器件的啟動。圖62< Mi )< raio j&l

37、t; M2< raos )< TOO < ffl04 J< ran< rai3»搬4I并加0剃$mIr_r1 1rizl>：0Hm53_11_11n枷3幽_11_i.r_11n喇般4irn>1mJi加 12XQ2467Tl齊加17脫4I6.3 安防系統(tǒng)程序當主人睡覺時按上紅外線啟動報警，當有人開門或者開窗時，打斷紅外線的接收就會發(fā)出警報。圖637.4點動程序桃Q加24Z3II：恤 0 3脫1X02482IIf：恤 1 施2她4851一T< 恤 2 J桃3脫488IIL 恤 3 圖647、主要功能模塊設計7.1光敏電阻仿接線圖原理圖如圖3

38、-3所示。圖7-1光照檢測電路原理圖工作原理：光敏電阻在有光照的情況下，呈現(xiàn)極小的的電阻，可以看做沒有電阻。 電路在白天工作的時候，光照在光敏電阻上，如圖所示比較器的一端的 電壓會是5V,而+端顯示固定的2.5V,故比較器輸出低電平。當電路在 黑暗的情況下工作時，與上面相反，一端的電壓這個時候由于光敏電阻 的阻值近似無限大，所以輸出近似0V的電壓，+端依舊是2.5V,所以電 路的OUT端輸出高電平，產生檢測信號。正常工作的時候是在無光照的情 況下產生并發(fā)送一個高電平7. 2溫度時間仿真仿接線圖家居溫度檢測模塊(1) DS 18B20 簡介利用DS-18B20數(shù)字溫度傳感器，對室內溫度進行檢測。

39、該傳感器獨特的一線 接口，只需要一條口線通信多點能力，簡化了分布式溫度傳感應用無需外部 元件可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3. 0 V至5. 5 V無需備用電源測量溫度 范圍為-55 0 C至+125 C o華氏相當于是-67 0 F到257華氏度-10 0 C 至+85 ° C范圍內精度為±0.5 ° CoDS18B20引腳定義:(1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；(2)GND為電源地；(3)VDD為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時接地)。電源檢測T4DS18B20內部結構圖數(shù)碼管 引腳圖公共公共(2)測量原理:DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS182

40、0相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉換時的延時時間由2s減為750ms。DS18B20測 溫原理如圖所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產生 固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器U高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改 變，所產生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在一559所對應的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行 減法計數(shù)，當計數(shù)器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1,計數(shù)器1的 預置將重新被裝入，計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的 脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的 累加，此

41、時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖中的斜率累加器用于補償和 修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。DS18B20測溫原理框圖在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不 需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉換精度，同時在總線上 理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。注意：在外部供 電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉換溫度，讀取的溫度 總是85C。(3)仿真圖DS18B20VCC圖7-2 DS18B20與單片機的連接E 38;臼3 P jcnfi®.-EV. Mi U»

42、;m «JT10l 工SGUi») ®«»vi K*v. «K>K>口 會做反LKilfAL C6iea.i/仆IZ當溫度超過30C時，蜂鳴器自動報警。（4）單片機C語言程序:Q ： ： +<X«lQ X必W£M* > irz H筋/口/* 必要操作：連接傳感器DS18B20到U6 */ttpragma db code#include<AT89X52. H> ttinclude "INTRINS.H"(DQ1=O) 定義定義數(shù)碼管控制#define BUSY1

43、 busy信號 sbit LED 0=Pr0;腳為Pl 口的0-3腳 sbit LED l=Pri; sbit LED 2=P2; sbit LED 3=P3;sbit sounder=Pl 7;sbit DQ1 =P3-5;定義 18B20 單總線引腳void display (unsigned char dl, unsigned char d2, unsigned char d3, unsigned char d4);/ 聲明顯示函數(shù)void ds_reset_l (void); 聲明 18B20 復位函數(shù)void wr_dsl8_l (char dat); 聲明 18B20 寫入函數(shù)vo

44、id time_delay (unsigned char time);聲明 延時函數(shù)int get_temp_l (void);聲明 18B20讀入溫度函數(shù)void delay (unsigned int x); 聲 明延 時函數(shù)void read_ROM(void); 聲明 18B20 讀 ROM函數(shù)int get_temp_d(void);聲明獲取溫度函數(shù)void ds_init (void);初始化函數(shù)void ds_getT(void);聲明18B20聲明18B20/*定義數(shù)碼管段碼unsigned0-9=A-G=*/ char獲得溫度顯示值函數(shù)a16 = 0xc0, 0xf9, 0x

45、a4, OxbO, 0x99, 0x92, 0x82 ,0xf8, 0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xc6, Oxal, 0x86, 0x8e;共陽極數(shù)碼管的段碼0 1 2 3 4 5 6 789ABCDEF/*以下定義各種變量/ unsigned char ResultSignal;intResultTemperatureLH, ResultTemperatureLL, ResultTemperatureH;unsignedunsignedunsignedunsignedcharcharcharcharROM8;idata idata f；TMP;TMP d;unsigned char rd_dsl8_l(); unsigned int TemH, TemL; 整數(shù)部分和小數(shù)部分 unsigned int count;算部分溫度的定義小數(shù)計void main()(int aa=0;sounder = 1;ds_init ();while (1)(ds_getT ();度，整數(shù)部分存儲到count的低8位if(TemH>=50)/18B20初始化使用該函數(shù)獲得溫TemH,小數(shù)部分存儲到aa+;if(aa>100) sounder = 0;displ