Ağıllı ev, inteqrasiya olunmuş naqil texnologiyası, şəbəkə rabitəsi texnologiyası, təhlükəsizlik texnologiyası, avtomatik idarəetmə texnologiyası, audio və video texnologiyasından istifadə edərək ev təsərrüfatı ilə əlaqəli obyektləri birləşdirmək, səmərəli yaşayış obyektləri və ailə işləri idarəetmə sistemi qurmaq, ev təhlükəsizliyini, rahatlığını, bədiiliyini artırmaq və ətraf mühitin qorunması və enerjiyə qənaət edən yaşayış mühitini həyata keçirmək üçün bir platforma olan bir evdir. Ağıllı evin ən son tərifinə əsasən, ZigBee texnologiyasının xüsusiyyətlərinə baxın, bu sistemin dizaynı, zəruri olan şey, ev naqil sistemi, ev şəbəkəsi sistemi, fon musiqisi sistemi və ailə mühitinin idarəetmə sistemi əsasında ağıllı ev sistemini (ağıllı ev (mərkəzi) idarəetmə sistemi, ev işıqlandırma idarəetmə sistemi, ev təhlükəsizlik sistemləri) ehtiva edir. Təsdiqdə deyilir ki, zəka yaşayır, bütün zəruri sistemlər yalnız tamamilə quraşdırılır və ən azı bir növ və daha yuxarı seçim sistemi quraşdıran ev sistemi zəka yaşayır. Buna görə də, bu sistem ağıllı ev adlandırıla bilər.
1. Sistem Dizayn Sxemi
Sistem evdə idarə olunan cihazlardan və uzaqdan idarəetmə cihazlarından ibarətdir. Bunların arasında ailədəki idarə olunan cihazlara əsasən İnternetə çıxışı olan kompüter, idarəetmə mərkəzi, monitorinq qovşağı və əlavə edilə bilən məişət cihazlarının idarəedicisi daxildir. Uzaqdan idarəetmə cihazları əsasən uzaqdan idarəetmə kompüterlərindən və mobil telefonlardan ibarətdir.
Sistemin əsas funksiyaları bunlardır: 1) veb səhifənin ön səhifəsinə baxış, fon məlumatlarının idarə edilməsi; 2) İnternet və mobil telefon vasitəsilə qapalı məkan cihazlarının, təhlükəsizlik və işıqlandırmanın açarla idarə olunmasını həyata keçirmək; 3) RFID modulu vasitəsilə istifadəçi identifikasiyasını həyata keçirmək, beləliklə, oğurluq halında istifadəçiyə SMS siqnalizasiyası vasitəsilə qapalı məkan təhlükəsizlik statusunun dəyişdirilməsini tamamlamaq; 4) Mərkəzi idarəetmə idarəetmə sistemi proqram təminatı vasitəsilə qapalı məkan işıqlandırması və məişət cihazlarının yerli idarəetməsini və statusunun göstərilməsini tamamlamaq; 5) Şəxsi məlumatların saxlanması və qapalı məkan avadanlıqlarının statusunun saxlanması verilənlər bazasından istifadə etməklə həyata keçirilir. İstifadəçilər üçün mərkəzi idarəetmə və idarəetmə sistemi vasitəsilə qapalı məkan avadanlıqlarının vəziyyətini sorğulamaq rahatdır.
2. Sistem Avadanlıqlarının Dizaynı
Sistemin aparat dizaynına idarəetmə mərkəzinin, monitorinq qovşağının dizaynı və məişət cihazı nəzarətçisinin əlavə edilməsi daxildir (nümunə olaraq elektrik fan nəzarətçisini götürün).
2.1 İdarəetmə Mərkəzi
İdarəetmə mərkəzinin əsas funksiyaları aşağıdakılardır: 1) Simsiz ZigBee şəbəkəsi qurmaq, bütün monitorinq qovşaqlarını şəbəkəyə əlavə etmək və yeni avadanlıqların qəbulunu həyata keçirmək; 2) istifadəçinin identifikasiyası, istifadəçinin evdə və ya istifadəçi kartı vasitəsilə qapalı təhlükəsizlik açarına nail olmaq; 3) Oğru otağa girdikdə, istifadəçiyə qısa mesaj göndərərək həyəcan siqnalı verir. İstifadəçilər həmçinin qısa mesajlar vasitəsilə qapalı təhlükəsizlik, işıqlandırma və məişət texnikasını idarə edə bilərlər; 4) Sistem tək işləyərkən, LCD istifadəçilərin görməsi üçün əlverişli olan cari sistemin vəziyyətini göstərir; 5) Elektrik avadanlıqlarının vəziyyətini saxlayır və sistemi onlayn həyata keçirmək üçün kompüterə göndərir.
Aparat, Daşıyıcı Sense çoxsaylı giriş/Toqquşma aşkarlamasını (CSMA/CA) dəstəkləyir. 2.0 ~ 3.6V işləmə gərginliyi sistemin aşağı enerji istehlakına kömək edir. İdarəetmə mərkəzindəki ZigBee koordinator moduluna qoşularaq qapalı məkanda simsiz ZigBee ulduz şəbəkəsi qurun. Bütün monitorinq qovşaqları, məişət cihazları nəzarətçisini şəbəkəyə qoşulmaq üçün terminal qovşağı kimi əlavə etmək üçün seçilib ki, qapalı məkan təhlükəsizliyi və məişət cihazlarının simsiz ZigBee şəbəkə nəzarətini həyata keçirsin.
2.2 Monitorinq Qovşaqları
Monitorinq qovşağının funksiyaları aşağıdakılardır: 1) insan bədəni siqnallarının aşkarlanması, oğrular hücum etdikdə səs və işıq siqnalizasiyası; 2) işıqlandırmanın idarə edilməsi, idarəetmə rejimi avtomatik idarəetmə və əl ilə idarəetməyə bölünür, avtomatik idarəetmə qapalı məkan işığının gücünə uyğun olaraq işığı avtomatik olaraq yandırır/söndürür, əl ilə idarəetmə işıqlandırmanın idarə edilməsi mərkəzi idarəetmə sistemi vasitəsilə həyata keçirilir, (3) siqnalizasiya məlumatları və digər məlumatlar idarəetmə mərkəzinə göndərilir və avadanlıqların idarə edilməsini tamamlamaq üçün idarəetmə mərkəzindən idarəetmə əmrlərini alır.
İnfraqırmızı və mikrodalğalı aşkarlama rejimi insan bədəninin siqnal aşkarlamasında ən çox yayılmış üsuldur. Piroelektrik infraqırmızı zond RE200B, gücləndirmə cihazı isə BISS0001-dir. RE200B 3-10 V gərginliklə işləyir və daxili piroelektrik ikiqat həssas infraqırmızı elementə malikdir. Element infraqırmızı işığı qəbul etdikdə, hər bir elementin qütblərində fotoelektrik effekt yaranacaq və yük toplanacaq. BISS0001, əməliyyat gücləndiricisi, gərginlik müqayisəçisi, vəziyyət nəzarətçisi, gecikmə vaxtı taymeri və bloklama vaxtı taymerindən ibarət rəqəmsal-analoq hibrid ASIC-dir. RE200B və bir neçə komponentlə birlikdə passiv piroelektrik infraqırmızı açar yaradıla bilər. Mikrodalğalı sensor üçün Ant-g100 modulu istifadə edilmişdir, mərkəz tezliyi 10 GHz, maksimum qurulma müddəti isə 6μs idi. Piroelektrik infraqırmızı modul ilə birlikdə hədəf aşkarlamasının səhv nisbəti effektiv şəkildə azaldıla bilər.
İşıq idarəetmə modulu əsasən fotohəssas rezistor və işıq idarəetmə rölesindən ibarətdir. Fotohəssas rezistoru 10 K ω tənzimlənən rezistora ardıcıl olaraq qoşun, sonra fotohəssas rezistorun digər ucunu yerə qoşun və tənzimlənən rezistorun digər ucunu yüksək səviyyəyə qoşun. İki müqavimət əlaqə nöqtəsinin gərginlik dəyəri cərəyan işığının yanıb-yanmadığını müəyyən etmək üçün SCM analoq-rəqəm çeviricisi vasitəsilə əldə edilir. Tənzimlənən müqavimət istifadəçi tərəfindən işıq yeni yandıqda işığın intensivliyinə uyğun olaraq tənzimlənə bilər. Daxili işıqlandırma açarları röleler tərəfindən idarə olunur. Yalnız bir giriş/çıxış portuna nail olmaq mümkündür.
2.3 Əlavə edilmiş Məişət Cihazı Nəzarətçisini Seçin
Cihazın idarə olunmasına nail olmaq üçün əsasən cihazın funksiyasına uyğun olaraq məişət cihazlarının idarə olunmasını əlavə etməyi seçin, burada nümunə olaraq elektrik fanına baxın. Ventilyator idarəetmə mərkəzi ZigBee şəbəkə tətbiqi vasitəsilə elektrik fan nəzarətçisinə göndərilən PC fan idarəetmə təlimatları olacaq, fərqli cihazların identifikasiya nömrəsi fərqlidir, məsələn, bu müqavilənin müddəalarına görə fan identifikasiya nömrəsi 122, məişət rəngli televizor identifikasiya nömrəsi 123-dür, beləliklə fərqli elektrik məişət cihazlarının idarəetmə mərkəzinin tanınması həyata keçirilir. Eyni təlimat kodu üçün fərqli məişət cihazları fərqli funksiyaları yerinə yetirir. Şəkil 4-də əlavə üçün seçilmiş məişət cihazlarının tərkibi göstərilir.
3. Sistem proqram təminatının dizaynı
Sistem proqram təminatı dizaynı əsasən altı hissədən ibarətdir: uzaqdan idarəetmə veb səhifəsi dizaynı, mərkəzi idarəetmə sisteminin dizaynı, idarəetmə mərkəzinin əsas nəzarətçisi ATMegal28 proqram dizaynı, CC2430 koordinator proqram dizaynı, CC2430 monitorinq qovşağı proqram dizaynı, CC2430 cihaz əlavə etmə proqram dizaynı.
3.1 ZigBee Koordinator proqramının dizaynı
Koordinator əvvəlcə tətbiq təbəqəsinin başlanğıcını tamamlayır, tətbiq təbəqəsinin vəziyyətini və qəbul vəziyyətini boş rejimə təyin edir, sonra qlobal kəsintiləri aktivləşdirir və giriş/çıxış portunu başlanğıc vəziyyətinə gətirir. Daha sonra koordinator simsiz ulduz şəbəkəsi qurmağa başlayır. Protokolda koordinator avtomatik olaraq 2.4 GHz diapazonunu seçir, saniyədə maksimum bit sayı 62 500, standart PANID 0×1347, maksimum yığın dərinliyi 5, göndərmədə maksimum bayt sayı 93 və seriya portunun ötürülmə sürəti 57 600 bit/s-dir. SL0W TIMER saniyədə 10 kəsinti yaradır. ZigBee şəbəkəsi uğurla qurulduqdan sonra koordinator öz ünvanını idarəetmə mərkəzinin MCU-na göndərir. Burada idarəetmə mərkəzinin MCU ZigBee Koordinatorunu monitorinq qovşağının üzvü kimi müəyyən edir və onun müəyyən edilmiş ünvanı 0-dır. Proqram əsas dövrəyə daxil olur. Əvvəlcə terminal qovşağı tərəfindən göndərilən yeni məlumatların olub-olmadığını müəyyən edin, əgər varsa, məlumatlar birbaşa idarəetmə mərkəzinin MCU-na ötürülür; İdarəetmə mərkəzinin MCU-suna təlimatların göndərilib-göndərilmədiyini müəyyən edin, əgər varsa, təlimatları müvafiq ZigBee terminal qovşağına göndərin; Təhlükəsizliyin açıq olub-olmadığını, oğru olub-olmadığını müəyyən edin, əgər varsa, siqnalizasiya məlumatını idarəetmə mərkəzinin MCU-suna göndərin; İşığın avtomatik idarəetmə vəziyyətində olub-olmadığını müəyyən edin, əgər varsa, nümunə götürmək üçün analoq-rəqəmsal çeviricini yandırın, nümunə götürmə dəyəri işığı yandırmaq və ya söndürmək üçün açardır, işıq vəziyyəti dəyişərsə, yeni vəziyyət məlumatı idarəetmə mərkəzinin MC-U-suna ötürülür.
3.2 ZigBee Terminal Düyün Proqramlaşdırması
ZigBee terminal qovşağı ZigBee koordinatoru tərəfindən idarə olunan simsiz ZigBee qovşağına aiddir. Sistemdə əsasən monitorinq qovşağı və məişət cihazları nəzarətçisinin əlavə edilməsi funksiyası mövcuddur. ZigBee terminal qovşaqlarının başlanğıcına tətbiq qatının başlanğıcı, fasilələrin açılması və giriş/çıxış portlarının başlanğıcı da daxildir. Daha sonra ZigBee şəbəkəsinə qoşulmağa çalışın. Qeyd etmək vacibdir ki, yalnız ZigBee koordinatoru quraşdırılmış son qovşaqlar şəbəkəyə qoşula bilər. ZigBee terminal qovşağı şəbəkəyə qoşula bilmədikdə, şəbəkəyə uğurla qoşulana qədər hər iki saniyədən bir yenidən cəhd edəcək. Şəbəkəyə uğurla qoşulduqdan sonra ZI-Gbee terminal qovşağı qeydiyyat məlumatlarını ZigBee Koordinatoruna göndərir və bu da ZigBee terminal qovşağının qeydiyyatını tamamlamaq üçün onu idarəetmə mərkəzinin MCU-na ötürür. ZigBee terminal qovşağı monitorinq qovşağıdırsa, işıqlandırma və təhlükəsizlik nəzarətini həyata keçirə bilər. Proqram ZigBee koordinatoruna bənzəyir, lakin monitorinq qovşağının ZigBee koordinatoruna məlumat göndərməsi lazımdır və sonra ZigBee Koordinatoru məlumatları idarəetmə mərkəzinin MCU-na göndərir. ZigBee terminal qovşağı elektrik fan nəzarətçisidirsə, vəziyyəti yükləmədən yalnız yuxarı kompüterin məlumatlarını almalıdır ki, onun idarə olunması birbaşa simsiz məlumatların qəbulunun kəsilməsində tamamlana bilsin. Simsiz məlumatların qəbulunun kəsilməsində bütün terminal qovşaqları alınan idarəetmə təlimatlarını qovşağın özünün idarəetmə parametrlərinə çevirir və alınan simsiz təlimatları qovşağın əsas proqramında emal etmir.
4 Onlayn Sazlama
Mərkəzi idarəetmə idarəetmə sistemi tərəfindən verilən sabit avadanlıqların təlimat kodu üçün artan təlimat, kompüterin seriya portu vasitəsilə idarəetmə mərkəzinin MCU-na, iki xətli interfeys vasitəsilə koordinatora, daha sonra isə koordinator tərəfindən ZigBee terminal qovşağına göndərilir. Terminal qovşağı məlumatları aldıqda, məlumatlar yenidən seriya portu vasitəsilə kompüterə göndərilir. Bu kompüterdə ZigBee terminal qovşağı tərəfindən alınan məlumatlar idarəetmə mərkəzi tərəfindən göndərilən məlumatlarla müqayisə edilir. Mərkəzi idarəetmə sistemi hər saniyədə 2 təlimat göndərir. 5 saatlıq sınaqdan sonra, alınan paketlərin ümumi sayının 36.000 paket olduğunu göstərdikdə sınaq proqramı dayanır. Çoxprotokollu məlumat ötürülməsi test proqramının sınaq nəticələri Şəkil 6-da göstərilib. Düzgün paketlərin sayı 36.000, səhv paketlərin sayı 0, dəqiqlik nisbəti isə 100% -dir.
ZigBee texnologiyası ağıllı evin daxili şəbəkəsini həyata keçirmək üçün istifadə olunur ki, bu da rahat məsafədən idarəetmə, yeni avadanlıqların çevik əlavə edilməsi və etibarlı idarəetmə performansı kimi üstünlüklərə malikdir. RFTD texnologiyası istifadəçi identifikasiyasını həyata keçirmək və sistem təhlükəsizliyini artırmaq üçün istifadə olunur. GSM moduluna giriş vasitəsilə məsafədən idarəetmə və siqnalizasiya funksiyaları həyata keçirilir.
Yazı vaxtı: 06 Yanvar 2022