Akylly öý platforma hökmünde öý bolup, öý hojalygy bilen baglanyşykly desgalary birleşdirmek, netijeli ýaşaýyş jaýlaryny we maşgala işlerini dolandyrmak ulgamyny gurmak, öý howpsuzlygyny, amatlylygyny, rahatlygyny, çeperçiligini gowulandyrmak we daşky gurşawy goramak we energiýa tygşytlamak üçin integrasiýalaşdyrylan sim tehnologiýasyny, tor aragatnaşyk tehnologiýasyny, howpsuzlyk tehnologiýasyny, awtomatiki dolandyryş tehnologiýasyny, ses we wideo tehnologiýasyny ulanmak arkaly amala aşyrylýar. Akylly öýiň iň soňky kesgitlemesine esaslanyp, ZigBee tehnologiýasynyň aýratynlyklaryna, bu ulgamyň dizaýnyna serediň, zerur bolan zat akylly öý ulgamyny (akylly öý (merkezi) dolandyryş ulgamy, öý yşyklandyryş dolandyryş ulgamy, öý howpsuzlyk ulgamlary) öz içine alýar, öý sim ulgamy, öý ulgamy, fon aýdym-saz ulgamy we maşgala gurşawyny dolandyrmak ulgamy birleşdirilýär. Tassyklama boýunça, aň-paýhasda ýaşaýar, ähli zerur ulgamy doly gurnaýar we iň bolmanda bir görnüşli we ondan ýokary goşmaça ulgamy gurnan öý ulgamy aň-paýhasda ýaşaýar diýip atlandyryp biler. Şonuň üçin bu ulgamy akylly öý diýip atlandyryp bolýar.
1. Ulgamyň dizaýn shemasy
Ulgam öýdäki dolandyrylýan enjamlardan we uzakdan dolandyryş enjamlaryndan ybarat. Olaryň arasynda maşgaladaky dolandyrylýan enjamlara esasan internete girip bolýan kompýuter, dolandyryş merkezi, gözegçilik düwüni we goşulyp bolýan öý hojalyk enjamlarynyň dolandyryjysy girýär. Uzakdan dolandyryş enjamlaryna esasan uzakdan dolandyryş kompýuterleri we ykjam telefonlar girýär.
Ulgamyň esasy funksiýalary: 1) web sahypasynyň baş sahypasyny gözden geçirmek, maglumat dolandyryşy; 2) Internet we mobil telefon arkaly öý hojalyk enjamlarynyň, howpsuzlygyň we yşyklandyryşyň açar arkaly dolandyrylyşyny amala aşyrmak; 3) RFID moduly arkaly ulanyjynyň şahsyýetini anyklamak, şeýlelik bilen ogurlanma ýagdaýynda ulanyja SMS duýduryş arkaly öý hojalyk howpsuzlygynyň ýagdaýyny üýtgetmek; 4) Merkezi dolandyryş dolandyryş ulgamynyň programma üpjünçiligi arkaly öý hojalyk yşyklandyryşynyň we öý hojalyk enjamlarynyň ýerli gözegçiligini we ýagdaýyny görkezmek; 5) Şahsy maglumatlary saklamak we öý hojalyk enjamlarynyň ýagdaýyny saklamak maglumatlar bazasyny ulanmak arkaly amala aşyrylýar. Ulanyjylar üçin merkezi dolandyryş we dolandyryş ulgamy arkaly öý hojalyk enjamlarynyň ýagdaýyny soramak amatlydyr.
2. Ulgamyň Enjamlarynyň Dizayny
Ulgamyň apparat dizaýny dolandyryş merkeziniň, gözegçilik düwüniniň dizaýnyny we öý enjamlarynyň dolandyryjysynyň goşmaça mümkinçiligini öz içine alýar (mysal hökmünde elektrik wentylýator dolandyryjysyny alyp bilersiňiz).
2.1 Dolandyryş merkezi
Dolandyryş merkeziniň esasy funksiýalary aşakdakylar: 1) Simsiz ZigBee ulgamyny gurmak, ähli gözegçilik düwünlerini tora goşmak we täze enjamlary kabul etmegi amala aşyrmak; 2) ulanyjyny identifikasiýa etmek, ulanyjynyň öýde ýa-da yzyna gaýdyp gelmegi üçin ulanyjy karty arkaly içerki howpsuzlyk açaryny amala aşyrmak; 3) Otaga ogry girende, ulanyja gysga habar iberip, signalizasiýa ediň. Ulanyjylar içerki howpsuzlygy, yşyklandyryşy we öý enjamlaryny gysga habarlar arkaly hem dolandyryp bilerler; 4) Ulgam ýeke işleýän wagty, LCD häzirki ulgamyň ýagdaýyny görkezýär, bu bolsa ulanyjylar üçin amatlydyr; 5) Elektrik enjamlarynyň ýagdaýyny saklamak we ulgamy onlaýn amala aşyrmak üçin kompýutere ibermek.
Enjamlar Daşaýjy duýgusyny köptaraply giriş/Çaknyşmany anyklaýyş (CSMA/CA) goldaýar. 2.0 ~ 3.6V iş woltažy ulgamyň az energiýa sarp etmegine ýardam edýär. Dolandyryş merkezindäki ZigBee utgaşdyryjy modulyna birikdirip, içerki simsiz ZigBee ýyldyz ulgamyny guruň. Şeýle hem içerki howpsuzlyk we içerki enjamlaryň simsiz ZigBee tor gözegçiligini amala aşyrmak üçin ulgama goşulmak üçin ähli gözegçilik düwünlerini saýlap, öý enjamlarynyň dolandyryjysyny ulgamdaky terminal düwün hökmünde goşuň.
2.2 Gözegçilik düwünleri
Gözegçilik düwüniniň funksiýalary aşakdakylar: 1) adam bedeniniň signallaryny anyklamak, ogrylar çozuş edende ses we yşyk signaly; 2) yşyklandyryş dolandyryşy, dolandyryş režimi awtomatiki dolandyryş we el bilen dolandyryşa bölünýär, awtomatiki dolandyryş içerki yşyk güýjüne görä çyrany awtomatiki usulda ýakýar/öçürýär, el bilen dolandyryş yşyklandyryş dolandyryşy merkezi dolandyryş ulgamy arkaly amala aşyrylýar, (3) signal maglumatlary we beýleki maglumatlar dolandyryş merkezine iberilýär we enjamlary dolandyrmak üçin dolandyryş merkezinden dolandyryş buýruklaryny kabul edýär.
Infragyzyl we mikrotolkunly anyklaýyş režimi adam bedeniniň signallaryny anyklamakda iň köp ýaýran usuldyr. Piroelektrik infragyzyl zond RE200B, güýçlendiriji enjam bolsa BISS0001. RE200B 3-10 V wolt bilen işleýär we içine gurlan piroelektrik iki duýgur infragyzyl elementi bar. Element infragyzyl şöhle alanda, her elementiň polýuslarynda fotoelektrik effekt ýüze çykar we zarýad toplanar. BISS0001 - iş güýçlendirijisinden, wolt deňeşdirijisinden, ýagdaý gözegçisinden, gijikdiriş wagty taýmerinden we blokirleme wagty taýmerinden düzülen sanly-analog gibrid ASIC. RE200B we birnäçe bölekler bilen bilelikde passiw piroelektrik infragyzyl açary döredilip bilner. Mikrotolkunly sensor üçin Ant-g100 moduly ulanyldy, merkezi ýygylyk 10 GHz, iň ýokary gurnama wagty bolsa 6 μs boldy. Piroelektrik infragyzyl modul bilen utgaşdyrylanda, nyşana anyklaýyşyň ýalňyşlyk tizligi netijeli azaldylyp bilner.
Yşyk dolandyryş moduly esasan fotosensitiw rezistordan we yşyk dolandyryş relesinden ybarat. Fotosensitiw rezistory 10 K ω sazlanyp bilinýän rezistor bilen yzygiderli birikdiriň, soňra fotosensitiw rezistoryň beýleki ujuny ýere birikdiriň we sazlanyp bilinýän rezistoryň beýleki ujuny ýokary derejä birikdiriň. Iki garşylyk birikme nokadynyň naprýaženiýe gymmaty tok çyrasynyň ýanyp-ýanmaýandygyny kesgitlemek üçin SCM analog-sanly öwrüjisi arkaly alynýar. Yşyk ýaňy ýananda yşyk intensiwligine laýyk gelmek üçin ulanyjy tarapyndan sazlanyp bilinýän garşylyk sazlanyp bilner. Içerki yşyklandyryş açarlary releler arkaly dolandyrylýar. Diňe bir giriş/çykyş portuna ýetip bolýar.
2.3 Goşulan öý enjamlarynyň kontrollerini saýlaň
Öý hojalyk enjamlarynyň gözegçiligini, esasan, enjamyň funksiýasyna görä goşmagy saýlaň, bu ýerde elektrik wentylýatoryny mysal hökmünde getirip bolýar. Wentylýatoryň gözegçiligi, ZigBee tor ulgamy arkaly elektrik wentylýatorynyň dolandyryjysyna iberilýän kompýuter wentylýatorynyň dolandyryş görkezmeleri, dürli enjamlaryň identifikasiýa belgisi dürli-dürli, mysal üçin, bu şertnamanyň şertlerinde wentylýatoryň identifikasiýa belgisi 122, öý hojalyk enjamlarynyň reňkli telewizorynyň identifikasiýa belgisi 123, şeýlelik bilen dürli elektrik öý hojalyk enjamlarynyň dolandyryş merkeziniň tanalmagyny amala aşyrýar. Şol bir görkezme kody üçin dürli öý hojalyk enjamlary dürli funksiýalary ýerine ýetirýär. 4-nji suratda goşmak üçin saýlanan öý hojalyk enjamlarynyň düzümi görkezilýär.
3. Sistem programma üpjünçiliginiň dizaýny
Ulgamyň programma üpjünçiliginiň dizaýny esasan alty bölümden ybarat bolup, olar uzakdan dolandyryş web sahypasynyň dizaýny, merkezi dolandyryş dolandyryş ulgamynyň dizaýny, dolandyryş merkeziniň esasy kontrolleri ATMegal28 programmasynyň dizaýny, CC2430 utgaşdyryjy programmasynyň dizaýny, CC2430 gözegçilik düwün programmasynyň dizaýny, CC2430 enjam goşmak programmasynyň saýlama dizaýny.
3.1 ZigBee koordinatorynyň programmasynyň dizaýny
Utgaşdyryjy ilki bilen programma gatlagynyň başlangyçlaşdyrmasyny tamamlaýar, programma gatlagynyň ýagdaýyny we kabul ediş ýagdaýyny boş režime geçirýär, soňra global üzülmeleri açýar we giriş/çykyş portuny başlangyçlaşdyrýar. Soňra utgaşdyryjy simsiz ýyldyz ulgamyny gurmaga başlaýar. Protokolda utgaşdyryjy awtomatiki usulda 2.4 GHz diapazonyny saýlaýar, sekuntda iň ýokary bit sany 62 500, standart PANID 0 × 1347, iň ýokary stek çuňlugy 5, iberilende iň ýokary baýt sany 93 we seriýa portunyň baud tizligi 57 600 bit/s. SL0W TIMER sekuntda 10 üzülme döredýär. ZigBee ulgamy üstünlikli döredilenden soň, utgaşdyryjy öz salgysyny dolandyryş merkeziniň MCU-na iberýär. Bu ýerde, dolandyryş merkeziniň MCU ZigBee Utgaşdyryjysyny gözegçilik düwüniniň agzasy hökmünde kesgitleýär we onuň anyklanan salgysy 0-dyr. Programma esasy halka girýär. Ilki bilen, terminal düwüni tarapyndan iberilýän täze maglumatlaryň bardygyny ýa-da ýokdugyny anyklaň, eger bar bolsa, maglumatlar gönüden-göni dolandyryş merkeziniň MCU-na iberilýär; Dolandyryş merkeziniň MCU-na görkezmeleriň iberilendigini anyklaň, eger iberilse, görkezmeleri degişli ZigBee terminal düwünine iberiň; Howpsuzlyk açykdygyny, ogrynyň bardygyny ýa-da ýokdugyny anyklaň, eger iberilse, duýduryş maglumatyny dolandyryş merkeziniň MCU-na iberiň; Çyranyň awtomatiki dolandyryş ýagdaýyndadygyny ýa-da ýokdugyny anyklaň, eger iberilse, nusga almak üçin analog-sanly öwrüjini açyň, nusga gymmaty çyrany ýakmak ýa-da öçürmek üçin açardyr, eger çyranyň ýagdaýy üýtgese, täze ýagdaý maglumaty dolandyryş merkeziniň MC-U-na iberilýär.
3.2 ZigBee Terminal Düwün Programmirlemesi
ZigBee terminal düwüni ZigBee utgaşdyryjysy tarapyndan dolandyrylýan simsiz ZigBee düwünini aňladýar. Ulgamda, esasan, gözegçilik düwüni we öý enjamlarynyň kontrollerini goşmak üçin goşmaça bolup durýar. ZigBee terminal düwünleriniň başlangyçlaşdyrylmagyna programma gatlagynyň başlangyçlaşdyrylmagy, arakesmeleri açmak we giriş/çykyş portlaryny başlangyçlaşdyrmak hem girýär. Soňra ZigBee ulgamyna goşulmaga synanyşyň. Diňe ZigBee utgaşdyryjysy gurnalan uç düwünleriň ulgama goşulmagyna rugsat berilýändigini bellemek möhümdir. Eger ZigBee terminal düwüni ulgama goşulmasa, ulgama üstünlikli goşulýança her iki sekuntda gaýtadan synanyşar. Ulgama üstünlikli goşulandan soň, ZI-Gbee terminal düwüni öz bellige alyş maglumatlaryny ZigBee utgaşdyryjysyna iberýär, soňra ol ZigBee terminal düwüniniň bellige alynmagyny tamamlamak üçin ony dolandyryş merkeziniň MCU-syna iberýär. Eger ZigBee terminal düwüni gözegçilik düwüni bolsa, ol yşyklandyryşyň we howpsuzlygyň gözegçiligini amala aşyryp biler. Bu programma ZigBee utgaşdyryjysyna meňzeýär, ýöne gözegçilik düwüni ZigBee utgaşdyryjysyna maglumat ibermeli, soňra ZigBee utgaşdyryjysy maglumatlary dolandyryş merkeziniň MCU-syna iberýär. Eger ZigBee terminal düwüni elektrik wentylýator dolandyryjysy bolsa, ol diňe ýagdaýy ýüklemezden ýokarky kompýuteriň maglumatlaryny kabul etmeli, şonuň üçin onuň dolandyryşy simsiz maglumat almagyň kesilmeginde gönüden-göni tamamlanyp bilner. Simsiz maglumat almagyň kesilmeginde ähli terminal düwünleri alnan dolandyryş görkezmelerini düwüniň öz dolandyryş parametrlerine öwürýär we alnan simsiz görkezmeleri düwüniň esasy programmasynda işlemeýär.
4 Onlaýn sazlamalar
Merkezi dolandyryş dolandyryş ulgamy tarapyndan berlen sabit enjamlaryň görkezme kody üçin artýan görkezme kompýuteriň seriýa porty arkaly dolandyryş merkeziniň MCU-na we iki setirli interfeýs arkaly utgaşdyryjyya, soňra utgaşdyryjy tarapyndan ZigBee terminal düwünine iberilýär. Terminal düwün maglumatlary alanda, maglumatlar ýene-de seriýa porty arkaly kompýutere iberilýär. Bu kompýuterde ZigBee terminal düwüni tarapyndan alnan maglumatlar dolandyryş merkezi tarapyndan iberilýän maglumatlar bilen deňeşdirilýär. Merkezi dolandyryş dolandyryş ulgamy her sekuntda 2 görkezme iberýär. 5 sagat synagdan soň, synag programmasy alnan paketleriň umumy sanynyň 36,000 paketdigini görkezende togtaýar. Köp protokolly maglumat iberiş synag programmasynyň synag netijeleri 6-njy suratda görkezilen. Dogry paketleriň sany 36 000, ýalňyş paketleriň sany 0 we takyklyk derejesi 100%.
“ZigBee” tehnologiýasy akylly öýüň içki toruny amala aşyrmak üçin ulanylýar, bu bolsa amatly uzakdan dolandyryş, täze enjamlary çeýe goşmak we ygtybarly dolandyryş işini üpjün etmek ýaly artykmaçlyklara eýedir. RFTD tehnologiýasy ulanyjyny anyklamak we ulgamyň howpsuzlygyny ýokarlandyrmak üçin ulanylýar. GSM modulyna giriş arkaly uzakdan dolandyryş we signalizasiýa funksiýalary amala aşyrylýar.
Ýerleşdirilen wagty: 2022-nji ýylyň 6-njy ýanwary