plc的智能家居控制系统的设计【字数：12867】

plc的智能家居控制系统的设计[160515229239702x]

随着现代生活的发展，智能家居慢慢在人们生活中普及起来。所以研究出一个操作简便且价格实惠，能被大多数人接受的智能家居控制系统极为重要。在家庭中一个最基本的智能家居控制系统应该是从人们进门开始就已经进入了一个智能房屋中智能照明，智能窗帘，智能温湿度调控，智能检测天然气安全隐患等等，这些自动控制技术方便了人们的日常生活。本论文就基于PLC对智能家居控制系统进行设计。本论文设计了一个以PLC为核心的智能控制系统，系统的控制器采用了西门子PLC-200；编程软件选择V4.0 STEP 7 MicroWINSP9对系统进行温湿度控制，照明控制，窗帘控制，天然气泄漏检测与报警以及手动切换控制进行编程。使用温湿度传感器检测室内温湿度，然后传入PLC与实际设定值进行比较，最终实现控制空调，加湿器，烘干机的启停；使用光照度变送器检测室外光照度然后通过PLC控制窗帘的闭合；使用红外线传感器检测是否有人然后通过PLC控制灯的开关；使用天然气浓度传感器检测室内天然气是否泄漏然后通过PLC控制蜂鸣器报警。最后在上位机使用组态王软件完成对相关温湿度，光照强度，天然气浓度等的实时显示，对相关家居设施启停的显示。本次设计的家居控制系统具备一套完整的体系，它将建筑物本身与家用电器和基础设施等通过自动控制原理和智能设备连接起来。在实验室进行的基于PLC的家居控制系统的模拟调试结果良好。
目 录
1 绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2国内外研究现状及发展趋势 1
1.2.1国内发展现状及趋势 1
1.2.2国外发展现状及趋势 1
1.3智能家居系统要求 2
1.4本论文研究内容及章节安排 2
2 智能家居控制系统方案设计及元器件选择 4
2.1智能家居控制系统特点 4
2.2智能家居系统总体控制方案 5
2.3 PLC选型 6
2.4传感器选型 8
2.4.1红外线传感器 8
2.4.2光照度变送器 8
2.4.3温湿度传感器 9
2.4.4天然气浓度气敏传感器 10< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072& 
br /> 2.5本章小结 11
3 智能家居控制系统软硬件设计 12
3.1下位机整体设计 12
3.2硬件控制电路设计 13
3.3软件程序设计 15
3.3.1温湿度的采集与控制的程序设计 16
3.3.2灯光控制的程序设计 18
3.3.3窗帘控制的程序设计 19
3.3.4天然气泄漏报警的程序设计 21
4 上位机组态界面设计 22
4.1组态王与PLC之间的通讯 22
4.2组态王软件的设计 23
4.2.1组态王软件简介 23
4.2.2组态王设计要求 24
4.2.3组态王设计 24
5 系统调试与运行结果 28
5.1程序导入与测试结果 28
5.2系统调试结果 28
5.2.1温湿度模拟 28
5.2.2照明系统及窗帘控制模拟 31
5.2.3天然气报警模拟 34
5.3调试中遇到的问题及解决方法 35
5.4环境与社会可持续发展问题 35
6 总结与展望 36
参考文献 37
致谢 38
1 绪论
1.1研究背景与意义
随着现代科技的飞速发展，人们对住房的要求不仅仅是一个遮风避雨的地方那么简单，科技化也应当被应用到住房中来。由于技术水平的提升，人工智能在生活中越来越多的被普及，正在慢慢改变我们的生活。而智能家居是人工智能的衍生物，它的目的是提高人们的住房体验，让人们生活在一个安全高效的住宅中。智能家居是基于住宅而设计的，将住宅内的一些家具和设施集成在一起，然后组成一个控制系统[2]。
就本次设计的家居控制系统而言，需要自动开关空调来控制室内的温度；自动开关加湿器和烘干机控制室内的湿度；根据室外亮度自动开关室内窗帘；根据屋内是否有人自动开关灯；当室内天然气浓度超标时自动报警。本次设计将住宅内最基本的一些电器和设施集成在一起，通过PLC控制将它们组成一套完整的智能家居控制系统。
1.2国内外研究现状及发展趋势
1.2.1国内发展现状及趋势
国内的智能家居行业发展相较于国外是比较缓慢的，1994年智能家居刚开始传入我国，国内关于智能家居的概念还比较少,但经过几十年的发展摸索，我国的智能家居也慢慢成熟起来。我国的智能化控制住宅最早起源于上海，广州,深圳等发达城市，然后逐渐向全国范围发展。但由于我国的智能家居控制起步较晚，尚未形成一定的国家标准，而且一些先进的家居控制系统技术是不对外开放的，所以我国研究的家居控制系统并不是很完善，而且使用有局限性，所以我国现在要设计出符合我国国情与发展情况的一个家居控制系统。
目前引导国内智能家居产业的发展的企业有小米家居和海尔等，这些领先行业正在积极研究符合我国市场的家居系统，在不久的将来，最基本的智能家居控制系统在我国的每个家庭中都会普及起来。
1.2.2国外发展现状及趋势
国外智能家居发展相较我国就比较早，自1984年世界上第一座智能建筑出现在美国，许多经济发达的国家也提出了一系列智能家居的方案，美国和新加坡等国就已经开始大量推广智能家居。之后一些国家发明了门禁系统、安全报警系统等多种智能家居控制系统。国外出现了很多大型智能家居控制系统的供应商公司，例如澳大利亚的Austrolon公司，加拿大的CABA公司和美国的Homeywell 公司等都成为了行业中的领跑者[17]。当前国外市场上有很多知名的智能家居控制系统，如美国的X10系统：该系统利用电力线的方式来实现集中控制；德国的EIB系统：该系统利用预埋总线的方式来实现集中控制；新加坡的8X系统：该系统利用预处理总线的方式来实现集中控制。
从目前来看，美国是全世界智能家居控制系统使用最多的国家，日本、德国和新加坡这些国家中也有广泛应用。由于国外技术先进，智能家居系统研究的也更深入，在很多家庭中已经涉及到这些家居控制系统，国外的发展趋势越来越好。
1.3智能家居系统要求
要让智能家居符合现代化，就要对家中设施及设备进行集中控制，实现智能控制一体化。通过这个总的控制平台，来控制家中的灯，窗帘，空调的开关，控制加湿器烘干机的启停，对天然气安全的检测与报警。从而让人们生活在一个舒适，智能，安全的环境中。一些普遍的现代智能家居控制系统应达到以下要求：
（1）设计智能家居的目的是让人们生活更加便利，不必为天然气泄漏而担忧，用户最注重的还是智能家居的实用性，即这个智能系统是否能为用户带来真正的便利。
（2）设计智能家居时不光要考虑用户的需求，还要考虑系统的高可用性，应该让系统24h运转来为用户服务。
（3）考虑到成本问题，系统的布线和安装应该从多种方案中择优而取，保证安装方便，成本低。
（4）由于现在智能化的不断发展，防止隐私泄漏也是一个重要的考虑因素。因为当越来越多的设备连入系统时，就会产生更多与用户相关的个人数据。有些不法分子就会从中窃取这些数据而侵犯到用户个人的隐私。

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