使用虚拟仪器实时系统开发的家庭自动化

A.J.帕蒂尔博士¹Rajesh r Karhe²,Mahesh S.Patil³

本金,S.G.D.工程Jalgaon学院(硕士),印度
助理教授,电子系&电信、S.G.D.工程学院Jalgaon(硕士),印度
采矿工程学者,电子系&电信S.G.D.工程学院Jalgaon(硕士),印度

文摘

家庭自动化是一个应用程序的无处不在的计算的家庭环境是由环境智能监控提供上下文感知服务,促进远程控制。论述了实时系统开发的方法使用虚拟仪器的数据采集工具。系统可以监控温度、湿度、照明、防火和防盗报警器、气体密度的房子和红外传感器保证家庭安全。该方法结合了硬件和软件技术。虚拟仪器使用一台通用计算机来模拟真实仪器控制和显示。

关键字

ATmega16、数据采集、GSM、虚拟仪器、家庭自动化、传感器。

介绍

家庭自动化系统是一个节能的关键装备,可以在正常的建筑。现今家庭自动化系统在住宅和办公室的需求总是不断增加。这些系统直接从事家用电器和提供轻松的操作和控制设备[2]。在本文中,我们提出了智能家居自动化的概念,以减少能源消耗和浪费使用先进的图形化软件称为虚拟仪器。它提供了电力系统应用程序代码更容易编程工具,可以节省编程时间。随着低成本电子元件家庭自动化的发展从一个工业应用迁移到家庭自动化。家庭自动化,我们关注的点处理的控制家用电器从一个中央位置。[2]

智能家居是一个空间或一个房间是提供能够习惯本身某些情况下使乘客感到舒适。这智能家居控制系统提供了更便宜的家庭环境,以及很大程度的灵活性和控制建设管理员和使用者极大的安慰。

系统配置

系统的总体框图如图1所示。这里AVR Atmega16单片机用于获取来自不同类型的传感器的数据。GSM调制解调器用于实时信息的不同的参数如温度、湿度、照明系统,当我们走出家门,与我们没有任何计算机系统。它也可以用于无线通信。系统分为四个模块下面解释。[6]

1。基本模块:它由温度传感器、湿度传感器和一个继电器电路。LM35温度传感器是使用,因为它不需要任何外部校准或调整提供典型的精度±1/40C在室温和±3/40C在-55 + 1500 c的温度范围。湿度传感器模块sy - hs - 220使用的是相对湿度转换为输出电压。

2。照明系统:光的存在可以异地恋(光敏电阻)传感器探测到的。它是一种半导体和电导率的变化与光的强度的变化成比例。

3所示。火灾报警系统:火灾报警系统是用来检测意外出现的火通过监测环境变化与燃烧有关。一般来说,火灾报警系统分为自动驱动,手动驱动,或两者兼而有之。火灾自动报警系统是为了通知住户疏散在发生火灾或其他紧急事件报告给外部位置为了召唤紧急服务,和准备相关的结构和系统控制火灾和烟雾的蔓延。我们使用一个烟雾探测器,水的温度传感器和电磁阀。

4所示。防盗检测系统:防盗报警器系统设计检测intrusion-unauthorized进入建筑物或回家。红外传感器系统中使用。

不同参数的实时监测可以16×2液晶显示器上显示。所有的参数从不同传感器获得的虚拟仪器的GUI(图形用户界面)[9]。

虚拟仪器(虚拟仪器实验室工作台)软件是一个高效的开发环境,工程师和科学家使用图形化编程和前所未有的快速设计和部署硬件集成测量和控制系统。在这个灵活的平台,工程师规模从小型到大型系统从设计到测试和重用IP和精炼过程达到最大的性能。虚拟仪器是一种图形化编程平台,帮助工程师规模从设计到测试,从小型到大型系统。它提供了前所未有的与现有的遗留软件,集成IP和硬件,利用最新的计算机技术。虚拟仪器提供了工具来解决今天的问题未来创新更快和更有效的能力。

硬件实现

实时参数监控使用硬件和软件之间的通信通过单片机和GSM。我们有一个选项我卡接口的传感器直接输出到电脑这里我们使用的是通过AVR Atmega16单片机串口通信。

1。使用串口通信:虚拟仪器可以执行串行通信(rs - 232、rs - 422或rs - 485标准)使用内置的或外部连接(例如,USB串行适配器)在电脑上串行端口。串行通信发射机发送数据使用一个时间一点点在单个接收机的通信线路。您可以使用这个方法数据传输速率低时,或者当你必须长距离传输数据。传统的串行通信协议,rs - 232,比GPIB是缓慢和不可靠,但你不需要在你的电脑,你的仪器不需要符合IEEE 488标准,很多设备还使用rs - 232。图2显示了一个典型的串行通信系统[7]。

串行通信是非常方便的,因为大多数个人电脑有一个或两个rs - 232串口建在您可以发送和接收数据而无需购买任何特殊的硬件。一些新电脑没有内置串行端口,但很容易买到rs - 232串行适配器的USB鼠标的成本。尽管大多数电脑现在也有USB(通用串行总线)端口内置USB是一个更复杂的协议,它是面向计算机外围设备,而不是与科学仪器的沟通。串行通信(rs - 232、rs - 422或rs - 485)是旧的USB相比,但仍是广泛用于许多工业设备[12]。

许多GPIB仪器也有内置的串行端口。但是,与GPIB、rs - 232串行端口只能与一个设备,它可以限制对于某些应用程序。串口通信也煞费苦心地缓慢而没有内置的错误检查功能。然而,串行通信有其使用(当然经济)和虚拟仪器串行库包含随时可用的串口操作的功能。如果你有一个电缆和设备“交谈”,你们都将尝试串行通信。

2。数据采集系统:数据采集,简称采集,只是一个真实世界的信号测量的过程中,如电压,并使这些信息到计算机进行处理,分析,存储,或者其他数据操作。物理现象代表你们的真实世界的信号测量,如速度、温度、湿度、压力、流量、pH值、起止,放射性,光强度等等。你用传感器(有时也称为传感器)来评估物理现象并产生电信号比例。例如,热电偶,一种传感器,将温度转换成电压,a / D转换器可以测量(模拟到数字)。其他传感器的例子包括应变仪、流量计、压力传感器,测量位移的材料由于压力,流量,分别和压力。在每种情况下,产生的电信号传感器监控的现象直接相关。虚拟仪器可以命令采集设备阅读模拟输入信号(A / D转换),产生模拟输出信号(D / A转换),读和写数字信号,频率测量和操作车载计数器,脉冲生成正交编码器测量,等等,与传感器接口。在模拟输入的情况下,电压传感器的数据采集设备在计算机进入插件,将数据发送到计算机内存存储,处理,或其他处理[10]。

数据采集系统由单片机和传感器连接集通过现有的数字输入和模拟输入10位ADC的分辨率。

GSM sim - 300模块接口:

SIM300版三频GSM / GPRS模块,操作频率900兆赫到1900兆赫,SIM300可以使用在许多应用程序中,如智能手机、PDA手机和其他移动设备。物理接口的移动应用程序通过一个60针board-to-board连接器,它提供了所有的硬件之间的接口模块和里面的¢董事会除了射频天线接口。SIM300规格:

两个串口接口与微控制器或电脑

两个音频频道包括两个麦克风输入和两个扬声器输出。

这可以通过在命令轻松配置。

SIM300提供射频天线接口有两个选择:天线连接器和天线板。

SIM300设计与节能技术,当前的消费低至2.5 ma SIM300睡眠模式的集成与扩展的TCP / IP的命令。

实时时钟DS1308:

DS1308串行实时时钟是一个低功率,完整的BCD时钟/日历+ 56字节的非易失性存储器。通过一个2线串行双向传输地址和数据总线。时钟/日历提供秒,分,小时,天,日期,月和年的信息。月底日期自动调整几个月不到31天,包括闰年的修正。时钟在24小时或12小时格式与AM / PM指标。DS1308内置功率检测电路,检测电源故障,并自动切换到电池供应。

实验分析

温度信号可以很容易地分析使用NI USB6008采集设备。我们将遵循的步骤是:

在测量及自动化浏览器配置采集设备(MAX)。开放的虚拟仪器。

助理在创建采集框图窗口。

配置测量。

创建转换公式从伏ºC框图窗口。

在前面板窗口创建图表指示器。

线采集助手,转换公式,图表的指标。

保存并运行程序。

图4显示在前面板温度的实时变化,图5显示了试验装置进行温度监控。下一阶段我们可以通过更换采集装置降低系统成本。我们使用串行线通过ATmega16单片机通信。在这个应用程序中通过GUI和命令给出通过串口传输接口。第一次签证第六配置串口初始化,不同的串口参数指定的地方。然后串口读取和写入单元被激活[9]。

结果和讨论

系统已经实现,测试成功,取得了可靠的数据传输到远程站点和代表性的波形以及日志记录的数据在excel表使用虚拟仪器。获得的数据显示在每个节点和发送到主处理器编译获得信息和发送到远程位置使用GSM技术和同时显示和登录表格下的变化量测量本地和远程系统配置虚拟仪器平台。图6显示了在虚拟仪器参数监测GUI。它显示了力量和温度监测。实际的代码使用签证冲洗投入产出函数和签证结束函数[9]。第六签证配置串口初始化端口被签证资源名称指定的设置。串行通信超时设置超时值。波特率、数据位、奇偶校验、和流控制指定那些特定的串口参数。

结论

我们解决一个新的基于传感器网络的智能家居控制系统使家庭网络更加智能和自动。我们实现该系统和开发相关的硬件和软件。我们建议新无处不在的家庭场景的基础上,提出系统。我们希望我们的工作对无处不在的家庭网络发展的贡献。节约能源和用户幸福是现代家庭自动化系统的两个主要的设计考虑。

应用程序设计和开发来证明两个概念的一般数据采集和一些观念的可能性增加远程控制/监控。这一教学目的:用于几个实验室之间一系列的实验。从一个角度来看,一个人可以处理实验数据收集从一个真实的过程,不过,你也可以看到一个远程命令的结果发送到实时的工业设备。

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