林　晶　王　強(qiáng)

(1：吉林建筑大學(xué)電氣與電子信息工程學(xué)院，長(zhǎng)春　130118；　2：吉林綠地興合建筑設(shè)計(jì)有限公司，長(zhǎng)春　130000)

基于組態(tài)軟件的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)研究*

林晶1王強(qiáng)2

(1：吉林建筑大學(xué)電氣與電子信息工程學(xué)院，長(zhǎng)春130118；2：吉林綠地興合建筑設(shè)計(jì)有限公司，長(zhǎng)春130000)

摘要：本文通過(guò)對(duì)智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居系統(tǒng)的監(jiān)控.用組態(tài)王軟件通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居內(nèi)燈、窗簾、溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提出人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)方案，突出操作的簡(jiǎn)單化、便捷化，從而實(shí)現(xiàn)家居的智能化設(shè)計(jì).

關(guān)鍵詞：智能家居；組態(tài)王軟件；操作界面

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高.人們對(duì)家居的要求已不局限于居住的物理空間上，而是已經(jīng)上升到對(duì)家居環(huán)境舒適性、安全性和智能性等更高層面的要求.智能家居開(kāi)始走進(jìn)人們的生活中.智能家居是在傳統(tǒng)家居功能的基礎(chǔ)上，融合了自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，將家居進(jìn)行統(tǒng)籌管理和合理的控制，為人們提供了一個(gè)高效、舒適、便利、安全的居住環(huán)境[1-2].本文用組態(tài)王軟件通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)智能家居內(nèi)燈的控制、窗簾的控制以及溫濕度監(jiān)測(cè)，并提出系統(tǒng)人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)方案，突出操作的簡(jiǎn)單化、便捷化，從而實(shí)現(xiàn)家居的智能化設(shè)計(jì).

1智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)是基于組態(tài)軟件的自動(dòng)控制，核心是對(duì)燈、窗簾、室內(nèi)溫濕度等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居內(nèi)燈、窗簾、空調(diào)、空氣加濕器、空氣烘干器等設(shè)備的自動(dòng)控制以及各設(shè)備的狀態(tài)顯示[3-4].具體為在燈光控制系統(tǒng)中，利用人體感應(yīng)探測(cè)器，天黑時(shí)，主人一進(jìn)屋，燈就亮了；人在的地方，燈自動(dòng)亮；人離開(kāi)后，探測(cè)器在一定時(shí)間內(nèi)感應(yīng)不到人的活動(dòng)，燈自動(dòng)關(guān)閉.電動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)，晚上八點(diǎn)時(shí)窗簾自動(dòng)拉上，早上七點(diǎn)時(shí)窗簾自動(dòng)拉開(kāi)，周末臥室的窗簾延時(shí)拉開(kāi).當(dāng)溫度傳感器測(cè)到的環(huán)境參數(shù)高于或低于系統(tǒng)設(shè)定的溫度值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟空調(diào)，調(diào)節(jié)溫度；同理，當(dāng)室內(nèi)空氣過(guò)干或過(guò)濕時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟空氣加濕器或空氣烘干器，以調(diào)節(jié)空氣的濕度，從而提高室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，使人們生活在舒適的環(huán)境中.系統(tǒng)監(jiān)控的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1.

圖1 智能家居系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)構(gòu)

圖2 智能家居系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)流程

2基于組態(tài)軟件的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)

組態(tài)軟件為自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控提供軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，從自動(dòng)化過(guò)程和裝備中采集各種信息，以更容易理解的方式進(jìn)行顯示，即信息圖形化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化過(guò)程和裝備的監(jiān)測(cè)和控制.本文中所用的組態(tài)軟件為組態(tài)王(King View)6.55，滿足本文的智能家居系統(tǒng)的監(jiān)控需要.組態(tài)王軟件由工程管理器、工程瀏覽器、畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)組成[5]，智能家居各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視都要在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上完成.其主要的設(shè)計(jì)方案是，通過(guò)PLC從現(xiàn)場(chǎng)采集各種狀態(tài)和信號(hào)，把這些信號(hào)實(shí)時(shí)顯示在組態(tài)王的PC控制界面上，顯示出系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，使用上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)與控制，并做出故障報(bào)警、報(bào)表和曲線.智能家居系統(tǒng)監(jiān)控的組態(tài)設(shè)計(jì)流程見(jiàn)圖2.

通過(guò)組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)，要求實(shí)現(xiàn)以下基本功能:

(1) 實(shí)時(shí)顯示功能，通過(guò)對(duì)室內(nèi)燈光、窗簾、溫度、濕度等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，能實(shí)時(shí)顯示燈開(kāi)關(guān)，窗簾拉合、溫度高低，濕度高低的狀態(tài)；

(2) 故障報(bào)警功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警顯示，通過(guò)故障報(bào)警監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行；

(3) 數(shù)據(jù)報(bào)表查詢、打印功能，將系統(tǒng)的信息存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，能夠?qū)崟r(shí)掌握和分析系統(tǒng)狀況；

(4) 實(shí)時(shí)、歷史曲線生成功能，直觀的反應(yīng)出隨著時(shí)間的變化，室內(nèi)溫度和濕度的變化.

圖3 定義新畫(huà)面

2.1　開(kāi)發(fā)工程

首先打開(kāi)“組態(tài)王”工程管理器(ProjManager)，創(chuàng)建一個(gè)工程，選擇工程路徑，輸入工程的名稱及工程描述，點(diǎn)擊“完成”，進(jìn)入“組態(tài)王”工程瀏覽器.構(gòu)造人機(jī)界面：先定義新畫(huà)面，見(jiàn)圖3.再創(chuàng)建新畫(huà)面，定義變量，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)、動(dòng)畫(huà)連接及通訊設(shè)置，最后進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試.

2.2　運(yùn)行工程

進(jìn)入系統(tǒng)的運(yùn)行的界面，首先有一個(gè)登陸界面，登陸成功后，系統(tǒng)才允許相關(guān)的操作，主界面見(jiàn)圖4.主界面的監(jiān)控是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)顯示功能、參數(shù)設(shè)定功能等都可以在主畫(huà)面上得以體現(xiàn).表示“狀態(tài)”的指示燈通過(guò)改變顏色來(lái)表明設(shè)備當(dāng)前所處的狀態(tài)，綠的表示被打開(kāi)，紅色表示被關(guān)閉.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警指示燈由綠色變成紅色，以顯示系統(tǒng)出現(xiàn)故障.當(dāng)系統(tǒng)需要維護(hù)時(shí)，則由自動(dòng)控制切換到手動(dòng)控制.系統(tǒng)監(jiān)控主畫(huà)面見(jiàn)圖4.

圖4 系統(tǒng)監(jiān)控主畫(huà)面

用實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線來(lái)顯示室內(nèi)溫度和濕度的實(shí)時(shí)變化狀況，當(dāng)溫度和濕度超出系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，需開(kāi)啟空調(diào)、空氣加濕器或空氣烘干器來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度，以保證人始終處在理想的環(huán)境中，見(jiàn)圖5.通過(guò)報(bào)警窗口來(lái)顯示系統(tǒng)的故障狀態(tài).比如：空調(diào)未通電，窗簾未啟動(dòng)或空氣加濕器未聯(lián)通等都可能產(chǎn)生故障報(bào)警輸出，該報(bào)表可以如實(shí)的反應(yīng)出系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，見(jiàn)圖6.

圖5 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線

圖6 系統(tǒng)報(bào)警表

2.3　通訊設(shè)置

上位機(jī)組態(tài)王要通過(guò)與下位機(jī)PLC的通訊才能采集和顯示參數(shù)，并將用戶輸入組態(tài)王的參數(shù)目標(biāo)值傳輸?shù)絇LC進(jìn)行自動(dòng)控制.組態(tài)王要與PLC進(jìn)行通訊，必須設(shè)置組態(tài)王的參數(shù)，使組態(tài)王通訊參數(shù)與PLC的的通訊參數(shù)一致，組態(tài)王的通訊設(shè)置見(jiàn)圖7.

圖7 組態(tài)王的通訊設(shè)置

3結(jié)論

本文在智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)用組態(tài)軟件技術(shù)，并對(duì)智能家居進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)上位機(jī)采用用組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居內(nèi)燈、窗簾、溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提出人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)方案.該設(shè)計(jì)方案可為其他智能家居的設(shè)計(jì)提供借鑒和參考.

參考文獻(xiàn)

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[5] 亞控公司.組態(tài)王使用手冊(cè)[M].北京：北京亞控科技發(fā)展有限公司，2001:12.

*基金項(xiàng)目：吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(吉教科合字[2014]第224號(hào))；長(zhǎng)春市科技計(jì)劃項(xiàng)目(長(zhǎng)科技合[2013304]).

Research on Smart Home Monitoring System Based on Configuration Software

LIN Jing1，WANG Qiang2

(1:SchoolofElectricandElectronicsEngineering,JilinJianzhuUniversity,Changchun,China130118;

2:JilinGreenHopHingBuildingDesignCo.,Ltd.Changchun,China130000)

Abstract：This article designs the software for the smart home system structure to realize the monitoring and control of smart home system. Using kingview software through the upper machine, the real-time monitoring of the lamp, curtain, temperature and humidity in the house can be realized. Put forward the implementation scheme of the man-machine interface and outstand the operation simple, convenient so as to realize the intelligent design of household.

Keywords:smart home；kingview software；operation interface

中圖分類號(hào)：TP 277

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-8919(2015)06-0056-03

作者簡(jiǎn)介：林晶(1989～)，女，吉林省集安市人，在讀碩士研究生.

收稿日期：2014-12-22.