張桉實 胡元元

沈陽工學院信息與控制學院

智能小區(qū)設計與開發(fā)

張桉實 胡元元

沈陽工學院信息與控制學院

1 引言

1.1 設計初衷

中國建筑智能化是逐步發(fā)展起來的，人們對工作和生活環(huán)境越來越高的需求，以及影響建筑智能化的信息技術的不斷進步，構成了推動建筑智能化不斷發(fā)展的主要動力。

隨著現(xiàn)代通信技術和自動控制技術的迅速發(fā)展，智能化小區(qū)在發(fā)達國家應運而生。它通過對社區(qū)建筑群四個基本要素的優(yōu)化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效、舒適、溫馨、便利以及安全的居住環(huán)境。

近幾年，各地政府主管部門以及房產(chǎn)開發(fā)商越來越重視智能化小區(qū)的開發(fā)和建設，并提出了實現(xiàn)住宅小區(qū)智能化的總體目標，以此來提高住宅的科技含量和居住水平，以適應21世紀的現(xiàn)代化居住生活的需要。

面對這樣的趨勢，想要構建一套模擬智能小區(qū)模型的想法應運而生。

1.2 適用范圍

這款模擬智能小區(qū)模型，雖然結構簡單，但能實現(xiàn)局域網(wǎng)遠程訪問控制，同時也可對模擬小區(qū)模型環(huán)境內(nèi)的一些數(shù)據(jù)進行檢測，通過繼電器鏈接到真正的水泵上、電燈上。如果規(guī)劃合理，完全可以應用在真正的小區(qū)環(huán)境中，實現(xiàn)智能小區(qū)的一部分功能，體驗智能小區(qū)生活。

1.3 開發(fā)工具

①數(shù)據(jù)實體圖和功能模塊圖設計：WPS2016；②開發(fā)工具：Eclipse、Java、IAR(8051)、單片機開發(fā)板、Android平板電腦。

2 系統(tǒng)概述

2.1 系統(tǒng)總體結構

智能小區(qū)包括三個部分：主控芯-AT89C52、環(huán)境監(jiān)控部分-各種傳感器、小區(qū)外部控制部分-各種外部設備。

由PC端監(jiān)控系統(tǒng)與CC2530結合控制本系統(tǒng)。系統(tǒng)通過溫度傳感器ds18b20將周圍環(huán)境中的溫度檢測出來傳送至單片機，通過光照強度傳感器BH1750FVI實時檢測環(huán)境中光照強度，通過溫濕度傳感器DHT11檢測空氣中的濕度并由相應的模塊做出調(diào)節(jié)。利用PC端監(jiān)控系統(tǒng)控制繼電器進而控制外部設備的開啟與關閉。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

智能小區(qū)系統(tǒng)包含了兩大模塊，分別是監(jiān)控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過PC機端和安卓移動終端對小區(qū)內(nèi)環(huán)境進行監(jiān)測，控制系統(tǒng)分為綠化控制和燈光控制。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 傳感器部分

我們采用的單片機是CC2530模塊，具有極強的運算能力和極強的中斷響應能力，并且具有通用的架構，簡易的開發(fā)流程，豐富的模擬外設和通信接口，豐富的設計及低廉的價格等特點。還具有大量的內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)，具有低電壓供電，體積小，反應快等特點，可靈活應用于各種控制領域，提供許多高性比的應用場合。

所有用到的傳感器和作用如下：

（1）溫度傳感器由兩種不同的材質(zhì)做成，通過對周圍溫度的感應，輸出電位差的變化量給終端，終端進行處理，顯示出周圍的具體溫度，提醒人們當前監(jiān)測的溫度變化。如設備的溫度，防止設備燒壞。

（2）光傳感器利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳給終端進行處理，實時的告訴人們周圍的光照強度，根據(jù)光照強度智能調(diào)節(jié)燈光，節(jié)省能源，提供使人舒適的光照環(huán)境。

（3）利用氣敏傳感器來感應小區(qū)的煤氣或者液化氣是否泄露，能有效的防范火災的發(fā)生。

（4）利用人體紅外傳感器來感應周圍是否有人經(jīng)過，以便提示防護人員禁止進入的區(qū)域進入外人，路燈在夜間也可以根據(jù)傳感器提供照明。

3.2 PC-服務器端

智能小區(qū)的PC服務器端口，作為整套設備的核心設備，它具備服務器開放或者關閉的選擇，傳感器接收數(shù)據(jù)的顯示，和遠程Android數(shù)據(jù)的傳輸功能，并可以根據(jù)每個傳感器所檢測的數(shù)據(jù)對每項數(shù)據(jù)形成折線圖，顯示在電腦界面。

3.3 Android手機端

用戶通過安裝在Android平板電腦平臺的“智能小區(qū)”手機軟件APP對傳感器節(jié)點所檢測到的數(shù)據(jù)和用電器的狀態(tài)進行查看，同時可以根據(jù)用電器狀態(tài)進行調(diào)整。如控制路燈的開關、噴泉的情況等。

3.4 應用流程

硬件連接：選擇五塊開發(fā)板，選擇其中一個當網(wǎng)關節(jié)點，連接電腦做為服務器。將其余4個開發(fā)板分別連入220V電燈、12V路燈、12V紅綠指示燈。

電腦端調(diào)試：將網(wǎng)關節(jié)點接入電腦，并且讓電腦出于任意一個局域網(wǎng)內(nèi)，打開電腦終端軟件。

之后點擊“打開”按鈕，開啟網(wǎng)關節(jié)點，再點擊“自動刷新開”，獲取傳感器所檢測到的數(shù)據(jù)，顯示在電腦終端。

此時，可以查看到每個傳感器節(jié)點所檢測到的數(shù)據(jù)，并在右側(cè)的窗口繪制折線圖。同時可以點擊軟件左下方的開關按鈕控制每個節(jié)點所連接的用電器，因為本次演示所連接的用電器有220V路燈、12V紅綠指示燈、12V水泵。所以我們點擊開關，讓他們于工作狀態(tài)。

同時我們可以通過Android手機軟件控制這套設備。首先將手機和電腦終端服務器置于同一個局域網(wǎng)內(nèi)。通過在手機端輸入電腦終端的IP地址鏈接服務器。

鏈接成功后，此時可以在手機端對整套設備進行控制，如查看傳感器節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)、控制用電器的工作狀態(tài)

4 系統(tǒng)創(chuàng)新點

本次作品系統(tǒng)追求高性價比、高可維護性、安裝操作簡單、適用范圍廣。力求以最簡單的方法解決最普遍的智能小區(qū)需求。隨著智能設備的發(fā)展和成本的降低，智能小區(qū)控制系統(tǒng)必然會和傳統(tǒng)設備行業(yè)結合，從而使智能小區(qū)系統(tǒng)更加完善。通過系統(tǒng)的整合，使整個系統(tǒng)的安裝和調(diào)試更加系統(tǒng)化，減少重復投資，降低安裝和調(diào)試的費用，生產(chǎn)物美價廉的小區(qū)化產(chǎn)品，使智能小區(qū)得到更好的普及。

胡元元