基于组态软件的智能家居监控系统研究*

林　晶　王　强

(1：吉林建筑大学电气与电子信息工程学院，长春　130118；　2：吉林绿地兴合建筑设计有限公司，长春　130000)

基于组态软件的智能家居监控系统研究*

林晶1王强2

(1：吉林建筑大学电气与电子信息工程学院，长春130118；2：吉林绿地兴合建筑设计有限公司，长春130000)

摘要：本文通过对智能家居系统结构进行软件设计，实现对智能家居系统的监控.用组态王软件通过上位机实现对智能家居内灯、窗帘、温湿度的实时监控，提出人机界面的实现方案，突出操作的简单化、便捷化，从而实现家居的智能化设计.

关键词：智能家居；组态王软件；操作界面

0引言

随着经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高.人们对家居的要求已不局限于居住的物理空间上，而是已经上升到对家居环境舒适性、安全性和智能性等更高层面的要求.智能家居开始走进人们的生活中.智能家居是在传统家居功能的基础上，融合了自动化技术、计算机技术和通信技术，将家居进行统筹管理和合理的控制，为人们提供了一个高效、舒适、便利、安全的居住环境[1-2].本文用组态王软件通过上位机实现智能家居内灯的控制、窗帘的控制以及温湿度监测，并提出系统人机界面的实现方案，突出操作的简单化、便捷化，从而实现家居的智能化设计.

1智能家居系统总体结构

该系统是基于组态软件的自动控制，核心是对灯、窗帘、室内温湿度等参数的数据采集，通过对所测数据的分析，实现对家居内灯、窗帘、空调、空气加湿器、空气烘干器等设备的自动控制以及各设备的状态显示[3-4].具体为在灯光控制系统中，利用人体感应探测器，天黑时，主人一进屋，灯就亮了；人在的地方，灯自动亮；人离开后，探测器在一定时间内感应不到人的活动，灯自动关闭.电动窗帘控制系统，晚上八点时窗帘自动拉上，早上七点时窗帘自动拉开，周末卧室的窗帘延时拉开.当温度传感器测到的环境参数高于或低于系统设定的温度值时，自动开启空调，调节温度；同理，当室内空气过干或过湿时，自动开启空气加湿器或空气烘干器，以调节空气的湿度，从而提高室内的环境质量，使人们生活在舒适的环境中.系统监控的结构图见图1.

图1 智能家居系统监控结构

图2 智能家居系统监控组态设计流程

2基于组态软件的智能家居系统设计

组态软件为自动控制系统监控提供软件平台和开发环境，从自动化过程和装备中采集各种信息，以更容易理解的方式进行显示，即信息图形化来实现对自动化过程和装备的监测和控制.本文中所用的组态软件为组态王(King View)6.55，满足本文的智能家居系统的监控需要.组态王软件由工程管理器、工程浏览器、画面运行系统组成[5]，智能家居各系统的运行状态监视都要在监控计算机上完成.其主要的设计方案是，通过PLC从现场采集各种状态和信号，把这些信号实时显示在组态王的PC控制界面上，显示出系统的运行状况，使用上位机软件实现对智能家居系统的集中监测与控制，并做出故障报警、报表和曲线.智能家居系统监控的组态设计流程见图2.

通过组态软件的设计，要求实现以下基本功能:

(1) 实时显示功能，通过对室内灯光、窗帘、温度、湿度等参数的数据采集，能实时显示灯开关，窗帘拉合、温度高低，湿度高低的状态；

(2) 故障报警功能，当系统出现故障时，报警显示，通过故障报警监控整个系统是否正常运行；

(3) 数据报表查询、打印功能，将系统的信息存放在数据库中，能够实时掌握和分析系统状况；

(4) 实时、历史曲线生成功能，直观的反应出随着时间的变化，室内温度和湿度的变化.

图3 定义新画面

2.1　开发工程

首先打开“组态王”工程管理器(ProjManager)，创建一个工程，选择工程路径，输入工程的名称及工程描述，点击“完成”，进入“组态王”工程浏览器.构造人机界面：先定义新画面，见图3.再创建新画面，定义变量，构造数据库、动画连接及通讯设置，最后进行运行和调试.

2.2　运行工程

进入系统的运行的界面，首先有一个登陆界面，登陆成功后，系统才允许相关的操作，主界面见图4.主界面的监控是整个监控系统的核心部分，系统的实时显示功能、参数设定功能等都可以在主画面上得以体现.表示“状态”的指示灯通过改变颜色来表明设备当前所处的状态，绿的表示被打开，红色表示被关闭.当系统出现故障时，报警指示灯由绿色变成红色，以显示系统出现故障.当系统需要维护时，则由自动控制切换到手动控制.系统监控主画面见图4.

图4 系统监控主画面

用实时趋势曲线来显示室内温度和湿度的实时变化状况，当温度和湿度超出系统设定值时，需开启空调、空气加湿器或空气烘干器来调节室内的温度和湿度，以保证人始终处在理想的环境中，见图5.通过报警窗口来显示系统的故障状态.比如：空调未通电，窗帘未启动或空气加湿器未联通等都可能产生故障报警输出，该报表可以如实的反应出系统是否正常运行，见图6.

图5 实时趋势曲线

图6 系统报警表

2.3　通讯设置

上位机组态王要通过与下位机PLC的通讯才能采集和显示参数，并将用户输入组态王的参数目标值传输到PLC进行自动控制.组态王要与PLC进行通讯，必须设置组态王的参数，使组态王通讯参数与PLC的的通讯参数一致，组态王的通讯设置见图7.

图7 组态王的通讯设置

3结论

本文在智能家居监控系统中运用组态软件技术，并对智能家居进行总体结构设计，通过上位机采用用组态王软件实现对智能家居内灯、窗帘、温湿度的实时监控，提出人机界面的实现方案.该设计方案可为其他智能家居的设计提供借鉴和参考.

参考文献

[1] 陈谧.智能家居的物联网技术及其应用[J].现代建筑电气,2014(2):47-49.

[2] 王淑华.物联网智能家居的研究[J].科技与创新,2014(1):20-22.

[3] 王晓亮,李水明,张银君.基于Lonworks总线的智能家居系统设计[J].物联网技术,2013(2):41-43.

[4] 张立材.基于短信息的智能家居控制技术研究[J].工业控制计算机,2014(4):91-92.

[5] 亚控公司.组态王使用手册[M].北京：北京亚控科技发展有限公司，2001:12.

*基金项目：吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目(吉教科合字[2014]第224号)；长春市科技计划项目(长科技合[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

中图分类号：TP 277

文献标志码：A

文章编号：2095-8919(2015)06-0056-03

作者简介：林晶(1989～)，女，吉林省集安市人，在读硕士研究生.

收稿日期：2014-12-22.