智能家居PLC控制系统实现研究

摘 要：随着当前人们生活质量的提升，对居住环境和功能的要求也逐渐提升，科学技术的进步则在这一过程中得到了广泛的应用，智能家居PLC控制系统的实现对人们的家居环境的改善有着重要的促进作用。文章主要就智能家居PLC控制系统的优势进行分析，并结合实际对职能家居PLC控制系统的软硬件设计及功能实现加以探究，希望此次理论研究能对实际操作起到一定指导作用。

关键词：智能家居；PLC控制系统；软硬件设计

引言

随着人们生活水平的改善智能家居已经有了大幅度提升，智能家居主要是建立在住宅平台基础上的，所以有着多种功能，其在系统结构以及管理方面都有着集中的体现。当前的智能家居系统当中所采用的八位或者是十六位单片机是智能控制的核心处理单元，在功能上也相对比较简单化，扩展性能相对较差，所以为能优化这一控制系统，对其采取PLC控制系统的设计策略，从而改善这一现状。

1 智能家居PLC控制系统的优势分析

地产业的智能化以及宽带化的发展使得家居智能控制系统也成为主流，家居智能化在全国的发展比较迅速，这对家庭的安防工作有着重要的保障作用。智能家居自动控制过程中主要是通过对PLC以及多种软件的应用才能够得以实现的智能控制，这在系统运行的安全可靠性方面能够得到大幅度提升，对继电器的使用得到了减少，从而就使得控制系统在结果上也比较简便，对线路也有了优化实现[1]。PLC系统能有效实现自动检测故障以及显示报警的功能，对检修也比较方便，并能够对系统的控制方案在不改变硬件电路情况下得以有效实现，并在费用上也能够最少化。

2 智能家居PLC控制系统的软硬件设计及功能实现

2.1 智能家居PLC控制系统的硬件设计

在智能家居PLC控制系统的电源模块硬件设计过程中，整流是在通过具备单向导电性元器件将大小和方向交变交流电转换成直流电的过程。单相整流电路分为单相半波整流电路以及全波整流电路等。对控制模块的硬件设计过程中主要是通过欧姆龙的CPIL系列的PLC，其终端控制系统当中主要控制电动机运转，在不同的机械装置作用下控制自动门窗等终端设备运行。保护模块的硬件设计方面，为能有效对电机过载运行以及电机堵转过电流保护，要能对电路电流实施检测，电流检测模块存在两路信号输出端，也就是采样电流信号转换电压输出端以及TTL高低电平信号输出端[2]。

而在传感器的信号采集硬件设计方面，智能家居传感信号采集部分主要是由可编程序控制器PLC以及驱动执行部分等构成。远程监测系统硬件设计方面，这一系统是以手机短信的形式来借助GSM网络所实现的信息模块和可编程控制器PLC实施的信息交互，以此来对家庭设备以及家具环境的状况实现远程监测。

2.2 智能家居PLC控制系统的软件设计

在智能家居PLC控制系统的软件设计方面，其编程语言梯形图是重要的设计内容，PLC控制自动门系统软件设计也是较为重要的设计内容，其主要的功能就是结合用户要求进行自动开启运行和关闭等，并对运行中的障碍物进行检测。传感器信号采集软件设计方面，对其设计的内容主要有烟雾传感器以及煤气传感器和温湿度传感器的检测。在远程监测系统的软件设计方面，AT命令详解，AT命令是用来配置MODEM和软件共同工作并实现和远端系统实施通信，发送AT来引起调制解调器构建上位机和短信模块的连接，发送AT+CMGF=0<回车>，设定PDU发送模式，发送AT+CMGS=25<回 车>，设置数据包长度，接收，接下来就可以发送PDU数据包了[3]。

在PLC串口中断程序的设计过程中，主要就是先通过指令进行设定端口波特率，而后再通过指令对回波功能加以禁止，因为回波功能能够对调制解调器在收到指令后发送到发送方，从而给PLC编程带来不便，在对这一功能禁止后就只进行返回指令执行结果。在控制系統软件的实现方面，采取开放源码以及支持各种网络协议的Linux作为操作系统，将C语言以及Java当做是软件的开发语言并根据控制系统实际功能需要来完成各程序的移植。

2.3 智能家居PLC控制系统的功能实现

智能家居PLC控制系统的功能是多样的，在具体的实现上作者进行分别分析。其中的空调系统是智能建筑当中智能系统的重要构成，这一系统的PLC设计能够实现空气标准的自动化调节，并对空气实施自动化的处理，从而使得湿度以及温度等各个方面的标准得以实现。空调系统的调温主要是以人的感受为基础，如果温度超出人体舒适的范围系统就会实施自动化的调节，从而将温度达到一个合理化的范围，对人的操作工作有了减少。

而在安防报警的功能方面，用户家中安装烟感传感器以及门磁传感器等，主要是对险情的发生进行实施检测。由于传感器采集信号的形式不同，这就需要针对性地对信号进行处理，可在报警信号传入处理器前实施处理措施，处理器要能结合收到的报警信号把预存的相应报警信息以短信形式发送到用户手机上[4]。

对家居的灯光控制方面，这一系统能通过一个开关控制多个灯光，并且在整个网络方面也能控制任意灯或者组灯。而控制的对象也能够任意设置和改变。在门禁的控制方面，主要是通过单片机作为主控芯片，而外围加上蜂鸣器对电路进行控制。在用户发出开门信号之后蜂鸣器控制电路就会发生动作而门禁控制器此时就会获得允许，继电器就将门锁打开。

家居的烹饪系统过程中，由于当前人们的工作压力相对较大，在交通上比较拥堵，这就对早餐以及晚餐的问题造成了很大的困扰，怎样解决这一问题就比较重要。在智能家居自动控制系统中能将人性化以及智能化家居管理的作用充分发挥，结合上班族的实际时间设置烹饪的方案，主要就是在时间上的设置，系统能够自动化的开启按钮进行烹饪系统的运行。

除此之外的远程监控功能的实现方面，不管是工控领域或者是消费电子领域，已经愈来愈多的产品对网络技术为基础的支持平台进行应用。智能家居主机在系统中就好比是人的大脑，并且所有命令都需要通过主机进行完成，家庭设备的日常管理和自动化控制系统的关系非常紧密，其和计算机网络以及网络通讯技术等结为一体[5]。智能家居内各种的设备在主机相互间能进行通讯，并不需要用户指挥。例如在防盗系统方面，通过PLC设计的防盗系统能够起到监视以及保护的作用。

3 结束语

总而言之，家居智能化的领域对PLC控制系统的应用在将来的发展过程中将会成为主流，当前这一方面还有着诸多的不足之处有待完善，所以在未来的发展中，不仅要能在技术上得以更新发展，同时在经济效益上也要能够最大化的呈现。由于文章篇幅限制不能进一步深化探究，希望通过此次理论研究能起到抛砖引玉的作用以待后来者居上。

参考文献

[1]吴小伟，武文娟.温室环境在线控制方式应用分析[J].江苏农机化，2015（2）.

[2]白文新.西门子S7-200 smart PLC在智能家居系统中的应用[J].机电信息，2015（9）.

[3]吾买尔·吐尔逊，穆哈西，夏庆成.基于PLC的温室大棚自动防风监控装置设计[J].农机化研究，2015（2）.

[4]燕林滋，仲军.基于可编程控制器的智能居住环境的应用研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015（1）.

[5]付焕森，李元贵，张雪莲，等.智能专家系统在蔬菜温室大棚种植中的应用[J].中国农机化学报，2014（1）.

作者简介：李昊（1992-），男，安徽省宿州人，工作单位：河海大学文天学院，职务：学生，研究方向：单片机。