基于可编程控制器的智能家居控制研究

陆善婷++陈扬

摘要：随着科技的不断进步以及人们对高品质生活的不断追求，智能家居越来越受到人们的青睐。本文对智能家居控制系统进行了分析和研究，设计了以可编程控制器为核心的智能家居控制系统。通过组态实现远程监控和遥控功能的方法来对室内家居进行智能控制。该智能家居控制系统将家居电器设备自动化、家居安全防护和家居环境监测等功能集于一体，可充分发挥智能家居的性能，提供安全、舒适的居家环境。

关键词：可编程控制器 智能家居 自动控制

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0008-01

1 引言

随着计算机网络技术、控制技术及人工智能的飞跃发展，智能化社会已成为最新的发展趋势[1]。作为智能化社会的缩影，智能化小区建设近年来也迅速发展，“智能家居”更是被炒得炙手可热，得到了有力地发展和应用。智能家居的出现，促进了用户生活品质提升[2]。

2 PLC在智能家居控制中的应用

2.1 智能家居控制系统架构

本系统总体架构包括三个部分，即PC上位机控制模块，PLC控制模块、智能家居设备模块。首先，台式机或者笔记本可以作为可编程控制器的上位机，通过组态王软件构成人机界面，负责与PLC之间的通信联系，实时对智能家居设备进行监控和就地控制[3]。可编程控制器的输入端用来接收终端发出的信号，输出端则控制各类家用电器的开关，在对当前模式下的信息和接收到的信息进行对比后，再通过数据分析得出判断并执行即时指令，最终完成对只能终端的控制。

2.2 PLC智能家居控制系统

本系统所设计的PLC智能家居控制系统主要分为自动控制部分、信息采集部分和远程监测部分。其中自动控制部分包括智能照明系统、智能家电控制系统、智能家庭安全系统。信息采集部分包括智智能空气质量控制系统、智能用电管理系统、智能老人儿童关怀系统，主要采用烟雾传感器MQ-2，煤气传感器MQ-5以及SHT11温湿度传感器等多个传感装置实现了对温度、湿度的监测。远程监测部分主要采用了GSM系统与控制系统连接通信，PLC通过GSM讯息能够解读指令，落实查询工作。PLC智能家居控制系统图如图1所示。

3 智能家居系统硬件设计

本系统是利用PLC的输出接点控制各家电的节点。智能家居硬件系统主要分为以下几部分：①智能照明方案。智能家居照明系统主要通过智能调光技术对光源进行控制。在不同场景和模式下，利用光线传感器收集室内光照强度信息，再由PLC系统进行分析，达到可编程控制不同位置的灯具、开关时间和照明亮度，以实现智能照明。②智能家电控制方案。智能家电控制是通过遥控器与插座之间的触发，实现对家中智能设备如空调、热水器，洗衣机、窗帘等进行控制。③智能家庭安全系统。安全系统的运作主要依靠各类传感器才能发挥作用，包括门磁开关、红外探测器等。此类传感器将接收到的信号进行采样收集，传输给PLC供判别，若出现异常显现，系统将会向发出警报，以保证家居环境的安全性。④智能空气质量检测系统。根据家庭实际情况设置烟雾报警值，控制系统实时采集数据。⑤智能用电管理系统。开或断用电设备都可以事先设置完善，降低耗电量，减少浪费。⑥智能老人儿童关爱系统。通过智能安防、紧急求助、智能门禁、煤气检测、空气质量控制等技术，为家中老人与孩子提供可靠的保护和理想的生活环境。

4 智能家居系统软件设计

软件部分是完成控制功能的逻辑实现和与用户交互的关键之处。PLC控制系统软件设计时，其编程语言主要为梯形图，而系统信息传输需依靠网络，故通信协议选用TCP/IP协议。主控设备模块会识别出传感器传输的控制命令，并对其进行有效调用并输出。远程监控方面采用组态软件进行组态设计，以动画方式显示在人机界面上[4]，使人们能更加直观的了解家中电器的运行状况。也可以设计相应的监控界面，完成该系统的状态监控和操作管理。

5 结语

智能家居是多种高新和新兴技术相结合的产物，是一个蓬勃发展的产业。它使得居家变得“智慧”起来，“生动”起来，具有广泛的应用需求。本文利用PLC作为智能家居网的核心，可实现智能家用电器自動化调控，利用移动终端进行远程监控，让家居生活更为安全、舒适。

参考文献

[1]郭稳涛.智能家居远程监控系统的研究与设计[J].计算机测量与控制，2011，19（9）.

[2]许洪龙.基于PLC 技术的家居控制应用系统的设计分析[J].电子技术与软件工程，2015，（08）：173+226.

[3]武艳.智能家居中PLC 控制系统的设计与实现[J].电子测试，2015（24）：9-10.

[4]关歆，倪行洁，郑伟博，等.基于PLC的手机短信远程控制系统实验技术与管理，2006，23（2）：61-62.

收稿日期：2016-08-30

作者简介：陆善婷（1988—），女，汉，上海人，本科，实验师，工程硕士，研究方向：电气工程；陈扬（1990—），男，汉，江苏扬州人，本科，初级实验师，学士学位，研究方向：自动化。