基于PLC智能家居远程安防系统设计研究

摘    要：随着社会经济、微电路技术、网络技术的飞速发展，用户的消费水平与过去相比有了极大的的提高，以家庭成员安全与家庭财产为保护对象的各类智能家居远程安防系统在设计上有了长足的发展，并且得到了越来越广泛的应用，由高端家庭设备转变，逐渐进入普通人的生活。运行稳定的远程安防系统不仅复杂而且昂贵。超出了大多数用户可以接受的价格区间。本文基于PLC可编程罗技控制器，为用户设计廉价、稳定、实用的智能家居远程安防系统。旨在为用户创造良好的生活环境，提高用户的生活质量。

关键词：PLC;智能家居;远程安防

1  引言

随着经济、科技的发展，人们生活水平的不断提高。智能家居远程安防系统也逐渐在普通人家推广开来。智能家居远程安防系统安装于房屋之内，调用房屋内部的通信网络，具有火灾即时报警、可燃气体泄漏实时报警、非法入侵检测、家庭监控实时查看等多种功能，集中体现了智能家居远程安防系统结构、管理、方面的先进理念。

为了提高人们居家生活质量，进一步提升智能家居远程安防系统的性能比。以PLC技术为智能信息处理核心，通过组态实现远程监控和遥控功能，基于正交频分复用技术及TCP/IP协议，完成了通信网关软件的设计。本设计采用PLC和多种传感器实现对智能家居常规控制的基础上，利用PLC可编程控制器发出的脉冲信号构成全家的智能控制管理，实现智能家居远程安防系统设计。而且本着更容易普及这种技术，我们采用PLC、多种传感器构成的系统具准确、方便、容易扩展的特点，能更加好的完成复杂的智能化控制任务。

2  系统设计要求

结合实际生活场景，本次基于PLC的智能家居远程安防系统提出了以下功能需求：

（1）非法入侵检测：主要是对非家庭内部成员进入室内的检测。例如，当外部人员进入房间盗窃时，通过在家中个主要位置布置的人体红外探测器进行实时监控，系统通过红外检测节点将检测到的人体红外数据信息传输到PLC数据处理中心进行决策处理，并调用家庭安防摄像系统，远程家居安防系统将摄像头云台调整至固定位置，实时捕捉图像，并将报警信息发送给用户。

（2）可燃气体泄露实时报警：可燃气体泄露实时报警主要用于检测家中的燃气泄漏。当燃气泄漏且不能及时控制时，会给用户带来极大的安全隐患。当智能家居远程安防系统通过一氧化碳、甲烷等可燃气体传感器检测到可燃气体泄漏并达到一定报警浓度时，系统将关闭用户燃气主阀，开启声光报警换位，并向用户及时发送短信或通过用户手机APP进行报警，显示家中存在安全异常。

（3）火灾即时报警：即时报警模块主要对家庭中火灾易发区域进行监控。当系统检测到家中发生火灾时，系统将打开声光报警，并向用户及时发送短信或者通过用户手机APP进行报警，显示家中存在安全异常。

（4）视频实时浏览：当用户不在家，担心独自在家的老人、孩子的安全时，用户可以登录到客户端查看家里的实时情况，并且可以对监控器的云台进行控制，多角度观察家中情况。

3  基于PLC智能家居远程安防系统设计

制作PLC控制系统，首先要确定被控制的对象和控制范围，很据被控制对象和控制范围选用合适的PLC控制器作为控制中心，再以控制器为核心，以控制要求为基础，制作硬件设计和软件设计。

智能家居远程安防的实现过程首先是通过感知层节点对家中的环境数据信息进行实时的采集，然后将采集到的数据通过安防感知节点端的辅助微处理器进行初次的简单判断;当辅助微处理器判断采集到的数据异常时，再将感知节点采集到的数据信息传输至PLC控制器进行近一步的处理;而当数据处理的决策结果为异常时，此时PLC控制器直接调用报警线程。

（1）非法入侵检测功能设计：利用人体红外传感器对家中非法入侵者进行实时监控。当发现有人闯入房间时，系统还会调用相应的报警线程。为了防止误报警、漏报警的发生，系统的红外传感模块来选择双单元红外传感器。该传感器由超声波和红外线联合检测，超声波用于位移检测，红外线用于温度检测。当温度变化且有位移时，探头将信号传回至PLC控制中心，实现报警动作。如果只有一个条件变化，即温度变化或位移变化，探头不会产生报警信号。在报警线程的设计中，还设计了联动动作。因为当用户不在家的时候，小偷进入房间偷东西，单一摄像头不能对其进行跟踪监测，因此，还需设计摄像连续跟踪系统，即当系统检测到异常时，系统将根据侵入者的位置，调用连接相关网络高清摄像头采集证据，并实时上传网络，方便用户查询。

（2）火灾即时报警：实时采集室内环境数据，包括温度、烟雾浓度、CO浓度等数据信息。通过这三种数据信息的融合，判断房间是否发生火灾，若房内发生火灾，传感器将信号传至感知节点，PLC控制器将进行下一步动作，通知用户家中发生火灾。

（3）燃气泄漏即时报警：将传感器安装在室内易发生燃气泄漏的地方，如燃气管道周围、厨房等。当传感模块检测到房间内存在可燃气体泄漏时，PLC系统会调用相应的报警线程。其中，当系统检测到可燃气体泄漏时，系统设置联动动作，即当房间内发生可燃气体泄漏异常时，系统将联动电源控制器自动关闭气体主阀，然后将报警信息发送给用户。

4  结语

总之，PLC控制系统在智能家居安全系统领域将成为未来应用的主流。目前，这方面还存在许多不足之处需要改进，随着技术的进步及成本的下降，基于PLC系统智能家居远程安防系统将进一步完善。

参考文献：

[1] 蒋雪梅.传感器电路设计方案分析与研究[J].科技创新导报，2011.

[2] 王明秋.智能家居控制系統的设计与实现研究[D].华中师范大学，2006.

[3] 刘晶.智能家居中PLC控制系统的实现[D].哈尔滨理工大学，2014.

作者简介：

张芳芳（1987—），女，汉族，山东菏泽人，本科学历，助理工程师，研究方向：电子信息工程。