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开关控制系统智能开关控制系统

2022/07/13157 作者:佚名
导读:开关控制系统研究背景及意义 智能开关是指利用控制板和电子元器件的组合及编程,以实现电路智能开关控制的单元。人工开关控制过程中,人要根据误差及误差变化趋势来来选择不同的开关控制策略,例如在一个控制周期T内,控制量输出的时间根据需要是可调的。这种以人的知识和经验为基础,根据实际误差变化规律及被控对象(或过程)的惯性,纯滞后及扰动等特性,按一定的模式选择不同控制策略的开关控制称为智能开关控制。 现代家庭

开关控制系统研究背景及意义

智能开关是指利用控制板和电子元器件的组合及编程,以实现电路智能开关控制的单元。人工开关控制过程中,人要根据误差及误差变化趋势来来选择不同的开关控制策略,例如在一个控制周期T内,控制量输出的时间根据需要是可调的。这种以人的知识和经验为基础,根据实际误差变化规律及被控对象(或过程)的惯性,纯滞后及扰动等特性,按一定的模式选择不同控制策略的开关控制称为智能开关控制。

现代家庭中的阀门和开关的控制至关重要,大量媒体报道过由于电源没有关闭造成的漏电和火灾,或者冬天出门时候由于忘记关闭阀门而造成的水管破裂。采用自动开关控制系统后,人们不需要对家中的电气开关和阀门进行控制,该系统的传感器会自动检测到家中的人数,从而对家中阀门和开关的开合进行控制。智能开关控制系统节省了劳动力,增加了生活的安全性。

开关控制系统智能家居控制系统

整个系统根据功能可划分为智能控制中心部分,遥控部分和Zigbee开关部分,其中控制中心和Zigbee开关也可以集成在一起,因此在某些应用上只包含两套设备。

Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案,主要用于近距离无线连接。

初始化时控制中心完成Zigbee网路组建、接收设定数据、存储数据并将接收到的遥控指令发送到相应的Zigbee开关。遥控器用于无线控制根据Zigbee协议格式将遥控指令信息发送给控制中心或邦定的Zigbee开关。Zigbee开关作为智能开关系统的终端,负责执行相应的控制指令,可以对家庭中各种带开关量的设备的运行. 如冰箱、洗衣机、空调、电视机、照明系统等的开启、关闭、定时等工作状态的调节。遥控器对智能开关控制系统的控制信号频率相对较低. 因此传输速率也可以比较低. 一般数十kb/s即可满足要求。控制系统传输的信息主要是控制信息以及一些物理量的参数。但是信息传输的可靠性要求比较高,因为它传输的信息是各种设备的控制信息. 错误信息不仅可能导致设备的非正常工作. 而且可能导致设备的损坏。而Zigbee技术的低速率、可靠等优点可满足智能家居控制系统的要求。

开关控制系统系统设计

图4典型智能开关系统框图 图4所示为一种典型智能开关系统的总体结构。

其中控制中心网关是智能开关系统的核心。由于通信距离的限制,为节约成本,采用星型拓扑结构,通过控制中心将每个Zigbee开关模块连接起来,同时可增设中间协调器将彼此孤立分散的子网或网络互联. 实现信息的交互和共享. 并将家庭内网和外部网连接, 实现内外网络互通和鉴权的设备。系统由如下几部分组成。

开关控制系统传感器模块

传感器主要功能是要确定人行走的方向,可以用超声波、红外或者激光器件来检测。超声波器件的优点是只需在一边安装传感器的发射和接收装置,在安装上比较简洁;缺点是由于人衣服以及体型的变化,会造成严重的误检测。红外传感器可以采用漫反射和直射两种安装方式,优点是肉眼看不见,不会打扰到人们的视线,缺点是无论用哪种安装方式,失误率也很高。激光传感器可以选择漫反射和直射两种安装方式。

开关控制系统开关器件控制器

开关器件控制器装有对应主板无线发射的接收模块,该接收模块有相应的地址。当发出的信号对应接收端的地址后,该接收端的电平输出端则会根据发送端输出的信号驱动继电器来控制开关器件的开闭。如果控制端出现错误,则可以启动开关器件控制器上面的故障处理开关,启动以后,开关器件的开闭完全靠手动,不受任何信号的影响。

开关控制系统节能以及故障处理模块

系统的节能模块会检测门的打开和关闭状态。当门处于打开状态时,需要检测人的进出,传感器和主板处于完全工作状态。当每次有数据改变时,单片机就将数据存储在ROM中,方便掉电存储。当门开关传感器感应到门处于关闭状态时,此时不需要检测人的进出,传感器和主板可以完全断电,等到检测到门开启的时候,主板和传感器同时供电,主板中芯片从上次存储的ROM 中读取数据后继续上次工作状态运行。

当传感器计数出现错误的时候,有两种故障处理方式,一种是软处理,另外一种是硬处理。软处理不需要影响到程序的运行状态,当按钮按下时,故障程序启动,故障程序会根据按下的时间改变人数,直到改变成正常的人数。当出现程序上面不可避免的错误时,需要用复位按钮从程序上复位,程序所有数据清零从头开始重新计数;当系统的硬件出现不可恢复的故障时,按下硬故障按钮,系统就可以绕过控制器件手动控制。

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