智能家居控制系统课程设计.docx

智能家居控制系统课程设计.docx

《智能家居控制系统课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能家居控制系统课程设计.docx（40页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

智能家居控制系统课程设计

指导教师评定成绩：

审定成绩：

重庆邮电大学移通学院

自动化系

课程设计报告

设计题目：

别墅智能家居控制系统

学生姓名：

专业：

班级：

学号：

指导教师：

设计时间：

2010年12月

重庆邮电大学移通自动化系制

一.系统概述......................................................................................................................................4

1．1项目概述....................................................................................................................................4

1．2控制要求....................................................................................................................................4

1．3设计依据....................................................................................................................................4

1．4系统架构图................................................................................................................................5

二照明控制子系统............................................................................................................................6

2．1需求分析....................................................................................................................................6

2.1.1信息点位表（仅供参考）.....................................................................................................6

2．2设计方案....................................................................................................................................7

2.2.1系统结构................................................................................................................................7

2.2.2设备选型................................................................................................................................7

2．3相关产品介绍............................................................................................................................8

2.3.1数字调光器（4404L）...........................................................................................................8

2.3.2电源控制器（3010L）...........................................................................................................8

2.3.3触控面板（5006L）...............................................................................................................9

2．4智能照明系统功能..................................................................................................................10

2．5面板场景设置方案..................................................................................................................10

2.5.1触控面板的按键方式...........................................................................................................11

2.5.2场景设置方法.......................................................................................................................11

2.5.3面板图标说明.......................................................................................................................12

三.安防监控子系统........................................................................................................................15

3．1需求分析..................................................................................................................................15

3.1.1信息点位表（仅供参考）...................................................................................................15

3．2设计方案..................................................................................................................................16

3.2.1系统结构...............................................................................................................................17

3.2.2设备选型...............................................................................................................................17

3．3安防系统功能简介..................................................................................................................18

四、空调、窗帘、喷泉、智能家电系统............................................................................................19

4．1需求分析..................................................................................................................................19

4.1.1信息点位表（仅供参考）...................................................................................................19

4．2设计方案..................................................................................................................................20

4.2.2设备选型...............................................................................................................................21

4．3空调系统功能说明..................................................................................................................22

4．4背景音乐系统介绍..................................................................................................................22

五、可视对讲子系统........................................................................................................................26

六、远程控制....................................................................................................................................28

6.1网络控制.................................................................................................................................28

6.2遥控控制（2.4G）.................................................................................................................29

6.3电话、短信控制......................................................................................................................29

6．4智能家庭网关介绍..................................................................................................................29

i.Lon100InternetServer...............................................................................................................29

6.4.1描述：

..................................................................................................................................30

6.4.2应用：

..................................................................................................................................30

七、结束语........................................................................................................................................31

附：

........................................................................................................................

一、系统概述

1．1项目概述

如果说建筑是凝固的音乐，那么完美的家庭智能化自动控制系统则是这首乐曲上绝妙的

音符。

在科技发达、物质富庶的今天，自控系统已不单纯是实现室内基本安防、照明、采暖

的工具，而且是建筑装饰的一种实用艺术品，是自动化技术与建筑艺术的统一体。

完善的自

控系统集装饰、照明、安防及节能于一身，尽力达到完美与和谐的统一，充分利用科学与艺

术的搭配，光与影的组合以及安防与空调的自动控制来创造各种舒适、优雅的环境，以加强

室内空间效果的气氛。

试想，当房子的主人回到家，只要在门口的卡片阅读机刷一下卡（或是指纹辨识、感应

磁卡等），家庭自动化系统在做过安全认证后，首先安防系统会先撤防，门禁系统会开门，

灯光控制系统的迎宾模式场景会将室内灯光和缓的开启，空调系统也启动了，若是晚间则客

厅的电动窗帘会自动关闭，最后音响系统将您最喜欢的那首帕海贝尔的卡农演奏曲播放出

来。

而这一切的动作只是在一个起始动作后（即门禁的读卡动作），全部自动完成。

这不难想

到，以上所提到的子系统间势必要有一可互操作性（Interoperable）的关系，而其关键便是一个

开放性的网络平台及架构。

1．2控制要求

别墅区的家居智能控制，主要包括家庭的智能照明系统、家居安防系统、门禁系统、

空调控制、窗帘控制、背景音乐系统、可视对讲等系统，及其远程操作。

1．3设计依据

为了达到以上所提的连锁功能，一个开放性的控制网络平台是必要的，而强调开放性的

最主要意义便是各子系统间的可互操作性。

图1开发系统网络示意图

若是以单独的控制网络平台而言，考虑其可互操作性，必须特别要求的便是各子系统产

品的网络通信协议，是否可对等地在控制网络上通信。

综观市场上能够兼具有系统开放性及

各产品间互操作性的技术标准者应该首推LonWorks控制网络平台。

同时，LonWorks技术可无缝的实现与以太网的连接，从而方便系统的集成，小区物业

的管理和用户的远程控制。

由此，我们设计了一个基于LonWorks技术的控制网和以太网技术的数据网的两层网络

体系，两者之间通过网络服务器来实现无缝连接，从而方便管理与操作。

利用这两个层级的网络来架构家庭自动化系统，其具有以下特点：

1.控制网络负责的是小而频繁之数据采集及传递，控制功能在此系统必须符合稳定、

精确、快速的原则，所有主要的监视及控制功能均须能完整而自主地在此网络上执

行。

2.数据网络则是以大型的数据包传递为主，信息应用在此网络上同样也必须符合稳

定、精确、快速的原则，其并不负责监视及控制功能的执行，但却负责将控制网络

所收集到的数据，汇集成有用的信息并以不同的方式提供给使用者使用之。

1．4系统架构图

图2

图2家居智能控制系统架构图

照明控制、门禁安防等系统都集成在LonWorks控制网之下，而可视对讲、远程访问、

二、照明控制子系统

灯光是人们日常生活中的一部分。

然而，灯光除了照明之外，更可以用来营造气氛。

即

由不同灯光的设计，可以创造单一空间的多用途性。

Nico公司推出的智能灯光控制系统就

是为管理生活中复杂多变的光照而设计，通过面板上的LED触碰式调光板，可以控制灯光

的开关和亮度，或者使多盏灯光进入某种预设的场景。

可以和其他子系统相互关联，协同工

作。

例如：

安防系统的报警信息可以使得所有的灯光联动。

2．1需求分析

B户型别墅的灯光控制主要集中在地上两层，共16个灯回路，总共分为5个区域，需

要进行调光控制。

可进行场景的组合、切换，及单灯的开关和亮度调节。

以实现用户对不同

场合的需求，并起到节能的作用。

2.1.1信息点位表（仅供参考）

表1灯控制回路明细表

2．2设计方案

本智能灯光控制系统可采用多种传输媒介进行通信，系统控制方式采用LonWorks技

术，遵循的LonMark协议,提供LonWorks网络接口和TCP/IP以太网接口。

根据目前现状我们采用的是双绞线等传输介质进行通信。

用双绞线连接到各个楼层的控

制器，同时也将各个楼层所有的电灯、电器连成了网络。

用双绞线做载体传输控制信号，这

就是用双绞线实现的网络化控制，当某个节点出现故障时，不会影响其他节点的通信。

这样

可以最大程度地减少因中央微处理器的失败而引起的网络瘫痪的机率。

2.2.1系统结构

图3照明控制系统架构图

以自由拓扑的形式将各LonWorks节点（包括控制器和控制面板）接入控制网中，它们

之间只是控制信息的传递。

而灯光的控制由调光器和控制器来操作。

2.2.2设备选型

照明控制设备主要以Nico公司的灯光控制产品为主，软件采用定制的Nico人机界面

（HMI），现场控制设备采用四回路数字调光器4404L四个，十回路电源控制器3010L（视

精装情况而定），5006L型的触控面板五个（各区域配一个）。

可以达到系统的控制要求，具

体设备参见设备报价清单（附一）。

2．3相关产品介绍

2.3.1数字调光器（4404L）

由NicoTechnologyInc.研发的数字调光器（DIGITALDIMMER4404L）是以LonWorks

平台为设计基础，为一小体积、高效能、适用于家庭及楼宇的数字调光器。

Nico数字调光

器提供四组回路，每组回路负载电流10A，而其主要的设计特色是一三段式旁路开关。

三段

式旁路开关包括了自动模式、切断模式及手动模式。

在自动模式下，调光器由网络系统自动操作。

在切断模式下，负载完全不受电，方便进

行维修及更换等工作。

在手动模式下，输出的ON/OFF状态改由人为控制，因此可在无网络

系统运作下测试电路状况。

三段式旁路开关的优点在使Nico数字调光器于网络系统或中央

处理器故障时仍可运作。

Nico数字调光器的使用能达到节约能源的效果。

延时开关功能可以令室内的灯光徐徐

开启、关闭，避免了灯具短时间通过大电流而损坏的危险，延长了灯泡使用寿命，也科学地

解决了灯光瞬时大幅变化带来的眩目效果。

多场景的灯光变换设定，更进一步营造充满美感

的情境及气氛。

技术参数：

CPU：

Neuron3150芯片10MHz

存储器：

64KFlash

收发器：

FTT-10FreeTopology

输出端口：

4通道0～220Vac@10A

电源供应：

110VAC/220VAC

工作温度范围：

-10～85℃

工作湿度范围：

10到95%RH@50℃

2.3.2电源控制器（3010L）

电源控制器不但可应用于所有的灯光开关控制，亦可用于其他以开/关为控制属性的非

灯光装置，如电动投影荧幕、电动窗帘、造景喷水池等。

电源控制器可将各种不同的电源开

关作一整合性应用，以提高使用上的便利性。

以LonWorks平台为设计基础的Nico电源控制器提供十组回路，每组回路均具有负载

电流10A之（SPDT）继电器。

Nico电源控制器十组个别独立的输入通道可分别与控制网络

上其他的控制开关或传感器连接应用，以节约能源。

Nico电源控制器另一主要的特色为三段式旁路开关的设计。

三段式旁路开关包括了自

动模式、切断模式、手动模式。

在自动模式下，电源控制器是由网路系统操控。

在切断模式

下，负载完全不受电，方便进行维修及更换等工作。

在手动模式下，输出的ON/OFF改由人

为控制，因此可在无网路系统运行下，测试电路状况。

三段式旁路开关的使用操作优点在使Nico电源控制器于网络系统或中央处理器故障

时，仍可正常运行。

技术参数：

CPU：

Neuron3150芯片10MHz

存储器：

64KFlash

收发器：

FTT-10FreeTopology

输出端口：

10路独立端口

输入端口：

10路独立端口

数字化输出：

0～10VDC@80mA

电源供应：

110VAC/220VAC

工作温度范围：

-10～85℃

工作湿度范围：

10到95%RH@50℃

2.3.3触控面板（5006L）

最具现代感的外型，以LonWorks技术为设计基础，Nico触控式面板开关为住家、办公

大楼及工业用途上的灯光系统、电器用品及其网络上的子系统提供了一种简单、方便且灵活

的操控方式。

触控式面板开关能够连接家庭智能化系统、安防系统、中央监控系统、并具集成空调、

灯光、安防、娱乐视听等控制系统的功能。

由于Nico触控式面板开关的导入应用，取代了传统线路连接的开关，大幅提升布线的

容易度并减少线材及人工成本。

且可藉由程序重新设定来更改其控制功能，大幅增进了使用

上的便利性及弹性。

☆触控式按键具可程序化功能。

☆蓝