朱集錦　陳宗榕　賴進權(quán)　高豪　李宜燊

摘要：智能家電控制正在逐漸成為日常的家庭生活中的重要的幫手，本文通過將物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)手機控制等系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制的PLC 控制器一起控制小型家電，采用聯(lián)合控制的取得的效果好，能比較準確的控制相關(guān)設(shè)備的電機輸出，同時能提供比較大功率的輸出動力，也達到控制家電、消防系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)，最終達到比較好的效果。

引言：

進入21世紀后，家電聯(lián)合控制，走向智能控制成為主流的趨勢，而傳統(tǒng)的控制比較強大的工業(yè)控制器PLC，DCS等的進一步升級，將兩者的信息與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)。家居的智能化、信息化成為了一種日常的生活，也是當今研究的一個熱點，智能聯(lián)合控制的目地是為人類的生活提供一個高效果、便利性強、安全和舒適的居住環(huán)境。

家電聯(lián)合智能控制技術(shù)不僅能給人們一種時代感，同時可以節(jié)省出一大部分的時間，這個設(shè)計的聯(lián)合互動采用了無線通訊技術(shù)，將傳統(tǒng)的控制器與現(xiàn)代的手機操作軟件相結(jié)合，通過移動的設(shè)備對家居中的控制器進行讀取數(shù)據(jù)和發(fā)送操作命令的方式，從而能控制家居的有效運行，實現(xiàn)實時的控制要求。

研究現(xiàn)狀分析：1、一類采用傳統(tǒng)的單一控制模塊進行控制與分析，通過對控制模塊的控制從而實現(xiàn)對家電設(shè)備的控制，馮儷元在家電控制中，采用SST86542R采用了傳統(tǒng)的控制模式 ，將采樣的結(jié)果輸入單片機里，然后再進行輸出控制，但是在采用和輸出方面都沒有詳細的介紹期過程。李博、尹禮鵬等以STM32103C8T6作為控制的核心，利用了溫度傳感器、人體紅外傳感器、煙霧及可燃氣體傳感器和再采用液晶顯示器構(gòu)成安防和家居的簡易家庭控制系統(tǒng)，通過各個模塊對一些環(huán)境的因素進行了適應(yīng)和信號進行采集，從而得出相應(yīng)的控制要求。

2、采用一些新的技術(shù)相關(guān)信息進行互聯(lián)控制，黃曉桃、黃科喬、朱齊媛等通過OneNET結(jié)合手機Android終端建立了智能家電的開關(guān)，從而通過手機對家中的電器進行監(jiān)控和控制，但在控制端實現(xiàn)的智能控制與操作方面不能很好的解決一些需要強力操作的動力機構(gòu)，比如強有力的消防系統(tǒng)，防盜系統(tǒng)，但控制輸出的功率并不理想。

歐美國家中，美國的X10及德國的EIB系統(tǒng)甚至包括新加坡的8X的系統(tǒng)都有比較成熟的操作系統(tǒng)，他們在開發(fā)智能家居方面都走在世界的前列，而我們的相關(guān)研究還處于開發(fā)進行階段，還步入比較成熟的控制系統(tǒng)開發(fā)運用中去。

本文以DTUE850-DTU（4440-4G）作為控制PLC的連接口，DTU是以串口通訊modbus協(xié)議作為基本的傳送協(xié)議。DTU支持485通訊，協(xié)議以MODBUS為基礎(chǔ)，各品牌PLC自有協(xié)議是不支持的， DTU基本是屬于透傳，利用了上位機機的系統(tǒng)來進行接收數(shù)據(jù)以及進行分析，傳送中因為沒有握手協(xié)議，受網(wǎng)絡(luò)干擾會很容易丟失數(shù)據(jù)。DTU采用了 modbus協(xié)議，先將 PLC協(xié)議轉(zhuǎn)為modbus協(xié)議，對技術(shù)人員要求高。采用的透傳協(xié)議，其中采用了輪詢的通訊方式，傳送有限數(shù)據(jù)，延遲比較大，傳送周期需要10S左右。DTU價格低廉，可以在家庭中進行使用。

串口設(shè)備可以通過DTU模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)上指定的服務(wù)器，服務(wù)器同時也可以通過DTU來發(fā)送數(shù)據(jù)給串口設(shè)備，比較方便的地方是，使用的時候，不需要關(guān)心串口設(shè)備和GPRS網(wǎng)絡(luò)之間的通訊過程，只需要簡單的參數(shù)設(shè)置，即可實現(xiàn)串口設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通訊，在實際的應(yīng)用中是比較方便的。

而在家電控制方面則采用判斷的形式采用PLC的控制方式來進行，通過將人體的紅外傳感器模塊PIR來將數(shù)據(jù)傳入DTU，同時將測試的溫濕度DHT11的數(shù)據(jù)送入DTU，同時將測試的結(jié)果通過電流的方式返回到電流互感器模塊，如下圖的控制圖：

本設(shè)計中，DTU的串口與PLC互相之間進行數(shù)據(jù)的交換，同時，在PLC的控制中，將控制的信號分別轉(zhuǎn)化為繼電器的輸出，通過繼電器的輸出從而控制電機，進而能夠完成對家電的智能控制，通過對家電的溫濕度、窗簾、消防系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等都進行監(jiān)視，將數(shù)據(jù)傳回手機監(jiān)視視頻。

通過數(shù)據(jù)分析可以看到在控制方面，采用繼電器驅(qū)動的明顯高于數(shù)據(jù)驅(qū)動的效果。

結(jié)語：

本文通過將PLC的控制單元與物聯(lián)網(wǎng)控制軟件? 結(jié)合到一起，首先將接受到的采樣信號輸入PLC及手機的控制接收端同步進行接受。對接受到的信號，對于PLC一旦觸發(fā)設(shè)定的界限值，就會執(zhí)行設(shè)定的動作。同時在手機端也接受到相同的輸入信息，手機端將PLC的輸入、輸出信息進行監(jiān)控，并顯示出來，當顯示出來的信息與我們需要的數(shù)據(jù)不一致的時候，通過手機端的輸入，與PLC無線通訊模塊起作用，通過手機的wife系統(tǒng)將信號傳入手機里從而達到將手機與PLC的控制數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)手機的操作軟件控制家電的控制，在搭建實驗的過程中，發(fā)現(xiàn)信號存在一定的遲滯，這是PLC與接受信號及手機信號之間的延緩效應(yīng)，通過縮短相關(guān)信號的傳遞，使信號更好的服務(wù)于我們的控制系統(tǒng)之中。

參考文獻：

[1] 黃曉桃、黃科喬、朱齊媛.基于OneNE的物聯(lián)網(wǎng)智能家電控制系統(tǒng)設(shè)計 無線互聯(lián)網(wǎng)科技.2019.12

[2]馮儷元.單片機在家電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.互聯(lián)網(wǎng)+應(yīng)用.2019

[3] 李博、尹禮鵬. 基于STM32的智能家居的電路與設(shè)計.電子設(shè)計工程.2020.04