በዚግቢ ላይ የተመሠረተ ስማርት ቤትን እንዴት ዲዛይን ማድረግ እንደሚቻል?

ስማርት ቤት እንደ መድረክ ሆኖ የሚያገለግል ቤት ሲሆን የተቀናጀ የሽቦ ቴክኖሎጂ፣ የኔትወርክ ግንኙነት ቴክኖሎጂ፣ የደህንነት ቴክኖሎጂ፣ አውቶማቲክ የቁጥጥር ቴክኖሎጂ፣ የድምጽ እና የቪዲዮ ቴክኖሎጂን በመጠቀም የቤተሰብ ህይወትን የሚመለከቱ ተቋማትን ለማዋሃድ፣ ቀልጣፋ የመኖሪያ ተቋማትን እና የቤተሰብ ጉዳዮች አስተዳደር ስርዓትን ለመገንባት የጊዜ ሰሌዳ፣ የቤት ደህንነት፣ ምቾት፣ ምቾት፣ ስነጥበብን ለማሻሻል እና የአካባቢ ጥበቃ እና የኃይል ቆጣቢ የመኖሪያ አካባቢን እውን ለማድረግ። በዘመናዊው የስማርት ቤት ፍቺ ላይ በመመስረት፣ የዚግቢ ቴክኖሎጂን ባህሪያት ይመልከቱ፣ የዚህ ስርዓት ዲዛይን፣ አስፈላጊው በስማርት ቤት ስርዓት (ስማርት ቤት (ማዕከላዊ) የቁጥጥር ስርዓት፣ የቤት መብራት ቁጥጥር ስርዓት፣ የቤት ደህንነት ስርዓቶች) ያካትታል፣ ይህም በቤት ውስጥ ሽቦ ስርዓት፣ የቤት አውታረ መረብ ስርዓት፣ የጀርባ ሙዚቃ ስርዓት እና የቤተሰብ አካባቢ ቁጥጥር ስርዓት ላይ የተመሠረተ ነው። በእውቀት ውስጥ እንደሚኖር በማረጋገጥ፣ ሁሉንም አስፈላጊ ስርዓቶች ሙሉ በሙሉ ብቻ ተጭነዋል፣ እና ቢያንስ አንድ አይነት እና ከዚያ በላይ የሆነ አማራጭ ስርዓት የጫነው የቤተሰብ ስርዓት የስለላ ህይወትን ሊያስገኝ ይችላል። ስለዚህ፣ ይህ ስርዓት ብልህ ቤት ተብሎ ሊጠራ ይችላል።

1. የስርዓት ዲዛይን እቅድ

ስርዓቱ በቤት ውስጥ ከሚገኙ ቁጥጥር የሚደረግባቸው መሳሪያዎችና የርቀት መቆጣጠሪያ መሳሪያዎች የተዋቀረ ነው። ከእነዚህም መካከል በቤተሰብ ውስጥ ያሉት ቁጥጥር የሚደረግባቸው መሳሪያዎች በዋናነት ኢንተርኔትን ማግኘት የሚችል ኮምፒውተር፣ የመቆጣጠሪያ ማዕከሉን፣ የክትትል ኖዱን እና ሊጨመሩ የሚችሉ የቤት ውስጥ መገልገያዎችን መቆጣጠሪያ ያካትታሉ። የርቀት መቆጣጠሪያ መሳሪያዎች በዋናነት የርቀት ኮምፒውተሮችን እና ሞባይል ስልኮችን ያቀፉ ናቸው።

የስርዓቱ ዋና ዋና ተግባራት የሚከተሉት ናቸው፡ 1) የድረ-ገጽ አሰሳ፣ የጀርባ መረጃ አስተዳደር፤ 2) የቤት ውስጥ የቤት ዕቃዎችን የመቀየሪያ ቁጥጥር፣ በኢንተርኔት እና በሞባይል ስልክ ማድረግ፤ 3) የተጠቃሚን መለያ ለማረጋገጥ፣ የቤት ውስጥ የደህንነት ሁኔታ መቀየሪያውን ለማጠናቀቅ፣ ለተጠቃሚው በኤስኤምኤስ ማንቂያ በኩል ስርቆት ሲከሰት የተጠቃሚን መለያ ለማረጋገጥ በRFID ሞጁል በኩል፤ 4) የቤት ውስጥ መብራቶችን እና የቤት ውስጥ መገልገያዎችን የአካባቢ ቁጥጥር እና የሁኔታ ማሳያ ለማጠናቀቅ በማዕከላዊ የቁጥጥር አስተዳደር ስርዓት ሶፍትዌር በኩል፤ 5) የግል መረጃ ማከማቻ እና የቤት ውስጥ መሳሪያዎች ሁኔታ ማከማቻ የሚጠናቀቀው በመረጃ ቋቱ በመጠቀም ነው። ተጠቃሚዎች በማዕከላዊ የቁጥጥር እና የአስተዳደር ስርዓት በኩል የቤት ውስጥ መሳሪያዎችን ሁኔታ ለመጠየቅ ምቹ ነው።

2. የስርዓት ሃርድዌር ዲዛይን

የስርዓቱ የሃርድዌር ዲዛይን የመቆጣጠሪያ ማዕከሉን ዲዛይን፣ የክትትል ኖዱን እና የቤት ውስጥ መገልገያ መቆጣጠሪያውን አማራጭ መጨመርን ያካትታል (የኤሌክትሪክ ማራገቢያ መቆጣጠሪያውን እንደ ምሳሌ እንውሰድ)።

2.1 የመቆጣጠሪያ ማዕከሉ

የመቆጣጠሪያ ማዕከሉ ዋና ዋና ተግባራት የሚከተሉት ናቸው፡ 1) ገመድ አልባ የዚግቢ ኔትወርክ ለመገንባት፣ ሁሉንም የክትትል ኖዶች ወደ አውታረ መረቡ ማከል እና አዳዲስ መሳሪያዎችን መቀበልን ማረጋገጥ፤ 2) የተጠቃሚ መለያ፣ ተጠቃሚውን በቤት ውስጥ ወይም በተጠቃሚው ካርድ በኩል የቤት ውስጥ የደህንነት መቀየሪያ ለማግኘት፤ 3) አንድ ሌባ ወደ ክፍሉ ሲገባ፣ ለማንቂያ አጭር መልእክት ለተጠቃሚው ይላኩ። ተጠቃሚዎች የቤት ውስጥ ደህንነትን፣ መብራትን እና የቤት ውስጥ መገልገያዎችን በአጭር መልዕክቶች መቆጣጠር ይችላሉ፤ 4) ስርዓቱ ብቻውን ሲሰራ፣ ኤልሲዲው የአሁኑን የስርዓት ሁኔታ ያሳያል፣ ይህም ተጠቃሚዎች ለማየት ምቹ ነው፤ 5) የኤሌክትሪክ መሳሪያዎችን ሁኔታ ያስቀምጡ እና ስርዓቱን በመስመር ላይ ለማስጀመር ወደ ፒሲ ይላኩት።

ሃርድዌርው የካርሪየር ስሜትን ባለብዙ መዳረሻ/የግጭት ማወቂያ (CSMA/CA) ይደግፋል። የ2.0 ~ 3.6V የአሠራር ቮልቴጅ ለስርዓቱ ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ ምቹ ነው። በመቆጣጠሪያ ማዕከሉ ውስጥ ካለው የዚግቢ አስተባባሪ ሞዱል ጋር በማገናኘት በቤት ውስጥ ገመድ አልባ የዚግቢ ኮከብ አውታረ መረብ ያዘጋጁ። እና ሁሉም የክትትል ኖዶች፣ የቤት ውስጥ ደህንነት እና የቤት ውስጥ መገልገያዎችን ገመድ አልባ የዚግቢ አውታረ መረብ ቁጥጥር እውን ለማድረግ በአውታረ መረቡ ውስጥ እንደ ተርሚናል ኖድ የቤት ውስጥ መገልገያ መቆጣጠሪያን ለመጨመር የተመረጡ ናቸው።

2.2 የክትትል ኖዶች

የክትትል ኖዱ ተግባራት የሚከተሉት ናቸው፡ 1) ሌቦች ሲወጉ የሰው አካል የምልክት ማወቂያ፣ የድምፅ እና የብርሃን ማንቂያ፤ 2) የመብራት መቆጣጠሪያ፣ የቁጥጥር ሁነታው በራስ-ሰር ቁጥጥር እና በእጅ ቁጥጥር የተከፈለ ነው፣ አውቶማቲክ መቆጣጠሪያው እንደ የቤት ውስጥ መብራት ጥንካሬ በራስ-ሰር መብራቱን ያበራል/ያጠፋል፣ በእጅ መቆጣጠሪያ መብራት ቁጥጥር በማዕከላዊ ቁጥጥር ስርዓት በኩል ነው፣ (3) የማንቂያ መረጃ እና ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ የሚላኩ ሌሎች መረጃዎች፣ እና የመሳሪያውን ቁጥጥር ለማጠናቀቅ ከመቆጣጠሪያ ማዕከሉ የቁጥጥር ትዕዛዞችን ይቀበላል።

የኢንፍራሬድ ፕላስ ማይክሮዌቭ ማወቂያ ሁነታ በሰው አካል ውስጥ ሲግናል ለይቶ ማወቅ በጣም የተለመደ መንገድ ነው። የፒሮኤሌክትሪክ ኢንፍራሬድ ምርመራ RE200B ሲሆን የማጉላት መሳሪያው BISS0001 ነው። RE200B በ3-10 V ቮልቴጅ የሚሰራ ሲሆን አብሮ የተሰራ ፒሮኤሌክትሪክ ባለሁለት ስሜታዊ የኢንፍራሬድ አባል አለው። ኤለመንቱ የኢንፍራሬድ ብርሃን ሲቀበል የፎቶኤሌክትሪክ ተጽእኖ በእያንዳንዱ ኤለመንት ምሰሶዎች ላይ ይከሰታል እና ክፍያው ይከማቻል። BISS0001 የአሠራር ማጉያ፣ የቮልቴጅ ማነፃፀሪያ፣ የስቴት መቆጣጠሪያ፣ የመዘግየት ጊዜ ቆጣሪ እና የማገጃ ጊዜ ቆጣሪን ያቀፈ ዲጂታል-አናሎግ ድብልቅ አስአይሲ ነው። ከRE200B እና ከጥቂት ክፍሎች ጋር፣ ተገብሮ የፒሮኤሌክትሪክ ኢንፍራሬድ ማብሪያ / ማጥፊያ ሊፈጠር ይችላል። አንት-ግ100 ሞጁል ለማይክሮዌቭ ዳሳሽ ጥቅም ላይ ውሏል፣ የመሃል ድግግሞሽ 10 GHz ነበር፣ እና ከፍተኛው የማቋቋሚያ ጊዜ 6 μs ነበር። ከፒሮኤሌክትሪክ ኢንፍራሬድ ሞዱል ጋር ሲጣመር፣ የዒላማ ማወቂያ የስህተት መጠን ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊቀንስ ይችላል።

የብርሃን መቆጣጠሪያ ሞጁል በዋናነት ፎቶሴንሲቲቭ ሬዚስተር እና የብርሃን መቆጣጠሪያ ቅብብልን ያቀፈ ነው። የፎቶሴንሲቲቭ ሬዚስተርን በተከታታይ ከ10 K ω ከሚስተካከል ሬዚስተር ጋር ያገናኙ፣ ከዚያም የፎቶሴንሲቲቭ ሬዚስተር ሌላኛውን ጫፍ ከመሬት ጋር ያገናኙ፣ እና የሚስተካከለውን ሬዚስተር ሌላኛውን ጫፍ ከከፍተኛ ደረጃ ጋር ያገናኙ። የሁለቱ የመቋቋም ግንኙነት ነጥቦች የቮልቴጅ እሴት የሚገኘው የአሁኑ መብራት መብራቱን ለማወቅ በኤስሲኤም አናሎግ-ወደ-ዲጂታል መቀየሪያ በኩል ነው። ብርሃኑ ሲበራ የሚስተካከል ተቃውሞ በተጠቃሚው ሊስተካከል ይችላል። የቤት ውስጥ የመብራት ማብሪያ / ማጥፊያዎች በሪሌይዎች ቁጥጥር ይደረግባቸዋል። አንድ የግብዓት/ውጤት ወደብ ብቻ ነው ሊሳካ የሚችለው።

2.3 የተጨመረውን የቤት መገልገያ መቆጣጠሪያ ይምረጡ

የቤት ውስጥ መገልገያዎችን ቁጥጥር በመሳሪያው ተግባር መሰረት ለማከል ይምረጡ፣ እዚህ ለኤሌክትሪክ ማራገቢያ እንደ ምሳሌ። የማራገቢያ መቆጣጠሪያ የመቆጣጠሪያ ማዕከሉ የፒሲ ማራገቢያ መቆጣጠሪያ መመሪያዎች በዚግቢ ኔትወርክ አተገባበር በኩል ወደ ኤሌክትሪክ ማራገቢያ መቆጣጠሪያ ይላካሉ፣ የተለያዩ የመሳሪያዎች መለያ ቁጥር የተለየ ነው፣ ለምሳሌ፣ የዚህ ስምምነት የማራገቢያ መለያ ቁጥር 122 ነው፣ የቤት ውስጥ ቀለም የቴሌቪዥን መለያ ቁጥር 123 ነው፣ በዚህም የተለያዩ የኤሌክትሪክ የቤት እቃዎች መቆጣጠሪያ ማዕከል እውቅና እንደሚሰጥ ይገነዘባል። ለተመሳሳይ የመመሪያ ኮድ፣ የተለያዩ የቤት እቃዎች የተለያዩ ተግባራትን ያከናውናሉ። ምስል 4 ለመደመር የተመረጡ የቤት እቃዎች ስብጥር ያሳያል።

3. የስርዓት ሶፍትዌር ዲዛይን

የስርዓት ሶፍትዌር ዲዛይን በዋናነት ስድስት ክፍሎችን ያካትታል፤ እነዚህም የርቀት መቆጣጠሪያ የድር ገጽ ዲዛይን፣ የማዕከላዊ ቁጥጥር አስተዳደር ስርዓት ዲዛይን፣ የመቆጣጠሪያ ማዕከል ዋና መቆጣጠሪያ ATMegal28 ፕሮግራም ዲዛይን፣ የCC2430 አስተባባሪ ፕሮግራም ዲዛይን፣ የCC2430 ክትትል ኖድ ፕሮግራም ዲዛይን፣ የCC2430 መሳሪያ አክል ፕሮግራም ዲዛይን ናቸው።

3.1 የዚግቢ አስተባባሪ ፕሮግራም ዲዛይን

አስተባባሪው በመጀመሪያ የመተግበሪያ ንብርብር ጅምርን ያጠናቅቃል፣ የመተግበሪያ ንብርብር ሁኔታን ያዘጋጃል እና ሁኔታውን ወደ ስራ ፈትቶ ይቀበላል፣ ከዚያም ዓለም አቀፍ መቆራረጦችን ያበራል እና የአይ/ኦ ወደብ ይጀምራል። ከዚያም አስተባባሪው ገመድ አልባ ኮከብ አውታረ መረብ መገንባት ይጀምራል። በፕሮቶኮሉ ውስጥ አስተባባሪው በራስ-ሰር የ2.4 GHz ባንድ ይመርጣል፣ በሰከንድ ከፍተኛው የቢት ብዛት 62 500፣ ነባሪው PANID 0 × 1347 ነው፣ ከፍተኛው የቁልል ጥልቀት 5 ነው፣ በአንድ መላክ ከፍተኛው የባይት ብዛት 93 ነው፣ እና ተከታታይ ወደብ የባውድ መጠን 57 600 ቢት/ሰ ነው። የSL0W TIMER በሰከንድ 10 መቆራረጦችን ያመነጫል። የZigBee አውታረ መረብ በተሳካ ሁኔታ ከተቋቋመ በኋላ አስተባባሪው አድራሻውን ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ MCU ይልካል። እዚህ፣ የመቆጣጠሪያ ማዕከል MCU የZigBee አስተባባሪን እንደ የክትትል ኖድ አባል ይለያል፣ እና የታወቀው አድራሻ 0 ነው። ፕሮግራሙ ወደ ዋናው ዑደት ይገባል። በመጀመሪያ፣ በተርሚናል ኖድ የተላከ አዲስ መረጃ ካለ ይወስኑ፣ ካለ፣ መረጃው በቀጥታ ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ MCU ይተላለፋል፤ የመቆጣጠሪያ ማዕከሉ MCU መመሪያዎች ተልከው እንደሆነ ይወስኑ፣ ከሆነ መመሪያዎቹን ወደሚመለከተው የዚግቢ ተርሚናል ኖድ ይላኩ፤ የደህንነት ክፍሉ ክፍት መሆኑን ይወስኑ፣ ሌባ ካለ፣ የማንቂያ መረጃውን ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ MCU ይላኩ፤ መብራቱ በራስ-ሰር የመቆጣጠሪያ ሁኔታ ውስጥ መሆኑን ይወስኑ፣ ከሆነ፣ ናሙና ለመውሰድ አናሎግ-ወደ-ዲጂታል መቀየሪያውን ያብሩ፣ የናሙና ዋጋው መብራቱን ለማብራት ወይም ለማጥፋት ቁልፉ ነው፣ የብርሃን ሁኔታ ከተቀየረ፣ አዲሱ የስቴት መረጃ ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ MC-U ይተላለፋል።

3.2 የዚግቢ ተርሚናል ኖድ ፕሮግራሚንግ

የዚግቢ ተርሚናል ኖድ የሚያመለክተው በዚግቢ አስተባባሪ የሚቆጣጠረውን ገመድ አልባ የዚግቢ ኖድ ነው። በስርዓቱ ውስጥ፣ በዋናነት የክትትል ኖድ እና የቤት ውስጥ መገልገያ መቆጣጠሪያ አማራጭ መጨመር ነው። የዚግቢ ተርሚናል ኖዶችን ማስጀመር የመተግበሪያ ንብርብር ማስጀመርን፣ መቆራረጦችን መክፈት እና የአይ/ኦ ወደቦችን ማስጀመርን ያካትታል። ከዚያም የዚግቢ ኔትወርክን ለመቀላቀል ይሞክሩ። የዚግቢ አስተባባሪ ማዋቀር ያላቸው የመጨረሻ ኖዶች ብቻ አውታረ መረቡን እንዲቀላቀሉ እንደሚፈቀድ ልብ ማለት አስፈላጊ ነው። የዚግቢ ተርሚናል ኖድ ከአውታረ መረቡ ጋር መቀላቀል ካልቻለ፣ አውታረ መረቡን በተሳካ ሁኔታ እስኪቀላቀል ድረስ በየሁለት ሰከንድ እንደገና ይሞክራል። አውታረ መረቡን በተሳካ ሁኔታ ከተቀላቀለ በኋላ፣ የዚግቢ-ጊቤ ተርሚናል ኖድ የምዝገባ መረጃውን ወደ ዚግቢ አስተባባሪ ይልካል፣ ከዚያም የዚግቢ ተርሚናል ኖድ ምዝገባን ለማጠናቀቅ ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ MCU ያስተላልፈዋል። የዚግቢ ተርሚናል ኖድ የክትትል ኖድ ከሆነ የመብራት እና የደህንነት ቁጥጥርን እውን ማድረግ ይችላል። ፕሮግራሙ ከዚግቢ አስተባባሪ ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ነገር ግን የክትትል ኖዱ ወደ ዚግቢ አስተባባሪ ውሂብ መላክ አለበት፣ ከዚያም የዚግቢ አስተባባሪ ውሂብን ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ MCU ይልካል። የዚግቢ ተርሚናል ኖድ የኤሌክትሪክ ማራገቢያ መቆጣጠሪያ ከሆነ፣ ሁኔታውን ሳይሰቅል የላይኛውን ኮምፒውተር ውሂብ መቀበል ብቻ ነው የሚያስፈልገው፣ ስለዚህ ቁጥጥርው ገመድ አልባ የውሂብ መቀበል መቋረጥን በተመለከተ በቀጥታ ሊጠናቀቅ ይችላል። በገመድ አልባ የውሂብ መቀበያ መቆራረጥ ውስጥ፣ ሁሉም የተርሚናል ኖዶች የተቀበሉትን የቁጥጥር መመሪያዎች ወደ ኖዱ ራሱ የቁጥጥር መለኪያዎች ይተረጉማሉ፣ እና በኖዱ ዋና ፕሮግራም ውስጥ የተቀበሉትን ገመድ አልባ መመሪያዎችን አያስተናግዱም።

4 የመስመር ላይ ማረም

በማዕከላዊው የቁጥጥር አስተዳደር ስርዓት የሚሰጠውን የቋሚ መሳሪያዎች መመሪያ ኮድ እየጨመረ የሚሄደው መመሪያ በኮምፒውተሩ ተከታታይ ወደብ በኩል ወደ መቆጣጠሪያ ማዕከሉ MCU፣ እና በሁለት መስመር በይነገጽ በኩል ወደ አስተባባሪው፣ እና ከዚያም በአስተባባሪው ወደ ZigBee ተርሚናል ኖድ ይላካል። የተርሚናል ኖድ መረጃውን ሲቀበል፣ መረጃው እንደገና በሲሪያል ፖርት በኩል ወደ ፒሲ ይላካል። በዚህ ፒሲ ላይ፣ የZigBee ተርሚናል ኖድ የተቀበለው መረጃ ከመቆጣጠሪያ ማዕከሉ ከተላከው መረጃ ጋር ይነፃፀራል። ማዕከላዊው የቁጥጥር አስተዳደር ስርዓት በየሰከንዱ 2 መመሪያዎችን ይልካል። ከ5 ሰዓታት ሙከራ በኋላ፣ የሙከራ ሶፍትዌሩ የተቀበሉት ፓኬቶች ጠቅላላ ብዛት 36,000 ፓኬቶች መሆኑን ሲያሳይ ይቆማል። የባለብዙ ፕሮቶኮል የውሂብ ማስተላለፊያ ሙከራ ሶፍትዌር የሙከራ ውጤቶች በስእል 6 ላይ ይታያሉ። ትክክለኛ ፓኬቶች ብዛት 36,000፣ የተሳሳቱ ፓኬቶች ብዛት 0 ነው፣ እና ትክክለኛነቱ መጠን 100% ነው።

የዚግቢ ቴክኖሎጂ የስማርት ቤትን ውስጣዊ ኔትወርክ እውን ለማድረግ የሚያገለግል ሲሆን ይህም ምቹ የርቀት መቆጣጠሪያ፣ አዳዲስ መሳሪያዎችን ተለዋዋጭ መጨመር እና አስተማማኝ የቁጥጥር አፈጻጸም ጥቅሞች አሉት። የRFTD ቴክኖሎጂ የተጠቃሚ መለያን እውን ለማድረግ እና የስርዓት ደህንነትን ለማሻሻል ይጠቅማል። የGSM ሞጁል መዳረሻን በመጠቀም የርቀት መቆጣጠሪያ እና የማንቂያ ተግባራት ይከናወናሉ።