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基于PLC智能家居控制系统设计

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张淑侠

摘要：时代在进步，社会在发展，人们的生活水平不断提高。随着生活水平的提高，人们的生活标准也随之越来越高，传统的家居设备无论是其安全性、舒适度、便利性和可靠性都难以再满足人们的需求，于是家居企业就研究制造出了更高标准的智能家居。但是新型产品的制造成本高，操作使用比較复杂，缺乏统一标准等一些使用难题而未能走进千家万户普及开来。所以想要让普通百姓家庭都能使用智能家居，必须使其操作便捷，价格实惠。为了能够解决这些问题，本文特别提出一套全新基于PLC的智能家居控制系统，希望能为相关的研究工作提供一定的参考。

关键词：智能家居PLC监控系统

引言

社会不断进步，生活水平不断提高，家庭条件越来越好，人们对自己居住条件的要求也就越来越高，传统的生活家居功能已无法满足人们的生活需求。现在人们更加倾向于自动化，智能化的生活家居，比如：室内温湿度的自动调节、屋内灯光舒适度的调节、门窗安全性的实时监控等等，所以就有了智能家居的诞生。智能家居控制系统是包含了计算机技术、网络技术、通信技术、自动化技术等很多先进的现代科学技术手段，这些所有的技术相结合造就了智能家居，智能家居将实现人们对家居生活的舒适性、安全性、方便性、以及高效性等等各类要求和期望。

1智能家居控制系统结构设计

结合家居本身的特色以及现实生活中的实用性，本文设计的智能家居控制系统主要用于实现以下几个功能：

（1）智能照明控制：通过分析房间的明亮程度以及白天和夜晚住户对房间亮度的不同需求，实现住户可根据个人喜好，不同天气随意控制室内明亮度的需求。

（2）智能温湿度控制：通过温湿传感器时刻测量统计房间温湿度，将数据传人房间执行机器，时刻控制房间温湿度在预设的理想数值范围内，增加住户在居住时的舒适感。

（3）智能窗帘控制：根据住户个人喜好，智能控制窗帘开合状态，无论是用户个人隐私以及遮挡光线，都能实现自动化以及智能化的开启或关闭窗帘。

（4）屋内天然气浓度采集与报警：对厨房甚至全屋实施监控检测天然气的浓度，一旦发现有天然气泄漏情况，系统会自动打开窗户并及时将情况发送给住户，确保屋内的的人身财产安全。

（5）硬件设计：本文是使用西门子PLCS7-300作为可编程控制器，它在日常使用中有着较强的抗干扰能力，并且价格便宜、操作简单、使用方便。上下位机的通讯设备使用的是RS485总线。

（6）软件设计：下位机S7-300程序编辑是依靠Step7来完成，智能家居控制系统的上位机程序书写以及整个家居数据的监控用的是组态王6.55软件，组态王可以设置系统期望值并把控目标值。系统所采用的算法进行仿真和调试使用的是MatlaloR2014a。

（7）触摸屏设计：整个系统的所有界面都是使用的西门子触摸屏TP700，对整个家居网络所有数据的实时监控操作更便捷。

通过对整个系统硬件的选型与软件的设计分析，本文采用西门子PLCS7-300作为整个系统的控制器，采用组态王作为系统的控制软件，并通过RS485总线实现上下位机硬软件间的连接与实时的通信。

2智能家居控制系统整体控制方案设计

本文的设计理念是“以人为本”，注重于用户的使用感受，设计出更加人性化的智能家居控制系统，使用户的居家生活更加便捷。为了使用户在使用过程中更加方便，本次设计的智能家居控制系统分为手动和自动两种模式，用户可以根据个人需求随时进行调换。

自动控制：

房间内的各种数据都由系统的传感器进行测量，然后传人到控制装置（PLC）中进行计算和分析，与用户先前设定的理想值进行对比，若有偏差，PLC会发送指令给相关执行器，由执行器运作改变数值达到理想状态，比如：用户设定的室内温度是22度，系统的传感器测出室内温度仅18度并将此数据传给PLC，PLC就会判断室内温度目前低于理想值4度，PLC此时将指示开启空调，直至室内温度达到理想值在进行关闭，使室内温度一直保持在用户设定的理想值。

手动控制：

如果用户将系统调节到手动控制状态，这时，自动控制系统将会处于关闭状态，只有采集器会处于工作状态，仍然会采集房间的各类数据将其显示在显示屏上，用户可以自行观察数据，然后根据自身需求去手动调节和控制。

3上位机方案设计及软件选型

本文设计的智能家居控制系统的上位机方面有两部分组成。首先是整个系统的监督与控制平台组态王6.55，这其中主要包含有提供给用户进行登录操作的界面、智能家居控制系统进行操作使用的主界面、进行实时监控所得出的曲线界面、当前的报表界面、报表的历史储存界面、监控数据储存的曲线界面、出现故障进行报警的界面等等。如果用户感觉系统当前的设置参数不满意或者需用根据自身需求而更改时，可以参考组态王软件上的当前数据或者以前的数据，同时可以直接在组态王上进行数据参数的更改。另外机器故障或是系统报警仍会会保存