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基于可编程控制器的智能家居控制系统设计与实践

内容摘要

随着计算机技术，信息技术和控制技术的发展，人们的生活和信息之间的关系越来越近。目前，信息技术正在慢慢改变着人们的传统生活方式和工作方式。智能家居已经开始进入人们的生活。

本文以智能家居为背景，首先对可编程控制器进行了简要的概述；其次对可编程控制器的智能家居控制系统设计与实现进行详细分析，最后针对系统控制程序的设计进行分析，主要是使用PLC作为主控制器，设计了一套智能家居控制系统，具体包括智能窗帘开闭系统，智能停车场系统，电动吊架系统，智能洗衣机系统，智能热水系统，夜间模式和防盗模式。

关键词：可编程控制器智能家居PLC编程

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 3

1.1课题的背景及意义 3

1.2国内外发展现状 4

1.2.1国外智能家居发展现状 4

1.2.2我国智能家居发展现状 5

1.3本文的主要内容 7

2可编程控制器简介 7

2.1可编程控制器的定义和特点 7

2.2可编程控制器的结构 8

2.3可编程控制器的工作原理 9

2.4PID控制 10

3基于可编程控制器的智能家居控制系统设计与实现 12

3.1系统控制要求 12

3.2可编程控制器的选型 12

3.3I/O点及地址分配 13

3.4电气控制系统原理图 15

4系统控制程序的设计 16

4.1主程序部分 16

4.2智能窗帘开合系统 19

4.3智能车库系统 22

4.4电动衣架系统 24

4.5智能洗衣机系统 26

4.6智能烧水系统 34

4.7夜间模式系统 36

5结论 38

参考文献 39

1绪论

1.1课题的背景及意义

近年来，作为一个新兴领域，互联网技术已经取得了显着的发展成果。从底部传感器层，网络传输层和智能决策层的特征来判断事物架构的智能决策层，其强大的无线传感器网络，数据收集能力和数据处理能力使得可以互连所有的东西。例如，智能家居，智能城市，物流和运输，监控管理，可穿戴设备等领域都取得了突破性的研究成果，更快，更聪明地创造了新一代网络正在塑造[1]。

随着经济水平和科技的不断发展，越来越多的新设备参与了家庭场景，需要智能家庭的出现来提高生活效率。智能家居系统基于先进技术，如无线传感技术，软件技术，控制技术和通信技术。它将各种家用设备连接在一起，然后通过智能控制提高人们的家庭控制效率。它大大提高了家庭系统的协调和方便，合理的调度将最大限度地利用能量，避免浪费，这被人们广泛欢迎[2]。

术语“智能家居”通常用于定义电器，照明，加热，空调，电视，计算机，娱乐音频，视频系统，安全系统和相机系统可以相互通信的住所，从任何房间都可以互相通信主页，并通过连接到网络的终端从世界上的任何位置控制。由计算机的开发推动，人工智能，新网络技术，自动化控制技术和事物互联网，智能家居系统集成了现有的家庭自动化技术，并通过软件将各种家电连接到一个互联的整体系统，系统进行全面的管理制作家庭生活更高效，安全，简洁，经济。通过分析智能家庭场景中的设备的功能，可以得出结论，主要是以下功能[3]：家电控制功能，安全保护功能和智能娱乐功能[4]。成熟的智能系统通常包括上述功能。目前，随着大数据和人工智能的发展，可以将智能推断模型引入智能家居系统。通过收集和培训用户的日常样本，智能家居系统将更加准确，为用户提供更多准确的决策，以进一步提高家庭自动化水平。

在智能家庭系统中，用户可以通过配制和执行方案来享受它的方便快捷的服务，即用户可以在应用程序级别设置规则或控制指令，然后系统将通过规则执行相应的操作。显然，随着新器件的增加，规则基础的规则数量将大大增加，规则本身将变得越来越复杂。在执行规则期间，可能会发生多个规则冲突或类似功能。例如，不同场景类型的规则之间的冲突，或者不同用户控制相同设备的规则之间的冲突，这种冲突通常会对智能家居系统的稳定性产生很大影响[5]。显然，增加规则和顺利执行对于开发智能家居系统非常重要。目前关于智能家庭场景中的问题检测方法的研究不是很成熟。为了应对当前智能家居系统扩展引起的问题，需要解决问题检测机构以确保系统的稳定性。因此，规则冲突检测机制对于智能家庭的有效性，稳定性和安全性具有重要意义。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外智能家居发展现状

智能家庭已通过开发事物互联网发展。事实上，很久以前已经提出了智能家居的概念，但由于各种关键技术发展水平的局限性，难以实现。直到20世纪