PLC在智能家居网中的设计及实现分析

梅治民

（龙焱能源科技（杭州）有限公司 310018）

PLC在智能家居网中的设计及实现分析

梅治民

（龙焱能源科技（杭州）有限公司 310018）

随着社会经济水平的不断提升，人们对家居生活质量要求愈来愈高，这从一定程度上刺激了智能家居产业的发展。同时，计算机技术、网络技术及信息技术的不断发展，为智能家居实现提供了有力支持，促进了智能家居的发展步伐。基于此，本文对智能家居进行了综合性阐述，并对PLC在智能家居网中的设计及实现进行了分析，提出了相关观点，以供参考。

PLC；智能家居；设计

1 智能家居行业分析

与欧美发达国家相比，我国智能家居行业起步较晚，整体水平与欧美国家相比还存在一定差距。目前，欧美智能家居产品主要以家庭系统为主要涉及目标；而日本智能家居除了电气自动化联网外，还利用生物认证技术实现了门识别系统。从发展角度来看，智能家居必然是家居行业的主流发展趋势。智能家居的出现，促进了用户生活品质提升[1]。这种智能化、个性化的服务也给用户带来了极大的便捷，创造了一个优质家居环境。近年来，我国智能家居行业发展较快，整体战略布局具有提速的态势，其重要特征便是传统家居企业与互联网企业的合作。例如，2015年乐视与北京华贸、当代MOMA共推智慧社区；阿里与创维酷开电视、美的空调合作；小米参股美的集团；TCL与360合推T3空气净化器和净水器，这些行业巨头的合作，让我们见证了智能家居的巨大的潜在价值，未来智能家居必然会得到更大的应用空间。

2 PLC技术概述

智能家居控制系统是智能家居的核心构成部分，对于实现智能家居网络起到了关键性作用。PLC技术的特性与智能家居系统及网络要求是相契合的。因此，利用PLC技术进行智能家居网络系统布置，可充分发挥智能家居的性能。PLC技术（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，具有以下特点[2]：①功能性强。小型PLC内包含了多个编程元件，功能十分强大，可进行多种复杂控制。同时，PLC可并入通信网中，可实现“集中管理，分散控制”。正是基于这种特性，使PLC可应用于智能家居控制系统构建。②使用较为便捷。相对于其他电器系统而言，PLC使用较为简便，其逻辑图、语句表达简单明了，有利于编程。因此，系统开发周期较短，调试过程也并不复杂。通过在线修改程序，便可对控制方案进行更改，无需拆装硬件设备。③稳定性较好。传统电气控制系统当中含有大量的继电器，若出现触点接触不良，则易发生故障。然而，PLC通过软件进行控制，只有输入元件与输出元件存在，其稳定性大幅度提升。另外，PLC具备较强的抗干扰能力，对于电器较多的智能家居环境而言，具有良好的适用性。④便于维护。PLC故障发生率较低，并具备自我诊断功能，当执行机构或外部输入装置出现问题时，编程器会将故障信息立即反馈于用户，更换模块后便可将故障消除。

3 PLC在智能家居网中的应用

3.1 系统总体架构

系统总体架构包括三个部分，即PLC控制模块、传感器模块及网络通信模块，具体如图1所示。

图1 智能家居系统总体框架

控制模块以PLC作为主控制器，对智能电器设备进行实时控制。当传感器会将相关信息传递至PLC控制模块，PLC控制模块会对相关信息进行识别，并根据预设程序对信息指令进行分析。得出结果后，PLC控制模块便会根据结果对智能电器设备进行自动调控。同时，用户还可通过移动终端向PLC控制模块发送命令，进行人工操控[2]。系统自带网络通信模块，可接收移动终端的信息，并可将反馈信息传递于移动终端，让用户知晓系统运行状态，形成人机交互。另外，系统自带监测功能，若监测到设备出现故障或传感器检测到危险信号时，可将相关信息传递至PLC控制模块，PLC控制模块会自动断开设备电路，并将故障或危险信息传递至用户，以示警告，以保证家居环境的安全性。

3.2 硬件设计

从功能上来看，智能家居硬件系统主要涵盖了以下几个方面：①照明。智能家居照明系统主要采取智能调光技术对光源进行控制。照明系统包括自动控制与手动控制两种模式。手动控制可通过移动终端APP或手动开关进行；自动控制则利用光线传感器收集室内光照强度信息，再由PLC系统进行分析，由系统本身根据预设阙值对光线进行自动调节。②安全系统。安全系统的运作主要依靠各类传感器才能发挥作用，包括门磁开关、红外探测器、红外光栅传感器、烟雾传感器、玻璃破碎传感器、燃气传感器等。这些传感器可对各类危险行为信号进行收集、判别，若出现异常显现，系统将会向用户发出警报，以保证家居环境的安全性。③供电。整个智能家居系统采取220V进线，先经过断路器，再从母线端子对出线进行分配，其中主要包括24V电源供电、室内照明供电等。PLC控制系统由24V电源进线长期供电，保持其正常工作[3]。另外，整个智能家居系统当中还加入了太阳能辅助供电系统，包括太阳能电池组、控制器、蓄电池组及逆变器。太阳能电池可将太阳辐射转变为直流电作为系统电源输入端；控制器主要用于控制电流及电压，并对蓄电池输入进行调控；蓄电池为直流负载供电；逆变器可将直流电转变为交流电，并为交流负载供电。

3.3 软件设计

PLC控制系统软件设计时，编程语言主要为梯形图。由于系统信息传输需依靠网络，故通信协议选用TCP/IP协议。主控设备模块会识别出打包来的上位机控制命令，并对其进行有效调用并输出。远程监控方面以AT命令为主，通过发送AT命令让调制解调器构建上位机，并与短信模块连接[4]。串口中断程序主要通过指令设定端口波特率，在利用指令禁止回拨功能，只进行返回指令执行结果。

4 结语

利用PLC作为智能家居网的核心，可实现家用电器自动化调控，并可通过移动终端进行远程监控，让家居环境更为安全、舒适。同时，采取PLC技术极大程度上优化了设计流程，为开发者提供了便捷，值得推广。

[1]许洪龙.基于PLC技术的家居控制应用系统的设计分析[J].电子技术与软件工程，2015（08）：173+226.

[2]李昊.智能家居PLC控制系统实现研究[J].科技创新与应用，2015（23）：129.

[3]钟毅.PLC在智能家居自动控制系统中的应用[J].数字技术与应用，2014（04）：22.

[4]武艳.智能家居中PLC控制系统的设计与实现[J].电子测试，2015（24）：9～10.

TP273.5

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1004-7344（2016）10-0284-01

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