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基于组态软件的智能家居系统的设计

发布时间:2020-05-20所属分类:科技论文浏览:1

摘 要: 摘要:随着国家的快速发展,我国的科技水平在不断的提高,人们对生活质量要求也越来越高,舒适、高效、安全、智能化和现代化的家居需求促进了智能家居的诞生。智能家居是融合了自动化技术、计算机技术和通信技术为一体的智能化、网络化的家居控制系统。近年

  摘要:随着国家的快速发展,我国的科技水平在不断的提高,人们对生活质量要求也越来越高,舒适、高效、安全、智能化和现代化的家居需求促进了智能家居的诞生。智能家居是融合了自动化技术、计算机技术和通信技术为一体的智能化、网络化的家居控制系统。近年来,国内外的智能家居也在不断发展,如e-Home数字家园和ALdeluxe智能家居系统等。本文主要讲述了一些在物联网为背景,以MCGS组态软件为主体,研究以智能家居控制系统的远程监控为目的,对上位机的组态软件控制的设计方向和方法。

基于组态软件的智能家居系统的设计

  关键字:智能家居;MCGS组态软件;物联网

  1.前言

  随着全球经济的快速发展,人民对自己生活质量的需求日益增高,普通的衣食住行等基本生活需求已经不能满足人们,近年来,人们对安全、高效、舒适、美观、智能化以及自动化的家居需求也越来越大,由于计算机技术、物联网技术、自动化技术等的快速发展,推近了家居智能化的进程,智能家居实现人们能掌握、操作家居的功能,比如,夏天温度过高,空调会自动开始降温;早上起来时,窗帘会在设定好的固定时间拉开。过去人民对这种智能化的家居环境充满了遐想,现在已经能把遐想转化为现实。

  物联网应用领域非常广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测等。

  2.物联网发展概述

  1999年,美国麻省理工学院的Auto—ID实验室首次提出了物联网这一概念。经过几年来的不断发展,物联网被称为在计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮,是各个国家所重点研究、发展的具有战略性的行业。在这种拥有巨大市场需求的技术行业下,物联网在各个领域都有所运用。

  在学术界并没对物联网有具体统一的概念,目前国际上普遍认为按照约定的协议,利用射频识别(RFID)技术、红外感应器、全球定位系统以及激光扫描器等信息传感设备进行“物-网”连接,即物品与互联网,实现信息交换和通信,从而达到智能化定位、识别、跟踪、监控和管理的目的。

  物联网具有三个特征。一是全面感知,就是利用我们所知道的射频识别技术、全球定位系统、传感器、二维码等,来获取物品的各种信息;二是可靠传递,是指通过各种电信网络和互联网融合,对接收到的感知信息进行实时远程传送,实现信息的交互和共享;三是智能处理,是指利用云计算、大数据、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接受到的海量数据和信息进行分析处理,获取对物理世界的各种信息,从而实现智能化的决策和控制。物联网的大体架构从低到高可以分为三个层次:感知层、网络层、应用层。各个层次所具有的功能也不同。

  在最近几年来看,拥有采集、处理、分析数据信息能力的物联网,具有非常好的发展空间和市场,上到对城市状态的掌握和控制,下到家庭使用智能化家居,道路监控、管理路灯、井盖的市政设施,用高清视频监控记录停车计费,还有工业中对环境的不断监控管理,智慧化城市建设,不仅使得物理网拥有了使用的平台,同时出现了大量的用户需求,各种应用也让消费者们拥有更好的服务,提高并丰富人们的生活需求和质量。在生产领域,物联网也拥有更大的价值,当然,也能为企业获取更大的价值,使得人们在生产这方面会更加节能、环保、安全、高效。不仅促进了市场经济的发展,还加快城市建设,实现了物联网更高水平的发展。

  3.智能家居监控系统的实现

  运用上位机控制设备这是必然的,在上位机所在界面可以监控并控制底层设备,这是我们首先要能实现的一步。

  利用组态软件MCGS开发、制作工程,过程一般如下:

  统计所需变量,即实时数据库;

  设计、构件图形界面以及建立图形的动画连接,即用户窗口;

  定义设备,即设备窗口;

  设定运行时的策略要求,即运行策略窗口;

  对整个工程进行完善,设置主要控制界面,即主控窗口。

  虽说是这样五步写下来,但是实际制作工程并不需要这么死板的跟着步骤来,一般是这五个步骤会穿插交互完成的,但还是要注意以下几点:

  数据要求,对要实现的工程目的必须记录所需的所有数据,不能出现多数据或者少数据,要对应工程目的进行创建数据;

  图形要求,使用MCGS时,以其完善的图形功能,必须要使图形尽量与物理世界的物体要一致,并且要能准确的对应工程所需数据;

  运行策略和动画连接,这一点是不可出错的,只有这点完成才能使得数据变化能准确的表示在图形之上,这才算是工程的完成。

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  3.1图形界面的建立

  在组态工程中,确认工程目的后,需要在用户窗口进行图形的绘制,只有绘制出图形后,才能关联数据,进行相对应的组态工程。图形的建立,应该是比较优先进行的。

  首先要新建工程,工程创建后会自动生成在MCGS软件下的“Work”文件夹中,若我们要更改工程名,可以直接对其进行更改。

  接下来进行如下步骤:

  创建窗口

  在“用户窗口”中新建窗口,并将其命名为“智能家居监控系统”,再将窗口属性中“窗口位置”设置为“最大化显示”

  2)进行图形的绘制

  在基本设定完成后,点击确定,窗口的建立就完成了,接下来要进行图形的建立,先点击“智能家居监控系统”打开该窗口,然后点击上方的工具箱,利用工具箱中的工具进行图形的绘制。先选择工具箱中“标签”进行文字设定,可以自由更改字体,然后选择工具箱中“插入元件”插入开关以及指示灯,用工具箱中的“输入框”来作为“温度”和“湿度”的显示,用“下拉框”来确认系统的控制方式,在最后设定一个按钮来退出这个监控系统。

  3.2实时数据库的建立

  实时数据库作为工程的核心以及数据处理中心,数据的建立一定要完整,将所需的变量全添加进数据库中。在MCGS通用版中,实时数据库中本来就存在四个内建数据:“InputETime”、“InputSTime”、“InputUser1”、“InputUser2”,这四个数据系统自带的,不可更改和操作。新增对象只需点击“新增对象”的按钮,然后进行设置,比如我要设置卧室温度,那么要将“对象类型”更改为数值型,然后更改对象名称,由于温度要有小数点后两位,所以“小数位”也要改为“1”,“工程单位”改为“摄氏度”,“对象初值”不进行更改,数值区间改为-55到85,注释克以注释为“卧室温度”,这样可以比较简洁的监看。存盘属性则改为存盘且存盘周期为300秒,存盘的时间设置则改为只保存当前24小时的数据。报警设置则设置“下限报警”为-5,“上限报警”为40。这样,一个变量的基本设置就完成了。

  3.3图形的动画连接

  就算有了图形和数据,若不进行动画的连接,依然算不上成功,只有将这两者结合,让数据与相关的图形进行连接,产生相对应的效果,只要将数据的变化能显示在图形的变化就算成功了。这次我们依旧以卧室温度为例,根据要求,温度要显示在相对应的位置上显示,所以之前位置上的“输入框”要关联卧室温度,然后让空调在卧室温度大于35或小于0摄氏度时,启动空调,当卧室温度大于40或小于-10度时,将启动报警,这就是关于卧室温度的所有动画连接。

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