基于PLC的智能家居系统设计
基于PLC的智能家居控制系统设计
基于PLC的智能家居控制系统设计智能家居是当今科技发展的一个重要方向，它的出现使得人们的生活更加便捷、舒适。
而基于PLC的智能家居控制系统设计，则是实现智能家居的关键技术之一。
本文将从智能家居控制系统设计的背景、原理、应用以及发展前景等方面进行深入研究，以期为读者提供全面而深入的了解。
一、背景介绍随着科技进步和人们生活水平提高，人们对于生活品质和舒适度要求也越来越高。
传统的家居控制方式已经无法满足人们对于便捷和舒适生活的需求。
而基于PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）技术应用在智能家居领域，则为实现智能化、自动化控制提供了可靠而高效的解决方案。
二、基于PLC的智能家居控制系统原理基于PLC技术实现智能家居控制系统主要包括以下几个方面：传感器采集模块、数据处理模块、执行器驱动模块以及用户交互界面。
1. 传感器采集模块传感器采集模块是智能家居控制系统的重要组成部分，它负责采集家居环境的各种信息，如温度、湿度、光照强度、人体活动等。
常见的传感器包括温湿度传感器、光照传感器、人体红外传感器等。
这些传感器将环境信息转化为电信号，并通过PLC系统进行处理。
2. 数据处理模块数据处理模块是智能家居控制系统的核心部分，它负责对采集到的数据进行处理和分析，根据用户设定的条件和规则，进行相应的控制操作。
数据处理模块通常由PLC控制器和相关算法组成，它能够实时监测环境信息，并根据设定条件进行自动化控制。
3. 执行器驱动模块执行器驱动模块是智能家居控制系统中用于实现各种操作和功能的关键部件。
执行器包括电灯开关、窗帘开关、空调调节等设备。
通过PLC 控制信号输出到执行器驱动模块，实现对各种设备的自动化操作。
4. 用户交互界面用户交互界面是智能家居控制系统与用户之间的桥梁，它提供了用户与系统进行交互的方式。
常见的交互方式有手机APP、触摸屏、语音控制等。
用户可以通过交互界面对智能家居进行控制，设置各种参数和模式。
(完整word版)基于PLC(S7-300)控制的智能家居系统
河北建材职业技术学院Hebei Vocational & Technical College of Building Materials毕业设计（ 2016届）题目：基于PLC（S7-300）控制的智能家居系统所属系部机电工程系专业电气自动化技术班级 13 电气姓名吕宁学号 0418130118指导教师邢满荣完成日期： 2016 年 6 月13日摘要随着社会的不断发展进步，人们不断去追求更舒适、方便、高效、安全的生活环境。
传统的家居环境无法满足人们越来越高的要求。
本文的设计思路是将家居自动化、家居安全防护等功能集中在一个综合管理系统上，采用模块化的编程方法，分为智能窗帘开合系统、智能车库系统、电动衣架系统、智能洗衣机系统、智能烧水系统、夜间模式和防盗模式，在保证稳定可靠、环保节能和降低成本的前提下，提高家居环境的安全性、舒适性、方便性。
并且可以根据用户的实际需求，进行添加、删除和修改模块功能。
关键词：可编程控制器智能家庭 PLC编程目录绪论 (1)1.PLC选型 (2)2.智能家庭系统设计 (3)2.1智能家庭系统编程结构 (3)2.2智能家庭系统编程方法 (3)3.PLC编程部分 (4)3.1总输入输出分配表和总符号表 (4)3.2主程序部分 (4)3.3智能窗帘开合系统 (5)3.4智能车库系统 (5)3.5电动衣架系统 (5)3.6智能洗衣机系统 (6)3.7智能烧水系统 (8)3.8夜间模式系统 (8)4.调试 (8)结论 (9)致谢 (9)参考文献 (10)附录1 主程序 (11)附录2 智能窗帘程序 (13)附录3 智能车库程序 (15)附录4 电动衣架程序 (18)附录5 智能洗衣机程序 (20)附录6 智能烧水程序 (26)附录7 夜间模式程序 (28)表1 总输入输出分配表 (29)表2 总符号表 (30)绪论随着计算机技术、自动化技术的发展，智能家庭这种时代的产物应运而生。
基于PLC的智能家居控制系统 [兼容模式]
![基于PLC的智能家居控制系统 [兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/4a055cf6910ef12d2af9e795.png)
2012-12-23基于电力线载波（PLC ）的智能家居控制系统西安电子科技大学楼顺天智能家居智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施进行集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
2012-12-232012-12-232012-12-23内容提要●系统特色●系统架构●控制主机●手持机●单元门口机●PLC 调制解调器●室内电子设备●室外电子设备●网上之家●远程终端2012-12-23概述智能家居控制系统是一个集电力线载波通信、无线传输和网络传输技术于一体的、具有人性化、智能控制功能的复杂系统。
2012-12-23概述－系统特色移动门禁：将室内机变成便携的平板电脑或智能手机，可以在客厅、卧室、厨房、卫生间使用，实现移动门禁的功能，让您的生活掌握在手中；2012-12-23概述－系统特色悠闲生活质量：系统预先设置了多种场景：普通模式、休闲模式、娱乐模式、就餐模式、休息模式、外出模式、陪护模式等，可以通过平板电脑或智能手机对家庭环境实现一键式控制，提高生活质量；2012-12-23概述－系统特色家在手中：无论你是在办公室，还是出差在外，你都可以通过广域网访问控制主机，可以与单元门口机进行音视频联络和开门操作，可以通过传感器获取家里温度、湿度、气味等状况，也可以控制家里的用电设备：如电灯、空调、窗帘等，将整个家展示在你的面前，轻松操控；2012-12-23概述－系统特色老人陪护：当老人单独在家时，你是否很想回家去看一看？你随时随地可以通过广域网访问控制主机看到老人的状况，并与老人视频对话，给老人莫大的安慰；2012-12-23概述－系统特色声控电灯开关：为了照顾不方便的老人和小孩，可以专门提供具有自学习功能的声控开关，通过电力线接入控制主机，采用语音识别技术实现开灯、关灯，结合人体传感器可以实现自动开灯和关灯；2012-12-23概述－系统特色家庭防盗：小偷经常采用门禁系统踩点，当你家里没有人在时，给小偷提供了绝佳的机会。
一种基于PLC智能家居控制系统的硬件设计
一种基于PLC 智能家居控制系统的硬件设计随着人们对生活质量的要求越来越高，智能家居作为一种新兴的生活方式逐渐受到了人们的欢迎。
智能家居控制系统可以通过网络控制家中的灯光、家电等设备，实现一键开启、定时开启等功能，极大地方便和提高人们的生活品质。
本文针对基于PLC 智能家居控制系统的硬件设计展开讨论。
一、PLC 控制系统简介PLC 控制系统是一种可编程逻辑控制器，其主要功能是通过数字信号控制机器和设备。
其最主要的应用场景是工业自动化领域，但由于其特点，近年来也被广泛应用到智能家居、智能楼宇等场景。
PLC 控制系统具有稳定性高、安全性好、扩展性强等特点。
一般来说，PLC 控制系统除了需要一个PLC 主机外，还需要传感器、执行器、控制终端等设备。
其中传感器负责采集环境、设备等的状态，执行器负责控制设备的开启或关闭，控制终端负责向用户展示系统的状态、控制设备等操作。
二、智能家居控制系统设计思路基于PLC 控制系统，我们的智能家居控制系统设计思路如下：1.硬件设备的选取在设计智能家居控制系统时，需要根据实际需求选取适合的硬件设备。
首先需要选取PLC 主机，根据家庭的规模和需要控制的设备数目，选取合适的型号。
其次是传感器和执行器的选取，根据需求选取适合的温度、湿度、烟雾等传感器和适合的智能插座、智能灯泡等执行器。
2.硬件连接硬件设备选取后，需要进行硬件连接。
一般来说，所有的传感器和执行器需要连接到PLC 主机上，可以通过串口、CAN 总线等方式进行连接。
此外，如果需要通过手机APP、云平台等方式控制智能家居，还需要将PLC 主机连接到相应的接口。
3.系统程序开发在完成硬件连接后，还需要进行系统程序开发。
程序开发可以通过类似Ladder 编程的方式进行，通常需要相应的编程经验。
在程序开发过程中，需要根据传感器和执行器的类型、数量等进行相应的编写。
4.系统测试和调试系统程序开发完成后，需要进行系统测试和调试。
PLC智能家居设计41
PLC智能家居设计411. 概述本文档介绍了基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能家居设计，该设计旨在提供便捷、智能化的家居控制解决方案。
通过使用PLC作为核心控制器，实现对家居设备的远程控制、自动化场景的触发以及能源管理的优化。
2. 设计原则2.1 可靠性智能家居系统需要保持稳定可靠的运行状态，确保用户可以随时控制和监控家庭设备。
2.2 安全性智能家居系统需要具备一定的安全性，防止不良用户或恶意攻击者操控系统并侵犯用户的隐私。
2.3 可扩展性智能家居系统需要支持新增设备的无缝集成和功能的扩展，以应对家庭设备变化和用户需求的不断发展。
2.4 用户友好性智能家居系统需要提供简洁、直观的用户界面，方便用户进行设备控制和状态监测。
3. 硬件设计3.1 PLC控制器PLC控制器是智能家居系统的核心，负责接收用户输入、执行控制逻辑，并通过通信接口与其他设备进行通信。
常见的PLC控制器型号有Siemens S7-1200、Allen-Bradley CompactLogix等，我们可以根据实际需求选择合适的型号。
3.2 传感器和执行器智能家居系统需要使用各种传感器和执行器来感知环境以及控制家居设备。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等；常见的执行器包括灯光控制器、窗帘控制器、电源插座等。
这些传感器和执行器需要能够与PLC控制器进行通信，并能够通过PLC控制器进行控制。
3.3 人机界面智能家居系统需要提供人机界面，方便用户对系统进行控制和监测。
常见的人机界面包括触摸屏、手机APP等，用户可以通过这些界面对家居设备进行操作，并查看设备状态和历史数据。
4. 软件设计4.1 控制逻辑PLC控制器需要编写适应家居系统需求的控制逻辑程序。
控制逻辑程序包括设备状态监测、触发条件判断和设备控制等模块。
通过控制逻辑程序，PLC控制器可以根据传感器数据和用户设定的规则来执行相应的控制操作。
4.2 远程控制智能家居系统需要支持远程控制功能，用户可以通过手机APP或互联网浏览器远程登录系统，实现对家居设备的控制和监测。
使用PLC实现智能家居控制系统的设计与实施
使用PLC实现智能家居控制系统的设计与实施智能家居技术的发展为人们的生活带来了便利和舒适。
其中，PLC （编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于自动化控制领域的技术，可以实现智能家居控制系统的设计与实施。
本文将介绍使用PLC实现智能家居控制系统的步骤。
一、概述智能家居控制系统是通过各种传感器和执行器实现对家居设备的监测和控制，以达到提高生活质量和居住环境的目的。
PLC作为控制系统的核心，具有高可靠性、灵活性和易用性，适用于各种家居应用场景。
二、PLC的选择在选择PLC时，需要考虑以下几个方面：1. 性能和功能：根据智能家居控制系统的需求，选择具备足够性能和功能的PLC。
例如，需要考虑输入输出点数、通信接口、存储容量等因素。
2. 开发环境和工具：选择PLC时，需要考虑开发环境和工具的易用性和兼容性。
优秀的开发环境和工具可以提高开发效率和系统稳定性。
3. 可扩展性：智能家居系统可能需要随着时间的推移进行扩展和升级。
选择具有良好可扩展性的PLC，可以为未来的系统需求提供支持。
三、智能家居控制系统的设计在设计智能家居控制系统时，需要进行以下步骤：1. 系统需求分析：根据家庭生活的特点和需求，分析确定系统的功能和性能需求。
例如，控制家庭照明、窗帘、温度等。
2. 传感器选择与布置：根据系统需求，选择适合的传感器，并合理布置在家庭中。
例如，使用光照传感器、温度传感器和红外传感器等。
3. 执行器选择与安装：选择适合的执行器，并进行安装和配置。
例如，选择智能插座控制电器设备、智能开关控制照明设备等。
4. PLC程序设计：根据系统需求和硬件配置，设计PLC程序。
通过编程实现对传感器和执行器的控制和监测。
编程语言可以根据实际情况选择。
5. 联网和远程控制：考虑将智能家居系统与互联网连接，实现远程控制。
通过手机应用或者网页界面，实现对家居设备的远程控制和监测。
四、智能家居控制系统的实施在实施智能家居控制系统时，需要注意以下几个方面：1. 硬件安装和布线：根据设计方案，进行硬件的安装和布线。
基于PLC的家庭电器控制系统设计
一、选题背景和意义近代以来网络的出现毫无疑问将信息化重重的烙印在了人类文明的黎明之上。
电子信息技术，控制核心技术的日渐提升，社会信息化的逐步加快，促使于人们的生活、工作、学习以及通讯的关系日益紧密，信息化社会在逐步改变人们生活思维和工作习惯的同时，也对我们的传统住宅发起了一次又一次的挑战。
环视周遭，我们不容易发现，人们对家庭电器的要求早已不再只是简单的物质空间，更为关注的是一个高度安全、舒适以及美观方便的居住环境以及先进的通信设施，完备高效的信息终端，自动、智能的家电，网络化的资源管理及购物方式等等。
现今社会人们日益生长的需求使得家居智能化已然成为一种跨时代的重要趋势。
虽然目前智能家居系统有了一定的发展，并且市场上也开始出现相应的产品，但从我国总体的发展来看，不容乐观，特别是一些统一标准和权威产品的缺乏严重影响了我们家居智能化的发展。
随着自动化科技的提高中国经济的发展，人们的物质生活水平相对于上世纪有了显著提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分——智能家居控制系统也越发越显得重要。
家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的一个重要的必然发展趋势。
智能家庭电器控制器可以系统的提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约许许多多不必要的能耗。
而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为我们住户控制好许多家庭常见危险成分，让我们住户安心入住，开心生活。
同时，智能家居控制器可以根据许多住户的要求进行方案调整，加强紧急处理，危险救护等急救控制。
简单地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化、智能化的家居控制系统。
二、设计方案要求分析家庭电器控制系统与智能家居类似，主要是由一套程序来控制在各种情况下家庭电器完成任务，该程序方案是利用PLC-1200结合实际按钮、定时控制、传感器来实现智能门的自动打开与关闭，光感检测或定时控制路灯、美化灯、室内灯亮与灭，定时或通过水位检测来控制水泵的抽水，温度检测以及室内温度的自动调节。
基于PLC的智能家居的设计
33由于各种不同原因,有些人会离家时忘记观点电源、煤气开关、家用电器等物件。
如果仅仅只是忘关还不会有太大的后果。
如果是忘关正在煮着东西的煤气,就会有可怕的后果。
而这个智能家居的设计可以即使获得家庭报警信息并实时处理,防止发生事故,将极大地提高我们的生活水平。
基于PLC的智能家居设计是计算机与通信结合的项目。
在设计中,既充分考虑了手机短信发送的便捷性、实时性,又考虑了PLC设计安装调试工作量少的优点,便于根据实际情况的不同,远程控制调整数据,更加系统高效。
1 系统功能设计(1)使用GRM500芯片模块。
GRM500是基于专用于PLC远程维护和监控的通讯模块,使用3G做为通讯手段(可以升级为4G),内置网页发布,一个模块就可以实现PLC的远程监控,上下载程序,短信报警,内置手机网页监控等。
在GRM500上外接红外遥控仪来控制家用电器的关闭开启;并且外接烟雾传感器、温湿度传感器等,实现家庭监测。
(2)自动发送报警短信。
灵活的设置不同的报警限值以及相应的接收方,确保在第一时间得到报警消息。
(3)手机短信报警和短信控制。
在模块配置软件里面配置PLC发送短信的条件,内容接收人,下载到模块。
PLC无需任何编程。
可以实现手机短信控制PLC,发短信和拨号主动报警提醒。
可以远程修改短信报警内容,手机联系人等,方便随时更改。
(4)系统将传感器测得的安全数据存在本地数据库中,随时进行分析,根据测得数据调整报警的上下限的范围,更加符合家具所需。
2 系统结构本系统主要由GRM500模块、短信系统、用户手机、信息采集模块组成。
由信息采集系统收集到的信息判断是否超过界值来自动将信息发送到用户的手机上,然后用户可以用手机控制家庭电器的开关,或者直接采取断电措施;若遇紧急情况,也可以直接报警,取得帮助。
2.1 系统硬件该套智能家居系统硬件是支持4G、3G以及短信发送包含内置SIM卡的GRM500,RS485串口与西门子公司的S7200PLC连接,外接的红外控制仪,家用传感器等。
基于PLC的智能家居控制系统设计
基于PLC的智能家居控制系统设计摘要：随着人们对生活质量的不断要求，智能家居控制系统已经成为了当前家庭智能化的新趋势。
PLC技术是一种可编程逻辑控制器，广泛应用于机械控制等领域。
本文针对智能家居控制系统的需求，采用PLC 技术，设计了一种智能家居控制系统。
该系统包含多种智能设备，如照明设备、温度控制设备、门禁等，通过PLC控制器实现整个系统的智能控制。
本文详细论述了系统架构、硬件设计和软件设计等方面的内容，并通过实验验证了系统的可行性和稳定性。
最后，对未来的研究趋势和发展方向进行了探讨。
关键词：智能家居，PLC，控制系统，硬件设计，软件设计。
1. 引言随着经济水平的提高和科技的不断进步，人们对家庭生活的质量要求不断提高。
智能家居控制系统应运而生。
智能家居控制系统是通过物联网技术将各种家用设备（如照明、空调、窗帘等）集成起来，并通过自动化控制技术实现统一管理和控制的一种系统。
其中，PLC技术具有可编程性强、运行稳定、易于维护等优点，成为了智能家居控制系统中不可或缺的一部分。
本文基于PLC技术，设计了一种智能家居控制系统。
通过PLC控制器对各个智能设备进行集成和控制，实现智能家居系统的智能化管理。
本文将详细介绍系统的架构、硬件设计和软件设计等方面内容，通过实验验证了系统的可行性和稳定性。
最后，本文还对未来的研究趋势和发展方向进行了探讨。
2. 智能家居控制系统架构智能家居控制系统架构图如图1所示。
<img src="https://i.imgur/4ZY4QJI.png" alt="图1 智能家居控制系统架构图" width="600"/>图1 智能家居控制系统架构图该系统由智能设备、PLC控制器、PC终端和手机APP四部分组成。
其中，智能设备包括照明设备、温度控制设备、门禁等，通过PLC控制器进行集成和控制。
用户可以通过PC终端或手机APP对智能家居系统进行远程控制和管理。
基于PLC的智能家居系统设计
基于PLC的智能家居系统设计作者：路线单位：江南大学物联网工程学院班级：自动化1303班学号：基于PLC的智能家居系统设计摘要随着社会的不断发展与进步，人们不断去追求更舒适、方便、高效、安全的生活环境。
传统的家居环境只满足了人们最基本的需求，无法满足人们对于家居环境越来越高的要求。
由于人们对于高品质生活的追求，且随着计算机技术、网络技术、通信技术、自动化技术的发展，智能家居这种时代的产物应运而生。
本文首先介绍了智能家居的概念和国内外的发展现状，随后对智能家居领域涉及到的几项技术进行了初步研究和简单应用，并设计了一套基于PLC 的智能家居原型系统，为接下来的研究奠定了基础。
国内外对于智能家居的研究有很多，可是多选用单片机和 ARM 作为主控器。
智能家居首要解决的问题就是稳定可靠，小型 PLC 相对于单片机和ARM 来说更加稳定实用。
GSM 网络在全国范围内实现了联网与漫游，具备很强的网络能力和广泛的覆盖范围，同时不必另外组建网络，也对用户数量没有限定，资费便宜，外加短信业务的数据传输功能，都使得短信息形式成为智能家居 PLC 控制系统的首选。
本设计运用PLC编程智能控制来实现智能家居，能自主设计控制方式、增加设备和改造控制。
设备控制都使用直流继电器，以弱电控制强电，强弱电隔离，使用起来更加方便安全。
关键词智能家居；PLC；GSM网络AbstractWith the continuous development and progress of society, People continue to pursue more comfortable, convenient, efficient and safe living environment. Traditional household environment only meet the most basic needs of the people. It can’t meet the higher and higher requirements for home furnishing environment of people. The smart home system is invented at the right moment, due to the pursuit high quality life for people. It comes along with the development of the computer technology, network technology, communication technology and automation technology. The article first introduces the concept of smart home and domestic and foreign development of present situation, and then studied thefield of smart home involves several technology and the simple application, and designs a set of intelligent household prototypesystem based on PLC, which laid the foundation for the next study.There are a lot of studies of smart home in the domestic and overseas, but the majority of those products use single-chip microcomputer and ARM as the main control unit. The priority issuein Smart home is the character of stable, and the small size PLCis more stable and practical than single-chip microcomputer andARM. GSM network has realized the networking and roaming acrossthe country. It has a strong capacity of the network and the extensive coverage, etc. There is no limit on the number of usersin GSM network, the using consumption of GSM network is relativelylow, and it has text data transmission function of the message.SMS becomes the first selection of the PLC control system in smarthome for these reasons above. Based on PLC to achieve design forsmart home, freedom design for control, increase control of equipment and renovation. Device control using DC relay, strongelectric control by weak strong, the strength of electrical be isolation, Using more convenient and safe.Keywords: Smart home; PLC; GSM network第1章绪论1.1 概述与研究意义人们对于家居生活环境的要求随着科技水平和物质生活水平的提高而变得越来越高。
PLC在智能家居系统中的应用案例
PLC在智能家居系统中的应用案例智能家居系统的普及和发展，使得越来越多的家庭享受到了便捷、安全和舒适的生活。
在智能家居系统中，PLC（可编程逻辑控制器）发挥着重要作用，它通过控制和管理各种设备和系统，实现智能家居的自动化控制。
本文将介绍一些PLC在智能家居系统中的应用案例，展示PLC的功能和优势。
案例一：智能照明系统在传统的照明系统中，人们需要手动打开或关闭各个灯具，调整亮度是一件麻烦的事情。
而有了PLC技术，智能照明系统可以实现灯光的自动控制和调节。
通过在各个房间安装传感器，PLC可以实时感应到房间的光线强度和人员活动情况，从而根据实际需求控制灯光的亮度和开关。
例如，在白天光线充足时，PLC会自动关闭灯具，节省能源；而在夜晚或有人进入房间时，PLC会自动打开灯光，并根据人员的活动情况调节亮度，提供一个舒适的照明环境。
案例二：安防监控系统安防是每个家庭都非常关注的一个方面，而智能家居系统中的PLC 可以为安防监控系统提供智能化的控制和管理。
通过与监控摄像头和传感器的连接，PLC可以实时监测家庭内外的情况。
当检测到异常行为，如入侵、火灾或煤气泄漏等，PLC会立即发出警报并采取相应的措施，如启动报警器、关闭煤气或呼叫警报。
此外，PLC还可以与家庭门禁系统和智能锁相连，实现远程监控和控制，使家庭更加安全。
案例三：智能温控系统智能温控系统是智能家居系统中又一个重要的应用领域。
通过PLC控制和调节家庭的供暖和空调设备，可以实现温度的自动控制，提高舒适度，同时节省能源。
PLC可以根据家庭内部和外部温度的变化，智能地控制供暖设备的开关和温度调节；同时，它还可以结合家庭成员的作息时间和活动情况，为不同的区域提供个性化的温度控制。
这样，无论是冬天的寒冷还是夏天的酷热，家庭成员都能够享受到舒适的温度环境。
案例四：家电控制系统智能家电的普及使得家庭生活更加便捷和高效，而PLC在家电控制方面的应用也发挥着重要的作用。
通过与各种家电设备的连接，PLC可以实现对家电设备的远程控制和联动控制。
基于PLC的智能家居控制系统设计与实现
基于PLC的智能家居控制系统设计与实现目录一、内容概要 (2)1.1 背景与意义 (3)1.2 研究目标与内容 (3)二、相关理论与技术基础 (4)2.1 智能家居控制系统概述 (6)2.2 PLC在智能家居控制系统中的应用 (7)2.3 物联网与Zigbee通信技术 (8)三、基于PLC的智能家居控制系统设计与实现 (10)3.1 系统架构设计 (11)3.2 控制器选型与硬件配置 (12)3.3 传感器模块设计与选型 (13)3.4 执行器模块设计与选型 (15)3.5 人机交互界面设计 (16)四、系统实现与调试 (18)4.1 系统硬件搭建与接线 (19)4.2 编程语言选择与程序设计 (20)4.3 系统调试与优化 (22)五、系统测试与应用案例 (23)5.1 系统测试方案设计与实施 (24)5.2 应用案例介绍 (26)5.3 结论与展望 (27)六、总结与展望 (28)6.1 主要工作与成果总结 (29)6.2 研究不足与改进方向 (31)6.3 未来发展趋势与展望 (32)一、内容概要本文档旨在阐述基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能家居控制系统设计与实现的过程。
该智能家居控制系统以PLC技术为核心，结合现代家居环境与智能控制技术，旨在提供一个高效、便捷、智能的家居生活环境。
本文内容包括对系统的需求分析、设计原则、系统架构、关键技术、实现过程以及测试与评估等方面的详细阐述。
在系统设计部分，本文将详细介绍系统设计的整体思路、功能模块划分、硬件选型与配置等。
设计原则将强调实用性、可靠性、可扩展性以及用户友好性等方面。
系统架构部分将详细阐述系统的硬件组成、软件设计以及通信协议等方面。
在关键技术部分，将重点介绍PLC技术在智能家居控制系统中的应用，包括PLC的选型与配置、PLC与智能家居设备的通信协议、数据处理与传输技术、系统控制逻辑的实现等。
还将介绍其他相关技术的应用，如物联网技术、传感器技术、云计算技术等。
基于PLC的智能家居系统设计
作者：路线单位：江南大学物联网工程学院班级：自动化1303班学号：1070413305基于PLC的智能家居系统设计摘要随着社会的不断发展与进步，人们不断去追求更舒适、方便、高效、安全的生活环境。
传统的家居环境只满足了人们最基本的需求，无法满足人们对于家居环境越来越高的要求。
由于人们对于高品质生活的追求，且随着计算机技术、网络技术、通信技术、自动化技术的发展，智能家居这种时代的产物应运而生。
本文首先介绍了智能家居的概念和国内外的发展现状，随后对智能家居领域涉及到的几项技术进行了初步研究和简单应用，并设计了一套基于PLC 的智能家居原型系统，为接下来的研究奠定了基础。
国内外对于智能家居的研究有很多，但是多选用单片机和ARM 作为主控器。
智能家居首要解决的问题就是稳定可靠，小型PLC 相对于单片机和ARM 来说更加稳定实用。
GSM 网络在全国范围内实现了联网与漫游，具备很强的网络能力和广泛的覆盖范围，同时不必另外组建网络，也对用户数量没有限定，资费便宜，外加短信业务的数据传输功能，都使得短信息形式成为智能家居PLC 控制系统的首选。
本设计运用PLC编程智能控制来实现智能家居，能自主设计控制方式、增加设备和改造控制。
设备控制都使用直流继电器，以弱电控制强电，强弱电隔离，使用起来更加方便安全。
关键词智能家居；PLC；GSM网络AbstractWith the continuous development and progress of society, People continue to pursue more comfortable, convenient, efficient and safe living environment. Traditional household environment only meet the most basic needs of the people. It can’t meet the higher and higher requirements for home furnishing environment of people.The smart home system is invented at the right moment, due to the pursuit high quality life for people. It comes along with the development of the computer technology, network technology, communication technology and automation technology. The article first introduces the concept of smart home and domestic and foreign development of present situation, and then studied the field of smart home involves several technology and the simple application, and designs a set of intelligent household prototype system based on PLC, which laid the foundation for the next study.There are a lot of studies of smart home in the domestic and overseas, but the majority of those products use single-chip microcomputer and ARM as the main control unit. The priority issue in Smart home is the character of stable, and the small size PLC is more stable and practical than single-chip microcomputer and ARM. GSM network has realized the networking and roaming across the country. It has a strong capacity of the network and the extensive coverage, etc. There is no limit on the number of users in GSM network,the using consumption of GSM network is relatively low, and it has text data transmission function of the message. SMS becomes the first selection of the PLC control system in smart home for these reasons above.Based on PLC to achieve design for smarthome, freedom design for control, increase control of equipment and renovation. Device control using DC relay, strong electric control by weak strong, the strength of electrical be isolation, Using more convenient and safe.Keywords: Smart home; PLC; GSM network第1章绪论1.1 概述与研究意义人们对于家居生活环境的要求随着科技水平和物质生活水平的提高而变得越来越高。
PLC在智能家居系统中的应用案例介绍
PLC在智能家居系统中的应用案例介绍智能家居系统的出现，改变了传统家居生活的方式和体验，使人们的生活更加便捷、舒适和安全。
而在智能家居系统中，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种重要的控制设备，扮演着关键角色。
本文将介绍几个PLC在智能家居系统中的应用案例，展示其在提升居家生活品质方面的作用。
案例一：智能灯光控制在传统的家居中，打开或关闭灯光需要手动操作，不仅麻烦而且效率低下。
而有了PLC控制的智能家居系统，居民可以通过智能手机或者语音助手对灯光进行控制。
通过PLC的编程，可以实现智能灯光的自动化调节、定时开关等功能，使居民能够根据不同的场景需求来调整灯光亮度和颜色，营造出不同的氛围，提升居家生活的品质。
案例二：温度和湿度控制PLC在智能家居系统中还可以应用于温度和湿度的控制。
通过与传感器和执行器的连接，PLC可以实时感知室内的温度和湿度，并根据设定的条件进行智能调节。
比如，在炎热的夏天，当室内温度超过一定阈值时，PLC会控制空调打开，并将温度调节到舒适的范围内。
而在潮湿的季节，PLC可以通过控制除湿机，保持室内湿度在理想水平，提供一个舒适宜人的居住环境。
案例三：安全监控系统安全是智能家居系统中一个至关重要的方面。
PLC在智能家居系统中可以实现安全监控系统的控制。
通过与摄像头、门窗传感器、烟雾报警器等设备的连接，PLC可以监测家居中的各种安全情况，并采取相应的措施。
例如，当摄像头识别到陌生人靠近家门时，PLC可以自动触发警报，并向居民发送警报信息；当烟雾报警器检测到火灾时，PLC可以控制喷水系统开启，及时扑灭火源，保护居民的安全。
案例四：能源管理PLC在智能家居系统中还可用于能源管理，实现对能源的有效利用和节约。
通过与智能电表的连接，PLC可以对家居中的各种设备进行智能控制，实现功耗的优化和能源的合理分配。
当居民离开家时，PLC 可以自动关闭不必要的设备，并控制家居进入节能模式；而当居民返回家时，PLC可以自动开启必要的设备，并提供舒适的温度和照明条件。
基于PLC智能家居控制系统设计
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， 将数据传入房间执行机器，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 PLC S7-300 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 RS-485 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 Matlab R2014a。 （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 PLC S7-300 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，然后传入到控制 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 :
基于PLC的智能家居设计
基于PLC的智能家居设计简介本文档旨在提供基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能家居设计方案。
PLC是一种用于自动化控制系统的专用电脑，可用于控制和监测各种家居设备和系统。
设计原理基于PLC的智能家居设计的核心原理是将各种家居设备和系统与PLC连接，并通过PLC实现集中控制和监测。
PLC可以接收来自各种传感器和控制器的输入，并根据预设的逻辑和规则执行相应的操作。
设备连接和集成为了实现基于PLC的智能家居设计，需要将各种家居设备和系统连接到PLC。
这可以通过使用各种通信协议和接口来实现。
例如，灯光系统可以通过电路接口与PLC连接，空调系统可以通过无线通信与PLC连接，安全系统可以通过以太网接口与PLC连接。
功能和控制基于PLC的智能家居设计可以实现各种功能和控制。
通过PLC，可以根据设定的时间表自动控制灯光和窗帘的开关，调整房间的温度和湿度，监测家庭安全系统的状态等等。
此外，PLC还可以通过与互联网连接，实现手机或电脑远程控制和监测家居设备。
优势和潜力基于PLC的智能家居设计具有以下优势和潜力：- 高度灵活性：PLC可以根据需求进行编程和配置，以实现各种个性化的功能和控制。
- 高效节能：通过PLC的自动控制和调整，可以实现家庭能源的更加有效和节约使用。
- 系统集成：不同的家居设备和系统可以通过PLC实现统一的集中控制和监测，提高整体家庭管理的效率和便利性。
注意事项在进行基于PLC的智能家居设计时，需要注意以下事项：- 安全性：确保PLC和连接的设备都具有合适的安全措施，以防止无关人员的未授权访问。
- 可靠性：选择可靠性高的PLC和设备，以确保系统的持续稳定和可用性。
- 成本效益：评估设计方案的成本效益，确保投资回报符合预期。
结论基于PLC的智能家居设计可以为家庭提供智能化的控制和监测功能，提高生活便利性和舒适度。
通过合理的设备连接和编程配置，可以实现各种个性化的功能和控制。
然而，设计过程中需要注意安全性、可靠性和成本效益等方面的考虑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于PLC的智能家居系统设计自动化1205傅建忠1070412505摘要随着人们生活水平提高和科技水平的进步，人们对于家居的要求越来越高，日常生活的各方面都朝着数字化、网络化、智能化、人性化的目标发，智能家居正好满足人们这些方面的要求，因此受到极大的关注。
本文设计的智能家居系统不同于一般的自动化产品，从技术层面深刻解读智能化的家居系统，打造真正的安全、舒适、便捷的家居PLC控制系统。
用GSM作为网络媒介和联通个人和家庭网的工具，通过短信等方式进行远程检测和控制。
本文主要基于PLC技术对智能家居控制系统进行设计，主要涉及到的技术有自动控制技术、通信技术、计算机技术等，优化算法，实现高效率、低成本、易操作的系统。
关键字PLC；家庭内组网；GSM模块；可编程控制器目录第1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2智能家居的研究意义 (1)1.3智能家居的国内外研究现状 (1)第2章系统的总体设计方案 (2)2.1设计思路 (2)2.2功能介绍 (3)2.3主要模块介绍 (3)第3章硬件设计 (3)3.1智能网关 (3)3.2PLC通信模块 (4)3.3GSM模块 (4)第4章软件设计 (5)4.1通信协议 (5)4.2远程控制软件设计 (5)参考文献 (6)第1章绪论1.1概述智能家居（英文：smart home,home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境[1]。
智能家居是在互联网的影响之下物联化体现。
物联网（Internet of Things，IoT）被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮[2]。
智能家居就是利用物联网技术把家用电器、照明设备、冰箱空调、防盗系统、消防系统、报警系统、水电系统等通过传感器等联通起来，实现更加安全、高效、便捷。
传统的家居，在新时代和新技术的帮助下，仿佛一个活生生的动物一样，不仅能够感知外界的变化，还能“思考”，根据设定的规范或者基于大数据从，自己给出最优的解决方案，极大地改善人们的居住条件，并且还赋予了除了居住之外的其他功能和体验。
本文主要基于PLC技术对智能家居控制系统进行设计，主要涉及到的技术有自动控制技术、通信技术、计算机技术等，优化算法，实现高效率、低成本、易操作的系统。
1.2智能家居的研究意义随着现代社会的发展，人们的物质水平和精神水平得到了极大的提升。
人们的要求也越来越高，尤其是对于科技的普遍使用和科技水平进步的速率加快，人们对于科技的要求和预期也随之大增，互联网日益普遍，尤其是智能手机的使用，人们将很多功能搬到手机上，终端操作非常方便，人们也非常习惯便捷、简易的操作。
同时，随着生活压力和生活节奏的加快，对于精神方面的要求也越来高，家庭逐渐变成了一个集居住、休闲、办公、娱乐等多功能的处所。
日常生活的各方面都朝着数字化、网络化、智能化、人性化的目标发展[2]。
智能家居正好满足人们这些方面的要求，因此受到极大的关注。
近年来，主打智能家居的产品很多，可是从总体上来看，行业发展缺少统一标准，产品质量也参差不齐，并且倾向家居自动化，而非智能化[3]。
本文超越一般的自动化产品，从技术层面深刻解读智能化的家居系统，打造真正的安全、舒适、便捷的家居PLC控制系统。
PLC，即可编程序控制器(Programmable Logic Controller，GSM(全称为Global System for Mobile communication)。
用GSM作为网络媒介和联通个人和家庭网的工具。
1.3智能家居的国内外研究现状在很早很早以前，人们就幻想能有一个智能化的建筑，但是囿于当时的生产力和科技水平，这也只能成为一个幻想。
1884年，美国是第一个真正将这一个幻想付诸实践的国家。
一直到二十世纪八十年代美国联合科技公司才将这一概念付诸行动。
1998年5月份在新加坡举办的“98亚洲家电与电子消费品国际展览"上推出了“新加坡模式”的家庭智能化系统[4]。
到2000年为止，在新加坡有近三十个社区大约五千户的家庭安装了“家庭智能系统”，美国已有近四万户家庭采用了这一类的“家庭智能系统”[5]。
从2003年春节后，韩国三星公司在中韩两国开始同时推出其智能家居系统，通过网络和机顶盒，将家居自动控制、信息家电、安防设备和娱乐信息中心这四部分集合成一个全方位的、面向互联网的家居智能控制网络。
我国在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》中，将建设智能化小康型示范小区列为国家着重发展项目，国家投资了十五个亿来支持该项目的实施落实[6]。
国家非常重视，胡锦涛在访美期间还参观了比尔盖茨的智能家庭，感受颇深。
社会各界空前关注智能化行业发展，与之相关产业也大力发展，如物联网、通信等，李克强总理2015年还点名中国网速太慢，网费太贵。
我国智能家居的发展道路有一定的特殊性，其智能化是由智能小区和家庭安全防护系统逐步发展演变而来[7]。
2000年，我国在小康型城乡住宅项目实施方案中将建造智能化示范小区列入国家大力发展项目，这就促使我国的智能化建设的重点方向是从智能大厦建设向智能住宅小区、智能化家居系统建设发展[8]。
2006年8月25日在北京召开的“国际智能家居高峰论坛”上，与会专家们共同讨论了中国智能化家居未来的发展方向。
相关专家指出，在中国，智能化家居也有了初步发展，但远不如想象中乐观，虽然投资金额和数量有着惊人的增长，但是工程质量却名不副实，需要意识到我国智能家居还有很大的努力空间[9]。
第2章系统的总体设计方案2.1设计思路将智能家居分为三个层次，分别定义为感知层、网络层和应用层三个层次，从物到人。
2.1.1感知层感知层为家庭内各个需要观测的对象或者指标通过传感器来感知，实现准确、快读地采集各项需要的内容。
感知的内容送往网络层，感知层是对底层、最基本的层次。
2.1.2网络层网络层集成了来自感知层的数据、人们设置的参数和要求等，组成家庭网络，和感知层与应用层进行交互。
可以通过WEB发布在网上或者输送到想要保存的位置。
2.1.3应用层应用层包含从网络层运送到各种终端设备的传输设备和终端设备，终端设备可以是手机、电脑，甚至可以是任何一个物体，即物联着人，还可以物联着物。
系统地框图见图1。
2.2智能家居内部组网方案网络技术的发展为人们提供了更多的网络传输方式，智能家居系统需要首先需要把感知的信息传送到一个网络层中，方式很多，最主要的组网方案有载波技术、无线技术和现场总线技术。
2.2.1载波技术用电力线载波来传递信号，有高压、中压和低压电力线三种。
显然，高压不适用于家居，低压可以对于家居系统来说，可以采用低压电力线作为信号的传输介质。
稳定性高并且成本低。
2.2.2无线技术无线技术更加方便，可以绕过障碍物，安装也十分简单方便，还避免了电线的危险性。
目前技术较为成熟，主要有有WiFi、蓝牙、Zigbee等。
尤其是WiFi技术，使用最为普遍，稳定强，速度快，所能覆盖的范围较广。
2.2.3现场总线技术现场总线技术目前应用最广泛，稳定相和抗干扰性非常强，该总线技术上的每一个节点都是平等的，当一个节点失控，并不会影响其它节点的正常运行，具有安全性能高、控制功能丰富的优点，但是其价格相对较高[10]。
第3章硬件设计3.1智能网关智能家居的硬件很多，电表、电线、插座、家用电器等。
通过智能家庭网关来管理其他电器。
PLC是一种利用电力线传输数据的通信方式[11]。
.以传输电流的电力线作为通信载体，PLC具有极大的便利性，只要房间里有电源插座便可接入网络，从而实现数据传输.智能家庭网关主要实现网络接入，实现互联网与室内电力线局域网的融合[12][13].而且还有其他很多优点，比如带宽高、结构简单，互联性能好。
智能网关硬件系统主要包括：主处理器模块、电力线载波模块、调试接口模块、以太网模块和电源模块.主处理器模块主要负责数据存储、命令控制；电力线载波模块主要负责电力线载波的调制解调与收发；调试接口模块主要用于系统调试和参数设定；以太网模块，主要负责互联网通信；电源模块负责供电和后备电池切换[14]。
3.2PLC通信模块安装有ＰＬＣ通信设备整机内的ＰＬＣ通讯模块既负责与其对应的显示板进行通讯，也负责与ＰＬＣ终端网关进行通讯。
网络交换处理ＩＣ负责接收ＩＮＴ６４００传来的数据并将数据转化后传给ＲＪ４５接口,如图3。
业务处理ＩＣ根据通讯协议解析接收到的数据，并将数据通过ＳＰＩ接口或ＵＡＲＴ接口直接传送给家电ＰＣＢ板上的ＭＣＵ。
同时将家电传来的数据打包后发送给ＩＮＴ６４００[15]。
PLC通信模块放置于需要感知的对象上，然后和网关相连,如图4.图3PLC通信模块图4PLC模块和网关关系3.3GSM系统GSM短信模块是一种基于无线GSM网络技术的工业级MODEM(调制解调器)，它内嵌入GSM无线通信模块、集成卡槽、天线及各种外围电路等。
卡槽内插入移动运营商的SIM 卡，就可以建立与移动运营商的短信中心的无线连接的装置。
通过GSM短信模块的连接就可以实现主控器与应用系统之间短信的自由收发[16]。
本系统采用的GSM短信模块是己取得国内无线电设备入网证的SIEMENS公司推出的TC35i模块[17]，该模块性价比比较高，并且符合ETSI标准的GSM7．07和GSM7．05[18]。
TC35i系列模块是SIEMENS 公司为适应各专业领域对于语音传输和无线数据传输及可开发性的需求而推出的基于GSM900移动通信网络系统的OEM(全称Original Equipment nufacturer)模块[19]。
TC35i模块集成了射频电路和基带，并且为用户提供标准的AT命令接口，同时可以为数据、语音、短消息和传真等提供稳定、安全、快速的传输，而且为了满足用户开发、设计和应用的需求，接口协议也公开[[20]。
TC35i模块主要有电源模块ASIC、GSM 射频模块、GSM基带处理器、天线插槽、FLASH、ZIF连接器这六部分[21]。
第4章软件设计4.1通信协议智能家居的控制系统主要依靠网络传输，因此通信是最主要的输送方式，它的通信协议，采用TCP/IP协。
4.2远程控制软件设计使用GSM。
全球移动通信系统GSM(Global System for Mobile communication，简称GSM)。
GSM短信模块提供了完全符合GSM7.05与GSM7．07规范的命令接口。
GSM07．07中定义的AT命令接口提供了一种数据终端设备和移动平台之间通讯的通用接口，而GSM07．05又对短消息作出了详细规定[22]。