基于可编程控制器的智能居住环境的应用研究
摘要：现在人类的家居环境很不安全，不具有自动防盗、防煤气中毒等人性化的功能。本设计采用可编程控制器为主要控制元件，构成全家的智能控制管理，给人们提供一个较为安全，舒适的智能环境。这个设计的理念是以解决人民生活节奏加快，留下的家居安全问题和家居舒适度问题为重点。
关键词：智能家居 可编程控制器 自动控制
1 概述
中国经济经过30年的高速发展，居民的生活水平和消费能力有了很大提高，新需求的增长以及信息化对人们传统生活的改变，让许多人尤其是先富起来的一部分人，对智能家居的需求日益强烈。由此，智能化小区建设近年来也是如火如荼，“智能家居”更是被炒得炙手可热。电力电子技术的发展、微电子技术的革新、控制理论的进步给智能家居的发展带来了契机，因此，PLC控制技术已成为现代智能家居行业的一个热点。由于可编程控制器控制系统与其他控制系统相比较具有以下特点：①系统构成灵活，扩展容易。②使用方便，编程简单，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。③能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强。所以是智能控制家居的首选，能为维护和改进服务提供很好的保障。
2 智能家居系统的总体设计
本设计主要包括：智能灯光控制系统、智能窗帘控制系统、智能温度控制系统、防盗系统等等。
2.1 智能灯光控制系统。通过应用光电传感器和PLC可编程序控制器相结合，传感器可以不断检测周围环境的照度水平，可以探测到某个区域是否有人移动，以及输入人们的控制指令，并把相应的信号传送给PLC。当控制电路的电压产生变化，灯光会自然变化;在亮度小于PLC设定值时，灯会自动亮起;当房间内长时间无♥人移动时，人体红外探测器อ会延时动作切断电源，关闭灯光，以实现智能照明，智能灯光的实现是通过面板手动控制或遥控器的控制，对家庭中的所有灯进行控制，达到一键开关的效果。
2.2 智能窗帘控制系统。当需要关闭窗帘时，按下按钮，电机转动通过传动装置带动窗帘关闭，当需要开窗帘时，按开窗开关电机反转，电机转动时通过传动装置带动窗帘打开。智能窗帘控制是通过遥控器与窗帘⌚电机之间的触发，方便人们对窗帘的控制。
2.3 智能温度控制系统。传感器将温度信息变换为模拟电压信号后，将电压信号放大到PLC可以处理的范围内，PLC将检测到的温度信息与设定值进行比较，如果检测值高于设定值，则启动制冷系统，降低环境温度;同理，如果检测值低于设定值，则启动加热系统ซ，提高环境温度，达到控制温度的目的。
2.4 防盗报警系统。在夜晚睡觉时开动防盗，红外线感知开启，当有人经过中断就会发出警报。
2.5 PLC极其I/O口扩展部分。PLC是选择三菱FX2N-30MR-001为主控制器，他的功能比较强大，是整个系统的核心。主要用于信号的采集、数据的处理、控制信号的输出等，将人们选定的数据信息与当前模式下进行对比、数据分析、判断，执行用户即时指令，完成对智能终端的控制。
2.6 笔记本可以作为PLC上位机部分。笔记本可以作为PLC的上位机，通过组态王软件构成人机界面，并负责与PLC之间的信息联系完成智能家居系统的设备监控和就地控制作用，同时在实现远程控制时上位机可以作为信息接入点来访问该家居系统。
3 智能家居系统构成和程序流程图
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4 智能家居PLC控制系统的特点
在工业自动化控制中， PLC作为一种专用计算机，从本质上说，这是一种计算机控制方式。与普通的微机相比，PLC也是利用通用和专用的CPU作为字处理器。本系统涉及到的软硬件PLC、上位机、PLC技术、组态软件、局域网等都是成熟的技术，并且安全可靠，同时有强大的技术作支撑，最重要的是上位机与PLC都有较强的兼容性。
4.1 可靠性。对于PLC来说，通常情况下，不需要大量的活动元件和连线电子元件，进而在一定程度上减少了连线数量，便于对系统进行维修，并且维修时间比较短。通过一系列可靠的设计方法对PLC进行设计。例如，在操作性方面，PLC比较高，并且编程简单、操作方便，维修容易等，一般情况下，错误操作现象不易发生。
4.2 易操作性。在对PLC进行操作的过程中，通常情况下包括输入程序、更改程序等方面的操作。对于程序的输入可以直接显示，对于更改程序的操作，可以根据需要的地址编号、接点号等进行搜索，找到后再进行更改。对于PLC来说，可供选择使用的程序设计语言比较，相对来说理解和掌握比较容易。
4.3 灵活性。在编程语言方面，梯形图、功能表图、功能模块和语句描述编程语言都可以用于PLC。编程方法的多样性在一定程度上使得编程更加简单，同时拓宽了应用面。
5 结论
本设计采取了由PLC和多种其他设备组成的控制系统，可编程控⌘制器（PLC）负责处理各种信号的逻辑关系。从而向各个无线收发套件发出起，停等信号。同时传感器也将工作状态信号送给PLC，形成双向联络关系。它是系统核心。无线收发套件实现各个电路通断及实现平稳操作和精确控制，使环境达到理想状态。部分器件需要通过与电动机同轴连接完成操作。各种传感器传来信息，具体精确度可通过对可调电阻的调节实现。通过各种传感器的信息，对系统进行自锁和反馈，更加适合设计的理念。
本设计基本上达到了设计目的。但是还是有很多不足之处，有很多东西需要去改进和完善，特别是与上位机的通信，通过上位机的调控可以使得该系统更好的运行和更具人性化。还有一个特别重要的就是整个控制系统还有很多没有完善的地方，例如室内的温度调节可以通过红外线接收器接收空调控制器的波段，经过单片机的分析，在发射回去控制空调的气温。还有很多的智能家居的设计理念没能实施，由于个人能力和对传感器件电路的不熟悉，对智能家居的想象性不足，和一些其他的原因没能实现高智能化智能家居，只能做到这个低端、方便、便宜的智能家居系统。
通过这次的毕业设计使学生学习到了很多的东西，对他们的动手能力有很大提高，同时也学习了很多的其他的知识。
