ස්මාර්ට් නිවස යනු වේදිකාවක් ලෙස නිවසක් වන අතර, ඒකාබද්ධ රැහැන් තාක්ෂණය, ජාල සන්නිවේදන තාක්ෂණය, ආරක්ෂක තාක්ෂණය, ස්වයංක්රීය පාලන තාක්ෂණය, ශ්රව්ය සහ දෘශ්ය තාක්ෂණය භාවිතා කරමින් ගෘහ ජීවිතය ආශ්රිත පහසුකම් ඒකාබද්ධ කිරීම, කාර්යක්ෂම නේවාසික පහසුකම් සහ පවුල් කටයුතු කළමනාකරණ පද්ධතියක් ගොඩනැගීමට කාලසටහන්ගත කිරීම, නිවාස ආරක්ෂාව, පහසුව, සුවපහසුව, කලාත්මක බව වැඩි දියුණු කිරීම සහ පාරිසරික ආරක්ෂාව සහ බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ ජීවන පරිසරය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත. ස්මාර්ට් නිවස පිළිබඳ නවතම අර්ථ දැක්වීම මත පදනම්ව, සිග්බී තාක්ෂණයේ ලක්ෂණ වෙත යොමු වන්න, මෙම පද්ධතියේ සැලසුම, අවශ්ය වන්නේ ස්මාර්ට් නිවාස පද්ධතියක් (ස්මාර්ට් නිවස (මධ්යම) පාලන පද්ධතිය, ගෘහස්ථ ආලෝකකරණ පාලන පද්ධතිය, ගෘහ ආරක්ෂක පද්ධති) අඩංගු වන අතර, ගෘහස්ථ රැහැන් පද්ධතිය, ගෘහ ජාල පද්ධතිය, පසුබිම් සංගීත පද්ධතිය සහ පවුල් පරිසර පාලන පද්ධතිය ඒකාබද්ධ කිරීම මත ය. බුද්ධිය තුළ ජීවත් වන බවට තහවුරු කිරීම මත, අවශ්ය සියලුම පද්ධති සම්පූර්ණයෙන්ම ස්ථාපනය කර ඇති අතර, එක් ආකාරයක හෝ ඊට ඉහළින් විකල්ප පද්ධතියක් ස්ථාපනය කර ඇති ගෘහස්ථ පද්ධතියට අවම වශයෙන් බුද්ධිය ජීවිත ලෙස හැඳින්විය හැකිය. එබැවින්, මෙම පද්ධතිය බුද්ධිමත් නිවසක් ලෙස හැඳින්විය හැකිය.
1. පද්ධති සැලසුම් යෝජනා ක්රමය
මෙම පද්ධතිය නිවසේ පාලිත උපාංග සහ දුරස්ථ පාලක උපාංග වලින් සමන්විත වේ. ඒ අතර, පවුල තුළ පාලිත උපාංග අතර ප්රධාන වශයෙන් අන්තර්ජාලයට ප්රවේශ විය හැකි පරිගණකය, පාලන මධ්යස්ථානය, අධීක්ෂණ නෝඩය සහ එකතු කළ හැකි ගෘහ උපකරණ පාලකය ඇතුළත් වේ. දුරස්ථ පාලක උපාංග ප්රධාන වශයෙන් දුරස්ථ පරිගණක සහ ජංගම දුරකථන වලින් සමන්විත වේ.
පද්ධතියේ ප්රධාන කාර්යයන් වන්නේ: 1) වෙබ් පිටු බ්රවුස් කිරීමේ මුල් පිටුව, පසුබිම් තොරතුරු කළමනාකරණය; 2) අන්තර්ජාලය සහ ජංගම දුරකථනය හරහා ගෘහස්ථ ගෘහ උපකරණ, ආරක්ෂාව සහ ආලෝකකරණයේ ස්විච් පාලනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම; 3) පරිශීලකයාට SMS අනතුරු ඇඟවීමක් හරහා සොරකමක් සිදුවුවහොත් ගෘහස්ථ ආරක්ෂක තත්ව ස්විචය සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා RFID මොඩියුලය හරහා පරිශීලක හඳුනාගැනීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම; 4) ගෘහස්ථ ආලෝකකරණය සහ ගෘහ උපකරණවල දේශීය පාලනය සහ තත්ව සංදර්ශනය සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා මධ්යම පාලන කළමනාකරණ පද්ධති මෘදුකාංගය හරහා; 5) දත්ත සමුදාය භාවිතයෙන් පුද්ගලික තොරතුරු ගබඩා කිරීම සහ ගෘහස්ථ උපකරණ තත්ව ගබඩා කිරීම සම්පූර්ණ කරනු ලැබේ. මධ්යම පාලන සහ කළමනාකරණ පද්ධතිය හරහා ගෘහස්ථ උපකරණ තත්ත්වය විමසීමට පරිශීලකයින්ට පහසු වේ.
2. පද්ධති දෘඩාංග නිර්මාණය
පද්ධතියේ දෘඩාංග සැලසුමට පාලන මධ්යස්ථානයේ සැලසුම, අධීක්ෂණ නෝඩය සහ ගෘහ උපකරණ පාලකයේ විකල්ප එකතු කිරීම ඇතුළත් වේ (උදාහරණයක් ලෙස විදුලි පංකා පාලකය ගන්න).
2.1 පාලන මධ්යස්ථානය
පාලන මධ්යස්ථානයේ ප්රධාන කාර්යයන් පහත පරිදි වේ: 1) රැහැන් රහිත ZigBee ජාලයක් ගොඩනැගීමට, ජාලයට සියලුම අධීක්ෂණ නෝඩ් එකතු කර නව උපකරණ පිළිගැනීම සාක්ෂාත් කර ගන්න; 2) ගෘහස්ථ ආරක්ෂක ස්විචය ලබා ගැනීම සඳහා පරිශීලක කාඩ්පත හරහා නිවසේ සිටින හෝ ආපසු පැමිණෙන පරිශීලකයා හඳුනා ගැනීම; 3) සොරෙකු කාමරයට ඇතුළු වූ විට, අනතුරු ඇඟවීම සඳහා පරිශීලකයාට කෙටි පණිවිඩයක් යවන්න. පරිශීලකයින්ට කෙටි පණිවිඩ හරහා ගෘහස්ථ ආරක්ෂාව, ආලෝකකරණය සහ ගෘහ උපකරණ පාලනය කළ හැකිය; 4) පද්ධතිය තනිවම ක්රියාත්මක වන විට, LCD මඟින් වත්මන් පද්ධති තත්ත්වය පෙන්වයි, එය පරිශීලකයින්ට නැරඹීමට පහසුය; 5) විදුලි උපකරණවල තත්ත්වය ගබඩා කර පද්ධතිය මාර්ගගතව අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා පරිගණකයට යවන්න.
දෘඪාංගය වාහක සංවේදක බහු ප්රවේශ/ගැටුම් හඳුනාගැනීම (CSMA/CA) සඳහා සහය දක්වයි. 2.0 ~ 3.6V හි මෙහෙයුම් වෝල්ටීයතාවය පද්ධතියේ අඩු බල පරිභෝජනයට හිතකර වේ. පාලන මධ්යස්ථානයේ ZigBee සම්බන්ධීකාරක මොඩියුලයට සම්බන්ධ වීමෙන් ගෘහස්ථව රැහැන් රහිත ZigBee තරු ජාලයක් සකසන්න. ගෘහස්ථ ආරක්ෂාව සහ ගෘහ උපකරණවල රැහැන් රහිත ZigBee ජාල පාලනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, ජාලයට සම්බන්ධ වීමට ජාලයේ පර්යන්ත නෝඩය ලෙස ගෘහ උපකරණ පාලකය එක් කිරීමට තෝරාගත් සියලුම අධීක්ෂණ නෝඩ්.
2.2 අධීක්ෂණ නෝඩ්
අධීක්ෂණ නෝඩයේ කාර්යයන් පහත පරිදි වේ: 1) මිනිස් ශරීර සංඥා හඳුනාගැනීම, සොරුන් ආක්රමණය කරන විට ශබ්ද සහ ආලෝක අනතුරු ඇඟවීම; 2) ආලෝක පාලනය, පාලන මාදිලිය ස්වයංක්රීය පාලනය සහ අතින් පාලනය ලෙස බෙදා ඇත, ගෘහස්ථ ආලෝකයේ ශක්තිය අනුව ස්වයංක්රීයව ආලෝකය සක්රිය/අක්රිය කිරීම, අතින් පාලන ආලෝක පාලනය මධ්යම පාලන පද්ධතිය හරහා සිදු කෙරේ, (3) අනතුරු ඇඟවීමේ තොරතුරු සහ අනෙකුත් තොරතුරු පාලන මධ්යස්ථානයට යවනු ලබන අතර, උපකරණ පාලනය සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා පාලන මධ්යස්ථානයෙන් පාලන විධාන ලබා ගනී.
මිනිස් සිරුරේ සංඥා හඳුනාගැනීමේදී වඩාත් පොදු ක්රමය වන්නේ අධෝරක්ත සහ මයික්රෝවේව් අනාවරණ මාදිලියයි. පයිරෝ ඉලෙක්ට්රික් අධෝරක්ත පරීක්ෂණය RE200B වන අතර, විස්තාරණ උපාංගය BISS0001 වේ. RE200B 3-10 V වෝල්ටීයතාවයකින් බල ගැන්වෙන අතර එය ගොඩනඟන ලද පයිරෝ ඉලෙක්ට්රික් ද්විත්ව සංවේදී අධෝරක්ත මූලද්රව්යයක් ඇත. මූලද්රව්යයට අධෝරක්ත ආලෝකය ලැබුණු විට, එක් එක් මූලද්රව්යයේ ධ්රැවවල ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය සිදුවන අතර ආරෝපණය එකතු වේ. BISS0001 යනු ක්රියාකාරී ඇම්ප්ලිෆයර්, වෝල්ටීයතා සංසන්දකය, රාජ්ය පාලකය, ප්රමාද කාල ටයිමරය සහ අවහිර කිරීමේ කාල ටයිමරයෙන් සමන්විත ඩිජිටල්-ඇනලොග් දෙමුහුන් ASIC වේ. RE200B සහ සංරචක කිහිපයක් සමඟ එක්ව, නිෂ්ක්රීය පයිරෝ ඉලෙක්ට්රික් අධෝරක්ත ස්විචය සෑදිය හැකිය. Ant-g100 මොඩියුලය මයික්රෝවේව් සංවේදකය සඳහා භාවිතා කරන ලදී, මධ්ය සංඛ්යාතය 10 GHz වූ අතර උපරිම ස්ථාපන කාලය 6μs විය. පයිරෝ ඉලෙක්ට්රික් අධෝරක්ත මොඩියුලය සමඟ ඒකාබද්ධව, ඉලක්ක හඳුනාගැනීමේ දෝෂ අනුපාතය ඵලදායී ලෙස අඩු කළ හැකිය.
ආලෝක පාලන මොඩියුලය ප්රධාන වශයෙන් ප්රභාසංවේදී ප්රතිරෝධකය සහ ආලෝක පාලන රිලේ වලින් සමන්විත වේ. ප්රභාසංවේදී ප්රතිරෝධකය 10 K ω හි වෙනස් කළ හැකි ප්රතිරෝධකය සමඟ ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කරන්න, ඉන්පසු ප්රභාසංවේදී ප්රතිරෝධකයේ අනෙක් කෙළවර බිමට සම්බන්ධ කරන්න, සහ වෙනස් කළ හැකි ප්රතිරෝධකයේ අනෙක් කෙළවර ඉහළ මට්ටමට සම්බන්ධ කරන්න. ප්රතිරෝධක සම්බන්ධතා ලක්ෂ්ය දෙකෙහි වෝල්ටීයතා අගය SCM ඇනලොග්-ඩිජිටල් පරිවර්තකය හරහා ලබාගෙන වත්මන් ආලෝකය ක්රියාත්මක වේද යන්න තීරණය කරයි. ආලෝකය ක්රියාත්මක වන විට ආලෝක තීව්රතාවය සපුරාලීම සඳහා පරිශීලකයාට සකස් කළ හැකි ප්රතිරෝධය සකස් කළ හැකිය. ගෘහස්ථ ආලෝකකරණ ස්විචයන් රිලේ මගින් පාලනය වේ. එක් ආදාන/ප්රතිදාන වරායක් පමණක් ලබා ගත හැකිය.
2.3 එකතු කළ ගෘහ උපකරණ පාලකය තෝරන්න
ගෘහ උපකරණ පාලනය කිරීම සඳහා ප්රධාන වශයෙන් උපාංගයේ ක්රියාකාරිත්වය අනුව ගෘහ උපකරණ පාලනය එකතු කිරීමට තෝරන්න, උදාහරණයක් ලෙස විදුලි පංකාවට. විදුලි පංකා පාලනය යනු පාලන මධ්යස්ථානය වනුයේ ZigBee ජාල ක්රියාත්මක කිරීම හරහා විදුලි පංකා පාලකයට යවන ලද PC විදුලි පංකා පාලන උපදෙස් වේ, විවිධ උපකරණ හඳුනාගැනීමේ අංකය වෙනස් වේ, උදාහරණයක් ලෙස, මෙම ගිවිසුමේ විධිවිධාන විදුලි පංකා හඳුනාගැනීමේ අංකය 122 වන අතර, ගෘහස්ථ වර්ණ රූපවාහිනී හඳුනාගැනීමේ අංකය 123 වන අතර එමඟින් විවිධ විදුලි ගෘහ උපකරණ පාලන මධ්යස්ථානය හඳුනා ගැනීම සාක්ෂාත් වේ. එකම උපදෙස් කේතය සඳහා, විවිධ ගෘහ උපකරණ විවිධ කාර්යයන් ඉටු කරයි. රූපය 4 මඟින් එකතු කිරීම සඳහා තෝරාගත් ගෘහ උපකරණවල සංයුතිය පෙන්වයි.
3. පද්ධති මෘදුකාංග නිර්මාණය
පද්ධති මෘදුකාංග නිර්මාණයට ප්රධාන වශයෙන් කොටස් හයක් ඇතුළත් වේ, ඒවා නම් දුරස්ථ පාලක වෙබ් පිටු නිර්මාණය, මධ්යම පාලන කළමනාකරණ පද්ධති නිර්මාණය, පාලන මධ්යස්ථාන ප්රධාන පාලක ATMegal28 වැඩසටහන් නිර්මාණය, CC2430 සම්බන්ධීකාරක වැඩසටහන් නිර්මාණය, CC2430 අධීක්ෂණ නෝඩ් වැඩසටහන් නිර්මාණය, CC2430 උපාංග එකතු කිරීමේ වැඩසටහන් නිර්මාණය තෝරන්න.
3.1 සිග්බී සම්බන්ධීකාරක වැඩසටහන් නිර්මාණය
සම්බන්ධීකාරකය ප්රථමයෙන් යෙදුම් ස්ථරය ආරම්භ කිරීම සම්පූර්ණ කරයි, යෙදුම් ස්ථර තත්ත්වය සහ ලැබීමේ තත්ත්වය අක්රිය ලෙස සකසයි, පසුව ගෝලීය බාධා කිරීම් සක්රිය කර I/O වරාය ආරම්භ කරයි. ඉන්පසු සම්බන්ධීකාරකය රැහැන් රහිත තරු ජාලයක් ගොඩනැගීම ආරම්භ කරයි. ප්රොටෝකෝලය තුළ, සම්බන්ධීකාරකය ස්වයංක්රීයව 2.4 GHz කලාපය තෝරා ගනී, තත්පරයකට උපරිම බිට් ගණන 62 500, පෙරනිමි PANID 0×1347, උපරිම ස්ටැක් ගැඹුර 5, යැවීමකට උපරිම බයිට් ගණන 93, සහ අනුක්රමික වරාය බෝඩ් අනුපාතය 57 600 bit/s වේ. SL0W TIMER තත්පරයකට බාධා 10 ක් ජනනය කරයි. ZigBee ජාලය සාර්ථකව ස්ථාපිත කිරීමෙන් පසු, සම්බන්ධීකාරකය එහි ලිපිනය පාලන මධ්යස්ථානයේ MCU වෙත යවයි. මෙහිදී, පාලන මධ්යස්ථානය MCU විසින් ZigBee සම්බන්ධීකාරකය අධීක්ෂණ නෝඩයේ සාමාජිකයෙකු ලෙස හඳුනා ගන්නා අතර එහි හඳුනාගත් ලිපිනය 0 වේ. වැඩසටහන ප්රධාන ලූපයට ඇතුළු වේ. පළමුව, පර්යන්ත නෝඩය මඟින් යවන ලද නව දත්ත තිබේද යන්න තීරණය කරන්න, තිබේ නම්, දත්ත සෘජුවම පාලන මධ්යස්ථානයේ MCU වෙත සම්ප්රේෂණය වේ; පාලන මධ්යස්ථානයේ MCU වෙත උපදෙස් යවා තිබේද යන්න තීරණය කරන්න, එසේ නම්, අදාළ ZigBee පර්යන්ත නෝඩයට උපදෙස් යවන්න; ආරක්ෂාව විවෘතද, සොරෙකු සිටීද යන්න විනිශ්චය කරන්න, එසේ නම්, අනතුරු ඇඟවීමේ තොරතුරු පාලන මධ්යස්ථානයේ MCU වෙත යවන්න; ආලෝකය ස්වයංක්රීය පාලන තත්වයක තිබේද යන්න විනිශ්චය කරන්න, එසේ නම්, නියැදීම සඳහා ඇනලොග්-ඩිජිටල් පරිවර්තකය සක්රිය කරන්න, නියැදි අගය ආලෝකය සක්රිය හෝ අක්රිය කිරීමට යතුරයි, ආලෝක තත්ත්වය වෙනස් වුවහොත්, නව තත්ව තොරතුරු පාලන මධ්යස්ථානය MC-U වෙත සම්ප්රේෂණය වේ.
3.2 ZigBee පර්යන්ත නෝඩ් ක්රමලේඛනය
ZigBee පර්යන්ත නෝඩය යනු ZigBee සම්බන්ධීකාරකය විසින් පාලනය කරනු ලබන රැහැන් රහිත ZigBee නෝඩයයි. පද්ධතිය තුළ, එය ප්රධාන වශයෙන් අධීක්ෂණ නෝඩය සහ ගෘහ උපකරණ පාලකයේ විකල්ප එකතු කිරීම වේ. ZigBee පර්යන්ත නෝඩ් ආරම්භ කිරීම සඳහා යෙදුම් ස්ථර ආරම්භ කිරීම, බාධා කිරීම් විවෘත කිරීම සහ I/O වරායන් ආරම්භ කිරීම ද ඇතුළත් වේ. ඉන්පසු ZigBee ජාලයට සම්බන්ධ වීමට උත්සාහ කරන්න. ZigBee සම්බන්ධීකාරක සැකසුම සහිත අවසන් නෝඩ් පමණක් ජාලයට සම්බන්ධ වීමට අවසර ඇති බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය. ZigBee පර්යන්ත නෝඩය ජාලයට සම්බන්ධ වීමට අපොහොසත් වුවහොත්, එය සාර්ථකව ජාලයට සම්බන්ධ වන තෙක් සෑම තත්පර දෙකකට වරක් නැවත උත්සාහ කරනු ඇත. ජාලයට සාර්ථකව සම්බන්ධ වූ පසු, ZI-Gbee පර්යන්ත නෝඩය එහි ලියාපදිංචි තොරතුරු ZigBee සම්බන්ධීකාරක වෙත යවන අතර, එය ZigBee පර්යන්ත නෝඩයේ ලියාපදිංචිය සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා පාලන මධ්යස්ථානයේ MCU වෙත යොමු කරයි. ZigBee පර්යන්ත නෝඩය අධීක්ෂණ නෝඩයක් නම්, එයට ආලෝකකරණය සහ ආරක්ෂාව පාලනය කළ හැකිය. මෙම වැඩසටහන ZigBee සම්බන්ධීකාරකයට සමාන වේ, නමුත් අධීක්ෂණ නෝඩයට ZigBee සම්බන්ධීකාරකයට දත්ත යැවීමට අවශ්ය වන අතර, පසුව ZigBee සම්බන්ධීකාරකය පාලන මධ්යස්ථානයේ MCU වෙත දත්ත යවයි. ZigBee පර්යන්ත නෝඩය විදුලි පංකා පාලකයක් නම්, එයට තත්වය උඩුගත නොකර ඉහළ පරිගණකයේ දත්ත පමණක් ලැබීමට අවශ්ය වේ, එබැවින් රැහැන් රහිත දත්ත ලබා ගැනීමේ බාධාවේදී එහි පාලනය සෘජුවම සම්පූර්ණ කළ හැකිය. රැහැන් රහිත දත්ත ලබා ගැනීමේ බාධාවේදී, සියලුම පර්යන්ත නෝඩ් ලැබුණු පාලන උපදෙස් නෝඩයේම පාලන පරාමිතීන් බවට පරිවර්තනය කරන අතර, නෝඩයේ ප්රධාන වැඩසටහනේ ලැබුණු රැහැන් රහිත උපදෙස් සකසන්නේ නැත.
4 මාර්ගගත නිදොස්කරණය
මධ්යම පාලන කළමනාකරණ පද්ධතිය මඟින් නිකුත් කරන ලද ස්ථාවර උපකරණවල උපදෙස් කේතය සඳහා වැඩිවන උපදෙස් පරිගණකයේ අනුක්රමික වරාය හරහා පාලන මධ්යස්ථානයේ MCU වෙත සහ ද්වි-පේළි අතුරුමුහුණත හරහා සම්බන්ධීකාරක වෙත යවනු ලබන අතර, පසුව සම්බන්ධීකාරකය විසින් ZigBee පර්යන්ත නෝඩයට යවනු ලැබේ. පර්යන්ත නෝඩයට දත්ත ලැබුණු විට, දත්ත නැවත අනුක්රමික වරාය හරහා පරිගණකයට යවනු ලැබේ. මෙම පරිගණකයේ, ZigBee පර්යන්ත නෝඩයට ලැබෙන දත්ත පාලන මධ්යස්ථානය විසින් යවන ලද දත්ත සමඟ සංසන්දනය කරනු ලැබේ. මධ්යම පාලන කළමනාකරණ පද්ධතිය සෑම තත්පරයකටම උපදෙස් 2 ක් යවයි. පැය 5 ක පරීක්ෂණයකින් පසු, ලැබුණු මුළු පැකට් ගණන පැකට් 36,000 ක් බව පෙන්වන විට පරීක්ෂණ මෘදුකාංගය නතර වේ. බහු-ප්රොටෝකෝල දත්ත සම්ප්රේෂණ පරීක්ෂණ මෘදුකාංගවල පරීක්ෂණ ප්රතිඵල රූපය 6 හි දක්වා ඇත. නිවැරදි පැකට් ගණන 36 000 ක් වන අතර, වැරදි පැකට් ගණන 0 වන අතර නිරවද්යතා අනුපාතය 100% කි.
පහසු දුරස්ථ පාලකය, නම්යශීලී නව උපකරණ එකතු කිරීම සහ විශ්වාසදායක පාලන ක්රියාකාරිත්වය යන වාසි ඇති ස්මාර්ට් නිවසේ අභ්යන්තර ජාලකරණය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා සිග්බී තාක්ෂණය භාවිතා කරයි. පරිශීලක හඳුනා ගැනීම සාක්ෂාත් කර ගැනීමට සහ පද්ධති ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කිරීමට RFTD තාක්ෂණය භාවිතා කරයි. GSM මොඩියුලයේ ප්රවේශය හරහා, දුරස්ථ පාලක සහ අනතුරු ඇඟවීමේ කාර්යයන් සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.
පළ කිරීමේ කාලය: ජනවාරි-06-2022