0 introduction
Avec le développement rapide de la société chinoise de la prospérité, le niveau de la population des besoins de logement avec l'amélioration continue des niveaux de vie augmentent. Le développement rapide de la science et de la technologie et de la technologie Internet a grandement favorisé l'industrie de la construction de la Chine vers la direction intelligente du développement de . Les fenêtres sont des éléments de construction indispensables, et est étroitement liée aux activités de la vie quotidienne des gens . À l'heure actuelle, la plupart des fenêtres de bâtiments ou interrupteur à commande manuelle, cette fenêtre de commutateur manuel traditionnel de plus en plus incapable de répondre aux besoins de la vie quotidienne du peuple moderne , comme il a rencontré des orages, mais personne à la maison et juste ne peut pas être fermé en temps opportun portes et fenêtres , dans la précipitation du matin au travail pour oublier de mettre à jour les fenêtres air intérieur. Par conséquent, il y a un besoin urgent d'une fenêtre qui peut être contrôlé à distance pour répondre aux besoins de la vie.
Le système est composé de trois parties: le terminal mobile, l'unité de commande principale et la fenêtre électrique. Terminal mobile pour les fenêtres de contrôle et d'affichage à distance des fenêtres de l'état réel de circulation, fournissant une interface homme-machine intuitive, un contrôleur principal pour recevoir des informations d'instruction à partir d'un téléphone mobile, des fenêtres de commutation de commande électrique de la fenêtre et les informations d'état de déplacement de la fenêtre sur le téléphone Par conséquent, l'ensemble du système est le noyau, directement relié à la fenêtre de lève-vitre électrique, le commutateur de commande de fenêtre. La structure générale du système représenté sur la figure 1. Tout d'abord, le terminal mobile envoie un message d'instructions sur le serveur, le serveur transmet alors les commandes via le message Internet au routeur domestique, le routeur est transmis au contrôleur principal, les commandes principales de commande d'une opération correspondant à un message de commande complet.
1.2 La principale conception du contrôleur
Windows doivent être un contrôleur de commutateur de commande à distance pour commander une fenêtre. Le contrôleur joue le rôle de fenêtres et des connexions de commande à distance, le noyau du système. Trois contrôleur commun dans la fenêtre est la suivante.
(1) commande à puce unique: le micro-contrôleur est une puce de circuit intégré, est l'utilisation de la technologie VLSI à une unité centrale de traitement (CPU) ayant une capacité de traitement de données, une mémoire à accès aléatoire (RAM), une mémoire morte (ROM), une variété de I / O ports et le système d'interruption, les fonctions temporisateur / compteur intégré dans une petite configuration complète d'un système de micro-ordinateur sur une pastille de silicium largement utilisé dans le domaine du contrôle industriel. Avantages: économique, un coût relativement faible, des inconvénients: difficile à développer, une forte dépendance sur l'environnement, long cycle de développement. production MPU MCU, puisque le processus est limité plaque, les facteurs de structure de mise en page, et d'autres dispositifs peuvent entraîner des perturbations de mauvaise qualité, le taux d'échec élevé.
(2) Le contrôle PLC: PLC (contrôleur logique programmable) est conçu pour des applications dans des environnements industriels fonctionnant système informatique numérique électronique. Il utilise une mémoire programmable, stocke dans celle-ci effectue une commande logique, séquentiel, le moment, le comptage et des instructions d'opération arithmétique et analogues pour contrôler différents types de dispositifs mécaniques ou une entrée numérique ou analogique et la sortie à travers le procédé . Avantages: capacité anti-interférences, faible taux d'échec, facile d'élargir le dispositif, facile à entretenir, le cycle de développement court; inconvénients: coût élevé est relativement microcontrôleur.
(3) le contrôle Arduino: Arduino est un moyen pratique et flexible, plate-forme électronique open-source de prototypage facile à utiliser, mis au point par une équipe européenne à l'hiver 2005. Arduino au début du stade de développement clairement son environnement d'application, la conception de la plate-forme open-source ouverte . Il dispose d'une interface riche, environnement de programmation simple, un grand degré de liberté, le mode d'interface normalisée, une grande évolutivité, est actuellement plus plate-forme interactive électronique populaire . Étant donné que le conseil d'administration est matériel open source, et donc apparu sur le marché avec de nombreuses fonctionnalités correspondant à la carte d'extension compatible et planche facilement choisir l'utilisation. Ce système sélectionne une plaque --ESPDuino Arduino carte compatible. La carte est compatible à la fois avec l'Arduino connecté au réseau, mais ajoute des fonctionnalités sur sa base, avec, caractéristiques bon marché plus pratique.
2 conception matérielle du système et la sélection
Le système matériel de conception modulaire, le matériel du système se compose principalement de terminaux mobiles, le contrôleur principal, lève-vitre électrique et de la composition de fenêtres.
2.1 sélection du combiné
système de sélection du combiné Android. téléphone Android est devenu la plus grande part de marché du système d'exploitation mobile, un degré élevé de l'open source, l'évolutivité est très élevé, ce qui rend d'autres systèmes de téléphonie mobile ne peut être comparé à son . Par rapport à d'autres systèmes, le développement du système Android plus facile, presque pas de seuil, par conséquent, ils peuvent rapidement développer leurs propres programmes.
2.2 contrôleur hôte
Le principal système de matériel de contrôleur est le noyau, d'une part, est chargé de recevoir les messages provenant des terminaux mobiles et une commande de contrôle pour contrôler les fenêtres du commutateur de fenêtre, le mouvement de la main retour d'état pour les fenêtres de téléphonie mobile. Le principal schéma de circuit de commande représenté sur la figure. La carte de commande principale par le contrôleur principal, un capteur à faisceau infrarouge et un module de transmission sans fil.
2.2.1 MPU
Tableau de contrôle sélectionné quatre sciences Primus et Technology Co., Ltd du conseil ESPDuino. Le conseil d'administration est basée sur son ESP8266-13 développé, compatible avec Arduino ONU. La plaque à l'aide ESP-WROOM-02 Module SMD connexion Wi-Fi, par rapport à la carte Arduino traditionnelle, élimine non seulement la peine et les frais de module WiFi de câblage externe, mais aussi rend le système plus fiable, plus petit, connecté à un réseau utiliser dans une large gamme d'applications.
Sélection du capteur infrarouge 2.2.2
Le système choisi séparés capteurs infrarouge à faisceau comptées. Le capteur est un NPN normalement fermé, délivre un signal de niveau bas qui est bloqué, délivre en sortie un signal de niveau haut lorsque dégagée. tube de lancement tension de fonctionnement de 5 V, un courant de fonctionnement de 40 mA, la tension de fonctionnement du tube récepteur 3 ~ 5,5 V, fonctionnant à 100 mA de courant, les panneaux peuvent être raccordés facilement. distance de détection efficace de 2 ~ 20 cm, 2 ms temps de réponse rapide, il a une bonne application du système.
2.2.3 Sélection module de transmission sans fil
Module sans fil ayant un faible volume de la distance de transmission est largement utilisé dans tous les domaines de la vie. Ce système d'une fréquence de fonctionnement du module radio est de 433 MHz. Module d'émetteur-récepteur sans fil 433 MHz est une gamme de court-module de communication sans fil, en raison du faible coût du module, un mode de sommeil d'environ 1 uA consommation de courant, de petite taille et moins sur les repères de paquets externes, de sorte qu'il est largement choses communication sans fil utiliser. Le module dispose également d'une grande sensibilité, une bonne performance de diffraction, faible consommation d'énergie, la pénétration et ainsi de suite.
2.3 Sélection de lève-vitre électrique
Lève-vitre électrique est sélectionné Kai Kou Shanghai Electronic Technology Co., Ltd KK-LT-300 fenêtre électrique à chaîne ouvre. La tension de fonctionnement à courant continu 24 V, courant de fonctionnement est de 1 A, la force de poussée ou de traction est de 400 N, la distance de 400 mm, une vitesse de 7 mm / s. Avec la conception de la surcharge de protection contre les surcharges; bas commutateur de fenêtre de bruit, la conception de métal double feuille de la chaîne, une opération de plus stable et lisse. Reliée directement à la fenêtre de la fenêtre, la fenêtre de commutation est commandé par la chaîne télescopique.
3 programmation du système
Des instructions de commande pour exécuter des instructions à partir de Windows terminaux mobiles, est de compter sur le système pour terminer le programme. Le programme du système est le coeur du système, l'organigramme du programme représenté sur la figure 3. Protocole mobile APP en utilisant de transmission de télémétrie de la file d'attente de messages (Message Queuing Telemetry Transport, MQTT) envoyer un message d'instruction de transmission au serveur, le paquet de messages du serveur d'accès à l'Internet via le routeur domestique, le routeur par le biais d'un message WiFi est transmis au contrôleur principal, le contrôleur principal Parsis transmettre le message d'instruction au module de transmission par l'intermédiaire du module de réception sans fil lève-vitre électrique, le contrôle de lève-vitre électrique à son tour, commande le fonctionnement du commutateur de fenêtre. Bien que le capteur infrarouge continue à compter le nombre de la chaîne de section d'acquisition de comptage de lève-vitre électrique et séquentiellement envoyé au serveur, le serveur reçoit les données poussées vers le terminal mobile à nouveau une que des informations de rétroaction. Le programme de système comprend deux parties: téléphone programme programmation logiciel APP et la conception du contrôleur.
3.1 téléphone programmation logicielle APP
La conception de l'APP de téléphone utilise l'environnement de développement linguistique et programmation Java pour Android Studio. Android Studio est nouveau téléphone Android de Google Outils de développement intégré pour le développement et le débogage des applications mobiles Android. téléphone aspect APP conçu pour transmettre le message d'instruction, d'autre part pour recevoir des informations de rétroaction et des mises à jour. Mobile programme APP pour envoyer des commandes et recevoir des messages en utilisant le protocole de transfert de messages de rétroaction MQTT, qui fonctionne comme suit. En cliquant sur le bouton « Ouvrir », le message d'instruction pour le premier mode de réalisation protocole MQTT envoyée au serveur, le serveur transmet le message d'instruction au routeur domestique via l'Internet, par le biais du message d'instruction de routeur poussé à l'unité de commande maître, le contrôleur maître en fonction du message d'instruction de commande opération de lève-vitre électrique, la chaîne tendue, puis ouvrez les fenêtres. Pendant ce temps, le capteur infrarouge continue à collecter des données, et de la rétroaction au terminal mobile via le lien d'origine, les données de terminaux mobiles à intervalles de 1%, 100%, ou jusqu'à la réception du message d'instruction « pause » est arrêté. A l'inverse, lorsque le clic sur le bouton « Fermer », les données du terminal de téléphonie mobile à un taux de diminution de 1% jusqu'à 0% ou recevoir un message d'instruction « pause » est arrêté. Ainsi, la conception du programme de contrôle du terminal de téléphone mobile permet une fenêtre commutateur fonctionnant à l'état plus clairement, intuitive, mais rend également plus facile de contrôler la taille de la fenêtre en fonction de la situation réelle.
La principale programmation contrôleur 3.2
Le noyau est le contrôleur principal carte ESPDuino, programmation Arduino IDE utilise un environnement de développement, le langage de programmation est C / C ++. Sont des fonctions du programme principal de commande: un pour la réception d'un message à partir des terminaux mobiles et les commandes de la commande lève-vitre effectuer une action correspondante, d'autre part les données de la fenêtre électrique du capteur infrarouge recueilli la rétroaction vers le téléphone mobile. Le dispositif de commande principal 4 représenté sur l'organigramme de la Fig. L'analyse de l'unité de commande principale reçoit le message de commande envoyé par le terminal mobile, en fonction d'un message d'instruction de commande de l'analyse de la chaîne lève-vitre télescopique, alors la commande d'ouverture de fenêtre, l'opération de fermeture. Compter le nombre de capteurs à infrarouge, tandis que les sections de chaîne vitres électriques chiffres collectés, et les données recueillies est convertie à la taille de la fenêtre du terminal mobile en temps réel.
4 résultats gérés
Ouvrez la connexion réseau téléphonique, le téléphone est connecté à un réseau. Exécution de l'application de contrôle du terminal mobile, après avoir cliqué sur le bouton « Ouvrir », la chaîne de lève-vitre électrique extension ouverte de la fenêtre, tandis que le début de terminaux mobiles recevant les données des capteurs infrarouges acquises fenêtre électrique, et la valeur affichée sur l'interface de commande terminal mobile le changement cumulé. Lorsque vous cliquez sur le bouton « pause », Lève-vitre électrique a cessé de fonctionner, la valeur de l'interface de contrôle du terminal de téléphone mobile également arrêter l'accumulation, restent inchangés. Lorsque vous cliquez sur le bouton « fermer », chaîne de lève-vitre électrique pour récupérer les fenêtres fermées, la valeur de l'interface de contrôle du terminal de téléphone mobile baisse, Lève-vitre électrique jusqu'à la fin de la course, fermez les fenêtres, l'interface de téléphone est de 0%. Le programme est en cours d'exécution stable, une réponse fiable et rapide, et peut également passer à afficher visuellement l'état de la fenêtre.
5. Conclusion
Cette conception du bâtiment pour briser le mode de fenêtrage traditionnel avec système de commutation de commande de fenêtre à distance, l'architecture de contrôle à distance à l'aide d'un téléphone mobile avec une fenêtre de changement pour résoudre le problème de la vie des gens ne peuvent pas être des fenêtres de commutation à distance. Le système non seulement pour atteindre la fenêtre de contrôle à distance, et peut afficher des fenêtres de mouvement en temps réel et la taille de la fenêtre dans le combiné, afin que les gens la fenêtre de contrôle claire et intuitive.
références
Sun Guangyu, Zhang Lingling .Android choses se développent à partir d'entrée à la pratique . Pékin: Tsinghua University Press, 2015.
Heguo Yuan, Liaozhi Fei, tout aussi Yang, etc. Basé sur Multisensor IAP15F2K61S2 nouvelle fenêtre intelligente MCU système de contrôle . Machines-outils et système hydraulique, 2015,43 (8): 148-151.
La conception et la mise en uvre de Wang Chao, écran d'ouverture Linbai Shun Feng, et ainsi de suite. systèmes de fenêtres intelligentes choses L'ère de l'informatique, 2016 (7): 12-15.
Gu Jia Ye, Xiao Huirong, Chen Zibo. Conception de fenêtre de contrôle intelligent basé sur GSM . Place de la technologie, 2014 (7): 253-256.
Liao Changchu .PLC Programmation et applications . Pékin: Industrie mécanique Press, 2014.
Cui Yang, Zhang Weihua, approche sur le système intelligent de contrôle à domicile basé sur l'Arduino Technologie électronique, 2014,40 (4): 123-125.
EVANS M, J NOBLE, HOCHENBAUM J.Arduino combat . Condition Qi, Pékin: Les gens de Postes et Télécommunications Press, 2014.
Li Ruiqi développement .Android de combat: de l'apprentissage au produit . Pékin: Tsinghua University Press, 2017.
Informations sur l'auteur:
Yang Zhigang, Liu Jiwen
(École de génie mécanique, Université de Dalian Jiaotong, Dalian 116028)
