CN208298008U - 一种基于plc的智能家居控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于PLC的智能家居控制装置，包括PLC控制器、触摸屏面板、传感器模块、WIFI模块、红外转发模块以及与上述各模块电性相连的用以供电的电源模块；传感器模块的输出端与PLC控制器的输入端相连，用以将检测的数据传输至PLC控制器中进行处理；触摸屏面板的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，将控制指令传输至PLC控制器中；红外转发模块的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以根据PLC控制器的指令来遥控家电；PLC控制器的输出端与一个以上的家电电性相连，用以根据接收到的数据与指令对家电的工作状态进行控制。本实用新型采用PLC控制器能够提高控制装置的稳定性和抗干扰能力。

Description

一种基于PLC的智能家居控制装置

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，特别是一种基于PLC的智能家居控制装置。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通讯、信息家电和设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。目前的智能家居控制系统主要实现家电控制、灯光控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、计算机控制、定时控制以及电话远程遥控等功能。现有智能家居控制系统多采用单片机开发，但是单片机在工作中容易受到外界干扰，无法准确执行控制指令。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提出一种基于PLC的智能家居控制装置，通过PLC控制器能够提高控制装置的稳定性和抗干扰能力。

本实用新型采用以下方案实现：一种基于PLC的智能家居控制装置，包括PLC控制器、触摸屏面板、传感器模块、WIFI模块、红外转发模块以及与上述各模块电性相连的用以供电的电源模块；

所述传感器模块的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以将获取到的数据传输至PLC控制器中进行处理；所述触摸屏面板的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以将控制指令传输至PLC控制器中；所述红外转发模块与家电的红外遥控器通信相连，用以学习红外遥控器发出的红外控制指令，所述红外转发模块的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以和PLC控制器通讯并根据PLC控制器的指令来遥控家电；所述PLC控制器经所述WIFI模块与服务器通信相连，所述服务器与移动终端通信相连，用以使所述PLC控制器与所述移动终端进行数据交互；所述PLC控制器的输出端与一个以上的家电电性相连，用以根据接收到的数据与指令对家电的工作状态进行控制。

进一步地，所述传感器模块包括光敏传感器、温度传感器、门磁传感器、CO检测传感器、烟雾检测传感器以及窗帘检测传感器；所述家电包括照明灯、空调、防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置。

由于小型PLC的价格越来越接近单片机控制器，相对于单片机小型PLC开发的智能家居系统具有编程简单抗干扰性强、运行稳定的优势，因此在本实用新型中，控制装置采用PLC控制器，能够提高控制装置的稳定性和抗干扰能力；另外，所述触摸屏面板替代传统开关，能够实现任何一个控制面板可以控制任何一个家电，增加用户操控的方便性，所述红外学习模块能够学习家电的遥控功能并通过和PLC通讯把红外转发模块的站点地址和按键地址发送给PLC控制器，接收PLC控制信号来遥控家电，两者均提高了控制装置的智能化水平；传感器模块中包括一个以上的传感器(具体个数由智能家居系统的检测需要及PLC控制器的输入点数来确定)，各个传感器能够对各类家电数字量和模拟量数据进行采集并输入PLC控制器中；通过上述模块，该控制装置通过有线控制的方式由PLC做主站，触摸屏面板与红外转发模块做从站，PLC控制器对各个家电(具体数量由智能家居系统需要控制的电器数量及PLC控制器的输出点数来确定)进行控制，从而实现对照明、空调、防盗、家电、CO安防、烟雾安防、窗帘等家电的控制；另外，该控制装置还能够通过无线控制的方式对家电进行监控，PLC控制器通过无线网络与移动终端进行数据交互，移动终端将无线控制指令发送至PLC控制器中，通过PLC控制器对家电的工作状态进行控制，移动终端为手机、平板等。

进一步地，所述PLC控制器采用型号为EC2N-48MR的PLC控制器。

进一步地，所述触摸屏面板的数量为一个以上；所述PLC控制器包括一个以上的RS485通讯接口；所述PLC控制器中每个RS485通讯接口的A端口、B端口分别与各触摸屏面板的RS485通讯接口的A端口、各触摸屏面板的RS485通讯接口的B端口相连；所述PLC控制器中每个RS485通讯接口的A端口、B端口分别与红外转发模块的RS485通讯接口的A端口、红外转发模块的RS485通讯接口的B端口相连；所述各触摸屏面板与红外转发模块中的RS485通讯接口的A端口相互连接，所述各触摸屏面板与红外转发模块中的RS485通讯接口的B端口相互连接；所述各触摸屏面板、红外转发模块的GND端口均与电源模块的负极相连，所述电源模块的负极还与所述PLC控制器的COM输入端相连，所述触摸屏面板、红外转发模块以及PLC控制器的24V电源输入端均与电源模块的正极端相连。

特别的，通常情况下PLC控制器具有2个RS485通讯接口，所述PLC控制器的RS485通讯接口和触摸屏面板间采用超五类双屏蔽8芯网线，其中4根分别为电源线正、负极和RS485通讯接口、A端口、B端口，另外4根备用。

较佳的，所述触摸屏面板的数量根据需要进行控制的家电的数量决定，所述PLC控制器能够连接一个以上的触摸屏面板。

进一步地，所述光敏传感器、温度传感器、CO检测传感器、烟雾检测传感器均为三线制传感器，所述门磁传感器、窗帘检测传感器均为二线制传感器；所述传感器模块还包括启动开关与停止开关，所述启动开关的一端、停止开关的一端以及各二线制传感器的信号输出端均与所述PLC控制器的输入端相连，所述启动开关的另一端、停止开关的另一端以及各二线制的传感器的GND端均与所述PLC控制器的的COM端相连；各三线制的传感器的信号输出端与所述PLC控制器的输入端相连，三线制的传感器的GND端均与PLC控制器的COM端相连，三线制的传感器的电源端均与所述PLC控制器的24V电源输入端相连。

进一步地，所述照明灯的一个输入端、空调的一个输入端均与所述PLC控制器的输出端相连，所述照明灯的另一个输入端、空调的另外一端均与220V交流电源的火线端相连，PLC控制器的COM2端与220V交流电源的零线端相连；所述防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置的一个输入端均与所述PLC控制器的输出端相连，防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置的另外一端均与电源模块的正极端相连，所述PLC控制器的COM5端与电源模块的负极端相连。

进一步地，所述WIFI模块的型号为USR-W600，该WIFI模块具有RS485通讯接口，并且支持AP模式、STA模式以及AP+STA模式；所述电源模块采用型号为NES-100-24的24V开关电源。

进一步地，所述触摸屏面板采用型号为MT6037H的3.5寸触摸屏，该触摸屏面板具有RS485通讯接口，并且支持MODBUS传输协议，用于将获取到的控制指令通过MODBUS传输协议传输至所述PLC控制器中。

进一步地，所述红外转发模块采用串口学习型红外遥控器控制器ER-IR-M01，该红外转发模块用以学习家电的红外遥控器的红外控制指令信号，并在学习成功后通过MODBUS传输协议与PLC控制器通讯并把红外转发模块的站点地址和按键地址发送给PLC控制器，同时PLC控制器根据触摸屏面板的输入信号，发送指令控制红外转发模块，红外转发模块根据接收的控制指令对家电进行遥控控制。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：本实用新型提供的智能家居控制装置是以PLC控制器、触摸屏面板、红外转发模块、WIFI模块等作为平台开发的，PLC控制器具有更好的稳定性和抗干扰能力，因此该装置具有开放性和可靠性优势；控制装置在采用有线控制方式时，由PLC做主站控制器，触摸屏面板与红外转发模块做从站，PLC控制器通过MODBUS协议能够与多个从站进行信息交换，大大增加了系统的可扩展性，并且触摸屏面板替代传统开关，具有互联互控功能，即任何一个控制面板可以控制任何一个电器，能够增加用户操控的方便性；另外，在采用无线控制方式时，PLC控制能够通过WIFI模块与移动终端相连，实现控制装置的远程监控功能，使得装置具有良好的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型中智能家居控制装置的电路原理示意图。

图2为本实用新型中PLC控制器与触摸屏面板、红外转发模块的连接电路示意图。

图3为本实用新型中PLC控制器与传感器模块、各个家电的连接电路示意图。

具体实施方式

下面结合实施方式与实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实施方式提供一种基于PLC的智能家居控制装置，包括PLC控制器、触摸屏面板、传感器模块、WIFI模块、红外转发模块以及与上述各模块电性相连的用以供电的电源模块；

所述传感器模块的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以将获取到的数据传输至PLC控制器中进行处理；所述触摸屏面板的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以将控制指令传输至PLC控制器中；所述红外转发模块与家电的红外遥控器通信相连，用以学习红外遥控器发出的红外控制指令，所述红外转发模块的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以和PLC控制器通讯并根据PLC控制器的指令来遥控家电；所述PLC控制器经所述WIFI模块与服务器通信相连，所述服务器与移动终端通信相连，用以使所述PLC控制器与所述移动终端进行数据交互；所述PLC控制器的输出端与一个以上的家电电性相连，用以根据接收到的数据与指令对家电的工作状态进行控制。

在本实施例中，所述传感器模块包括光敏传感器、温度传感器、门磁传感器、CO检测传感器、烟雾检测传感器以及窗帘检测传感器；所述家电包括照明灯、空调、防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置。其中，传感器与家电及其控制装置均采用现有的型号。

由于小型PLC的价格越来越接近单片机控制器，相对于单片机小型PLC开发的智能家居系统具有编程简单抗干扰性强、运行稳定的优势，因此在本实用新型中，控制装置采用PLC控制器，能够提高控制装置的稳定性和抗干扰能力；另外，所述触摸屏面板替代传统开关，能够实现任何一个控制面板可以控制任何一个家电，增加用户操控的方便性，所述红外学习模块能够学习家电的遥控功同时通过和PLC控制器通讯接收PLC的控制信号，两者均提高了控制装置的智能化水平；传感器模块中包括一个以上的传感器(具体个数由智能家居系统的检测需要及PLC控制器的输入点数来确定)，各个传感器能够对各类家电数字量和模拟量数据进行采集并输入PLC控制器中；通过上述模块，该控制装置通过有线控制的方式由PLC做主站，触摸屏面板与红外转发模块做从站，PLC控制器对各个家电(具体数量由智能家居系统需要控制的电器数量及PLC控制器的输出点数来确定)进行控制，从而实现对照明、空调、防盗、家电、CO安防、烟雾安防、窗帘等家电的控制；另外，该控制装置还能够通过无线控制的方式对家电进行监控，PLC控制器通过无线网络与移动终端进行数据交互，移动终端将无线控制指令发送至PLC控制器中，通过PLC控制器对家电的工作状态进行控制，移动终端为手机、平板等。

在本实施例中，所述PLC控制器采用型号为EC2N-48MR的PLC控制器。

在本实施例中，如图2所示，所述触摸屏面板的数量为一个以上；所述PLC控制器包括一个以上的RS485通讯接口；所述PLC控制器中每个RS485通讯接口的A端口、B端口分别与各触摸屏面板的RS485通讯接口的A端口、各触摸屏面板的RS485通讯接口的B端口相连；所述PLC控制器中每个RS485通讯接口的A端口、B端口分别与红外转发模块的RS485通讯接口的A端口、红外转发模块的RS485通讯接口的B端口相连；所述各触摸屏面板与红外转发模块中的RS485通讯接口的A端口相互连接，所述各触摸屏面板与红外转发模块中的RS485通讯接口的B端口相互连接；所述各触摸屏面板、红外转发模块的GND端口均与电源模块的负极相连，所述电源模块的负极还与所述PLC控制器的COM输入端相连，所述触摸屏面板、红外转发模块以及PLC控制器的24V电源输入端均与电源模块的正极端相连。

在本实施例中，特别的，通常情况下PLC控制器具有2个RS485通讯接口，所述PLC控制器的RS485通讯接口和触摸屏面板间采用超五类双屏蔽8芯网线，其中4根分别为电源线正、负极和RS485通讯接口、A端口、B端口，另外4根备用。

在本实施例中，较佳的，所述触摸屏面板的数量根据需要进行控制的家电的数量决定，所述PLC控制器能够连接一个以上的触摸屏面板。

在本实施例中，所述光敏传感器、温度传感器、CO检测传感器、烟雾检测传感器均为三线制传感器，所述门磁传感器、窗帘检测传感器均为二线制传感器；所述传感器模块还包括启动开关与停止开关，所述启动开关的一端、停止开关的一端以及各二线制传感器的信号输出端均与所述PLC控制器的输入端相连，所述启动开关的另一端、停止开关的另一端以及各二线制的传感器的GND端均与所述PLC控制器的的COM端相连；各三线制的传感器的信号输出端与所述PLC控制器的输入端相连，三线制的传感器的GND端均与PLC控制器的COM端相连，三线制的传感器的电源端均与所述PLC控制器的24V电源输入端相连。

在本实施例中，如图3所示，所述照明灯的一个输入端、空调的一个输入端均与所述PLC控制器的输出端相连，所述照明灯的另一个输入端、空调的另外一端均与220V交流电源的火线端相连，PLC控制器的COM2端与220V交流电源的零线端相连；所述防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置的一个输入端均与所述PLC控制器的输出端相连，防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置的另外一端均与电源模块的正极端相连，所述PLC控制器的COM5端与电源模块的负极端相连。

在本实施例中，所述WIFI模块的型号为USR-W600，该WIFI模块具有RS485通讯接口，并且支持AP模式、STA模式以及AP+STA模式；所述电源模块采用型号为NES-100-24的24V开关电源。

在本实施例中，所述触摸屏面板采用型号为MT6037H的3.5寸触摸屏，该触摸屏面板具有RS485通讯接口，并且支持MODBUS传输协议，用于将获取到的控制指令通过MODBUS传输协议传输至所述PLC控制器中。

在本实施例中，所述红外转发模块采用串口学习型红外遥控器控制器ER-IR-M01，该红外转发模块用以学习家电的红外遥控器的红外控制指令信号，并在学习成功后通过MODBUS传输协议与PLC控制器通讯把红外转发模块的站点地址和按键地址发送给PLC控制器，同时PLC控制器根据触摸屏面板的输入信号，发送指令控制红外转发模块，红外转发模块根据接收的控制指令对家电进行遥控控制。

在本实施例中，一种基于PLC的智能家居控制装置的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：所述传感器模块中的各个传感器实时采集各类数据并传输至所述PLC控制器中；

步骤S2：所述红外转发模块预先学习家电的遥控器的红外控制指令信号，红外转发模块学习成功后通过MODBUS传输协议与PLC控制器通讯并把红外转发模块的站点地址和按键地址发送给PLC控制器，同时PLC控制器根据触摸屏面板的输入信号，发送指令控制红外转发模块，红外转发模块根据接收的控制指令对家电进行遥控控制；

步骤S3：所述PLC控制器根据触摸屏面板、传感器模块、红外转发模块的输入信号，对输出端连接的各个家电进行控制；同时，所述PLC控制器还经WIFI模块通过无线网络与移动终端进行数据交互，所述移动终端将无线控制指令发送至所述PLC控制器中，通过所述PLC控制器对家电的工作状态进行控制。

在本实施例中，该控制方法中，控制装置中的PLC控制器采用有线通信方式与无线通信方式对家电的工作状态进行控制；其中，所述有线通信方式具体为：所述PLC控制器作为主站，所述触摸屏面板与红外转发模块作为从站，所述传感器模块中的各个传感器实时采集各类数据并传输至所述PLC控制器中；所述红外转发模块预先学习家电的遥控器的红外控制指令信号，红外转发模块学习成功后通过MODBUS传输协议与PLC控制器通讯并把红外转发模块的站点地址和按键地址发送给PLC控制器，同时PLC控制器根据触摸屏面板的输入信号，发送指令控制红外转发模块，红外转发模块根据接收的控制指令对家电进行遥控控制，所述PLC控制器根据触摸屏面板、传感器模块、红外转发模块的输入信号，对输出端连接的各个家电进行控制；所述无线通信方式具体为：所述PLC控制器经所述WIFI模块与服务器通信相连，所述服务器与移动终端通信相连，所述PLC控制器通过无线网络与所述移动终端进行数据交互，所述移动终端将无线控制指令发送至所述PLC控制器中，通过所述PLC控制器对家电的工作状态进行控制。

在本实施例中，该智能家居控制装置是以PLC控制器、触摸屏面板、红外转发模块、WIFI模块等作为平台开发的，PLC控制器具有更好的稳定性和抗干扰能力，因此该装置具有开放性和可靠性优势；控制装置在采用有线控制方式时，由PLC做主站控制器，触摸屏面板与红外转发模块做从站，PLC控制器通过MODBUS协议能够与多个从站进行信息交换，大大增加了系统的可扩展性，并且触摸屏面板替代传统开关，具有互联互控功能，即任何一个控制面板可以控制任何一个电器，能够增加用户操控的方便性；另外，在采用无线控制方式时，PLC控制能够通过WIFI模块与移动终端相连，实现控制装置的远程监控功能，使得装置具有良好的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：包括PLC控制器、触摸屏面板、传感器模块、WIFI模块、红外转发模块以及与上述各模块电性相连的用以供电的电源模块；

所述传感器模块的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以将检测的数据传输至PLC控制器中进行处理；所述触摸屏面板的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以将控制指令传输至PLC控制器中；所述红外转发模块与家电的红外遥控器通信相连，用以学习红外遥控器发出的红外控制指令，所述红外转发模块的输出端与所述PLC控制器的输入端相连，用以和PLC控制器通讯并根据PLC控制器的指令来遥控家电；所述PLC控制器经所述WIFI模块与服务器通信相连，所述服务器与移动终端通信相连，用以使所述PLC控制器与所述移动终端进行数据交互；所述PLC控制器的输出端与一个以上的家电电性相连，用以根据接收到的数据与指令对家电的工作状态进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述传感器模块包括光敏传感器、温度传感器、门磁传感器、CO检测传感器、烟雾检测传感器以及窗帘检测传感器；所述家电包括照明灯、空调、防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述PLC控制器采用型号为EC2N-48MR的PLC控制器。

4.根据权利要求1所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述触摸屏面板的数量为一个以上；所述PLC控制器包括一个以上的RS485通讯接口；所述PLC控制器中每个RS485通讯接口的A端口、B端口分别与各触摸屏面板的RS485通讯接口的A端口、各触摸屏面板的RS485通讯接口的B端口相连；所述PLC控制器中每个RS485通讯接口的A端口、B端口分别与红外转发模块的RS485通讯接口的A端口、红外转发模块的RS485通讯接口的B端口相连；所述各触摸屏面板与红外转发模块中的RS485通讯接口的A端口相互连接，所述各触摸屏面板与红外转发模块中的RS485通讯接口的B端口相互连接；所述各触摸屏面板、红外转发模块的GND端口均与电源模块的负极相连，所述电源模块的负极还与所述PLC控制器输入端的COM相连，所述各触摸屏面板、红外转发模块以及PLC控制器的24V电源输入端均与电源模块的正极端相连。

5.根据权利要求2所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述光敏传感器、温度传感器、CO检测传感器、烟雾检测传感器均为三线制传感器，所述门磁传感器、窗帘检测传感器均为二线制传感器；所述传感器模块还包括启动开关与停止开关，所述启动开关的一端、停止开关的一端以及各二线制传感器的信号输出端均与所述PLC控制器的输入端相连，所述启动开关的另一端、停止开关的另一端以及各二线制的传感器的GND端均与所述PLC控制器的COM端相连；各三线制的传感器的信号输出端与所述PLC控制器的输入端相连，各三线制的传感器的GND端均与PLC控制器的COM端相连，各三线制的传感器的电源端均与所述PLC控制器的24V电源输入端相连。

6.根据权利要求2所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述照明灯的一个输入端、空调的一个输入端均与所述PLC控制器的输出端相连，所述照明灯的另一个输入端、空调的另外一端均与220V交流电源的火线端相连，PLC控制器的COM2端与220V交流电源的零线端相连；所述防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置的一个输入端均与所述PLC控制器的输出端相连，防盗门锁装置、CO安防装置、烟雾安防装置以及窗帘控制装置的另外一端均与电源模块的正极端相连，所述PLC控制器的COM5端与电源模块的负极端相连。

7.根据权利要求1所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述WIFI模块的型号为USR-W600，该WIFI模块具有RS485通讯接口，并且支持AP模式、STA模式以及AP+STA模式；所述电源模块采用型号为NES-100-24的24V开关电源。

8.根据权利要求1所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述触摸屏面板采用型号为MT6037H的3.5寸触摸屏，该触摸屏面板具有RS485通讯接口，并且支持MODBUS传输协议，用于将获取到的控制指令通过MODBUS传输协议传输至所述PLC控制器中。

9.根据权利要求1所述的一种基于PLC的智能家居控制装置，其特征在于：所述红外转发模块采用串口学习型红外遥控器控制器ER-IR-M01，该红外转发模块用以学习家电的红外遥控器的红外控制指令信号，在学习成功后，通过MODBUS传输协议与PLC控制器通讯并把红外转发模块的站点地址和按键地址发送给PLC控制器，同时PLC控制器根据触摸屏面板的输入信号，发送指令控制红外转发模块，红外转发模块根据接收的控制指令对家电进行遥控控制。