CN208654570U - 一种基于plc控制智能家居系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能家居技术领域，具体涉及一种基于PLC控制智能家居系统。包括控制终端；通信模块；PLC；开关模块；温度控制模块；红外模块。本实用新型通过控制终端可实现室内绝大部分的电器的控制，如电灯，以及空调、电视、冰箱等带有红外线遥控设备的家用电器，结构简单，安装便利，操作方便。

Description

一种基于PLC控制智能家居系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，具体涉及一种基于PLC控制智能家居系统。

背景技术

智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。

现市面上产品多为控制套件组合与品牌独立控制，其工作方式为下位机实现特定参数或状态读取传送至上位机由上位机对数据进行处理得出结论反馈执行部分执行。由于控制中心负荷了极大部分或所有的逻辑与数值处理使得控制核心开发困难，过多的功能使控制核心开发及生产费用较高，且实现功能越繁杂开发难度越大。个体独立控制，每个智能产品具有独立控制APP或遥控系统结果智能家居变得繁杂操作麻烦且臃肿。受控制核心功能限制市场上智能家居控制方式和能力还较为简单，难以实现复杂控制。

实用新型内容

本实用新型目提供了一种基于PLC控制智能家居系统，解决了现有技术中智能家居系统繁杂臃肿、操作困难的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于PLC控制智能家居系统，包括

用于发送控制指令的控制终端；所述控制终端为电脑、手机、平板电脑或遥控器。

用于实现控制终端和PLC通信连接的通信模块；当控制终端与PLC无线连接时，需要使用通信模块将控制终端与PLC进行通信连接。

用于接收控制终端的控制指令，将控制指令进行解读，并发送对应的信息给开关模块、温度控制模块或红外模块，接收开关模块和温度控制模块反馈的信息并将该信息进行处理的PLC；

用于接收并执行PLC发送的开关指令、检测开关状态并将检测到的开关状态传送至PLC的开关模块；

用于接收并执行PLC发送的动作指令、检测室内温度并将检测到的温度信息传送至PLC的温度控制模块；

用于接收PLC发送的数据信息，并按照数据信息内容发送对应的红外线的红外模块。

进一步地，所述控制终端，控制终端通过通信模块与PLC相连，PLC通过导线连接有开关模块、温度控制模块和红外模块；开关模块上设置有信号采集口和继电器输出口，信号采集口与开关状态采集点相连，继电器输出口与待控制的设备电源相连；温度控制模块上设置有温度采集口，温度采集口与温度传感器相连；红外模块包括红外线发射器。

进一步地，所述开关模块、温度控制模块和红外模块均设置有多个。

进一步地，所述通信模块为支持MODBUS485通信协议的通信芯片。

进一步地，所述通信芯片为AT485。AT485是芯景科技推出的一款接口芯片，收发方可用其实现RS485/RS422协议的通信。该芯片工作于+5V电压，内含一个收发器，将TTL/CMOS电平与RS485/RS422标准电平相互转换。通信最高速率可达2.5Mb/s，距离最远可达1.2Km。利用该芯片可组成RS485网络，通信各方实现半双工式的数据交换，应用场合包括分布式收款机、查询终端、考勤机、远程监控测量、工业控制等。

进一步地，所述温度控制模块还设置有继电器，继电器通过继电器输出口与待控制的设备电源相连。

优选地，所述温度控制模块还设置有继电器，继电器通过继电器输出口与加热棒相连。

进一步地，所述PLC上还连接有报警模块，报警模块包括高温报警器。

一种基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：包括控制终端、通信模块、PLC、开关模块、温度控制模块、红外模块、带有红外接收装置的家电、以及带有加热装置和自动投喂装置的鱼缸，控制终端通过通信模块与PLC相连，PLC通过导线连接有开关模块、温度控制模块和红外模块；开关模块上设置有信号采集口和继电器输出口，信号采集口与开关状态采集点相连，继电器输出口与待控制的设备电源相连；温度控制模块上设置有温度采集口，温度采集口与温度传感器相连；红外模块包括红外线发射器，红外线发射器与带有红外线接收装置的家电对应设置，且红外线发射器与带有红外线接收装置家电的红外线接收装置之间没有遮挡物。

进一步地，所述开关模块继电器输出口上连接的待控制设备为电灯或自动投喂装置。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过控制终端可实现室内绝大部分的电器的控制，如电灯，以及空调、电视、冰箱等带有红外线遥控设备的家用电器，结构简单，安装便利，操作方便。

本实用新型采用模块式开发，将各个控制功能模块化，需要某个功能时，直接将设计好的对应的模块进行安装，与PLC进行匹配，即可实现该控制功能。如还需要控制浴室的温度时，将浴室温度控制模块与PLC进行匹配，即可实现智能控制浴室温度的功能。使本实用新型的适用范围更广，更具有开放性。

通过模块式开发，与传统一体式开发相比，开发单体逻辑简单开发难度低效率更高，且模块有独立逻辑整体系统可完成更复杂的智能控制。系统运算与执行分离：缩减控制核心过多的空间占用使控制核心拥有更多的空间及资源完成高难度逻辑功能。查错简单：由于各功能独立出错时查错简单且模块更换成本低廉。升级性高：主核心仅做逻辑运算符合主核心数据采集规则模块皆可以添加，同理只需给定特点数据给予主核心下微模块具体实施方案不影响整体系统。

附图说明

图1是本实用新型结构拓扑图。

图2是本实用新型结构电路图。

图中：1、控制终端；2、通信模块；3、PLC；4、开关模块；5、温度控制模块；6、红外模块。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做详细的说明。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例提供了一种基于PLC控制智能家居系统，如图1至图2所示。

若一户有三个房间，每个房间内有三盏电灯、一台空调和一台电视，每盏灯均由一个开关模块4内的继电器进行控制，每盏灯的开关状态均由开关状态采集点进行检测，每个房间内设置有一个温度传感器、一个高温报警器和一个红外线发射器，则该户的硬件配置为：

(1)PLC一台(通讯站号1)；

(2)开关模块九个(通讯站号2-10)；

(3)温度控制模块三个(通讯站号11-13)；

(4)红外线发射器三个(通讯站号14-16)；

(5)高温报警器三个(通讯站号17-19)；

(6)电源四个；

(7)导线若干。

PLC采用信捷XC3PLC。除此之外，可以采用的PLC型号如：欧姆龙、施耐德、西门子、三菱这些品牌的常用PLC都具有系统所需功能所以都可以采用。

所述开关模块和温度控制模块中，均采用STM8S208MB单片机进行控制。

每盏电灯由一个开关模块4进行控制，当需要打开或关闭某个电灯时，仅需要PLC3向对应的开关模块4传送打开或关闭指令，开关模块4通过继电器控制与其相连的电灯的电源接通或断开，即可实现打开或关闭电灯的功能。若开关模块4上电时所控制灯为熄灭状态，并将开关当前状态读取记录为A，将灯输出状态记为B，完成初始化。开关模块4支持两种操作模式：开关操作与通讯操作。开关操作，当记录开关状态A与实际读取开关状态不同时，模块认为开关有操作，对灯输出状态B进行取反，并同时对记录状态A取反，并将B状态返回PLC，完成操作。通讯操作，当通讯口检测到通讯信号将所接收指令记录为C当C＝1时对灯实时输出状态进行取反，当C＝2时对灯实际输出状态置2,当C＝3时对灯实际输出状态置0，当C＝4时将实时输出状态返回PLC。开关状态采集点通过单片机管脚采集高低电位判断每盏灯的开关状态。

温度传感器实时检测该房间温度，当检测到温度高于预设值时，高温报警器打开，提醒房间内的人员温度过高。同时，PLC3给红外模块6中的红外线发射器发送指令，控制空调打开进行降温。

红外模块6需要将市面上大多数红外通讯协议进行收录支持或对各个品牌遥编码方式进行收录支持并对其进行再度编码。假设上位控制器发送给红外模块6的命令为ABCDEF，则AB代表所收录的遥控器编号CD代表实际操作命令EF为操作位置。假设市面上有100种遥控器那么AB就有0-99共100个种类。即红外模块6会对上位机发送过来的AB值进行比较然后打开对应的遥控函数进行操作然后根据CDEF的值发送实际的红外信号出去。当本系统安装好后，将该房间内的电视机型号与对应的AB值进行匹配，需要控制房间内的电视机时，红外模块6接收到命令后即可实现对应的电视机的控制。

关于红外线发射器与电视机中的红外线接收器之间如何进行通信，则为现有技术，本文不再赘述。

实施例2：

本实施例提供了一种基于PLC控制智能家居系统，如图1至图2所示。

若一户由三个房间增加到四个房间，每个房间内有三盏电灯、一台空调和一台电视，每盏灯均由一个开关模块4内的继电器进行控制，每盏灯的开关状态均由开关状态采集点进行检测，每个房间内设置有一个温度传感器、一个高温报警器和一个红外线发射器，则该户的硬件配置为：

(1)PLC一台(通讯站号1)；

(2)开关模块十二个(通讯站号2-13)；

(3)温度控制模块四个(通讯站号14-17)；

(4)红外线发射器四个(通讯站号18-21)；

(5)高温报警器四个(通讯站号22-25)；

(6)电源五个；

(7)导线若干。

本实施例与实施例1的区别在于，房间的数量不同，故设备的数量相应的不同，针对不同的设备数量，需要对程序进行升级，操作步骤：1.对PLC程序进行重新下载；2.对模块站号进行重新编码；3.将硬件进行有效挂载。即可实现系统升级，同规格不同控制方案可直接进行PLC下载完成程序替换。

实施例3：

本实施例提供了一种基于PLC控制智能家居系统，如图1至图2所示。

本实施例与实施例1基本相同，区别在于，其中一个房间内还设置有一个鱼缸，鱼缸内设置有温度传感器、加热装置和自动投喂装置，则该户的硬件配置还包括：

(1)开关模块4一个(通讯站号20)；

(2)温度控制模块5一个(通讯站号21)。

所述的温度控制模块5包括继电器和温度采集口，温度采集口上连接有温度传感器，温度传感器实时检测鱼缸内的水温。继电器通过继电器输出口与设置于鱼缸内的加热装置的电源相连，控制加热装置的导通或断开。当水温过低时，温度控制模块5内的继电器控制加热装置的电源导通，加热装置启动，对水温进行加热，当水温加热至预设温度时，停止加热。所述加热装置为加热电阻。

所述开关模块4内的继电器与自动投喂装置投喂口的开关电源相连，控制投喂口的打开或关闭，可通过控制终端1对投喂的时间进行设置，如一小时投喂一次，每次投喂10秒，则开关模块4内的继电器每一小时打开投喂口10秒，然后关闭投喂口，实现自动投喂。

实施例4：

本实施例提供了一种基于PLC控制智能家居系统，如图1至图2所示。

一种基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：包括

用于发送控制指令的控制终端1；用于实现控制终端1和PLC3通信连接的通信模块2；用于接收控制终端1的控制指令，将控制指令进行解读，并发送对应的信息给开关模块4、温度控制模块5或红外模块6，接收开关模块4和温度控制模块5反馈的信息并将该信息进行处理的PLC3；用于接收并执行PLC3发送的开关指令、检测开关状态并将检测到的开关状态传送至PLC3的开关模块4；用于接收并执行PLC3发送的动作指令、检测室内温度并将检测到的温度信息传送至PLC3的温度控制模块5；用于接收PLC3发送的数据信息，并按照数据信息内容发送对应的红外线的红外模块6。

所述控制终端1，控制终端1通过通信模块2与PLC3相连，PLC3通过导线连接有开关模块4、温度控制模块5和红外模块6；开关模块4上设置有信号采集口和继电器输出口，信号采集口与开关状态采集点相连，继电器输出口与待控制的设备电源相连；温度控制模块5上设置有温度采集口，温度采集口与温度传感器相连；红外模块6包括红外线发射器。

所述开关模块4、温度控制模块5和红外模块6均设置有多个。

所述控制终端1为电脑或手机。

所述通信模块为支持MODBUS485通信协议的通讯芯片。

所述通信芯片为AT485。AT485是芯景科技推出的一款接口芯片，收发方可用其实现RS485/RS422协议的通信。该芯片工作于+5V电压，内含一个收发器，将TTL/CMOS电平与RS485/RS422标准电平相互转换。通信最高速率可达2.5Mb/s，距离最远可达1.2Km。利用该芯片可组成RS485网络，通信各方实现半双工式的数据交换，应用场合包括分布式收款机、查询终端、考勤机、远程监控测量、工业控制等。

所述温度控制模块5还设置有继电器，继电器通过继电器输出口与待控制的设备电源相连。

所述PLC3上还连接有报警模块，报警模块包括高温报警器。

实施例5：

本实施例提供了一种基于PLC控制智能家居系统，如图1至图2所示。

一种基于PLC3控制智能家居系统，包括控制终端1、通信模块2、PLC3、开关模块4、温度控制模块5、红外模块6、带有红外接收装置的家电、以及带有加热装置和自动投喂装置的鱼缸，控制终端1通过通信模块2与PLC3相连，PLC3通过导线连接有开关模块4、温度控制模块5和红外模块6；开关模块4上设置有信号采集口和继电器输出口，信号采集口与开关状态采集点相连，继电器输出口与待控制的设备电源相连；温度控制模块5上设置有温度采集口，温度采集口与温度传感器相连；红外模块6包括红外线发射器，红外线发射器与带有红外线接收装置的家电对应设置，且红外线发射器与带有红外线接收装置家电的红外线接收装置之间没有遮挡物。

所述开关模块4继电器输出口上连接的待控制设备为电灯或自动投喂装置。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (9)

1.一种基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：包括

用于发送控制指令的控制终端(1)；

用于接收控制终端(1)的控制指令，将控制指令进行解读，并发送对应的信息给开关模块(4)、温度控制模块(5)或红外模块(6)，接收开关模块(4)和温度控制模块(5)反馈的信息并将该信息进行处理的PLC(3)；

用于接收并执行PLC(3)发送的开关指令、检测开关状态并将检测到的开关状态传送至PLC(3)的开关模块(4)；

用于接收并执行PLC(3)发送的动作指令、检测室内温度并将检测到的温度信息传送至PLC(3)的温度控制模块(5)；

用于接收PLC(3)发送的数据信息，并按照数据信息内容发送对应的红外线的红外模块(6)。

2.根据权利要求1所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述控制终端(1)和PLC(3)之间还包括用于实现控制终端(1)和PLC(3)通信连接的通信模块(2)。

3.根据权利要求2所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述控制终端(1)，控制终端(1)通过通信模块(2)与PLC(3)相连，PLC(3)通过导线连接有开关模块(4)、温度控制模块(5)和红外模块(6)；开关模块(4)上设置有信号采集口和继电器输出口，信号采集口与开关状态采集点相连，继电器输出口与待控制的设备电源相连；温度控制模块(5)上设置有温度采集口，温度采集口与温度传感器相连；红外模块(6)包括红外线发射器。

4.根据权利要求3所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述开关模块(4)、温度控制模块(5)和红外模块(6)均设置有多个。

5.根据权利要求3所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述控制终端(1)为电脑、手机、平板或遥控器。

6.根据权利要求3所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述温度控制模块(5)还设置有继电器，继电器通过继电器输出口与待控制的设备电源相连。

7.根据权利要求3所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述PLC(3)上还连接有报警模块，报警模块包括高温报警器。

8.根据权利要求3所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述通信模块(2)为支持MODBUS485通信协议的通信芯片。

9.根据权利要求8所述的基于PLC控制智能家居系统，其特征在于：所述通信芯片为AT485。