基于PLC智能家居遠程安防系統設計研究

摘? ? 要：隨著社會經濟、微電路技術、網絡技術的飛速發展，用戶的消費水平與過去相比有了極大的的提高，以家庭成員安全與家庭財產為保護對象的各類智能家居遠程安防系統在設計上有了長足的發展，并且得到了越來越廣泛的應用，由高端家庭設備轉變，逐漸進入普通人的生活。運行穩定的遠程安防系統不僅復雜而且昂貴。超出了大多數用戶可以接受的價格區間。本文基于PLC可編程羅技控制器，為用戶設計廉價、穩定、實用的智能家居遠程安防系統。旨在為用戶創造良好的生活環境，提高用戶的生活質量。

關鍵詞：PLC;智能家居;遠程安防

1? 引言

隨著經濟、科技的發展，人們生活水平的不斷提高。智能家居遠程安防系統也逐漸在普通人家推廣開來。智能家居遠程安防系統安裝于房屋之內，調用房屋內部的通信網絡，具有火災即時報警、可燃氣體泄漏實時報警、非法入侵檢測、家庭監控實時查看等多種功能，集中體現了智能家居遠程安防系統結構、管理、方面的先進理念。

為了提高人們居家生活質量，進一步提升智能家居遠程安防系統的性能比。以PLC技術為智能信息處理核心，通過組態實現遠程監控和遙控功能，基于正交頻分復用技術及TCP/IP協議，完成了通信網關軟件的設計。本設計采用PLC和多種傳感器實現對智能家居常規控制的基礎上，利用PLC可編程控制器發出的脈沖信號構成全家的智能控制管理，實現智能家居遠程安防系統設計。而且本著更容易普及這種技術，我們采用PLC、多種傳感器構成的系統具準確、方便、容易擴展的特點，能更加好的完成復雜的智能化控制任務。

2? 系統設計要求

結合實際生活場景，本次基于PLC的智能家居遠程安防系統提出了以下功能需求：

（1）非法入侵檢測：主要是對非家庭內部成員進入室內的檢測。例如，當外部人員進入房間盜竊時，通過在家中個主要位置布置的人體紅外探測器進行實時監控，系統通過紅外檢測節點將檢測到的人體紅外數據信息傳輸到PLC數據處理中心進行決策處理，并調用家庭安防攝像系統，遠程家居安防系統將攝像頭云臺調整至固定位置，實時捕捉圖像，并將報警信息發送給用戶。

（2）可燃氣體泄露實時報警：可燃氣體泄露實時報警主要用于檢測家中的燃氣泄漏。當燃氣泄漏且不能及時控制時，會給用戶帶來極大的安全隱患。當智能家居遠程安防系統通過一氧化碳、甲烷等可燃氣體傳感器檢測到可燃氣體泄漏并達到一定報警濃度時，系統將關閉用戶燃氣主閥，開啟聲光報警換位，并向用戶及時發送短信或通過用戶手機APP進行報警，顯示家中存在安全異常。

（3）火災即時報警：即時報警模塊主要對家庭中火災易發區域進行監控。當系統檢測到家中發生火災時，系統將打開聲光報警，并向用戶及時發送短信或者通過用戶手機APP進行報警，顯示家中存在安全異常。

（4）視頻實時瀏覽：當用戶不在家，擔心獨自在家的老人、孩子的安全時，用戶可以登錄到客戶端查看家里的實時情況，并且可以對監控器的云臺進行控制，多角度觀察家中情況。

3? 基于PLC智能家居遠程安防系統設計

制作PLC控制系統，首先要確定被控制的對象和控制范圍，很據被控制對象和控制范圍選用合適的PLC控制器作為控制中心，再以控制器為核心，以控制要求為基礎，制作硬件設計和軟件設計。

智能家居遠程安防的實現過程首先是通過感知層節點對家中的環境數據信息進行實時的采集，然后將采集到的數據通過安防感知節點端的輔助微處理器進行初次的簡單判斷;當輔助微處理器判斷采集到的數據異常時，再將感知節點采集到的數據信息傳輸至PLC控制器進行近一步的處理;而當數據處理的決策結果為異常時，此時PLC控制器直接調用報警線程。

（1）非法入侵檢測功能設計：利用人體紅外傳感器對家中非法入侵者進行實時監控。當發現有人闖入房間時，系統還會調用相應的報警線程。為了防止誤報警、漏報警的發生，系統的紅外傳感模塊來選擇雙單元紅外傳感器。該傳感器由超聲波和紅外線聯合檢測，超聲波用于位移檢測，紅外線用于溫度檢測。當溫度變化且有位移時，探頭將信號傳回至PLC控制中心，實現報警動作。如果只有一個條件變化，即溫度變化或位移變化，探頭不會產生報警信號。在報警線程的設計中，還設計了聯動動作。因為當用戶不在家的時候，小偷進入房間偷東西，單一攝像頭不能對其進行跟蹤監測，因此，還需設計攝像連續跟蹤系統，即當系統檢測到異常時，系統將根據侵入者的位置，調用連接相關網絡高清攝像頭采集證據，并實時上傳網絡，方便用戶查詢。

（2）火災即時報警：實時采集室內環境數據，包括溫度、煙霧濃度、CO濃度等數據信息。通過這三種數據信息的融合，判斷房間是否發生火災，若房內發生火災，傳感器將信號傳至感知節點，PLC控制器將進行下一步動作，通知用戶家中發生火災。

（3）燃氣泄漏即時報警：將傳感器安裝在室內易發生燃氣泄漏的地方，如燃氣管道周圍、廚房等。當傳感模塊檢測到房間內存在可燃氣體泄漏時，PLC系統會調用相應的報警線程。其中，當系統檢測到可燃氣體泄漏時，系統設置聯動動作，即當房間內發生可燃氣體泄漏異常時，系統將聯動電源控制器自動關閉氣體主閥，然后將報警信息發送給用戶。

4? 結語

總之，PLC控制系統在智能家居安全系統領域將成為未來應用的主流。目前，這方面還存在許多不足之處需要改進，隨著技術的進步及成本的下降，基于PLC系統智能家居遠程安防系統將進一步完善。

參考文獻：

[1] 蔣雪梅.傳感器電路設計方案分析與研究[J].科技創新導報，2011.

[2] 王明秋.智能家居控制系統的設計與實現研究[D].華中師范大學，2006.

[3] 劉晶.智能家居中PLC控制系統的實現[D].哈爾濱理工大學，2014.

作者簡介：

張芳芳（1987—），女，漢族，山東菏澤人，本科學歷，助理工程師，研究方向：電子信息工程。