摘 要：本研究首先分析了智慧家居控制系統的總體設計方案，然後對基於PLC技術的家居控制系統的硬體設計和軟體設計進行了詳細分析，最後總結得出在智慧家居控制系統中融入PLC技術不僅設計方便，同時對各個模組功能的實現也具有重要的作用。
【關鍵詞】智慧家居 PLC技術 安全舒適
智慧家居是以住宅為平臺，以建築裝置、智慧家電等裝置為主要控制物件，通過採用網路通訊技術、自動控制技術以及綜合佈線技術等將家居生活相關設施進行高度集中，從而構造出安全、舒適、高效的居住環境。而在家居控制應用系統設計中融入PLC技術不僅能夠實現系統裝置的監控和就地控制的作用，同時還能夠進一步實現數字化的要求。下面本研究就詳細分析家居控制應用系統設計中PLC技術應用的價值，以供參考。
1 智慧家居控制應用系統總體設計分析
本研究控制系統以西門子PLCS7-300為控制核心，以樓宇監控技術、感測器檢測技術、建築電氣照明技術以及自動控制技術為輔助技術，實現了對門廊、客廳(臥室)、廚房以及衛生間的照明系統、安防系統以及家用電器系統的智慧控制。智慧家居控制應用系統的總體設計結構圖如圖1所示，系統硬體結構框架圖如圖2所示。
2 硬體系統設計分析
安全舒適的家居環境是實現住宅家居智慧化的根本保障和前體。本研究智慧家居控制系統主要由照明系統、安防系統以及配電系統等幾個主要部分組成：
2.1 安防系統
安防系統主要是通過智慧家居控制器、可視對講監控系統以及家庭報警器、探測感測器等裝置構成的，此係統不僅能夠有效實現火災報警、防盜報警以及燃氣洩漏報警，同時還能夠實現緊急求助報警功能，而這些功能的實現主要是依靠安裝在住宅內部或者周圍的探測感測器，感測器負責將相關訊號進行收集，然後傳送到智慧家居控制器上進行判別，如果發生異常現象，系統就會發出報警的聲音，從而保證了住宅的安全性。安防系統的結構如圖3所示。
通過對上述智慧家居控制系統安防系統結構圖進行分析得知，此係統主要包括門磁開關、紅外探測器、玻璃破碎感測器以及紅外光柵感測器等家居門窗周圍的防保系統和緊急求助按鈕、瓦斯感測器以及煙霧感測器等安裝在屋內的感測器組成的防衛系統。
2.2 照明系統
在智慧家居控制系統設計中，為了實現節能降耗和美觀舒適的效果，本研究在照明系統的設計中主要採用了智慧調光技術，同時通過色彩的變換為人們提供溫馨的生活環境。其中客廳照明系統設計主要有手動控制和自動控制兩種形式，手動控制主要是通過客廳中的.相關按鈕實現燈具的開啟或者關閉兩種簡單狀態的控制，通過幾種按鈕的組合實現燈具的花樣控制;而在自動控制中，客廳主燈的亮度主要是根據客廳中的光照強度進行自動調節，而客廳中的彩燈主要是在離家模式和節日模式觸發報警時而實現的燈光定時閃爍的控制;客廳中白光主要是在離家模式或者影院模式觸發報警時出現柔和燈光的控制。
2.3 配電系統設計
智慧家居控制系統中配電系統主要是採用220V進線，然後再經過斷路器從母線端子對出線進行分配，其中主要包括24V電源供電、電器插座供電以及模擬窗照明供電和室內照明供電等。在配電系統設計中，由於24V電源進線直接對PLC控制系統長期供電，因此在出線側對電路中的分段控制不作探究。另外，由於電壓等級不同，所以系統配電主要分為強電配線和弱電配線。
3 智慧家居控制應用系統軟體設計分析
本研究智慧家居控制系統的軟體設計主要由模擬量控制、I/O控制以及時鐘定時器等系統組成，其中模擬量控制器主要控制固態調壓器1的輸出和控制固態調壓器2的輸出，從而實現對客廳主燈亮度的調節和對客廳彩燈閃爍的定時控制;而I/O控制主要是對緊急求助按鈕、報警復位按鈕、自動復位功能按鈕以及報警器和繼電器線圈等裝置的控制。另外對於窗簾電動機的定時啟動和停止，對廚房電器裝置的定時啟動和關閉，對客廳彩燈閃爍變化的效果以及時間的定時等一系列的定時系統主要採用定時控制來實現。在具體的設計中主要通過採用主程式以及子程式的設計思路開展的。
在智慧家居控制系統軟體設計中，照明系統中燈具亮度的調節是程式設計的重點內容。在具體的設計中需要首先採用照度感測器對室內的照度進行測量，測量方法為：首先將4～20mA的DC訊號輸出並傳送到AI模組SM331中，同時將模擬訊號轉換為數字訊號傳送到CPU312C系統中，然後通過對光亮的梯度進行計算，接著再根據相對光照量進行劃分閾值，最後通過對AO模組 SM332系統中的第1路通道輸出的0～10V訊號和固定調壓模組1在0～220V之間的電壓訊號等級進行控制，最後達到對客廳主燈照明亮度的調節。而彩燈亮度的控制主要在節日模式下的開關觸發下實現，其中在設計中主要是通過使AO模組中SM332第2路通道每隔一定的時間將設定好的電壓梯度訊號輸出並傳送到固體調壓模組2中;然後再由固體調壓模組轉換為電壓梯度實現對彩燈亮度的控制。在整個程式設計中主要是通過FC106(調節功能模組)對亮度調節中數字量和模擬量之間的轉換進行控制。
4 總結
通過對上述智慧家居控制系統進行設計和線上除錯以及離線實踐執行得知，此係統能夠很好滿足智慧家居控制系統設計的各項要求，同時PLC技術的應用不僅優化了設計過程，同時對進一步實現智慧家居控制系統的數字化和人性化也具有重要的作用。
參考文獻
[1]鄒恩，霍慶，黃興.基於zigbee技術的智慧家居控制系統的設計[J].電子世界，2014，(06)：107-109.