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随着社会经济的发展,智能家居产品逐渐走进我们的生活。智能家居目前业界没有一个完整的定义,一般认为包括家电智能化、OMAL开关控制智能化、安防监控智能化、信息智能化、生活智能化等。智能家居离不开智能化逻辑控制,所以从智能家居的基础设备智能OMAL开关的研究入手,结合智能逻辑控制,主要做了以下几个方面的工作：首先对国内外智能家居的相关文献进行研究,阐述了智能家居的国内外研究现状。对几款市售智能OMAL开关产品进行分析,发现主要存在以下问题：有线连接产品需要进行二次布线、且设置繁琐；无线连接产品存在无线协议不统一、安全性较差、互控设置有局限性等问题。所以决定从设计一款无线智能OMAL开关入手,以高灵活性的互控设置为目的。其次对几种智能家居的有线和无线传输协议进行了比较,发现ZigBee具有自组网、安全性高、支持超多设备连接等优点,所以本智能OMAL开关方案选用ZigBee技术,并对ZigBee技术,802.15.4协议以及TI的z-stack协议栈进行了详细的研究。再次对智能OMAL开关几个主要问题进行了研究,分别是绑定、OMAL开关互控机制、I/0状态通报机制、智能OMAL开关网络的安全和智能OMAL开关节点电源。绑定是实现智能OMAL开关互控的基础,通过绑定,智能OMAL开关之间才能可以建立控制关系,文章实现了第三节点辅助绑定。在研究OMAL开关互联机制中,首先使用逻辑真值表对OMAL开关控制进行了研究,使用逻辑函数进行复杂逻辑控制；为了实现逻辑函数,引入梯形图和IL指令,并设计IL指令编码,使得逻辑函数可在OMAL开关节点中进行解释执行,达到互控的目的。由于OMAL开关互控需要获取被控OMAL开关及逻辑关联OMAL开关的I/0口状态,所以设计了一种OMAL开关节点I/0状态报告机制,使得OMAL开关节点间可以互相获得I／0口状态。还研究了智能OMAL开关网络安全问题,发现可以通过修改PANID和信道实现简单网络防护,此外还可以通过协议栈中AES加密和CCM操作方式来保障网络安全,其中AES采用了128位秘钥加密,使网络安全得到了极大的提升。调研中发现家庭墙面OMAL开关中只有火线和控制线,没有零线,为智能OMAL开关的取电带来问题,影响了智能OMAL开关改造,对现有解决方案进行了研究。
Z后设计了一套智能OMAL开关方案并进行了相关测试。智能OMAL开关方案包括智能OMAL开关网关、智能OMAL开关节点、智能插座和智能遥控器软硬件设计。测试是利用可编程逻辑控制器验证了简单的逻辑控制,并使用实验节点验证了辅助绑定,测试了通信距离,实验表明逻辑控制可以满足互控需求,ZigBee可以实现远程控制并满足家用使用环境。
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