基于PLC的远程监控系统

穆杨

摘要：随着社会的进步与发展，我们逐渐步入互联网时代，智能家居、车联网的发展大大改善了我们的生活水平和质量。基于PLC的智能家居设计的主体是PLC(可编程逻辑控制器)，其实质是一种专门用于工业控制的计算机;并且外接短信报警与控制模块，可以实时监控家里，并远程控制家中电器。利用手机短信这一发展完善的手段，对家里存在的隐患进行排除，保证家里的安全。文章主要介绍了PLC的家居远程监控系统。

关键词：PLC；家居远程；监控系统

引言

智能家居频繁出现在各大媒体上，成了人们耳熟能详的词汇。目前通常把智能家居被定义为利用电脑、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地结合的一个系统。也就是说，首先，它们都要在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络的操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的媒介平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求。最后，它们的最终目的都是为满足人们对安全、舒适、方便和符合绿色环境保护的需求。

1系统功能设计

(1)使用GRM500芯片模块。GRM500是基于专用于PLC远程维护和监控的通讯模块，使用3G做为通讯手段(可以升级为4G)，内置网页发布，一个模块就可以实现PLC的远程监控，上下载程序，短信报警，内置手机网页监控等。在GRM500上外接红外遥控仪来控制家用电器的关闭开启;并且外接烟雾传感器、温湿度传感器等，实现家庭监测。

(2)自动发送报警短信。灵活的设置不同的报警限值以及相应的接收方，确保在第一时间得到报警消息。

(3)手机短信报警和短信控制。在模块配置软件里面配置PLC发送短信的条件，内容接收人，下载到模块。PLC无需任何编程。可以实现手机短信控制PLC，发短信和拨号主动报警提醒。可以远程修改短信报警内容，手机联系人等，方便随时更改。

(4)系统将传感器测得的安全数据存在本地数据库中，随时进行分析，根据测得数据调整报警的上下限的范围，更加符合家具所需。

2硬件系统设计

2.1控制模块的工作原理

控制模块是整个硬件系统的核心，以智能防盗门的开关控制为例，简述自动控制模块的工作过程。首先智能防盗门是关闭的，当用户想通过钥匙、密码等方式开门时，就会产生一个开门信号，传输到PLC控制中心，PLC通过与设定程序逻辑分析比较后，发出一个开门指令，传输到执行机构，智能防盗门完成开门动作。同时感知智能防盗门位置的传感器检测出门的位置，产生一个位置信号，传输到控制中心，经逻辑分析，如果与设定位置相符，电机停止工作，反之继续执行开门动作，直到满足要求为止。其次，如果人们没用钥匙、密码不正确开门时，可以发出报警信号，从而满足人们对居住环境舒适、高效、安全等要求。为了达到要求作了如下硬件选择。

2.2硬件系统选择设计

选择OMRON公司的CP1L作为控制中心，本文以智能防盗门为例。

2.3防盗门智能采集模块设计

防盗门智能采集模块一般情况下使用的是CSS14-34-S-D-M-ST设备采集门外的光照强度、安全系数等数据，大部分时候以A/D接口作为转换，I2C总线接口全部集成在同一块芯片上，且最小体积为（27×1082×35）mm，可接受大小处于2.4～5.5V的外接电源。该智能模块的主要作用就是采集门外的信息，并将采集到的信息转变成强度不同的信号传输给CP1L控制中心，再由CP1L控制中心对反馈回来的信号进行分析，然后再将分析完成后的结果传输回采集模块中。像CST34-S-1和CST34-S-2等都属于常用设备

2.4电源模块设计

因为整个PCL系统所使用的均为稳压直流电源，首先要对接入的交流电源进行整流稳压处理，且要保证经过处理的电压稳定在6～24V。

2.5整体硬件系统工作流程

居住者发出动作，通过上述3个模块的处理，形成一完整的指令。该指令被暂时存储于PLC机中，待PLC控制器完成对指令的审核之后，传输至执行器完成整个硬件系统的工作流程。

3软件系统设计

3.1运行协议流程

为了保证PLC控制系统整体的流畅运行，通过TCP/IP协议，将整体系统中各个模块与RS-232串口线相连，形成一个新型CP1W-CIF01-RS-232通讯板，然后为了保证系统的正常运行，采用TC35i模块收发无线异步。

3.2远程监测控制流程

通常情况下，选用CP1L系列的欧姆龙原件来操控电动机，此时要保证进电端接线接地和干扰隔离系统的正常运行。在远程监控流程的输出端连接一个MY2N-J欧姆龙原件，作为继电器接入电路中，且要保证该原件工作时的平均转速不超过5r/min。

通过上计算可以知道MY2N-J欧姆龙原件的真实转速，在一段时间内如果该数值可以一直维持在5r/min以下，就可以将结果返回至CP1L硬件控制中心，然后通过CP1L中心的计算完成后续的操作过程，进而使得系统整体连通，也就完成了对各个模块的控制过程。

3.3整体软件系统设计

通过运行协议流程和远程检测流程，完成了软件系统中的核心部分，为了保证整个工作流程的顺利进行，还要将发出的信号暂时存入AT命令执行器中，通过MODEM检测系统验证相关语句，以确保每个信号的准确性，其检测过程满足语句<AT+CMGS//<回车>//=25>。

4手机短信远程查询控制系统

不仅可以接收报警短信而且可以发送短信进行查询控制。通过编程，可以让PLC接收，由红外控制仪执行命令。

结语

由于PLC易扩展，可以根据实际需要增加系统功能，例如，有老人需要照顾，在老人特定部位安装传感器，在门、马桶、洗脸池某个位置安装压力传感器等，就可以远程监控家里的实时状况。将PLC技术与智能控制技术相结合，可以使人们的家居生活不但便捷，而且让人感到舒适，实现家居真正智能化，以推动智能家居的发展和普及。

(1)该系统对传统居家的控制大大提高了生活的便利。对家用电器进行实时的控制，用传感器采集数据，实时将报警消息传送给户主，有效的排除了报警死角，为自主控制家用电器提供了可能。

(2)该设计在发生危险的第一时刻将短信发出，让户主立马可以采取反应，相应的降低了可能会发生的严重后果，减少了中间环节耽误的时间，更加高效。

(3)户主可以远程通过手机实现家用电器的开关。例如冬天回家前就可以遥控打开空调，增添湿度等;离家后才发现忘关电器也可以远程遥控，甚至可以切断电源等等。

综上所述，基于PLC的智能家居的设计在日常生活中有很大的应用天地，并且在技术上也是可行的，是可以推广应用的。

参考文献:

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