কিভাবে zigBee-ভিত্তিক স্মার্ট হোম ডিজাইন করবেন?

স্মার্ট হোম হল একটি প্ল্যাটফর্ম হিসাবে একটি বাড়ি, সমন্বিত ওয়্যারিং প্রযুক্তির ব্যবহার, নেটওয়ার্ক যোগাযোগ প্রযুক্তি, সুরক্ষা প্রযুক্তি, স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি, অডিও এবং ভিডিও প্রযুক্তি গৃহস্থালীর জীবন সম্পর্কিত সুবিধাগুলিকে একীভূত করার জন্য, দক্ষ আবাসিক সুবিধাগুলি তৈরি করার সময়সূচী এবং পারিবারিক বিষয় ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থা। , বাড়ির নিরাপত্তা, সুবিধা, আরাম, শৈল্পিকতা উন্নত করুন এবং পরিবেশগত সুরক্ষা এবং শক্তি সঞ্চয়কারী জীবন্ত পরিবেশ উপলব্ধি করুন।স্মার্ট হোমের সর্বশেষ সংজ্ঞার উপর ভিত্তি করে, ZigBee প্রযুক্তির বৈশিষ্ট্যগুলি পড়ুন, এই সিস্টেমের ডিজাইন, প্রয়োজনীয় একটি স্মার্ট হোম সিস্টেম রয়েছে (স্মার্ট হোম (কেন্দ্রীয়) নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, পরিবারের আলো নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, বাড়ির নিরাপত্তা ব্যবস্থা), পরিবারের ওয়্যারিং সিস্টেম, হোম নেটওয়ার্ক সিস্টেম, ব্যাকগ্রাউন্ড মিউজিক সিস্টেম এবং পারিবারিক পরিবেশ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায় যোগদানের ভিত্তিতে।বুদ্ধিমত্তার মধ্যে বসবাসকারী নিশ্চিতকরণের উপর, সমস্ত প্রয়োজনীয় সিস্টেম সম্পূর্ণরূপে শুধুমাত্র ইনস্টল করা হয়, এবং যে গৃহস্থালী ব্যবস্থায় এক ধরনের বা তার উপরে ঐচ্ছিক সিস্টেম ইনস্টল করা হয় তাকে বুদ্ধিমত্তা বলতে পারে। অতএব, এই সিস্টেমটিকে বুদ্ধিমান হোম বলা যেতে পারে।

1. সিস্টেম ডিজাইন স্কিম

সিস্টেমটি বাড়িতে নিয়ন্ত্রিত ডিভাইস এবং রিমোট কন্ট্রোল ডিভাইসের সমন্বয়ে গঠিত।তাদের মধ্যে, পরিবারের নিয়ন্ত্রিত ডিভাইসগুলির মধ্যে প্রধানত কম্পিউটার যা ইন্টারনেট অ্যাক্সেস করতে পারে, কন্ট্রোল সেন্টার, মনিটরিং নোড এবং গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতির নিয়ামক যা যোগ করা যেতে পারে।রিমোট কন্ট্রোল ডিভাইসগুলি মূলত দূরবর্তী কম্পিউটার এবং মোবাইল ফোনের সমন্বয়ে গঠিত।

সিস্টেমের প্রধান কাজগুলি হল: 1) ওয়েব পেজ ব্রাউজিং এর প্রথম পৃষ্ঠা, পটভূমি তথ্য ব্যবস্থাপনা;2) ইন্টারনেট এবং মোবাইল ফোনের মাধ্যমে গৃহমধ্যস্থ যন্ত্রপাতি, নিরাপত্তা এবং আলোর সুইচ নিয়ন্ত্রণ উপলব্ধি করুন;3) ব্যবহারকারীর সনাক্তকরণ উপলব্ধি করতে RFID মডিউলের মাধ্যমে, যাতে ব্যবহারকারীকে এসএমএস অ্যালার্মের মাধ্যমে চুরির ক্ষেত্রে ইনডোর সিকিউরিটি স্ট্যাটাস সুইচ সম্পূর্ণ করা যায়;4) কেন্দ্রীয় কন্ট্রোল ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম সফ্টওয়্যার মাধ্যমে অন্দর আলো এবং গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি স্থানীয় নিয়ন্ত্রণ এবং স্থিতি প্রদর্শন সম্পূর্ণ করতে;5) ব্যক্তিগত তথ্য স্টোরেজ এবং ইনডোর ইকুইপমেন্ট স্ট্যাটাস স্টোরেজ ডাটাবেস ব্যবহার করে সম্পন্ন হয়।কেন্দ্রীয় কন্ট্রোল এবং ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ সরঞ্জামের স্থিতি জিজ্ঞাসা করা ব্যবহারকারীদের পক্ষে সুবিধাজনক।

2. সিস্টেম হার্ডওয়্যার ডিজাইন

সিস্টেমের হার্ডওয়্যার ডিজাইনের মধ্যে রয়েছে কন্ট্রোল সেন্টারের ডিজাইন, মনিটরিং নোড এবং হোম অ্যাপ্লায়েন্স কন্ট্রোলারের ঐচ্ছিক সংযোজন (উদাহরণ হিসাবে বৈদ্যুতিক ফ্যান কন্ট্রোলার নিন)।

2.1 কন্ট্রোল সেন্টার

নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের প্রধান কাজগুলি নিম্নরূপ: 1) একটি ওয়্যারলেস ZigBee নেটওয়ার্ক তৈরি করতে, নেটওয়ার্কে সমস্ত পর্যবেক্ষণ নোড যুক্ত করুন এবং নতুন সরঞ্জামের অভ্যর্থনা উপলব্ধি করুন;2) ব্যবহারকারী শনাক্তকরণ, গৃহমধ্যস্থ নিরাপত্তা সুইচ অর্জন করার জন্য ব্যবহারকারী কার্ডের মাধ্যমে বাড়িতে বা ফিরে ব্যবহারকারী;3) যখন একজন চোর রুমে অনুপ্রবেশ করে, ব্যবহারকারীকে সতর্ক করার জন্য একটি ছোট বার্তা পাঠান।ব্যবহারকারীরা সংক্ষিপ্ত বার্তাগুলির মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ নিরাপত্তা, আলো এবং বাড়ির যন্ত্রপাতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন;4) যখন সিস্টেমটি একা চলছে, তখন LCD বর্তমান সিস্টেমের অবস্থা প্রদর্শন করে, যা ব্যবহারকারীদের দেখার জন্য সুবিধাজনক;5) বৈদ্যুতিক সরঞ্জামের অবস্থা সংরক্ষণ করুন এবং সিস্টেমটি অনলাইনে উপলব্ধি করতে পিসিতে পাঠান।

হার্ডওয়্যার ক্যারিয়ার সেন্স মাল্টিপল অ্যাক্সেস/কলিশন ডিটেকশন (CSMA/CA) সমর্থন করে।2.0 ~ 3.6V এর অপারেটিং ভোল্টেজ সিস্টেমের কম বিদ্যুত খরচের জন্য সহায়ক।কন্ট্রোল সেন্টারে ZigBee কোঅর্ডিনেটর মডিউলের সাথে সংযোগ করে বাড়ির ভিতরে একটি বেতার ZigBee স্টার নেটওয়ার্ক সেট আপ করুন।এবং সমস্ত মনিটরিং নোড, নেটওয়ার্কে যোগদানের জন্য নেটওয়ার্কে টার্মিনাল নোড হিসাবে হোম অ্যাপ্লায়েন্স কন্ট্রোলারকে যুক্ত করার জন্য নির্বাচন করা হয়েছে, যাতে গৃহমধ্যস্থ নিরাপত্তা এবং বাড়ির যন্ত্রপাতিগুলির বেতার ZigBee নেটওয়ার্ক নিয়ন্ত্রণ উপলব্ধি করা যায়।

2.2 মনিটরিং নোড

মনিটরিং নোডের কাজগুলি নিম্নরূপ: 1) চোর আক্রমণ করার সময় মানবদেহের সংকেত সনাক্তকরণ, শব্দ এবং হালকা অ্যালার্ম;2) আলো নিয়ন্ত্রণ, নিয়ন্ত্রণ মোডটি স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ এবং ম্যানুয়াল নিয়ন্ত্রণে বিভক্ত, স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ অভ্যন্তরীণ আলোর শক্তি অনুসারে স্বয়ংক্রিয়ভাবে আলো চালু/বন্ধ হয়, ম্যানুয়াল নিয়ন্ত্রণ আলো নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রীয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার মাধ্যমে হয়, (3) অ্যালার্ম তথ্য এবং অন্যান্য তথ্য নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রে পাঠানো হয়, এবং সরঞ্জাম নিয়ন্ত্রণ সম্পূর্ণ করতে নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র থেকে নিয়ন্ত্রণ কমান্ড গ্রহণ করে।

ইনফ্রারেড প্লাস মাইক্রোওয়েভ সনাক্তকরণ মোড মানব শরীরের সংকেত সনাক্তকরণের সবচেয়ে সাধারণ উপায়।পাইরোইলেকট্রিক ইনফ্রারেড প্রোব হল RE200B, এবং অ্যামপ্লিফিকেশন ডিভাইস হল BISS0001।RE200B 3-10 V ভোল্টেজ দ্বারা চালিত এবং এতে অন্তর্নির্মিত পাইরোইলেকট্রিক ডুয়াল-সেনসিটিভ ইনফ্রারেড উপাদান রয়েছে।যখন উপাদানটি ইনফ্রারেড আলো পায়, তখন প্রতিটি উপাদানের খুঁটিতে আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব ঘটবে এবং চার্জ জমা হবে।BISS0001 হল একটি ডিজিটাল-অ্যানালগ হাইব্রিড asIC যা অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার, ভোল্টেজ কম্প্যারেটর, স্টেট কন্ট্রোলার, ডিলে টাইম টাইমার এবং ব্লকিং টাইম টাইমার নিয়ে গঠিত।একসাথে RE200B এবং কয়েকটি উপাদানের সাথে, প্যাসিভ পাইরোইলেকট্রিক ইনফ্রারেড সুইচ গঠন করা যেতে পারে।মাইক্রোওয়েভ সেন্সরের জন্য Ant-g100 মডিউল ব্যবহার করা হয়েছিল, কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি ছিল 10 GHz, এবং সর্বোচ্চ স্থাপনের সময় ছিল 6μs।পাইরোইলেক্ট্রিক ইনফ্রারেড মডিউলের সাথে মিলিত, লক্ষ্য সনাক্তকরণের ত্রুটির হার কার্যকরভাবে হ্রাস করা যেতে পারে।

আলো নিয়ন্ত্রণ মডিউল প্রধানত আলোক সংবেদনশীল প্রতিরোধক এবং আলো নিয়ন্ত্রণ রিলে গঠিত হয়.আলোক সংবেদনশীল রোধকে 10 K ω এর সামঞ্জস্যযোগ্য প্রতিরোধকের সাথে সিরিজে সংযুক্ত করুন, তারপরে আলোক সংবেদনশীল প্রতিরোধকের অন্য প্রান্তটি মাটিতে সংযুক্ত করুন এবং সামঞ্জস্যযোগ্য প্রতিরোধকের অন্য প্রান্তটি উচ্চ স্তরের সাথে সংযুক্ত করুন।দুটি রেজিস্ট্যান্স সংযোগ বিন্দুর ভোল্টেজ মান SCM এনালগ-টু-ডিজিটাল কনভার্টারের মাধ্যমে কারেন্ট লাইট চালু আছে কিনা তা নির্ধারণ করা হয়।অ্যাডজাস্টেবল রেজিস্ট্যান্স ব্যবহারকারীর দ্বারা আলোর তীব্রতা মেটাতে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে যখন আলো চালু হয়।ইনডোর আলোর সুইচগুলি রিলে দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।শুধুমাত্র একটি ইনপুট/আউটপুট পোর্ট অর্জন করা যেতে পারে।

2.3 যোগ করা হোম অ্যাপ্লায়েন্স কন্ট্রোলার নির্বাচন করুন

একটি উদাহরণ হিসাবে বৈদ্যুতিক ফ্যান এখানে, ডিভাইস নিয়ন্ত্রণ অর্জন করার জন্য ডিভাইসের ফাংশন অনুযায়ী প্রধানত গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি নিয়ন্ত্রণ যোগ করতে চয়ন করুন.ফ্যান কন্ট্রোল হল কন্ট্রোল সেন্টার হবে পিসি ফ্যান কন্ট্রোল নির্দেশিকা জিগবি নেটওয়ার্ক বাস্তবায়নের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক ফ্যান কন্ট্রোলারে পাঠানো হবে, বিভিন্ন অ্যাপ্লায়েন্স শনাক্তকরণ নম্বর আলাদা, উদাহরণস্বরূপ, এই চুক্তির বিধান ফ্যান সনাক্তকরণ নম্বর 122, গার্হস্থ্য রঙিন টিভি সনাক্তকরণ নম্বর হল 123, এইভাবে বিভিন্ন বৈদ্যুতিক হোম অ্যাপ্লায়েন্স নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের স্বীকৃতি উপলব্ধি করা হয়েছে।একই নির্দেশনা কোডের জন্য, বিভিন্ন হোম অ্যাপ্লায়েন্স বিভিন্ন ফাংশন সঞ্চালন করে।চিত্র 4 সংযোজনের জন্য নির্বাচিত গৃহস্থালী যন্ত্রপাতিগুলির গঠন দেখায়।

3. সিস্টেম সফ্টওয়্যার নকশা

সিস্টেম সফ্টওয়্যার ডিজাইনে প্রধানত ছয়টি অংশ রয়েছে, যা হল রিমোট কন্ট্রোল ওয়েব পেজ ডিজাইন, সেন্ট্রাল কন্ট্রোল ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম ডিজাইন, কন্ট্রোল সেন্টার মেইন কন্ট্রোলার ATMegal28 প্রোগ্রাম ডিজাইন, CC2430 কোঅর্ডিনেটর প্রোগ্রাম ডিজাইন, CC2430 মনিটরিং নোড প্রোগ্রাম ডিজাইন, CC2430 সিলেক্ট অ্যাড ডিভাইস প্রোগ্রাম ডিজাইন।

3.1 ZigBee সমন্বয়কারী প্রোগ্রাম ডিজাইন

সমন্বয়কারী প্রথমে অ্যাপ্লিকেশান লেয়ার ইনিশিয়ালাইজেশন সম্পূর্ণ করে, অ্যাপ্লিকেশান লেয়ার স্টেট সেট করে এবং রিসিভ স্টেটকে নিষ্ক্রিয় করে, তারপর গ্লোবাল ইন্টারাপ্ট চালু করে এবং I/O পোর্ট আরম্ভ করে।সমন্বয়কারী তারপর একটি বেতার তারকা নেটওয়ার্ক নির্মাণ শুরু করে।প্রোটোকলে, সমন্বয়কারী স্বয়ংক্রিয়ভাবে 2.4 GHz ব্যান্ড নির্বাচন করে, প্রতি সেকেন্ডে সর্বাধিক বিট সংখ্যা 62 500, ডিফল্ট PANID হল 0×1347, সর্বোচ্চ স্ট্যাকের গভীরতা 5, প্রতি পাঠাতে বাইটের সর্বোচ্চ সংখ্যা 93 এবং সিরিয়াল পোর্ট বড রেট হল 57 600 বিট/সে।SL0W টাইমার প্রতি সেকেন্ডে 10টি বাধা তৈরি করে।ZigBee নেটওয়ার্ক সফলভাবে প্রতিষ্ঠিত হওয়ার পর, সমন্বয়কারী তার ঠিকানা নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের MCU-তে পাঠায়।এখানে, কন্ট্রোল সেন্টার MCU ZigBee কোঅর্ডিনেটরকে মনিটরিং নোডের সদস্য হিসাবে চিহ্নিত করে এবং এর চিহ্নিত ঠিকানা হল 0। প্রোগ্রামটি প্রধান লুপে প্রবেশ করে।প্রথমত, টার্মিনাল নোড দ্বারা প্রেরিত নতুন ডেটা আছে কিনা তা নির্ধারণ করুন, যদি থাকে তবে ডেটা সরাসরি নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের এমসিইউতে প্রেরণ করা হয়;নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের MCU-তে নির্দেশাবলী পাঠানো হয়েছে কিনা তা নির্ধারণ করুন, যদি তাই হয়, তাহলে সংশ্লিষ্ট ZigBee টার্মিনাল নোডে নির্দেশনা পাঠান;সিকিউরিটি খোলা আছে কিনা বিচার করুন, চোর আছে কিনা, যদি তাই হয়, কন্ট্রোল সেন্টারের এমসিইউতে অ্যালার্ম তথ্য পাঠান;আলো স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ অবস্থায় আছে কিনা তা বিচার করুন, যদি তাই হয়, স্যাম্পলিং-এর জন্য এনালগ-টু-ডিজিটাল রূপান্তরকারী চালু করুন, নমুনা মান হল আলো চালু বা বন্ধ করার চাবিকাঠি, যদি আলোর অবস্থা পরিবর্তিত হয়, নতুন অবস্থার তথ্য নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র MC-U এ প্রেরণ করা হয়।

3.2 ZigBee টার্মিনাল নোড প্রোগ্রামিং

ZigBee টার্মিনাল নোড ZigBee সমন্বয়কারী দ্বারা নিয়ন্ত্রিত বেতার ZigBee নোড বোঝায়।সিস্টেমে, এটি মূলত মনিটরিং নোড এবং গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি নিয়ামকের ঐচ্ছিক সংযোজন।ZigBee টার্মিনাল নোডের সূচনার মধ্যে অ্যাপ্লিকেশন স্তরের সূচনা, ওপেনিং ইন্টারাপ্ট এবং I/O পোর্ট শুরু করা অন্তর্ভুক্ত।তারপর ZigBee নেটওয়ার্কে যোগদান করার চেষ্টা করুন।এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে শুধুমাত্র ZigBee কোঅর্ডিনেটর সেটআপ সহ শেষ নোডগুলিকে নেটওয়ার্কে যোগদানের অনুমতি দেওয়া হয়েছে।ZigBee টার্মিনাল নোড নেটওয়ার্কে যোগদান করতে ব্যর্থ হলে, এটি সফলভাবে নেটওয়ার্কে যোগদান না করা পর্যন্ত প্রতি দুই সেকেন্ডে আবার চেষ্টা করবে।নেটওয়ার্কে সফলভাবে যোগদানের পর, ZI-Gbee টার্মিনাল নোড তার নিবন্ধন তথ্য ZigBee সমন্বয়কারীর কাছে পাঠায়, যা তারপর ZigBee টার্মিনাল নোডের নিবন্ধন সম্পূর্ণ করার জন্য নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের MCU-তে পাঠায়।যদি ZigBee টার্মিনাল নোড একটি পর্যবেক্ষণ নোড হয়, এটি আলো এবং নিরাপত্তা নিয়ন্ত্রণ উপলব্ধি করতে পারে।প্রোগ্রামটি জিগবি কোঅর্ডিনেটরের অনুরূপ, ব্যতীত যে মনিটরিং নোডকে জিগবি সমন্বয়কারীর কাছে ডেটা পাঠাতে হবে এবং তারপরে জিগবি সমন্বয়কারী নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের এমসিইউতে ডেটা পাঠায়।যদি ZigBee টার্মিনাল নোড একটি বৈদ্যুতিক পাখা নিয়ন্ত্রক হয়, এটি শুধুমাত্র রাষ্ট্র আপলোড না করে উপরের কম্পিউটারের ডেটা গ্রহণ করতে হবে, তাই তার নিয়ন্ত্রণ সরাসরি বেতার ডেটা গ্রহণের বাধার মধ্যে সম্পন্ন করা যেতে পারে।ওয়্যারলেস ডেটা প্রাপ্তির বাধায়, সমস্ত টার্মিনাল নোড প্রাপ্ত নিয়ন্ত্রণ নির্দেশাবলীকে নোডের নিয়ন্ত্রণ পরামিতিতে অনুবাদ করে এবং নোডের প্রধান প্রোগ্রামে প্রাপ্ত বেতার নির্দেশাবলী প্রক্রিয়া করে না।

4 অনলাইন ডিবাগিং

সেন্ট্রাল কন্ট্রোল ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম দ্বারা জারি করা ফিক্সড ইকুইপমেন্টের ইন্সট্রাকশন কোডের জন্য ক্রমবর্ধমান নির্দেশনা কম্পিউটারের সিরিয়াল পোর্টের মাধ্যমে কন্ট্রোল সেন্টারের এমসিইউতে এবং দুই-লাইন ইন্টারফেসের মাধ্যমে সমন্বয়কারীর কাছে এবং তারপর জিগবি টার্মিনালে পাঠানো হয়। সমন্বয়কারী দ্বারা নোড.যখন টার্মিনাল নোড ডেটা গ্রহণ করে, তখন ডেটা আবার সিরিয়াল পোর্টের মাধ্যমে পিসিতে পাঠানো হয়।এই পিসিতে, জিগবি টার্মিনাল নোড দ্বারা প্রাপ্ত ডেটা নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের পাঠানো ডেটার সাথে তুলনা করা হয়।কেন্দ্রীয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাপনা সিস্টেম প্রতি সেকেন্ডে 2টি নির্দেশ পাঠায়।5 ঘন্টা পরীক্ষার পরে, টেস্টিং সফ্টওয়্যারটি বন্ধ হয়ে যায় যখন এটি দেখায় যে প্রাপ্ত প্যাকেটের মোট সংখ্যা 36,000 প্যাকেট।মাল্টি-প্রটোকল ডেটা ট্রান্সমিশন টেস্টিং সফ্টওয়্যারের পরীক্ষার ফলাফল চিত্র 6-এ দেখানো হয়েছে। সঠিক প্যাকেটের সংখ্যা 36 000, ভুল প্যাকেটের সংখ্যা 0 এবং নির্ভুলতার হার 100%।

ZigBee প্রযুক্তি স্মার্ট হোমের অভ্যন্তরীণ নেটওয়ার্কিং উপলব্ধি করতে ব্যবহার করা হয়, যার সুবিধা রয়েছে সুবিধাজনক রিমোট কন্ট্রোল, নতুন সরঞ্জামের নমনীয় সংযোজন এবং নির্ভরযোগ্য নিয়ন্ত্রণ কর্মক্ষমতা।RFTD প্রযুক্তি ব্যবহারকারী সনাক্তকরণ উপলব্ধি করতে এবং সিস্টেম নিরাপত্তা উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়।GSM মডিউল অ্যাক্সেসের মাধ্যমে, রিমোট কন্ট্রোল এবং অ্যালার্ম ফাংশন উপলব্ধি করা হয়।