کلیات هوشمند سازی ساختمان

استفاده از پروتکل Modbus / TCP در خانه هوشمند

پروتکل modbus خانه هوشمند

استفاده از پروتکل Modbus/TCP

با توسعه سریع فناوری شبکه های کامپیوتری و رواج اینترنت، استاندارد زندگی ساکنان به طور فزاینده ای بهبود یافته است. مردم نیازمندی های بالاتری برای اقامت و همچنین جامعه مسکونی دارند و جامعه هوشمند به تازگی خواسته های جدید مردم را برآورده کرده است. علاوه بر این، پیشرفت سریع فناوری الکترونیک و کامپیوتر پشتیبانی فنی را برای خانه هوشمند فراهم می کند. به عنوان یک تکنیک کنترل هوشمند، خانه هوشمند همراه با کنترل موتور، به تدریج به طور گسترده در زمینه اتوماسیون صنعتی بر اساس پروتکل Modbus / TCP استفاده می شود. این مقاله یک سیستم خانه هوشمند را بر اساس مفهوم پروتکل Modbus / TCP و خانه هوشمند طراحی می کند و روش های طراحی سخت افزاری و نرم افزاری آن را مورد بحث قرار می دهد.

معرفی

با توسعه سریع فناوری شبکه های کامپیوتری و محبوبیت اینترنت، استانداردهای زندگی مردم همچنان بهبود می یابد. مردم تقاضاهای بیشتری برای سکونت و مناطق مسکونی دارند و جامعه هوشمند به تازگی نیازهای جدید مردم را برآورده کرده است. پیشرفت فناوری های الکترونیکی و کامپیوتری پشتیبانی فنی را برای خانه های هوشمند فراهم می کند. تحت پشتیبانی رایانه‌ها، شبکه‌ها، ارتباطات و فناوری چند رسانه‌ای، با اتصال باس میدانی به انواع مختلف ماژول‌ها برای صدور دستورالعمل‌ها، سیستم خانه هوشمند می‌تواند عملکردهای سیستم شبکه ارتباطی خانگی، سیستم اتوماسیون خانگی، سیستم امنیتی خانه و غیره را تحقق بخشد. [1-3]. سیستم خانه هوشمند محیط زندگی ایمن، راحت، راحت و آموزنده را برای ساکنان فراهم می کند تا افراد بتوانند با استفاده از راه دور وضعیت خانه را درک کرده و تجهیزات خانه را کنترل کنند و محیط خانه آنها را انسانی تر و هوشمندتر کند.

از آنجایی که توسعه هوشمند تجهیزات الکترونیکی مردم را قادر می سازد تا نیازهای مسکن روزانه بالاتری داشته باشند، ظرافت و راحتی مسکن به تدریج به یک تقاضای اولیه تبدیل می شود. بنابراین، ترکیب سیستم کنترل توزیع شده و شبکه محلی به روند نظارت متمرکز تجهیزات خانگی تبدیل می شود. از یک سو، نظارت متمرکز و مدیریت شبکه می تواند قابلیت اطمینان عملیات تجهیزات ایمن را تضمین کند و از سوی دیگر کارایی مدیریت را تا حد زیادی بهبود بخشد. در حال حاضر، پروتکل های ارتباطی اعمال شده در زمینه هوشمند مبتنی بر نظارت CAN bus، نظارت بر گذرگاه میدان LONWORK و سیستم نظارت صنعتی لینوکس تعبیه شده است [4]. با این حال، Modbus به دلایل زیر همچنان پرکاربردترین پروتکل است [5]:

1) استانداردسازی: امروزه بیش از 400 سازنده و 600 محصول از پروتکل Modbus پشتیبانی می کنند که برای اکثر تولید کنندگان صنعتی به یک ضرورت تبدیل شده است.
2) گستردگی:
Modbus می تواند به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها مورد استفاده قرار گیرد، از جمله پشتیبانی از انواع رابط های الکتریکی، یا برای انتقال از طریق رسانه های مختلف، مانند جفت تابیده، فیبر، بی سیم و غیره.
3) سادگی:
فرمت فریم Modbus ساده، فشرده و قابل درک است. این برای اکثر مردم به ویژه برای کاربران و اپراتورها پذیرفته شده است.
4) قیمت: قیمت پایین Modbus این امکان را برای Modbus فراهم می کند تا در زندگی روزمره رایج شود و به بخشی ضروری از کاهش هزینه های صنعتی تبدیل شود.
5) جامعیت:
استانداردسازی پیوندهای ارتباطی داده، همراه با توسعه شبکه های ارتباطی به ادغام انواع تجهیزات صنعتی در یک سیستم بزرگ برای برآورده کردن الزامات اتوماسیون کارخانه و پیروی از روند باز کمک می کند.
6) هوشمندی:
سیستم پایگاه داده، عملکرد استدلال و توسعه گذرگاه آینده به سمت هوشمندی پیشرفت می کند، عملیات آسان تر و احتمال از دست دادن بسته کمتری را به همراه خواهد داشت.
7) رایانه میزبان رایانه شخصی:
PC (کامپیوتر شخصی) در قرن بیست و یکم شتاب بیشتری به دست می آورد، که به دلیل جهانی بودن و انعطاف پذیری آن محکوم به استفاده گسترده به عنوان یک کامپیوتر میزبان در ارتباطات صنعتی آینده است.
8) تخصص:
امروزه تولیدات صنعتی در حوزه های مختلف بر عملکرد اولویت های مختلف تمرکز می کنند و ارتباطات صنعتی به تدریج برای برآوردن الزامات ارتباطی متمایز در آینده تخصصی می شود.

پروتکل Modbus / TCP و خانه هوشمند
پروتکل Modbus / TCP
پروتکل Modbus خدمات ارتباطی را برای مشتری / سرور در شبکه اترنت ارائه می دهد. این حالت سرویس گیرنده/سرور بر اساس چهار نوع بسته است: درخواست Modbus، نشانگر Modbus، پاسخ Modbus، و Acknowledgment Modbus. درخواست Modbus پیامی است که مشتری برای شروع تراکنش روی شبکه ارسال می کند. نشانه Modbus پیام درخواستی است که توسط سرور دریافت می شود. پاسخ Modbus اطلاعات پاسخ ارسال شده توسط سرور است.
تصدیق Modbus دریافت اطلاعات پاسخ از سرور است. از سرویس انتقال پیام Modbus برای انجام تبادل اطلاعات در زمان واقعی بین دو برنامه کاربردی دستگاه، برنامه دستگاه و سایر دستگاه ها، برنامه HMI / SCADA، برنامه HMI / SCADA و برنامه PC و دستگاه ارائه خدمات آنلاین استفاده کنید. حالت ارتباطی مشتری / سرور در شکل 1 نشان داده شده است.

پروتکل Modbus / TCP یک پروتکل انتقال بسته Modbus است که بر روی TCP / IP از اترنت TCP / IP [6] اجرا می شود. کنترل کننده ها می توانند از شبکه ها و سایر دستگاه ها برای برقراری ارتباط با یکدیگر از طریق این پروتکل استفاده کنند. Modbus / TCP یک پروتکل باز است که با شماره سریال 502 تخصیص داده شده است، تنها پورتی است که تاکنون توسط IANA (مرجع اعداد اختصاص داده شده به اینترنت) به صنعت ابزار دقیق و اتوماسیون اختصاص داده شده است. اگر لایه برنامه از استاندارد کل صنعت Modbus استفاده کند پروتکل، سپس برنامه صنعتی اترنت را تکمیل می کند.

پروتکل ارتباطی Modbus / TCP را می توان برای فرآیند نظارت بر تجهیزات خودکار اعمال کرد. یکی از روش‌های کاربردی رایج، توسعه دروازه‌ای بر اساس پروتکل است که از طریق آن می‌توان PLC، ماژول‌های I/O و سایر شبکه‌های اتوبوس ساده یا I/O را به اترنت متصل کرد. Modbus / TCP به سادگی به پروتکل TCP / IP به عنوان یک پروتکل لایه کاربردی بدون هیچ تغییری در پروتکل اصلی Modbus منتقل می شود. این مشخصات عمدتاً توضیح می‌دهد که چگونه پیام‌های Modbus را می‌توان با جزئیات از طریق پروتکل TCP موجود در اینترنت رمزگشایی کرد تا توسعه‌دهندگان را قادر سازد که Modbus / TCP را به عنوان استاندارد عملیاتی در اتوماسیون صنعتی از آن استفاده کنند. Modbus / TCP اتصال گرا است و هر تماس نیاز به پاسخ مربوطه دارد. این مکانیسم پاسخ به تماس با مکانیزم Modbus master / slave همکاری می کند تا اطمینان بیشتری از اترنت سوئیچینگ را تضمین کند. با استفاده از پروتکل TCP/IP، صفحه وب رابط کاربری را کاربر پسندتر می کند. افراد همچنین می توانند از یک مرورگر وب برای مشاهده عملکرد تجهیزات شبکه سازمانی استفاده کنند. اشنایدر الکتریک پورت 502 را برای مدباس ثبت کرده است. به این ترتیب داده های بلادرنگ می توانند به سرور برای دریافت نرم افزار مشتری منتقل شوند. در همین حال بسیاری از نرم افزارهای پیکربندی کنترل صنعتی می توانند پشتیبانی خوبی برای پروتکل Modbus / TCP باشند. کپسوله کردن این پروتکل با بسته OPC در رایانه میزبان، اتصال آن را به نرم افزار نظارت بر پیکربندی صنعتی موجود تسهیل می کند و بنابراین، کل سیستم به طور یکپارچه متصل می شود.

خانه هوشمند
در مقایسه با مسکن معمولی، خانه هوشمند نه تنها دارای عملکردهای سنتی زندگی است، بلکه می تواند خدمات تبادل اطلاعات را نیز ارائه دهد که از طریق آن افراد می توانند اطلاعات را مشاهده کنند و تجهیزات خانه مربوطه را کنترل کنند. این به افراد کمک می کند تا زمان خود را به طور مؤثر ترتیب دهند و زندگی خانگی را امن تر و راحت تر کنند. این سیستم خانگی از اینترنت، لوازم خانگی هوشمند، کنترلرها، شبکه های خانگی و دروازه ها تشکیل شده است. با این حال، شبکه و دروازه خانه هوشمند کلید تبادل اطلاعات بین لوازم خانگی و بین اینترنت و کاربران آن است. همچنین مشکل کانونی در طراحی و توسعه مرحله است.

هدف نهایی خانه هوشمند این است که محیط خانه را راحت تر، ایمن تر، سازگارتر با محیط زیست و راحت تر کند. ظهور اینترنت اشیا، عملکردهای سیستم خانه هوشمند فعلی را غنی تر، متنوع تر و شخصی تر می کند. خانه هوشمند در بسیاری از زمینه ها، به طور عمده کنترل روشنایی هوشمند، کنترل لوازم خانگی هوشمند، چت تصویری و امنیت هوشمند کاربرد دارد. هر خانواده می تواند با توجه به نیاز خود، کارکردها را طراحی، گسترش یا کاهش دهد.

طراحی سیستم خانه هوشمند بر اساس پروتکل Modbus / TCP
طراحی باید به هدف کنترل خانه هوشمند با تلفن همراه و نرم افزار مشتری رایانه لوحی دست یابد. دروازه کنترل محتوای اصلی طراحی با لوازم خانگی و شبکه مشتری است که باید ذکر شود. تلفن هوشمند یا تبلت از طریق Wi-Fi به شبکه خانگی متصل می شود، در حالی که دروازه کنترل از طریق اترنت به شبکه خانگی متصل می شود. سپس روتر بی سیم در شبکه خانگی به طور همزمان به Wi-Fi و Ethernet متصل می شود. هنگامی که کاربر برنامه کنترل را با ترمینال کنترل تلفن هوشمند یا تبلت نصب می کند، دستورالعمل عملیات از طریق روتر بی سیم به دروازه کنترل ارسال می شود. پس از اینکه دروازه کنترل دستورالعمل عملیات را دریافت کرد، عملکردهای مربوطه اجرا می شود و اطلاعات وضعیت دستگاه به آن بازگردانده می شود که سپس اطلاعات دستگاه را از طریق روتر بی سیم به تلفن هوشمند یا تبلت ارسال می کند و کنترل خانه هوشمند را به دست می آورد.

طراحی سخت افزار
این طراحی بر روی اکتساب، خروجی و ذخیره داده ها در هر ماژول سیستم خانه هوشمند تمرکز دارد. ماژول Modbus / TCP تعبیه شده از سری STM32 ARM MCU استفاده می کند. تلفن همراه یا تبلت با ماژول Modbus / TCP تعبیه شده از طریق پورت سریال (UART) ارتباط برقرار می کند و هر ماژول سیستم خانه را از طریق ارتباط داده ها دستکاری می کند. ماژول ذخیره سازی داده ها در سیستم خانگی برای ذخیره انواع اطلاعات استفاده می شود. ماژول اکتساب داده، داده های جمع آوری شده یا ذخیره شده را به ماژول کنترل می فرستد و ماژول کنترل، ماژول هشدار ایمنی را بر اساس نیاز کاربر تنظیم می کند.

طراحی نرم افزار
از طریق پورت شماره 502. این طراحی برنامه شامل سه بخش است: ایجاد اتصالات، تبادل داده و بسته شدن اتصالات.
طراحی نرم افزار شامل هر دو نرم افزار کامپیوتر میزبان و برده می شود. ماژول ارتباطی اخیر عمدتاً از مقداردهی اولیه پارامتر پیکربندی اترنت و همچنین دریافت و ارسال داده های هر ماژول پشتیبانی می کند. مقداردهی اولیه پارامتر رابط برای پیکربندی قالب فریم داده های انتقال، نرخ باود، برابری، اولویت و سایر پارامترهای اساسی است. در فرآیند دریافت داده ها، ابتدا کامپیوتر برده باید روشن شود. سپس پردازنده پارامترهای واسط هر ماژول را مقداردهی اولیه می کند و داده ها را از طریق رابط مشخص شده دریافت می کند و کد CRC تولید می شود. کد CRC را با پیام مقایسه کنید، اگر یکسان نیست، آن را رها کنید و کادر خطا را ارسال کنید. اگر همینطور باشد، نشان دهنده صحت پیام دریافتی است. پیام را تجزیه کنید و کد تابع را دنبال کنید تا دستور مربوطه را اجرا کنید. هنگام ارسال داده ها از رایانه برده، پردازنده دستور را اجرا می کند، داده های مربوطه را دریافت می کند و روی صفحه نمایش می دهد. سپس کد بررسی CRC را محاسبه می‌کند و آن را از رابط مربوطه به گذرگاه و در نهایت رایانه کنترل از طریق یک قاب پیام که با افزودن بیت شروع تشکیل می‌شود، ارسال می‌کند. بازرس می تواند عملکرد تجهیزات میدانی را از طریق بازخورد داده ها بداند. CRC check-sum که به عنوان بررسی افزونگی چرخه ای (CRC) نیز شناخته می شود، یک تابع هش است که یک کد چک بیت ثابت ساده را بر اساس داده هایی مانند بسته های شبکه یا فایل های کامپیوتری تولید می کند. برای تشخیص اتصال و دریافت و ارسال داده بین ماشین مجازی استفاده می شود.

موارد کاربرد سیستم کنترل خانه هوشمند و موتور
در زندگی روزمره، افراد می توانند به کنترل بی سیم از راه دور لوازم خانگی دست یابند، یک سیستم خانه هوشمند ایجاد کنند و یک محیط زندگی با تکنولوژی بالا ایجاد کنند. در حالی که در زمینه صنعتی، مردم می توانند مدیریت از راه دور برای تجهیزات صنعتی تحت پروتکل Modbus و همچنین تولید کنترل از راه دور هوشمند را درک کنند. استفاده از سیستم خانه هوشمند مبتنی بر فیلد باس و فناوری Modbus نه تنها به صرفه جویی در هزینه های نیروی کار کمک می کند به گونه ای که رایانه به طور خودکار کنتور آب، برق و گاز را می خواند، بلکه دقت خواندن کنتور را نیز بهبود می بخشد. علاوه بر این، مردم می‌توانند نشت گاز داخلی، آتش، مغناطیسی درب یا پنجره و سایر امکانات امنیتی را برای جلوگیری از آتش‌سوزی و دزدی در زمان واقعی نظارت کنند. برای کاربران، آنها همیشه می توانند وضعیت خدمات را بررسی کرده و به موقع پرداخت کنند. علاوه بر این، آنها می توانند وسایل خانگی مانند روشن کردن کولر یا تلویزیون را از راه دور کنترل کنند. در یک کلام، ساخت سیستم خانه هوشمند مبتنی بر فیلد باس و فناوری مدباس، انتخاب پیشرو برای تحقق جامعه مسکونی هوشمند و همچنین جهت توسعه شبکه کنترل خانواده است.

خلاصه
این طراحی برای سیستم خانه هوشمند مبتنی بر پروتکل Modbus / TCP است. کاربران فقط باید به اینترنت متصل شوند و نرم افزار Pad یا تلفن همراه را برای مدیریت امنیت خانه و لوازم خانگی برای کنترل بلادرنگ راه اندازی کنند. لذت کاربران را از شبکه به ارمغان می آورد و در عین حال یک محیط زندگی قابل اعتماد ایجاد می کند. در کل، طراحی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خانه‌های هوشمند مزایای آن از جمله دسترسی، قیمت پایین اجرای شبکه و قابلیت قوی آن در یکپارچه‌سازی انواع دستگاه‌ها و انتقال داده را در نظر می‌گیرد. نه تنها می تواند نرم افزار خانه را رایج کند، بلکه می تواند خواسته های عمومی برای خانه هوشمند را از طریق منطقه محلی خانه برآورده کند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

general building make smart

Application of Modbus / TCP Protocol in Smart Home

پروتکل modbus خانه هوشمند

Abstract

With the rapid development of computer network technology and the popularization of Internet, resident’s living standard has been increasingly improved. People have higher requirements for residence as well as residential community, and the smart community has just met people’s new demands. Besides, the fast advancement of electronic and computer technology provides technical support for smart home. As a smart control technique, smart home together with motor control, is gradually being widely used in the field of industrial automation on the basis of Modbus / TCP protocol. This paper designs a smart home system based on the concept of Modbus / TCP protocol and smart home, and discusses its hardware and software design methods.

Introduction

With the rapid development of computer network technology and the popularity of the Internet, people’s living standards continue to improve. People have higher demands for residence and residential areas, and the smart community has just met people’s new requirements. The advancement of electronic and computer technology provides technical support for smart home. Under the support of computers, networks, communication and multimedia technology, with the field bus connecting to various types of modules to issue instructions accordingly, smart home system can realize functions of home communication network system, home automation system, home security system and so on [1-3]. The smart home system provides residents with a safe, comfortable, convenient and informative living environment so that people can understand the home situation and control the home equipment through remote operation, making their home environment more humanized and more intelligent. Since the intelligent development of electronic equipment enables people to have higher daily housing requirements, the delicacy and convenience of housing gradually becomes a prior demand.
Therefore, the combination of distributed control system and local area network becomes the trend of centralized monitoring of home equipment. On one hand, the centralized monitoring and network management can ensure the reliability of the safe equipment operation, and greatly improve the management efficiency on the other hand. At present, communication protocols applied in intelligent field are based on CAN bus monitoring, LONWORK field bus monitoring and embedded Linux industrial monitoring system [4]. However, Modbus is still the most widely used protocol [5]due to following reasons:

1)Standardization:

nowadays, more than 400 manufacturers and 600 products have been supporting Modbus protocol which has become the necessity for most industrial manufacturers;

2) Extensiveness:

Modbus can be widely adopted in many areas, including supporting a variety of electrical interfaces, or to be transmitted via various media, such as twisted pair, fiber, wireless, etc.

3) Simpleness:

Modbus’s frame format is simple, compact and easy to understand. It is adoptive for most people especially for users and operators.

4) Price:

the low price of Modbus makes it possible for Modbus to be popularized in daily life, and to become an indispensable part of industrial cost reduction;

5) Comprehensiveness:

the standardization of data communication links, together with the development of communication networks helps to integrate a variety of industrial equipment into a large system to meet the factory automation requirements, and to follow the open trend;

6) Smartness:

the database system, the reasoning performance and the future bus development will progress towards smartness, bringing easier operations and a lower packet loss probability.

7) Host computer to be PC:

PC (Personal Computer)gains a momentum in the 21st century, which is doomed to be widely used as a host computer in future industrial communications owing to its universality and flexibility.

8) Specialization:

Today, industrial productions in different areas focus on the performance of different priorities, and the industrial communications will be gradually specialized to meet distinctive communication requirements in the future.

2. Modbus / TCP Protocol and Smart Home

2.1 Modbus / TCP Protocol

The Modbus protocol provides communication services for the client / server on the Ethernet network. This client / server mode is based on four types of packets: Modbus request, Modbus indication, Modbus response, and Modbus acknowledgment. The Modbus request is a message that the client sends on the network to initiate the transaction. The Modbus indication is the request message received by the server. The Modbus response is the response information sent by the server. The Modbus acknowledgment is the receiving of the response information from the server. Use the Modbus message transmission service to conduct real-time information exchange between two device applications, the device application and other devices, the HMI / SCADA application and device, and the PC and the device program providing online services .The client / server communication mode is shown in Figure 1.

Figure 1 Modbus Client/Server Communication Mode
Modbus / TCP protocol is a Modbus packet transmission protocol running on TCP / IP of Ethernet TCP / IP[6].The controllers can use networks and other devices to communicate with each other through this protocol. Modbus / TCP is an open protocol assigned with a serial number 502,the only port assigned to the instrumentation and automation industry up to now, by the IANA (Internet Assigned Numbers Authority).If the application layer uses the industry-wide standard of Modbus protocol, it then completes the industrial Ethernet application.
The Modbus / TCP communication protocol can be applied to the monitoring process of automated equipment. One of the common application practices is the development of a gateway based on the protocol, through which the PLC, I / O modules and other simple bus or I / O network can be connected to the Ethernet. Modbus / TCP is simply ported to TCP / IP protocol as an application layer protocol without any change on the original Modbus protocol. This specification mainly describes how Modbus messages can be decoded in detail via TCP protocol available on the Internet, for the purpose of enabling developers regarding Modbus / TCP as the operational standard in industrial automation to use it. Modbus / TCP is connection-oriented with each call requiring a respective response. This call-response mechanism collaborates with the Modbus master / slave mechanism to ensure a higher certainty of the switching Ethernet. By using TCP / IP protocol, the web page makes the interface more user-friendly. People can also use a web browser to view the operation of the enterprise network equipment. Schneider Electric has registered 502 port for Modbus. In this way the real-time data can be transmitted to the server for client software to receive. Meanwhile a lot of industrial control configuration software can be a good support for Modbus / TCP protocol. Encapsulating this protocol with OPC package in the host computer will facilitate its connection to the existing industrial configuration monitoring software, and the entire system, therefore, will be seamlessly connected.

2.2 Smart Home

Compared with ordinary housing, smart home not only possesses traditional living functions, but also can provide information exchange service, through which people can view the information and control the relevant home equipment. It helps people to effectively arrange their time, making home life more secure and comfortable. This home system consists of the Internet, smart home appliances, controllers, home networks and gateways. However, the network and gateway of smart home is the key for information exchange between home appliances, and between Internet and its users. It is also the focal difficulty in designing and developing stage.
The ultimate goal of smart home is to make the home environment more comfortable, more secure, more environmentally friendly and more convenient. The emergence of the Internet of Things makes functions of current smart home system richer, more diversified and personalized. The smart home is applied in many areas, mainly the smart lighting control, smart home appliance control, video chat and smart security. Each family can design, expand, or cut functions according to their needs.

3. Smart Home System Design based on Modbus / TCP Protocol

The design needs to achieve the goal of smart home control with a mobile phone and client software of a tablet PC. The control gateway is the core content of the design with home appliances and client networking to be mentioned. The smart phone or tablet is connected to the home network via Wi-Fi, while the control gateway connects to the home network via Ethernet. Then the wireless router in the home network connects to both Wi-Fi and Ethernet at the same time. When the user installs the control program with a smart phone or tablet control terminal, the operation instruction is sent to the control gateway through wireless router. After the control gateway receives the operation instruction, the related functions are executed, and the device status information is returned back to it, which then forwards the device information to the smart phone or tablet through wireless router, achieving the control of smart home.

3.1 Hardware Design

This design focuses on the data acquisition, output and storage in each module of the smart home system. The embedded Modbus / TCP module adopts STM32 series ARM MCU. Mobile phone or tablet communicates with the embedded Modbus / TCP module via serial port (UART)and manipulates each module of the home system through communicating data. The data storage module in the home system is used to store all kinds of information; the data acquisition module sends the collected or stored data to the control module, and the control module adjusts the safety alarm module according to the user’s requirement.

3.2 Software Design

through the port number 502. This program design consists of three parts: the establishment of connections, data exchange, and the closure of connections.
The software design includes both the host and slave computer software. The latter communication module mainly supports to initialize the Ethernet configuration parameter as well as receives and sends the data of each module. The initialization of interface parameter is to configure the frame format of transmission data, the Baud rate, parity, priority and other basic parameters. In the process of receiving data, the slave computer needs to be powered on firstly. Then the processor initializes interface parameters of each module and receives data through the specified interface, and the CRC code is generated. Compare the CRC code with that of the message, if it is not the same, then drop it and send the error frame. If the same, it indicates that the received message is correct. Parse the message and follow the function code to execute the corresponding command. When sending data from the slave computer, the processor executes the command, gets the corresponding data and displays on the screen. It then calculates the CRC check code, sending it from the corresponding interface to the bus and finally, the control computer, through a message frame formed by adding the start bit. The inspector can know the operation of the field equipment through data feedback. CRC check-sum, also known as Cyclic Redundancy Check (CRC), is a hash function that generates a simple fixed-bit check-code based on data such as network packets or computer files. It is used to detect the connection and data receiving and sending between virtual machine.

4. Cases Of Smart Home And Motor Control System Application

In daily life, people can achieve remote wireless control of home appliances, establish a smart home system and create a high-tech living environment. While in the industrial field, people can realize remote management for industrial equipment under Modbus protocol as well as remote smart-controlled production. Applying the smart home system based on the field bus and Modbus technology not only helps to save labor costs in a way that the PC automatically reads water, electricity, and gas meter, but also improves the accuracy of the meter reading. Besides, people are able to do real-time monitoring of indoor gas leak, fire, door or window magnetic and other security facilities to prevent fire and pilferage. For users, they can always check the service condition and make timely payment. In addition, they can conduct remote control of home appliances such as turn on the air conditioner or TV on their way of home. In a word, the construction of smart home system based on field bus and Modbus technology is the leading choice for realizing smart residential community, and also the direction of family control network development.

5. Summary

This design is for the smart home system based on Modbus / TCP protocol. Users only need to connect the internet and start the Pad or mobile phone software to manage home security and appliances for real-time control. It brings users enjoyment from the network, and at the same time, creates a reliable living environment. On the whole, the hardware and software design of the smart home takes its advantages into account, including its accessibility, the low price of network implementation and its strong capability of integrating a variety of devices and transmitting data. Not only can it popularize home software, but also it can meet public demands for smart home through home local area.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *