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关键词：PLC控制；智能家居；报警系统；安全摘 要：在社会经济、科技高速发展的今天，智能安全逐渐成为居家生活的必然选择，为应对智能控制在家庭安全中缺位的问题，本文研究分析了国内外对于PLC安全系统在家庭领域的运用情况。国外智能安全系统发展较早，有着较为成熟、多样化的安全系统，而国内的住宅是开发商的主导商品，很难根据消费者的意愿来购买和安装智能家居产品。为针对国内PLC智能安全系统起步晚，水平低，发展潜力大的特点，本文继续分析了智能报警系统关键技术的实现与重、难点处理解决方案。具体的从通信协议、报警方式、设备接入方式、传感器模块、温度烟雾报警机制及电源设计等方面分析了PLC智能安全系统运用在家庭中的可行性。可在各种不安全因素出现时及时报警并做出相应的反应，并及时通知住户，为住户的安全提供强有力的保障。

引言

安全问题成为智能家居生活中不可回避的一个问题，通过PLC控制下的智能家居报警系统可以对居住环境进行实时的采集检测，为住户提供可靠、安全的居住环境与生活环境。决定使用以PLC控制器为核心模块，进行报警系统的设计。PLC智能家居远程报警系统可以做到第一时间发现潜在危险并及时提醒住户，起到减小损失、增加居家安全程度的作用。如今对于火灾等突发情况的监控报警装置已经广泛运用于大型商场、宾馆等公共场所，成功减少了大量经济损失、保护了人们的生命财产安全，但是传统的PLC监控报警安保系统往往价格昂贵切仅在大型公共场合使用，难以满足人们对幸福安全的生活的不断追求，让PLC智能家居远程报警系统小型化、进入每个住户的家庭之中势在必行。^[1]在现代社会中，随着经济的发展及人们生活水平的不断提高，人们对于居家安全的重视程度也在逐步提高。智能家居正逐渐成为日常生活中不可分割的一部分，而智能报警系统作为智能家居的重要组成部分，它的安全程度直接关系整个智能家居安全系统的可靠程度，人们也对它提出了新的需求。很多时候，居家危险发生在不经意中^[2]，在人们不注意的时候如忘关的煤气，未熄灭的烟头等便容易引发严重的后果，如果在厨房等事故高发地点装上智能监控报警设备，便能及时发现危险并及时通知住户，化危险于无形。本文将探讨采用PLC与传感器进行智能报警系统的设计与应用。

2 研究现状

2.1国外发展历史

1984 年“智能建筑”的概念由美国首次提出，自此全世界拉开了争相设计智能家居的序幕。^[3]2006 年，“国际智能家居高峰论坛”上相关专家对智能家居做出介绍，它是以现代化住宅为平台，是控制技术、网络技术和计算机技术向传统家居渗透发展的必然产物。^[4]国内外智能家居的发展不平衡。发达国家的智能家居水平发展程度较高，例如美国的 X-10，欧洲的 EIB。其中，日本的智能家居发展水平很高，目前已经实现了室内电气自动化联网，具有生物识别技术的自动门系统，智能化的家居温度、湿度监测和控制系统。此外国外还有以家居安防为主的智能家居项目，整个系统涉及了灯光控制、电动窗帘控制、空调和地暖控制、室内环境监测、安全防护等。^[5]

2.2国内现状

国内的智能家居发展始于 2003 年，由于我国经济发展水平和技术的限制，智能家居的发展水平较低。我国的住宅是开发商的主导商品，很难根据消费者的意愿来购买和安装智能家居产品。近年来，我国经济的快速发展，电子技术和通讯技术的提高，智能家居逐渐成为发展的热点。^[6]智能报警系统作为公共安全的一部分，在公共场合已经被较为广泛的运用，但在家庭领域仍然缺少完备、小型化的智能报警系统。现在正逐渐进入互联网 时代，人们的家居生活也进入智能时代，智能化家居就是在互联网的影响下出现的物联化的产物。当前，智能家居已经被国家作为一种战略新兴产业来培育发展，其未来发展之路，应该以用户需求为根本出发点。^[7]因此，为了推进智能家居更友好、安全、舒适发展，智能家居控制系统作为智能家居的核心，对于智能家居的优化发展具有关键影响。PLC是专门为工业自动控制而设计的控制装置，在自动化领域应用广泛，有稳定性可靠、抗干扰能力强体积小，功能完善等优点 。但是目前国内利用PLC来实现火灾消防报警还不十分广泛。^[8]在国外智能自动化的潮流下，国内各大厂家也纷纷进军这一领域。一些拥有雄厚实力的 IT 企业投入大量资金和技术人才进行研发，已在产品市场上占有重要的地位。总体来说，由于国内智能安防报警系统起步较晚，相对于国外来说还是有不少差距。由于国家目前尚未规定发行统一的行业技术标准，厂家采用各自的技术指标和处理方案，这在一定程度上制约了这一行业的快速发展。^[9]

图1 PLC智能家居系统构成图

2.3智能报警系统关键技术的实现

PLC 技术是机械自动化控制系统的“大脑”，其实质上就是以有逻辑、可编辑的机械控制指令替代复杂、烦琐的人工控制，使机械设备能够根据指令自动完成相关操作，进而实现准确化、科学化、无人化工业生产。PLC是整个系统的核心，它要完成对系统中所有输入信号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。^[11]因此在选择PLC时，要考虑PLC的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通信接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等多方面因素。目前，我国工业生产和制造业生产中已经开始广泛应用 PLC 技术进行机械设备的控制，其在节约人力、物力资源的同时提高了自动化设备的运行效率。^[10]ＰＬＣ通信技术上采用的是正交频分复用技术。其技术特点是传输速度快，理论传输速度可达２００ Ｍ，并且抗干扰能力强。^[12]根据以上的这些特点，宽带ＰＬＣ通讯技术较适合应用于以电力载波调制解调器为代表的室内因特网接入、视频监控等对实时性要求较高的领域，同时也适合于物联网家电对通讯速率、抗干扰性等特性的需求。

2.3.1通信协议

安装有 ＰＬＣ通信设备整机内的 ＰＬＣ通讯模块既负责与其对应的显示板进行通讯，也负责与 ＰＬＣ 终端网关进行通讯。^[13]电力线上信号的传输协议采用 ＴＣＰ／ＩＰ协议，采用网络密钥认证的机制，不同的家电之间进行信息传输时，只要遵从相同的通讯协议，采用相同的网络密钥即可实现。^[14]ＰＬＣ通信技术上采用的是正交频分复用 （ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＯＦＤＭ）技术。其技术特点是传输速度快，理论传输速度可达２００ Ｍ，并且抗干扰能力强。根据以上的这些特点，宽带ＰＬＣ通讯技术较适合应用于以电力载波调制解调器为代表的室内因特网接入、视频监控等对实时性要求较高的领域，同时也适合于物联网家电对通讯速率、抗干扰性等特性的需求。^[15]