【正文】 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題　　目 基于電力線通信技術(shù)的智能家居解決方案 姓　　名 徐吉棟 學(xué)號(hào) 2011416470 院　　系 工學(xué)院 ?！　I(yè) 自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 王慶蘭 職稱 講師 2015 年 5 月 28 日曲阜師范大學(xué)教務(wù)處制目 錄摘要 1關(guān)鍵詞 1Abstract 1Key words 11 緒論 2 智能家居系統(tǒng)介紹 2 電力線通信技術(shù)介紹 32 基于電力線通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4 14Mbps電力線高速通信設(shè)備在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 6 14Mbps PLC調(diào)制解調(diào)器的基本工作原理 6 14Mbps電力線高速通信系統(tǒng)功能 7 14Mbps電力線高速通信技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 8 9 103 智能家居系統(tǒng)的家庭網(wǎng)關(guān)(ICDT)設(shè)計(jì) 11 ICDT介紹 11 ICDT的硬件設(shè)計(jì) 12 ICDT操作系統(tǒng)特點(diǎn) 134 數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計(jì) 13 數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)通信方式的選擇 13 電力線載波通信模塊的基本原理 14 通信模塊的設(shè)計(jì)原理 14 主從站模塊硬件設(shè)計(jì) 15 主站/從站通信模塊所采用的核心芯片PL2101 15 MCU介紹 16 主站/從站電路原理圖 17致謝 22參考文獻(xiàn) 22基于電力線通信技術(shù)的智能家居解決方案自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生 徐吉棟指導(dǎo)教師 王慶蘭摘要：隨著智能化向家電業(yè)的滲透、信息化的高度發(fā)展，家居智能化的需求大為增加，并最終促成了智能家居的誕生和不斷完善，給基于電力線通信的智能家居系統(tǒng)帶來(lái)了新的活力。采用電力線來(lái)充當(dāng)智能家居系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸媒介,依靠家庭網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行管理和控制，能夠便捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器和相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控和管理。同時(shí)通過(guò)對(duì)數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)通信模塊的設(shè)計(jì)，使家用電器具有通信功能，實(shí)現(xiàn)家用電器與家庭網(wǎng)關(guān)和家用電器之間能夠通信。最后論文依靠電力線通信技術(shù)，提出了一套完整的智能家居解決方案。關(guān)鍵詞：電力線載波通信 智能家居系統(tǒng) 電力線高速數(shù)據(jù)通信家庭網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò) 智能控制數(shù)據(jù)終端IntelligentHome FurnishingBased On Power Line Communication TechnologySchemeStudent majoring in Automation Xu JidongTutor Wang QinglanAbstract:With the intelligent to the height of the development of the penetration of the home appliance industry, information technology, intelligent home demand greatly increased, and ultimately contributed to the birth of the smart home and continue to improve, to smart home system based on power line munication has brought new vitality.The power line to act as a smart home system in data signal transmission medium, rely on the management and control of network home gateway, can achieve convenient for household appliances and equipment for monitoring and management.At the same time, through design of digital home network munication module, the household electrical appliance has the function of munication, implementation of household appliances and home gateway and home appliances can municate.Finally,depending on the power linemunication technology,puts forward a plete set of intelligent homesolutions.Key words: Power Line Carrier Highspeed Power Line CommunicationSystem of Smart Home Home Gateway Intelligent Control Network Data Terminal (ICDT)1 緒論 智能家居系統(tǒng)介紹智能家居是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、醫(yī)療電子技術(shù)依照人體工程學(xué)原理，融合個(gè)性需求，將與家居生活有關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)、地板采暖、健康保健、衛(wèi)生防疫、安防保安等有機(jī)地結(jié)合在一起（），通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化綜合智能控制和管理，實(shí)現(xiàn)“以人為本”的全新家居生活體驗(yàn)。 智能家居控制系統(tǒng)與普通家居相比，智能家居系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適、安全、高品位且宜人的家庭生活空間，而且還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效地安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。對(duì)家電自動(dòng)化(Home Automation)、信息家電(3C:Computer、Communication、Consumer Electronics)、家庭網(wǎng)絡(luò)(Home Networking)以及網(wǎng)絡(luò)家電(Network Appliances)系統(tǒng)的研發(fā)極大地推動(dòng)了智能家居技術(shù)的發(fā)展?！凹彝プ詣?dòng)化”是指利用微處理器技術(shù)，來(lái)集成或控制家中的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)、照明系統(tǒng)、廚房設(shè)備、保安系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、視頻及音響系統(tǒng)等。一方面，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)參考來(lái)自各個(gè)傳感器中的信號(hào)做出相應(yīng)的一系列操作；另一方面用戶可以通過(guò)鍵盤(pán)、觸摸屏、計(jì)算機(jī)、手持遙控器等人機(jī)接口來(lái)控制家中的電子電器產(chǎn)品?！靶畔⒓译姟笔菍⒕W(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)家電（包括白色家電：電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等；黑色家電：電視機(jī)、錄像機(jī)、音響、VCD、DVD等）而新創(chuàng)的產(chǎn)品，是為數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加廣泛地深入家庭生活而設(shè)計(jì)的新型家用電器，也即所有能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交互信息的家電產(chǎn)品?！凹彝ゾW(wǎng)絡(luò)”則是隨著信息家電的出現(xiàn)和Internet應(yīng)用的普及而發(fā)展起來(lái)的，是在家中連接電腦、通訊設(shè)備及智能家電，集信息、娛樂(lè)、通信、計(jì)算等多種功能為一體的網(wǎng)絡(luò)。它最初起源于家庭設(shè)備的控制網(wǎng)絡(luò)，但是由于大量的實(shí)時(shí)的與多媒體有關(guān)的新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，使其對(duì)帶寬的要求越來(lái)越高。因此，出現(xiàn)了融合控制網(wǎng)絡(luò)和多媒體信息網(wǎng)絡(luò)于一體的“家庭總線”?！熬W(wǎng)絡(luò)家電”是將普通家用電器利用數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能控制技術(shù)設(shè)計(jì)改進(jìn)的新型家電產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)家電可以互聯(lián)組成一個(gè)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)這個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)又可以與外部互聯(lián)網(wǎng)通信。其主要功能是:遠(yuǎn)程控制和查詢，網(wǎng)上購(gòu)物，家電網(wǎng)上升級(jí)，集中控制與管理，故障信息自診斷、自反饋并可以享受遠(yuǎn)程維護(hù)等。 電力線通信技術(shù)介紹電力線通信技術(shù)（Power Line Communication）簡(jiǎn)稱PLC，是利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。該技術(shù)是把載有信息的高頻信號(hào)加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調(diào)制解調(diào)器再把高頻從電流中分離出來(lái)，并傳送到計(jì)算機(jī)或電話，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。利用輸電線路作為信號(hào)的傳輸媒介，人們利用電力線可以傳輸電話、電報(bào)、遠(yuǎn)動(dòng)、數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)等。由于電力線機(jī)械強(qiáng)度高，可靠性好，不需要線路的基礎(chǔ)建設(shè)投資和日常的維護(hù)費(fèi)用，因此PLC具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，在電力系統(tǒng)的調(diào)度通信、生產(chǎn)指揮、行政業(yè)務(wù)通信以及各種信息傳輸方面發(fā)揮了重要作用。 電力線高速通信技術(shù)在家庭中的應(yīng)用近幾年，隨著Internet技術(shù)的發(fā)展及寬帶局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)的全面建設(shè)，登陸上網(wǎng)的人數(shù)成倍增長(zhǎng)，家庭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將是下一個(gè)數(shù)字化目標(biāo)。然而，采用何種方式使用戶終端連接到距離用戶最近的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備(被稱為“最后一公