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正文內(nèi)容

電力載波通信在智能家居中的應(yīng)用(留存版)

  

【正文】 ?。?)實(shí)用:無(wú)論主機(jī)在哪里,一個(gè)遙控器就可以對(duì)所有視頻主機(jī)進(jìn)行控制。 固定幀長(zhǎng)度傳輸(定幀傳輸):接收模塊每次可以接收小于或者等于預(yù)設(shè)幀長(zhǎng)度的數(shù)據(jù),但如果在數(shù)據(jù)接收時(shí),數(shù)據(jù)幀尾丟失,那么接收模塊必須收滿預(yù)設(shè)最大幀長(zhǎng)度為止。 BWP08的使用說(shuō)明BWP08 電力載波模塊使用 TTL 電平串口與用戶系統(tǒng)進(jìn)行連接,并使用交叉連接方式進(jìn)行連接,通訊采用收、發(fā)、地三線制方式。若該技術(shù)產(chǎn)品化批量生產(chǎn)針對(duì)市場(chǎng)時(shí),相信不僅在成本上有所減少而且給人們的生活帶去更多的便捷。智能家居是現(xiàn)代社會(huì)最熱門(mén)的話題之一,它的目標(biāo)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等信息通信技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)家居電器等的智能控制,使其能夠按照人們的設(shè)定工作運(yùn)行,而不論距離的遠(yuǎn)近。④接口信令方式應(yīng)作到2W十E/M和4W+E/M方式兼容, 撥號(hào)方式應(yīng)是脈沖和雙音頻兼容, 最好能提供遠(yuǎn)方用戶方式。室外模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)氣溫,光強(qiáng),水位水溫的測(cè)量,并且通過(guò)BWP08通信模塊發(fā)送至室內(nèi)部分進(jìn)行控制。 在一個(gè)系統(tǒng)中,用戶如果需要多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)工作,或者需要組成全雙工的通訊模塊,那么就可以采用多頻點(diǎn)載波方式來(lái)實(shí)現(xiàn),完全由用戶根據(jù)自己系統(tǒng)及應(yīng)用的要求,靈活選擇。這完全由用戶根據(jù)系統(tǒng)需要進(jìn)行選擇?! 。?)簡(jiǎn)單:控制器人性化設(shè)計(jì),操作簡(jiǎn)單,無(wú)論老人小孩都會(huì)操作。(3)簡(jiǎn)單:智能燈光控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單靈活、安裝方便。在同一臺(tái)變壓器下,多個(gè)BWP08 模塊可以連接在同一條電力線上,在主從通信模式下,模塊分別單獨(dú)工作,不會(huì)相互影響。我國(guó)針對(duì)配電網(wǎng)特點(diǎn),研究并解決了技術(shù)上的難題,確定了多種試驗(yàn)方案。它采用了擴(kuò)頻(Chirp方式)調(diào)制解調(diào)技術(shù)、現(xiàn)代DSP技術(shù)、CSMA技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)的CEBUS協(xié)議,可以稱為智能MODEM芯片,體現(xiàn)了Modem芯片的發(fā)展趨勢(shì)。(3) 抗多徑干擾能力強(qiáng)擴(kuò)展頻譜信號(hào)占據(jù)的頻帶很高,當(dāng)由于某種原因引起衰落時(shí),只會(huì)使小部分頻譜衰落,而不會(huì)使整個(gè)信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。擴(kuò)頻通信技術(shù)在90年代才開(kāi)始應(yīng)用到民用上,目前己經(jīng)在低壓電力線通信上得到廣泛應(yīng)用,并已經(jīng)取得了很大的發(fā)展,成為電力線載波通信的熱點(diǎn)。這些復(fù)雜現(xiàn)象的組合,使信號(hào)的衰減隨距離的變化關(guān)系變得非常復(fù)雜,有可能出現(xiàn)近距離點(diǎn)的衰減比遠(yuǎn)距離點(diǎn)還大的現(xiàn)象。電力線載波通信技術(shù)—PLCC(Power Line Carrier Communication)或PLC(Power Line Communication):是指利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換的一種技術(shù)。它以電力線作為傳輸媒體, 利用載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)變成高頻信號(hào), 通過(guò)電力線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能,而且不再是被動(dòng)的,是具有能動(dòng)性智能化的工具,提供全方位的信息交換功能,優(yōu)化我們的生活方式和居住環(huán)境你 ,幫助我們有效地安排時(shí)間,節(jié)約各種能源,提供優(yōu)質(zhì)、高效、舒適、安全的生活空間……在智能家居中存在一個(gè)信號(hào)傳輸,這個(gè)信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸現(xiàn)在就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)傳輸。在理想情況下,當(dāng)沒(méi)有負(fù)載時(shí),電力線相當(dāng)于一根均勻分布的傳輸線。非人為干擾指的是一些自然現(xiàn)象,如雷電在電力線上引起的干擾。擴(kuò)頻信號(hào)具有較寬的頻譜,因而分散了噪聲功率,使干擾程度減小,提高了通信的可靠性。擴(kuò)頻系統(tǒng)將多徑反射信號(hào)作為干擾噪聲處理。其擴(kuò)頻通信單元是專門(mén)針對(duì)我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)惡劣的信道環(huán)境所研制開(kāi)發(fā)的。主要研究在不同配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中,PLC產(chǎn)品的耦合方式和組網(wǎng)模式,如何建立施工規(guī)范,并對(duì)不同國(guó)家的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試?!≈悄芗揖蛹墒抢镁C合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備集成?! 。?)健康:通過(guò)智能檢測(cè)器,可以對(duì)家里的溫度、濕度、亮度進(jìn)行檢測(cè),并驅(qū)動(dòng)電器設(shè)備自動(dòng)工作?! 。?)安全:采用弱電布線,網(wǎng)線傳輸信號(hào),永不落伍,即使以后升級(jí)還是用網(wǎng)線。比如某模塊預(yù)設(shè)為 32字節(jié)固定幀長(zhǎng)度傳輸類型,數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度可以在 132 字節(jié)之間變化,但如果數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中受得干擾,導(dǎo)致數(shù)據(jù)幀尾丟失,那么接收模塊將無(wú)法判斷用戶數(shù)據(jù)何時(shí)結(jié)束而一直處于接收狀態(tài),并一直收滿 32 字節(jié)為止。當(dāng)用戶系統(tǒng)為 TTL 電平串口時(shí),可以直接與模塊進(jìn)行交叉連接通訊,無(wú)須 RS232 電平轉(zhuǎn)換,所以用戶可以直接使用單片機(jī)的串行接口(UART)與載波模塊進(jìn)行連接通訊,當(dāng)用戶系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口時(shí),需要增加串口電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換,比如 MAX232 等芯片進(jìn)行串口電平轉(zhuǎn)換。這種應(yīng)用不失為解決目前太陽(yáng)能熱水器控制儀的最佳關(guān)鍵技術(shù)之一。智能化與遠(yuǎn)程控制是智能家居的兩大特點(diǎn)。③自動(dòng)盤(pán)可作為選用部件存在, 并應(yīng)具有專用小交換機(jī)的功能。在使用之前首先要通過(guò)PC機(jī)上的BWP08參數(shù)設(shè)置軟件進(jìn)行電力載波模塊的參數(shù)配置,然后用串口調(diào)試助手軟件進(jìn)行電力載波模塊之間的通信,最后根據(jù)我們系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)出發(fā)送電路和接收電路。BWP08 共有 6 種頻率可供用戶設(shè)置選用,載波頻率的選擇是通過(guò)設(shè)置軟件進(jìn)行的,用戶設(shè)置好通訊頻率以后,外圍的濾波電路必須做相應(yīng)的配合,如果線路板面積或者成本許可,載波輸入電路可以采用多級(jí)濾波電路,可以顯著提高濾波效果,提高接收可靠性。串口波特率的高低與載波數(shù)據(jù)速率無(wú)關(guān),在載波速率一定的情況下,用戶可以選擇不同串口速率與載波模塊進(jìn)行通訊,比如當(dāng)載波模塊的載波數(shù)據(jù)速率為 300bps 時(shí),用戶串口速率可以在四種波特率中任選一種,比如串口速率可以選擇 1200bps 或者更高?! 。?)效果:采用高保真雙聲道立體聲喇叭,音質(zhì)效果非常好。(2)安全:通過(guò)弱電控制強(qiáng)電方式,控制回路與負(fù)載回路分離。通訊過(guò)程中,由用戶通訊協(xié)議驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴S捎谖覀兊蛪号潆娋W(wǎng)的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、供電方式和國(guó)外有很大的不同,國(guó)外已有的產(chǎn)品需要根據(jù)我國(guó)配電線路的實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)才能使用。(2) SSCP300芯片SSCP300是INTELLON公司采用現(xiàn)代最新通訊技術(shù)設(shè)計(jì)的電力線載波Modem芯片,利用網(wǎng)絡(luò)接口控制器將擴(kuò)頻通訊收發(fā)器和媒介存取接口高度集成化,是用于低廉的電能抄表系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口控制器,為一個(gè)高度集成化的電力線收發(fā)器和信道存取接口。這樣,用不同的編碼序列去調(diào)制發(fā)射機(jī),就能實(shí)現(xiàn)選擇地址的目的。實(shí)用擴(kuò)頻技術(shù)在50年代中發(fā)展起來(lái),起初擴(kuò)頻技術(shù)只用于軍用通信、制導(dǎo)等軍事領(lǐng)域,由于它具有許多特點(diǎn),使得其理論和實(shí)踐發(fā)展迅速。但是,由于電力線是非均勻不平衡的傳輸線,接在上面的負(fù)載的阻抗也不匹配,所以信號(hào)會(huì)遇到反射、駐波等復(fù)雜現(xiàn)象。因此,在使用電力線作為信號(hào)傳輸媒介之前,需要對(duì)它的信道特性進(jìn)行分析。最大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò),只要有電線,就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。每一個(gè)家電都需要控制模塊。由于分布電感和分布電容的影響,輸入阻抗會(huì)隨著頻率的增大而減小。人為干擾則是由連接在電力線上的用電設(shè)備產(chǎn)生的,并對(duì)數(shù)據(jù)通信有嚴(yán)重的影響。在發(fā)送端輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào),然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜。故具有很強(qiáng)的抗多徑干擾能力。由于采用了直接序列擴(kuò)頻、數(shù)字信號(hào)處理、直接數(shù)字頻率合成等新技術(shù),所以在抗干擾、抗衰落性能以及國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品性能價(jià)格比等方面有著更加出眾的表現(xiàn)。在改進(jìn)、完善擴(kuò)大規(guī)模后,驗(yàn)證同一網(wǎng)絡(luò)不同制式設(shè)備的兼容性和穩(wěn)定性。由于智能家居采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議的不同,大多數(shù)智能家居系統(tǒng)都采用綜合布線方式,但少數(shù)系統(tǒng)可能并不采用綜合布線技術(shù),如電力載波,不論哪一種情況,都一定有對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)完成所需的信號(hào)傳輸任務(wù),因此網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是智能家居集成中關(guān)鍵的技術(shù)之一。(4)安全:系統(tǒng)可以根據(jù)生活節(jié)奏自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉電路,避免不必要的浪費(fèi)和電氣老化引起的火災(zāi)。可視對(duì)講目前產(chǎn)品比較成熟,目前成熟案例隨處可見(jiàn),這其中有大型聯(lián)網(wǎng)對(duì)講系統(tǒng),也有單獨(dú)的對(duì)講系統(tǒng),比如別墅用的,其中有分一拖一、二、三等;一般實(shí)現(xiàn)的功能是可以呼叫、可視、對(duì)講等功能,但是目前通過(guò)“品奇居”的整合部已經(jīng)將很多不同平臺(tái)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一,增強(qiáng)了整套系統(tǒng)控制部分的優(yōu)勢(shì),讓室內(nèi)主機(jī)也可以控制家里的燈光和電器了。數(shù)據(jù)幀尾用戶數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)幀頭 + + 載波數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊话愀袷接捎陔娏d波是采用公共信道進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,電力線上各種諧波比較強(qiáng),干擾比較大,通訊過(guò)程極易受到各種干擾,雖然 BWP10A 載波模塊采用直序擴(kuò)頻方式進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼,以提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性,但仍然難以避免受到各種干擾源的干擾。
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