【正文】 部 MCU 應(yīng)當(dāng)在 HEAD 的下降沿后讀取 PL2101 接收到的數(shù)據(jù)。 P1: 一 與 E2PR0M24C02 連接 ， ~ 與多路電子開關(guān) CD4052連接 。 主站 /從站電路原理圖 依據(jù)文中 節(jié)的關(guān)于主芯片 PL2101 的功能特點(diǎn)介紹和工作原理，以及 MCU的工作流程思路，設(shè)計(jì)了主站 /從站載波通信模塊電路。文中詳細(xì)介紹了通信模塊 (EPLC600/5)的硬件電路設(shè)計(jì)及微處理器軟件設(shè)計(jì) ， 給出了主站 /從站通信模塊的電路設(shè)計(jì)圖。 該電路的通信過程為 :PL2101 接收下發(fā)指令時(shí) ， 是由微處理器單片機(jī)將下發(fā)指令的具體內(nèi)容 ， 以透明、同步方式送 PL2101， 由載波發(fā)送到線路上。如下式所示。它與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 80C51/8OC52 指令和引腳相兼容。芯片 PZL101 是特別針對(duì)中國電力網(wǎng)惡劣的信道環(huán)境所研制開發(fā)的低壓電力線載波通信芯片。所以 ， 設(shè)計(jì)過程中考慮設(shè)計(jì)兩種類型的電力線通信模塊 :主站通信模塊和從站通信模塊。但數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的最終任務(wù)畢竟是實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭中的所有家電和微控制裝置的的控制和監(jiān)，通信只是實(shí)現(xiàn)任務(wù)過程中的重要步驟，也不能太過忽視控制方面的研究工作。點(diǎn)陣圖形 液晶顯示器選用 MGL(5)12864，字庫由字模提取軟件生成，存在 EPROM 中。圖 中，室內(nèi)電力線主干路的上方標(biāo)注輸入設(shè)備， ICDT 采集讀取它們的輸入數(shù)據(jù)和發(fā)送信號(hào)；下方標(biāo)注輸出設(shè)備， ICDT 向它們發(fā)送控制命令，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作。只需要輕觸一個(gè)按鈕便可產(chǎn)生一種預(yù)先設(shè)定的照明效果，使用方便。 緊急求助 用戶將緊急求助按鈕安放在家中比較醒目易操作的位置，在按鈕處也加裝從站模塊。在小區(qū)管理中心，中央服務(wù)器連接到HUB 上，通過 HUB 與 14Mbps 電力線高速通信設(shè)備連接，這樣通過小區(qū)電力線網(wǎng)絡(luò)，方便小區(qū)住戶與小區(qū)管理中心互訪。在EPLC14M 系統(tǒng)接收端，將接收到的信號(hào)分成幾路載波，然后與本地晶振信號(hào)混合，產(chǎn)生新的信號(hào)；將這幾路信號(hào)傳送到 EPLC14M 系統(tǒng)的接收裝置，再通過以太網(wǎng)口或者 USB 接口與計(jì)算機(jī)或智能電器相連。其余設(shè)備，如門窗磁、緊急按鈕、家電控制器、警鈴警燈等，無論輸入輸出都屬開關(guān)量采集，工作原理與前兩者類似。該項(xiàng)技術(shù)一旦進(jìn)入商業(yè)化階段，將會(huì)促進(jìn)電信市場(chǎng)的變革，并給互聯(lián)網(wǎng)普及帶來極大的發(fā)展空間。 圖 電力線高速通信技術(shù)在家庭中的應(yīng)用 近幾年，隨著 Inter 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，家庭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將是下一個(gè)數(shù)字化目標(biāo)。 Key words........................................................... 1 1 緒論 ............................................................. 1 智能家居系統(tǒng)介紹 ............................................... 1 電力線通信技術(shù)介紹 ............................................. 2 2 基于電力線通信技 術(shù)的智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................. 3 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 ................ 5 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 .............. 7 系統(tǒng)功能 ........................................................ 9 系統(tǒng)特點(diǎn) ....................................................... 10 3 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) ............................................. 12 4 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 1 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 Student majoring in Automation Xu Jidong Tutor Wang Qinglan 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（如圖 ），通過網(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) 。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，并傳送到計(jì)算機(jī)或電話，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。電力線通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)非常簡單，只需連接電源插座和必要的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)字設(shè)備之間的相互通信。 電力線載波通信模塊，即主從站，也是本系統(tǒng)開發(fā)的重點(diǎn)，它們承擔(dān)系統(tǒng)的模擬量采集、脈沖量采集和開關(guān)量采集任務(wù)。 EPLC14M 調(diào)制解調(diào)器的主控制元件是通過外圍的數(shù)據(jù)處理電路與電力線相連接的。最后它同樣適合賓館酒店的客房寬帶接入和中小企業(yè)的內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)，為智能家居系統(tǒng)的推廣應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。作為家庭安全的重要保護(hù)設(shè)施，煙感探測(cè)器不應(yīng)隨防盜類報(bào) 警設(shè)備一同布防、撤防，因此在設(shè)置時(shí)，應(yīng)該將連接該類設(shè)備的從站模塊設(shè)為永久布防模式一即無論 ICDT 是否處于布防狀態(tài)，在觸發(fā)條件滿足時(shí)， ICDT 會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 照明控制系統(tǒng) 照明系統(tǒng)主要由日光燈、吊燈、壁燈、射燈和落地臺(tái)燈等組成。 11 3 智能家居系統(tǒng)的家庭網(wǎng)關(guān) (ICDT)設(shè)計(jì) ICDT 介紹 網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端 (ICDT)充當(dāng)比較特殊的角色，它聯(lián)系家庭內(nèi)部所有的智能家居裝置，也是家庭智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接外部網(wǎng)絡(luò)的中樞，顯然 ICDT 是智能家居系統(tǒng) 的核心單元，通常稱為“家庭網(wǎng)關(guān)”，如圖 所示。25045 集看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控和 E2PORM(512 8bit)于一體，用來存儲(chǔ)記憶系統(tǒng)的一些基本參數(shù)，如節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、每個(gè)節(jié)點(diǎn)的特征參數(shù)、節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符及一些與節(jié)點(diǎn)相關(guān)的聯(lián)系。所以這就對(duì) ICDT操作系統(tǒng)提出了更高要求 :很強(qiáng)的互動(dòng)和協(xié)同工作能力，而且還要設(shè)置簡單、便捷。 圖 電力線數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成 通信模塊的設(shè)計(jì)原理 將電力線數(shù)字載波通信技術(shù)的基本理論運(yùn)用到實(shí)際中，在論文所設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)原理的最簡單應(yīng)用。PZL101 除具備原有系統(tǒng)基本的通訊控制功能 :二相相移鍵控 ， 120kHz 載頻 ， 帶寬15kHz， 數(shù)據(jù)速率 500bps； 接收靈敏度為 50 RMSV? (500bps)； 15 位偽碼長度 ， 可編程同步捕獲門限 ； 可編程時(shí)鐘 (掉電后電池維護(hù) )I/O 口帶 150V ESD 保護(hù)等。主器件和從器件都能工作于發(fā)送器或者接收器的狀態(tài) ， 但何種方式有效由主器件 MCU 決定。 本系統(tǒng) MCU 的單片機(jī)程序設(shè)計(jì)詳見圖 和圖 ， 設(shè)計(jì)思路一目了然 ， 分別提供了主站和從站模塊中 MCU 的工作程序流程圖。當(dāng) WDI 持續(xù) 436ms 以上無高低電平變化 ， 將 20 導(dǎo)致看門狗計(jì)數(shù)器溢出復(fù)位 ， 使 PL2101 的 RST 腳輸出復(fù)位高電平。本文立足于電力線通信技術(shù) ,研究開發(fā)了基于電力線的智能家居自動(dòng)化系統(tǒng) ,并結(jié)合電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) ,構(gòu)建了基于低壓配電網(wǎng)的集 NITERNET 上網(wǎng) 、智能家居控制于一體的智能化數(shù)字小區(qū) ,為電力線通信技術(shù)和智能家居的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。 PL2101 主振蕩器所需時(shí)鐘頻率為 。 b)E2PROM 之所以選用 E2PROM， 是因?yàn)?E2PROM在工作電壓下就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀和寫 ，這樣 ， 就可以在編制應(yīng)用程序時(shí) ，