基于电力线通信的智能家居设计方案.doc

基于电力线通信的智能家居设计方案.doc基于电力线通信的智能家居设计方案
摘要：本文提出了一种智能家居设计方案，并对系统的软硬件进行 了初步的设计，该系统以电力线通信技术为基础，并综合运用Internet 互联网通信技术建立了一套完整的智能家居系统，进而将家居电气设备置 于网络之中，使其具有了网络化、智能化的特征。
关键词：电力线通信；智能家居；网络化
中图分类号：E965文献标识码：A文章编号：
0引言
智能家居是信息技术和自动化技术在家庭中应用的集中体现。电力线 通信[1-2] (Power Line communication, PLC)是利用已经存在的电力线 为通信媒介，进行数据通信的一种技术。电力线通信技术运用调制解调的 原理，信息发送时将其调制并耦合至电力线上进行传输，在信息接收端将 信息从电力线上解耦解调，从而完成信息的传递。本文设计了基于电力线 通信的智能家居方案，避免了重新布线以及对原有建筑环境的破坏之虞， 并且节约了投资的成本。
1系统的总体设计
图1所示是基于电力线通信技术的智能家居总体方案框架。系统中包 括:
图1基于电力线通信的智能家居总体方案
1） 由家居电气设备和家庭网关组建的家庭内部电力线通信网络，用 以完成设备的信息采集及控制信息的传递等功能；
2） 家庭网关完成电力线通信网络与以太网的协议转换，进而实现家 庭内部电力线通信网络与互联网的信息交互；另外，家庭网关还作为家居 主节点完成设备的本地可视化管理；
3） 计算机和移动终端用以实现智能家居的远程可视化管理。
1. 1主控制器
本设计采用ATMEL公司AVR系列单片机中的ATmegal28作为电力线通 信的核心处理器。ATmegal28主要具有以下优点：运算速度快，最高可达 16MIPS；资源丰富，有53个通用I/O接口，SRAM和EEPROM均为4K字节， Flash为128字节，另外还有一个SPI以及两个USART串行通信接口；能 耗低。这些优点决定了 ATmegal28很适宜通信和控制。
1. 2 IT700PIM电力线通信模块
本设计采用以色列Yitran公司开发的以IT700电力线通信芯片为核 心的IT700PIM电力线通信模块实现系统的电力线通信。IT700电力线通信 芯片具有强大的物理层特性，同时还提供了极为高效的数据链路层及网络 层协议[3]o IT700芯片中的网络层协议Y-Net可以方便的实现电力线通信 网络的自动组网和路由。
2 IT700PIM 与 ATmegal28 的接 口 原理
图 2 IT700PIM 与 ATmegal28 的接 口原理
图2所示为IT700PIM与ATmegal28的接口原理图，IT700PIM通过全 双工的串行通信接口与控制核心ATmegal28实现数据通信。ATmegal28可 以通过IT700定制的Y-Net网络层协议控制命令实现各通信节点的自动组 网和数据通信。
3家庭网关的总体设计
图3家庭网关的总体设计
家庭网关是智能家居系统的枢纽部分，其总体设计如图3所示。本设 计采用网卡芯片ENC28J60,并通过HR911102A内置的隔离变压器和以太网 接头RJ45实现家庭网关的互联网接入。控制核心ATmegal28与IT700PIM 电力线通信模块的接口在上节已有所叙述，本节不