基于電力線通信的家庭網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)

本文主要介紹PIC技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的運用，給出PLC網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)．描述智能家居系統(tǒng)控制端設(shè)備和局端設(shè)備的設(shè)計方法．以廈設(shè)備的電磁兼容性。該系統(tǒng)實現(xiàn)了家電智能控制、安防控制和上網(wǎng)功能。

目前，中國的智能家居系統(tǒng)以智能安防為主，正逐漸向家電的網(wǎng)絡(luò)化控制延伸。如何更有效地解決安防、家電智能控制、上網(wǎng)等問題，逐漸成為研究的熱點。電力線通信(Power Line Communication，PLC)，是指利用中、低壓電力線作為通信介質(zhì)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像等綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。利用PLC實現(xiàn)智能家居的網(wǎng)絡(luò)化控制無需架線，不破壞住宅結(jié)構(gòu)，連接方便、快捷，是智能家居網(wǎng)絡(luò)化控制的理想選擇。本系統(tǒng)采用Intcllon公司的INT5200芯片作為電力載波芯片，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)由與家電設(shè)備相連的電力線傳送，并通過HomePlug協(xié)議實現(xiàn)交互，采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交頻分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，從而實現(xiàn)家電控制、PLC上網(wǎng)和家庭安防。

1 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　圖l為PLC網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。調(diào)制解調(diào)器為已有的ADSL或有線電視同軸電纜的Modem，PLC主控終端接收到Modem解調(diào)出來的網(wǎng)絡(luò)信號后，將其轉(zhuǎn)換為電力線通信的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行加密、OFDM調(diào)制、D／A轉(zhuǎn)換、放大等處理，然后通過耦合電路將電力線差分信號耦合到家庭的220V交流電力線的相線和中線上。這樣，在家庭的任何一個電源插座處，均可通過耦合電路獲得電力線差分信號；接著通過PLC局端通信接口對電力線信號進(jìn)行濾波、A／D轉(zhuǎn)換、增益調(diào)整、OFDM解調(diào)等處理；再將數(shù)據(jù)還原為標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)信息送到PC網(wǎng)卡，或者直接根據(jù)接收的信息內(nèi)容，通過PLC局端的微處理器控制其他家電設(shè)備和安防控制設(shè)備。同理，PC、其他家電設(shè)備或安防控制設(shè)備的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，也可以按照相反的過程傳到PLC主控終端，經(jīng)過Modem發(fā)送到Internet網(wǎng)上，供遠(yuǎn)程用戶使用。

2 智能家居系統(tǒng)的PLC主控終端

　　PLC主控終端主要由主控終端接口和電力線耦合兩部分組成。PLC主控終端的最主要功能是實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包和電力包之間的相互轉(zhuǎn)換，OFDM調(diào)制解調(diào)和信號與電力線的耦合。其中，主控終端接口由INT5200、以太網(wǎng)PHY芯片RTL8201BL、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器H1102、接收濾波電路和保護(hù)電路、發(fā)送驅(qū)動電路、E2PROM存儲設(shè)備、LED狀態(tài)指示部分以及電力線耦合電路等構(gòu)成。其電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。