嵌入式智能家居通信模型和协议的研究与应用

广东工业大学硕士学位论文嵌入式智能家居通信模型和协议的研究与应用姓名：罗嵘申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：汤荣江20050501嵌入式智能家居通信模型和协议的研究与应用作者：罗嵘学位授予单位：广东工业大学相似文献(10条)1.学位论文严珩铭基于电力线通信的实用智能家居系统2007科技发展的最终目标是改善和提高人类居住环境，所以科技的进步也必将在家庭中得以充分体现。人们对家庭生活质量的要求越来越高，突破了传统的电气化、自动化的简单要求，立足于家居智能化的实现。现今智能家居系统的概念正是针对这些要求而设计的，它迎合现代众多家庭的需求，有很好的发展前景和广阔的发展空间。现在的智能家居系统集家居照明控制、家用电器控制、安全防范控制、高速互联网接入等功能于一身，力求打造一个全方位覆盖日常生活所需的家居自动化环境。不过，由于这些系统普遍使用先进前卫的技术，功能庞大而且价格昂贵，并非一般家庭所能接受。因此，本文以实用化、低成本为设计理念，构建一个实用智能家居系统，力求贴近人们的日常家居生活，满足最实际的生活需求。本文首先对智能家居系统的概念、发展状况和研究意义进行了介绍，然后从控制和功能执行流程的角度划分了智能家居系统的结构组成，包括控制指令输入、家居网络平台和功能执行模块。通过对网络介质和网络协议的分析比较，本文选择了电力线作为组成家居网络平台的传输介质，同时介绍了用于电力线通信的扩频通信技术，然后在此基础上提出了电力线构建的家居网络平台模型。在智能家居系统的控制部分，本文采用三种方便且人性化的方式：按键开关控制、语音识别控制和手机短信远程控制。三种方式都可以产生相同的控制效果，而且有各自的优点，大大方便了有不同需要的人士。在功能执行模块部分，本文选取了人们日常家居生活中三种常见的需求：开关型家用电器控制、室内照明调光和红外线安全警报。三种功能执行模块技术成熟、可实现性高，而且功能实用、制作成本低，符合系统的设计理念。最后，基于上述理论分析和设计构思，本文完成了一套基于电力线通信的实用智能家居系统的硬件演示系统，系统的各个组成部分都以电路原理图和软件程序进行详细说明。本套系统技术成熟、控制方便、功能灵活、可拓展性强，可以作为实用智能家居系统工业化设计的一个探讨例子。2.期刊论文巩书兰.郭文成.GongShulan.GuoWencheng基于HomePlug的智能家居网络系统-单片机与嵌入式系统应用2008,(3)电力线通信技术的诸多优点越来越受到人们的广泛关注.本文介绍基于HomePlug电力线通信的智能家居网络系统的设计,利用电力线网传输以太网数据速率达200Mbps.系统以INT6000通信芯片为核心,以S3C2510为主要控制芯片,实现家居网络的智能化联网.系统具有较高的可靠性.3.学位论文陈银桂基于电力线通信的智能家居网络系统研究2009随着网络技术和通信技术的高速发展，传统的家居环境已经不能满足人们的需求。人们不仅对家居的自动化程度要求越来越高，同时也希望自己的家居环境成为互联网的一部分，通过远程操作可以了解家居情况、控制家居设备，从而使家居环境更加人性化、智能化。在此背景下，智能家居网络成为时下研究的一个热点问题。目前流行的组建家居网络的物理媒介主要有双绞线、同轴电缆、电力线、电话线等有线方式和红外线、蓝牙等无线方式。由于电力线通信（PLC）技术具有无需铺设专门的通信线路、覆盖范围广、连接方便、综合成本低等显著优点，因此电力线成为人们组建家居网络理想的物理媒介。因为电力线是用来传输电能的，而不是专门用于通信的，所以作为通信信道会带来许多技术问题。本文首先对低压电力线信道特性进行了分析，深入探究了低压电力线载波通信技术，包括窄带技术、扩频技术和OFDM技术，由于扩频技术具有抗干扰能力强、信息保密性好、易于实现码分多址、抗多径干扰、抗衰落、实现起来比较经济等优点，因此在本设计中选用扩频技术；其次，在研究智能家居系统设计原则的基础上，提出了一套基于电力线通信的智能家居网络系统方案，并阐述了系统所能实现的功能及本系统的特点；然后，采用载波芯片PL3105设计了电力线载波通信模块，进而设计了智能节点，编制了相关软件程序，并对载波通信模块进行了测试，实现了家庭内部电力线网络的通信；最后，以高性能单片机C8051F020作为主控芯片设计了中心控制器，通过串口与电力线载波通信模块相连，实现对家庭内部电力线通信网络的控制，通过以太网控制芯片RTL8019AS扩展以太网接口与Internet相连，进而与远程主机相连，从而实现系统远程控制功能。4.学位论文刘建伟基于电力线通信的智能家居网络信息传输关键部件研究2006控制网络正在把以前由计算机世界享有的所有优点带进控制世界。因特网、内部网和控制网可以协同工作，让人们即可联系到人，又可联系到“物”。因此，家居系统不再以一个信息孤岛的形式存在，通过和外部网络的集成和无缝联接，人们可以在任何时间，从任何地方访问任何设备。LONWORKS技术作为智能家居网络的标准之一，促成了这一集成，它拥有一切必要的组件来实施全开方、可互操作、易于和现有数据网无缝连接的控制系统。电力网由于覆盖广泛，无需重新布线，永久连接，不存在射频电磁污染等优点，成为构建智能家居网络的首先物理媒介。本论文选用了一种基于扩频技术的电力线调制解调芯片SC1128，通过与国内外同类产品的对比，分析其通信特性和适用性。并以SCi128芯片为核心，设计了电力线收发器。最后将其应用于智能家居网络，基于LONWORKS技术搭建了智能家居网络，为未来的智能家居系统研究提供参考。本课题为广东省教育厅基金资助项目(厅010050)。5.会议论文黄旭红基于电力线通信技术的智能家居网络系统2006近年来,随着人工智能技术和网络技术的发展,人们的家居环境向智能化、信息化和网络化发展将成为一种潮流.一个完善的智能家居系统综合了家庭安全防范系统、家庭自动化系统、家庭通信系统和家庭文化系统,为人们提供了一个安全、舒适、便捷和充满信息交流的生活空间.要实现这样一个智能家居系统,网络的支持是必不可少的.现代家庭都敷设了电源线,电源插座随处可见,因此利用电力线来实现家庭网络是最方便的.基于电力线通信技术的智能家居网络系统利用电力线通信技术通过电源插座完成家庭联网,并为家庭网络提供互联网接入和多媒体音视频业务,通过家庭服务器对接入家庭网络的信息家电、安全系统实行监控和管理,从而实现家居智能化、信息化。6.学位论文王文星基于低压电力线通信的智能家居系统的研究2003智能家居系统通过现有的通信手段和计算机技术将家庭安全防范、家庭自动化与互联网结合为一体,智能家居系统是一个开放的、使用多项高新技术的智能化、人文化的集成型家居系统.该文提出了一种基于低压电力线载波技术实现的智能家居系统,该系统采用多级分布式总线结构,论文在分析电力线载波通道的传输特性基础上对现有的几种调制方式进行了研究,对该系统进行了部分测试,并对结果进行了研究.7.期刊论文叶玮琼.余永权.刘志煌.YEWEIQIONG.YUYONGQUAN.LIUZHIHUANG智能家居电力线总线研究与实现-微计算机信息2008,24(8)随着信息通讯技术及智能化技术的高速发展,智能楼宇、智能家居成为当今IT技术发展的一个新热点.通过电力载波通讯技术实现智能家居的电力线总线网络,能为智能家居网提供最大的便利.本文正是以TDA5051为基础,实践了一个电力线家居总线方案.8.学位论文林勇基于智能家居网络的电力线通信实现及其实现技术研究2005本文以SC1128芯片为核心，采用直接序列扩频技术，实现电力线上的载波通信，设计了一个电力线收发器，使之嵌入到家用电器中.只要家用电器插上电源就可上网，即“即插即用(PlugandPlay,PNP)”，PNP是控制网络和控制设备的最高互操作能力的体现。本文给出了电力线收发器各个环节的硬件电路和软件实现，并附有系统设计的实验结果。该电力收发器的开发必将对家电信息化和信息家电产业化产生重要的影响。9.学位论文杨彩芳基于低压电力线通信的智能家居中的安防系统设计2008近年来，随着网络技术和通信技术的迅速发展，人们不仅对家居的自动化和信息化程度要求越来越高，而且对家用设备控制的灵活性以及对外部信息获取的方便性提出了更高的要求。这就需要建立完善的智能家居网络系统，并构建智能化小区，从而真正满足家庭自动化和信息化的要求，有效提高家庭生活质量。本文在已有技术的基础上，设计了基于电力线通信的家居安防系统。br　　由于电力线网络的极大普及率，成为智能家居网络的首选通信网络。但因电力线通信的环境恶劣、线路阻抗小、信号衰减强、干扰与时变性大等特点，通过分析比较几种电力线通信芯片，采用具有扩频技术的SC1128。设计了信号耦合、滤波、前级放大、功率放大等外围电路。设计的电力线通信模块包含SC1128与其外围电路及控制芯片AT89C51，AT89C51对SC1128初始化后，就可收发数据。br　　本文的智能家居安防系统包含中央监控器和火灾检测报警器。基于ARM系统的中央监控器实时监测各节点的险情，它有USB通信模块和以太网接口，在接到险情后，可以同时向PC机和物业报警，使险情得到及时处理。火灾检测报警器选用AT89C51作为测试节点的微控制器，可实现对环境温度和烟雾检测，当出现险情时，拉响蜂鸣器同时向中央监控器报警。br　　本文设计的基于电力线通信的家居安防系统可对火灾进行报警，通过中央监控器，能及时处理险情，并能向小区物业通报险情，必要时还可自动向110网上报警，实现了多重安防保障。10.期刊论文汪波.黄佩伟.钟幼平.WANGBo.HUANGPei-wei.ZHONGYou-ping基于电力线信道的智能家居系统-电讯技术2007,47(2)介绍了一种基于低压电力线通信的智能家居系统及其相应的软硬件结构.为克服低压电力线信道的频率选择性和时变性,系统采用正交多载波方式传输信息.此外还提出了一种灵活的电力线组网方式,大大增强了系统的扩展性,最后分析了该系统的具体应用情况及效果.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：65494049-7cb0-4a9d-b6fe-9dd4010f2808下载时间：2010年8月16日