基于電力線(xiàn)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)在智能家居系統中的運用，給出PLC網(wǎng)絡(luò )化控制系統的結構．描述智能家居系統控制端設備和局端設備的設計方法．以廈設備的電磁兼容性。該系統實(shí)現了家電智能控制、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(wèn)題，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。電力線(xiàn)通信(Power Line Communication，PLC)，是指利用中、低壓電力線(xiàn)作為通信介質(zhì)，實(shí)現數據、語(yǔ)音、圖像等綜合業(yè)務(wù)傳輸的通信技術(shù)。利用PLC實(shí)現智能家居的網(wǎng)絡(luò )化控制無(wú)需架線(xiàn)，不破壞住宅結構，連接方便、快捷，是智能家居網(wǎng)絡(luò )化控制的理想選擇。本系統采用Intcllon公司的INT5200芯片作為電力載波芯片，網(wǎng)絡(luò )數據由與家電設備相連的電力線(xiàn)傳送，并通過(guò)HomePlug協(xié)議實(shí)現交互，采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交頻分復用技術(shù)進(jìn)行調制解調，從而實(shí)現家電控制、PLC上網(wǎng)和家庭安防。

1 網(wǎng)絡(luò )化控制系統的結構

　　圖l為PLC網(wǎng)絡(luò )化控制系統的結構示意圖。調制解調器為已有的ADSL或有線(xiàn)電視同軸電纜的Modem，PLC主控終端接收到Modem解調出來(lái)的網(wǎng)絡(luò )信號后，將其轉換為電力線(xiàn)通信的數據包，并進(jìn)行加密、OFDM調制、D／A轉換、放大等處理，然后通過(guò)耦合電路將電力線(xiàn)差分信號耦合到家庭的220V交流電力線(xiàn)的相線(xiàn)和中線(xiàn)上。這樣，在家庭的任何一個(gè)電源插座處，均可通過(guò)耦合電路獲得電力線(xiàn)差分信號；接著(zhù)通過(guò)PLC局端通信接口對電力線(xiàn)信號進(jìn)行濾波、A／D轉換、增益調整、OFDM解調等處理；再將數據還原為標準的網(wǎng)絡(luò )信息送到PC網(wǎng)卡，或者直接根據接收的信息內容，通過(guò)PLC局端的微處理器控制其他家電設備和安防控制設備。同理，PC、其他家電設備或安防控制設備的數據和狀態(tài)信息，也可以按照相反的過(guò)程傳到PLC主控終端，經(jīng)過(guò)Modem發(fā)送到Internet網(wǎng)上，供遠程用戶(hù)使用。

2 智能家居系統的PLC主控終端

　　PLC主控終端主要由主控終端接口和電力線(xiàn)耦合兩部分組成。PLC主控終端的最主要功能是實(shí)現以太網(wǎng)數據包和電力包之間的相互轉換，OFDM調制解調和信號與電力線(xiàn)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電路、發(fā)送驅動(dòng)電路、E2PROM存儲設備、LED狀態(tài)指示部分以及電力線(xiàn)耦合電路等構成。其電路結構如圖2所示。