基于电力线通信技术的智能家居解决方案毕业论文(编辑修改稿)

基于电力线通信技术的智能家居解决方案毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

位于家庭内部，直接同用户计算机或者家庭网关相连，其连接方式见图 (b)。 若 EPLC14M 与计算机相连，通过 USB 线连入计算机 UBS 接 9 口。 若连接家庭网关 (ICDT)，由于所设计的 ICDT 仅提供以太网接口 ，所以在 EPCL一 14M 中作了一些改进，将其 USB 接口电路转换为以太网接口电路，通过以太网线连接 ICDT；或者在 EPLC14M的 UBS连线的另一端连接 USB/以太网接口转换器，这样就可方便地连接 ICDT 了。 系统功能 本章第一节给出了智能家居系统的整体设计方案，按此方案设计的智能家居系统可以实现多种功能 : 防盗报警 家中的各类防盗报警探头处加装电力线载波通信模块一“从站模块”(EPLC6005)，每个从站端口均可独立设置任意长度的延迟时间、划分布防组别、设定端口常态 (常开 /常闭 )，以及设定报警方式 (是否上报中心或本地报警 )等。 贵重物品防盗报警 依据住户要求可将与贵重物品相关的防盗设备设为较高报警级别，从而引起管理人员足够重视，一旦有盗窃事件发生，瞬间开启报警设备。 多重判断防误报功能 为防止发生误报现象，小区管理中心的主控软件应该能够综合判断室内多个逻辑相关的探测器的状态 (按时间序列 )和家庭设防模式。 若确定属于误报，则主控软件会自动地在后台进行远程消警，同时在数据库中做出误报一记录。 火灾自动探测报警 用户在烟感火灾探测器上加装从站模块即可实现。 作为家庭安全的重要保护设施，烟感探测器不应随防盗类报 警设备一同布防、撤防，因此在设置时，应该将连接该类设备的从站模块设为永久布防模式一即无论 ICDT 是否处于布防状态，在触发条件满足时， ICDT 会立即发出报警信号。 煤气泄漏自动探测报警 在燃气火灾探测器上加装从站模块。 同上所述，作为重要的非防盗类安全设备，住户也应该将相应的载波模块设置为永久布防模式。 紧急求助 用户将紧急求助按钮安放在家中比较醒目易操作的位置，在按钮处也加装从站模块。 由于其不仅是作为防盗类的报警装置，多数是在发生紧急情况下使用的，因此也应该设置为永久布防模式；同时，考虑到窃案发生时该设备的报 警意味着受侵害者在场，因此在设置该项功能时应设定为只上报小区管理中心而本地不报警，以减少受侵害者被发现的可能性。 防挟持秘密报警 在 ICDT 报警时，住户可通过输入防胁迫密码撤销本地报警，中心则将进一步收到挟持报警信号，便于管理中心采取一定措施保证住户的人身安全。 在防胁迫密码的设计上， ICDT 系统没有采用简单的统一密码 (因为此类密码易被不法分子察觉，可能导致住户的安全受到进一步的威胁 )，而是在原有密码的特定位置上加 /减特定的数 (该特定位置及特定数可由住户指定 )。 由于住户密码可自行设定，则在保证密码安全的同时也 最大限度的实现了防胁迫秘密报警的独特功育旨。 水、电、气、暖气多表远程自动抄收 在各种脉冲计量表的信号输出端口加装从站模块，从站模块的主控单元定义灵活，适用范围广，不存在特殊性，可随着房屋内表计的加减以及位置变换，随意撤换定义从站模块。 另外，对于不同的表计制造厂家所采用的单位脉冲计数技 10 术不一致的情况，只需在主控软件上进行设置即可灵活改变。 小区内部电子公告 小区管理中心可以通过小区广播方式或特定通知方式，选择单户或多户，向各户家中 ICDT 发送中、英文电子公告消息，如小区娱乐活动安排、催缴费用通知，以及重要新 闻等。 ICDT 系统的显示界面可滚动存储六条电子公告。 INTERNET 电子短信息 住户登录小区局域网站后，除了可以查询自己家中的相关信息、控制家用电器设备外，还可向其他住户家中的网络智能控制数据终端发送电子短信息。 当然，为防止网络骚扰行为，只有本小区内的住户才有权限互发电子信息，而且只允许对单户发送。 住户家用设备报修 对于业已达成维护协议的户内设备，住户可以在其发生故障时通过家中的网络智能控制数据终端向小区管理中心发出报修申请。 由于该项功能是 ICDT 实时访问小区管理中心数据库的方式实现的，所以小区需要具备 电子商务。 照明控制系统 照明系统主要由日光灯、吊灯、壁灯、射灯和落地台灯等组成。 除日光灯外，其它灯均可作亮度调节，以满足各种需要。 灯光会根据不同的情景，做出相应的调整，例如，欣赏影片时，自动调暗灯光。 只需要轻触一个按钮便可产生一种预先设定的照明效果，使用方便。 远程家用电器控制 网络智能控制数据终端的内置电力线载波通信模块一“主站模块” (EPLC 一600)，可以实现家用电器的输出控制功能。 住户可以通过拨打电话或者从Inter 登录小区网站了解家用电器设备的开关状况，并且可以控制家用电器设备的开启关闭。 通过 ICDT 系统的外置键盘，住户还可以直接对任一从站模块进行设定，例如家用电器开启 /关闭的时间设定。 内置 HUB 芯片提供多个信息口 网络智能控制数据终端系统在保证自身在小区局域网上正常运行的同时，还可以以很低的成本扩展出三个信息口为住户登陆 Inter、加设网络设备或进行家庭内部组网提供方便。 从而在满足住户对上网点的位置随意性及数量要求的同时，还有效地避免了对小区网络设备端口的进一步占用。 系统特点 基于 TCPI/P 协议的数据终端，具有信息采集、存储和通信三大功能。 住户可通过电话及 Inter 查询报警记录、家电开闭状态，可实现远程家电控制及布防功能；发生报警事件时，系统将自动拨打用户预设电话号码告知报警类型、报警时间等相关情况。 另外，住户还可通过 Inter 向家中的发送操作短信息。 从站模块可灵活定义，安装、调试方便，可挂接到各种探测器及脉冲计量表等。 设备，升级、维护也比较简单；住户还可以通过计算机软件程序操作，任意命名设备名称以便识别，针对不同设备所连接的从站模块进行相应的功能设置，而最大限度地满足各个家庭实际应用的需要。 ICDT 的 I/O 口可灵活设置 I/O信号的接收脉宽，对于不同的脉冲表可 设置单位量程的脉冲数，从而最大限度的保证了对不同型号外接设备的兼容性，有利于降低外接设备受干扰产生误报警的可能。 家庭内部数据传输采用电力线数字载波通信技术，无需重新布线，方便可靠；家庭与外界通信采用日益成熟的电力线高速通信技术，应用 14Mbps 电力线调制解调器，实现了优质高效的宽带通信。 11 3 智能家居系统的家庭网关 (ICDT)设计 ICDT 介绍 网络智能控制数据终端 (ICDT)充当比较特殊的角色，它联系家庭内部所有的智能家居装置，也是家庭智能网络系统连接外部网络的中枢，显然 ICDT 是智能家居系统 的核心单元，通常称为“家庭网关”，如图 所示。 高速 PLC 室内电力线 图 IDTC 控制系统结构框图 作为家庭网关， ICDT 要有很好的适应性，能为智能家居系统提供了友好的人机界面，方便用户操作。 ICDT 所管理控制的智能装置分为两种 :输入 /输出设备。 图 中，室内电力线主干路的上方标注输入设备， ICDT 采集读取它们的输入数据和发送信号；下方标注输出设备， ICDT 向它们发送控制命令，实现相应操作。 ICDT 在结构上主要由两个部分组成 :通信接口单元和智能控制单元，两个单元之间通过异步通信接口互连，通信接口单元提供了从电力线通信网络到智能控制单元之间的接口。 通信 接口单元集成了 10M 以太网卡和 4 口的 HBU 芯片，其主要作用是处理网络传输协议。 从网络输入的数据包被处理掉所有的协议头，并在缓冲区重新装配成完整的应用层数据，经过异步通信端口发送到智能控制单元。 从智能控制单元发过来的数据在通信接口单元被拆分、打包并加上协议头发送到网络上。 介质访问协议采用以太网 ，网络传输协议采用 TCP/IP。 接口单元共有 4 个RJ45 口，分为两组，其中 1 个为专用的网络接口，用于连接 14MbsP 电力线调制解调器 (也可以连接其它类型的宽带网络线路 )，其余接口用于连接 PC 或其它网络设 备。 小区局域网 小区管理中心服务器 ICDT PC 气表模块 水表模块 窗磁模块 家用电器 红外探头模块 照明系统模块 烟感报警模块 警灯报警模块 热量表模块 电表模块 应急按钮 门磁模块 燃气泄漏探头 RUI 扩展 12 智能控制单元的主要作用是执行数据、开关量、脉冲量的输入输出，实现安防检测、计量表读数计数、报警及家用电器设备的控制功能。 用户可以通过智能控制单元外设的键盘布防、撤防，开关电器、控制灯光，以及查询当前水电气表读数及费用。 物业管理公司也可以通过访问小区管理中心的主控 CP 及时通知住户交纳各项费用。 另外， ICDT 还具有较强扩展性，可以连接分机，这主要是根据别墅型建筑的特点及复式结构住宅的需要所设计的，可在同一个住户内再安装一台 ICDT 作分机使用，为用户提供了更多方便。 ICDT 的硬件设计 ICDT 的硬件结构原理如图 所示。 控制器选用 Intel 高性能 16 位单片机80C196KC，在最小系统的基础上，分别扩展了 32BK 数据存储器和程序存储器。 25045 集看门狗定时器、电压监控和 E2PORM(512 8bit)于一体，用来存储记忆系统的一些基本参数，如节点个数、每个节点的特征参数、节点标识符及一些与节点相关的联系。 串行实时时钟采用 DSI302，提供秒、分、小时、日、月、年实时信息，且能根据月份和闰年情况自动调整月份和结束日期。 并行芯片 8255扩展了 4X5 键盘接口，为用户设置、。