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智能家居网关规划方案

  智能家居基本任务之一便是可以经过网络关于 各类电器完成操控,因为首要家居电器自身就 有220V沟通供电,因而运用电力线完成设备监 控和操控是一种十分有用的方法。 本规划着重于电力线传输协议和网关规划。 依据ARM渠道供给协议转化,路由挑选,长途 操控等功用

  运用电力线来监控家居各类首要电器设备, 防止了CAN总线或以太网等其他有线通讯方法 所需的额定布线,也处理了无线信号穿透墙面 时严峻衰减的缺陷,具有很好的实用价值。 电力线传输信道质量较差,需求专门规划物 理层标准。

  因为是小范围联网,数据量小,实时性要求 不高,无需杂乱芯片,可采用简化的MAC层协 议,运用分时传输的发送方法。

  咱们不必CSMA/CD,转而规划一种简化的分时发送机制: 在下列时刻节点,只需网络上闲暇,设备或网关便可自动发送数据: 1、0ms网关发送 2、150ms设备1发送

  4、450ms设备3发送 以此类推… 在上述约好的分时发送时刻到曾经,没有任何从设备或网关正在进 行通讯,这时可以为网络闲暇。不然推延发送等候下一次时机。 网关操控器每隔一段时刻发送校时信号,重启发送时序。 以上协议可有用地防止“磕碰”呈现,在实时性要求不高的情况下 取得较高的线 电力线传输协议规划

  在自动作业方式下,网关依照装备好的指令直接操控家电设备运 行。 在被动作业方式下,网关对电力线上传来的数据作协议转化处理, 以UDP方式在WLAN和以太网上进行播送,使PC机能接纳到设 备信息。一起对PC机传来的设备指令作协议转化,发送到电力 传输线上,使设备能接纳到PC机的指令。

  从设备A到PC: 1、设备A发送MAC帧,源地址00,意图地址01 2、网关收到该帧,拆出用户数据DATA 3、网关拼装UDP数据报,意图端口10 4、网关依据表1,拼装IP报文,源地址192.168.1.2,意图地址为播送地址 5、网关在以太网播送该帧 6、PC端监听UDP端口10,收到数据报 7、PC端依据表2得知这是设备A宣布的数据,据此做出反响

  从PC到设备 1、PC端生成用户数据DATA 2、PC端拼装UDP数据报,意图端口10 3、PC端依据表2拼装IP报文,源地址192.168.2.2,意图地址192.168.1.2 4、PC端发送以太网帧到默许网关 5、网关监听UDP端口10,收到数据报 6、网关发现意图IP地址为192.168.1.2,在电力线、网关拆出用户数据,依据表1拼装MAC帧,意图地址00,源地址01

  挑选S3C6410的首要原因是七强壮的处理功用,契合路由器实 时处理的要求,一起供给多种服务功用。

  PL3106经过串口与处理器衔接,运用单片机编程,该芯片可完满足 部MAC层、物理层和部分应用层的功用。但还需外加载波发送/接 收电路

  当发送数据的时分,载波信号由PL3106芯片的PSK_OUT引脚 输出,波形视详细装备而定。经过由VT1、VT2、VT3和VT4组成的 互补推挽功率放大电路后,具有了必定的带负载才干; VD1、VD2、VS4和VS2均起维护效果。载波信号发射功率的大 小与VHH电源相关,进步VHH电压就可进步发送功率,从而进步 通讯间隔。电容C1和电感L1首要任务是对输出信号进行滤波,减 少各谐波信号对电网的污染。滤波信号经双向TVS维护后,可由 耦合线圈直接耦合到电力线 电力传输芯片选型

  接纳电路的功用是对来自载波耦合电路的信号进行带通滤波处 理。电阻R3的意图是阻隔发送和接纳电路,电感L2和电容C12组 成并联谐振回路,对耦合进来的信号进行选频。当谐振中心频率 为120kHz时,若电容C12=0.15nF时,则L1=1.17mH。二极管VD3、 VD4将选频后的信号双向嵌位到±0.7V,对后级电路进行维护; 然后该信号经过C11耦合到SIGIN输入管脚,由内部电路进行载波 检测并译码为二进制数据。

  TCP/IP协议和以太网协议运用软件完成,CPU只需经过串口衔接 HS9016阻隔变压器完成电压转化

  整个体系以嵌入式Linux为根底,由Linux供给进程办理,设备 办理,文件体系办理等根底功用 在Linux的根底上,增加各类程序模块,如图所示

  服务器进程的功用: 被动方式: 在IP层,一切发往电力传输线网络的数据包被过滤,由服务器 进程解包、辨认和转化之后直接发往PL3106芯片。 同理,PL3106芯片接纳的数据包不能直接在IP网络上传输,必 须交由服务器进程增加必要信息并进行地址转化之后才干发往以太 网或者是无线网,供PC机处理。

  服务器进程的功用: 自动方式: 依照从前装备直接操控家电设备的运转。 经过WEB server 承受长途装备。

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