智能家居系統(tǒng)基本任務(wù)之一，就是能夠通過Internet網(wǎng)絡(luò)對各類電器實現(xiàn)操作控制。由于主要家居電器本身就由220V供電，因此利用電力線實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控是一種非常有效的方式。面向服務(wù)于智能家居系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計，著重闡述了設(shè)計思路、芯片選型，以及電力線通信模塊及其協(xié)議設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，并實現(xiàn)了以太網(wǎng)到電力線協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟硬件設(shè)計。基于Internet網(wǎng)絡(luò)，對連接于電力線的多類家用電器進行實際測試，結(jié)果表明系統(tǒng)運行穩(wěn)定，監(jiān)控功能可靠，相關(guān)技術(shù)具有很好的實用價值。

　　智能家居系統(tǒng)，既涉及到家庭中各種高端信息設(shè)備的互聯(lián)互通，也涉及到對家庭中各種照明、安防、電器和基礎(chǔ)設(shè)施之間的聯(lián)網(wǎng)以及相互間的自動控制，終為用戶提供一種安全、舒適且方便的智能化和信息化生活空間。其一個基本的功能要求就是能通過電話線或因特網(wǎng)實現(xiàn)對各種家用設(shè)備（如空調(diào)、熱水器）的遠(yuǎn)程使用和操作控制。

　　“智能家居系統(tǒng)嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計”必須立足于滿足需求，選擇技術(shù)方案，以自主技術(shù)為基礎(chǔ)，充分考慮國內(nèi)外家庭網(wǎng)絡(luò)目前的發(fā)展現(xiàn)狀和已有的標(biāo)準(zhǔn)（或規(guī)范） ，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的家庭網(wǎng)絡(luò)及其產(chǎn)品，并構(gòu)筑安全、可靠且實用的家庭局域網(wǎng)絡(luò)。

　　系統(tǒng)整體設(shè)計

　　家庭網(wǎng)關(guān)是智能家居系統(tǒng)的部分，各個不同協(xié)議子網(wǎng)之間的互聯(lián)和信息共享都需要通過網(wǎng)關(guān)進行，而且網(wǎng)關(guān)還負(fù)責(zé)家庭局域網(wǎng)接入Internet。為適用于普通的家庭用戶，網(wǎng)關(guān)一般設(shè)計為嵌入式設(shè)備，并采用TCP/IP技術(shù)和高性能微處理器實現(xiàn)。家庭嵌入式網(wǎng)關(guān)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)CAN現(xiàn)場總線、Zigbee無線通信和電力線載波等多種通信協(xié)議，同時具有Internet、GPRS和GSM等多類接口，以支持各類數(shù)據(jù)的傳輸。用戶可通過有線和無線的以太網(wǎng)，以及通過手機短信等多種方式，實現(xiàn)授權(quán)行為下的*瀏覽和家庭智能設(shè)備控制。

　　如冰箱、空調(diào)、微波爐、洗衣機和熱水器等主要家居電器一般都需要220v市電供電，即這類設(shè)備本身就接在電力線上，因此不必再用CAN總線或Zigbee無線通信的方式進行監(jiān)控，而是直接采用電力線載波數(shù)據(jù)針對上述設(shè)備進行傳輸監(jiān)控，就是一種比較好的方式。鑒于一個完整的智能家居系統(tǒng)嵌入式網(wǎng)關(guān)，其功能一般也非常復(fù)雜，因此本設(shè)計主要致力于實現(xiàn)嵌入式網(wǎng)關(guān)的對外Internet接口部分，以及嵌入式網(wǎng)關(guān)的對內(nèi)接口部分，即電力線載波通信模塊的硬件設(shè)計及軟件實現(xiàn)，同時預(yù)留CAN接口以及串行接口，以便將來升級網(wǎng)關(guān)功能，使其支持經(jīng)過CAN總線通信的三表設(shè)備，以及經(jīng)過Zigbee通信的低功耗傳感器設(shè)備。系統(tǒng)整體功能示意圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體功能示意圖

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參考文獻:

[1]. GPRS datasheet http://hbjingang.com/datasheet/GPRS_1594650.html.