基于电力线扩频载波的CEBus在家庭智能化中的应用

基于电力线扩频载波的CEBus在家庭智能化中的应用

韦团[1]2001年在《基于电力线扩频载波的CEBus在家庭智能化中的应用》文中认为随着信息技术突飞猛进地发展,我们的日常生活逐步融入网络世界。现代化住宅小区朝着智能化、信息化的方向发展,家庭智能化在高度的安全性、舒适的生活环境、便利的通讯方式和综合的信息服务等四个层次上不断满足居民千变万化的需求。 我的家庭智能化的方案是在家庭里,用电力线组成小型网络,再通过以太网或电话线和管理室的计算机通信,管理室的计算机再接入Internet,构成一个开放的系统。本课题主要研究利用CEBus总线(EIA-600)组成小型局域网,选用美国Intellon公司的SSC P300作为核心芯片,该芯片兼容了CEBus协议,并采用电力线扩频载波通信技术。我做了几块电路板,组成了一个小型局域网,并且试验了电路的抗干扰性,最后做了实际应用的例子。 用电力线组成的小型局域网无需重新布线,且具有很高的可靠性,可以预测电力线网络将成为今后家庭智能化主要通信形式之一。

刘叁门[2]2002年在《基于电力线扩频载波技术的家庭自动化系统的研究》文中研究指明随着网络信息技术的发展,住宅小区智能化、家庭自动化逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。智能小区信息网的建设将解决通讯网最后一个阶段的接入瓶颈问题,并把信息高速公路延伸到小区和家庭,让居民享有安全、便捷、经济和舒适的现代家居生活。 本课题家庭自动化系统方案是,在家庭内部用电力线作为通讯介质,通过基于扩频技术的CEBus网络协议构成家庭内部网,然后通过以太网或电话线远传到社区物业管理中心,社区物业管理中心再集中接入Internet,从而使整个小区构成一个开放的局域网络系统。 本课题对以太网通讯和MODEM通讯进行了编程、调试和实验,并完成了IP协议组的嵌入式实现。重点对电力线的扩频通讯系统做了大量的实验和研究,分析了扩频载波技术在电力线通信系统中的优势和主要问题,并提出了延长电力线传输距离的措施和方法。最后,将叁部分通讯方式集成到家庭控制器中,解决了数字社区数据传输的问题,并做了一个演示系统。 以太网是一种非常成熟的技术,在未来的社区信息传输中必将得到广泛应用,而低压电力线作为传输介质还在研究之中,基于扩频通讯的电力载波技术一旦得到应用,将具有很大的经济意义。

李伟波[3]2002年在《基于现场总线的智能阀及其信号提取与二线传输模式研究》文中认为各种电液阀作为一类重要的执行器件,保证其安全稳定的运行意义重大,因此需要对阀的运行状态信息进行有效提取和实时监控,以及在出现故障时报警并做出相应的应急处理。随着整个控制系统规模的扩大及网络结构的复杂化,监控网络还需满足系统对简化网络拓扑、提高控制智能以及系统的开放性和控制功能的分散化的要求。正是基于这样一种背景,在综合国内外公开文献的基础上,我们提出了基于电力线载波传输和CEBUS现场总线的智能二线阀系统的概念,并对其相关关键技术进行了基础研究。 所研制的智能二线阀之关键技术可分为阀信息提取、二线阀研制、二线信息双向传输等几个方面。 论文首先对液压阀卡涩、卡紧这一类重要故障现象进行了机理分析和建模,提出了基于电反射的无传感器检测新方法,并通过仿真和具体实验对其有效性进行了验证。实验结果表明该方法对卡涩、卡紧故障有较好的识别能力,有良好的工程应用前景。 随后,论文对基于MCU的智能二线阀单元模块的设计进行了深入研究,提出了MCU、CEBUS现场总线、电力线载波通讯模块相结合的智能二线阀单元模块系统构架,并对一些具体的技术难题作了实践性研究,给出了解决方案。其中,我们提出的一种无变压器方式的电力叁通,给电力线耦合方式提供了一条新的思路。对该智能二线阀单元模块的实验测试表明该二线阀单元模块其性能令人满意。 在实验中我们发现电力线信道特性的变化对智能二线阀系统的性能有着比较明显的影响,从研究的系统性出发,同时,也是作为从物理实践到理论研究的一个重要步骤,我们在第四章中对电力线信道建模和电力线载波通讯进行了仿真研究。文中我们参考传输线理论和无线传输信道建模中的相关技术,建立了电力线阻抗模型和电力线多线瑞利衰落模型。并对叁种主要载波技术在电力线上的传输性能进行了仿真研究,给出了仿真结果,该基础研究对国内同行有较大的参考价值。

俞天白[4]2006年在《基于电力线载波通信技术的照明控制系统的设计》文中指出每年的照明耗电相当于全球17%的发电量,2004年中国照明耗电约为2187亿千瓦时,相当于叁峡水力发电工程建成后,年发电能力840亿千瓦时的近3倍。因此,通过改变落后的照明控制方式来节约能源是可行的。本文提出一种基于电力线载波通信技术的适用于中小规模照明系统、成本低廉、性能可靠的控制系统,以对照明控制方式的改变起到有益的作用。鉴于电力线作为通信信道的复杂性,论文分析了电力线载波通信的信道特性,构建了硬件两层、逻辑动态多层的系统层次结构,提出了系统的总体设计方案。在此基础上分别设计了照明控制系统的硬件和软件部分。最后对照明控制系统进行了测试实验。 第一章介绍了电力线载波通信技术的定义、分类、优缺点和发展过程,总结了电力线载波技术、照明技术和路由算法等方面的研究现状,最后给出了论文的总体框架结构。 第二章分析了电力线载波通信信道的噪声、阻抗和衰减特性,得出这些特性均具有时变性和随机性的结论。在分析了现有的叁种类型的电力线载波通信系统的层次结构的基础上,构建了本系统所采用的硬件两层、逻辑动态多层的层次结构。 第叁章提出了照明控制系统的总体方案,选择了基于电力线载波通信的照明控制系统的适用载波技术和载波芯片,并设计了主机和终端的硬件电路,其中重点介绍了载波模块的设计。 第四章针对电力线信道环境的变化规律,分别设计了适应周期性变化的电力线信道环境的定期更新路由算法,以及适应随时间缓慢变化的电力线信道环境的动态更新路由算法。 第五章在分析现有的几种电力线载波通信协议的基础上,参照OSI模型设计了照明控制系统的通信协议。设计了主机AT89C51RC、主机PL3105和终端PL3105等芯片的驱动程序,其中着重介绍了通用的载波收发程序的设计。 第六章对完成设计的照明控制进行测试,为便于发现问题,测试工作按从模块到整体的思路逐步进行。最后采用仿真对路由算法的工作过程进行模拟,证明了路由算法的有效性。 第七章对全文的研究工作进行了回顾和总结,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的研究工作作出了展望。

汪晋[5]2006年在《基于电力线扩频载波技术的小区智能化系统的研究与设计》文中研究指明随着通信及网络信息技术的发展,住宅小区智能化逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。论文结合以太网技术和电力线载波通信技术的优点设计出一套经济适用的智能小区系统:在家庭内部以电力线网作为传输介质,利用扩频技术提高其抗干扰能力,并利用嵌入式中继模块实现家庭网络和小区以太网通信。这样既克服了低压电力线通信距离短的缺点,又利用了电力线和小区以太网现有资源,且容易实施,具有重要的现实意义。论文首先介绍了电力线载波通信和扩频技术的基本原理。其次,在研究CEBus的基础上,选用符合此协议的电力线载波芯片SSC P300作为通信接口芯片设计出驱动模块并组成家庭内部网络;家庭内部网络通过嵌入式中继模块和小区以太网实现与小区管理中心的通信。最后,基于Visual Basic 6.0设计了智能小区中心管理软件,用来实现对小区内各部分的远程控制和管理,并完成对小区信息的收集、整理和存储。

刘建君[6]2000年在《电力线载波扩频技术在住宅智能化中的应用》文中研究表明本课题是北京市教育委员会发展计划项目,主要目的是填补我国在电力线载波通信网络方面的空白,因此它的研究具有重大的现实意义。 现代社会,智能化住宅小区的建设已经成为智能建筑领域内的一个新的热点,家庭自动化也成为人们生活中不可缺少的一部分。现场总线的出现,导致了控制技术的一场革命。而智能化住宅小区和家庭自动化要由现场总线来实现。 本文主要主要研究了CEBus总线在家庭自动化的应用,并采用由美国Intellon公司推出的使用电力线载波扩频技术的芯片SSC P300设计节点控制器来完成电力线载波通信的试验,首先对硬件进行设计,其次对软件进行了设计,最后,PC机模拟外设给节点控制器发送数据,再由节点控制器通过电力线载波把数据发送给另一个节点控制器,并通过PC机显示。 试验结果表明,由SSC P300芯片制作的网络节点控制器,通过电力线载波扩频技术进行数据传输是完全可行的,也是十分可靠的。可以预测,电力线网络将成为21世纪的主要通信形式之一。

沈芳[7]2003年在《扩频通信技术及其在家庭测控网络中的应用研究》文中研究表明扩频通信技术具有优越的抗干扰、抗噪音、抗多径衰落性能,能在低功率谱密度下工作,具保密性、可多址复用和任意选址,能有效克服各种恶劣的信道特性,目前广泛应用于移动通信、雷达、导航、测距、电力线通信等领域。 本文介绍了扩频通信的基本原理,重点论述扩频通信技术在家庭测控网络中的应用,同时介绍了电力线宽带接入技术。全文共分五章: 第一章为概述,主要论述了扩频通信技术的发展历程及其基本理论,并介绍了扩频通信的主要特性。 第二章对扩频通信技术的性能进行了系统分析,介绍了直接序列扩频方式通信系统模型的工作原理,详细论述了该系统的抗干扰性能。 第叁章阐述了几种常见的扩频编码序列以及对编码序列的相关处理,是实现扩频通信的扩频调制和扩频解调的基础。 第四章重点阐述了基于CEBus的家庭测控网络系统构成,研究了CEBus标准协议体系与此系统的工作原理,同时深入探讨了电力线扩频载波通信模块的具体实现方法及家庭测控网络仪器与PC机通信的实现,总结了家庭网络应用电力线通信的不足之处。 第五章介绍了基于电力线通信的一种新型宽带高速接入技术,分析了各种宽带接入技术的优缺点,对电力线通信在国内外的现状进行了描述,对其发展前景进行了展望。

王修晖[8]2003年在《家庭网络技术研究与开发》文中研究说明随着计算机技术、通讯技术、网络技术的快速发展,家庭网络正逐步进入人们的日常生活。本文在简单介绍家庭网络技术发展状况的基础上,论述了X-10协议和CEBus协议的关键技术,然后重点讨论了基于CEBus的家庭网络管理器的设计与实现,以及基于X-10的家庭网络控制系统的软硬件设计。CEBus(Consumer Electronics Bus)是美国电子工业协会(EIA)的家庭自动化标准之一,它能够实现家电的联网与互操作。CEBus协议规范包括EIA600规格说明书,EIA721规格说明书和家庭即插即用规格说明书,本文针对这些规格说明书及相关的内容进行了研究,并在此基础上进行了相应的开发和应用。X-10规范于1978年诞生于美国,至今仍是美国家庭智能化的主导系统。X-10协议是对电子设备进行远程控制的通信协议,以家庭内部普遍存在的电力线为通信介质,借助X-10发送器和接收器实现电子设备间的通讯。X10 Pro编码方式是电力线载波传输的事实标准。全文共分为八章。第一章简单介绍了家庭网络的市场需求形势和国内外发展状况以及本文的写作背景。第二章简单介绍了CEBus协议和X-10协议的发展历史与现状,描述了采用上述协议组成的智能家居的操作步骤。第叁章和第四章对基于CEBus的家庭网络研究与开发了进行详细的描述,并把重点放在CEBus家庭网络智能管理器的设计与实现上。第五章和第六章对基于X-10家庭网络技术进行了简单介绍,然后着重论述X-10家庭网络中普通电器模块的开发和基于X-10的家庭网络智能管理器的分析与设计。第七章在对电力载波通讯技术加以剖析的基础上,分别对基于CEBus和基于X-10协议的电力线载波通讯技术进行了详细的论述。最后,第八章对家庭网络的发展应用前景进行了展望和预测。

杨清翔[9]2006年在《基于电力线载波扩频技术的智能家庭系统的研究》文中进行了进一步梳理随着信息技术的发展,家庭智能化逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分,智能家庭信息网络的建设将使人们享受到舒适、便捷、安全和经济的现代化家庭生活。本论文结合电力线载波扩频通信技术和以太网技术的优点设计了一个新的智能家庭系统,其方案是:家庭内部采用电力线作为通信介质,采用基于直接序列扩频技术的国产电力线Modem SC1128作为通信接口芯片组成家庭网络; 家庭网络通过嵌入式家庭网关与小区以太网连接,并通过以太网与小区管理中心进行通信; 小区管理中心一方面对整个小区各个家庭信息进行收集、整理和存储,另一方面和Internet相连,供家人远程查询和控制家庭信息。该方案既适用于新建的小区,也适用于旧楼的改造,是一种廉价而又可靠的家庭智能家庭解决方案。本文主要介绍了家庭内部电力线载波扩频通信网络的结构、工作过程、硬件研制情况、通信协议和软件流程; 介绍了嵌入式家庭网关的硬件设计和基于μclinux操作系统的串行通信、以太网通信的软件设计方法和流程图; 论文还给出了小区服务器上家庭信息管理软件的的设计要求。

孙颂林[10]2007年在《网络家电电力载波通信模块的研制及验证》文中提出随着信息技术的发展,传统的家电已呈现出网络化的趋势。本文结合电力线介质和扩频通信的优点,提出一种实用、廉价的网络家电组网方案——基于电力载波通信的组网方案。本系统将家庭内部所有的家电设备通过电力载波通信模块连成一体,实现联网控制。本文通过对多种家电组网方案的比较和通信模块成本的考虑,选择基于扩频技术的载波芯片PL2102,在对电力载波通信技术、载波信道特性进行全面分析的基础上,研制了电力载波通信模块。针对网络家电通信数据量小、PL2102速度慢的特点,参考BACnet协议,提出实用的低速电力载波家庭控制网络通信的介质访问方法,并给出了通信时间分析。适应家庭控制网络的需要,本文开发设计了网络阻波器,达到阻断载波信号、减少载波信号对电网污染的目的,保证了电力载波通信的可靠进行。最后本文组建了网络家电控制网络,并对通信模块和阻波器的功能和性能进行了全面的测试和验证,为以后电力载波通信在网络家电中的应用提供了良好的借鉴。

参考文献:

[1]. 基于电力线扩频载波的CEBus在家庭智能化中的应用[D]. 韦团. 北京工业大学. 2001

[2]. 基于电力线扩频载波技术的家庭自动化系统的研究[D]. 刘叁门. 北京工业大学. 2002

[3]. 基于现场总线的智能阀及其信号提取与二线传输模式研究[D]. 李伟波. 浙江大学. 2002

[4]. 基于电力线载波通信技术的照明控制系统的设计[D]. 俞天白. 浙江大学. 2006

[5]. 基于电力线扩频载波技术的小区智能化系统的研究与设计[D]. 汪晋. 辽宁工程技术大学. 2006

[6]. 电力线载波扩频技术在住宅智能化中的应用[D]. 刘建君. 北京工业大学. 2000

[7]. 扩频通信技术及其在家庭测控网络中的应用研究[D]. 沈芳. 湖南大学. 2003

[8]. 家庭网络技术研究与开发[D]. 王修晖. 浙江大学. 2003

[9]. 基于电力线载波扩频技术的智能家庭系统的研究[D]. 杨清翔. 辽宁工程技术大学. 2006

[10]. 网络家电电力载波通信模块的研制及验证[D]. 孙颂林. 华中科技大学. 2007

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