0引言

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,，智能化逐步滲入人們的家庭生活。智能家庭" title="智能家庭">智能家庭網(wǎng)絡(luò)是指在家庭內(nèi)部通過(guò)一定的傳輸介質(zhì)(如雙絞線,、電力線等)將各種電氣設(shè)備和電氣子系統(tǒng)連接起來(lái),，采用統(tǒng)一的通信協(xié)議，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源共享,，對(duì)外通過(guò)網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)行信息交換,。該系統(tǒng)能對(duì)家庭中的各種電氣設(shè)備，進(jìn)行集中或分布,、本地或異地的控制和管理。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因操作簡(jiǎn)單,，穩(wěn)定性好,，擴(kuò)展方便，控制靈活和容易維護(hù)等特點(diǎn),，在家庭,、工業(yè)、貿(mào)易和商業(yè)樓宇等許多方面,，都得到了廣泛應(yīng)用,。

　　1HBS" title="HBS">HBS通信協(xié)議

　　家庭總線系統(tǒng)(HomeBusSystem，HBS)是由日系企業(yè)：日立,、三菱,、松下、東芝等聯(lián)合提出的概念,，由日本電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)／無(wú)線工程電子協(xié)會(huì)HBS標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定,。HBS以雙絞線或同軸電纜為通訊介質(zhì)，控制通道最多可以有64個(gè)節(jié)點(diǎn),，家用電器經(jīng)HBS總線互聯(lián),，組成一個(gè)完整的家庭網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議主要用于電器開(kāi)關(guān)量以及簡(jiǎn)單模擬量的控制,，采用專(zhuān)用總線,，具有抗干擾強(qiáng),，安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

　　HBS協(xié)議對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出的開(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)七層模型作了精簡(jiǎn),，引用了其中的1,，2，7層,，由三層結(jié)構(gòu)組成,，分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層,。

　　物理層描述了信號(hào)模式和傳輸介質(zhì),。信號(hào)線采用普通的雙絞線。HBS總線上的信號(hào)采用脈寬編碼的方式,。由于選用的HBS通信芯片要求傳輸信號(hào)的頻率最大在10kHz左右,，所以采用50μs低電平，50μs高電平表示邏輯“0”,；50μs低電平,，150μs高電平表示邏輯“1”，如圖1所示,。采用這種方式,，抗干擾能力強(qiáng)。接收端通過(guò)計(jì)算兩個(gè)下降沿之間的時(shí)間來(lái)判斷邏輯“0”和邏輯“1”,。協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層主要是通訊幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),。通訊以幀的形式進(jìn)行，所有從主機(jī)模塊發(fā)出的幀是定長(zhǎng)的,，數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容包括起始字節(jié),、地址字節(jié)、數(shù)據(jù)字節(jié),、校驗(yàn)字節(jié),。

　　校驗(yàn)方式采用簡(jiǎn)單的校驗(yàn)和的方法進(jìn)行幀的校驗(yàn)。先將起始字節(jié),、地址字節(jié),、數(shù)據(jù)字節(jié)進(jìn)行相加，然后將結(jié)果截短到所需的位長(zhǎng),。

　　從機(jī)模塊的響應(yīng)幀包括地址字節(jié),、數(shù)據(jù)字節(jié)和結(jié)束字節(jié)。

　　應(yīng)用層定義所有傳送信息,，使網(wǎng)絡(luò)上傳送的信息在整個(gè)系統(tǒng)中有惟一的解釋,。

　　2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　圖2為系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)?？梢钥闯?，這是一個(gè)分布式總線型系統(tǒng),，各節(jié)點(diǎn)間信息共享，采用這種結(jié)構(gòu),，若不想用某設(shè)備,，或者某設(shè)備損壞，可以直接去除,，不會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行,。

　　整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)主機(jī)模塊，各從機(jī)模塊都掛接在總線上,。每一次通信都是由主機(jī)模塊發(fā)起的,，以從機(jī)模塊的響應(yīng)結(jié)束。主機(jī)模塊發(fā)送命令碼,，并將命令碼進(jìn)行編碼傳送到總線上,。從機(jī)模塊則將命令碼進(jìn)行解碼，使處理器執(zhí)行相應(yīng)的操作并返回響應(yīng),。驅(qū)動(dòng)模塊是具體的驅(qū)動(dòng)單元,，驅(qū)動(dòng)具體的對(duì)象，如燈的開(kāi)關(guān)和亮度的調(diào)節(jié),、電源開(kāi)關(guān),、警燈、警鈴等,。

　　2．1主機(jī)模塊

　　主機(jī)模塊的電路圖如圖3所示,。

　　控制芯片選用一般的AT89C51" title="AT89C51">AT89C51單片機(jī)。AT89C51是一種帶4KB閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory,，F(xiàn)PEROM)的低電壓、高性能CMOS8位微處理器,。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。通信芯片選用MM1192,，是日本MITSUMI公司專(zhuān)門(mén)為HBS總線設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的適配器芯片,，其本身自帶編解碼電路，可應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)的電信,、安全監(jiān)控,、影音設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等,，具有成本低,，可靠性高和外圍電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),。通過(guò)MM1192可將單片機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行編碼，并附加到HBS總線上進(jìn)行傳輸,，在接收端,，同樣利用MM1192將信號(hào)進(jìn)行還原，其控制時(shí)序及傳輸延時(shí)如圖4所示,。

　　采用MM1192收發(fā)模塊,，可直接與單片機(jī)連接，但是,，考慮到一些干擾和失真,，在單片機(jī)和收發(fā)模塊之間加入了整形電路74HC00，有效降低了誤碼率,。液晶用于顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和執(zhí)行按鍵操作命令,。

　　2．2從機(jī)模塊

　　從機(jī)模塊中的地址即該從機(jī)模塊的編號(hào)使用撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)定，其電路如圖5所示,。

　　當(dāng)主機(jī)模塊出現(xiàn)故障時(shí),，從機(jī)模塊也可以依靠自己的控制系統(tǒng)使設(shè)備正常運(yùn)行，避免了當(dāng)主機(jī)模塊出現(xiàn)故障時(shí),，致使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓,。

 　　2．3燈光調(diào)節(jié)模塊

　　驅(qū)動(dòng)模塊以燈光調(diào)節(jié)為例，如圖6所示,。由于可控硅具有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài),，所以燈光調(diào)節(jié)可采用可控硅移相觸發(fā)方式?？煽毓枋且环N新型的半導(dǎo)體器件,，它具有體積小，質(zhì)量輕,，效率高,，壽命長(zhǎng)，動(dòng)作快等優(yōu)點(diǎn),，可廣泛應(yīng)用于工業(yè),、交通、家用電器等領(lǐng)域,，實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓,、電機(jī)調(diào)速、交流開(kāi)關(guān),、燈光調(diào)節(jié)等功能,。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　隨著人們生活水平的提高和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及化,，人們對(duì)于自身的居住環(huán)境,，以及生活的舒適性、安全性,，也有了更高的要求,。智能家居系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的、使用了多項(xiàng)高新技術(shù)的智能化,、人本化的集成型家居系統(tǒng),，智能化和網(wǎng)絡(luò)化將是未來(lái)家居發(fā)展的必然趨勢(shì)。