0引言

　　隨著計算機技術(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，采用統(tǒng)一的通信協(xié)議,，對內(nèi)實現(xiàn)資源共享,，對外通過網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)互聯(lián)進行信息交換。該系統(tǒng)能對家庭中的各種電氣設(shè)備,，進行集中或分布,、本地或異地的控制和管理。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因操作簡單,，穩(wěn)定性好,，擴展方便，控制靈活和容易維護等特點,，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／無線工程電子協(xié)會HBS標準委員會制定,。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個節(jié)點,，家用電器經(jīng)HBS總線互聯(lián),，組成一個完整的家庭網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議主要用于電器開關(guān)量以及簡單模擬量的控制,，采用專用總線,，具有抗干擾強，安全性高等優(yōu)點,。

　　HBS協(xié)議對國際標準化組織(ISO)提出的開放系統(tǒng)互連(OSI)七層模型作了精簡,，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,。

　　物理層描述了信號模式和傳輸介質(zhì),。信號線采用普通的雙絞線。HBS總線上的信號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,。接收端通過計算兩個下降沿之間的時間來判斷邏輯“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。通訊以幀的形式進行,，所有從主機模塊發(fā)出的幀是定長的,，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),、校驗字節(jié)。

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

　　從機模塊的響應(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系統(tǒng)中有惟一的解釋。

　　2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　圖2為系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),?？梢钥闯觯@是一個分布式總線型系統(tǒng),，各節(jié)點間信息共享,，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,，不會影響系統(tǒng)運行。

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

　　2．1主機模塊

　　主機模塊的電路圖如圖3所示。

　　控制芯片選用一般的AT89C51" title="AT89C51">AT89C51單片機,。AT89C51是一種帶4KB閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory,，F(xiàn)PEROM)的低電壓、高性能CMOS8位微處理器,。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,，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廉的方案。通信芯片選用MM1192,，是日本MITSUMI公司專門為HBS總線設(shè)計開發(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單等優(yōu)點。通過MM1192可將單片機發(fā)出的控制信號進行編碼,，并附加到HBS總線上進行傳輸,，在接收端,，同樣利用MM1192將信號進行還原，其控制時序及傳輸延時如圖4所示,。

　　采用MM1192收發(fā)模塊,，可直接與單片機連接，但是,，考慮到一些干擾和失真,，在單片機和收發(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)備的運行狀態(tài)和執(zhí)行按鍵操作命令,。

　　2．2從機模塊

　　從機模塊中的地址即該從機模塊的編號使用撥碼開關(guān)進行設(shè)定，其電路如圖5所示,。

　　當主機模塊出現(xiàn)故障時,，從機模塊也可以依靠自己的控制系統(tǒng)使設(shè)備正常運行，避免了當主機模塊出現(xiàn)故障時,，致使整個系統(tǒng)癱瘓,。

 　　2．3燈光調(diào)節(jié)模塊

　　驅(qū)動模塊以燈光調(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,，動作快等優(yōu)點,，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通,、家用電器等領(lǐng)域,，實現(xiàn)交流調(diào)壓、電機調(diào)速,、交流開關(guān),、燈光調(diào)節(jié)等功能。

　　4結(jié)語

　　隨著人們生活水平的提高和計算機技術(shù),、通訊技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及化，人們對于自身的居住環(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)是一個開放的,、使用了多項高新技術(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)化將是未來家居發(fā)展的必然趨勢,。