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基于LonWorks总线的智能家居系统设计

作者:时间:2013-04-25来源:网络收藏

摘要:提出了一种基于现场技术的系统的设计方案。该方案将技术应用于系统,系统中的控制和采集节点由单片机和神经元芯片组成,单片机作为主控制器,神经元芯片作为通信协议处理器和上位机进行通信。
关键词:;智能节点;单片机

0 引言
智能家居以住宅作为平台,综合利用计算机、网络通信、家电控制、综合布线等技术,将家庭智能控制、信息交换、安防监控等家居生活有效结合起来,创造出高效、安全、舒适、便捷的个性化住宅空间。
LonWorks是美国Echelon公司推出的现场总线技术,该总线可为智能控制系统提供一套完整的解决方案,其核心技术是LonTalk协议和神经元芯片。其中,神经元芯片都内嵌有LonTalk协议的固件,同时神经元芯片还具有通信和控制功能,可提供34种常见的I/O控制对象。Lon Works网络采用分布式结构,实现网络上节点相互通信。LonWorks作为一种开放、互操作、全数字的现场总线技术,以实时性好、灵活性好、可靠性高等特点,赢得了相关领域的生产商、研究机构和用户的青睐,得到了极为广泛的应用。LonWorks产品中的的电力线收发器不需要另外布线,可使各种设备组成智能网络进行数据测控与通信,而且组网维护十分方便。所以,本文采用LonWorks现场总线技术来设计智能家居系统。

1 系统架构
智能家居系统的底层设备需要有数据采集、设备控制、网络数据传输和数据处理等功能。设计时可以将智能家居系统划分为感知层、网络层和应用层3个层次。
感知层包括所有搭载神经元芯片的智能节点,节点使用电力载波的通信方式组成LonWorks网络。这样组网的最大优势是不用重新布线,而使用现有电力线就能架设网络,使得组网更方便。底层终端可以大致分为安防报警类、环境监控类、家电控制类、设备管理类等。
网络层包括运行着LNS Server软件的服务器和网关,服务器通过网络接口与LonWorks网络上的设备进行通信,并能直接对现场的各种设备进行监控与管理。LNS服务器上还能建立一个Web服务器,以将数据通过Web站点发布到互联网上去。
应用层是用户和系统的接口,利用友好的界面完成用户与系统的信息交互过程。用户的终端可以是PC机、手机、平板电脑等。图1所示是其系统总体结构图。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/192797.htm

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2 设计方案
2.1 智能节点的设计
在本系统中,智能节点使用单片机作为主控控制器,神经元芯片作为通信协议处理器,图2所示是其智能节点的构架图。单片机和神经元芯片之间使用串口协议进行通信,使用单片机作为主控制器的优点在于外围电路开发方便,相应技术也比较成熟。用神经元芯片作为通信协议处理器使得增加、移动和改变设备可以快速实现,网络图和数据库的维护也比较简单。

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本系统要对尽可能多的电器实现自动控制,但是目前家庭自动化产品还比较少,不能够经过系统直接控制。所以,本设计采用其他方式进行间接控制。本系统中的间接控制主要采用电源控制和红外遥控。


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