利用电力线信道的智能家庭灯光监控系统.pdfVIP

利用电力线信道的 智能家庭灯光监控系统 汪波黄佩伟钟幼平范戈 近几年智能家居的研究逐渐成 制得严格。因此电网的干扰要比欧 为热点，其中灯光的智能控制更是 美严重得多．通信环境更加恶劣。为 其中最基本的组成部分。目前提出 了可靠通信，必须采取有效的措施。 的解决方案基本都是采用另外布线 本文提出的灯光控制系统采用 正交多载波调制方式来克服低压电 的方式．需要使用RS232或RS485总 线．费用昂贵而且推广困难。本文提 力线信道较差的信道条件，考虑到 出了一种集成在智能家庭中的采用 我国对电力信道频谱利用的限制，系 电力线信道的家庭智能灯光控制系 统选取9k～150kHz范围内的7组共 统，系统数据采用正交多载波方式 28个互相正交的载波频率对信号进 通过低压电力线传输，并通过通信 行调制，具体采用哪组频率可根据实 协议的设计实现了对灯具的远端控 际的信道情况灵活选择。 制和自动检测。 系统结构 低压电力线信道的传输特性 家庭灯光控制系统需实现的功 利用电力线路作为传输媒介的 能有：自动完成在家庭网关上登记 电力线载波通信通信环境恶劣，具 和撤销：对灯具开关、调光的远程控 有线路阻抗小，信号衰减强，干扰 制；实时监测灯光状态；及时汇报灯 大、时变性大等特点。 具故障状况等。 基于电力线信道的家庭 低压电力线信道和无线网络有 图1是整个智能家庭系统的拓 智能灯光控制系统．充分 些相似，信道的节点是不固定的，存 扑结构图，其中灯光控制系统由家 利用灯具供电的220V电力 在所谓的“隐藏节点”和“远近效 庭网关．家庭网络服务器和灯光远 线资源。上下行信息均采 应”。信道的阻抗特性、衰落特性随 端监控模块三部分组成。传输信道 用低压电力线载波来传输． 接入用户数的多少、工作频段、时 为220V低压电力线，通信方式为半 能节约成本，提高可靠性。 间、地点等条件的变化而变化。信道 双工。 除此之外通过通信协议的 上的噪声主要有四种：(1)背景白噪 系统工作过程是家庭网关通过 家庭网络服务器对远端监控模块发 设计可以对家庭内部的所 声；(2)随机脉冲噪声；(3)与电力系 有灯具进行监控和256级的 统频率(我国是50Hz)同步的噪音，出控制指令并监测灯具的运行状 态。灯光远端监控模块接收、执行控 调光．实现对新增灯具的 其频率为50Hz及其各次谐波；(4)与 自动添加监控以及撤消对 电力系