基于CEBus的家庭智能网络及控制系统的研究与实现

摘要

住宅建设和发展是人类永恒的主题，用新技术提升住宅功能一直是人类的追求，因此家庭网络是近年来发展起来的新领域。家庭网络系统构成了智能化家庭设备系统，提高了家庭生活、学习、工作、娱乐的品质，是数字化家庭的发展方向。 家庭网络的发展初期各公司自定义标准，导致不同公司的产品不兼容，从而极大地阻碍了市场的开拓和技术的进步，近十年来制定和遵循统一标准已经成为不可逆转的共识，家庭网络也由此进入高速发展的阶段。 本文对国际上具有一定影响几种家庭网络标准进行研究，并对其中的电子消费总线，即CEBus总线进行了深入的分析和研究，并在此基础上提出了基于CEBus家庭网络模型。 本文针对CEBus通信协议，采用住宅中必备的220V或380V电力线为通信介质，针对电力线载波中存在的问题，设计了一套适合我国家庭网络的电力线通信系统，并完成了硬件和软件的设计。此家庭网络系统被广大家庭采用后，会极大的方便人民的生活，提高人们的生活质量。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章前言

1.1研究背景

1.2家庭网络的连接技术

1.2.1有线家庭网络连接技术

1.2.2无线家庭网络连接技术

1.3家庭网络设计需解决的问题

1.3.1兼容性

1.3.2安全性和可靠性

1.3.3易操作性

1.3.4经济性

第二章CEBus协议标准研究

2.1标准概况

2.1.1 EIB协议

2.1.2 X-10协议

2.1.3 Lonworks协议

2.1.4 CEBus协议

2.2 CEBus协议的研究

2.2.1物理层

2.2.2数据链路层

2.2.3网络层

2.2.4应用层

2.2.5系统管理层

第三章基于电力线载波的通讯技术

3.1电力线载波信道的传输特性

3.1.1低压电力线上输入阻抗

3.1.2低压电力线信道高频信号衰减特性

3.2低压电力线信道干扰特性

3.2.1低压电力线上干扰的周期性和连续性

3.2.2低压电力线上干扰的随机性

3.2.3低压电力线上干扰的多变性

3.3基于电力线载波的扩频通讯技术

3.3.1直接序列扩频(Direct Sequence)

3.3.2跳频扩频(Frequency Hopping)

3.3.3跳时扩频(Time Hopping)

3.3.4线性调频(Chirp)

3.4电力线通信的优缺点

第四章参照CEBus标准的家庭网络系统的设计

4.1家庭网络的拓扑结构

4.2基于CEBus的家庭网络系统的设计

4.3系统各功能模块的设计

4.3.1耦合电路

4.3.2滤波器

4.3.3信号放大器

4.3.4功率放大器

4.3.5载波侦听电路

4.4设计系统的地址、指令

4.4.1地址

4.4.2指令

第五章基于CEBus的家庭网络控制系统的实现

5.1系统的硬件实现

5.1.1主控制单元的实现

5.1.2 DCU数控单元的实现

5.2系统的软件实现

5.2.1系统通信协议设计与实现

5.2.2数据帧的设计与实现

5.2.3系统程序设计

第六章结论与展望

参考文献

致谢