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基于LonWorks总线的智能家居系统设计

文章作者:admin    时间:2020-02-04 13:51

 

  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▽-▽▽•。

  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■▽◇☆•▲。

  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▼△。

  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-▼○▽●。

  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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