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(jìn)行信息交換,。該系統(tǒng)能對家庭中的各種電氣設(shè)備,，進(jìn)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行編碼傳送到總線上,。從機模塊則將命令碼進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行編碼,，并附加到HBS總線上進(jìn)行傳輸，在接收端,，同樣利用MM1192將信號進(jìn)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(jìn)行設(shè)定,，其電路如圖5所示。

　　當(dāng)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(dāng)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,。可控硅是一種新型的半導(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,。