第7章智能家居教学ppt课件

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1、7：智能家居1家庭网络技术与总线协议2家庭控制器3信息家电4家居智能管理7.1家庭网络技术与总线协议1家庭自动化总线协议家庭自动化总线协议家庭网络技术2家庭网络技术7.1.1家庭自动化总线协议在家庭生活中，除了对家庭电器设备作操作控制外，更突出的问题是家庭中各类家用电器设备间的通信以及家庭和外界的通信和人与各类设备的通信问题，这就要求有一种适用于智能化住宅、智能化住宅小区和家庭自动化的家庭控制总线（HomeBusSystem）。(1)X-10协议X-10协议出现于1978年，是全球第一个利用电力线进行家庭自

2、动化的产品，目前已成为美国家庭自动化控制规格的一种名称。是美国家庭自动化的主导系统。X-10协议是以电力线为控制总线进行远程控制的通信协议，已广泛应用于家庭安全监控、家用电器控制和住宅仪表数字读取等方面。X-10系统由发送控制盒和多个接收控制组件组成，各组件可设定不同的编码以示区别。使用时控制盒和接收控制组件可插入室内不同的电源插座，家用电器设备就插在这些控制组件上。(2)CEBus协议美国电子工业协会（ElectronicsIndustryAssociation，EIA）在1992年正式制定出的一套家庭自

3、动化控制规格的初步草案，并命名为消费电子总线协议CEBus（ConsumerElectronicBus）。成为欧美家庭自动化电子产品工业界的推荐标准。CEBus是点对点网络，它不需要系统控制器，使用CSMA/CDCR方法来控制其节点对电力线媒介的访问，是对以太网协议CSMA/CD的一种改进。这种协议使得几个节点争用媒体，发生冲突时，其中必有一个优先级较高的节点能够发送成功，且其数据的完整性不受本次冲突的影响。CEBus覆盖了家庭中的一切传输媒体，包括红外线、射频、电力线、同轴电缆、双绞线及光纤等。控制信号在

4、所有的媒体中都要以相同的传送速度（10kbit／s）传送，从而有效地避免了信号传输中可能的“瓶颈”问题。任何符合CEBus标准的电器产品都可以直接互联及通信，其寻址能力超过40亿次。CEBus的抗干扰能力比X-10强，但由于CEBus的接口技术比较复杂，价格比较贵，因此使用CEBus产品的用户相对较少。CEBus的应用层通过CAL(CommonApplicationLanguage)和应用程序连接。CAL是CEBus专为设备之间相互通信而设计的面向对象语言，其面向对象特性使它很容易在PC上应用，对于分布在家

5、庭各个角落的微控制器来说，CAL不实用。所以，现在CIC（CEBusIndustryCouncil）已将CAL语言与CEBus协议进行了分离，提出了HomePNP规范。HPNP规范是由CIC的互操作技术委员会于1997年完成的企业联合规范。该规范与以上介绍的几个底层控制网络标准和规范不同，它独立于网络的下层技术和协议，运行于多种网络协议之上。规范使用了CEBus标准的面向对象的通用应用语言(CAL)和对象相关模型，只要在产品中嵌入了HPNP技术，来自不同厂家的产品可以在同一网络上相互通信，实现即插即用功能。

6、HPNP规定了详细的家庭网系统及相关产品的行为特征集合，它使得系统根据家庭里的实际状态而执行相应的预定方案。规范还规定了基于Windows操作系统的家庭网络的控制应用，定义了音频/视频、计算机、能源管理、照明控制、安全控制、远程通信和用户接口相关文档。HPNP规范可以实现与IP网络的连接，也可以运行于IEEE1394网络之上。对于组建完整的家庭网络，实现家庭器具的远程控制和配置具有重要意义。(3)LonWorks技术LonWorks技术是由美国Echelon公司1990年12月开发成功的全分布式智能控制网络

7、技术，本质上是一种测控网或工控网技术，也称为现场总线技术。它方便地实现现场的传感器、执行器、仪表等联网。最大的优点是其完全的开放性，支持各种常用通信媒质和任意自由拓扑网络结构。LonWorks是先进技术，但至今还不完善，主要问题是不配套。因此，目前的LonWorks系统产品还处于过渡阶段。LonWorks尽管在物理形式上可自由拓扑，但每个LonWorks节点需要连接到信道（CHANNEL）上，这就必须进行网络分段（SEGMENT），在系统配置上必须增加路由器（ROUTER），带来不足之处主要表现在：增加了系

8、统管理复杂度，实际上在逻辑上增加了控制系统分级数，系统分级数越多，系统不可靠度值就高，降低系统稳定性。另外各厂商生产的元器件（如各类型传感器、控制器）只有而且必须插入固化有LONTALK协议的NEURON芯片并按照LonWorks控制网络技术规定组成任意拓扑结构真正的智能化网络。所以在工程上的实际应用并不多。(4)RS-485协议RS-485总线EIA推出的一种多发送器和多接收器的电路标准，适用于收发双方公用一对