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1、2003年6月照明工程学报Jun12003第14卷第2期ZHAOMINGGONGCHENGXUEBAOVol114No12基于HBS协议的智能家居的设计吴明光姬亚鹏(浙江大学系统工程研究所,杭州310027)摘要:介绍基于HBS协议的智能家居系统结构及性能,重点论述了HBS通讯协议所涉及的物理层、数据链路层、命令层的组成和数据格式。关键词:电气工程;HBS;智能家居;载波TheDesignofIntelligentAppliancesBasedonHBSProtocolWuMingguangJiYapeng(ZhejiangUniv
2、ersity,Zhejiang310027)AbstractThispaperpresentedtheintelligentappliancessystemstructureandperformancethatwerebasedonHBSprotocol,andmainlydiscussedlayercompositionanddataformatofphysicallayer,datalinkleverandjussive,whichHBSprotocolrelatedto.Keywords:electricalengineeri
3、ng;HBS;intelligentappliances;carrierwave1概述2系统的组成和性能指标家庭总线系统(HomeBusSystem,简称HBS)基于HBS的智能家居系统如图1所示。是由日系企业:日立(Hitachi)、三菱(Mistubishi)、智能家居系统由四个部分组成:主控模块、控松下(Matsushita)、东芝(Toshiba)等联合提出的概制器、执行器和辅助模块。主控模块是智能家居系念。在此基础上,成立了家庭总线(HBS)研究会,统的核心,每套设备必备,负责总线供电、信号仲并在邮政省和通产省的指导下组成
4、了HBS标准委员裁和组态信息的存储。控制器是系统的输入通道,会。根据HBS标准,家庭总线由一条同轴电缆和4控制指令由用户或传感器经它发出,红外/无线接收对双绞线构成,前者用于传输图像等视频信号,后器提供系统的遥控接口。执行器是系统的输出通道,[1]者用于传输语音、数据和控制信号。家用电器经它根据控制指令驱动具体的对象。辅助模块扩展系HBS互联,组成一个完整的家庭网络。电器设备既统的功能(电话模块实现异地遥控功能;耦合器将可以在本地进行调控,也可以通过电话异地遥控。系统的通讯距离从600m扩到1200m;设置开关使用1998年,日本住
5、宅信息化推进协会又推出了超级家户无需手持设置器就可以通过面板操作对系统组庭总线(S—HBS),一个S—HBS可挂接4096个家态)。输入类和输出类模块均能通过手持红外设置器庭内部网。本项目以HBS的子集为目标,用一对双/设置开关设置地址,通过地址,灵活组合出各种控绞线实现分布式智能照明安防系统。制功能而无需变更系统布线。本文得到国家科技部创新基金(01C26213300870)、浙江省科技厅重点项目(01Z470669)、杭州市经委产学研项目(00-549)资助。专利申请号02265930170213632118第14卷第2期吴明光
6、等:基于HBS协议的智能家居的设计49系统的主要功能:并且可以通过电话接入模块远程查询(语音提示)●一对一控制:一处的开关控制一处灯光系统主要技术指标:●状态显示:开关面板上可以观察到所控灯光●网络结点间通讯距离最大600米的状态●通讯速度4800比特/秒●红外遥控:通过红外遥控器操作灯光●网络通讯节点数最多256点●安全监控:防盗、防煤气泄漏、防火、报警。●网络节点可编程可记录通过电话接入模块远程监控(语音提示)●具有软件校验错误功能●三表出户:水表、电表、煤气表的计量控制,●供电电压:24V直流图1智能家居系统图表1协议层次[2
7、,3]3HBS通讯协议OSI层次智能照明系统层次第七层应用层命令层第六层表示层由于我们采用了总线供电的方式,总线上既要第五层会话层提供工作电压,又要传递控制信息,因此,选用一第四层传输层未使用种可靠又简单的通讯协议相当重要。根据国际标准第三层网络层第二层数据链路层数据链路层化组织(ISO)提出的开放系统互连(OSI)模型标第一层物理层物理层准,一个通讯协议可分为七层,见表1。HBS的通讯协议是引用并简化了其中的1,2,7三层制定的,可以有多种编码方式。常用的是未经编码的基带数即物理层、数据链路层和应用层。下面对这三层一字信号和曼彻斯
8、特编码,如图2所示。未经编码的一介绍。二进制基带数字信号就是高电平和低电平不断交替311协议的物理层的信号。用电平的高低表示0和1。使用这种基带物理层描述的是信号模式和传输介质。常用的信号最大问题就是当出现一长串连续的0或1时,物理层
