基于电力线载波的嵌入式家庭网关设计

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1、i一誊≤薹≥童基于电力线载波的嵌入式家庭网关设计刘迎澍1，李冰2，杨峰1(1。天津大学电气与自动化工程学院，天津300072；2．天津市建筑设计院)摘要：为了组建一个家庭电能网络监测和管理各种电器，使所有的电器协调运行而达到节能最大化的目的，提出了一种基于电力线载波的嵌入式家庭网关的设计方案，并完成了系统的软硬件设计。该网关以ATmegal28为主控制器，集成了IT700PIM电力线载波通信芯片和ENC28J60网卡芯片，移植了ulP协议栈，在智能家庭网关的硬件平台上实现了嵌入式的webserver功

2、能。实验结果表明，该网关达到了设计要求，满足智能家居的要求。关键词：电力线载波；家庭网关；电能管理；嵌入式webserver中图分类号：TP368文献标识码：AEmbeddedHomeGatewayBasedOnPowerLineCarrierLiuYingshul，LiBinge，YangFen91(1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．TianjinArchitect

3、ureDesignInstitute)Abstract：Inordertoconstructafamilypowernetworktomonitorandmanageallkindsofhomeappliances，makingelectricalcoordina—tedoperationtorealizethemaximumenergy-savingpurpose，adesignschemeofanembeddedhomegatewaybasedonpowerlinecarrierispropose

4、d，andthedesignofsoftwareandhardwarearecompleted．ThegatewaytakesATmegal28asthemaincontrollerandin—tegratesthepowerlinecarrierIT700PIMandnetworkchipENC28J60，ittransplantsulP，andanembeddedwebserverisrealizedontheofpowerenergygateway．Experimentalresultsshow

5、thatthisgatewayachievesthedesignrequirement，meetingtherequirementsofintelligenthousehold．Keywords：powerlinecommunication；homegateway；powermanagement；embeddedwebserver引言鬻：)裟凳嚣篡耄嚣芸嚣勰霎在我国，大量电子产品及电器的使用造成了家庭和办现各家用电器的控制和电能信息的采集，并在电能网关中公领域能源消耗的急剧增长，节能问题迫在眉睫。因此

6、组实现嵌入式的web。。。v。，功能，以便用户内部网络与In一建一个电能网络对用户的电器进行监测并优化各电器的t。。n。t进行信息交互。运行，从而达到节约电能的目的，显然是十分必要的。与r—————————1r’—————————1r————’————1此同时，随着数字家庭和智能楼宇的发展，电力线载波122皤纂5VHH几箫背制J(PowerLineCommunication，PLc)技术重新得到了重视，i"I．II广]"它不需要重新架设网络就可以避行数据传孝，芝导在_0I电LM平I转ID换7IlAT单

7、m片eg机a128H基奄落围I冢庭或一个楼手范围内冗分屏蔽JPLC的局限性，非常L_—广I—I—I适用于组建家庭和办公领域用户的电能网络n1。网．．IUI电TT力OO线PI载M本文设计的基于电力线载波通信的嵌入式家庭网关，：苎：：II婆望笪堡垫I!以粤磬譬之线登波通信组璺璺宁苎暨．鬯蹩．，粤呈!竺粤图1家庭网关的总体设计方案时以各种方式登录Internet对家电进行控制并可以随时查询家电的各种状态，根据电能消费情况制定合理的用电2硬件设计方案，最大限度地减少电能支出，实现家庭的电能管理。2．1ATme

8、gal28控制核心1总体设计方案采用Atmel公司生产的AVR系列单片机中的AT一家庭网关的总体设计方案如图1所示。系统以AVRmegal28作为PLC节点的控制核心。与普通的8位单片敬请登录网站在线投稿2013年第8期《丰疗机乌藏入式系'毛应用》25雎曝三垂囊圜．委壁垒簟塑生丝!篓丝擘董鎏i

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12、：；-漤j溱机相比，ATmegal28具有运算速度快、资源丰富、功耗低等特点。ATmegal28的最高运行速度可达16MIPS，具有53个I／