智能家庭控制网络研究综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述通信工程智能家庭控制网络研究综述摘要：随着高科技和信息技术的广泛应用，智能家居系统已经能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活环境。本文通过工业网络控制的例子，如西门子工业网络控制，实时工业网络控制，嵌入式网络控制，家庭控制网络联网技术，多总线混合分布式网络控制技术等，应用于智能家居系统的设计与实现。关键词：智能家居，网络控制，无线控制一、工业网络控制随着科学技术的发展，计算机技术的发展以及工业控制技术的发展，现代化的网络控制系统已越来越多地被应用于工业领域。以下介绍几种工业网络控制技术。1.1西门子工业网络控制西门子工

2、业网络控制实验室是上海工程技术大学与西门子集团于2006年联合建立的工业网络实验示范中心。该中心以PROFIBUS总线为主干，结合以太网和其他总线技术构成了工业控制网络。该网络系统符合现代企业控制要求，包含了一系列的典型网络。整个网络可以分为以下几个子系统:(1)S7-400冗余子系统。（2）S7-300多网络系统（3）上位监控系统[1]1.2实时工业网络控制实时工业网络控制系统以计算机为基础，一般分为信息采集和信息处理两大部分，信息采集包括对整个生产线实时参数以及各个电机的数据进行统计，同时负责安全监控，而信心管理系统包括对实时数据进行处

3、理，执行自动调整和报警维护的功能[2]。如下图1所示。实时网络控制系统系统配置信息采集信息处理基础设置用户设置用户安全安全监控电机数据生产参数视频监控质量统计数据分析自动报警自动编程命令输出图1实时网络控制系统的功能1.3嵌入式网络控制随着嵌入式技术的发展，采用体积小、功耗低、配置灵魂的嵌入式网络节点替换计算机的功能，实现控制信息的网络传播。一方面，作为控制系统中一个通用的嵌入式网络节点，方便地实现网络连接是其最主要的功能，另外再加上基本的A/D及D/A转换用于控制信息的采集与输出。另一方面，要利用强大MATLAB算法功能，通过网络去控制对

4、象。[3]1.4家庭控制网络联网技术家庭网络是由家庭局域网、智能家居等概念发展而来的，是集话音、数据、多媒体、视频、控制和管理为一体的综合业务平台。家庭控制网络的相关技术大部分并不是针对家庭控制网络的需要开发的，而是借用成熟的可用技术，并针对性地进行改进得到的，如将多种工业现场总线技术引入到家庭控制网络中来。家庭控制网络中的联网技术，按其引入家庭网络的技术源头可以分为总线技术、以太网技术和无线网络技术。[4]1.5ACL技术在网络控制中的应用ACL（访问控制列表）是一个命令集，通过编号或命名组织在一起，用来过滤进入或离开接口的流量，是应用在

5、路由器和三层交换机接口的指令列表，这些指令列表用来判断哪些数据包可以接受、哪些数据包需要拒绝。ACL本质上是通过名称或数字组织在一起的语句。ACL的功能有以下几点：（1）：可以保证合法用户访问的同时，拒绝非法用户的访问。（2）：可以对数据流量进行控制。（3）：可以限制网络流量、提高网络性能。（4）：可以用作息的过滤。[5]1.6多总线混合分布式网络控制系统多总线组成的混合分布式网络控制系统，既包含了传统通用串行数据总线（如RS442/RS485等）和DCS（DistributedControlSystem）专用总线，也包含了现代流行的现场总

6、线和以太网技术，这种网络结构是目前国内外占主导地位的工业控制网络，无论在经济性、实时性和开放性等方面都具有很多特点。[6]二、智能家居系统智能家居系统是指以现代住宅为平台，采用先进的电子传感技术和信息传输技术的开放性、智能化集成家居系统，它利用网络通讯技术将与家居生活有关的各种子系统有机会地结合在一起，通过统筹规划，实现对住宅情况远程监控和实时管理，为用户提供全方位的多功能服务。[7]2.1以太网技术在智能家居中的应用随着网络技术的发展及嵌入式技术在工业控制领域的应用。利用嵌入式软、硬件在单片机系统上实现以太网技术即嵌入式以太网成为可能。智

7、能电器进一步实现信息化就是使智能电器在现场级实现Ethernet/Intranet功能，其技术核心是实现TCP/IP协议，即把TCP/IP协议嵌入到智能电器ROM中，使得信号的收发都以TCP/IP方式进行，进一步发展智能电器的信息化功能。[8]2.2基于HBS协议的智能家庭控制网络家庭总线系统（Home-Bus-System,HBS）,是由日系企业：日立、松下、东芝等联合提出的概念，由日本电子工业联合会/无线工程电子协会HBS标准委员会制定。HBS以双绞线或同轴电缆为通讯介质，控制通道最多可以有64个节点，家用电器经HBS总线互联，组成一个

8、完整的家庭网络。协议主要用于电器开关量以及简单模拟量的控制，采用专用总线，具有抗干扰强，安全性高等优点。HBS协议对国际标准化组织（ISO）提出的开放系统互连（OSI）七层模型作