ofdm理念之电力载波通信智能家居体系构设与实现

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1、OFDM理念之电力载波通信智能家居体系构设与实现第一章绪论1.1课题研究背景由于通信、自动化、计算机等技术的广泛应用，这不仅促进社会信息化的快速发展，也改变了人们的日常生活方式。当然，这些技术的发展极大的提高了人民的生活水平，随之而来的家庭生活逐渐向智能化、信息化、数字化和网络化发展，在这种情形下智能家居逐渐发展了起来。智能家居系统平台基础是住宅，以布线技术、通信技术、自动控制技术、安全防报警技术、音视频技术等技术为基础以及与家庭生活有关的设施的集成。从而构建舒适的住宅设施以及对日常家庭生活的管理系统，是家庭生活更

2、具安全性、便利性、舒适性、艺术性，同时使家居生活环保节能⑴。当前组建家居网络的主要有有线方式和无线方式。有线方式主要有双绞线、同轴电缆、线以及电力线等；无线方式主要有红外线、蓝牙、Zigbee等。但是对于有线方式（除电力线）都需要再次布线，在增加成本的同时也会带来一些施工上的问题；红外线因其直线传播原因，因此并不适合在相互间隔家居中应用；而对于蓝牙、Zigbee等无线方式，虽然无需再次布线，而且实际应用也比较灵活，但是存在易受干扰等缺陷，另外人们长期在这种辐射的环境中生活，健康会受到一定的影响。因此，对于组建家居网

3、络较为理想的物理媒介是电力线。通过使用原有的电力线来传输数据，实现对用电设备控制、监控等目的是一件很有意思的事情。其优点是省去重新布线的工作，降低施工难度，从而大大降低系统建设成本。利用电力线作为媒介来进行传输数据也有一些缺点，这主要是由于电力线是用来传送大功率的电源能量的。这就决定电力线上存在高电压、复杂噪声、强电流以及负载的不确定性等特点，但这对于通信系统来说，是十分恶劣的通信环境。要得到高质量的通信结果，就需要克服电力线上的各种噪声和信号在电力线上传播时严重的信号衰减等问题。这就对通信设备提出了一些要求，比如

4、抗干扰强、稳定可靠性高、功能强等。由于通信技术的迅猛发展，信号调制解调技术的进步，一些新的技术或方法应用到了低压电力线信号传播上。这大大改善了信号在电力线上的传输的效果。本课题使用了窄带电力载波通信方法，并且把OFDM通信方法应用到了窄带电力载波通信。此方法可以很好的克服电力线通信遇到的一些缺点。且有较高的传输速率。1.2智能家居在国内外的研究现状智能家居除一般的居住功能之外，还有着环境舒适安全、生活品位高且适合人居住的生活空间；把以前非智能人为操作的家具改造为具有自动控制的家具，使用户更好的控制家电设备，同时与外

5、部信息交流更加便捷。改变人们的生活方式，使人们更加有效的利用时间，使得家居生活更具安全性，通过随时了解家庭所需能源从而帮助用户及时做好计划避免不需要的浪费。1.2.1智能家居在国外的发展状况对于美国，目前主流产品是X-10，该设计主要针对单体别墅以及旧房改造。该产品销售量超过1亿个。由于技术原因这些产品并不适合在我国直接应用。与此同时，在中、韩两国，三星推出自己的智能家居系统。该智能家居系统的实现是通过使用机顶盒和网络，集自动化控制技术、家电信息化技术、安全警报技术等相关技术为一体，形成一个完整的面向家居智能的控制

6、网络。由于智能家居有着乐观的前景和巨大的市场潜力，虽然国外市场要正式启动也需要一段时间，但是在智能家居市场企业已展开了激烈的竞争。尽管每家公司都有各自不同的策略，但它们都有一个坚定的信念：山那边遍地是金子。IBM公司的迈克尔.凯罗斯克说：这是IBM公司不可忽略的市场机会。第二章低压电力载波通信2.1电力载波通信信道特点电力线载波（Po的应用..........223.1OFDM技术的概念及发展..........223.2OFDM基本原理及关键技术..........223.2.1OFDM技术的DFT实现.....

7、.....233.2.2循环前缀技术..........253.2.3OFDM的同步技术..........293.3OFDM信道估计..........313.4OFDM仿真结果分析..........343.5OFDM在PLC中的应用..........343.6本章小结..........35第四章智能家居系统整体设计方案..........364.1智能家居系统设计要求..........364.2智能家居系统设计方案..........374.3嵌入式系统及组网方式的选择..........384.3.1

8、嵌入式系统..........384.3.2通信组网方式的选择..........394.4智能家居系统实现..........404.5智能家居系统测试..........544.5.1控制器技术成功的应用在窄带电力载波中，使得数据传输熟练大幅提高，这就使得电力载波通信在未来的智能家居系统中有着巨大的优势。电力线载波通信将会在智能家居的应用和普及中起着巨大