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基于电力线载波扩频技术的智能家庭系统的研究

作　者: 杨清翔
导　师: 李文江
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 电力线通信扩频通信智能家庭 SC1128 嵌入式网关以太网 TCP/IP协议
分类号: TU855
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 223次
引　用: 7次
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内容摘要

随着信息技术的发展,家庭智能化逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分,智能家庭信息网络的建设将使人们享受到舒适、便捷、安全和经济的现代化家庭生活。本论文结合电力线载波扩频通信技术和以太网技术的优点设计了一个新的智能家庭系统,其方案是:家庭内部采用电力线作为通信介质,采用基于直接序列扩频技术的国产电力线Modem SC1128作为通信接口芯片组成家庭网络; 家庭网络通过嵌入式家庭网关与小区以太网连接,并通过以太网与小区管理中心进行通信; 小区管理中心一方面对整个小区各个家庭信息进行收集、整理和存储,另一方面和Internet相连,供家人远程查询和控制家庭信息。该方案既适用于新建的小区,也适用于旧楼的改造,是一种廉价而又可靠的家庭智能家庭解决方案。本文主要介绍了家庭内部电力线载波扩频通信网络的结构、工作过程、硬件研制情况、通信协议和软件流程; 介绍了嵌入式家庭网关的硬件设计和基于μclinux操作系统的串行通信、以太网通信的软件设计方法和流程图; 论文还给出了小区服务器上家庭信息管理软件的的设计要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 智能家庭系统的概念  8-9
  1.2 智能家庭在国内外的发展概况  9-10
  1.3 电力线通信技术简介  10-13
  1.4 本论文的主要内容及创新点  13-15
2 智能家庭系统方案研究  15-20
  2.1 家庭信息传输方式比较并确定系统方案  15-16
  2.2 系统结构和工作过程  16-18
  2.3 系统功能  18-19
  2.4 本章小结  19-20
3 电力线载波扩频通信原理和芯片选型  20-30
  3.1 扩频通信原理  20-21
  3.2 直接序列扩频系统(DS)  21-25
    3.2.1 直接序列扩频系统的组成和工作过程  22-23
    3.2.2 直接序列扩频信号的调制  23-24
    3.2.3 直接序列扩频信号的解扩与解调  24
    3.2.4 伪随机码(PN 码)的产生  24-25
  3.3 电力线载波通信芯片选型  25-27
  3.4 本章小结  27-30
4 家庭内部网络的研究  30-53
  4.1 家庭内部网络硬件研究  30-42
    4.1.1 智能模块中 SC1128 外围电路的研究  32-36
    4.1.2 智能模块中 SC1128 与微处理器的接口电路  36-37
    4.1.3 智能模块中微处理器与数据存储器的接口  37-39
    4.1.4 智能模块中模拟量输入输出电路  39-40
    4.1.5 智能模块中开关量输入输出电路  40-41
    4.1.6 主控制模块中的串行通信接口电路  41-42
  4.2 家庭内部网络通信软件研究  42-52
    4.2.1 SC1128 内部 SRAM 和寄存器的读写时序  42-44
    4.2.2 SC1128 收发数据时序  44-45
    4.2.3 主从模块通讯协议研究  45-48
    4.2.4 主从模块通讯程序  48-50
    4.2.5 主控制模块通讯中的阻塞处理  50-51
    4.2.6 主控制模块与家庭网关之间的串行通讯  51-52
  4.3 家庭网络中智能家电模块的软硬件研究  52
  4.4 本章小结  52-53
5 家庭网关及小区通信网络的研究  53-70
  5.1 家庭网关的选择及小区通信网络结构  53-55
  5.2 家庭网关和嵌入式小区控制器硬件电路的研究  55-57
  5.3 基于以太网和μclinux 操作系统的通信软件研究  57-66
    5.3.1 以太网协议简介  57-59
    5.3.2 TCP/IP 协议简介  59-60
    5.3.3 嵌入式操作系统μclinux 中 TCP/IP 网络结构  60-62
    5.3.4 Socket 编程  62-66
  5.4 家庭网关的串行通信软件的研究  66-69
  5.5 本章小结  69-70
6 小区服务器家庭信息管理软件设计要求  70-71
结论与展望  71-73
攻读硕士学位期间发表论文  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-77
附图1  77-78
附图2  78

基于电力线载波扩频技术的智能家庭系统的研究

内容摘要

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