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应用电力线载波芯片的智能家居系统设计

分类:智能安防 作者:微甄智能 来源:网络
摘要:  电力网是每个家庭都要用到的物理网络,现有的电力线基本功能是传输电力。利用现有的电力线实现数据通信,而无需增加额外的通信线路,可以大大节约建设成本。本文所介绍的

  电力网是每个家庭都要用到的物理网络,现有的电力线基本功能是传输电力。利用现有的电力线实现数据通信,而无需增加额外的通信线路,可以大大节约建设成本。本文所介绍的智能系统只需将本系统中不同功能的通信模块和电源电路像墙壁插座一样嵌入墙壁,接入市电,即可实现本智能家居系统。

  1 系统总体设计

  整个系统由不同的智能模块组成,智能模块由电源电路、SC1128收发电路及外围电路组成。每个智能模块对应一个不同的地址,以免执行不属于本模块的命令。地址可由一个自定义的红外遥控器设置。

  2 智能模块硬件电路

  硬件电路分为电源、SC1128收发电路及外围电路、功能电路3部分。

  2.1 电源硬件

  (1)框1为耦合电路。耦合电路是载波信号的输出和输入通路,并有隔离220 V/50 Hz工频的作用。该电路在设计时需考虑220 V线路侧的阻抗特性, T1为信号耦合变压器,220 V线路侧阻抗一般取3 Ω~30 Ω。然后确定线圈初次级的匝数比或阻抗比。最后设计功率放大器的输出匹配电阻。输入通道接一个浪涌保护二极管,经电阻隔离后接二极管箝位电路输出给前级滤波电路。

  (2)框2为电源与通信模块的接口。SC1128通过POUT(发) 与 SIN(收) 2个脚与别的智能模块通信。这样可以用一个智能模块控制另外一个智能模块。

  (3)框3把+12 V稳压至+5 V,给系统供电。

  (4)框4为单片机I/O口控制的继电器电路。把所需控制的电器一根电源线接到继电器输出脚,这样就可以实现控制电器的开与关。鉴于电源模块的体积,一个电源模块上可以接3个继电器为好。

  (5)框5通过整流得到+12 V电源。

  2.2 SC1128收发电路及外围电路

  硬件系统的核心电路是SC1128的收发电路。

  (1)SC1128通过电力线传输与接收的电路

  SC1128芯片是面向电力线载波通信市场而开发研制的专用扩频调制/解调器电路。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术,因此该电路应用在电力线通信方面具有较强的抗干扰及抗衰减性能。SC1128芯片内部集成了扩频/解扩、调制/解调、D/A和A/D转换、内置电子表、输出驱动、输入信号放大、看门狗、工作电压检测以及与单片机(MCU)串口通信等功能。该芯片在小型多功能应用系统中可以起到降低系统成本并提高系统功能的作用。

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