家电遥控系统的研究与设计.doc

家电遥控系统的研究与设计.txt我这辈子只有两件事不会：这也不会，那也不会。人家有的是背景，而我有的是背影。 肉的理想，白菜的命。肉的理想，白菜的命。白马啊 你死去哪了！是不是你把王子弄丢了不敢来见我了。 本文由tyqhaha贡献
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暖啜髓
ｌ ｃｄｍｃＰｐｒ 　 ａｅ ｉ? ｅ 　 Ａ ａ ｓ
家 电遥控系统 的研究与设计　
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ 　 ｍ ｏ ｅ Ａｐ ｌ ｎ ｅ Ｃｏ ｔｌＳ ｓｅ ｓ ａ ｃ 　 ｎ 　 ｓｇ 　 ｆＲｅ ｔ　 ｐ ｉ ｃ 　 ｎ ｒ　 ｙ ｔ ｍ　 ａ
程序 贤
徐 建城　
（ 西北 工 业 大 学 ， 西　 安 ７ ０ ７ ） １０ ２　
摘 要： 以家庭低压 电力线为传输 介质 ， 采用直接序 列扩频和低压 电力线载 波通 信技术（Ｌ Ｃ ， Ｐ Ｃ ）设计 了基于　
Ｐ３０ Ｌ １６的控制及通信节点 ， 并形成一个小型系统 ， 实现对家用 电器的遥控。通过分析节点与低压 电力线信道特性 ， 　 为系统建立了通信模型 、 了数据帧格式 ， 设计 并经过比较与优化 ， 出了错误处理机制。实验数据表明 ， 提 系统通信状　
况 良好 ， 可实现对家用电器 的可靠控制 ； 系统性能稳定 ， 成本低 ， 具有一定的实用价值 和应用前景。 　 关键词 ： 电力线载波　 家用电器　 遥 控 Ｐ ３ ０　 Ｌ １６ 通信模 型　 错误处理　
ｄ ｉ１ ．９ ９ ． ｓ ．０ ７ ０ ０ ２ ０ ．　． 　　 ｏ ：０３ ６ ／ｉ ｓｎ １ ０ － ８ Ｘ．０ ９ １ ０１ ｉ １ ７
Ａｂ ｔａ ｔ ｏ ｔｏ　 ｎ 　 ｏ ｍｕ ｉａｉ ｎ ｎ ｄ ｓ ｗ ｒ　 ｓｇ ｅ 　ｎ ｔ ｉ　 ａ ｅ ， ｂ ｓ ｄ ｏ 　 ３１ ６，ｔ　ｏｍ　 　 ｙ ｔｍ　 ｒ ｓ ｒ ｃ ：Ｃ ｎｒ ｌａ ｄ ｃ ｍ ｎ ｃ ｔ 　 ｏ ｅ 　 ｅ ｅ ｄｅｉ ｎ ｄ ｉ　ｈｓ ｐ ｐ ｒ ａ ｅ 　 ｎ ＰＬ 　０ ｏ 　 ｏ ｆｒ ａ ｓ ｓｅ ｆ 　 ｏ
ｒ ｏ 　 ｐｌ ｎｅｃｎ ｏ，ｗｔ ｄ ｅｔｓ ｕ ｎｅｓｅｔ ｍ ｓｒａ （Ｓ Ｓ ｎ　 ｏ ｅ ｌ ｅｃｒｅ　ｏ ｍ ｎ ａｏ （Ｌ Ｃ　 ｅ ｔ ａｐｉ ｃ　ｏ ｔ ｌ ｉ 　 ｉ ｃ ｅ ｅｃ　ｐ ｃ ｕ 　ｐｅｄ Ｄ Ｓ）ａｄｐｗ ｒ ｉ 　ａｒ ｒｃｍ ｕ ｉ ｔ ｎＰ Ｃ ） ｍ ｅ ａ ｒ ｈ ｒ 　ｑ ｒ 　ｎ ｉ ｃｉ
ｔｃ ｎ ｌｇ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｕ ｉ ｇ ｈ ｍｅ ｌｗ－ ｏｔｇ 　ｐ ｗｅ　 ｉ ｅ ａ 　 ｈ 　 ｒｎ ｍｉｓｏ 　 ｄａ ｓｎ 　 ｏ 　 ｏ ｖ ｌ ｅ ｏ ｒ ｌｎ 　 ｓ ｔ ｅ ｔａ ｓ ｓｉｎ ｍｅ ｉ ．Ａ　ｍｏ ｅ　 ｎ 　 　ｄ ｔ　 ｒ ｍｅ ｆｒ ａ　ｗｅｅ ａ ｄ ｌａ ｄ ａ ａａ ｆａ 　 ｏ ｍ ｔ ｒ　 ｄｆｎ ｄ，ａ 　 ｒｏ － ａ ｄ ｉｇ ｍｅ ｈ ｎｓ ｗｅｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ，ａｔｒａ ａ ａ ｙ　 ｆｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓｏ 　ｈ 　 ｏ ｅ　 ｎ 　ｈ 　 ｈ ｎ １ ｉ ｅ ｉ ｎ ｅｒ ｒ ｈ ｎ ｌｎ 　 ｃ ａ ｉｍ　 ｒ　 ｒ ｓ ｎｅ ｆ 　 ｎ ｌｓ ｓ ｏ　ｈ 　 ｈ ｒｃｅ ｉｔｃ　 ｆｔ ｅ ｎ ｄ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ａ ｅ ． ｅ 　
Ｔ ｅ ｅ ｐ ｍ ｅ ｔｒ　 ｅ ｕｔ　 ｈ ｗ　ｈｅ ｓ ｓｅ ｗ ｓ ｒ ｎ ｉｇ ｉ　 ｏ ｄ ｃ ｎ ｉ ｏ ｈ 　 ｘ ｄ ｎａ ｙ ｒｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ 　 ｙ ｔｍ　 ａ 　 ｕ ｎｎ 　ｎ ｇ ｏ 　 ｏ ｄｔ ｎ， ｃ ｎ ｃ ｎ ｒｌａ ｐ ｉｎ ｅ ｅｆｃｉｅ ｙ ｈ 　ｙ ｔｍ　 ｉ ａ 　 ｏ ｔｏ　 ｐ ｌ ｃ 　 ｆｅ ｔ ｌ．Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｖ ｈ ｓｌｗ ｃ ｓ ，ｓａ ｌ　 ｅｆ ｒ ａ ｃ ，ａ ｄ ａ ｗｉｅ ａ ｐ ｉａｉｎ ｐ ｏ ｐ ｃ． ａ 　ｏ 　 ｏ ｔ ｔｂｅ ｐ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ｎ 　　 ｄ 　 ｐ ｌｃ ｔｏ 　 ｒ ｓ ｅ ｔ 　 Ｋ ｅ 　 ｒ ｓ ＬＣＣ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｐ 　 ａ ｐ ｉｎ ｅ ｐ ｌａ ｃ 　 ｒ ｍｏｅ ｃ ｎｒ ｌ ｅ ｔ　 ｏ ｔｏ　 ＰＬ 　０ 　 ３１ ６ 　 ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ ｍｏ ｅ　 ｏ ｎｃ ｔｏ 　 ｄ ｌ ｅｒ ｒｈ ｎｄｉｇ ｌｏ　 ａ ｌｎ 　
Ｏ 引 言　 　
系 统 由 １ 主 控 节 点 、 干 受 控 节 点 、 压 电力 线 网络 组　 个 若 低
随着 科 学 技 术 的发 展 和 人 民生 活 水 平 的 提 高 ． 何遥 控 家　 成 。 如 主控 节 点 和受 控 节 点分 别 直 接 与 ２ ０ ２ Ｖ低 压 电力线 相 连 。 家　 用 电器 引起 越 来 越多 关 注　 目前 已有 的技 术 主 要采 用 以下 几种　 用 电 器直 接 连 接 到受 控 节点 上　主 控 节点 由低压 电力 线载 波 模　
传 输 方式 ： 双绞 线 传输 、 力线 传 输 、 牙 等 无 线 传输 。双 绞 线　 电 蓝
块 （ 下简 称 载 波模 块 ）键 盘 、 晶 显 示 屏组 成 ； 控 节 点 由 载　 以 、 液 受
电器 开 关模 块 组 成 。 系统 硬 的 件核 心 是 载 波模 块 ， 括　 包 传 输 价格 低 、 行 可靠 。 是 需 要 重新 布 线 。 运 但 电力 线 不 需要 铺 设　 波模 块 、 附 加 线 路 ．使 用 简 单 ．但 由 于 国 内 外 电力 线 信 道 特 性 的 差　 别— — 干 扰 大 以及 阻抗 匹配 不 稳 定 ， 输 稳 定性 受 到 影 响 。 蓝　 传 主控 芯 片 Ｐ ３０ Ｌ １６及 其 外 围 电路 ： 率放 大 及 发 送 滤波 电路 、 功 载　
波耦 合 电路 、 载波 接 收 电路 、 瓷滤 波 电路 。见 图 ｌ 。 陶 闭　
牙传 输 可移 动 性 佳 。 用便 利 ， 使 但蓝 牙协 议 尚 未 彻底 规 范 ， 通讯　
距 离 比较短 ， 同时 成 本 居 高不 下『　 １ ］ 。
针 对 以上 情 况 ．采 用 低成 本 的传 输 介 质— — 低 压 电 力 线 ． 　
并 专 门设 计 通信 协 议 ， 计 了家 电 遥控 系统 。这 种基 于家 庭 电 设 　
力线 网络 的 系 统 方 便 、 济 ， 要 在 家 电 与 电 力 线 之 间 放 置 一　 经 只
鹭　
图 １ 低 压 电力 线 载 波模 块　
圈 　
个 受控 节 点 ． 能 实 现遥 控 。 就 　
１ 系统硬 件 设 计　
１１ 硬 件 总 体 结 构　 ．
‘ 　
１２ 核 心 芯 片 Ｐ ３ ０ 　 ． Ｌ １６
Ｐ３０ Ｌ １ ６是 专 为 智 能 信 息 家 电 、远 程 监 控 等 设 计 的 单 芯 片　
作 者 简介 ： 序 贤 硕 士研 究 生。研 究方 向 为 电子 设 计 自动 化 。 程 　 　
８ 机 电一体 化 ｌ。９ ； ４ 　 ｏ１ ２ 　
Ａ ａｅ ｉ?ａｅ 　暖吸■圈圜　 ｃｄｍｃＰｐｒ ｌ ｓ
片 上 系 统 。 内含 兼 容 单 片 机 ８ ５ 它 ０ １的高 速 微 处 理 器 ． 过 软 件　 通 配 置 控 制 载 波通 信 ． 使用 方 便　 芯 片 集 成 了专 用 电力 线 载 波 调　
制 及 通 信 电 路 ， 制／ 调 过 程 采 用 二 相相 移 键 控 （ Ｐ Ｋ） 术 。 调 解 ＢＳ 技 　
１３ 各 部 分 电 路 原 理 及 功 能　 ．
图 ３ 受控 节点 与 开关 模 块 连 接 框 图　
１３１ 功 率 放 大及 发 送 滤 波 电路　 ＿． 　
．． 载 波 发 送 时 ．Ｌ １６内 部 产 生 的 Ｂ Ｓ 调 制 方 波 从 Ｐ ． Ｐ ３０ ＰＫ １ 　 ２１１ 调 制 方 式分 析　 ７
脚 输 出 。调 制 方 波 的 功 率 很 小 ． 须对 它 加 以 放 大 才 能 在 电 力　 必
目前 我 国 电器 的 电磁 兼 容 控 制 不 是 很 严格 ． 因此 家 庭 电力　
线 信 道 中有 效 传 输 。放 大 电路 采 用 推 挽 式 功 放 电路 ， 的 直 流　 它 偏 置 电 源 的 电压 直 接 影 响 载 波 发 射 功 率 。适 当提 高 电压 幅 值 、 　
增 大 电源 功 率 ． 以 延 长 通信 距 离　 可
线 信 道 的 噪声 十 分 严 重 。 信 道 特 性 表 现 为 工 作 环 境 恶 劣 、 路　 线 阻 抗 小 、 号 衰 减 强 、 扰 严 重且 时变 性 大 等 【１通信 模 型 仿 真　 信 干 ４。 ｌ ５
表 明 ． 有 的 载 波 调 制 技 术 中 ， 接 序列 扩 频 （ Ｓ Ｓ 具 有 较 强　 现 直 ＤＳ）
放 大 电路 输 出 的载 波 信 号 含 有 丰 富 的谐 波 ．其 中二 次 、 三　 次 谐 波 是 主 要 的 干扰 信 号 。采 用 Ｌ 串联 谐 振 电路 将 载 波 信 号　 Ｃ
滤 波 整 形 ． 滑 为 近 似 正 弦 波 ． 以 减 少 谐 波 对 家 庭 电 网 稳 定　 平 可
性 的影 响　 １３２载 波 耦合 电路　 －＿
的抗干扰性 能 ． 即使 在 信 号 衰减 严 重 、 噪 声 干 扰 的 家庭 低 压　 强 电 力 线 信 道 下 仍 能 够 正 常 通 信Ｉ因 此 系统 采用 Ｄ Ｓ ６ １ ； Ｓ Ｓ载 波 通 信　
技 术 ． 具 有 良好 的抗 带 内 同频 干 扰 特 性 、 敏 度 高 ， 本 能 够　 它 灵 基
保 证 节 点 间通 过 家 庭 低 压 电 力线 进 行 有 效 通 信　
２１ ．． 通信 频率 选 择　 ２
耦 合 电 路 包 含 １个 耦 合 电 容 ．它 起 隔 离 载 波 模 块 和 ２ ０ 　 ２Ｖ
相 对低 压 电 力线 上 ５ 　 ｚ 工 频 信 号 ． 波 调 制 信 号 属 高　 ０Ｈ 的 载
频 信 号 。 高频 点 ． 号 的 衰减 与 频 率 密 切相 关 ， 在 信 只有 选 择 合 适　
交 流 强 电 信 号 的作 用 ． 防 止 电 力 线 上 的 浪 涌 或 冲 击 电 流 等 高　 能 能 量 信 号 损 坏 载 波模 块　 除 此 之 外 ． 电力 线 和 耦 合 线 圈 之 间　 在
串联 安 防 电 容 ． 以防 止 雷 电 导 致 的 瞬 间 电 流 增 大 对 载 波 模 块 产　 生 影 响　 １３ ＿ ３载 波 接 收 电路　 －
的 中心 频 率 ， 能 保 证节 点 问通 信 的 有 效性 。 才 　
实 验 数 据 表 明 ． １ ０ｋ ｚ 右 ． 民 电 力 线 网 络 中 ， 波　 在 ０ 　Ｈ 左 居 载
传 输 特 性 较 稳定 ， 波 信 号 衰 减 较 小 ， 衰 减 程 度 随 负 载 的 断　 载 且 开 或 连 接 变 化 幅 度 不 大　 因此 ． 统 使 用 中心 频 率 为 １０ｋ ｚ ； 系 ２ 　Ｈ 　
的 调 制 信号　
２２ 通 信 协 议 设 计　 ．
接 收 电 路包 含 １ 并 联 谐 振 电路 ． 现 对 有 效 信 号 的 带 通　 个 实 滤 波　 选取 品质 因素 较 大 的 滤 波 电路 可提 高 载 波 接 收 灵 敏 度 。 　
１３４主 控 节 点　 ．－
通信 协 议 是 硬 件 系 统 实 现 有 效 通 信 的 重 要 支 撑 ． 对 通 信　 是
包 主 控 节 点 的 键 盘 采 用 ４ ４ 中 断 扫 描 矩 阵 式 按 键 ，使 用　 链 路 上数 据 传 送 方 式 的 规 定 ． 括 数 据 格 式 定 义 以及 数 据 位 定　 ｘ Ｐ ３０ Ｌ １ ６的 Ｐ ２口作 为行 线 和 列 线 的 输 入 。 线作 为芯 片外 部 中 行 　 断 ０的 输 入 。 晶显 示 屏 选 用 内 置 驱 动 电路 的 中文 点 阵 液 晶 模　 液
义等。 　
根 据 Ｐ Ｃ 的 特 点 ． 合 系统 通 信 要 求 ． 建 了一 种 基 于　 ＬＣ 结 构
块 ［可 显 示 ４ ８个 中 文 字符　 Ｐ ３ ０ ４ １ ， ｘ Ｌ １ ６通 过 Ｐ 口向液 晶模 块 输　 载 波 模 块 的 电力 线 载 波 通 信 协 议 。 Ｏ
出数 据 ． 示 用 户 菜 单 、 制 信 息 以 及 反馈 信 息 。见 图 ２　 显 控 。
２２ １通 信 模 型　 ．．
通 过分 析 主控 节 点 和 受 控 节 点 之 间 的 实 际 通 信 过 程 ． 通　 将 信 协议 分 为 ３层 ． 物理 层 、 据链 路 层 、 用 层 。 即 数 应 　
物 理 层 采 用 ＤＳ Ｓ技 术 及 ＢＰ Ｋ 调 制 解 调 方 式 ， 以 ２ ０ Ｖ Ｓ Ｓ ２　 　
家 庭低 压 电力 线 作 为 传 输 介 质 ， 立 主控 节 点 和 受 控 节 点 之 间　 建 的物 理 连 接 。 　 数 据链 路层 规 范 了节 点 间 传 输 数 据 的 帧 格 式 ， 应 用 层 提　 为
图 ２ 主 控 节 点 键 盘 及 液 晶 电路 框 图　
供 有 确 认 的 连接 。 采用 错 误 处 理 机 制 。 低 由于线 路 噪 声 、 道　 降 信
不 稳 定 引起 的数 据 帧 出错 概 率　 应 用 层 提 供 网络 和用 户 界 面 之 间 的 接 Ｅ 服 务 ，规 定 了用　 ｌ
１ ． 受控 节 点 －５ ３ 　 受 控 节 点 中 ． Ｌ １ ６的 Ｐ Ｐ ３０ ２口 的每 一 位 分 别 连 接 一 个 电器　
开关模块 ． 即每 个 受 控 节 点 可 控 制 ８只 电 器 。电 器 开 关 模 块 采　 户 数 据 的 格式 与 内容 。 ．２ ２ 用 光 电耦 合 芯 片 Ｍ Ｃ ０ １ 将 Ｐ Ｏ ３６。 ２口任 意位 清 ０或 者 置 ｌ 即可　 ２ ． 数 据 帧 格 式　 ，
关 闭 或 者 开 启相 应 的 电器 。见 图 ３　 。 ２ 系 统软 件分 析 与 设 计　
２ １ 调 制 方 式 及 通 信 频 率 选择　 ．
根 据 载 波模 块 通 信 需 求 ． 参考 Ｄ Ｘ 以 太 网 和 Ｉ Ｅ ８ ２ Ｉ Ｅ Ｅ ０． ３的　 帧 格 式 ． 计 节 点 间 通 信 的 帧格 式 见图 ４　 设 。
（） 导域 １ 前 系 统 的载 波 模 块 采 用 Ｄ Ｓ Ｓ Ｓ技 术 ，因此 每 次　
２０ １机 电一体化 ８ 　 ０　 ｛ ５
暖吸—圈融 ｌ ｃｄｍｃＰｐｒ 　 ａｅ ｉ? ｅ 　 Ａ ａ ｓ
（ ） 时 器溢 出 ： １ 定 　 （ ） 定 时器 溢 出 前 收 到 序 号 为 ｓ的 应 答 帧 ．但 校 验 码　 ２ 在
错误 ： 　
图 ４ 节 点 间 通信 帧 格 式　
（ ）在定 时 器 溢 出前 收 到 序号 不 等 于 ｓ 应答 帧 。 ３ 的 　 受 控 节 点 接 收到 一 帧数 据． 先 检查 帧 序 号 是 否与 上 一 帧　 首 数 据 的 帧 序 号相 等 ： 不 等 ， 续 进 行后 续 处 理 ， 理 完 毕 向 主　 若 继 处
传 送 有效 数 据 前至 少 需 要 发 送 ４ ０个 位 全 “” Ｈ 作 捕 获 和 同步　 ｌ ，ｊ
训 练码 。接 收数 据 时 ． 获 和 同步 过 程 由硬 件 自动完 成　 捕
（ ）同步 帧 头　 由于 电力 线 噪 声一 直存 在 ， 有 效 数 据 前　 控 节 点 发 送一 个 应 答 帧 ． 的 帧 序号 等 于 接 收 到 的数 据 帧 的 序　 ２ 在 它 增 加 同步 帧头 ． 高 传 输 可靠 性 ． 用 “ ｘ ９ Ｆ 作 为 同步 帧头 ， 提 ． 选 ００ Ａ ” 　 号 ： 相 等 ， 为 上 一 帧数 据 帧 的 应答 帧传 输 出 错 ， 若 认 向主 控 节点　
它 是 自相 关 性 高 、 白噪 声 互 相 关性 差 的 优 选 序 列 ， 有 效抵　 重 发 应 答 帧　 与 可
抗 电力线 噪声　 （ ）目标地 址　 目标 受 控节 点 地 址 。系统 包 含若 干 个 受控　 ３ 节 点 ． 每 个受 控 节 点分 配 １ 为 个特 定 地 址　 　 、 （ ）数 ４ 据 用 户 数 据　 包 括 帧 类 型 、 器 编 号 、 作 内 电 操 　
２３ 软 件 流 程 设 计　 ＿
主控 节 点 主 程 序包 括 初 始 化 程序 、 晶显 示 程 序 、 盘 中 液 键 　
断 处 理程 序 、 波 中 断 程序 、 据 成 帧程 序 等 。 载 数 　 受 控 节点 主 程 序 巾 ． 置 数据 帧 接 收 完 毕 标 志 位 ． 环 查　 设 循 询此 标 志 位 ， 置 位 则 表 示 接 收 完毕 。随 后 进行 Ｃ Ｃ校 验 、 若 Ｒ 地　 址及 帧 序 号判 断　 受控 节 点 程 序 模 块 有初 始 化 程 序 、 波 中 断　 载 程序 、 据 帧 解 析 程序 、 行 程 序 、 答 程 序 、 据 成 帧程 序 等 。 数 执 应 数 　 受 控 节 点软 件 流 程 见 图 ５ 　
容 ， 占 １ 节 。 中 帧类 型 分 为命 令 帧 、 答 帧 、 询帧 等 。 各 字 其 应 查 电　
器 编 号为 目标 电器 相 对受 控 节 点 Ｐ ２口 的编 号 ．需 要 控 制 哪 只　
电器 ． 就对 Ｐ ２口的相 应 位进 行 操 作 。 作 内 容 为 ０表 示关 『 操 州电　 器． ０Ｆ 为 ） Ｆ表示 开 启 电器　 （ （ ）帧 序 号 ５ 主 控 节 点 发 送 的 数 据 帧 都 有 １ 唯 一 的 帧　 个
序 号 ． 控 节点 之 间 帧 序号 互 不 关 联 ． 错 误 处 理机 制 设 置 ． 受 为 提　 高通 信稳 定 性　
（ ６）校 验码　 对 数 据 帧 中 的有 效 数 据 进 行 Ｃ ＲＣ校 验 的 结　
果 。有 效 数 据为 从 目标地 址 至 帧 序 号 ， ６字 节　 共 （） 束符 ７ 结 结束 标 志 ． 是节 点 存 接 收 数 据 时 判 断 接 收 过　
程是 否 结束 的依 据 。 波 模 块 检测 到 帧 结束 符 则 终 止载 波 接 收　 载 中断 ． 入 处理 程 序 ： 则 继 续接 收 数 据　 转 否 ２２ ． ３ 错误 处 理 机制　 ＿
电力 线 信 道 的不 稳 定 性 会 引起 传输 过 程 中 数 据 帧 被 随 机　
损 坏 ． 可 能完 全 丢失 。根 据 ２ ． 节 的 分 析 ． 控 节点 和受 控　 也 ．１ ２ 主
节 点 的通 信 过程 中可 能 会 出现 如 下情 况 ． 　
（ ）主控 节 点 发送 的数 据 帧 丢 失 ， 校 验 码 错 误　 这 种 情　 １ 或
况下 ． 主控 节点 等 待 一段 时间 后 重 发数 据 帧 即 可　 、 　
（ ）受 控 节点 发 送 的确 认 帧 丢 失 ． 校 验 码错 误　 这种 情　 ２ 或 况 会 导致 主 控 节点 重 复 发送 数据 帧 ． 受控 节点 收 到 重 复 的数 据　
帧 ． 出 重 复的 控 制动 作 ． 响 系 统正 常 运 行　 作 影
为 了避 免上 述 情况 的发 生 ． 取 了 下述 错 误处 理 方 式　 采 主 控 节点 发 送 一个 序 号 为 ｓ的数 据 帧 ｍ 完 毕 ． 动 芯 片 内 启 　 部 的定 时 器 ： 同时监 测 载 波 接 收过 程 。查询 是 否 收到 序 号 为　
的应 答 帧　
图 ５ 受 控节 点 软 件 流 程 图　
３ 实验 结 果 与分 析　
为 了测 试 通 信协 议 及 错误 处 理 机 制效 果 。 用 ２台 Ｐ 利 Ｃ机 、 　
若 在 定 时 器 溢 出 前 收 到 序 号 为　 的应 答 帧 ．且 校 验 码 正　 块 载 波 模块 和 Ｒ 一 ３ 议 转 换 模 块 各 ２个 、 压 电力 线 网络　 Ｓ ２ ２协 低 确 ， 认 为 数 据 帧 ｍ 发 送 成 功 ， 闭定 时 器 ， 回 主 循 环 ， 待　 组 成 实验 系 统 ， Ｃ机 通 过 Ｒ 一 ３ 则 关 返 等 、 Ｐ Ｓ ２ ２转换 模 块 与 载 波模 块 交互 数　
发 送 下一 帧数 据 ｍ ｌ ＋　 若 出现 下 述情 况 之 一 ， 认 为 数 据 帧 ｍ 发送 失 败 ． 发 数　 则 重 据 帧 ｍ： 　 据 ， 拟 主控 节 点 与受 控 节 点 的通 信 过 程 。实 验结 果 见 表 １　 模 。 结果表明． 通信 失 误 率 在 ３ ％以下 ． 明 采 用 文 中提 出的 通　 说
信 协议 和错 误 处 理 机 制 是 可 行 的 ： 时 看 到 ． 同 通信 情 况 随 时 间　
８ 机 电一体 化 ｛０９ １ ６ ２０　　 １
Ａｃ ｄ ｍ ｉ Ｐ ｐ ｒ　 ａ ｅ ｃ? ａ ｅ ｓ
表 １ 系统 通 信 实 验 结 果　
参 考 文 献　
［ ］杨士 元． 国智 能 家居 的发 展与 趋势 ［］智 能建 筑 ，０４ ４ ：４ １． １ 我 Ｊｌ ２０ （）ｌ＿ ７ 　 ［ ］张瑞 红． 于 Ｐ ３ ０ ２ 基 Ｌ １６的低 压 电力 线 载 波 通 信 硬件 设 计 ［］ 电 子 设　 Ｊ．
计 应 用 ．０ ４ １ ）１ ３ １４ ２ ｏ （２ ：２ — ２ ． 　
［ ］田军 夏 ， ３ 路
平 ． 文 Ｌ Ｄ 与 单 片 机 的 ４种 常 用 接 口 ［］ 仪 表 技　 中 Ｃ Ｊ．
术 与传 感 器 ，０ ５ ３ ：９ ４ ． ２ ０ ｆ ）３ — ２ 　 ［ ４］ＭＯ ＧＡ 　 Ｃ Ａ 　 ，Ｒ Ｅ Ｔ Ｗ． Ｏ Ｌ Ｓ Ｒ Ｎ Ｈ， Ｈ Ｎ Ｌ ＯＢ Ｒ 　 Ｄ ＮＡ Ｄ ＯＮ，Ａｔｎ ａｉ 　 ｆ ｔ ｕｔ ｎｏ　 ｅ ｏ
Ｃｏ ｍｍｕｎ ｃ ｔ ｎ Ｓ ｇ ｌ　 ｎ Ｒｅ ｉ ｅ ｔａ　 ｎ 　 ｍｍｅ ｃａ　 ｎ ｒ ｂ ｉ ｉ ｇ ｉａ ｉ 　 ｉｎａｓ ｏ 　 ｓ ｄ ｎ ｉ ｌａ ｄ Ｃｏ ｏ ｒ ｉ ｌＩ ｔ ｕ ｌ ｎ 　 ａ ｄ
波 动 较 大 ． 也 进 一 步 验证 了低 压 电力 线 信 道 的 不 稳 定性　 这
４ 结 束 语　
Ｐ ｗ ｒ ＤｓｉｕｉｎＣｒｕｔ［］ Ｅｅｔ ｍａｎｔ 　 ｏ ｐｔ ｉｔ ，１８ 　 ｏ ｅ－ ｉｒ ｔ 　 ｉ ｉ Ｊ ． ｌ ｒ ｇｅｉ Ｃ ｍ ａｉ ｌｙ ９ ６ ｔｂ ｏ ｃ ｓ ｃｏ ｃ ｂｉ
（ ８） ２ ０ ２ ０　 ２ ：２ — ３ ．
论 文结 合 家 庭 低 压 电 力 线 信 道 的传 输 特 性 ． 分 利 用 已 有　 充 资 源 ．设计 了 以 Ｐ ３０ Ｌ １６为 核 心 的 家 电遥 控 系 统 的 主 控 及 受 控　 节 点 。 系统 实 验 使 用 方 便 ， 合 成 本 低 ， 一 种 可 能 的 尝 试 ， 综 是 具　
有 广 阔 的应 用 前 景　
［ ５］高
峰 ， 亚 波 ． 压 电力 线 载 波 通 信 中 信 号传 输 特性 分 析 ［］ 电　 董 低 Ｊ．
力 系统 自动 化 ． ０ ０ ２ （ ） ６ 一 ５ ２ ０ ．４ ７ ：Ｏ ６ ． 　
［ ６］赵 玉 玺 ． 于 电 力 线 载 波 通 信 技 术 的 照 明 控 制 系 统 开 发 与 实 施 Ｊ 基 　 ［ ． 州 ： 江 大学 机 械 与能 源 学 院 ，０ ６　 Ｄ］ 杭 浙 ２０ ． ［ ７］ＤＥ Ｎ 　 Ａ Ｏ Ｄ． ｐｅｄ ｓｅｔ ｍ ｄｔ　ｅｐ ｔｒｕ ｈａ　 ｏ ｅ　 Ｎ Ｙ Ｒ ＤＦ Ｒ Ｓ ｒａ － ｐｃｒ 　 ａ ｌａ　ｈｏｇ　 ｃｐ ｗ ｒ ｕ ａ ｗｒ ｇＪ．Ｅ Ｅｓｅｔ ｍ，９ ６ ３ （ １ ：８ ５ ． ｉｎ ［１ ＩＥ 　ｐｃｒ １９ ，３ １ ）４ — ３ ｉ ｕ 　
（ 接第 ８ 上 ３页 ） 　
以得 到 平 滑 的 测 量 数据　 另外 ． 子 程 序 还 具 有 非 线 性 修 正 及　 报 警 点 设 置 在５ ０ ０ｐ ｍ（ ｐ ｍ＝ ．７ １　 ／Ｌ 。 图 ５可 以 看　 该 　 ０ 　ｐ １ ｐ ６ ｘ ０ ｇｋ ） 由 　 ２
温 度补 偿 功 能 ． 不 同的 环 境 温 度 条 件 下 都 能 得 到 线 性 较 好 的　 在
数 据　
出 ． 统 的稳 定性 以及 灵 敏 度 都 能 满 足 国标 要 求　 系
３ 结 束 语　
（） ８ ３ ４ ５通 信 子 程 序　 该 子 程 序 包 括 通 信 波 特 率 、 止 位 、 停 　
本 文在 介 绍 半 导 体传 感 器 检 测 机 理 的基 础 上 ． 要 叙 述 了 简 　
数据 位 、 校验 位 等 初 始 化 设 置 。 通 信 协 议 编 写 遵 循 应 用 广 泛 的　 该 检 漏 系 统 机 构 组 成 、 件 结 构 及 软 件 设 计 过 程 ． 以 国 标 为　 硬 并
Ｍｏ ｂ ｓ 议　． ｄｕ 协 以方 便 进 行功 能扩 展 以 及该 系 统 和 其 他 车 载 电　 依 据 ， 对该 系统 在 各 种 条 件 下 进 行 了试 验验 证 。 证 结 果表 明 ： 验 　
子 系统 联 合 使 用　
（） 示 、 警子程序 ４ 显 报 对 最 终 控 制 器 接 收 到 的 气 体 浓 度　
系统 测 试 准 确 ， 定 性 、 复性 和抗 十扰 性 能好 ． 合 国 标 及 消　 稳 重 符 防认 证 要 求 。 可 以 预 见 ， 着 天 然 气 汽 车 的 进 一 步 推 广 ，成 本　 随 低 、 能 好 的 该 天 然 气 汽 车 检 漏 系统 会 越 来 越 受 关 注 ， 市 场　 性 其
值 进 行 处 理 后 ． 方 面 通 过 Ｌ Ｄ循 环 显 示 以 实 时 提 醒 用 户 ， 一 Ｅ 另　
一
方 面把 所 得 的 数 据 与设 置 的报 警 点进 行 比 较 ： 旦 超 过 了报　 前 景 也 相 当可 观　 一
警 点 ． 制器 将 发 出声 光 报 警 并进 行 关 闭燃 气 阀等 输 出控 制 。 控 　
２ 系统 性 能　 参 考 文 献　
［ ］全 球 咨 询 报 告 网 ， １ 中机 泵 （ 京 ） 北 信息 技 术研 究 院 ． 围 天 然 气 汽 车　 中
发 展研 究报 告 （ ０ ８ ｆ ． ０ ８ ２ ０ ） Ｒ１ ２ ０ ． 　
为 验 证 本 系 统 的 可靠 性 及 对气 体浓 度 反 应 的 准 确 性 ． 格　 严 按 照 国标 对 该 系 统 在 常 温 （ ５ ） 高 温 （ ０（） 低 温 （ ℃ ） ２℃ 、 ４￣ 和 ２ Ｏ ３种　 环 境 温 度 下 进 行 试 验 验 证　 在 红外 分 析 仪 器 的监 控 下 ， 状　 ３种 态 下控 制 器 报 警 时红 外 分 析 仪 器 显 示 的 甲烷 气 体 浓 度 见 图 ５　 ．
［ ］何 金 田 ， 运东 ． 感 器 原 理 及 应 用 ［ ］ 郑 州 ： 南 科学 技 术 出 版　 ２ 苏 传 Ｍ ． 河
社 ．９ ６　 １９ ．
［ ］马 ３
超 ， 卫 前 ． Ｔ ｇ８原 理及 应 用 手册 ［ ］北 京 ： 华 大 学 出　 詹 Ａ ｍａａ Ｍ ． 清
版 社 ．０ ２ ２０． 　
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『 ］中华 人 民共 和 围 困家 标 准 化 指 导 性 文件 Ｇ ／　９ ８ ．— ０４ 基 于　 ４ ＢＺ １５ ２１ ２０ Ｍｏ ｈｓ 议 自动 化 网 络 规 范 第 一 部 分 ： ｄ ｕ ｄｕ 协 Ｍｏｂ ｓ应 用 协 议 『 ］ 北　 Ｓ． 京 ： 国标 准 出版 社 ．０ ４ 中 ２０ ． 　
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测 量 范 同 为 ０ １０ Ｅ － ０ ％Ｌ Ｌ的 独 立 式 可 燃 气 体 探 测 器 ［ ］北 京 ： Ｓ， 中　
国标 准 出版 社 ． ０ ３ ２０ ． 　
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２ 　
３ 　
４ 　
５ 　
６ 　
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４　 ０
控制 器编号　
图 ５ 报警 气体 浓 度值　
：　 １； 电一体 化 ８ 　 　 一　 机 ０ ７

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