周凱

摘要：本文針對智能家居結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)內(nèi)容展開分析，結(jié)合嵌入式智能控制節(jié)點設(shè)計要點，內(nèi)容包括硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計等，通過研究協(xié)議處理模塊、接口處理模塊、驅(qū)動程序設(shè)計、服務(wù)器應(yīng)用程序等web服務(wù)器設(shè)計要點，其目的在于提高電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用效果，營造更加舒適的生活環(huán)境。

關(guān)鍵詞：電力線載波通信技術(shù);可視對講系統(tǒng);智能照明系統(tǒng)

隨著智能住宅小區(qū)的興起，家居控制的智能化已成為實現(xiàn)智能住宅小區(qū)的關(guān)鍵。在智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建中，電力線載波通信技術(shù)具備良好的應(yīng)用價值，通過梳理該技術(shù)在應(yīng)用中需要注意的內(nèi)容，對于優(yōu)化智能家居系統(tǒng)內(nèi)容，提高信息傳遞時效性有著積極的意義。

1智能家居結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

在智能家居結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其涉及到了迎駕系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、智能情景系統(tǒng)、智能家電系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能窗簾系統(tǒng)、智能門鎖系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)、智能環(huán)境系統(tǒng)等內(nèi)容。在電力線載波通信技術(shù)輔助下，智能家居結(jié)構(gòu)包括以下幾個層次：第一，數(shù)據(jù)層，基于通信技術(shù)可以與手機APP聯(lián)動，提高手機APP與智能系統(tǒng)之間的信息交互頻率，提高所整理數(shù)據(jù)的完整性。第二，傳輸層，基于電力線載波通信技術(shù)建立信息傳遞平臺，加快數(shù)據(jù)信息的采集速度。第三，控制層，工作內(nèi)容為下達操作指令、接收反饋信息、進行數(shù)據(jù)信息整合、數(shù)據(jù)存儲等。第四，應(yīng)用層，搭建人機交互平臺，了解智能家居系統(tǒng)目前運行情況，基于通信技術(shù)在情景面板上下達相應(yīng)指令，以滿足相應(yīng)的操作要求。

2嵌入式智能控制節(jié)點設(shè)計

2.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

在硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其內(nèi)容包括以下幾部分：第一，智能網(wǎng)關(guān)，其主要由以下幾部分構(gòu)成：①MCU中心計算和控制單元;②網(wǎng)口電路，負責連接網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通信;③串口電路，負責與 PC 通信進行參數(shù)設(shè)置;④載波電路，負責與家庭內(nèi)所有智能插座通信;⑤時鐘和電源電路提供整體時鐘和電源支持;⑥存儲單元，對必要參數(shù)的存儲。第二，智能插座，其主要由以下幾部分構(gòu)成：①MCU中心計算和控制單元并與外部計量電路提供計量功能;②磁保持繼電器控制電路，對用電器的通斷進行控制;③串口電路與PC通信設(shè)置插座的唯一ID并保存到存儲單元;④載波電路，主要負責和智能網(wǎng)關(guān)進行通信;⑤較表電路，主要工作是對外界供給較表接口，從而提高計量結(jié)果的準確性;⑥時鐘與電源電路，主要工作是確保系統(tǒng)時鐘統(tǒng)一性，穩(wěn)定系統(tǒng)電路供給環(huán)境。

2.2軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，其內(nèi)容包括以下幾部分：（1）主機控制器程序設(shè)計，在智能家居系統(tǒng)設(shè)計中，會使用電力線載波通信技術(shù)來完成多機通信，在該通信模式下其幀長為10，涉及到一個起始位、一個終止位和八個數(shù)據(jù)位。同時其通訊協(xié)議也保持較強兼容性，以滿足多元信息傳遞要求。而注漿控制器在運行中則使用矩陣式掃描來識別按鍵信息，并對信息進行整合與存儲，以滿足后續(xù)處理要求。（2）從機控制器程序設(shè)計，在智能家居系統(tǒng)運行期間，需要提高數(shù)據(jù)接收/傳遞過程的時效性，以滿足后續(xù)的應(yīng)用需求。在從機控制器的運行中，多采用中斷方式來進行數(shù)據(jù)接收，而控制器在接收到信息之后，也會對數(shù)據(jù)IP地址準確性進行校核，若數(shù)據(jù)IP地址和本機地址不同，那么會舍棄數(shù)據(jù)繼續(xù)接收下一組數(shù)據(jù)，一直到相同IP地址數(shù)據(jù)后，對于指令動作進行判斷和執(zhí)行，提高執(zhí)行結(jié)果的準確性。

3 web服務(wù)器設(shè)計

3.1協(xié)議處理模塊

在協(xié)議處理模塊的處理中，為了契合電力線載波通信技術(shù)運行要求，會配置通信控制器，其主要采用了Harvard結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中，可以將采集數(shù)據(jù)直接存儲到對應(yīng)空間中，這樣運行指令提取和運輸時，可以對通道進行重疊處理，提高指令傳遞過程的時效性。同時協(xié)議處理模塊在應(yīng)用中，也需要具備高效的計算能力，這樣也可以進一步提升I/O控制過程的靈活性，而且數(shù)據(jù)操作過程的高效性也可以得到有效提升。另外，在模塊應(yīng)用中也會搭建“虛寫令牌傳遞機制”，擁有令牌的一方，具備了對數(shù)據(jù)總線進行綜合控制的直屬權(quán)，從而提升數(shù)據(jù)傳遞過程的高效性[1]。

3.2接口處理模塊

在接口處理模塊的設(shè)計中，其包括了Lon網(wǎng)接口與以太網(wǎng)接口模塊兩部分，以太網(wǎng)接口模塊為例，該模塊在應(yīng)用中，其主要由以太網(wǎng)控制器、耦合隔離濾波器等結(jié)構(gòu)組成，為了滿足信息傳遞要求，所設(shè)置的接口種類有8位和16位。在web服務(wù)器當中，芯片復位處理后其工作方式會默認為I/O連接，而基址則設(shè)置為300H。同時web服務(wù)器當中也設(shè)計了多種寄存器，主要工作內(nèi)容包括信息初始化發(fā)送、信息狀態(tài)控制、幀位置存儲等。另外，在系應(yīng)用中，也會將寄存器和控制器關(guān)聯(lián)在一切，搭配著引腳、數(shù)據(jù)線來連接以太網(wǎng)，以滿足相應(yīng)的使用需求[2]。

3.3驅(qū)動程序設(shè)計

在web服務(wù)器設(shè)計過程中，也需要做好驅(qū)動程序設(shè)計工作。基于以太網(wǎng)的接口程序，在應(yīng)用中會將其作為關(guān)聯(lián)因特網(wǎng)的基礎(chǔ)物理網(wǎng)絡(luò)。并且在應(yīng)用中，以太網(wǎng)也承擔著重要的信息傳輸任務(wù)，因此在應(yīng)用中做好以太網(wǎng)接口驅(qū)動程序設(shè)計，也是實現(xiàn)因特網(wǎng)順利接入的基礎(chǔ)條件。在具體實踐中，以太網(wǎng)驅(qū)動程度主要服務(wù)于系統(tǒng)工作狀態(tài)監(jiān)督，用于數(shù)據(jù)的收發(fā)處理。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率，也會基于地址或數(shù)據(jù)口讀寫來進行加快信息收發(fā)速度，從而提高智能家居系統(tǒng)信息傳輸過程的時效性，提升系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性[3]。

3.4服務(wù)器應(yīng)用程序

在服務(wù)器應(yīng)用程序的設(shè)計中，除了采用B/S訪問模式外，也融入了C/S訪問模式，以營造良好智能家居系統(tǒng)運營環(huán)境。從服務(wù)器應(yīng)用程序來看，也需注意以下幾點：第一，利用套接字編程，在此背景下可以確保服務(wù)器程序能夠在客戶端保持穩(wěn)定運行狀態(tài)，同時可以利用手機APP、網(wǎng)頁來實時展示數(shù)據(jù)，便于后續(xù)分析工作的順利進行。第二，在系統(tǒng)應(yīng)用中，使用web服務(wù)器來關(guān)聯(lián)其他結(jié)構(gòu)，并用于web文件的存儲。用戶需要進行信web服務(wù)器和瀏覽器交互時，會使用HTTP協(xié)議來對資源進行快速定位，隨后利用人機交互界面進行展示，提高查找結(jié)果的有效性[4]。

結(jié)束語

綜上所述，在智能家居系統(tǒng)的搭建中，電力線載波通信技術(shù)具備了良好的應(yīng)用價值。技術(shù)在應(yīng)用中可以實現(xiàn)系統(tǒng)各設(shè)備之間的有序連接，提升信息交互的時效性，而且也能夠降低信息傳輸過程的容錯率，提升所傳輸信息的實用價值。

參考文獻

[1]路勇，王毅峰.基于電力線載波技術(shù)的智能家居系統(tǒng)研究[J].深圳職業(yè)技術(shù)學院學報，2020，19（05）：19-22.

[2]王藝琦. 基于電力線通信技術(shù)的家庭安全與健康監(jiān)護的研究[D].北京郵電大學，2017.

[3]張曉暉.基于PLC技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計分析[J].科技展望，2016，26（21）：13.

[4]劉夏澍.基于電力線載波通信的家居控制智能化系統(tǒng)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（01）：21+256.