CEBUS在智能化住宅小区中应用模式的分析

1、CEBUS在智能化住宅小区中应用模式的分析1 2基于电力线载波扩频的CEBUS通讯技术 扩频通信是将待传送的基带信号(信息数据经通常的数据调制后形成的窄带信号)用扩频序列发生器产生的伪随机编码(线性调频波)做扩频调制,实现频谱扩展后,形成相当带宽的低功率谱密度信号再传输,接收端采用同样的伪随机编码通过相关处理恢复成窄带后再解调数据,恢复出原始信息.不同用户使用各自不同的伪随机编码,可在同一频段、同一时间工作.虽然扩频通信占用了较大的带宽,但是扩频通信可以使用码分多址技术进行扩频调制,充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关性和互相关特性,在接收端利用相关检测技术进行解扩,则在分配给不同

2、用户不同码型的情况下可以区分不同用户的信号,提取有用信号.这样平均到每个用户占用的频带来,其频带利用率是很高的.扩频通信的基本工作方式有四种:直接序列扩频、跳扩频、跳时扩频和线性调频.2.1直接序列扩频(Direct sequency)就是用伪随机序列直接扩展频谱的系统.此序列的数据位率远高于所传信号的信息带宽,将信号的能量平均分布于整个频带内,在接收端用相同的本地伪随机序列进行解扩.扩频调制可用数字调幅(振幅键控)、数字调频(频率键控)和二相或四相制相移键控. 2.2跳频扩频(Frequency Hopping) 是用伪随机码来选择信道的.跳频通信有几十甚至上千个频率,由所传信息码与伪随机码

3、的组合进行控制.扩频信号在某一频率通过延续一段时间,来代表数据的一位、几位或是一位的一部分,当信号在某一频率上受到干扰时,信号就可切换到扩频带宽内的其他频率上去,因而大大降低了其受干扰的程度.2.3跳时扩频(Time Hopping) 是用伪随机序列控制发送时刻及时间长短的.在时间跳变中,将一个信码的持续时间分成若干时隙,由伪码控制在哪个时隙中发送信码,时隙选择、持续时间的长短也是由伪码控制的.2.4线性调频(Chirp) 就是发射的射频脉冲信号在一个周期内,其载频的频率作线性变化.因为其频率在较宽的频带内变化,信号的带宽也被展宽了.由于这种线性调频信号占用的频带宽度远大于信息带宽,所以也是一

4、种扩频调制技术.它利用一系列短促的,可以同步的扫描频率chirps(线性调频波)作为载体,每个线性调频波一般持续100us,它代表了最基本的通信符号时间(UST).这些chirps覆盖了100kHz400kHz的频带,并总是以200kHz400k隘的频率开始,继而以100kHz200kHz的频率结束.由于chirps信号的线性扫描带宽比信号带宽要大得多,其线性加速度是较高的,而等幅振荡波干扰(Continuous-Wave Jamming)的频率加速度一般是稳定的,所以只要将滤波器设计成只能通过具有特定角加速度的信号,就可以将CW干扰排除在外.另外,此种线性调频波波形还具有很强的自相关特性,这

5、种模糊逻辑的相关性决定了所有连接在上的设备,可以同时识别从网上任意设备发出的这种独特波形,并且不需要在发送和接收设备间进行同步.利用扩频技术进行载波通讯可有效的提高系统性能,具有很强的抗干扰能力、抗噪声能力、抗多径干扰的能力、抗衰落能力和保密性等.美国Intellon公司的PL系列产品就是利用上述的chirps(线性调频波)扫描频率进行载波来对信号进行扩频的.发送时,将该线性调频波作为载波来对待传送的基带信号(信息数据窄带信号)进行扩频调制,实现频谱扩展后,形成相当带宽的低功率谱密度信号,通过输出放大器和媒介祸合电路传输到媒介中;在接收时,电力线上频率为l00kHz400kHz的模拟信号通过搞

6、合/滤波网络传输到输入滤波器上,接收端采用同样的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息.其产品符合美国协会(EIA)所制定的消费电子总线标准(CE.BUS),即EIA-600.我们选用Intellon公司的基于电力线通讯部件和接口器件SSCP300/200,开发研制的基于电力线载波扩频的CEBUS通讯收发器是智能小区网络架构中家庭局部网络的一种很好选择.3电力线载波扩频通讯技术在智能化住宅小区通讯网络中的应用模式 这里推荐的是基于电力线扩频作为家庭局部网络的智能化住宅小区网络方案,整体网络结构分为三层:Internet接入网、智能化住宅小区住宅外部局域网采用电话线或以太网,在居民住宅内家庭局部网

7、络采用电力线传输(见下图）3.1住宅里的各种信息传输的部分 这个部分的通信媒介是电力线.选用的核心芯片是Intellon的电力线扩频载波芯片SSC P300,该芯片具有发送和接收两种功能,采集器里有SSC P300和相关的A/D、D/A转换器,采集器要和收发器A(或收发器B)通信,这种通信是两个方向的. 3.2收发器A(或收发器B)和小区管理中心的计算机通信的部分 如果住宅小区有以太网,则通过收发器B和管理中心的计算机通信,如果网线没有到户,则通过收发器A用电话线和管理中心的计算机通信.收发器A里面有SSC P300芯片以及Modem,SSC P300负责和住宅里的各个采集器通信,Modem负责和管理室的计算机通信.收发器B里面有SSC P300芯片以及以太网通信的芯片,以太网通信的芯片负责和管理室的计算机通信.3.3小区管理中心的计算机和Internet的通信部分 可以采用前面介绍的任意一种方式接人,这样可以通过办公室和汽车里的电脑、或手机上网来访问管理室的计算机,并进一步控制家里的电器. 这个系统包含了远程抄表子系统、家庭安全防范子系统和家庭自动化子系统.小区管理中心的计算机可以随时读取四表的数据;发生火灾、煤气泄露、窗口的玻璃被打碎时会报警