电力线载波通信技术智能大棚应用网络传输技术

应用背 技术和资源背 电力线通信技 电力线通信技术的发 资源背 （一）项目简 （二）电力线载波组网的硬件实 电力线载波组网系统介 电力线载波组网数据传输的应 电力线组网各实现平台介 智能移动平台Android端介 WI-FI平台介 串口转以太网模块HLK-RM04介 电力线载波发送端单片机STC12C5A60S2介 通用电力线载波透传模块GENIE1L介 节点接收端多彩LED小灯电路介 （三）电力线载波组网的设 电力线载波组网设计概 Android——智能灯泡设 Android开发环境的搭 智能灯泡程序的设 发送端单片机STC12C5A60S2编 单片机开发环境KEIL介 STC12C5A60S2发送端程序介 发送端程序如.............................................................................接收端各节点电力线载波GENIE1L编 电力线载波GENIE1L程序介 3.1目 3.2策 商品风 财务风 管理风 技术风 市场风 应用“互联网+”是创新2.0下的互联网发展的新业态，是知识社会创新2.0推动物联网是新一代的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发技术和资源电力线通信是一种全新的组网方式。200911，IEEEP1901电力线通信（PowerlineCommunication，简称“PLC”），是一种利用输电和供电的电力线进行高速传输的技术。PLC技术从上世纪二十年始已经历了很长的发展历史，但是由于电力线是最不稳定、干扰最大、最的优先通信应用，如电力负荷的控制和监视，各种自控系统和抄表系统，9600bps压、甚至压电力线上，采用高频载波信号传输信息，基本载波频带最近几年，准确的说是2006年以来，由于宽带技术的发展及市场竞争的推动，更由于新的调制技术、DSP技术及新型PLC成套的出现，才带来新新兴的电力线通信技术已获得重大技术突破，实际用化的产品速率已可达200Mbps以上，覆盖了宽带和窄带，以至于PLC的市场应用领域已瞄准以为 长期以来，我国电力载波通信技术比较，尽管载波设备不断更新，检测，影响了运行电路的状况。我国电力载波的频率使用范围是40~500hz，载波器的制作上的，高频段容易受到广播信号的干扰。基于HomePlugAV技术的决议。世界有了第一个基于电力线的通信标准。制定发布，名称为HomePlugGreenPhy（简称HomePlugGP）。这个标准的目标家用电器，以及充电式混合动力电动车(PEHV，plug-inelectrichybrid与新的IEEE1901电力线标准草案之间完全互通。目前，这个智能电网应用关键通讯。该采用GreenPHY规格，目前已通过家用电力线网络 符合IEEE1901全球网络标准。20106HPA通过了HomePlugAV2AV2和IEEE的将在2011年的第一二季上市。在AV2与GPAV及IEEE1901一个新标准的出现，只是世界工业标准化的事件。然而HomePlug和多个重大项目，例如智能电网，以及家庭网络（HomeAreaNetwork）。国际新进展，对世界和中国的影响是巨大的。2006盲点的缺点，是通讯组网方式的一次提升和。DSP技术及新的FPGA技术的出现，才带来新的应用和解决方案。在我国，技术新产品已经引起通信和应用的一场大。我国产业界，对系列的PLC窄带宽带技术的发展不敏感，国家尚无宽带PLC的标准，也还没有与电力线互联互通的规检测的载波多路”技术。当然，支撑电力线通信的技术不仅是OFDM，还有许多其它技术,例如BPSK调制技术、FSK调制技术等。在实现技术突破后，还需要制订成套的PLC正实现PLC的大规模推广应用。（一）项目本项目实现了基于电力线载波组网的跨传输及协调通信，完成了LED（二）电力线载波组网的硬件实电力线载波组网系统数据解调出来给再发送给节点单片机，单片机通过算法控制IO口输出波用端WIFI通信，单片机和WIFI通信部分，单片机和电力线载波通信部分以及单片机使用脉宽调制多彩LED灯部分。整个系统框图如图2-1所示。由图2-1知，电力线载波组网采用一主多从的方式，载波主站轮询对从站进行组网通信，载波主站MCU时刻接收Android发送令，并将接收到的通过上面的介绍，从表面上看电力线载波组网只直接应用在了控制LED过控制LED小灯这样一个案例来演示，但是重点并不是这个单一案例，而是电力线组网各实现平台介彩亮度的调节。下位机发送端MCU连接着WIFI模块用以接收指令并转发给线载波模块收到与自己地址相匹配的指令后便会控制多彩LED小灯进行变换操智能移动平台Android端介以网络搜索引擎白手起家，通过创意与不断研发的努力，已经成为网络世界的巨头，而出自于网络引擎之手的AndroidInternet载波组网数据传输实现也是通过智能移动平台Android作为服务器给单片机连接的WIFI模块发送指令的。Android系统是由主导的，由OHA（开放，OpenHandset开放性和可移植性，还拥有Java语言开发的广泛性、简单性和可移植性，一经本次设计Android名称叫做智能灯泡，功能是通过WIFI连接到局域网，并作为服务器端使用Socket数据整个是基于Android2.2.1版本设计的可向上兼容到Android4.0的中，具有强大的兼容性，有利于装入多种Android中使用。测试的硬件平台为HTC603E和摩托罗拉ME525两款，均测试通过。具体功能及代码实现将在部分中介绍，界面如图2-2所示。

Wi-Fi的全称是WirelessFidelity802.11bIEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）电气及电子工程师学会定义的一个无线网络通信的工业标准。该技术使用的是2.4GHz开饭的ISM（IndustrialScientificandMedial）频段。使用Wi-Fi传输数据的主要特性76122串口转以太网模块HLK-RM04UART-ETH-WIFI（串口-以太网-无线网）模块HLK-RM042-3客户端，已接收服务器发来的指令。串口转无线网卡模型如图2-4所示HLK-RM04模块通过串口线与电脑连接，再用HLK-RM04_CONFIG_V1.61配置好路由器，将测试机的IP地址预留出来并且只分配给测试机，例如也配置为和Android一样的8900，最后配置一下网络参数，将本地IPHLK-RM04模块配置图如图2-5所示。 2-5HLK-RM04模块配置电力线载波发送端单片机STC12C5A60S2下位机的发送端同时也是WIFI数据与接收WIFI但是速度快8-12倍。集成MAX810复位电路，双串口，2路，8路高速10位A/D转换，强。其应用程序空间为60K字节，片上RAM为1280这里我们只需要STC12C5A60S2单片机的最小系统电路就可，不需要额外的硬件电路。STC12C5A60S2最小系统电路图如图2-6所示，实物 如图2-7所示。接，功能是将从WIFI摸接收到的数据转发出去。通用电力线载波透传模块GENIE1L置了RISC8051（I/O口），定时器，中断，看门狗灯电路。其中载波通信控制器采用了直接序电网恶劣的环境，性价比高。GENIE1L0.35umCMOS单电源5V供电。电力线载波透传模块GENIE1L实物图如图2-8所示。再将后的数据通过串口发送出去。端STC12C5A60S2220V由于电力线模块通过电线连接在电网中，所以带有数据的交流电便会在电网中传输。接收端的电力线载波模块一旦收到数据，便会将数据从220V交流电中解调并出来，再从串口发送给接收端的外部设备。这样就构成了电力线载波点对点的数据传输，点对点数据传输实现后，向每个节点加入地址使得发送端主站可线载波点对点数据的传输框图如图2-9所示。透传模块GENIE1L的烧写过程比较复杂，下面进行详细的介绍。写入一次后，便会固定在中。又由于GENIE1L载波是贴片封装的，所以GENIE1L载波用热风机吹下，10图2-10GENIEProgrammer烧写GENIEProgrammer烧写器中带有AT24C64，是一个64K字节的入AT24C64EEPROM。GENIE1L电力线载波是RISC8051内核的，所以使用常用的51系列单片机编程Keil就可以进行程序的编写，本次设计采用的是Keil4.7开发软件。程序编写好后进行编译，产生了后缀名为“.hex”的特殊文件，普通8051时需在32位计算机上进行，只需将“.hex”文件拖动到转换器上，转换便 和烧写见图2-11和图2-12。由于需要使用32位操作系统才能使用并在虚拟机中安装了XP操作系统，使用“HEX2BIN.EXE”前打开虚拟机，运行操2-11AT24C642-12AT24C64点亮为绿色，代表程序正在从EEPROM中写入到电力线载波中，等待一段时间后LEDALEDB更换。串口返回的烧写数据如图2-13所示。节点接收端多彩LED节点接收端小灯是由三色多彩高亮大LED构成LED小灯的电路需要计算电路中各个LED小灯能够工作在其正常的电压电流下，要是电压或电流不正常会导致LED小灯亮度不足或者不能正常发光，影响显示效果，2-14LED出低电平时，作为开关使用的三极管打开，电流流过LED小灯，从而点亮LED。此时单片机IO口驱动三极管的为灌电流，单片机的I/O口有拉电流和灌电流之SourcingCurrent（拉电流）150~230uA，所以为了提高驱动能力采用PNP型三极管构筑电路，并且拉低I/O口用灌电流驱动PNP三极管，使得三极管工作在饱和导通状态。电力线载波组网设计概片机STC12C5A60S2编程，接收端节点单片机电力线载波GENIE1L编程。整个系统的流程图如图3-13-1 ——智能灯泡设Windows，WindowsXP(32Windows7(3264Android个框架平台，但是众多插件的支持，使得EclipseIDE智能灯泡的设计首先需要添加多种控件，包括Button、TextView、 发送端单片机STC12C5A60S2发送端所使用的单片机为STCSTC12C5A60S28051单片机，所以使用C语言进行编程即可。单片机开发环境Keil是KeilSoftware公司的51系列兼容单片机C语言开发系统，与些部分组合在一起。运行Keil可以使用WIN7操作系统和电力线载波模块间的桥梁，负责与WIFI模块和电力线载波模块通信，并且都是使用串口通信。具体功能是一直WIFI模块从串口2发来的数据，并将收到的数据原封不动的从串口1发出给电力线载波模块，由此可知针对独立波特率发生器运行。串口2的初始化过程如图3-3所示。位1位。一旦串口2接收WIFI模块发送的数据便会触发串口2中断，在中断中将接收到的数据取出，然后从串口1转发出去，串口2中断代码如图3-11所发送端程序如择“Optionsfor”选项，会弹出一个框“Optionsfor下找到后缀名为“.hex”的文件了。“Optionsfor”框如图3- for”设置就可以使用STC的工具“STC-ISP(V6.53)”将“.hex”文件从串口3-5一样的配置，否则将不成功。点击按钮后，给单片机上电，程序便会自动进行图3-5STC-ISP串口工接收端各节点电力线载波GENIE1L编调制解调器。采用了直接序列扩频、数字信号处理、BPSK节LED亮度指令。电力线载波GENIE1L程序介前导码：FFFFFFFFFFFF(6同步头：09AF