摘要：基于HBS協(xié)議的智能家居系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出了手持編址器的設(shè)計思想、方法，并給出系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)，最后結(jié)合實例，簡要介紹手持編址器的操作。 關(guān)鍵詞：HBS 智能 手持編址器 1 基于HBS協(xié)議的智能家居系統(tǒng) 家庭總線系統(tǒng)HBS(Home Bus System)是由日立、三菱、松下、東芝等公司聯(lián)合提出的，由日本電子機械工業(yè)協(xié)會與電波技術(shù)協(xié)會共同制定的。根據(jù)HBS標(biāo)準(zhǔn)，家庭總線由一條同軸電纜和四對雙絞線構(gòu)成，前者用于傳輸圖像等視頻信號，后者用于傳輸語音、數(shù)據(jù)和控制信號[l]。家用電器經(jīng)HBS互聯(lián)，組成一個完整的家庭網(wǎng)絡(luò)。本項目以 HBS的子集為目標(biāo)，用一對雙絞線實現(xiàn)分布式智能照明安防系統(tǒng)。 基于HBS的智能家居系統(tǒng)如圖1所示。 智能家居系統(tǒng)由四部分組成：主控模塊、傳感器、執(zhí)行器和輔助模塊。主控模塊是智能家居系統(tǒng)的核心，每套設(shè)備必備，負(fù)責(zé)總線供電、信號仲裁和組態(tài)信息的存儲。手持編址器屬于主控模塊。通過手持編址器，用戶可以靈活地給傳感器、執(zhí)行器設(shè)置地址;通過地址綁定，靈活組合出各種控制功能而無需變更系統(tǒng)布線。傳感器是系統(tǒng)的輸入通道，控制指令由傳感器發(fā)出，紅外/無線接收器提供系統(tǒng)的遙控接口。執(zhí)行器是系統(tǒng)的輸出通道， 它根據(jù)控制指令驅(qū)動具體的對象。輔助模塊擴展系統(tǒng)的功能(電話模塊實現(xiàn)異地遙控功能;耦合器將系統(tǒng)的通信距離從600m擴到1200m)。 系統(tǒng)的主要功能：一對一控制(一個傳感器控制一個執(zhí)行器)、一對多控制、多對一控制、場景控制(一處傳感器控制多處執(zhí)行器到某一狀態(tài))、狀態(tài)顯示、紅外遙控、安全監(jiān)控(防盜、防煤氣泄漏、防火、報警，通過電話遠(yuǎn)程監(jiān)控)。 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通信距離最大600m、通信速度4800bps、網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點數(shù)最多256點、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可編程可記錄、具有軟件校驗錯誤功能、供電電壓24V直流[2]。 圖1 2 手持編址器設(shè)計方案 手持編址器采用矩http://www.szfpc.net/扁平線圈電感陣掃描電路產(chǎn)生鍵位碼，經(jīng)識別后，進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生一組脈寬串行指令碼，經(jīng)三極管放大后驅(qū)動紅外發(fā)射管發(fā)射出不同脈沖編碼的紅外線。 由于手持編址器不需要像遙控器那樣進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作，所以信號沒有采用載波的方式進(jìn)行通信，而是直接把發(fā)射和接收引腳接到了AT89C52的串口上，經(jīng)三極管放大后，直接輸出。這樣可以簡化系統(tǒng)的軟/硬件設(shè)計，降低成本[3]。 2.1 硬件設(shè)計 手持編址器的硬件電路如圖2所示。 從圖2可以看出，手持編址器的硬件結(jié)構(gòu)主要由電源調(diào)理模塊、MCU、人機界面、紅外收發(fā)模塊以及蜂鳴器模塊構(gòu)成。下面主要介紹一下MCU和電源調(diào)理模塊。 2.1.1 MCU介紹 從性價比、開發(fā)環(huán)境等多方面考慮，系統(tǒng)以ATMEL公司的AT89C52作為主控模塊的MCU。AT89C52是當(dāng)今最流行的MCU之一，與MCS-51 系列微處理器兼容，是采用CMOS工藝制造的一款低功耗、高性能的8位微處理器，片內(nèi)有8K字節(jié)可編程的Flash ROM(可擦寫1000次)，256字節(jié)的RAM。AT89C52的特性如下： (1)一個8位算術(shù)邏輯單元; (2)32個可編程I/O口; (3)3個16位定時/計數(shù)器; (4)可編程的全雙工串行通信; (5)8個中斷源，2個中斷優(yōu)先級; (6)可選高達(dá)24MHz的晶振; (7)IDLE和POWER DOWN兩種工作方式降低功耗; 2.1.2 電源調(diào)理模塊 因為編址器是手持設(shè)備，所以其4.5V供電電源由3節(jié)1.5V的干電池提供。手持編址器中采用的液晶是3.3V供電，所以需要將DC 4.5V變換成DC 3.3V。如圖2，當(dāng)SHDN=1時，4.1V穩(wěn)壓管起穩(wěn)壓作用，Q1的基極(B)有4.1v的電壓，并且此時Q1處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，由于Q1的基極和發(fā)射極之間(B-E)有0.7V壓降，由4.1-0.7=3.4V，Q1的發(fā)射極就產(chǎn)生了大約3.3V的電壓。當(dāng)SHDN=0時，該DC-DC變換電路停止工作。通過改變電阻R1的值，可以改變該轉(zhuǎn)換電路的供電電流。電路中電解電容C3、C4起儲能和低頻濾波作用，瓷片電容C5 起高頻濾波作用。 圖2 2.2 軟件設(shè)計 手持編址器的軟件設(shè)計采取事務(wù)處理方式。為了便于設(shè)計和理解，進(jìn)行如下處理： (1)將事務(wù)的處理抽象為一個有限狀態(tài)機; (2)通信解析中得到的數(shù)據(jù)和用戶的操作抽象為消息; (3)將事務(wù)的所有活動抽象為一系列的狀態(tài); (4)把事務(wù)在各種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化抽象為一種規(guī)則。 所謂狀態(tài)機模型是一個描述狀態(tài)變遷的方法，它總是將一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)的變遷視為由輸入消息激勵所產(chǎn)生的結(jié)果。對于HBS家庭網(wǎng)絡(luò) 大功率電感廠家 |大電流電感工廠