当前位置:首页 > 嵌入式 > 嵌入式硬件

智能家庭网络是指在家庭内部通过一定的传输介质(如电力线、双绞线、同轴电缆、无线电、红外等)将各种电气设备和电气子系统连接起来,采用统一的通信协议,对内实现资源共享。

对外能通过网关与外部网(如Ethernet、ISDN、ATM等)互连进行信息交换。智能家庭网络包括低速的控制网和高速的信息网。控制网主要实现设备的自动控制、监测、自动拨号报警、能源管理(如电、天然气)等;信息网主要实现场景监测、视频点播和视频会议等。智能家庭网络的特点就是多元信息处理,包括各类信息的采集、加工、管理、存储、交互等。因此有必要建立一个功能强大的信息处理平台。在智能家庭网络中,家庭网关担当了信息处理平台的角色。它一方面完成家庭网络中各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信网络之间的数据交换功能,另一方面负责对家庭中各个信息家电的管理和控制。各个信息家电也可通过家庭网关与外部网络相联,从而实现信息的交互和共享。
  

构造智能家庭网络首先要涉及到网络的互联。由于实现目的和采用的技术不同,家庭网络分为外部网络接入和内部网络连接两部分。家庭网络内部设备的连接有很多种方式,可分为有线和无线两大类。有线方案主要包括电话线连接、电力线连接、以态网等。有线技术数据传输的速率相对来说较高,可靠性强,但灵活性差,布线复杂,它主要适合固定的家电设备。

无线方案主要包括IEEE802.11、HomeRF、蓝牙、红外技术等。由于家庭环境不可能像企业环境那样布置大量的电缆连线,因此可以说无线技术是一种非常理想的家庭内部联网技术。对于家庭用户来说,采用无线通信技术可以免去在家庭内部布线的烦恼,新增的家电设备也可以很方便加入家庭网络之中,从而解决移动设备的联网问题。在这些家庭无线联网方案中,蓝牙技术更加适合家庭内部联网技术。

在家庭局域网中使用蓝牙技术的优势主要体现在以下几个方面:

  *蓝牙适用于在短距离(大约10m)范围内替代电缆,如果增大发射功率,它的传输距离可达100m,而家庭中各个家电之间的相隔距离一般不会超过此距离。

  *蓝牙的传输速率对于家庭网络中各种家电间中等速率的数据传输,完全可以满足;

  *蓝牙的抗干扰能力强,它的快速跳频使系统更加稳定,它的前向纠错能力可以限制噪声的影响,这样家庭中的各种蓝牙家电可以互不干扰地正常工作;

  *蓝牙系统具有连接的普遍性、标准的开放性以及很强的扩展性,可以满足家庭网络中更多的需要;

  *蓝牙芯片的成本相对较低,因而可大大降低网络家电的成本;

  *中国无线电管理委员会已对蓝牙技术开放了相应的频段,为大面积的推广应用提供了前提和条件。

  系统组成

  家庭网络是一种复杂的网络模式,其特征是:终端类型千差万别,完成功能各不相同,接入方式多样。更重要的是家庭网络应该是一个动态的网络,对于设备的加入和移走,系统应该能够自动地完成检测并自动重设系统。另外,家庭中设备摆放的位置可能会发生变化,这对于需要综合布线的系统来说将会遇到很大的困难,但如果有蓝牙技术支持,在通信有效范围内的位置移动就不会影响整个网络的结构。

  家庭网关是家庭网络的核心,是整个家居设备控制和家庭信息控制的核心。智能家居中的家庭网关是基于蓝牙模块设计。采用了蓝牙主机—主机控制器模式。因此,该家庭网关的硬件组成包括:蓝牙通信模块、振铃检测电路、自动摘挂机电路、键盘、显示接口电路、外部存储器模块等。家庭网关总体组成如图1所示。

图1 智能家庭网络

  其中主控制器(DSP)采用TI的TMS320VC5402DSP,它是整个家庭网络蓝牙网关硬件设计的核心部分,要完成信息无线网络中各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部Internet之间的数据交换功能,同时还负责家庭网络中设备的管理和控制。

  蓝牙技术在家庭无线网络中的应用

  本系统的构成在硬件上分为两个部分:蓝牙基带和射频部分采用爱立信公司的蓝牙模块ROK101007;嵌入式控制器采用TI公司的TMS320VC54X系列的DSP数字信号处理器。

  蓝牙模块ROK101007

  ROK101007是根据蓝牙规范1.0版而设计的短距离蓝牙通信模块,它包括三个主要部分:基带控制芯片、Flash存储器和Radio芯片。它工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM频段,支持声音和数据的传输,其主要功能参数有:Bluetooth 1.0B预认证;2级RF射频功率输出;提供FCC和ETSI纠错处理;最大460KB/s UART数据传输速率;提供UART、USB、PCM、I2C等多种HCI接口;提供内部晶振;内部预制HCI框架;点到点、点到多点操作;嵌入式屏蔽保护。其内含的蓝牙协议构架如图2所示。

图2 ROK 101007内部协议架够

  蓝牙模块通信接口电路

  蓝牙模块ROK101007内部提供了一个最重要的主机控制器接口(HCI),该接口通过UART实现主控制器和主机之间在传输层上的数据通信。在图(1)所示的系统中,蓝牙模块和DSP的接口采用HCI-UART接口,其中的RS232接口芯片选用MAXIM公司MAX3232E,这部分的硬件连接如图3所示。

图3 ROK 101007 UART通信接口电路

  结语

  随着Internet的快速发展,智能家庭网络研究已经成为信息产业中一个研究热点。基于蓝牙技术的智能家庭网络系统,是适合中国国情的智能家居系统。其中蓝牙通信技术的应用,使数据采集和家庭安防监控灵活方便,摆脱了布线系统的束缚,蓝牙的跳频技术大大提高了系统的抗干扰能力。

  参考文献:

  1. 叶朝辉、杨士元,智能家庭网络系统的研究,计算机应用研究,2001.9

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

在这篇文章中,小编将为大家带来嵌入式开发的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。

关键字: 嵌入式 嵌入式开发

以下内容中,小编将对嵌入式开发的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对嵌入式开发的了解,和小编一起来看看吧。

关键字: 嵌入式 嵌入式开发 嵌入式系统

本文中,小编将对嵌入式开发予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对嵌入式的了解程度,不妨请看以下内容哦。

关键字: 嵌入式 嵌入式开发

在这篇文章中,小编将为大家带来嵌入式开发的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。

关键字: 嵌入式 嵌入式开发

随着科技的飞速发展,人工智能(AI)已成为当今社会最热门的话题之一。那么,人工智能究竟是什么呢?本文将为您深入探讨人工智能的定义、发展历程和应用领域。

关键字: 人工智能 智能 机器

IAR Embedded Workbench for Arm全面支持3PEAK TPS32混合信号微控制器主流系列产品

关键字: 嵌入式开发 微控制器 MCU

人工智能(AI)在今天的科技领域扮演着日益重要的角色。AI正在广泛渗透到医疗、金融、教育、交通等各个领域,改变着我们的生活和工作方式。

关键字: 智能 机器人 AI

在这篇文章中,小编将对嵌入式开发的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。

关键字: 嵌入式 嵌入式开发

工业自动化系统设计是一项涉及多个领域和技术的综合性任务。它旨在通过自动化设备和系统的集成,提高生产效率、降低能耗、确保产品质量和增强企业竞争力。本文将详细探讨工业自动化系统设计的原则、方法和实践,以期为相关从业人员提供有...

关键字: 工业自动化 设备 系统

随着科技的飞速发展,嵌入式系统已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。从智能手机、家用电器到工业自动化设备,嵌入式系统无处不在,为我们的生活带来了极大的便利。本文将对嵌入式开发技术进行详细的介绍,探讨其在各个领域的应用及未...

关键字: 嵌入式开发 嵌入式技术
关闭
关闭