CAN总线的网络家电测控系统的研究.docx

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1、基于CAN总线的网络家电测控系统的研究1绪论1.1概述用户数量近年来每年都以超过100%的速度增长。我国上网用户已超过2250万户。北京、广州、上海、重庆等城市相继宣布已建立自己的宽带城域网，在深圳市已全面建成并在社区内开通使用，新建小区基本上做到了宽带入户。对种类繁多的信息家电产品进行远程控制已经成为现代智能家居的发展趋势，构造家电集中控制器并将控制信息传送到互联网上实现远程监控势在必行。根据国内外的实际经验，智能住宅和智能小区的功能需求可以概括为：在小区实现“快速便捷的通信条件、安全舒适的居住环境、高效科学的物业管理”，其智能化

2、功能应该由两大技术平台作支撑：一个是对外的小区（住宅）信息平台，主要包括计算机通信、电话、电视等与外部世界的信息联系平台，如果一个小区现在以及未来与外部世界的联系不畅通，无法上网、不能接收数字化多媒体信息，不能享受信息化的增值服务，它决不能称之为智能小区，小区信息平台的最大特征是开放，目的是与外部世界信息资源共享；另一个是对内实现小区（住宅）封闭式智能化管理的控制平台，包括在小区（住宅）内部实现的全部公共安防、家居安防、智能化管理、智能化服务的全部内容，其最大的特征是封闭。如何建立这两个不同的技术平台是本课题所要讨论的核心问题。1.

3、2国内外发展概况许多计算机、通信、家电行业的巨人都认识到智能信息家电的巨大市场潜力，纷纷进入这个领域，都已开始建立智能信息家电和智能家居公司。2003年全球建设网络化家庭所带来的市场总值高达4500亿美元。目前已出现在市场上的智能信息家电和智能家居类的产品主要有:1．NEYWELL公司的智能家庭产品：它可以通过设在家庭内的控制面板、电话或连网的计算机来监控智能家居的报警系统、照明系统、智能信息家用电器和智能调温设备。2．NI智能家居系统（HAI公司出品）：主要有三类产品，分别适用于普通家庭、办公室及高级住宅。可用于协调控制这些地方的

4、照明、调温、保安等系统。所有产品都配有内置的串口，可用来与Internet连接。用户可以通过网络对控制器进行设置。3．ALdeluxe智能家居系统（HAL公司出品）：它在PC机上集成了家居系统的所有控制，包括电灯、设备、空调系统、电话、保安系统、家庭影院和互联网系统等。用户可以在任意地点通过声控实现对这些系统的控制。由于HAL是通过房间里现有的电源线从PC机上传送命令，用户不需要对房间进行重新布线。就目前国外的智能住宅建设情况而言，对于小区对外的信息平台和对内的封闭式智能化管理控制平台这两个不同的技术平台，一般采用如下结构：小区（住

5、宅）信息化平台以计算机局域网为基础，而小区（住宅）管理控制平台大都采用控制总线技术。不主张将这两个平台建在同一个以太网基础上主要基于以下几点：1．成本问题：小区（住宅）的控制信号大部分是简单的开关量（比如：各类报警信号）控制。如果能够在较低的控制总线层面上就地解决，不仅实时性好，而且成本低可靠性高。2．安全问题：以太网是以普通PC机为主要对象，完成诸如办公自动化之类的工作为主要目标的最放之四海而皆准的计算机网络技术。如果以以太网为基础实现小区（住宅）的一切智能化管理控制，满足24小时不间断的工作。系统本身的安全性将面临极大挑战，而且

6、还需考虑信息化平台的开放性特点，系统也将面临外部环境对安全性的挑战。3．系统成熟度问题：随着智能小区（住宅）对智能化要求的提高不断增加，大量的信息家电将走进智能小区和住宅。如果未来住宅内的全部信息家电控制仍采用以太网结构为基础，那么多的IP地址，将使以太网通信发生意想不到的问题。到目前为止，无论国外还是国内还没有一个小区上述两个平台均由以太网（全在宽带网3上跑）实现的成功范例。国内外的实践表明，智能小区的控制平台还是应该采用控制总线方式解决。比如采用LonWork总线进行智能住宅的控制。只可惜这是移植工业控制总线来作家庭控制之用，用

7、在智能小区（住宅）控制上还是有些技术过剩。为此，美国、欧洲、和日本都发展了专门用于家庭控制的家庭控制总线。在网络家电的开发上抢占了先机。因此我们应该尽快发展和制定适合中国自己特点的智能小区控制和管理的家庭控制总线。1.3本课题的主要任务基于以上对网络家电系统发展现状的考察，受美的公司的委托，本课题将完成以下工作：1．研究几种主流总线（以太网、CAN、Lonwork等）的物理层、数据链路层的技术特性，分析比较各自的技术特点，在此基础上选择一种面向白色家电控制信息传输的无极性总线技术并予以实现。使传输速率、通信距离、负载能力、可靠性等技

8、术指标达到最优。2．通过现场测试提交该总线实现的全部软硬件模块、通信的全面技术指标及与其它主流总线技术指标的优化结果。实现并提交一套该总线技术的评估软硬件系统，提交与家庭局域网关的接口标准。2.系统的总体方案设计本部分首先根据家电网络