基于電力載波芯片的家電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：以單片機(jī)作為主控制器，利用家里的220 V電力線作為信息傳輸媒介，采用電力載波芯片ST7538實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的信號(hào)采集及對(duì)智能控制；軟件采用C#編程，將家中個(gè)人電腦作為服務(wù)器，并以網(wǎng)站形式使用戶可以遠(yuǎn)程登錄，從而形成一套對(duì)家電的智能控制系統(tǒng)。用戶可以隨時(shí)隨地通過(guò)各種方式登錄Internet，方便地對(duì)家電進(jìn)行控制，并可以隨時(shí)查詢家電的各種狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：電力載波；智能家居；ST7538

引言

電力線通信有很多的優(yōu)點(diǎn)：通信距離長(zhǎng)，不受地形、地貌的影響，投資小，施工期短，設(shè)備簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本低。電力線網(wǎng)四通八達(dá)，遍布城鄉(xiāng)，覆蓋范圍廣，可充分利用現(xiàn)有低壓電力線基礎(chǔ)設(shè)施，無(wú)需重新架設(shè)線路，避免了因布線而對(duì)公共設(shè)施和建筑物的損壞，節(jié)省了人力、物力。本文采用電力載波技術(shù)設(shè)計(jì)了對(duì)家電的智能控制系統(tǒng)，使用戶可以隨時(shí)隨地通過(guò)各種方式登錄Internet，方便地對(duì)家電進(jìn)行控制。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。主控制器采用Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)AT89C52。

ST7538是SGS_THOMSON公司在電力載波芯片ST7536、ST7537基礎(chǔ)上推出的一款為家庭和工業(yè)領(lǐng)域電力線網(wǎng)絡(luò)通信而設(shè)計(jì)的半雙工、同步／異步FSK調(diào)制解調(diào)器芯片，適用于電力載波通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。ST7538使用單電源運(yùn)行，集成一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)器以及一個(gè)5 V線性調(diào)整器，通過(guò)內(nèi)部的寄存器來(lái)進(jìn)行控制，使用同步串行接口編程；諸如看門狗、時(shí)鐘輸出、輸出電流電壓控制、起始檢測(cè)、超時(shí)機(jī)制功能使用BCDV技術(shù)，在同一芯片上使用DMOS及雙極性CMOS結(jié)構(gòu)。

ST7538有8種載波頻率，在同一時(shí)刻只有一種頻率可用。通信通道可以是正常模式或多頻方式的組合。通過(guò)控制寄存器可以選擇不同的頻率，發(fā)送和接收過(guò)濾器也隨之改變。

ST7538通過(guò)串行接口與主控制器交換數(shù)據(jù)。在使用RxD、TxD、CLR／T交換數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸由REG_DATA和RxDx線來(lái)管理。有4種工作模式：數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、讀控制寄存器、寫控制寄存器，如表1所列。

作者：關(guān)學(xué)忠，遷華斐，孫麗玲，湯 宇 東北石油大學(xué) 來(lái)源：電子設(shè)計(jì)工程