基于HBS协议的智能家居控制系统电路设计

基于HBS协议的智能家居控制系统电路设计

　　家庭总线系统（Home Bus System，HBS）是由日系企业：日立、三菱、松下、东芝等联合提出的概念，由日本电子工业联合会／无线工程电子协会HBS标准委员会制定。HBS以双绞线或同轴电缆为通讯介质，控制通道最多可以有64个节点，家用电器经HBS总线互联，组成一个完整的家庭网络。协议主要用于电器开关量以及简单模拟量的控制，采用专用总线，具有抗干扰强，安全性高等优点。HBS协议对国际标准化组织（ISO）提出的开放系统互连（OSI）七层模型作了精简，引用了其中的1，2，7层，由三层结构组成，分为物理层、数据链路层和应用层。

　　主机模块电路设计

　　主机模块的电路图如图3所示。

　　控制芯片选用一般的AT89C51单片机。AT89C51是一种带4 KB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS -51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。通信芯片选用MM1192，是日本MITSUMI公司专门为HBS总线设计开发的适配器芯片，其本身自带编解码电路，可应用于智能家居系统的电信、安全监控、影音设备、空调设备等，具有成本低，可靠性高和外围电路简单等优点。通过MM1192 可将单片机发出的控制信号进行编码，并附加到HBS总线上进行传输，在接收端，同样利用MM1192将信号进行还原，其控制时序及传输延时。

　　采用MM1192收发模块，可直接与单片机连接，但是，考虑到一些干扰和失真，在单片机和收发模块之间加入了整形电路74HC00，有效降低了误码率。液晶用于显示设备的运行状态和执行按键操作命令。

　　从机模块电路设计

　　从机模块中的地址即该从机模块的编号使用拨码开关进行设定，其电路如图5所示。

　　当主机模块出现故障时，从机模块也可以依靠自己的控制系统使设备正常运行，避免了当主机模块出现故障时，致使整个系统瘫痪。

　　灯光调节模块电路设计

　　驱动模块以灯光调节为例，如图6所示。由于可控硅具有导通和关断两种工作状态，所以灯光调节可采用可控硅移相触发方式。可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小，质量轻，效率高，寿命长，动作快等优点，可广泛应用于工业、交通、家用电器等领域，实现交流调压、电机调速、交流开关、灯光调节等功能。

　　随着人们生活水平的提高和计算机技术、通讯技术、网络技术的普及化，人们对于自身的居住环境，以及生活的舒适性、安全性，也有了更高的要求。智能家居系统是一个开放的、使用了多项高新技术的智能化、人本化的集成型家居系统，智能化和网络化将是未来家居发展的必然趋势。