基于HBS協議的智能家庭控制網絡設計

0 引 言
隨著計算機技術、通訊技術、網絡技術的發(fā)展，智能化逐步滲入人們的家庭生活。智能家庭網絡是指在家庭內部通過一定的傳輸介質(如雙絞線、電力線等)將各種電氣設備和電氣子系統連接起來，采用統一的通信協議，對內實現資源共享，對外通過網關與外部網互聯進行信息交換。該系統能對家庭中的各種電氣設備，進行集中或分布、本地或異地的控制和管理。家庭網絡系統因操作簡單，穩(wěn)定性好，擴展方便，控制靈活和容易維護等特點，在家庭、工業(yè)、貿易和商業(yè)樓宇等許多方面，都得到了廣泛應用。

1 HBS通信協議
家庭總線系統(Home Bus System，HBS)是由日系企業(yè)：日立、三菱、松下、東芝等聯合提出的概念，由日本電子工業(yè)聯合會／無線工程電子協會HBS標準委員會制定。HBS以雙絞線或同軸電纜為通訊介質，控制通道最多可以有64個節(jié)點，家用電器經HBS總線互聯，組成一個完整的家庭網絡。協議主要用于電器開關量以及簡單模擬量的控制，采用專用總線，具有抗干擾強，安全性高等優(yōu)點。
HBS協議對國際標準化組織(ISO)提出的開放系統互連(OSI)七層模型作了精簡，引用了其中的1，2，7層，由三層結構組成，分為物理層、數據鏈路層和應用層。
物理層描述了信號模式和傳輸介質。信號線采用普通的雙絞線。HBS總線上的信號采用脈寬編碼的方式。由于選用的HBS通信芯片要求傳輸信號的頻率最大在 10 kHz左右，所以采用50μs低電平，50μs高電平表示邏輯“0”；50μs低電平，150μs高電平表示邏輯“1”，如圖1所示。采用這種方式，抗干擾能力強。接收端通過計算兩個下降沿之間的時間來判斷邏輯“0”和邏輯“1”。協議的數據鏈路層主要是通訊幀結構的設計。通訊以幀的形式進行，所有從主機模塊發(fā)出的幀是定長的，數據幀的內容包括起始字節(jié)、地址字節(jié)、數據字節(jié)、校驗字節(jié)。

校驗方式采用簡單的校驗和的方法進行幀的校驗。先將起始字節(jié)、地址字節(jié)、數據字節(jié)進行相加，然后將結果截短到所需的位長。
從機模塊的響應幀包括地址字節(jié)、數據字節(jié)和結束字節(jié)。
應用層定義所有傳送信息，使網絡上傳送的信息在整個系統中有惟一的解釋。