电力线传输的研究(电力猫、智能家居)

很久没有写博客了,觉得还是要写,才能留住自己的点点滴滴。

电力适配器

其实很久之前就听说过了电力线传输了,只是一直没有出研究他。如下图 TP-LINK的电力适配器,在装修好了的房子,没有网线的地方临时用一下网线还是比较好的。

电力线传输的研究(电力猫、智能家居)_第1张图片

智能开关

最近接触到的是一款智能家居的智能开关,如下图所示:


这开关还是比较智能的,一个开关除了有了普通开关的作用外,还用区域功能和场景模式。

区域功能:比喻说晚上上卫生间时,一个开关可以打开客厅,卫生间的灯开关,睡觉时床头边的一个开关可以关闭所有的开关(不影响原有开关的功能,原来开关可以随时开关),离开房间时,一键关闭所有的开关。

场景功能:客厅不同的灯光组合,多媒体室不停的灯光组合。

而且和普通的开关的区别不大,主要是开关要进零线(必须),照明回路独立(部分需要),照明回路接滤波器(部分),底盒深5CM(部分)。


电力线通信(Power Line Communication,英文简称PLC)技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。 该技术最大的优势是不需要重新布线在现有电线上实现数据语音和视频等多业务的承载实现四网合一终端用户只需要插上电源插头就可以实现因特网接入电视频道接收节目打电话或者是可视电话。

电力线传输的芯片很多,国内的也有几家,做的最好可能是埃施朗公司的产品。


埃施朗公司的电力线收发器和神经元芯片在全球一亿以上的设备中运行。

神经元芯片PL2310


Neuron 芯片包括3个8位的CPU。
CPU-1: 是媒体访问CPU,主要处理LonTalk 7层协议栈中第一和第二层。包括驱动通信子系统硬件以及执行MAC算法。CPU- 1和CPU-2通过共享内存中网络缓冲区通信。
  CPU-2: 网络处理CPU,实现LonTalk 协议栈的3-6层。处理网络变量、寻址、事务处理、权限认证、背景诊断、软件定时器和网络 管理。CPU-2用网络缓冲区和CPU-1通信,CPU-2用应用缓冲区和CPU3通信。
CPU-3:是应用CPU。它运行用户编写的代码和应用代码调用的操作系统命令。编程语言是Neuron C。
(1)每个CPU有各自的寄存器设置,但它们可共享数据、ALU的地址以及存储区访问电路。
  (2)三个CPU的最小周期分别间隔一个系统周期,以便在每个最小周期,各个CPU可以访问存储器和ALU各一次。
  3)系统对三个CPU采用了管道技术,在不影响性能的情况下,大大减少了硬件的需求。三个CPU可并行工作,而不会造成耗时 的中断和上下文交换。
芯片的存储器有三种:EPPROM,ROM,RAM
内部E2PROM包括:
(1)网络配置和地址信息
(2)独一无二的48位Neuron ID
(3)用户写的应用代码和大部分的只读数据
3120其内部E2PROM也存由LonBuilder或      NodeBuilder 开发工具产生的应用程序。
3150应用代码可写在片内E2PORM中或片外扩展存储器中,或两者兼而有之。

E2PROM包含固定数量的系统开销,用来存放网络映象(配置信息)、用户代码和用户数据。
RAM 用来存储:
(1)堆栈、应用和系统数据
(2)LonTalk协议的网络和应用缓冲区

所有3120xx芯片都包括10K字节的ROM。ROM用来存储 Neuron芯片固件,包括:
      (1)LonTalk协议代码
      (2)事件驱动和任务调度
      (3)应用函数库


编程语言Neuron C( C语言的一种变种)

Neuron C是建立在ANSI C的基础上的,与之相比有如下三方面扩展功能:
(1)一种新的语句类型when,引入事件并定义任务事件的执行顺序。
(2)新增加了37种数据类型,34种输入/输出对象,2个定时器/计数器对象,大大简化了设备控制器的用法。
(3)网络变量的内部消息传送机制和其他消息处理机制。
     它是将程序样例建立在事件上的。也即应用程序是被发生在网络当中或指定设备上的事件所触发的。因此网络自己是被事件驱动的。
1)一个内部多任务调度程序,它允许程序员以自然的方式描述事件驱动的任务,同时控制这些任务的优先级的执行。
(2)将I/O对象直接映射到处理器的I/O能力。
(3)网络变量对象定义:提供一种简单的实现节点之间数据共享的方法。
(4)when语句:引入事件并定义这些事件所对应的任务。
(5)显式消息传递( explicit message ):用于直接对LonTalk协议的底层进行访问。
(6)秒及毫秒级软件定时器对象。
(7)函数库:当调用时,可以执行事件检查、管理输入/输出、网上发送或接收消息以及控制Neuron芯片的各种功能。
(8)Neuron C中有三个ANSI包含文件:<stddef.h>、<stdlib.h> <limits.h>。

编辑环境LONWORK LONBUILD

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