基于电力载波技术的网络化智能家居系统的设计原理

电力载波分为高压载波和低压载波，高压载波用于远程的控制和调节，而低压载波由于其传输距离相对较近，主要用于家庭内部。电力载波技术利用电力线作为控制电器的传输介质，不用重新布线，降低了智能家居的成本，并方便更新和维护。本文通过对X-10协议的研究，实现了电力载波技术在智能家居控制中的网络化应用。

1 电力载波技术简介

电力载波通信是在工频为50Hz的电力输电线路上传输控制信号，以开放式网络结构对每个控制节点进行集中的控制。目前应用于电力载波上的通讯协议有BACnet（BuildingAutomationandControlNetwork）、EBI（EuropeanInstallingBus）、HBS（HomeBusSystem）以及X-10协议等等，其中X-10的信号频率为120kHz，比交流电信号频率要高的多，因此接收器很容易识别到。基于X-10协议的智能家居设计采用电力线载波通信技术，利用220V的电源线作为信号的传输介质，在智能家居中X-10协议也是比较主流的网络通讯协议。

2 基于电力载波技术的网络化智能家居系统的设计原理

在网络系统中，为了保证通信双方能正确而自动地进行数据通信，针对通信过程的各种问题，制定了一组约定和规则，这些约定和规则的集合称为协议。

3 X-10通讯协议介绍

X-10是国际通用的智能家居电力载波协议。X-10可以通过电力线实现设备之间的通信，并对设备传送控制命令。1976年英国PicoElectronics公司提出电力家居控制方案，并且该公司的工程师开发了X-10协议并获得专利。X-10模组引入美国后不仅在技术上得到了较大的完善，并开始应用于智能家居领域。自此，全球出现了大量智能家居生产厂家，各大电气公司如西门子、三星等等也都投身于智能家居领域。

X-10电力载波技术是针对门锁网络化控制平台开发的通讯协议，由于其性价比高和技术成熟稳定的特点，在智能家居的应用中有广泛的应用。本文以该协议为基础构建了网络化控制平台，充分利用了电力线和网络资源，并通过设计一个简单的照明系统验证了X-10电力载波在智能家居应用中的可行性。