基于X-10协议的远程家居照明控制系统
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在家庭 自动化领域得到广泛应用 。目前基于 Ｘ ｌ 协议 的模块 已累计销售超过 ２ —０ 亿个 ，广泛应用于 ６Ｏ Ｏ 多万户家庭口 ，至今仍是美国家庭智能化的主导系统 。由于其诸多优点 。关于 Ｘ ｌ — ０协议的应用近年来 在我 国也成为智能家居控制系统 的一种发展趋势。
１Ｘ一１ ０编码 方 式
１
一
Ｏ ０
＇ — — ， 一
～
＇
ｌ１ ｌ 口 一 口
ｌ １，０ ／ ８ｔ■ ｒ ｔ Ｃｏ ｄ ０
Ｃ Ｏｄ －
■ ● ｙ Ｈｕ －ｂ 口 ｒ
图 ２ 一个 Ｘ １ 代码块 的传输方式 一０
可见 ，电力线上一个完整的代码块传送包括 １ 电力线周期 ，头两个周期表示一个起始码（ ａ １个 Ｓｒ ｔｔ Ｃ ｄ） ｏｅ，紧接着的 ４ 个周期表示房间码 （ ｏｓ Ｃ ｄ ） Ｈ ｕｅ ｏｅ ，剩下 的 ５ 个周期既表示设备码 又表示功能码 （ 如 开、 关等 ） 按照 ｘ ｌ 协议 ， 。 —０ 一次完整的 ｘ ｌ 码的传输应 当以两个代码块为一组 ， —０ 且每一组信号 间隔 ３ 电力线周期ｐ 个 ，如图 ３ 所示 。
维普资讯
１ ６
一
四川理工学院学报 （ 自然科学版 ）
个 交流 电周期
— —
２ ０ 年 ４月 ０６
Ｉ
＇ １ ＼
１ Ｏ
＇ ●
Ｏ ＇
— —
— —
＇ ｌ ～ Ｏ Ｉ １０
Ｈ０ ｕ ｔ－
０
—
Ｏ ０
一 —
— — — 一 一
个代 码块
—— ———— —＇ 灯 号码 （ｂ） ５ｉ ｔ ｌ１ １０ 房 间码 （ ｂｔ ４ ｉ） 灯号码 （ｂｔ Ｓｉ ）
ｌ１ １０
房 问码 （ ｂｔ ４ ｉ）
ｌ１ １Ｏ
房 间码 （ ｂｔ ４ ｉ）
功能码 （ｂｔ Ｓｉ ）
Ｉ１ １Ｏ
房 间码 （ ｂｔ ４ ｉ）
件部分 ， 采用单片机作为收发端控制器，以较为简洁的电路 完成交流 电的过零点检测 。 在接收装置的输
出端利用继电器控制灯的开关或可控硅控制灯光的明暗调节。 软件部分着重论述 了基于 ｘ一 （协议的通 １ ）
信协议和控制信号的程序 实现 。对 系统可能存在的干扰 问题进行 了分析 ， 出了具体的抗干扰措施。 提
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第 １卷 第 ２ ９ 期
四川理工学院学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦＳ ＣＨＵＡＮ Ｉ ＵＮＩ ＲＳ ＴＹ ＶＥ Ｉ ＯＦ
Ｖ１１ ｏ ９Ｎｏ．２
．
±兰
ＳＩ Ｃ ＆ Ｎ Ｉ ＥＩ （ＡＵＡ Ｉ Ｃ ＩＯ ） Ｃ Ｎ Ｅ ＥＧ ＥＲ Ｇ ＮＴＲ Ｌ Ｃ Ｎ Ｅ Ｄ Ｉ Ｅ Ｎ Ｎ ＳＥ Ｅ Ｔ Ｎ
Ｘ １ 通讯借助电力线上的过零点实现同步通信。信号发送和接收的起点应 当尽可能地接近过零点 －０ 且在过零点处的 ２０ ０ 微秒以内。 电力线上的交流电频率是 ６Ｈ （ ５ Ｈ ）线电压为 １０ （ ０ｚ 或者 ０ ｚ ， ２Ｖ 或者 ２０ ２Ｖ ｏ
Ｘ１ －０信令以 １０ Ｈ 、 Ｖ 的脉冲形式进行传输 。 ２Ｋ ｚ ５ 若每个半周期 内出现三个 ｌ ｓ的脉冲 。 ｍ 则表示信号 １ ， 若每个半周期内没有相应的脉冲 出现 ，则 表示信号 ０ ，如图 ｌ ） （ 图所示。（ 图中的 ａ ａ ） ｍ № ６Ｈ ０ ｚ的波形只是为 了显示这些信号的时 －－・№ ＿ ・ 序。 真实情况下的高频信号是叠加在 ６ Ｈ ０ｚ 的信号上面的， 如图 １ ） （ 图所示。 ｈ 个 Ｘ １ 代码块 的起始码为 １ １ ， 一０ ０ ｌ 该起始码以其真实值的形式传送 ，其余 的 每个码分别 以它们的奈奎斯特码的形式从 （） ａ １ ０ （） ｂ 交流 电的零相位开始传送 。每个 Ｘ １ 一０代 ｒ ｎ、
功 能码 （ｂ） Ｓｉ ｔ
图 ３ 一 ０ 的传输格 式 ｘ １ 码
２ 系统 结 构 及 硬 件 设 计
照明控制系统 的硬 件部分由发送端设备和 接受端设备组 成。发送 端设 备包 括 键 盘 、 Ａ ８ Ｃ ｌ单 片机 、晶振 Ｔ ９５ 电路 、交流检测 电路和 复位电路 。接收端设备 包 括 Ａ ８ Ｃ ０ １ 单 片 Ｔ ９ ２５ 机 、交流检测 电路 、晶 振 电路 、复位 电路和继 电器 （ 或可控硅 ） 。硬件 系统 的原理框 图如图 ４
Ａｒ ０ ｐ２６ ．０
文章编号：１７ — ４ ２０ ） ２ ０ ５０ ６３１ ９（ ０６ ０ — １—４ ５ ０
基于 × １ 一 Ｏ协议 的远程家居照 明控 制 系统
杨 洁，李 智
（ 四川大学电子信息学院，成都 ６０ ６ ） １０ ４
摘 要 ：介 绍 了基 于 ｘ一 ０协议 及 电力线载 波传 输 的远 程 家居 照 明控制 系统的设 计 。 对 于 系统 的硬 １
— 鲢 ｌ — ｉ ！ ｌ 篁 ， ｉ ’ Ｉ
码块包含 ２ 位要传送 的二进制信号 ， ２ 其命 令格式如图 ２所示… 。
图 １ 一０ ｘ １ 码一个交流电周期的传输时序图
收稿 日期 ：２０．１１ ０５１．１
作者简介 ： ｉ（ ８ 一 杨 ￣ １ ２ 。女，四川成都人，２Ｏ 级硕士研究生，主要从事电 ９ ） ０５ 路与系统设计 自 动化的研究。
关键词 ：ｘ一１ 协议 ； 电力线载 波传 输 ；干扰 ；远 程 家居照 明控 制 （ ）
中图分类号 ：Ｔ ３ ６ Ｐ ３
文献标识码 ：Ａ
引 言
Ｘ １ 协议是一种电力线载波的网络协议 ，这种编码方式于 １７ 年被首次采用… －０ ９８ 。它以家庭内普遍
存在的 ２ ０ （ ２Ｖ或者 １０ ） ２Ｖ交流电力线系统作为通信介质。借助 ｘ ｌ — ０发送器和接收器实现电子设备问的 通讯 ， 用于智能家居控制系统和无线电力插座系统 。 该系统安装简单 ， 无需另外布线且价格低廉 ， 因而
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图 ２ 一个 Ｘ １ 代码块 的传输方式 一０
可见 ，电力线上一个完整的代码块传送包括 １ 电力线周期 ，头两个周期表示一个起始码（ ａ １个 Ｓｒ ｔｔ Ｃ ｄ） ｏｅ，紧接着的 ４ 个周期表示房间码 （ ｏｓ Ｃ ｄ ） Ｈ ｕｅ ｏｅ ，剩下 的 ５ 个周期既表示设备码 又表示功能码 （ 如 开、 关等 ） 按照 ｘ ｌ 协议 ， 。 —０ 一次完整的 ｘ ｌ 码的传输应 当以两个代码块为一组 ， —０ 且每一组信号 间隔 ３ 电力线周期ｐ 个 ，如图 ３ 所示 。
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四川理工学院学报 （ 自然科学版 ）
个 交流 电周期
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２ ０ 年 ４月 ０６
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房 问码 （ ｂｔ ４ ｉ）
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件部分 ， 采用单片机作为收发端控制器，以较为简洁的电路 完成交流 电的过零点检测 。 在接收装置的输
出端利用继电器控制灯的开关或可控硅控制灯光的明暗调节。 软件部分着重论述 了基于 ｘ一 （协议的通 １ ）
信协议和控制信号的程序 实现 。对 系统可能存在的干扰 问题进行 了分析 ， 出了具体的抗干扰措施。 提
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第 １卷 第 ２ ９ 期
四川理工学院学报 （ 自然科学版 ）
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Ｖ１１ ｏ ９Ｎｏ．２
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ＳＩ Ｃ ＆ Ｎ Ｉ ＥＩ （ＡＵＡ Ｉ Ｃ ＩＯ ） Ｃ Ｎ Ｅ ＥＧ ＥＲ Ｇ ＮＴＲ Ｌ Ｃ Ｎ Ｅ Ｄ Ｉ Ｅ Ｎ Ｎ ＳＥ Ｅ Ｔ Ｎ
Ｘ １ 通讯借助电力线上的过零点实现同步通信。信号发送和接收的起点应 当尽可能地接近过零点 －０ 且在过零点处的 ２０ ０ 微秒以内。 电力线上的交流电频率是 ６Ｈ （ ５ Ｈ ）线电压为 １０ （ ０ｚ 或者 ０ ｚ ， ２Ｖ 或者 ２０ ２Ｖ ｏ
Ｘ１ －０信令以 １０ Ｈ 、 Ｖ 的脉冲形式进行传输 。 ２Ｋ ｚ ５ 若每个半周期 内出现三个 ｌ ｓ的脉冲 。 ｍ 则表示信号 １ ， 若每个半周期内没有相应的脉冲 出现 ，则 表示信号 ０ ，如图 ｌ ） （ 图所示。（ 图中的 ａ ａ ） ｍ № ６Ｈ ０ ｚ的波形只是为 了显示这些信号的时 －－・№ ＿ ・ 序。 真实情况下的高频信号是叠加在 ６ Ｈ ０ｚ 的信号上面的， 如图 １ ） （ 图所示。 ｈ 个 Ｘ １ 代码块 的起始码为 １ １ ， 一０ ０ ｌ 该起始码以其真实值的形式传送 ，其余 的 每个码分别 以它们的奈奎斯特码的形式从 （） ａ １ ０ （） ｂ 交流 电的零相位开始传送 。每个 Ｘ １ 一０代 ｒ ｎ、
功 能码 （ｂ） Ｓｉ ｔ
图 ３ 一 ０ 的传输格 式 ｘ １ 码
２ 系统 结 构 及 硬 件 设 计
照明控制系统 的硬 件部分由发送端设备和 接受端设备组 成。发送 端设 备包 括 键 盘 、 Ａ ８ Ｃ ｌ单 片机 、晶振 Ｔ ９５ 电路 、交流检测 电路和 复位电路 。接收端设备 包 括 Ａ ８ Ｃ ０ １ 单 片 Ｔ ９ ２５ 机 、交流检测 电路 、晶 振 电路 、复位 电路和继 电器 （ 或可控硅 ） 。硬件 系统 的原理框 图如图 ４
Ａｒ ０ ｐ２６ ．０
文章编号：１７ — ４ ２０ ） ２ ０ ５０ ６３１ ９（ ０６ ０ — １—４ ５ ０
基于 × １ 一 Ｏ协议 的远程家居照 明控 制 系统
杨 洁，李 智
（ 四川大学电子信息学院，成都 ６０ ６ ） １０ ４
摘 要 ：介 绍 了基 于 ｘ一 ０协议 及 电力线载 波传 输 的远 程 家居 照 明控制 系统的设 计 。 对 于 系统 的硬 １
— 鲢 ｌ — ｉ ！ ｌ 篁 ， ｉ ’ Ｉ
码块包含 ２ 位要传送 的二进制信号 ， ２ 其命 令格式如图 ２所示… 。
图 １ 一０ ｘ １ 码一个交流电周期的传输时序图
收稿 日期 ：２０．１１ ０５１．１
作者简介 ： ｉ（ ８ 一 杨 ￣ １ ２ 。女，四川成都人，２Ｏ 级硕士研究生，主要从事电 ９ ） ０５ 路与系统设计 自 动化的研究。
关键词 ：ｘ一１ 协议 ； 电力线载 波传 输 ；干扰 ；远 程 家居照 明控 制 （ ）
中图分类号 ：Ｔ ３ ６ Ｐ ３
文献标识码 ：Ａ
引 言
Ｘ １ 协议是一种电力线载波的网络协议 ，这种编码方式于 １７ 年被首次采用… －０ ９８ 。它以家庭内普遍
存在的 ２ ０ （ ２Ｖ或者 １０ ） ２Ｖ交流电力线系统作为通信介质。借助 ｘ ｌ — ０发送器和接收器实现电子设备问的 通讯 ， 用于智能家居控制系统和无线电力插座系统 。 该系统安装简单 ， 无需另外布线且价格低廉 ， 因而