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摘要：通过GSM与电力线载波的结合运用可以实现智能家居的家用电器网络的远近程控制，达到控制家电的高度自动化。同时也摆脱了家庭电网重新布线的困扰和控制信息传输距离短的问题。而且在家庭近程通信工具中，电力线载波是最直接、最经济的，只要一个控制器就可以随心所欲的控制家里的电器。而远程通信无疑就是GSM，通过手机与GSM通信再让控制器通过协议处理也完全可以达到控制的目的。
关键词：GSM；电力线载波；智能家居
1.系统概述
整个控制器采用低压电力线载波厚膜电路形式的BWP11B模块作为近程通信媒介，德国西门子的工业GSM模块TC35I作为远程通信工具，控制台采用意法半导体的STM32F107VC的ARM芯片并且配UCGUI系统。
与传统的用51单片机作控制台的系统相比处理速度快，操作更加人性化、数字化。同时避免了家庭的再布线的问题，减少了二次花费，安装更加方便。任意一台手机都可以实现系统的远程控制，摆脱了传统的遥控器的唯一性而且通信距离也远了。
1.1模块概述
BWP11B是采用低压电力线载波厚膜电路的形式，低压电力线载波厚膜电路：通过对报文的编码、载波调制、耦合发射、接收滤波、数字解調、报文解码、报文纠错、报文检验等功能的集合。具有应用简单，通信效果高，设计成本低廉，参数可调整（适合国内不同电网的要求），载波通讯路径自适应等优点。
TC35I是工业级的GSM模块，核心基带处理器主要处理GSM终端内的语言和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备重的多有模拟和数字功能，只要通过简单的连接和简单的AT指令就可以与处理器实现通信。
STM32F107VC是基于Crotex-M3核的处理器，通过SPI接口可以方便的与其他模块通信。并且使用UCGUI操作系统配备3.2寸的TFT触摸屏方便用户操作，更直观的显示当前信息。
2.整体设计
2.1系统的整体框架
系统的整体控制方案和主体图如图一
摘要：通过GSM与电力线载波的结合运用可以实现智能家居的家用电器网络的远近程控制，达到控制家电的高度自动化。同时也摆脱了家庭电网重新布线的困扰和控制信息传输距离短的问题。而且在家庭近程通信工具中，电力线载波是最直接、最经济的，只要一个控制器就可以随心所欲的控制家里的电器。而远程通信无疑就是GSM，通过手机与GSM通信再让控制器通过协议处理也完全可以达到控制的目的。
关键词：GSM；电力线载波；智能家居
1.系统概述
整个控制器采用低压电力线载波厚膜电路形式的BWP11B模块作为近程通信媒介，德国西门子的工业GSM模块TC35I作为远程通信工具，控制台采用意法半导体的STM32F107VC的ARM芯片并且配UCGUI系统。
与传统的用51单片机作控制台的系统相比处理速度快，操作更加人性化、数字化。同时避免了家庭的再布线的问题，减少了二次花费，安装更加方便。任意一台手机都可以实现系统的远程控制，摆脱了传统的遥控器的唯一性而且通信距离也远了。
1.1模块概述
BWP11B是采用低压电力线载波厚膜电路的形式，低压电力线载波厚膜电路：通过对报文的编码、载波调制、耦合发射、接收滤波、数字解调、报文解码、报文纠错、报文检验等功能的集合。具有应用简单，通信效果高，设计成本低廉，参数可调整（适合国内不同电网的要求），载波通讯路径自适应等优点。
TC35I是工业级的GSM模块，核心基带处理器主要处理GSM终端内的语言和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备重的多有模拟和数字功能，只要通过简单的连接和简单的AT指令就可以与处理器实现通信。
STM32F107VC是基于Crotex-M3核的处理器，通过SPI接口可以方便的与其他模块通信。并且使用UCGUI操作系统配备3.2寸的TFT触摸屏方便用户操作，更直观的显示当前信息。
2.整体设计
2.1系统的整体框架
系统的整体控制方案和主体图如图一
从上图可以看出，电力线上的输入阻抗随着频率的变化而剧烈变化，可以从0.1殴到100殴，变化范围超过1000倍！而且，在实验测的频率范围内，输入阻抗随频率的变化并不符合一般想象下的随频率的增大而减小的变化规律，甚至与之相反。为了解释这一问题，可将电力线看成是一根传输线，上面连接有各种复杂的负载。这些负载以及电力线本身组合成许多共振电路，在共振频率及其附近频率上形成低阻抗区。因此，在输入阻抗-频率图上可以看到许多阻抗低谷区。这些低阻抗区组合起来，就形成上图所示的图形，并会在局部上违反电力线上阻抗随负载增大而降低的一般规律。同时，正是由于负载会在电力线上随即地连上或断开，所以在不同时间，电力线的输入阻抗也会发生较大幅度的改变。
在电力线上，不同位置阻抗也都不同，在许多电阻电容和电感所组成的网络中，从不同的点上看进去，输入阻抗显然是不同的。上图中的两曲线就是在同一低压电力线网的不同地点测得的。可以看出来，信号输入点的不同对输入阻抗的影响是非常大的。
由于低压电力线输入阻抗的剧烈变化，使发送机功率放大器的输出阻抗和接收机的输入阻抗难以与之保持匹配，因而给电路设计带来很大的困难。
2.2.2电力线载波与GSM实现的功能
电力线载波：可以通过一个主控模块，控制电器的开或关；系统开始工作时可以读取每个电器的工作状态；当远程GSM需要获取当前电器的状态可以通过电力线载波反馈。
GSM：可以通过接收手机短信打开或关闭用电器；可以通过信息调节空调；主控制台制动记忆当前温度，复位后从当前温度开始执行。
3．软件设计
GSM模块通过SPI接口与ARM相接。而且系统复位或者开机时先与GSM握手保证以后的一系列操作可以顺利完成。接着就是等待输入：包括近程的触屏输入和远程的短信输入，当有远程信息输入时，系统就执行中断可以节省ARM的资源并且保证处理信息的速度。输入的信息由ARM处理器处理并且做出对应的操作。即是运营商和地区不同只要稍微修改AT指令同样可以实现完整的通信。
整体的软件流程图如下图三：
4.成果与提高
成功完成了GSM与电力线载波的通信，处理速度快人机界面友好，系统稳定，并且得到了奖项。
接下可以根据要求增加一些必要的模块，让系统更加完善。例如可以改用抗噪声能力强的调制解调芯片PL3105，引入直序扩频技术。完成电力线Modem的软、硬件的设计。而且功耗可以更加低，成本也大幅减少，可靠性同样可以更上一层楼。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：GSM；电力线载波；智能家居
1.系统概述
整个控制器采用低压电力线载波厚膜电路形式的BWP11B模块作为近程通信媒介，德国西门子的工业GSM模块TC35I作为远程通信工具，控制台采用意法半导体的STM32F107VC的ARM芯片并且配UCGUI系统。
与传统的用51单片机作控制台的系统相比处理速度快，操作更加人性化、数字化。同时避免了家庭的再布线的问题，减少了二次花费，安装更加方便。任意一台手机都可以实现系统的远程控制，摆脱了传统的遥控器的唯一性而且通信距离也远了。
1.1模块概述
BWP11B是采用低压电力线载波厚膜电路的形式，低压电力线载波厚膜电路：通过对报文的编码、载波调制、耦合发射、接收滤波、数字解調、报文解码、报文纠错、报文检验等功能的集合。具有应用简单，通信效果高，设计成本低廉，参数可调整（适合国内不同电网的要求），载波通讯路径自适应等优点。
TC35I是工业级的GSM模块，核心基带处理器主要处理GSM终端内的语言和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备重的多有模拟和数字功能，只要通过简单的连接和简单的AT指令就可以与处理器实现通信。
STM32F107VC是基于Crotex-M3核的处理器，通过SPI接口可以方便的与其他模块通信。并且使用UCGUI操作系统配备3.2寸的TFT触摸屏方便用户操作，更直观的显示当前信息。
2.整体设计
2.1系统的整体框架
系统的整体控制方案和主体图如图一
摘要：通过GSM与电力线载波的结合运用可以实现智能家居的家用电器网络的远近程控制，达到控制家电的高度自动化。同时也摆脱了家庭电网重新布线的困扰和控制信息传输距离短的问题。而且在家庭近程通信工具中，电力线载波是最直接、最经济的，只要一个控制器就可以随心所欲的控制家里的电器。而远程通信无疑就是GSM，通过手机与GSM通信再让控制器通过协议处理也完全可以达到控制的目的。
关键词：GSM；电力线载波；智能家居
1.系统概述
整个控制器采用低压电力线载波厚膜电路形式的BWP11B模块作为近程通信媒介，德国西门子的工业GSM模块TC35I作为远程通信工具，控制台采用意法半导体的STM32F107VC的ARM芯片并且配UCGUI系统。
与传统的用51单片机作控制台的系统相比处理速度快，操作更加人性化、数字化。同时避免了家庭的再布线的问题，减少了二次花费，安装更加方便。任意一台手机都可以实现系统的远程控制，摆脱了传统的遥控器的唯一性而且通信距离也远了。
1.1模块概述
BWP11B是采用低压电力线载波厚膜电路的形式，低压电力线载波厚膜电路：通过对报文的编码、载波调制、耦合发射、接收滤波、数字解调、报文解码、报文纠错、报文检验等功能的集合。具有应用简单，通信效果高，设计成本低廉，参数可调整（适合国内不同电网的要求），载波通讯路径自适应等优点。
TC35I是工业级的GSM模块，核心基带处理器主要处理GSM终端内的语言和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备重的多有模拟和数字功能，只要通过简单的连接和简单的AT指令就可以与处理器实现通信。
STM32F107VC是基于Crotex-M3核的处理器，通过SPI接口可以方便的与其他模块通信。并且使用UCGUI操作系统配备3.2寸的TFT触摸屏方便用户操作，更直观的显示当前信息。
2.整体设计
2.1系统的整体框架
系统的整体控制方案和主体图如图一
从上图可以看出，电力线上的输入阻抗随着频率的变化而剧烈变化，可以从0.1殴到100殴，变化范围超过1000倍！而且，在实验测的频率范围内，输入阻抗随频率的变化并不符合一般想象下的随频率的增大而减小的变化规律，甚至与之相反。为了解释这一问题，可将电力线看成是一根传输线，上面连接有各种复杂的负载。这些负载以及电力线本身组合成许多共振电路，在共振频率及其附近频率上形成低阻抗区。因此，在输入阻抗-频率图上可以看到许多阻抗低谷区。这些低阻抗区组合起来，就形成上图所示的图形，并会在局部上违反电力线上阻抗随负载增大而降低的一般规律。同时，正是由于负载会在电力线上随即地连上或断开，所以在不同时间，电力线的输入阻抗也会发生较大幅度的改变。
在电力线上，不同位置阻抗也都不同，在许多电阻电容和电感所组成的网络中，从不同的点上看进去，输入阻抗显然是不同的。上图中的两曲线就是在同一低压电力线网的不同地点测得的。可以看出来，信号输入点的不同对输入阻抗的影响是非常大的。
由于低压电力线输入阻抗的剧烈变化，使发送机功率放大器的输出阻抗和接收机的输入阻抗难以与之保持匹配，因而给电路设计带来很大的困难。
2.2.2电力线载波与GSM实现的功能
电力线载波：可以通过一个主控模块，控制电器的开或关；系统开始工作时可以读取每个电器的工作状态；当远程GSM需要获取当前电器的状态可以通过电力线载波反馈。
GSM：可以通过接收手机短信打开或关闭用电器；可以通过信息调节空调；主控制台制动记忆当前温度，复位后从当前温度开始执行。
3．软件设计
GSM模块通过SPI接口与ARM相接。而且系统复位或者开机时先与GSM握手保证以后的一系列操作可以顺利完成。接着就是等待输入：包括近程的触屏输入和远程的短信输入，当有远程信息输入时，系统就执行中断可以节省ARM的资源并且保证处理信息的速度。输入的信息由ARM处理器处理并且做出对应的操作。即是运营商和地区不同只要稍微修改AT指令同样可以实现完整的通信。
整体的软件流程图如下图三：
4.成果与提高
成功完成了GSM与电力线载波的通信，处理速度快人机界面友好，系统稳定，并且得到了奖项。
接下可以根据要求增加一些必要的模块，让系统更加完善。例如可以改用抗噪声能力强的调制解调芯片PL3105，引入直序扩频技术。完成电力线Modem的软、硬件的设计。而且功耗可以更加低，成本也大幅减少，可靠性同样可以更上一层楼。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。