基于电力线载波的智能家居控制系统研究(5)

3.1 载波通信模块软件设计

载波通信过程中，载波通信控制单元发送完一位扩频数据后，自动产生一次中断，允许下一位数据发送。根据捕获和同步过程需要，首先发送至少42位的全“1”数据，本文中发送45位全“1”数据;然后按位发送同步帧头0xA5;之后根据用户的有关通信协议按位发送通信地址、数据长度、数据体、校验等字节。数据全部发送完后，载波通信模块即可转为接收态。但为确保待发送数据的最后一位发送成功，必须在发送完最后一位数据后的下一次发送中断到来后，才可以转换载波发送态到接收态。载波发送过程中，CPU必须使计数器复位，避免自动复位提前进入载波接收态。

为了保证命令数据传输的实时性，将协议设计如下：设备地址+数据包+数据包类型+命令长度+命令设备+设备子命令+命令参数+校验和。设备地址为命令上传或者下发时从设备的物理地址;数据包根据数据的传输方向分为请求数据包和响应数据包，分别对应于处理器向下发送命令和子设备回复数据包;命令长度表示了后续命令包的长度;命令设备、设备子命令和命令参数等表示针对不同的子设备，需要发送的命令格式也不同;校验和是指所有帧数据的数据和。

接在电力线上的子设备主要分为两类：一类是需要上传状态信息的设备，主要包括空调、微波炉、冰箱、热水器和洗衣机等;还有一类就是开关型设备，只需实时查询即可，无需上传状态信息，如日光灯等开关型设备。

3.2 图形界面设计

为了给用户提供良好地交互操作，在μC/OS系统控制器中还设计实现了人机互操作界面。当系统启动以后，系统会先进行初始化，并要求用户输入正确的账号和密码。在正确输入密码后，用户就可以通过控制界面对家庭中子设备发送查询、控制等命令了。如果输入密码错误次数超过3次，系统将自动上锁，12小时内用户将无法通过界面对设备进行控制。界面设计流程如图5所示。

页面设计流程图