Использование силовой электросети как среды передачи данных для устройств домашней автоматики

Г.Е. Малыгин, студ.; рук. А.В. Иванов, к.т.н., доц.

(МЭИ (ТУ))

Прогресс в области информационных технологий способствует внедрению микропроцессорных систем управления во все большее количество устройств, окружающих человека. Использование среды передачи данных позволяет расширить число задач управления устройствами домашней автоматики. Для российских разработок, направленных на решение данной задачи важно применение отечественной элементной базы.

Для передачи данных по электросети разработана система, которая состоит из персонального компьютера, микроконтроллера и приемо-передатчика, реализованного на микросхеме КР1446ХК1.

Проведены исследования по анализу статистических данных об ошибках, возникающих в этом канале. Анализ показал, что основные ошибки в линии – потеря блоков (вероятность 0,0492). Предложен протокол передачи данных для борьбы с ошибками данного типа.

Важный критерий для объединения в домашние сети бытовых устройств - обеспечение равноправного доступа к среде – общей шине. Ситуация осложняется тем, что данная микросхема не обладает ни способностью обнаружения коллизий, ни даже контроля несущей, а появление флага приема в конце блока не позволяет добиться этих возможностей штатными средствами. Предложен вариант решения этой проблемы добавлением внешнего фильтра для контроля несущей, а также выделение одного из взаимодействующих устройств для исполнения функций контроля столкновений.

В протоколе IEEE 802.3 (Ethernet) производится немедленное прекращение передачи информации при обнаружении коллизий, что невозможно для данного «закрытого» алгоритма работы микросхемы. Потеря 50 мс (время передачи блока на максимальной скорости) только на одну попытку доступа к шине за счет невозможности остановки передачи слишком расточительна. Предложен способ уменьшения простоев при доступе к среде: проводить «жеребьевку» небольшими блоками, каждый из которых однозначно характеризует свое устройство. Это потребует дополнение устройства внешним ВЧ генератором. Победа в жеребьевке приносит право доступа к шине.