智能家居是信息技術和自動化技術在家庭中應用的集中體現。電力線通信[1-2]（Power Line communication，PLC）是利用已經存在的電力線為通信媒介，進行數據通信的一種技術。電力線通信技術運用調制解調的原理，信息發送時將其調制并耦合至電力線上進行傳輸，在信息接收端將信息從電力線上解耦解調，從而完成信息的傳遞。本文設計了基于電力線通信的智能家居方案，避免了重新布線以及對原有建筑環境的破壞之虞，并且節約了投資的成本。
1 系統的總體設計
圖1所示是基于電力線通信技術的智能家居總體方案框架。系統中包括：

圖1 基于電力線通信的智能家居總體方案
1）由家居電氣設備和家庭網關組建的家庭內部電力線通信網絡，用以完成設備的信息采集及控制信息的傳遞等功能；
2）家庭網關完成電力線通信網絡與以太網的協議轉換，進而實現家庭內部電力線通信網絡與互聯網的信息交互；另外，家庭網關還作為家居主節點完成設備的本地可視化管理；
3）計算機和移動終端用以實現智能家居的遠程可視化管理。
1.1 主控制器
本設計采用ATMEL公司AVR系列單片機中的ATmega128作為電力線通信的核心處理器。ATmega128主要具有以下優點：運算速度快，最高可達16MIPS；資源豐富，有53個通用I/O接口，SRAM和EEPROM均為4K字節，Flash為128字節，另外還有一個SPI以及兩個USART串行通信接口；能耗低。這些優點決定了ATmega128很適宜通信和控制。
1.2 IT700PIM電力線通信模塊
本設計采用以色列Yitran公司開發的以IT700電力線通信芯片為核心的IT700PIM電力線通信模塊實現系統的電力線通信。IT700電力線通信芯片具有強大的物理層特性，同時還提供了極為高效的數據鏈路層及網絡層協議[3]。IT700芯片中的網絡層協議Y-Net可以方便的實現電力線通信網絡的自動組網和路由。
2 IT700PIM與ATmega128的接口原理

圖2 IT700PIM與ATmega128的接口原理
圖2所示為IT700PIM與ATmega128的接口原理圖，IT700PIM通過全雙工的串行通信接口與控制核心ATmega128實現數據通信。ATmega128可以通過IT700定制的Y-Net網絡層協議控制命令實現各通信節點的自動組網和數據通信。
3 家庭網關的總體設計

圖3 家庭網關的總體設計
家庭網關是智能家居系統的樞紐部分，其總體設計如圖3所示。本設計采用網卡芯片ENC28J60，并通過HR911102A內置的隔離變壓器和以太網接頭RJ45實現家庭網關的互聯網接入。控制核心ATmega128與IT700PIM電力線通信模塊的接口在上節已有所敘述，本節不再重復。
家庭網關的軟件架構如圖4所示，主要分為兩部分[4]：1）應用嵌入式的TCP/IP精簡協議棧uIP以及網頁技術實現嵌入式的Web server；2）為實現家庭內部電力線通信網絡的組建，運用IT700芯片自帶的網絡層通信協議Y-Net。
4 結語
本文提出了基于電力線通信技術的智能家居設計方案，并對系統的軟硬件進行了初步的設計。該系統以電力線通信技術為基礎，并綜合運用Internet互聯網通信技術建立了一套完整的智能家居系統，進而將家居電氣設備置于網絡之中，使其具有了網絡化、智能化的特征。