基于電力載波通信的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境感知

1、西北師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文畢 業(yè) 論 文題 目： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 畢業(yè)年限： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 基于電力載波通信的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境感知模塊與協(xié)調(diào)器的設(shè)計姓名： 指導(dǎo)老師： 屆別： 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 摘要本文在大量設(shè)計實踐基礎(chǔ)上提出了一種基于電力載波技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境感知與協(xié)調(diào)器的設(shè)計方案。該方案采用ARM、PIC系列單片機，分別設(shè)計了協(xié)調(diào)器、感知模塊和執(zhí)行模塊。協(xié)調(diào)器可通過液晶顯示屏上的控制按鈕發(fā)送控制信息，執(zhí)行模塊和感知模塊接收這些信息，實現(xiàn)對本地環(huán)境的監(jiān)控以及對執(zhí)行模塊的控制。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的電力載波通訊技術(shù)，無需復(fù)雜繁瑣的布線，只需將感知模塊、執(zhí)行模塊、協(xié)調(diào)器接在同一電力

2、線上，各模塊就通過特定的通信協(xié)議進(jìn)行互聯(lián)、通信，輕松實現(xiàn)房間燈光、電動窗簾、電視系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等系統(tǒng)集中控制。并能夠?qū)崟r監(jiān)測房間溫度、濕度、光照等，對節(jié)約能源、降低費用、室內(nèi)環(huán)境檢測起到了積極的作用，是一種基于電力載波通信組成的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。本文重點介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計方案和電路硬件與軟件的詳細(xì)設(shè)計過程，并對該系統(tǒng)的性能與優(yōu)點進(jìn)行了充分討論。關(guān)鍵詞：電力載波；物聯(lián)網(wǎng)；協(xié)調(diào)器；PIC單片機；ARM；AbstractIn this paper the design practice of based on it bring forward a carrier technology based on

3、the power of networking environment that perception and coordinator design scheme. The scheme adopts the ARM, the PIC microcontroller series, respectively, the coordinator, perception design module and execute module. Coordinator can through the LCD screen control button send control information, ex

4、ecutive module and perception module to receive these information, and to realize the local environment monitor and control for implementation of the module.The system adopts the advanced electric power carrier communication technology, need not complex tedious wiring, only will perceive module, exe

5、cutive module, coordinator taken up in the same field lines, each module is through the specific communication protocols of the Internet, communication, easily realize room light, electric curtains, TV system, air conditioning system centralized control system. And to real-time monitoring room tempe

6、rature, humidity, light, etc, to save energy and reduce cost, indoor environment detects the have a positive role, is a carrier communication based on electric power network composed of control system. This paper introduces the design scheme and circuit hardware and software design of the detailed p

7、rocess, and the system performance and the advantages of the full discussion.Key words: Power carrier; Content networking; Coordinator; PIC microcontroller; ARM； 目 錄摘要2Abstract31 引言61.1物聯(lián)網(wǎng)的定義61.2我國物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)現(xiàn)狀分析61.3研究內(nèi)容及目的62 電力載波通訊技術(shù)綜述82.1 電力載波技術(shù)概述82.2 電力載波通訊技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀82.3 電力載波通信的基本原理和構(gòu)成方式92.4 電力載波在應(yīng)用中的優(yōu)點

8、和不足103系統(tǒng)總體設(shè)計113.1 系統(tǒng)原理概述113.2 系統(tǒng)總體設(shè)計原理圖及框圖123.2.1 系統(tǒng)原理圖123.2.2 系統(tǒng)設(shè)計框圖123.3 方案的選擇與論證134 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計144.1 電力載波模塊外圍硬件電路的設(shè)計144.1.1 電力載波模塊BWP08A144.1.2 主要性能特點144.1.3 外形及引腳定義154.1.4 采用串行接口與用戶系統(tǒng)連接164.1.5 要點說明174.1.6 電力載波調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計174.1.7 電力載波模塊設(shè)計總結(jié)184.2 系統(tǒng)電源的設(shè)計184.3 協(xié)調(diào)器硬件電路設(shè)計204.3.1 ARM S3C2440芯片概述204.3.2 S3C

9、2440模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和觸摸屏接口204.3.3 S3C2440通用異步接收器和發(fā)送器（UART）204.3.4 S3C2440通用異步接收器和發(fā)送器（UART）的工作特點214.3.5 協(xié)調(diào)器電路設(shè)計概述214.4執(zhí)行模塊和感知模塊的設(shè)計214.4.1 感知模塊的設(shè)計214.4.2 執(zhí)行模塊的設(shè)計234.5電路硬件的封裝245 系統(tǒng)軟件設(shè)計265.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計說明265.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計概要265.2.1 協(xié)調(diào)器模塊265.2.2 感知模塊和執(zhí)行模塊286系統(tǒng)測試336.1 系統(tǒng)測試內(nèi)容336.2 系統(tǒng)測試方法336.3 系統(tǒng)測試結(jié)果33結(jié)論35致謝36參考文獻(xiàn)37附錄A系統(tǒng)原理圖

10、381 感知模塊電路原理圖382執(zhí)行模塊電路原理圖1383 執(zhí)行模塊電路原理圖2394 系統(tǒng)開關(guān)電源原理圖39附錄B系統(tǒng)PCB圖401 執(zhí)行模塊電路PCB圖402 感知模塊電路PCB圖40附錄C系統(tǒng)實物圖41附錄D系統(tǒng)代碼421 感知模塊主要程序422 執(zhí)行模塊主要程序513 協(xié)調(diào)器主要程序59611 引言1.1物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IOT)概念最早于1999年由美國麻省理工學(xué)院提出，目前業(yè)界并沒有明確統(tǒng)一的定義。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會泛在網(wǎng)工作組定義的物聯(lián)網(wǎng)是指通過部署具有一定感知、計算、執(zhí)行和通信等能力的各種設(shè)備，獲得物理世界的信息，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的傳輸、

11、協(xié)同和處理，從而實現(xiàn)人與物、物與物之間信息交換的互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。1.2我國物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)現(xiàn)狀分析物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)涉及面很廣，感知/延伸層主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，核心技術(shù)包括傳感技術(shù)、識別技術(shù)、信息處理技術(shù)、標(biāo)識技術(shù)等。目前，網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)信息的高可靠性、安全性地傳送，關(guān)鍵技術(shù)包括電信網(wǎng)增強技術(shù)、下一代移動通信網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。應(yīng)用層是通過各種應(yīng)用平臺實現(xiàn)海量信息處理和共享，關(guān)鍵技術(shù)包括SOA、云計算、軟件、支撐平臺、中間件等。我國統(tǒng)一的SOA標(biāo)準(zhǔn)體系還未形成，云計算技術(shù)也處于初期階段，應(yīng)用層軟件、海量信息處理需要進(jìn)一步技術(shù)攻關(guān)。傳感技術(shù)處于起步階段，識別技術(shù)相對較為成熟，開始步入發(fā)展期

12、。我國RFID企業(yè)大都是中小型企業(yè)，技術(shù)研發(fā)水平還比較薄弱，感知/延伸層的數(shù)據(jù)收集、識別技術(shù)仍有待突破。1.3研究內(nèi)容及目的整體看，我國物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)相對成熟，感知/延伸層和應(yīng)用層技術(shù)仍在研究發(fā)展之中，尚未形成成熟的技術(shù)體系。并且當(dāng)前市場上隸屬于感知/延伸層的模塊不是很多，其中基于Zigbee的無線通信技術(shù)的感知模塊其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。但其致命缺點是給模塊供電存在嚴(yán)重問題。由藍(lán)牙無線電技術(shù)組成的感知模塊其特點是低功耗，小體積以及低成本。存在的缺點是模塊與模塊通信距離受到限制（10 米），僅限于短距離

13、。通過上述幾種通信方式的比較，本系統(tǒng)采用先進(jìn)的電力載波通訊技術(shù)，無需復(fù)雜繁瑣的布線，只需將感知模塊、執(zhí)行模塊和協(xié)調(diào)器接在同一電力線上就可互聯(lián)、通信，輕松解決供電、傳輸距離等問題?？蓪崿F(xiàn)房間燈光、電動窗簾、電視系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等系統(tǒng)集中控制，能夠?qū)崟r監(jiān)測房間溫度、濕度、光照等，對節(jié)約能源、降低費用、室內(nèi)環(huán)境檢測起到了積極的作用，是一種基于電力載波通信組成的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，便于形成成熟的技術(shù)體系，可推廣。2 電力載波通訊技術(shù)綜述2.1 電力載波技術(shù)概述電力載波通訊即PLC，是英文Power line Communication的簡稱。電力載波是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通

14、過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。電力載波通信是在工頻為50Hz的電力輸電線路上傳輸?shù)囊环N載波通信。根據(jù)所使用的耦合方式的不同，分為相地結(jié)合和相相結(jié)合高頻通道。通信所采用有載波通信為相地結(jié)合的高頻通道、保護專用載波收發(fā)信機通常采用相相結(jié)合的高頻通道。電力載波通信的傳輸頻帶一般為40-500kHz。載波通信是有線長途通信中應(yīng)用十分廣泛的一種通信方式。它是根據(jù)頻率斑移、頻率分割原理，將原始信號對載波進(jìn)行一次或多次調(diào)制，搬移到不同的線路傳賴頻帶，然后送到線路上轉(zhuǎn)輸，從而實現(xiàn)多路通信的一種通信方式。載波通信不僅可用來實現(xiàn)多路電話通

15、信，而且還可以二次復(fù)用，在一個或若干個話路上開放載波電報、廣播節(jié)目、電視、傳真、傳掐數(shù)據(jù)和實時遙控、送信、遙測信號等。2.2 電力載波通訊技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀 電力線載波通信技術(shù)(Power Line Carrier CommunicationPLCC)是利用電力線網(wǎng)作為傳輸媒介,將載有信息的高頻信號加載到電力線上,用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,通過專用的電力線調(diào)制解調(diào)器將高頻信號從電力線上分離出來,傳送到終端設(shè)備。數(shù)十年來 ,國內(nèi)電力線載波通信技術(shù)基本上用在電力行業(yè)內(nèi)部,其研究內(nèi)容為低速的電力線載波通信技術(shù),它用來傳輸電網(wǎng)調(diào)度管理所需的遠(yuǎn)動信息及低速率的電力線載波語音通信。近年來,隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展

16、,電力行業(yè)傳統(tǒng)的電力線載波通信技術(shù)己經(jīng)開始向數(shù)字化方向發(fā)展。通過電力線載波技術(shù)在低壓輸電網(wǎng)上傳送信號,并將其應(yīng)用于各種控制系統(tǒng) ,現(xiàn)成的電力線即能作為傳送控制信號的媒體。由于其不再需要專門的控制線路或無線網(wǎng)絡(luò),相對于傳統(tǒng)的有線電纜控制系統(tǒng),基于電力線載波通信技術(shù)的控制系統(tǒng)的硬件成本和施工難度能夠大大降低。正是基于電力載波通信技術(shù)的諸多優(yōu)越性以及市場對其持有較高的認(rèn)可度，我們設(shè)計了這款基于電力載波技術(shù)的環(huán)境感知與協(xié)調(diào)器的控制系統(tǒng)，設(shè)計分為協(xié)調(diào)器、感知模塊、執(zhí)行模塊，共同構(gòu)成星狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)由點及面的控制方式。在設(shè)計中，考慮到操作的難易程度，我們從控制方式入手，在協(xié)調(diào)器的液晶屏上顯示出控制頁面，

17、由用戶直接操作頁面的控制方式，很大程度上方便用戶的使用。在感知模塊和執(zhí)行模塊方面，為了能夠方便的嵌入到電器的接口處，我們將其的體積縮減到最小，同時使用自制穩(wěn)定的開關(guān)電源，增強系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。實現(xiàn)了各模塊與協(xié)調(diào)器的集中化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化控制。2.3 電力載波通信的基本原理和構(gòu)成方式一定頻率的電信號可以直接進(jìn)行短距離傳輸, 如需進(jìn)行長距離傳輸,可有多種方式如:微波光纖載波, 電力載波通信是通過將語音頻率頻率變換到適合線路傳輸?shù)妮^高的頻率上傳送給對方,對方接收到信號后再經(jīng)過反變換的方式恢復(fù)成語音信號。 所謂頻率搬移實質(zhì)上就是變頻。變頻器示意圖如下： 圖2.1 變頻器示意圖 通常傳送上邊帶（F+

18、f）、下邊帶（F-f）兩個邊帶和載頻分量的方式稱為雙帶制，只傳送一個邊帶，另一個邊帶與載頻被抑制的方式稱作單邊帶抑制載頻傳輸。目前電力載波機通常采用后一種傳送方式。多次變頻：要將語音信號搬移至40-500kHz的范圍內(nèi)，可進(jìn)行一次直接調(diào)制至高頻，也可以將信號進(jìn)行若干次調(diào)制后變換為合適的傳輸頻率，后者有利于抑制無用信號。載波通信的傳輸方式：為實現(xiàn)載波通信系統(tǒng)的雙向通信通常采用雙頻帶二線制傳輸和單頻帶四線制傳輸方式。前者是在同一對導(dǎo)線上，兩個傳輸方向上采用兩個不同的傳輸頻帶，以區(qū)分收信和發(fā)信兩種不同的信號。后者是在同兩對導(dǎo)線上，兩個傳輸方向上采用相同的傳輸頻帶。雙向載波通信原理圖： 圖2.2 雙向

19、載波通信原理圖2.4 電力載波在應(yīng)用中的優(yōu)點和不足電力線載波是一種利用高壓輸電線路作為高頻信號傳輸線路的長途通信方式，用于電力調(diào)度所與變電所、發(fā)電廠之間的通信是電力系統(tǒng)特有的一種通信方式。利用高壓輸電線路傳輸高頻電流具有以下優(yōu)點：（1） 路衰減小，發(fā)信功率的有效利用率高，傳輸距離長。（2） 電力線路機械強度很高，因而具有較高的傳輸可靠性。（3） 由于載頻被抑制，因此保密性好。（4） 無需單獨敷設(shè)通信線路，節(jié)約成本。因此，電力線載波對小容量、長距離通信來說，是一種經(jīng)濟可靠的通信方式。多年來，在電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計中，電力線載波作為電力系統(tǒng)傳輸信息的基本手段得到了廣泛的應(yīng)用。但是電力線載波通訊

20、也有以下的缺點：（1） 配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送，這對網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)有了很大的限制。（2） 三相電力線間有很大信號損失（10 dB -30dB）。通訊距離很近時，不同相間可能會收到信號。一般電力載波信號只能在單相電力線上傳輸。（3） 電力線存在本身固有的脈沖干擾，目前使用的交流電有50HZ和60HZ，則周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會帶來兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾。3系統(tǒng)總體設(shè)計 3.1 系統(tǒng)原理概述本系統(tǒng)從總體的設(shè)計上可以分為三個部分：協(xié)調(diào)器、感知模塊、執(zhí)行模

21、塊，在系統(tǒng)中使用電力載波模塊實現(xiàn)各模塊之間的通訊，電力載波模塊是以已有的電力線作為傳送信號媒介，這樣的傳送途徑可以使信號受到更小的干擾，從而以更好的效果實現(xiàn)兩個電路間的通訊，這也就是使用電力載波通訊技術(shù)的特點所在。 協(xié)調(diào)器：液晶顯示電路、開關(guān)電源電路、S3C2440芯片處理電路、BWP08電力載波電路、蜂鳴器控制電路。感知模塊：開關(guān)電源電路、PIC16F688單片機處理電路、BWP08電力載波電路、溫濕度光照電路。執(zhí)行模塊：開關(guān)電源電路、PIC16F688單片機處理電路、BWP08電力載波電路、可控硅控制電路。系統(tǒng)中各部分的連接是由電力載波模塊通訊實現(xiàn)的，整個系統(tǒng)的控制端是我們?nèi)粘Ｋ褂玫挠|摸

22、按鍵以及旋鈕。以觸摸按鍵為例，通過人手在LCD屏幕上觸摸選擇，產(chǎn)生中斷信號，經(jīng)S3C2440芯片處理后，轉(zhuǎn)換為各個控制信號，由S3C2440芯片的串口發(fā)出，通過電力載波模塊BWP08將信號加載至電力線，然后進(jìn)行模塊間的通訊，也就使控制信號流動到了執(zhí)行模塊和感知模塊的接收電路部分。接收電路首先將信號通過電力載波模塊BWP08解調(diào)下來送入單片機，在執(zhí)行模塊中的單片機內(nèi)部經(jīng)過處理和識別，繼而通過單片機控制可控硅來實現(xiàn)對用電設(shè)備的控制。在感知模塊中的單片機經(jīng)過信息處理，控制溫濕度模塊的各種數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送。3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計原理圖及框圖3.2.1 系統(tǒng)原理圖圖3.1 系統(tǒng)原理圖3.2.2 系統(tǒng)設(shè)計框

23、圖圖3.2 系統(tǒng)設(shè)計框圖3.3 方案的選擇與論證通過對設(shè)計題目的理解和相關(guān)資料的分析，本系統(tǒng)主要涉及的器件有：電力載波模塊、ARM、單片機、液晶屏、光耦與可控硅、溫濕度、光照傳感器。在設(shè)計的過程中，通過對市場上現(xiàn)有電力載波模塊的了解，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)這方面的產(chǎn)品也很多，如科強科技公司生產(chǎn)的KQ-100F KQ-110L、迪飛電子公司的WD16E，這些模塊電力載波模塊都有不錯的性能，但是最終選定的是深圳市比威爾科技公司生產(chǎn)的BWP08A這款電力載波模塊，原因是這款模塊的體積較小，功能較完備，而且其外圍電路比較成熟，便于我們硬件電路的設(shè)計。在協(xié)調(diào)器的控制芯片選擇上，我們則使用之前使用過較熟悉的S3C244

24、0芯片，此芯片具有多用途、高性能、低成本和低功耗的優(yōu)點，高可靠性的看門狗自帶了片上RC振蕩器，能夠避免程序鎖死。具有豐富的外設(shè)控制器，利于系統(tǒng)開發(fā)，比如LCD控制器也是本芯片自帶的。感知模塊和執(zhí)行模塊選取的是14引腳的貼片芯片PIC16F688，此款芯片的優(yōu)點是內(nèi)存資源豐富，運行速度快，性能穩(wěn)定，完全可以實現(xiàn)系統(tǒng)的各項設(shè)計要求，而且有足夠的引腳可以實現(xiàn)功能的擴展。另外此單片機的相關(guān)資料都很豐富，使用技術(shù)的熟練程度已經(jīng)很高，便于進(jìn)行程序的書寫和調(diào)試工作，對整個設(shè)計的進(jìn)程有很大的促進(jìn)作用。在執(zhí)行模塊電路中，最終實現(xiàn)控制用電器的是可控硅，因為可控硅體積小巧，且電路在設(shè)計和使用上都是比較容易實現(xiàn)的。4

25、 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計4.1 電力載波模塊外圍硬件電路的設(shè)計電力載波模塊是我們系統(tǒng)的核心器件，實現(xiàn)模塊間的通訊則是重中之重，在做其他的工作之前，首要的任務(wù)就是要使模塊間實現(xiàn)通訊，具體的做法是可以先在PC機上使用串口調(diào)試助手實現(xiàn)兩個模塊的通訊，期間會涉及模塊的內(nèi)部參數(shù)設(shè)置等程序，然后再根據(jù)我們系統(tǒng)要求分別設(shè)計出發(fā)射電路和接收電路。4.1.1 電力載波模塊BWP08ABWP08 嵌入式電力線調(diào)制解調(diào)器（電力線載波模塊、電力線 MODEM）是深圳市必威爾科技有限公司（）全力打造的專業(yè)電力線載波產(chǎn)品，其核心芯片采用國際著名公司的專用電力載波集成電路，配合必威爾科技專門研發(fā)的通訊算法及電力線接口信號驅(qū)動電

26、路，使得產(chǎn)品具有通信速率高，通訊可靠，抗雜波干擾能力強，通訊距離遠(yuǎn)等特點，是專門為適應(yīng)中國國內(nèi)電力線應(yīng)用環(huán)境而研發(fā)的高性能電力線載波通訊產(chǎn)品。 BWP08 是專門針對智能家居及燈飾控制市場研發(fā)設(shè)計，產(chǎn)品具有體積小，通訊可靠，通訊頻點可調(diào)，功能可定制特點，可以廣泛應(yīng)用于智能家居，燈飾控制，家電控制等領(lǐng)域。BWP08 電力載波模塊采用 5-12V寬電壓設(shè)計，載波波特率 100bps-300bps 可調(diào)，有多種按口方式可供選擇，包括UART、SPI 等二種接口，可以方便地與單片連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，方便用戶進(jìn)行二 次開發(fā)，串行接口波特率可由用戶設(shè)定，共有四種波特率可設(shè)置：1200bps、2400bps、

27、4800bps、9600bps。BWP08 主要針對智能家居等需要在小范圍內(nèi)進(jìn)行電力載波通訊的場合設(shè)計，通訊距離在 200m 以 下的電力線載波應(yīng)用，采用 BWP08將非常合適，或者在直流環(huán)境下應(yīng)用，通訊距離可以大幅度提高。 該模塊載波速率、載波頻率、串口速率、通訊數(shù)據(jù)模式等都可以由用戶設(shè)置調(diào)整。在實際應(yīng)用中， 通訊速率越低，通訊越可靠，傳輸距離越遠(yuǎn)，而且可以利用載波頻率可設(shè)置的特點，在一條線路上，可以同時允許多條通訊鏈路同時工作，各鏈路之間互不干擾。 4.1.2 主要性能特點 電力載波模塊BWP08A雖然是一個與高電壓相關(guān)的器件，但是他的工作電源是我們常用到的5-12VDC，因為它是需要和微

28、控制器進(jìn)行接口連接的，所以它的接口也是非常重要的，其接口類型是TTL 電平串行接口(UART)，SPI，半雙工通訊 ，而通訊時的線上載波速率有100bps、200bps、300bps、400bps、500bps、600bps，分布還是比較寬的，而且這些頻率都可以由用戶設(shè)置，也很方便。串行接口速率為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps，能由用戶設(shè)置。這個芯片的工作環(huán)境是220VAC/110VAC，50/60Hz，直流線路，無電導(dǎo)體，通訊距離是小于200m的，(輕負(fù)載條件或者直流線路情況下，通訊距離可能大于 200m)，在傳送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)傳輸類型是固定字節(jié)長度傳輸（1-3

29、2 字節(jié)）、固定幀長度傳輸（32-256 字節(jié)），電力線載波頻率：65KHz、88KHz、113 KHz、140KHz、170KHz、202KHz，也是可配置的，其調(diào)制解調(diào)方式為DSSS（直序擴頻） ，工作溫度的范圍是比較寬的，可以從20至70，外形尺寸為DIP18 雙列直插封裝(寬度：600mil，腳距：100mil)，這和我們常用的直插式單片機是相似的。4.1.3 外形及引腳定義 BWP08 電力載波模塊采用雙列直插式設(shè)計，體積小巧，采用全貼片式元件，可以方便地嵌入用戶的應(yīng)用系統(tǒng)中，外觀與普通集成電路一樣。 圖4.1 BWP08引腳圖序號名稱輸出/輸出電器參數(shù)功能1SIN輸入1.4VPP接

30、收載波信號輸入2F輸出3.3V模塊濾波電容，100uF3INT/P5通用I/OTTL電平，5VSPI接口信號輸出，低電平有效/通用I/O，外加上拉電阻4VO輸出3Vrms載波信號發(fā)送輸出端口5NSS輸入TTL電平，5V SPI接口片選引腳，低電平有效，外加上拉電阻6MOSI輸入TTL電平，5VSPI數(shù)據(jù)輸入，外加上拉電阻7RXD輸入TTL電平，5V串口數(shù)據(jù)輸入，（模塊接受數(shù)據(jù)）8TXD輸出TTL電平，5V串口數(shù)據(jù)輸出，（模塊發(fā)送數(shù)據(jù)）9GND電源電源地電源10MISO輸出TTL電平，5V串口數(shù)據(jù)輸出，外加上拉電阻11SCK輸入TTL電平，5V串口數(shù)據(jù)輸入，外加上拉電阻12RST輸入TTL電平，

31、5V模塊復(fù)位引腳，低電平有效，模塊內(nèi)部已有復(fù)位電路，用戶也可以外接復(fù)位13P6通用I/OTTL電平，5V通用I/O ，用戶不可用14P1通用I/OTTL電平，5V通用I/O ，用戶不可用15P2通用I/OTTL電平，5V通用I/O ，用戶不可用16P3通用I/OTTL電平，5V通用I/O ，用戶不可用17P4通用I/OTTL電平，5V通用I/O ，用戶不可用18VCC電源5V , 12V模塊工作電源，5-12V直流電源表4.1 BWP08 引腳功能定義 4.1.4 采用串行接口與用戶系統(tǒng)連接 BWP08 電力載波模塊使用 TTL 電平串口與用戶系統(tǒng)進(jìn)行連接，并使用交叉連接方式進(jìn)行連接， 通訊采

32、用收、發(fā)、地三線制方式。當(dāng)用戶系統(tǒng)為 TTL 電平串口時，可以直接與模塊進(jìn)行交叉連接通訊，無須 RS232 電平轉(zhuǎn)換，所以用戶可以直接使用單片機的串行接口（UART）與載波模塊進(jìn)行連接通訊，當(dāng)用戶系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口時，需要增加串口電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，比如 MAX232 等芯片進(jìn)行串口電平轉(zhuǎn)換。 圖 4.2 載波模塊通訊連接示意圖4.1.5 要點說明(1) 工作電源需在規(guī)定的要求范圍內(nèi) BWP08 使用 5V-12VDC 供電，電壓不能高于 12V，最低不能低于 4.5V，必須保證模塊的供電電源在規(guī)定的范圍內(nèi)。 （2） 正確進(jìn)行通訊端口的連接 BWP08 模塊提供 TTL 電平的

33、通訊口，串口波特率共有四種進(jìn)行選擇 （1200bps、2400bps、4800bps、9600bps），在正常使用前必須正確地配置好模塊的參數(shù)，如果模塊的串口波特率與用戶系統(tǒng)的串口波特率不一致，那么將導(dǎo)致模塊無法接收用戶數(shù)據(jù)，還無法將電力線上的數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶。 （3） 電力線上載波波特率必須保持一致 由于 BWP08 電力載波模塊的載波波特率可以設(shè)置，所以用戶在實際使用前必須根據(jù)自身系統(tǒng)所處實際應(yīng)用環(huán)境選擇好線上通訊波特率，不同波特率的模塊無法相互通訊。按照正常情況，載波波特率越低，數(shù)據(jù)傳輸越可靠、傳輸距離也越遠(yuǎn)。（4） 載波數(shù)據(jù)傳輸類型必須一致 在應(yīng)用中，BWP08 的載波波特率及載波頻率一

34、致的情況下，就可以相互通訊，即使串口波特率不一致也可以，但前提條件是：載波數(shù)據(jù)的傳輸類型必須一致。目前 BWP08 載波模塊有兩種傳輸類型，一種是定長傳輸，另一種是定幀傳輸。如果定長類型的模塊與定幀類型的模塊相互混用，那么將導(dǎo)致定幀模塊每次都會接收到最大幀長度的字節(jié)數(shù)，因為定長模塊在發(fā)送時，不發(fā)送幀尾，定幀類型的模塊由于收不到幀尾，所以無法判斷用戶數(shù)據(jù)何時結(jié)束，將一直處于接收狀態(tài)，直到收滿最大幀長度為止。如果定幀類型的模塊向定長類型的模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，那么定長模塊只接收預(yù)設(shè)的字節(jié)數(shù)后便停止接收，如果發(fā)送的字節(jié)數(shù)小于預(yù)設(shè)的字節(jié)長度，那么模塊將接收線上噪音數(shù)據(jù)，只到收滿預(yù)設(shè)長度為止。所以在正常情況下，

35、一個網(wǎng)絡(luò)中，必須將所有模塊的傳輸類型保持一致。 （5） 如果通訊距離達(dá)不到要求，應(yīng)使用軟中繼功能 在使用中，實際的通訊距離達(dá)不到要求，可以采用兩種方式，一種是縮短兩個模塊的安裝距離，另一個就是采用軟中繼功能，以此增加通訊距離。（6） 保證相互通信的模塊處于電力線的同一相中 在使用時，需要確認(rèn)相互通訊的模塊處于電力線的同一相中，由于 BWP08 電力載波模塊不能跨相傳輸數(shù)據(jù)，所以如果相互通訊的模塊如果不處于同一相中，那么有可能導(dǎo)致通訊失敗。 4.1.6 電力載波調(diào)制解調(diào)電路的設(shè)計 首先要理解的是電路中電力載波模塊的供電電壓是直流的低電壓，另外它不同于一些通訊模塊是靠無線通訊實現(xiàn)的，電力載波模塊的

36、通訊途媒介則是電力線，這也就是電力載波通訊的特點所在，但正因為如此，電力載波固有的信號衰減、阻抗失配以及交流線路中的等幅震蕩干擾等問題就不可避免了，因此，上述問題都是系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點。 在進(jìn)行了充分的方案論證與分析后，我們設(shè)計并使用了推挽式驅(qū)動電路，推挽式驅(qū)動電路的最大優(yōu)點就是具有良好的穩(wěn)定性以及較好的濾波性。如下圖所示是推挽式驅(qū)動電路的電路圖：圖4.3 推挽式驅(qū)動電路4.1.7 電力載波模塊設(shè)計總結(jié)在電路設(shè)計的過程中，逐步了解了對于這種高低電壓間的驅(qū)動電路設(shè)計 的方法和其主要功能，這些功能是如何實現(xiàn)的，通過對這些電路的設(shè)計也更加深刻的理解了電力載波的實質(zhì)所在，把它和我們以前使用的通訊模塊

37、都有了更加清晰的認(rèn)識。4.2 系統(tǒng)電源的設(shè)計在本系統(tǒng)中，有電力線上的交流高電壓220V，也有12伏和5伏的直流低電壓，為了使將來做出來的系統(tǒng)達(dá)比較簡易的效果，所以要設(shè)計一個穩(wěn)定輸出的開關(guān)電源。該電源的目的就是將交流的高電壓轉(zhuǎn)化為直流低電壓提供單片機、電力載波調(diào)制解調(diào)模塊等器件的供電，因此就不需要在電路板上攜帶另外的電池，為了達(dá)到這一目的，我們使用的是一個現(xiàn)成自制的12V開關(guān)電源電源，這樣電路的整體性就比較強。系統(tǒng)中使用的開關(guān)電源是自己動手制作，參閱了很多關(guān)于開關(guān)電源的資料。本電源主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電

38、路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。其中D1D4、T3、C13構(gòu)成整流濾波電路，主要將交流高壓整流為直流電壓，然后在對其濾波。電阻R9為主控芯片提供啟動足夠的電流使芯片正常工作。R8、C9以及FR107組成高壓吸收電路，對電路進(jìn)行高壓保護。C11、C12和L3組成輸出整流濾波電路，進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電壓。電阻R12、R13、R17、R18和光耦PC817A構(gòu)成輸出反饋電路，芯片根據(jù)反饋調(diào)整高頻變壓器的開關(guān)頻率，從而達(dá)到電壓穩(wěn)定輸出的目的。圖8為開關(guān)電源電路示意圖： 圖 4.4 開關(guān)電源電路的設(shè)計該電路中的關(guān)鍵器件TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端

39、可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值。由于系統(tǒng)中電力載波調(diào)制解調(diào)電路使用12V供電，所以電阻選用R15、R16為開關(guān)電源輸出穩(wěn)定的12V，再使用降壓芯片7805降至5V為主控芯片及外圍電路供電。4.3 協(xié)調(diào)器硬件電路設(shè)計4.3.1 ARM S3C2440芯片概述S3C2440A采用ARM920T內(nèi)核，集成很多片上功能：有外部儲存控制器，16KB指令Cache（I-Cache）/16KB數(shù)據(jù)Cache（D-Cache）。集成LCD專用DMA的LCD控制器（支持最大4K色STN和256K色TFT），4路擁有外部請求引腳的DMA控制

40、器，3路URAT、2路SPI，2路USB主機控制/1路USB期間控制，4路PWM定時器/1路內(nèi)部定時器/看門狗定時器，8路10位ADC和觸摸屏接口，具有日歷功能的RTC，130個通用I/O，24個外部中斷源。并帶PLL的片上時鐘發(fā)生器，有IIC總線接口、IIS音頻編解碼器接口和AC97編解碼器接口。電源控制有這四種模式：正常，慢速，空閑，睡眠模式。4.3.2 S3C2440模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和觸摸屏接口10 位CMOS 的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）是有8 通道模擬輸入的循環(huán)類型設(shè)備。其轉(zhuǎn)換模擬輸入信號到10 位的數(shù)字編碼，最大的轉(zhuǎn)換率是在2.5MHz 轉(zhuǎn)換時鐘下達(dá)到500KSPS。AD 轉(zhuǎn)換器支持

41、片上采樣和保持功能及掉電模式。觸摸屏接口可以控制或選擇觸摸屏觸點用于XY 坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。觸摸屏接口包括觸摸觸點控制邏輯和有中斷產(chǎn)生邏輯的ADC 接口邏輯。有以下工作特點：（1） 分辨率：10 位（2） 微分線性誤差：1.0LSB（3） 積分線性誤差：2.0LSB（4） 最大轉(zhuǎn)換速率：500KSPS（5） 低功耗（6） 供電電壓：3.3V（7） 輸入模擬電壓范圍：03.3V（8） 片上采樣保持功能（9） 普通轉(zhuǎn)換模式（10） 分離的XY 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換摸（11） 自動連續(xù)XY 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式（12） 等待中斷模式4.3.3 S3C2440通用異步接收器和發(fā)送器（UART） S3C2440通用異步接收器和發(fā)

42、送器（UART）提供了三個獨立的異步串行I/O（SIO）端口，每個端口都可以在中斷模式或DMA模式下操作。換言之，UART 可以生成一個中斷或DMA 請求用于CPU 和UART 之間的數(shù)據(jù)傳輸。UART 使用系統(tǒng)時鐘可以支持最高115.2Kbps 的波特率。如果一個外部設(shè)備提供UEXTCLK 給UART，UART 可以在更高的速度下工作。每個UART 通道對于接收器和發(fā)送器包括了2 個64 位的FIFO。S3C2440包括了可編程波特率，紅外傳輸接收，一個或兩個停止位，5 位6 位7 位8位數(shù)據(jù)長度和奇偶校驗。每個UART 包含一個波特率發(fā)送器，發(fā)送器，計數(shù)器和一個控制單元，波特率發(fā)生器可由P

43、CLK，F(xiàn)CLK/n 或UEXTCLK（外部輸入時鐘）來鎖定。發(fā)送器和接收器包含了64 位FIFO 和數(shù)據(jù)移位器。數(shù)據(jù)寫到FIFO 然后在被傳送前拷貝到發(fā)送移位器。數(shù)據(jù)通過發(fā)送數(shù)據(jù)引腳（TxDn）被發(fā)出。同時，接收數(shù)據(jù)通過接收數(shù)據(jù)引腳（RxDn）移入，然后從移位器拷貝到FIFO。4.3.4 S3C2440通用異步接收器和發(fā)送器（UART）的工作特點（1）基于DMA 或中斷操作的RxD0，TxD0，RxD1，TxD1，RxD2 和TxD2（2）有紅外和64 位FIFO 的UART 通道0 和1（3）有nRTS0，nCTS0，nRTS1 和nCTS1 的UART 通道0 和1（4）支持握手的發(fā)送和

44、接收4.3.5 協(xié)調(diào)器電路設(shè)計概述通過對電力載波調(diào)制解調(diào)模塊、S3C2440芯片、液晶屏和電源電路性能的了解和分析，并且對這些電路進(jìn)行功能上的銜接，最終確定該電路的詳細(xì)設(shè)計方案為：整個電路的起點是通過S3C2440芯片的串口接受電力載波調(diào)制解調(diào)模塊解調(diào)下來的信息，并且對信息解釋、處理和顯示，可以將控制終端命令借助電力載波電路調(diào)制到電力線發(fā)送出去，實現(xiàn)執(zhí)行模塊的控制。這就是整個協(xié)調(diào)器的主要線索和框架。鑒于設(shè)計中各功能對實時性要求比較高、多任務(wù)同時運行的原因，則在ARM處理器S3C2440芯片中嵌入了UC/OSII多任務(wù)、占先式實時操作系統(tǒng)來實現(xiàn)這一目標(biāo)。對于整個系統(tǒng)來說，協(xié)調(diào)器實現(xiàn)了各種信息的接

45、收、計算與顯示、解釋和處理、發(fā)送終端設(shè)備的控制命令等功能，信息的采集則要從感知模塊得到，終端設(shè)備命令的由執(zhí)行模塊響應(yīng)，實現(xiàn)了循環(huán)控制。本系統(tǒng)只有一個協(xié)調(diào)器，而感知模塊和執(zhí)行模塊可以有很多個，由此可以構(gòu)成一個星狀的發(fā)散結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)一對多的控制形式，構(gòu)成了一種基于電力載波通信組成的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。4.4 執(zhí)行模塊和感知模塊的設(shè)計4.4.1 感知模塊的設(shè)計 BWP08電力載波調(diào)制解調(diào)模塊、開關(guān)電源模塊、PIC16F688單片機處理模塊為執(zhí)行和感知模塊的公共部分，環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊為感知模塊所特有，可控硅控制模塊為執(zhí)行模塊所特有的。下面從電路組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明：環(huán)境數(shù)據(jù)采集電路分為兩部分：溫濕度采集和光

46、照強度采集。溫濕度采集使用SHT10傳感器，其采用專利的CMOSens 技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片上，與14 位的A/D 轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實現(xiàn)無縫連接，本設(shè)計中使用IIC通信方式實現(xiàn)芯片與單片機的數(shù)據(jù)交換。光照強度采集使用BPW34硅光電池，其采集到的微信號經(jīng)放大器TLV2372放大四倍后輸出，由微控制器PIC688的內(nèi)部12位A/D采集，其中放大器的輸出端接微控制器的PGD端。如圖4.5所示圖 4.5 光照強度采集電路感知模塊的硬件結(jié)構(gòu)采用底板和頂板的分體式設(shè)計思想。底板模塊由BW

47、P08電力載波調(diào)制解調(diào)電路、開關(guān)電源電路組成。其中開關(guān)電源為底板的BWP08電力載波調(diào)制解調(diào)電路和頂板的外圍電路供電，在底板上設(shè)有上下兩個雙排接口，頂板可鑲在底板上，雙方通過兩根串口線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。頂板模塊由PIC16F688單片機處理電路、環(huán)境數(shù)據(jù)采集電路、地址編碼器構(gòu)成。地址編碼器可手動設(shè)置產(chǎn)生不同感知模塊的本機地址，用于通信和區(qū)分其他模塊。其中PIC16F688單片機處理電路完成數(shù)據(jù)的解釋、處理與發(fā)送。此種結(jié)構(gòu)的設(shè)計為本系統(tǒng)提供了通用的底板，各模塊只需鑲嵌在底板就可正常工作，易于統(tǒng)一控制。不同的模塊在其內(nèi)部EEPROM燒寫上與本模塊特有的特征，如本機地址等，在底板上電后便可獲得該模塊的獨

48、有的特征信息，由此區(qū)分其他模塊。另外該結(jié)構(gòu)的實物（感知模塊）和常用充電器一般大小，元件布局緊湊，安裝比較方便。因此該結(jié)構(gòu)具很強的通用性，是本系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵點和創(chuàng)新點。以綠線為界，左半部分為底板，右半部分為頂板，如圖 4.6所示：圖 4.6 分體式PCB結(jié)構(gòu)圖4.4.2 執(zhí)行模塊的設(shè)計 執(zhí)行模塊的設(shè)計主要是可控硅控制電路的設(shè)計，下面主要介紹可控硅控制電路，其用到的主要器件是控制芯片WS100T10、光耦P620、光耦MOC3022、和可控硅BT136。圖4.7 可控硅控制電路在圖4.7中，電阻R7、R8、R9、R13、光耦P620組成交流同步信號采集電路，為控制芯片WS100T提供交流同步信號

49、。電阻R3、R4、R6、光耦MOC3022、以及可控硅BTA16組成功率輸出電路，控制用電器的通斷，其中MOC3022的隔離、抗干擾作用非常重要。由于控制芯片WS100T與微控制器通過SPI方式進(jìn)行通信，利用軟件控制比較簡單，相對于繼電器控制，其有導(dǎo)通角可調(diào)、吸合無噪聲、抗干擾能力強、導(dǎo)通后功率和發(fā)熱量比較低等特點。因此，在設(shè)計執(zhí)行模塊時選用可控硅來控制電器，可使用電器的控制更加穩(wěn)定、可靠、安全。WS100T10是一塊用于工頻50Hz/60Hz 交流控制系統(tǒng)的專用集成電路，采用 CMOS 工藝制造。與外部交流脈沖同步的全數(shù)控精密雙通道雙向控硅移相觸發(fā)電路。每個通道單獨控制，并提供多種控制方式以

50、滿足用戶不同的應(yīng)用要求。特點為：低壓CMOS工藝制造、工作電壓（VDD5V）、 移相角度0-180 、用戶控制方式可選擇。發(fā)送 0XXXXXXX 是控制第 7 腳，1XXXXXXX 是控制第 6 腳，XXXXXXX=0 輸出恒低電平（關(guān)閉）XXXXXXX=1 全功率輸出，從1到80（50Hz）功率從最大到關(guān)閉，60Hz從 1 到 100 是全功率到關(guān)閉。管腳說明：管腳編號管腳名稱輸入/輸出功能描述1VDD電源+5V端2DATAIN根據(jù)型號有不同的定義3CLKIN（同上）4STBIN（同上）5AC_CP_ININ交流同步脈沖輸入6CH2_OUTOUT通道2觸發(fā)脈沖輸出7CH1_OUTOUT通道1

51、觸發(fā)脈沖輸出8VSS電源地表4.2 管腳說明4.5 電路硬件的封裝在本系統(tǒng)設(shè)計中，由于使用的原件比較多，而且有很多的IC器件，為了減小最終的模塊體積，電路中所有的芯片大多都使用的是貼片的元件，利用貼片元件體積小的貼點來減小模塊的體積，從而達(dá)到設(shè)計的要求。而在變壓器之前的一部分元件，由于電壓較高，電流過大的緣故，所以還是使用普通封裝。以下是系統(tǒng)中所用到的貼片元件的封裝形式：阻值（歐）封裝阻值（歐）封裝2K080522K08051K080522K1206620080547k080510K0805680k08056800805680k120668012065100805100080551012062

52、2K08053300805表4.3 電阻的元件封裝形式名稱電容值名稱電容值303無極性電容6800PF1040.1uF極性電容1100uF1051uF極性電容24.7uF1021000PF無極性電容20PF1021000PF無極性電容100PF1030.01uF極性電容3470uF表4.4 電容的元件封裝形式名稱封裝TVSIP6KE20CA1206IN4148SOD-12351V穩(wěn)壓二極管1206 表4.5 二極管的原件封裝形式 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計說明 軟件分為協(xié)調(diào)器、感知模塊、執(zhí)行模塊三部分。協(xié)調(diào)器部分在前面已解釋，這里不再贅述。感知程序：程序初始化后通過讀PORTA口和P

53、ORTC口獲得本機地址，然后等待串行中斷，接收數(shù)據(jù)，然后根據(jù)主控芯片的解釋和處理，發(fā)送溫濕度光照數(shù)據(jù)。此外內(nèi)部設(shè)置了驅(qū)動事件，如高溫高濕度由感知模塊自動發(fā)送采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)環(huán)境的循環(huán)監(jiān)控。 執(zhí)行模塊程序：先對程序進(jìn)行初始化，然后依次校驗地址碼，校驗完后依次校驗命令字，校驗合適后便依次轉(zhuǎn)入相對應(yīng)的程序，將編碼通過PORTC3口送入WS100T10芯片，繼而控制可控硅。5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計概要5.2.1 協(xié)調(diào)器模塊 程序主流程圖如圖5.1所示。圖5.1 協(xié)調(diào)器主流程圖協(xié)調(diào)器模塊的程序較為復(fù)雜，由于是對感知模塊的數(shù)據(jù)采集即對執(zhí)行模塊的控制，在時間上要求比較嚴(yán)格，則需使用實時操作系統(tǒng)，協(xié)調(diào)器上使用UC/OS-II操作系統(tǒng)，本系統(tǒng)公開源代碼、有很強的可移植性、可固化可剪裁、屬于占先式內(nèi)核，可以管理64個任務(wù)（系統(tǒng)保