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研究生：	李榮哲 Lee, Jung-Tse
論文名稱：	身心障礙者家庭自動化系統之電力線傳輸技術的研製與改良 Development and Improvement of the Technology of Power Line Network on Home Automation System for The Disable
指導教授：	羅錦興 Luo, Ching-Hsing
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電機資訊學院 - 電機工程學系 Department of Electrical Engineering
論文出版年：	2003
畢業學年度：	91
語文別：	中文
論文頁數：	58
中文關鍵詞：	電力線、家庭自動化
外文關鍵詞：	HomeAutomation, PowerLine
相關次數：	點閱：108 下載：2
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家庭自動化系統推行自今已有一段不算短的時間了，但是其功能設計都是針對一般正常的使用者為考量，但就實際面來說身心障礙者才是最需求家庭自動化系統的一群，也是最容易被忽略的一群，也就因為如此本系統才特別針對身心障礙者所設計。
在系統中是使用電力線為構成家庭自動化的主要傳輸媒介，是將現有的X-10規格上的缺點加以改良並且模組化，利用改良過的X-10模組，再透過電力線載波網路聯繫與控制所有電力線上的家電產品，本系統主機更安裝有可學習型的紅外線遙控功能，可學習原有的紅外線遙控器並直接控制紅外線家電產品，譬如電視、冷氣機等。
為了讓人能更方便地使用本系統，系統在使用者輸入介面部份還包含了系統主機上的按鍵以及電話遙控。本系統藉著電源載波的方式傳遞由系統主機傳出的控制命令，當接收端的家電模組收到控制命令時，才依照命令執行動作，達到家庭自動化的目的。

The system of home automation has been around for quite a period of time. However, the main function of the design has been focused on the use of normal people, while those who are handicapped, both mentally and physically, have been in great need for the system. Practically speaking, it is the disabled people that need the assistance of the system of home automation more than anyone else, and it is also true that their need for the system has been most overlooked. Therefore, the main concept of our system is designed to meet the need of the disabled at home.
In this system of home automation, the main transmission medium is constructed with power line. In the meantime, the standard of current X-10 is improved and put together as a module. This system makes use of radio frequency to control and interact with the household appliances over the power line network. In addition, there is an infrared module with learning functions to include the available signals from those infrared remote controllers coming with all those home appliances and can directly have a whole control of those infrared devices such as televisions and air conditioners.
To be more user friendly and handled in a more conveniently way, the interface of the users of the system also includes keyboards on the equipment and phone remote control. The modules of different home appliances can only respond and work when they get those commands from their receivers; in this way, the purpose of home automation is implemented.

第一章緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1-1 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1-2 研究目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1-3 章節提要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第二章電源線傳輸原理及比較. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2-1 專用線. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2-2 電源線載波. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2-2-1 調變技術. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2-2-2 展頻技術. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2-2-3 電力線傳輸技術之比較. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2-3 X-10 規格簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2-3-1 X-10 傳輸理論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2-3-2 X-10 目前缺點. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2-4 改良式X-10 的系統架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2-4-1 傳輸速度提昇. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2-4-2 雙向傳輸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2-4-3 多位元數編碼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2-5 改良式X-10 的信號傳輸量測. . . .. . . . . . . . . . . . . . 16
第三章系統設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3-1 系統基本架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3-2 系統功能設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3-2-1 家電即時控制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3-2-2 家電預約控制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3-2-3 家電狀況查詢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3-2-4 電話遠端遙控家電. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3-2-5 受控家電的增加及刪除. . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3-2-6 紅外線學習及遙控家電. . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3-2-7 語音引導操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3-2-8 家庭保全及警報通知. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3-3 系統運作概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
第四章系統模組功能及硬體. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4-1 系統主機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4-2 全方位IR 遙控器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4-3 入牆式插座模組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4-4 入牆式開關模組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4-5 延長線型插座模組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4-6 保全模組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4-7 硬體電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4-7-1 微控制器1（ATmega103）. . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4-7-2 繪圖型液晶顯示模組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4-7-3 鍵盤輸入介面電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4-7-4 紅外線發射與接收電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4-7-5 電話撥接電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4-7-6 語音錄放電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4-7-7 串列傳輸電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4-7-8 記憶體單元. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4-7-9 改良式X-10 傳輸接收模組. . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4-7-10 電源部分-系統主機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4-7-11 微控制器2（AT90S8515）. . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4-7-12 電源部分-模組部分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4-8 模組實體照片. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
第五章系統操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5-1 系統操作介面. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5-2 系統操作流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5-2-1 保全檢知狀況. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5-2-2 家電監控. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5-2-3 受控家電編修. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5-2-4 系統設定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
第六章結論與未來發展. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6-1 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6-2 系統優點. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6-3 未來展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
6-4 研究限制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
                                    

1、 Atmege103 Data Sheet ,Atmel Corporation
2、 AVR8535 Data Sheet ,Atmel Corporation
3、 Dave Rye,”X-10 POWERHOUSE TECHNICAL NOTE” Revision 2.4.
4、 ISD4003-04 Data Sheet華邦電子公司
5、 Shwehdi, M.H. “A power line data communication interface using spread spectrum technology in home automation”, IEEE Trans. on Power Delivery, July 1996.
6、 R. Gershon, D. Propp, “A Token Passing Network for Power Line Communications ”, IEEE Trans. on Consumer Electronics, May 1991.
7、李齊雄、黃鴻斌編著，「LCD液晶顯示模組原理與實作」，儒林圖書公司，1994
8、蕭燈鋪編著，「8051專題製作中文系統理論與實作」，益眾資訊有限公司，1996
9、李齊雄、鄭顏雄編著，「微控制器原理與實作」，儒林圖書公司，1998
10、林容益編著，「AVR高速16位元單晶片微控制器應用－基礎篇」，全華科技圖書股份有限公司，1999
11、翁慧盈著，” 遠距視窗家庭自動化系統”，國立成功大學碩士論文，民國88年5月
12、陳彥宏著，”身心障礙者家庭自動化之無線控制與電力線網路系統”，國立成功大學碩士論文，民國89年6月

校內：立即公開
校外：2003-07-08公開

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