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。
4 远程Andriod终端软件设计
随着物联网及互联网在智能家居中的应用以及智能手机操作系统Android的不断发展，结合2G／3G／WiFi网络通信方式，通过Android系统的手机终端实现远程控制家庭设备已经成为现实。
4．1 远程Andriod终端系统设计
系统主要包含了网络连接、数据传输、消息包截取、消息包解析、消息包处理、用户界面6个子模块。当用户启动了该手机终端控制系统之后，首先和网关建立通信连接，为后续的数据传输奠定基础。数据传输模块是作为一个单独的线程出现的一方面，主要是考虑到网络数据传输的时间不确定性，避免阻塞主UI线程；另一方面，独立出来是为了将来传输协议更改之后，数据传输不受影响，提高了代码的重用性。由于接收到的数据都是字节流的，因此需要根据消息包的约定方式从数据中截取正确的消息包，同时根据消息包的类型和消息名调用相应的函数进行处理。用户界面模块则为用户提供了一个友好操作的平台。各模块具体介绍如下。
网络连接模块：系统在启动后，连接上网络，然后通过网络与服务器端的网关模块建立通信连接，进而传输用户所选择的查询或者控制命令。
数据传输模块：该系统一方面要发送各种请求包向服务器请求房间、节点等状态信息，发送一些控制包去管理各个节点设备的状态，另一方面也要接收从服务器端返回来的各种向用户显示的数据包。
消息包截取模块：在接收到从服务器返回的数据之后，由于数据是字节流的，所以要根据约定按照包头、包长和包尾从中截取出可用的正确消息包。
消息解析包模块：在截取消息包之后，根据约定好的包组装字段对消息包进行解析，从中得到包类型、消息名和附带的消息数据，以便后续模块进行相应的处理。
消息包处理模块：依据解析得到的包类型和消息名，对包中的数据进行处理，取得所需要的控制节点的相关状态信息。
用户界面模块：提供一个简单易用的用户界面，这里主要有以下几个子界面，首先用户看到的是软件的欢迎及启动界面；第2个是房间选择界面，根据房间号码选择所要进行操作的房间；第3个是控制节点选择界面，用户选定节点，接着选择对各种设备是进行控制还是查询，若是查询则把从服务器接收到的内容显示到状态显示界面，如果是控制命令则将控制命令发送给网关，由网关转发给控制器。
4．2 远程Android终端系统界面
通过Android系统远程控制设备时的软件界面如图6所示。
结语
本文立足于电力线载波通信技术，基于μC／OS实时控制系统和Android终端控制系统，研究开发了基于电力线载波通信的智能家居控制系统，介绍了高可靠、高稳定、强实时性的良好软件设计和符合国内发展现状的硬件设计，通过电力线载波通信方式为用户提供安全、舒适、便利、信息畅通的高效居住和生活环境。经过实际测试，系统满足运行要求，在进一步测试和优化后可投入市场。
