電力線(xiàn)載波通信技術(shù)智能家居應用分析

　　1、智能家居主流技術(shù)

　　智能家居誕生很早，進(jìn)入我國也有十幾年的時(shí)間，但智能家居在我國的發(fā)展卻一直不溫不火，直到近年隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用推廣，該領(lǐng)域才被大眾所廣泛認知。2012年初，國家確定將智能家居列入“十二五”規劃的九大產(chǎn)業(yè)。近兩三年來(lái)，智能家居快速發(fā)展，家電企業(yè)，安防對講廠(chǎng)家以各自的優(yōu)勢產(chǎn)品為切入點(diǎn)，紛紛加入智能家居行業(yè)，國內外品牌都在搶奪這塊市場(chǎng)。

　　智能家居本質(zhì)上是為人服務(wù)、為家庭服務(wù)，是為了改善人們的生活舒適度，提高生活質(zhì)量。從技術(shù)的角度來(lái)看，關(guān)鍵還是相關(guān)技術(shù)的發(fā)展能否適合人們對于現代家庭生活的更高需求。智能家居的應用要求是：

　　使用方便，無(wú)論老人還是孩子都可以輕松操作；

　　擴展隨心所欲，根據需要想加就加，自己就能DIY；

　　產(chǎn)品性能穩定，使用安全；

　　安裝非常簡(jiǎn)單，無(wú)論新房還是舊房都可使用；

　　智能家居產(chǎn)品要想能夠像計算機、手機一樣走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，真正惠及每個(gè)人的生活，就必須滿(mǎn)足以上最基本的要求。而要實(shí)現上述目標，其產(chǎn)品所采用的技術(shù)是關(guān)鍵，那么，我們先來(lái)看看智能家居領(lǐng)域的主流技術(shù)。

　　智能家居主流技術(shù)

　　智能家居領(lǐng)域由于其多樣性和個(gè)性化的特點(diǎn)，也導致了技術(shù)路線(xiàn)和標準眾多，沒(méi)有統一通行的技術(shù)標準體系。從技術(shù)應用角度來(lái)看主要有三類(lèi)主流技術(shù)：

　　總線(xiàn)技術(shù)

　　總線(xiàn)技術(shù)的主要特點(diǎn)是所有設備通信與控制都基于一條總在線(xiàn)，是一種全分布式智能控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，其產(chǎn)品模塊具有雙向通信能力，以及互操作性和互換性，其控制部件都可以編程。市場(chǎng)上比較有影響力的總線(xiàn)技術(shù)包括LonWorks、KNX、EIB、CAN、BACNet等?？偩€(xiàn)技術(shù)類(lèi)產(chǎn)品比較適合于樓宇智能化以及小區智能化等大區域范圍的控制，其優(yōu)勢在于技術(shù)成熟、系統穩定、可靠性高，應用也比較廣泛，但一般設置安裝比較復雜，造價(jià)較高，工期較長(cháng)，只適用新裝修或對舊房進(jìn)行改造需要重新布線(xiàn)的用戶(hù)，且后期需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行維護。

　　無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

　　無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)眾多，目前已經(jīng)成功應用在智能家居領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)方案主要包括：射頻（RF）技術(shù)（頻帶大多為315 和433MHz）、IrDA紅外線(xiàn)技術(shù)、HomeRF 協(xié)議、Zigbee 標準、Z-Wave 標準、Z-world 標準、X2D 技術(shù)等。無(wú)線(xiàn)技術(shù)方案的主要優(yōu)勢在于無(wú)需布線(xiàn)，安裝方便靈活，而且根據需求可以隨時(shí)擴展或改裝。而無(wú)線(xiàn)通信最大的缺點(diǎn)在于信號容易受干擾，導致系統不穩定，直接影響用戶(hù)體驗。

　　電力線(xiàn)載波通信技術(shù)

　　電力線(xiàn)載波通信技術(shù)充分利用現有的電網(wǎng)，兩端加以調制解調器，直接以50Hz 交流電為載波，再以數百KHz的脈沖為調制信號，進(jìn)行信號的傳輸與控制。電力載波技術(shù)優(yōu)勢非常明顯，成本低、有現成的電源線(xiàn)、一線(xiàn)兩用，價(jià)格低廉，延伸方便，不需要重新架設網(wǎng)絡(luò )，只要有電力線(xiàn)，就能進(jìn)行數據傳遞，即充分利用現有的電力網(wǎng)，便能簡(jiǎn)單地實(shí)現家居智能化的改造，只要有供電網(wǎng)絡(luò )的環(huán)境就能夠使用。

　　從技術(shù)和成本角度，電力線(xiàn)載波通信技術(shù)更具優(yōu)勢：

　　。健康環(huán)保：現在技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)有夠多的射頻污染在傷害著(zhù)我們的身體，電力載波通過(guò)實(shí)實(shí)在在的電力線(xiàn)在傳輸信號，所以不會(huì )產(chǎn)生任何的對身體有害的射頻干擾；

　　。安裝調試簡(jiǎn)單：無(wú)需額外布線(xiàn)，，其充分利用現有的電力網(wǎng)便能簡(jiǎn)單地實(shí)現家居智能化的改造，用戶(hù)只需換個(gè)開(kāi)關(guān)即可實(shí)現智能控制，這為已裝修好房子的住戶(hù)提供了享受智能家居的可能；

　　。信號穩定：沒(méi)有所謂的穿墻能力的干擾，在任何一個(gè)場(chǎng)所，電力線(xiàn)的零火線(xiàn)都是通的，只要是通的就能傳送信號。

　　2、電力載波技術(shù)在智能家居應用

　　電力載波在國外智能家居領(lǐng)域的應用已經(jīng)有幾十年，在智能家居進(jìn)入我國時(shí)，電力載波也是最先被引入的技術(shù)，然而傳統的電力線(xiàn)載波也存在許多弱點(diǎn)，如通道干擾大、信息量小、頻率擁擠等，同時(shí)傳統窄帶調制技術(shù)傳輸速率較低（傳輸一個(gè)指令需要0.883s）。這使得在過(guò)去較長(cháng)的一段時(shí)間限制了電力載波技術(shù)在智能家居行業(yè)的應用。隨著(zhù)電力載波技術(shù)的不斷發(fā)展，國內載波芯片廠(chǎng)家已開(kāi)發(fā)出使用OFDM調制技術(shù)的載波通信系統，峰值通信速率可以達到400kbps，穩定運行通信速率也已經(jīng)達到100kbps，足以滿(mǎn)足現有智能家居應用對速率的需求，也讓我們看到電力載波在智能家居領(lǐng)域應用的廣闊前景。

　　例如某智能家居公司開(kāi)發(fā)的采用BPSK調制方式的電力載波智能產(chǎn)品，完全能滿(mǎn)足智能家庭控制的需求，同時(shí)能夠實(shí)時(shí)檢測設備用電，為用戶(hù)了解用電情況，提高用電效率提供了有效的工具。另外，該產(chǎn)品也能夠與該品牌的其他系列產(chǎn)品無(wú)縫銜接，實(shí)現豐富的智能功能應用。再通過(guò)對通信數據進(jìn)行協(xié)議加密，可以確保通信的可靠性和安全性。

　　電力計量，助力節能環(huán)保

　　低碳、節能、可持續發(fā)展，這是近年來(lái)國家不斷倡導的生活方式，節能環(huán)保的概念也已經(jīng)深入人心。對于家庭用戶(hù)如何做才能達到更好的節能效果呢，顯然，能做的事情要比把白熾燈泡換成節能燈泡多得多。知己知彼，百戰不殆，要想節能，首先必須知道家庭用能設備的能耗情況，電力載波產(chǎn)品對用能設備的能耗數據采集有著(zhù)天然的優(yōu)勢，該系列產(chǎn)品中的電力計量模塊可以對每一個(gè)或每一組家庭用電設備進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測統計，就可以了解家庭用電的實(shí)際情況，然后根據這些數據進(jìn)行分析，進(jìn)而制定一套自家的節能方案。在電力載波模塊和負載間安裝REM計量模塊，就可以實(shí)時(shí)獲取該路負載的用電數據。

　　對于電器用電量的統計，可以采用分時(shí)段，比如按照電費的峰時(shí)段和谷時(shí)段，對不同家用電器可以采用對每個(gè)設備進(jìn)行計量或每一類(lèi)電器進(jìn)行計量，如照明用電，空調用電等。在采集了有關(guān)電力消耗和各種設備情況準確實(shí)時(shí)的數據后，可以在智能交互終端上顯示出來(lái)；可以通過(guò)一些計算公式將原始數據轉換成人們所熟悉的信息，如耗電多少，需要付多少電費；也可以以圖表形式展示。亦或通過(guò)智能軟件對數據進(jìn)行分析、挖掘，自動(dòng)優(yōu)化匹配各類(lèi)家電設備，來(lái)達到幫助人們更好地管理、節約、監控、優(yōu)化家庭能源使用的效果。打造家庭綠色生活，在減輕環(huán)境負擔的同時(shí)，也可以充分提高家庭生活的舒適度。

　　如果將該系統應用在酒店客房，可以針對每個(gè)客房客人入住時(shí)間內的用電量進(jìn)行統計，通過(guò)提供節能獎勵等方法倡導低碳環(huán)保。如果將該系統應用于商務(wù)樓宇，在需要的位置安裝電力計量模塊進(jìn)行能耗統計，然后根據數據分析對設備用戶(hù)和照明用電進(jìn)行優(yōu)化管理。

　　3、即插即用，觸手可及的智能家居

　　從智能家居概念提出至今，智能家居似乎一直都在研究和試圖迎合高端人群的需求，高端的定位，貴族的價(jià)格，動(dòng)輒幾萬(wàn)、十幾萬(wàn)、甚至幾十萬(wàn)的系統，還必須對家里重新布線(xiàn)，這讓普通百姓對智能家居的感受是多么地遙不可及。

　　而電力載波智能家居產(chǎn)品在家居中的應用最大的特點(diǎn)就是無(wú)需額外布線(xiàn)，只需在普通開(kāi)關(guān)面板后面加裝電力載波模塊，或者用帶控制面板的電力載波開(kāi)關(guān)替代原有的普通開(kāi)關(guān)，也可以通過(guò)裝載了配套應用軟件的移動(dòng)終端進(jìn)行控制，就可以輕松地體驗智能控制所帶來(lái)的便利。

　　1、任何對智能家居有興趣或者希望先嘗試體驗一下的客戶(hù)，都可以先試裝幾個(gè)產(chǎn)品，待實(shí)際體驗后，再考慮將系統進(jìn)行擴展；

　　2、最簡(jiǎn)單的系統組成，不需要昂貴的價(jià)格，就能讓便利的生活觸手可及，智能家居體驗不再只是貴族的享受；

　　3、對于行動(dòng)不便的老人或殘疾人，這讓便利更加的實(shí)在，智能家居不再只是一個(gè)概念，而是能夠實(shí)實(shí)在在地惠及到有需要的人。

　　擴展隨心所欲，與其他系統互融互通

　　電力載波智能家居系統功能實(shí)現的方式可以簡(jiǎn)單，如通過(guò)用戶(hù)來(lái)直接對家庭設備進(jìn)行各種操作，如遙控開(kāi)關(guān)窗簾，遠程切斷電視機電源；也可以復雜，如用戶(hù)可以設置場(chǎng)景（批量執行控制指令）、定時(shí)啟動(dòng)、條件執行等，系統在任何時(shí)候都能夠方便地進(jìn)行擴展，也可以與其他智能家居系統互融互通，如圖3所示，可以滿(mǎn)足用戶(hù)不斷變化和增長(cháng)的需求。

　　結束語(yǔ)

　　智能家居正逐漸從最初的“理想很豐滿(mǎn)，現實(shí)很骨感”的境遇中走出，將走進(jìn)尋常百姓人家，便捷人們的生活，提升人們的生活質(zhì)量。從技術(shù)的創(chuàng )新角度來(lái)看，雖然智能家居系統技術(shù)推陳出新、層出不窮，但各項技術(shù)都有自己的優(yōu)勢與特點(diǎn)，都有它最適合的應用環(huán)境，可能短時(shí)間內誰(shuí)也無(wú)法完全替代誰(shuí)，只是不同技術(shù)在各種場(chǎng)合的適應性不同。根據內容和環(huán)境需要，選擇最合適的技術(shù)，能夠為用戶(hù)提供實(shí)際的幫助，達到理想的效果才是最重要的。