電力線載波通信技術智能家居應用分析

　　1、智能家居主流技術

　　智能家居誕生很早，進入我國也有十幾年的時間，但智能家居在我國的發(fā)展卻一直不溫不火，直到近年隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的應用推廣，該領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(guī)劃的九大產(chǎn)業(yè)。近兩三年來，智能家居快速發(fā)展，家電企業(yè)，安防對講廠家以各自的優(yōu)勢產(chǎn)品為切入點，紛紛加入智能家居行業(yè)，國內(nèi)外品牌都在搶奪這塊市場。

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

　　使用方便，無論老人還是孩子都可以輕松操作；

　　擴展隨心所欲，根據(jù)需要想加就加，自己就能DIY；

　　產(chǎn)品性能穩(wěn)定，使用安全；

　　安裝非常簡單，無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、手機一樣走進千家萬戶，真正惠及每個人的生活，就必須滿足以上最基本的要求。而要實現(xiàn)上述目標，其產(chǎn)品所采用的技術是關鍵，那么，我們先來看看智能家居領域的主流技術。

　　智能家居主流技術

　　智能家居領域由于其多樣性和個性化的特點，也導致了技術路線和標準眾多，沒有統(tǒng)一通行的技術標準體系。從技術應用角度來看主要有三類主流技術：

　　總線技術

　　總線技術的主要特點是所有設備通信與控制都基于一條總在線，是一種全分布式智能控制網(wǎng)絡技術，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。市場上比較有影響力的總線技術包括LonWorks、KNX、EIB、CAN、BACNet等。總線技術類產(chǎn)品比較適合于樓宇智能化以及小區(qū)智能化等大區(qū)域范圍的控制，其優(yōu)勢在于技術成熟、系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性高，應用也比較廣泛，但一般設置安裝比較復雜，造價較高，工期較長，只適用新裝修或對舊房進行改造需要重新布線的用戶，且后期需要專業(yè)人員進行維護。

　　無線通信技術

　　無線通信技術眾多，目前已經(jīng)成功應用在智能家居領域的無線通信技術方案主要包括：射頻（RF）技術（頻帶大多為315 和433MHz）、IrDA紅外線技術、HomeRF 協(xié)議、Zigbee 標準、Z-Wave 標準、Z-world 標準、X2D 技術等。無線技術方案的主要優(yōu)勢在于無需布線，安裝方便靈活，而且根據(jù)需求可以隨時擴展或改裝。而無線通信最大的缺點在于信號容易受干擾，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，直接影響用戶體驗。

　　電力線載波通信技術

　　電力線載波通信技術充分利用現(xiàn)有的電網(wǎng)，兩端加以調(diào)制解調(diào)器，直接以50Hz 交流電為載波，再以數(shù)百KHz的脈沖為調(diào)制信號，進行信號的傳輸與控制。電力載波技術優(yōu)勢非常明顯，成本低、有現(xiàn)成的電源線、一線兩用，價格低廉，延伸方便，不需要重新架設網(wǎng)絡，只要有電力線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞，即充分利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)，便能簡單地實現(xiàn)家居智能化的改造，只要有供電網(wǎng)絡的環(huán)境就能夠使用。

　　從技術和成本角度，電力線載波通信技術更具優(yōu)勢：

　　。健康環(huán)保：現(xiàn)在技術的進步已經(jīng)有夠多的射頻污染在傷害著我們的身體，電力載波通過實實在在的電力線在傳輸信號，所以不會產(chǎn)生任何的對身體有害的射頻干擾；

　　。安裝調(diào)試簡單：無需額外布線，，其充分利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)便能簡單地實現(xiàn)家居智能化的改造，用戶只需換個開關即可實現(xiàn)智能控制，這為已裝修好房子的住戶提供了享受智能家居的可能；

　　。信號穩(wěn)定：沒有所謂的穿墻能力的干擾，在任何一個場所，電力線的零火線都是通的，只要是通的就能傳送信號。

　　2、電力載波技術在智能家居應用

　　電力載波在國外智能家居領域的應用已經(jīng)有幾十年，在智能家居進入我國時，電力載波也是最先被引入的技術，然而傳統(tǒng)的電力線載波也存在許多弱點，如通道干擾大、信息量小、頻率擁擠等，同時傳統(tǒng)窄帶調(diào)制技術傳輸速率較低（傳輸一個指令需要0.883s）。這使得在過去較長的一段時間限制了電力載波技術在智能家居行業(yè)的應用。隨著電力載波技術的不斷發(fā)展，國內(nèi)載波芯片廠家已開發(fā)出使用OFDM調(diào)制技術的載波通信系統(tǒng)，峰值通信速率可以達到400kbps，穩(wěn)定運行通信速率也已經(jīng)達到100kbps，足以滿足現(xiàn)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域應用的廣闊前景。

　　例如某智能家居公司開發(fā)的采用BPSK調(diào)制方式的電力載波智能產(chǎn)品，完全能滿足智能家庭控制的需求，同時能夠實時檢測設備用電，為用戶了解用電情況，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)品無縫銜接，實現(xiàn)豐富的智能功能應用。再通過對通信數(shù)據(jù)進行協(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(jié)能環(huán)保

　　低碳、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展，這是近年來國家不斷倡導的生活方式，節(jié)能環(huán)保的概念也已經(jīng)深入人心。對于家庭用戶如何做才能達到更好的節(jié)能效果呢，顯然，能做的事情要比把白熾燈泡換成節(jié)能燈泡多得多。知己知彼，百戰(zhàn)不殆，要想節(jié)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(shù)據(jù)采集有著天然的優(yōu)勢，該系列產(chǎn)品中的電力計量模塊可以對每一個或每一組家庭用電設備進行實時檢測統(tǒng)計，就可以了解家庭用電的實際情況，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行分析，進而制定一套自家的節(jié)能方案。在電力載波模塊和負載間安裝REM計量模塊，就可以實時獲取該路負載的用電數(shù)據(jù)。

　　對于電器用電量的統(tǒng)計，可以采用分時段，比如按照電費的峰時段和谷時段，對不同家用電器可以采用對每個設備進行計量或每一類電器進行計量，如照明用電，空調(diào)用電等。在采集了有關電力消耗和各種設備情況準確實時的數(shù)據(jù)后，可以在智能交互終端上顯示出來；可以通過一些計算公式將原始數(shù)據(jù)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。亦或通過智能軟件對數(shù)據(jù)進行分析、挖掘，自動優(yōu)化匹配各類家電設備，來達到幫助人們更好地管理、節(jié)約、監(jiān)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，也可以充分提高家庭生活的舒適度。

　　如果將該系統(tǒng)應用在酒店客房，可以針對每個客房客人入住時間內(nèi)的用電量進行統(tǒng)計，通過提供節(jié)能獎勵等方法倡導低碳環(huán)保。如果將該系統(tǒng)應用于商務樓宇，在需要的位置安裝電力計量模塊進行能耗統(tǒng)計，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析對設備用戶和照明用電進行優(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，貴族的價格，動輒幾萬、十幾萬、甚至幾十萬的系統(tǒng)，還必須對家里重新布線，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就是無需額外布線，只需在普通開關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關替代原有的普通開關，也可以通過裝載了配套應用軟件的移動終端進行控制，就可以輕松地體驗智能控制所帶來的便利。

　　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，都可以先試裝幾個產(chǎn)品，待實際體驗后，再考慮將系統(tǒng)進行擴展；

　　2、最簡單的系統(tǒng)組成，不需要昂貴的價格，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、對于行動不便的老人或殘疾人，這讓便利更加的實在，智能家居不再只是一個概念，而是能夠實實在在地惠及到有需要的人。

　　擴展隨心所欲，與其他系統(tǒng)互融互通

　　電力載波智能家居系統(tǒng)功能實現(xiàn)的方式可以簡單，如通過用戶來直接對家庭設備進行各種操作，如遙控開關窗簾，遠程切斷電視機電源；也可以復雜，如用戶可以設置場景（批量執(zhí)行控制指令）、定時啟動、條件執(zhí)行等，系統(tǒng)在任何時候都能夠方便地進行擴展，也可以與其他智能家居系統(tǒng)互融互通，如圖3所示，可以滿足用戶不斷變化和增長的需求。

　　結束語

　　智能家居正逐漸從最初的“理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感”的境遇中走出，將走進尋常百姓人家，便捷人們的生活，提升人們的生活質量。從技術的創(chuàng)新角度來看，雖然智能家居系統(tǒng)技術推陳出新、層出不窮，但各項技術都有自己的優(yōu)勢與特點，都有它最適合的應用環(huán)境，可能短時間內(nèi)誰也無法完全替代誰，只是不同技術在各種場合的適應性不同。根據(jù)內(nèi)容和環(huán)境需要，選擇最合適的技術，能夠為用戶提供實際的幫助，達到理想的效果才是最重要的。