智能家居電力載波技術(shù)分析

　　電力線載波Power Line Carrier - PLC通信是利用電力線作為信息傳輸媒介進(jìn)行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。電力線在電力載波領(lǐng)域一般分為高中低3類，通常高壓電力線指35kV及以上電壓等級(jí)、中壓電力線指10kV電壓等級(jí)、低壓配電線指380/220V用戶線。

　　電力線載波（PLC ，即 Power Line Carrier）是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點(diǎn)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。

　　電力線載波技術(shù)突破了僅限于單片機(jī)應(yīng)用的限制，已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，并且隨著電力線載波技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)的需要，中/低壓電力載波通信的技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面。電力線載波通信這座被國(guó)外傳媒喻為未被挖掘的金山正逐漸成為電力通信領(lǐng)域的一門熱門專業(yè)。

　　電力載波特點(diǎn)

　　PLC的最大特點(diǎn)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)傳輸。但是電力線載波通訊因?yàn)榇嬖谝韵氯秉c(diǎn)，導(dǎo)致PLC的主要應(yīng)用－－“電力上網(wǎng)”，并未能大規(guī)模商用：

　　1、配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送；

　　2、三相電力線間有很大信號(hào)損失（10 dB -30dB）。通訊距離很近時(shí)，不同相間可能會(huì)收到信號(hào)。一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸；

　　3、不同信號(hào)耦合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同，耦合方式有線-地耦合和線-中線耦合。線-地耦合方式與線-中線耦合方式相比，電力載波信號(hào)少損失十幾dB，但線-地耦合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；

　　4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。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(huì)帶來兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時(shí)間約2ms，固定干擾必須加以處理。有一種利用波形過0點(diǎn)的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，但由于過0點(diǎn)時(shí)間短，實(shí)際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長(zhǎng)，所以難以應(yīng)用；

　　5、電力線對(duì)載波信號(hào)造成高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)載波信號(hào)可傳輸?shù)綆坠?。但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，只能傳輸幾十米。

　　智能家居電力載波技術(shù)分析

　　智能家居誕生很早，進(jìn)入我國(guó)也有十幾年的時(shí)間，但智能家居在我國(guó)的發(fā)展卻一直不溫不火，直到近年隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用推廣，該領(lǐng)域才被大眾所廣泛認(rèn)知。2012年初，國(guó)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(duì)講廠家以各自的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品為切入點(diǎn)，紛紛加入智能家居行業(yè)，國(guó)內(nèi)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)的角度來看，關(guān)鍵還是相關(guān)技術(shù)的發(fā)展能否適合人們對(duì)于現(xiàn)代家庭生活的更高需求。智能家居的應(yīng)用要求是：

　　使用方便，無論老人還是孩子都可以輕松操作;

　　擴(kuò)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(jiǎn)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(jì)算機(jī)、手機(jī)一樣走進(jìn)千家萬戶，真正惠及每個(gè)人的生活，就必須滿足以上最基本的要求。而要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，其產(chǎn)品所采用的技術(shù)是關(guān)鍵，那么，我們先來看看智能家居領(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(dǎo)致了技術(shù)路線和標(biāo)準(zhǔn)眾多，沒有統(tǒng)一通行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。從技術(shù)應(yīng)用角度來看主要有三類主流技術(shù)：

　　總線技術(shù)

　　總線技術(shù)的主要特點(diǎn)是所有設(shè)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(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技術(shù)包括LonWorks、KNX、EIB、CAN、BACNet等?？偩€技術(shù)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(shì)在于技術(shù)成熟、系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性高，應(yīng)用也比較廣泛，但一般設(shè)置安裝比較復(fù)雜，造價(jià)較高，工期較長(zhǎng)，只適用新裝修或?qū)εf房進(jìn)行改造需要重新布線的用戶，且后期需要專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)。

　　無線通信技術(shù)

　　無線通信技術(shù)眾多，目前已經(jīng)成功應(yīng)用在智能家居領(lǐng)域的無線通信技術(shù)方案主要包括：射頻（RF）技術(shù)（頻帶大多為315 和433MHz）、IrDA紅外線技術(shù)、HomeRF 協(xié)議、Zigbee標(biāo)準(zhǔn)、Z-Wave 標(biāo)準(zhǔn)、Z-world 標(biāo)準(zhǔn)、X2D 技術(shù)等。無線技術(shù)方案的主要優(yōu)勢(shì)在于無需布線，安裝方便靈活，而且根據(jù)需求可以隨時(shí)擴(kuò)展或改裝。而無線通信最大的缺點(diǎn)在于信號(hào)容易受干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，直接影響用戶體驗(yàn)。

　　電力線載波通信技術(shù)

　　電力線載波通信技術(shù)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(hào)，進(jìn)行信號(hào)的傳輸與控制。電力載波技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常明顯，成本低、有現(xiàn)成的電源線、一線兩用，價(jià)格低廉，延伸方便，不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電力線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，即充分利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)，便能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)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，電力線載波通信技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)：

　　。健康環(huán)保：現(xiàn)在技術(shù)的進(jìn)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(shí)實(shí)在在的電力線在傳輸信號(hào)，所以不會(huì)產(chǎn)生任何的對(duì)身體有害的射頻干擾;

　　。安裝調(diào)試簡(jiǎn)單：無需額外布線，，其充分利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)便能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)家居智能化的改造，用戶只需換個(gè)開關(guān)即可實(shí)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;