EDN China > 其它文章 > 消费电子设计 > 家庭网络 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

进入家庭自动化的连网技术

Richard A Quinnell?? EDN特约技术编辑?? 2007年10月23日 ?? 收藏0

  经过多年徘徊,随伴新技术、新兴标准和消费设备连网技术在智能家居领域的共同发展,家庭自动化正涌现一波新浪潮。
  要点:
  * 经过几十年的徘徊,家庭自动化连网技术似乎已开始进入大众市场。
  * 电力线与无线信号传输的技术进步已经降低了成本、提升了数据速率,并提高了可靠性。
  * 虽然有很多标准,但还没有一种技术或实现方案占据统治地位。
  * 杀手级应用可能正以能量管理的形式出现。


  自微控制器问世以来,就出现了一种自动控制生活环境,并响应每个人偏好的可能性,这种智能家庭的梦想一直挥之不去。然而,高昂的成本、可靠性问题、有限的功能,以及缺乏标准等都大大限制了这个市场的发展,使家庭自动化更多地存在于人们的想象中,而不是成为现实。现在,随着无线技术的发展、家庭连网标准的出现,以及娱乐市场和能源市场的拉动,人们正在重新努力去实现梦想,尽管业内各方对实现的方法仍各执一词。

  家庭自动化的首个尝试只是提供对基本功能的简单遥控,如调光、风扇调速和控制电器的开关。苏格兰的 Pico Electronics 公司在 1975 年首次推出了 X10 电力线信号传输技术,它是这些早期尝

试的代表。X10 控制系统以 1 b/8.33 ms 的速率传送数据(限于 16 个指令),可以在一个网络中最多控制 256 台设备。不过,尽管有这些限制,X10 产品却在市场上享受着虽然有限但却持续不断的成功,并且现在仍然可供消费者购买和安装。

  为了给家庭应用提供更强大和综合的控制功能,EIA(电子工业协会),现在叫消费者电子协会 CEA,在 1984 年开始开发一组标准,它是用于控制一系列设备的通用命令语言。这一工作亦定义了很多介质通信方法,包括双绞线、红外、RF 和电力线信号传输。于是就出现了 CEbus 标准,并被业界于 1994 年采纳为 EIA-600 标准,它面向遥控、远程仪表、安保系统、能源管理,以及其它承载娱乐内容线路的娱乐系统等。

  不幸,CEbus 被证实过于复杂和超前。它的实现成本高昂,似乎当时消费市场尚未接受互联网和连网概念,因而没有得到广泛的支持。它的支持力量已逐步消失。例如,CEbus 产品供应商 Domosys 公司最终放弃了 CEbus,转而支持自己专有的 PowerBus 连网技术。CEbus 行业组织的网页(www.cebus.org)现在也已失去了作用。

图1Insteon的电力线信号传输方案采用过零区间的高频脉冲串方式编码数据位使它的数据速率高于老式X10技术并保持互操作性


  家庭连网领域涌现了其它技术,最成功的一个要算 Echelon 的 LonWorks 平台。LonWorks 不仅面向家庭自动化,也可用于工业与汽车控制,并且在这两个领域取得了相当大的成功。LonWorks 平台结合其在电力线与双绞线上的物理层信号传输,已集中了多个工业标准和建筑标准,包括用于控制网络的 ANSI/EIA709.1B、欧洲 EN14908 建筑自动化标准,甚至用于列车控制的 IEEE 1473-L。

  尽管有这些成功,但 LonWorks 和任何其它家庭连网技术都没有赢得市场。家庭自动化的畏缩不前有多种原因。其中之一是没有一种技术能提供消费者对技术特性的全部要求。另外,缺乏一种能被立即广泛接纳的杀手级应用,这种应用必须具备不断降低成本、持续提升公众认知,以及鼓励竞争的创新等能力。

图2网格中有充足的节点提供多个链路可以处理有限范围的无线信号传输


  一种技术要在像家庭自动化这类消费市场上取得成功,必须拥有如下这些特性:

  用得起:该技术必须以足够低的价格,提供充分的好处,使消费者愿意为之投资。
  易用:该技术的安装应足够简单,普通消费者开箱即可使用。
  可靠:一旦安装完毕,该技术应如预期一样正常工作,不会中断,无需消费者照管。
  灵活:消费者期望能根据自己的意愿决定该技术应用的地点及方式,没有大的限制。
  长寿:消费者希望自己的投资能在数月或数年中产生效益。对于那些使用电池工作的设备,长寿电池是消费者满意度的基础。
  互操作:消费者希望能从多个竞争性来源采购到技术部件,并能方便地共同运行。
  能力:消费者期望新采用的技术能提供多种重要的利益和有用的特性,而该技术的能力与特性能随时间而稳定增长。

  现在,所有现有的家庭自动化技术都有一项或多项不足,不过拥护者在不断致力于解决这些缺陷。有时这些不足完全来自于通信介质。家庭自动化系统采用以下三种介质中的一种或几种:电线与电缆、电力线和无线(通常是 RF)。每种方案都有各自的优缺点。

图3使微控制器的外设功能能够脱离CPU监控有助于节省功耗并延长家庭自动化节点的电池寿命


  用于家庭自动化的电线和电缆介质包括双绞线、同轴电缆和光纤。这些介质的优点是有大的数据容量,能为网络传输提供一种相对低噪声的通信信道。主要缺点是成本。据估计,在建筑物中安装电缆的费用从家庭住户的每英尺 65 美元,到工业建筑中的每英尺 300 美元。在新建筑中安装电缆的费用要低一些,但对多数消费者来说仍过高。

  电线和电缆介质的第二个缺点是缺乏灵活性。消费者不能根据自己的意愿,自由地重新安排控制设备或终端设备。已安装的布线限制了布局,而重新布放电缆的费用过于高昂。


上一页1234下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

家庭自动化? 连网技术? 微控制器?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈