PLC-bus技术在智能家居中的应用及前景浅析

　　曾经红极一时X10的智能家居时代而今已成为低端智能家居技术的代言词，取而代之的是风驰电掣的各种双向通讯技术，比如：PLC-bus、ZIGBEE等。然而对大多数人而言，P L C -bu s技术依然笼罩着一层神秘的面纱，让我们感觉发展急速的PLC-bus技术因为高科技的融入而显得有些陌生。那么，PLC-bus到底是怎样的一种技术?为什么PLC-bus技术发展的如此迅速?它具备哪些优势，未来的发展又如何呢?让我们一同在下面寻找答案!

　　PLC-bus技术概述

　　PLC-bus技术

　　PLC-bus技术是近几年来新发展出来的一种电力载波通讯技术。这种技术的英文名称叫做：Pulse PositionModulation(PPM)脉冲相位调制法。它是利用电力线的正弦波作为同步信号，在四个固定的时序中发送瞬间电脉冲来传递信号的。就是因为这个电脉冲，PLC-bus信号可以传递得很远，PLCbus信号在没有安装任何电器的办公环境下，每层楼大约1000平方米，可以很轻松地传递到30层楼的任何一个角落。在安装了电器的办公环境下，每层楼大约1000平方米，可以很轻松地传递到15层楼的任何一个角落。由于PLC-bus的PPM通讯方式的特殊性，PLC-bus的接收器可以很轻松简单地还原出PLCbus的编码。这种技术主要就利用已有的电力线来实现对家用电器及办公设备的智能控制，其稳定性高、可靠性高、性价比高，能为商业或民用住宅提供更为经济的智能化控制解决方案，是其它的电力线控制技术在系统功能、可靠性和成本上没法比拟的。PLC-bus技术的解决方案包括如下领域的应用：灯光控制，电器控制，HVAC控制以及网络与电器设备间的通信。

　　智能家居技术应用现状

　　目前，应用于智能家居的技术主要有以下三大类。

　　1.集中布线技术

　　需要重新额外布设弱电控制线来实现对家电或灯光的控制，以前主要应用于楼宇智能化控制，因为重新布线，所以信号最稳定，比较适合于楼宇和小区智能化等大区域范围的控制，现开始部分应用于别墅智能化，但一般设置安装比较复杂，造价较高，工期较长，只适用新装修用户。例如：ABB I-BUS技术，典型厂家：ABB公司、德国莫顿等。

　　2.无线射频(HomeRF)技术

　　无需重新布线，利用点对点的射频技术，实现对家电和灯光的控制，安装设置都比较方便，主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制，但系统功能比较弱，控制方式比较单一，且易受周围无线设备环境及阻碍物干扰;适用于新装修户和已装修用户。典型厂家——深圳波创等。

　　3.电力载波

　　无需重新布线，主要利用家庭内部现有的电力线转输控制信号从而实现对家电和灯光的控制和管理，安装设置比较简单，很多设备都是即插即用，可以随意按需选配产品，而且可以不断智能化升级，功能相对比较强大而且实用，价格适中，比较适合大众化消费，技术非常成熟，已有25年左右的历史，目前美国有将近1300万家庭用户使用。它适用于新装修户和已装修户，是比较健康、安全、环保的智能家居技术。例如：X10，PLC-bus技术。

　　表1是对以上三种技术的优劣对照。

　　PLC-bus技术与X10技术对比

　　1. X10系统技术

　　X10系统由三部分组成，即发射器、接收器和系统保障设备。发射器通过电力线发射控制信号给接收器，由接收器对被控器件进行远程控制。其载波信号示意如图1所示。

　　有了X10电力载波通信协议，家里所有接到电力线上的设备几乎都能控制。系统保障设备主要是由于电力线干扰问题，用来检测和解决电力线噪音问题的一些设备，主要目的是保障X10信号在电力线上传输的稳定与有效强度，从而保障X10系统运作正常。该系统具有安装方便，操作简单，经济实用，控制灵活，升级空间大，与现有系统兼容性比较好、互不冲突等优点;但同时传输数据的速率慢、其寻址能力弱和传输介质单一也是其致命的弱点。

　　2. PLC-bus技术

　　由于X10技术在现代智能家居领域发展的局限性，针对其传输距离短、抗干扰能力、双向通讯可对行性差、地址少等缺点，开发了具有代表性的PLCbus技术。PLC-bus技术几乎是近几年发展起来的一种电力载波通讯技术。它是利用电力线的正弦波作为同步信号，在四个固定的时序中发送瞬间电脉冲传递信号(具体如图2所示)。

　　PLC-bus系统由三部分组成，即发射器、接收器和系统配套设备。发射器主要作用是通过电力线发射P L C -bus控制信号给接收器，通过对接收器的控制，从而达到间接控制灯及电器设备的目的;接收器主要作用是接收来自电力线的PLC-bus控制信号，并执行相关控制命令，从而达到灯及电器控制的目的。配套设备主要是为了配合接收器设备辅助实现控制目的。

　　PLC-bus技术前景

　　每年，对高可靠性的电力线控制技术(如：PLC-bus技术)的潜在市场需求高达3 0亿美金。现有的和正在开发中的电力线通信技术可靠性并不高，而且在为客户节约成本方面也做的不够理想，还达不到欧洲中等住宅市场的需求。而PLC-bus技术拓展了更宽的市场领域，包括：家庭网络、灯光控制、HVAC、家居自动化、无线遥控控制、安防、家庭影院和因特网控制等等。

　　单就家居自动化，现在每年预计单在美国就有1亿美金的市场需求。而采用X-10协议的X-10 Ltd.公司则占有了压倒性的市场份额。X-10技术的专利自1998年正式终止，这样结合PLC-bus技术的优势，市场将更有竞争力。另外，灯光市场每年还有10亿美金的份额，为消费者考虑到高可靠性和低配置成本的PLCBUS技术将更受现有灯光市场的欢迎。

　　因特网已经为人们与其所使用的商品间创造了一个通用的智能化平台。随着时代的发展，数以万计的智能芯片、传感器和控制器出现在汽车、家居和办公环境中。网络附属配件产业的迅猛发展及成本的降低，将大大增强网络信息产业的发展。

　　虽然，PLC-bus技术在灯光控制市场已有一些应用，但其主要目标市场还是定位在为家居环境提供电力线通信解决方案。

　　因特网的未来将不仅仅局限于个人电脑，而且还能将日常用品连成网络。这样，所有东西将被联系在一起，包括很小的日常用品，如：家用电器、仪表、自动调温器、抽水泵、电子管、开光等。接下来将有更多新的应用和新的产业发展起来。没有低的成本，将有一半因特网家庭网络控制贸易不会发生，而PLC-bus恰恰就是这种技术，能可靠地为“网关到用电器通信”提供低带宽解决方案。 

　　PLC-bus在智能家居中的优势

　　高度可靠，万无一失

　　PLC-bus技术采用新的电力线加载技术，利用低频、广谱技术产生一种非常超强的电力通信信号，使其具有强抗干扰性;它的通信方式比X-10技术要可靠的多，通常在信号收发的传输中，接收到的比率，PLC-bus技术是X-10技术的1 0 0～1 0 0 0 倍，而C E B U S或LONWORKS技术信号传输的质量会相对X-10好一些，但信号接收不到的比率也是PLC-bus技术的10～100倍(这里可靠性是指自最初安装后，信号传输正确收发的百分率)。PLC-bus产品在荷兰测试时，被随意的安装在典型的单一家居住宅环境中，在原有的环境中，不做任何的修改。这也意味着在原有的环境基础上，不安装任何中继器和阻波/滤波器的情况下，它的可靠性在99.95%以上，而现在的X-10产品的可靠性大概只能达到70%～80%，所以，PLC-bus技术更适合于中国复杂的电力线环境。

　　无需布线，即插即用

　　PLC-bus技术一种非常超强的电力载波通信协议，它主要通过电力线来传输控制信号，所以无需要重新布线;而且PLC-bus技术的通信方式比X-10技术要可靠的多，信号在电力线上几乎能被100%传输，不需重新布线。适用于所有已装修和未装修的住宅智能化项目和体育场等智能控制工程项目。

　　超级速度，即控即现

　　PLC-bus的信号传输速度是X-10技术的20到4 0倍。这相当于每秒钟可完成10个完整指令，平均每条指令从发射到执行在0.1秒钟之内，几乎是即控即现。

　　双向通信，状态反馈

　　在PLC-bus产品的硬件、软件和协议中，我们设计其允许双向通信的功能，能让被控制设备真实反馈开关状态信号，以便确定控制命令是否真正被正确执行。PLC-bus技术100%双向通信功能，也是为了实现多种设置方式和用电脑来进行控制。

　　成本低兼，高性价比

　　在微处理器内加双向收发组件的成本只比X-10单一的接收组件或发射组件成本高出40%～60%左右，比较适合中国现阶段人们生活消费水平，可以轻松享受智能生活!

　　兼容性好，互不冲突

　　PLC-bus技术设备可以与X-10,CEBus和LonWorks设备兼容，完全不会产生任何信号冲突。它采用了与宽带，窄频和扩频技术完全不同的频率范围。并且PLC-bus技术的通信方式与X-10,CEBus和LonWorks的调制解调技术也完全不同。同时，只要安装了X10与PLC-bus信号转换器，就能轻松实现X10系统与PLC-bus系统的相互通信与控制。

　　6万地址，应用更广

　　相对传统X-10的256个地址码，一个发射器可以最多控制256个不同的地址设备。 PLC-bus系统总共可以分配最多64000个不同的地址码。如果必要，也可以加密后应用于网络。这样更适合于楼宇小区内每家每户的智能家居功能实现，而不需要通过加装阻波滤波设备来保障每家每户系统的单独使用，大大提高了社区式住宅智能化的可行性和稳定性。

　　PLC-bus技术的高可靠性及多地址功能，使得它几乎可以应用到所有公共生活、娱乐、休闲、办公、交通等智能化工程项目领域。

　　结束语

　　网络的发展是已成为无可阻挡的时代潮流，智能家居的发展同样是未来的大趋势;目前像美国硅谷的一些科技公司，INTEL、MICROSOFT、IBM等知名企业正在努力投巨资开发家庭数字化产品，以期将来能在此领域的市场争得一席之地;据美国 HAA称：全球对家居智能化的需求以每年20%的速度增长;美国IDC集团和IN-STAT集团的预测：2010年家庭数字化设备的销量超过PC机的数量，2015年家居数字化产品在销量上将是PC机的20倍以上，全球市场规模将达到650 0亿美元，届时将有9亿个家庭使用数字化设备。在中国，每年的数字化家园建设比例已经占到了新建住宅总量的50%左右，国家投资15个亿支持该项目的实施，建设部制订的“到2010年，中国大中城市60%的住宅要实现智能化”的数字家园发展目标已经实现。

　　而PLC-bus技术正是在这过程中为这一市场需求服务的最好的技术，因为它无需布线，同时适用于已装修户及新装修户，它的高可靠性将最大程度地满足国内复杂的电力线环境，同时它的高性能价格比是最适合国内现阶段的消费水平。今后，国家将继续加大对该项目的投资，中国不仅是大中城市实现住宅智能化，小城市也将加入这一行列，而对此的需求将越来越多，PLC-bus技术产品也继续升级和推新，市场份额会越来越大。

　　综上所述，由此可见PLC-bus是目前最适合中国电力环境的智能家居技术，将会在中国有良好的发展前景及广阔的市场空间。

  【中安网原创稿件声明】转载中安网文章时应遵循以下三个规则：1、保持原创文章中图表、图片、音视频的完整性；2、完整标注文章作者［文章前后有说明］；3、转载中安网原创中部分内容也要完整标注来源"中安网"，违者本网将依法追究。