x10和PLCBUS技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用與分析
由發(fā)射設(shè)備將X10信號(hào)發(fā)送給接收器,而每個(gè)接收設(shè)備都預(yù)先設(shè)定了一個(gè)地址碼。地址碼是由房間碼(A ~ P)和單元碼( 1~ 16)組成,有了X10電力線(xiàn)載波通信協(xié)議,家里所有接到電力線(xiàn)上的設(shè)備幾乎都能控制。系統(tǒng)保障設(shè)備主要是由于電力線(xiàn)干擾問(wèn)題,用來(lái)檢測(cè)和解決電力線(xiàn)噪音問(wèn)題的一些設(shè)備,主要目的是保障X10信號(hào)在電力線(xiàn)上傳輸?shù)姆€(wěn)定與有效強(qiáng)度,從而保障X10系統(tǒng)運(yùn)作正常。
X10 系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn):
?、侔惭b方便(采用電力線(xiàn)介質(zhì)通訊,無(wú)需另布線(xiàn)); ②操作簡(jiǎn)單(只需要用戶(hù)在撥號(hào)盤(pán)上設(shè)置地址即可);③價(jià)廉物美,經(jīng)濟(jì)實(shí)用;④使用簡(jiǎn)便、控制靈活;⑤按需選配,升級(jí)空間大(系統(tǒng)沒(méi)有主機(jī)、中心總控制臺(tái),組建系統(tǒng)就像搭積木,可以按照用戶(hù)的需要量體裁衣選配產(chǎn)品,它可以不斷擴(kuò)展升級(jí)的特點(diǎn)可以讓用戶(hù)分階段的將系統(tǒng)的功能完善,不斷提升生活的檔次);⑥與現(xiàn)有的系統(tǒng)兼容性比較好,互不沖突;⑦ 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,高級(jí)控制: X10是一個(gè)開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,可以和很多高級(jí)設(shè)備接入,實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的智能家居控制方式。
X10技術(shù)也存在致命的缺點(diǎn): 傳送數(shù)據(jù)的速率慢,其尋址能力弱,傳輸介質(zhì)單一。
圖1 載波信號(hào)示意圖
4. 2 PLCBUS協(xié)議
由于X10技術(shù)在現(xiàn)代智能家居領(lǐng)域發(fā)展的局限性,針對(duì)其傳輸距離短、抗干擾能力、雙向通訊可行性差、地址少等缺點(diǎn),開(kāi)發(fā)了具有代表性的PLCBUS技術(shù)。PLCBUS技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種電力載波通訊技術(shù),英文名稱(chēng)叫做Pulse PositionModulation ( PPM) 脈沖相位調(diào)制法。它利用電力線(xiàn)的正弦波作為同步信號(hào),在4個(gè)固定的時(shí)序中發(fā)送瞬間電脈沖傳遞信號(hào)。系統(tǒng)主要由三部分組成,即發(fā)射器、接收器和系統(tǒng)配套設(shè)備。發(fā)射器主要作用是通過(guò)電力線(xiàn)發(fā)射PLCBUS控制信號(hào)給接收器,通過(guò)對(duì)接收器的控制,從而達(dá)到間接控制燈及電器設(shè)備的目的。接收器主要作用是接收來(lái)自電力線(xiàn)的PLCBU S控制信號(hào),并執(zhí)行相關(guān)控制命令,從而達(dá)到燈及電器控制的目的。由于PLCBUS的PPM 通訊方式的特殊性,PLCBUS的接收器可以很輕松簡(jiǎn)單的還原出PLCBUS 的編碼。系統(tǒng)配套設(shè)備主要是為了配合發(fā)射器及接收器設(shè)備,輔助實(shí)現(xiàn)控制目的。
PLCBUS信號(hào)是通過(guò)給一個(gè)電容進(jìn)行高壓充電,然后在一個(gè)很精確的時(shí)間里將電容的電量釋放到電力線(xiàn)上。這種快速的電容放電會(huì)在電力線(xiàn)上產(chǎn)生一個(gè)瞬間的能量脈沖,因而PLCBUS信號(hào)可以傳遞得很遠(yuǎn)。
每半個(gè)50H z的正弦波周期可以傳遞一個(gè)PLCBUS脈沖信號(hào),PLCBUS脈沖信號(hào)總是出現(xiàn)在半個(gè)正弦周期里的4個(gè)固定位置中的一個(gè)位置。每個(gè)位置可以搭載2 b的信息,因此在50Hz的電力線(xiàn)上,1 s可以傳輸200 b的數(shù)據(jù)。PLCBUS脈沖信號(hào)正好處于電力線(xiàn)半波的后半個(gè)周期,因?yàn)楹蟀雮€(gè)周期處于能量下降區(qū)域,在這個(gè)區(qū)域的電力線(xiàn)噪音要比前半個(gè)周期小很多,而X10處于前半個(gè)周期。如圖2所示。
圖2 PLCBUS 脈沖信號(hào)
PLCBUS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):①高度可靠,萬(wàn)無(wú)一失。PLCBUS技術(shù)采用新的電力線(xiàn)加載技術(shù),利用低頻、廣譜技術(shù)產(chǎn)生一種非常超強(qiáng)的電力通信信號(hào),使其具有強(qiáng)抗干擾性; 它的通信方式要可靠得多,通常在信號(hào)收發(fā)的傳輸中,PLCBUS技術(shù)接收到的比率是X10技術(shù)的100~ 1 000倍;②超級(jí)速度,即控即現(xiàn)。
PLCBUS的信號(hào)傳輸速度是X10技術(shù)的20~ 40倍。這相當(dāng)于每秒鐘可完成10個(gè)完整指令,平均每條指令從發(fā)射到執(zhí)行在0. 1 s之內(nèi),幾乎是即控即現(xiàn);③雙向通信,狀態(tài)反饋。雙向通信的功能,能讓被控制設(shè)備真實(shí)反饋開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào),以便確定控制命令是否真正被正確執(zhí)行。PLCBUS技術(shù)100% 雙向通信功能,也可實(shí)現(xiàn)多種設(shè)置方式和用電腦來(lái)進(jìn)行控制;④ 地址豐富;⑤傳輸距離遠(yuǎn)。
PLCBUS技術(shù)設(shè)備可以與X10, CEBus, 和LonW orks設(shè)備兼容,完全不會(huì)產(chǎn)生任何信號(hào)沖突。它采用了與寬帶、窄頻和擴(kuò)頻技術(shù)完全不同的頻率范圍。并且PLCBUS技術(shù)的通信方式與X10, CEBus, Lon-W orks的調(diào)制解調(diào)技術(shù)也完全不同。而且,只要安裝了X10與PLCBUS信號(hào)轉(zhuǎn)換器,就能輕松實(shí)現(xiàn)X10系統(tǒng)與PLCBUS系統(tǒng)的相互通信與控制。
5 結(jié) 論
X10和PLCBUS是利用電力線(xiàn)載波通訊技術(shù)針對(duì)智能家居開(kāi)發(fā)的通訊協(xié)議,具有造價(jià)低廉,簡(jiǎn)單穩(wěn)定的特點(diǎn),其通訊速率作為智能家居的控制網(wǎng)絡(luò)部分,傳送動(dòng)作或者指令已經(jīng)足夠,可全面實(shí)現(xiàn)家庭自動(dòng)化。X10和PLCBU S協(xié)議各有特點(diǎn),采用此類(lèi)通訊方式的智能家居產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。
評(píng)論