智能风势不可挡,电力线通信拓展潜力应用

上网时间: 2014年03月11日? 作者:余敏? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:意法半导体? 电力线通信? 智能网关?

几乎所有装置都走向智能化,这股不可阻挡的趋势使得来自网络接入端的技术竞争也日趋激烈。与此同时,消费者需要在数量日益增加的数字设备和电源管理设备之间无缝共享应用,因而他们对家庭网络带宽也有了更高的需求。

在既要满足互联互通安全可靠,又要满足高速数据传输的前提下,电力线通信(PLC)成为满足这一市场需求的最简易和最可靠的方式之一,它提供全面的宽带解决方案,可优化通过现有电源线、同轴电缆、电话线和其他线缆进行的联网。与花费时间和资金连接家庭以太网或部署无线网络相比,电力线通信的优势表现得较为明显,因为前者无法提供数字视频和其他多媒体内容的流媒体播放所必需的传输速度。

不过,虽然业内人士对PLC持认可态度,但绝大多数认为总线型、无线通信和电力线载波通信这三种不同的技术路线还无法相互替代,并且PLC自身的技术挑战和商用挑战依然存在,因此,目前及未来,有线、无线、电力线多种通信技术并存智能家居网络是产业趋势。

锁定智能家居市场

日前,意法半导体(ST)发布了一款独有的ST2100 STreamPlug系统芯片,目标应用锁定于全球智能家居和智能能源市场。该芯片已被用于意法半导体与智能家居解决方案领导厂商大同股份有限公司合作开发的新一代智能产品。

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ST首款智能网关系统芯片

作为全球首款智能网关系统芯片,意法半导体的ST2100 STreamPlug集成高性能处理子系统、电力线通信(PLC,Powerline Communication)和数据安全功能以及外设接口,支持目前普遍使用的固网和无线混合网络。ST2100支持IEEE 1905.1标准,让客户能够在一个新的网关或集线器设计内整合以太网、Wi-Fi 等其它网络标准。ST2100 StreamPlug支持广泛使用的PLC通信协议,例如HomePlug AV和HomePlug Green PHY,以及IEEE 1901宽带电力线接入标准。

ST2100 STreamPlug系统芯片应用处理器基于330MHz ARM926EJ-S内核,并提供一个外部存储器管理子系统,采用12mmx12mm TFBGA 373 BGA封装。在片上还集成一个功能完整的PLC调制解调器和模拟前端、USB2.0接口、以太网接口、彩色LCD液晶控制器和专用安全引擎,支持先进加密算法,例如AES、 DES/3DES和IPSec。

从软件角度看,虚拟机支持功能提供用户操作系统接口,例如意法半导体自行发行的Linux Kernel 2.6。PLC协议支持功能包括最新的IEEE 1901宽带电力线(BPL)标准,以及广泛使用的HomePlug标准,例如承载HDTV和VoIP业务的200Mbps HomePlug AV,为智能电网应用优化的HomePlug Green PHY。

意法半导体与大同的ST2100 STreamPlug系统芯片合作开发项目取得了多项创新成果,例如大同的 Gateway One网络集线器和其它的智能能源产品。Gateway One让用户能够组建整合以太网、WLAN、PLC和多媒体设备的多业务承载家庭网络,可进一步改进整个家居的能效、安全、舒适性和便利性。大同的米线电桥(Meter Bridge)和家庭区域网(HAN,Home-Area Network)让多单元住宅受惠于智能能源应用,同时解决用电量和电费分摊等难题。智能产品M1i和M3为连接电网的设备提供能源管理以及网络连接功能。M1i是为工业应用优化的智能产品,而M3是家用产品,具有插电式电动汽车充电功能。

大同很早以前就认识到,在释放智能能源和智能家居的全部潜能中,一个开放式服务平台发挥着重要作用。大同还表示,Gateway One是一个意义非凡的阶段性胜利,但这只是与意法半导体ST2100 STreamPlug系统芯片合作项目取得的开发成果之一,自CES 2013上联合举行产品发布会后,已经取得了重要成果,整合了多项知识技能。

意法半导体事业部副总裁兼工业和功率转换产品部总经理Matteo Lo Presti表示:“我们与大同的成功合作证明并突显,这款系统芯片作为一个平台,能够实现混合网络,满足横跨消费电子和工业市场的智能能源和物联网应用的需求。现在设计人员可以使用这款具有突破性的芯片,我们将提供确保项目成功所需的技术支持和服务。”

日系厂商也在聚焦智能家庭嵌入式方案,前不久于横滨举行的日本嵌入式技术大会(Embedded Technology 2013,ET2013)上,不少日本半导体业者增加了许多模块与开发板的展示,这些解决方案包含完整的软件、传感器与连接芯片。透露出产业界正在关注那些具备立即应用潜力的关键功能,例如Echonet Lite(让不同厂商家电联网的新标准)、蓝牙低功耗、ZigBee、Sub-GHz、电力线网络(PLC),还有各种传感器、传感器融合(sensor fusions)与能量采集方案。

现在最大股东是日本政府的瑞萨(Renesas)展示的智能家庭解决方案内含与一个智能家庭控制器无线连结的各种传感器;而家中的空调、LED照明等设备,也可透过同一个控制器、以电力线网络(PLC)连接。

智能风势不可挡,电力线通信拓展潜力应用_《国际电子商情》瑞萨展示智能家庭解决方案_2
瑞萨展示智能家庭解决方案

这种智能家庭方案是采用ECONET Lite通讯协议,该协议支持多种物理层包括Sub-GHz、ZigBee与PLC等等。ECONET Lite协议目标是为能源管理与智能公用事业网络,打造互操作性的无线解决方案。ECHONET标准是一个全球通用的家电连网标准,2013年8月底发表,而ECONET Lite则获得日本政府经济产业省认可,视为日本的智慧家庭标准(Japanese Smart House Standard)。

本土厂商也不甘落后,高通创锐讯(Qualcomm Atheros)在PLC领域耕耘多年,其PLC技术进入智能家庭的一个典型应用案例来自海信(Hisense)。作为国内智能家电的领军企业,海信行业首家在其旗舰级智能电视XT800中提供完整Easy-Link无线网络连接方案,包括内置PLC电力载波装置、Wi-Fi(2.4G/5G双频段)、Wi-Fi Direct和DLNA方式,全部采用高通创锐讯单芯片无线解决方案QCA6410。

深圳市力合微电子有限公司的方案主要基于窄带OFDM电力线载波通信芯片,构造一个完整的由各节点组成的家居PLC网络平台,可在此基础上实现各种通信和控制应用。该公司董事总经理刘鲲指出,在家庭控制管理系统中,智能照明和智能家电系统的特点是网络节点无处不在,但数据速率要求并不会太高,因此电力线载波的方式很适宜。节点可方便地置入各种照明开关、家用电器、安防传感器等,节点之间以及节点与服务器节点之间通过既有电力线实现通信。通过互联网,可通过电脑或智能手机实现对家居网络各节点的通信和控制。

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第2页:双向通信智能电表

第3页:PLC商用挑战,智能家居最终一定要是开放的、可扩展系统

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