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基于PLBUS的PLC IoT技术赋能“全屋智能”互联通信

时间:2021-10-22 作者:顾正书 阅读:
物联网通信有很多技术和标准可选,基于电力线通信(PLC)技术的PLBUS标准为智能照明和智能家居等新兴IoT应用场景提供了一个高效率、高稳定性和低成本的解决方案。国网PLC领域的专家刘鲲博士在“PLC IoT: 智能物联‘一线通’”技术论坛上详细解读了国内外PLC技术演进和最新发展,并展示了力合微电子基于PLBUS技术的PLC通信芯片、模组和全屋智能互联控制解决方案。
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在今年的上海世界人工智能大会上,有着147年历史的美国家电品牌A.O.史密斯以智能家居AI-LiNK智能物联跨界亮相引起轰动,成为大会的一大亮点。A.O.史密斯AI-LiNK全联全控智能物联系统率先将工业和商业成熟部署的物联方案在家居场景中实现,运用人工智能算法驱动系统设备创造新价值。

AI-LiNK智能物联系统以无线和有线混合通信技术进行定制化设计,通过设备的互联,把空调、采暖、新风、热水等设备连在一起,通过设备协同风和水在空间中流动,为用户带来更好的家居享受。智能家电的互联除了WiFi、蓝牙和Zigbee等无线连接技术外,A.O.史密斯还采用了力合微的PLBUS PLC技术,PLBUS PLC技术可利用现有的供电线路进行通信实现智能家电设备的控制。PLBUS PLC通信弥补了无线连接易受墙壁隔离和电磁干扰影响的缺点,为“全屋智控”提供了稳定可靠的互联通信网络。

PLC IoT技术演进与发展

电力线通信(Power Line Communication,简称PLC)技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流,然后用电线传输,接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来,并传送到计算机或其它设备以实现信息传递。

国内外PLC技术、主要应用和相关标准如下表:

在最近举行的“PLC IoT: 智能物联‘一线通’”技术论坛上, 深圳市力合微电子股份有限公司(以下简称:力合微电子)创始人兼CEO刘鲲博士为与会嘉宾分享了PLC技术的演化历程和发展现状。PLC技术的发展可以2009年为分界线,早期的PLC采用单载波,简单调制(ASK/FSK/PSK等),传输速度一般较低(~500bps)。而新一代PLC则基于先进的窄带OFDM技术(正交频分复用,即正交多载波),速度从几十到几百kbps,而且具有更强的抗干扰能力。

国内基于OFDM的新一代PLC技术是由力合微电子发起的,率先提出了适合国内电网环境的原创过零传输OFDM(Z-OFDM)整套物理层及MESH网络技术。该公司于2009年推出PLC芯片,2010年开始大规模应用于国家电网智能电表。此外,刘鲲博士和力合微电子还作为执笔人建立制定了国家自主标准GB/T31983.31,该标准已经于2017年正式颁布实施。国家电网公司及业内相关PLC芯片企业基于国网HPLC标准上2018年推出了12MHz以下的宽带中频PLC规范IEEE 1901.1。

为此,力合微电子与华为海思获国家电网颁发的“标准特殊贡献奖”。2018年国网HPLC进入规模化应用阶段,力合微电子成为国家电网的主要芯片供应厂商。此外,力合微电子基于国家标准窄带载波(500kHz以下)GB/T31983.31和宽带中频(12MHz以下)IEEE1901.1标准,推出基于MESH网络、实现节点间对等通信,以小数据包、低延时为技术特点,主要面向即时通信的一种电力线通信技术协议PLBUS PLC,以更好地支持智能家居及物联网应用。

基于PLBUS的全屋智能互联控制

据IDC预测,2025年全球IoT市场规模将达1.1万亿美元,全球联⽹网设备将达416亿台,其中中国市场将占25.9%,超越美国而成为全球最大的IoT市场。万物互连需要IoT通信技术底层芯⽚和标准的支撑,PLC电力线通信正以其特有的优势成为IoT 智能设备的标配通信接⼝,将在全屋智控、智能照明能源管理、智慧城市和工业物联网等应用领域发挥更大的价值。

智能家电/智能家居控制为PLC技术和芯片提供了广阔的应用市场。PLC具有穿墙越壁、信号传输不受墙壁和楼层影响、不需要天线、不怕家电金属外壳屏蔽等优点,为智能家电提供了理想的通信接入方式。基于PLBUS PLC通信接口芯片和模块产品是智能家电终端设备的“心脏”,链接着感知层与网络层,将智能家电产生的数据进行收集和汇聚,最终通过云平台和手机实现智能管控。A.O.史密斯AI-LiNK全屋家电智联系统,以及万家乐等家电企业已经实现PLBUS PLC技术的产品导入并量产,开启了PLBUS PLC电力线通信统一接口及芯片在智能家电领域的规模应用。

PLBUS PLC是一套适合国内电力线环境的高性能电力线总线通信技术和协议,包含物理层、支持Mesh组网的数据链路层,以及为各种IoT应用提供适配的应用支持层(APS)。PLBUS PLC定位主要应用于开放的几十米或几百米短距离供电范围内,基于MESH网络、实现节点间对等通信,以小数据包、低延时为技术特点,主要面向即时通信的一种电力线通信技术协议

作为20来年专注于PLC芯片设计的物联网通信芯片设计企业,力合微电子先后推出了窄带PLC芯片、宽带PLC系列芯片、电力线+无线双模通信芯片以及(12MHz以下)电力线通信功率驱动芯片,未来还会持续不断推出资源更丰富、通信更加多样话的物联网通信芯片以满足物联网各种应用需求。

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顾正书
ASPENCORE资深产业分析师。以深圳为坐标原点,扫描全球电子和半导体行业。专注于China Fabless和SoC设计细分市场的分析和学习,欢迎交流。
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