智能家居电力载波技术分析

王者 14310116049

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【嵌牛导读】电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。电力线在电力载波领域一般分为高中低3类，通常高压电力线指35kV及以上电压等级、中压电力线指10kV电压等级、低压配电线指380/220V用户线。

电力线载波（PLC ，即 Power Line Carrier）是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为电力通信领域的一门热门专业。

【嵌牛鼻子】智能家居 电力载波

【嵌牛提问】电力载波技术是什么？智能家居未来的发展方向是什么？

【嵌牛正文】

电力载波特点

PLC的最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线就能进行数据传输。但是电力线载波通讯因为存在以下缺点，导致PLC的主要应用－－“电力上网”，并未能大规模商用：

1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；

2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；

3、不同信号耦合方式对电力载波信号损失不同，耦合方式有线-地耦合和线-中线耦合。线-地耦合方式与线-中线耦合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地耦合方式不是所有地区电力系统都适用；

4、电力线存在本身固有的脉冲干扰。使用的交流电有50HZ和60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，固定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用；

5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

智能家居电力载波技术分析

智能家居诞生很早，进入我国也有十几年的时间，但智能家居在我国的发展却一直不温不火，直到近年随着物联网技术的应用推广，该领域才被大众所广泛认知。2012年初，国家确定将智能家居列入「十二五」规划的九大产业。近两三年来，智能家居快速发展，家电企业，安防对讲厂家以各自的优势产品为切入点，纷纷加入智能家居行业，国内外品牌都在抢夺这块市场。

智能家居本质上是为人服务、为家庭服务，是为了改善人们的生活舒适度，提高生活质量。从技术的角度来看，关键还是相关技术的发展能否适合人们对于现代家庭生活的更高需求。智能家居的应用要求是：

使用方便，无论老人还是孩子都可以轻松操作;

扩展随心所欲，根据需要想加就加，自己就能DIY;

产品性能稳定，使用安全;

安装非常简单，无论新房还是旧房都可使用;

智能家居产品要想能够像计算机、手机一样走进千家万户，真正惠及每个人的生活，就必须满足以上最基本的要求。而要实现上述目标，其产品所采用的技术是关键，那么，我们先来看看智能家居领域的主流技术。

智能家居主流技术

智能家居领域由于其多样性和个性化的特点，也导致了技术路线和标准众多，没有统一通行的技术标准体系。从技术应用角度来看主要有三类主流技术：

总线技术

总线技术的主要特点是所有设备通信与控制都基于一条总在线，是一种全分布式智能控制网络技术，其产品模块具有双向通信能力，以及互操作性和互换性，其控制部件都可以编程。市场上比较有影响力的总线技术包括LonWorks、KNX、EIB、CAN、BACNet等。总线技术类产品比较适合于楼宇智能化以及小区智能化等大区域范围的控制，其优势在于技术成熟、系统稳定、可靠性高，应用也比较广泛，但一般设置安装比较复杂，造价较高，工期较长，只适用新装修或对旧房进行改造需要重新布线的用户，且后期需要专业人员进行维护。

无线通信技术

无线通信技术众多，目前已经成功应用在智能家居领域的无线通信技术方案主要包括：射频（RF）技术（频带大多为315 和433MHz）、IrDA红外线技术、HomeRF 协议、Zigbee标准、Z-Wave 标准、Z-world 标准、X2D 技术等。无线技术方案的主要优势在于无需布线，安装方便灵活，而且根据需求可以随时扩展或改装。而无线通信最大的缺点在于信号容易受干扰，导致系统不稳定，直接影响用户体验。

电力线载波通信技术

电力线载波通信技术充分利用现有的电网，两端加以调制解调器，直接以50Hz 交流电为载波，再以数百KHz的脉冲为调制信号，进行信号的传输与控制。电力载波技术优势非常明显，成本低、有现成的电源线、一线两用，价格低廉，延伸方便，不需要重新架设网络，只要有电力线，就能进行数据传递，即充分利用现有的电力网，便能简单地实现家居智能化的改造，只要有供电网络的环境就能够使用。

从技术和成本角度，电力线载波通信技术更具优势：

。健康环保：现在技术的进步已经有够多的射频污染在伤害着我们的身体，电力载波通过实实在在的电力线在传输信号，所以不会产生任何的对身体有害的射频干扰;

。安装调试简单：无需额外布线，，其充分利用现有的电力网便能简单地实现家居智能化的改造，用户只需换个开关即可实现智能控制，这为已装修好房子的住户提供了享受智能家居的可能。