隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展，早期用于智能家居的有線(xiàn)技術(shù)雖然具有數(shù)據(jù)傳輸可靠性強(qiáng)、傳輸速率高等特點(diǎn)，但由于體積龐大、靈活差、布線(xiàn)需鉆墻鑿洞、施工復(fù)雜、功能固定、成本相對(duì)較高，在智能家居的應(yīng)用中開(kāi)始顯得力不從心，取而代之的將是無(wú)線(xiàn)通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線(xiàn)通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有靈活多變、流動(dòng)性佳、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，更符合家庭網(wǎng)絡(luò)通信需求， 目前已成為智能家居技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，并將大大促進(jìn)智能家居發(fā)展，讓大眾家居生活更加智能化。

智能家居將門(mén)窗、照明、家電、安防、影音等家居設(shè)備集成化和系統(tǒng)化，要求采用一定的方式將各種設(shè)備連接起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一操控和管理，而無(wú)線(xiàn)通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大大滿(mǎn)足了這種需求。隨著家庭控制和智能化的不斷進(jìn)步，無(wú)線(xiàn)通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了不斷完善與改進(jìn)。

智能家居核心技術(shù)——電力線(xiàn)載波通信技術(shù)

2008年，颶風(fēng)“艾克”橫掃得克薩斯州東南部，整個(gè)大休斯頓都會(huì)區(qū)的電線(xiàn)上到處掛著北風(fēng)吹來(lái)的枝權(quán)。就像消防員投入滅火戰(zhàn)斗一樣，工作人員腳蹬膠鞋，身披雨衣，手持手電筒，匆忙穿行于各個(gè)街道，搜索被北風(fēng)吹斷的電線(xiàn)，當(dāng)時(shí)有200萬(wàn)家庭在黑暗中焦急地等待。在有些地區(qū)，這種搜索工作需要持續(xù)幾周，斷電導(dǎo)致的總損失高達(dá)幾十億美元。

在地球的另一端，斯德哥爾摩正在經(jīng)歷高峰時(shí)段的大堵車(chē)。連接瑞典首都城市的幾座橋梁成了交通瓶頸，車(chē)輛擁堵得水泄不通。排出的廢氣污染著空氣，數(shù)以百萬(wàn)加侖（加侖即usgol， lus gol≈3.79L）的燃料在浪費(fèi)著，行人的安全也受到威脅。

借用信息技術(shù)行業(yè)的術(shù)語(yǔ)，上述情況都屬于“啞巴網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題”，說(shuō)明人們并沒(méi)有真正理解通勤交通或電流內(nèi)在的作用原理。在原有的基礎(chǔ)之上“讓斷掉的電線(xiàn)自己去找維修工人，讓道路自己告訴車(chē)輛該走哪里”，以實(shí)現(xiàn)智能化的操作和應(yīng)用，電力載波技術(shù)就是其中的典范。

電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的特點(diǎn)

目前智能家居中的產(chǎn)品通過(guò)光纖、電纜等方式進(jìn)行通信，成本較高，一個(gè)家庭的智能家居建設(shè)需要5萬(wàn)一6萬(wàn)元，因此，在一般家庭中難以普及。而采用電力線(xiàn)載波通信方式后，只需要將載波芯片加入各種電器中，并在網(wǎng)關(guān)中加入電力線(xiàn)載波通信方式，而不用重新布線(xiàn)，因此能大幅降低成本。在成本大幅降低的條件下，電力線(xiàn)載波通信芯片未來(lái)可能成為家電的標(biāo)準(zhǔn)配置。

電力線(xiàn)載波通信（ Power Line Communication，PLC）是利用高壓電力線(xiàn)（在電力載波領(lǐng)域通常指35kV及以上電壓等級(jí)）、中壓電力線(xiàn)（指lOkV電壓等級(jí)）或低壓配電線(xiàn)（380V/220V用戶(hù)線(xiàn)）作為信息傳輸媒介進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。該技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是依托電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，不需要重新布線(xiàn)，具有施工、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。

由于不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線(xiàn)就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，因此PLC成了解決智能家居數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題的最佳方案之一。同時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)僅在家庭范圍中傳輸，所以束縛PLC應(yīng)用的困擾將在很大程度上減弱。即便是遠(yuǎn)程對(duì)家電的控制，也能通過(guò)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到PC然后再控制家電的方式實(shí)現(xiàn)，PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠(yuǎn)低于無(wú)線(xiàn)模塊。

目前PLC的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在家庭智能化、公用設(shè)施智能化（比如遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等）以及工業(yè)智能化（比如各類(lèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集）。在技術(shù)上，電力線(xiàn)載波通信不再是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的范疇，而是突出開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念，這使得每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)（受控設(shè)備）組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制， 目前在電力線(xiàn)載波應(yīng)用上具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)概念的企業(yè)不多，國(guó)外有Echelon公司的LonWorks網(wǎng)絡(luò)， 國(guó)內(nèi)有KaiStar（凱星電子）電力線(xiàn)載波遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)以及Raisecom（瑞斯康達(dá)）公司的瑞斯康達(dá)智能控制網(wǎng)絡(luò)。其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議EIA 709.1及EIA 709.2編寫(xiě)的。

電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的發(fā)展歷程

通過(guò)電力線(xiàn)載波通信方式傳送信息的歷史可追溯到20世紀(jì)20年代。20世紀(jì)50年代，低頻高壓電力線(xiàn)通信技術(shù)己廣泛用于監(jiān)控、遠(yuǎn)程指示、設(shè)備保護(hù)以及語(yǔ)音傳輸?shù)阮I(lǐng)域。20世紀(jì)50年代后期至90年代早期的30多年，電力線(xiàn)載波通信開(kāi)始應(yīng)用在中壓和低壓電網(wǎng)上，其開(kāi)發(fā)工作主要集中在電力線(xiàn)自動(dòng)抄表、電網(wǎng)負(fù)載控制和供電管理等領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代后期至今，電力線(xiàn)載波通信開(kāi)始用于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品。

電力線(xiàn)載波技術(shù)的發(fā)展

通過(guò)電力線(xiàn)載波通信方式傳送信息的歷史可追溯到20世紀(jì)20年代。20世紀(jì)50年代，低頻高壓電力線(xiàn)通信技術(shù)已廣泛用于監(jiān)控、遠(yuǎn)程指示、設(shè)備保護(hù)以及語(yǔ)音傳輸?shù)阮I(lǐng)域。20世紀(jì)50年代后期至90年代早期的30多年，電力線(xiàn)載波通信開(kāi)始應(yīng)用在中壓和低壓電網(wǎng)上，其開(kāi)發(fā)工作主要集中在電力線(xiàn)自動(dòng)抄表、電網(wǎng)負(fù)載控制和供電管理等領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代后期至今，電力線(xiàn)載波通信開(kāi)始用于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品。

電力線(xiàn)載波技術(shù)的發(fā)展

雖然隨著時(shí)間的發(fā)展，技術(shù)問(wèn)題最終都能被解決和克服，但是從目前國(guó)內(nèi)寬帶網(wǎng)建設(shè)的情況來(lái)看，留給PLC的時(shí)間和空間并不寬裕。據(jù)《中國(guó)電力載波通信行業(yè)市場(chǎng)需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告前瞻》統(tǒng)計(jì)，2000年以來(lái)各大運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模推出了ADSL、光纖、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，留給電力線(xiàn)上網(wǎng)的生存空間已經(jīng)不斷被其他接入方式壓縮。

“電力貓”是電力線(xiàn)載波技術(shù)的最新應(yīng)用和發(fā)展。所謂電力貓，即“電力網(wǎng)絡(luò)橋接器”，是一種把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)調(diào)制到電線(xiàn)上，利用現(xiàn)有的電線(xiàn)來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)問(wèn)題的設(shè)備。作為科技催生的第三代網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，“電力貓”正在以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)風(fēng)靡全球。其工作原理是利用電線(xiàn)傳送高頻信號(hào)，把載有信息的高頻信號(hào)加載于電流上，然后利用電力傳輸。接收信息的電力網(wǎng)絡(luò)橋接器再把高頻信號(hào)從電流中分解出來(lái)，從而在不需要重新布線(xiàn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)、打電話(huà)、觀(guān)看1PTV、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、存儲(chǔ)服務(wù)器、游戲機(jī)等多種應(yīng)用。用一句簡(jiǎn)單的話(huà)來(lái)概括就是一“電線(xiàn)就是網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)，輕松上網(wǎng)不受限”。

從國(guó)內(nèi)電力線(xiàn)載波芯片的市場(chǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)來(lái)看， 目前電能管理應(yīng)用在市場(chǎng)中占據(jù)主流地位，其次為工業(yè)控制、安防監(jiān)控、寬帶網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用。未來(lái)幾年在智能電網(wǎng)建設(shè)需求集中釋放的推動(dòng)下，以三相/單相載波電能表、載波抄表集中器等產(chǎn)品為主的電能管理市場(chǎng)仍將占據(jù)主要地位;但以“三表合一”、家庭防盜報(bào)警為代表的智能家居應(yīng)用、井下安全保障、LED路燈控制、精細(xì)農(nóng)業(yè)、污染檢測(cè)等應(yīng)用為代表的工業(yè)控制應(yīng)用將逐漸興起。

家庭智能系統(tǒng)的興起也給PLC技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)新的發(fā)展平臺(tái)。在目前的家庭智能系統(tǒng)中，以PC為核心的家庭智能系統(tǒng)是最受人熱捧的。該系統(tǒng)的觀(guān)念就是，隨著計(jì)算機(jī)的普及，可以將所有家用電器需要處理的數(shù)據(jù)都交給PC來(lái)完成。這樣就需要在家電與PC問(wèn)構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)。目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在家庭環(huán)境中被“墻多”這一特征嚴(yán)重影響著傳輸質(zhì)量，特別是在別墅和躍層式住宅中這一缺陷更加明顯。如果架設(shè)專(zhuān)用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，除了增加成本以外，在以后的日常生活中要更改家電的位置也顯得十分困難和煩瑣，這就給無(wú)須重新架線(xiàn)的電力線(xiàn)載波通信帶來(lái)了機(jī)遇。

“電力貓”的工作原理

“電力貓”是利用1.6-3 0Mbit/s頻帶范圍傳輸信號(hào)的。在發(fā)送時(shí)，利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線(xiàn)上進(jìn)行傳輸，在接收端先經(jīng)過(guò)濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出，再經(jīng)過(guò)解調(diào)就可得到原通信信號(hào)。依具體設(shè)備不同，目前可達(dá)到的通信速率為4.5- 45Mbit/s。PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時(shí)，來(lái)自用戶(hù)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過(guò)用戶(hù)的配電線(xiàn)路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，由局端將信號(hào)解調(diào)出來(lái)，再轉(zhuǎn)到外部的互聯(lián)網(wǎng)。

“電力貓”是一種全新的寬帶上網(wǎng)方式，即先將光纖上的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)“調(diào)制”到普通家用電源插座上，讓信號(hào)在電線(xiàn)上傳輸。在電源插座上插上“電力貓”，它會(huì)將電線(xiàn)上的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分離出來(lái);再用網(wǎng)線(xiàn)將“電力貓”與計(jì)算機(jī)主機(jī)網(wǎng)卡插口相接，即可實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)。