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你真的了解全屋智能PLC-IoT吗?

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[中国,上海,2022年2月11日] 2019年人民日报一则“迎接全屋智能时代”的评论引起物联网和智能家居行业的讨论热潮。伴随着全屋智能的技术发展争议颇多,文本重点引用网络上的几个常见误解:

• 什么是PLC?老掉牙的技术?电力猫?可编程控制器?
• 智能家居怎么连?蓝牙?Wi-Fi?Zigbee?有线可行吗?
• PLC干扰大,性能差:回路中只要有压缩机设备(比如空调、冰箱等)就会有干扰
• PLC方案部署很困难,需要和电力布线、甚至需要电工上门 PLC还需要考个电工证吗?
• PLC生态不成熟?PLC是孤芳自赏还是众星捧月?

敲黑板、划重点,“全屋智能”的前提是“全屋”,关于家居互联,小编将彻底破除网友们对全屋智能PLC-IoT的误解和偏见!

偏见1:PLC-IoT是过时的、low技术

1、PLC-IoT到底是什么?

- PLC全称是Power Line Communication,即电力线载波通信,顾名思义,就是在传统的低压电线上进行数据传输,从速率上可分为低速模式、中速模式和高速模式。

- 通常“电力猫”专指高速模式的PLC通信技术(HomePlug/G.hn),主要应用于家庭内部的宽带上网,而PLC-IoT属于中速模式,主要面向物联网的海量设备接入场景,其在通信性能、带宽、最大网络节点数量、网络结构与“电力猫”是不同的。

- IEEE 1901.1标准2016年在IEEE联盟立项,2018年正式发布,是最新的中速PLC通信技术。

- 对比如下:

PLC-IoT采用OFDM调制技术,比传统FDM系统节省50%带宽

偏见2:PLC-IoT用作全屋智能
性能很差,各种干扰大

1、PLC-IoT技术设计先进,可靠性高

- PLC-IoT采用OFDM调制技术,载波间正交,频谱利用率理论上接近Nyquist极限,比传统FDM系统节省50%带宽。

PLC IoT采用时频分集技术,抗衰减和噪声能力更强

- PLC IoT采用时频分集技术,抗衰减和噪声能力更强

将原始数据在时间和频率两个维度进行备份,抗衰减和噪声能力更强。

以4次拷贝为例,若4个符号承载全部信息,其中橙色部分表示同一信息在时间和频率维度上的备份,可以看到,数据在时间和频率维度进行均匀备份,这样,某一段时间或频率信息被破坏,均可用其他的备份数据将信息还原,这一技术也专门用于对抗电力线这种时变性强的干扰和频率选择性衰减。

海思独有抗噪技术,保障智能家居设备稳定通信

- PLC-IoT帧结构设计抗衰减和抗干扰能力更强

与“电力猫”相比,PLC- IoT的帧结构(前导)、调制、拷贝模式增强,用通信速率换取更可靠的通信性能,符合物联网高可靠性、低流量通信特点。

相比无线技术,PLC不受墙体阻扰,覆盖面更广

2、PLC-IoT基于海量应用的HPLC技术演进而来,实际证明可靠性高

- HPLC标准在电网2014年立项,2017年正式发布行标(Q/GDW 11612-2016),并开始大规模商用,截至目前,电网已经在网运行2.5亿设备,海思份额近2亿。

- PLC IoT是基于HPLC的关键技术,衍生出针对行业市场的物联网通信标准,即IEEE1901.1。

3、海思独有的抗噪技术:海思噪声库,针对性处理

- PLC信道的复杂性,很大程度上体现在其不同场景下噪声特点各异,能量强,变化快。因此,抗噪声技术在PLC-IoT解决方案中起到重要作用,是物理层通信性能保障的核心技术之一。

Zigbee技术在2.4G下同频干扰严重,稳定性弱

- 基于此进行的算法设计、去噪方案形成体系,贯穿至各个模块中:
• 时域上:设计有效的脉冲噪声检测与消除算法,根据脉冲周期,占空比,峰均比的差异,进行实时去噪,可应对时域噪声微秒级变化。
• 频域上:设计有效的窄带噪声检测与消除算法,根据噪声在不同频点的功率谱密度分布,采用了多种检测处理方式,对窄带噪声进行检测和消除。
• 通信频段外噪声,采用板级滤波器、内置模拟滤波器和数字滤波器组合方式,针对带外噪声进行自适应消除。

- 海思建有全面的电力线噪声数据库,从世界各地采集电力线数据进行仿真建模,回放到实验室电力线环境中进行通讯测试并优化抗造算法。

- 在全场景环境实验室进行测试,高温、高湿、高海拔、极寒、极旱环境稳定运行4年以上。

偏见3:全屋智能最好的连接方式是?

1、PLC-IoT对比现有Zigbee技术优势非常明显

在智慧家居的控制场景目前主要采用的无线技术是Zigbee,是一种低速短距离传输的无线网上协议,主要优势为低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点;缺点就是数据传输速率低,有效范围小,抗干扰性差。

Zigbee方案很容易被强阻隔和非授权频谱中信号干扰阻塞,要获得很好体验的灯光效果,家庭一旦出现灯比较多的情况,场景化模式下的控制会非常的不稳定。

PLC-IoT控制总线极大地解决了上述问题,通过本地化的全屋智能主机,PLC实现了“网随电通”的创举,可支持2000米传输距离,轻松覆盖高达500平的大户型,可连接设备多达384个通讯成功率高达99.99%,更加稳定。

- PLC不受墙体阻扰,无线连接技术的穿墙能力弱

相比ZigBee,PLC优势明显

- Zigbee技术在2.4G下同频干扰严重,稳定性较弱,多点同时动作易出现网络拥塞

PLC-IoT连接稳定可靠、性能强悍

- PLC 和 ZigBee对比,优势一目了然

偏见4:PLC-IoT全屋智能部署很不方便

1、PLC-IoT对比现有有线技术KNX

KNX布线来做全屋智能控制,在灯具供电情况下,还需要额外拉一根控制线,导致主机体积庞大,布线复杂,需要专业人士设计、安装、后期维护,因此成本很高。

- PLC-IoT连接稳定可靠、性能强悍

PLC-IoT极具成本优势、易布署

- PLC-IoT极具成本优势、易布署

PLC-IoT让前装全流程“化繁为简”

- PLC-IoT让前装全流程“化繁为简”

设计阶段:PLC设备根据需要设计在同一个或多个电路回路(简化设计)。
施工阶段:电工完成物理安装,无须设计师参与;无须软件配置,PLC设备自动组网,零配网。
验收阶段:电工按照场景和电路设计验收,无须设计师参与。
运维阶段:设备直接更换,上电自动组网,无须排查其它无线设备对PLC设备的干扰,无须设计师参与。

2、海思独有的PLC网络技术

- 自动快速组网,即时通信,条条大路通罗马

海思独有的树形网络拓扑组网,实现即时快速通信

组网特点-- 树形网络拓扑

CCO:(Concentrator)主节点模组
STA:(Station) 子节点模组
PCO:(Proxy Coordinator)代理结点

• 灵活的组网模式:①树形组网,CCO为网络主节点,STA为网络子节点,STA若成为代理站点则叫PCO;所有STA向CCO发起入网请求,CCO确认后方可加入网络,网络建立可即刻进行PLC通信;②Mesh组网:无CCO,每个STA同时也是PCO,STA与STA之间直接通信。
• 自动快速组网模式:自动快速组网,500节点、2 层网络的场景初始上电10s 完成组网,快速通信;单节点上电毫秒级入网,适用于单节点设备上下电、更换、插拔等场景;支持动态路由,多路径寻址。

PLC技术不同参数性能对比

各种PLC技术的对比

偏见5:PLC-IoT用作全屋智能生态不成熟

华为联合了包括行业机构、高校科研院所及设备品牌商等42家伙伴,建立了从基础设施、服务商到渠道端到端的生态体系,促进PLC-IoT全屋互联的标准化。通过海思PLC-IoT芯片进行技术赋能,助力合作伙伴转型,助推它们成为全球IoT行业领先者,共同打造智能家居品质生活,带给消费者极致的智慧体验。

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