2021AWE上海家电展上,中国家用电器协会理事长姜风就曾指出,“科技已经成为中国家电行业产业升级、产品升级的趋势和动力。“过去,家电是‘自运行系统’,其技术进步多围绕单项功能的提升,如空调制冷制热效率、洗衣机洗净等。现在,随着移动互联网、物联网以及人工智能等技术发展,产业间的固有边界被打破,家电产品开始从纯硬件产品进化为生活中的一个‘端’。”

“家电功能的实现也从简单的电控发展为复杂的嵌入式系统控制。这不仅改变了家电产品的形态,而且导致整个产业上下游供应链,企业生产、组织结构都在变革。可以说,科技代表着家电行业的未来;但科技是一个泛概念,就家电而言,智能化是更贴切的属性。而家电要实现智能化,便免不了机器与机器、机器与环境、机器与人之间的互动。”

家电智能‘互联’是关键

因此,智能家电首先要解决通信连接问题。力合微电子技术总监朱永表示,这就要求智能家电要采用合适的通信技术,以及统一的接口协议。房地产前装市场实际上是基于项目的系统集成,由于统一设计、统一集成、统一安装,所以不同家电互联互通基本上不成问题,但也存在选择最合适的通信技术问题,否则,可能产生通信连接不可靠或工程安装复杂等问题。

对于代表更大市场规模的千家万户后装市场,由于家居场景涉及到不同品牌的家电设备,因此不仅要采用统一的底层通信技术,还要解决统一接口和应用协议,否则产业链的各环节无章可循,各自为阵,影响市场和产业发展。通信技术和芯片厂家在智能家电互联互通上起至关重要的作用。

目前在物联网(IoT)设备通信市场,围绕此类‘端’的智能家电常见通信方式,包括PLBUS、RS485总线、NB-IoT、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等。总线通信技术如RS485实际实施需要施工布线,工程量大。射频无线通信Wi-Fi、ZigBee、蓝牙及NB-IoT等由于利用空间电磁波媒介介质进行信息传输,因此射频信号易受外界障碍物阻隔从而影响无线通信性能。而PLBUS电力线通信基于已有供电线进行数据传输,无需布线,具有穿墙越壁,不受阻拦优点,适合各种户型房间,包括别墅,但不适用于电池供电设备。

PLBUS通信vs无线技术

在提供有线和无线通信技术,电力线通信技术的玩家面临着竞争。在这种情况下,现有的室内家电设备连接中,在没有重新布线的情况下,PLBUS通信和无线技术(Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等)成为家用电器设备互联互通的最佳选择项。与无线通信技术相比,PLBUS具备通信穿墙越壁,不受阻拦优点,提供了快速灵活的通信解决方案。

不仅如此,PLBUS结合了有线和无线连接技术的优势。在大部室内家电设备连接中PLBUS具有快速,可靠和安全的特性。由于数据通过电力线发送,可以不受墙壁阻挡,从而使得设备与设备之间可靠连接服务。同时,它还具有数据加密功能,可实现安全的数据连接。

无线通信技术与PLBUS一样,它不需要任何额外布线。唯一的缺陷是受墙壁阻挡、连接不稳定。当无线信号遇到障碍物时,信号强度会变弱,甚至无法连接。因此室内互联设备如果有障碍物阻隔时,使用无线通信进行连接很难实现全屋覆盖。PLBUS则可以实现全屋的信号覆盖。

智能家电:PLBUS的机会

从2020年光亚展和2021年上海AWE展会上不难看出,PLBUS通信技术受到了照明企业和家电企业强烈关注。该技术基于电力线的统一通信接口较好的解决了智能家居、智能照明等物联网场景的智能设备通信连接痛点问题。2021年AWE上海家电展会的主题就是全屋互联,从这点看来,智能家居的应用需求已经从简单的单品控制向场景化、全屋化控制转变,PLBUS为市场提供了一种新的有效的通信连接方式,无疑满足了智能家居发展需求。同时,PLBUS技术符合我国低压电力线通信国家标准,也满足了各大家电品牌对于通信技术必须走向标准化的规范发展需求。

PLBUS电力线通信被认为是实现全屋互联的理想技术之一。这项技术优点,不需要额外布线来建立通信网络,可穿透墙壁、地下室等恶劣的环境条件,实现信号全屋覆盖。在智能家电市场上,力合微电子PLBUS电力线通信为智能家电提供基于电力线的统一通信接口,已被诸多家电品牌厂家使用。比如:AO．SMITHAI-LINK已经实现全屋家电联动和控制打造节能与舒适的智能家居。

PLBUS符合我国低压电力线通信国家标准的电力线通信技术(GB/T31983．11-2015和GB/T31983．31-2017),其物理层采用OFDM先进数字调制技术、工频过零时隙传输和连续传输等技术,无论在交流电力线上还是直流电力线上,都有较为鲁棒的通信性能。此外,PLBUS针对智能家居应用场景提供分布式动态路由MESH网络技术,无需组网,即插即用,充分满足智能家电即插即用的应用需求。

从目前PLBUS市场应用情况而言,国内外家电品牌商已经进入市场推广阶段,物联网方案商、智慧家电服务商、家电品牌制造商及物联网生态品牌企业等都在积极接触,部分已进入产品导入阶段。作为智能设备基于电力线的统一通信接口,并具有国家标准的支撑,PLBUS一推出就得到了广大家电企业、照明行业、平台运营商、消费类及工业物联网厂家的积极支持。目前已应用于多家知名家电品牌的智能家电产品及全屋智控、智能照明、智慧厨房等,工业物联网应用包括智慧路灯、充电桩、智慧光伏、综合能效管理等。

相应的PLBUS模组方案

力合微电子作为一家知名物联网通信芯片企业及PLC标准制定者。该公司为广大终端产品和系统厂家提供直接、专业的PLBUS专用芯片、模组、解决方案及服务和支持。针对小型PLBUS模组在智能家电应用,我爱方案网为方案商、系统集成商、终端品牌客户等大力推荐力合微已开发的PLM4010-B011-HC1S型PLBUS高速载波模组(从)方案。

图:PLM4010-B011-HC1S型PLBUS高速载波模组(从)

该小型PLBUS模组使得厂商更容易使用,使其智能家电或其它智能设备轻松实现“通过电线,即可通信”。其主要特征:一是内置了完整的PLBUS协议栈,用户只需通过开放的API接口进行简单编程实现所需的应用层功能;二是用户可在内置MCU上进行软件开发并实现外设控制,不需要另外MCU/CPU,节省成本;三是小体积,接口丰富(最多可支持4路PWM信号、多路GPIO、2路UART和一路SPI接口)。四是符合低压电力线通信国家标准。

PLM4010-B011-HC1S型PLBUS高速载波模组(从)解决方案可以方便的应用于任何智能家电或智能设备,“即刻”使智能设备具有基于电力线的通信能力,做到“通过电线,即可通信”。同时,通过模块上的MCU及丰富的IO口可以直接实施各种智能控制功能,一般情况下不再需要外部MCU/CPU。