华为智能家居plc工作原理?

华为智能家居plc工作原理?,第1张

通过高低压隔离耦合电路,隔离低频三相交流电与单板低压,保证单板安全,同时提供PLC信号注入和提取的高频通路。

通过接收链路,滤波、处理从交流电力线上提取的PLC信号。

通过发送链路,对PLC信号进行功率放大,然后向交流电力线注入PLC信号。

通过PLC控制器,实现PLC信号和RS485信号双向转换。

通过RS485收发接口电路,提供RS485信号接收和发送的通路,实现与数据采集器通信

华为plc智能家居方案工作原理

华为plc智能家居方案这是基于HPLC/IEEE19011结合华为特有技术,且面向物联网场景的中频带电力线载波通信技术。其工作频段范围在07-12MHz,噪声低且相对稳定,信道质量好;采用正交频分复用(OFDM)技术,频带利用率高,抗干扰能力强;通过将数字信号调制在高频载波上,实现数据在电力线介质的高速长距离传输。PLC-IoT应用层通信速率在100Kbps到2Mbps,通过多级组网可将传输距离扩展至数公里,基于IPv6可承载丰富的物联网协议,使能末端设备智能化、实现设备全联接。

同时,PLC-IoT精确有效地建立了电力线通信信道传输模型,根据频率选择特性确定最佳信号传输频率,并通过大量的实测数据分析获得电力线的信道特性。可将其优势可以总结为:

一、基于开放标准的IPv6技术,不同类型的末端设备可以共享PLC网络,物联网关主机侧应用和容器内多个应用也可共享同一个PLC网络,独立访问各自管理的末端设备而互不影响,提升PLC网络的并发能力和通信效率。

二、基于华为主推的新一代台区识别技术,无需任何外加设备,根据宽带载波技术特点和电网及信号特性,仅通过软件分析处理,在模块本地自动分析出末端设备所归属的变压器区域。利用无扰台区识别的结果,可免除白名单配置,从而减少现场配置,提升设备部署效率。

三、PLC-IoT+RF双模通信采用宽带电力线载波与微功率无线通信技术融合,在高频次采集的场景下,PLC-IoT与RF双通道并行采集不同节点的数据,提升效率40%左右。关键信息交互时,双通道可同时传输关键信息,形成冗余通道,实现可靠通信。并且当设备发生停电故障、PLC链路断开时,可通过RF通信及时上报停电事件。

四、PLC-IoT模块配合旁路耦合电路,为PLC-IoT通信提供了又一种逃生通道。当电力线开关断开后,PLC-IoT模块可通过旁路耦合单元继续通信,将停电事件等重要信息上报给物联网关,实现停电主动抢修,提升运营效率和客户满意度,解决停电后如何将信息上报并及时进行处理的问题。

五、PLC-IoT模块结合边缘计算网关,提供即插即用框架,PLC-IoT尾端模块开放SDK,第三方应用通过简单函数调用,即可实现自身末端设备的自动发现,以及向容器中业务APP与远端物联网平台的注册,使能物联网关与末端设备快速建立业务通道,有效解决传统末端设备上线流程复杂,安装部署耗时的问题。

PLC-IoT产品:

PLC头端

》IP化PLC头端通信模块(配套核心板使用)

》作为PLC网络的中央协调器,负责组建PLC网络

》尺寸:9262mm6762mm245mmPLC小型化尾端

》IP化PLC尾端通信模组(集成在末端设备中)

》作为PLC网络的组网节点,受协调器管理

》支持合作伙伴二次开发

》尺寸:36mm27mm1755mm(不含pin针)PLC标准化尾端

》IP化PLC尾端通信模块

》作为PLC网络的组网节点,受协调器管理

》尺寸:655mm453mm20mm物联网关核心板

》边缘计算核心板,支持虚拟化和容器技术

》支持合作伙伴基于容器开发APP应用

》尺寸:926mm80mm139mm

华为PLC解决方案

以华为全屋智能主机为中央控制系统,具备稳定可靠的PLC全屋网络,高速全覆盖的全屋WiFi,支持丰富的可拓展的鸿蒙生态2配套,对全屋环境、用户行为及系统设备等进行分布式信息管理和智能决策,给用户带来沉浸式、个性化、可成长的全场景智慧体验。

方案配置中包含PLC硬件使能器件+场景体验:其中硬件包括,全屋智能主机(含全屋Wi-Fi6+系统),以及传感器类,窗帘电机类,照明驱动类(含灯具),控制面板类等核心PLC硬件使能器件,场景体验包括,预置50+场景,其中包含首批鸿蒙AI场景(普通场景为通过ifttt预设条件设置的场景,鸿蒙场景为搭载鸿蒙系统搭建的全新AI场景),同时支持消费者自定义拓展场景体验。

为家庭的两张网络,一张为采用最新PLC技术的全屋家庭控制总线网络,全屋PLC技术具有高成熟、高稳定、高连接、高可靠、易布署等优势。目前已实现支持2000米传输距离,轻松覆盖高达500平的大户型,华为实验室测试显示累计100万+小时不掉线,通讯成功率高达9999%,极端条件断网不断联;在扩展性上可连接设备多达384个,满足家庭大量设备扩展需求。

另一张为实现全屋无死角覆盖的全屋Wi-Fi6+无线网络,也是家庭宽带的优势解决方案。全屋Wi-Fi6+主路由模块包含1个IPTV、1个上行连光猫、1个连PLC、5个多房间AP扩展共8个网口,实现全屋Wi-Fi覆盖。

plc技术是什么

在知道什么是PLC-IoT之前,我们需要先了解PLC是什么。PLC(PowerLineCommunication)即电力线通信,又称电力线网络,指利用既有电力线,将数据或信息以数字信号处理方式进行传输。

PLC不需要组网和额外通讯费用,与现有路灯控制系统兼容也非常好。但是PLC受线缆质量、负载影响较大,对信号的抗干扰能力较差。

PLC-IoT(PowerLineCommunicationInternetofThings)对PCL进行了改良,PLC-IoT的抗干扰能力更强,信通的质量更好,同时,可以将数字信号调制在高频载波上,通过多级组网可将传输距离扩展至数公里,实现数据在电力线介质的高速长距离传输。

简单来说PLC,即电力线通信技术(PowerLineCommunication,简称PLC)是以电力线(低压、中压或者直流)作为媒介,传输数据与信息的一种载波通信方式。

PLC电力线通信技术实现了数据在电力线高速、可靠、实时、长距离的传输,突出特点是网随电通,无需额外部署专门的通信线即可接入网络,华为全屋智能是基于华为海思PLC-IoT芯片开发的全屋智能系统。

PLC-IoT系统可以单独控制各个设备,也可以根据需求编辑场景实现不同产品同时控制,可以与HiLink平台的各个设备实现联动控制,用户通过华为智慧生活App远程或近端查看和控制设备。

华为全屋智能PLC与传统PLC区别

电力载波技术十多年前也有应用,像电力猫等也一直在使用这一技术。

华为全屋智能使用的PLC技术跟传统PLC技术本质的区别在于使用协议、带宽技术、传输数据类别。

首先不同于路由器、电力猫使用的PLC技术,华为全屋智能PLC-IoT是基于协议IEEE19011的系统;而路由器PLC是基于协议Ghn的技术。IEEE19011协议属于窄带技术,频宽16MHz-12MHz,仅传输控制信令和心跳报文,每个设备对带宽的占用很小;而Ghn技术属于宽带技术,因为在传输数据类别上面效率就完全不一样,传统PLC技术,传输的是数据业务,占据大量带宽资源,所以在使用中可能会受到其他电器的噪声干扰,导致传输速率有跳变,在部分干扰较大的场景下,会影响使用体验,也就是通常说的“失灵”,而其通常在开放环境使用,没有隔离器等措施,容易受到干扰。

华为全屋智能的PLC-IoT系统作为一条独立的回路接入家庭电路中,为了减少阻断传统家电设备产生的噪声,在独立回路上安装了一个滤波器,阻断掉传统家电对智能家具设备的干扰,从而达到稳定、安全的需求。PLC回路可最多支持384个设备。智能家居PLC技术是一个成熟的技术,在电力网,路灯等工业场景广泛应用,稳定通信距离可以高达2KM,华为将这个技术应用到家居场景,设备的连接稳定性可以得到保障。

华为PLC是什么

PLC只是一种技术路线,和ZigBee,SigMesh,甚至传统的总线技术一样,它就是个技术路线而已,直到目前,ZigBee和SigMesh也没有分出个高下,有所长也有所短,PLC加入战局把传统的总线技术也放到了一起对比,这是ZigBee和SigMesh无法做到的。

PLC已经在远程抄表和路灯监控的应用上验证了自身“广域”的应用价值,只这一点就是其它所有技术路线都几乎无法企及的,华为的野心在于真正的万物互联,智能家居只是其中一个部分,PLC几乎同时可以满足广域智能互联和家居智能互联的应用,又能同时兼顾快速改造和重新搭建两种业务应用类型,所以是个“大致正确”的方向,剩下的问题只是技术和应用的成熟度,以及性价比。

另外一个非常重要的但通常都不会被放到桌面上来讲的内容,是标准,这不仅涉及到利益,和5G技术应用一样,用星条国的话讲,还涉及到国家和社会安全,以及家庭和个人隐私保护。

如果ZigBee,SigMesh、KNX和PLC都能达到基本一样的互联和智能效果,性价比方面不会有过大的差别,在社会公共领域和大规模家庭应用方面,PLC会成为首选项,这是社会综合需求。

巨型企业做标准和资本,大型企业做战略和策略,中型企业做业务和渠道,小型企业做产品和技术,重心是不一样的,目标也是不一样的,结果当然不一样。

PLC至少有三个因素符合华为智能互联方面的技术路线选择需求:1、应用领域的覆盖性;2、全新的标准制定;3、有线无线的无缝结合。

在此基础上,华为强调的是HiLink系统,并没有完全排斥其它类型的智能技术融合,比如SigMesh,也是很有希望融入到华为的智能互联体系内的。

HiLink是根系,Wi-Fi是主干,PLC和SigMesh还有其它一些有可能融入的智能互联技术是分支,智能音箱路由网关开关面板插座是绿叶,终端应用产品是开花结果。华为plc智能家居方案这套系统能让现实更接近理想中的智能生活,想当年这种设计只会出现在科幻故事、里,像一回家,就自动开窗帘、开地暖,把灯光调到合适亮度,反正想实现什么功能,直接买个功能家电接入这套全屋智能系统即可。

中国三大运营商都在大力发展物联网业务,物联网卡和NB物联网卡已成为物联网领域的重中之重。谈到物联网,很多人都在想大力发展NB物联网意味着什么。使用现有的2G、3G和4G网络以及移动网络信号是否不方便?
物联网卡的不同应用场景
高速率业务:主要使用3G、4G技术,例如车载物联网设备和监控摄像头,对应业务特点要求是实时数据传输。
中等速率业务:主要使用GPRS技术,例如居民小区或超市的储物柜,使用频率高但并非实时使用,对网络传输速度的要求远不及高速率业务。
低速率业务:业界将低速率业务市场归纳为LPWAN市场,即低功耗广域网。目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉力支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。
目前低速率业务市场急需开拓,而低速率业务市场其实是最大的市场,如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器,此类设备在生活中出现的频次很低,但汇集起来总数却很可观,这些数据的收集用于各类用途,比如改善城市设备的配置等等。
此时NB-IOT网络就应运而生,NB-IoT是指窄带物联网技术。NB-IOT聚焦于低功耗广域(LPWA)物联网市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。目前三大运营商已完成全国性主要地区的覆盖。
目前nb-iot物联卡具备以下优势
·大连接:每一个扇区可以支持10万个连接,与现有无线技术相比,NB-IoT可以提升50~100倍的接入数。
·广覆盖:比传统GSM网络增益20GB,一个基站提供的覆盖面积是以往的10倍。
·低功耗:NB-IoT节电技术DRX和PSM,通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电的目的通常可以保障电池拥有5年以上的寿命。
·广应用:由于NB-IoT具有覆盖广、连接多、成本低和功耗低的优点,故其非常适合应用于低功耗设备,广泛应用于多种垂直行业。
·易使用:体积小,只需要搭配相应的NB-IOT模组,不占用内任何电路板空间。
·简单计费:NB物联卡的内部通信芯片、通信协议和资费政策较传统物联网卡有较大区别,支持定向连接,资费更优。
NB物联网卡和普通物联卡的区别有哪些?中景元物联指出合适NB-iot的应用场景非常多,对适合使用NB-iot的领域来说,机会非常多。从物联网企业家的角度来看,这等于是在扩大一个新的市场。在物联网时代,信息产业的传统运作模式正在被打破。
物联网(TheInternetofThings,简称IOT),即“万物相连的互联网”,是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。
物联网并不是个新鲜的概念,20多年前,物联网概念由比尔盖茨首次在他的《未来之路》中提起。只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起世人的重视。
2005年本人从事电表行业软件开发工作时,就接触过电力公司的远程抄表系统,这其实就是物联网的一种行业具体应用。传统的远程抄表系统均为集中抄读方式,即使用集中器通过485/MBus/PLC/Lora/Zigbee等有线或无线方式抄读目标设备的数据,如水表、气表、电表、传感器等。但是,有线存在布线困难问题,无线存在各种通信质量问题:如PLC难以避免噪声干扰、Lora通信速度较慢、点对点传输、ZigBee存在组网不可控现场通信质量差等。那有没存在一种通信技术,直接把设备数据上传到系统平台呢?这也是有的,一般方案是通过GPRS模块通信。但GPRS模块依然存在供电功耗和流量资费问题,因而没有很好地应用普及和推广。
2016年基于授权频谱(Licensed)的NB-IoT新型技术,很好的解决了GPRS的功耗问题,也因其大容量、覆盖广、高安全性等优势,在众多物联技术中脱颖而出,成为业界关注的焦点。具体来说,NB-IoT优点如下:
广覆盖:在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,可更好满足厂区、管道井、井盖等这类对深度覆盖有要求的地方。
低功耗:模块在平时处于休眠状态,每天可根据程序设定自动唤醒上传数据,若没有收到请求的命令,模块会自动进入休眠,终端模块待机时间可长达8年。
低成本:与LoRa相比,NB-IOT无需自建基站,通讯稳定可靠。
大连接:同一基站可比现有无线技术提供50-100倍的接入数。
基于以上优点,NB-IoT通信技术可方便应用在以往难以应用远抄技术的领域,也使得传统远抄技术方案变得更简单,让设备通信更简单、更可靠。可广泛应用在各种行业中,比如:智能路灯、智慧停车、烟感气感监测、智慧消防、智能门锁、智慧水务、智慧井盖、智慧农业等行业应用。
目前,中国三大运营商正大张旗鼓地进行相关NBIoT通信基础建设,NBIoT相关行业应用也已初成规模。像NB-IOT在水表市场已小有突破,少数企业2018年出货实现了百万量级。燃气表龙头金卡智能,2017年全年试挂不足2万台,中间经过客户小批量试挂、中批量验证,2018年其出货量达到70万台。
凡事有利就有弊,那NBIoT通信技术应用有什么缺点呢?
传输数据少。基于低功耗的机制,注定了NBIoT只能传输少量的数据到远端,因此正式应用时要么单次传输字节数少,要么传输数据间隔长。比如智能水表、气表,一般是24小时传输一次数据。这意味着依靠实时数据分析的行业应用难以推广此技术。此外,还存在寿命到期电池更换的麻烦。
通信成本贵。目前NBIoT通信模块还是偏贵,主流芯片厂家主要有紫光展锐、华为海思和联发科,一块NBIoT模组在20~50元左右。通信流量上,电信是20元一年,包年时间多相对便宜,中国移动资费差不多,若设备量大还有议价空间。一块水电表零售价也就一两百元,NBIoT模组就吃掉了一大块成本。
技术待成熟。虽然中国各大运营商号称投入大量人力物力财力进行相关建设,NBIoT技术还不是很成熟。本人所在公司系统平台于2017年底就和电信云平台进行了系统对接,目前接了近万台NB-IoT电表和水表。发现电信平台依然在不断地更新升级,曾经在某商厦安装了300多块NBIoT电表,结果导致基站出现故障,后经电信技术人员积极抢修才恢复正常。诚然,电信云平台后面是华为公司作为技术支撑,实力强大,想必不久将来技术会成熟稳定。
平台对接难。电信的IOT平台走的是CoPA协议,CoPA协议对接方面复杂。虽然华为电信物联网平台上资料齐全,要和电信开放平台对接,还是要花不少时间。2017年公司研发部门安排专人花了2个月才对接好,为兼容传统tcp、udp通讯,后期又对设备通讯服务进行了优化处理,前前后后花了大概半年时间才完全稳定。因此,这对于一般传统企业还是有一定技术门槛的。
可以说,物联网是通向未来智能世界的万物互联必由之路,下一个万亿元级的通信业务,蕴育着巨大的市场空间,是未来促进社会发展刺激GDP增长的重要驱动力。NB-IoT通信技术,使得万物互联成了可能,将会普及到各个行业中。预计未来几年,物联网行业将因技术的更新换代呈现爆发性增长,拭目以待!


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