網(wǎng)絡傳輸是構建智能家庭最重要的基礎設施，目前，其通訊標準也正進入白熱化的競爭階段，光是信號處理和通訊標準就多達十幾個陣營。在此，本文將為您介紹主要的標準聯(lián)盟與芯片發(fā)展狀況。
KNX：住宅和建筑控制世界的共通語言
KNX是商用和住宅建筑控制領域唯一的開放式國際標準，KNX信號可以透過雙絞線網(wǎng)絡傳送，是通過有線IP網(wǎng)絡或KNX 868 MHz的射頻解決方案。目前，全球有超過100多個KNX會員，經認證的產品達7,000項。不同制造商生產的KNX產品可以相互結合，也就是KNX商標保證其交互性和互操作性。傳統(tǒng)安裝技術須花費大量人力與成本，然而通過KNX，即可實現(xiàn)經由一只觸控面板，就可控制住宅或各式建筑的所有應用。
Z-wave：精準聚焦家庭
控制的潛力股Z-wave是專門為遠距離控制應用而設計的低功耗無線技術，它不同于Wi-Fi和其它IEEE那些基于802.11、專為高帶寬數(shù)據(jù)所設計的無線局域網(wǎng)絡系統(tǒng)，Z-wave的工作頻段大約900兆赫，能避開2.4GHz以上的系統(tǒng)，提供小數(shù)據(jù)封包更高的傳輸速率(高達100Kbps)，而且低延遲。
因此，Z-wave很適合應用于嵌入或改造成家用電子產品、設備和系統(tǒng)，如照明、小區(qū)門禁、娛樂系統(tǒng)和家用電器的低功耗RF無線電。就像是提供一種簡單而可靠的方法，以無線方式控制家中的電燈和電器。
Z-wave使用的路由協(xié)議是源路由(Source Routing)，在源頭發(fā)出封包就可以直接在封包內指定詳細路由的路徑，省去每個節(jié)點花在路由上的資源。同時，它也將自己的產品與Windows系列產品結合，讓設計者可以在更人性化的操作環(huán)境下快速開發(fā)產品。
Z-wave是由丹麥公司Zensys一手主導的無線組網(wǎng)規(guī)格，其聯(lián)盟的成員都是已經在家庭自動化領域有現(xiàn)行產品的廠商。截至2013年，已有超過160個全球制造商支持Z-Wave，美國、歐洲和亞洲都已出現(xiàn)許多相關的消費性和商用性產品。
最令人矚目的是主要芯片供貨商Sigma Designs的動向。不同于ZigBee模塊可以透過多家不同的芯片大廠取得，Z-Wave只能通過Sigma Designs的芯片。該公司最新推出的500系列平臺，為Z-Wave做了一些升級，包括傳輸速率提升達100kbs、4倍的閃存、設計功耗也更低、OTA升級、增加RF頻道等。
Z-Wave聯(lián)盟和Sigma Designs之前共同推出了一項名為Z-Wave Plus的技術認證計劃。Z-Wave聯(lián)盟主席Mark Walters表示，Z-Wave Plus旨在幫助客戶識別那些采用Sigma Designs Z-Wave平臺(500系列)的產品，也確保Z-Wave Plus產品能充分利用新一代平臺提供的全部增強功能，這些新功能對于布建家庭監(jiān)控服務有更多好處，例如安裝更簡便、求助電話更少、更快推向市場等。
Sigma Designs的下一代平臺，將會包括一個新的Z/IP特性和ZIPR網(wǎng)關。前者是能將IP協(xié)議命令與Z-Wave命令相互轉換的軟件引擎，后者是經濟型網(wǎng)關的參考設計，它可以將任何Z-Wave的設備賦予一個IP地址和所有IP服務。這些突破性的功能將可望進一步鞏固Z-Wave在智能家庭與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的應用地位。
G.hn：革命性的智能家庭聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
G.hn是國際電信聯(lián)盟(ITU-T)認定的“家庭連網(wǎng)”正式標準，其整合家中既有三種有線傳輸接口——電力線(Power Line)、同軸電纜(Coaxial Cable)及電話線(Phone Line)，等于是將每個家庭既有的線路整合為一個強大的網(wǎng)絡傳輸架構，讓智能家庭的布建擁有更好的基礎建設。
在G.hn的制訂過程中，由于必須滿足電話線、電源線和同軸電纜三種傳輸介質，而電源線是其中最為復雜的一塊，因此，G.hn的技術實際上是以電源線技術為基礎進一步擴展的。
G.hn擁有諸多特色。如兼具高速與穩(wěn)定的傳輸表現(xiàn)，除了可支持各種多媒體娛樂應用，傳輸高畫質影像(如3D 及Ultra HDTV)之外，更適合用于不間斷傳送安全監(jiān)控攝影機的影像畫面等。
同時，它也具有很好的獨立性與互操作性，兩戶家庭之間的電力線不會互相干擾，而且，即使采用不同廠商連網(wǎng)架構與芯片設備，仍舊能夠互相搭配、順暢運作。
而也因為G.hn屬于開放式平臺，所以相較于其他傳輸陣營，目前獲得較多芯片供貨商的支持。目前有推出G.hn傳輸芯片的主要供貨商有芯盟科技(Sigma Designs)、邁威爾(Marvell)、領特(Lantiq)，臺灣則有義傳科技(METANOIA);另外，包括意法半導體(ST Microelectronics)、德州儀器(Texas Instruments)都積極布局，連博通(Broadcom)去年也透過購并Gigle Networks獲得電力線傳輸技術，一腳踏進G.hn相關產品開發(fā)，G.hn未來的潛藏商機可見一斑。
G.hn起初由Intel發(fā)起，此后ITU負責制定，目前則由Home Grid Forum推廣。其中，Marvell因為擁有優(yōu)異的基礎軟硬件整合技術，因此率先通過Home Grid Forum的認證，也是首家已針對網(wǎng)通廠量產的G.hn芯片供貨商。
另外，Marvell產品擁有高達1Gbps的有線傳輸速率，此外，該方案還具備多重輸入/多重輸出(MIMO)功能，以及TR-069遠程管理與維護技術，可幫助電信運營商對遠程電力線產品進行有效監(jiān)控。因此，包括美國AT&T、西班牙電信、新加坡電信、中國電信和中華電信等全球重要電信商，目前也都已表態(tài)將采用G.hn技術。
值得注意的是，來自臺灣的義傳科技也名列全球三大G.hn芯片供貨商之一，不論是在G.hn系統(tǒng)公板、發(fā)展與驗證工具、固件與軟件開發(fā)平臺皆一應俱全，能讓客戶在最短時間內開發(fā)出電力網(wǎng)絡網(wǎng)橋、家庭網(wǎng)關裝置等，2013年，他們也呈現(xiàn)了離散調變(Discrete Multitone，DMT)和模擬前端(AFE)芯片的展示。
至于最早設計出全球第一款支持G.hn標準SoC芯片的Sigma Designs，在G.hn over power line的傳輸部分，除了能夠利用ClearPath Extrem技術，將電源地線作為MIMO通道，藉此拓展覆蓋范圍、提高網(wǎng)絡抗干擾性，增加數(shù)據(jù)傳輸率，還支持包含G.hn、HomePNA和HomePlug AV及其對應傳輸介質(電源線、同軸電纜和電話線)的自動檢測，大大提升設計產品的方便性。
智慧電表IC商機各路搶
根據(jù)IHS針對全球智慧電表市場的最新調查報告顯示，2013年智能電表的年出貨量估計為8,200萬臺，而2014年至2017年，全球數(shù)量甚至會超過上億臺。尤其是中國市場，還有大量建置基礎設施的空間，包括老計量系統(tǒng)的替換，以及涵蓋全國的持續(xù)性檢修，估計光在這個單一市場，就能創(chuàng)造出超過4億個智慧電表的建置端點。
所謂的“智能電表”，實際上涵蓋了一系列的功能。最基礎的電表只是透過RF或電力線通訊(PLC)傳輸，實現(xiàn)遠程讀取數(shù)據(jù);更高階的電表則是能夠透過應用程序，實時提供用戶最新的使用情況和價格;最先進的設計還可以提供負載管理。
雖然功能有明顯差異，但對于更先進的計量基礎設施(AMI)和自動抄表系統(tǒng)(AMR)來說，其應用和市場商機都類似于心電圖市場，因此，對于既有的模擬芯片供貨商來說，同樣都可定義為心電圖市場的相關應用。
智能電表的IC商機主要存在于三個部分：一是模擬前端，負責處理與讀取數(shù)據(jù);二是通過有線或無線網(wǎng)絡架構，讓電力公司與當?shù)囟它c之間溝通;第三部分則是其他加值功能，例如備用電池、顯示和實際電源線偵測器等。以上這些技術與成本，大部分都已經包含在電表本身，同時智能電表必須堅固耐用，經得起15至20年的考驗。
旺玖科技即是在這部分有顯著成績的臺灣IC設計廠商，它的家庭電源監(jiān)控IC可以精準地測量超過30種不同的電力信息，提供用戶用電的參考依據(jù)，其電源保護芯片更是已經獲國際大廠商的認證，并成功搶進中國及印度兩大市場，目前正持續(xù)性供貨中。
另一個積極的領導性IC供貨商ST則于2013年11月發(fā)布業(yè)界首款功能完整的智能電表SoC STCOMET10。
STCOMET10采用獨一無二的模塊化和整合化混合信號設計，能在一顆芯片上具備整合高精準度測量能力、靈活的可編程處理功能和電力線通訊系統(tǒng)，最特別的是，它具有先進的防盜電安全功能，能充分滿足智能電表的設計需求。
STCOMET10除了整合閃存和基于ARM Cortex-M4的應用處理子系統(tǒng)，還具有高精準度的3信道模擬數(shù)字電表測量前端和安全引擎。另外，也可支持包括多協(xié)議管理專用的可完全編程的PLC信號處理引擎，以及未來的新協(xié)議，這不但能簡化智能電表設計，縮短產品上市時間，還能大幅降低組件使用量和和材料成本。
未來，隨著組件大廠商技術持續(xù)發(fā)展，智慧家庭市場也將加速升溫。
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