x10和PLCBUS技术在智能家居中的应用与分析

控制、环境控制、能源控制、远程通讯等功能，控制信号的传输和反馈要求带宽低，对延时不敏感，以电力载波通讯技术作为主要通讯手段可快速实现对上述方面的全方位控制，并可实现远程通讯管理，同时具有其他两种通讯介质不可比拟的优势。

　　4. 1 X10协议

　　X10协议是由英国PICO E lectronics公司的工程师在20世纪70年代后期开发并获得专利的，X10系统由三部分组成，即发射器、接收器和系统保障设备。发射器通过电力线发射控制信号给接收器，由接收器对被控器件进行远程控制。X10信号根据电力线信号正负过零点处120 kHz脉冲信号出现与否来进行传输。利用该电力线网络做载体传输控制信号，将120 kH z的编码信号加载到60H z（我国是50H z）的电力线上，有载波信号表示数据“1”， 无载波信号表示数据“ 0” （在正弦波的0 相位处有120 kH z脉冲群，并且紧随其后的？？相位处无脉冲群则表示“ 1”信号，如果在正弦波的0相位处没有脉冲群，并且紧随其后的？？相位处有脉冲群则表示“ 0”信号） ， 如图1所示。

　　由发射设备将X10信号发送给接收器，而每个接收设备都预先设定了一个地址码。地址码是由房间码（A ~ P）和单元码（ 1~ 16）组成，有了X10电力线载波通信协议，家里所有接到电力线上的设备几乎都能控制。系统保障设备主要是由于电力线干扰问题，用来检测和解决电力线噪音问题的一些设备，主要目的是保障X10信号在电力线上传输的稳定与有效强度，从而保障X10系统运作正常。

　　X10 系统的突出优点：

　　①安装方便（采用电力线介质通讯，无需另布线）； ②操作简单（只需要用户在拨号盘上设置地址即可）；③价廉物美，经济实用；④使用简便、控制灵活；⑤按需选配，升级空间大（系统没有主机、中心总控制台，组建系统就像搭积木，可以按照用户的需要量体裁衣选配产品，它可以不断扩展升级的特点可以让用户分阶段的将系统的功能完善，不断提升生活的档次）；⑥与现有的系统兼容性比较好，互不冲突；⑦ 标准协议，高级控制： X10是一个开放、标准的协议，可以和很多高级设备接入，实现更高级的智能家居控制方式。

　　X10技术也存在致命的缺点： 传送数据的速率慢，其寻址能力弱，传输介质单一。

　　图1 载波信号示意图

　　4. 2 PLCBUS协议

　　由于X10技术在现代智能家居领域发展的局限性，针对其传输距离短、抗干扰能力、双向通讯可行性差、地址少等缺点，开发了具有代表性的PLCBUS技术。PLCBUS技术是近几年发展起来的一种电力载波通讯技术，英文名称叫做Pulse PositionModulation （ PPM） 脉冲相位调制法。它利用电力线的正弦波作为同步信号，在4个固定的时序中发送瞬间电脉冲传递信号。系统主要由三部分组成，即发射器、接收器和系统配套设备。发射器主要作用是通过电力线发射PLCBUS控制信号给接收器，通过对接收器的控制，从而达到间接控制灯及电器设备的目的。接收器主要作用是接收来自电力线的PLCBU S控制信号，并执行相关控制命令，从而达到灯及电器控制的目的。由于PLCBUS的PPM 通讯方式的特殊性，PLCBUS的接收器可以很轻松简单的还原出PLCBUS 的编码。系统配套设备主要是为了配合发射器及接收器设备，辅助实现控制目的。

　　PLCBUS信号是通过给一个电容进行高压充电，然后在一个很精确的时间里将电容的电量释放到电力线上。这种快速的电容放电会在电力线上产生一个瞬间的能量脉冲，因而PLCBUS信号可以传递得很远。

　　每半个50H z的正弦波周期可以传递一个PLCBUS脉冲信号，PLCBUS脉冲信号总是出现在半个正弦周期里的4个固定位置中的一个位置。每个位置可以搭载2 b的信息，因此在50Hz的电力线上，1 s可以传输200 b的数据。PLCBUS脉冲信号正好处于电力线半波的后半个周期，因为后半个周期处于能量下降区域，在这个区域的电力线噪音要比前半个周期小很多，而X10处于前半个周期。如图2所示。

　　图2 PLCBUS 脉冲信号

　　PLCBUS技术的优点：①高度可靠，万无一失。PLCBUS技术采用新的电力线加载技术，利用低频、广谱技术产生一种非常超强的电力通信信号，使其具有强抗干扰性； 它的通信方式要可靠得多，通常在信号收发的传输中，PLCBUS技术接收到的比率是X10技术的100~ 1 000倍；②超级速度，即控即现。

PLCBUS的信号传输速度是X10技术的20~ 40倍。这相当于每秒钟可完成10个完整指令，平均每条指令从发射到执行在0. 1 s之内，几乎是即控即现；③双向通信，状态反溃双向通信的功能，能让被控制设备真实反馈开关状态信号，以便确定控制命令是否真正被正确执行。PLCBUS技术100% 双向通信功能，也可实现多种设置方式和用