网络家电技术的发展现状和展望

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1、网络家电技术的发展现状和展望　关键词:摘要：分析了网络家电、家庭网络和智能家居之间的关系；介绍了X-10、CEBus、LonWorks、UPnP协议、ECHONET、KNX、Zigbee和国内“e家佳”联盟推广的家庭网络标准，并比较了各标准的优缺点；阐述了典型的网络家电设备及其产品化情况。在此基础上展望了网络家电技术的发展趋势。关键词：网络家电 智能家居 家庭网络标准 1网络家电的起源   二十世纪70年代后，计算机技术的广泛应用促使了家电技术的提升，1978年美国出现了灯光控制的家庭网络X-10技术[1]。进入二十世纪90年代以后，计算机网络技术的发展催生了网络家电概念的出现，各大公司纷纷涉

2、足该领域。1996年美国的NETSCAPE公司提出了网络家电的概念。1999年初，微软在全球范围内力推“维纳斯计划”；与此同时在德国科隆博览会上依莱克斯公司首次展出了可以上网的冰箱[2]。1999年末LG公司、三星公司也推出了同等意义的冰箱，夏普公司已经在日本销售网络微波炉。2000年的国际消费电子展，日本、美国的家电巨头已推出多种网络家电产品，微软、思科等公司也推出了其家庭自动化系统[3]。由此，在被称为“数字家电年”的2000年，网络家电的概念浮出了水面[3,4]。2网络家电的概念   网络家电与家庭网络、智能家居的关系密不可分。家庭网络是网络家电工作的基础，与网络家电一同构成智能家居的要

3、素。智能家居是通过网络家电来实现的。目前对于这三者还没有统一的定义，但普遍认为：网络家电是一种具有信息互联，互通或互操作特征的家电终端产品；家庭网络是融合控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，用以实现在家庭范围内信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、家庭求助报警、保安（监控）装置及水电气热表(或概称的三表三防)等设备的信息互联[5]；智能家居是由网络家电和家庭网络所组成的家庭设施，具有通过学习、推理等方法为用户提供服务和自主管理能力的家庭住宅。在三者之中，家庭网络是核心，所以众多行业巨头和团体纷纷制定自己的家庭网络标准；智能家居的服务是关键，决定着网络家电发展

4、的前景。3家庭网络标准   家电网络技术经过多年的发展，先后出现了多个有影响力的家庭网络通讯规范:X-10、CEBus、LonWorks、UPnP(UniversalPlugandPlay)协议、ECHONET(EnergyConservationandHomecareNetwork）、KNX(KonnexAssociation)、Zigbee和国内“e家佳”联盟推广标准等。3.1X-10   X-10电力线载波通信技术起源于二十世纪70年代苏格兰的Pico电子公司，1979年X-10产品上市。二十多年来X-10技术仍然在欧美广泛应用，这得益于X-10系统的突出优点:(1)安装方便(采用电力线

5、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)产品价格低廉,且能满足一般家庭的生活需求[6]。X-10技术是在它特有的协议基础上发展起来的,协议的核心部分是X-10Pro编码方式。X-10信号根据电力线信号正负过零点处120kHz脉冲信号出现与否来进行传输。X-10采用电力线载波方式传送数字信号，如图1所示。图中电源频率为60Hz,载波频率为120kHz，载波信号持续时间宽度为1ms，在过零时发送。为了保证在三相市电供电系统中任一相的电源供电时均可接收,要求发3个载波信号,时间间隔如图1所示(对于我国50Hz的市电,则相应的时间有所不同)。每传送一位数据需要

6、半个电源周期,有载波信号表示数据“1”,无载波信号表示数据“0”。X-10技术也存在致命的缺点：传送数据的速率慢,其寻址能力弱和传输介质单一。这些缺点限制了该项技术在智能家居中进一步地应用[1]。   家庭网络架构是由其专用的控制装置、路由器和设备(空调、冰箱、照明器具、保全传感器及家庭医疗设备)所构成。透过该网络架构，用户可遥控家中设备的电源开关或是进行电力统一管理等。相对于其他家庭网络标准，ECHONET规范为不同的家电建立了对象，每一个对象的属性和操作都有着严格的定义，以此来保证设备的互操作性；同时也提供了具有可操作性的家庭能源管理服务。目前众多日本家电厂商都在大力把ECHONET标准推

7、展成为国际化家庭网络标准。3.5KNX[10]1999年5月，欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会，提出了KNX协议。该协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点，欧洲地区重要的网络家电产业标准。该标准是开放性技术规范，其网络传输方式包括双绞线、电源线、无线电及以太网络。在Konnex设备网