威易智能家居系統(tǒng)將無線、電力線和雙絞線三種傳輸途徑的有機融合，實現(xiàn)了ARM控制、有線、無線傳輸?shù)群诵募夹g模塊化。其中，無線技術采用的是ZigBee，電力線技術采用的是PLC-BUS，雙絞線傳輸方式采的是CAN BUS。本文首先概要介紹一下三種技術，說明三種技術是如何實現(xiàn)優(yōu)勢互補，并突出介紹智能家居核心技術模塊化。
ZigBee
1、什么是zigBee?
ZigBee是一種新興的短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡技術。
主要用于近距離無線連接。它依據(jù)IEEE 802.15.4標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調實現(xiàn)通信。802.15.4強調的就是省電、簡單、成本又低的規(guī)格。802.15.4的物理層(PHY)采用直接序列展頻(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)技術，以化整為零的方式，將一個訊號分為多個訊號，再經(jīng)由編碼方式傳送訊號避免干擾。在媒體存取控制(MAC)層方面，主要是沿用WLAN中802.11系列標準的CS MA/CA方式，以提高系統(tǒng)兼容性，所謂的CSMA/CA是在傳輸之前，會先檢查信道是否有數(shù)據(jù)傳輸，若信道無數(shù)據(jù)傳輸，則開始進行數(shù)據(jù)傳輸動作，若有產(chǎn)生碰撞，則稍后重新再傳。可使用的頻段有3個，分別是2.4GHz的ISM頻段、歐洲的868MHz頻段、以及美國的915MHz頻段，而不同頻段可使用的信道分別是16、1、10個。ZigBeeg聯(lián)盟預測的主要應用領域包括工業(yè)控制、消費，性電子設備、汽車自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設備控制等。
ZigBee是一組基于IEEE批準的802.15.4無線標準研制開發(fā)的、有關組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術。IEEE 802.15.4僅處理MAC層和物理層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟對其網(wǎng)絡層協(xié)議和APl進行了標準化。
一個真正的ZigBee，由ZigBee Alliance所主導的標準，定義了網(wǎng)絡層(Network Layer)、安全層(Security Layer)、應用層(Application Layer)、以及各種應用產(chǎn)品的資料(Profile)；而由國際電子電機工程協(xié)會(IEEE)所制訂的802.15.4標準，則是定義了物理層(PHY Layer)及媒體存取層(Media Access Centrel Layer；MAC Layer)。
2、zigBee的特點
·數(shù)據(jù)傳輸速率低：10KB/秒～250KB/秒，專注于低傳輸應用；
·功耗低：在低功耗待機模式下，兩節(jié)普通5號電池可使用6～24個月；
·成本低：ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低、協(xié)議簡單，所以大大降低了成本；
·網(wǎng)絡容量大：網(wǎng)絡可容納65，000個設備；
·時延短：典型搜索設備時延為30ms，休眠激活時延為15ms，活動設備信道接入時延為15ms；
·安全：ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒別功能，采用AES-128加密算法(美國新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一)，各個應用可靈活確定其安全屬性；
·有效范圍小：有效覆蓋范圍10～75米，具體依據(jù)實際發(fā)射功率大小和各種不同的應用模式而定；
·工作頻段靈活：使用頻段為2.4GHz、868MHz(歐洲)和915MHz(美國)，均為免執(zhí)照(免費)的頻段。
3、zi2Bee網(wǎng)絡中的三種設備類型
●網(wǎng)絡協(xié)調器：包含所有的網(wǎng)絡消息，是3種設備類型中最復雜的一種，存儲容量最大、計算能力最強。發(fā)送網(wǎng)絡信標、建立一個網(wǎng)絡、管理網(wǎng)絡節(jié)點、存儲網(wǎng)絡節(jié)點信息、尋找一對節(jié)點間的路由消息、不斷地接收信息；
●全功能設備(FFD)：可以擔任網(wǎng)絡協(xié)調者，形成網(wǎng)絡，讓其它的FFD或是精簡功能裝置(RFD)連結，F(xiàn)FD具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸；
·附帶由標準指定的全部802.15.4功能和所有特征；
·更多的存儲器、計算能力可使其在空閑時起網(wǎng)絡路由器作用；
·也能用作終端設備。
●精簡功能設備(RFD)：RFD只能傳送信息給FFD或從FFD接收信息。
·附帶有限的功能來控制成本和復雜性；
·在網(wǎng)絡中通常用作終端設備；
·ZigBee相對簡單的實現(xiàn)自然節(jié)省了費用。RFD由于省掉了內存和其他電路，降低了ZigBee部件的成本，而簡單的8位處理器和小協(xié)議棧也有助于降低成本。
PLC-BUS
1、PLC-BUS背景
在2002年6月9日，位于荷蘭阿姆斯特丹市，致力于設計、開發(fā)和制造先進的電力載波燈光控制技術的荷蘭ATS電力線通信有限公司(ATS，CO)宣布又研發(fā)出一種高可靠、低成本的電力線通信技術——PLC-BUS電力總線技術(Power Line Communication Bus)。此項技術擁有超強的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，為商業(yè)住宅提供了更為經(jīng)濟的智能化控制解決方案。
2、PLC-BUS概述
·PLC-BUS智能家居系列產(chǎn)品，利用家庭中現(xiàn)有的電力線，傳送控制燈光和家用電器的指令。
·利用電力線通訊最大的好處是無須另外布線，而且不需要主機，使得安裝既簡單又快速。
·利用跳頻技術(4-40KHZ)，傳輸距離更遠，抗干擾能力更強，更穩(wěn)定。
·雙向通信，能夠實時反饋查詢。
3、PLC-BUS傳輸原理
PLC-BUS信號總的來說，是通過給一個電容先進行高壓充電，然后在一個很精確的時間里將電容的電量釋放到電力線上。這種快速的電容放電會在電力線上產(chǎn)生一個瞬間的能量脈沖，因而PLC-BUS接收器可以在很遠的地方輕松接收PLC-BUS信號。
每半個50Hz的正弦波周期里可以傳遞一個PLC-BUS脈；中信號，PLC-BUS脈沖信號總是出現(xiàn)在半個正弦波周期里的四個固定位置中的一個位置。每個位置可以搭載兩個比特的信息，因此在50Hz的電力線上，一秒鐘可以傳輸200比特的數(shù)據(jù)。
4、PLC-BUS技術優(yōu)勢
·沿用世界上現(xiàn)有最廣泛的有線網(wǎng)絡：電力線。發(fā)展將更加的廣泛、更加光明，達到真正即插即用。
·改進了以往的通訊方式，實現(xiàn)了發(fā)射端和接收端的雙向互動的通訊方式，使得控制變得更直觀，一目了然。
·改進電力線的指令的加載方式，發(fā)射器指令傳送至接收器可靠性提高至99.95％。接收器回饋至發(fā)射器的可靠度達到99％。
·擴展了控制的地址，PLC-BUS的可控制地址得到了進一步的擴展，高達6萬多個地址。
·高速的傳送速度。信號從發(fā)射器至接收器只需0.1秒，控制只是轉瞬之間。
·由于采用新的信號電力線加載技術，能抵御電力線上的各類吸波和雜波的干擾，因此無需阻波設備，這是PLC-BUS的最大特點之一。
·由于高的抗干擾能力，使得信號的傳送遠達幾十公 里。因此應用的范圍更加的廣泛，超大的別墅和賓館甚至體育館也不在話下。
·更優(yōu)的防串戶設計，只需發(fā)射器間的對碼就可解決戶與戶間的控制干擾。
·采用主、副地址技術，實現(xiàn)了擴展場景功能。每個接收器除了自帶的一個主地址外，另可記憶16個副地址，以實現(xiàn)16種場景功能。
·具有高級的調試診斷性能，調試方式方法進一步簡化，通過一個插座就可以檢測到系統(tǒng)中每個接收器處的信號強度及干擾的強度。
·PLC-BUS與X10的產(chǎn)品相兼容，適用領域更加廣泛。
CAN
1、CAN概述
CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。
CAN總線是德國BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，是交通運載工具電氣系統(tǒng)中應用較廣的總線�，F(xiàn)在向過程工業(yè)、機械工業(yè)、機器人、數(shù)控機床、傳感器等方面發(fā)展。
1993年11月，ISO正式頒布CAN為國際標準IS011898。
支持CAN協(xié)議的公司有Intel、Moto rola、Philis、Siemens、NEC、Honeywell等公司。
2、CAN總線的主要技術指標
傳輸速率：可達到1Mbps(40米以內)
傳輸距離：10千米(5kbps以下)
支持的介質：銅線，光纖
媒體訪問控制方式：CSMA/沖突按優(yōu)先權解決
可掛接的最大節(jié)點數(shù)：110
3、CAN總線的信號傳送
信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”，靜態(tài)時均是2.5V左右，此時狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”，稱為“顯形”，此時，通常電壓值為：CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。
Canbus采用雙絞線自身校驗的結構，既可以防止電磁干擾對傳輸信息的影響，也可以防止本身對外界的干擾。系統(tǒng)中采用高低電平兩根數(shù)據(jù)線，控制器輸出的信號同時向兩根通訊線發(fā)送，高低電平互為鏡像。并且每一個控制器都增加了終端電阻，已減少數(shù)據(jù)傳送時的過調效應。
4、CAN總線的數(shù)據(jù)通信
·CAN屬于總線式串行通信網(wǎng)絡；
·可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全網(wǎng)廣播幾種方式發(fā)送接收數(shù)據(jù)；
·為多主方式工作，通信方式靈活；
·CAN網(wǎng)絡按節(jié)點類型分成不同的優(yōu)先級；
·CAN采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術；
·每幀信息都有循環(huán)冗余校驗CRC及其它檢錯措施；
·CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉輸出功能；
·CAN總線以報文為單位進行數(shù)據(jù)傳遞；
·每個標準報文起始部分有一個11位的標志符ID；
·數(shù)據(jù)域為0-8個字節(jié)，每個字節(jié)8位。
5、載波偵聽多路訪問，沖突檢測
利用CSMA/CD(Carrier Sense Multiiple Access with Colision Detect)訪問總線，可對總線上信號進行檢測，只有當總線處于空閑狀態(tài)時，才允許發(fā)送。利用這種方法，可以允許多個節(jié)點掛接到同一網(wǎng)絡上。當檢測到一個沖突位時，所有節(jié)點重新回到“監(jiān)聽”總線狀態(tài)，直到該沖突時間過后，才開始發(fā)送。在總線超載的情況下，這種技術可能會造成發(fā)送信號經(jīng)過許多延遲。為了避免發(fā)送時延，可利用CSMA/CD方式訪問總線。
當總線上有兩個節(jié)點同時進行發(fā)送時，必須通過“無損的逐位仲裁”方法來使有最高優(yōu)先權的報文優(yōu)先發(fā)送。在CAN總線上發(fā)送的每一條報文都具有唯一的一個11位或29位數(shù)字的ID。CAN總線狀態(tài)取決于二進制數(shù)“0”而不是“1”，所以ID號越小，則該報文擁有越高的優(yōu)先權。因此一個為全“0”標志符的報文具有總線上的最高級優(yōu)先權。可用另外的方法來解釋：在消息沖突的位置，第一個節(jié)點發(fā)送0而另外的節(jié)點發(fā)送1，那么發(fā)送0的節(jié)點將取得總線的控制權，并且能夠成功的發(fā)送出它的信息。
6、CAN的報文格式
CAN協(xié)議定義了四種不同的幀。
·數(shù)據(jù)幀，這個幀被用于當一個節(jié)點把信息傳送給系統(tǒng)的任何其它節(jié)點。數(shù)據(jù)幀由7個不同的位域組成，即幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域、CRC域、應答域、幀結束。
·遠程幀，此幀是基于數(shù)據(jù)幀格式，只要把RTR(Remote Transmit Request)位設置成遠程發(fā)送請求，并且沒有數(shù)據(jù)場。總線上發(fā)送此幀后，表示請求接收與該幀ID相符的數(shù)據(jù)幀。遠程幀由6個不同的位場組成，即幀起始、仲裁域、控制域、CRC域、應答域、幀結束。
·錯誤幀。任何單元監(jiān)測到錯誤時就發(fā)送錯誤幀。錯誤幀由兩個不同的域組成。第一個域是錯誤標志，用做為不同站提供錯誤標志的疊加；第二個域是錯誤界定符。
·超載幀，節(jié)點需要增加時間來處理接收到的數(shù)據(jù)時便發(fā)送超載幀。超載幀包括兩個位域：超載標志和超載界定符。
三者優(yōu)勢互補
ZigBee、PLC-BUs與CAN等三種傳輸方式各有其應用局限性，ZigBee穿越墻壁能力差，信號易被鋼筋混凝土阻隔。PLC-BUs停電時無法使用，因此無法用于安防領域。CAN-BUS需要布線，施工相對麻煩。中訊威易建立的統(tǒng)一融合平臺可以充分發(fā)揮三種技術的優(yōu)勢，在應用時就會揚長避短，實現(xiàn)三者的優(yōu)勢互補，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的最優(yōu)性價比：
比如：PLC-BUS基于電力線傳輸，在燈光控制領域，具有相當?shù)膬?yōu)勢。在安防領域等PLC-BUS不適合的領域，容易布線時，可以考慮CAN，不容易布線的地方，可以考慮ZigBee。
也就是說我們擁有了這三種技術，并且可以實現(xiàn)無縫融合，這樣不管針對怎么樣的應用環(huán)境，我們都可以拿出一個最適合的解決方案滿足用戶的各種特性化需求，這就是威易智能家居的核心能力。
智能家居核心技術模塊化
1、ARM控制模塊
主要特點如下：
MPU：at91sam9261
存儲器：64MB NandFlash
64M B SDRAM
2MB Data Fash
電源(Power)：標準配置參數(shù)為：DC+5V/2A；
網(wǎng)絡(Ethernet)：一個10/100M網(wǎng)絡，帶網(wǎng)絡變壓器和指示燈；
USB Host端口：兩組USB 2.0 Full-Speed Host端口，完全兼容0HCI USB 2.. Full-Speed規(guī)格(12Mbps)，支持U盤、鼠標、鍵盤、攝像頭、打印機、USB Hubs等設備；
USB Device端口：一組USB 2.0 Full-SpeedDevice端口，完全兼容OHCI USB 2.0 Full-Speed；
音頻(Audio)：提供音頻輸入、輸出和麥克輸入接口.
串口(USART)：二個三線串口，一個五線串口，USART支持RS485和ISO7816協(xié)議；
Dbgu調試口：專用調試串口；
液晶顯示和觸摸屏接口(LCD，Touch)：一個50Pins插槽引出了LCD和touch的全部信號，顯示更穩(wěn)定；可驅動黑白、單色、偽彩(STN)、真彩(TFT)色LCD；最大分辨率2048X2048，支持18位或24位LCD。
2、ZigBee模塊
ZigBee模塊集成MCU控制與射頻前端，實現(xiàn)了ZigBee組網(wǎng)與通信，與ARM控制模塊之間采用串口進行通信。
3、PLC-BUS模塊
PLC-BUS模塊集成了電力線載波通信收發(fā)功能，可通過ARM控制模塊的串口進行直接控制。
4、CAN模塊
CAN模塊集成了MCU控制、CAN控制器及CAN收發(fā)器等，跟ARM控制模塊之間采用串口進行通信。
5、協(xié)議互轉模塊
ZigBee、PLC-BUS與CAN之間經(jīng)常用到協(xié)議轉換，威易公司專門設計了協(xié)議轉換器，該協(xié)議轉換器包括三種模塊，他們之間通過UART進行通信，最終通過MCU的串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的對外輸出。
ZigBee
1、什么是zigBee?
ZigBee是一種新興的短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡技術。
主要用于近距離無線連接。它依據(jù)IEEE 802.15.4標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調實現(xiàn)通信。802.15.4強調的就是省電、簡單、成本又低的規(guī)格。802.15.4的物理層(PHY)采用直接序列展頻(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)技術，以化整為零的方式，將一個訊號分為多個訊號，再經(jīng)由編碼方式傳送訊號避免干擾。在媒體存取控制(MAC)層方面，主要是沿用WLAN中802.11系列標準的CS MA/CA方式，以提高系統(tǒng)兼容性，所謂的CSMA/CA是在傳輸之前，會先檢查信道是否有數(shù)據(jù)傳輸，若信道無數(shù)據(jù)傳輸，則開始進行數(shù)據(jù)傳輸動作，若有產(chǎn)生碰撞，則稍后重新再傳。可使用的頻段有3個，分別是2.4GHz的ISM頻段、歐洲的868MHz頻段、以及美國的915MHz頻段，而不同頻段可使用的信道分別是16、1、10個。ZigBeeg聯(lián)盟預測的主要應用領域包括工業(yè)控制、消費，性電子設備、汽車自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設備控制等。
ZigBee是一組基于IEEE批準的802.15.4無線標準研制開發(fā)的、有關組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術。IEEE 802.15.4僅處理MAC層和物理層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟對其網(wǎng)絡層協(xié)議和APl進行了標準化。
一個真正的ZigBee，由ZigBee Alliance所主導的標準，定義了網(wǎng)絡層(Network Layer)、安全層(Security Layer)、應用層(Application Layer)、以及各種應用產(chǎn)品的資料(Profile)；而由國際電子電機工程協(xié)會(IEEE)所制訂的802.15.4標準，則是定義了物理層(PHY Layer)及媒體存取層(Media Access Centrel Layer；MAC Layer)。
2、zigBee的特點
·數(shù)據(jù)傳輸速率低：10KB/秒～250KB/秒，專注于低傳輸應用；
·功耗低：在低功耗待機模式下，兩節(jié)普通5號電池可使用6～24個月；
·成本低：ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低、協(xié)議簡單，所以大大降低了成本；
·網(wǎng)絡容量大：網(wǎng)絡可容納65，000個設備；
·時延短：典型搜索設備時延為30ms，休眠激活時延為15ms，活動設備信道接入時延為15ms；
·安全：ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒別功能，采用AES-128加密算法(美國新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一)，各個應用可靈活確定其安全屬性；
·有效范圍小：有效覆蓋范圍10～75米，具體依據(jù)實際發(fā)射功率大小和各種不同的應用模式而定；
·工作頻段靈活：使用頻段為2.4GHz、868MHz(歐洲)和915MHz(美國)，均為免執(zhí)照(免費)的頻段。
3、zi2Bee網(wǎng)絡中的三種設備類型
●網(wǎng)絡協(xié)調器：包含所有的網(wǎng)絡消息，是3種設備類型中最復雜的一種，存儲容量最大、計算能力最強。發(fā)送網(wǎng)絡信標、建立一個網(wǎng)絡、管理網(wǎng)絡節(jié)點、存儲網(wǎng)絡節(jié)點信息、尋找一對節(jié)點間的路由消息、不斷地接收信息；
●全功能設備(FFD)：可以擔任網(wǎng)絡協(xié)調者，形成網(wǎng)絡，讓其它的FFD或是精簡功能裝置(RFD)連結，F(xiàn)FD具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸；
·附帶由標準指定的全部802.15.4功能和所有特征；
·更多的存儲器、計算能力可使其在空閑時起網(wǎng)絡路由器作用；
·也能用作終端設備。
●精簡功能設備(RFD)：RFD只能傳送信息給FFD或從FFD接收信息。
·附帶有限的功能來控制成本和復雜性；
·在網(wǎng)絡中通常用作終端設備；
·ZigBee相對簡單的實現(xiàn)自然節(jié)省了費用。RFD由于省掉了內存和其他電路，降低了ZigBee部件的成本，而簡單的8位處理器和小協(xié)議棧也有助于降低成本。
PLC-BUS
1、PLC-BUS背景
在2002年6月9日，位于荷蘭阿姆斯特丹市，致力于設計、開發(fā)和制造先進的電力載波燈光控制技術的荷蘭ATS電力線通信有限公司(ATS，CO)宣布又研發(fā)出一種高可靠、低成本的電力線通信技術——PLC-BUS電力總線技術(Power Line Communication Bus)。此項技術擁有超強的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，為商業(yè)住宅提供了更為經(jīng)濟的智能化控制解決方案。
2、PLC-BUS概述
·PLC-BUS智能家居系列產(chǎn)品，利用家庭中現(xiàn)有的電力線，傳送控制燈光和家用電器的指令。
·利用電力線通訊最大的好處是無須另外布線，而且不需要主機，使得安裝既簡單又快速。
·利用跳頻技術(4-40KHZ)，傳輸距離更遠，抗干擾能力更強，更穩(wěn)定。
·雙向通信，能夠實時反饋查詢。
3、PLC-BUS傳輸原理
PLC-BUS信號總的來說，是通過給一個電容先進行高壓充電，然后在一個很精確的時間里將電容的電量釋放到電力線上。這種快速的電容放電會在電力線上產(chǎn)生一個瞬間的能量脈沖，因而PLC-BUS接收器可以在很遠的地方輕松接收PLC-BUS信號。
每半個50Hz的正弦波周期里可以傳遞一個PLC-BUS脈；中信號，PLC-BUS脈沖信號總是出現(xiàn)在半個正弦波周期里的四個固定位置中的一個位置。每個位置可以搭載兩個比特的信息，因此在50Hz的電力線上，一秒鐘可以傳輸200比特的數(shù)據(jù)。
4、PLC-BUS技術優(yōu)勢
·沿用世界上現(xiàn)有最廣泛的有線網(wǎng)絡：電力線。發(fā)展將更加的廣泛、更加光明，達到真正即插即用。
·改進了以往的通訊方式，實現(xiàn)了發(fā)射端和接收端的雙向互動的通訊方式，使得控制變得更直觀，一目了然。
·改進電力線的指令的加載方式，發(fā)射器指令傳送至接收器可靠性提高至99.95％。接收器回饋至發(fā)射器的可靠度達到99％。
·擴展了控制的地址，PLC-BUS的可控制地址得到了進一步的擴展，高達6萬多個地址。
·高速的傳送速度。信號從發(fā)射器至接收器只需0.1秒，控制只是轉瞬之間。
·由于采用新的信號電力線加載技術，能抵御電力線上的各類吸波和雜波的干擾，因此無需阻波設備，這是PLC-BUS的最大特點之一。
·由于高的抗干擾能力，使得信號的傳送遠達幾十公 里。因此應用的范圍更加的廣泛，超大的別墅和賓館甚至體育館也不在話下。
·更優(yōu)的防串戶設計，只需發(fā)射器間的對碼就可解決戶與戶間的控制干擾。
·采用主、副地址技術，實現(xiàn)了擴展場景功能。每個接收器除了自帶的一個主地址外，另可記憶16個副地址，以實現(xiàn)16種場景功能。
·具有高級的調試診斷性能，調試方式方法進一步簡化，通過一個插座就可以檢測到系統(tǒng)中每個接收器處的信號強度及干擾的強度。
·PLC-BUS與X10的產(chǎn)品相兼容，適用領域更加廣泛。
CAN
1、CAN概述
CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。
CAN總線是德國BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，是交通運載工具電氣系統(tǒng)中應用較廣的總線�，F(xiàn)在向過程工業(yè)、機械工業(yè)、機器人、數(shù)控機床、傳感器等方面發(fā)展。
1993年11月，ISO正式頒布CAN為國際標準IS011898。
支持CAN協(xié)議的公司有Intel、Moto rola、Philis、Siemens、NEC、Honeywell等公司。
2、CAN總線的主要技術指標
傳輸速率：可達到1Mbps(40米以內)
傳輸距離：10千米(5kbps以下)
支持的介質：銅線，光纖
媒體訪問控制方式：CSMA/沖突按優(yōu)先權解決
可掛接的最大節(jié)點數(shù)：110
3、CAN總線的信號傳送
信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”，靜態(tài)時均是2.5V左右，此時狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”，稱為“顯形”，此時，通常電壓值為：CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。
Canbus采用雙絞線自身校驗的結構，既可以防止電磁干擾對傳輸信息的影響，也可以防止本身對外界的干擾。系統(tǒng)中采用高低電平兩根數(shù)據(jù)線，控制器輸出的信號同時向兩根通訊線發(fā)送，高低電平互為鏡像。并且每一個控制器都增加了終端電阻，已減少數(shù)據(jù)傳送時的過調效應。
4、CAN總線的數(shù)據(jù)通信
·CAN屬于總線式串行通信網(wǎng)絡；
·可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全網(wǎng)廣播幾種方式發(fā)送接收數(shù)據(jù)；
·為多主方式工作，通信方式靈活；
·CAN網(wǎng)絡按節(jié)點類型分成不同的優(yōu)先級；
·CAN采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術；
·每幀信息都有循環(huán)冗余校驗CRC及其它檢錯措施；
·CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉輸出功能；
·CAN總線以報文為單位進行數(shù)據(jù)傳遞；
·每個標準報文起始部分有一個11位的標志符ID；
·數(shù)據(jù)域為0-8個字節(jié)，每個字節(jié)8位。
5、載波偵聽多路訪問，沖突檢測
利用CSMA/CD(Carrier Sense Multiiple Access with Colision Detect)訪問總線，可對總線上信號進行檢測，只有當總線處于空閑狀態(tài)時，才允許發(fā)送。利用這種方法，可以允許多個節(jié)點掛接到同一網(wǎng)絡上。當檢測到一個沖突位時，所有節(jié)點重新回到“監(jiān)聽”總線狀態(tài)，直到該沖突時間過后，才開始發(fā)送。在總線超載的情況下，這種技術可能會造成發(fā)送信號經(jīng)過許多延遲。為了避免發(fā)送時延，可利用CSMA/CD方式訪問總線。
當總線上有兩個節(jié)點同時進行發(fā)送時，必須通過“無損的逐位仲裁”方法來使有最高優(yōu)先權的報文優(yōu)先發(fā)送。在CAN總線上發(fā)送的每一條報文都具有唯一的一個11位或29位數(shù)字的ID。CAN總線狀態(tài)取決于二進制數(shù)“0”而不是“1”，所以ID號越小，則該報文擁有越高的優(yōu)先權。因此一個為全“0”標志符的報文具有總線上的最高級優(yōu)先權。可用另外的方法來解釋：在消息沖突的位置，第一個節(jié)點發(fā)送0而另外的節(jié)點發(fā)送1，那么發(fā)送0的節(jié)點將取得總線的控制權，并且能夠成功的發(fā)送出它的信息。
6、CAN的報文格式
CAN協(xié)議定義了四種不同的幀。
·數(shù)據(jù)幀，這個幀被用于當一個節(jié)點把信息傳送給系統(tǒng)的任何其它節(jié)點。數(shù)據(jù)幀由7個不同的位域組成，即幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域、CRC域、應答域、幀結束。
·遠程幀，此幀是基于數(shù)據(jù)幀格式，只要把RTR(Remote Transmit Request)位設置成遠程發(fā)送請求，并且沒有數(shù)據(jù)場。總線上發(fā)送此幀后，表示請求接收與該幀ID相符的數(shù)據(jù)幀。遠程幀由6個不同的位場組成，即幀起始、仲裁域、控制域、CRC域、應答域、幀結束。
·錯誤幀。任何單元監(jiān)測到錯誤時就發(fā)送錯誤幀。錯誤幀由兩個不同的域組成。第一個域是錯誤標志，用做為不同站提供錯誤標志的疊加；第二個域是錯誤界定符。
·超載幀，節(jié)點需要增加時間來處理接收到的數(shù)據(jù)時便發(fā)送超載幀。超載幀包括兩個位域：超載標志和超載界定符。
三者優(yōu)勢互補
ZigBee、PLC-BUs與CAN等三種傳輸方式各有其應用局限性，ZigBee穿越墻壁能力差，信號易被鋼筋混凝土阻隔。PLC-BUs停電時無法使用，因此無法用于安防領域。CAN-BUS需要布線，施工相對麻煩。中訊威易建立的統(tǒng)一融合平臺可以充分發(fā)揮三種技術的優(yōu)勢，在應用時就會揚長避短，實現(xiàn)三者的優(yōu)勢互補，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的最優(yōu)性價比：
比如：PLC-BUS基于電力線傳輸，在燈光控制領域，具有相當?shù)膬?yōu)勢。在安防領域等PLC-BUS不適合的領域，容易布線時，可以考慮CAN，不容易布線的地方，可以考慮ZigBee。
也就是說我們擁有了這三種技術，并且可以實現(xiàn)無縫融合，這樣不管針對怎么樣的應用環(huán)境，我們都可以拿出一個最適合的解決方案滿足用戶的各種特性化需求，這就是威易智能家居的核心能力。
智能家居核心技術模塊化
1、ARM控制模塊
主要特點如下：
MPU：at91sam9261
存儲器：64MB NandFlash
64M B SDRAM
2MB Data Fash
電源(Power)：標準配置參數(shù)為：DC+5V/2A；
網(wǎng)絡(Ethernet)：一個10/100M網(wǎng)絡，帶網(wǎng)絡變壓器和指示燈；
USB Host端口：兩組USB 2.0 Full-Speed Host端口，完全兼容0HCI USB 2.. Full-Speed規(guī)格(12Mbps)，支持U盤、鼠標、鍵盤、攝像頭、打印機、USB Hubs等設備；
USB Device端口：一組USB 2.0 Full-SpeedDevice端口，完全兼容OHCI USB 2.0 Full-Speed；
音頻(Audio)：提供音頻輸入、輸出和麥克輸入接口.
串口(USART)：二個三線串口，一個五線串口，USART支持RS485和ISO7816協(xié)議；
Dbgu調試口：專用調試串口；
液晶顯示和觸摸屏接口(LCD，Touch)：一個50Pins插槽引出了LCD和touch的全部信號，顯示更穩(wěn)定；可驅動黑白、單色、偽彩(STN)、真彩(TFT)色LCD；最大分辨率2048X2048，支持18位或24位LCD。
2、ZigBee模塊
ZigBee模塊集成MCU控制與射頻前端，實現(xiàn)了ZigBee組網(wǎng)與通信，與ARM控制模塊之間采用串口進行通信。
3、PLC-BUS模塊
PLC-BUS模塊集成了電力線載波通信收發(fā)功能，可通過ARM控制模塊的串口進行直接控制。
4、CAN模塊
CAN模塊集成了MCU控制、CAN控制器及CAN收發(fā)器等，跟ARM控制模塊之間采用串口進行通信。
5、協(xié)議互轉模塊
ZigBee、PLC-BUS與CAN之間經(jīng)常用到協(xié)議轉換，威易公司專門設計了協(xié)議轉換器，該協(xié)議轉換器包括三種模塊，他們之間通過UART進行通信，最終通過MCU的串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的對外輸出。
