半导体将数字家庭带入现实

　　为实现数字家庭网络的大规模采用，需要解决的问题不仅有技术要求问题，还有客户预期问题，包括：

　　● 能够为家中多个房间提供高带宽;
　　● 可靠性;
　　● 移动性 – 消费者正日益采用便携式设备，因此家庭网络必需支持在家中“移动”接入;
　　● 使用简便 – 客户要把多台设备连接到家庭网络中，因此让设置和配置尽可能简便至关重要。

　　无线技术是数字家庭的一个重要组成部分，因为其支持不同家庭设备、家用电器以及如智能手机与平板电脑等数字中心设备之间的互连。随着物联网 (IoT) 的发展，家庭中将存在许多无线及网络技术，其中包括 Wi-Fi、ZigBee、蓝牙 (Bluetooth)、蜂窝服务以及专利技术等。Eran Sandhaus分析，各种主要需求将不但是确保针对适当的应用使用适当的技术，同时还要考虑到连接距离、低功耗、安装便捷性、连接可靠性等多种要求。此外，多种不同技术之间还应相互联系，确保将信息从一个终端设备传输至互联网，再从互联网返回至中心设备。

　　从更普遍的角度看，政策、产业及社会的变化正推动着数字家庭领域的需求发生转变。全球都关注绿色能源和气候变化，对数字电子技术的日益依赖则需要更可靠的双向无线网络解决方案。现在技术已经开发出来了，现场测试也正在进行。在亚洲，飞思卡尔亚太区无线连接产品部市场经理邝景亮介绍他们联合本地制造商共同演示支持智能家电的家庭局域网解决方案。这些解决方案采用飞思卡尔ZigBee产品，为家庭和酒店提供更加灵活的产品安装支持。开关和插座与家用电器和照明装置相连，构成一个彼此通信的无线网络。飞思卡尔ZigBee解决方案的可扩展性则允许客户能够添加数千台设备，却无需对网络管理方面进行任何额外投资。ZigBee家庭自动化产品系列对家电及其他家用产品特征提出了要求。制造商应依照这些要求制造产品并进行认证。基于ZigBee的智能家电系统对无线射频及网络功能同时具有要求，两者是实现该解决方案的基本要素同时也是重大挑战。许多客户不具备足够的专业能力保证稳定、优化的硬件设计(尤其是无线射频)。

　　功耗，是NXP张林所考虑无线技术在数字家庭中的重要因素，WiFi和BlueTooth相对而言功耗都还是不够低，而且安全性和实时性方面无线技术需要更可靠和更稳定的技术积累才能进一步得到普及。数字连接的标准，是困扰数字家庭技术一个非常重要的原因，可靠性和安全性也是技术普及潜在的问题，在实验性和局域性产品中有不同的标准，但是在可靠性和安全性方面还有欠缺。所以，接口和标准的确定是推广智能家居和智能电网必须解决的关键因素。

　　当然，没有哪一种单一的技术(有线或无线)能够解决所有这些挑战。Wi-Fi是一种移动技术，但不可能在每个家庭中都完全可靠。电力线虽然使用简便，但存在噪声和内部布线等相关问题。高通创锐讯拥有Hy-Fi解决方案，同时实现了Wi-Fi、电力线和以太网的最大优势，在整个网络中提供最灵活、最可靠的内容分配能力。这种智能技术选择最优路径，克服障碍，将高清媒体无缝地传送到家中每个角落。这种网络是让网络适应用户，而不是让用户适应网络。高通创锐讯正在采取前所未有的方式，解决许多消费者面临的家庭网络问题。

　　数字家庭与智能电网

　　家电的智能化，离不开一个话题，就是供电系统的智能化，供电系统智能化意味着对智能电网的改造。可以说，智能电网是应对数字家庭时代一个不可缺少的环节，决定了整个数字家庭设备的连接、通信与供电工作等环节。(本刊第七期热门技术详细报道过智能电表内容，请参考)

　　中国国家电网宣布将在2020年建成覆盖全国的智能电网，并且已投入了4万亿人民币用于基础设计建设。这可以说是全世界最大规模的智能电网项目。这项发展计划实际上对半导体厂商提出了很多更高的要求。这一计划的实施与新能源发电技术、新能源并网接入、大容量能量存储、特高压输电、需求管理及智能计量技术等技术领域密不可分，这些方面也逐渐成为智能电网业务的增长点。在巨大的市场机遇背后，中国智能电网发展也面临着严峻的挑战。随着全球电力需求的急剧增加，电力公司需要电力线监控系统，以对能量的消耗情况、成本和质量进行监视和控制。因此，智能电网逐渐的在替代传统的电网。随着传统电网向智能电网的转变，电力二次设备需要满足具有更强的接口能力、控制能力、保护能力、测量能力、通信能力和数据处理能力的挑战。同时，随着智能电网具有复杂的接入环境、灵活多样的接入方式、数量庞大的智能接入终端等，智能电网的安全也受到了严峻的挑战。

　　为了帮助消费者达成节能省钱的目标，同时确保电力公司对消费者加入用电需求响应或电荷管理方案的预期规划得到实现，除智能电表外，电力公司还必须在用户家中部署用户友好的配套产品。

　　家庭能源管理箱与智能电表、智能家电及远程可控HVAC等大量设备相连，正是这样一款用户友好的产品。它能够托管自动需求响应计划，依据用户设置的策略对电力公司的消息做出响应;同时还能托管非侵入式电荷分解软件，使最终用户了解自己的实时能耗模式与行为。大多数家电制造商通过能率更高、感知电费计价等方式，希望让消费者意识到他们与别人的不同之处。这样促使家电制造商根据消费者的需求采用尽可能低的电价段，从而帮助消费者省钱。飞思卡尔亚太区无线连接产品部市场经理邝景亮强调，具备通信能力的智能电表提供多个应用来优化家庭的总体能源管理，帮助电力公司管理电网负荷和避开用电高峰。例如，能源管理系统就是电力公司控制的智能电网与属于能耗室内对象的智能家电之间的接口，同时也是连接消费者的接口。如果消费者了解能源使用对成本及碳足迹有何影响，他们会改变自己的行为。能源管理系统可以通过用户界面提供此类信息，无需组合到室内对象中或者使用智能移动设备查看。