半导体将数字家庭带入现实

　　ADI公司技术业务经理张松钢介绍，对于ADI而言，数字家庭最主要涉及的领域在智能电网方面。ADI极其重视智能电网业的发展，将智能电网视为ADI公司最具前景的发展机遇之一。智能电网涉及到新能源发电、新能源并网接入、大容量能量存储、特高压输电以及数字化变电站、智能计量等广泛的相关领域，所有的这些领域都需要保护、测量及控制设备，这些设备把现场的高电压、大电流信号需要转换成小信号，传递到相应的控制设备进行记录与控制。在这些设备中，半导体技术将起到至关重要的作用，主要体现在电信号的检测、调理、模数变换、数字信号处理、存储、电源管理、接口及隔离等，主要用到的半导体器件包括放大器、模数变换(ADC)、数模变换(DAC)、参考源、数字信号处理器(DSP)、微控制器(MCU)、存储器、隔离器、接口器件、电源器件等。ADI公司参与能源解决方案已有超过十年的历史，从能源计量芯片到全面参与能源及电力系统各个环节的控制系统方案中，在技术方面积累了大量的经验和拥有一系列的高性能的产品，在输配电、继电保护、测控系统、电能计量及能量控制等方面一直保持领先优势和占据着很高的市场份额。ADI公司作为半导体公司在智能电网及新能源领域一直强调真实世界信号的调理及处理，这包含了先进的测量、通信和处理技术，能帮助客户更快地将构想变成现实，有效应对能源应用快速变化、丰富创新和终端要求不断提高等市场特点。这其中ADI所建立了新的模数转换器(ADC)系统结构，在性能和功能方面取得重大技术突破。从12位、14位、16位到24位广泛的高精度ADC产品以无以伦比的性能满足用户对低功耗、小封装和低成本的要求，为中国的超高压及特高压输电市场提供了优异的解决方案。

　　目前，ADI已经在美国配合电力供应商推广智能电表及无线网络通讯技术，作为智能电网的一部分，智能电表的大范围推广将能更好的配合智能家电的使用。在中国，无线通讯技术和电力线载波技术已经开始应用在电表的抄表与通讯中，将很快过渡到智能电表。ADI在这两项技术中都有非常强的实力及相应的技术方案，可以很好的支持中国智能电网的发展。

　　NXP的张林认为，智能电网方面对传输标准和借口标准的考虑更为严格，因为涉及整个供电系统，所以对其安全性和可靠性的要求也比单个家电和室内数据传输网络的要求要高得多。

　　未来与挑战

　　技术都已经准备好了，但由于涉及很多相关的产业链，所以在数字家庭普及的过程中，依然会有一些技术细节需要企业和产业链一起面对和解决。最大的阻力来自于家电企业，两年前，谈到家电数字化时，GE一位高层提出过这样一个疑问，对于家电厂商，如果他们要将自己的产品智能化，需要增加更多软件和硬件在自己的产品中，而这不仅增加了产品的成本，更增加了设计的复杂度和出现故障的几率。在整体数字家电一体化优势无法体现出来的现实环境下，对利润本就不是很丰厚的家电制造商来说，究竟什么才是让他们率先“吃螃蟹”的驱动力。这是一个很尴尬的循环问题，毕竟，没有最终数字家电产品，就无法体现数字家庭的优势，而反过来，消费者感受不到数字家庭的优势，就没有动力购买更昂贵和操作复杂的数字家电。这个循环问题如果无法解决，数字家庭的进程将被无限期拖慢，最终始终停留在影视资料的畅想中。

　　目前看，节能是数字和智能家电第一个推动力，智能电网已经为家电智能化提供了启动的推动力，那么在后面漫长的家电智能化道路上，还有哪些技术细节需要完善呢?

　　按照数字家庭概念，家中的每一个主要设备都有处理器和网络，这是一个巨大的潜在市场。处理器和网络接口是内容提供设备的标配。当这个市场高速增长时，我们需要每一台家电都有处理器和网络接口。要实现这个目标，我们需要解决增加价值同时保持可靠性和低成本的问题。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。正如前面所说，无论是连接技术内的有线无线标准，还是控制与人机界面之间的信息交互，不同厂商之间存在着不同的理解和标准。而数字家庭实现普及的一个重要条件就是一个通用的技术标准或者兼容性标准的确立，在这样一套标准确立之前，数字家庭更多的还只能在少数几个厂商或产业链中相对密切的几个厂商之间实现。不能像现在的移动通信、电网和其他家电标准那样具备一个通用性的整体数字家庭标准，以实现所有数字化家电的无缝连接，才是数字家庭面对最迫切的挑战。　　

　　接口标准的确定，成本相对较高，终端用户接受程度这是目前NXP张林看到的三大数字家庭普及路上的阻碍。更深层次，涉及到连接、控制与智能电网的综合性考虑时，技术难关包括易用性、互操作性和扩展性。

　　意法半导体John Carey还强调，要想让智能家居/智能电网在家用市场取得成功，内容提供商和供电公司必须解决相关设备在家中的易用性、互操作性和扩展性三大问题。用户非常欢迎智能家居概念，但是他们花钱买到的却是很难使用的或复杂的系统。

　　当然，虽然很多技术细节问题依然无法完全解决，但数字家庭的技术已经逐渐迈入现实。预见在未来生活中，设备与互联网的紧密结合可构建更智能、更低能耗，充分利用互联网为其完成繁重工作的家庭。例如，消费者将可通过 Web 与医生互动了解和共享医疗信息，使用手机等设备控制和监控家用电器与家庭安全情况。未来家庭将支持令人惊叹的互动设备、娱乐共享以及出色的视频游戏体验。最重要的是，未来家庭还将为消费者提供更便捷的用户界面，以更加自然地与所有设备互动。例如，简单的平板电脑应用可读取用户手势，实现数字菜谱翻页，从而可避免洗手的麻烦。总而言之，各种技术将把普通家庭转变为智能化的互动家庭。