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物聯網最后一公里的通信技術

2021-10-28
來源:半導體行業觀察
關鍵詞: 物聯網

  從市場的預測看來,物聯網是毫無疑問的大勢所趨。

  IDC研究數據顯示,2020年全球物聯網支出達到6904.7億美元,其中中國市場占比23.6%。IDC預測,到2025年全球物聯網市場將達到1.1萬億美元,年均復合增長11.4%,其中中國市場占比將提升到25.9%,物聯網市場規模全球第一。

  由此可見,對從業者來說,能否緊緊把握中國市場的機遇,會是他們發展壯大與否的關鍵。而在影響其未來的諸多要素中,尤其以“連接”最受關注。特別是物聯網最后一公里的通信技術選擇,會是判定整個物聯網方案能否擁有完美體驗的重要一環。

  過去多年里,廠商為了找尋這個最優解,探索過zigbee、WiFi和藍牙在內的多種解決方案。

  而在?力合微電子創始人、CEO劉鯤博士看來,PLC就是物聯網最后一公里的“答案”。

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  所謂PLC,是Power Line Communication的簡稱,也就是電力線通信技術。領先的PLC芯片供應商力合微電子的CEO劉鯤博士在日前舉辦的PLC IoT專場技術論壇中也指出,PLC是一種不需要重新架設網絡,只要有電線,就能進行數據傳輸的技術,具有不受金屬和墻壁阻擋、穿墻越壁的特點。

  正是因為PLC技術特點,劉鯤博士把其看作智能家居全屋智控的最佳通信技術方案。資料顯示,在2002年,清華力合與留學回國通信及芯片專家共同投資創建力合微電子,致力于物聯網電力線通信(PLC)技術及芯片開發。

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  在后續的發展中,為了更好地迎合物聯網市場的發展需求,如上圖所示,以2009年為分界線,PLC技術慢慢地從早期的單載波PLC演進到多方面更具優勢的OFDM PLC。針對國內外的不同現狀,OFDM PLC又呈現不同的表現。作為國內PLC技術的擔當,力合微電子推動國內基于OFDM技術的新一代PLC技術的開拓,執筆建立了中國低壓電力線窄帶載波(500KHz以下)通信國家標準GB/T31983.31-2017,2018年在國網公司牽頭組織下參與12MHz以下寬帶中頻電力線通信標準IEEE1901.1-2018編制工作,基于以上標準,公司推出了適合物聯網智能設備的電力線通信統一接口協議PLBUS PLC。

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  據力合微電子技術總監朱永先生介紹,PLBUS PLC是一套適合國內電力線環境的高性能電力線總線通信技術和協議,包含了物理層、支持 Mesh組網的數據鏈路層、以及為各種IoT應用提供適配的應用支持層(APS)。

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  他進一步指出,從定位上看,這是一項主要應用于開放的幾十米或幾百米短距離供電范圍內的技術,能基于MESH網絡、實現節點間對等通信,且具備小數據包、低延時等技術特點。作為一種主要面向即時通信的電力線通信技術協議,PLBUS PLC通過設備供電電力線,在設備之間實現數據傳輸和通信交互,擁有免布線、有電線的地方即刻智能物聯、穿墻越壁、不受阻擋、不受屏蔽和不需天線等優勢。

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  “我們不但把底層協議棧完全集成在芯片和模塊中,還為這個芯片內置了一個MCU,讓單一芯片可實現完整通信及控制的同時還節省了外部MCU芯片。再加上PLBUS PLC 芯片具有 PWM\SPI\UART\I2C\GPIO 多種外設接口,這就讓其在物聯網各種紛繁復雜的應用擁有了更多的適應能力”,朱永接著說。

  基于上述見解和積累,力合微電子推出了一系列的PLC芯片,還帶來了開發輔助工具,同時還給客戶提供了開發、測試和生產完整的服務支持。

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  首先在測試方面,力合微電子初期能為客戶提供對PLC通信性能測試評估服務,客戶在力合微電子PLC標準測試環境對PLC物理層通信性能和網絡層通信進行性能量化測試。后期還能為客戶基于力合微電子PLC芯片做的整機產品進行PLC通信性能測試評估,并提供測試報告;

  其次,在開發技術支持服務方面,力合微電子不但能提供原理圖、PCB圖的review技術支持服務,還能提供軟件開發指南和硬件開發指南供客戶開發;

  最后,在生產指導服務方面,力合微電子能夠提供PLC模塊生產指導和供PLC產品生產PLC通信性能測試工具或指導客戶開發客戶專用的PLC通信性能測試;

  得益于上述的產品、技術、服務、行業和供應鏈等多個優勢,力合微電子推動的PLBUS PLC 被廣泛應用于包括智慧城市/智慧路燈、充電樁管理、智能照明、能效管理、智慧光伏發電和智能家電/智能家居控制等在內的工業及消費類物聯網場景。

  在物聯網大爆發前夕,力合微電子在技術上承擔國內自主知識產權電力線通信技術和芯片的研發,在市場上積極推動國內自主可控的基礎通信技術應用,引領行業發展。




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