智能家庭市场升温组件商机勃发

智能家庭市场快速成形，各技术标准组织纷纷推出拥有更高传输速率的新一代规则，以构建更加无缝传输的智能家庭网络。究竟这些技术标准与组件大厂的最新动向如何?本文将带您一探究竟。

　　网络传输是构建智能家庭最重要的基础设施，目前，其通讯标准也正进入白热化的竞争阶段，光是信号处理和通讯标准就多达十几个阵营。在此，本文将为您介绍主要的标准联盟与芯片发展状况。

　　KNX：住宅和建筑控制世界的共通语言

　　KNX是商用和住宅建筑控制领域唯一的开放式国际标准，KNX信号可以透过双绞线网络传送，是通过有线IP网络或KNX 868 MHz的射频解决方案。目前，全球有超过100多个KNX会员，经认证的产品达7,000项。不同制造商生产的KNX产品可以相互结合，也就是KNX商标保证其交互性和互操作性。传统安装技术须花费大量人力与成本，然而通过KNX，即可实现经由一只触控面板，就可控制住宅或各式建筑的所有应用。

　　Z-wave：精准聚焦家庭

　　控制的潜力股Z-wave是专门为远距离控制应用而设计的低功耗无线技术，它不同于Wi-Fi和其它IEEE那些基于802.11、专为高带宽数据所设计的无线局域网络系统，Z-wave的工作频段大约900兆赫，能避开2.4GHz以上的系统，提供小数据封包更高的传输速率(高达100Kbps)，而且低延迟。

　　因此，Z-wave很适合应用于嵌入或改造成家用电子产品、设备和系统，如照明、小区门禁、娱乐系统和家用电器的低功耗RF无线电。就像是提供一种简单而可靠的方法，以无线方式控制家中的电灯和电器。

　　Z-wave使用的路由协议是源路由(Source Routing)，在源头发出封包就可以直接在封包内指定详细路由的路径，省去每个节点花在路由上的资源。同时，它也将自己的产品与Windows系列产品结合，让设计者可以在更人性化的操作环境下快速开发产品。

　　Z-wave是由丹麦公司Zensys一手主导的无线组网规格，其联盟的成员都是已经在家庭自动化领域有现行产品的厂商。截至2013年，已有超过160个全球制造商支持Z-Wave，美国、欧洲和亚洲都已出现许多相关的消费性和商用性产品。

　　最令人瞩目的是主要芯片供货商Sigma Designs的动向。不同于ZigBee模块可以透过多家不同的芯片大厂取得，Z-Wave只能通过Sigma Designs的芯片。该公司最新推出的500系列平台，为Z-Wave做了一些升级，包括传输速率提升达100kbs、4倍的闪存、设计功耗也更低、OTA升级、增加RF频道等。

　　Z-Wave联盟和Sigma Designs之前共同推出了一项名为Z-Wave Plus的技术认证计划。Z-Wave联盟主席Mark Walters表示，Z-Wave Plus旨在帮助客户识别那些采用Sigma Designs Z-Wave平台(500系列)的产品，也确保Z-Wave Plus产品能充分利用新一代平台提供的全部增强功能，这些新功能对于布建家庭监控服务有更多好处，例如安装更简便、求助电话更少、更快推向市场等。

　　Sigma Designs的下一代平台，将会包括一个新的Z/IP特性和ZIPR网关。前者是能将IP协议命令与Z-Wave命令相互转换的软件引擎，后者是经济型网关的参考设计，它可以将任何Z-Wave的设备赋予一个IP地址和所有IP服务。这些突破性的功能将可望进一步巩固Z-Wave在智能家庭与物联网(IoT)的应用地位。

　　G.hn：革命性的智能家庭联网系统

　　G.hn是国际电信联盟(ITU-T)认定的“家庭连网”正式标准，其整合家中既有三种有线传输接口——电力线(Power Line)、同轴电缆(Coaxial Cable)及电话线(Phone Line)，等于是将每个家庭既有的线路整合为一个强大的网络传输架构，让智能家庭的布建拥有更好的基础建设。

　　在G.hn的制订过程中，由于必须满足电话线、电源线和同轴电缆三种传输介质，而电源线是其中最为复杂的一块，因此，G.hn的技术实际上是以电源线技术为基础进一步扩展的。

　　G.hn拥有诸多特色。如兼具高速与稳定的传输表现，除了可支持各种多媒体娱乐应用，传输高画质影像(如3D 及Ultra HDTV)之外，更适合用于不间断传送安全监控摄影机的影像画面等。

　　同时，它也具有很好的独立性与互操作性，两户家庭之间的电力线不会互相干扰，而且，即使采用不同厂商连网架构与芯片设备，仍旧能够互相搭配、顺畅运作。

　　而也因为G.hn属于开放式平台，所以相较于其他传输阵营，目前获得较多芯片供货商的支持。目前有推出G.hn传输芯片的主要供货商有芯盟科技(Sigma Designs)、迈威尔(Marvell)、领特(Lantiq)，台湾则有义传科技(METANOIA);另外，包括意法半导体(ST Microelectronics)、德州仪器(Texas Instruments)都积极布局，连博通(Broadcom)去年也透过购并Gigle Networks获得电力线传输技术，一脚踏进G.hn相关产品开发，G.hn未来的潜藏商机可见一斑。

　　G.hn起初由Intel发起，此后ITU负责制定，目前则由Home Grid Forum推广。其中，Marvell因为拥有优异的基础软硬件整合技术，因此率先通过Home Grid Forum的认证，也是首家已针对网通厂量产的G.hn芯片供货商。

　　另外，Marvell产品拥有高达1Gbps的有线传输速率，此外，该方案还具备多重输入/多重输出(MIMO)功能，以及TR-069远程管理与维护技术，可帮助电信运营商对远程电力线产品进行有效监控。因此，包括美国AT&T、西班牙电信、新加坡电信、中国电信和中华电信等全球重要电信商，目前也都已表态将采用G.hn技术。

　　值得注意的是，来自台湾的义传科技也名列全球三大G.hn芯片供货商之一，不论是在G.hn系统公板、发展与验证工具、固件与软件开发平台皆一应俱全，能让客户在最短时间内开发出电力网络网桥、家庭网关装置等，2013年，他们也呈现了离散调变(Discrete Multitone，DMT)和模拟前端(AFE)芯片的展示。

　　至于最早设计出全球第一款支持G.hn标准SoC芯片的Sigma Designs，在G.hn over power line的传输部分，除了能够利用ClearPath Extrem技术，将电源地线作为MIMO通道，藉此拓展覆盖范围、提高网络抗干扰性，增加数据传输率，还支持包含G.hn、HomePNA和HomePlug AV及其对应传输介质(电源线、同轴电缆和电话线)的自动检测，大大提升设计产品的方便性。

　　智慧电表IC商机各路抢

　　根据IHS针对全球智慧电表市场的最新调查报告显示，2013年智能电表的年出货量估计为8,200万台，而2014年至2017年，全球数量甚至会超过上亿台。尤其是中国市场，还有大量建置基础设施的空间，包括老计量系统的替换，以及涵盖全国的持续性检修，估计光在这个单一市场，就能创造出超过4亿个智慧电表的建置端点。

　　所谓的“智能电表”，实际上涵盖了一系列的功能。最基础的电表只是透过RF或电力线通讯(PLC)传输，实现远程读取数据;更高阶的电表则是能够透过应用程序，实时提供用户最新的使用情况和价格;最先进的设计还可以提供负载管理。

　　虽然功能有明显差异，但对于更先进的计量基础设施(AMI)和自动抄表系统(AMR)来说，其应用和市场商机都类似于心电图市场，因此，对于既有的模拟芯片供货商来说，同样都可定义为心电图市场的相关应用。

　　智能电表的IC商机主要存在于三个部分：一是模拟前端，负责处理与读取数据;二是通过有线或无线网络架构，让电力公司与当地端点之间沟通;第三部分则是其他加值功能，例如备用电池、显示和实际电源线侦测器等。以上这些技术与成本，大部分都已经包含在电表本身，同时智能电表必须坚固耐用，经得起15至20年的考验。

　　旺玖科技即是在这部分有显著成绩的台湾IC设计厂商，它的家庭电源监控IC可以精准地测量超过30种不同的电力信息，提供用户用电的参考依据，其电源保护芯片更是已经获国际大厂商的认证，并成功抢进中国及印度两大市场，目前正持续性供货中。

　　另一个积极的领导性IC供货商ST则于2013年11月发布业界首款功能完整的智能电表SoC STCOMET10。

　　STCOMET10采用独一无二的模块化和整合化混合信号设计，能在一颗芯片上具备整合高精准度测量能力、灵活的可编程处理功能和电力线通讯系统，最特别的是，它具有先进的防盗电安全功能，能充分满足智能电表的设计需求。

　　STCOMET10除了整合闪存和基于ARM Cortex-M4的应用处理子系统，还具有高精准度的3信道模拟数字电表测量前端和安全引擎。另外，也可支持包括多协议管理专用的可完全编程的PLC信号处理引擎，以及未来的新协议，这不但能简化智能电表设计，缩短产品上市时间，还能大幅降低组件使用量和和材料成本。

　　未来，随着组件大厂商技术持续发展，智慧家庭市场也将加速升温。

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