低功耗以太網(wǎng)PHY對(duì)于樓宇自動(dòng)化的深遠(yuǎn)影響

2020-12-23 09:59:46

以太網(wǎng)(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))在建筑自動(dòng)化中的使用越來越多，使智能建筑能夠使用增強(qiáng)的傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)來管理環(huán)境系統(tǒng)(如照明和暖通)、訪問控制、安全系統(tǒng)、安全系統(tǒng)，甚至預(yù)防性維護(hù)監(jiān)控。新建筑通常使用帶有專用5類增強(qiáng)型(5e類)電纜、以太網(wǎng)交換機(jī)和路由器的建筑自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。甚至現(xiàn)有的建筑空間也在進(jìn)行改造，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化的傳感器和控制設(shè)備。

修改具有挑戰(zhàn)性，原因有二：

應(yīng)為最初未配備電源的部件提供電源。

安裝空間有限，因?yàn)榇蠖鄶?shù)改造后的建筑最初不是為了在墻壁、天花板和地板上安裝傳感器和控制器而設(shè)計(jì)的。

雖然許多商業(yè)和工業(yè)建筑最初是為了適應(yīng)內(nèi)部空間的輕松重新配置而設(shè)計(jì)的，但支持輕松配電和提供小型傳感器和控制器的技術(shù)使得使用基于以太網(wǎng)的自動(dòng)化來改造這些建筑變得更加可行。

在樓宇自動(dòng)化中部署以太網(wǎng)

以太網(wǎng)在樓宇自動(dòng)化中的使用越來越多，原因如下。

首先，作為一種成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它提供了一個(gè)完善的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)，使工程師能夠快速開發(fā)即插即用的解決方案。它基于開放系統(tǒng)互連模型，因此它使用基于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信來支持聚合、傳輸、交換、處理和存儲(chǔ)。

其次，以太網(wǎng)可以集成不同廠商的產(chǎn)品，避免使用專有接口。

第三，以太網(wǎng)比大多數(shù)現(xiàn)有的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或面向總線的通信協(xié)議提供更快的數(shù)據(jù)速度。這歸因于三個(gè)原因：

許多傳感器以低數(shù)據(jù)速率運(yùn)行，因此可以由單個(gè)控制器實(shí)體提供服務(wù)。該實(shí)體將其較慢的數(shù)據(jù)流聚合到網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)儲(chǔ)的單個(gè)高速數(shù)據(jù)流中，從而減少了將數(shù)據(jù)帶到集中管理和運(yùn)營中心所需的物理連接數(shù)。

更快的數(shù)據(jù)速度意味著對(duì)傳感器端檢測(cè)到的事件做出更快的響應(yīng)。這對(duì)安全相關(guān)系統(tǒng)(火災(zāi)、煙霧、二氧化碳、氣體檢測(cè)等)至關(guān)重要。)，安全和訪問控制。

更高的數(shù)據(jù)速率擴(kuò)大了某些類型傳感器的部署，最顯著的是監(jiān)控?cái)z像頭。IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IPNCs)取代了基于模擬的閉路電視攝像機(jī)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)使用一個(gè)模擬圖像傳感器和一個(gè)依賴于專用同軸電纜的模擬傳輸系統(tǒng)。IPNC公司生產(chǎn)完全數(shù)字化的視頻流，并有一個(gè)內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議引擎，允許5e類電纜連接到100BASE-TX網(wǎng)絡(luò)。

集成電源和網(wǎng)絡(luò)

另一個(gè)使IPNC能夠得到更廣泛應(yīng)用的因素是對(duì)IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，包括以太網(wǎng)供電(PoE)。IEEE 802.3at-2009和IEEE 802.3bt引入了支持通過Cat5e傳輸電力的標(biāo)準(zhǔn)。如標(biāo)準(zhǔn)中所述，選項(xiàng)A使用有效的數(shù)據(jù)對(duì)來傳輸功率，而選項(xiàng)B使用備用雙絞線來分離數(shù)據(jù)和功率。

IPNC大部分地區(qū)目前使用100BASE-TX。它使用兩對(duì)5e類雙絞線，備用雙絞線用于供電。該標(biāo)準(zhǔn)定義了位于電纜兩端的兩個(gè)實(shí)體。電源設(shè)備(PSE)負(fù)責(zé)向電纜另一端的電力接收設(shè)備傳輸電力。該標(biāo)準(zhǔn)定義了四種不同類型的使用場(chǎng)景，對(duì)應(yīng)于四個(gè)級(jí)別的最大電力傳輸容量。表1總結(jié)了這些類型。

低功耗以太網(wǎng)PHY對(duì)于樓宇自動(dòng)化的深遠(yuǎn)影響