物联网智慧家庭的自动控制方案解析

作者:爱游戏网页登录入口发布时间:2022-04-13 00:02

本文摘要:近来物联网(IoT)潮流蓬勃发展,以及低成本感测与控制元件大量出笼,使得智慧家庭的发展较慢加剧,各种家用装置已开始重新加入联网与智慧化功能。此一改变,也让自动化掌控应用于渐渐由过往较大型的工厂、招商大楼或公共场所,转入一般民众家中。 物联网(IoT)概念蓬勃发展前,自动控制(Automation)早已有非常宽的发展历史,从工厂、办公大楼、附属设施到住家,都是自动控制的应用于范围。

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近来物联网(IoT)潮流蓬勃发展,以及低成本感测与控制元件大量出笼,使得智慧家庭的发展较慢加剧,各种家用装置已开始重新加入联网与智慧化功能。此一改变,也让自动化掌控应用于渐渐由过往较大型的工厂、招商大楼或公共场所,转入一般民众家中。  物联网(IoT)概念蓬勃发展前,自动控制(Automation)早已有非常宽的发展历史,从工厂、办公大楼、附属设施到住家,都是自动控制的应用于范围。

早期涉及元件布竣工本、软硬件统合技术门槛较高,自动控制多半仅有经常出现在工厂、较大型的招商大楼或设施等场所,对于家庭应用于仍然没能普及。  近年来随着低成本感测与控制元件的经常出现、网络转换成技术的蓬勃发展,还有各种智能装置的较慢普及,使得IoT概念被明确提出,不仅智慧家庭普及遮住曙光,对于整个自动控制领域也经常出现新的契机。

但就让是一脉相承的自动控制与IoT领域,有时仔细观察一起却不存在着一种「代沟」,因此本文将从自动控制、IoT的应用于市场需求,探究涉及技术、解决方案的发展趋势。  自动控制逐步向IP网络投向  坚信较早于转入建筑物自动控制领域的人应当都对Modbus协议不陌生,由Modicon公司于1979年明确提出的Modbus协议因为资料格式非常简单易懂,较慢地沦为早期掌控网络的共通标准。

  包括Modbus在内的早期掌控网络,在实体层皆用于有线序列通讯(Serial)的线路标准布建,更为少见的是RS422与RS485两种。这类序列通讯必须留意的问题相当多,诸如讯号本身的位元率(Baud-rate)、奇/偶函数检查(Parity)、暂停位元(StopBit)与讯息间的间隔时间等,还有线材的材质、长度、绞线规格、串联方式、阻碍隔绝与终端电阻等,皆有可能对通讯品质导致影响。

这些因素也使得传统序列通讯的掌控网络有较高的布建、确保成本与实作技术门槛。  随着电脑网络发展,TCP/IP渐渐沦为电脑网络上共通的通讯协议架构,一些传统的掌控网络也慢慢发展为以TCP/IP为基础的架构。因应这样子的趋势,Modbus协议也由以往用于序列通讯的ModbusRTU,演化到用于Ethernet配上TCP/IP通讯协议架构,利用传输控制协议(TCP)传输层协议支撑原本序列通讯内容的ModbusTCP。  拜为Ethernet架构的非常简单、确保成本便宜且在电脑网络中被大量应用于等优势所赐,与旧有架构比一起,ModbusTCP需担忧简单的序列通讯的讯号、线材规范,使得布建与确保的成本、技术门槛皆减少不少。

  也因为用于TCP/IP通讯协议架构,可以用于网络层IP协议展开定址(Addressing)、选径(Routing),也使得ModbusTCP有较小范围的定址空间与提供支援较大型网域的能力。若配上网络桥接器(Bridge),也可经由无线、电力线、光纤等网络型态传输,让ModbusTCP限于于更加简单的网络环境(图1)。  图1传统的自动控制网络往TCP/IP协议架构投向后,需要与电脑网络、其他IoT网络统合,建构更加多元化的应用于。  另一方面,随着电子元件大量生产、成本减少,各种更加切合电脑网络,并标榜成本便宜、更容易研发的感测器、控制器和涉及统合架构如雨后春笋般经常出现。

例如各种用于ZigBee、蓝牙低功耗(BLE)的微型感测器、Arduino、树莓为首(RaspberryPi)等,其中也少有大厂投放。这类解决方案都大量用于无线传输、更容易兼容于电脑网络,并旗号IoT的旗号,俨然沦为新的兵家必争之地。


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