本文來自微信公眾號“電子發(fā)燒友網(wǎng)”，作者/黃山明。
PLC，即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），是用于工業(yè)自動化控制的一種電子設(shè)備。它通過可編程的內(nèi)存來存儲執(zhí)行操作指令，實現(xiàn)對機(jī)械或過程的控制。在智能家居領(lǐng)域中，PLC主要用于實現(xiàn)家居設(shè)備的自動化控制和管理系統(tǒng)。
比如PLC可以通過預(yù)設(shè)的控制程序?qū)崿F(xiàn)家庭電器、照明、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的精確控制，根據(jù)時間表、光照強(qiáng)度、溫度傳感器信號、人體感應(yīng)等多種條件自動開關(guān)或調(diào)節(jié)狀態(tài)。
并且在智能家居中，PLC可以將不同子系統(tǒng)之間的設(shè)備聯(lián)動起來，當(dāng)門禁系統(tǒng)檢測到主人回家時，自動開啟燈光、調(diào)整室內(nèi)溫濕度，并啟動背景音樂系統(tǒng)。
此外，PLC還能幫助智能家居進(jìn)行能源管理、安防系統(tǒng)的集成、遠(yuǎn)程控制與檢測，同時PLC系統(tǒng)還能兼容不同品牌、不同類型的智能家居設(shè)備，通過標(biāo)準(zhǔn)或定制的通訊協(xié)議將這些設(shè)備接入同一網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理。
可以看到PLC系統(tǒng)可以在物理層面上實現(xiàn)Matter協(xié)議的功能，通過其強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算、實時響應(yīng)和可靠的工業(yè)級性能，在智能家居環(huán)境中實現(xiàn)了高效、便捷、安全和節(jié)能的全方位自動化管理。
不過需要說明的是，目前PLC發(fā)展多年，已經(jīng)有多種類型的PLC系統(tǒng)，如果按照智能家居領(lǐng)域應(yīng)用的不同技術(shù)特性和應(yīng)用場景來分的話，PLC可以分為集中式PLC系統(tǒng)、分布式PLC系統(tǒng)、無線PLC系統(tǒng)、混合型PLC系統(tǒng)以及基于電力線通信的智能家居系統(tǒng)。
那么，這些PLC系統(tǒng)中，哪種更適合用于智能家居場景呢？
如何選擇適合的PLC系統(tǒng)？
集中式PLC系統(tǒng)通常有一個主控制器（主機(jī)），所有智能設(shè)備通過總線或網(wǎng)絡(luò)連接到這個主PLC，由主控制器統(tǒng)一管理和控制各個子設(shè)備。在這種結(jié)構(gòu)中，所有的控制邏輯和數(shù)據(jù)處理都集中在主機(jī)上。
與之相對的是分布式PLC系統(tǒng)，它沒有單一的主控制器，每個節(jié)點或區(qū)域都有自己的智能控制器，彼此之間通過網(wǎng)絡(luò)互相通信和協(xié)作。這種架構(gòu)增強(qiáng)了系統(tǒng)的容錯性和擴(kuò)展性，每個節(jié)點都能獨立處理部分控制任務(wù)。
傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)通常依賴于一個中央控制單元或者主機(jī)來統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理家中的各種智能設(shè)備。而分布式PLC系統(tǒng)則不需要這樣的中央控制單元，它通過在每個智能設(shè)備中嵌入PLC模塊，使得這些設(shè)備能夠直接通過家庭的電力線路進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。
但這并不意味著分布式PLC就一定優(yōu)于集中式PLC，分布式PLC也有其缺點，如系統(tǒng)設(shè)計和配置更為復(fù)雜，對分布式計算和通信技術(shù)的要求較高。相較于集中式系統(tǒng)，其初期投入成本可能會更高，特別是在小規(guī)模應(yīng)用中。如果沒有有效的網(wǎng)絡(luò)管理和優(yōu)化策略，可能會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均衡或通信效率下降。
而集中式PLC由于實現(xiàn)了中心化管理，便于編程和調(diào)試，適合處理復(fù)雜的邏輯控制以及接入大量設(shè)備。并且容易實現(xiàn)全局監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，提供統(tǒng)一的用戶界面。在小型到中型系統(tǒng)中，集中式結(jié)構(gòu)通常成本較低，維護(hù)簡便。
然而，其缺點在于，一旦主機(jī)出現(xiàn)了問題，就可能影響到整個系統(tǒng)的運(yùn)行。對于大規(guī)模分布式設(shè)備的響應(yīng)能力可能也不如分布式架構(gòu)。
但通常對于智能家居而言，規(guī)模較小，功能較為集中，并且希望簡化管理和降低成本，在這種情況下，集中式PLC系統(tǒng)可能是更好的選擇。而對于大型豪宅、商業(yè)樓宇等智能化程度高、設(shè)備眾多、對可靠性要求極高的場合，分布式PLC系統(tǒng)的分布式架構(gòu)優(yōu)勢明顯，更能滿足高可用性和擴(kuò)展性需求。
那么，有沒有一種結(jié)合了集中式和分布式優(yōu)點的方案呢？PLC-IoT（電力線通信物聯(lián)網(wǎng)）或許是一個不錯的選擇。PLC-IoT技術(shù)支持多達(dá)384個設(shè)備的連接，且通信距離可達(dá)2公里，適合家庭環(huán)境中的設(shè)備連接需求。此外，PLC-IoT的頻段噪聲較低，信道質(zhì)量好，這對于需要實時控制的智能家居場景非常有利。
同時，PLC-IoT技術(shù)具有很強(qiáng)的穿墻性能，即使在1000米的距離下，也能保證控制的成功，不受戶型的限制。同時，它不受2.4GHz無線頻段的干擾，能夠有效隔離電力線噪聲，保證通信的穩(wěn)定性和可靠性。
值得一提的是，這種技術(shù)時延低、響應(yīng)快，這對于未來在AI深度參與后的智能家居系統(tǒng)來說至關(guān)重要，因為它需要快速處理和響應(yīng)用戶的需求和命令。
展望未來，PLC將會與AI、大數(shù)據(jù)分析、云計算技術(shù)等進(jìn)行深度集成，實現(xiàn)更加智能的決策和控制邏輯，比如預(yù)測性維護(hù)、行為學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制，使智能家居系統(tǒng)能更精準(zhǔn)地理解和響應(yīng)用戶需求。
小結(jié)
PLC技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用帶來了諸多便利，提高了家庭生活的品質(zhì)。而在選擇PLC產(chǎn)品時，應(yīng)考慮到通信頻段、自適應(yīng)能力、隔離設(shè)計以及技術(shù)支持等因素，以確保選用的技術(shù)能夠滿足智能家居系統(tǒng)的需求。
