未來數(shù)以億計(jì)的無線設(shè)備將接入龐大的“物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)中，一方面無線通信終端設(shè)備呈爆發(fā)式增長，根據(jù)思科統(tǒng)計(jì)2013年全球有約近78億臺(tái)無線通信終端設(shè)備，預(yù)計(jì)到2017年將超過100億臺(tái)，由此無線通信在智能手機(jī)、平板電腦、M2M等消費(fèi)類終端產(chǎn)品的應(yīng)用的需求會(huì)急劇上升；另一方面，隨著智慧城市、智能建筑、智能家居、智慧家庭等概念的興起，辦公樓、工廠、住宅等的監(jiān)控管理系統(tǒng)對(duì)無線技術(shù)的需求也在高速上漲。從能源的角度來看，建筑物每年消耗的能源是全球總量的41%，使用智能建筑系統(tǒng)的建筑則可以節(jié)省30%的能源。在這種情況下，如果有一種無線通信技術(shù)能夠在實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的超低功耗設(shè)計(jì)的同時(shí)解決它們的供電問題，智能控制系統(tǒng)、傳感網(wǎng)絡(luò)等都無需電池/電源供電和與之配套的布線，那么全球每年的能源消耗量和損耗量將會(huì)大幅度減少。新型無線通信技術(shù)EnOcean是世界上唯一使用能量采集技術(shù)的無線國際標(biāo)準(zhǔn)，很好地滿足了超低功耗與節(jié)能以及安裝簡易、維護(hù)方便等的功能需求。
圖1：2012～2017年全球無線通信終端設(shè)備市場發(fā)展情況。
EnOcean的技術(shù)優(yōu)勢與特色
EnOcean無線通信協(xié)議是一個(gè)無需電源與電線即可提供低功耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線傳感器解決方案，當(dāng)前有868.3MHz（歐洲、中國）、315MHz（北美、中國）、902MHz（北美）、928MHz（日本）四個(gè)使用頻段。其工作原理是收集存在于自然界微小的能量（機(jī)械能、光能/太陽能、溫差能等）并將之轉(zhuǎn)換為電力，以微少的電力加上超低功耗的主芯片以及專為節(jié)能而設(shè)的無線傳輸協(xié)議來實(shí)現(xiàn)無線通信的功能。
該協(xié)議最初由德國EnOcean公司提出，并且成立EnOcean聯(lián)盟進(jìn)行推進(jìn)，目前聯(lián)盟擁有超過350家成員公司，包括西門子、霍尼韋爾、立維騰、德州儀器、ABB、通用電氣、歐司朗、清華同方、羅姆、歐姆龍、尚飛、萬可等等。成員類型分為發(fā)起者、參與者、合作者三類，現(xiàn)在聯(lián)盟的CEO兼主席Graham Martin是前ZigBee聯(lián)盟的主席。
不同的無線通信技術(shù)有其各自的優(yōu)勢及最佳應(yīng)用領(lǐng)域，如上表所示，WiFi非常適合大數(shù)據(jù)量的傳輸，可使電腦、筆記本、平板、手機(jī)等進(jìn)行直接通信；藍(lán)牙（Bluetooth）屬于近距離無線通信技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、耳機(jī)、筆記本、打印機(jī)、PDA以及近一年來非?；馃岬拇┐魇诫娮釉O(shè)備上；Z-Wave被成功用于民用住房內(nèi)簡單并且單獨(dú)的系統(tǒng)；ZigBee當(dāng)前主要被應(yīng)用于近距離智能抄表、RF4CE（point to point RC）以及家用智能開關(guān)上?；谏厦娴膸追N無線通信協(xié)議的設(shè)備都需要電源/電池供電，相比較而言，EnOcean非常適合智能家居、智能樓宇、智能抄表、工業(yè)控制等應(yīng)用，所有支持EnOcean協(xié)議的無線開關(guān)、傳感器等都不需要電池、電源供電和與之配套的電源線，整個(gè)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了真正的無數(shù)據(jù)線、無電源線、無電池。此外，EnOcean的室內(nèi)傳輸距離高達(dá)30m（用中繼器可達(dá)100m），空曠地帶傳輸距離為300m。
“該技術(shù)同ZigBee、WiFi、Bluetooth、Z-Wave等無線技術(shù)相比最大的優(yōu)點(diǎn)就是自發(fā)電、幾乎無需保養(yǎng)、極低的功耗以及傳輸距離遠(yuǎn)?！绷_姆（ROHM）公司相關(guān)人員表示道，該公司是EnOcean聯(lián)盟的發(fā)起者會(huì)員，也是第一家來自亞洲的發(fā)起者，致力于無線通信技術(shù)和元器件技術(shù)。EnOcean當(dāng)前主流應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹悄芙ㄖ褂迷摕o源無線綠色解決方案優(yōu)點(diǎn)在于：無需布線，實(shí)現(xiàn)了無建筑垃圾和噪音，施工中不影響樓宇的正常運(yùn)營；無需電池，免去了后期維護(hù)及對(duì)環(huán)境的污染；安裝便捷無限制，施工安裝簡單，普通電工即可完成，無需特殊資質(zhì)，改造一個(gè)房間比打掃一個(gè)房間還快，可隨時(shí)更改設(shè)備的布置和工程設(shè)計(jì)，開關(guān)面板位置不再受圖紙限制，在后期裝修時(shí)可以根據(jù)業(yè)主具體要求隨時(shí)更改；無線通訊技術(shù)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，免維護(hù)。
圖2：相較有線傳感器方案，采用易能森聯(lián)盟成員的產(chǎn)品無需布線、安裝簡單，構(gòu)建了一個(gè)無源無線智能控制系統(tǒng)。
EnOcean幾種不同的應(yīng)用案例
EnOcean的產(chǎn)品形式有很多，包括無線發(fā)射和接收模塊、無線按鍵模塊、無線溫度/濕度傳感器、無線門窗開關(guān)傳感器、動(dòng)能轉(zhuǎn)電能模塊、溫差能轉(zhuǎn)電能穩(wěn)壓模塊和無線電源開關(guān)模塊等等。當(dāng)前聯(lián)盟擁有超過1，200個(gè)互相兼容的產(chǎn)品，被成功應(yīng)用于全球超過25萬棟建筑，包括辦公樓、展覽中心、醫(yī)院、學(xué)校、文化遺產(chǎn)、工業(yè)基地、智能家居等領(lǐng)域。
圖3：EnOcean擁有超過1，200個(gè)可互相兼容的產(chǎn)品，成功應(yīng)用于全球超過25萬棟建筑。
EnOcean無線無源技術(shù)應(yīng)用于建筑及工業(yè)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)包括中央控制器、無線無源開關(guān)、無線無源溫濕度傳感器、照度傳感器、人體紅外傳感器等產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，營造節(jié)能、舒適與安全的辦公空間。EnOcean在這方面有很多成功的應(yīng)用案例，例如德國法蘭克福交通樞紐——The Squaire使用超過12，000個(gè)無源無線開關(guān)和傳感器，用于照明和空調(diào)調(diào)控，從而節(jié)省了大約90公里的線纜；西班牙馬德里的標(biāo)志建筑太空塔&水晶塔中應(yīng)用了4，200套無源無線照明開關(guān)、人體紅外傳感器、光照傳感器以及接入KNX總線系統(tǒng)等產(chǎn)品，節(jié)約了40%的照明成本、31公里線纜和80%的改造成本；在德國NH酒店連鎖的25家酒店（5，000個(gè)房間）應(yīng)用中，酒店正常運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行改裝，EnOcean的應(yīng)用使得用于冷暖空調(diào)的能源消耗減少20%，不僅節(jié)省了安裝時(shí)間，也讓該酒店在2年內(nèi)即可通過節(jié)省能源費(fèi)用收回改造投資。
另外，智能家居建設(shè)中如果使用EnOcean的開關(guān)，那么圖4中所有紅色的線（專門為了開關(guān)拉的單火線）可以全部省略，不用開槽拉回路，這樣平均一個(gè)150平左右的家庭可以節(jié)省至少100米的開槽、埋管、穿線的工程，并且業(yè)主還可以隨時(shí)改變開關(guān)位置和控制邏輯。
圖4：開關(guān)布置示意圖：智能家居建設(shè)中使用EnOcean的開關(guān)，電路系統(tǒng)中無需開槽拉回路。
除了應(yīng)用于綠色智能建筑、智能家居外，EnOcean技術(shù)也能應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療護(hù)理。如德國瓦倫Mueritz醫(yī)院通過控制溫度實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的案例，整個(gè)工程通過安裝不需電池的無線門窗感測器，窗口打開控制冷暖氣關(guān)閉，這樣解決了因?yàn)榇蜷_窗口而導(dǎo)致能源損失的問題（整個(gè)工程節(jié)省/減少：22%冷/暖氣的能源消耗、每間房間每年800kWh的電力和270kg二氧化碳排放量）。此工程安裝方式簡易靈活，投資回本期少于三年，滿足了要求低投資成本以及在施工時(shí)不能對(duì)醫(yī)院運(yùn)作有很大影響的要求。
當(dāng)前應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)的各種無線通信協(xié)議還在混戰(zhàn)中，很多應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家居、智能照明等都還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。而在下一個(gè)藍(lán)海市場智慧家庭領(lǐng)域里，混戰(zhàn)中是某一種協(xié)議成為標(biāo)準(zhǔn)化/主流還是多種并行發(fā)展、能夠兼容接入家庭網(wǎng)絡(luò)中，個(gè)人認(rèn)為如果有一個(gè)產(chǎn)品作為中繼器，能夠兼容諸多協(xié)議，讓不同的協(xié)議在其最佳的產(chǎn)品領(lǐng)域里發(fā)揮最大能量，不同產(chǎn)品之間互聯(lián)的簡單化又能夠發(fā)揮到極致，那么百花齊放更值得期待！
關(guān)于Enocean
Enocean是一種新型的無線傳輸技術(shù)，由德國的EnOcean GmbH公司（www.enocean.com）提出，該技術(shù)的同Zigbee、WiFi、Bluetooth、Z-Wave等無線技術(shù)相比最大的優(yōu)點(diǎn)就是極低的功耗，可以在1mW的發(fā)射功率傳輸距離超過300米?；诔凸牡奶匦裕摴炯捌浒l(fā)起的EnOcean聯(lián)盟成員開發(fā)出了一系列的無線、無電池、無限制的開關(guān)產(chǎn)品及傳感器產(chǎn)品以及和其他網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)銜接的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可以不用布線、免維護(hù)的運(yùn)用于綠色節(jié)能智能建筑、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、儀器儀表及其他很多領(lǐng)域。
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