EnOcean无线系统
德国易能森(EnOcean)综合简介_智能家居沙龙
Samrt Home 2012
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Graham Martin
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29 Jun 2012Page 14采集机械能：无线无源开关
无需布线
可粘贴在墙面、玻璃、大理石上 可随意更换位置
左图: 传统的机械式双联开关
右图: EnOcean的无线无源开关
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(c) EnOcean Alliance | The Wireless Standard for Sustainable Buildings | Nan Xiao | March 2013
采集光能：人体红外线传感器和门/窗磁
无需布线、可随意更换位置
左图:无线无源的人体红外线感应器 (自动开灯)
右图:无线无源的门窗状态传感器 (监控门窗的状态)
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(c) EnOcean Alliance | The Wireless Standard for Sustainable Buildings | Nan Xiao | March 2013
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德国易能森管理层
Laurent Giai-Miniet (CEO)
Graham Martin (亚洲区总裁)
Nan Xiao (中国区首席代表)
(c) EnOcean Alliance | The Wireless Standard for Sustainable Buildings | Nan Xiao | March 2013
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开放的国际标准
IEC 标准化 IEC/ISO 14543-3-10 世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准
Information technology
– Home Electronic Systems (HES) 使用频段: 短距离民用无线设备(SRD)
物联网的通信技术
在法国和瑞士之间，阿尔卑斯山高拔险峻，伫立在欧洲的北部。
高海拔地带累积的永久冻土与岩层历经四季气候变化与强风的侵蚀，积年累世所发生的变化常会对登山者与当地居民的生产和生活造成极大影响，要获得对这些自然环境变化的数据，就需要长期对该地区实行监测，但该区的环境与位置，决定了根本无法以人工方式实现监控。
在以前，这一直是一个无法解决的问题。
但不久前，一个名为Perma Sense Project的项目使这一情况得以改变。
Perma Sense Project计划希望通过物联网(Internetof Things,IoT)中无线感应技术的应用，实现对瑞士阿尔卑斯山地质和环境环境状况的长期监控。
监控现场不再需要人为的参与，而是通过无线传感器对整个阿尔卑斯山脉实现大范围深层次监控，包括：温度的变化对山坡结构的影响以及气候对土质渗水的变化。
参与该计划的瑞士巴塞尔大学、苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院，派出了包括计算机、网络工程、地理与信息科学等领域专家在内的研究团队。
据他们介绍，该计划将物联网中的无线感应网络技术应用于长期监测瑞士阿尔卑斯山的岩床地质情况，所搜集到的数据除可作为自然环境研究的参考外，经过分析后的信息也可以作为提前掌握山崩、落石等自然灾害的事前警示。
熟悉该计划的人透露，这项计划的制定有两个主要目的：一是设置无线感应网络来测量偏远与恶劣地区的环境情况;二是收集环境数据，了解变化过程，将气候变化数据用于自然灾害监测。
给我一个物联网我可以感知地球近年来，地震、海啸等地质灾害频发，给人类生命生活带来严重影响，人们开始认识到，全球变暖让全世界处于同一个危险的边缘，人类需要更加重视自然环境的变迁，更加关注如何通过科技因应自然环境的变化：在澳大利亚的昆士兰，人们正在尝试“智慧桥”的试验。
通过在一座大桥上安装各种各样的传感器，不仅可以告诉城市管理者桥上有多少车、车的重量是多少、车的污染是多少、车是新车还是旧车，也可以告诉人们这辆车对这座桥整个混凝土的结构带来多大的压力。
enoceanzieezwavewifi轻家居主流无线通信技术介绍与对比
EnOcean、Zigbee、Z-wave、WIFI：轻家居主流无线通信技术介绍与对比近几年,随着面向家庭控制及自动化短距离无线技术的发展,家庭智能化所带来的机遇正成为现实;轻家居相比传统智能家居很明显的两个优势就是在易安装和易交互;在已出现的各种短距离无线通信技术中,EnOcean、Zigbee,Z-Wave和Bluetooth蓝牙是当前连接智能家居产品的主要手段;ZigbeeZ-WaveZ-Wave是由丹麦公司Zensys所主导的无线组网规格, Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术;工作频带为,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合;Z-Wave技术也是低功耗和低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网;Bluetooth蓝牙蓝牙技术主要分为+HS和版本中加入的Wibree标准也就是Bluetooth Low EnergyBLE;在轻家居领域,主要讨论BLE部分;低功耗蓝牙BLE技术是低成本,短距离,可互操作的鲁棒性无线技术,工作在频段;BLE采用可变连接时间间隔,几毫秒到几秒,利用快速的连接方式,平时可以处于“非连接”状态节省能源,此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路,因此拥有极低的运行和待机功耗;EnOceanEnOcean无线通信标准被采纳为国际标准“ISO/IEC 14543-3-10”,这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准;EnOcean能量采集模块能够采集周围环境产生的能量,从光、热、电波、振动、人体动作等获得微弱电力;这些能量经过处理以后,用来供给EnOcean超低功耗的无线通讯模块,实现真正的无数据线,无电源线,无电池的通讯系统;EnOcean无线标准ISO/IEC14543-3-10使用868MHz,902MHz,928MHz和315MHz频段,传输距离在室外是300米,室内为30米;EnOcean与其他三种协议的区别与该领域的其他技术相比,EnOcean技术的特点是无需电池;比方说,50-60层的高层大厦的管理系统有时会使用4000-6000个传感器单元;如果各传感器单元使用以电池为驱动的技术,电池的更换和管理将成为巨大的负担,令大厦管理公司无所适从;其他技术的弱点就是以电池驱动装置;EnOcean技术能够保证在照明关闭5天的情况下仍然可以工作;EnOcean技术是作为非常简单的标准设计的;EnOcean无线信号所需的电力是ZigBee的1/30-1/100;另外,由于使用了1GHz以下的频段,因此EnOcean的传输距离较使用的Zigbee及BLE要远,且干扰更少;各协议的功耗及传输距离对比：通过下面两个表格,我们可以更直观全面地对比几种主流的无线通信技术：。
EnOcean-无线无源传输系统
全球市场份额持续增长
随着enocean技术的不断发展和市场应用的拓展，其在全球无线无源传输市场的份额将不 断增长。
未来挑战与机遇
技术创新与标准统一
面对未来市场的挑战，enocean技术需要不断创新和完善， 同时推动相关标准的统一和规范化，以更好地满足市场需 求。
优点。
可靠性和稳定性
enocean产品经过严格的质量 控制和测试，确保在各种环境 下都能稳定运行。
灵活性和可扩展性
enocean的产品具有良好的兼容性 和可扩展性，方便与其他系统集成， 满足不断发展的市场需求。
服务支持
enocean提供全面的售前、售中 和售后服务，为客户解决各种问
题，确保项目的顺利实施。
enocean是一种基于无线无源传输技术的智能家居系统。
enocean系统支持多种通信协议和标准，可以与各种智 能家居设备进行互联互通。
enocean系统采用低功耗设计，能够实现长距离无线传 输和能量收集技术。
enocean系统具有安全可靠、易于安装和维护等特点， 能够为用筑
enocean可以用于建筑中的能源管理、环境 监测、安全防范等系统。
其他领域
enocean还可以应用于智能交通、智慧城市、 环保监测等领域。
02
技术原理
无线传输原理
无线传输利用电磁波进行信息 传输，不需要物理连接线。
无线传输系统通常由发送器和 接收器组成，发送器发送信号， 接收器接收信号并解码。
为了满足更多行业和应用的需求，enocean系统将不断提升兼容性 和互操作性，与其他无线通信标准和设备更好地集成。
CAN2GO楼宇自动系统,Enocean网关
© 2010 SCL Elements Inc. All rights reserved.CAN2GO 楼宇自控系统This document contains confidential and proprietary information of SCL Elements Inc. and is protected by copyright laws and related international treaties. Unauthorized use, duplication, disclosure or modification of this document in whole or in part without the written consent of SCL Elements Inc. is strictly prohibited. By providing this document, SCL Elements Inc. is not making any representations regarding the correctness or completeness of its contents and reserves the right to alter this document at any time without notice. All marks referenced herein with the ® or TM symbol are regis-tered trademarks or trademarks of SCL Elements Inc. or its subsidiaries. All rights reserved. All other marks are trademarks of their respective owners.TM楼宇自动化的少节点有线与无线、暖通空调与照明控制系统、控制器与接口CAN2GOTM2011 AHR ExpoAWARDSWINNER缩短停工期CAN2GO 的无线控制及网络功能，减少了对电线终端设备和控制器的需求。
智慧城市之基于环境能量采集自获能的物联网技术在智慧农业领域的应用
智慧城市之基于环境能量采集自获能的物联网技术在智慧农业领域的应用一、项目背景作为一个农业大国，农业关乎着我国国民经济的命脉。
随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的提高，对农业的劳动生产率提出了越来越高的要求，但是我国当前农业发展面临着资源紧缺和资源消耗过大、资源高投入与粗放式经营、保障农产品质量安全等问题的严峻挑战，且随着我国城镇化速度发展的加快，农村农田将不可避免的被占用建设，而人口在今后的一段时间内还将增加，怎样合理利用目前有限的土地资源，保证农业的可持续发展是摆在我国农业建设路上的现实难题。
以欧美为代表的发达国家，正利用“5S”技术（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等，以信息化技术提升现代农业整体水平，欧洲智能系统集成技术平台（EoPSS）2009年提交的物联网研究发展报告中，更是将“农业与养殖业物联网”列为最重要的发展方向之一。
物联网被称为是继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，《物联网“十二五”发展规划》提出，到2015年，我国要要求在农业资源利用、农业生产精细化管理、生产养殖环境监测、农产品质量安全管理和产品溯源上积极推进物联网技术的应用和建设。
智慧农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。
在实现智慧农业的道路上，目前流行的无线传感器的物联网存在一个共同缺点“电池的使用”，海量电池的使用和不恰当处理除了会导致的环境灾难外，还有电池有限的使用寿命和更换维护费用成为这类传感器作为物联网大规模使用的不可逾越的障碍，特别是在农业生产条件多样化、工作环境恶劣的情况下带来的弊端尤为明显，也是制约发展的一个重要因素。
智能家居通讯协议大汇总
智能家居无疑是这几年来热门的研究对象之一，各类协议不停的更新最新版本及改进缺点，导致目前没有一种真正意义上国际标准化用于智能家居、智能照明的通讯协议。
本文主要针对各种方案的原理，技术特点及优缺点作出了一个对比并以此展望了智能家居市场的未来。
下面我们将一一介绍这些协议：一、ZigBee协议：Zigbee是IEEE 802。
15。
4协议的简称，它来源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是通过飞翔和“嗡嗡”(zig）抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，而ZigBee 协议的方式特点与其类似便更名为ZigBee。
ZigBee主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备，其特点是传播距离近、低功耗、低成本、低数据速率、可自组网、协议简单。
ZigBee的主要优点如下：1。
功耗低对比Bluetooth与WiFi，在相同的电量下(两节五号电池)可支持设备使用六个月至两年左右的时间，而Bluetooth只能工作几周，WiFi仅能工作几小时.2。
成本低ZigBee专利费免收,传输速率较小且协议简单，大大降低了ZigBee设备的成本。
3. 掉线率低由于ZigBee的避免碰撞机制,且同时为通信业务的固定带宽预留了专用的时间空隙,使得在数据传输时不会发生竞争和冲突；可自组网的功能让其每个节点模块之间都能建立起联系,接收到的信息可通过每个节点模块间的线路进行传输，使得ZigBee传输信息的可靠性大大提高了，几乎可以认为是不会掉线的。
4。
组网能力强ZigBee的组网能力超群，建立的网络每个有60,000个节点。
5. 安全保密ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE 802。
15。
4的安全元素。
6。
灵活的工作频段2.4 GHz,868 MHz及915 MHz的使用频段均为免执照频段。
ZigBee的缺点如下：1. 传播距离近若在不适用功率放大器的情况下,一般ZigBee的有效传播距离一般在10m—75m，主要还是适用于一些小型的区域，例如家庭和办公场所。
EnOcean
EnOceanEnOcean⽆线⾃获能技术由德国易能森公司（EnOcean GmbH）开创，致⼒于绿⾊节能建筑、智能家居、⼯业⾃动化、⽂物古迹⽆破坏性电⽓改造等项⽬的低功耗⽆线⽆源解决⽅案。
2012年3⽉，EnOcean⽆线通信标准被采纳为国际标准“ISO/IEC 14543-3-10”。
EnOcean⾃获能⽆线电技术⾃获能技术是EnOcean技术在与其它低功耗⽆线电标准竞争中最⼤的优势。
所有的EnOcean⽆线电模块都不需要再安装电池。
设想⼀下，在⼀栋采⽤EnOcean⽆线⾃获能技术解决⽅案的建筑中，不仅可以像基于别的低功耗⽆线电协议标准的电器设备那样省去⼤量的布线成本，同时还可以省去⼤量的锂电池成本以及更换锂电池的⼈⼯成本。
EnOcean⾃获能技术的能量来源于机械能、光能/太阳能、温差能、⼈体能量等周围环境的能量。
同时，EnOcean⽆线电技术为了能够达到⽆需外接电池的要求，每⼀个协议设计、每⼀块半导体⼯艺、每⼀条程序的编写都经过悉⼼的钻研，从⽽使得微⼩的能量能够满⾜我们全部的⽆线电功能实现。
EnOcean⽆线电标准采⽤315MHz、868MHz、902MHz（在中国⼤陆主要是868MHz）的民⽤开放频段，⽆需另⾏申请，同时避开了拥挤的2.4GHz可能造成的⼲扰。
EnOcean⽆线电信号的传输速率是125kB/s，传输占空⽐仅为1ms。
另外，为了避免⽆线信号在传输过程中发⽣冲突或⼲扰，EnOcean传感器会在第⼀个⼦报⽂传出后的40ms内随机重新发送两个相同的⼦报⽂，这就⼤⼤降低了数据由于⼲扰丢失的⼏率，这也是别的⽆线电协议所不可⽐拟的优势。
为了尽可能降低功耗，并降低⽤户开发难度，EnOcean标准并未采⽤在实际应⽤中很少使⽤的⽆线⾃组⽹技术。
⽽是采⽤是最简单易⾏的星形拓扑结构。
在实际应⽤中可以⽤⼀个中⼼节点接收到很多个⽆线传感器和开关发送的信号并进⾏集中处理。
同时，每⼀个EnOcean模块都带有唯⼀的32位ID，以便于各个不同⼚商⽣产的EnOcean设备统⼀读取和管理应⽤。
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(照明 和 百叶窗)
EnOcean 成本比较：摘要
成本比较证明了在办公楼中应用 EnOcean无线电技术的益处：
•
通常在楼宇自动化中 或
•
希望进行改造的地方 或
•
需要舒适性功能的地方
© EnOcean GmbH - 12
EnOcean 用户的受益: 摘要
100%
© EnOcean GmbH -3
现代化的办公楼: 需求与实现
操作成本的降低:
• 便捷操作的办公楼管理技术 智能化的通用系统从房间控制到办公楼的管理技术 • 多用途的，开放性系统 基于以太网 TCP/IP 或者 LonWorks®技术的可以 共同操作的总线技术 生产厂商不指定的无线电技术 • 无需维护的系统和技术 无源无线开关和无源无线传感器
© EnOcean GmbH - 13
时间
计划者，投资者，建造者：
80% 60% 40% 20% 0% 新 改造
应用EnOcean 技术节约时间
在楼宇自动化中节约成本10%
而且 降低起火的原因 最简单的在玻璃和墙壁上安装 最大的计划灵活性 减少安装的时间 环境的亲切度
EnOcean 传统的
操作者， 最终用户：
改造中节约成本80%
而且 缩短改造的时间 减少混乱的噪音 灵活的扩展可能性 无需维护的无线解决方案!!! 而且增加舒适性 由于 操作元件设置的灵活性 控制结合的灵活性 减少电镀材料的烟雾
© EnOcean GmbH -4
现代化的办公楼: 需求与实现
生态产品与技术的应用:
• 最大程度降低工作时的能源需求 通用的能源控制 HVAC 有窗户接点的单独房间的调节 • 电镀物品的烟雾和电缆材料（铜，覆盖物等） 的降低 极短的电波长度的无线电技术的应用 • 无需电源 无源的无线电技术
© EnOcean GmbH -5
办公楼中应用无需维护的 EnOcean无线系统 的益处
现代化的办公楼: 需求与实现
非常灵活的房间结构:
• 房间改造的测量在几小时内实现，而不用花几天 的时间 创新的墙壁结构 插入式的安装技术 无线的，表面安装式按钮和传感器
• 现有系统的简单而且快速的扩展, 适应于大多数 不同用户的要求 智能化的自动控制与安装理念 无线电技术的应用
© EnOcean GmbH -2
现代化的办公楼: 需求与实现
更好的节约时间和成本的服务:
• 快速安装，在首次安装的范围内的综合与构造 住宅小区系统中必要的智能化设置结合 应用无线电技术与插入式安装技术
• 在使用方法创新的范围内的快速安装与构造 可以升级的自动控制元件 设置灵活的无线电元件，插入式安装技术
EnOcean 无线总线 140% 10% 150%
来源：成本比较计算配合Schmidt Reuter & Partner (包括安装和运行!)
© EnOcean GmbH - 10
EnOcean 无线总线系统 提供基本的舒适性
与传统的配线系统比较， EnOcean 提供无线总线系统的舒适性：
+ 操作元件安装位置的灵活性 + 简单的安装在玻璃和墙壁的表面 + 分组的灵活性 + 照明的景象 + 中央开/关 (每层楼)
EnOcean 无线总线系统： 传统的配线系统在首次安装时比无线总线系统少用 的成本在以后的初次房间分隔改造中又消费掉了
x m 15 照明开关： 百叶窗开关： 照明电路： 百叶窗电路：
总数 26 14
26 14
安装成本 (照明 + 百叶窗) 首次安装 分隔改造 首次安装 + 第一次改造 .
传统的安装 方式 100% 50% 150%
EnOcean 无线电技术: 成本核算所涉及的对象
办公楼的改造 完全新式的电气安装
灵活的隔断墙
© EnOcean GmbH -6
有 EnOcean 无线传感器的房间控制器
无线 房间自动调温器 暖通设备
无线开关 百叶窗 房间 控制器 无线 窗户接点 照明设备
© EnOcean GmbH -7
EnOcean 在楼宇自动控制中提供显著的 (照明 +百叶窗 + HVAC) 首次安装 分隔改造 带有线传感器的 房间控制器 100% 23% 带EO无线传感器的 房间控制器 90% 5%
楼宇截面 图：
m 30 x m 15
总数
灯开关： 百叶窗开关： 温度传感器： 窗户接点： 照明电路： 百叶窗电路： 暖通出口： 26 14 12 30 26 14 30
在楼宇改造中节约80% 的成本
来源： 成本的比较计算配合Wago (包括安装和运行!)
© EnOcean GmbH -8
EnOcean 在办公楼中的无线总线系统
EnOcean 无线开关
无线开关接收器 (4-通道) 无线百叶窗接收器 (2-通道)
© EnOcean GmbH -9
改造中的成本节约: 与传统配线系统的比较