以太網（電氣和(hé)電子工程師協會[IEEE] 802.3）在樓宇自動化(huà)中的(de)使用(yòng)量正在增長(cháng)，使得(de)使用(yòng)增強型傳感器和(hé)控制網絡的(de)智能樓宇能夠管理(lǐ)環境系統（如照(zhào)明(míng)和(hé)暖通(tōng)）、訪問控制、安保系統、安全系統，甚至預防性維護監控。新型樓宇通(tōng)常使用(yòng)帶專用(yòng)5類增強型（Cat5e）布線、以太網交換機和(hé)路由器的(de)樓宇自動化(huà)網絡。即使是現有的(de)樓宇空間也(yě)在進行改裝，以适應聯網的(de)傳感器和(hé)控制裝置。
改裝具有挑戰性基于兩個(gè)原因：
• 需爲最初未配置電源的(de)部位提供電源。
• 安裝空間有限，因爲多(duō)數改裝的(de)樓宇起初并未設計用(yòng)于容納牆壁、天花闆和(hé)地闆中的(de)傳感器和(hé)控制器。
盡管許多(duō)商業和(hé)工業樓宇最初設計用(yòng)于适應輕松重新配置内部空間，但支持易于配電并提供小尺寸的(de)傳感器和(hé)控制器技術使得(de)使用(yòng)以太網基自動化(huà)改裝這(zhè)些樓宇更爲可(kě)行。
滿足業界最小，功耗最低的(de)以太網PHY
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在樓宇自動化(huà)中部署以太網
以太網在樓宇自動化(huà)中的(de)使用(yòng)量正在增長(cháng)歸于以下(xià)幾個(gè)原因。
首先，作爲一種成熟的(de)網絡技術，它提供了(le)一個(gè)完善的(de)硬件和(hé)軟件生态系統，使工程師能夠快(kuài)速開發即插即用(yòng)的(de)解決方案。它位于開放系統互連模型的(de)基礎，因此支持使用(yòng)基于标準的(de)數據通(tōng)信進行聚合、傳輸、交換、處理(lǐ)和(hé)存儲。
其次，以太網可(kě)集成不同供應商的(de)産品，避免使用(yòng)專有接口。
第三，以太網提供比多(duō)數現有的(de)點對(duì)點或面向總線的(de)通(tōng)信協議(yì)更快(kuài)的(de)數據速度。這(zhè)歸于三個(gè)原因：
• 許多(duō)傳感器以低數據速率運行，因此可(kě)由單個(gè)控制器實體提供服務。而該實體将其較慢(màn)的(de)數據流聚合到轉儲到網絡上的(de)單個(gè)高(gāo)速數據流中，從而減少了(le)将數據帶到集中管理(lǐ)和(hé)運營中心所需的(de)物(wù)理(lǐ)連接數量。
• 更快(kuài)的(de)數據速度意味著(zhe)可(kě)更快(kuài)地響應在傳感器端檢測到的(de)事件。這(zhè)對(duì)于安全相關系統（火災、煙(yān)霧、二氧化(huà)碳、氣體檢測等）、安保和(hé)訪問控制至關重要。
• 更高(gāo)的(de)數據速率擴展了(le)某些類型傳感器的(de)部署 - 最顯著的(de)是用(yòng)于監視的(de)攝像頭。IP網絡攝像頭IPNCs）取代了(le)基于模拟的(de)閉路電視攝像頭技術。該技術使用(yòng)模拟圖像傳感器，以及依賴于專用(yòng)同軸電纜的(de)模拟傳輸系統。IPNC生成完全數字化(huà)的(de)視頻(pín)流，并具有内置網絡協議(yì)引擎，允許使用(yòng)Cat5e電纜連接到100BASE-TX網絡。
綜合電源和(hé)網絡
能夠更廣泛部署IPNC的(de)另一個(gè)因素是IEEE 802.3标準的(de)擴展，以包括以太網供電（PoE）。IEEE 802.3at-2009和(hé)IEEE 802.3bt引入了(le)支持通(tōng)過Cat5e進行電力傳輸的(de)标準。如标準中所述，備選方案A使用(yòng)有效數據對(duì)來(lái)傳輸功率，而備選方案B使用(yòng)備用(yòng)雙絞線，從而分(fēn)離數據和(hé)功率。
大(dà)多(duō)數IPNC目前使用(yòng)100BASE-TX。它使用(yòng)兩對(duì)Cat5e雙絞線，留下(xià)備用(yòng)雙絞線供電。标準定義了(le)位于電纜兩端的(de)兩個(gè)實體。供電設備（PSE）負責向電纜另一端的(de)受電設備（PD）進行電力輸送。标準定義了(le)四種不同類型的(de)使用(yòng)場(chǎng)景，它們對(duì)應于最大(dà)功率傳輸能力的(de)四個(gè)級别。表1總結了(le)這(zhè)些類型。
表 1：PoE類型和(hé)電力傳輸規範
從表中可(kě)以看出，每種類型都支持在PD可(kě)用(yòng)的(de)有限功率預算(suàn)。因此，在PSE和(hé)PD中使用(yòng)節能設備至關重要。
系統示例
圖1所示爲使用(yòng)PoE的(de)示例樓宇自動化(huà)網絡。此示例所示爲傳感器控制器和(hé)連接到網絡交換機的(de)IPNC的(de)組合。而網絡交換機也(yě)是電源注入器。以标準化(huà)語言講，它是PSE。鏈路另一端的(de)傳感器控制器和(hé)IPNC是PD。在每個(gè)PD中合并物(wù)理(lǐ)層（PHY）處理(lǐ)以太網通(tōng)信。
鑒于PoE旨在使傳感器（如IPNC）能夠部署到可(kě)能無可(kě)用(yòng)功率或難以配置功率的(de)位置，因此PHY消耗盡可(kě)能少的(de)功率預算(suàn)。從表1中可(kě)看出，1類 PoE鏈路在PD端的(de)功率預算(suàn)爲12.95 W。功率轉換和(hé)調節模塊會有一些損耗，使得(de)應用(yòng)電路可(kě)用(yòng)的(de)功率小于12.95 W。PHY應僅消耗幾百毫瓦或更少功率，爲傳感器節點或IPNC留下(xià)絕大(dà)部分(fēn)功率。
圖 1：樓宇自動化(huà)網絡拓撲的(de)示例
DP83825I10- / 100-以太網PHY爲樓宇自動化(huà)組件（如傳感器控制器、照(zhào)明(míng)控制器和(hé)IPNC）提供緊湊型低功耗連通(tōng)性解決方案。它在100 Mbps時(shí)僅消耗135 mW，采用(yòng)24管腳、3 mm×3 mm、四方扁平無管腳封裝，是業界最小的(de)一種10/100 PHY。DP83825I具有介質相關接口和(hé)介質訪問控制（MAC）接口中的(de)集成終端電阻，以及減少MAC上介質獨立接口的(de)低管腳數，使系統設計人(rén)員(yuán)能夠實現小型解決方案并分(fēn)配更多(duō)電路闆空間和(hé)應用(yòng)電路的(de)電源。
其他(tā)資源
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• 查看德州儀器的(de)工業和(hé)汽車以太網PHY産品組合。
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