[解读]传感器在智能家电中的实际应用

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面对智能化家庭网络的逐渐普及和发展,各种各样的传感器引入到家电中变得更加迫切。人们希望家电能增加使用的舒适度、减少耗能和耗水、清洗方便、降低噪声和振动、提高使用质量、实现复杂的智能。

以前传感器主要应用于温度控制和水平控制系统,现在它们的功能也提高了:①基本上在所有的温度测量中都使用了负温度系数(NTC,NegativeTemperatureCoefficient)和正温度系数(PTC,PositiveTemperatureCoefficient)热敏电阻;②用电感传感器测量残余的湿度;③用转速传感器测量洗衣机和干衣机的转动速度;④电容传感器应用于按钮开关操作;⑤集成温度传感器显示发动机过载。

近几年,新型改进过的微型传感器已被用于洗衣机和洗碗机。

(1)压力传感器用作水位开关或更复杂的装置中,如洗衣机和烘干机中泡沫量的监视。

(2)化学传感器用于水质监控,监测参数包括浑浊度、颜色、表面张力、洗涤剂溶度、pH值等,然后确定漂洗循环的次数(溶液传感系统〉。

(3)光电系统用于监测洗衣机的浑浊度,使得冲洗周期的次数与实际需要相符合(水剂传感器系统〉。

(4)电磁传感器用于洗碗机中控制喷水臂的移动。

许多其他家电中也使用了先进的传感器。

(1)非接触式检测系统,例如,用于温度控制的微加工热电偶红外传感器,它还可以用于炊具、头发护理器具和烤面包机中。

(2)流量传感器可用于电扇和真空吸尘器中空气质量的检测。

(3)加速度和坡度传感器可用在电奥斗中。

(4)智能多气体传感器(人造鼻)可用于自动陪烤控制中。

用于加热和温度控制方面的传感器有:温度传感器和开关、压力传感器和开关、气体和液体流量传感器。温度控制是家电中最早建立且最重要的功能之一。基于先进薄膜纤维技术的铀电阻温度传感器就是一个很好的例子,它常用于厨房的加热盘和烤箱中。

簧片开关是远距离传感技术的典型例子。它应用于成千上万种电器设备中。簧片技术的应用包括:①涡轮式仪表测量液体流量;②水位监测,例如用于咖啡机中,或者用于洗碗机中监控软化剂和澄清剂的水位;③洗碗机喷射臂的移动控制;④洗衣机滚筒位置检测;⑤电器门检测的安全控制;⑥电动牙刷;⑦地毯吸尘器中的簧片传感器;③按摩椅、浴缸升降和医院病床的移动或最终位置的探测。

以一些新型的或者改进过的传感器应用于智能小家电为例说明如下。

(1)传感器与非接触式温度分散识别相结合可用于自动烘烤控制,用于护发装置的远距离非接触式温度、湿度、发色检测。

(2)智能医学传感器用于防护设备。设备中应用改进的紫外传感器作为防止对紫外线感光过敏的保护。

(3)智能鞋能利用加速度传感器测量脚步的运动情况,还能计算跑步运动员和竞走运动员运动的距离。

(4)距离传感器和压力传感器用于剃须刀使用中调整刀片。

(5)在很多厨房设备中,一些传感器可以用来实现自动烹饪功能,如决定食物的状态,监测可能出现的意外。

(6)一些传感器可用于远距离操作真空吸尘器。传感器在家电中的更多应用如表1所示,左3列是大家电、右3列是小家电的测量参数和所对应的传感器。

[技术篇]扬声器功率的国家及国际标准阐述

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扬声器的功率是扬声器最为重要的指标。在声频工程的系统设计,决定扬声器与放大器之间的功串匹配以及音箱(扬声器系统)设计等过程中,部必须清楚地知道并理解扬声器的功串数值及其含义。而目前备国不同厂家在杨声器之名牌上所标的功率值,其含义住往各不相同,因而数值上住住有很大出入。 我国近年己统一制订了扬声器功率的国际(GB9396—88),基本上采用国际电工委员会(IEC)所拟定的方法。但国外有些名牌产品如美国的JBL和EV,仍然分别采用各自特殊的标准。本文将对扬声器功率的国标和部份国际标准分别作一简介。

过去很长一段时间我国各杨声器制造厂家对输入杨声器的功率都采用“标准功率”的数值,在这个功率上规定了谐波失真是在馈给扬声器 标准功率的恒定电压下测试的,所测得的非线性失真系数不应超过给定扬声器的规定值。因为标准功率是由失真值的大小确定的,失真值又不能超过一定的要求,所以标准功率都定得比较小,通常是低于其它类型功率的。长期接触标准功率的读者难怪会觉得国产扬声器斯标出的承受功率比国外扬声器低得多。

为了消除扬声器的不同类型功率在定义上的混乱,国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,缩写 IEC)颁发了《电声器件扬声器》标准,提出了所有到会国家一致采用的下面几种扬声器功率:最大噪声功率(额定噪声功率) 、最大正弦功率、长期功率(额定长期最大功率)和短期功率等,这些功率指标均失真无关,现分别作简要介绍:

(1)额定噪声功率(Rated Noise Power):其定义为:连续向扬声器输入模拟噪声信号(将粉红噪声经过带通滤波和限幅后的信号),在100小时内连续工作没有过热和机械损伤,这个功率就称为扬声器的额定噪声功率。该功率的大小与失真值无关,所以通常比前述的标称功率大1.5~~3倍左右。目前国内外厂家生产的扬声器,铭牌上的标志最常见的就是这个功率。人们进行音响系统设计以及扬声器与放大器的匹配时也都采用这个功率。额定噪声功率还有其它名称,如最大噪声功率(Maximum Noise Power)、连续粉红噪声功率(Continuous Pink Noise Power)或简称为连续功率、噪声功率等,其含义是相同的.

(2)额定最大正弦功率(Maximum Sinusoidal power),亦称为连续正弦波功率(Continuous Sine Wave Power)或均方根(RMS)功率:这是一种在给定频段送入单频的连续正弦信号,内送入单频的连续正弦信号,连续工作一小时,在此功率下扬声器音圈振动不应产生打底声,扬声器没有过热和机械损伤。由于该功率不受给定的非线性失真的限制,所以该项功率也是高于标准功率的

(3)长期功率(Long-Term Power,亦称为额定长期最大功率):这是一种在给定频带内专门规定的噪声信号功率。扬声器承受此功率在1分钟内不会引起永久性的机械损伤(每两分钟时间间隔试验重覆10次)。这项功率比前面提到的额定噪声功率又要大许多。例如国光丫D200—6型扬声器的标准功率为5W,而额定长期功率为30W。

(4)短期功率(Short-Term Power,亦称为额定短期最大功率):也是一种专门的噪声功率,这种噪声信号的类型与确定最大噪声功率相似,其定义为扬声器工作1秒钟,停60分,重覆60次。在承受此功率过程中不会引起永久性的机械损伤。该项功率是所有命名功率中标值最大的。通常比标称功率大8—10倍。有些厂家称之为峰值功率(Peak Power) 。除上远IEC标准外,在工程实践中还会遇到音乐功率、节目功率以及EIA(美国电子工业协会)标准、AES(美国声频工程协会)标准甚至各厂家自定的标准等,下面分别简介。

(5)音乐功率(Music Power)又称为节目功率(Program Power):取决于使杨声器承受250HZ以下短期正弦信号的能力,听起来没有明显失真,也没有永久性机械损伤。这个功率值既考虑扬声器所产生的失真值,又考虑扬声器的永久性机械损伤值,是德国标准DIN所采用的。

(6)EIA RS—426标准:美国电子工业协会(Electronic Industries AssoCiatio、缩写EIA),在EIA RS—4264标准中规定,将一特别的测试噪声信号加至杨声器该噪声信号的频谱分布较为接近实际的节目信号,并且要在扬声器上持续8小时之久,还要求被测扬声器能承受比此噪声功率高四倍的瞬态峰值。显然,这对扬声器的机械结构和热性能是很严格的考验。这样测试而得出的数值可能要低于采用正弦波法所得到的数值,但按此数值与功率放大器相配合则不易毁坏扬声器系统。美国EV公司的产品就采用EIARS—426作为测试扬声器功率承受能力的标准方法,并将其能承受8小时的功率称为“长时间平均功率”,或“噪声功率“,而将4于该功率的功率称为“瞬时功率”。

7)AES标准:美国声频工程协会(Audio Englneering SoCiety,缩写AES)的标准规定,将粉红噪声(见注)作为测试信号加至扬声器,连续工作两个小时,没有出现过热或机械损伤,这个功率称为“额定输入功率(AES)”或“连续粉红噪声功率(AES)”。美国着名的扬声器厂家JBL就是采用AES标准。

注:“白噪声”和“粉红噪声”都是一种无规噪声,具有连续的噪声谱。“白”和“粉红”这两个词是指噪声频谱而言,从光谱学中借用过来。白噪声中包含有各种频率的噪声、并且能量分布是均匀的,粉红噪声与白噪声不同之处在于,它的功率语密度与频率成反比。在对数坐标中,其输出为一水平直线;在线性坐标中,其输出以每倍频程3dB下降。即粉红噪声的低频成分比白噪声要丰富。

[全解]智能家居无线技术及高清传输横向比对

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目前家居设备互联通信主要以无线连接为主,其中以基于802.11协议的Wi-Fi最为普遍,此外还有蓝牙、NFC(RFID)、Zigbee、Z-wave、UWB、IrDA等等,而另外一些无线高清传输技术包括WHDI、WirelessHD、WiDi、WiGig则很少用到。

无线传输技术

Wi-Fi
作为最常见的无线方式互相连接的技术,Wi-Fi使用的协议已经发展到802.11ac,目前使用最普遍的是802.11n,同时还有一些设备使用可能用到802.11a/g,而最初的802.11b已经销声匿迹。Wi-Fi属于全IP网络架构,使用802.11ac协议标准时理论传输速度最高达到1Gbps。

在智能家居应用中,使用Wi-Fi连接的设备可以通过无线路由器这个出口与Internet实现连接,从而使智能家居向智慧家居演进。

蓝牙Bluetooth
蓝牙也是一项较为常用的无线连接技术。蓝牙支持设备短距离通信,一般在10m以内。智能家居设备可以通过蓝牙实现设备间的简单通信,也可以简化设备与因特网Internet之间的通信。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,其数据速率为1Mbps。

IrDA
红外局域网系统采用波长小于1μm的红外线作为传输媒体,该频谱在电磁光谱里仅次可见光,不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距传输,方向性强,对邻近区域的类 似系统也不会产生干扰,并且窃听困难。实际应用中由于红外线具有很高的背景噪声,受日 光、环境照明等影响较大,一般要求的发射功率较高。

红外无线LAN用于设备点对点通信可达到100Mbit/s以上的传输速率,但是对于家庭而言,红外仅用作遥控器的简单信号传输,实在是屈才了。

NFC
NFC近场通信技术由非接触式射频识别(RFID)演变而来,它的特点是短距高频,在13.56MHz频率运行于20厘米距离内,传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。

NFC采用主动和被动两种读取模式。在智能家居应用中,用户可将手机用作大门钥匙。

Zigbee
ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率,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。ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术,在智能家居领域应用广泛。

Z-wave
丹麦公司Zensys主导的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908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲),采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式,数据传输速率为9.6 kbps,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技术在最初设计时,就定位于智能家居无线控制领域。Z-Wave可用于住宅、照明商业控制以及状态读取应用,例如抄表、照明及家电控制、HVAC、接入控制、防盗及火灾检测等。Z-Wave可将任何独立的设备转换为智能网络设备,从而可以实现控制和无线监测。

无线高清传输技术

UWB
UWB(Ultra-Wideband)超宽带,一开始使用脉冲无线电技术,后来由Intel等大公司提出了MB-OFDM技术方案,目前两种方案在市场并存。UWB无线通信是一种不用载波,而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的方式,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号,UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。

UWB抗干扰性能强,传输速率高,系统容量大发送功率非常小。UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且,发射功率小,其电磁波辐射对人体的影响也会很小,应用面很广。

UWB不仅用于军事领域,还用在家庭数字娱乐中心。

WHDI
WHDI(Wireless Home Digital Interface ,即无线家庭数字接口),是一个无线高清晰度视频连接的新标准,它提供了一个高品质,无压缩的无线连接方式。工作在4.9GHz~5.875GHz频段,范围是30米之内,可穿透墙壁,并且延迟小于1毫秒。

WHDI方便通过非压缩高清视频传送,将视频播放器独立,多个室内高清视频连接使用一种革命性的视频调制解调器的办法,支持覆盖整个家庭。

WiDi
WiDi又叫做“Intel WirelessDisplay”,是Intel公司基于WiFi标准研发出来的一种无线高清传输技术,需要搭配Intel特定的处理器以及特定操作系统才能使用。WiDi工作在2.4G/5GHz频段,WiDi 1.0只能实现720P的高清数据传输,目前的2.0版本已经可以实现1080P的高清传输。

WirelessHD
WirelessHD技术基于802.15.3c协议标准,采用60GHz的高频频段,理论带宽可以达到28Gbps,足以应对无损传输全高清数据的需求。但是60GHz的频段导致这项技术存在传输距离有限、无法穿墙的问题。

WiGig
WiGig的全称是Wireless Gigabit,即无线千兆比特,同样是一种基于60Hz高频频段的高速短距离无线技术。该技术基于IEEE802.11ad标准,带宽可达7Gbps,支持高清影音无损压缩的传输,不过传输距离相对较短,只有3-5米左右。

WiGig协议的特点是高带宽和低延迟。同时也可以和WiFi技术比较好的融合。它除了可以传输高清影音信号,还可以PC上的内容传输到台式机上播放和存储,也可以做成网卡或者以集成的方式内嵌于移动设备中,实现高速的数据交互应用。

对家庭影院认识上的误区

以下是一些常见的认识误区:

1. 家庭影院没有什么技术含量
上个世纪90年代中期,随着LD、VCD的出现和普及,杜比环绕声家庭影院系统开始进入寻常百姓家,消费者也逐渐开始在家中观赏申影节目。由于中国对进口节目源的管制、盗版DVD的泛滥以及申影票价的飙升(上海的屯影票价已经超越纽约的价格),很多以前经常光顾电影院的消费者都转而在家中欣赏DVD电影。同时,由于电子技术的飞速展,产品成本的不断下降,家庭影院产品的普及率也逐年攀升。于是,“家庭影院”不再是什么神秘、新鲜的概念了,消费者也不觉得家庭影院有多么高的科技含量。在很多人看来,家庭影院无非是在家中安装一套设备,看看电影罢了。还有部分消费者甚至认为家庭影院是很低端的产品。但事实上呢?家庭影院的技术含量真的那么低吗?

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我们首先来看一看互联网专业词库Wikipedia对“家庭影院”的英文释意:

电影院和电影录音棚是按照IS02696/SMPTE202M标准夹搭建的,所以,想要在家中实现和电影院相同的音画效果,那么,家庭影院的各项技术指标也必须符合这个标准。因此,虽然很多消费者家中安装了家庭影院系统,有的还价值不菲,但由于缺少专业的隔声降噪处理、室内声学处理和系统调试,其效果与专业水准相比还存在非常大的差距。

在美国,一间符合ISO2696/SMPTE202M标准的家庭影院,其造价一般在40万美元以上,而其中7c%的费用花费在设计和安装方面,而产品设备只占很小的一部分。相反在国内,这个比例完全颠倒过来,整个预算的80%以上全部用来购买高级影音器材,而花在声学设计和系统集成/安装上的费用却是少之又少,产生的最终效果当然是无法令人满意。一套几十万元的家庭影院系统,声音听起来往往和几万元的系统没有太大区别。

Anthony Grimani先生强调,房间是影响音画效果的主要因素,只有当房间很“中性”的时候,你才能享受到录音师所创作的原汁原味的影音效果、一个处理不当的房间就好比是强力的添加剂,将原汁原味的效果变得面目全非。Anthony Grimanl先生为客户调试一套家庭影院系统一般需要2—3天时间,其间需要测试200多个项目以保证最佳影音效果,而客户最终拿到的测试报告往往厚达几十页之多。

因此,家庭影院并非没有技术含量,相反,其技术含量之高远超广大的消费者的想象。Anthony Grimani先生的平均设计费用为7-8万美金。当然,如此之高的费用,并非一般消费者所能承受。

2. 使用THX认证的产品就能组成THX家庭影院
很多年前,《星球大战》的导演乔冶·卢卡斯先生去他家附近的一间电影院观看《星球大战》,但该影院的音画效果令他非常失望,和他在电影录音棚中所听到和看到的效果大相径庭。于是,他聘请了美国南加大(USC)的教授Tomlinson Holman来设计一个认证项目,旨在改善电影院的音画质量,这就是THX房间认证(THX Venue Certification)的起源。目前全球一共有1600多间获得THX认证的电影放映厅,其中2/3是在美国。中国和印度也有越来越多的屯影放映厅获得THX认证。

除了电影院外,THX还对电影录音棚和专业多声道录音棚进行认证,而针对后者的认证被称为pm3。全世界莅围内目前有300多间pm3认证的专业多声道录音棚,其中有30多间专门从事电子游戏的音效制作。众多游戏迷所熟悉的最终幻想系列游戏(Final Fantasy),从PS平台的《最终幻想VII》到最新的PS2平台的《最终幻想XII》,包括去年推出的CG电影《最终幻想:圣子降临》全部是在pm3认证的多声道录音棚制作的。

经常逛影音市场的消费者可能会发现,很多THX认证产品的经销商喜欢在视听室的门口悬挂一块自己制作的THX标识,这是一种错误使用THX标志的典型做法。在视听室内使用了THX认证的功放、扬声器、投影机并不代表这间房间的音画效果获得了THX认证。事实上,THX并没有推出过针对家庭环境的房间认证项目。

在美国,一些比较有钱的私人用户可以聘请THX公司的专业技术人员来协助设计符合THX电影录音棚标准的私人影院,技术鉴定合格后,该私人影院可以悬挂THX标志。所以,THX认证的家庭影院必须由THX本公司的技术人员鉴定合格后才可以被称为THX认证家庭影院,而技术鉴定的顾问费用一般从1.5万到4万美金不等。由于技术要求实在高,即便是通过了THX的第四级认证的专业影音人员,目前也无法得到THX的授权来建造THX认证家庭影院。

THX培训总监John Dahl指出,设计和建造一间符合THX专业标准的家庭影院的难度要远大于建造一间电影院。THX标准的电影院一般都有相同的尺寸、座位位置和设备等,建造的过程基本属于搭积木式。而家庭环境中存在诸多的限制因素,例如房间尺寸、房间形状、空调系统、工人的品位等,这些限制因素加大了设计和安装的技术难度。

3. THX音效要好于Dobly和DTS
这又是一个非常典型的认识误区。THX和Dolby以及DTS是协同工作的,THX并没有任何编解码技术。从下面的这张解码器的工作原理图可以看到,从信号源输送给解码器的数字音频信号首先经过Dolby/DTS解码电路(红色框)解码,然后才馈送给THX音效后处理电路(蓝色框),后处理电路内的各个THX功能模块能使得音效的还原效果更接近电影院和电影录音棚。通常情况,通过了THX认证的合并式功放/前级解码器产品能更容易实现接近电影院的音响效果,其质量及工作稳定性也好于未通过THX认证的产品。

4. 家庭影院系统最重要的声道是左右声道
一些音响经销商在帮客户选择家庭影院产品的时候,通常都会搭配音色出众的左右音箱,再配置相对较便宜的中置或环绕音箱。在很多传统的音响经销商看来,左右音箱才是最重要的,中置和环绕只起到辅助作用。诚然,对于90%的时间是欣赏立体声音乐的客户来说,以上的搭配也还算合理,但对于经常观赏电影的客户来说,这样的搭配就显得很不合理。在多声道电影声轨中,中置声道的信息量是最大的,平均电平高于左右声道,而环绕声道的信息量最小。中置扬声器效果的好坏将直接影响整个家庭影院的效果。

John Dahl在培训中指出,中置声道是家庭影院中最重要的声道。因此在搭建家庭影院时,最好是选用三只同样的扬声器作为前置扬声器,这样才能保证最好的前方结像效果和最平滑的声场过渡。部分THX认证的中置扬声器是横放设计的,与左右扬声器不同,但这种中置扬声器是经过THX严格测试的,与左右扬声器是完全匹配的。此外,有的人特意为左右音箱单独配置了立体声功放,看电影的时候,立体声功放推左右音箱,AV功放推中置和环绕声道。这样的搭配将导致左中右声道的音色匹配严重失谐,破坏了前方声场的衔接。

4K电视三重门:片源正版化寂寞前行

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每每谈及4K电视,网友总是骂声一片,虽然骂法不尽相同,但中心思想都是一样的——连片源都没有整天说个毛4K电视?如今的情况是4K片源也正在飞速普及中,但网友还是不买账——5块钱包月,永不过期,贵了免谈!你以为在谈硬件,其实网友再跟你谈内容,你以为在谈内容,其实网友在谈习惯。说起4K电视普及,用户使用习惯永远是最绕不过去的第三重门。

硬件层面:价格下降促进4K电视渗透

据Display Search全球电视预测报告显示,2014年4K电视的出货量有望自2013年度的190万台增长至1270万台,增幅超过600%,其中中国大陆的占比预计达到78%,是4K电视最大的市场。还有数据显示,4K电视市场的占有率在2013年增长了133倍,预计到2014年末4K电视市场占有率可以达到20%。

其实类似的数据无需赘述,做为电视最新的显示技术,4K能否普及毋庸置疑,我们需要关心的只是普及速度如何而已。虽然4K电视在发展初期确实遇到了片源匮乏的状况,但实际上全高清电视推出的时候又何尝不是如此,硬件设备的发展势必要领先于软件内容的发展,PC行业曾被鼓吹的性能过剩论其实到了电视行业也一样,性能过剩永远是个伪命题。

据奥维咨询数据显示,从2013年7月到2014年6月,4K电视的渗透率已经从1%增长到了18%,虽然这个数据的增长得益于更多小屏4K电视的推出,但不论是大屏4K电视还是小屏4K电视对于观赏体验的提升都会有的。中国电子商会副秘书长陆刃波就曾表示,即使没有4K片源,就现在有线电视提供的高清信号720P而言,同样65寸的超高清电视,在客厅正常观看距离内,要比65寸普通高清电视清晰不少。

NPDDisplaySearch的数据也证明了这一点,其全球电视出货量和预测季度报告显示,到2017年,4K面板在50寸及以上液晶电视中的占比将达到93%,NPDDisplaySearch认为,如果4K电视面板能成功用于40寸等较小尺寸,那么4K电视将得到更快速地发展,三星、海信、联想等诸多厂商推出小屏4K电视的事实也成为了NPDDisplaySearch观点的最好佐证。

内容层面:索尼真正带来原生4K影片

4K电视从出现的第一天起就被吐槽,吐槽的重点则在于有4K电视没4K片源,4K电视完全处于英雄无用武之地的窘境。事实也正是如此,看电视是用户购买电视的第一用途,但目前别说4K电视信号,就连高清电视信号也不是每个电视台都能提供,即便升级了所谓的高清数字电视机顶盒,也只有为数不多的电视台能接收到高清信号。好消息是航天数字传媒已经发布了基于卫星传输的4K整体解决方案,可以64M/秒的传输速度向用户推送4K视频内容,解决了4K电视信号商业化的技术问题。

但如果你购买电视的主要用途不在于看数字电视,而是在网络视频,那么4K片源的发展程度或许可以满足你的需求。

在所有电视厂商中,自上而下来做4K内容建设的有两家,一家是乐视一家是索尼。乐视主要通过自制和引进两种方式来进行4K内容建设,自制分成两块:第一部分依托于乐视影业以及现在已经整合的花儿影视,包括未来能够撬动的产业链上游的相对传统的影视公司,他们都会提供4K内容。中国首部4K影片《归来》就是由乐视影业出品的。第二部分由乐视网自己做项目的开发,拥有包括组团队、投拍、后期制作、营销一条龙的网络。关于引进,乐视表示,一定会是行业内第一个能够成批量获取好莱坞4K内容的公司。

索尼则拥有4K内容完整解决方案,除了拥有4K电影出品公司Sony Pictures,在整个4K产业链中,拍摄、传播、放映等诸多环节索尼都是最佳选择甚至唯一的选择。最新消息显示,索尼还将和华数合作,成为国内首个提供4K影片下载服务的厂商。此前,索尼一方面和Netflix合作推出了《纸牌屋》4K版,另一方面索尼影视出品的包括《超凡蜘蛛侠》、《绝命毒师》在内的70余部电影和剧集都已提供4K片源,这些4K片源通过索尼4K播放机提供给用户。而如今,索尼4K播放器FMP-X10将于8月在国内发布,国内用户也可以第一时间体验到原汁原味的4K影片了。

除了乐视和索尼,其他电视厂商也通过合作的方式在解决4K片源匮乏的问题,比如小米和搜狐合作、联想和百视通合作、三星和芒果TV合作,都在不同程度地推动4K片源的发展,可以说4K片源很快将能够满足用户的基本观赏需求。

文化层面:4K影片正版化仍在寂寞前行

腾讯家电近日发起了一项关于正版4K影片的调查,截至目前有超过15000名网友参与了调查,调查显示,64%的网友认为4K影片的多寡是购买4K电视的关键因素,而另外36%的网友则持相反观点,这意味着,虽然吐槽4K影片匮乏的网友众多,但还有相当的网友并不在乎有没有4K片源。

在4K电视发展之初,言论主要集中在4K片源匮乏,但等4K片源开始普及的时候,用户就能开始安心享受硬件+内容的服务了么?其实不然,同样在调查中我们看到,只有22%的网友表示愿意接受收费的原生高品质4K影片,而高达73%的网友倾向于免费但质量也不差4K影片,而愿意接受免费但质量差一些4K影片的用户仅占5%。

在目前4K片源并不丰富的阶段,不少厂商为用户提供了2K转4K的视频,美其名曰优化过的4K影片,其实这样的影片无论画质还是音质都达不到4K标准,质量未必比全高清视频高。乐视曾推出了首个4K频道,其中就有大量2K转4K的影片,乐视辩解称,这些内容分辨率是4K的,但部分老片子因为早期拍摄器材限制,所以制作出来的4K效果比理想的稍微差一点。从调查来看,这样的内容显然难以被用户所接受。

4K影片势必会以收费的模式提供给用户,但如何收费值得各大厂商考量,腾讯家电的调查显示,92%的网友支持单部影片24小时租借费用低于20元,93%的网友支持单部影片购买费用低于100元,这完全在意料之中,实际上还有更多的网友留言表示希望以更低的价格包月甚至包年来观看4K影片。

此前,索尼在美国提供4K影片下载服务时就采用了24小时租借和永久购买两种收费策略,每部影片24小时租借费用为7.99美元(约合人民币50元),永久购买费用为29.99美元(约合人民币186元),索尼即将和华数合作在国内推出4K影片下载服务,据说价格比美国要便宜,但恐怕很难达到网友期望的水准。

在我看来,国内网友缺乏付费购买正版影片的习惯,随着视频正版化进程的推进,已经开始有网友愿意为正版网络视频付费,但此前的正版全高清视频的收费标准多在2-5元一部,最贵也不超过15元,4K影片收费伊始,如果收费标准大幅提升,恐怕不利于用户习惯的养成。我认为,如果正版4K视频也采用免费+收费并行的策略,可能效果更好,新上影片收费,而转制的老影片免费,虽然厂商会有一定的损失,但从长久看还是值得的。

总结:内容如何收费将是4K电视普及关键

4K电视的普及必然会经历硬件、内容、文化这三重门。硬件的部分如今已经不存在太大的问题,随着三星、索尼等外资厂商也开始试探性地降低4K电视的售价,硬件层面的普及最先达到。内容层面,4K电视信号是最头疼的问题,但抛开电视信号看3K片源,也逐渐走上正轨,索尼、乐视等一众厂商正在以不同的方式把4K影片带给用户。最难达到的是用户习惯的转变,4K影片从一开始就全部免费提供是不太现实的事情,但完全收费又难以与用户期望达成一致,4K影片正版化仍在寂寞前行,如何找到平衡是各厂商需要探寻的一个问题,也是4K电视真正普及的关键。

监控传输:无线及有线方式优缺点评解

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监控系统往往要根据不同用户、系统规模、覆盖面积、信号传输距离、信息容量等对系统的功能及质量指标要求不同,而采用不同的传输方式。

监控传输之无线方式

目前无线图像传输尚未形成典型的产业化发展模式,实现的技术方式也各不相同,下面就一些可用于无线图像传输的相关接入技术作简要介绍。

CDMA技术

CDMA即码分多址技术,它允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,而不需要利用电路交换模式的网络资源;从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。CDMA无线网络的移动传输技术具有保密性好、抗干扰能力强、抗多径衰弱、系统容量配置灵活、建网成本低等优点。对于安全防范系统来说,一般采用低传输帧率以保证传输的清晰度,因为只有CIF以上的图像清晰度才可以满足调查取证的需要。但是,CDMA传输存在带宽不足的缺陷,其下行带宽153K,上行带宽70K~80K,因而传输流畅的视频基本上不可能实现。由于图像只有几帧,只能以抓图的形式来传输,并且为小画面尺寸,因此无法满足实时移动图像视频监控的需要。

GPRS技术

GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,支持点对点和点对多点服务,以“分组”的形式传送数据。GPRS最主要的优势在于永远在线和按流量计费,不用拨号即可随时接入互联网,随时与网络保持联系,资源利用率高。但是同CDMA一样,它存在带宽不足的问题,无法满足高质量实时的视频监控需求。

Wi-Fi技术

Wi-Fi属于短距离无线技术,覆盖范围可达100米,Wi-Fi的技术和产品到目前为止,已经相当成熟。Wi-Fi无线保真技术,其传输速度快,802.11b的带宽可以达到11Mbit/s,而802.11a及802.11g更可达54Mbit/s。但只能做到通视传输、定向传输,难以支持移动传输,从而限制了它在视频监控系统的应用,而且由于安全性较差,非常容易受到来自外界的攻击。

WiMax技术

WiMax是基于IEEE802.16标准的无线城域网技术,能提供面向互联网的高速连接,适用于静止和半静止状态下访问网络,其传输速率可达60Mbps。在安全性方面,WiMAX提供了加密机制,在介质访问层(MAC)中定义了加密子层,通过使用数字证书的认证方式确保无线网络内传输的信息得到安全保护。WiMAX是点对多点的宽带无线接入技术,采取了动态自适应调制、灵活的系统资源参数及多载波调制等一系列新技术,并兼具较高速率的传输能力(可达70Mbit/s?100Mbit/s)及较好的QoS与安全控制,覆盖范围可以达到1-3英里,主要定位在移动无线城域网环境,然而802.16e获得足够的全球统一频率存在一定难度,且建设成本和设备价格较高。

COFDM技术

COFDM图像传输技术具有频谱利用率高和可对抗多径时延扩展等特点,是早期用于军事无线电传输的一种多载波数字通信调制技术,也是较为完备的移动接收和传输技术。COFDM的实用价值主要是突破了视距限制,对噪声和干扰有着很好的免疫力,并能绕射和穿透遮挡物。它能同时分开多个数字信号,并且可以在干扰的信号周围安全运行。它能够持续不断地监控传输介质上通讯特性的突然变化,其通讯路径传送数据的能力会随时间发生变化,且COFDM能动态地与之相适应,并接通和切断相应的载波,以保证持续成功地通信。同其他基于OFDM的技术一样,COFDM继承OFDM的优点的同时,也不可避免地存在OFDM技术的普遍不足。对频偏和相位噪声比较敏感,频偏和相位噪声会使各个子载波之间的正交特性恶化,仅仅1%的频偏就会使信噪比下降30dB。功率峰值与均值比(PAPR)大,导致射频放大器的功率效率较低,高峰均值比会增加对射频放大器的要求,导致射频信号放大器的功率效率降低。负载算法和自适应调制技术会增加系统复杂度。负载算法和自适应调制技术的使用会增加发射机和接收机的复杂度,并且当终端移动速度每小时高于30公里时,自适应调制技术就不是很适合了。

MiWAVE技术

MiWAVE系统采用4G核心技术,继承了COFDM的优点,摒弃COFDM的不足之处。上行空口技术采用DFT-S-GMC,即基于离散傅立叶变换扩频的正交频分多址,采用DFT进行频域扩频,因而降低了传输信号峰均比,适合上行链路传输。同时DFT-S-GMC采用逆滤波器组变换(IFBT),实现频分复用和频分多址。DFT-S-GMC每个子带的宽带相对于载波频偏和多普勒频移较大。同时每个子带之间具有一定的频域保护间隔,此外每个子带的频谱具有陡峭的带外衰减,这些特征使得GMC对载波频偏和定时误差引起的多用户间干扰具有较强的顽健性,相比于传统的OFDM空口技术性能更佳,MiWAVE下行空口技术OFDMA比传统的FDMA提高了频谱利用率。此外,OFDMA采用时、频两维资源调度,可提供精细的数据率颗粒度,以支持具有不同服务质量要求的多媒体应用。

相对于利用WiFi、WiMAX、COFDM、CDMA1X等技术的图传监控系统,MiWAVE具有较大优势。MiWAVE系统将上行DFT-S-GMC与下行OFDMA技术有机融合,与上下行都采用OFDMA的系统相比,具有设备功耗小,覆盖范围大,多用户干扰小,以及基站信号检测算法复杂度低等特点。单基站覆盖范围大,最远覆盖半径可达25km,能实现远距离数据传输,组网所需基站数少,成本低。系统拥有高带宽,高吞吐量,单基站可达60Mbps,且组网灵活,支持多种拓扑结构,可同频/异频组网,频谱利用率高,支持120km/h的移动通信,支持高速车载使用。可实现视频、语音、数据图像传输等多媒体交互业务,业务配置灵活,可根据需要配置上下行传输带宽比例,调节上下行吞吐量,以支持特定业务。基于全IP的应急通信系统可通过卫星接入、微波中继、地面固网接入(ADSL、Cable)等多种接入方式与IP骨干网和互联网相连,拓展了应用范围,降低了设备的应用和维护成本。

MiWAVE系统基于宽带无线多媒体(Broadband Wireless Multimedia,BWM)国家标准,兼容于WiMAX标准框架,采用了链路自适应、自动混合重传、宽带多载波传输、无线资源调度、扁平网络结构设计等关键技术。链路自适应技术可根据信道状态自适应地调节其发射功率、调制编码方式以及数据的帧长来克服信道的时变特性从而获得最佳通信效果;自动混合重传技术能够很好地补偿无线移动信道时变和多径衰落对信号传输的影响,可有效地降低系统的误码率以确保服务质量;无线资源调度算法则充分利用信道的时变特性,得到多用户分集增益,提高系统的吞吐量;采用扁平架构设计的系统不需要BSC这样的集中控制实体,MiWAVE基站将传统BS、BSC的功能以及分组数据服务节点的某些功能融于一身,使网络部署更为简单。由于建网所需的元件数量减少,网络变得更加可靠、灵活、易于部署,而且运营成本更低廉。

监控传输之有线方式

1、视频基带传输:最为传统的电视监控传输方式,对0~6MHz视频基带信号不作任何处理,通过同轴电缆(非平衡)直接传输模拟信号。
优点:短距离传输图像信号损失小,造价低廉,系统稳定。
缺点:传输距离短,300米以上高频分量衰减较大,无法保证图像质量。布线量大、维护困难、可扩展性差,适合小系统。尤其是现在非标线材盛行的今天,当你发现有视频干扰,加矩阵后字符跳动,通过视频分配器后画面有干扰时,查查自己使用的线缆达标吗?

2、光纤传输:常见的有模拟光端机和数字光端机,是解决几十甚至几百公里电视监控传输的最佳解决方式,通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。
优点:传输距离远、衰减小,抗干扰性能最好,适合远距离传输。标准的光端机都0—20公里传输距离,8路光端机性价比最高,这个跟光头有关系,做光端机的朋友都知道。现在光端机价格很便宜,但质量好的还是很贵。
缺点:对于几公里内监控信号传输不够经济;光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理,维护技术要求高,不易升级扩容。有的工程人员为了省那便宜的光跳线和法兰,直接尾纤接设备了,以后维修的时候你就知道那根跳线和法兰有多重要。

3、网络传输:解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式,采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。
优点:采用网络视频服务器作为监控信号上传设备,有Internet网络安装上远程监控软件就可监看和控制。
缺点:受网络带宽和速度的限制,只能传输小画面、低画质的图像;每秒只能传输几到十几帧图像,动画效果十分明显并有延时,无法做到实时监控。不过我很看好网络传输。

4、双绞线传输(平衡传输):也是视频基带传输的一种,将75Ω的非平衡模式转换为平衡模式来传输的。是解决监控图像1Km内传输,电磁环境复杂场合的解决方式之一,将监控图像信号处理通过平衡对称方式传输。
优点是:布线简易、成本低廉、抗共模干忧性能强。
缺点:只能解决1Km以内监控图像传输,而且一根双绞线只能传输一路图像,不适合应用在大中型监控中;双绞线质地脆弱抗老化能力差,不适于野外传输;双绞线传输高频分量衰减较大,图像颜色会受到很大损失。

5、共缆传输:视频采用调幅调制、FSK数据调制等技术,将数十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根”同轴电缆中双向传输。说白了就是有线电视网络倒着走,完全是闭路电视的传输技术,很成熟,很实用。
优点:充分利用了同轴电缆的资源空间,二十路音视频及控制信号在同一根电缆中双向传输、实现“一线通”;施工简单、维护方便,大量节省材料成本及施工费用;频分复用技术解决远距传输点位分散,布线困难监控传输问题;射频传输方式只衰减载波信号,图像信号衰减很小,亮度、色度传输同步嵌套,保证图像质量达到4级以上国家标准;采用75Ω同轴非平衡方式传输使其具有非常强抗干扰能力,电磁环境复杂场合仍能保证图像质量。
缺点:采用有线电视传输技术,是个接头工程。对做监控的朋友来说有点跨行业,共缆传输主要在设计这块,当然产品上也有层次。射频的好多东西还是经验很重要的,系统调试技术要求高,必须使用专业仪器。
弱点工程网提示:根据安防监控工程的现场情况合理选择最经济、最有效的传输方式。

玩转4K影院 解读索尼VW500ES色彩调校

家用影院投影机,都是每家投影厂商比拼技术和显示效果的王牌产品。对于近期开售的入门级家用4K影院索尼VW500ES,我们除了对其4K分辨率充满无线遐想,更对其优异的显示效果包邮很高的期待。此次,我们对索尼VW500ES进行调校测试,分享其与众不同之处。其实,对于每款高端影院产品都一样,除了硬件本身的规格配置,良好丰富的校准功能不可或缺,甚至能完全改变其色彩输出效果。

VW500ES菜单详细内容

与入门级家用影院屈指可数的、少的可怜的菜单截然不同,VW500ES的可谓相当强悍,包括图像模式、亮度、对比度、光圈、变形镜头、网络、3D、色彩、色温等,超过50多个选项。对于普通消费者而言,其菜单选项多的超乎我们的想象,由于层级多,操作略显繁琐。不过,对于专业玩家、骨灰级发烧友而言,VW500ES的菜单就是一个值得长时间摸索尝试的大事件。
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电动镜头 远程操作
有人说,入门级影院和高端影院的差距太大了,没有可比性,这是事实嘛?答案是正确的,仅从镜头方面VW500ES已经相当出色。
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镜头特写
熟悉索尼家用影院的朋友一定都知道,索尼的影院产品分为HW系列和VW系列,其中VW系列面向经济更加宽裕的发烧友阶层。简单从表面看,VW系列的体积要明显大于HW系列的产品,而且8万元起步的售价也要远高于HW系列的3万元以内。进一步比较,我们会发现VW系列采用了电动镜头,而HW系列采用的是成本更低的手动镜头。
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HW系列的手动镜头
VW系列的镜头口径更大,光圈更大,镜头更复杂,其镜头的电动与否是最易区分的显著特征。我们测试的VW500ES采用的电动镜头,支持用遥控器操作变焦和对焦。在4K的VW系列出现前,VW80ES和VW90ES还配置有电动镜头盖,在关机状态下是看不见镜头正面的;在4K家用机型中,VW1000ES和VW1100ES也有电动镜头盖,入门4K版的VW500ES没有电动镜头盖。

2K和4K的画面细节对比
其实,这个镜头也是有明显差别的,即所谓的4K镜头和2K镜头,4K镜头的口径更大、精度更高。与索尼的首款4K影院机VW1000ES相比,VW500ES的体积明显缩水,主要原因是光路设计的差异,VW1000ES是单一的直线形,而VW500ES灯泡光输出部份有仅90度转角,同时光学系统的组件都有一定的缩小。VW500ES的镜头采用了1片塑料镜片和13片玻璃镜片,全长199毫米,仅重0.88千克的“轻量级”4K镜头。这也是VW500ES的售价低于VW1000ES的一个重要原因。
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电动镜头对焦操作
HW系列的镜头几乎完全一致,VW系列也有差距。从售价看,HW系列、VW系列的VW500ES、VW1000ES的镜头,逐渐越来越贵,当然买家也是可以体会到这其中效果的提升。

变形镜头 奢华体验
采用简单的2.35:1模式后,会出现图像被裁减的现象,只有加装变形镜头才可避免这一问题。这个简单的裁剪模式,类似于1080p电视,播放非高清信号,在保持比例正确的前提下,裁剪上下边的效果。索尼VW500ES菜单选项中支持1.85:1、2.35:1和自定义,支持加装变形镜头。