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我想先简单的谈一下X-10的历史,再进入我们今天的重点话题数字X-10.
传真机的信号传输原理是亚力山大·奔在1843年发明的.这个钟表制造商利用钟表机理来把图像从一个地方传输到另一个地方.虽然他没有把这个机器真正制造出来,但是他的理论却为未来传真机的发展奠定了基础.
奔的发明是在电线两端安装两个电动钟摆,
设置滚动的卷筒, 使每个钟摆同步振荡.
发出装置用电力导电材料书写其信息,
然后将信息绕在卷筒上.
当钟摆在纸上旋转时,记录针就在有文章的地方产生脉冲,而在没有脉冲的地方产生一个间隙.
而另一端,接收装置的触针就可以在敏感传真纸上把文章的内容记录下来,
这样,文章就被传真过来了.
在1851年,
第一台根据奔的传输原理制作的模型问世了.
这个装置的制作原理与奔的理论完全相同,也使用了滚筒和触针来记录和书写.
而新导入的脉冲的生成(1)和消亡(0)理论则不仅仅标志着一个数字系统,而是一个真正的二进制逻辑系统.
接下来的100年来,
数字技术慢慢的发展起来.
在1970年,
数字技术为顺应市场的需要迅速的发展起来.
第一张音乐CD(压缩盘)在1979年被北美的PHILIPS公司成功演绎.
也就是在这一时期,远程控制系统也进入了一个新的领域,在纽约附近展示了“X10
智能家居”系统. 这是一种更新的“远程控制”模式;更早期的“Ultra-sonic”手持遥控器还是有它的局限性的.
把X-10模块置入元件,通过“命令”在墙上随意插就可以控制灯的“开”和“关”,非常便捷.
PICO公司始建于1970年,他们发明了集成电路用于正在发展的电子计算机市场.(我发现了这张照片,虽不知道这座建筑是否离PICO公司很近, 但那里的景色确实很美).
每一次,PICO公司研究一个新的课题,他们都会给实验编上“实验号码”. PICO公司的工程师们相信仅仅一组小的集成电路就可以控制微型计算器的所有程序运算.
在这以前,要用三组集成电路,而现在只用一组就可以了.
实验1至8的集成电路比较复杂,而实验9通过对集成电路设计可以控制程序记录变换器.
而如何用电力无线方式遥控这个设备,那也就是“实验#10”,
简称“X-10”.
X-10被迅速运用在音响设备上.在1979年初,一家从英国进口这些设备的电子公司第一次通过邮寄方式从美国销售商订购了这些产品.
我想他们为此做的第一个广告就是于己于1979年5月,在“无线电子”杂志上,关于X-10应用于电子领域的可行性.
文章说:“数码脉冲是通过电力线来控制信号传输的”.
在美国,人们马上意识到这种技术的广大市场.第一份详细的有关X-10的报道刊载于己于1979年发行的“无线电子”(无线电子,1979,作者:朱蒂,25页“BSR系统X-10远程控制器”).上面提到在美国倡导新的远程控制器是有价值的.相关文字还有:
“…通过电力线发射调频信号”.自从无线调频信号内部通信系统命令在这个时期广为应用,作者就假定X-10装置也可以使用同样的信号传输方式.
接下来刊登在“人文科学”(人文科学,1979年8月,59页,
“使你的家因“插入式远程控制器”动起来”)上的一篇报道,这篇文章并没有提到数码技术的应用,它仅仅提到了:
“…通过家用电力线传输控制信号”.
还有1980年9月,
“无线电子”47-51页“插入式远程控制系统”报道了新遥控装置的相关情况.
发行的杂志上有关X-10特性的文章,还有几张图片被刊登在封面上.在文章中用了5大篇幅对数字技术做了详细的说明,甚至还配了原理图解.
目前大约有10家公司制造“X-10兼容装置”,但他们并不属于X-10有限公司.X-10只是一种电力载波协议.
我想关于历史方面我们已经谈的够多的了,那么下面我们进入今天的重点话题—X-10数字世界.
X-10的运作方式是通过用8位数据(1个字节)提前设置的一组启动码.这项技术的复杂部分不在于二进制数据系统,而是信号收发装置之间的传输。关键在于每个装置都有一个集成“零交叉检测器”，所以它们才可以保持同步（如图1），接收器每个正弦波出现时接收2次（如图2），也就是每秒钟120次，或者说每分钟7200次。（每小时432，000次，每天10，368，000次，也就是意味着60赫兹，每年就要有3，784，320，000次数据脉冲）。
因为这些装置间没有布线，所以设计一种方式通过电力线来传输数据就变的至关重要。实用的二进制数据在120赫兹要1毫秒的时间，然后通过过零点转入60赫兹。（然而北美市场的X-10设计适用于50赫兹），所以补充比特位的必要性就相当的明显了。因此，一个二进制的“1”就被设定为脉冲的生成，而紧接下来波的消亡就被设定为“0”，然后再接着一个波的生成（如图3）。
脉冲的传输仅用1毫秒的时间，接受器被设计在6毫秒内打开接受窗口。这样就允许一个上下200微秒的容差。
为了提供一个提前预知的启动点（如图4），每个数据帧都至少以6个主要的过零点开始，然后是启动码“P生成”、“P生成”、“P生成”、“波的消亡”（或者是1110）。
一旦启动码开始传输，第一单位量数据就被发出了。（如果你对“NIBBLE”这个词不太熟悉，我可以给你解释一下，它等于4个比特或者是半个字节）。为了让消费者使用起来更加容易，我们把前4-比特设定为字母码（如图5）。它们可以随机重组，如“A”、“B”、“C”码等。
在一个连续的字符串里，第二个单元量提供第二组地址的一半（如图6）。最后出现的比特数字码就是功能比特。
为了线路转送装置能不错过任何传输信息，X-10协议让每个数据帧传输两次（如图7）。
不论任何时候，数据从一个地址传输到另一个地址，从一个地址到一个命令，再从一个命令转换到另一个命令，然后再从一个命令转换到一个地址（如图8）。这组数据帧至少需要6个清晰的过零点来分开（或者是“000000”）。每次讲解到这里的时候，我就会说“这个间隙给接收器一个喘息的机会）。当然，现实中，6个过零点的连续是通过转换寄存器重置的。
当接收器在处理它的地址数据时，就表明它已经准备好接受一项指令了。在此之前，所有的数据帧都以一个启动码为开始。然后接下来的NIBBLE提供字母码（如图9）。下一个NIBBLE就是指令了。而最后一个比特就是功能比特。（B=0=地址码，B=1=指令）所有的指令结束于一个二进制1。
这个波形（图10）仅仅显现了6种最常用的命令。随后的图解解析了所有的命令。在此之前，所有的X-10传输协议传输数据2次（如图11）。
图12中，可以看出两组数据的传输（A1
A1 A-开
A-开）会产生47个周期的60赫兹正弦波。等于0.7833秒，在实际情况下，也会低于1秒。有一些命令甚至时间更短。例如，当发出一个“所有灯全开”的指令时，无需发送地址码，因此两组数据只需花费1/3秒（即为0.3666秒）。如果你的接收器重新接收第一组数据，仅仅需要花1/5秒的时间（大约在0.1833秒）。
在这里，所有的图解都只呈现了一个脉冲波形，但是现实中，并不仅仅是“单一波形”的世界，在此，我们用3组相位表示（如图13）。那所有的X-10传感器就会产生3个脉冲波形（如图14）。
最后，我给你们介绍一下X-10的补充码协议。我将尽量通过最易懂的方式来说明X-10标准码。下面我做了一个图解：
通常，X-10数据每次都以一个启动码，比如预先设置的“1110”开始，接下来的4个比特是代表一个重要的类别，然后的4个比特定义为指令，最后的就是功能比特了。每组数据都将被传输两次（如下图分析所示）：
所有我所讲过的内容都可以在这幅图中得到体现。你可能会注意到其中的四个命令码有所变化：
·扩充码
0111：现在设置为“扩充码
1”，用于数据和控制
·预设调暗（1）1010：现在设置为“扩充码
3”，用于安全保障信息
·预设调暗（2）1011：现在设置为“UNUSED”
·扩充数据1100：现在设置为“扩充码
2”，用于METER AND DSM
正如我们所知，“扩充码
1”有一个定义长度：31周期（62比特），如下：
·启动码=4比特
·家用码=4比特
·扩充码
1=5比特（0111）
·单元码（装置码）=4比特
·数据=8比特
·命令=8比特
还有另外两个没有解释的是：
“扩充码
2 在长度上变化的，主要看是什么信息类型。它有它自己的标识来与其它格式区分”
“扩充码
3 是为安全保障信息设置的，不太常用，所以也没有明确的定义”。
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