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智能家居总线体系专题:干流总线体系特征概述

智能家居项目应用中,总线系统一直以其稳定性、可靠性和可扩展性等优势得到智能家居集成商的推崇。面对不断成长与变化的智能家居市场,制造

智能家居项目运用中,总线体系一向以其安稳性、可靠性和可扩展性等优势得到智能家居集成商的推重。面临不断生长与改动的智能家居商场,制造商与集成商都在纷繁转型寻求新的突破点。在不断改动的外部环境下,值得注重的是,总线智能家居产品会有怎样的全新商场机会。

  智能家居总线体系根底知识

  智能家居在国内商场通过十数年的开展,通过在技能上的不断讨论和研讨,各项技能与集成联接已逐步趋于老练。总线技能的首要特征是一切设备通讯与操控都依据一条总线,是一种全分布式智能操控网络技能,其产品模块具有双向通讯才能,以及互操作性和互换性,其操控部件都能够编程。商场上比较有影响力的总线技能包含RS-485、KNX、CAN、C-Bus、SCS-BUS、LonWorks、Modbus等。总线技能类产品比较适合于楼宇智能化以及小区智能化等大区域规模的操控,其优势在于技能老练、体系安稳、可靠性高,运用也比较广泛。

  干流总线体系特征概述

  RS-485总线

  RS-485是一种十分常见的总线。在通讯间隔为几十米到上千米时,广泛选用RS-485串行总线规范。它选用平衡发送和差分承受,因而具有按捺共模搅扰的才能。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到康复。

  商场上一般RS-485选用半双作业业办法,任何时分只能有一点处于发送状况。因而,发送电路须由使能信号加以操控。RS-485用于多点互连时十分便当,能够省掉许多信号线。运用RS-485能够联网构成分布式体系,其答应最多并联32台驱动器和32台接纳器。

  体系特征:

  从智能照明开展的轨道看,最早的产品一般选用的RS485的技能,这是一种串行的通讯规范,由于仅仅规则的物理层的电气衔接规范,每家公司自行界说产品的通讯协议,所以RS485的产品许多,但彼此都不能直接通讯。RS485一般需求一个主接点,通讯的办法选用轮询办法,模块之间选用“手拉手”的接线办法,因而存在着通讯速率不高(一般9.6Kbps),模块的数量有限等问题。

  KNX总线

  KNX是Konnex的缩写。1999年5月,欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA兼并成立了Konnex协会,提出了KNX协议。该协议以EIB为根底,统筹了BatiBus和EHSA的物理层规范,并吸收了BatiBus和EHSA中装备办法等长处,供给了家庭、楼宇自动化的完好处理方案。

  KNX是仅有全球性的住宅和楼宇操控规范。在KNX体系中,总线接法是区域总线下接主干线,主干线下接总线,体系答应有15个区域,即有15条区域总线,每条区域总线或许主干线答应衔接多达15条总线,而每条总线最多答应衔接64台设备,这首要取决于电源供应和设备功耗。每一条区域总线、主干线或总线,都需求一个变压器来供电,每一条总线之间通过隔离器来区别。在整个体系中,一切的传感器都通过数据线与制动器衔接,而制动器则通过操控电源电路来操控电器。一切器材都通过同一条总线进行数据通讯,传感器发送指令数据,相应地址上的制动器就履行相应的功用。

  此外,整个体系还能够通过预先设置操控参数来完结相应的体系功用,如组指令、逻辑次序、操控的调理使命等。一同一切的信号在总线上都是以串行异步传输的办法进行传达,也便是说在任何时分,一切的总线设备总是一同接纳到总线上的信息,只需总线上不再传输信息时,总线设备即可独立决议将报文发送到总线上。KNX有三种结构:线形、树形、和星形。

  体系特征:

  KNX既能用于最新的楼宇也能用于现有的楼宇,并且能用于住宅和楼宇操控中一切或许的功用/运用,包含:照明、多种安全体系的封闭操控、加热、通风、空调、监控、报警、用水操控、能源办理、丈量以及家居用具、音响及其他很多领域。除此以外,KNX更舒适更安全,并且为节约能源和气候维护作出了重大贡献,但KNX总线的本钱较高。值得一提的是KNX技能于2007年被同意为我国规范GB/Z20965。

  LongWorks

  LongWorks总线由美国Echelon公司推出,并由Motorola、Toshiba公司一同倡议。它选用ISO/OSI模型的悉数7层通讯协议,选用面向目标的规划办法,通过网络变量把网络通讯规划简化为参数设置。支撑双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通讯介质,通讯速率从300bit/s至1.5M/s不等,直接通讯间隔可达2700m(78Kbit/s),被誉为通用操控网络。到2010年时已有9千万个设备运用LonWorks网络技能。

  体系特征:

  LonWorks总线技能选用的LonTalk协议被封装到Neuron神经元的芯片中,并得以完结。在智能家居领域,其最大的特征便是不像其他智能家居总线体系,必须有一个相似大脑的主机。LonWorks总线技能不需求主机,它选用的是神经元网络。每个节点都是一个神经元,这些神经元衔接到一同的时分就能协同作业,并不需求别的一个大脑来操控。所以安全性和安稳性较其他总线大大进步。LonWorks的实时性、处理很多数据的才能有些短缺;其次,由于LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的彻底敞开性也遭到一些质疑。

  CAN总线

  CAN总线期初是德国BOSCH公司于1983年为现在轿车运用抢先推出的一种多主机部分网,归于现场总线(FieldBus)的领域,由于其高功用、高可靠性、实时性等等长处现在已广泛运用于智能家居体系中。1993年11月,ISO正式公布了操控器局域网CAN国际规范,为操控器局域网规范化、规范化推行铺平了路途。CAN总线协议的一个最大特征是废除了传统的站地址编码,而代之以对通讯数据块进行编码。

  选用这种办法的长处可使网络内的节点个数在理论上不受约束,数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成,因而能够界说2或2个以上不同的数据块。这种数据块进行编码的办法,还可使不同的节点一同接纳到相同的数据,这一点在分布式操控体系中十分有用。

  数据段长度最多为8个字节,可满意一般工业领域中的操控指令、作业状况及测试数据的一般要求。一同,8个字节不会占用总线时刻过长,然后确保了通讯的实时性。

  体系特征:

  CAN总线协议选用CRC查验并可供给相应的过错处理功用,确保了数据通讯的可靠性,CAN总线杰出的特性、极高的可靠性和共同的规划,已越来越遭到各界的注重,并已公认为最有出路的总线之一。CAN总线与485具有相同的缺点,不能衔接树状总线,信号线要像有线电视相同衔接,它常常作为大体系的分支连线。

  C-BUS总线

  C-BUS体系由澳大利亚奇胜公司开发。C-BUS是一种以非屏蔽双绞线作为总线载体,广泛运用于建筑物内照明、空调、火灾勘探、出入口、安防等体系的归纳操控与归纳能量办理的智能化操控体系。C-BUS操控体系的中心是主操控器和总线衔接器,主操控器存贮操控程序、完结模块间总线通讯及与编程核算机间的通讯,通过操控总线收集各输入单元信息、依据预先编制的程序操控一切输出模块;其RS-232规范接口用于与编程核算机的衔接,在核算机上通过专用软件进行编程、监控,当完结编程并下载至主操控器后,核算机仅作为监督,即C-BUS的运转彻底不需求核算机的干涉。

  C-BUS操控体系以人居环境为首要服务目标,供给了多种接纳外部指令的途径,如操控按键、光传感器、被迫型红外勘探器、守时单元等。实际上C-BUS便是一个典型的依据核算机总线操控技能面向智能建筑需求的体系化操控产品,模块的恣意调配使得体系规划十分灵敏便当。家居用C-BUS产品的操控按键有一键、二键、四键三种产品,装置办法与常用暗装灯开关相同,能够对每一个键进行编程操控一路或多路负载,关于重要场所可选用多按键完结灯火场景操控,以习惯不同作业对灯火体系的不同要求。

  体系特征:

  C-BUS是一个十分灵敏的柔性操控体系,这是由于一切的输入和输出元件自带微处理器且通过总线互联,外部事情信息来自输入元件,通过总线抵达相应的输出元件并按预先编好的程序操控所衔接的负载。每一个元件都能够依照需求进行编程以习惯任何运用场合,其灵敏的编程可在不改动任何硬件连线的情况下十分便当地调整操控程序。作为体系的办理者,最好能把握编程技能,这样及时习惯运用需求的改动。

  SCS-BUS总线

  SCS-BUS是指结构化布线/总线体系,是BT%&&&&&%INO公司首创的自主的双总线体系,功用安稳、反映速度高,能满意各种智能家居功用需求,功用也是此职业最完全的,是一个在欧洲占主导地位的楼宇自动化(BA)和家庭自动化(HA)规范。

  SCS-BUS通讯协议遵从OSI敞开式体系互联参阅模型模型,供给了OSI模型所界说的悉数七层服务,这是其先进性之一。物理层和键路层显着依赖于物理媒质的特性,SCS-BUS通过优化防抵触规则了带有抵触检测的载波侦听多路存取(CSMA)以操控媒质接口;网络层通过网络协议操控信息(NPCI)操控跳动擞;传输层的逻辑通讯联系包含一对多无衔接即多结尾组传输、1对1切无衔接即播送、1对1无衔接、1对1导向衔接,它供给了地址与笼统内部表达之间的映射通讯拜访标识等;通过预留的会话层和表明层,一切设备被显着映射出来;运用层行使SCS-BUS网络用户/服务器办理的API(运用程序接口)功用,运用层对通讯目标组内部恳求,或同享变量分配通讯拜访标识符,以完结收(一对多)和发(1对1)功用。

  体系特征:

  SCS-BUS通讯协议支撑通讯介质分段组合的网络,包含双绞线、输电线、无线频率传输。SCS-BUS双绞线自在拓扑结构本钱较低,操控逻辑0的位等级抵触检测进步传输的可靠性,每个双粗绞线物理段可长达2000米;SCS输电线运用新式扩展频率调制技能,通过相应数量的匹配挑选,确保输电线组地址传输的完好性和可靠性。

  ModBus总线

  ModBus是由现在施耐德电气公司旗下品牌Modicon在1979年创造的,是全球第一个真实用于工业现场的总线协议。为更好地遍及和推进ModBus在依据以太网上的分布式运用,现在施耐德公司已将ModBus协议的一切权移交给IDA(InterfaceforDistributedAutomation,分布式自动化接口)安排,并成立了ModBus-IDA安排,为ModBus往后的开展奠定了根底。

  ModBus协议是运用于电子操控器上的一种通用言语。通过此协议,操控器彼此之间或经由网络,例如以太网和其它设备之间能够通讯,它已经成为通用工业规范。有了它,不同厂商出产的操控设备能够连成工业网络,进行会集监控。此协议界说了一个操控器能知道运用的音讯结构,而不论它们是通过何种网络进行通讯。它描绘了操控器恳求拜访其它设备的进程,怎么回应来自其它设备的恳求,以及怎样侦测过错并记载。它拟定了音讯域格局和内容的公共格局。当在Modbus网络上通讯时,此协议决议了每个操控器需求知道它们的设备地址,辨认按地址发来的音讯,决议要发生何种举动。假如需求回应,操控器将生成反应信息并用ModBus协议宣布。在其它网络上,包含了ModBus协议的音讯转化为在此网络上运用的帧或包结构。这种转化也扩展了依据详细的网络处理节地址、路由途径及过错检测的办法。

  体系特征:

  规范、敞开,用户能够免费且放心肠运用Modbus协议,不需求交纳许可证费,也不会侵略知识产权。现在,支撑Modbus的厂家超越400家,支撑Modbus的产品超越600种。Modbus能够支撑多种电气接口,如RS-232、RS-485等,还能够在各种介质上传送,如双绞线、光纤、无线等。Modbus的帧格局简略、紧凑、通俗易懂。用户运用简略,厂商开发简略。

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