自从1983年第一座带有智能化观念的建筑物在美国完工以来，智能化已经成为当今建筑物开展的干流技能，涵盖了从空调体系、消防报警体系到归纳保安办理体系（包含闭路监控、保安巡更、防盗报警、门禁体系）以及完善的计算机网络和通讯体系。现在，绝大多数建筑物依然沿袭传统的照明操控方法。部分智能大厦选用楼宇自控（BA）体系来监控照明，但也只能完结简略的区域照明和守时开关功用，无法用调光、场景操控等功用来灵敏自若地办理照明设备。
就照明体系而言，它不只要经过操控照明光源的发光时刻，亮度来满意不同使用场合的需求，并且还要考虑到办理智能化和操作简略化以习惯未来照明布局和操控方法改动的要求。笔者研制的依据HBS协议的散布式智能照明体系能够满意以上要求。
1 HBS协议简介
HBS的全称是家庭总线体系（Home Bus System），它是由日本一些知名企业，包含日立（Hitachi）、松下（Matsushita）、三菱（Mitsubishi）、东芝（Toshiba）等联合提出的，并得到了日本政府和商会的支撑。HBS的网络拓扑如图1所示。
HBS协议规则了怎么经过双绞线或同轴电缆完结家庭电器、电话、音频-视频设备的互连，着眼于家用电器的归纳主动化。一起，HBS协议也考虑了怎么在家庭内取得长途服务，如在家购物、长途医疗和长途教学等。协议首要用于电器开关量以及简略模拟量的操控，选用专用总线，具有抗搅扰强、呼应速度快、开发本钱及危险较低的特色。
2 智能照明及安防体系的作业原理和性能指标
智能照明及安防体系首要的方针是将本来涣散独立的照明电器及安防设备经过直流载流总线技能集成为一个智能化体系，进行会集或散布的、本地或异地的监督、操控事务办理。
在这个体系中，信息的传递最为重要。信息首要包含操控指令以及状况呼应等。体系中的任何一操控器都能承受来自本地或异地的操控指令，然后改动自身的状况。操控器状况改动今后，会宣布状况呼应，然后改动本地或异地的状况显现。依据操控指令、方针的不同，以及指令宣布的方法和时刻的不同，完结会集或散布的、本地或异地的监督、操控和事务办理。
散布式智能照明及安防体系的整体结构如图2所示。从图2能够看出，散布式智能照明体系由三大部分组成：主控器、操控器和履行器。
主控器 是体系的操控者，担任总线上信号的裁定和传递，一起担任总线的供电。它是体系中的中心部件，每个体系必须有一个主控单元。
操控器 是体系信息的输入通道，操控指令由用户或传感器它宣布，操控指令履行的成果也在操控器上显现。现在操控器根本上以按键的方法呈现，包含一般开关（Switch）(有单键、双键、三键以及四键几种标准)、调光开关（Dimmer Switch）、电机开关（Motor Switch）无线接纳器（Wireless Receiver）和主控开关（Master Switch）（16～40键）几种类型。别的还有电话模块，完结长途监控。其间无线接纳器的功用是将无线遥控按键宣布的信号转发到总线。此外，传感器单元也归入操控器部分，不类型的传感器单元有着不同的触发条件，一旦触发条件满意，传感器单元主动宣布操控指令。
履行器 是详细的驱动单元，体系的信息输出通道，它依据操控指令去驱动详细的目标，如灯、电源开关、警灯、警铃等。现在体系中包含开关驱动器（有单通道、双通道、四通道几种标准，担任开关目标的驱动，如灯、电源插座，电器等）、调光驱动器、报警驱动器等几种类型。
体系首要功用有：
·1对1操控：一处的开关操控一处灯火
·一对多操控：一处的开关一起操控多处灯火
·多对一操控：多处的开关操控一处灯火
·场景操控：一个开关让多处灯火到达预设的状况
·守时操控：供给敞开坚持和封闭延时功用
·状况显现：开关面板上能够观察到所控灯火的状况
·红外遥控：经过红外遥控器操作灯火
·安全监控：防盗、煤气走漏、防火报警经过电话长途监控（语音提示）
体系首要技能指标为：
·网络结点间通讯间隔最大600米
·通讯速度4800比特/秒
·网络通讯节点数最多256点
·网络节点可编程可记载
·具有软件校验过错功用
·供电电压：直流24V
3 主控器的规划
3.1 主控器的硬件规划
主控器的硬件首要由电源、大容量的数据存储器、CPU、WDT、总线收发电路等模块组成，主控器的硬件结构图如图3所示。
因为CPU、WDT、RAM等电路作业在CMOS电平下，而总线收发电路要处理24V的电压信号，因而电源部分分两块，别离供给5V和30V的电压作CPU等模块和总线收发电路的作业电源。为削减搅扰，选用单点接地技能，即两部分电源的地线在线路板上是分开走线的，最终在一点将两者衔接。
总线收发模块担任向总线供电与信号电平转化。它能将CPU宣布的信号（0～5V）转化成总线电压信号（0～24V），并能将操控器、履行器发回的电流呼应信号转化成CMOS电压信号，供CPU处理。
3.2 主控器的软件规划
主控器首要担任体系的静态扫描和动态扫描，维护、记载相关地址的状况，以及操控器和履行器之间的绑定和包含联系。所谓包含联系便是指某个组地址或场景地址包含了哪些独自地址或调光地址。因而，主控器软件首要部分便是通讯的处理，指令的生成和地址状况的维护。其整体结构见图4。
程序整体上分指令层处理、链路层收发、数据处理等几点模块。其间链路层收发模块担任将主控器宣布的指令组成数据帧后宣布，以及接纳来自履行器和操控器的呼应和指令，并将其送给指令层处理。指令层担任体系静态扫描和动态扫描的处理，以及体系状况的维护。
程序中的数据分两块：动态数据和静态数据。其间静态数据是放在EEPROM中的，内容是地址包含联系，如组地址和场景地址包含了哪些独自或调光地址。
这些内容是用户设定的操控联系，体系断电后也能坚持。动态数据放在RAM中，它又划分红两块，一块记载体系运转时各个地址的状况，能够经过运转时的查询动态填写；另一块是静态数据的镱像，在主控器上电启动时，从EEPROM中读出填写入RAM，供程序运转时查询操控联系。体系的操控联系能够在运转中动态修正，一切的修正先定入动态数据区，当用户修正结束，则将动态数据区的这块镜像从头写回静态数据区，然后新的操控联系被保存了下来。
4 操控器和履行器
操控器和履行器的硬件结构和软件规划思维根本类似，仅仅履行器在硬件上比操控器多一个驱动模块。下面就以操控器为例来阐明。
4.1 操控器的硬件规划
现在体系中已界说的操控器包含一般开关（1～4通道）、调光开关、电机开关、无线接纳器和主控开关（16～40通道）。它们的硬件结构根本相同，如主控开关是由多个一般开关附加一个设置开关组成。下面以一般开为例介绍一下其硬件规划。
硬件首要由电源模块、总线接口模块、人机接口模块和CPU模块等四大部分组成。一般开关硬件结构图如图5所示。
电源模块将从总线引进的沟通24V经过全波整流，变换成24V脉动直流电，再经过稳压电路，输出5V电压作为作业电源。因为总线上信号是沟通24V，远大于CMOS电路电平，因而要经过总线接口模块进行电平转化，然后将信号送入CPU模块处理。回送信号要求是电流信号，而经CPU模块运算处理后输出的呼应是电压信号，
因而要经过总线交互模块将其转化成电流信号，再回送到总线上。人机接口模块担任接纳用户输入、地址设定以及状况显现，方法是经过键盘、LED和红外方法。CPU模块是整个开关的中心，担任接纳总线信号和用户输入，然后经过运算、剖析和判别，发生呼应动作和信号。
4.2 操控器的软件规划
整个软件可分为键盘处理模块、指令层处理模块、链路层收发模块、串行红外通讯模块和驱动模块五大部分，别的还有EEPROM读写模块、串口接纳等功用单一的支撑模块。软件的整体结构如图6所示。
依据HBS协议的散布式智能照明及安防体系选用红外编址技能，能恣意组合操控功用，操作简略，界面直观；选用24V直流载波总线技能，使得体系装置便利，本钱较低；选用强弱电阻隔维护技能，保证强电毛病不会涉及操控体系，提高了体系的牢靠性；选用低功耗的操控技能，有利于延伸体系的使用寿命，下降用户的运转费用；并且总线通讯技能牢靠，并可加挂各类功用扩展模块，例如经过依据PSTN的电话接入模块完结长途监控。
