CN102833139A - 总线控制系统的通讯协议 - Google Patents

总线控制系统的通讯协议 Download PDF

Info

Publication number
CN102833139A
CN102833139A CN2011101621960A CN201110162196A CN102833139A CN 102833139 A CN102833139 A CN 102833139A CN 2011101621960 A CN2011101621960 A CN 2011101621960A CN 201110162196 A CN201110162196 A CN 201110162196A CN 102833139 A CN102833139 A CN 102833139A
Authority
CN
China
Prior art keywords
address
module
data
protocol
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101621960A
Other languages
English (en)
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Al Camy Environmental Technology (beijing) Co Ltd
Original Assignee
Al Camy Environmental Technology (beijing) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Al Camy Environmental Technology (beijing) Co Ltd filed Critical Al Camy Environmental Technology (beijing) Co Ltd
Priority to CN2011101621960A priority Critical patent/CN102833139A/zh
Publication of CN102833139A publication Critical patent/CN102833139A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

一种建筑楼宇电气安装总线协议(topsmart协议)，遵循ISO标准，并实现了物理层、数据链路层和应用层。特点是，物理层中的接口设计接收网络通讯线路上的变化，不必定义物理媒介；数据链路层对从连接适配层得到的数据信息进行判断与处理，对从控制接口得到的数据进行分析和处理，传送给连接适配层。寻址模式在点到点模式的基础上，扩展了点到多点和广播方式两种寻址模式，使通讯效率大大提高实现对建筑楼宇中各个设备的控制和资源共享。采用本通信协议的产品成本低廉、结构简单、使用方便、功能完善、反应速度快、抗干扰能力强。

Description

总线控制系统的通讯协议
技术领域
本发明涉及一种电气安装总线协议，属于建筑智能化安装总线技术领域。
背景技术
随着社会的发展，对建筑群智能化和信息化的要求越来越多。办公、居住、商用、厂房等多种建筑物群形成的数字化街区、数字化园区、数字化建筑群不断涌现，使智能建筑由单体的智能建筑走向建筑群的智能化、数字化。
建筑智能化控制网络技术早在七十年代便开始流行于美国，X-10协议、LonWorks协议和美国电子工业协会推出的CEBus(Consumer Electronic Bus)，都采用了控制网络的技术，并制订一个统一的通信协议Communication Protocol，通过该通信协议，网络系统中的各个设备便可实现资源的共享。但是X-10产品主要是用在旧房子的改造上，如果房子是入墙式装修，要外加X-10功能模块在开关插头之上，会觉得不太协调，而且其存在反应速度慢、抗干扰性能差的缺点，在我国实施非常困难。CEBus是一个较完整的开放系统，但其价钱非常昂贵，因此使用CEBus产品的用户相对较少，CEBus在中国的应用亦不多见。LonWorks由于价格也很高，还不能为普通家庭所接受，所以在中国则主要用于BA方面，在HA领域的应用很少。于是国内的一些LonWorks产品开发厂家将Neuron芯片在外围上尽量扩展，或者用一般的微处理器作控制部件，用Neuron芯片作通信部件，设计成类似多功能控制盒之类的产品。这类产品多数没有互操性和互换性，更不能申请LonWorks标志，失去了LonWorks的开放性。这样的系统也失去了分布式系统灵活多变的优点，成了一个中央式或半中央式控制系统。另外，欧洲的电气制造商们也一同制定了欧洲安装总线，即EIB标准，但其系统复杂、成本过高，在国内的应用中很难推广。
纵观上述几类总线协议都不能完全适合中国普通住宅和商业楼宇的使用，我们需要一种简单、可靠而且适合中国国情的总线协议，来实现对建筑楼宇内各个设备的控制和资源共享。
发明内容
本发明的目的就是提供一种电气安装总线协议(topsmart协议)，从而实现对建筑楼宇中各个设备的控制和资源共享。采用本通信协议的产品成本低廉、结构简单、使用方便、功能完善、反应速度快、抗干扰能力强。提供一种数字化智能控制网络系统，将建筑内的电器设备、灯光照明、安全防护、环境监测等设备连成一体，通过统一的总线式网络结构和控制平台，实现对这些设备的集中监控及管理，以期提供一个理想的现代化的生活空间。
为了达到上述的发明内容，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种建筑楼宇电气安装总线协议，遵循ISO标准，并实现了物理层、数据链路层和应用层。特点是，物理层中的接口设计接收网络通讯线路上的变化，不必定义物理媒介；数据链路层对从连接适配层得到的数据信息进行判断与处理，对从控制接口得到的数据进行分析和处理，传送给连接适配层。
上述的数据链路层的寻址模式为：用于两个节点之间通讯的点到点方式、用于一个节点和其他多个节点之间通讯的点到多点方式、用于一个节点与网络上所有其它节点之间通讯的广播方式。
本发明的寻址模式在点到点模式的基础上，扩展了点到多点和广播方式两种寻址模式，使通讯效率大大提高。本发明数据链路层的标准数据包的格式使数据包长度可以在较大的范围内灵活的设定，充分考虑到了协议的灵活性和扩展性。本发明数据链路层采用CRC校验和辅助信息校验误码相结合的多层的误码检测，有效的减少了数据传输不正确导致的对象错误动作，提高了其产品的抗干扰能力。本发明每个节点配置表存储在节点的FLASH存储器中，这样即使掉电，配置信息也不会丢失。本发明网络命令的传送是通过通讯协议来完成的，对用户来说是透明的，应用程序开发者不必关心网络命令传送的目的地址、打包拆包、报文缓冲区、请求/响应/重发等低级网络操作。因此网络变量大大地简化了开发和安装分布系统的过程。
具体实施方式
常规数据帧的格式
  属性   帧头(Preamble)   目标地址   源地址   后续字节数   命令类型   命令参数   CRC校验
  字节数   2   2   2   1   2   N   2
详细说明如下：
Figure BDA0000068785840000021
反馈数据帧格式
  属性   帧头(Preamble)   目标地址   源地址   后续字节数   反馈信息  CRC校验
  字节数   2   2   2   1   N  2
除了反馈信息根据不同的Request数据帧的情况有所不同外，其余字段均和“常规数据帧”的定义相同。
关于模块地址的说明：
系统中的每个模块都拥有两种地址：PSN地址和NID地址
PSN地址：出厂时，每个模块均拥有独一无二的PSN地址，长度为6个字节。例如：
0xF0 0x00 0x12 0xE8 0x3F 0x23
PSN地址用作网络初始化时，识别每一个模块并且给模块分配NID地址。
NID地址：每个模块在正常工作时通过NID地址来进行区分。
模块的NID地址可以在安装时通过TTS软件指定，此地址信息将保存在模块的FLASH内存上，即使断开电源也不会消失或改变。
每个NID地址由4Bytes构成：
[House Address：2bytes]    [Unit Address：2bytes]
在通讯时，只有Unit Address起作用，因此，数据帧中的目标地址(Destination)和源地址(Source)均为2个字节。
NID地址虽然可以通过软件人为指定，但是推荐使用以下的地址分配规范：
  地址范围   模块名称/类型
  0002-000F   按键面板
  0011-001F   调光执行器
  0021-002F   灯光开关执行器
  0031-003F   普通开关执行器
  0041-0045   红外控制器
  0046-004A   窗帘控制器
  004B-004F   云台控制器
  0051-005F   传感器输入模块
  0061   电话模块(网络中仅允许出现一个)
  0062   红外学习模块(网络中仅允许出现一个)
  0063   日程管理模块(网络中仅允许出现一个)
  0070-0090   其余按键面板
  0091-0095   其余红外控制器
  0096-009A   其余窗帘控制器
  009B-009F   其余云台控制器
  00A0-00AF   其余传感器输入模块
  0101-01FF   其余调光执行器
  0201-02FF   其余灯光开关执行器
  0301-03FF   其余普通开关执行器
命令详解：
PING
[目的]在网络中检查是否可以对指定NID的节点进行访问
[指令构成]
  Command Type   Command Parameter
  0xC0 0x10   NULL
[范例]
发送：B3 B4 00 4E 00 50 02 C0 10 E2 EE    (从00 50发出，检查00 4E是否可到达)
反馈：B3 B4 00 50 00 4E 02 C0 10 74 EB    (00 4E向00 50发出反馈资料帧)
发送：B3 B4 FF FF 00 50 02 C0 10 0C FA    (从00 50发出的广播)
反馈：B3 B4 00 50 00 13 02 C0 10 D8 F8 B3 B4 00 50 00 03 02 C0 10 18 FC B3 B4 00 50 00 4E 02 C010 74 EB        (收到了00 13，00 03，00 4E三个模块发回来的反馈资料帧)
[描述]通常用在PC机上发出Ping命令，以确认网络上的模块都可以被正常访问。如果可以响应PING，表示此模块的OS层工作是正常的，但并不表明APP层也可以正常工作。如果网络中存在较多模块，用FF FF的广播地址来进行PING操作有可能得不到全部的模块反馈(由于网络冲突检测的原因，部分模块的反馈包会因退避过久而超时)。
启动时获取模块的PSN地址
[目的]获取模块的PSN地址(由BIOS层支持，仅在上电RESET的前3秒钟内此指令有效)。
[指令构成]
  Command Type   Command Parameter
  0xC0 0x13   NULL
(建议目标地址采用0xFF 0xFF)
[范例]
发送：B3 B4 FF FF 00 50 02 C0 03 C1 BB  (从00 50发出，获取MAC地址)
反馈：B3 B4 00 50 00 17 06 F0 00 00 00 00 17 55 71
            (对应模块的PSN地址为F0 00 00 00 00 17)
[描述]假如某模块丢失了外壳上的PSN地址卷标，并且下载程序时出现了故障导致模块无法使用，这是唯一获取模块PSN地址的方法。操作时，网络上只应该连接一个模块，并且在模块上电的前三秒内发出以上指令方可获得反馈。
如果操作正确、通讯线路、供电均正常，但是却得不到模块的任何反馈，则表明可能出现以下原因：
1.模块的通讯单元电路出现故障；
2.模块的微处理器单元电路停止工作；
此故障需要返回厂家进行硬件维修。
修改模块的NID地址
[目的]修改所指定PSN地址的模块的NID地址
[指令构成]
Figure BDA0000068785840000041
(建议目标地址采用0xFF 0xFF)
[范例]
发送：B3 B4 FF FF 00 50 0C C0 18 F0 00 00 03 8D 0F 00 00 03 08 24 31
             (将PSN地址为F0 00 00 03 8D 0F的模块NID修改为00 00 03 08)
反馈：B3 B4 00 50 03 08 01 E9 94 81(03 08向00 50反馈NID地址已经正确修改)
[描述]对已知PSN地址的模块指定一个NID地址，可以使用该指令。要求OS已经被正确下载。指定PSN地址的模块立刻重启
[目的]指定PSN地址的模块立刻重启
[指令构成]
  Command Type   Command Parameter
  0xC0 0x1A   6Bytes MAC Address
(建议目标地址采用0xFF 0xFF)
[范例]
发送：B3 B4 FF FF 00 50 0C C0 1A F0 00 00 03 8D 0F 9F 23
             (将PSN地址为F0 00 00 03 8D 0F的模块重启)
反馈：无
[描述]要求OS已经被正确下载。
指定NID地址的模块立刻重启
[目的]指定NID地址的模块立刻重启
[指令构成]
  Command Type   Command Parameter
  0xC0 0x19   NULL
[范例]
发送：B3 B4 00 01 00 50 02 C0 19 DB 20(NID地址为00 01的模块重启)
反馈：无
发送：B3 B4 FF FF 00 50 02 C0 19 0A 3A(整个网络中的模块全部重启)
反馈：无
[描述]要求OS已经被正确下载。
得到指定NID地址的模块的PSN地址
[目的]得到指定NID地址的模块的PSN地址。
[指令构成]
  Command Type   Command Parameter
  0xC0 0x1B   NULL
[范例]
发送：B3 B4 00 01 00 50 02 C0 1B 1A A1(获取NID地址为00 01的模块的PSN地址)
反馈：B3 B4 00 50 00 01 06 F0 00 00 00 00 17 73 F0
   (NID为00 01的模块的PSN地址为F0 00 00 00 00 17)
[描述]要求OS已经被正确下载。
ASDU中CAL指令实现
CAL Message按照常规数据帧的规范发出，具有如下的框架：
  属性  帧头   目标地址   源地址   后续长度   命令类型   命令参数   CRC校验
  字节数  2   2   2   1   2   N   2
  数据  B3 B4   XX XX   XX XX   XX   C0 13   详见后文   XX XX
其中，“命令参数”部分定义如下：
  属性  简化的APDU Header   ASDU长度   ASDU
  字节数  1   1   N
  数据  20或28   N   CAL Message
CAL Message按照标准的ASDU的BNF定义来实现。
最常见的格式如下：
[<Context Number>]<Context Class ID><Object ID><Method ID><Argument>(<DELIMITER Token>
[<Argument>])＊
以打开一盏灯光的网络数据帧为例：
B3 B4 00 11 00 03 0D C0 13 28 09 A0 21 02 45 43 F5 31 30 30 B2 A3
详细解释如下：
一些数据帧的实例
我们给出一些网络数据帧的例子，您可以据此举一反三，写出更多的控制指令。
1.调整NID为00 11调光模块的第一路灯光亮度至85％：
Figure BDA0000068785840000062
(A0指出了第一路，0x45为SetValue Method)
2.调整NID为00 21灯光开关模块的第二路灯光亮度至0％(关闭)：
Figure BDA0000068785840000063
(A1指出了第二路)
3.调整NID为00 21灯光开关模块的第一、第二路灯光亮度至0％(关闭)：
Figure BDA0000068785840000064
(DE指出了操作针对第一、第二路)
4.调整网络中所有的灯光模块的第一、第二路灯光亮度至0％(关闭)：
Figure BDA0000068785840000065
(DE指出了操作针对第一、第二路)
5.调整网络中所有的灯光模块的第一、第二路灯光亮度至100％(打开)：
Figure BDA0000068785840000066
(DE指出了操作针对第一、第二路)
6.获取NID为00 21灯光开关模块的第二路灯光的当前亮度：
Figure BDA0000068785840000071
(0xA1指出了第二路，0x28为要求反馈，0x43为GetValue Method)
反馈资料帧如下：
Figure BDA0000068785840000072
表示当前亮度为100％
7.打开普通开关执行器00 31的第一路继电器；
Figure BDA0000068785840000073
(0xA0指出了第一路，0x42为SetON Method)
8.关闭普通开关执行器00 31的第一、二路继电器；
Figure BDA0000068785840000074
(0xDE指出了第一、二路同时动作，0x41为SetOFF Method)
9.网络中所有模块进入主安防状态；
Figure BDA0000068785840000075
(变量“主安防状态”＝1)
10.网络中所有模块退出主安防状态；
(变量“主安防状态”＝0)
11.查询传感器模块00 51的传感器Input 1的当前状态；
(0x01为Input 1，0x43为GetValue Method)
Figure BDA0000068785840000078
12.查询传感器模块00 51的传感器Input 8的当前状态；
Figure BDA0000068785840000079
(0x08为Input 8，0x43为GetValue Method)

Claims (4)

1.一种总线控制系统的通讯接口协议，其特征是使用总线通信线路，可完成控制器和控制器之间的双向通信。
2.根据权利要求1所述的总线通讯协议，其特征是使用循环冗余校验算法，对传输的数据进行正确性验证。
3.根据权利要求1所述的总线通讯协议，其特征是：数据的传输，以包的方式来完成。
4.根据权利要求1所述的总线调试协议，其特征是：数据包由帧头、目标地址、源地址、后续字节、命令类型、命令参数、CRC校验字节组成。
  属性   帧头(Preamble)   目标地址   源地址   后续字节数   命令类型   命令参数   CRC校验   字节数   2   2   2   1   2   N   2
CN2011101621960A 2011-06-16 2011-06-16 总线控制系统的通讯协议 Pending CN102833139A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101621960A CN102833139A (zh) 2011-06-16 2011-06-16 总线控制系统的通讯协议

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101621960A CN102833139A (zh) 2011-06-16 2011-06-16 总线控制系统的通讯协议

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102833139A true CN102833139A (zh) 2012-12-19

Family

ID=47336115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101621960A Pending CN102833139A (zh) 2011-06-16 2011-06-16 总线控制系统的通讯协议

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102833139A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106292435A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 上海新野电子有限公司 一种智能建筑系统的控制方法
CN109792431A (zh) * 2016-10-05 2019-05-21 天体电子学先进电子系统公司 包括系统自动终止的多点分支通信系统的自动寻址和配置
CN110086793A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 一种风力发电机组通信数据帧结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106292435A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 上海新野电子有限公司 一种智能建筑系统的控制方法
CN109792431A (zh) * 2016-10-05 2019-05-21 天体电子学先进电子系统公司 包括系统自动终止的多点分支通信系统的自动寻址和配置
CN110086793A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司 一种风力发电机组通信数据帧结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10791193B2 (en) Remote access gateway configurable control system
CN202218258U (zh) 智能家庭网关及其系统
CN103023681B (zh) 智能家居控制设备、更新方法
CN102355390B (zh) 一种智能家居系统
US9338071B2 (en) Locale profile for a fabric network
CN103312546B (zh) 一种自动配置管理ZigBee网络的方法
CN107566229A (zh) 智能家居系统的分组控制方法
KR101995862B1 (ko) 통신 장치 및 그 제어 방법
CN103472779B (zh) 智能家居楼宇控制系统及其接入空调系统的方法
CN202166887U (zh) 基于物联网的分布式控制系统
US20100005166A1 (en) Network device
CN105515853A (zh) 无线网络的节点及其状态更新方法
CN108886482B (zh) 用于配置、控制或监测家庭自动化设施的方法
CN105022276A (zh) 智能家居系统及其数据交互方法
CN103019181A (zh) 基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统
CN104049617A (zh) 一种基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法
CN105917615A (zh) 结构网络
CN203070050U (zh) 基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统
CN104660682A (zh) 一种基于td-lte的opc数据采集与监控智能终端
Kim et al. Home appliance control framework based on smart TV set-top box
CN102722393B (zh) 设备驱动程序的安装方法
CN106302058A (zh) 基于Zigbee无线通信技术的智能家居系统的协调系统及其方法
CN103326936A (zh) 多种异构感知层网络统一接入的多协议物联网网关
CN103713605A (zh) 一种智能控制平台及方法
CN109842537A (zh) 智能家居系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121219