CN104575164A - 一种knx总线实验箱及其实验方法 - Google Patents

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Abstract

一种KNX总线实验箱及其实验方法，该KNX总线技术实验箱包括一PC机，主要包括ETS4编程软件，用于KNX项目的建立和KNX总线上所有设备的配置调试；三条KNX总线分别用于连接编程控制设备、输入总线设备、输出总线设备，两个线耦合器单元将三条总线连接在一起，实现相互通信；连接在第二KNX总线上的三联智能按键面板、传感器单元和通用接口模块可以完成按键控制、传感器信号输入控制和通用接口数字量信号的输入，实现了基本家居控制模式；连接在第三KNX总线上的开关执行器、调光执行器、窗帘执行器和红外发射执行器可以完成日光灯、LED调光灯、窗帘和空调、电视等家电的控制，可以完成基本的家居控制模式。

Description

一种KNX总线实验箱及其实验方法
所属技术领域
本发明涉及KNX总线技术，具体涉及一种KNX总线实验箱及其实验方法。
背景技术
KNX是Konnex的缩写。1999年，欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会，提出了KNX协议。KNX总线是独立于制造商和应用领域的系统。通过所有的总线设备连接到KNX介质上，这些介质包括双绞线、射频、电力线或IP/Ethernet，它们可以进行信息交换。总线设备可以是传感器也可以是执行器，用于控制楼宇管理装置如：照明、能源管理、信号和监控系统、服务界面及楼宇控制系统、远程控制、计量等。
KNX总线技术已经在全球智能楼宇、智能家居和节约能源方面广泛应用，KNX总线技术的推广和应用掌握将对促进中国高校应用型人才的培养和促进高校学生就业发挥积极的效应，但KNX总线技术在中国高校目前的应用十分有限，主要原因是专门用于KNX总线技术培训学习的教学实验箱目前还十分缺乏，实验方法不规范，操作不方便。
发明内容
针对目前KNX总线技术教学实验设备的匮乏等缺点，本发明提出一种KNX总线实验箱及其实验方法。该实验箱和实验方法可以帮助学习者方便学习KNX总线技术，实验箱包括的KNX总线学习单元全面，扩展能力强，采用箱体设计，容易搬运；实验方法科学规范，涵盖技术全面。
本发明所采用的技术方案是：一种KNX总线实验箱及其实验方法，该KNX总线技术实验箱包括一PC机，主要包括ETS4编程软件，用于KNX项目的建立和KNX总线上所有设备的配置调试；三条KNX总线分别用于连接编程控制设备、输入总线设备、输出总线设备，两个线耦合器单元将三条总线连接在一起，实现相互通信；三个总线电源模块为实验箱三条总线提供30V的直流工作电压；连接在第二KNX总线上的三联智能按键面板、传感器单元和通用接口模块可以完成按键控制、传感器信号输入控制和通用接口数字量信号的输入，实现了基本家居控制模式；连接在第三KNX总线上的开关执行器、调光执行器、窗帘执行器和红外发射执行器可以完成日光灯、LED调光灯、窗帘和空调、电视等家电的控制，可以完成基本的家居控制模式。
所述实验箱中可以实现的实验环节有：安装ETS4编程软件上位机PC端创建KNX项目和编程配置总线设备，手持智能设备远程控制，传感器模拟信号输入给定，智能面板基本控制，四路通用接口扩展模拟数字量信号设备给定。开关执行器的通断日光灯控制配置，调光执行器连续LED照明模块控制，窗帘执行器对百叶窗的控制，红外发射器对空调、电视等电器控制。安装智能家居控制软件的手持智能手机无线控制总线设备。
本发明所述的KNX总线技术的实验方法，主要步骤如下：安装有ETS4编程软件的PC机根据控制要求完成KNX项目的创建和KNX总线上项目需求设备的配置，通过KNX USB接口下载到对应总线设备。实验箱可以完成两种不同的控制模式：一种是通过安装有智能家居控制软件的手机实现对总线设备的远程控制，手机将控制信息通过无线网络发送到无线路由器，无线路由器将信号通过IP转换器耦合到KNX总线，实现对应设备的控制；另一种是通过直接连接在第二KNX总线上的智能按键面板、二合一传感器模块和通用接口模块给定输入信号，根据设备功能配置，第三KNX总线上的开关执行器、调光执行器、窗帘执行器和红外发射器进行相应模式工作。通过KNX USB接口可以完成KNX总线上设备的报文校验，用于总线上设备运行信息的检验。
本发明的有益效果是提供了一套KNX总线技术实验箱，可以模拟完成智能家居的基本控制模式，实验箱总线拓扑结构清晰，通过线耦合器连接的总线结构扩展能力强，有益于后期其它总线设备的增加，拓展实验项目，设备升级方便。编程设备、信号输入设备和输出设备连接在不同的KNX总线，拓扑结构布局科学合理，便于学生应用和理解。总线设备之间通过ETS4编程软件自由配置，可以完成多种控制模式的实验，实验灵活度高，可完成实验项目全面。日光灯和LED灯模块等控制对象的直观现象可以提高学生学习兴趣，提高学习效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的系统结构图。
图2是本发明的电气连接图。
图3是本发明的设备布置图。
图4是本发明的实验流程图。
图1中：1.第一总线电源模块；2.第一KNX总线；3.第一线耦合器；4.第二总线电源模块；5.智能按键面板；6.二合一传感器；7.四路通用接口；8.第二KNX总线；9.第二线耦合器；10.第三KNX总线；11四路红外发射器；12.第三总线电源模块；13.开关执行器；14.日光灯模块；15.调光执行器；16.LED灯模块；17.窗帘执行器；18.KNX USB接口；19.PC机；20.IP转换器；21.无线路由器22.无线网络；23.智能手机。
图2中：1.第一总线电源模块；2.第一KNX总线；3.第一线耦合器；4.第二总线电源模块；5.智能按键面板；6.二合一传感器；7.四路通用接口；8.第二KNX总线；9.第二线耦合器10.第三KNX总线；11四路红外发射器；12.第三总线电源模块；13.开关执行器；14.调光执行器；15.窗帘执行器；16.KNX USB接口；17.PC机；18.IP转换器；19.无线路由器20.无线网络；21.智能手机。
图3中：1：第一总线电源模块；2.无限路由器；3.IP IP转换器；4.KNX USB接口；5.第一线耦合器；6.第二总线电源模块；7.智能按键面板；8.二合一传感器；9.四路通用接口；10.第二线耦合器；11.四路红外发射器；12.第三总线电源模块；13.开关执行器；14.调光执行器；15.窗帘执行器；16.断路器；17.熔断器；18.导轨。
具体实施方式
在图1中，一种KNX总线实验箱及其实验方法，其特征包括：无线路由器(21)通过IP转换器(20)连接到第一KNX总线(2)。第一总线电源模块(1)直接连接到第一KNX总线(2)，第一线耦合器(3)连接在第一KNX总线(2)和第二KNX总线(10)之间，第二线耦合器(9)连接在第一KNX总线(2)和第三KNX总线(10)之间。
第二总线电源模块(4)直接连接到第二KNX总线(8)，智能按键面板(5)、二合一传感器(6)和四路通用接口(7)连接到第二KNX总线(8)，实现控制信号的输入。
第三总线电源模块(12)直接连接到第三KNX总线(10)，日光灯模块(14)连接到开关执行器(13)后与第三KNX总线(10)连接，LED灯模块(16)连接到调光执行器(15)后与第三KNX总线(10)连接，四路红外发射器(11)直接与第三KNX总线(10)连接。
第一、二、三总线电源模块直接连接在第一、二、三KNX总线上，分别为三条KNX总线提供直流30V工作电压。通过安装有智能家居控制软件的手机(23)将控制信息通过无线网络(22)发送到无线路由器(21)，控制信息经再由IP转换器(20)传送到第一KNX总线(2)，根据控制信息的地址，经第一、二线耦合器传送到总线上对应的设备，对连接到总线上的开关执行器、调光器和四路红外发射器进行手机远程控制。
安装有ETS4的PC机(19)通过KNX USB接口(18)完成KNX项目的创建和对三条KNX总线上的设备进行功能配置，ETS4编程软件同时对总线设备进行报文校验。
在图2中，实验箱内的总线设备通过KNX总线进行连接，日光灯、LED灯负载根据需要在实验箱外接。
在图3中，总线设备安装在实验箱内的导轨上，为了结构清晰，第一、第二、第三KNX总线上的设备分别安装在三条导轨上。
在图4中，实验箱的实验方法为首先初始化系统，根据实验要求，通过PC机端的ETS4建立KNX项目，配置设备，再对总线设备进行报文校验，校验完成后，对设备先进行独立调试，最后所有设备通讯调试，完成整个实验内容。

Claims (4)

1.一种KNX总线实验箱，其特征是包括一安装ETS4编程软件的PC机，三条KNX总线分别用于连接编程控制设备、输入总线设备、输出总线设备，两个线耦合器单元将三条总线连接在一起，三个总线电源模块为实验箱三条KNX总线提供必要的工作电压，连接在第二KNX总线上的智能按键面板、传感器单元和通用接口模块可以完成按键控制、传感器信号输入控制和通用接口数字量信号的输入，实现了基本家居控制模式，连接在第三KNX总线上的开关执行器、调光执行器、窗帘执行器和红外发射执行器可以完成日光灯、LED调光灯、窗帘和空调、电视等家电的控制，可以完成基本的家居工作模式。
2.根据权利要求1所述的一种KNX总线实验箱，其特征在于智能按键面板为三联智能按键面板。
3.根据权利要求1所述的一种KNX总线实验箱，其特征在于三个总线电源模块提供的电压为直流30V。
4.一种KNX总线实验方法，其特征是安装有ETS4编程软件的PC机根据控制要求完成KNX项目的创建和KNX总线上项目需求设备的配置，通过KNX USB接口下载到对应总线设备，实验箱可以完成两种不同的控制模式，一种是通过安装有智能家居控制软件的手机实现对总线设备的远程控制，手机将控制信息通过无线网络发送到无线路由器，无线路由器将信号通过IP转换器耦合到KNX总线，实现对应设备的控制，另一种是通过直接连接在第二KNX总线上的智能按键面板、二合一传感器模块和通用接口模块给定输入信号，根据设备功能配置，第三KNX总线上的开关执行器、调光执行器、窗帘执行器和红外发射器进行相应模式工作，通过KNX USB接口可以完成KNX总线上设备的报文校验，用于总线上设备运行信息的检验。
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