CN110825049A - 基于knx协议的智能家居系统及其布线方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于KNX协议的智能家居系统及其布线方法。其中，该基于KNX协议的智能家居系统包括：控制箱、KNX总线和KNX智能模块，其中，控制箱内设置有KNX主机和KNX电源；KNX电源的电源输入接口与市电连接，KNX接口与KNX总线的KNX线连接，直流电压输出接口与KNX总线的辅助电源线连接；KNX主机的电源输入接口与辅助电源线连接，KNX接口与KNX总线的KNX线连接；KNX总线从控制箱中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与KNX智能模块连接。通过本发明，解决了相关技术中的KNX系统布线复杂、造价成本高的问题，简化了KNX系统的布线，降低了KNX系统的布线成本。

Description

基于KNX协议的智能家居系统及其布线方法
技术领域
本发明涉及智能家居领域，特别是涉及一种基于KNX协议的智能家居系统及其布线方法。
背景技术
KNX是家居和楼宇控制领域唯一的开放式国际标准，是由欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHS合并发展而来。KNX标准目前已被批准为欧洲标准(CENELECEN50090&CENEN13321-1)、国际标准(ISO/IEC14543-3)、美国标准(ANSI/ASHRAE135)和中国指导性标准(GB/Z20965)，已经成为“HBES技术规范-住宅与楼宇控制”的国家标准化指导性技术文件。KNX协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHS的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHS中配置模式等优点，提供了家居和楼宇自动化的完全解决方案。KNX拥有可由厂家独立设计和测试工具(ETS)；提供多种通信介质(TP、PL、RF和IP)；提供多种系统配置模式(A、E、S模式)。KNX总线是独立于制造商和应用领域的系统。通过KNX总线系统，对家居和楼宇的照明、遮光/百叶窗、安防系统、能源管理、供暖、通风、空调系统、信号和监控系统、服务界面及楼宇控制系统、远程控制、计量、视频/音频控制、大型家电等进行控制。智能家居是利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。
KNX系统广泛应用于国内大型公共建筑，如北京T3航站楼，鸟巢体育馆，人民大会堂，杭州G20会议中心等。传统的KNX布线，强电与弱电分开布线，强电一路，弱电一路，并且各个KNX智能模块必须从KNX主机连出，分散到各个区域，导致KNX布线复杂、造价成本较高。
发明内容
基于此，有必要针对相关技术中的KNX系统布线复杂、造价成本高的问题，提供一种基于KNX协议的智能家居系统及其布线方法。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于KNX协议的智能家居系统，包括：控制箱、KNX总线和KNX智能模块，其中，所述控制箱内设置有KNX主机和KNX电源；所述KNX电源的电源输入接口与市电连接，KNX接口与所述KNX总线的KNX线连接，直流电压输出接口与所述KNX总线的辅助电源线连接；所述KNX主机的电源输入接口与所述辅助电源线连接，KNX接口与所述KNX总线的KNX线连接；所述KNX总线从所述控制箱中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与所述KNX智能模块连接。
在其中一个实施例中，所述KNX主机包括主控模块，所述主控模块用于通过KNX协议控制所述KNX智能模块；所述KNX智能模块包括从控模块，所述从控模块用于自主实现所述KNX智能模块的智能控制。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：KNX总线连接端子，用于将所述KNX智能模块连接到KNX总线，并且所述KNX总线连接端子支持所述智能模块的热插拔。
在其中一个实施例中，所述系统还包括KNX干线、KNX支线和KNX干线连接端子，其中，所述KNX干线通过所述KNX总线连接端子与所述KNX总线连接，所述KNX支线通过所述KNX干线连接端子与所述KNX干线连接，在所述KNX干线和所述KNX支线上连接有所述KNX智能模块。
在其中一个实施例中，所述KNX智能模块通过所述KNX总线手拉手连接。
在其中一个实施例中，所述系统的拓扑结构包括以下至少之一：线型、树形、星型。
在其中一个实施例中，所述KNX智能模块包括以下至少之一：窗帘控制模块、灯光控制模块、情景模块、温控器、地暖集控器。
在其中一个实施例中，所述控制箱内设置有路由器和交换机；其中，所述交换机通过LAN网络接口分别与所述KNX主机和无线通信模块连接，所述交换机的WAN接口与所述路由器连接。
在其中一个实施例中，所述KNX智能模块安装在86底盒内或者导轨式安装支架上。
根据本发明实施例的一个方面，还提供了一种基于KNX协议的智能家居系统的布线方法，包括：将KNX总线从控制箱中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与KNX智能模块手拉手连接，其中，所述KNX智能模块安装在86底盒内或者导轨式安装支架上。
与现有技术相比，通过本发明实施例提供的基于KNX协议的智能家居系统及其布线方法，KNX总线从控制箱中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与KNX智能模块连接，解决了相关技术中的KNX系统布线复杂、造价成本高的问题，简化了KNX系统的布线，降低了KNX系统的布线成本。
附图说明
图1是根据本发明实施例的基于KNX协议的智能家居系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的控制箱的接线示意图一；
图3是根据本发明实施例的KNX总线12手拉手连接的示意图；
图4是根据本发明实施例的KNX系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本实施例中提供了一种基于KNX协议的智能家居系统，图1是根据本发明实施例的基于KNX协议的智能家居系统的结构示意图，图2是根据本发明实施例的控制箱的接线示意图一，如图1和图2所示，该系统包括：控制箱11、KNX总线12和KNX智能模块13，其中，控制箱11内设置有KNX主机111和KNX电源112；KNX电源111的电源输入接口与市电连接，KNX接口与KNX总线12的KNX线连接，直流电压输出接口与KNX总线12的辅助电源线连接；KNX主机111的电源输入接口与辅助电源线连接，KNX接口与KNX总线12的KNX线连接；KNX总线12从控制箱11中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与KNX智能模块13连接。在KNX电源111和市电之间还可以配置空气开关113，以保护KNX电源111。
本实施例提供的智能家居系统，KNX总线12从控制箱11中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与KNX智能模块13连接，相对于相关技术中KNX智能模块13需要单独布线与控制箱11中的KNX主机111连接的方式而言，上述实施例减少了线路的长度，且不再需要额外开设布线线槽，而只需要将KNX总线12加入到强电线槽中，与强电平行铺设，解决了相关技术中的KNX系统布线复杂、造价成本高的问题，简化了KNX系统的布线，降低了KNX系统的布线成本。
在其中一个实施例中，KNX智能模块13安装在86底盒内或者导轨式安装支架上。
在其中一个实施例中，KNX主机111包括主控模块，主控模块用于通过KNX协议控制KNX智能模块13；KNX智能模块13包括从控模块，从控模块用于自主实现KNX智能模块13的智能控制。在相关技术中，KNX智能模块13全部通过KNX主机111的主控模块控制或者KNX智能模块13接收到的传感数据均需要发送给KNX主机111的主控模块，从而导致KNX总线12上容易出现碰撞而导致数据多次重发或者发送失败，这种情况在KNX总线12上连接的KNX智能模块13的数量较多的情况下尤为突出。在本实施例中，在KNX智能模块13中设置从控模块，使用从控模块来实现KNX智能模块13的智能控制，因而实现了KNX智能模块13的分布式布置和智能控制，使得整个系统可以不需要中央管理单元(例如PC机)，并减少了KNX智能模块13在KNX总线12上传输的数据。
在其中一个实施例中，系统还包括：KNX总线连接端子，用于将KNX智能模块连接到KNX总线，并且KNX总线连接端子支持智能模块的热插拔。KNX总线连接端子又称为总线耦合单元，可以通过触点压接数据导轨的方式来实现与KNX总线的连接。KNX总线连接端子可以是与KNX智能模块13分体设计的，也可以是与KNX智能模块13一体设计的，在一体设计时，KNX总线连接端子又被称为总线接口模块。
根据KNX协议的规定，在KNX总线12上连接的KNX智能模块13的最大数量为64个，为了能够实现更多的KNX智能模块13的接入，可以通过在KNX总线上连接KNX干线以及再KNX干线上连接KNX支线。每个KNX干线可连接的KNX智能模块13的数量为64个，每个KNX支线支线可连接的KNX智能模块13的数量为64个。其中，KNX干线通过KNX总线连接端子与KNX总线连接，KNX支线通过KNX干线连接端子与KNX干线连接，在KNX干线和KNX支线上连接有KNX智能模块13。通过上述方式，扩展了系统中KNX智能模块13的数量。
在其中一个实施例中，KNX智能模块13通过KNX总线手拉手连接。图3是根据本发明实施例的KNX总线12手拉手连接的示意图，如图3所示，采用手拉手连接的方式相对于集中式连接的布线方式而言，减少了布线长度。
在其中一个实施例中，系统的拓扑结构包括但不限于以下至少之一：线型、树形、星型。在KNX总线12、KNX干线和KNX支线上均可以采用上述之一的拓扑结构或者使用多种拓扑结构的结合使用。但是，在本实施例中不使用环形布线。
在其中一个实施例中，KNX智能模块13包括但不限于以下至少之一：窗帘控制模块、灯光控制模块、情景模块、温控器、地暖集控器。
其中，窗帘控制模块，优选采用35mm标准DIN导轨式安装，窗帘控制模块采用分布式结构，通过弱电电子开关控制干接点接口窗帘电机，将普通窗帘电机变成联网型窗帘电机，4路干接点控制输出，可独立控制两个窗帘电机。
其中，灯光控制模块，优选安装在86底盒中，灯光控制模块采用分布式结构，可以实现最少改动家居原有电气线路，实现对全屋智能的灯光控制。该模块可以连接任一品牌的普通自复位开关，安装在86底盒内，将普通开关变成智能开关，实现全屋智能。
其中，情景模块，优选安装在86底盒中，情景模块采用分布式结构，该模块可以连接任一品牌的普通自复位开关，安装在86底盒内，将普通开关变成智能开关，可实现开关控制、窗帘控制、情景控制。用户可自由编辑该模块的控制设备及控制功能。
其中，温控器优选安装在墙面，温控器集中央空调、地暖、新风控制三合一功能，可单个功能使用，也可二三组合使用。
其中，地暖集控器，优选采用35mm标准DIN导轨式安装，用于实现对水地暖的分室温度控制。本实施例的地暖集控器最多可控制8个独立的区域，同时具有壁挂炉联动和水泵联动控制功能。每个区域搭配一个KNX智能温度控制器，实现各区独立温控，简化安装流程，节能环保。
需要说明的是，在上述KNX智能模块的安装方式中，如果KNX智能模块安装在86底盒中，则KNX总线的零线不进86底盒。
通过上述的KNX智能模块13，可以实现智能灯光、智能窗帘、智能地暖和智能空调。上述的各个KNX智能模块13可以独立运作，也可以和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应。例如，在窗帘控制模块将窗帘关闭之后，可以通过传感器检测房间内是否有人活动，并且在有人活动的情况下，灯光控制模块将活动区域内的灯光打开，同时地暖集控器和温控器根据传感器检测到的温度将人活动区域的温度调节到舒适的温度。
图4是根据本发明实施例的控制箱的接线示意图二。如图4所示，在其中一个实施例中，控制箱内设置有路由器114和交换机115；其中，交换机通过LAN网络接口分别与KNX主机和无线通信模块连接，交换机的WAN接口与路由器连接。优选地，交换机为POE交换机。通过上述方式，可以将无线通信模块布置在建筑的不同区域，实现全屋的网络覆盖。
在本实施例中还提供了一种基于KNX协议的智能家居系统的布线方法，包括：将KNX总线从控制箱中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与KNX智能模块手拉手连接，其中，KNX智能模块安装在86底盒内或者导轨式安装支架上。
综上所述，通过本发明提供的上述实施例或者优选实施例，将多个具有从控模块的KNX智能模块采用分布式布置于多个场景中，KNX总线通过建筑内的强电线槽将多个KNX智能模块连接，并基于KNX协议通信。本发明实施例采用的分布式的KNX智能模块的布置方式，其布线可以在装修时与强电线槽同时进行布线，KNX智能模块可以安装在86底盒中与墙体面板做成一体，简化了布线和调试，也降低了布线和调试成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于KNX协议的智能家居系统，其特征在于包括：控制箱、KNX总线和KNX智能模块，其中，所述控制箱内设置有KNX主机和KNX电源；所述KNX电源的电源输入接口与市电连接，KNX接口与所述KNX总线的KNX线连接，直流电压输出接口与所述KNX总线的辅助电源线连接；所述KNX主机的电源输入接口与所述辅助电源线连接，KNX接口与所述KNX总线的KNX线连接；所述KNX总线从所述控制箱中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与所述KNX智能模块连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述KNX主机包括主控模块，所述主控模块用于通过KNX协议控制所述KNX智能模块；所述KNX智能模块包括从控模块，所述从控模块用于自主实现所述KNX智能模块的智能控制。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：KNX总线连接端子，用于将所述KNX智能模块连接到KNX总线，并且所述KNX总线连接端子支持所述智能模块的热插拔。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括KNX干线、KNX支线和KNX干线连接端子，其中，所述KNX干线通过所述KNX总线连接端子与所述KNX总线连接，所述KNX支线通过所述KNX干线连接端子与所述KNX干线连接，在所述KNX干线和所述KNX支线上连接有所述KNX智能模块。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述KNX智能模块通过所述KNX总线手拉手连接。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统的拓扑结构包括以下至少之一：线型、树形、星型。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述KNX智能模块包括以下至少之一：窗帘控制模块、灯光控制模块、情景模块、温控器、地暖集控器。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制箱内设置有路由器和交换机；其中，所述交换机通过LAN网络接口分别与所述KNX主机和无线通信模块连接，所述交换机的WAN接口与所述路由器连接。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述KNX智能模块安装在86底盒内或者导轨式安装支架上。
10.一种基于KNX协议的智能家居系统的布线方法，其特征在于包括：
将KNX总线从控制箱中引出并经由建筑内埋设的强电线槽与KNX智能模块手拉手连接，其中，所述KNX智能模块安装在86底盒内或者导轨式安装支架上。
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