CN202153792U

CN202153792U - 基于eib总线knx协议的自由拓扑智能照明控制系统

Info

Publication number: CN202153792U
Application number: CN2011200309892U
Authority: CN
Inventors: 李健
Original assignee: HEFEI MRTLC ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Hefei Yikenai Information Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2021-01-28

Abstract

基于EIB总线KNX协议的自由拓扑智能照明控制系统，它涉及一种智能照明控制系统。它包含PC机软件(1)、总线耦合器(2)、AC/DA输入模块(3)、四联面板(4)、电源供应器(5)、调光器(6)、时钟控制器(7)、开关驱动器(8)和EIB总线(9)，PC机软件(1)与总线耦合器(2)相连，总线耦合器(2)、AC/DA输入模块(3)、四联面板(4)、电源供应器(5)、调光器(6)、时钟控制器(7)和开关驱动器(8)均与EIB总线(9)相连。它采用单一多芯电缆并确保各开关能互传控制指令，因此总线电缆能对线型、树型或星型铺设，方便扩容改装；EIB在不增加器件数量的基础上功能倍增，从而具有高度灵活性。

Description

基于EIB总线KNX协议的自由拓扑智能照明控制系统

技术领域：

本实用新型涉及一种智能照明控制系统，尤其是一种基于EIB总线KNX协议的自由拓扑智能照明控制系统。

背景技术：

现有现场总线及其在智能建筑使用上局限性：现场总线是使用在生产现场，在微机化测量使用控制设备的间解决方案双向串行多节点数字通信协议，是新品智能仪表通信基准。根据国际电工委员会iec基准与现场总线基金会ff定义：“现场总线是连接智能现场设备与自动化系统数字式，双向输出，多分支构造通信网络”。由于现场总线适应了工业控制系统向分散化，网络化与智能化发展趋势，它一经产生便成为全球工业自动化技术信息热点，受到了全世界普遍关注。在20世纪80年代中期，德国，法国等欧洲国家一些大公司相继发布自己现场总线产品，同时也制定了自己相应基准。自20世纪90年代对后，全世界发展起来现场总线已达数十种。通过实际使用优胜劣汰后，目前有多种现场总线技术信息已逐渐具有影响力并在一些特定使用领域显示了自己优势，相比较有代表性包括了ff，lonworks，can，profibus，worldfip，hart等等。现场总线技术信息产生促进了现场设备数字化与网络化，并且使现场控制功能更加强大。由于使用了现场总线技术信息而带来了过程控制系统开放性，使得系统成为具有测量使用，控制，执行与过程诊断等综合能力控制网络。

与工业自动化领域使用相比较，智能建筑领域对实时控制时效性，精确性及通讯效率等方面条件较低，而且建筑领域现场控制有其固有条件，条件易于操作方法，同时还要有高度经济性，灵活性及安全性。同时，一般智能家居及一栋超高层写字楼控制目标与功能条件又不尽一样。因此迫切需在建筑领域有专门现场总线技术信息基准。eib进入中国市场对前，lonworks总线在智能建筑领域得到了广泛使用。lonworks通过lonmark工作任务组，完成了行业规范，覆盖了在建筑自动化中暖通空调，照明，安保，电梯，网络工具等模式定义及互操作方法规范，通过lonmark认证lonworks产品，保证了开放互操作方法性。但lonworks由于其协议是针对工业现场所制订，网络协议使用层，用户层缺乏对家庭楼宇自动化统一详解，轻松产生各种彼此不兼容控制总线如现场总线，设备总线等与子系统，形成各种控制网络“孤岛”。各个子系统的间通过网关及总线连接，增加安装费用同时不能彻底完成网关“瓶颈”难题，有其先天局限性。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种基于EIB总线KNX协议的自由拓扑智能照明控制系统，它通过单一多芯电缆代替了传统分离控制电缆与电力电缆，并确保各开关能互传控制指令，因此总线电缆能对线型，树型或星型铺设，方便扩容及改装；EIB在不增加器件数量的基础上功能倍增，从而具有高度灵活性；它的开放性使得不同公司EIB协议研发电气设备能完全兼容。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含PC机软件、总线耦合器、AC/DA输入模块、四联面板、电源供应器、调光器、时钟控制器、开关驱动器和EIB总线，PC机软件与总线耦合器相连，总线耦合器、AC/DA输入模块、四联面板、电源供应器、调光器、时钟控制器和开关驱动器均与EIB总线相连。

所述的EIB总线采用四芯屏蔽双绞线，其中两芯为总线运用，另外两芯备用。每个元器件均可独立完成诸如开关、控制、监视等工作，任何一个元器件损坏都不会影响系统其他部分独立工作，因此具有高度安全性。又可根据要求进行不同组合，从而实现不增加元件数量而功能却可灵活改变的效果。

本实用新型在使用时，给电源供应器接入220V AC电源，电源供应器将输出24V DC工作电源，24V DC供电及电信号复用总线。在PC机软件上进行参数设置，将数据通过总线耦合器传送到总线上，设定控制设备(四联面板、AC/DC输入模块)和受控设备(时间控制器、开关驱动器、调光器)之间的关系。

本实用新型中的EIB是一种基准总线控制系统，控制方法为对等控制方法，不同于传统主从控制方法。EIB总线以双绞线(Twist Pair)为通讯介质。它采用2x2x0.8的标准EIB总线，具有良好的抗干扰性。总线使用四芯屏蔽双绞线，其中两芯为总线运用，另外两芯备用。所有器件均使用24V DC工作电源，24V DC供电及电信号复用总线。

本实用新型作为一个全分布式的现场总线系统，EIB系统中的每一个总线元件都是一个智能控制单元，元件之间通过广播的电信号(Telegram)交换信息，从而实现控制和被控制的操作。

本实用新型在EIB协议标准中，定义了两种类型的地址：物理地址(Physical Address)和逻辑地址(Group address)。

物理地址是用来标识每一个总线元件，用于程序下载和设备维护。每个总线元件都有一个唯一的物理地址。物理地址需按照该元件在整个拓扑中的位置来设定。

逻辑地址代表着“一种控制条件”，每个传感元件可以被编程为发出一个或多个逻辑地址，同时每个执行元件可以被编程为接收到一个或多个逻辑地址后执行相应的动作。逻辑地址是用来进行通讯用的，利用逻辑地址，可以轻易实现传统电气安装技术中很难实现的“一控多”和“多控一”任务。

EIB元件均为模块化器件，主要分为软件驱动器与控制面板两类，软件驱动器为基准模数化器件，使用基准35mm导轨安装方法，控制面板使用基准86盒齐平安装方法。软件驱动器与控制面板可分散安装在建筑物不同区域，然后运用总线将所有器件连接起来。每个器件内均有内置微处理器及存储器，故这些元元件可分别独立工作，任何一个器件损坏都不会影响系统其他部分独立工作，因此具有高度安全性。

本实用新型通过单一多芯电缆代替了传统分离控制电缆与电力电缆，并确保各开关能互传控制指令，因此总线电缆能对线型，树型或星型铺设，方便扩容及改装；EIB在不增加器件数量的基础上功能倍增，从而具有高度灵活性；它的开放性使得不同公司EIB协议研发电气设备能完全兼容。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含PC机软件1、总线耦合器2、AC/DA输入模块3、四联面板4、电源供应器5、调光器6、时钟控制器7、开关驱动器8和EIB总线9，PC机软件1与总线耦合器2相连，总线耦合器2、AC/DA输入模块3、四联面板4、电源供应器5、调光器6、时钟控制器7和开关驱动器8均与EIB总线9相连。

所述的PC机软件1包含主模块、项目管理模块、图形监控模块、用户管理模块和数据库管理模块，各模块之间均通过EIB总线相连。

所述的EIB总线9采用四芯屏蔽双绞线，其中两芯为总线运用，另外两芯备用。每个元器件均可独立完成诸如开关、控制、监视等工作，任何一个元器件损坏都不会影响系统其他部分独立工作，因此具有高度安全性。又可根据要求进行不同组合，从而实现不增加元件数量而功能却可灵活改变的效果。

所述的总线耦合器2的主要功能是：1、系统EIB总线网络和以太网网络之间进行KNX协议转换；2、配合系统软件可管理监视整个系统的参数和状态；3、是系统拓扑结构的重要分支点；4、支持子网设备的跨网关通讯；5、支持多个分控站同时监视系统状态。

所述的时间控制器7的主要功能是：1、最多可以设置200条时钟控制日程；2、每条控制日程可设定为按周循环、按月循环或者按年循环；3、时钟控制日程也可以设置成为单次控制；4、可设置特殊节假日场景模式；5、可设置日出日落时间；6、可定时开启或屏蔽系统其他模块中的场景功能；7、精准计时，控制器掉电后，仍可保证控制器正常计时，连续运行时间长达3年。

所述的开关驱动器8的主要功能是：1、具有多回路20安培机械自锁开关输出；2、自带面向全局的场景控制器；3、最多可以存储200种场景；4、各个回路可以单独控制输出，也可以通过子网场景/全局场景控制输出；5、可以通过网络启动场景运行；6、每个回路都具有紧急直通开关；7、无需断电的远程软件复位功能；8、设备重启可以设置选择各回路为关状态或者恢复重启前状态；9、具有远程编程、检测和管理功能；10、具有机械自锁功能，停电后可保持回路开关状态不变；11、检测50Hz市电过零点，控制驱动器在过零点执行动作。

所述的调光器6的主要功能是：1、具有多回路输出；2、自带面向全局的场景控制器；3、最多可以存储200种场景；4、各个回路都可以设置调光门限；5、每个回路都可以设置自己的软启动时间；6、各个回路可以单独控制输出，也可以通过子网场景/全局场景控制输出；7、可以通过网络启动场景运行；8、每个回路都可以手动控制开和关；9、无需断电的远程软件复位功能；10、设备重启可以设置选择各回路为关状态或者恢复重启前状态；11、具有远程编程、检测和管理功能。

所述的四联面板4的主要功能是：1、可编程按键控制功能；2、软件子网ID设置和硬件设备ID设置；3、无需断电的软复位功能；4、具有远程编程和管理功能；5、每个按键可编程一个控制场景地址；6、支持远程开启或屏蔽按键功能。

所述的AC/DC输入模块3的主要功能是：1、可与任何型号的传感器配合使用；2、接收传感器0V～5V或0V～10V的模拟信号；3、接收开关型的传感器信号；4、传感器产生变化时立即响应；5、可设置输入状态与场景对应关系，将模拟量转化为数字信号；6、可向传感器提供不同的供电电压：9V，12V，15V；7、软件网络ID号及硬件设备ID号设定；8、无需断电的远程软复位功能。

所述的PC机软件1的主要功能是：1、主模块：项目管理模块，树状结构方式对照明设备的管理、场景的设置、设备内场景的配置；2、图形监控模块：模拟现场实际情况配置照明图形界面；3、用户管理模块：管理用户和配置用户的权限；4、数据库管理模块：管理数据库的备份和恢复。

本具体实施方式在使用时，给电源供应器接入220V AC电源，电源供应器将输出24V DC工作电源，24V DC供电及电信号复用总线。在PC机软件上进行参数设置，将数据通过总线耦合器传送到总线上，设定控制设备(四联面板、AC/DC输入模块)和受控设备(时间控制器、开关驱动器、调光器)之间的关系。

本具体实施方式中的EIB是一种基准总线控制系统，控制方法为对等控制方法，不同于传统主从控制方法。EIB总线以双绞线(TwistPair)为通讯介质。它采用2x2x0.8的标准EIB总线，具有良好的抗干扰性。总线使用四芯屏蔽双绞线，其中两芯为总线运用，另外两芯备用。所有器件均使用24V DC工作电源，24V DC供电及电信号复用总线。

本具体实施方式的EIB系统非常灵活，可以适用于不同大小的电气安装系统：小到普通的一个房间，大至一栋摩天大楼，都可以在拓扑上分层次设计安装。EIB的最小安装单元是线路(line)，每条线路上最多可连接64个总线元件；通过线路路由器(line coupler)可以将多达15个线路连接组合成一个更大的拓扑单元，它称之为域(Area)；通过主干路由器(Backbone Line Coupler)更可将15个域相互连接和组合起来。这样，EIB系统最多可连接14400个总线元件，可控制的用电设备点数更是数量惊人。根据EIB标准规定，每条线路的总线最大长度为1000m。通过中继器(双绞线线路中继器、光纤中继器、以太网络中继器)的使用，可以用EIB来实现一些大距离跨度项目如会展中心、桥梁、广场等的电气照明控制。

本具体实施方式作为一个全分布式的现场总线系统，EIB系统中的每一个总线元件都是一个智能控制单元，元件之间通过广播的电信号(Telegram)交换信息，从而实现控制和被控制的操作。

在建筑中，各个电气设备的动作完全是个随机事件，如在某一个时刻，某个房间要打开灯光而另一个房间要关闭窗帘，这就意味着在总线上的电信号是随机出现的。EIB系统采用串行异步的传输方式，应用了CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免)技术，它使得多个元件同时发送总线信号时几乎不会发生信号丢失现象。

本具体实施方式在EIB协议标准中，定义了两种类型的地址：物理地址(Physical Address)和逻辑地址(Group address)。

本具体实施方式通过单一多芯电缆代替了传统分离控制电缆与电力电缆，并确保各开关能互传控制指令，因此总线电缆能对线型，树型或星型铺设，方便扩容及改装；EIB在不增加器件数量的基础上功能倍增，从而具有高度灵活性；它的开放性使得不同公司EIB协议研发电气设备能完全兼容。

Claims

1.基于EIB总线KNX协议的自由拓扑智能照明控制系统，其特征在于它包含总线耦合器(2)、AC/DA输入模块(3)、四联面板(4)、电源供应器(5)、调光器(6)、时钟控制器(7)、开关驱动器(8)和EIB 总线(9)，总线耦合器(2)、AC/DA输入模块(3)、四联面板(4)、电源供应器(5)、调光器(6)、时钟控制器(7)和开关驱动器(8)均与EIB总线(9)相连。