在智能家居项目的应用中,总线系统以其稳定性、可靠性和可扩展性受到了智能家居集成商的高度赞扬。面对智能家居市场的不断增长和变化,制造商和集成商正在寻求新的突破。在不断变化的外部环境中,值得注意的是,总线智能家居产品将有什么新的市场机遇。
智能家居总线系统基础知识
经过十多年的国内市场发展,通过不断的技术讨论和研究,各种技术与集成的联系逐渐成熟。总线技术的主要特点是所有设备的通信和控制都是基于总线的,是一种全分布式智能控制网络技术。其产品模块具有双向通信能力、可操作性和交换性,其控制部件可编程。市场上有影响力的总线技术包括RS-485、KNX、CAN、C-Bus、SCS-BUS、LonWorks、Modbus等。总线技术产品更适合建筑智能、社区智能等大区域控制。其优点是技术成熟、系统稳定、可靠性高,应用广泛。
主流总线系统的特点概述
RS-485总线
RS-485是一条非常常见的总线。广泛应用于通信距离几十米到几千米的地方RS-485串行总线标准。它采用平衡发送和差分接受,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV因此,传输信号可以在公里外恢复。
市场上一般RS-485采用半双工作,任何时候只能有一点发送状态。因此,发送电路必须由能量信号控制。RS-485用于多点互连非常方便,可以节省大量信号线。应用程序RS-485可以联网构成分布式系统,最多可以并联32个驱动器和32个接收器。
系统特色:
从智能照明发展的轨迹来看,最早的产品通常被使用RS485技术是一种串行通信标准,因为它只是物理层的电气连接规范,每个公司定义产品的通信协议,所以RS485的产品很多,但是不能直接沟通。RS485通常需要一个主连接点,通信模式采用轮询模式,模块之间采用手拉手接线模式,因此通信速度不高(一般9.6Kbps),模块数量有限。
KNX总线
KNX是Konnex缩写。1999年5月,欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会,提出KNX协议。协议是EIB兼顾基础BatiBus和EHSA物理层规范被吸收BatiBus和EHSA配置模式等优点为家庭和建筑自动化提供了完整的解决方案。
KNX是唯一的全球住宅和建筑控制标准。在KNX在系统中,总线连接是区域总线下的主干线,主干线下的主干线。系统允许15个区域,即15个区域总线,每个区域总线或主干线可连接多达15条总线,每条总线最多可连接64个设备,主要取决于供电和设备功耗。每条区域总线、主干线或总线都需要一个变压器供电,每条总线通过隔离器区分。在整个系统中,所有传感器都通过数据线连接到制动器,而制动器通过控制电源电路来控制电器。所有设备通过相同的总线通信数据,传感器发送命令数据,相应地址上的制动器执行相应的功能。
此外,整个系统还可以通过预设控制参数来实现相应的系统功能,如组命令、逻辑顺序、控制调整任务等。同时,总线上的所有信号都以串行异步传输的形式传输,即所有总线设备总是同时接收总线上的信息。只要总线不再传输信息,总线设备就可以独立决定向总线发送报纸。KNX线、树、星三种结构。
系统特色:
KNX它不仅可以用于最新的建筑,也可以用于现有的建筑,还可以用于住宅和建筑控制中所有可能的功能/应用,包括关闭控制、加热、通风、空调、监控、报警、水控制、能源管理、测量、家用电器、音响等多个领域。除此以外,KNX更舒适、更安全,为节能和气候保护做出了重大贡献,但KNX总线的成本较高。值得一提的是KNX2007年,技术被批准为中国标准GB/Z20965。
LongWorks
LongWorks总线由美国Echelon并由公司推出Motorola、Toshiba公司共同倡导。它采用ISO/OSI所有7层通信协议采用面向对象的设计方法,通过网络变量将网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线的通信介质bit/s至1.5M/s直接通信距离可达2700m(78Kbit/s),被称为通用控制网络。到2010年,已经使用了900万台设备LonWorks网络技术。
系统特色:
LonWorks采用总线技术LonTalk该协议被封装Neuron神经元的芯片中,并得以实现。在智能家居领域,其最大的特点是,与其他智能家居总线系统不同,必须有类似大脑的主机。LonWorks总线技术不需要主机,采用神经元网络。每个节点都是一个神经元,当它们连接在一起时,不需要另一个大脑来控制它们。因此,与其他总线相比,安全性和稳定性大大提高。LonWorks缺乏实时性和处理大量数据的能力;其次,由于实时性和处理数据的能力;LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片,完全开放性也受到质疑。
CAN总线
CAN德国在总线开始时BOSCH公司于1983年为汽车应用领先的多主机局部网络推出,属于现场总线(FieldBus)其高性能、高可靠性、实时性等优点已广泛应用于智能家居系统。1993年11月,ISO控制器局域网正式发布CAN国际标准为控制器局域网的标准化和标准化推广铺平了道路。CAN总线协议最大的特点之一是废除传统的站址编码,而不是编码通信数据块。
这种方法的优点可以使网络中的节点数量在理论上不受限制。数据块的标识码可以由11或29位二进制数组成,因此可以定义2或2个以上的不同数据块。这种编码数据块的方式也可以使不同的节点同时接收相同的数据,这在分布式控制系统中非常有用。
数据段长度最多为8个字节,可满足工业领域控制命令、工作状态和测试数据的一般要求。同时,8个字节不会占用总线太长时间,以确保通信的实时性。
系统特色:
CAN采用总线协议CRC检查并能提供相应的错误处理功能,保证数据通信的可靠性,CAN各行各业越来越重视总线的卓越特点、高可靠性和独特设计,并被公认为最有前途的总线之一。CAN总线和485有相同的缺陷,不能连接树状总线,信号线应该像有线电视一样连接,通常作为大系统的分支连接。
C-BUS总线
C-BUS该系统由澳大利亚奇胜公司开发。C-BUS它是一种智能控制系统,广泛应用于建筑照明、空调、火灾探测、出入口、安全等系统的综合控制和综合能源管理。C-BUS控制系统的核心是主控制器和总线连接器、主控制器存储控制程序、模块之间的总线通信和编程计算机之间的通信,通过控制总线收集输入单元信息,控制所有输出模块;RS-232标准接口用于与编程计算机连接,并通过计算机上的专用软件进行编程和监控。计算机只作为监控,即C-BUS计算机根本不需要干预操作。
C-BUS控制系统以生活环境为主要服务对象,提供控制按钮、光传感器、被动红外探测器、定时单元等多种接收外部指令的方式。实际上C-BUS它是一种基于计算机总线控制技术需求的典型系统控制产品。模块的任意搭配使系统设计非常灵活方便。家居用C-BUS产品的控制按键有一键、二键、四键三种产品,安装方式与常用暗装灯开关相同,可以对每一个键进行编程控制一路或多路负载,对于重要场所可采用多按键实现灯光场景控制,以适应不同工作对灯光系统的不同要求。
系统特色:
C-BUS这是一个非常灵活的柔性控制系统,因为所有的输入和输出元件都有自己的微处理器,并通过总线连接。外部事件信息来自输入元件,通过总线到达相应的输出元件,并根据预编程序控制连接的负载。每个元件都可以根据需要编程以适应任何使用场合,其灵活的编程可以很容易地调整控制程序,而不改变任何硬件连接。作为一名系统经理,最好掌握编程技能,以适应使用需求的变化。
SCS-BUS总线
SCS-BUS是指结构化布线/总线系统,是BTICINO公司独立的双总线系统性能稳定,反射速度快,能满足各种智能家居功能的需求。该功能也是该行业中最完整的,是欧洲主导的建筑自动化(BA)家庭自动化(HA)标准。
SCS-BUS遵循通信协议OSI开放式系统互联参考模型OSI模型定义的所有七层服务都是其先进性之一。物理层和键路层显然依赖于物理媒体的特性,SCS-BUS有冲突检测的载波侦听多路存取通过优化防冲突规定(CSMA)控制媒体接口;网络层通过网络协议控制信息;(NPCI)控制跳跃;传输层的逻辑通信关系包括一对多无连接即多终点组传输、一对一无连接即广播、一对一无连接、一对一导向连接,它提供了地址与抽象内部表达之间的映射通信访问标志;所有设备通过预留的会话层和表示层显著映射;应用层行使SCS-BUS网络用户/服务器管理API(应用程序接口)功能,应用层对通信对象组的内部要求,或共享变量分配通信访问标识符,以完成收发(一对多)功能。
系统特色:
SCS-BUS通信协议支持通信介质分段组合的网络,包括双绞线、输电线和无线频率传输。SCS-BUS双绞线自由拓扑结构成本较低,控制逻辑0的位级别冲突检测提高传输的可靠性,每个双粗绞线物理段可长达2000米;SCS通过相应数量的匹配筛选,采用新型的扩展频率调制技术,保证输电线组地址传输的完整性和可靠性。
ModBus总线
ModBus现在是施耐德电气公司旗下的品牌Modicon1979年发明的是世界上第一个真正用于工业场所的总线协议。更好地普及和推广ModBus施耐德已经基于以太网的分布式应用ModBus交给协议的所有权IDA(InterfaceforDistributedAutomation,组织并建立了分布式自动接口ModBus-IDA组织,为ModBus为今后的发展奠定了基础。
ModBus协议是应用于电子控制器的通用语言。通过这一协议,控制器可以通信,如以太网和其他设备,它已经成为一般工业标准。有了它,不同厂家生产的控制设备可以连接成工业网络进行集中监控。该协议定义了控制器无论通过什么网络,都可以理解使用的消息结构。它描述了控制器要求访问其他设备的过程,如何响应其他设备的要求,以及如何检测和记录错误。它制定了新闻域格局和内容的公共格式。当在Modbus该协议决定了每个控制器在网上通信时都必须知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用ModBus协议发出。在其它网络上,包含了ModBus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
系统特色:
标准、开放,用户可以免费且放心地使用Modbus协议,不需要交纳许可证费,也不会侵犯知识产权。目前,支持Modbus的厂家超过400家,支持Modbus的产品超过600种。Modbus可以支持多种电气接口,如RS-232、RS-485等,还可以在各种介质上传送,如双绞线、光纤、无线等。Modbus的帧格式简单、紧凑、通俗易懂。用户使用容易,厂商开发简单。
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