EIB系统范文（精选5篇）
EIB系统 第1篇
关键词：智能建筑,EIB,电气安装系统,应用
1 EIB系统基本原理
相对于传统的技术而言, EIB技术是一次突破性的飞跃, 它在当今建筑技术领域有着十分优秀的现场总线标准。
1.1 总线的传输介质
EIB总线的通讯介质是双绞线, 其采用EIB总线的标准是2路双芯的0.8线缆, 它的抗干扰性十分强。
1.2 系统的拓扑结构
EIB是一个非常灵活的系统, 对于不同大小的电气安装系统均适用, 不管是普通的一个房间还是摩天大楼, 利用拓扑结构均可以分层次进行设计安装。线路是EIB的最小安装单元, 在每条线路上最多可以安装64个总线元件, 它还可以把15个线路通过路由器连接组合为一个更大的拓扑单元, 称之为域, 这15个域是由主干路由器相互连接并组合而成。按照这个规律, EIB系统连接的总线元件最多达到14 400个, 更让人震惊的是它的可控制用电设备点数。依照EIB的标准规定, 每条线路的总线长度最大可达1 000 m。如果用EIB对那些距离跨度大的线路进行控制, 可通过中继器的方式实现。
1.3 信号的传输
EIB系统是一个全分布式的现场总线系统, 它的智能控制单元就是它的每一个总线元件, 这些元件之间进行信息交换是通过广播的电信号实现的, 这样, 就能完成控制和被控制的操作。
在建筑中, 各个电气设备的动作是随机的, 在一个随机的时间里, 电信号在总线上出现的情况也是随机的。EIB系统是通过串行异步的方式进行传输, 运用的技术是载波侦听多路访问/冲突避免技术, 运用这种技术之后, 在多个元件进行同时传送总线信号的过程中发生信号丢失现象的可能性几乎为零。
1.4 寻址
EIB协议的标准对物理地址和逻辑地址进行了定义。物理地址的作用是对每个总线元件进行标识, 并对程序下载和设备的维护起到一定的作用。每个总线元件的物理地址都是唯一的, 它的设定是依照该元件在整个拓扑中的位置而定的。逻辑地址代表的是“一种控制条件”, 每一个传感元件都能够被编程为发出一个或者是多个逻辑地址, 那么, 与此同时每个执行元件就能够被编程为接收到一个或者多个逻辑地址后, 对相应的动作进行执行。逻辑地址的作用是进行通讯, 它能轻易地对传统电气安装技术中较难实现的“一控多”和“多控一”任务进行实现, 在实现过程中采用的就是逻辑地址。
2 EIB与传统照明系统比较
2.1 线路系统比较
2.1.1 对单控电路系统的比较
传统照明系统的单控电路的特点是: (1) 在负载回路中直接接入控制开关; (2) 控制开关的容量随着负载的增大而增大; (3) 大截面电缆的用量随着开关和负载距离的增大而增加; (4) 只能实现简单的开关功能。
EIB系统的单控电路特点是: (1) 在输出单元的输出端连接负载回路, 利用EIB总线以及输出单元把控制开关连接起来, 负载加大时不会影响控制开关; (2) 当开关距离比较远的时候, 只需把控制总线的长度加长, 节省了大截面的电缆用量; (3) 能够利用软件进行多功能开关的设置。
2.1.2 对双控电路系统的比较
传统照明双控电路的特点是: (1) 用2个单刀双置开关来实现双控, 并将照明电缆接在开关之间; (2) 在进行多点控制时, 增加了开关之间的电缆连线, 如此一来, 线路安装就显得较复杂, 且施工也较困难。
EIB照明系统双控电路的特点是: (1) 只要对总线上并联的一个开关进行简单地控制就可实现双控; (2) 在实行多点控制时, 依次将多个开关进行并联, 而且这之间只需一条总线连接, 使得线路的安装较简单、省事。
2.2 EIB照明与传统照明控制系统的比较
2.2.1 控制方式的比较
传统控制方式采用的是手动开关, 必须一路一路单独地开或者关;EIB控制方式是采用低压2次小信号控制, 控制功能较强、方式多, 而且自动化程度也高。
2.2.2 照明方式比较
对于传统的控制来说, 它的控制方式比较单一, 仅仅只有开和关;而EIB照明系统采用的是比较先进的调光模块, 对灯光进行调光, 使其在不同的场合会产生不同的效果、营造出不同的氛围。
2.2.3 管理方式的比较
传统控制系统在进行照明管理时采用的是人为化的方式, 而EIB控制系统实现了能源管理的自动化, 对整幢大楼的管理仅需一台计算机即可。
3 EIB系统在智能建筑中的应用效果
3.1 实现照明控制智能化
采用EIB控制系统, 能够让照明系统在全自动的状态下进行工作, 并按照预先设置的基本状态运作, 同时, 它能够伴随预先设定好的时间进行自动的转换。例如, 在一个工作日结束之后, 系统能够自动地进入晚间工作状态, 将各区域的灯光调暗, 同时系统能够自动关闭无人区域的灯, 把有人区域的灯调亮。另外, 对各区域的亮度可以通过编程随意改变, 以便更好地满足各种场景的要求。EIB照明能够使照度处于最合适的状态, 例如, 在自然光较好的场所, 系统就会巧妙地利用自然光的照明, 使光度达到最适合的状态。
3.2 改善工作环境, 提高工作效率
EIB照明系统中有一种叫做可调光子镇流器的元件, 可以克服频闪, 使亮度稳定, 其不仅为人们提供了健康舒适的环境, 而且更重要的是提高了工作效率。
3.3 客观的节能效果
EIB照明控制系统采用的是先进的电子技术, 对绝大多数的灯具都可以进行调光。一旦室外光较强, 室内就会自行调暗, 反之, 室外光比较弱时, 室内光就会自行调亮, 这样, 无论怎样的天气, 室内的照度始终都是恒定的, 该系统就是充分利用了自然光, 达到了节能的目的。
3.4 提高管理水平, 减少维护费用
EIB照明控制系统把传统理念中认为的开和关进行了智能化的转变, 并将先进的管理理念和照明系统控制有机结合, 不仅节省了大楼运行中的维护费用, 而且也带来了较大的投资回报。
4 EIB应用实例
EIB照明系统有着十分广泛的应用, 以下对一家商业公司的照明控制进行EIB的实例分析。
我们根据日光的强度对商业建筑的照明进行了控制。即在工作中实行自动控制, 但在工作以外也可通过手动将自动装置移除。并通过智能化管理的实施, 减少了运营费用。
阳光透过倾斜的屋顶直接进入到建筑中, 所以对于大厅并不需要一整套的灯光系统。首先运用经过矫正的照度探测器对自然光进行测量;然后依照测得矫正后的照度数值, 把它和预先的设定值进行比较, 以此来判断它是高还是低;最后将所得值等分成3个组, 按照需要对照度控制开关进行操作, 使用3个驱动器分别对这3个组实行操作。在建筑处于不使用状态时, 可运用主控室的开关对这种控制进行移除, 除此之外, 主控室还能对所有的照明器实行控制。
在进行照明分组时, 要将大厅入射光线会被平均分散的这种较特殊的情况考虑在其中。照明器的分组要依照3个驱动器来实行, 所以, 即使1个组被关掉了, 也依然能够使灯光保持均匀。当照明组开、关时, 灯具必须要和它们自身所具备的特性相适应。总而言之, 在开、关过程中要保证灯泡的使用寿命。
照明控制开关测量日光的使用比例是采用一个外部亮度的感应器进行的。将亮度感应器装在大厅中, 可测量入射日光, 如此的布置保证了所有设施均纳入考虑范围内, 不会因此受到大厅中反射光的影响。照明控制开关会对低于或高于预设定值的照度产生开关电信号, 所以需要对已经分配的开关驱动器的开关分别进行控制。
照明驱动器能够进行DIN轨道安装, 并且分散排列在配电盘上, 用作照明带的电源。同样, 除了照明驱动器, 照明控制开关也可安装于DIN轨道上。
它的地址是:0/1/1自动灯光控制开/关;0/1/2维修功能, 自动关, 照明中央控制开/自动开;0/1/3自动释放开/关;1/1/1通过灯光控制照明组1开/关;1/1/2通过灯光控制照明组2开/关;1/1/3通过灯光控制照明组3开/关。
5 结语
随着科学技术的迅速发展, 人们对于舒适度以及节能的要求变得越来越高, 智能灯光的应用自然而然也就越来越广泛。同时, 广大的用户对系统维护升级的要求也越来越向标准化和专业化的方向转变。EIB系统作为开放和集成的技术标准, 有着广阔的应用前景, 其为中国的智能建筑领域与国际接轨起着十分重要的推动作用。
参考文献
[1]吴明光, 等.欧洲设备安装总线的研究.浙江大学学报, 2003 (3)
[2]王改华, 姜波.EIB总线原理与实例设计方法.IB智能建筑与城市信息, 2006 (3)
[3]鲁鸿雁.EIB系统原理及应用研究.智能建筑与城市信息, 2003 (7)
EIB系统 第2篇
北京安贞医院门诊综合楼位于北京安贞医院院内,建筑面积为58 100m2,地下3层,地上13层,建筑高度59.95m。
2 系统设计原则
作为现代化高智能的门诊综合楼,要求建筑应具有更优越的照明及光线环境、更高的使用效率以及更多的附加值。智能照明控制系统作为门诊综合楼智能化系统中一个有机组成部分,其预期的功能目标为“舒适独特的光环境、节能、高效和便利的管理”。
3 ABBi-bus EI B系统特点及构成原理
智能建筑的发展,首先应满足绿色、节能的要求,智能化、集成化的解决方案是满足上述要求的必然选择。ABBi-bus EIB智能建筑环境控制系统主要通过对建筑物内的各种末端电气设备,如灯光、风机盘管、电动窗帘、遮阳帘等的智能控制,以实现对建筑物各功能区域的灯光照明环境、温度环境、遮阳环境的最佳集成控制。
3.1 ABBi-bus EI B系统原理及结构
ABB i-bus EIB系统的工作原理可以图1进行简单阐述:
由图1可以看出,ABBi-bus EIB系统的智能面板开关替代了传统的面板开关,智能面板开关只与ABB i-bus EIB控制总线连接,智能面板开关通过总线发送信号以控制相关的驱动器即执行器,从而实现对灯光等设备的控制。由此可见,ABBi-bus EIB系统的结构是全分散型的结构,不需要任何中央控制器之类的设备,不同于上一代集散式控制系统。另外对灯光设备的控制是通过软件编程实现的,面板开关属于安全低电压设备,不直接切断强电进行控制,这完全不同于传统的面板开关的控制方式。
3.2 EI B系统元件构成
ABB i-bus EIB系统主要由传感器、驱动器和系统元件三部分组成,传感器主要负责发送命令给驱动器模块,常见的传感器包括智能面板、移动探测器、触摸屏、温控面板等。一般以86盒形式安装在各个功能区域的现场,用于工作人员就近本地控制。驱动器主要负责接受并执行系统传感器发送的命令信号,如灯光的开闭、调光数值、温度值、窗帘的位置等,安装于各个楼层或者时各区域的配电箱中,一般采用35mm标准DIN导轨安装。ABBi-bus EIB系统的每一个传感器和驱动器都是智能元件,内置有微处理器、存储器,控制程序固化于存储器中,所有的传感器和驱动器都由一根总线电缆连接。
4 ABB i-bus在安贞医院门诊综合楼各区域的控制内容
本项目中,ABB i-bus EIB系统主要是对门诊大厅、公共候诊区、会议室、报告厅、大开放办公区的照明、风机盘管、窗帘进行智能化控制。
4.1 门诊大厅的控制
白天通过光线感应器自动控制整个门诊大厅的照度,当自然光强烈时,系统自动关闭部分回路的灯光,反之则开启部分灯光,使得整个大堂时刻保持恒定的照度(见图2)。利用ABBi-bus驱动器加智能面板对大厅内的中央空调进行全自动恒温控制,系统根据设定温度与实际温度的差值自动调节风量大小,使室内保持温度恒定,同时也有利于建筑物的节能。
夜间可根据病人流量的不同,设定不同的时间段将大堂的灯光调节至不同的照度,温度相应的调节到一个合适的温度值。此外,结合窗帘控制模块,在夏天光线强烈时还可以自动开启遮阳卷帘。在大厅的合适位置安装智能控制面板,进行现场手动操作。
4.2 会议室及报告厅的控制
在会议室及报告厅内安装人体感应器做到有人开灯、开空调,无人关灯、关空调,从而最大限度的节约能源。
在会议室及报告厅主席台位置安装液晶触摸屏,可以通过触摸屏的图形化界面对内各受控设备进行灯光及AV联动场景,如会议场景、放映场景、讲演场景、休息场景等,例如用手点一下放映场景,则灯光变暗、投影幕布放下、投影仪开启、DVD开启,所有操作均在瞬间完成,省去了您一项项的繁琐操作。我们称之为“一键功能”。
4.3 公共候诊区域的控制
在每个护士站处设置1个～2个带温控的Triton面板,对本区域的空调及灯光进行集中控制(见图3)。公共候诊区域的灯光可以采用定时与人体感应相配合的方式进行控制,白天人流量大的时段内开启全部的灯光,午后光线强的时段关闭大部分灯光,同时启用人体感应器,做到人来开启相应区域的灯光,人走灯灭,最大限度的节能。
系统还可以对公共候诊区域任意回路的灯进行电流监测,当回路中的灯具故障时,中央监控电脑上立即出现报警信息,并立即通知管理人员进行维修更换,从而大大提高管理效率。
此外,系统还与消防联动,在出现消防报警信号时,实现公共区域灯光强切或强点功能,满足消防要求。
4.4 大开放办公室无面板控制
大开放办公室智能照明控制系统对照明和风机盘管进行简单的开闭控制,可以实现单回路控制,组合回路控制,分区控制等。墙面上一个面板也没有,真正实现办公的智能化控制。
在办公区天花上配置存在感应器,智能照明系统自动的做到:单个控制区(或一个柱网内),人在,灯、空调关,人离,灯、空调关。为办公人员提供了便利的工作环境,完全不需要人为地操作,同时最大限度地节约了电能。
6131有人探测器,可用于开关2路照明和1路HVAC,具有恒照度控制或监视功能。探测范围6m(探测器安装在2.5m高),亮度调节:5 Lux～1000Lux;具备延时关灯、关空调的功能。
使用LFA/S1.1对2管制风机盘管进行控制,使用中控电脑设定空调的运行状态和调节温度,吸顶安装6131有人探测器。
i-bus系统还具有动态调整空调运行时间的功能。如果延时功能在程序中设为自动,开闭空调的情况如图,有人探测器探测到有人进入房间后,i-bus系统内部时钟延时一段时间打开空调;当有人员频繁出入房间的时候,空调打开的延时时间自动缩短,从10min缩短到3min,从而提高了房间的智能化和舒适性。
4.5 可视化中央监控
采用ABB公司界面友好,功能强大的WinSwitch可视化监控软件。它是图形化的管理软件,该软件完全支持EIB的标准,并且能够通过图形化的方式对整个系统进行监控管理,能充分地体现出本项目中建筑物的照明回路分布、运行和控制的特点,完美地实施远程监控管理(见图4)。当任意回路的灯具出现故障时,系统可立即自动报警通知管理人员。
4.6 ABBi-bus EI B系统与其它系统的集成
ABB i-bus EIB系统可以通过网关(Gateway)与智能集成管理系统连接,既可以把照明系统的照明状态传送给BA或智能集成管理系统,也可以接受BA或智能集成管理系统的指令来进行各种操作。
ABB i-bus EIB系统提供OPC Server软件,该软件提供EIB标准的网关接口,通过客户化的软件开发,实现与任何智能楼宇管理系统的数据交换。同时在网络物理链路上,ABB i-bus EIB IG/S1.1网关可以实现把i-bus的接口转换成为标准的RJ45接口,即把EIB协议转换成TCP/IP协议,实现了TCP/IP的网络协议连接,即完全可以通过综合布线系统的以太网平台,与智能楼宇管理系统的工作站实现物理链路的以以太网为核心的连接。
5 ABBi-bus EI B系统在安贞医院门诊综合楼中的应用效果
5.1 智能化分时段控制
采用ABBi-bus EIB智能建筑控制系统后,可使建筑物的照明系统工作在全自动状态,系统将按照预先设定好的工作时间段自动切换各公共区域的照明状态。各区域均设有现场控制面板用于工作人员的现场控制,还可节约人员管理费用,提高整个门诊大楼的智能化程度。
5.2 可观的节能效果
医院的门诊综合楼,除了给医生、病人提供舒适的环境外,节约能源和降低运行费用是大家普遍关心的又一个问题。ABBi-bus EIB系统通过合理的管理,根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行照度的设定,用最经济的能耗提供最舒适的照明,保证只有在需要的时候才把灯点亮,或达到所要求的亮度,从而大大降低了能耗。
以安贞医院13层为例,包括门诊大厅约300m2,大小走廊约450m2,开放办公区约300m2(长×宽=32.4m×9.3m),该区的配电箱的照明回路46路,空调回路14路,每路按500W计,每小时的用电量为30kW·h,利用1/3模式(每天工作8h),每天亮1/3时间为1.5h,节约电能为30×1.5×2/3即72kW·h。门诊大楼总共有13层,这样门诊大楼每天节电为390kW·h。按商品用电电费0.95/(kW·h)元计,每年节约超过13万元。安贞医院的门诊综合楼的智能造价大概5a～6a就完全可以收回成本。
5.3 延长灯具寿命
系统可以有效的抑止电网的冲击电压和浪涌电压,使灯具不会因为电网过电压而降低其使用寿命。此外,系统模块具有软启动和软关断技术,避免了灯丝的热冲击,使灯具寿命进一步得到延长,不仅节省了大量的灯具而且大大减少了更换灯具的工作量,有效的降低了照明系统的运行费用,而对于灯具安装困难的区域及昂贵灯具更具有特殊意义。
5.4 提高管理水平,减少维护费用
智能照明控制系统,将普通的照明中人为的开关按钮转换为智能化管理,不仅方便了建筑物管理者能将其高素质的管理意识运用于照明系统中去,而且也大大的减少了建筑物后期的运行维护费用,带来极大的投资回报。
6 结语
采用ABBi-bus EIB智能建筑控制系统,不仅满足了本建筑的灯光环境需要,从管理和维护上也实现了整个建筑照明的智能化要求,有效的保护了灯具,是现代化智能建筑中不可或缺的一部分,也是智能控制国际化的潮流所趋,更具有普遍的现实意义。
参考文献
EIB系统 第3篇
传统的电气安装,是一种主从控制方式,而i-bus智能控制系统则为对等控制方式,且只通过单一多芯电缆替代了传统分离的控制电缆和电力电缆,并确保各开关可以互传控制指令,因此总线电缆可以以线型、树型或星型铺设,方便扩容与改装(见图1)。元件的智能化使其可以通过编程来改变功能,既可独立完成诸如开关、控制、监视等工作,也可根据要求进行不同的组合。与传统安装方式比较,EIB不增加元件数量而实现了功能倍增,从而具有了高度的灵活性。它的开放性更使得不同公司基于EIB协议开发的电气设备可以完全兼容,并为后续公司进入EIB市场提供可能。
EIB系统既是一个面向使用者、体现个性的系统又是一个面向管理者的系统,使用者可根据个人的喜好任意修改系统的功能,达到自己所需要的效果,并可通过操作探测器(如按钮开关等)来控制系统的动作;此外EIB系统还提供基于Windows的软件平台,管理者(如小区物业中心、大楼管理中心、车库管理处等)将安装此套软件的计算机连接至EIB系统即可对其进行控制,从而达到集中管理的功能。
2 i-bus控制系统基本原理
i-bus EIB是一种标准的总线控制系统,控制方式为对等控制方式,总线采用四芯屏蔽双绞线,其中两芯为总线使用,另外两芯备用。所有元件均采用24VDC工作电影,24VDC供电与电信号复用总线。EIB的元器件均为模块化元件,主要分为驱动器和探测器两类,驱动器为标准模数化的元件,采用标准DIN导轨的安装方式,探测器采用标准86盒齐平安装方式。驱动器和探测器可分散安装在建筑物的不同区域,然后使用总线将所有的元件连接起来。每个元件内均有内置的微处理器与存储器,故这些元器件可分别独立工作,任何一个元件的损坏都不会影响系统其他部分的独立工作,因此具有高度的安全性。EIB通讯协议遵循OSI(开放式系统互联参考模型)模型,提供了OSI模型所定义的全部七层服务。由于开关信号的随机性,EIB采用了CSMA/CD(具有冲突检测的载波监听多路访问),通过这种总线访问技术,使得在多个总线元件同时发送信号时不会发生信号丢失并且EIB有自己的优先权定义以保证信号按照一定的次序传送。
3 i-bus控制系统基本结构
ABB i-bus EIB系统结构的性能使系统可以单一使用,也可以综合使用。系统的基本构成是线,多达64个i-bus总线元件设备连接于总线,组成最小总线线路结构。线与线之间通过线路耦合器进行连接,15条线组成一个区域。通过15个区域耦合器,15个区域可以相互连接,从而构成一个完整的系统。ABB i-bus EIB系统最多能够支持14 400个元件。一些总线元件还可以控制多达8个独立的电路。一根线的最大长度为1 000 m,两个元件之间的最大距离为700 m。在实际应用中,如果线长需要超过1 000 m,可采用中继器或光纤连接的方式将线长加以扩展。
EIB协议引入了两种类型的地址:物理地址和组地址。在EIB系统中对于每一个总线元件都分配了唯一的物理地址。它包括了域,线和元件三部分。在这三部分之间用一个点来分开:例如:0.3.53或15.15.62。组地址通过电信号用于多个接受元件之间的通信,这些接受元件构成了一个组。组地址是一个用功能连接的地址,并且不同的级用一个斜线分隔开来。在ETS 1(EIB工具软件)中,它一般分成了两级,主群组和子群组。在ETS 2中,组地址可以分成两级或者三级,主群组,中间组和子群组,例如:14/6/206。最大的组地址为15/2 047或者15/7/255。为了更加清楚地描述一个系统,组地址通常分成三级。这种地址结构使得区别不同的结构区域,比如大楼的不同部分,不同楼层,区别不同的功能区域,比如中央控制,照明,窗帘,供暖,监控或者特殊功能等变得可能。主地址0是系统保留的。
ABB i-bus EIB系统的结构使得系统排列紧密、层次分明,且有利于将来对系统的进一步扩容,真正体现了EIB系统的灵活性,这是传统的布线方式所无法比拟的。
4 ABB i-bus系统在天津河怡花园小区的应用
天津河怡花园小区总占地面积5万余平方米,小区定位为高档居住社区,其中地下车库为一层,建筑面积约为2.67万m2,主要使用功能为地下停车场。ABB i-bus智能控制系统在本小区中主要运用于车库照明及排风系统。
在本车库中,有3个出入口,在每个出入口位置设有值班室,车库共分8个控制区域,每个区域照明箱及风机控制箱内分别设置控制模块,通过i-bus控制总线连接到出入口的3个值班室内进行统一控制。
1)在车流量大与小的时候,分别定时控制不同数量的灯光和排气扇;2)当有车辆驶入或驶出时,自动开启相应区域的灯光,当车辆停靠好或开出车库后,自动关闭灯光;3)在车库繁忙期时,自动开启排气扇,车库闲时自动减少排气扇数量,以达到节约能源的效果;4)与消防联动,当有火警发生时,强行启动应急照明;5)根据车库情况,在值班室通过液晶面板调整各区域的灯光控制;6)-ibus控制系统还具有照明回路电流监测功能,可随时发现报告出现故障的照明回路,便于维护人员及时发现问题、解决问题。
5 ABB-ibus系统的优势
1)低成本。仅通过一条数据总线,所有元件都可以相互交流信息。用户可以根据实际需要将系统调节到最佳控制状态,从而达到降低运行成本的目的。
2)施工方便简单。ABB-ibus系统只需铺设少许的电缆就可以构建一个完整的系统,可节省大量设计和安装的时间和精力。
3)使用性广泛。用户在使用ABB-ibus智能安装系统时,如果想改变操作或功能,不必去改动布线,只需重新安排或补充总线元件、传感器和驱动器,就可以实现新的功能。
4)有效的节约了能源。
5)可扩展性和兼容性。ABB-ibus系统把所有的元件方便地连接在总线上,扩展时只需把增加的元件和总线简单地连接起来,免除了所有复杂的额外接线。此外,系统向上的兼容性使得系统可以与建筑设施的其他管理系统相连接。ABB-ibus遵循EIB共同的标准,不同厂商的产品也可以应用于同一系统。
6)智能化的管理系统。ABB-ibus智能安装系统可记录并统计系统中设备的使用状况、时间及寿命。通过电话系统开启系统中的设备,监测系统中的设备运行状态并能给出错误检测报告依据外界环境的变化做出反应并调节设备的状态,功能的修改只需通过PC软件编程即可。
6-ibus控制系统的前景展望
ABB-ibus EIB智能控制系统及技术,已经得到广泛使用,可以满足现代楼宇的较高要求。在国内,已有很多大中城市的高中档商务楼、办公楼、住宅楼等使用ABB-ibus EIB智能控制系统,随着此类产品需求的增多,可见这种技术会得到很大程度的发展。
参考文献
[1]吴明光.欧洲设备安装总线的研究[J].浙江大学学报,2003,37(2):64-65.
[2]郭栋,王萍.智能建筑有关问题探讨[J].山西建筑,2007,33(5):62-63.
EIB系统 第4篇
智能建筑的发展,首先应满足绿色、节能的要求,智能化、集成化的解决方案是满足上述要求的必然选择。EIB智能建筑环境控制系统主要通过对建筑物内的各种末端电气设备,如灯光、电动窗帘、遮阳帘、风机盘管、AV设备、监视系统、远程监控系统、中央集中监控系统等的智能控制,以实现对建筑物各功能区域的灯光照明环境、遮阳环境、温度环境的最佳集成控制,同时通过与其它系统的联动,如消防系统、楼宇管理系统等,在实现建筑物智能化的同时,达到节能、自动控制,方便使用和高效管理的目的。
1.1 EIB系统原理及结构
由图1可以看出,EIB系统的智能面板开关替代了传统的面板开关。智能面板开关、现场传感器等只与EIB控制总线连接,智能面板开关通过总线发送信号以控制相关的驱动器即执行器,从而实现对灯光等设备的控制。由此可见,EIB系统的结构是全分散型的结构,不需要中央控制器之类的设备,对灯光设备的控制是通过软件编程实现的,面板开关、现场传感器等均属于安全低电压设备,不直接切断强电进行控制,这完全不同于传统的面板开关的控制方式。
1.2 EIB系统拓扑结构
EIB系统的基本构成是线,线与线之间通过线路耦合器进行连接,构成一个区域,区域之间再通过区域耦合器进行连接,从而构成一个完整的系统。1.2.1线
1.2.1线
多达64个总线元件通过总线连接可构成最小的总线结构,称为线。一根线的最大长度为1000m,电源供应器和元件之间的最大距离为350m,两个元件之间的最大距离为700m。在实际应用中,如果线长需要超过1000m,可采用光纤连接的方式将线长加以扩展。
1.2.2区域
通过线路耦合器,最多15条支线可连接成为一个区域,因此,一个区域最多可容纳1564=960个元件。
1.2.3系统
通过区域耦合器,最多15个区域可连接起来,组成一个完整的EIB系统,因此,最多可达1.4万个左右的总线元件可连接在一个EIB总线系统中。总线元件可以是一个控制多达12个独立电路的驱动器或是一个可控制多个回路的面板。这种拓扑结构使系统排列紧密、层次分明,且有利于将来对系统的进一步扩容,真正体现了EIB系统的灵活性,这是传统的布线方式所无法比拟的。
1.3系统元件构成
EIB系统主要由传感器、驱动器和系统元件三部分组成。传感器主要负责发送命令给驱动器模块,常见的传感器包括智能面板、移动探测器、存在探测器、触摸屏、温控面板等。一般以86盒形式安装在各个功能区域的现场,用于工作人员就近本地控制。驱动器主要负责接受并执行系统传感器发送的命令信号,如灯光的开闭、调光数值、温度值、窗帘的位置等,安装于各个楼层或者各区域的配电箱中,一般采用35mm标准DIN导轨安装。EIB系统的每一个传感器和驱动器都是智能元件,内置有微处理器、存储器,控制程序固化于存储器中,所有的传感器和驱动器都由一根总线电缆连接。
2 工程概况
某大型国企总部办公楼是以办公为主的多功能智能写字楼。该项目总规模超过17万m2,东、西主楼为地上26层,每层面积各约2000m2,主要为各类办公、会议用房;附楼为地上11层,主要为各类辅助功能区域,包括多功能厅、高管餐厅、IT机房、美容美发、医疗诊室、员工活动用房等;地下共5层,主要为员工餐厅、车库、机房等。
3 设计依据及系统构思
3.1系统控制对象
该项目整个控制区域包括:东主楼、西主楼、附楼的办公区、会议室、多功能厅、地下车库等各类功能用房。要求采用最先进的控制系统对整个办公楼的灯光、空调进行智能控制,可以实现各公共区域时间自动管理,以及计算机中央监控管理。此外,系统必须具有很强的开放性,可以很方便的与楼宇等上层管理系统进行集成。
3.2系统设计原则
作为现代化的智能办公楼,要求建筑应具有更优越的照明及温度环境、更高的使用效率以及更多的附加值。智能环境控制系统作为整个综合办公楼智能化系统中一个有机组成部分,其预期的功能目标为“舒适的光线和温度环境,节能、高效和便利的管理”。
要实现上述功能,选用优良的环境控制系统是必不可少的,而作为功能日益多元化的办公建筑体,以及结合本项目的远景规划,选用性能优良稳定的控制系统就显得尤为重要。应根据建筑物的规模、使用功能、使用对象以及管理要求等因素综合考虑,从而做出合理的、适应特定工程使用和管理需要的针对性设计,同样地,智能环境控制系统的设计也应遵循这一基本规律。
针对建筑特点,EIB系统中控计算机设于西主楼1层中控室,一是便于调试管理,二则为与BA系统集成提供了便利条件。结合照明配电系统,EIB系统采用了在东、西主楼、附楼每层竖井照明配电总箱设置系统电源、线路耦合器,总箱所带的各功能区域照明配电分箱设置驱动器,根据建筑功能需要设置现场传感器及就地开关的模式。通过总箱内的线路耦合器,每层“支线”连接到竖向“干线”上,竖向“干线”可带若干层EIB支线(即“域”的概念),“域”可通过干线耦合器再进行扩展,最终将东、西主楼、附楼的i-bus总线接至中控室计算机,构成整个系统。
此处需要强调的有三点:
(1)由于一般工程配电箱内开关与EIB元器件的供货商不同,故照明配电箱内的驱动器(配置回路数取决于末端回路统计),系统电源、线路耦合器(部分箱体配置)等在配电箱订货加工前应给出明确模数,以便预留适当空间便于上述元器件的后期安装接线。
(2)由于EIB系统中的各类驱动器本身没有对线路的保护功能,故设计时配电箱内驱动器的额定电流应与与之对应的微型断路器额定电流相匹配,即微型断路器额定电流应不大于驱动器额定电流,对末端线路及驱动器起到有效保护的作用。
(3)不同于传统一个照明回路可分为多个控制支路的配电方式,EIB有其系统灵活多变的优势,同时也避免不了配电箱出线回路数量较传统配电方式明显增多、配电箱体积庞大的弊端。故从电气设计的角度出发,在设计照明配电系统的同时,应充分考虑区域配电分箱深入负荷中心的原则,这样既可以有效地节省末端照明回路的导线长度、降低施工难度,同时也缩短了现场传感器与配电箱内的驱动器之间的距离,有利于系统的控制效率。综上所述,化整为零的照明配电箱设置原则,兼顾了EIB灵活多变的控制方式与节省出线线缆的环保理念,同时,配电分区的明确、细化也给施工和日后维护管理提供了便利性,对单层面积较大、功能分区复杂的建筑不失为一种好的方法。
4 EIB的控制内容
本项目中,EIB系统主要是对各公共区域的灯光照明、风机盘管、窗帘等进行智能化控制,其主要分为开敞办公区、高管办公室、会议室、公共走廊、合用前室、疏散楼梯间以及地下车库的控制。下面结合EIB的功能特点详细介绍该系统在各典型区域的应用方式及效果。
4.1开敞办公区的控制
办公区智能环境控制系统对照明和风机盘管进行控制,可以实现单回路控制、组合回路控制、分区控制等。工作人员可以利用安装在现场的面板,也可在中控室控制整个办公区的照明和空调系统。在办公区配置存在感应器,智能照明控制系统自动地做到:单个控制区(或一个柱网内),人在,灯、空调开,人离,灯、空调关。控制方式采用大厦中控室集中控制、时间控制、就地面板控制及配电箱内手动相结合的方式,部分重要场所配有遥控器。
需要说明的是,目前一般的公共建筑均为框架结构,以跨度8.4m或9.0m者居多。开敞办公区作为一种建筑功能分区,有其典型性。利用存在感应器进行环境控制,在感应器的选择上应考虑以下两点:
(1)开敞办公区内一般分区较为模糊,没有必要细化分区,可考虑以每跨为单元分列布置灯具、存在感应器,故感应器宜选用探测半径较大者,以其半径可覆盖整跨为宜,以方便实现按跨度控制同时节省投资。
(2)存在感应器同时应具备多层探测区域,多个反光簇。在两个感应器探测范围交叉处,可现场遮挡反光簇。
4.2高管办公室的控制
高管办公室使用带有恒光调解器的存在感应器与荧光灯调光驱动器相配合进行恒照度控制,根据房间面积,这里所需要的存在感应器可以选择探测半径较小者。当室内光线照度超过设定的500lx,系统调暗或关闭荧光灯回路,始终将室内的照度保持在500lx;当夜幕降临荧光灯自动开启,并通过调光器始终将室内的照度保持在500lx。对空调的风机盘管控制待定,可采用温控面板,进行温度检测、显示、风速控制。电动窗帘可采用触摸屏及遥控器控制。智能环境控制系统自动地做到:上班时间段内,人在,灯、空调开,人离,灯关、空调控制室温自动上升1℃～2℃;下班时间段内,人在,灯、空调开,人离,灯关、空调关。控制方式可采用触摸屏、遥控器及配电箱内手动。
4.3 会议室、多功能厅等的控制
门口安装移动感应器、面板开关及配电箱内手动。灯光控制和会议系统的投影仪、幕布、窗帘等可进行联动,当需要播放投影时,会议室、报告厅的灯光能自动的渐渐变暗,幕布自动下降、窗帘自动关闭;关掉投影时,灯光会自动柔和地开启,同时幕布收起,窗帘打开。系统设置不同的场景控制方案,控制方式可采用触摸屏、遥控器和墙面上的控制面板。
可以在会议室主席台位置安装液晶触摸屏,可以通过触摸屏的图形化界面对会议室内各受控设备进行灯光及AV联动场景,如会议场景、放映场景、讲演场景、休息场景等。
4.4公共通道/电梯厅的控制
公共通道和电梯厅的灯光可以采用定时与移动感应相配合的方式进行控制,风机盘管采用定时控制。白天人流量大的时段内开启全部的灯光,下班后或节假日关闭大部分灯光,同时启用移动感应器,做到人来开启相应区域的灯光,人走灯灭,最大限度的节能。
现有的移动感应器产品探测范围多为180o(半圆型)、270o(多用于外墙角)两种。从设计角度出发,走廊等狭长公共区域的移动感应器应选择探测半径大者,宜安装于走廊开门较多的一侧,这样可以尽量避免移动感应器的探测范围覆盖开着门的房间。
采用移动感应器对公共通道照明进行控制还有意外的收获当有非法入侵时,满足安防视频监控系统对照度的要求。
此外,系统也可与消防联动,在出现消防报警信号时,可实现公共区域灯光强切或强点功能。
4.5 复印间、吸烟室、卫生间等的控制
复印间、吸烟室、卫生间等场所灯光、排气扇采用移动感应器控制,不设就地开关,风机盘管采用定时控制。实现人来,灯开、排气扇开;人离,灯关、排气扇延时关。
4.6 合用前室、疏散楼梯间的控制
合用前室、疏散楼梯间灯光采用移动感应器控制,不设就地开关,照明配电回路每隔几层竖向连接。实现人来,上下相关层灯开;人离,灯延时关。
同时与消防联动,在出现消防报警信号时,实现灯光强点功能。
4.7地下车库的控制
车库采用控制中心定时控制及配电箱内手动的方式进行控制,同时达到节能的目的。
4.8电流检测
系统可以对任意回路的灯进行电流监测,当回路中的灯具出现故障时,中央监控电脑上立即出现报警信息,并立即通知管理人员进行维修更换,从而大大提高管理效率。
4.9 EIB系统与其它系统的集成
EIB系统可以通过网关(Gateway)与智能集成管理系统连接,既可以把照明系统的照明状态传送给BA或智能集成管理系统,也可以接受BA或智能集成管理系统的指令来进行各种操作。
5 EIB系统的应用效果
5.1智能化多场景设置
采用EIB智能建筑控制系统后,可使建筑物的照明系统工作在全自动状态,系统将按照预先设定好的工作时间段自动切换各公共区域的照明状态。各区域均设有现场控制面板用于工作人员的现场控制。
5.2可观的节能效果
现代化的办公建筑,除了给员工提供舒适的环境外,节约能源和降低运行费用是业主们普遍关心的又一个问题。EIB系统通过合理的管理,根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行照明、空调状态设定,采用现场传感器,用最经济的能耗提供最舒适的照明、温度环境,保证只有在需要的时候才把灯点亮,启动风机盘管,或达到所要求的照度、温度,从而大大降低了能耗。
5.3延长灯具寿命
系统可以有效的抑制电网的冲击电压和浪涌电压,使灯具不会因为电网过电压而降低其使用寿命。此外,系统模块具有软启动和软关断技术,避免了灯丝的热冲击,使灯具寿命进一步得到延长,不仅节省了大量的灯具而且大大减少了更换灯具的工作量,有效地降低了照明系统的运行费用,而对于灯具安装困难的区域及昂贵灯具更具有特殊意义。
5.4 提高管理水平,减少维护费用
智能环境控制系统,将普通的建筑设备末端控制中人为的开关按钮转换为智能化管理,不仅方便了建筑物管理者能将其高素质的管理意识运用于环境控制系统中去,而且也大大的减少了建筑物后期的运行维护费用,带来极大的投资回报。
6 结束语
采用EIB智能建筑控制系统,不仅满足了现代化智能办公建筑复杂多变的环境需要,从管理和维护上也实现了整个建筑照明、空调等的智能化要求,有效的保护了灯具,是现代化智能建筑中不可或缺的一部分,也是智能控制国际化的潮流所趋,更具有普遍的现实意义。
参考文献
[1]中国建筑设计研究院机电院,全国智能建筑技术情报网.智能照明控制系统设计及安装图集[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
EIB系统 第5篇
近年来, 随着国民经济的高速发展, 高科技和信息技术的广泛应用, 人们对住宅和工作环境更加舒适、智能和高效节能的要求越来越高。同时国家大力推进“绿色建筑、节能建筑、智能建筑”的新标准, 不断加大政策倾斜力度, 支持智能家居、智能建筑、新能源、信息技术发展。国家在“十二五节能减排综合性工作方案”中提出, 到2015年, 我国万元国内生产总值能耗相比2010下降16%, 目标强制执行。在社会总能耗中建筑能耗占40%左右, 实施建筑智能控制可降低能耗20%~40%, 国家及各级政府对该产业给予重点扶持。
基于这些政策、市场、技术情况, 本文提出了一种全新的采用国际标准技术和协议的能源管控系统, 可以用于公共建筑能效管控, 所包含产品可以与国外同类技术标准产品兼容, 打破了国内楼宇智能控制市场被国外产品垄断的局面, 还具备海外市场销售的条件。
2 系统技术基础
项目主要涉及了KNX、En Ocean、DALI三大技术。
2.1 KNX/EIB技术
KNX标准是唯一全球性的、开放型住宅和楼宇控制标准, 已经被批准为欧洲、国际、中国、美国标准。标准包括TCP/IP、TP (双绞线电缆) 、RF (射频) 等介质的通讯协议技术。
KNX技术之所以得到国际广泛应用的原因主要有三点:
第一是采用弱电载波方式, 把通信信号耦合在24V系统电源上, 采用弱电控制强电的方式, 具有操作安全、布线简单、布线施工后逻辑可以任意编程的优点。KNX系统控制原理如图1所示。
KNX第二个特点是采用域、线路、设备三层拓扑网络架构, 每个设备都有单一的物理地址, 域和线路取值0~15, 设备取值0~255, 则一个网络结构最多可配置1515256=57600个设备, 并可以用线路耦合器用于总线隔离和信号驱动, 可以满足大型控制系统。KNX系统拓扑如图2所示。
KNX/EIB技术之所以能够在全球得到广泛应用, 其主要原因是协议的开发性、通用性, 各家产品只要遵循协议和数据结构要求, 就能做到不同厂家的产品直接兼容使用。协议栈的实现原理是采用对象和组的操作方式, 采用地址表、关联表把功能和组对象关联起来。
2.2 自获能En Ocean无线技术
En Ocean技术能够从光、热、电波、振动、人体动作等自然界环境获得微弱能量驱动无线设备正常运行, 无需外部供电, 采用868MHz频段, 传输速率为125kbps。工作原理如图3所示。
2.3 数字调光DALI技术
DALI数字化可寻址调光接口协议是目前国际上应用最广泛的面向三基色荧光节能灯照明控制的通信协议, DALI系统由一个主控节点和64个独立寻址的从控节点组成, 从控节点可分成16组, 统一从控节点可分在不同的组中, 每个从控节点最多可设定16种照明场景, 提供单控、组控和场景设置等功能, 具备系统装置工作状态反馈机制。系统结构如图4所示。
3 系统架构设计
系统由传感执行层、网络层和应用层组成。传感执行层支持KNX、En Ocean、DALI等协议, 包括各种传感器、执行设备;网络层采用上述协议和以太网的两层架构, 包括家庭主机、各种网关、OPC接口等;应用层为建筑能效管控系统软件。系统结构设计考虑模块化、开放性、集中控制和独立运行相结合等因素。传感和执行设备基于KNX、DALI、En Ocean技术, 各模块可以脱离家庭主机实现设备独立和设备之间关联逻辑联动, 同时也可以通过各种终端软件经主机进行集中和远程控制, 这样就确保了系统的双重稳定性, 即使主机出现问题, 能效管控系统也可以使用。
4 系统功能组成
本系统可以适用于大型公共建筑楼宇, 公共建筑楼宇侧重节能, 在进行系统功能设计时充分考虑这个领域的需求以及发达国家的发展现状和趋势, 采用有线和无线结合的功能模块化的设计思路。
从传感执行层、网络层、应用层分别来说明。
(1) 传感执行层
传感执行层包括系统各种传感输入和驱动负载的执行器, 数据传感输入不但是用于系统功能的实现, 也可以通过网关和网络上送区域级别的物联网络。考虑到各种应用环境和客户需求, 系统可以接入KNX/EIB总线的传感器或者是通过网关接入Zig Bee和En Ocean无线传感器。传感设备实现温度、光照度、人体移动、门窗位置、开光位置、风向、雨量、智能面板等信息的采集。执行层设备包括对三基色荧光灯的DALI调光, 各种灯具的开闭和调光控制, 窗帘、卷帘、百叶窗等开闭和角度控制, 对风机盘管和分体空调的通信方式和红外控制。传感输入和执行输出可以逻辑绑定, 由应用层采集传感信息, 实现对执行设备的控制。采用KNX/EIB总线的好处在于设备之间可以实现组对象编程和控制, 即使脱离控制主机也可以保障系统稳定运行。
(2) 网络层
应用层和传感执行层的功能实现需要网络层的信息传输。网络层包括KNX/EIB、En Ocean、以太网、Wi-Fi, 其他传输协议和物理介质如Zig Bee等需要通过网关设备转换成网络层可以识别的协议和介质。KNX/EIB总线为信号耦合在总线电源的工作方式, 所以网络需要电源模块提供电源和信号载体。网络层最重要的设备是主机, 它实现系统内的信号采集和控制及系统就地和远程控制, 达到各种网络之间的转换、各种子系统功能的接入和控制。
(3) 应用层
应用层包括应用于平板电脑、智能手机、台式电脑上的集中控制软件, 考虑到各种年龄和文化层次的用户群, 控制软件采用直观的图形和房型结构图方式, 各种交互设计基本实现“傻瓜化”操作。操作软件可以支持Windows、Andriod、Mac OS X等操作系统, 并且方便调整屏幕的尺寸和分辨率。应用层还包括OPC接口软件, 用于把系统接入小区物业、社区管理系统、能源管理、酒店PMS等外网系统, 提升智能系统的客户使用价值。
5 系统主要技术实现
5.1 KNX/EIB技术实现
KNX标准的核心技术是基于各种物理介质的协议栈, 其中基于TP介质的协议栈架构如图5所示。
虽然KNX是开放的国际标准, 但是协会提供的标准文本很简略, 很多细节需要自行不断摸索和尝试。另外, 由于模块从总线取电, 电流不能太大, 模块都采取低功耗设计, 处理器也只能选择功耗和资源相对较低的类型。在资源受限的情况下, 实现完整的协议栈, 同时还要保障系统的响应迅速, 对整体的程序架构设计、程序运行效率都有很高的要求, 以上这些都是技术实现的难点。
KNX (TP) 协议栈主要包含物理层、链路层、网络层、传输层、应用层。具有应用接口、配置和管理、虚拟内存等功能。
物理层是基于不同的物理介质, 为设备提供接入KNX/EIB系统的物理实体。
KNX技术可以基于TP (双绞线) 、RF (射频) 、PL (电力线载波) 、以太网等物理介质, 但是目前主流的还是基于TP的方式, 本系统也是基于该种物理介质。本系统设备采用FZE1066接口芯片实现物理层, 物理层的主要功能包括物理层的初始化和关闭、报文发送和接收、ACK/NACK反校位处理等。物理层信号采用中断的方式进行采集。
链路层主要实现在网络实体间发送信息以及建立、维护和释放数据链路连接。链路层会检测差错并提供纠错功能, 但不能对纠错的上报给网络层。链路层提供访问物理层的方法, 并处理发送的访问信息优先顺序。链路层可以使用流控制来管理信息发送率并使用序列号方式来管理数据链路服务单元的排序。链路层提供对数据链路地址的识别, 并向网络层提供其请求的服务结果。该层采用状态机的方式来管理上下层之间的数据交换状态。
网络层实现传输实体, 独立于路由和网络段的拓扑结构, 基于状态机控制实现传输层和链路层之间的数据传输, 但向传输层屏蔽了如何使用底层资源来提供网络服务的细节。将链路层报送的错误和网络层发送的协议错误上送给传输层, 提供对网络地址的识别, 并可以向传输层提供其请求的服务结果。
传输层提供应用层实体数据的透明传输, 并使其不必考虑实现可靠数据传输的具体方法。传输层可以提供五种不同的通信模式:点对多点、点对域、点对所有点、无连接点对点、面向连接点对点等。面向连接的实现组数据传输, 无连接的可以实现功能数据的传输。
应用层实现了KNX/EIB设备应用进程访问总线通信资源, 每个设备应用进程以应用实体代表其对等层。应用实体包含一个用户元素和一组应用服务元素, 应用服务元素可以相互调用并在服务上执行其功能。应用层为应用进程提供应用服务, 在不同设备间的应用进程通过通信模式进行相互操作。不同的通信模式决定了提供的应用层服务, 一个应用层服务不为未被制定的通信模式应用。
对于一个KNX/EIB设备, 内部各层之间的工作原理如图6所示。
数据在物理层和应用层之间上下逐层传输, 每层数据独立, 为了保证数据之间的传输可靠性, 各层采用状态机机制来表示当前层的状态, 并根据当前状态按照预定的机制运行服务功能。协议包含链路层状态机、网络层状态机、传输层状态机、下载状态机等。
KNX/EIB设备之所以能实现让各个厂家的产品兼容使用, 根本原因是采用组对象机制, 协会统一规范了组对象结构, 任何厂家采用这一标准就能与其他厂家产品进行互联。KNX设备的进程模型如图7所示。
组对象代表一种功能组, 对象被分配到许多设备, 每个设备可以用于组对象的发送和接收, 并可以包含众多组对象, 每个对象被赋予一个或者多个组地址, 并属于同样或不同的组。每个组有一个全网络范围唯一的组地址, 组地址应通过传输层映射到本地组索引, 组索引对应设备唯一的通信服务。应用层通过关联表将组索引映射到应用层服务点, 这样就完成了通过组对象关联应用层服务的过程。
5.2 数字调光DALI技术实现
DALI技术的核心是调光镇流器、DALI协议、调光镇流器和荧光灯的状态反馈。协议本身是国际标准, 这里不做阐述, 主要说明调光和状态反馈的实现原理。
调光电子镇流器的结构如图8所示。
DALI系统从控节点控制单元和主控节点可进行通信, 容易进入工作状态, 但无法得到调光镇流器和荧光灯的状态, 因为它们和主控节点没有直接通信, 所以主控节点只能通过从控节点微处理器的检测间接取得。从控节点微处理器通过检测灯电流和灯电压获得镇流器和荧光灯的状态, 再经DALI接口反馈回主控节点, 实现DALI照明控制系统的三状态反馈控制, 因此, 大大提高了DALI系统的可用性。
5.3 自获能无线En Ocean技术实现
自获能En Ocean无线技术的核心包括协议栈和能量收集电路, 其中协议栈结构如图9所示。
En Ocean协议栈具有一个模块化架构, 功能被归类于多个软件模块上, 每个模块有自身的功能和参数, 可以通过在上层应用从模块中调用这些功能以实现各软件模块与应用程序的链接。例如:某个应用不需要UART通信功能, 则可以不初始化UART通信模块, 该模块也不会链接到应用中, 这样可以获得更多可用的RAM和FLASH使用。
(1) Dolphin API接口
Dolphin API的软件模块可以通过EO3000I_API.H接口来访问。大部分软件模块是独立的, 某些核心软件模块是不能通过应用直接访问的, 如Scheduler、中断处理程序。其他的软件模块可以通过自身的一个接口被应用直接访问。每个应用可访问的软件模块都有两类接口:初始化接口和功能接口。
(2) ESSL层
ESSL层包含了Scheduler、电能管理、串口和无线协议栈以及外围部件的操作。Dolphin API不执行典型的KERNEL架构。Dolphin API和KEIL库对象的关联是在编译应用时完成的, 因此是没有KERNEL和user space separation。同样没有内存管理, 软件模块的内存分配在编译时完成。
(3) HAL层
HAL层 (硬件抽象层) 是库的最底层, 它直接与最底层硬件交互。HAL层是En Ocean硬件平台的抽象化体现。
协议栈由En Ocean联盟制定, 各个厂家依据统一的数据格式开发产品, 可以实现各厂家产品兼容使用, 每个设备具有全球唯一的ID, 便于实现物联网数据信息采集。最新的EEP2.1协议还增加了加密措施, 保证无线环境下使用的安全性。能量收集电路如图10所示。
为了能在没有电源供应的情况下实现快速启动和长时间运行, 在能量收集电路中集成了一个小电容C1用于快速启动, 和一个大电容C2用于长期储能。在初期C1和C2内没有电能, 通过自获能, 如太阳能给C1充电, C1的电压可以快速上升到Enocean芯片需要的工作电压并提供足够的电能启动芯片工作, 启动后芯片将会打开大电容C2的充电回路, 使多余能量储存在C2中, 持续储能;当外界环境不能提供足够能量给C1时, C2将储存的电能提供给C1进而维持芯片工作, 当外界环境再次提供足够能量时, C2再进行储能。如果外界环境能量供应长期处于不足的状态, C2电压低于芯片的启动电压, 芯片将自动切断给C2的充电回路以及C2给芯片的供电回路, 避免C2电容的过度放电而影响电容容量和寿命, 同时保证下次从外界环境获能时可以快速启动和储能。
6 结束语
本系统采用基于KNX/EIB、En Ocean、DALI等国际标准技术和分层架构的设计思路, 并支持总线控制和无线传感及控制, 可以满足各种公共建筑能效管控系统要求。相对其他控制系统而言, 本系统的优点在于:
(1) 采用国际主流的通用标准, 可以做到和其他厂家的产品无缝兼容, 提升系统的集成能力和客户选择范围及应用价值。
(2) 因为采用自获能无线技术, 所有传感和控制设备无需额外供电, 采集环境能量驱动设备运行, 避免常规无线产品需要单火线取电和更换电池的麻烦, 特别适合家居的无线部署和大型公共建筑的后装应用。
(3) 采用主机控制和模块相互之间逻辑关联的两种控制方式, 双重保障了系统的可靠运行。
摘要：本文所阐述的智能控制系统遵循多种国际标准协议, 融合物联网和智能电网配电技术, 系统由传感执行层、网络层和应用层组成。传感执行层支持KNX、EnOcean、DALI等协议;网络层采用上述协议和以太网的两层架构;应用层为建筑集中和智能终端控制软件。系统功能包括灯光、遮光/百叶窗、供暖、新风、空调、智能家电、能耗监测等就地和远程控制, 可广泛应用于公共建筑能源管理系统。
关键词：KNX/EIB,EnOcean,DALI,楼宇和家居控制,无源无线
参考文献
[1]CENELEC EN50090and CEN EN13321-1:Home and building electronic systems (HBES) .Standardization structure
[2]控制网络HBES技术规范住宅GB/Z20965-2007和楼宇控制系统
