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智能家居总线研讨

发布时间:2018-12-29 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    智能家居总线研讨作者:未知   【摘要】:智能家居是未来家庭生活的发展趋势,阐述了智能家居的基本观念,说明了智能家居中的总线技能的特点和意义,对照了几种主要的总线技能,指出了项目研讨的重点。
  【关键词】:智能家居;总线;对照;特点
  中图分类号:TP393.13 文献标识码:A 文章编号:1002-6908(2008)0410059-02
  
   智能家居是现代社会最热门的话题之一,它的指标是通过网络等信息通讯技能手段实现对家居电器等的智能抑制,使其可以按照人们的设定事务运行,而不论距离的远近。智能化与远程抑制是智能家居的两大特点。目前,已经有越来越多的机构和个人起初了对智能家居的研讨。
  
  1. 智能家居的观念
  
   智能家居(Smart Home)是以家为平台,兼备建筑、自动化,智能化于一体的高效、舒适、平安、便利的家居环境。家居智能化技能起源于美国,最具代表性的是X-10技能,通过X-10通讯协议,网络系统中的各个设备便可实现资源的共享。因其布线大略、功能灵活,扩展容易而被人们广泛接受和应用。至今,X-10技能产品的销售已超过两亿个,仅在美国一个国家,便有超过600万个家庭在使用。自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑,相反,成了帮助主人尽量利用时间的工具,使家庭更为舒适、平安、高效和节能。
   随着网络技能的发展,特别是无线网络的发展,网络化智能家居系统可提供遥控、家电(空调,热水器等)抑制、照明抑制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电话远程抑制、可编程定时抑制及计算机抑制等多种功能和手段,使生活更加舒适、便利和平安。
  
  2. 智能家居中的总线技能
  
   要实现家居的智能化,就必须实现家居的网络化,使家居内的大局部电器设备可以通过一定的方式连入网络,从而实现这些设备的远程抑制和自动抑制。家居电器的上网实质是网络最终接入的1公里之内的问题,此类问题要求网络可靠性高、信心量少,多个设备之间的互操作性强。就智能家居而言,如何把结构和本能不一的电器设备接入网络,如何可以实现这些设备的相互通讯是在构建智能家居时主要考虑的问题,所以说,智能家居的关键技能其实便是网关技能和总线技能。文章主要讨论的是其中的总线技能。
   总线技能在智能家居行业当中,目前能够算是应用最为广泛的一种技能手段。在总线技能下生成的智能家居系统,最大的特点是具有可扩展性,工程安装也不是很复杂。由于科学技能的不时发展,新生成许多总线协议下的智能家居系统的价格也不是很高,目前市场的销售情况也很不错。
   智能家居中的现场总线抑制系统通过系统总线来实现家居灯光、电器及报警系统的联网以及信号传输,选取分散型现场抑制技能,抑制网络内各功能模块只需要就近接入总线 即可,布线对照方便。一般来说,现场总线类产品都支持任意拓扑结构的布线方式,即支持星型与环状结构走线方式。灯光回路、插座回路等强电的布线与传统的布线方式完全一致。"一灯多控",在家庭应用对照普遍,以往一般选取"双联"、"四联"开关来实现,走线复杂而且布线成本高。若通过总线方式抑制,则完全不需要增加额外布线。是一种全分布式智能抑制网络技能,其产品模块具有双向通讯能力,以及互操作性和调换性,其抑制部件都能够编程。典型的总线技能选取双绞线总线结构,各网络节点能够从总线上获得供电(24V/DC),亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通讯,最高的信号传输速率和系统容量则分辨为10KBPS和4G,完全可以满足现代智能家居的需要。
  
  3. 主要的总线技能对照
  
   目前,国际上家庭总线的标准主要有以下几种:前述的X-10,日本的家庭总线(Home Bus),欧洲标准安装总线(EIB)和BatiBus,美国Echelon公司的LonWorks,HP公司的IRDACONTRAL等。其中,最受业界关注,应用最广的是X-10、LonWorks和消费总线(CEBus)这三种。
  
   3.1 X-10技能
   X-10技能是世界上最早出现的,也是最大略的智能家庭网络系统,它的出现标志着家居智能化技能的成熟。在智能家居20多年发展过程中,X-10技能得到了极大的应用。它在美国的发展已经25年的历史了,到目前为止美国的X-10用户已经达到1000万以上,X-10抑制规格已成为当今美国家庭自动化抑制规格的主要领导者。欧洲版的X-10发展也非常迅速并得到普及,渐渐的,这一技能起初进入亚洲。能够说,X-10是二十世纪最具代表性的家庭智能自动化产品。
   X-10选取电力线作为其网络通讯介质,系统中的各个设备直接挂在电力线上就能够相互通讯,X-10技能基于X-10协议,由发射器发出X-10抑制信号,通过现有电力线网转输X-10信号到接收器,然后由接收器再对各灯具、用电器等用电设备进行抑制。
   但X-10选取的是电力线通讯方式,容易受到干扰,系统的抗干扰本能对照差,且寻址空间小,对模拟量支持不够,只可提供相当有限的功能。如果只要求这些有限功能,使用X-10可能是很合算的,但在需求日益丰富的今天,X-10有逐步被取代的趋势。
  
   3.2 LonWorks
   LonWorks是美国Echelon公司于1991年推出的,LonWorks技能为设计、创建、安装和维护设备网络方面的许多问题提供解决方案:网络的大小能够是两个到32385个设备,并且能够适用于任何局面。LonWorks提供从收发器到协议到软件API的一个完整的、端到端的抑制网络解决方案。
   LonWorks网络中设备的通讯是选取一种称为LonTalk的网络标准语言实现的。LonTalk协议由各种允许网络上不同设备互相间智能通讯的底层协议组成。LonTalk协议提供一整套通讯服务,这使得设备中的应用程序可以在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址,或其他设备的功能。LonWorks协议可以有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送,以提供规定受限制的工作处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具可以通过网络和其他设备相互作用,这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、汇报网络问题和启动/中断/复位设备的应用程序。LonWorks能够在任何物理媒介上通讯,这包括电力线,双绞线,无线(RF),红外(IR),同轴电缆和光纤。
   LonWorks也有其弱点,主要是价格太高,光电开关的体积太大,对此,Echelon公司开发了一个智能型收发器--PL3120芯片组,其中整合了Echelon公司的PLT-22电力线实体层和8位的Neuron芯片核心,这使得LonWorks被越来越多的高级建筑所选取。
  
   3.3 CEBus
   消费总线(CEBus)起源于1984年美国电气工业协会的消费电器小组制定的家电互联的规范,1992年,它被正式发布命名为CEBus规范(EIA600)。消费总线出现后,迅速得到IBM、HONEYWELL、MICROSOFT、INTEL-LON、DEMOSYS、LUCENT、PHILIPS、SIEMEMTS等国际著名公司的支持,在智能住宅和住宅自动化领域具有举足轻重的影响。
   消费电子总线网络拓扑结构能够是总线型、星型、树型或混合型。总线中的每个节点的地位是平等的,不需要一个主控设备。对于多节点竞争访问网络资源的解决方法是选取冲突检测和冲突解决,网络中各节点的抑制关系通过绑定来实现,从而使整个家庭中的电器系统能成为一个智能的总体。
   参照ISO的网络协议建议书,消费电子总线可划分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。CEBus在应用层定义了一种面向对象的、严格的设备描述语言CAL(Common Application Language),简称公共应用语言,其内容涵盖了家庭中可能拥有的家电。公共应用语言选取了面向对象的方法,把任意一个家电设备按照功能分解成几个预定义的对象模型。在面向对象的编程语言中,一个对象由数据和操作这些数据的函数组成。在消费总线中,这些对象也由数据(称为实例变量)和操作(称为方法)组成,不同的设备能够选取相同的对象,用相同的方法操作,然而抑制结果随设备的不同而有不同的意义。
   CEBus以其简便的协议、日臻完善的技能正日益成为消费电子设备互操作的企业标准,CEBus通信的低层功能已实现了芯片化,所以接入设备对照便宜。目前,市场上此类芯片有LM1893、ST7536、SSC-P485、CEWay-Ⅲ等。随着载波通信技能的进一步成熟,CEBus将在仪器仪表、家庭自动化、智能楼宇建设、智能小区建设以及工业厂区建设中得到更为广泛的应用。但由于CEBus接口技能对照复杂,价钱相当昂贵,因此CEBus在中国的应用也不多见。
  
  4. 小结
  
   随着信息技能的高速发展,智能家居技能越来越受到人们的关注,是现代网络技能研讨的重点之一,而利用总线技能来实现智能家居又是智能家居技能发展的重要方向。文章中介绍的几种主流总线技能都有各自的特点,就本项目而言,LonWorks网络是一个不错的选择,是我们以后研讨的重点方向之一。
  
  参考文献
   [1] http://www.it4479.com/dispid34606.html
   [2] http://www.echelon.com.cn/products/lonworks/lonworks.htm
   [3] 张振川, 孙琳琳. 基于CEBus的家庭局域网络物理层研讨[J]. 计算机工程与设计, 2004(25)2.
   [4] 娄嘉骏, 吴明光. 基于消费总线的嵌入式家庭网关的设计[J]. 浙江大学学报(工学版), 2004(38)4.
   基金项目:湖北省教育厅重点项目(D200619006)。

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