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ApBus智能家居系统

发布时间:2018-05-09 11:32:00 文章来源:未来智库    
    目前在我国家庭自动化的概念已开始为人们所接受,家庭自动化(HA)正在悄悄兴起,一些欧美著名的家庭自动化标准,例如LonWorks、CEBus和X-10等都先后被业界的先驱们介绍引进,对我国在该领域的技术发展起有了积极的推动作用,有些亦事实上成为我国在HA方面的标准。与此同时,我国有不少机构和厂家亦积极参与,并提出了许多有建设性的构想,并推出相关的产品,使系统集成商们和广大的用户都有了更多的选择,逐步形成一个百花齐放的局面。“ApBus智能家居系统”是本着功能全面、外型美观、经济实用和人性化的理念推出的,适合世界潮流发展的新一代智能家居系统。
    
    一、ApBus技术简介
    
    ApBus 是一种分布式控制网络通讯协议,它采用普通双绞线为通讯介质,结合低压直流馈电/信号混合传输技术、无极性通讯技术和多节点无冲撞随机数据访问技术,使得所有的ApBus兼容的产品都可以实现无拓扑逻辑限制的网络连接。ApBus总线独到的解决了很多技术难题,例如信号与直流混合传输问题、无极性接驳问题、混合拓扑布线问题、信号优先权问题、无屏蔽工频干扰问题等等。
    ApBus 总线与 LonWorks 一样,同是全分布式、无主从结构的总线系统,都具有双向通信能力,各总线接点可以从总线上获取电流供应,亦可通过总线实现节点间的无极性( Polarity Insensitive )、自由拓扑逻辑总线互连( Free Topology Wiring )与通信,两者都具备互操作性( Interoperabilit )和互换性,其信号编码方式也很相似,都称为曼切斯特( Manchester-Like )方式。但是 ApBus 总线的电压比较低,同时它采用了无变压器耦合的收发器,且收发器电路比 LonWorks 简单,体积更小,成本更低,因为 ApBus 通信协议有较高的通信效率,而且采用了独有的无冲撞数据通信专利技术( CSMA/CF )和“听者可编程技术”,使 ApBus 的通信效率得到进一步提升,完全满足控制的要求。
    “听者可编程” 技术无疑是ApBus的一个特色,它是怎样工作的?这里我们对ApBus的“听者可编程”理论作一个简单的介绍。首先,我们来了解一下“讲者可编程”系统:
    LonWorks通常把节点分为两大类,即讲者(Announcer,简称A,广义上亦称为传感器)和听者(Listener,简称L,广义上亦称为执行器),在下图中a是讲者,b是听者,c和d既是听者又是讲者。LonWorks的地址编码较为复杂,有物理地址(Neuron_ID),亦有逻辑地址(Domain,Subnet,Group),有源地址(Source),亦有目标地址(Destination)。我们假设a有一个按扭输入(讲者,传感器),b有一个继电器输出(听者,执行器),当a按钮按下时b继电器动作。根据LonTalk协议,a会送出一个数据包,内含b的地址及事先定义的指令,以令b可进行指定的操作。在该例中,a是讲者,是主动一方;b是听者,是被动的一方,b只能按a的指令行事,如果要让b执行不同的操作,a必须发出不同的指令。同样地,如果a要控制更多的节点,原则上亦要发出更多的指令,以实现对不同对象(听者)进行不同的操作。一句话,系统功能编程是针对a来进行的。 这样的系统我们称之为“讲者可编程”系统。
    作为一个通用的控制总线技术,“讲者可编程”理论同样适用于ApBus,但ApBus同时兼容了“听者可编程” 协议,并实现了相应功能,使ApBus的效率和灵活性都得到进一步的提升。下图是根据“听者可编程”理论简化出来的逻辑结构图。我们发现在“听者可编程”系统中,系统逻辑结构较为简单。为了方便描述,ApBus亦把节点分为听者(L)和讲者(A),不过由于系统并未定义目标地址,因此数据会送到每一个节点,ApBus总线系统在逻辑上是一个整体。由于不分组(Grouping)以及系统没有需要由用户设定的逻辑地址,节点的身份则主要由工厂预设的代码(Node_ID)来区分和识别。假设a是按扭输入(讲者),b、c、d是执行部件(听者),当按钮按下时,a会送出一个带有自身身份代码的数据包,b、c、d以及其它总线节点都会同时收到该数据包并同步执行各自不同的动作。
    
    ApBus系统结构逻辑图
    在像LonWorks那样的讲者可编程系统中,如果要让不同的“听者”同时执行不同的操作是不可能的,它必须针对每一个不同的“听者”发送不同的操作指令。但在ApBus听者可编程系统中,这个问题并不存在,也就是说该系统可以让不同的 “听者”同时执行不同的操作。在听者可编程系统中,a所送的数据是固定的,它不是一个真正的指令,它代表的是一个事件的发生(例如按钮被按下),至于该事件会引致系统怎么样的反应并不是a所要考虑的事情。a的职责是,将该事件以独有(即唯一)的数据的方式传送到总线之上,再通过总线将该事件(数据)通知总线上的所在其他节点。
    “听者可编程技术”可谓是 ApBus 的一大特色 , 这是其他包括 LonWorks 在内的所有系统都无法做到的,相比之下 ApBus 具有更高的智能和效率,因此我们有时也把 ApBus 叫做智能总线。
    
    二、ApBus 技术特点
    
    1、系统采用模块化设计,一个功能一个模块,需要多少功能便选用多少模块,就像1+1+…那样直接和简单。例如要控制灯光,便可选用五键调光器;要控制电器,便可选用插座模块……。
    2、系统控制毋需作设备地址设定和指出目标地址控制,采用代码信号发送方式控制,且所有控制代码固定无含义,只须针对不同的控制代码对受控的功能模块预先作对应的动作编程设定。所以,每一个功能模块具有编程能力,同时可以独立编程和分阶段编程。
    3、控制系统网络化,ApBus总线系统网络具有双向通信能力,以及互操作性和互换性,同时可以实现资源的共享,实现一系列的场景控制,例如:可用一个按钮去做传统控制要花十几个动作才能完成的事情……。
    4、网络构架简单化,ApBus控制总线采用双绞线连接各功能模块,无极性自由拓扑结构,各功能模块直接从总线上获取供电,同时传输数据,因此,总线布线简单、系统安装和扩展极其方便。
    
    三、Apbus应用
    
    ApBus智能控制系统集安防报警、灯光调光、场景设置、电器控制、无线遥控、SMS短信接收、电话及互联网远程控制等多种功能于一体。系统可广泛应用于现代家庭、高档办公场所、学校、医院及公共活动场所等电器、灯光及安防系统的智能控制。
    ◆ 智能大厦、智能小区、住宅、学校、医院
    -- 利用ApBus时间控制功能使灯光自动控制,利用亮度自动调节,节约能源,可进行中央监控并能与楼宇自控系统连接。ApBus系统可对白枳灯、低压卤素灯、日光灯、节能灯、石英灯等多种光源调光,满足各种环境对照明的要求。修改照明布局时无须重新布线,减少投资。
    ◆ 剧院、会议室、俱乐部、夜总会、餐厅、多功能厅
    -- 利用ApBus调光功能及场景开关可轻松的转换多种灯光场景,实现淡入、淡出、多层次照明组合等控制。可通过ApBus控制空调、电扇、电动门窗、加热器、喇叭、蜂鸣器、闪烁等其它设备。
    ◆ 体育场馆、图书馆、市政工程、广场、公园、景观等户外公共场合照明
    -- 利用群组开关可控制整个区域的灯光以及多种亮灯模式,无须考虑开关容量问题。分时启动、定时开关、红外感应、亮度自动调节等功能实现照明的智能化管理,利用局域网进行远程监控和维护。
    
    四、小结
    
    总的说来,ApBus是一种新型的智能控制总线,在欧洲标准EIB总线及LonWorks总线技术上作了创造性的改进,其防通信冲撞协议设计很好的解决了总线上各节点收发指令的冲撞问题,大大提高了系统的通信效率与稳定性。
    ApBus智能家居系统的出现对我国家庭自动化行业无疑是件值得庆贺的事情,最少可以给用户多一个选择。ApBus智能家居系统是一个新事物,要人们广泛认识和使用,或许需要一定的时间。
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