淺談智能照明控制系統(tǒng)

朱克成

智能家居燈控產(chǎn)品 專題案例

引言:本文介紹當(dāng)前主要智能照明控制系統(tǒng)各品牌的特點(diǎn)及各種協(xié)議的基本定義、并從智能照明控制系統(tǒng)的當(dāng)前發(fā)展提出個(gè)人見解。

伴隨現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展、人們對(duì)照明控制提出了更高的要求,照明控制也不再局限于照明設(shè)備的開關(guān),還需要照明控制根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同的時(shí)間、室內(nèi)外亮度或該區(qū)域的用途來自動(dòng)控制,并能夠?qū)崿F(xiàn)集中統(tǒng)一管理與監(jiān)控的功能,達(dá)成舒適、明亮并富有藝術(shù)魅力的照明環(huán)境里工作和生活。

智能照明控制系統(tǒng)正是適應(yīng)上述需求誕生的一個(gè)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng),但其可以不再依賴于樓宇設(shè)備自動(dòng)管理系統(tǒng)而獨(dú)立運(yùn)行。同時(shí),智能照明系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制和調(diào)光控制,還可以預(yù)設(shè)許多燈光場景,根據(jù)時(shí)間、場所的功能、室內(nèi)外照度自動(dòng)調(diào)整場景。與音頻、視頻系統(tǒng)、表演系統(tǒng)等專業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種表演功能。

自上世紀(jì)90年代開始,智能照明控制系統(tǒng)已經(jīng)作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)在國內(nèi)智能建筑中得以應(yīng)用。近二十年來的發(fā)展、主要有HDL、ABB、Siemens、Merten 、CLIPAL、Dynalite、Lutron、Polaron、ilight、Panasonic等智能照明系統(tǒng)在國內(nèi)各類項(xiàng)目中得以應(yīng)用。這些廠家或品牌之間有什么差異呢?筆者按自己這些系統(tǒng)的理解做出如下幾個(gè)方面的對(duì)比,供讀者參考:

各種通訊協(xié)議簡述

RS-485總線

RS-232、RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn),最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)制訂并發(fā)布的, EIA于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn),增加了多點(diǎn)、雙向通信能力,即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性,擴(kuò)展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及接插件、電纜或協(xié)議。是典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)只定義了電壓,阻抗等,但不對(duì)軟件協(xié)議給予定義。RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,實(shí)際上可達(dá) 3000米,RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。

KNX/EIB總線

歐洲電氣接線裝置總線(European Iinstallation Bus)智能控制系統(tǒng),與歐洲樓宇自控標(biāo)準(zhǔn)(KNX)相結(jié)合,形成KNX/EIB總線系統(tǒng),是為電氣接線裝置專業(yè)量身打造的智能化樓宇控制系統(tǒng)。截至2002年6月,全球有300余家制造廠商生產(chǎn)5000余種EIB兼容產(chǎn)品,占據(jù)歐洲樓宇,家庭自動(dòng)化設(shè)備銷售總額的80%。EIB協(xié)議由中立的、非盈利組織EIBA統(tǒng)一管理,任何愿意遵守EIB協(xié)議的制造廠商均可以申請(qǐng)并通過EIB認(rèn)證后生產(chǎn)EIB產(chǎn)品。

C-Bus 總線

C-Bus即Clipsal Bus的簡稱,是Clipsal公司的總線協(xié)議,采用兩線制雙絞線,即一對(duì)線上既提供總線設(shè)備工作電源(15～36VDC),又傳輸總線設(shè)備信息,總線設(shè)備之間直接通訊,無須通過中央控制器。C-Bus的傳輸協(xié)議為CSMA/CD,通信速率為916Kb/s,可設(shè)成線形、星形或樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但不支持環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。子網(wǎng)為基本單位,每個(gè)子網(wǎng)最多容納100個(gè)單元或者255個(gè)控制回路,最大傳輸距離為1000m。

Dynet總線

Dynet是Dynalite公司面向照明系統(tǒng)的封閉控制總線協(xié)議。Dynalite 系統(tǒng)采用4線制兩對(duì)雙絞線,即一對(duì)雙絞線提供DC12V總線設(shè)備工作電源,另一對(duì)雙絞線用于傳輸總線設(shè)備信息。安裝時(shí)推薦使用五類線(四對(duì)雙絞線)作為傳輸介質(zhì),沒有用到的線可以作為備用。Dynet是一種基于RS-485四線制的傳輸協(xié)議,只支持線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),主網(wǎng)可通過網(wǎng)橋連接64個(gè)子網(wǎng),每個(gè)子網(wǎng)可連接64個(gè)總線設(shè)備單元,其子網(wǎng)傳輸速率為916KbPs,主網(wǎng)最高可達(dá)5716KbPs。Dynet相應(yīng)的操作軟件是Dlight。

DALI數(shù)字化可尋址調(diào)光接口

數(shù)字化可尋址調(diào)光接口(Digital Addressable lighting interface),簡稱為(DALI),1994年列入IEC60929標(biāo)準(zhǔn),得到國際主要芯片、燈具、鎮(zhèn)流器和夾具制造商的支持,99年P(guān)hilips公司對(duì)DALI協(xié)議做了進(jìn)一步的完善工作,并在漢諾威國際燈展上推出了基于DALI 的系列產(chǎn)品。

X-10電力線載波總線

X-10采用電力線載波技術(shù), 在北美取得了巨大的商業(yè)成功。X-10信號(hào)根據(jù)電力線信號(hào)正負(fù)過零點(diǎn)處120KHz脈沖信號(hào)出現(xiàn)與否來進(jìn)行傳輸。信號(hào)幀頭標(biāo)識(shí)符為1110,該標(biāo)識(shí)符僅以真值形式傳送,其余每個(gè)信號(hào)分別以真值和補(bǔ)碼兩種形式在交流電的零相位開始傳送,為了和三相交流電的過零點(diǎn)相一致,這些數(shù)據(jù)幀必須連續(xù)傳送三次。該協(xié)議產(chǎn)品無需布線,易用價(jià)廉是它的最大賣點(diǎn)。

HBS總線

HBS 的全稱是家庭總線系統(tǒng)(Home Bus System),它是由日本一些知名企業(yè),包括日立(Hitachi) 、松下(Mutsushita) 、三菱(Mitsubishi)、東芝(Toshiba)等聯(lián)合提出的,并得到了日本政府和商會(huì)的支持。HBS協(xié)議規(guī)定了如何通過雙絞線或同軸電纜實(shí)現(xiàn)家庭電器、電話、音頻、視頻裝置的互連,著眼于家用電器的綜合自動(dòng)化。同時(shí),HBS協(xié)議也考慮了如何在家庭內(nèi)獲得遠(yuǎn)程服務(wù),如在家購物、遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程教學(xué)等。協(xié)議主要用于電器開關(guān)量以及簡單模擬量的控制,采用專用總線,具有抗干擾強(qiáng)、響應(yīng)速度快、開發(fā)成本及風(fēng)險(xiǎn)較低的特點(diǎn)。

結(jié)束語

綜上所述,目前國內(nèi)市場各品牌的智能照明系統(tǒng)在短期內(nèi)采用統(tǒng)一總線標(biāo)準(zhǔn)的可能性不大,每種總線和每家的產(chǎn)品都有自己的特點(diǎn)。但未來應(yīng)會(huì)形成RS485,KNX/EIB兩大總線占有主要市場份額。各廠家在產(chǎn)品的開發(fā)上也會(huì)有針對(duì)性的推出新的產(chǎn)品來占有各自的市場份額。

HDL-BUS總線是一個(gè)由RS485總線組成的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(我們叫子網(wǎng)段),基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)間采用TCP組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:控制是在各基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之間開展的,或者說控制是跨以太網(wǎng)控制的;另一個(gè)目的是希望能結(jié)合國內(nèi)眾多的基于RS485廠家的產(chǎn)品在IP通訊協(xié)議這一層級(jí),作一個(gè)統(tǒng)一的通訊及服務(wù)平臺(tái),即HDL-BUS不僅只是站在HDL產(chǎn)品的角度出來,更希望能在IP這一通訊協(xié)議平臺(tái)上與其它廠家產(chǎn)品兼容或共享網(wǎng)絡(luò)通訊。

可視對(duì)講系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等廠家能夠開發(fā)或已經(jīng)擁有由自己的總線轉(zhuǎn)換成IP通訊協(xié)議的設(shè)備,如果各生產(chǎn)廠家將IPv6通訊協(xié)議的格式開放給第三方用以開發(fā)的機(jī)電設(shè)備管理軟件,那么就可以形成一個(gè)非常有效的機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)。

我國現(xiàn)在的智能建筑中、各個(gè)子系統(tǒng)之間互不相干。同時(shí)每個(gè)子系統(tǒng)也只能用自家的產(chǎn)品,給最終用戶造成非常多的麻煩。未來希望國內(nèi)行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)能夠從機(jī)電設(shè)備統(tǒng)一管理的角度出發(fā),讓有能力的軟件開發(fā)企業(yè)能夠參與進(jìn)來,為機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理為智能建筑的更好發(fā)展開發(fā)出良好的機(jī)電設(shè)備管理軟件,用開放式建筑機(jī)電設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理軟件將樓宇內(nèi)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)一統(tǒng)一平臺(tái)管理。