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基于 KNX 总线的智能家居控制系统

2016-10-29 04:14 作者: 来源: 互联网 浏览: 我要评论Comments Off 字号:

摘要: 智能家居控制系统集住宅设备控制及环境监控于一体,提供全方位的信息交换功能,系统集成了家电设备控制、灯光控制、安防监控、环境监控等功能。KNX 总线是被正式批准的智能楼宇控制领域的开放式国际标准,KNX 总线已被广泛应用到楼宇自动化领域。 本文以 KNX 总线技...

智能家居控制系统集住宅设备控制及环境监控于一体,提供全方位的信息交换功能,系统集成了家电设备控制、灯光控制、安防监控、环境监控等功能。KNX 总线是被正式批准的智能楼宇控制领域的开放式国际标准,KNX 总线已被广泛应用到楼宇自动化领域。

本文以 KNX 总线技术作为研究对象,将 KNX 总线技术应用到家居控制中,如对家电、灯光、窗帘、安防等设备进行控制,改变传统的控制方式,建立起了管控有利、布线简洁、扩展性强的控制系统,在节约能源的同时,为住户提供舒适、便捷的生活环境。

  1、KNX 总线概述

  KNX 是 Konnex 协会基于 EIB( 欧洲安装总线) 协议于 1999 年提出并制定的新一代协议总线标准。KNX 标准目前已被批准为欧洲标准 ( CENELEC EN50090 & CEN EN 13321-1&13321-2) 、国际标准 ( ISO /IEC 14543-3) 、美国标准 ( ANSI / ASHRAE 135) 和中国指导性标准 ( GB /Z 20965) ,已经成为“HBES 技术规范-住宅与楼宇控制”的国家标准化指导性技术文件,同时 KNX 也是家居和楼宇控制领域唯一的开放式国际标准。

  采用 KNX 总线的电气安装系统和传统的电气安装系统比较有很大的区别,采用 KNX 总线的电气控制系统中控制设备和执行器采用总线相连,这样可以实现独立操作,也可跨区域操作,执行器受控于多个传感器,驱动与传感器之间的逻辑关系可随时被修改,开关的状态可被显示,从而实现智能化控制功能。

  2、智能家居控制要求

  在智能家居领域,KNX 技术的灵活性为用户带来非常大的好处。KNX 系统主要由传感器、执行器和系统元件三大部分组成,主要用于灯光照明控制、电动窗帘控制、暖通控制( 空调、地暖、新风) 、远程监控控制以及与其他系统的联动控制。其控制方式灵活多样,例如就地智能面板控制、人体感应控制、光线感应控制、温度感应控制、气象感应控制、现场面板控制、中央计算机控制、电话遥控、定时控制、远程网络控制等。

  本文主要介绍灯光、窗帘、AV 的控制,用一个三联开关进行灯光、场景的控制,两个三联开关进行窗帘控制,一个五联开关进行调光灯的控制,触摸屏进行灯光、窗帘、电器的控制。主要元件的控制要求如表 1 所示。表中输出表示驱动器的输出端,键位表示的是开关面板第几联,以及左键位还是右键位。

  表 1  元件控制要求以及关联设置一览表

  3、智能家居整体控制系统网络拓补

  根据控制要求,设计整体控制系统网络拓补图。网络拓扑图有线型、星型、树型结构,本文采用线型结构。图 1 为网络拓补图,图中各元器件通过 i_bus 总线相连,电器控制采用红外控制,红外发射器使用和 ABB i - bus 总线兼容的泰创产品。控制系统采用总线控制,每个元件都需要分配一个地址,具体分配方法见图 1所示,各元件的功能如表 2 所示,各元器件的通讯通过组地址进行。系统中各元器件接线简单,图 1中仅画出灯光驱动器的接线图,其余元器件接线图省略。

 

 图 1 控制系统网络拓补图

  表2  元件功能一览表

  4、智能家居控制系统组地址分配

  根据控制要求,分配组地址,本文群组地址为三层,主群组有两个,灯光场景控制和电器控制,灯光场景控制中有 6 个中间组,又有相应的子组,主要群组地址分配方法示例如表 3 所示,其中场景和联动部分组地址省略。

  表3 群组地址一览表

  5、 编程、属性设置及组地址关联

  利用 ETS 调试软件进行项目的调试,目前,最新版本为ETS4.0,本文中采用 ETS3.0 调试软件。打开调试软件,设立一个新的项目如南通,分别导入相应的驱动数据库,在新支线下插入各功能元件如图 3 中左侧所示,并进行相应参数的设置,建立群组地址如图 2 所示,并进行关联,图 3中右侧所示为 1.1. 10 智能面板关联地址,其余元件按照要求进行关联,主要对象功能关联地址如表 2 所示,关联了相同的组地址的元件就可以进行通讯,操作面板发出指令,执行器执行命令,相应灯和窗帘并按指令动作。关联结束后下载程序进行调试和验证,功能正常,才能满足要求。

  图2 项目南通群组地址画面

  图3 项目南通网络拓补图以及1.1.10 6322智能面板关联画面

  触摸屏的编程,需将语言设置成中文,设置页面有效以及页面上按钮数量以及功能,并关联组地址,生成* .pid 文件,通过触摸屏 SD 卡读入程序,并可进行调试。电器的控制,要通过红外学习软件,进行红外代码的学习,并保存和下载到红外发射器中,进行调试。安防系统的启动,通过干接点模块开启灯光报警以及安防报警模块进行电话报警。远程网络控制,先设置 TG/S3.2模块,对需要控制的对象进行关联。

  结语

  智能家居控制系统品牌种类繁多,合适的家居系统才会给住户带来舒适的生活环境。基于 KNX 的智能家居系统,操作方便、采用便捷的总线配置、扩充性强、可靠性高,同时节能效果好,营造了良好的家居氛围。本文就家居中灯光、窗帘、AV、安防等方面的控制进行设计和调试,实践检验证明,使用效果良好。

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