应用于智能建筑的总线技术浅析

摘要：智能建筑是信息时代的必然产物，是高新技术与现代化技术合成的结晶，同时也是计算机系统应用的主要方向。伴随着当前全球信息化与经济一体化的深入与发展，智能建筑已成为当前各个国家综合经济实力的具体象征。在当前信息技术的发展中，智能技术是信息高速公路网站建设的主要节点，是当前社会发展中的实际性热点和开发潮流。本文阐述了目前楼宇自动化系统中常见的各种技术应用特点，对其中存在的问题进行分析，提出合理的开发措施。

关键词：智能建筑　总线技术　现场

引言

智能建筑是以建筑为平台，兼顾各种智能化建筑设备、办公自动化及其网络系统利用集体结构、系统管理方式使得其能够形成最优化组合，向人们能够提供一个投资合理、应用效率高、各种设备使用便捷和安全系数高的环境空间。智能建筑在当前建筑工程中是最常见的建筑模式，是采用自动化系统、通信自动化和办公自动化组成，其中数字自动化系统是当前智能建筑中的最重要组成部分。现场总线技术在智能建筑中被广泛应用，随着建筑业智能建筑化的不断增长和信息需求量的迅速提高，各种专门针对智能建筑的总线和通信协议被广泛应用。总线技术出现于上个世纪80年代，在刚开始被应用在工业生产和自动化领域的现场设备互联网技术通信中。一个现场总线在应用中是通过数字通信设备和监控设备相互组成的分布式系统，它的出现为传统的自动化控制产生了革命性变革。

1、Lon　Works总线

Lon　Works总线技术是上个实际90年代由美国开发推出的，最早是用来对各种传输数据较小的信息检测。通过对状态信息和控制信息分析，提出可方便操作，能够针对实现各种现场传感器和执行仪器的联网应用技术。Lon　Works技术是一套开放式技术，其在应用中通信协议也是开放的，为了能够在使用中确保各个产品的操作性，在当前计算机网络和通信数据系统中经常采用远程造作系统来达到信息交换目的。

1.1Lon　Talk协议

智能建筑在应用中，是通过结构、系统、服务和管理等多个部门之间的内部联系达成合理有效的优化设计，为投资者的合理管理提供一个高效率而又优雅舒适、便利快捷、安全系数高的环境空间。Lon　Works采用Lon　talk通信协议，在应用中在信息快速准确传递的同时更是为当前网络系数的变更提供了合理的依据，能够及时有效的对短文报文的传递提供可靠合理的条件依据。网络变量可以是任何单个数据项，也可以是当前的结构体系，同时更是当前程序应用数据类型的关键基础和前提。网络变量的概念大大简化了复杂的分布式应用的编程，降低了开发人员的工作量。Lon　Talk协议支持总线型、星型、自由拓扑等多种拓扑结构，极大地方便了控制网络的构建。Lon　Talk协议支持包括双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和光纤在内的多种传输介质。

1.2神经元芯片

Lon　Works的每个控制节点包括一片神经元芯片、传感器和控制设备、收发器和电源。神经元芯片是节点的核心部分，确保智能系统中各智能设备之间使用可靠的标准进行通信，实现各智能设备之间的互操作。

神经元芯片内部含有3个8bit的CPU，在存储单元中固化了7层通信协议中的6层内容。用户只需编写应用层程序，无须考虑网络底层细节，如网络媒介占用控制、通信同步、纠错编码、优先控制等，大大简化了复杂的分布式应用的编程。神经元芯片可以作为执行InTalk网络协议中网络通信的一部分，形成传感器和执行器与Lon―Works网络之间的网关。

2、EIB总线

1990年以欧洲著名的电气产品制造商为核心组成联盟，制订了EIB技术标准，并成立了中立的非商业性组织EIBA。迄今为止，已有100多家制造厂商成为EIBA的会员，按照开放的EIB标准生产能够相互兼容和相互操作的各种元器件，产品品种多达5000种，几乎覆盖了建筑中各个专业和各种用途的需要。经过十多年的发展，EIB不仅成为欧洲标准，也被成功地引人世界各地，2000年在IEC国际现场总线标准大会上被提名作为国际标准之一。由于EIB标准的国际化，因此在推广中通常称之为电气安装总线技术。

2.1EIB协议

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。EIB总线协议遵循ISO／OSI7层协议规范，提供了OSI模型所定义的全部7层服务，并进行了合理的简化，有物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，会话层和表示层的功能则并人应用层。EIB物理层支持的介质包括双绞线、电力线无线传输和红外，其中应用最为广泛的是双绞线和电力线。使用双绞线时，每个物理段可长达1000In，传输速率为7.6kb／s。使用电力线时最大传输距离为600In。EIB规定了带有冲突预防的载波侦听多路存取（CSMA／CA）以控制数据链路，使得在多个总线设备同时发送报文时，不会发生冲突和报文丢失的现象，而且报文发送的先后次序符合严格的优先级策略。网络层通过网络协议控制信息（NPCI）控制跳跃数，决定了EIB总线最大的逻辑拓扑的网段之间的间隔。应用层使用EIB网络用户／服务器管理的API（应用程序接口）功能，对通信对象组内部请求（或共享变量分配通问标志符，以完成收、发（多对一、多对多）功能。

2.2EIB总线系统

EIB网络是一个完全对等的分布式网络。在网络领域的应用中有着不容忽视的重点要求。网络上的每个节点都具有相等的地位，任何一个节点的失效都不会使网络瘫痪EIB网络采用了域（Area）、线（Line）、设备（De―vice）的分层结构。网络中最多有l5个域（Area），每个域最多可以有15条线（Line），而每条线最多可容纳255个设备（Device），即一个EIB系统中可容纳255x15×15=65025个设备（不包括主干线和主线上的设备）。线和线之间通过线耦合器连接，域和域之间通过区耦合器连接，相应的设备物理地址也分为域地址（4bit）、线地址（4bit）和设备地址（8bit）。

3、BACnet总线

BAC　net即楼宇自动控制网络数据通信协议，由美国供热、制冷与空调工程师协会组织的标准项目委员会于1995年6月制订，同年l2月正式成为美国国家标准，并且得到欧盟标准委员会的承认，成为欧盟标准草案，2000年经修改讨论后成为国际标准。BACnet数据通信协议阐述了楼宇自动控制网络的功能、系统组成单元相互分享数据的途径、使用的通信媒介、可以使用的功能以及信息翻译的全部规则。该协议是为采暖、通风、空调、制冷控制设备而制订的，同时它也为其他如照明、保安、消防系统等楼宇自控系统的集成提供了基本原则。

4、结语

总线技术随着当前电子技术、大规模继承电路技术和网络技术的发展，在国民经济的各个领域中得到了广泛的应用。在智能建筑领域各占有一部分市场，在未来相当长的一段时间内必将引起建筑中电气总线技术的进步。随着楼宇自动化要求日益增多，不同的建筑电气总线在一段时间内并存且各自不断完善，但也将相互渗透和互为补充，总的发展趋势是统一的楼宇自动化系统。