淺談智能照明控制系統

朱克成

智能家居燈控產品 專題案例

引言:本文介紹當前主要智能照明控制系統各品牌的特點及各種協議的基本定義、并從智能照明控制系統的當前發展提出個人見解。

伴隨現代電子技術的發展、人們對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備的開關,還需要照明控制根據某一區域的功能、每天不同的時間、室內外亮度或該區域的用途來自動控制,并能夠實現集中統一管理與監控的功能,達成舒適、明亮并富有藝術魅力的照明環境里工作和生活。

智能照明控制系統正是適應上述需求誕生的一個樓宇自動化系統的一個子系統,但其可以不再依賴于樓宇設備自動管理系統而獨立運行。同時,智能照明系統不僅可以實現開關控制和調光控制,還可以預設許多燈光場景,根據時間、場所的功能、室內外照度自動調整場景。與音頻、視頻系統、表演系統等專業設備實現各種表演功能。

自上世紀90年代開始,智能照明控制系統已經作為一個獨立的系統在國內智能建筑中得以應用。近二十年來的發展、主要有HDL、ABB、Siemens、Merten 、CLIPAL、Dynalite、Lutron、Polaron、ilight、Panasonic等智能照明系統在國內各類項目中得以應用。這些廠家或品牌之間有什么差異呢?筆者按自己這些系統的理解做出如下幾個方面的對比,供讀者參考:

各種通訊協議簡述

RS-485總線

RS-232、RS-485都是串行數據接口標準,最初都是由電子工業協會(EIA)制訂并發布的, EIA于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準,增加了多點、雙向通信能力,即允許多個發送器連接到同一條總線上,同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性,擴展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標準。標準只對接口的電氣特性做出規定,而不涉及接插件、電纜或協議。是典型的串行通訊標準,標準只定義了電壓,阻抗等,但不對軟件協議給予定義。RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺,實際上可達 3000米,RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps。

KNX/EIB總線

歐洲電氣接線裝置總線(European Iinstallation Bus)智能控制系統,與歐洲樓宇自控標準(KNX)相結合,形成KNX/EIB總線系統,是為電氣接線裝置專業量身打造的智能化樓宇控制系統。截至2002年6月,全球有300余家制造廠商生產5000余種EIB兼容產品,占據歐洲樓宇,家庭自動化設備銷售總額的80%。EIB協議由中立的、非盈利組織EIBA統一管理,任何愿意遵守EIB協議的制造廠商均可以申請并通過EIB認證后生產EIB產品。

C-Bus 總線

C-Bus即Clipsal Bus的簡稱,是Clipsal公司的總線協議,采用兩線制雙絞線,即一對線上既提供總線設備工作電源(15～36VDC),又傳輸總線設備信息,總線設備之間直接通訊,無須通過中央控制器。C-Bus的傳輸協議為CSMA/CD,通信速率為916Kb/s,可設成線形、星形或樹形拓撲結構,但不支持環網結構。子網為基本單位,每個子網最多容納100個單元或者255個控制回路,最大傳輸距離為1000m。

Dynet總線

Dynet是Dynalite公司面向照明系統的封閉控制總線協議。Dynalite 系統采用4線制兩對雙絞線,即一對雙絞線提供DC12V總線設備工作電源,另一對雙絞線用于傳輸總線設備信息。安裝時推薦使用五類線(四對雙絞線)作為傳輸介質,沒有用到的線可以作為備用。Dynet是一種基于RS-485四線制的傳輸協議,只支持線形網絡拓撲結構,主網可通過網橋連接64個子網,每個子網可連接64個總線設備單元,其子網傳輸速率為916KbPs,主網最高可達5716KbPs。Dynet相應的操作軟件是Dlight。

DALI數字化可尋址調光接口

數字化可尋址調光接口(Digital Addressable lighting interface),簡稱為(DALI),1994年列入IEC60929標準,得到國際主要芯片、燈具、鎮流器和夾具制造商的支持,99年Philips公司對DALI協議做了進一步的完善工作,并在漢諾威國際燈展上推出了基于DALI 的系列產品。

X-10電力線載波總線

X-10采用電力線載波技術, 在北美取得了巨大的商業成功。X-10信號根據電力線信號正負過零點處120KHz脈沖信號出現與否來進行傳輸。信號幀頭標識符為1110,該標識符僅以真值形式傳送,其余每個信號分別以真值和補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相一致,這些數據幀必須連續傳送三次。該協議產品無需布線,易用價廉是它的最大賣點。

HBS總線

HBS 的全稱是家庭總線系統(Home Bus System),它是由日本一些知名企業,包括日立(Hitachi) 、松下(Mutsushita) 、三菱(Mitsubishi)、東芝(Toshiba)等聯合提出的,并得到了日本政府和商會的支持。HBS協議規定了如何通過雙絞線或同軸電纜實現家庭電器、電話、音頻、視頻裝置的互連,著眼于家用電器的綜合自動化。同時,HBS協議也考慮了如何在家庭內獲得遠程服務,如在家購物、遠程醫療和遠程教學等。協議主要用于電器開關量以及簡單模擬量的控制,采用專用總線,具有抗干擾強、響應速度快、開發成本及風險較低的特點。

結束語

綜上所述,目前國內市場各品牌的智能照明系統在短期內采用統一總線標準的可能性不大,每種總線和每家的產品都有自己的特點。但未來應會形成RS485,KNX/EIB兩大總線占有主要市場份額。各廠家在產品的開發上也會有針對性的推出新的產品來占有各自的市場份額。

HDL-BUS總線是一個由RS485總線組成的基礎網絡(我們叫子網段),基礎網絡間采用TCP組網的網絡結構。這一系統結構的特點是:控制是在各基礎網絡之間開展的,或者說控制是跨以太網控制的;另一個目的是希望能結合國內眾多的基于RS485廠家的產品在IP通訊協議這一層級,作一個統一的通訊及服務平臺,即HDL-BUS不僅只是站在HDL產品的角度出來,更希望能在IP這一通訊協議平臺上與其它廠家產品兼容或共享網絡通訊。

可視對講系統、門禁控制系統、安防系統、空調系統、電梯系統等廠家能夠開發或已經擁有由自己的總線轉換成IP通訊協議的設備,如果各生產廠家將IPv6通訊協議的格式開放給第三方用以開發的機電設備管理軟件,那么就可以形成一個非常有效的機電設備管理系統。

我國現在的智能建筑中、各個子系統之間互不相干。同時每個子系統也只能用自家的產品,給最終用戶造成非常多的麻煩。未來希望國內行業權威機構能夠從機電設備統一管理的角度出發,讓有能力的軟件開發企業能夠參與進來,為機電設備的統一管理為智能建筑的更好發展開發出良好的機電設備管理軟件,用開放式建筑機電設備網絡管理軟件將樓宇內的機電設備進一統一平臺管理。