基于现场总线的智能照明控制系统分析与应用

高朝中

【摘要】随着人们的生活水平对俄不断的提高，传统的生活发式已经难以满足人们的需求，新生事物也在日常生活中得到广泛的应用，本文将对我国现今的现场总线的智能照明控制系统及其应用进行分析探讨让读者更加清晰的认识现场总线的智能照明控制系统，促进其应用和发展。

【关键词】现场总线，智能照明，控制系统，分析，应用

中图分类号：B819文献标识码： A

一.前言

智能照明控制系统也是在近些年来才被人们所提出的，但是，在科学技术的和科技革命的推动下，其发展的步伐是相当迅速的，在短短的几年内得到了突飞猛进的发展，受到众多的居民及工业生产、公共场所的青睐。

二.智能照明系统概述

照明作为现代智能建筑中主要的耗能，一个智能化得照明监控系统在环保和节能方面是非常重要的。照明监控系统对于公共区、景观区等地方的照明系统的监控，实现其智能化管理具有十分重要的作用。它是一个简便易行，功能齐全，适应性与经济性极强的控制系统。照明监控系统常用于各类大厦，高层公寓，智能住宅小区和公共场所等。

智能配电控制系统采用调光模块和开关模块，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果，才能营造出不同舒适的氛围。管理方式:智能照明系统可以提供如下管理方式并可任意组合。照度补偿管理智能控制系统可实现能源管理自动化，通过分布式网络可实现与BA系统的完整集成。对于一些公共使用区域如走廊的照明，采取红外移动的控制方式，当有人经过且光线低于设定的情况时开启走廊照明:人离开后该路照明延时关闭。由于人们在走廊等地方停留时间较短，利用红外移动探测的控制方法可以防止浪费现象，可以减少白天仍开灯的问题。

智能照明系统开灯光关控制通常依据室外照度传感器AP254/02的照度值和时间控制器的时间，设定计划表直接通过3路开关执行器（16A/路）主模块带电流检测的N512/11和3路开关执行器子模块带电流检测（16A/路）N567/12实现灯光的开关控制。采用智能配电控制系统后，可使照明系统运行在全自动状态，系统将按预先设置切换一些基本工作状态，目的是为夜晚.安全清洁的场所，根据设定时间自动在各种工作状态之间转换。如上班时间来到系统自动把灯打开，且光照度自动调节到工作最佳状况。靠近窗户位置系统能利用室外光线。当室外天空晴朗，室内灯光会自动调暗，天阴室内灯光会自动调亮，始终保持室内恒定的亮度需求。

三.智能照明控制系统分析

1.系统数据传输特性

数据存取方式：分布式总线存取（CSMA/CA）；

数据传输方式：串行异步传输；

数据传输速率：9.6KBit/s。

2.系统连接方式

系统采用先进、合理、可靠、廉价的连接方式，满足星型、树状型等多种方式的连接方式，拒绝采用只为手托手的总线方式系统。

3.系统安装

现场的照明配电控制箱预留模块安装位置及35mm标准DIN导轨，所有智能开关继电器及调光驱动模块应能安全、美观地安装在现场和照明配电控制箱内，以便于照明配电系统的统一管理。所用产品必须采用35mm标准DIN导轨安装。

4.系统网络

采用先进、成熟的分布式照明自动监控系统，通过网络总线将分布在各现场的控制器联接起来，共同完成中央集中管理和分区本地控制。

所有照明回路采用多种控制形式，即可以集中控制、区域就地控制；中央监控功能停止工作不影响各分区功能和设备运行，总线通信控制也不应因此而中断。系统具有可扩展性，且具有编程插口，便于运营在使用手提电脑在任意点进行系统维护。

5.系统集成

能实现与综合监控系统、通信系统等，其他独立设置的智能化系统联动控制和实现集成的要求，具备各系统间通信联网和联动控制的硬件接口和软件接口的选择。

四.城市路灯照明智能控制系统的应用

1.主控系统的物理结构

主控系统是指对所有路灯的控制和监查系统，根据系统参与的范围大小及硬件投入资金的金额，一般可由一台或是多台计算机和打印机或大屏幕的投影仪等组成。但通常情况对主控系统的配置是两台主控机，当其中一台正常工作时，另一台则处于旁听等待状态。两台主控机中的信息的收发可以通过电隔离的途径传输到处于热备状态的另一主机。如果当前主控机退出控制或关机，处于待命状态的主控机将自动进入操控状态。这样的双机互为备热的工作模式能够确保主控系统不间断地实现实时监控。

2.数据传输装置

数据传输可分为无线传输和有线传输两种方式。一般而言无线传输是通过手持步话机和无线电台来实现。如果要采用有线传输的方式，则可以通过RS-485总线网、电话线、公用电话网进行传输。主控制系统和本地控制系统的数据传输主要是通过无线电台传输。

3.本地控制系统

本地控制系统是由配电柜、子站、电台等组成的。每个本地控制系统都是一个独立的控制系统，当主控机无法参与工作时，本地控制系统可以长期独立实现路灯的开关控制。通常，如果主控机与本地控制系统是通过无线传播的方式进行信息通信，那么会受到通信距离和电台功率的限制，且主控机对本地控制系统的调控会出现延迟现象，主控范围越大，延迟现象越严重。解决此类问题可以通过添加主控机站来完成。首先将控制范围划分为多个区域，然后在各个区域建立主控机站，再通过如因特网这样的广域网，将各个主控机站的数据进行收集和传输，实现整个城市路灯照明的系统化。而信息传输使用的广域网服务器就是一个巨型的存储器，可以用做数据管理、资料存储，由此可以建立一个信息管理系统。由于整个网络服务器是开发式的，我们还可以借助系统的数据库和其他并行的数据库外接许多需要的管理工作站，用来实现如管理、维护、故障查找等功能项目。

五.智能照明控制的几种现场总线介绍

1.C-Bus总线

C-Bus即ClipsalBus的简称，是奇胜（Clipsal）公司的总线协议，采用两线制双绞线，即一对线上既提供总线设备工作电源（15VDC～36VDC），又传输总线设备信息，总线设备之间直接通讯，无须通过中央控制器。C-Bus的传输协议为CSMA/CD，通信速率为916Kb/s，可设成线形、星形或树形拓扑结构，但不支持环网结构。子网为基本单位，每个子网最多容纳100个单元或者255个控制回路，最大传输距离为1000m。

2.Dynet总线

Dynet是邦奇（Dynalite）公司面向照明系统的封闭控制总线协议。Dynalite系统采用4线制两对双绞线，即一对双绞线提供DC12V总线设备工作电源，另一对双绞线用于传输总线设备信息。安装时推荐使用五类线（四对双绞线）作为传输介质，没有用到的线可以作为备用。Dynet是一种基于RS485四线制的传输协议，只支持线形网络拓扑结构，主网可通过网桥连接64个子网，每个子网可连接64个总线设备单元，其子网传输速率为916KbPs，主网最高可达5716KbPs。Dynet相应的操作软件是Dlight。

3.DALI数字化可寻址调光接口

数字化可寻址调光接口（DigitalAddressableLightingInterface），简称为（DALI），1994年列入IEC60929标准，得到国际主要芯片、灯具、镇流器和夹具制造商的支持，1999年Philips公司对DALI协议做了进一步的完善工作，并在汉诺威国际灯展上推出了基于DALI的系列产品。

4.X-10电力线载波总线

X-10采用电力线载波技术，在北美取得了巨大的商业成功。X-10信号根据电力线信号正负过零点处120kHz脉冲信号出现与否来进行传输。信号帧头标识符为1110，该标识符仅以真值形式传送，其余每个信号分别以真值和补码两种形式在交流电的零相位开始传送，为了和三相交流电的过零点相一致，这些数据帧必须连续传送三次。该协议产品无需布线，易用价廉是它的最大卖点。

5.HBS总线

HBS的全称是家庭总线系统（HomeBusSystem），它是由日本一些知名企业，包括日立（Hitachi）、松下（Mutsushita）、三菱（Mitsubishi）、东芝（Toshiba）等联合提出的，并得到了日本政府和商会的支持。HBS协议规定了如何通过双绞线或同轴电缆实现家庭电器、电话、音频、视频装置的互连，着眼于家用电器的综合自动化。同时，HBS协议也考虑了如何在家庭内获得远程服务，如在家购物、远程医疗和远程教学等。协议主要用于电器开关量以及简单模拟量的控制，采用专用总线，具有抗干扰强、响应速度快、开发成本及风险较低的特点。

6.i-bus总线

i-bus总线是基于EIB（欧洲安装总线）标准的两线网络。EIB（EuropeanInstallingBus）在欧洲的楼宇/家庭自动化标准中占主导地位。截至2002年6月，全球有300余家制造厂商生产5000余种EIB兼容产品，占据欧洲楼宇，家庭自动化设备销售总额的80%。EIB协议由中立的、非盈利组织EIBA统一管理，任何愿意遵守EIB协议的制造厂商均可以申请并通过EIB认证后生产EIB产品。

六.结束语

总之，随着用户对居住和办公环境品质要求的不断提升，传统的照明内涵已不能满足现代建筑的要求。智能照明以智能能化的控制方式，灵活的布线方式，低廉的运行成本，成为了现代建筑电气照明技术的发展趋势，成为了现代智能建筑的首选，这不仅仅适合现代建筑的风格，同时也满足节能环保的社会理念，我们相信其应用也会将向更多的领域进军。

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