关于应用于智能建筑的总线技术分析

关于应用于智能建筑的总线技术分析

姜淼

黑龙江省林业设计研究院

摘要：随着智能技术与建筑行业的共同发展，传统的建筑被智能化改造之后，逐渐形成了一种全新的建筑类别，即科技性能比较高的智能建筑，这种智能建筑不仅对智能化技术进行了应用，同时还实现了自动化操作使用建筑功能的设计需求，这类建筑的建设工作还没有实现普遍性的建设需求，主要是因为其建设目标比较多，设计与建设难度偏高，但是智能建筑的项目开展程度是可以对城市的先进程度进行衡量的，本文根据对智能建筑的了解，对其总线设计需求以及方法进行分析。

关键词：智能建筑；总线技术；建筑设计；电路设计

智能建筑的基础建设平台为建筑主体，建筑的内部还具有数量较多的智能化设备，不仅能够达成对网络系统的高效利用，同时还能实现自动化办公的设计需要，其管理系统的也比普通建筑更为优化，不仅能够给建筑的居住者提供更多的现代性服务，同时还能将建筑居住的安全系数进行提升，其主要应用的核心技术是自动化数字系统，由于其对于自动化技术的要求比较多，因此其总线设计的需求也比较多，因此需要对智能建筑内部的总线系统进行规划设计，本文对主要的规划总线的方法进行分析。

1LonWorks总线

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。

这种总线运用的基本技术属于开放度较强的技术，其通信协议同样具有一定的开放新，能够对建筑内部的各种产品的基本操作需求进行满足，能够充分地实现借助远程操控系统来对交换信息的需求进行满足。智能建筑不仅要给居住者带来一种带有现代科技风格的居住环境，同时还要将环境的舒适度也进行提升，舒适度包括居住者的直观感受、在建筑内活动的便捷性以及居住空间的安全指数几个方面，在这种总线协议的影响下，能够对居住信息进行快速捕捉，使其成为变更网络系数的重要依据，同时还可以给报文以及短文提供有效参考。一般认为网络变量只是一种独立的数据项，但是也可以将其放置于现有的结构体系之中，也是对数据进行更新的重要依据，这种关于网络变量的理解，对分布式影响的应用性编程产生了影响，对程序开发者的工作量也进行了降低，使控制网络的创建方式变得更加简单。

LonTalk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。LonTalk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。

LonWorks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。

2EIB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。

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（或共享变量分配通信访问标志符，以完成收、发（多对一、多对多）功能。

3BACnet总线

在对前两种总线设计有所了解之后，还有一种同样适用于智能建筑的设计总线类型需要进行认识，这种总线设计能够对建筑的自动控制网络技术进行实现，同时将数据以及通信需求进行满足，在这种总线的基本协议的影响之下，可以对自动控制建筑的需求进行满足，同样还可以实现对建筑网络的控制需求，将建筑数据分享的功能进一步实现，借助合理的通信媒介来对需要的信息进行翻译，将通风、采暖以及空调等设备进行充分调动，同时也可以实现保安、照明以及消防等功能，大多数类型的智能建筑都可以对这种总线设计进行采纳。

4结束语

本文对三种总线设计的方法进行分析，总线技术与当前的电子技术共同获得了发展，给智能建筑的建设提供了更多可利用的设计空间，使智能建筑的建设效率有所提升，在建筑竞争市场之中保留更好的发展地位，带到与智能建筑相关的其他建筑建设技术进行发展，对智能建筑的总线展开设计的时候，需要以智能建筑的不同空间的设计需求为参考，保证总线设计的完整性与匹配度，使智能建筑达到更高的自动化发展需求，给智能建筑的居住者带来更优的居住以及使用体验。

参考文献：

[1]智能化建筑中的计算机科学与技术应用分析[J].李东洁.中国战略新兴产业.2017（20）

[2]基于智能化建筑电气中关键技术的分析[J].梅春燕.教育教学论坛.2013（14）

[3]浅析现代智能化建筑中自动化控制技术应用[J].余立坤.信息通信.2013（06）

[4]智能化建筑工程项目管理系统的研究[J].平健.中华民居（下旬刊）.2014（03）