楼宇自动化网络协议及应用开发doc.doc

《楼宇自动化网络协议及应用开发doc.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、楼宇自动化网络协议及应用开发项目简介：随着经济发展与科技进步，特别是伴随着计算机技术、现代通信技术、自动控制技术的迅速发展,人们通过对家庭、楼宇、小区建筑群的结构、系统、服务、管理等要素进行综合考虑,来创造一个投资合理、高效舒适、便利安全的人居环境，从而形成了家庭自动化和楼宇自动化等概念。国际上对家庭自动化的研究起于20世纪70年代，主要集中在北美、欧洲和日本等一些经济比较发达的国家。因此目前国际上已有的一些比较成熟的网络协议标准，如EIB、CEBus、X-10、HBS、BACnet等也源自上述地区。协议是实现网络通信的

2、基础，随着家庭、楼宇自动化技术的发展，20世纪90年代以来，诞生了众多面向家庭网络的通信协议。目前还没有一种协议在应用中占有绝对优势，国际上知名度较高、应用较为广泛并且已经相对成熟的协议有十余种，浙江大学系统工程研究所（以下简称系统所）选取CEBus、EIB、X－10、HBS等几种协议，进行了深入的研究，并且在应用领域进行了相关产品的开发。CEBus协议：CEBus的全称是消费电子总线（ConsumerElectronicsBus）。它的发展可以追溯到1984年，美国电气工业协会（EIA）的消费电子小组开始制定在家庭中使

3、用的消费产品的网络通讯标准。此标准后来就被称作消费电子总线。1989年，消费电子总线的部分草案发布。直到1992年，所有的消费电子总线规格说明书才得以发布，这就是EIA600标准。1994年，“消费电子总线委员会”(CEBusIndustryCoucil-CIC)成立。这是一个非盈利性组织，由生产制造消费电子总线兼容产品和提供相应服务的公司组成。负责CEBus标准的制定和发布；并监督市场、保证产品的互操作性、以及认定产品是否符合CEBus标准。消费电子总线网络拓扑结构可以是总线型、星型、树型或混合型。总线中的每个节点的地

4、位是平等的，不需要一个主控设备。对于多节点竞争访问网络资源的解决方法是采用冲突检测和冲突分辨协议（CSMA/CDCR），网络中各节点的控制关系通过绑定来实现，从而使整个家庭中的电器系统能成为一个智能的整体。参照ISO的OSI网络协议建议书，消费电子总线可划分为物理层、数据链路层、网络层和应用层（见下图）。7ISO开放系统模型和CEBus采用的模型消费电子总线的物理层是开放的，目前支持的媒介有电力线、红外线、无线电、双绞线，同轴电缆等。特别是电力线，利用了家庭中已有的走线，而不需要另外布线，因而对于现有住宅的改造非常方便，

5、同时不同的媒介能满足不同设备对通讯量的要求。例如对于低速的控制信号可以通过电源线和红外线，对于大量的和实时的视频数据信号可以通过同轴电缆，这样就使得控制信号和数据信号分开，提高了通信的快速性和可靠性。消费电子总线的数据链路层保证正确收发数据帧。发送的数据帧有几类：要求响应和无响应；带地址和不带地址；广播和非广播。此外，数据帧有高、正常、低三个优先级，可以满足不同信息对时间的要求。网络层的主要功能是为了连接不同的物理媒体，例如，连接在双绞线和电力线上的设备之间要传递信息，就必须通过网络层来转发。应用层包括了三个子层：消息传

6、递子层（MessageTransferLayer），传递四种类型的消息；CAL子层，解释执行CAL语言；用户子层，根据CAL语言执行的结果来控制设备的运行，消费总线的规格说明书是EIA-600和EIA-721。CEBus的应用开发：目前，国外生产CEBus智能家电产品的有GE-Smart等公司。相关的产品包括灯光控制、开关、传感器、插座、能源控制器、协议转换器等。支持CEBus协议的应用产品开发过程大致可以分为以下几个步骤：lCEBus通用模块设计。通用模块实现和CEBus总线的接口，完成协议各层的解析，是每一个基于CE

7、Bus的应用产品的基础。其核心部分为物理层接口设计和数据链路层软件设计。l应用模块的硬件设计。应用模块在通用模块的基础上实现特定的应用功能，根据相应功能设计出PCB电路板。l分析设备，确定功能模型。该步骤的核心是CAL语言。CAL7语言全称公共应用语言，它定义了安全，照明，环境，能源管理，公用设施（水、电、煤气等），计算机和娱乐等应用的一系列功能产品部件，构成业界普遍认同的家用电器设备模型。根据CAL的规定，确定设备所属类型，以及在CAL中的上下文和对象。l软件设计。由上下文对象模型构造对象实例，编写应用软件以及相应的函

8、数接口。l系统调试。CEBus是一个较完整的开放系统，其协议规范和接口技术都比较复杂，因此价格高昂，在国内应用并不广泛。系统所已经开发了完整的CEBus系统，包括电力线通信通用模块、CAL辅助设计软件、照明系统、大型家电系统、环境系统和安防系统等。目前正在开发基于CEBus的家用电器控制芯片SoC平台技术，包括SoC