有线技术

筑家图书馆 2015-07-22

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有线技术

1.RS485

智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。

2. IEEE802.3(Ethernet)

1975年: 美国施乐(Xerox)公司的Palo Alto研究中心研制成功[METC76]，该网采用无源电缆作为总线来传送数据帧，故以传播电磁波的“以太(Ether)”命名。

1981年：美国施乐(Xerox)公司数字装备公司(Digital) 英特尔(Intel)公司联合推出以太网(EtherNet)规约[ETHE80]1982年：修改为第二版，DIX Ethernet V2因此：“以太网”应该是特指“DIX Ethernet V2”所描述的技术。

3.IEEE802.3

80年代初期: 美国电气和电子工程师学会IEEE 802委员会制定出局域网体系结构,IEEE 802参考模型.IEEE 802参考模型相当于OSI模型的最低两层:

1983年：IEEE 802 委员会以美国施乐(Xerox)公司数字装备公司(Digital) 英特尔(Intel)公司提交的DIX Ethernet V2为基础，推出了IEEE802.3

IEEE802.3又叫做具有CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测)的网络。CSMA/CD是IEEE802.3采用的媒体接入控制技术，或称介质访问控制技术。

因此: IEEE802.3 以“以太网”为技术原形，本质特点是采用CSMA/CD 的介质访问控制技术。“以太网”与IEEE802.3略有区别。但在忽略网络协议细节时, 人们习惯将IEEE802.3称为”以太网”。

4.EIB，KNX

EIB/KNX系统，自1996年起，欧洲的三家机构BCI (BatiBUS Club International — Bati总线国际俱乐部)、EIBA (European Installation BusAssociation — 欧洲安装总线协会)和EHSA (European HomeSystems Association — 欧洲家庭系统协会)就着手共同制订楼宇自动化应用标准。1999年5月由欧洲9家著名商家基于上述三家机构签署成立了KNX协会（Konnex Association 意即联合协会），该协会目前已发展成员近百家。协会的宗旨很明确：就是建立一套标准，确保不同厂家的不同元器件及系统互相兼容并能协同工作，从而方便用户，使总线系统更容易推向市场。　　EIB/KNX（或KNX）系统即符合KNX协会标准的现代楼宇系统，其技术就是针对电器安装中提出的高度灵活性、快捷及节能要求而发展起来的，是楼宇安装技术、智能房屋及楼宇技术的结合。参与KNX总线系统的元件必须符合EN50090标准，经KNX协会检测并获许可证方能使用。从1991年第一批获认可（当时的EIBA标准）的产品投放市场以来，已有超过110家公司的近4000多种产品被授予许可证。这些产品完全满足了现代楼宇自动化的应用，保证了应用中产品的可交换性。

5.LonWorks

LonWorks和现场总线是同义词，现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。简单说，现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输。

LonWorks在国内的某些领域则具有很高的知名度，LonWorks是由美国Echelon公司耗巨资，于1990年12月开发成功的全分布式智能控制网络技术，参与研究开发的人员多达700人。Echelon的创办人为MikeMarkkula，他亦是苹果计算机的主要创办人之一。尽管LonWorks是EIA定义的家庭网络标准，而在中国则主要用于工业和楼宇方面，在家庭和小区领域的应用则要逊色一些。主要原因恐怕是价钱还未能为普通家庭所接受。LonWorks最大的优点是开放性、分散性和互换性，一个具有LonMark标志的节点（Node）可以互操作（Interoperability）亦可以互替换，但这是有条件的，要达到这个目的，必须尽量把产品细分，增加控制器变量的种类，简化及固定操作流程等，这又不可避免地增加控制节点的数量从而增加了系统的成本。在家庭自动化中最基本的操作应该是电器的开关控制，而最方便可行的方法是使用遥控插座，例如美国的Leviton便生产一款有LonMark标志的插座，但其价钱相当贵。于是国内的一些LonWorks产品开发厂家便另辟蹊径，在功能上来一个大集成，例如将Neuron芯片在外围上尽量扩展，或者用一般的微处理器作控制部件，用Neuron芯片作通信部件，设计成类似多功能控制盒之类的产品。这个方法可以起到降低成本、增加功能的作用。但这类产品一般没有互操性和互换性，很能申请到LonMark标志。

6.X-10，PLC-BUS

X-10电力载波协议

　　X-10协议是以电力线为连接介质对电子设备进行远程控制的通信协议，已广泛应用于家庭安全监控、家用电器控制和住宅以表数字读取等方面。X-10系统由发送控制盒和多个接受控制组件组成，各组件可设定不同编码以示区别。使用时，控制盒和组件可插入室内不同的电源插座，家用电器设备就差在这些控制组件上。通过与控制盒连接的键盘，用户可输入控制命令和组件编码，实现家用电器设备的远程控制。控制命令由120kHz脉冲串组成，在1ms时间内，有脉冲表示为“1”，无脉冲则表示为“0”，电源频率过零点同步。每个X-10数据包包含有标识符、房间编码和单元/功能编码，共22bit。现已开发出电力线路通信的嵌入式芯片、双向和三向通信组件、具有电脑接口的组建及相应软件等。通信速率达350kbit/s和2Mbit/s的产品也在开发中。

应用

在我国应用X-10产品的例子并不多见，究其原因可能是产品不太适合国内使用。X-10产品在美国主要是用在旧房子的改造上，而国内则一般驶在买新房子或在旧房子装修时才会考虑到这个问题。如果房子是入墙式装修，要外加X-10功能模块在开关插头上，多少会觉得不太协调。另外人们采用新技术时，往往又对新技术期望过高，X-10的一些技术限制了人们的使用，例如反映速度慢（60Hz供电系统中，传送一个指令需0.883s）、抗干扰性能差（这是由于信号载波在电力线忠传送时造成的，在我国这个问题比较严重）等，这都给X-10在我国的推广应用带来实质性的困难。但国内有些厂家和代理商也推出了针对中国住宅情况作了改进的X-10配套产品。在深圳、天津等城市也已经开始销售X-10产品。

PLC-BUS概述

电力线通信总线技术（PLC-BUS）是一种高稳定性及较高价格性能比的双向电力线通信总线技术，它主要利用已有的电力线来实现对家用电器及办公设备的智能控制。这种电力线通信技术是由位于荷兰阿姆斯特丹市的荷兰ATS电力线通信有限公司研发而成，它们致力于设计、开发和制造先进的电力载波家居控制技术，并因此技术的革新被获得多项专利。

PLC-BUS智能家居系统概述

ATS.,CO公司推出了一整套基于PLC-BUS技术的智能家居控制系统，它重新定义了家庭内部高可靠、低成本智能家居控制的新标准，此项技术拥有超强的系统稳定性和可靠性，为商业住宅提供了更为经济的智能化控制解决方案。而其它的电力线控制技术与PLCBUS技术在系统功能、可靠性和成本上是没办法相比的。PLC-BUS技术的解决方案包括如下领域的应用：灯光控制，电器控制，HVAC控制以及网络与电器设备间的通信。

中国ATS.,CO公司目前已经就此项技术与多家制造商进行了有偿授权使用此项专利的合作，其中包括世界上最大的电子设备厂商。现在上海索博智能电子有限公司是中国大陆及亚洲地区此项专利技术的唯一授权生产商。

7.CAN-BUS，C-BUS，SCS-BUS，H-BUS

CAN-BUS

控制器局域网（controllerareanetwork 简称CAN）最初是德国Bosch公司于１９８３年为汽车应用而开发的，一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，属于现场总线（FieldBus）的范畴。１９９３年１１月，ＩＳＯ正式颁布了控制器局域网ＣＡＮ国际标准（ISO11898），为控制器局域网标准化、规范化推广铺平了道路。目前它已经成为国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。

C-Bus控制系统

　　一、C－Bus系统由澳大利亚奇胜公司开发，该公司是施耐德的子公司。C－Bus是一种以非屏蔽双绞线作为总线载体，广泛应用于建筑物内照明、空调、火灾探测、出入口、安防等系统的综合控制与综合能量管理的智能化控制系统。C－Bus是一个十分灵活的柔性控制系统，这是因为所有的输入和输出元件自带微处理器且通过总线互联，外部事件信息来自输入元件，通过总线到达相应的输出元件并按预先编好的程序控制所连接的负载。每一个元件都可以按照需求进行编程以适应任何使用场合，其灵活的编程可在不改变任何硬件连线的情况下非常方便地调整控制程序。C－Bus控制系统的核心是主控制器和总线连接器，主控制器存贮控制程序、实现模块间总线通信及与编程计算机间的通信，通过控制总线采集各输入单元信息、根据预先编制的程序控制所有输出模块；其RS－232标准接口用于与编程计算机的连接，在计算机上通过专用软件进行编程、监控，当完成编程并下载至主控制器后，计算机仅作为监视，即C－Bus的运行完全不需要计算机的干预。

　　二、C－Bus控制系统以人居环境为主要服务对象，提供了多种接收外部指令的途径，如控制按键、光传感器、被动型红外探测器、定时单元等。实际上C－Bus就是一个典型的基于计算机总线控制技术面向智能建筑需求的系统化控制产品，模块的任意搭配使得系统设计十分灵活便利。家居用C－Bus产品的控制按键有一键、二键、四键三种产品，安装方式与常用暗装灯开关相同，可以对每一个键进行编程控制一路或多路负载，对于重要场所可采用多按键实现灯光场景控制，以适应不同工作对灯光系统的不同要求。

SCS-BUS

SCS总线基于护套双绞线，耐压300/500伏-基于CEI（意大利电工委员会）。SCS总线可以调制四种不同的信号。电力供应、数据、音频、视频。

　　传输控制协议是CSMA/CA（载波侦听/碰撞避免）。SCS总经可以实现以下功能：自动控制、声音广播、能源管理、温度调节、可视对讲。所有的功能都基于同样的技术和产品的配置和安装

H-Bus

　　和LonWorks一样，H-Bus智能家居系统是一种全分布式的现场总线产品，该产品具有双向通信能力，以及互操作性和互换性，其控制部件都可以编程。该系统采用双绞线总线结构，各网络节点可以从总线上获取供电（12- 24V/DC），亦通过同一总线实现节点间的无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信。H-Bus的信号编码方式与LonWorks相似，信号传输速率和系统容量则与CEBus一样，分别为10KBPS和4G。

　　在实践中，H-Bus智能家居系统有很多不同的编程手段可供用户选择，其中包括先在计算机上整体编程然后再下载到系统中的方法，这里就不多介绍了。从用户的角度来说，H-Bus似乎很简单（任意接驳），很灵活（具有智能），功能很强（一点多控，集中控制），有互操作性（要先编程）和互换性（要再编程）。为了实现上述目的，H-Bus总线解决了很多技术难题，例如信号与直流混合传输问题；无极性接驳问题；混合拓扑布线问题；信号优先权问题；无屏敝工频干扰问题等等。对这些问题H-Bus总线都有其独到的解决方案，因编幅所限，这里就不介绍了。值得一提的是，对于总线系统最基本的问题，即信号传输过程中的数据冲撞问题，H-Bus有新的突破，它是在以太网所使用的CSMA/CD信号传输控制技术的基础上作了关键性的改进，使各节点可以实现无冲撞的多节点随机数据传输，这项技术进一步提高了系统的通信效率和数据的可靠性。

A-BUS

A-BUS　　惠州亚润智能控制有限公司所研发的用来进行灯光控制的总线技术，简称A-BUS,BUS即总线，A即AROM，是亚润的英文标识。

Modbus

Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。为更好地普及和推动Modbus在基于以太网上的分布式应用，目前施耐德公司已将Modbus协议的所有权移交给IDA（Interface forDistributed Automation，分布式自动化接口）组织，并成立了Modbus-IDA组织，为Modbus今后的发展奠定了基础。在中国，Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008。据不完全统计：截止到2007年，Modbus的节点安装数量已经超过了1000万个。Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

8.CresNet，AXLink等等Net或Link

CresNet

Cresnet总线是美国厂商Crestron的私有总线和协议，该厂商有超过40历史，其产品应用较为广泛，是中央控制领域的高端领导品牌，该总线是许多Crestron触摸屏、键区、扩展模块、调谐器以及更多其它部件的通信中枢。Cresnet是一个简单但是灵活的4-线网络，提供Cresnet 设备的双向通信和24V电源。电缆长度最高可到5000英尺，Cresnet配线结构几乎允许无限种布线配置。