EIB系统基本原理及应用

1 EIB系统的由来 　　20世纪80年代中期，随着计算机技术和通讯技术的迅速发展，工业自动控制领域对现场底层设备之间的通讯和控制提出了越来越高的要求，促使了现场总线技术的诞生。比较有代表性的有Profibus、FF、CAN、HART等，它们在全世界得到了广泛的应用。 　　相对于对实时性、精确性及通讯效率等要求极高的工业自动化领域而言，建筑自动化领域的要求要低一些，从经济成本角度考虑，上面那些造价昂贵的现场总线技术也并不非常适合于建筑领域。但是作为建筑本身的发展而言，随着用户对建筑提出的功能要求越来越高，满足这些功能而使用的现代化技术也日益复杂，在所谓的智能建筑中就集成了现代的通讯技术、微电子技术等多项尖端技术。这些技术的应用，不仅给建筑带来了较重的建设成本压力，其运行和维护的管理成本也越来越高，正是建筑对安全性、经济性、舒适性、应变性等各方面的不断提高的要求成为建筑领域的现场总线技术标准――欧洲安装总线(European lnstallation Bus)技术产生和发展的基础。 　　1990年，由7家德国著名的电气产品制造商组成联盟，制定了EIB技术标准并成立了中立的非商业性组织EIBA(EIBAssociate，欧洲安装总线协会)。EIBA协会的成立极大地推动了EIB标准的发展，迄今为止，已有100多家制造厂商成为了EIBA的会员。按照开放的EIB标准生产能够相互兼容和交互操作的各种元器件，各类产品品种多达4000多种，几乎覆盖了建筑中各个行业和各种用途的需要。经过十多年的发展，EIB不仅成为事实上的欧洲标准，也被成功地引人世界各地。2001年，EIB技术开始被引人中国，在短短的几年内，以其优越的性能和质量获得了很大的成功。 　　2 EIB系统基本原理 　　EIB技术对传统电气安装技术而言是一次突破性的革命，它具有现场总线技术的核心优点，如全分散控制；设计、安装、维护方便等，是当今建筑技术领域非常优秀的现场总线标准。 　　(1)总线传输介质 　　EIB总线以双绞线(Twist Pair)为通讯介质。它采用2x2x0.8的标准EIB总线，具有良好的抗干扰性。 　　(2)系统拓扑结构 　　EIB系统非常灵活，可以适用于不同大小的电气安装系统：小到普通的一个房间，大至一栋摩天大楼，都可以在拓扑上分层次设计安装。EIB的最小安装单元是线路(line)，每条线路上最多可连接64个总线元件；通过线路路由器(line coupler)可以将多达15个线路连接组合成一个更大的拓扑单元，它称之为域(Area)；通过主干路由器(Backbone Line Coupler)更可将15个域相互连接和组合起来。这样，EIB系统最多可连接14400个总线元件，可控制的用电设备点数更是数量惊人。根据EIB标准规定，每条线路的总线最大长度为1000m。通过中继器(双绞线线路中继器、光纤中继器、以太网络中继器)的使用，我们可以用EIB来实现一些大距离跨度项目如会展中心、桥梁、广场等的电气照明控制。 　　(3)信号传输 　　作为一个全分布式的现场总线系统，EIB系统中的每一个总线元件都是一个智能控制单元，元件之间通过广播的电信号(Telegram)交换信息，从而实现控制和被控制的操作。 　　在建筑中，各个电气设备的动作完全是个随机事件，如在某一个时刻，某个房间要打开灯光而另一个房间要关闭窗帘，这就意味着在总线上的电信号是随机出现的。EIB系统采用串行异步的传输方式，应用了CSMA／CA(载波侦听多路访问／冲突避免)技术，它使得多个元件同 　　时发送总线信号时几乎不会发生信号丢失现象。 　　(4)寻址 　　在EIB协议标准中，定义了两种类型的地址：物理地址(Physical Address)和逻辑地址(Group address)。 　　物理地址是用来标识每一个总线元件，用于程序下载和设备维护。每个总线元件都有一个唯一的物理地址。物理地址需按照该元件在整个拓扑中的位置来设定。 　　逻辑地址代表着“一种控制条件”，每个传感元件可以被编程为发出一个或多个逻辑地址，同时每个执行元件可以被编程为接收到一个或多个逻辑地址后执行相应的动作。逻辑地址是用来进行通讯用的，利用逻辑地址，可以轻易实现传统电气安装技术中很难实现的“一控多”和“多控一”任务。 　　3 ElB系统的特点 　　从EIB的技术角度上，EIB系统最大的特色体现在其兼容性和开放性方面。 　　在产品标准上，所有EIB产品按照统一的通讯标准进行通讯，不同厂商的产品可以完全兼容，这极大地保护了用户的利益。用户不必担心今后的升级维护问题，同时多家产品制造商也可以使用户得到最好的价格和服务。 　　和其他现场总线系统相比，EIB系统有一个很大的特点和优点：EIB系统有一个统一的进行系统设计、编程和调试的工具软件ETS(EIBToolSoftware)，各个厂商按照标准的格式开发每个元件的数据库，统一的ETS编程软件是EIB系统成功的奥秘。 　　4 EIB系统的应用 　　EIB欧洲安装总线系统主要能够实现灯光控制、遮阳控制、空调控制等功能。其既可在现场通过智能面板控制，也可在中央控制室通过可视化软件控制。在一个需要使用多种功能的房间内，EIB系统有着巨大的优势。以一个中型会议室为例，理想的功能涉及多类型照明(灯光开关、普通光源调光、日光灯调光)、电动投影机的升降