智能家居总线技术的概述
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智能家居使用CAN总线?RS485总线一、概述CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),是ISO国际标准化的串行通信协议。
在汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。
由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。
为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。
此后,CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化,在欧洲已是汽车网络的标准协议。
CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。
它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
详见百度百科“CAN总线”。
电子工业协会(EIA)于1983 年制订并发布RS-485 标准,并经通讯工业协会(TIA)修订后命名为TIA/EIA-485-A,习惯地称之为RS-485 标准。
RS-485 标准是为弥补RS-232 通信距离短、速率低等缺点而产生的。
RS-485数据信号采用差分传输方式(Differential Driver Mode),该标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。
详见百度百科“RS-485”。
二、 CAN总线与RS485的对比1,速度与距离:CAN与RS485以1Mbit/S的高速率传输的距离都不超过100M,可谓高速上的距离差不多。
但是在低速时CAN以5Kbit/S时,距离可达10KM,而485再低的速率也只能到1219米左右(都无中继)。
可见CAN在长距离的传输上拥有绝对的优势。
homebus电路原理
家庭总线(Homebus)是一种用于家庭自动化系统的通信协议和
电路。
它允许各种设备,如灯光控制、加热和冷却系统、安全系统等,通过一个统一的总线系统进行通信和控制。
家庭总线系统通常
包括以下几个组成部分:
1. 控制器,控制器是家庭自动化系统的大脑,负责管理和协调
各种设备的通信和操作。
它可以是一个专门的控制面板,也可以是
一个智能手机应用程序或电脑软件。
2. 总线,总线是连接各个设备的通信线路,它可以是基于电力线、以太网、Wi-Fi或其他通信协议的物理连接。
3. 设备,各种家庭设备,如灯具、温控器、安全摄像头等,都
可以通过家庭总线连接到控制器,实现远程控制和自动化操作。
家庭总线电路的原理是通过控制器发送指令和数据到各个设备,同时从设备接收状态和反馈信息。
这种通信通常是基于数字信号的,通过一定的通信协议进行数据交换和控制命令传递。
家庭总线系统
的电路设计需要考虑通信稳定性、安全性和实时性等因素,以确保
各个设备能够可靠地进行通信和协作。
此外,家庭总线系统还需要考虑电路的布局和连接方式,以确保各个设备可以方便地接入总线,并且能够在不同位置和环境条件下正常工作。
同时,还需要考虑供电和接地等电气连接,以确保设备能够正常运行并保证用户安全。
总的来说,家庭总线电路的原理是通过控制器和各种设备之间的通信和控制,实现家庭自动化系统的功能,需要考虑通信协议、电路设计和连接方式等多个方面的因素。
智能家居的核心技术解析随着科技的快速发展,智能家居已经逐渐融入了人们的生活。
智能家居通过网络和传感器技术,使得家庭设备和系统能够自主、自动地完成各种操作和任务。
本文将对智能家居的核心技术进行解析,包括网络通信技术、传感器技术、人工智能技术以及数据安全技术。
一、网络通信技术网络通信技术是智能家居的基础,它使得各种智能设备能够通过互联网进行连接和通信。
在智能家居系统中,通过Wi-Fi、蓝牙、红外线、ZigBee等通信协议,实现智能设备之间的互联互通。
通过在家庭中布置无线路由器和信号覆盖设备,可实现对智能家居设备的远程控制和管理。
此外,5G通信技术的普及将进一步提升智能家居的通信速度和稳定性,为用户提供更加便捷、高效的智能家居体验。
二、传感器技术传感器技术在智能家居中发挥着重要的作用,它能够感知家庭环境的各种数据,如温度、湿度、气体浓度等。
智能家居中常用的传感器包括温湿度传感器、光线传感器、空气质量传感器等。
通过传感器收集到的数据,智能家居系统能够对家庭环境进行监测和调控,实现定时开关灯光、自动调节温度、报警等智能化功能。
同时,传感器技术也为用户提供了更加个性化的家居体验,例如根据用户的喜好和习惯自动播放音乐、调节颜色等。
三、人工智能技术人工智能技术是智能家居的核心,它赋予智能设备人类般的智能和学习能力。
通过机器学习、自然语言处理等技术,智能家居设备能够根据用户的需求和习惯进行智能化的响应和交互。
例如,语音助手可以根据用户的语音指令控制家居设备;智能摄像头可以通过人脸识别技术自动识别家庭成员并提供个性化服务。
人工智能技术的不断发展将进一步提升智能家居的智能化水平,使得智能设备能够更好地理解和满足用户的需求。
四、数据安全技术智能家居涉及大量的个人隐私和敏感数据,因此数据安全技术显得尤为重要。
智能家居系统需要采取相应的安全措施来保护用户的隐私和数据安全。
其中,数据加密和身份认证技术是保障智能家居安全的重要手段。
Ams智能家居系统的功能介绍—安明斯一. Ams的结构及技术特点和LonWorks一样,Ams智能控制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。
Ams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,Ams智能控制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,Ams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,Ams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Ams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,Ams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。
该总线在布线上节约很大的一笔成本,详见:传统强电布线模式与AMS解决方案布线图。
二. Ams智能控制系统的应用及产品功能从上述我们可以看到,Ams是对现有现场总线技术作出改进后推出的一个中国控制领域的总线技术,其目的是使总线技术简单化和节能化,以方便设计及生产出符合我国国情的应用领域,能为商业、教育业、市政、大厦、住宅及工业上接受的智能控制产品。
下面我们就来看看该产品的特点。
与Ams总线兼容的产品都具有“Ams Compatible”标志,具有该标志的产品都具有互操性和互换性,可以任意组合使用。
智能家居综合布线系统的基本概念智能家居综合布线系统的基本概念智能家居是现代家居生活的一种新趋势,它在传统家居的基础上集成了各种智能化技术,实现了家庭管理、环境控制、安全监测、娱乐等多项功能。
智能家居综合布线系统是实现智能家居技术的重要基础,它是指利用总线技术将各种智能设备和传感器联通起来,实现互联互通、智能化控制的一个系统。
智能家居综合布线系统的基本概念包括以下几个方面:一、综合布线系统的组成智能家居综合布线系统由三大部分构成:核心控制单元、智能设备和网络。
核心控制单元是整个系统的大脑,它管理和控制智能设备的工作,采集和处理传感器信号,以及提供和管理互联网和局域网的接口。
智能设备是连接到综合布线系统中的各种设备,包括安防系统、照明系统、环境控制系统、音视频系统等等。
网络则是综合布线系统的通信基础,它能够将各个智能设备之间连接起来,实现数据的传输和控制的指令下达。
二、综合布线系统的架构智能家居综合布线系统的架构通常采用分布式结构,即将各种智能设备分布在不同的区域或房间内,然后通过网络连接起来统一管理和控制。
分布式结构的好处是更加灵活和可扩展,能够适应不同家庭的需求和扩张。
同时,综合布线系统的架构也要考虑对安全和隐私的保护,确保数据的传输和存储的安全性和可靠性。
三、综合布线系统的传输媒介智能家居综合布线系统的传输媒介一般都采用有线传输,比如采用Cat5e、Cat6等标准的网络线缆进行传输,也有采用光纤作为传输媒介的。
有线传输的好处是传输稳定可靠,信号不容易干扰,且支持高速传输。
同时,综合布线系统也支持无线传输,如Wi-Fi、蓝牙等无线协议,能够方便地实现设备之间的连接和数据传输。
四、综合布线系统的功能智能家居综合布线系统的功能主要包括如下几个方面:安防、照明、环境控制、音视频、家庭办公、健康管理等。
安防功能包括门窗传感器、红外监控器、烟雾传感器等,能够实现对家庭安全的监测和警报。
照明功能包括照明控制、灯光情景模拟等,能够实现智能化的照明管理。
智能家居布线方式(电力载波、总线、无线)智能家居介绍智能家居是指通过人工智能技术和物联网技术,对家庭各种设备进行集成控制,从而实现家庭自动化、智能化的生活体验。
智能家居系统包括家庭娱乐、照明、安防、环境控制、健康管理、家庭办公等各种场景,并通过手机、平板电脑等多种终端来控制和管理。
智能家居布线方式智能家居布线方式是指将各种设备进行有线或无线的连接和控制,其中最常用的有电力载波、总线、无线三种方式。
电力载波电力载波是指利用家用电线作为信道传输控制信号的一种方式。
具体是在电力公司提供的交流220V前点位置上,插入一块600HZ的载波滤波器,将信号叠加在交流电中传输,通过专门的载波信号接收器,可以控制家庭设备。
电力载波的优点是无需额外的布线,利用原有电线进行传输,节省了布线成本,可以在各个电器之间传输信号,操作方便。
但是电力载波的稳定性不够,如果家中有大功率电器,会造成干扰影响传输效果,另外电力载波的速度比较慢,难以支持高速数据传输。
总线总线是指通过一根线或多根线将控制信号传输到各个设备的一种方式。
总线可以分为三个部分:传输线、控制器和终端设备。
传输线指总线上用来传输数据的通道,控制器是总线上的数据交流中心,负责控制终端设备的通信和活动,终端设备是接收控制器信息的节点,通过终端设备可以对家电等设备进行控制。
总线的优点是速度快、传输稳定,支持大型智能家居系统,可以进行复杂的联动控制。
缺点是需要专业人员进行安装和调试,成本较高,同时可能存在单点故障的风险。
无线无线是指利用无线通信技术进行设备之间的传输和控制。
无线通信方式基本分为三种:红外线、蓝牙和Wi-Fi。
红外线主要用于遥控,不能支持联动,通讯距离和通讯角度都较为受限。
蓝牙通讯距离比较短,只能在同一个房间内进行通讯,但是耗电低,传输速度快,适合用于小型智能家居设备的控制。
Wi-Fi通讯是最常用的无线通讯方式,在家庭内部布线后,可以轻松连接各种智能家居设备。
智能家居七大主流总线系统对比CAN总线智能家居项目应用中,总线系统一直以其稳定性、可靠性和可扩展性等优势得到智能家居集成商的推崇。
面对不断成长与变化的智能家居市场,制造商与集成商都在纷纷转型寻求新的突破点。
在不断变化的外部环境下,值得关注的是,总线智能家居产品会有怎样的全新市场机遇。
智能家居总线系统基础知识智能家居在国内市场经过十数年的发展,通过在技术上的不断探讨和研究,各项技术与集成衔接已逐渐趋于成熟。
总线技术的主要特点是所有设备通信与控制都基于一条总线,是一种全分布式智能控制网络技术,其产品模块具有双向通信能力,以及互操作性和互换性,其控制部件都可以编程。
市场上比较有影响力的总线技术包括RS-485、KNX、CAN、C-Bus、SCS-BUS、LonWorks、Modbus等。
总线技术类产品比较适合于楼宇智能化以及小区智能化等大区域范围的控制,其优势在于技术成熟、系统稳定、可靠性高,应用也比较广泛。
主流总线系统特色概述RS-485总线RS-485是一种非常常见的总线。
在通信距离为几十米到上千米时,广泛采用RS-485串行总线标准。
它采用平衡发送和差分接受,因此具有抑制共模干扰的能力。
加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。
市场上一般RS-485采用半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态。
因此,发送电路须由使能信号加以控制。
RS-485用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。
应用RS-485可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
系统特色:从智能照明发展的轨迹看,最早的产品一般采用的RS485的技术,这是一种串行的通讯标准,因为只是规定的物理层的电气连接规范,每家公司自行定义产品的通讯协议,所以RS485的产品很多,但相互都不能直接通讯。
RS485一般需要一个主接点,通讯的方式采用轮询方式,模块之间采用“手拉手”的接线方式,因此存在着通讯速率不高(一般9.6Kbps),模块的数量有限等问题。
智能家居总线技术的概述
作者:赵瑞芬
来源:《科技视界》2011年第25期
【摘要】本文主要介绍了智能家居的4种主流总线技术,并介绍其原理和特点,最后分析了未来智能家居总线技术的发展趋势。
【关键词】智能家居;总线;RS-485;X10;LonWorks;CAN
20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化出现。
80年代中期,将家用电器、通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念。
80年代末,通信与信息技术的发展,出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统,这在美国称为Smart Home,也就是现在智能家居的原型。
智能家居最初的定义是:将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置,通过总线技术连接到一个家庭智能系统上,进行集中或异地监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。
总线技术是智能家居的基本单元,也是智能家居的核心。
随着智能家居的不断发展,已经有一些较为成熟并广泛应用的智能家居总线技术,如RS-485、X10、LonWorks、CAN等。
下文将对这4种总线技术的原理做简单介绍,并分析它们在智能家居应用中的特点。
1 RS-485总线
RS-485是一种非常常见的总线。
在通信距离为几十米到上千米时,广泛采用RS-485 串行总线标准。
它采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。
加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。
市场上一般RS-485采用半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态。
因此,发送电路须由使能信号加以控制。
RS-485用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。
应用RS-485 可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
在早期的智能家居产品中经常能看到其应用,目前已经较少使用。
但大部分的智能家居产品都会留有对RS-485的接口,以便于设备的兼容。
RS-485总线相较于现在其他的总线,在通信效率,抗干扰能力等诸多方面都存在着不足。
但其总线协议简单,且已经得到广泛应用,得到了大多数厂商的支持,所以仍有其存在的价值。
2 X10总线
X10是一种国际通用的智能家居电力载波协议。
该协议支持通过电力线相互通信,无需重新布线,被控制的电器可多达256路。
在智能家居20余年的发展过程中,X10是最引人注目的。
X10是全球第一个利用电力线载波来控制灯饰及电子电器产品,并将其商业化的成功模式,皮可电子公司(Pico Electronics Lcd.)成功地研发出该项技术。
X10是以60Hz(或
50Hz)为载波,以120Hz的脉冲为调变波而研发出的数位控制技术,并制订出一套控制规格。
X10总线协议已成为如今美国智能家居产品的主要领导者,在欧美,日本,新加坡,韩国等国也有广泛的应用。
其最大的优势是用电力线来进行通信,不需要另外布线,安装方便,使用简单,价格便宜。
但其缺点是传输速度较慢,且抗干扰能力较弱,对电网的稳定性要求相对较高。
3 LonWorks总线
LonWorks总线由美国Echelon公司推出,并由Motorola、Toshiba公司共同倡导。
它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议,采用面向对象的设计方法,通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。
支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质,通讯速率从
300bit/s至1.5M/s不等,直接通信距离可达2700m(78Kbit/s),被誉为通用控制网络。
到2010年时已有9千万个设备使用LonWorks网络技术。
LonWorks总线技术采用的LonTalk协议被封装到Neuron(神经元)的芯片中,并得以实现。
在智能家居领域,其最大的特点就是不像别的智能家居总线系统,必须有一个类似大脑的主机。
LonWorks总线技术不需要主机,它采用的是神经元网络。
每个节点都是一个神经元,这些神经元连接到一起的时候就能协同工作,并不需要另外一个大脑来控制。
所以其安全性和稳定性较其他总线大大提高。
4 CAN总线
CAN总线起初是BOSCH公司为现代汽(下转第97页)(上接第100页)车应用领先推出的一种多主机局部网,由于其高性能、高可靠性、实时性等优点现也已广泛应用于智能家居系统中。
CAN总线协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。
采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制,数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成,因此可以定义2或2个以上不同的数据块。
这种按数据块编码的方
式,还可使不同的节点同时接收到相同的数据,这一点在分布式控制系统中非常有用。
数据段长度最多为8个字节,可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。
同时,8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。
CAN总线协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。
CAN总线卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计,已越来越受到各界的重视,并已公认为最有前途的总线之一。
5 结束语
从上面介绍的总线技术本身来分析,总线技术需具有如下特点:现场控制设备具有通信功能,便于构成底层控制网络;通信标准的公开、一致,使系统具备开放性,设备间具有互可操作性;功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性;控制功能下放到现场,使控制系统结构具备高度的分散性。
目前,国内专业智能家居厂家的数量正在迅速增长。
智能家居市场在未来的三五年内会高速增长,新技术、新产品也会不断出现并投入应用。
就目前的发展趋势分析,预计今后两年内全世界有将近1亿的家庭将构建智能家居。
如此庞大的市场,给我们带来了机遇和挑战。
分析总线技术未来的发展趋势,其中可以肯定的一点就是,寻求统一的总线技术国际标准,将是总线技术或智能家居产业的主要任务。
现阶段各种总线技术并存,各大厂商拥有其各自的标准,这极不利于智能家居产业的大面积推广。
其实自1999年开始,我国政府部门就已密切注意到这个动向和趋势,国家信息产业部、国家科委、建设部等部委组织有关专家论证和规划在我国如何发展智能家居和住宅小区的计划,开始着手研究和制定有关我国家庭智能化的标准。
【参考文献】
[1]周洪,等.智能家居控制系统[M].北京:中国电力出版社,2005.
[2]杨永华.基于CAN总线和语音识别的智能家居控制系统的设计[J].嘉应学院学
报,2010(02).
[3]陶莉,等.基于RS-485总线的智能家居系统[J].自动化仪表,2007(11).
[4]赵瑞芬.关于物联网智能家居的初探[J].科技信息,2010(22).。