本文以 KNX 總線技術(shù)作為研究對(duì)象，將 KNX 總線技術(shù)應(yīng)用到家居控制中，如對(duì)家電、燈光、窗簾、安防等設(shè)備進(jìn)行控制，改變傳統(tǒng)的控制方式，建立起了管控有利、布線簡(jiǎn)潔、擴(kuò)展性強(qiáng)的控制系統(tǒng)，在節(jié)約能源的同時(shí)，為住戶提供舒適、便捷的生活環(huán)境。

　　KNX 總線概述

　　KNX 是 Konnex 協(xié)會(huì)基于 EIB( 歐洲安裝總線) 協(xié)議于 1999 年提出并制定的新一代協(xié)議總線標(biāo)準(zhǔn)。KNX 標(biāo)準(zhǔn)目前已被批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn) ( CENELEC EN50090 ＆ CEN EN 13321-1＆13321-2) 、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ( ISO /IEC 14543-3) 、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) ( ANSI / ASHＲAE 135) 和中國(guó)指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn) ( GB /Z 20965) ，已經(jīng)成為“HBES 技術(shù)規(guī)范-住宅與樓宇控制”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件，同時(shí) KNX 也是家居和樓宇控制領(lǐng)域唯一的開(kāi)放式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

　　采用 KNX 總線的電氣安裝系統(tǒng)和傳統(tǒng)的電氣安裝系統(tǒng)比較有很大的區(qū)別，采用 KNX 總線的電氣控制系統(tǒng)中控制設(shè)備和執(zhí)行器采用總線相連，這樣可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立操作，也可跨區(qū)域操作，執(zhí)行器受控于多個(gè)傳感器，驅(qū)動(dòng)與傳感器之間的邏輯關(guān)系可隨時(shí)被修改，開(kāi)關(guān)的狀態(tài)可被顯示，從而實(shí)現(xiàn)智能化控制功能。

　　智能家居控制要求

　　在智能家居領(lǐng)域，KNX 技術(shù)的靈活性為用戶帶來(lái)非常大的好處。KNX 系統(tǒng)主要由傳感器、執(zhí)行器和系統(tǒng)元件三大部分組成，主要用于燈光照明控制、電動(dòng)窗簾控制、暖通控制( 空調(diào)、地暖、新風(fēng)) 、遠(yuǎn)程監(jiān)控控制以及與其他系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制。其控制方式靈活多樣，例如就地智能面板控制、人體感應(yīng)控制、光線感應(yīng)控制、溫度感應(yīng)控制、氣象感應(yīng)控制、現(xiàn)場(chǎng)面板控制、中央計(jì)算機(jī)控制、電話遙控、定時(shí)控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制等。

　　本文主要介紹燈光、窗簾、AV 的控制，用一個(gè)三聯(lián)開(kāi)關(guān)進(jìn)行燈光、場(chǎng)景的控制，兩個(gè)三聯(lián)開(kāi)關(guān)進(jìn)行窗簾控制，一個(gè)五聯(lián)開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)光燈的控制，觸摸屏進(jìn)行燈光、窗簾、電器的控制。主要元件的控制要求如表 1 所示。表中輸出表示驅(qū)動(dòng)器的輸出端，鍵位表示的是開(kāi)關(guān)面板第幾聯(lián)，以及左鍵位還是右鍵位。

　　表 1  元件控制要求以及關(guān)聯(lián)設(shè)置一覽表

　　智能家居整體控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)

　　根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)整體控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)圖。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D有線型、星型、樹(shù)型結(jié)構(gòu)，本文采用線型結(jié)構(gòu)。圖 1 為網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)圖，圖中各元器件通過(guò) i_bus 總線相連，電器控制采用紅外控制，紅外發(fā)射器使用和 ABB i － bus 總線兼容的泰創(chuàng)產(chǎn)品。控制系統(tǒng)采用總線控制，每個(gè)元件都需要分配一個(gè)地址，具體分配方法見(jiàn)圖 1所示，各元件的功能如表 2 所示，各元器件的通訊通過(guò)組地址進(jìn)行。系統(tǒng)中各元器件接線簡(jiǎn)單，圖 1中僅畫(huà)出燈光驅(qū)動(dòng)器的接線圖，其余元器件接線圖省略。

　　圖 1 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)圖

　　表2  元件功能一覽表

　　智能家居控制系統(tǒng)組地址分配

　　根據(jù)控制要求，分配組地址，本文群組地址為三層，主群組有兩個(gè)，燈光場(chǎng)景控制和電器控制，燈光場(chǎng)景控制中有 6 個(gè)中間組，又有相應(yīng)的子組，主要群組地址分配方法示例如表 3 所示，其中場(chǎng)景和聯(lián)動(dòng)部分組地址省略。

　　表3 群組地址一覽表

　　編程、屬性設(shè)置及組地址關(guān)聯(lián)

　　利用 ETS 調(diào)試軟件進(jìn)行項(xiàng)目的調(diào)試，目前，最新版本為ETS4．0，本文中采用 ETS3．0 調(diào)試軟件。打開(kāi)調(diào)試軟件，設(shè)立一個(gè)新的項(xiàng)目如南通，分別導(dǎo)入相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)，在新支線下插入各功能元件如圖 3 中左側(cè)所示，并進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置，建立群組地址如圖 2 所示，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)，圖 3中右側(cè)所示為 1．1． 10 智能面板關(guān)聯(lián)地址，其余元件按照要求進(jìn)行關(guān)聯(lián)，主要對(duì)象功能關(guān)聯(lián)地址如表 2 所示，關(guān)聯(lián)了相同的組地址的元件就可以進(jìn)行通訊，操作面板發(fā)出指令，執(zhí)行器執(zhí)行命令，相應(yīng)燈和窗簾并按指令動(dòng)作。關(guān)聯(lián)結(jié)束后下載程序進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證，功能正常，才能滿足要求。

　　圖2 項(xiàng)目南通群組地址畫(huà)面

　　圖3 項(xiàng)目南通網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)圖以及1．1．10 6322智能面板關(guān)聯(lián)畫(huà)面

　　觸摸屏的編程，需將語(yǔ)言設(shè)置成中文，設(shè)置頁(yè)面有效以及頁(yè)面上按鈕數(shù)量以及功能，并關(guān)聯(lián)組地址，生成* ．pid 文件，通過(guò)觸摸屏 SD 卡讀入程序，并可進(jìn)行調(diào)試。電器的控制，要通過(guò)紅外學(xué)習(xí)軟件，進(jìn)行紅外代碼的學(xué)習(xí)，并保存和下載到紅外發(fā)射器中，進(jìn)行調(diào)試。安防系統(tǒng)的啟動(dòng)，通過(guò)干接點(diǎn)模塊開(kāi)啟燈光報(bào)警以及安防報(bào)警模塊進(jìn)行電話報(bào)警。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，先設(shè)置 TG/S3．2模塊，對(duì)需要控制的對(duì)象進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

　　注：智能家居控制系統(tǒng)集住宅設(shè)備控制及環(huán)境監(jiān)控于一體，提供全方位的信息交換功能，系統(tǒng)集成了家電設(shè)備控制、燈光控制、安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等功能。KNX 總線是被正式批準(zhǔn)的智能樓宇控制領(lǐng)域的開(kāi)放式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，KNX 總線已被廣泛應(yīng)用到樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域。