EIB总线原理与实例分析

　　1 现有现场总线及其在智能建筑应用上的局限性

　　现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的协议，是新一代智能仪表的通信标准。根据国际电工委员会（IEC）的标准和现场总线基金会（FF）的定义:“现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络”。 由于现场总线适应了工业控制系统向分散化、网络化和智能化的发展趋势，它一经产生便成为全球工业自动化技术的热点，受到了全世界的普遍关注。

　　在20世纪80年代中期，德国、法国等欧洲国家的一些大公司相继推出自己的现场总线产品，同时也制定了自己相应的标准。自20世纪90年代以后，全世界发展起来的现场总线已达数十种。通过实际应用的优胜劣汰后，目前有几种现场总线技术已逐渐具有影响力并在一些特定的应用领域显示了自己的优势，比较有代表性的包括了FF，Lonworks，CAN，Profibus，WorldFIP，HART等等。现场总线技术的产生促进了现场设备的数字化和网络化，并且使现场控制的功能更加强大。由于采用了现场总线技术而带来了过程控制系统的开放性，使得系统成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能力的控制网络。

　　与工业自动化领域的应用比较，智能建筑领域对实时控制的时效性，精确性及通讯效率等方面要求较低，而且建筑领域的现场控制有其固有的要求，要求易于操作，同时还要有高度的经济性，灵活性与安全性。同时，普通的智能家居与一栋超高层写字楼的控制目标和功能要求又不尽一样。因此迫切需要在建筑领域有专门的现场总线技术标准。EIB进入中国市场以前，Lonworks总线在智能建筑领域得到了广泛的应用。Lonworks通过Lonmark工作任务组，完成了行业规范，覆盖了在建筑自动化中的暖通空调，照明，安保，电梯，网络工具等模式的定义与互操作规范，通过Lonmark认证的Lonworks产品，保证了开放互操作性。但Lonworks由于其协议是针对工业现场所制订，网络协议的应用层、用户层缺乏对家庭楼宇自动化的统一描述，容易产生各种彼此不兼容的控制总线（如现场总线、设备总线等）和子系统，形成各种控制网络“孤岛”。各个子系统之间通过网关与总线连接，增加安装费用的同时不能彻底解决网关的“瓶颈”问题，有其先天的局限性。[1]

　　2 EIB系统介绍

　　1990年5月8日，由110多个欧洲电气制造商联合成立了European Installation Bus Association， 总部设于比利时的布鲁塞尔，并制订了欧洲安装总线规范European Installation Bus。EIBA会员占据了欧洲楼宇、家庭自动化设备销售额的80%。自EIB于1992年第一次出现在德国汉诺威交易会以来，一场翻天覆地的电气安装革命已经悄悄地开始了。据统计，在德国的商业功能建筑和大型超市中，大约30%的楼宇都不同程度地安装了EIB系统，而在计划建造的楼宇中，这一比例则达到了60%。EIB系统在欧洲被称为European Installation Bus，即欧洲安装总线。在亚洲则是指Electrical Installation Bus，即电器安装总线。鉴于其优秀表现，该协议已被美国消费电子制造商协会（CEMA）吸收作为家庭网络EIA-776标准。经过十多年的发展，EIB不仅成为事实上的欧洲规范，并在2000年在IEC国际现场总线标准大会上提名为国际标准之一。

　　EIB最大的特点是通过单一多芯电缆替代了传统分离的控制电缆和电力电缆，并确保各开关可以互传控制指令，因此总线电缆可以以线型、树型或星型铺设，方便扩容与改装。元件的智能化使其可以通过编程来改变功能，既可独立完成诸如开关、控制、监视等工作，也可根据要求进行不同的组合。与传统安装方式比较，EIB不增加元件数量而实现了功能倍增，从而具有了高度的灵活性。它的开放性更使得不同公司基于EIB协议开发的电气设备可以完全兼容，并为后续公司进入EIB市场提供可能。

　　EIB系统既是一个面向使用者、体现个性的系统又是一个面向管理者的系统，使用者可根据个人的喜好任意修改系统的功能，达到自己所需要的效果，并可通过操作探测器（如按钮开关等）来控制系统的动作；另一方面， EIB系统还提供基于Windows的软件平台，管理者（如小区物业中心、大楼管理中心、车库管理处等）将安装此套软件的计算机连接至EIB系统即可对EIB系统进行控制并进行管理，从而达到集中管理的功能。

　　3 EIB协议与原理分析

　　EIB是一种标准的总线控制系统，控制方式为对等控制方式，不同于传统的主从控制方式，总线采用四芯屏蔽双绞线，其中两芯为总线使用，另外两芯备用。所有元件均采用24VDC工作电影，24VDC供电与电信号复用总线。[2]

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