浅谈现场总线的智能照明系统分析与应用研究

摘要：随着科学技术的发展，照明控制方法不断变化。近年来，大多数照明控制系统在现场总线的基础上实现了智能控制，总线的类型和技术也多种多样。本文简要分析了照明控制的主要实现方法，然后探讨了基于现场总线的智能照明控制系统的基本内容，提出了可用于钾照明控制系统的总线类型及其通信协议。

关键词：现场总线；智能照明控制系统；分析；应用；

引言

照明控制系统正朝着自动化和智能化的方向发展，其灵活性和精度越来越高，从DDC（直接数字控制）、DCS（配送控制系统）到FCS（现场总线控制系统），系统网络化程度不断提高，逐步实现控制系统与网络系统的统一自控，对基于现场总线的智能照明控制系统的研究具有重要的现实意义。

1照明控制的主要实现方式

1.1传统式

传统的照明控制大多是手动控制，电路系统中的通断控制主要通过手动开关完成，即灯具开关以手动形式实现，光度调节也应根据电路电压调节实现，调节元件为手动形式。与其他方法相比，传统方法具有直观、有效、简单的优点，但由于对手T操作的依赖性强，系统分散性强，管理效率低，自动化水平低，不能满足当前社会的高效需求。

1.2自动式

DDC技术是A动态照明控制的主要技术基础。控制中心发出开关信号，然后遥控灯具。电源电路内的接触器由自连接数字器控制。与传统照明控制相比，自动控制集中度强，管理效果强，自动化特性明显。其局限性在于照明设备与控制器之间的点对点连接，无法有效调光。

1.3智能式

智能照明控制系统的产生和应用得益于现代控制技术、网络通信技术和计算机技术。照明设备可根据用途、室内外亮度变化、时间变化等条件自动调节，系统内灯具可统一集中监控管理。在这个控制系统的支持下，人们的生活和工作环境的舒适度将大大提高；同时，智能控制系统镇将脱离楼层设备，并根据实际需要调整场景。

2基于现场总线的智能照明控制系统的基本内容

无论是传统还是自动照明控制系统，都采用点对点连接，每个控制点与控制线连接，导致电缆数量大，T困难，容易造成人力、物力、财力浪费，如果需要根据实际需要调整控制方法，整个线路需要整改。在基于现场总线的控制系统中，控制箱或照明开关作为网络节点存在于现场总线中，现场总线起着枢纽作用，无论是开关灯信号、控制信号还是电源信号，都应依靠现场总线实现通信。在控制系统中，网络主机等监控节点可以对系统中的设备进行必要的检测和控制。智能照明控制系统中的主要节点包括智能继电器、智能调光器、智能开关、智能主机、上PC机等，其他节点也可能包括图像采集设备、声音采集设备、照度传感器等。每个节点都具有CPU，以实现存储、通信、故障诊断等功能。

3可用于智能照明控制系统的总线类型和通信协议

3.1C—bus

C—bus属于两线封闭总线协议，包括奇胜公司推出的两条双绞线。一对线不仅要传输总线设备信息，还要实现供电(DCI5)V—DC36V)，在C-bus总线中，总线设备可直接通信，无需中央控制器。其传输协议是CSMA／CD，基本单位为子网，拓扑结构有三种，一种是总线形，另一种是树形，第三种是星形。每个子网可容纳225个控制电路或100个单元，传输距离可达1000米，通信速率可达9．6kbps。湖北仙桃体育馆采用该协议进行照明设计，智能控制效果好。

3.2i—bus

i—bus是基于欧洲安装总线的标准EIB，属于两线网络。欧洲大多数家庭或建筑物都按照EIB标准设计了自动控制系统。ELBA组织主要负责EIB协议的管理，具有明显的非营利性和中立性。制造商只要向ELBA组织申请并同意遵守协议，就可以生产相关产品。

3.3Dynet

Dynet系统由Dlight软件控制，为四线系统达成协议，包括两对双绞线。一对双绞线负责为设备提供电源（DC12V），另一对负责设备信息的传输。为了做好全面的准备，一般建议在总线安装中使用五种线路，除四对双绞线外，多余的线路保留备用。Dynet的传输建议基于RS485四线系统。拓扑结构只有一条总线。主网与子网（64）的连接主要通过网桥实现，子网与设备单元相连，设备单元数量为64个。在该系统中，主网络的传输速率最多为57．6kbps，而子网则是96kbps。

3.4DALL

DALL是一个数字可寻址调光接口，该协议被纳入1EC60929标准（1994年）。此后，夹具制造商、灯具制造商、芯片制造商等国际相关制造商给予了大量的支持和认可。飞利浦于1999年完善了协议的部分内容，并在协议的基础上制造了智能灯具产品。基于DALL设计的控制系统具有简单、结构清晰的主要特点，可以在协议的基础上实现室内所需的高性能照明和智能照明。其功能包括状态显示、场景、调光、开关等，镇流器是系统中的控制对象。

3.5HBS

HBS也被称为家庭总线系统，日本企业shuai先提出协议，协议可以实现电话、照明设备、视频、音频设备之间的连接，使用同轴电缆或双绞线实现协议内容，实现家用电器自动化和综合HBS协议也综合考虑远程服务的内容，包括家庭远程教学、远程医疗和购物。该协议可通过专用总线控制简单的模拟量和电气开关量，具有风险低、抗干扰性强、成本低、反应快等优点。

3.6DMX512

DMX512...该协议是一项数字多重用协议，既不是国家标准，也不是行业标准。它是由USITT提出的，最初用于兼容剧院或舞台上的控制器和调光器。其优点是实用性强，操作简单，因此许多国际制造商都认可该协议。在设计或生产数字调光设备时，DMX512的应用在中国越来越受到重视。无论是剧院、舞台还是工作室使用的凋光器等设备，都可以在协议系统的支持下进行数字控制。该协议在主从控制系统中发挥着更加突出的作用，具有可靠性高、操作简单、信息通路畅等显著特点。

3.7X一10

X-110协议广泛应用于北美，依靠电力线载波技术控制，实用性高。其传输工作能否顺利进行，主要取决于120kHz脉冲信号。当电力信号从零点通过时，观察脉冲信号是否产生，然后确定信号可以传输。在传输过程中，1110是信号帧头显示的真实值形式的识别符，其他信号在交流点传输，零相位以补码或真实值的形式存在。该协议的优点是使用方便，适用于重建项目。

4安科瑞智能照明控制系统

4.1概述

ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术，技术成熟可靠，安全稳定。开关驱动器具有独立工作的能力，适用于一些中小型项目；模块化设计可以随意拼接扩展，预留I/O端口和Modbus接口，也可以满足与Acrelems企业微电网管理云平台的数据交换。

4.2应用场所

适用于各类智能社区、医院、学校、酒店、体育场所、机场、隧道、车站等大型公共建设项目的照明控制需求。

4.3系统结构

4.5设备选型

5结语

智能照明控制系统是技术发展的产物。与传统的照明控制设计相比，基于现场总线的照明控制系统具有强大的优势，使用方便，适应性强，系统中的灯具可以统一、集中地监控和管理。目前，市场上有许多相关的协议，如C—bus、i—bus、Dynet、DALL、HBS、DMX512、X110等，虽然种类繁多，优势明显，但各协议适用的环境和条件存在一定差异。为了扩大系统的应用范围，应制定统一的行业标准和相关规范。

参考文献

[1]陈世栋，樊霁，曹宇，等．基于DevieeNet总线的智能照明控制器设计[J].照明工程学报，2016(03)．

[2]赵运婷，贾文民．智能楼宇DDC照明控制系统设计[J].电脑知识与技术，2016(07)．

[3]冯国柱，吕伟，段宏全，于跃，林彤．火电厂总线式智能照明节能控制系统开发及应用[J].内蒙古电力技术，2015(s2)．

[4]樊轩睿.工业照明系统中嵌入式智能网关的研究与应用[D].大连理工大学，2015．

[5]孔祥春，陈晓阳．基于CAN总线的LED智能控制系统在隧道照明中的应用研究[J]．公路交通技术，2014(O4)．

[6]孔雅．基于CAN总线的隧道照明系统的研究[D].河北工业大学，2014．

[7]黄晓廷．基于KNX协议的智能灯控系统的研究与实现[D].上海交通大学，2014．

[8]罗杰.基于现场总线的智能照明控制系统分析与应用

[9]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05．