宇 课程设计论文主体 1

摘 要 通常所谓的智能小区技术即是在住宅小区内采用 4C 技术（Computer 计算机、 Automatic Control 自动控制、Communication 通讯、IC Card 智能卡） ，建立一个由 服务管理中心、接入网和家庭智能化系统组成的信息集成网络系统，对各种信息实现 全面、实时、有效地接收、传递、采集和监控。为住户提供一个安全、舒适、便捷、 节能、高效的生活环境。 随着人们生活水平的提高，对居住环境的要求不断提高，加上近年来计算机和信 息产业的发展，智能化以极快的步伐进入到住宅小区和家庭中。并且在智能化的要求 越来越高、智能化系统越来越庞大、家居环境舒适度越来越高的情况下。老一代的通 讯系统已跟不上整体技术的进步。 开放的 CAN-bus 具有优越简洁等诸多特点，使得 CAN-bus 总线设备和 CAN-bus 总线系 统的更加智能化。CAN-bus 总线完全可以将智能小区和智能楼宇的所有控制系统有机 的连接在一起，彻底的实现分布管理、集中控制。并能有效的控制系统的成本投入， 减少工程的后期维护和维修。 关键词: 智能建筑 C-Bus 总线 控制 吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 第 II 页 共 II 页 ABSTRACT Often so-called intelligent village technology that is in residential district with 4 C technology (if the Computer Control Automatic Control, correlate, Communication, IC Card visitors smart Card), establish a by the service management center, access network and family intelligent system components of the integration of information network system, to all kinds of information all-round, real-time, effectively receive, the transmission, acquisition and monitoring. For residents to provide a safe, comfortable, convenient, energy saving, high efficient living environment. As people living standard rise, the living environment of the constantly increasing demand in recent years, with the development of computer and information industry, intelligent so fast pace into the residential area and family. And in the intelligence required more and more high, intelligent systems become large, household environment more and more high comfort. The old generation communications system already cant keep up with the overall technology progress. Open the CAN bus-provide a concise, and many other features, make CAN-bus bus equipment and CAN-the more intelligent bus system bus. CAN-bus CAN bus will intelligent village and the intelligent building of all control system of organic linked together, the realization of the complete management, centralized control distribution. And can effectively control system costs, reduce the later stages of the engineering maintenance and repair. key words : intelligent building C-Bus Bus control 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 1 页 共 16 页 第 1章 前言 1.1 设计目的 通过课程设计使学生将课本中所学的专业知识应用于设计实践，以巩固课堂学的 专业知识，为今后的毕业设计打下良好的基础。 1.了解 C-Bus 控制系统。 2.了解 C-Bus 编程方法和调试过程。 3.了解智能照明控制系统设计的基本原则、内容与一般步骤。 1.2 设计要求 1、要求每个学生独立完成设计任务。 2、设计程序。 3、在实验室条件下，通过试验调试初步验证其程序的正确性。 4、完成课程设计任务书。 5、要求提交成果。 吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 第 2 页 共 16 页 第 2章 智能照明的发展 以前绝大部分的智能楼宇系统的数字量、信号控制与采集的通讯都是采用 RS-485 总线，但是由于 RS-485 的总线效率低、系统的实时性差、通讯的可靠性低、后期维护 成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想、单总线可挂接的节点少、应用不灵活 等不足和缺陷逐渐体现出来，越来越不能适应大中型智能楼宇的控制需要，并且带来 更多的成本和维护费用。虽然许多工程师、生产厂商等提出了改进的方法和建议，但 都不能从根本上解决 RS-485 这些先天性的问题。所以，采用更好性能的通讯系统的措 施势在必行。 C-Bus 系统是一个二线制的管理系统。所有的单元器件（除电源外）均内置微处 理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地 址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输 出元件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为 C-Bus 信号在 C-Bus 系统总 线上广播，所有的输出单元接收控制信号并作出判断，控制相应回路输出。 C-Bus 系 统是由计算机设定的，一旦系统设置完成后电脑即可移走。所有的系统参数被分散存 储在各个单元中，即使系统断电也不会丢失。一旦电脑接入 C-Bus 系统中，则可实现 时监控，定时控制等功能。因此可以应用此系统与智能建筑相配用，以达到完善的系 统设计。 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 3 页 共 16 页 第 3章 C-Bus总线 3.1 基本原理 -Bus 系统是一个二线制的总线型式的智能控制系统，主要用于对照明系统的控 制。也可用于消防等系统中的联动控制；除此之外还可以与其他如空调、消防、保安 等系统联动。 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线 （双绞线）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过 输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输 入时，输入单元将其转变为-Bus 信号在-Bus 系统总线上广播，所有的输出单元接 收并做出判断，控制相应回路输出。 -Bus 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供 36 伏直流电 源，还加载了控制信号。-Bus 通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关 系，因此在设计时更加简单、灵活。 3.2系统组成 一个-Bus 系统是由系统单元、输出单元、输入单元三部分组成。有关各部分单 元的介绍详见单元功能介绍。C-Bus 系统由输入单元、输出单元、系统单元三部分组 成: 输入单元：将外界的信号转变为 C-Bus 系统信号在系统总线上传播 输出单元：收到相关的命令，并按照命令对灯光做出相应的输出动作 系统单元：为系统提供弱电电源和控制信号载波，维持系统正常工作 3.2.1系统单元 1、统电源 5500PS：为系统总线提供电源，每个电源模块最多支持 18 个单元供 电，电源输出为：36VDC、350mA 2、PC 接口 5500PC：提供 PC 和-Bus 网络的接口、提供第三方软件监控-Bus 吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 第 4 页 共 16 页 网络的标准的 RS232 接口集中控制接口，系统调试用接口 3、网络桥 5500NB：当遇到 3 种情况需要添加网络桥 （1）网络内超过 100 个单元 （2）控制地址数超过 255 个 （3）网络内传输距离超过 1000 米 3.2.2 输入单元 两键、四键、八键智能面板 E5052NL、E5054NL、E5058N：带红外接收，背景灯， 双色指示灯转换、自学习功能、场景功能等，更薄更轻，功能更强；可以同时实现普 通按键开关和场景控制器的功能。 3.2.3 输出单元 1、单路、两路继电器 5101R、5102RVF ：可以承受 10A 电流的开关和 010V 的直流电输出。模块安装在配电箱内。连接电源、强制开关和 LED 指示器。 2、四路 10A 继电器、四路 20A 继电器 L5504RVF、L5504RVF20P ：能够在继电 器上手动控制每一回路；能够通过软件设定它的网络终端功能；通过软件能设定继电 器的互琐功能；断电后能设定来电时的继电器状态；2 个 RJ45 头能够与-Bus 网络连 接；带有电磁式继电器触点 3、十二路 10A 继电器 L5512RVF：能够在继电器上手动控制每一回路；能够通过 软件设定它的网络终端功能；通过软件能设定继电器的互琐功能；断电后能设定来电 时的继电器状态；2 个 RJ45 头能够与-Bus 网络连接；带有电磁式继电器触点 4、四路 2A 调光器、八路 1A 调光器 L5504D2A、L5508D1A：在 12 位的导轨式安 装上提供四路、八路前沿触发的调光功能；确保无闪烁调光，每路都具有过载和过流 保护；调光亮度的改变是线性的，确保在调节范围内亮度的改变是完全一致；具有手 动开关按钮。 5、专业级单路 20A、两路 10A、四路 5A 大功率调光器 5101D20、5102D10、5104D5：有 4 路5A，2 路10A，1 路20A 几种负载控制范围； 能够调节阻性负载，电感式与电子式的负载调节都是用它的前沿触发调光技术当监测 到供电主电压改变后，通过调节输出负载的电压来补偿主电压的改变。 6、专业级大功率调光硅箱 L5112D12/L5112D16：专业级大功率调光硅箱，单项 220V 供电，具有自学习功能，12 路输出，每路最小负载输出分别为 12A、16A，有过 流、过温、过载及短路保护功能。 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 5 页 共 16 页 3.3总线的技术特点 现场总线 CAN-bus 的特点： 1、国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高； 2、传输距离远（最远 10Km） ，传输速率快（最高 1Mbps） ； 3、单条总线最多可接 110 个节点，并可方便的扩充节点数； 4、总线上各节点的地位平等，不分主从，突发数据可实时传输； 5、非破坏总线仲裁技术，可多节点同时向总线发数据，总线利用率高； 6、出错的 CAN 节点会自动关闭并切断和总线的联系，不影响总线的通讯； 7、报文为短帧结构并有硬件 CRC 校验，受干扰概率小，数据出错率极低； 8、对未成功发送的报文，硬件有自动发功能，传输可靠性很高； 9、具有硬件地址滤波功能，可简化软件的协议编制； 10、通讯介质可用普通的双绞线、同轴电缆或光纤等； 11、CAN-bus 总线系统结构简单，性价比极高。 3.4 C-Bus总线的优越性 智能照明作为智能建筑智能系统的一部分，从各个方面无一不体现了“绿色照明 工程”所要求的节能、高效、安全和舒适。 3.4.1安装便捷，节省线缆 C-Bus 系统是一种二线制的照明控制系统，以一对 UTP 五类线作为控制总线，将 系统中的各个输入、输出和系统支持单元连接起来，大截面的负载线缆从输出单元的 输出端直接接到照明灯具或其它用电负载上，而无须经过开关。安装时不必考虑任何 控制关系，在整个系统安装完毕后再通过 C-Bus 软件设置各个单元的地址编码，从而 建立对应的控制关系。由于 C-Bus 系统仅在输出单元和负载之间使用负载线缆连接， 与传统控制方法相比节省了大量原本要接到开关的线缆，也缩短了安装施工的时间， 节省人工费用。 3.4.2 编程性 C-Bus 系统可以通过电脑，用 C-Bus 控制软件对整个照明系统进行远程控制和中 央监控，并可以随时方便地根据用户需求修改控制关系。C-Bus 系统提供的可编程性 吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 第 6 页 共 16 页 对今后可能发生的变动有很强的适应性，当某种原因需要变更照明控制关系时，只需 在软件中进行修改，而无须重新敷设线缆。 3.4.3改善工作环境，提高工作效率 在大楼办公室，配以可调光电子镇流器的日光灯在 C-Bus 智能照明控制系统控制 下与传统的日光灯照明系统相比具有显著的优点。 因为配有传统镇流器的日光灯以 100Hz 的频率闪动（电网频率的 2 倍） ，这种频闪 使工作人员头脑发胀，眼睛疲劳，降低了工作效率。而可调光电子镇流器则工作在很 高的频率（40KHz70KHz）下,不仅克服了闪频，而且消除了由于使用 START 而造成起 辉时的亮度不稳定，健康、舒适的环境，同时也提高了工作效率，而这一点却给业主 带来预想不到的巨大经济回报。 3.4.4节约能源，降低运行维护费用 由于 C-Bus 系统中采用了红外线传感器、亮度传感器、定时开关以及可调光技术， 智能化的运行模式，使整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案来准确运作，不但 大大降低运行管理费用，而且最大限度地节约能源，与传统的照明控制方式相比较， 可以节约电能 30%。我们在澳大利亚的莱尔托大厦用电负载几乎相同的两个楼层作了 一次对比测算，其中一个楼层安装了 C-Bus 智能化照明管理系统，另一层采用传统照 明方式。结果显示安装了 C-Bus 系统的楼层每月（按 28 个工作日）节约电能 2,310 千 瓦时,按照每千瓦时 0.19 澳元计算，每月可节约 438.20 澳元,由此两年半就可收回投 资。 3.4.5 长期的、可观的潜在收益 C-Bus 还采用软启动、软关断技术，可使每一负载回路在一定时间里缓慢启动、 关断，或者间隔一小段时间（通常几十到几百毫秒）启动、关断，避免冲击电压对灯 具的损害，成倍地延长了灯具的使用寿命。同时，C-Bus 系统具有开放性，提供与 BA 系统（包括闭路监控、消防报警、安全防范系统）相连接的接口和软件协议，便于构 成一个完整的楼宇自控系统。采用了 BA 系统的建筑物，如果也使用 C-Bus 智能化照明 管理系统，带来高质量的照明环境，将会提高整个建筑物的智能化管理水平，增加该 物业的亮点，为精品工程和标志性建筑赋予现代化、智能化和时代感，这些无疑都获 得了许多潜在的收益。 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第 7 页 共 16 页 第 4 章 利用 c-bus 智能照明的设计 4.1 设计原理 4.2 设计步骤 4.3 调试 吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计（论文） 第 8 页 共 16 页 总结 与传统方式相比，C-BUS 总线的应用避免了复杂的施工安装和走线。根据需求和外界环境的变化， 仅需修改软件设置或少量改造线路，就可以调整照明布局和扩充功能，适合不同的使用需求，大 大降低了系统建设费用和建设周期。由于控制回路与负载分离，系统具有较高的安全性。 采用 C-BUS 总线实习实现了智能建筑灯光照明系统的智能建筑。在分析 C-BUS 总线的原理与网络 组成，通信协议的基础上，提出并设计了典型的 C-BUS 控制系统结构。 我认为，在这次的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们 通