EIB协议与楼宇自控系统技术介绍

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：使用EIB组成的系统开放性、互操性较好，灵活性高。EIB协议应用两种类型的地址：物理地址和组地址。EIB网络中，组成系统的基本单元为总线耦合单元和应用单元。其中双绞线系统是应用最广泛的介质，它采用2×2×0.8的标准EIB，具有良好的抗干扰性。

1.EIB及主要技术特点

欧洲安装总线（European Installing Bus，EIB）在欧洲的楼宇自动化（BA）和家庭自动化（HA）领域中有着广泛的应用，是欧洲安装总线协会创建的一种EIB标准。EIB技术可以采用多种不同的网络传输介质，如用双绞线、电力线、同轴电缆、无线介质等，但大多数应用场合中使用双绞线和电力线。使用双绞线时，每个物理网段可长达1000m，传输速率为7.6kbit／s；使用电力线时，最大传输距离为600m。

图1-22 CAN总线和以太网组成的数据传输方案

EIB应用于BA和HA领域中，有着较优良的性能，已经被美国消费电子制造商协会（CE-MA）吸收作为住宅网络EIA-776标准。使用EIB组成的系统开放性、互操性较好，灵活性高。EIB协议没有使用“控制中心”结构，在应用于楼宇的智能控制中，如采暖通风空调、照明、安防和时间事件管理控制过程中，有以下4个主要特点：

（1）分布式结构

无控制中心分布式结构，使被控系统能够处于一个高效率的运行状态中，布线量小，安装费用低廉。

（2）互操性

开放性结构与组编址通信的结合使系统内的设备具有良好的互操作性。

（3）灵活性

EIB对多种传输介质的支持，尤其是对电力线传输和无线传输方式的支持，使系统组建和扩充简化。

（4）系统的其他一些特点

1）采用DC24V供电；

2）采用CSMA／CA媒体访问技术；

3）使用优先权定义，处理监测控制的实时性；

4）控制电缆和电力电缆被单一多芯电缆替代。

EIB最大的特点是用单一多芯电缆替代了传统上分离使用的控制电缆和电力电缆，总线电缆可以以总线型、树形或星形拓扑结构铺设，系统规模调整便利。智能化的控制器可以通过编程来实现不同的功能和应用场所。EIB应用系统具有高度的灵活性和开放性，只要是基于EIB协议开发的电气设备可以完全兼容。

2.EIB系统的基本结构

EIB系统的基本结构是使用支线（Line）挂接元件，线路耦合器（Line Coupler）最多可以将15条支线连接为一个区域（Area），还可以通过干线耦合器（Backbone Line Coupler）将15个区域连接成一个大点数系统。

EIB协议应用两种类型的地址：物理地址和组地址。在EIB系统中，对于每一个总线元件都分配了惟一的物理地址。物理地址的数据结构组成包括域、线和元件标识3个部分。3个部分之间用一个点来分开：如7.13.51，7是域地址，13是线地址，51是元件地址。组地址通过电信号用于多个接收元件之间的通信，这些接收元件构成了一个组。组地址是一个用功能连接的地址，并且不同的级用一个斜线分隔开来。

3.EIB网络的拓扑结构

EIB网络是一个完全对等的分布式网络，网络内的设备具有同等的地位，EIB网络采用了域（Domain）、区（Area）、线（Line）的三层级结构。最下层的每一条线上最多可以连接255个设备，第二层的每个区最多可容纳15条线。最顶层的一个域则可容纳15个区。使用线耦合器、区耦合器实现连接。线地址为8位，区地址为4位、线地址为4位。EIB网络没有使用控制中心的结构，提高了控制系统的工作可靠性，网络中的某一节点出现故障，不会造成系统瘫痪，当监控点数较多时，不会形成有控制中心结构的网络中出现的中心信息拥塞的问题。

4.EIB通信协议和系统性能

（1）EIB通信协议

EIB技术的通信协议采用了OSI七层参考模型。EIB通信协议通过使用优化防碰撞的方法避免了载波侦听多路访问的媒体访问控制方式控制媒体接口来达到提高系统控制的实时性和可靠性。

EIB网络中，组成系统的基本单元为总线耦合单元和应用单元。总线耦合单元中，固化了EIB的部分通信协议，实现了设备与总线间的数据交换。在总线耦合单元基础上，不同的应用环境选择不同的应用单元。

EIB技术应用于楼宇自动化系统，应用系统的无中心真正分布式模式，具有良好的开放性、灵活性。但EIB网络的传输速率不高，仅为9.6kbit／s。

（2）EIB应用系统的性能描述

EIB应用系统的系统参数、数据传输特性如下：

1）最大单条电缆长度（包括分支）1000m；

2）最大装置与电源长度350m；

3）最大装置间距700m；

4）系统组网规模灵活；

5）区域数15个；