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KNX-ibus总线系统及其浦东机场二号航站楼智能灯光控制项目的应用

作　者: 秦皓羽
导　师: 王林；吴坚
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制工程
关键词: 楼宇自动化 KNX 智能灯光控制浦东机场项目
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
引　用: 1次
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内容摘要

近几年,在国内悄然兴起的智能建筑逐渐升温,作为智能建筑重要组成部分的楼宇自动化系统对技术提出了更高的要求。楼宇自动化的发展趋势是标准化和模块化,KNX作为目前楼宇自动化应用领域唯一的国际标准已受到国内外广泛关注。KNX现场总线协议属于第四代控制系统技术,作为目前用于家庭及住宅楼宇自动化领域唯一的国际标准,在楼宇设备信息互享、能源管理、改善人居环境控制能力以及提高物业管理水平等方面具有广阔的应用前景。智能建筑是信息时代的必然产物,建筑物智能化程度随科技发展而逐步提高。以计算机技术、现代控制技术、现代通信技术和图形显示技术为代表的4C技术应用于建筑物,在建筑物内构建一个融检测、控制、服务于一体的综合网络,即构成楼宇自动化系统。智能建筑能为人们提供全面、高质量的安全、舒适、快捷的综合服务功能,是建筑艺术和信息技术的完美结合。本文以KNX技术作为研究对象,系统比较了KNX技术与LonWorks,ProfiBus等技术的异同,并在深入研究KNX技术的基础上,创新性的提出了将ABB公司的KNX技术应用到浦东机场二号航站楼智能灯光控制项目中的解决方案,解决了电力线作为通讯介质等一系列现场遇到的棘手问题,并以ABB公司的KNX系统为应用实例,证明了该方案的可行性和实用性。本文在跟踪、消化和吸收国际主流标准的基础上,提出一种采用KNX网络控制技术构建楼宇自动化系统的实现方法,并将KNX技术应用到实际项目中去。期望通过本文的研究和产品应用中积累的经验,可以促进到我国楼宇自动化系统的推广和标准化。全文共分为五章:第一章总结介绍了楼宇自动化的概念以及基于现场总线的楼宇自动化技术的发展现状;比较分析了目前国内外典型的楼宇自动化现场总线标准;针对目前楼宇自动化应用领域唯一的国际标准,简述KNX协议的技术特点、应用场合和工作模式第二章分别从物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层总结介绍了KNX现场总线技术标准的主体内涵、相关规范、定义及服务原语、各层帧的结构和相应帧头定义。第三章在全面掌握KNX技术规范的基础上,提出了一套基于KNX技术的楼宇自动化产品开发流程,包括产品开发规划方案、软件设计方法、硬件设计方案、模块测试流程以及KNX常用的编程及应用工具软件。第四章浦东机场二期航站楼智能灯光控制项目介绍。楼宇自动化能大大提高人们的生活品质,有着广阔的发展空间。本文在深入研究KNX技术规范的基础上,吸收国外先进技术,立足于自主研发和自主知识产权,有助于促进我国企业参与国际产业经济。第五章总结了本文对KNX系统的研究及应用,并对研究的未来方向进行了展望。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-15
第一章绪论  15-29
  1.1 研究背景及意义  15-18
    1.1.1 技术特点  16
    1.1.2 发展趋势  16-17
    1.1.3 应用价值与研究意义  17-18
  1.2 国内外研究现状  18-27
    1.2.1 现场总线技术研究现状  18-22
    1.2.2 KNX 技术研究现状  22-25
    1.2.3 KNX 系统的技术进步与其局限性  25-27
  1.3 本章小结  27-29
第二章 KNX 现场总线技术标准  29-52
  2.1 概述  29-30
  2.2 物理层  30-39
    2.2.1 双绞线TP0  31-33
    2.2.2 双绞线TP1  33-37
    2.2.3 电力载波PL110  37-38
    2.2.4 电力载波PL132  38-39
  2.3 数据链路层  39-42
    2.3.1 主要功能  39-40
    2.3.2 定义内容  40
    2.3.3 服务原语  40-42
    2.3.4 MAC 协议  42
  2.4 网络层  42-46
    2.4.1 网络层服务  43-45
    2.4.2 网络层参数  45
    2.4.3 网络层状态  45-46
  2.5 传输层  46-49
    2.5.1 TPDU 格式  47
    2.5.2 传输控制层服务  47-49
    2.5.3 传输层参数  49
  2.6 应用层  49-51
  2.7 本章小结  51-52
第三章 KNX 产品开发流程  52-60
  3.1 KNX 产品开发规划  52-53
    3.1.1 开发产品的层次  52
    3.1.2 产品的标准化  52-53
  3.2 KNX 产品硬件设计  53-57
    3.2.1 BCU-AM 方式  53-54
    3.2.2 芯片系统  54-56
    3.2.3 TP-UART+MCU  56-57
  3.3 KNX 产品软件设计  57
  3.4 模块调试  57-58
  3.5 KNX 产品开发及应用工具软件  58-59
    3.5.1 ETS 软件  58-59
    3.5.2 EITT  59
    3.5.3 OPC Sever 及Falcon  59
  3.6 本章小结  59-60
第四章基于i-bus 系统在浦东机场二期航站楼的应用  60-74
  4.1 概述  60
  4.2 规划  60-61
  4.3 实现节能控制运行的主要设计构想与实施策略  61-73
    4.3.1 照明系统的节能设计  61
    4.3.2 光源和灯具的选择  61
    4.3.3 智能照明节能控制技术的应用  61-73
  4.4 本章小结  73-74
第五章总结与展望  74-75
  5.1 总结  74
  5.2 展望  74-75
参考文献  75-77
致谢  77-79
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  79

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