住宅[建筑]EIB系统在智能住宅中的应用

EIB系统在智能住宅中的应用

鲁鸿雁同济大学物理系200092

孙凯上海理想信息产业有限公司

关键词 EIB现场总线智能住宅应用

本文在简要介绍智能化住宅和EIB技术的基础上 以一个住宅为例介绍了EIB技术在其中的应用方式重点说明其可实现功能并对主要的元器件及其性能进行了描述期望能够对从事相关领域的工程师提供有益的帮助。

EIB European Installation Bus欧洲安装总线技术是20世纪90年代发源

于欧洲德国的一个现场总线协议和世界上其它著名的面向工业现场控制的协议

不同 EIB从一开始面向的就是普通民用建筑其产品性能和使用完全按照智能

化建筑的要求来实现经过十几年的发展各家EIB会员厂商生产的各类功能

模块已达4000多种覆盖了民用建筑中的几乎所有应用 EIB技术标准本身也

成为世界上最优秀的建筑领域现场总线标准之一。

EIB在建筑领域主要应用于两方面住宅类建筑如别墅、公寓类住宅、居

民小区等和商业类建筑如会展中心、报告厅、酒店、宾馆、办公楼等。本

文主要介绍EIB在住宅中的应用。

一 智能住宅概述

住宅是提供人们生活和休息的固定场所。尽管住宅的面积一般不会很大但

每一套户都是一个独立的建筑单体在这个单体内各类生活用电设备配置

比较齐全设备的控制与被控制关系都局限在这个单体之内各个单体之间一般

没有设备之间的联系。在住宅内部按照使用功能也会分为卧室、客厅、厨房、

餐厅、卫生间、书房、起居室等不同的间隔家用电气设备也是根据建筑功能的

分隔分布在不同的房间内满足不同的功能需求。

从20世纪90年代开始继智能大厦Smart building之后智能住宅Smarthome的概念又成为新的热门话题。随着人们生活水平的提高对住宅的要求

已不仅仅是遮风避雨提供一个休息的场所而已人们对住宅的舒适性、安全性

提出了更高的要求此外整个社会处在高度发达的信息时代对住宅在高速信

息沟通方面的要求也成为必需的要求。因此智能化住宅可以理解为在一个住宅内通过先进的计算机控制技术、 网络通讯技术和微电子技术将各种功能的子系统有机地集成起来让家居生活更舒适、更安全、更能智能地满足人的需求。智能住宅的概念被提出之后从发达国家开始提出了许多类似的见解众多的功能性设备被引入智能住宅的概念中使它可以提供的功能越来越丰富在不同国家不同领域它又有众多的别称如数字家园Digital family 网络家庭Network home智能家庭Intelligent Home等从实质上看这些概念中包含的内容基本接近但不同的概念提出者站在自己的角度多少有一些不同的侧重如网络集成商侧重于宣传智能化住宅中的综合布线功能而信息运营商宣称只有宽带接入才是智能化的标志至于众多房产开发商大力鼓吹的智能化住宅或小区仔细一看不过是安装了一套红外报警和可视对讲之类的安防设备。关于智能化住宅的概念性探讨 国内已有多篇文章进行探讨一般地将智能化住宅中各类设备分为以下几大类

1家庭安防系统

家庭安防主机配上各类探测器如红外移动探测器、煤气报警器、 门磁开关等构成安防系统 当有动作时通过有线/无线/电话线等介质向报警中心/物业管理中心等部门报警。安防系统是智能化住宅中使用最普及的电子系统。

2家庭信息系统

在家庭内部实施综合布线也有称为家庭总线等使家庭内部的各类信息终端可以网络连接在一起更重要的是通过外部宽带的接入使家庭内部的信息和外部实现高速交换从而享受畅通的信息服务。家庭信息系统的关键主要不取决于硬件设备而在于家庭信息终端连接上的信息平台能够提供什么样的信息服务 即“高速公路上可以跑什么样的车”如果信息服务不理想的话家庭信息系统的实施就缺乏足够的意义充其量是提供了一个高速上网的通道而已。基于内外部连接通道的一个比较有实际意义的扩展用途是家庭物业信息传送 即常说的“三表远传”系统这个系统在我国常常由于强烈的行业垄断制度而难以得到推广。

3家庭设备自动化系统

家庭设备主要是指住宅中的各类电气设备包括照明设备、 电动窗帘、空调

设备、厨卫电器、音频视频等这些设备在一个有机的整体系统下被智能控制一直是许多用户的期待 因为这些家庭电气设备是现代住宅中几乎每个家庭必备也是极其常用的设备。

近些年来 国内也出现了一些家庭设备控制器类的产品可以在一个控制设备中实现对上述产品的自动化控制其中不乏一些优秀的产品 EIB系统正是从欧洲引入的一款成熟可靠的优秀电气安装总线系统。

二 住宅电气设备分析

以一个建筑面积在170平方米左右的四房两厅住宅为例描述一般的住宅电气设备有

1、 灯光照明

照明系统是住宅中使用最多的用电设备。随着生活水平的提高建筑装璜的水平也相应提高灯光照明除了满足人们最基本的提供一定亮度的需求外通过各种灯具和光源的组合 已经成为了家庭装璜中的一个重要部分。在家庭住宅中常用的光源有

白炽灯

卤素灯220V或12V

荧光灯

2、 电动窗帘或百叶帘

用于较大面积的窗户可以有效调节室内的采光。

3、 空调及供热

空调多为常用的分体空调少数地方使用的小型中央空调。

部分建筑采用了中央供热系统。

4、 厨房电器

常用的有电饭锅、微波炉、 电磁灶、抽油烟机、 电冰箱等

5、 家用电器

常用的有电视机、音响、 电扇等

6、 其它

一些专用的电气设备如家庭安防系统所用的报警器等这些设备常常用的是

低压直流电又被成为弱电设备。

所有这些电气设备的工作离不开电 因此在住宅建设过程中就有着电气

布线的要求。在传统的电气布线安装中从配电箱配出的供电线经过普通面板开关或相应设备的专用控制开关之后再连接各用电设备。这种传统的做法的优点是简单可靠且价格低廉完全能够满足普通控制的需求但是不能满足一些复杂的控制要求也无法满足人们对舒适性、安全性和简便性的要求。 EIB技术可以轻易地完成传统电气安装无法实现的功能使整个住宅真正“智能”起来。

三 EIB系统功能描述

1、 灯光控制

主入口

主入口处通常设计有玄关和鞋柜等这里的照明以局部照明为主人在这个位置停留的时间一般不会很长。在此处可以设置一个人体自动探测器 当有人进入区域后 即刻打开照明免除在黑暗中用手去摸索开关的过程 当检测到无人时延时熄灭。主入口处的按钮开关通常设计有总关All off功能以便最后离开家的人全部切断所有灯光。

客厅和餐厅

两个不同功能区域的照明差别不大。这两个区域可能都有吊顶设计暗藏有灯槽 中央部位有一盏或多盏吊灯周边环绕小型筒灯墙壁上辅助以壁灯及投射于壁画等装饰件上的射灯照明。光源以白炽灯和卤素灯为主。照明控制以调光为主可以烘托出柔和、温馨的气氛灯槽中多为荧光灯控制以开关为主也可调光。

现代住宅中客厅和餐厅多为直接连通式从控制角度来看可以将它们合在一起控制。采用带红外遥控的EIB多功能面板开关不仅对每个回路的灯光进行单独控制还可以设置场景功能将灯光有机地组合起来大大方便了操作也提供了一种高层次的享受。

卧室

卧室的灯光一般比较简单从经济角度出发可以在主卧室设置带遥控面板

其余卧室为不带遥控面板灯光控制也以开关为主。

其它

其它房间均以开关控制为主。

2 电动窗帘控制

一般地主客厅的南向为光线充足的落地玻璃景观窗幅面也比较大可以采用电动百叶帘或卷帘来遮挡阳光 以保护电视机和家具等不受强光线的损伤。配合EIB光照感应器和雨水感应器等可以当光照达到一定照度时 自动放下窗帘 当感应到户外开始下雨时可以自动收上室外型百叶帘。

3空调控制

对于中央空调室内机可以控制室内机风机盘管可替代空调室内调速开关对于分体式空调通过学习其红外遥控器的方式控制空调的开关并自动运行。

4家电控制

对于普通家电如电视机等可以通过插座电源的分断来控制其电源开关如须控制电视机的开关可以通过学习遥控器的方式来控制电视机和功放等设备。使用EIB红外遥控器不仅可以遥控EIB面板开关从而控制灯光系统也可以控制绝大部分品牌的电视机等电器。

5家庭安防系统

使用EIB区域终端模块可以连接常用的家庭安保设备如紧急按钮、煤气泄漏报警器、红外移动探测器、 门窗磁开关等报警信号既可以声光方式在室内报警以起到惊吓作用也可通过EIB电话控制盒自动电话拨号报警。

本系统可联动EIB电磁锁对出入口实现监控。

安装EIB视频模块可以远程视频监视住宅中的状况对于经常出差在外家中无人的用户或希望实时非接触观察婴儿状况的用户有实际意义。

6远程控制

除了在室内可以通过红外遥控器实现移动控制之外 目前远程控制主要有两个途径 电话远程遥控和网络远程遥控分别需要安装相应的模块。

利用远程遥控手段可以远程监视家中设备的状态例如可以在夏天下班到家前半小时用电话打开空调这样到家时房间里已充分凉爽或者在下班前先打

开电饭锅这样到家时饭已做好。

频繁出差在外家中经常无人时不仅可以通过视频模块观看家中的状况

还可远程打开家中的灯光、 电视机、音响等制造家中有人的情景。

四 系统结构

EIB是一个现场总线系统所有的功能模块和面板等通过一根两总线2×0.8连接起来没有主/从之分任何一个元件的故障不会导致整个系统的瘫痪

因此具有较高的可靠性。

EIB的组态比较灵活拓扑结构可大可小对于四房两厅的家居来说涉及

的模块不多在一个线路one line中即可解决其系统结构图参见附件。

五 EIB元件的特性

EIB是一个分布式系统系统中的每一个元件模块都是一个智能体

众多功能的模块组合在一起 即可实现各类复杂的控制要求。在住宅中常用的

模块和功能有

1、 智能面板开关

EIB面板开关在外形上类似于普通的86型面板开关可安装于别墅内的各个房间中一般分为带IR遥控和不带IR遥控两种类型。 EIB面板开关造型精美采用24VDC工作电压彻底避免操作面的触电危险。

带温度传感器的面板可显示室内当前温度可控制灯光、窗帘、风机盘管等HVAC设备。

2、红外移动探测器

EIB红外移动探测器不同于市场上常见的普通移动感应器多用于安防系统用除了内置CPU芯片和通信芯片具备智能化通信性能外更带有光照度传感器 即可以通过设定临界光照度的办法使探测器仅当外部光线照度低于设定值时在工作从而避免了在白天也会点亮照明的情况发生。

3、 LCD显示控制器

LCD显示器用文字形式可显示重要设备的状态如子女房电视的开关状态等也可用于控制这些设备。

4、多种传感器

根据用户更高的要求可以配备EIB的窗磁、 门磁、玻璃破碎探测器、光学式烟雾探测器、溢水探测器及紧急按钮等控制手段和自动化的程度更高。

5、双值输出驱动器

EIB系统中使用量最大的驱动器模块可提供每路最高16A的负荷驱动对于普通住宅内的各类开关量电气设备足以满足负荷需求。可手动就地分断功能。