一種knx總線實驗箱及其實驗方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及KNX總線技術(shù)，具體涉及一種KNX總線實驗箱及其實驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]KNX是Konnex的縮寫。1999年，歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和HlSA合并成立了 Konnex協(xié)會，提出了 KNX協(xié)議。KNX總線是獨立于制造商和應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)。通過所有的總線設(shè)備連接到KNX介質(zhì)上，這些介質(zhì)包括雙絞線、射頻、電力線或IP/Ethernet，它們可以進(jìn)行信息交換。總線設(shè)備可以是傳感器也可以是執(zhí)行器，用于控制樓宇管理裝置如:照明、能源管理、信號和監(jiān)控系統(tǒng)、服務(wù)界面及樓宇控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、計量等。
[0003]KNX總線技術(shù)已經(jīng)在全球智能樓宇、智能家居和節(jié)約能源方面廣泛應(yīng)用，KNX總線技術(shù)的推廣和應(yīng)用掌握將對促進(jìn)中國高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)和促進(jìn)高校學(xué)生就業(yè)發(fā)揮積極的效應(yīng)，但KNX總線技術(shù)在中國高校目前的應(yīng)用十分有限，主要原因是專門用于KNX總線技術(shù)培訓(xùn)學(xué)習(xí)的教學(xué)實驗箱目前還十分缺乏，實驗方法不規(guī)范，操作不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對目前KNX總線技術(shù)教學(xué)實驗設(shè)備的匱乏等缺點，本發(fā)明提出一種KNX總線實驗箱及其實驗方法。該實驗箱和實驗方法可以幫助學(xué)習(xí)者方便學(xué)習(xí)KNX總線技術(shù)，實驗箱包括的KNX總線學(xué)習(xí)單元全面，擴展能力強，采用箱體設(shè)計，容易搬運；實驗方法科學(xué)規(guī)范，涵蓋技術(shù)全面。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種KNX總線實驗箱及其實驗方法，該KNX總線技術(shù)實驗箱包括一 PC機，主要包括ETS4編程軟件，用于KNX項目的建立和KNX總線上所有設(shè)備的配置調(diào)試；三條KNX總線分別用于連接編程控制設(shè)備、輸入總線設(shè)備、輸出總線設(shè)備，兩個線耦合器單元將三條總線連接在一起，實現(xiàn)相互通信；三個總線電源模塊為實驗箱三條總線提供30V的直流工作電壓；連接在第二 KNX總線上的三聯(lián)智能按鍵面板、傳感器單元和通用接口模塊可以完成按鍵控制、傳感器信號輸入控制和通用接口數(shù)字量信號的輸入，實現(xiàn)了基本家居控制模式；連接在第三KNX總線上的開關(guān)執(zhí)行器、調(diào)光執(zhí)行器、窗簾執(zhí)行器和紅外發(fā)射執(zhí)行器可以完成日光燈、LED調(diào)光燈、窗簾和空調(diào)、電視等家電的控制，可以完成基本的家居控制模式。
[0006]所述實驗箱中可以實現(xiàn)的實驗環(huán)節(jié)有:安裝ETS4編程軟件上位機PC端創(chuàng)建KNX項目和編程配置總線設(shè)備，手持智能設(shè)備遠(yuǎn)程控制，傳感器模擬信號輸入給定，智能面板基本控制，四路通用接口擴展模擬數(shù)字量信號設(shè)備給定。開關(guān)執(zhí)行器的通斷日光燈控制配置，調(diào)光執(zhí)行器連續(xù)LED照明模塊控制，窗簾執(zhí)行器對百葉窗的控制，紅外發(fā)射器對空調(diào)、電視等電器控制。安裝智能家居控制軟件的手持智能手機無線控制總線設(shè)備。
[0007]本發(fā)明所述的KNX總線技術(shù)的實驗方法，主要步驟如下:安裝有ETS4編程軟件的PC機根據(jù)控制要求完成KNX項目的創(chuàng)建和KNX總線上項目需求設(shè)備的配置，通過KNX USB接口下載到對應(yīng)總線設(shè)備。實驗箱可以完成兩種不同的控制模式:一種是通過安裝有智能家居控制軟件的手機實現(xiàn)對總線設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，手機將控制信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到無線路由器，無線路由器將信號通過IP轉(zhuǎn)換器耦合到KNX總線，實現(xiàn)對應(yīng)設(shè)備的控制；另一種是通過直接連接在第二 KNX總線上的智能按鍵面板、二合一傳感器模塊和通用接口模塊給定輸入信號，根據(jù)設(shè)備功能配置，第三KNX總線上的開關(guān)執(zhí)行器、調(diào)光執(zhí)行器、窗簾執(zhí)行器和紅外發(fā)射器進(jìn)行相應(yīng)模式工作。通過KNX USB接口可以完成KNX總線上設(shè)備的報文校驗，用于總線上設(shè)備運行信息的檢驗。
[0008]本發(fā)明的有益效果是提供了一套KNX總線技術(shù)實驗箱，可以模擬完成智能家居的基本控制模式，實驗箱總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)清晰，通過線耦合器連接的總線結(jié)構(gòu)擴展能力強，有益于后期其它總線設(shè)備的增加，拓展實驗項目，設(shè)備升級方便。編程設(shè)備、信號輸入設(shè)備和輸出設(shè)備連接在不同的KNX總線，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布局科學(xué)合理，便于學(xué)生應(yīng)用和理解?？偩€設(shè)備之間通過ETS4編程軟件自由配置，可以完成多種控制模式的實驗，實驗靈活度高，可完成實驗項目全面。日光燈和LED燈模塊等控制對象的直觀現(xiàn)象可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的電氣連接圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的設(shè)備布置圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的實驗流程圖。
[0014]圖1中:1.第一總線電源模塊；2.第一 KNX總線；3.第一線稱合器；4.第二總線電源模塊；5.智能按鍵面板；6.二合一傳感器；7.四路通用接口 ；8.第二 KNX總線；9.第二線耦合器；10.第三KNX總線；11四路紅外發(fā)射器；12.第三總線電源模塊；13.開關(guān)執(zhí)行器；14.日光燈模塊；15.調(diào)光執(zhí)行器；16.LED燈模塊；17.窗簾執(zhí)行器；18.KNX USB接口；19.PC機；20.1P轉(zhuǎn)換器；21.無線路由器22.無線網(wǎng)絡(luò)；23.智能手機。
[0015]圖2中:1.第一總線電源模塊；2.第一 KNX總線；3.第一線稱合器；4.第二總線電源模塊；5.智能按鍵面板；6.二合一傳感器；7.四路通用接口 ；8.第二 KNX總線；9.第二線耦合器10.第三KNX總線；11四路紅外發(fā)射器；12.第三總線電源模塊；13.開關(guān)執(zhí)行器；14.調(diào)光執(zhí)行器；15.窗簾執(zhí)行器；16.KNX USB接口 ； 17.PC機；18.1P轉(zhuǎn)換器；19.無線路由器20.無線網(wǎng)絡(luò)；21.智能手機。
[0016]圖3中:1:第一總線電源模塊；2.無限路由器；3.1P IP轉(zhuǎn)換器；4.KNX USB接口 ；5.第一線耦合器；6.第二總線電源模塊；7.智能按鍵面板；8.二合一傳感器；9.四路通用接口 ；10.第二線耦合器；11.四路紅外發(fā)射器；12.第三總線電源模塊；13.開關(guān)執(zhí)行器；14.調(diào)光執(zhí)行器；15.窗簾執(zhí)行器；16.斷路器；17.熔斷器；18.導(dǎo)軌。
【具體實施方式】
[0017]在圖1中，一種KNX總線實驗箱及其實驗方法，其特征包括:無線路由器(21)通過IP轉(zhuǎn)換器(20)連接到第一 KNX總線(2)。第一總線電源模塊(I)直接連接到第一 KNX總線(2)，第一線耦合器(3)連接在第一 KNX總線(2)和第二 KNX總線(10)之間，第二線耦合器(9)連接在第一 KNX總線⑵和第三KNX總線(10)之間。
[0018]第二總線電源模塊(4)直接連接到第二 KNX總線(8)，智能按鍵面板(5)、二合一傳感器(6)和四路通用接口(7)連接到第二 KNX總線(8)，實現(xiàn)控制信號的輸入。
[0019]第三總線電源模塊(12)直接連接到第三KNX總線(10)，日光燈模塊(14)連接到開關(guān)執(zhí)行器(13)后與第三KNX總線(10)連接，LED燈模塊(16)連接到調(diào)光執(zhí)行器(15)后與第三KNX總線(10)連接，四路紅外發(fā)射器(11)直接與第三KNX總線(10)連接。
[0020]第一、二、三總線電源模塊直接連接在第一、二、三KNX總線上，分別為三條KNX總線提供直流30V工作電壓。通過安裝有智能家居控制軟件的手機(23)將控制信息通過無線網(wǎng)絡(luò)(22)發(fā)送到無線路由器(21)，控制信息經(jīng)再由IP轉(zhuǎn)換器(20)傳送到第一 KNX總線
(2)，根據(jù)控制信息的地址，經(jīng)第一、二線耦合器傳送到總線上對應(yīng)的設(shè)備，對連接到總線上的開關(guān)執(zhí)行器、調(diào)光器和四路紅外發(fā)射器進(jìn)行手機遠(yuǎn)程控制。
[0021]安裝有ETS4的PC機(19)通過KNX USB接口(18)完成KNX項目的創(chuàng)建和對三條KNX總線上的設(shè)備進(jìn)行功能配置，ETS4編程軟件同時對總線設(shè)備進(jìn)行報文校驗。
[0022]在圖2中，實驗箱內(nèi)的總線設(shè)備通過KNX總線進(jìn)行連接，日光燈、LED燈負(fù)載根據(jù)需要在實驗箱外接。
[0023]在圖3中，總線設(shè)備安裝在實驗箱內(nèi)的導(dǎo)軌上，為了結(jié)構(gòu)清晰，第一、第二、第三KNX總線上的設(shè)備分別安裝在三條導(dǎo)軌上。
[0024]在圖4中，實驗箱的實驗方法為首先初始化系統(tǒng)，根據(jù)實驗要求，通過PC機端的ETS4建立KNX項目，配置設(shè)備，再對總線設(shè)備進(jìn)行報文校驗，校驗完成后，對設(shè)備先進(jìn)行獨立調(diào)試，最后所有設(shè)備通訊調(diào)試，完成整個實驗內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種KNX總線實驗箱，其特征是包括一安裝ETS4編程軟件的PC機，三條KNX總線分別用于連接編程控制設(shè)備、輸入總線設(shè)備、輸出總線設(shè)備，兩個線耦合器單元將三條總線連接在一起，三個總線電源模塊為實驗箱三條KNX總線提供必要的工作電壓，連接在第二 KNX總線上的智能按鍵面板、傳感器單元和通用接口模塊可以完成按鍵控制、傳感器信號輸入控制和通用接口數(shù)字量信號的輸入，實現(xiàn)了基本家居控制模式，連接在第三KNX總線上的開關(guān)執(zhí)行器、調(diào)光執(zhí)行器、窗簾執(zhí)行器和紅外發(fā)射執(zhí)行器可以完成日光燈、LED調(diào)光燈、窗簾和空調(diào)、電視等家電的控制，可以完成基本的家居工作模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種KNX總線實驗箱，其特征在于智能按鍵面板為三聯(lián)智能按鍵面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種KNX總線實驗箱，其特征在于三個總線電源模塊提供的電壓為直流30V。
4.一種KNX總線實驗方法，其特征是安裝有ETS4編程軟件的PC機根據(jù)控制要求完成KNX項目的創(chuàng)建和KNX總線上項目需求設(shè)備的配置，通過KNX USB接口下載到對應(yīng)總線設(shè)備，實驗箱可以完成兩種不同的控制模式，一種是通過安裝有智能家居控制軟件的手機實現(xiàn)對總線設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，手機將控制信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到無線路由器，無線路由器將信號通過IP轉(zhuǎn)換器耦合到KNX總線，實現(xiàn)對應(yīng)設(shè)備的控制，另一種是通過直接連接在第二KNX總線上的智能按鍵面板、二合一傳感器模塊和通用接口模塊給定輸入信號，根據(jù)設(shè)備功能配置，第三KNX總線上的開關(guān)執(zhí)行器、調(diào)光執(zhí)行器、窗簾執(zhí)行器和紅外發(fā)射器進(jìn)行相應(yīng)模式工作，通過KNX USB接口可以完成KNX總線上設(shè)備的報文校驗，用于總線上設(shè)備運行信息的檢驗。
【專利摘要】一種KNX總線實驗箱及其實驗方法，該KNX總線技術(shù)實驗箱包括一PC機，主要包括ETS4編程軟件，用于KNX項目的建立和KNX總線上所有設(shè)備的配置調(diào)試；三條KNX總線分別用于連接編程控制設(shè)備、輸入總線設(shè)備、輸出總線設(shè)備，兩個線耦合器單元將三條總線連接在一起，實現(xiàn)相互通信；連接在第二KNX總線上的三聯(lián)智能按鍵面板、傳感器單元和通用接口模塊可以完成按鍵控制、傳感器信號輸入控制和通用接口數(shù)字量信號的輸入，實現(xiàn)了基本家居控制模式；連接在第三KNX總線上的開關(guān)執(zhí)行器、調(diào)光執(zhí)行器、窗簾執(zhí)行器和紅外發(fā)射執(zhí)行器可以完成日光燈、LED調(diào)光燈、窗簾和空調(diào)、電視等家電的控制，可以完成基本的家居控制模式。
【IPC分類】G09B19-00
【公開號】CN104575164
【申請?zhí)枴緾N201310487711
【發(fā)明人】龐黨鋒, 雷云濤, 閆虎民, 郝立果, 王創(chuàng)榮
【申請人】天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月15日