摘要：本文通过一个简单的智能家居实际案例智能客厅展室，阐述了一个基于 KNX 总线的智能家居工程项目控制系统的设计步骤与方法，编程步骤与方法以及安装要点与注意事项。
关键词：KNX；智能家居；控制系统；ETS
一、前言
KNX 是家居和楼宇控制领域的开放式国际标准，是由欧洲三大总线协议 EIB、BatiBus和EHSA合并发展而来。
该协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点，提供了家居、楼宇自动化的完整解决方案。
根据KNX标准，组成的控制系统具有：
1、稳定性：公建项目全球的市场占有率最高；在欧洲国家已成功应用20多年，在世界范围内已有 20000多个项目成功经验。
2、可靠性：KNX总线是低压电源供电，以弱电控制强电，更安全可靠。
3、灵活性：控制功能容易改变，重新设置参数代替了重新安装，系统容易修改和扩展。
4、便利性：可实现就地、遥控、远程控制。
5、节能性：科学管理和控制灯光、空调等设备开关与运行时间长短，大大降低用电量，可降低耗能，并延长灯光、空调等设备的使用寿命.
6、开放性：目前已被批准为国际标准、欧洲标准、美国标准和中国标准 (GB/Z 20965)。
7、兼容性：ABB、西门子、施耐德、海格、尚飞、广州河东、广州视声等众多厂商产品互联互通。
二、智能家居控制系统的设计
一个实际的智能家居工程项目（例如：智能客厅、三室两厅智能家居、智能别墅等，本文以智能客厅展室为例），设计方法与步骤如下：
1、根据建筑图纸及用户要求确定控制方案
由表一用户需求，可分析确定智能客厅展室控制系统应由照明控制系统、电动窗帘系统、背景音乐系统、电视、空调控制系统、视频监控系统、报警系统、可视对讲系统和远程控制系统组成。
2、确定控制设备（驱动器）的型号、数量及位置
由用户需求可知，⑴只有客厅吸顶灯（一个回路）需要调光，故选择一块二路调光执行器，且调光执行器的容量要大于吸顶灯容量，并有余量。
⑵RGB灯带的彩色调光（三个回路），可选择一块四路LED调光执行器。
⑶6盏射灯，电视机侧2盏（一个回路），沙发侧2盏（一个回路），左、右侧2盏（一个回路），共（三个回路）开关控制，另外电视机电源插座、空调电源插座、饮水机电源插座（三个回路），故选择一块八路开关执行器，容量选择同上。
⑷窗帘一扇（单层一个回路，双层二个回路），故选择四路百叶窗执行器。型号如表一所示，采用广州视声产品，该产品数据库具有中文版。
3、确定智能面板、传感器的型号、数量及位置
同理，可确定智能面板、传感器的型号、数量如表一所示。
4、确定系统设备和其它设备的型号、数量及位置
同理，系统设备和其它设备的型号、数量如表一所示。
表一
5、确定建筑的KNX网络结构
设计的智能客厅展室控制系统网络拓扑图如图1所示，由于这智能客厅展室控制系统简单，KNX总线设备少，网络结构仅为线结构。
6、制图：（a）绘制灯光等回路图及控制设备点位图
（b）绘制配电系统图及施工图
三、智能家居控制系统的编程
一个智能家居控制系统工程项目的编程，不仅仅是利用ETS调试软件进行项目的编程与调试，可能还涉及其他一些配置软件的编程，例如，这款5寸触摸屏需要自定义按键图标、功能，故要用5寸触摸屏配置软件配置智能客厅展室所有需要触摸屏操作控制的设备按键图标（即设置页面和页面上按钮数量以及功能和组地址），并通过触摸屏SD卡读入程序。图2 a)为配置好的灯光插座控制页面，图b)为RGB调光页面，其他页面省略。
a) b)
图2
又如，当要用触摸屏或手机对电视，空调等进行操作控制，就要通过红外学习软件，进行红外代码的学习，并保存和下载到红外发射器中。
又如，背景音乐主机，采用的是奥斯迪DM836，属于第三方设备，他需采用485协议进行控制，故首先需要通过RS485双向转换器连接到KNX总线，再采用RS485双向转换器配置软件进行配置，将控制组地址转换为485协议的控制报文，对DM836背景音乐主机进行控制，如图3所示。
图3
利用ETS调试软件进行项目的编程与调试，这是编程的主体内容，通常，一个项目的编程主要步骤：①创建新项目→②创建拓扑结构（或创建楼宇结构）→③设置智能模块参数→④选择编辑通信对象→⑤配置组地址→⑥下载物理地址和应用程序→⑦最后调试，检查功能是否满足要求。
555
本文中采用ETS5调试软件。打开调试软件，建立一个新的项目如红河技师学院客厅展室，分别导入所用智能模块的产品数据库，在新支线下插入各智能模块如图4中左侧所示，并在参数页按功能要求进行相应参数的设置，建立群组地址，并进行关联。图4中右侧所示为八路开关执行器（物理地址：1.1.4）已设置好参数后，并在所选择的通信对象（对象功能）上关联了相对应的组地址画面，其余元件同理进行。最后下载每一个智能模块的物理地址（必须保证维一性）和应用程序，并调试，检查功能是否满足要求。实践检验证明，使用效果良好。
四、智能家居控制系统的安装
1、配电箱：
选择照明配电箱位置，各种空开，总线电源和各种执行器，24V DC供电电源都统一安装在配电箱内。
2、布线：
⑴ 室内所有需要智能模块控制的回路零火线都汇集到配电箱对应执行器位置，并做好明确标识。
⑵ 各个智能面板、智能触摸屏和空气质量传感器（为86底盒安装方式），按用户位置要求安装于预埋的标准86底盒中，其他传感器如移动、照度传感器（为吸顶安装方式），按功能要求安装在相应位置。
⑶ 从配电箱拉1条KNX总线电缆到各个面板位置、触摸屏位置、传感器位置，采用手拉手、星型、树型结构连接都可以，也可以混合使用，但不要接成环型。
⑷ 从每个电动窗帘位置布一条（RVV 4*1.0护套电源线）到配电箱（如果是双层窗帘需要放2条电源线），并作标记。
⑸ 从配电箱留一条网线到外网的路由器的接入位置。
⑹ KNX总线为﹤30v低压信号线，需要单独配管，与强电管之间的间距应≥50mm。
⑺在配电箱进出口，KNX总线进线孔应该与电器设备控制线严格分开，理想情况为KNX总线电缆与电源控制线分别为左右进线或者上下进线.
⑻原则上要按图纸布线，但布线讲究就近原则，实际的布线情况还要根据现场的具体情况来具体判断，图纸仅作为初步参考。
参考文献
[1]基于KNX智能家居的应用[J].任志勇，张立全，陈爽.重庆电子工程职业学院学报.2010(04)
[2]基于智能家居网络系统的通信协议实现[J].刘德新，刘俊.深圳信息职业技术学院学报.2014(03)
论文作者:冉勇宁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：控制系统论文; 调光论文; 回路论文; 智能论文; 总线论文; 展室论文; 智能家居论文; 《电力设备》2018年第19期论文;