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标题: lomk智能照明系统 [打印本页]

作者: liuyunpeng 时间: 2012-10-13 13:49
标题: lomk智能照明系统
本帖最后由 liuyunpeng 于 2013-11-23 19:41 编辑

  lomk智能照明系统是南京图久楼宇科技有限公司（<a href="http://www.tjsmart.net">www.tjsmart.net</a>)，基于P-Bus总线研发一套智能控制系统，系统适应于建筑设备（BA）、建筑与环境与建筑节能、智能照明、智能家居、酒店客房控制等众多领域。
  系统可编程，控制器及控制系统支持组态编程，控制方式灵活多样。其P-Bus总线基于美国埃施朗开发的Pyxos技术，是一种非常的总线技术。具体描述如下：
     
一、概述
Pyxos FT(自由拓扑)平台是美国埃施朗（Echlon）公司的最新一代嵌入式控制网络平台，利用Pyxos FT 平台能够开发出和远程传感器、执行器相互通讯的智能设备和控制器。用户可将Pyxos FT 平台可作为一种低成本、高性能的传感器和执行器I/O总线，从而将任何一种控制系统或者控制网络延伸到更广泛、更多种多样的传感器和执行器领域。
利用Pyxos FT平台能够取代现有的布线方式或者更安规的布线解决方案，这只需要一对双绞线就可以实现。基于Pyxos FT 平台的嵌入式控制网络能够降低产品安装、维护和总生命周期成本。
Pyxos FT 芯片是一个简单、小型而且低成本的元器件，用于Pyxos FT 嵌入式控制网络应用的开发。在Pyxos FT 网络中，Pyxos FT 芯片不仅扮演着管理通讯的收发器的角色，还嵌入了基于Pyxos FT 平台的通讯协议。本章节将介绍Pyxos 平台和技术。
  
二、I/O总线
Pyxos FT 网络是一个低成本的、高性能的I/O总线，并且带有一整套丰富多样的数据类型。I/O总线是一种通讯网络，它允许主控制器和主控制器所关联的I/O设备之间无需分散的接线便可实现通讯。确切的说，只需要一根线缆将所有设备连接在一起，而不是原先需要从主控制器单独布线连接到每一个I/O设备。
I/O总线通常会有简单的控制策略，例如，一个主控制器管理多个底层传感器和执行器。传感器和执行器采集数据后利用I/O总线直接发送到主控制器，也就是说，每一个传感器和执行器之间不能直接相互通讯。
和对等式（peer-to-peer）网络不同，由于所有的通信都需要通过主控制器实现，因此I/O总线通常不能用于设备数量较多的大型网络。然而，用户可以利用多个主控制器（每一个主控制器都带有自己的独立I/O总线）之间的相互通信来创建大型的网络。主控制器和主控制器之间的通信通常利用控制网络实现，例如这可以是基于LonWorks技术的网络。
I/O总线的核心是管理网络通讯的网络收发器。
  
三、网络收发器
系统开发人员和安装人员需要选择一种适合他们需求的灵活的I/O总线。这个选择是以平衡设计限制为基础的，如：
·传输速度
·可确定性
·安装成本
·组件成本
当前，没有任何一种通信技术能够完全将这些设计限制实现最优化。然而，I/O总线能够提供带有可确定的告诉传输速度，并且安装和组件成本比任何一种对等式控制网络低廉。
Pyxos FT 平台以能够管理I/O总线网络的网络收发器（即Pyxos FT 芯片）为基础。尽管网络类型是I/O总线，实际上Pyxos FT 网络能够支持以下网络拓扑结构：
·总线拓扑结构（Bus topology）：所有设备通过网络分支连接到一堆传输线缆上。
·自由拓扑结构（Free topology）：所有设备可以采用任何方法连接在一起。
当把Pyxos FT 芯片用作主控制器的网络收发器时，我们称这个主控制器为Pyxos Pilot；当把Pyxos FT 芯片用作底层传感器或者执行器的网络收发器时，我们称这些传感器或者执行器为Pyxos Point。
  
四、Pyxos Pilot
Pyxos Pilot 是Pyxos 网络中的主控制器。Pyxos Pilot 控制着网络行为，并对所有传感器和执行器的I/O进行管理。
虽然Pyxos FT 芯片已经能够管理网络通信，但Pyxos Pilot 仍然需要一个主处理器和固件应用程序来管理网络中的数据和Pyxos Pilot 的行为。Pyxos Pilot 还能够控制网络中Pyxos Point的增加和移除。图1表示了Pyxos Pilot的基础结构图。
  
                   图1 Pyxos Pilot结构图
  
Pyxos Pilot能够管理Pyxos 网络中所有设备的通信，并可以和其他类型的网络收发器相连，例如埃施朗公司的智能收发器，这意味着Pyxos Pilot能够管理其它网络通信，例如LonWorks网络，图2显示了这样的一个结构。
  
                   图2  网络化的Pyxos Pilot结构图
  
埃施朗公司的Pyxos FT EVK评估工具包中包含了一个采用低成本的Atmel ARM AT91SAM7S64主处理器的Pyxos Pilot样例。Pyxos Pilot的主处理器可以是任何能够满足网络应用需要的主处理器，甚至可以使更低成本的8位或者16位微控制器。
当用户转换一个已有的应用程序用于Pyxos FT平台的时候，用户可以将任何或者所有已有的本地I/O使用基于Pyxos FT网络的I/O替换。用户同样可以把Pyxos Pilot中用于实现传感器或者执行器的线性化程序移植到Pyxos Point上，从而将Pyxos Pilot的更多的代码空间释放出来。
  
五、Pyxos Point
 
我们把Pyxos FT网络中的每一个传感器和执行器称为Pyxos Point。Pyxos Point管理自身的本地I/O并和Pyxos Pilot的通信。Pyxos Point完全能够满足要求非常严格的或者基础应用的需求。
最简单的Pyxos Point可以是一个无处理器的，即Unhosted Point。这个Pyxos Point只有Pyxos FT芯片而没有主处理器。无主处理器的Pyxos FT芯片智能控制之多四个双向的数据I/O和一个附加的数字输入。因此，无主处理器的Pyxos Point适用于只需要少量数字I/O点的传感器或者执行器。在无主处理器的Pyxos Point中，Pyxos FT芯片通过Pyxos FT网络发送数字I/O值到Pyxos Pilot。图3是一个无处理器的Pyxos Point结构图。
  
                    图3  无处理器的Pyxos Point构框架图
  
埃施朗公司的Pyxos FT EVK评估工具包中包含了一个称为EV-Nano Point的无处理器的Pyxos Point样例，它能够控制两个数字输入和两个数字输出。
    对于那些需要更复杂的传感器或者执行器的应用而言，用户可以使用带有主处理器的Pyxos Point，即Hosted Point，它既有Pyxos FT芯片又有一个主处理器。这个主处理器掌管着所有传感器或者执行器硬件上的数字或模拟I/O，随意的处理I/O值，并传递原始的或者经过处理的I/O值到Pyxos FT芯片，再通过Pyxos FT网络发送那些值到Pyxos Pilot。图4是一个基于主处理器的Pyxos Point结构图。
  
        
  
  
图4基于主处理器的Pyxo point结构图
采用基于主处理器的Pyxo point的网络应用，可以使用并控制更复杂的I/O类型，还能够实现输入或者输出数据的筛选。
 埃施琅公司的Pyxos FT EVK评估工具包中包含了两个基于主处理器的Pyxo spoint样例，一个是使用Atmel ARM AT91SAM7S64主处理器的执行器，另一个是使用Atmel AVR ATtiny13 主处理器的传感器。我们称这个执行器叫做EV-Actuator point，传感器叫做EV-Sensor point。由于pyxosFT芯片已经包含了完整的网络通信协议，因此Pyxo point 的主处理器的只需要处理大量的应用需求即可。
 图4，在Pyxos FT  芯片和pyxos网路之间有一个“耦合器（coupling）”。它代表一个耦合电路，它既可以简单到直接连接到网络，也可以使用变压器隔离的方式连接。一个设备采用哪一个耦合电路，取决于它本身对来自共模干扰保护的需求。
六．Pyxos FT 协议
在pyxos FT网络中，Pyxo pilot和Pyxo point使用同一种通信协议，我们称为“Pyxos FT protocol”。该协议时一整套用于数据表示，信号发送和错误检测的标准规则，从而使得设备能够通过一条通信信道发送信息。  Pyxos FT协议已经嵌入在Pyxos FT芯片中。
Pyxos FT协议使用分时复用模式（TDM）管理pyxos pilot和pyxos point之间的通信。TDM是一种数字复用技术，它通脱来自不同数据流交叉位脉冲，将两个或多个并发的数据流当做一个个字信道（sub-channel）编码合并为一个数据流。经过合并的数据流在接收端被解码。对于pyxos FT 网络而言，不同的子信道是来自pyxos FT网络中的每个和pyxos pilot进行通信的不同的Pyxos  pilot的数据流，每个子信道有一个固定的数据流，从而为每个子信道提供可确定的影响。pyxos pilot和pyxos point的Pyxos FT芯片管理着这些子信道的合并。
Pyxos FT协议把数据流的时间域划分成多个固定长度的，循环时间槽（timeslot）每个子信道都有一个时间槽，一个pyxos帧有一个时间窗口组成，它包含了所有子信道的全部时间槽。每个帧包含于从pyxos pilot发送到每个pyxos point的8个数据字节和另外用于从每个pyxospoint发送到pyxos pilot的8个数据字节。
一个pyxosFT 网络至多有32个pyxospoint，因此时间槽的数目可以配置为2到32。Pyxos
Pilot 能够为网络的扩展而预留足够的时间槽，或者说它能够分配和网络中的pyxos point数目一样多的时间槽。当然，pyxos pilot中必须有和网络中的pyxos point数目一样多的时间槽。
   想要了解更多有关pyxos FT协议的信息，请阅读《pyxos FT programmer’s guid》手册第15页。
   七pyxos FT 网络的拓扑结构
Pyxos FT网络可以支持以下拓扑结构：
总线拓扑
自由拓扑
总线拓扑网络的组成是一个主干线将所有的设备连接在一起，如图5所示：
  
图5 总线拓扑网络示意图
  
Pyxos FT 网络总线拓扑结构的使用有以下限制：
  总长不超过400米
  每个设备连接主干的分支不超过0.3米
  在主干线缆的两端各需要一个网络终结器（network terminator）
  至多32个pyxos point 
  自由拓扑网络没有标准的配置，通常依据网络应用而决定配置，如图6所示
  
                        图6 自由拓扑网络
  
Pyxos FT网络自由拓扑结构的使用有以下限制：
·总长不超过100米
·需要一个网络终结器（可以在任何位置）
·至多32个Pyxos Point
对于以上者两种网络拓扑结构，网络的物理连接时无极性的。
  
八、Pyxos FT网络的安装
 
在初始设置Pyxos FT网络的时候，Pyxos Pilot首先要确定有多少个时间槽可供网络使用，并为每个Pyxos Point分配一个时间槽。我们把在Pyxos 网络中添加Pyxos Point的过程称作“Registration(注册)”。
在开始注册的过程的时候，Pyxos Pilot告知网络那些时间槽是可用的。然后，每个Pyxos Point使用以下方式注册到Pyxos 网络中：
·自动方式（Automatic）
·手动方式（Manual）
·硬连线方式（Hardwired）
对于自动注册方式，每一个Pyxos Point发送信息到Pyxos Pilot以申请一个空闲的时间槽。Pyxos Pilot为每个Pyxos Point分配一个空闲的时间槽，然后发送信息到Pyxos Point已确认它被分配到一个时间槽。这一切都不需要用户参与。
自动注册方式需要Pyxos Point带有主处理器。因此，无主处理器的Pyxos Point的安装不能够采用自动注册方式进行。
对于手动注册方式，在用户开始注册安装的时候，通常需要按一下每个设备上的一个按钮才能被注册。通过这种按钮方式“我们称这个按钮为加入按钮（Join Button）”，用户可以引发Pyxos Point向Pyxos Pilot发送一条请求加入到网络中的消息。当Pyxos Pilot收到这条消息以后，它会为这个Pyxos Point分配一个时间槽，并发送一条消息给这个Pyxos Point告知它已经分配一个时间槽。
任何Pyxos Point都能够采用手动注册的方式安装，但是无主处理的Pyxos Pint必须采用手动注册的方式安装。
对于硬接线注册方式，Pyxos Point在出厂的时候就已经分配了时间槽。Pyxos Point能够在自己的主处理器中存储时间槽信息，也可以存储在线束中或者其他外部的设备标识符中。这时的Pyxos Pilot必须为采用硬接线的Pyxos Point保留相应的时间槽，而且在向网络发布的空闲时间槽中将不包括这些时间槽。采用硬接线的Pyxos Point会发送一条消息给Pyxos Pilot以确认自己能够使用这个时间槽。
采用硬接线注册方式的Pyxos Point需要一个主处理器。因此，无主处理器的Pyxos Point不能够采用自动注册方式安装。硬接线注册方式不需要用户参与。
以上介绍的这些注册方式都是基于Pyxos FT协议，并已经嵌入在每一个Pyxos FT芯片中。Pyxos Pilot固件应用程序控制着这些注册过程。
  
1、  自管理（Self organization）
注册过程使得Pyxos FT网络能够实现网络自管理功能。更确切的说，无需用户的干预就可把预配置好的Pyxos Point安装到网络中。而且，由于Pyxos FT协议已经嵌入在Pyxos FT芯片中，因此以上三种安装方式只需要用户对Pyxos Pilot进行少量的固件编程即可。
由于每个Pyxos FT芯片都有一个48位的唯一ID（出厂时已经定义），这确保了自管理网络中每个Pyxos FT设备都是唯一的。并且，每个带有主处理器的Pyxos Point都有一个64位Program ID(程序ID)，这是Pyxos FT网络的独特之处。因此，当Pyxos Point向Pyxos Pilot请求一个空闲的时间槽的时候，Pyxos Pilot能够正确的知道是哪一个Pyxos FT设备在请求时间槽，以及这个Pyxos Point是用的是那种类型的数据。
对于硬接线注册方式，系统设计人员必须注意每一个Pyxos Point的时间槽的分配必须是网络中唯一的。
无主处理器的Pyxos Point没有Program ID（所有无主处理器的Program ID为“0”）。然而手动注册过程允许多种或同一种无处理器的Pyxos Point在注册的时候有一些自己的顺序和规则。这时，用户需要干预Pyxos Point和Pyxos Pilot的安装，这就和LonWorks设备需要按Service Pin按钮发送Service消息一样。
  
2、  系统初始化（System Initialization）
在注册过程中，每个Pyxos Point都会分配到一个属于自己的时间槽（对于自动或手动注册方式，由Pyxos Pilot分配时间槽；对于硬接线注册方式，时间槽预先在Pyxos Point中配置好）。时间槽也就是Pyxos Point的网络地址，所以Pyxos Pilot始终能够和Pyxos Point保持通信。
   除了Pyxos Point有唯一的ID以外，Pyxos Pilot还需要知道Pyxos Point的接口，以便Pyxos Pilot知道如何处理由Pyxos Point发送来的值，以及Pyxos Point知道如何处理Pyxos Pilot发送来的值。例如，如果Pyxos Point发送数据值到PyxosPilot，那么Pyxos Point必须能够确定这个值表示的是温度、压力，数字输入或者其它的数据类型。因此Pyxos Point的固定程序需要知道所有可能的和Pyxos FT网络有连接的Pyxos Point接口。在注册过程中Pyxos Point会发送它的Program ID,Pyxos Pilot依据Program ID和Pyxos Pilot的接口类型从而完整地处理Pyxos Point的数据。
   Pyxos FT EVK评估工具包提供了一整套实用程序，Pyxos Pilot的开发用户可为他们的Pyxos Point创建唯一的Program ID，并建立Pyxos Pilot用于映射Program ID到接口定义的Pyxos Point接口文件。这些实用程序统称“Pyxos FT Interface Developer utility”。
   九、链路电源（Link Power）
Pyxos FT网络中的Pyxos Pilot和Pyxos Point有两种方式获取电源：
  从本地电源上获取，电源直接连接到Pyxos Pilot和Pyxos Point上；
  通过Pyxos FT网络通信线缆获取，通常由Pilot提供。
我们称通过Pyxos FT网络线缆为Pyxos Pilot或者Pyxos Point供电技术称作链路电源技术（Link Power）。在这种情况下，Pyxos Pilot或者Pyxos Point在同一对双绞线上既接收通信数据又接收电源，从而避免了单独布线的需求。Pyxos FT网络既可以有从本地供电的设备，也可以有采用链路电源供电的设备。
  对于一个采用链路电源技术的网络，Pyxos FT网络中的一个设备除了要连接到AC输电线上以外还要包含为网络供电的电源。这个包含为网络供电的电源设备的完全取决于用户的应用，它既可以是一个Pyxos Pilot，也可以是一个Pyxos Point，甚至可以是一个特殊的设备（例如一个插件式的电源适配器）。
Pyxos FT网络中的其它设备都可以从网络获得供电。Pyxos链路电源技术和美国埃施朗公司的PL-20电力线技术或者TP/FT-10链路电源技术不完全相同。用户不能够将Pyxos FT网络直接连接到AC输电线上，也不能直接连接到LobWorks网络的TP/FT-10信道上（有或者无链路电源）。Pyxos FT网络网络连接每个Pyxos FT设备，然后链路电源通过网络从Pyxos FT的电源为每个设备供电。
十、Pyxos FT平台的主要特性
Pyxos FT平台具备以下特性：
  支持总线和自由拓扑结构，使用无极性的双绞线连接；
  自由拓扑网络的通信距离最长100米，总线拓扑网络的通信距离最长400米（分支小于0.3米）
   高速的可确定的通信速率，Pyxos Pilot能够一秒钟内完成对32个Pyxos Point的每个8字节数据进行40次的读和写操作；
   支持多种供电方式：本地电源，AC链路电源或者DC链路电源；
   Pyxos Pilot或者Pyxos Point只占用很少的主处理器资源：用户可以根据应用I/O和处理需求主处理器，而不是由I/O扫描速率决定；
   对于简单的数字I/O可以不使用主处理器；
   网络自管理功能无需专用的工具或者对安装人员的培训；
   使用和LonWorks网络共享的数据类型，因此Pyxos Point和LonWorks设备能够无缝地集成，并且多个Pyxos FT网络可以将LonWorks网络作为主干网链接在一起；
   多种低成本的隔离方式能够符合一定范围的抗噪音需求；
   可靠的通信：每个报文都有CRC保护，Pyxos FT芯片能够确保每个报文能够自动重发，直到它们被接收到；
   简单的编程方式：Pyxos FT芯片就好像一个带有SPI接口的串行存储器；当Pyxos数据出现在这个存储器的时候，这里的Pyxos Point就存储它们的数据值。
  
十一、性能指标总结
  
表1 Pyxos FT平台的性能指标总结
 
  
第二章        pyxosFT 通信
  
一、概述
   我们Pyxos FT平台的通信协议称作“Pyxos FT协议(Pyxos FT Protoclo)”该协已经嵌入在Pyxos FT芯片中，Pyxos实现了Pyxos FT网络的通信，确保了所有网络信息的发送和接 
二、Pyxos FT通信模式 
   Pyxos FT网络中的通信从Pyxos Point角度来描述的。因此，我们说的输入数据（Input Data）就是Pyxos Point上用于接收值的输入数据（例如，Pyxos Pilot发送输入数据到Pyxos Point驱动一个LED灯变亮）。那么，输出数据（OUTput Data）就Pyxos Point上用于输出值的数据（例如，Pyxos Point采集到的传感器数据通过输出数据发送给Pyxos Pilot）。
   从固件的角度看，Pyxos Point应用程序把网络看作一个能够通过 Pyxos FT芯片的SPI端口进行存取访问的共享的本地存储器。
当 Pyxos FT网络上有数据发送的时候，这个共享的网络存储器把这些数据作为一个个32位的数据字组织在一起。当 Pyxos FT芯片用在Pyxos Point上的时候，共有128个32位数据字（512字节）的存储空间可用来存储网络数据。
Pyxos Point通过索引值（Index Value）存取访问网络上的存储器，这个索引值被称作“PIC（Pyxos Chip Index）”。PCI值能够瞧指向一个数据值（也就是一个“Pyxos ChipValue”）或者指向一个通用的寄存器。
Pyxos FT芯片为把控制寄存器映射到存储器空间提供了保留的存储器空间。这些控制寄存器包含有芯片的唯一的ID、Program ID、配置信息、错误统计和错误通信位置。
Pyxos Point通过在Pyxos芯片的存储器中写一个32位数字组成的数据发送一个消息到网络中。同样，Pyxos Point在收到来自Pyxos Pilot的新数据时会通过自身的控制寄存器得到通知。
从Pyxos Pilot角度看网络和Pyxos Point不同。Pyxos Pilot把网络视为一个至多功32个时间槽的集合。每个时间槽物理地被分割成写时间槽和读时间槽，但逻辑上它仍然是一个时间槽。
  
图7表示了Pyxos pilot和Pyxos point看网络的视角。对于Pyxos pilot，网络是由读时间槽和写时间槽以及控制寄存器组成的；而对于Pyxos point，网络是由Pyxos 芯片值和控制寄存器组成的。图中，低的存储器地址在最低端。
Pyxos pilot通过时间槽编号寻址每一个Pyxos point，带有主处理器的Pyxos point无论其数据值是否更新都会发送数据到Pyxos pilot。无主处理器的Pyxos point可以在数值发生更新的时候才发送到Pyxos pilot，或者等待Pyxos pilot对Pyxos point的Pyxos FT芯片I/O寄存器的主动轮询。
Pyxos FT网络中的Pyxos pilot和Pyxos point即可以工作在持续操作模式（continuous Mode）中也可以工作在按需操作模式（On-demand Mode）中，持续操作模式意味着网络中不断地有数据流动。按需操作模式则是指Pyxos pilot和Pyxos point根据网络预先确定的时间间隔发送或者接受数据。按需操作模式通常用于使用电池供电的系统，例如火灾或者人身安全系统。
  
图7 Pyxos Pilot和Pyxos Point看网络的视角
  
三、Pyxos FT协议
Pyxos FT协议是一种分时复用（TDM）链路层协议，该协议对I/O总线具备以下好处：
可确定性：所有设备都能够确保有规则的、可预知的存取访问网络；
低开销：数据包只包含数据，这远胜于在MAC（介质访问控制）地址上加数据的方式；
高速度：由于网络总是运行的，因此长的报文的前端不需要同步；
网络的持续监视：只要在每个时间槽中有传输设备就是正常的，因此不需要设置心跳（Heartbeat）。
  
然而，TDM和对等式网络的区别在于：
是严格意义上的主从式体系结构；
由于MAC延时降至最小从而限制了设备的数量；
在信道之间不允许报文的路由；
数据包很短，并且数据包长度固定不可变。
Pyxos FT协议把每个重复出现的TDM数据流窗口分成一个帧。每个帧再被分成许多时间槽，这些时间槽代表着TDM帧的各个段，这些段只专注于单个Pyxos Point。
当Pyxos Point被安装到网络的时候，Pyxos Pilot会为每个Pyxos Point分配一个唯一的时间槽。时间槽的分配并不是按照顺序进行的，而是对网络中的Pyxos Point随机分配的。一个Pyxos Point一旦被分配了时间槽，它将一直使用同一个时间槽直被从网络中移出。
Pyxos Point只有在分配了时间槽以后才能够发送数据到Pyxos Pilot并从Pyxos Pilot接收数据。Pyxos FT芯片物理的先写信息到写时间槽然后从读时间槽中读信息，但Pilot应用程序则把分配给Pyxos Point的写和读时间槽当作一个时间槽进行处理。每个时间槽包含一个16字节的数据：8字节用于读时间槽，8字节用于写时间槽。
 图8显示了一个划分成为四个时间槽的帧；该图还显示了物理的写时间槽和读时间槽。其中的两个时间槽被分配给网络中的两个Pyxos Point，剩余未使用的时间槽可供将来要安装到网络中的Pyxos Point使用。
  
图8 网络中的时间槽
 
 
Pyxos Pilot通过在每个帧的起始的位置包含一个“SOF（开始帧）”数据位的组合形式发起和Pyxos Point的通信。这种SOF组合形式为Pyxos Pilot和Pyxos Point提供同步通信。
Pyxos Pilot在SOF数据位之后立即开始对每个时间槽写数据。在完成写时间槽操作之后，Pyxos Pilot从时间槽读取数据。图9表现了这样一个网络帧组成结构。
  
图9网络帧组成结构
  
每个帧中的时间槽数目直接影响整个网络的反应和响应时间。对于只使用两个时间槽（两个写时间槽加上两个读时间槽）的网络，也就是网络中只有两个Pyxos Point，那么响应时间小于2毫秒；对于使用全部32个时间槽（32个写时间槽加上32个读时间槽）的网络，响应时间大约25毫秒。无论时间槽是否分配给设备还是空闲，网络的响应时间是相同的。
Pyxos Pilot可以工作在持续操作模式和按需操作模式中。对于按需操作模式，Pyxos Pilot在发送一个帧（一个写和一个读）之后停止工作。而对于持续操作模式，Pyxos FT芯片在完成对帧中最后一个时间槽的读操作以后，立即自动地开始下一个SOF。
如果Pyxos Pilot或者Pyxos Point没有新的数据报告给帧，它将在时间槽中写一个特殊的值标识没有新的数据更新。这个值就好像心跳一样可以用来识别设备是否正常工作。
当Pyxos Point成功读到它发送给Pyxos Pilot后由Pyxos Pilot返回的数据，Pyxos Point的Pyxos FT芯片会发送给Pyxos Pilot一个消息告知Pyxos Point已经准备发送大量的数据给Pyxos Pilot。如果接收的数据不正确，Pyxos Pilot可以取消对Pyxos Point的写操作。
当Pyxos Pilot成功的读到来自Pyxos Point的数据的时候，Pyxos Pilot的Pyxos FT芯片发送给Pyxos Point一个消息告知Pyxos Pilot已经准备好接收来自Pyxos Point的大量数据。
Pyxos Point能够从Pyxos Pilot查询数据，但通常不建议这样做。
  
四、Pyxos FT报文
虽然一个时间槽只能够处理16字节的数据（8字节读时间槽和8字节写时间槽），但它能够在Pyxos FT网络中发送较长字节的报文。报文以每8字节为一个段发送的，每个段是在单独一个网络帧中发送的。
例如，Pyxos Point发送可以通过发送四段或者四帧的数据将一个32字节的报文发送给Pyxos Pilot。如果网络包含有32个时间槽，32字节的值将在100毫秒内从Pyxos Point发送到Pyxos Pilot。由于网络的反映取决于时间槽的数目，那么用户可以通过增加网络中时间槽的数目来提高较长字节报文的传输速率。因此，如果数据值的长度超过8字节，其传输速率相应的会比8字节或者低于8字节的数据值要长一些。
  
五、Pyxos网络变量（PNV）
Pyxos Pilot和Pyxos Point使用PNV（Pyxos Network Variable-Pyxos网络变量）实现数据的交换。每个PNV具有：
方向（Direction）——丛Pyxos Point角度看，有输入或者输出
大小（Size）——字节
格式（Format）
除了以上属性之外，每个PNV的数据编码是由网络变量类型定义的。网络变量类型对PNV值的编码、单位、精度、缩放比例和结构进行了详细的描述。例如，SNVT_temp_p类型描述了一个精度为0.01℃的Big-endian两字节温度值。SNVT_temp_p标准格式的定义可以是摄氏和华氏。
Pyxos FT平台供定义了180种标准的网络变量类型（SNVT）。这些变量类型能够和LONWORKS平台共享，因此Pyxos传感器和执行器完全可以和LONWORKS网络设备无缝地连接。如果没有适合您的应用SNVT，用户可以定义自己的网络变量类型，我们称其为用户网络变量类型（User Network Variable Tybe）。
Pyxos Point上的PNV是由Pyxos Point定义的，PNV的采集是由Pyxos Point的接口定义的。Pyxos EVK评估工具中包含了Pyxos FT接口开发程序，用户可用来定义Pyxos Point接口。
Pyxos Pilot的接口包含了由Pyxos Pilot管理的所有Pyxos Point的全部接口（既有当前已经在Pyxos FT网络中的又有将来可能加入到网络中Pyxos Pilot）。
Pyxos Point发送输出PNV到Pyxos Pilot，然后Pyxos Pilot通过输入PNV更新来自Pyxos Point的值，请参考图10.
  
图10 输入和输出PNV
 
 
六、Pyxos FT应用程序编程接口
 Pyxos FT平台提供的几种应用程序编程接口（API）可以很容易地编写Pyxos FT设备的应用程序。这些API包括：
Pyxos FT Pilot API：用于Pyxos Pilot应用程序的API函数
Pyxos FT Point API：用于Pyxos Pilot应用程序的API函数
Pyxos FT Serial API：主处理器和Pyxos FT芯片通过串口通信的API函数
前两个API使用ANSI C编写是可移植的。Serial API是Pyxos Pilot API和Pyxos Pilot API的不可移植的部分，对于每一种主处理器需要专门编写。Pyxos FT EVK评估工具包中包含了Pyxos FT API的源代码，用户可以根据自己的应用需求进行修改。
  
七、网络可确定性
Pyxos FT网络中的通信是可以确定的，因此每个网络TDM周期具有相同特征的帧，并可以预知反应时间。然而，如果Pyxos FT设备在硬件和软件上是可确定的，它的应用程序才具备可确定性。此外，Pyxos point和Pyxos pilot应用程序必须能够可确定处理PNV数据。
Pyxos FT EVK评估工具包中含有一个高性能的示例程序，可用来演示可确定的网络操作：Pyxos pilot发送一个PNV值给Pyxos point，另一个Pyxos point将采集到的值转换成电压等级然后反馈给Pyxos pilot。
  
八、和LanWorks网络的连接
  
   用户在设计Pyxos FT pilot设备的时候可以考虑和LanWorks网络的连接，这样做的好处是：
     将多个Pyxos FT网络连接在一起
     和LanWorks网络设备的相互通信
  要想实现Pyxos pilot和LanWorks网络的连接，用户在使用的时候要使用带有埃施朗公司ShortStack Micro Server 以及ShortStack API的埃施朗公司的智能收发器。如果是功能更复杂的Pyxos pilot，用户在设计的时候则需要使用埃施朗公司的MIP（微处理接口程序）固件和主处理器API的智能收发器。
在设计Pyxos pilot应用程序的时候，用户需要考虑Pyxos FT网络中哪些数据点和状态信息需要发送到LanWorks网络，通常情况下，只有重要的数据点和状态信息以及报警信息应该发送到LanWorks网络的。Pyxos FT网络中的数据点即可以是PNV值，也可以是在Pyxos pilot上经过计算的PNV值。
用户将所选择的数据点和状态信息发送到LonWorks网络后可作为LonWorks网络后可以作为LonWorks网络变量使用。这些表现为LonWorks网络变量的PNV值可以使用和PNV相同的网络变量类型；而那些表现为LonWorks网络变量的经过计算的PNV值或其它状态信息可以使用不同的网络变量类型。例如，Pyxos Pilot可以设计一个带有SNVT—alarm-2输出变量的Node Object功能块，该变量可以通过Pyxos Pilot应用程序报告检测到的报警状态信息。
把Pyxos Pilot安装到LonWorks网络中就好像安装一个LonWorks设备一样。例如，用户可以使用LonWorks集成工具安装Pyxos Pilot。有关LonWorks设备的安装的更详细信息请参考LonWorks平台技术介绍。

作者: liuyunpeng 时间: 2012-10-14 20:47

作者: maoqiujun 时间: 2012-10-16 17:23
学习了

作者: liuyunpeng 时间: 2012-12-17 16:02

lomk智能照明控制系统在现代建筑中的应用

现代建筑中的照明不仅要求能为人们的工作、学习、生活提供良好的视觉条件，营造出具有一定风格和美感的室内环境以满足人们的心理、生理等需求，而且还要实现管理智能化和操作简单化，灵活适应未来照明布局和控制方式变更要求。智能照明应用在现代建筑中，不仅能创造出舒适的生活、工作环境以及现代化的管理方式，而且还能实现可观的其他效益。

　　1 智能照明系统控制方式与可实现功能

　　智能照明控制系统主要功能为灯光控制、窗帘控制、安全防范控制等，可实现灯光的开关控制、调光控制、分散集中控制、远程控制、延时控制、定时控制、光线感测控制、红外线遥控、移动感测控制、与其他设备系统的联动控制等。智能照明控制系统控制方式方便、灵活、易于维护。

　　1.1 照明控制方式

　　按照对各功能区域的不同要求，采用不同的控制方式：

　　1）通过合理管理如计算机集中控制、定时控制或光感控制，在需要的时候将需要的区域如一楼大厅、地下车库等，通过调光的方式或智能开关的方式将灯光控制到合适的照度，以节约能源和降低运行费用。

　　2）在某些重要区域（如小会议室、大会议室、领导办公室等场所）通过调光方式和场景预设置功能进行控制，能够产生各种灯光效果、营造不同的灯光环境，给人以舒适完美的视觉享受。

　　3）通过定时控制及移动感应控制的结合，保证公共通道如走廊、电梯厅的灯光在上班期间定时开启，下班定时关闭70%的灯光，同时自动启动移动感应器，有人走动时开启灯光，人走开后自动关闭，达到节能、便于管理的目的。

　　4）通过在适当的位置如公共区域设置现场控制面板，方便现场操作控制。

　　5）灵活分区域进行照明控制和用电量控制。

　　1.2 可实现的功能

　　通过以上多种控制方式可满足办公大楼所需的以下各种功能要求：

　　1）在灯光照明与室外自然光结合的区域，如一楼大堂、大会议室，具有日照补偿功能，当自然光线超过一定照度时，光线感应器可自动将部分或全部灯光关闭。另外，在大会议室中，当自然光线超过一定照度时，可自动将电动窗帘放下，反之，则将窗帘开启。

2）在某些区域如会议室等，可与门禁系统联动或采用移动感应的方式，当有开门动作时，可自动打开相关区域的照明灯。

　　3）通过光敏传感器可控制大厦外立面的泛光照明及航空障碍照明。

　　4）通过定时控制、中央控制及移动感应控制的方式实现大厦内无人管理区域的照明自动控制。

　　5）可通过中控电脑监视和控制，进行用电量管理和分区计量。

　　6）灵活的照明控制和控制内容的修改。

　　7）对于公共走道，通过红外感应探测感知人的活动，实现人来灯亮，人走灯灭。

　　8）对所有场所可以设置时间模式，根据季节、作息时间等调整编制时间模式，回路自动按程序开启。

2 智能照明与传统照明系统比较

　　2.1 单控电路系统比较

　　传统照明单控电路特点：控制开关直接在负载回路中;当负载较大时，需相应增大控制开关的容量;当开关离负载较远时，大截面电缆用量增加;只能实现简单的开关功能。

　　总线式智能照明简单的开关特点：负载回路连线接到输出单元的输出端，控制开关用五类线与输出单元相连。负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量，控制开关不受影响;开关距离较远时，只须加长控制总线的长度，节省大截面电缆用量;可通过软件设置多种功能（开/关、调光、定时等）。

　　2.2 双控电路系统比较

　　传统照明双控电路特点：实现双控时用两个单刀双掷开关、开关之间连接照明电缆;进行多点控制时开关之间的电缆连线增多，使线路安装变得非常复杂，工程施工难度大。

　　总线式智能照明系统双控电路特点：实现双控时只需简单地在控制总线上并联一个开关即可;进行多点控制时，依次并联多个开关即可，开关之间仅用一条五类线连接，线路安装简单省事。

　　2.3 控制方式比较

　　传统控制采用手动开关，必须一路一路地开或者关，控制方式也只有开和关，必须由工作人员到每个开关处对每条线路进行控制，开关距离较远的，控制起来就较为麻烦了;智能照明控制，采用低压二次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景（各照明回路不同的亮暗搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。

　　2.4 照明方式比较

　　传统控制方式单一，只有开和关;智能照明控制系统采用“调光模块”，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果，营造出不同的舒适的氛围。

　　2.5 管理方式比较

　　传统控制对照明的管理是人为化的管理;智能控制系统可实现能源管理自动化，通过分布式网络，只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理。

3 智能照明控制与节能分析

　　3.1 集中管理，减少为浪费

　　现代高层为公楼中，人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重，无论房间有人还是无人，经常是大面积“长明灯”。智能照明系统既能分散控制又能集中管理，在大楼的中央控制室，管理人员通过操作键盘即可关闭无人房间的照明灯。根据具体的要求，点亮部分回路，改变照明区域。

3.2 自动调光，充分利用自然光

　　智能照明系统中的光电感应开关通过借助各种不同的预设置控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平。依据不同的时间、日期按照各个功能区的运行状况进行光照度的设定，不需要照明的时候，做到将灯关掉。一般来讲，越靠近窗自然光照度越高，从而人工照明提供的照度就低，但合成照度应维持在设计照度值。

　　3.3 安装便捷，节省线缆

智能照明系统通常采用二线制系统，以一对UTP五类线作为控制总线，将系统中的各个输入，输出和系统支持单元连结起来，大截面的负载线缆从输出单元的输出端直接接到照明灯具或其他用电负载上，而无须经过开关。

　　3.4 延长灯具光源的寿命

　　灯具损坏的致命原因是电网过电压，只要控制过电压就可以延长光源的寿命。智能照明控制系统采用软件启动的方式，能控制电网冲击电压和浪涌电压，使灯丝免受热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。智能照明控制系统中开闭控制模块内部采用智能芯片控制技术，对电源参数进行实时检测运算后，通过调整输出至照明负载侧的电压，确保灯具在较理想的电压范围内稳定工作，能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备了电压限定和限流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。

　　3.5 节约能源，降低运行维护费用

与传统的照明控制方式相比较，可以节约电能20%以上。充分利用室外的自然光，利用最少的能源保证所要求的照度水平。智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制，由于采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了无功损耗。

4 某智能写字楼智能照明控制系统解决方法

　　4.1 智能写字楼照明区域划分

　　智能写字楼照明可分为办公区照明、功能区照明、辅助区照明、车场照明及建筑物的泛光照明。

　　4.1.1 办公区照明

　　1）员工办公区

　　由于员工办公面积较大可以将整个员工办公区分成若干个独立的照明区域，采用场景控制开关，根据需要开启相应区域的照明。由于出入口多，故实现办公区内多点控制，方便使用人员操作。在每个出入口都可以开启和关闭整个办公区的所有的灯，这样可根据需要方便就近控制办公区的灯。同时可以根据时间进行控制，比如平时在晚7点自动关灯，如有人加班，可切换为手动开关灯。

　　2）经理办公室

　　对于经理办公室还提供调光控制，包括就地控制。就地控制包括场景控制、调光控制、遥控等方式。对于重要的经理办公室采用遥控和触摸屏控制场景，整个灯光采用调光技术，做到整个房间的灯光渐明渐暗和场景灯光的淡入淡出。提高整个房间的档次。

　　3）经理办公室

　　经理办公室是总经理办公与会客的主要区域，功能的多样性必然需要多样性的灯光来配合。因此总经理办公室可采用多种可调光源，根据实际使用需要，通过系统预设照明回路的不同明暗搭配，产生各种灯光视觉效果，使总经理办公室始终保持最符合使用需求的灯光环境（如办公、会客、休闲等多种灯光场景），操作时只需按动某一个场景按键即可调用所需的灯光场景。例如：总经理上班时，只需按一下门口的控制面板上的“办公”按键，房间内的吊灯、装饰画前的射灯、办公桌上方的嵌入式日光灯以及位于柱边、墙边的定向射灯能分别自动达到80%、50%、 70%、以及20%的照度，营造一种安静、明快，同时又不乏庄严的效果;总经理入座后，如有客人来访，总经理只需拿起手边的遥控器按一下“会客”按键吊灯自动达到40%，射灯、上方的日光灯、柱边、墙边的定向射灯、灯槽内的槽灯都分别达到60%、80%、50%、50%衬托出房间的气派和明亮，代表了友好和欢迎;午休时，只需按一下 “休闲”场景按键房间内的主照明全部变暗，灯槽内的槽灯调到合适的亮度，达到休息的目的。总经理离开时，按一下“关闭”按键，房间内的灯光延时熄灭。

　　4.1.2 功能区照明

　　1）会议室　通过场景设置。将会议室场景设置为普通会议状态、多媒体会议状态、打扫状态等多个场景。

　　当会议开始时，主持人通过遥控器选定开会模式，会议桌上方灯光调亮，以保证 300lx～400lx。而周围背景灯光慢慢调低原有的50%。当观看多媒体介绍时，选定多媒体场景，则会议桌上方的灯光调低，周围背景灯和投影幕布前的灯光慢慢熄灭，电动窗帘慢慢放下而电动幕布自动放下。打扫时，清洁人员选定打扫的场景则会议室只有部分灯打开，且保证清洁员有足够的工作照度，有效的节约电能。

　　2）多功能厅　　依据需要设定报告模式、投影模式、研讨模式、入场模式、退场模式等。通过对主席台筒灯、射灯，听众席灯槽、筒灯，周边壁灯等光源的不同模式下的亮度和开启状态的设定达到理想又节能的效果。

　　4.1.3 辅助区照明

　　1）大厅　在人员进出较多的情况或时段打开大厅全部灯光，人员较少时则只打开部分回路的灯。

　　2）走廊　采用自动调节，正常工作时段灯全部打开，非工作时段减弱照度或开启的数量，节假日则只开少量的灯。或与红外感应探测联合控制，探测有人员走动时调亮照度。

　　3）楼梯间　可采用时间控制和红外感应探测控制。上下班时段全部开启，平时启动红外感应探测控制，这样又可有效的节约了能源。

　　4.1.4 车场照明　可通过不同时段与车流量设定灯光开启量及多区域的光照度，这不仅减少用电量还能增加灯具的使用时间。

　　4.1.5 泛光照明　依据季节变化设定整个建筑物的泛光照明开启时间，分部关闭时间，还可设定节假日状态。

有需求可以与我们联系。

[此贴子已经被作者于2012/12/17 16:03:24编辑过]

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