燈光控制系統中常見的幾種標準總線

在目前的智能照明系統中，各個廠家推出了很多基于RS485或其他總線介質的產品，每個廠家都有自己定義的協議，彼此互聯互通通過一些模擬信號或一些接口產品來實現。而常見的標準化的照明系統總線有EIB,DALI,DMX512, Lonwork等。
KNX/EIB 是歐洲安裝總線的簡稱，European Installation Bus 簡寫，在1999年KNX協會成立，負責整體的推廣和認證等工作，EIB商標也同時歸KNX協會所有。
DALI 是數字燈光接口的簡稱，Digital Lighting Interface 簡寫，由Philips發起，在鎮流器廠商中支持最為廣泛。
DMX512 是，Digital MultipleXed512的簡寫，由USITT（美國劇院技術協會）發展成為從控制臺用標準數字接口來控制調光器的方式。
這3種常見的燈光控制總線，在應用場合有很大的區別，KNX在智能建筑、家居、商業照明等領域有很好的應用。而DALI 定位在智能照明系統的補充，在一些不太復雜的環境里，如果需要比較強的功能，就需要與別的系統連用。而DMX因為它設計的目的就是在舞臺照明控制領域，舞臺是它最強的應用場合，隨著電腦燈、LED和探照燈在建筑照明的應用，DMX的建筑上應用也越來越多。在未來的應用中，3種總線協同工作的情況會越來越多。下面就3種總線的起源，優勢等技術進行簡單的介紹對比。
KNX/EIB是在原來EIB的基礎上面采納了Batibus和EHS有關通信介質的規定，形成的統一的歐洲標準；KNX協會擁有100多家會員，這些會員占據了歐洲樓宇、家庭自動化設備銷售額的80%.基于其優秀表現,該協議已被美國消費電子制造商協會（CEMA）吸收作為家庭網絡EIA-776標準，也寫入中國國標－GB/Z 20965EIB; 現在EIB/KNX技術已經被批準為國際標準（ISO/IEC 14543-3）。KNX/EIB TP1是采用雙線制，電源上載波9.6Kbps的控制信號，一條總線根據不同的驅動芯片可以帶64個和128個設備，總線方式可以支持星形，手拉手，或者2種連接方式的混合，組網比較靈活方便，接線端子采用標準的紅黑EIB端子，在不加中繼器的情況下總線長度可以達到1000M，在加中繼器后可以再延長1000M；系統設計容量為65536個設備。
KNX/EIB采用國際標準化組織(ISO)的開放系統互聯(OSI)，涵蓋了全部七層模型；對于每個產品類型，KNX組織都需要對產品的協議棧（七層協議核心，內核與消息流）進行認證來確保各家產品的互聯互通，為了保證通訊的順利，EIB 對通訊的時序有著嚴格的要求，發送的設備需要對每個發送的Bit進行比較，如果有任何一個Bit不對，將會啟動重發機制；并且在通訊的幀最后有一個校驗字符，在校驗字符不正確的情況下，設備會放棄接收到的命令幀，同時由于載波的特性，任何一個設備接收不正常，都能使發送方知道，從而啟動重發機制。嚴格的總線機制，能保證總線工作的正常。設備的應用層也必須在KNX協會認可的實驗室做測試，在硬件上面KNX規定必須通過嚴格的CE認證。所有的這些措施，目的都是只有一個，就是保證KNX/EIB產品的品質。
KNX/EIB使用統一的ETS軟件來進行工程設計，參數配置，下載等工作，任何通過KNX協會認證的產品，都可以導入到ETS來進行設計。客戶只要熟悉ETS軟件，就可以對不同廠家的設備進行設計，這無疑大大節省了客戶培訓的時間。正是由于EIB的統一性和開放性，使得EIB擁有上百家的會員，他們在自己各自熟悉的領域開發，使得EIB的使用范疇已經遠遠超過了燈光，在暖通、遮陽、空調等等領域有著越來越大的份額。同時與樓宇自動化系統(BA，Building Automation)、OPC的聯動變得異常的容易。EIB 總線介質不僅支持常見的TP1，也支持無線，電力載波，TCP/IP等；開放式的系統，嚴格的認證體系，能保證各個不同的廠家產品互聯、互通和互換，保證用戶的系統不會因為某個廠家的退出而無法維護和升級。所有的這些特性，使得EIB從最初的微弱的4家聯盟，發展到今天擁有幾百名會員，在家居和建筑自動化市場擁有最大的市場份額的一個標準。相信隨著EIB在國內認識度的越來越高，市場份額也會越來越高，特別是經過了北京奧運會上的成功應用，國人對EIB的了解會更加的普及與深入。
DALI是EIEC929標準的一部分，最初問世于上世紀的90年代中期，商業化應用開始與1998年。在歐洲，DALI作為一個新的標準已經被鎮流器廠商所接受，包括歐司朗，Philips、銳高等等。DALI在熒光燈整流器，高強度放電燈，白熾燈和高壓鹵素燈上面都可以實現。數字鎮流器可以平穩的啟動熒光燈，從而延長壽命，可以實現逐步調光并在調光范圍內的任意點啟動。它采用的是2線制，可以直接替代1~10V模擬調光的整流器，控制線可以延用1~10V的控制線。
DALI每條總線可以接64個設備，采用主從機的工作機制。數據包有19個位組成，通訊速率1200Bps；邏輯電平0的電壓范圍是-6.5~6.5V、邏輯‘1’的電壓范圍是9.5~22.5V，這種寬的電壓范圍使得DALI對線材的要求不高，DALI線不要求使用雙絞線或專用電纜等專用的配線，在安裝的使用已經存在的控制線也可以作為DALI線，確保最大的電壓降不能超過2V,最長的距離是300M；綜合這些因素，DALI從一開始設計的定位上就是定義在非常專業的照明控制系統，而且是EIB，Lonworks等大型系統的補充上，在EIB 等大型總線支持比薄弱的鎮流器上面有自己獨特的優勢，而且可以比較有效的利用已經布好老的控制線，對于改造以往的模擬鎮流器等是個很好的解決方案。目前EIB已經有了DALI的接口產品（Gateway），在通過這個接口網關后，DALI產品就可以順利的融入到EIB得成熟的系統里。

DMX512是圍繞工業標準EIA485（RS485）接口來設計的，目前比較常見的是1990版本。DMX512通訊方式是采用了異步通訊格式，波特率250Kbps每個字節11個位，8個數據位，1個起始位，2個停止位，有512個通道（512個調光點），一共513個字節一個幀。DMX512的數據幀沒有校驗，它是通過快速的數據刷新來保證數據的正確，每隔50個毫秒就可以刷新一次512通道的數據。快速的數據刷新的意義同時也在于數據快速變化傳送到被控設備成為可能，這個在舞臺表演領域是必須的。DMX512在電腦燈（moving head）、場燈、煙霧劑、火花機等等設備是一個標準的接口，控制設備一般是調光控制臺，通過場景、效果燈方式來控制。由于波特率比較高，DMX512的線纜需要專門的雙絞線來傳輸，距離也比較短，一般在100米左右就需要一個中繼器來加強信號。目前有很多廠家推出了TCP/IP的IP-DMX512，USITT已經制定出了標準。通過網絡DMX節點可以實現網絡和傳統DMX的雙向轉換。目前在DMX512（1990）中，通訊時單向的，即控制設備單向發送指令到被控設備，被控設備無法反饋自己的狀態（電流、電壓、溫度等）到主控設備，同時它也是單主機，多從機的系統架構，這些特點決定了DMX512在大型智能燈光控制系統中只能是成熟的大型控制系統的補充。
在智能照明系統發展到今天，舞臺因素已經逐步融入到整個建筑的智能控制系統中，如在外墻照明中已經有激光燈，電腦燈來襯托建筑，或者有簡單的燈光表演；在室內，一些小型的酒吧、一些家庭的小型聚會舞臺等等場所，這些場合是智能控制系統和舞臺的交融點，通過智能照明系統可以啟動，停止，切換不同的氣氛，減少舞臺控制人員的人力負擔，節省成本，同時使得舞臺設備這種專業性很強的控制設備能夠很方便的用簡單的按鍵，觸摸屏等友善的人機終端來操控。KNX/EIB作為開放的系統，已經有廠家提供了對于的接口，廣州泰創電子科技作為國內對DMX512、DALI、EIB等都幾個總線都有豐富的經驗和用戶需求的反饋，會在合適的時機推出自己的DMX512產品。
綜述
隨著時代的發展，建筑變得越來越人性化和舒適化，同時隨著人們對節能意識的增強，對節能方面的要求越來越高。空調暖通、安保、燈光、遮陽窗簾等系統正被有機統合起來，實現界面統一化、管理集中化、操作人性化、能源節省化等要求。KNX它真正并徹底地貫徹了“分散控制、集中管理”的控制思想，在國際和國內都得到越來越廣泛的應用。更準確地說EIB技術有效地解決了集散控制系統的通訊難題，不會因為主機的故障使得系統癱瘓，大大提高了系統的可靠性。同時，也正是由于他的開放性，使得每個領域的廠家可以在他擅長的方面開發出用戶需要的產品，在暖通空調，燈光、窗簾等等方面都能找到合適的產品來實現。EIB系統的開放性也解決了客戶的售后方面的問題，不會因為任何廠家的失敗而使產品無法維護，也大大減低了后續維護方面的費用。