总线技术教学改革论文范文

总线技术教学改革论文范文第1篇

1 RS-232总线

1.1 RS-232标准

RS-232是在1970年由美国电子工业协会 (EIA) 联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。传统的RS-232接口标准有22根线, 采用标准25芯D型插头座 (DB25) , 后来使用简化为9芯D型插座 (DB9) 。

1.2 RS-232的传输方式

RS-2 32采取不平衡传输方式, 即所谓单端通讯。由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右, 所以其共模抑制能力差, 再加上双绞线上的分布电容, 其传送距离最大为约15m, 最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点 (即只用一对收、发设备) 通讯而设计的, 其驱动器负载为3kΩ~7kΩ, 所以RS-232适合本地设备之间的通信。

1.3 RS-232接口的不足

由于RS-232接口标准出现较早, 难免有不足之处, 主要有以下四点。

(1) 接口的信号电平值较高, 易损坏接口电路的芯片, 又因为与TTL电平不兼容, 故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

(2) 传输速率较低, 在异步传输时, 波特率为20kbps.现在由于采用新的芯片, 波特率达到115.2kbps。

(3) 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式, 容易产生共模干扰, 所以抗噪声干扰性弱。

(4) 传输距离有限, 理论最大传输距离标准值为50m, 实际上也只能用在15m左右。

(5) RS-232只允许一对一通信, 严重限制了它的应用。

2 RS-422总线

2.1 RS-422标准

RS-422全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”, 它定义了接口电路的特性。典型的RS-422是四线接口, 实际上还有一根信号地线, 共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力, 故允许在相同传输线上连接多个接收节点。接收器输入阻抗为4k, 故发端最大负载能力是104k+100Ω (终接电阻) 。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道, 因此不必控制数据方向, 各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式或硬件方式实现。

2.2 RS-422的特点

(1) 为改进RS-232通信距离短、速度低的缺点。RS-422定义了一种平衡通信接口, 将传输速率提高到10Mbit/s, 并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。

(2) RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范。

(3) RS-4 22的数据信号采用差分传输方式, 也称作平衡传输。

(4) RS-42 2的电气特性:发送端:逻辑“1”两线间的电压差为+2至6V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-2至6V表示。

(5) 和RS232不同的是, RS232只能点到点通信, 不能组成串行总线。在RS422总线上可以挂接多台设备组网, 实现点到多点的通信。但只能实现点对多的通信, 即只能有一个主设备, 其余为从设备, RS-422可支持10个节点设备。

(6) RS-4 22的最大传输距离为121 9m最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比, 在100kb/s速率以下, 才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100m长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。

3 RS-485总线

3.1 RS-485标准

R S-4 8是从R S-4 2 2基础上发展而来的, 所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式, 二线制可实现真正的多点双向通信, 而采用四线连接时, 与RS-422一样只能实现点对多的通信, 但它比RS-422有改进, 无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。为扩展应用范围, 在RS-422的基础上制定了RS-485标准, 增加了多点、双向通信能力, 通常在要求通信距离为几十米至上千米时, 广泛采用RS-485总线。

3.2 RS-485特点

(1) RS-4 85收发器采用平衡发送和差分接收, 具有抑制共模干扰的能力, 加上总线收发器具有高灵敏度, 能检测低至200m V的电压, 故传输信号能在千米以外得到恢复。

(2) RS485总线上可以挂接多台设备, 用于组网, 实现点到多点及多点到多点的通信 (多点到多点是指总线上所接的所有设备及上位机任意两台之间均能通信) , RS-485支持32个节点。

(3) RS485接口组成的网络一般只需二根连线, 所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。

(4) 一般应用都是用的是485接口进行通信, 但是电脑上只有RS-232接口, 需要转换器将其转换才可以将数据送入到电脑中。

3.3 RS-422与RS-485的使用注意要点

RS-4 22可支持10个节点, R S-48 5支持32个节点, 因此多节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构, 不支持环形或星形网络。在构建网络时, 应注意如下几点。

采用一条双绞线电缆作总线, 将各个节点串接起来, 从总线到每个节点的引出线长度应尽量短, 以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。

应注意总线特性阻抗的连续性, 在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性:总线的不同区段采用了不同电缆, 或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装, 再者是过长的分支线引出到总线。总之, 应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。

4 结语

R S-2 3 2、R S-4 2 2与R S-4 8 5标准等串行通信技术应用很广, 如录像机、计算机以及许多工业控制设备上都配备有串行通信接口。RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定, 而不涉及接插件、电缆或协议, 在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。

摘要：本文介绍了RS-232、RS-422和RS-485几种串行通信总线接口的协议标准与电气特性, 总结了他们的技术特点和使用注意事项。

关键词：串行通信,总线接口,RS-232,RS-422,RS-485

参考文献

[1] 弋沛琦, 鞠建波.RS-485总线通信可靠性的分析与研究[J].海军航空工程学院学报, 2009, 2.

总线技术教学改革论文范文第2篇

摘要：随着计算机网络技术和信息通信技术的不断发展，建筑智能照明控制系统也获得了迅猛发展，想要提升整个建筑智能照明控制系统的光照效果，同时兼顾环保效益就要不断完善建筑智能照明控制系统的设计方案，提高智能照明控制系统的现代化技术水平，本文从分析智能照明控制系统的优势入手，结合智能照明控制系统的构成，分析的智能照明控制系统设计，希望在实践应用中具有借鉴意义。

关键词：智能建筑;建筑智能照明控制系统;设计方案

引言：

智能照明控制系统发展的过程当中，需要现代化信息技术的支持，在互计算机网络技术和通信网络不断发展的基础之上，智能照明控制系统得到了长远发展，在实现照明功能的同时，也应当充分考虑到绿色环保效应，所以應当不断改善设备的管理，提高灯具省寿命和照明质量，促进智能照明控制系统的发展。

一、智能照明控制系统优势

智能照明控制系统是建立在现代化信息技术快速发展的基础之上，通过利用计算机网络技术和信息通讯技术，将照明系统当中的单元通过信号总线的形式，连接成局域网支持下或总线形式的智能控制网络系统，通过计算机网络技术和信息技术，实现对照明系统不同区域，不同功能，不同需求的系统性控制，智能照明控制系统可以实现多种照明效果，且具有很好的节能效果，所以推广和应用的速度极快，智能照明控制系统可以通过用电负荷控制，通风供热系统等，实现系统中的调光，功能，场景控制等智能变换，而且可以根据不同的需求和环境变化，自动调节照明系统中设备运行的状态，在优化照明效果的同时发挥节能优势，而且加强智能化控制也有利于提高照明系统的整体安全性，除此之外，智能照明控制系统还具有易安装异步线的特点，极大地方便了建筑物的整体设计和改造[1]，

二、智能照明控制系统构成

（一）系统单元

智能照明控制系统的应用愈来越广泛，通常都采用为数字式照明系统管理，这样智能照明控制系统，通常除电源设备外，由系统单元，输入单元和输出单元所组成，且每一个单元都设置唯一的单元地址，利用计算机网络技术和通讯信息技术中的软件对不同单元进行功能设定，以实现整个照明系统的智能控制。

（二）输入单元

智能照明控制系统的输入单元可以包括可编程的多功能开关，输入开关，红外线接收开关以及红外线遥控器，这些输入单元可以实现对智能照明系统的开关控制，定时控制智能照明系统中软件启动和软件关闭，通过红外线遥控器也可以实现灯光调光等功能，所以输入单元在智能照明控制系统当中具有十分重要的作用[2]。除此之外，输入单元也包括多种功能的控制板，传感器，通过控制板和传感器能够实现对使用环境亮度需求的监测，更好的根据使用需求进行亮度调节，保障灯光的照明度，同时达到节能的作用。

（三）输出单元

智能照明控制系统中的输出环节主要作用是接收网络传输的信号，通过传输来的信号对整个控制系统中的相映回路输出进行实时控制。继电器是输出代言的主要部分，调光器能够对输出单元进行模拟量控制，包括调光接口，红外线输出模块等主要部分。现阶段智能照明控制系统主要采用集中控制和管理，分散执行的方式来实现节能操作，所以需要包括计算机主通信控制器在内的中央监控中心和智能照明控制柜。智能照明控制系统的控制和管理工作主要依靠主通信控制器来实现，而主通信控制器和智能控制柜之间的通讯网络可以通过编程控制器来实现，通过编程控制器能够加强对整个智能控制系统的管理，实现灯光的开关以及调光处理，在异常用电的情况下还能够采取紧急措施，以此来达到智能控制效果和节能效果。

三、智能照明控制系统设计

（一）智能照明控制器的设计

智能照明控制器能够实现对整个智能照明控制系统中电压，电流，频率的控制，同时对于灯光高度，位置，颜色也可以实现相应的调整，促进智能照明控制系统照明效果达到最理想程度。因此是智能照明控制系统中的重要组成部分。通用型智能控制器专用型智能控制器是现阶段智能照明控制器的常见形式，PLC和DC是通用型智能控制器的常见控制器，能够实现对灯光的控制，而专用型智能控制器通常带有微处理器，能够满足照明设计当中的复杂需求，是非常重要的智能照明控制器[3]。

（二）控制方式的设计

通常想要实现照明系统的智能控制，可以通过分区控制，分组控制，分类控制等控制方式。分区控制是需要将整个照明系统根据使用情况划分为不同的子区域，通过计算机软件来实现对每个子区域的独立控制，同时也要对其进行联合控制。分组控制是要根据使用需求和设计要求，将照明系统划分为小组，每个控制小组由若干个照明回路组成，通过加强组的控制来实现整个区域照明的控制。分类控制是指对相同性质的对象进行分类，根据实际的使用需要和设计需求进行不同类别的控制。组控制，分类控制以及分类控制都可以实现对整个照明系统中电压，电流，频率的控制，同时也要可以调节灯光高度，位置，颜色的在确保照明系统正常运转的情况下，最大程度的达到绿色照明的效果，以节约用电[4]。

（三）控制系统的设计步骤

智能照明控制系统的设计需要根据使用的实际需求制作详细的照明回路负载清单，在照明回路负载清单中，应当详细标明照明回路的供电模式，灯具的选择类型，照明回路类型，以及照明回路控制方式。在详细设计照明回路负载清单后，应当加强控制模块的选配，确保智能照明控制系统中的照明回路，最大功率都在控制模块的额定负载容量范围内，以此来提高整个智能照明控制系统的实用性和可操作性，确保智能控制系统的应用。

结语：

智能照明控制系统是建立在计算机网络技术和信息通信技术发展之上实现的照明系统智能控制，随着微电子技术和数字化技术的不断发展，智能照明系统的设立也应当更具有独立性，节能性，在不断提高照明质量的同时，也应当注重灯具的使用寿命以及绿色环保性。

参考文献：

[1]叶奇影. 试论建筑智能照明控制系统设计[J]. 装饰装修天地，2020（2）：182.

[2]林捷. 建筑智能照明控制系统设计探讨[J]. 福建建筑，2018（4）：135-140.

[3]鄢华. 现代建筑智能照明控制系统设计[D]. 黑龙江：哈尔滨工业大学，2012.

[4]黄忠淦. 医院建筑公共照明智能化控制系统设计[J]. 现代建筑电气，2010，1（2）：14-17.

普罗斯电器（中国）有限公司

总线技术教学改革论文范文第3篇

聚焦区域专题各地区采访陆续进行,在与各地经销商的接触过程中,我们渐渐明晰的感受到智能家居在各区域市场上的蓬勃生机,一些在传统意义上被认为是二、三线市场的省份,所呈现出的发展势头和迸发出的创新思路着实令我们感到欣喜。本期我们就将引领大家走进山西智能家居市场,共同解构区域市场,分析消费特点中所显现出的共性问题。

相对全国来说,山西市场贫富差距的两极化趋势比较明显,相对上层的消费群体对于智能家居的感性接受并不会受到单纯的价格因素影响。客户更为看重的是在服务过程中,所产生的直观印象及横向对比中体现出的价值。

在这片承载着厚重历史积淀的三晋大地上,“智能家居”对于很多人来说或许还称的上一个名副其实的新鲜概念,但近年来随着以煤矿为主体的能源经济快速发展,一批具备较强消费力的消费群体应运而生,这同样也为定位高端的智能家居产品提供了一片独特的市场空间。

另一方面,国内外一线品牌敏感的“触角”早已深入了这座太行山脚下的内陆省份,看似平静如水的市场表象下,悄无声息的竞争正不断推进着市场对于经销商们的检验。在采访过程中,从这些智能家居市场的“晋商”身上流露出的那份对于行业的执着与信心,着实给我们留下了深刻影响。

市场两极分化

高端客户需求凸显

每个地区都有自身的地域性特色,虽然存在些许差别,但在根本问题,尤其是与住宅、高尚生活、享受这些元素相关领域,消费需求在很大程度上都是相似。易品智能总经理王文博告诉本刊记者:“相对全国来说,山西市场贫富差距的两极化趋势比较明显,相对上层的消费群体对于智能家居的感性接受并不会受到单纯的价格因素影响。客户更为看重的是在服务过程中,所产生的直观印象及横向对比中体现出的价值。”

目前工程项目覆盖太原及周边地区的引航商贸,近期正在施工的一个项目是太原某别墅区,在采访过程中,引航总经理毕雷表示:“已经有不少客户流露出对智能化方面的兴趣,因为别墅本身配备有地下室,这样为专业家庭影院的配置提供了条件,公司更为注重智能家居和家庭影音房相结合,前期会由专业设计人员为业主制定相关的系统方案,一般的工程造价平均在二三十万左右,目前这一别墅区已有十几套的预定量。”

众所周知智能家居在家庭应用外,在商用市场方面都是以项目性和工程性为主,易品智能也在尝试这种交叉式的运行,王总认为:“这样可以更好的将一些建筑智能和商用智能的技术更好的运用到家庭,而把家庭应用的细腻属性和客户心理的沟通融合到商用领域,毕竟家庭应用的基数还是很大的。”

终端用户认知低

装修合作瓶颈多

一如全国其他区域市场,与装修渠道的合作,目前在山西市场经销商的经营中同样占据重要的份额,但随着市场的发展,这种渠道模式的实际操作过程中也受到了越来越多的诟病。新兴市场开发难度大,较成熟市场却很难实现量的积累成为了困扰不少区域经销商的瓶颈所在。

太原盈智科技总经理杜智广认为,“本地市场的认知情况还不是很乐观,在产品营销中,消费者对产品的认识和了解都依靠设计师及营销人员的‘渲染’,不少高端别墅业主选择智能家居产品,往往是看智能家居产品在总的装修报价中所占的比例并不大而选择的,并不是对智能家居具有更多功能层面上的认知,在这样的情况下由设计师进行智能家居的概念引导便显得十分重要。”

对于一些智能家居处在一个萌芽状态的二三线市场,装饰装修公司对智能家居的概念更多的还是停留在大概了解的阶段。长治元邦智能总经理李绍元表示:“现在同装修公司的合作还处在一个起步阶段,虽然开展了大量的工作,但如何提高家装设计师的认知度还在逐步的尝试,设计师缺乏相应的专业知识向客户推广,还没有深层的意识到智能家居这个设计卖点。”

“作为主要客户来源的装修公司与设计师对智能家居的认知度还比较低,大部分的装修公司并未将智能家居融入到其整体设计理念当中,而是将其视作与传统建材类似的产品,主要的销售动力还是来自于产品本身创造的利润,虽说大家也都将智能家居作为发展的趋势,但在实际操作过程中,同样是有一些来自方方面面的阻力,比如:客户的预算,客户对智能家居的认知度和设计师对产品本身的理解,设计师对于智能家居知识培训普遍热情不是很高,设计师在销售过程中主要还是负责前期对客户的引导,起到桥梁作用,主要的销售工作还是由自身销售人员完成”,尚品智能崔经理在与装修渠道的合作中也总结出了其中所存在的问题。

突破装修模式桎梏

迈步渠道多元化

智能家居需要发展,无论是在消费理念还是在用户接受度上,都离不开更多消费者的认同,正如很多厂商越来越多提到的智能家居需要直面终端的市场理念,智能家居在营销模式上,突破目前占据较大比例的装修渠道,全面走向渠道多元化,已成为必然趋势。

在采访过程中,我们也了解到,越来越多的经销商开始重视自身的体验店建设,其中大型建材卖场成为不少经销商的首选,在居然之家卖场中设有智能家居门店的太原引航商贸主要客源已经摆脱了完全依赖装修公司渠道的局面,逐步向多渠道并进过渡,其中令人欣喜的是,“之前已经有几个单子是来自门店体验厅,原先居然之家没有专门的智能区域,通过与卖场积极沟通,让他们对智能家居也有了认可,目前太原居然之家的智能化区域也形成了多家商户聚集的效应。虽然在卖场中处于拐角的位置上,但由于临近卖场中的餐饮区,人气还是得到了相当程度的保证”,引航商贸总经理毕雷告诉记者。“结合居然之家卖场中定期的促销活动,同样吸引了大批装修业主,目前通过门店渠道来的客户还是年轻人居多,对于智能家居是很多客户听说过,但却不了解,通过在卖场体验厅的展示和体验,考虑到90平米的小户型花费在万元左右,而实现局部功能也只需几千元,灯控、影音共享也比较受消费者的青睐。针对不同层次的客户群体,引航也会为其订制不同的消费套餐,无论是90平米的小户型还是200平米的复式,都有适合他们的选择”。

在智能家居这片新兴市场上,经销商们更多扮演着探路者的角色,易品智能王文博总经理在与采访过程中也谈及了多年来在智能家居市场上所收获的感悟,作为接触智能家居相对也比较早的专业经销商,从中自然获得了一些成功的喜悦,当然也经历过一些不愉快的坎坷,对于记者提出的销量预期,王总则认为销量对于智能家居市场为时过早,毕竟两年内市场还是不够成熟的,经销商的思路应该是稳扎稳打,目前的易品智能的客户来源也同样是几种渠道方式相结合,实现整合营销。

发展“鱼水关系”

实现共赢发展

通过观察我们不难发现,随着几年下来的市场积淀,正有一批区域经销商在市场的扩展中,逐步走向成熟,他们对于市场发展症结的探索也逐步走向理性和客观。

在分析厂商、经销商、用户三者关系上,易品智能总经理王文博谈到:“经销商与客户的沟通过程中,如果总是站在经销商自身的立场上或是利益上,这样很难与客户达成共识,很难得到一种互相的理解和支持,经销商与厂商之间也同样是‘鱼水关系’,我们希望与厂家建立融洽的关系,但也必须是建立在好的产品和技术基础上,专注于做高品质的智能家居的前提下,我们主张建立一种厂商融洽的市场推进关系和客户服务关系。”

引航商贸总经理毕雷则从经销商与厂商的互动、沟通机制出发指出,目前相关厂商定期安排相关市场及技术人员来当地常驻一段时间,对工作人员进行培训指导。与此同时,对于经销商有价值的建议,厂商也都会来收集、整理和采纳,这种互动机制也成为当下市场上厂商对于经销商最大的支持。

而另一方面,“作为使用中的产品,难免会有问题,关键在于有了问题需要能够及时解决。售后方面,经销商自身也需要定期对客户进行回访和沟通,当然最好还是没有售后,因为没有售后就意味着产品质量的过硬。智能家居作为新生事物消费者的认识还是需要一个过程,智能家居产品的前景还是很好的,这一点我很看好。”经过多年的坚守,毕总话语间更多还是流露出的是对行业发展信心。

挫折中自我调整

守候市场升温

在记者对以太原为中心的山西智能家居市场采访过程中发现,一些前两年接触智能家居并且在本地开始市场拓展的经销商朋友纷纷因为各自的原因或转行,或压缩了智能家居自身经营中的份额,在问及导致这一局面的原因时,这些经销商的回答也无一例外的集中在了本地市场消费者的认知度不高上,这也直接影响了智能家居产品经销对于量的要求。

山西美佳智能前两年也曾经营过智能灯控、电动窗帘等智能家居产品,据美佳智能吴经理透露:“随着智能产品经营状况的不尽如人意,公司的主营业务还是回归到之前的地板经销上了。在智能家居方面基本上停滞了,现在有客户需求的话,我们也可以安装,但不做专门的推销。”

吴经理认为,关键还是智能方面的业务量比较少,但造成这一现象的主要原因并不是竞争的激烈,而是消费者的认知度不高,其原先经营的灯控产品安装起来整套造价也不过三、五千元,但有的客户在布线方面嫌麻烦,怕复杂。特别是碰到一些客户前期完成布线后,又突然变卦,这也让前期的精力都白白浪费。但之所以没有像其他转型经销商那样完全放弃智能家居,关键还在于其对于未来的发展还是满怀希望,公司还具备自身经营传统建材具备的门店和客户资源,在整体市场升温时,还是会考虑重回智能家居市场。

同样是前两年将侧重点放在智能家居市场的盈智科技,目前已转向以监控业务为中心,杜智广总经理指出:“智能家居量比较小,我们这边别墅业主主要都是煤老板,对安防的要求比较高些。一般都是以安防为主肩带做一些智能的单子,要靠智能家居根本养不活公司,必须得考更多的工程业务。智能家居利润并不低,关键还是量的积累。”

产品本质成最大市场瓶颈

在本地市场的推广过程中,引航商贸通过卖场体验店以及口碑营销等方式不断完善着自身的市场渠道。在被问及目前市场存在的瓶颈问题时,毕总指出:“事在人为,市场拓展中的困难肯定是存在的,我们所希望的是无论哪个厂家的产品,稳定性必须放在首位,智能家居给客户提供的自然也是他们在以往所想不到的功能,对于产品的后期维护,不能是安装过后两三年后就损坏了,客户对产品稳定性的要求至少得在十至二十年以上,对于本地市场的拓展和销售都不成问题,关键还是在产品的质量,智能家居市场发展这么多年来,很多以前接触的厂商现在都消失了,这样的问题也是存在的。”

无独有偶,易品智能王文博总经理对于市场瓶颈的焦点也同样集中在了产品本身,“目前国内的智能家居技术较之国外先进水平还相差很多,从技术和品质,哪怕是一些需布线的总线品牌在降低故障率和保证稳定性方面还有待突破,产品本身的设计和品质也存在较大的差距,如果市场上充斥过多的不稳定产品,便会造成消费者对智能家居的印象就会逐渐趋于不可靠,卖弄噱头的印象,稳定性、故障率、品质工艺性、融合性功能扩展性都是衡量的关键因素所在。”

据元邦智能李绍元总经理介绍,目前其在长治所推广的这几个品牌,国外产品价格很难被普通的消费者承受,而占据价格优势的国内品牌,却在性能稳定上有待提高,因此,李总指出:“目前国内的这些品牌要从产品质量、外观、做工以及达到的功能、产品人性化多方面下功夫,只有这样才能多方位的满足消费者的需求。厂家还要在技术上和售后服务上加大对经销商和代理商的支持。而不是在代理合同签署以前承诺的很多,但是合同一签就不热心了,致使一些问题不能及时解决。”

目前尚处于初级阶段的山西智能家居市场,同样承载着全国市场的普遍性现象,广大经销商对于上述一些不尽如人意的市场表象也大都抱着理解的心态,并不断探索市场的出路,正如易品智能总经理王文博所言:“不管我们自身是否从事智能家居,或是其他抱着各自不同的心态的经销商做好与不好,但市场向前的发展趋势是任何人都无法阻挡的,市场的成熟不过是时间的问题。”

总线技术教学改革论文范文第4篇

摘要：本文设计了一种基于can总线的智能家居控制系统，文章对智能家居控制系统的功能需求进行了分析，以及对家居控制系统的典型硬件电路进行了设计，并简述了系统的软件设计.该系统可以实现家居系统的智能化控制，具有良好的应用前景。

关键词：智能家居；can；总线；智能控制

随着行业的发展，智能控制的功能多元化，控制的对象不断扩展，控制的联动场景要求更高，为此带来各研发厂商针对不同目标群体，所生产的智能家居产品的配套操作系统、通信协议等技术标准参差不齐，给系统的集成带来了很大的困难。

1智能家居控制系统功能分析

综合考虑用户的功能需求、家居系统使用时的成本因素等方面，本文所设计系统选取了几个具有典型的节点，对应本文所设计的智能家居控制系统的功能，具体内容如图1所示。

框图中，家庭安防功能主要包括对各类红外、烟雾等传感器等采集数据，就家居生活中的异常情况进行报警；数据采集主要采集家居环境中的温度、湿度、光照度等参数；灯光控制主要针对家居环境中的灯光进行调节；家电红外遥控学习功能是指通过红外遥控器对家电进行远程控制；短信报警及查询功能是指用户可以通过手机接收报警信息并查询到家庭内部状态信息。

2控制系统硬件设计

2.1主控制器及外围电路设计

本设计采用美国Microchip公司的dsPIC30F6014a数字信号处理器为主控制器，该处理器功能较强，同时具有CAN通信接口和RS232接口、USB接口等，对智能家居这种用户经常需要进行升级和功能改造的应用场景非常适用。使用时，主控器器芯片EXTAL和XTAL7两端连接晶振（7.37MHZ），这个频率值经芯片内部锁相环处理后可提高为若干不同倍数值，提高后的频率值最高可达120MHZ，将提高后的频率值做为主控制数字信号处理器工作的内部总线时钟使用。

其中，电源电路中的电源模块选择LM317电压调整芯片，电路如图2所示，电路外接9V电源接入到LM317芯片上，通过开关J21再经去耦电容输出稳定的5V或3.3V电压给整个电路的数字部分进行供电。

CAN总线通信接口电路如图3所示，本设计采用MCP2551CAN总线收发器作为CAN协议控制器和物理总线接口使用，将信息发送或接收接至总线.CAN是一种应用广泛的现场总线，能有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。

本设计中使用的MCP2551是一款可容錯的高速CAN器件，该器件兼具各种保护功能，且具有很强的抗噪特性，工作速率可达1MB/S，可为CAN协议控制器提供差分收发能力，有利于提高本系统的工作稳定性和快速性。

2.2智能节点硬件电路设计

家电开关控制节点电路主要实现通过I/O端口和继电器来完成对智能家居系统中家用电器的开关控制，由于单片机引脚输出电流通过光耦隔离开关连接到继电器的控制端，从而解决了单片机引脚电流过小无法驱动继电器的问题.使用9V电压为继电器控制端供电，同时在继电器两端反向并接续流二极管D1，完成对继电器的反向电压保护，该控制电路如图4所示。

家庭安防电路主要通过连接各种类型的传感器，实时采集各种状态信号，再将信号传递给主控制系统进行分析，继而采取相关的保护措施或报警.例如：采用HC-SR501模块为热释电红感传器传递温度信号，将该模块接入电路中，如图5所示。

3结语

本系统灵活运用了CAN总线作为主干线，并引入各种可视化操控方式，提出了一套整体结构简单、可操作性高、抗干扰能力强、人性化操作的智能家居设备管控系统方案。

参考文献：

[1]周洪，胡文山，张立山，等.智能家居控制系统[M].北京：中国电力出版社，2005.

（作者单位：太极计算机股份有限公司）

总线技术教学改革论文范文第5篇

INTERBUS总线上的主要设备有总线终端BT(BUS Terminal)上的BK模块、I/O模块和安装在PC或PLC等上位主设备中的总线控制板。总线控制板是INTERBUS总线上的主设备,用于实现协议的控制、错误的诊断、组态的存储等功能。I/O模块实现在总线控制板和传感器/执行器之间接收和传输数据,可处理的数据类型包括机械制造和流程工业的所有标准信号。

此实验需要完成以下任务:某车间传送带分为三段,由三台电动机分别驱动。传送带及传感器的安装位置如图1所示。传感器检测物品的存在。该传送过程如下:传送带1一直运转。传送带2的运转由1号传感器启动,由2号传感器停止。传送带3由2号传感器启动,由3号传感器停止。

一个工作循环是:启动第1段传送带、物品被1号传感器检测,启动第2段传送带、物品被2号传感器检测,启动第3段传感器,同时延时2s后停止电机2,在物品被3号传感器检测到2s后,将电机3停止,随后进入下一个循环,等待1号传感器检测物品。

本文即以现场总线虚拟实验项目为背景,以该项目中的具体测试工作为依据展开论述。

1.1 现场总线虚拟实验功能测试需求

现场总线虚拟实验的功能测试需求主要是客户端的测试,包括:链接测试、元器件拖放测试、按键测试、连线测试、梯形图编程测试、IO配置测试。

1.2 现场总线虚拟实验性能测试需求

(1)连接速度测试:保证用户在一个可接受的时间范围内连接上。(2)负载测试:保证系统在某一负载级别上的性能系统在需求范围内能正常工作。(3)压力测试:保证实际破坏一个应用系统时,系统不会崩溃。

1.3 现场总线虚拟实验客户端兼容性测试需求

(1)同低版本浏览器的兼容性:保证低版本向高版本兼容。(2)不同浏览器的兼容性:必须保证IE浏览器可以访问,Firefox建议可以访问。

2 现场总线虚拟实验软件测试方法选择

现场总线虚拟实验系统是由事件触发来控制流程的,事件触发时的情景便形成了场景,而同一事件不同的触发顺序和处理结果形成事件流。这种在软件设计方面的思想也可被引入到软件测试中,生动的描绘出事件触发时的情景,这样不仅有利于测试设计者设计测试用例,同时测试用例也更容易的得到理解和执行。场景是通过描述流经用例的路径来确定的过程,这个流经过程要从用例开始到结束遍历其中所有路径和备选路径。

因为基于Flex现场总线虚拟实验代码单元比较大,黑盒测试比白盒测试效率要高;因为测试人员在测试时不需要关心具体实现的细节;从用户的视角进行测试也容易被理解和接受;有助于暴露任何规格不一致或者有歧义的问题。因此把黑盒测试作为基于Flex现场总线虚拟实验的测试方法。

3 现场总线虚拟实验软件测试内容设计

3.1 现场总线虚拟实验功能测试内容设计

现场总线虚拟实验的功能测试主要是客户端的测试,包括:链接测试、元器件拖放测试、按键测试、连线测试、梯形图编程测试、IO配置测试。下面具体介绍各种功能测试的内容。

(1)链接测试。链接测试包括:确认是否能够到达链接页面;确认被链接页面是否存在;确认每一个页面至少被一个其它页面链接。

(2)元器件拖放测试。当用户进行实验时,需要将元器件拖放到实验操作台上,元器件拖放测试主要测试将元器件从器件库拖放到实验台是否成功。元器件拖放测试包括以下两点:此元器件是否可拖放;此元器件拖放的位置是否正确。BK模块IO模块的拖放如图2所示。

(3)按键测试。用户在进行实验的过程中,有些元器件如开关,实验台上的按钮需要鼠标点击触发开与关,在使用按键操作时,需要根据操作手册验证此按钮时点动式还是联动式,并确认其是否有效。

(4)连线测试。用户在实验时,当把所有元器件拖放到实验台上以后,需要对元器件进行连线。连线测试如图3所示。

(5)梯形图编程测试。用户在完成实验元器件的拖放和连线以后,需要用梯形图编程将相关的逻辑用梯形图的形式表现出来。

(6)IO配置测试。用户在完成梯形图编程以后,需要将梯形图编程的逻辑与具体的实验元器件绑定。这样才能通过梯形图编程最终控制元器件的工作状态。在IO配置测试的过程中,需要测试梯形图中元件的接口与实验台上的元器件接口能否关联。

3.2 现场总线虚拟实验性能测试内容设计

(1)连接速度测试:对于一般用户来说,连接速度是衡量一个系统好坏的最初标准。同样的上网方式,如果系统响应时间太长,用户很可能会离开。(2)负载测试:负载测试目的是测量系统在某一负载级别上的性能,以保证系统在需求范围内能正常工作。(3)压力测试:压力测试是指实际破坏一个应用系统,测试系统的反映,也就是测试系统会不会崩溃,崩溃时的系统所承受的压力状态。一般在表单、登陆和其他信息传输页面等区域进行压力测试。

3.3 现场总线虚拟实验客户端兼容性测试内容设计

(1)同低版本浏览器的兼容性。

为新版浏览器设计的网页如果在旧版的浏览器上是一团糟,则设计是失败的。如何使利用样式表设计的网页能被其它低版本浏览器兼容。

方法1:在类似的HTML标签上应用样式表。如果你想利用字重属性控制文字的加重显示程度,应该使用标签加入这种效果,这样一来,在所有的浏览器中都可以显示出文字的加重显示效果。尽量使用和CSS说明相应的HTML标签,以便在老的浏览器中也能达到新版浏览器相同的显示效果。

　　方法2:用HTML标签重复加入样式。如果你想确保使段落显示蓝色,那么你应该同时使用样式表属性和HTML标签设定段落的颜色。color:blue同时设定。如果你想使某要素居中,则同时使用text-align:center和

摘要：虚拟实验相对传统实验具有更多的优点:使用不受时间、地点的限制;节约资源,不再需要提供专用的场地和计算机;受益面广,只要操作对象有上网的条件,都可以从中受益。鉴于此,虚拟实验室将可能取代当前传统的中学实验室,大学实验室,成为今后实验的发展趋势。本文以具体的实验现场总线实验为例从需求分析、软件测试方法选择、软件测试内容设计、软件测试用例设计四个方面对基于Flex现场总线虚拟实验软件测试设计做了详细的阐述。

关键词：现场总线,虚拟实验,软件测试

参考文献

[1] 朱少民.软件测试方法和技术[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2] 史济民.软件工程原理方法与应用[M].北京:高等教育出版社,2001.

总线技术教学改革论文范文第6篇

串行总线的设计较为简单, 但速度较低, 在FPGA提供资源中也存在着高速串行资源, 像HDMI中就常用到的serdese就是常用的串并转换的接口, 本文主要分析是较为低速的三种串行总线接口协议UART, SPI (三线制) , IIC。

二、UART串行总线时序设计及原理

在单片机中我们上位机 (PC) 控制下位机经常用到串口助手, 在一些大型器件的低速信息传输中的RS232都是UART的一种。芯片上一根总线用来接收数据的RXD (Receive Data) , 一根总线用于发送数据TXD (Transmit Data) 。在URAT未传输数据时默认应保持高电平, 传输的第一个数据前将数据线提前拉低标志数据的开始, 在一个8bit数据发送结束后将数据线拉高标志数据截止。这既是UART的传输协议。在实验中UART的驱动芯片使用的是PL2303。在芯片的众多引脚中实际用到的引脚并不多, 。真正与FPGA开发板连接的只有RXD和TXD两个引脚, 假定现在有一个串口助手他的传输速率为9600波特率, FPGA的晶振时钟为50M, UART传输一个字节就需要52070个时钟周期。前面提到UART传输时默认是高电平起始位时将信号线拉低。则在接收时开始接受数据的起始点就是信号线的下降沿, 因为起始位, 终止位各占用数据线上的1bit, 所以需要8bit数据在发送端发送数据的10bit中的第2～9bit。同时为满足传输数值时的稳定状态还需要消抖处理和同步到时钟网络, 通过在不同时段的采集最终将8bit的串行数据提取并拼接成并行数据。基本时序如图1。FPGA做发送端时对数据的处理逻辑是相反的, 每个数据对应有一个标志位, 在标志位到来时先将信号线拉低并计数, 因此加计数器对bit计数, 当计到8时直接将信号想拉高即可代表截至位。时序如图2。

三、SPI串行总线设计 (FLASH类)

对于SPI总线来说, 它的时序要与实际硬件配合使用, 以M25P64为例进行分析, 并参照相关硬件手册。SPI三线制的接口有CS_n (片选信号) , CLK (时钟) , D (数据线) 线。其中SCL默认为低电平, D的控制方式和UART的控制方式有相同之处, 默认时都是高电平。

对于CS_n信号, 在传输有效数据时一定要为低电平。

在配置SPI总线数据时SCL时钟线的频率是根据相关硬件的数据手册设计的, 对应不同硬件的驱动时钟略有不同。对应M25P64采用12.5M的时钟时采用4分频, (原始时钟为50M) 数据线上的数据为8bit换算出来一个结果, 在有数据传输时需要32个时钟周期。M25P64在配置完数据后需要等待其时间远小于32个时钟周期。与数据的32计数器可以共用。对应不同芯片配置还需参照手册。基本时序设计如图3。

四、IIC串行总线设计 (针对传感器配置)

对于IIC总线选用AD7417芯片, IIC总线有就两根线, 一根为时钟线 (SCL) , 一根为数据线 (SDA) , 要完成收发双工通信和前面的SPI是一样的, 都是要先写指令, 控制被操作芯片读或写。

IIC是有应答位的, 可以理解成一个简单的握手机制。在发送数据端 (此处不区分上位机还是下位机) 每配置完一个8bit数据时接收端都要发送一个ACK (应答位) 给发送端, 表示数据已被接收端接收。

在数据线和时钟线的配置上与前面的串行总线的设计基本一致, 在无数据传输时为高电平, 在使用IIC传输数据时不管使用的是什么芯片都会有一下几个步骤并且顺序固定。

1. 产生起始位 (在SCL为高时将SDA拉低产生下降沿) ;

2. 确定芯片器件 (以AD7416～AD7418为例从器件手册可知AD7416-1001, AD7417和AD7418-0101) ;

3. 查找芯片地址 (此地址根据芯片P11～P13连接情况而定) ;

4. 配置读写;

5. 接受应答 (0对方接收, 1的话检擦时序和地址数据) ;

6. 发送相关数据。

针对AD7417设计时, FPGA系统时钟为50M, SCL时钟为100k, 计数器从0计数到499。每个数据用8bit表示。针对ACK应答信号, 需要一个三态门进行控制接收ACK。数据变换点配合比特计数在ACK应答位置上拉高一个标志作为三态开关来控制SDA的输入 (用于接收ACK) 输出 (发送配置数据) 。SDA由于同时作为输入输出, 定义为inout。

五、结束语

UART, SPI, IIC三种串行的使用场景相对较为固定, UART主要用于串口通信以及板级间的数据交互, 或接收PC端的数据指令和上报数据给PC端。SPI和IIC主要用于接收或控制传感器的数据, 配合掉电不失数据的寄存器, 如FLASH和EEPROM来完成数据的传输。这三种串行总线虽然速率较低, 但实际短周期的集成模块非常多, 对于数据量传输不是很大的应用非常方便。

摘要：串行总线广泛应用与板级间的通信, 本文主要基于FPGA技术针对串行总线UART (全双工) , SPI (分三线, 四线。三线半双工, 四线全双工) 和IIC (半双工) 进行了设计, 实现了主机控制从机和芯片间的数据通信。

关键词：UART,SPI,IIC,全双工,半双工

参考文献

[1] 吴厚航.勇敢的芯伴你玩转xilinx FPGA[M].2017 (1) .

[2] STMicro electronics.M25P64[P].2005-2.

[3] Prolific.PL-2303 USB to RS232 Bredge Controller Product Datasheet[P].2002-7.