歐洲設(shè)備安裝總線（EIB）概述

EIB網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)完全對(duì)等（peer-to-peer）的分布式網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)設(shè)備具有同等的地位。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮⒁妶D2。從圖中可以看出，網(wǎng)絡(luò)采用了域（Domain）、區(qū)（Area）、線（Line）的分層的結(jié)構(gòu)。每一條Line上最多可以連接255個(gè)設(shè)備；一個(gè)Area內(nèi)最多可容納15條Line；而一個(gè)Domain則可容納15個(gè)Area。連接通過特殊的線耦合器（Line Coupler）和區(qū)耦合器（Area Coupler）實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的設(shè)備的地址也分為區(qū)地址（4位）、線地址（4位）和設(shè)備地址（8位）[5]。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度看，獨(dú)立的、分散的、單體測(cè)量與家用電器僅僅是EIB的一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其內(nèi)涵屬現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)；從信息交互角度看，已經(jīng)從簡(jiǎn)單的狀態(tài)信息組合和基于監(jiān)控的處理，發(fā)展到基于內(nèi)容的處理融合。EIB系統(tǒng)摒棄控制中心概念，換言之，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的失效都不會(huì)使系統(tǒng)癱瘓，同時(shí)避免因信息量過大而形成的控制中心瓶頸問題。因此，EIB具備高度自治的優(yōu)良特性。

3 EIB OSI通訊協(xié)議與通訊媒質(zhì)

EIB通訊協(xié)議遵循OSI（開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型）模型，提供了OSI模型所定義的全部七層服務(wù)[6]，這是其先進(jìn)性之一。遵循OSI參考模型的EIB系統(tǒng)層次協(xié)議結(jié)構(gòu)見圖3。物理層和鍵路層明顯依賴于物理媒質(zhì)的特性，EIB通過優(yōu)化防沖突規(guī)定了帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路存?。–SMA）以控制媒質(zhì)接口；網(wǎng)絡(luò)層通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制信息（NPCI）控制跳躍擻；傳輸層的邏輯通訊關(guān)系包括一對(duì)多無連接（多終點(diǎn)組傳輸）、一對(duì)所有無連接（廣播）、一對(duì)一無連接、一對(duì)一導(dǎo)向連接，它提供了地址與抽象內(nèi)部表達(dá)之間的映射通訊訪問標(biāo)識(shí)等（cr-id）；通過預(yù)留的會(huì)話層和表示層，所有設(shè)備被明顯映射出來；應(yīng)用層行使EIB網(wǎng)絡(luò)用戶/服務(wù)器管理的API（應(yīng)用程序接口）功能，應(yīng)用層對(duì)通訊對(duì)象組內(nèi)部請(qǐng)求（或共享變量）分配通訊訪問標(biāo)識(shí)符，以完成收（一對(duì)多）和發(fā)（一對(duì)一）功能。

EIB通訊協(xié)議支持通訊介質(zhì)分段組合的網(wǎng)絡(luò)，包括雙絞線、輸電線、無線頻率傳輸。這是其先進(jìn)性之二。EIB雙絞線自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成本較低，控制邏輯0的位級(jí)別沖突檢測(cè)提高傳輸?shù)目煽啃?，每個(gè)雙粗絞線物理段可長(zhǎng)達(dá)1000米；EIB輸電線運(yùn)用新型擴(kuò)展頻率調(diào)制技術(shù)，通過相應(yīng)數(shù)量的匹配篩選，保證輸電線組地址傳輸?shù)耐暾院涂煽啃裕谘b修改造工程中比較經(jīng)濟(jì)，最大傳輸距離為600米；EIB無線頻率傳輸由不同載波頻率作物理區(qū)分，在無法使用其他通訊媒體時(shí)提供解決方法，距離約為300米[7]。

4 EIB網(wǎng)絡(luò)

EIB網(wǎng)絡(luò)規(guī)范實(shí)現(xiàn)在所有媒質(zhì)中包含遵循ISO/IEC802-2的邏輯鏈路層，及10兆位的以太網(wǎng)。EIB網(wǎng)絡(luò)不受制于高速主干線，它允許管理設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備直接連接。EIB網(wǎng)絡(luò)可以路由訪問辦公網(wǎng)絡(luò)和樓宇網(wǎng)絡(luò)，或使用Internet協(xié)議通過Internete遠(yuǎn)程訪問。

EIB設(shè)備可以看成分配資源的集合，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。網(wǎng)絡(luò)資源管理中，運(yùn)用廣播通訊和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的結(jié)構(gòu)方式。通過廣播通訊（選擇使用唯一的連續(xù)設(shè)備碼），對(duì)系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備分配一個(gè)唯一的物理地址，此物理地址供下一步點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊使用。專用主-從快速輪詢模式確保對(duì)主要子系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和狀態(tài)檢測(cè)。每個(gè)EIB設(shè)備執(zhí)行服務(wù)器的指令，服務(wù)器提供高于本地資源（包括外部CPU和存儲(chǔ)資源接口）優(yōu)先級(jí)的控制信號(hào)。通過引入EIB分配對(duì)象，網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)際上成為導(dǎo)向?qū)ο螅∣O）。

5 組編址與數(shù)據(jù)格式

EIB支持多址通信組編址，每個(gè)設(shè)備可以公布幾個(gè)單獨(dú)的有效通訊對(duì)象（被稱為組），這些對(duì)象可以獨(dú)立于其他對(duì)象編組，使之成為網(wǎng)絡(luò)有效共享資源。分配對(duì)象的屬性可以作為有效共享資源，這是組編址的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。有效共享資源可以完全雙向讀寫。因此，所有設(shè)備要吧主動(dòng)發(fā)送多址通訊幀。EIB為這些有效共享資源提供了16位有效地址空間?？紤]某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的15位限制，每個(gè)設(shè)備可以有多達(dá)32K的有效共享資源（或組地址）?？紤]范圍和效率，組編址通訊采用適合的運(yùn)行模式以優(yōu)化EIB自主區(qū)域通訊。

控制信號(hào)與系統(tǒng)在設(shè)備間通過數(shù)據(jù)幀傳輸。基于數(shù)據(jù)格式由EIB協(xié)議所規(guī)定。一幀可攜帶多達(dá)14字節(jié)的數(shù)據(jù)，包括控制碼、地址碼、操作碼、校正碼四部分[8]。地址碼包括源地址信息和目標(biāo)地址信息。源地址顯示設(shè)備所在，此物理地址由項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)總線耦合器唯一確定。地址顯示通訊對(duì)象所在，通訊為單一設(shè)備或設(shè)備組，可在同一Line上或跨越不同的Line。組地址決定系統(tǒng)中基于通訊關(guān)聯(lián)。操作碼在設(shè)備間傳磅設(shè)備信息，如命令、消息、預(yù)設(shè)值、測(cè)量值（其它義幾乎可用于所有物理量）等等。基本數(shù)據(jù)類型的屬性組成分配對(duì)象，可網(wǎng)絡(luò)存取。終端用戶設(shè)備通過BCU（總線耦合單元）與總線通訊。

6 其他系統(tǒng)組成

6.1 EIB家庭管理系統(tǒng)

EIB本地導(dǎo)向?qū)ο蠊芾淼奶卣魍ㄟ^EIB家庭管理系統(tǒng)得以體現(xiàn)。其核心是用于家庭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視控制的家庭輔助應(yīng)用程序接口（API）體系。

（1）此體系使設(shè)備互操成為現(xiàn)實(shí)。EIB系統(tǒng)支持家庭即插即用（Home PnP）規(guī)范，遵循傳輸協(xié)議獨(dú)立性原則。無論設(shè)備由誰(shuí)提供，只要能夠符合EIB協(xié)議，就可以互相控制或操作（interoperability），不必在不同設(shè)備之間設(shè)置昂貴的語(yǔ)言翻譯網(wǎng)關(guān)。每個(gè)設(shè)備有自己的地址，設(shè)備的資源有唯一的名稱，設(shè)備之間可以相互“對(duì)話”。接入該體系的設(shè)備可通過電話或Internet隨時(shí)查詢控制設(shè)備狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)真正的遠(yuǎn)程遙控。符合EIB標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備通過此體體系連接，共同組成協(xié)調(diào)一致具有互操性的家庭自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[9]。

（2）此體系使系統(tǒng)擴(kuò)充修改靈活。該體系靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，足夠的編址空間，多種媒質(zhì)的支持為用戶提供設(shè)備簡(jiǎn)易接口，使增減設(shè)備簡(jiǎn)易化。通過對(duì)該體系節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)中節(jié)點(diǎn)信息、節(jié)點(diǎn)互連關(guān)系信息的更新，使修改系統(tǒng)簡(jiǎn)易化。支持電力線、無線傳輸方式使EIB在原有系統(tǒng)改造中免除重新布線，擴(kuò)展了EIB的適用范圍[10]。

EIB家庭管理系統(tǒng)的開放性和互操作使設(shè)備容易集成于功能齊全，結(jié)構(gòu)靈活，容易安裝、維護(hù)和擴(kuò)充的一體化智能家庭管理控制系統(tǒng)。

6.2 EIB開發(fā)應(yīng)用軟件

在具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，EIB遵循一個(gè)思想核心：把一系列獨(dú)立的設(shè)備連接成一個(gè)功能模塊。這具體體現(xiàn)在基于Windows的EIB開發(fā)應(yīng)用軟件中，利用ETS（EIB Tool Software）開發(fā)編程功能，制造商把獨(dú)立設(shè)備功能壓縮為一系列抽象表示，隱藏了所有執(zhí)行細(xì)節(jié)，僅輸出描述部分，成為一完整的功能模塊[11]。項(xiàng)目工程師可將描述部分引入其ETS項(xiàng)目編輯中，通過組地址分配，所有設(shè)備滿足項(xiàng)目具體要求和邏輯連接。

ETS建立在PC/Windows平臺(tái)的軟件工程組件的結(jié)構(gòu)頂層，被稱為EIB工具環(huán)境（ETE），作為EIB標(biāo)準(zhǔn)的一部分[12]。

EIB體現(xiàn)了家庭樓琮自控領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，它提供的一體化解決方法，它的無中心真正分布式模式，它的開放性、靈活性，以及市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，使之成為樓宇自控領(lǐng)域的主流標(biāo)準(zhǔn)，使得基于EIB協(xié)議開發(fā)真正開放性的智能家庭樓宇管理控制系統(tǒng)，不但是現(xiàn)實(shí)可行的，而且具有廣闊前景。