摘要：本文以智能小區(qū)、智能家居的發(fā)展應(yīng)用為背景，簡(jiǎn)要分析了常用的、應(yīng)用于智能小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、系統(tǒng)集成方式及高低速解決方案。本文主要介紹了Q-BUS智能小區(qū)和智能家居低速控制總線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，描述了Q-BUS總線收發(fā)模塊與MPU的接口及主要功能，并舉例說(shuō)明了Q-BUS總線的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。Q-BUS總線可靠性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)、能無(wú)縫連接高速網(wǎng)絡(luò)、成本較低，可應(yīng)用于智能小區(qū)、智能家居系統(tǒng)，具有很大的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景，將為現(xiàn)代智能網(wǎng)絡(luò)提供良好的解決方案。
　
      關(guān)鍵詞：Q-BUS總線；智能小區(qū)；智能家居

　　一、概述

　　進(jìn)入21世紀(jì)，人們的“衣食住行”水平日益提高，在衣食無(wú)憂的今天，居住環(huán)境的優(yōu)劣成為了衡量生活水平的又一重要標(biāo)準(zhǔn)。智能小區(qū)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際應(yīng)用，已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，僅僅提供安全保障的智能小區(qū)系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足人們對(duì)于安全、方便、智能化等方面的需要。因此，智能家居必將成為一個(gè)新的市場(chǎng)熱點(diǎn)。

　　在智能小區(qū)的實(shí)際應(yīng)用中，其集成方式多數(shù)體現(xiàn)為多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)互相拼合，其系統(tǒng)集成性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性必然大打折扣；在完全整合多個(gè)系統(tǒng)的全帶寬解決方案中，多數(shù)將多媒體信號(hào)與控制信號(hào)的傳輸集成在一起，在高速帶寬中傳輸?shù)退俚目刂菩盘?hào)，不但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，其成本也較高。因此，該解決方案難以在市場(chǎng)上大展拳腳。

　　從各方案的分析中可以得知，智能小區(qū)往往只需要低速的控制系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，而家庭用戶對(duì)于多媒體傳輸?shù)男枨螅瑒t需要高速帶寬才能實(shí)現(xiàn)。如果能夠?qū)崿F(xiàn)低速控制與高帶寬用戶的無(wú)縫連接，即在具備低速控制系統(tǒng)為主的智能小區(qū)內(nèi)，家庭用戶可以隨時(shí)擴(kuò)展高帶寬的應(yīng)用，并能和小區(qū)控制中心無(wú)縫連接，就既能滿足全帶寬用戶的需求，也能滿足智能小區(qū)對(duì)成本控制的要求。

　　基于以上設(shè)想，公司在廣泛征求意見(jiàn)、并組織大量技術(shù)人員技術(shù)攻關(guān)后，推出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、以解決低速控制信號(hào)為主要目的、并與高帶寬功能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接的應(yīng)用控制平臺(tái)總線系統(tǒng)——Q-BUS智能小區(qū)和智能家居低速控制總線系統(tǒng)。

　　1、現(xiàn)有應(yīng)用于智能小區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)通訊網(wǎng)絡(luò)分析

　　2、Q-BUS總線的誕生  

　　比起成本相對(duì)較低的RS-485總線，CAN總線雖然有較高的傳輸速率，但價(jià)格偏高，而且與RS-485總線一樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較單一；Lon Works總線、以太網(wǎng)等方式的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雖然有很高的帶寬，具有較完善的拓?fù)湫阅�，但是在目前小區(qū)采用這樣高帶寬的平臺(tái)顯然有高速公路上跑馬車(chē)的感覺(jué)；現(xiàn)在小區(qū)局域網(wǎng)雖已成為智能化配套設(shè)施，但由于其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的產(chǎn)權(quán)屬性，使得這樣的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)很難為智能化系統(tǒng)平臺(tái)所用。

　　智能小區(qū)、智能家居系統(tǒng)，一方面朝著網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)整合的方向發(fā)展；另一方面，全帶寬網(wǎng)絡(luò)的高帶寬與低數(shù)據(jù)流量這樣一對(duì)矛盾的顯現(xiàn)；必將出現(xiàn)一種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來(lái)滿足市場(chǎng)的這種迫切需求，它的系統(tǒng)整合性、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫阅堋��?duì)低數(shù)據(jù)流量傳輸?shù)目煽啃�、以及合理的性價(jià)比都將使其凸現(xiàn)出對(duì)市場(chǎng)各種需求的滿足。

　　Q-BUS總線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的誕生，正是在這種需求下應(yīng)運(yùn)而生的，它是基于傳統(tǒng)差分電壓傳輸方式，采用載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可靠、高效的中長(zhǎng)距離傳輸。在小區(qū)智能化的實(shí)現(xiàn)、家居智能化的應(yīng)用中，它對(duì)控制信息各種傳輸性能的滿足，以及對(duì)高帶寬數(shù)據(jù)傳輸無(wú)縫連接的支持，使其將擁有前景廣闊的市場(chǎng)。

　　二、Q-BUS總線簡(jiǎn)介

　　1、實(shí)現(xiàn)描述
　　Q-BUS總線基于以下兩種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其總線通訊：
　　1）基于差分電壓傳輸方式
　　2）利用CSMA/CD技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

　　Q-BUS總線收發(fā)模塊與MPU的接口：
　　1）可通過(guò)并口數(shù)據(jù)線或標(biāo)準(zhǔn)UART實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接
　　2）由兩根控制線實(shí)現(xiàn)MPU與模塊之間的握手控制
　　3）時(shí)鐘信號(hào)源自MPU的時(shí)鐘信號(hào)輸出端
　　4）模塊的復(fù)位信號(hào)可通過(guò)MPU控制

　　2、功能描述
　　1）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高效傳輸
　　2）網(wǎng)內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸
　　3）網(wǎng)絡(luò)廣播功能
　　4）網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測(cè)功能
　　5）通訊接口電路的光電隔離功能
　　6）標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)封裝，操作方便，擴(kuò)展性強(qiáng)
　　7）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)4級(jí)優(yōu)先級(jí)分級(jí)
　　8）標(biāo)準(zhǔn)的MPU接口，可采用并口數(shù)據(jù)線或標(biāo)準(zhǔn)UART

　　三、應(yīng)用介紹
　　以Q-BUS總線為智能小區(qū)、智能家居的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)其應(yīng)用如下圖所示：

　　1、應(yīng)用領(lǐng)域介紹
　　Q-BUS總線作為一個(gè)通訊平臺(tái)，其目的就是為各種控制設(shè)備提供一個(gè)可靠、高效的傳輸網(wǎng)絡(luò)，使設(shè)備的互通、互聯(lián)有了穩(wěn)固的基礎(chǔ)，在這樣的基礎(chǔ)之上構(gòu)件一個(gè)可靠、高效的系統(tǒng)是可實(shí)現(xiàn)的。
　　小區(qū)智能化，以Q-BUS總線來(lái)構(gòu)成其網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，由于其具有較高的性價(jià)比，和其開(kāi)放式的接口，使得小區(qū)智能化各系統(tǒng)的整合實(shí)現(xiàn)變得經(jīng)濟(jì)、高效。
　　在智能家居系統(tǒng)中，運(yùn)用Q-BUS總線實(shí)現(xiàn)家電的智能控制，配合高帶寬數(shù)據(jù)總線的無(wú)縫連接，智能家居所帶來(lái)的高品質(zhì)生活不再是遙不可及的夢(mèng)想。

　　2、范例一
　　BA系統(tǒng)  
　　從BA系統(tǒng)的特性可以分析得到該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的有效數(shù)據(jù)流是較少的，如果配合高帶寬的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，顯然性價(jià)比是不合理的。在樓宇智能化的BA子系統(tǒng)中采用Q-BUS總線作為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)DDC上配置該總線的模塊，通過(guò)模塊將DDC設(shè)備接入Q-BUS總線，其性價(jià)比是不言而喻的，而且為系統(tǒng)將來(lái)的擴(kuò)展提供可靠的保障。
　　在DDC設(shè)備配置階段，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)編程或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載設(shè)定數(shù)據(jù)等方式，設(shè)定采集點(diǎn)到控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)流向路徑，指定了控制設(shè)備的控制信號(hào)源。
　　 當(dāng)采集點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)（數(shù)字或模擬信號(hào)）發(fā)生變化，可立即將該變化信號(hào)發(fā)送給相應(yīng)的DDC模塊使其發(fā)生控制動(dòng)作，由于采用了載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)技術(shù)，使得數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)送變成可能，提高網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)效率，滿足了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)控制要求，并且由于該網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)在任意節(jié)點(diǎn)間的傳輸功能，節(jié)省了采集點(diǎn)數(shù)據(jù)到控制中心，控制中心發(fā)送控制數(shù)據(jù)到相應(yīng)控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間損耗；并且可設(shè)置采集點(diǎn)同時(shí)將數(shù)據(jù)上報(bào)控制中心，用于數(shù)據(jù)備份。