وبلاگ

پروتکل C-BUS

پروتکل C-BUS

C-BUS یک پروتکل ارتباطی مبتنی بر مدل هفت لایه ای OSI برای اتوماسیون خانگی و ساختمانی است که با ولتاژ های پایین عمل کرده و  با استفاده از کابل Cat-5 می تواند تا 1000 متر ساختمان را تحت کنترل کامل خود در آورد. این پروتکل در ابتدا توسط کلیپسال استرالیا ( که در حال حاضر بخشی از Schnider Electric است) ساخته شد و نام C-BUS به عنوان یک نام تجاری برای استفاده از آن در اتوماسیون خانگی و کنترل سیستم های روشنایی برگزیده شد. این پروتکل که به میزان زیادی در امریکای شمالی استفاده می شد، تحت نام تجاری Square D در آن منطقه شناخته شده و دسترس بود اما اکنون اشنایدر الکتریک که امروزه محصولات تحت این پروتکل را با نام تجاری خود به فروش می رساند، فروش خود در امریکا را متوقف کرده است .

همانطور که گفته شد از پروتکل C-BUS برای کنترل سیستم های اتوماسیون خانگی و کنترل روشنایی استفاده می شود. برخلاف سیستم های معمول مانند X10 که از یک سیگنال برای فرمان دادن به دستگاه ها بر روی خطوط AC استفاده می کند، پروتکل C-BUS با استفاده از کابل اختصاصی کم ولتاژ یا شبکه بی سیم، از یک ارتباط دو طرفه برای حمل سیگنال های فرمان و کنترل استفاده می کند که این روش باعث افزایش قابلیت اطمینان انتقال فرامین شده و این پروتکل را برای استفاده در برنامه های بزرگ تجاری مناسب تر می گرداند.

 

سیستم شبکه C-Bus از چند بخش تشکیل شده است:

  • دستگاه های سیستم: ابزار هایی هستند که بخش اصلی سیستم C-Bus را می سازند و اجازه می دهند تا سیستم فعالیت کند.
  • ابزارهای ورودی: این بخش شامل ابزارهایی مانند سنسورها و آشکار سازها است که با شبکه C-Bus ارتباط برقرار کرده و اطلاعات را به آن ارسال می کنند.
  • ابزارهای خروجی: این ابزارها مانند رله ها و دیمر ها هستند که به دیتاهای ورودی پاسخ می دهند.
  • نرم افزار اتوماسیون ساختمان: قابلیت کنترل و مانیتور کردن ساختمان را برای سیستم هوشمند فراهم می آورد.

سیستم C-Bus می تواند برای کنترل نورپردازی و سایر سیستم های الکتریکی و محصولات به صورت خودکار یا از طریق کنترل از راه دور مورد استفاده قرار گیرد و همچنین می تواند به یک سیستم ایمنی خانگی، محصولات AV یا سایر وسایل الکتریکی متصل شود. سیستم C-Bus در یک نسخه سیمی و یک نسخه بی سیم موجود است و دارای یک دروازه  ارتباطی برای ارسال پیام ها بین شبکه های سیمی و بی سیم می باشد.

 

در نوع سیمی سیستم C-Bus از کابل با استاندارد5   UTP ( زوج سیم بدون شیلد) به عنوان کابل شبکه استفاده می کند که نیازی به پایان خط ارتباطی ندارد. شرکت کلیپسال خود یک سری خاص از کابل CAT5 برای استفاده در پانل های توزیع برق تولید می کند که رنگی صورتی دارد و برای اطمینان از ایزوله بودن ولتاژ اصلی موجود در پانل های انتقال و خطوط کم ولتاژ C-Bus استفاده می شود. در خارج از پانل های توزیع ولتاژ می توان از کابل های دارای استاندارد5   UTP استفاده کرد.

هر واحد استاندارد در شبکه C-Bus نیاز به ولتاژی بین 15 تا 36 ولت دارد، میزان جریان نیز عموما حدود 18 میلی آمپر است اما برخی واحد های آن ممکن است به جریانی تا 40 میلی آمپر  نیاز داشته باشند. برای تامین تغذیه و قدرت کافی مورد نیاز سیستم C-Bus می توان از چند منبع استفاده کرد که بار را به صورت یکنواخت به اشتراک می گذارند.

هر شبکه C-Bus نیاز به یک بار شبکه دارد اگر واحد C-Bus کافی در شبکه وجود نداشته باشد. این بار شبکه می تواند در واحد خروجی C-Bus از طریق نرم افزار فعال شود یا بار سخت افزاری می تواند به شبکه متصل شود و همچنین برای هر شبکه نیاز به یک واحد تولید ساعت سیستم برای هماهنگ سازی داده ها وجود دارد.

 

سیم کشی در سیستم C-Bus

در سیم کشی های معمولی، برق شهری ( 120 یا 220 یا 240 ولت) از طریق منبع توزیع به سمت بار مصرف کننده منتقل می شود.

در سیستم C-Bus، اتصالات بین مصرف کننده ( مثلا چراغ سقف) و سوییچ دیواری به طور کاملا جدا از یکدیگر هستند و اتصالی بین چراغ و پریز آن وجود ندارد.

سیم کشی کابل در پروتکل استاندارد5   UTP از یک توپولوژی معماری آزاد استفاده می کند. حداکثر طول کابل در این شبکه 1000 متر است با این وجود می توان به راحتی با استفاده از پل های شبکه C-Bus برای گسترش آن استفاده کرد. در شبکه C-Bus می توان حداکثر 100 واحد را نصب کرده که این تعداد نیز با استفاده از پل های شبکه قابل افزایش است. حداکثر تعداد شبکه های C-Bus در یک نصب 255 است. توجه داشته باشید که در حالت استفاده از اترنت محدودیت توسط IP Addressing تعیین می شود.

کنترل در سیستم C-Bus با استفاده از یک عملگر ( در اینجا رله یا دیمر) که در تابلو برق قرار دارد و به طور مستقیم به مصرف کننده متصل است، صورت می گیرد و از سوییچ دیواری تنها دستورات ارتباطی دریافت می شود. این رله ها عموما به صورت دستگاه هایی در 4، 8 یا 12 کانال و به صورت نصب شونده بر روی ریل تابلو ساخته می شوند.

 

ارتباط در C-Bus

از تاریخ 9 دسامبر سال 2008، شرکت کلیپسال پروتکل C-Bus را برای استفاده هر کسی که می خواهد با آن ارتباط برقرار کند آزاد ساخت. با استفاده از یکی از ماژول های رابط (PCI برای ارتباط با RS232  یا USB و CNI برای ارتباط با اترنت یا TCP/IP)  می توان شبکه C-Busرا با سایر سیستم های اتوماسیون خانگی و یا سایر دستگاه های کنترل کننده مانند گوشی های هوشمند، تبلت ، PC و … ارتباط داد. اطلعات در شبکه C-Bus به جای نگهداری در یک نقطه مرکزی در داخل واحد های آن ذخیره می شود که این امر سرعت و قابلیت اطمینان ارتباطات را ضمانت می کند.

 

 

علاوه بر این، Clipsal دارای دو سیستم ارتباطی به نام های Libcbm   و C – Gate است ، که بخش نرم افزاری Clipsal (مانند جعبه ابزار ) و بخش سخت افزاری آن ( مانند Wiser)  از این دو برای ارتباط با شبکه C-Bus استفاده می کند:

  • Libcbm : Libcbm به طور کامل از پروتکل C-Bus استفاده می کند که شامل سطوح مختلف این پروتکل است. این منبع در زبان C نوشته شده و open Sourse نیست و  تنها با سیستم عامل های ویندوز و لینوکس ia32 کار می کند.  Libcbm  در حال حاضر تنها از برنامه روشنایی پشتیبانی می کند. . نوع دیگری از این سیستم (+LGPL3) به صورت Open Source بوده و به زبان پایتون نوشته شده است و با هر پلتفرم پشتیبانی شده از پایتون کار خواهد کرد. Libcbm همچنین شامل قابلیت است که به چند برنامه کاربردی اجازه می دهد تا به طور همزمان از PCI استفاده کنند اما این سرویس نیاز به D-Bus دارد که در ویندوز موجود نیست.

 

  • C – Gate : C – Gate نرم افزار کنترل کننده C-Bus Clipsal است. این سیستم یک برنامه نوشته شده در زبان جاوا و به صورت Closed source  است که از کتابخانه سریال I/O یا سوکت برای ارتباط با PCI استفاده می کند. با وجود استفاده جعبه ابزار از C – Gate، اما کتابخانه سریال I/O تنها در نسخه های قدیمی ویندوز و لینوکس موجود است که باعث بوجود آمدن محدودیت می شود.