| Dietmar Dietrich, Wolfgang Kastner, Thilo Sauter et al.: EIB: Gebäudebussystem, Hüthig, Heidelberg, 2000, ISBN 3-7785-2795-9 |
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Ein Vertreter eines auf den Gebäudebereich zugeschnittenen Feldbussystems ist der Europäische Installationsbus (EIB). Während viele anderen Feldbusse in ihren Bereichen einen Bruch mit der bis dahin verwendeten Technologie verlangen, ist es beim EIB gelungen, ihn so in den Installationsbereich zu integrieren, daß er einerseits einen fließenden Übergang von der traditionellen Technik zur modernen Vernetzung ermöglicht, andererseits aber die modernsten Konzepte beinhaltet, die ein Feldbus bieten kann. Zu Recht darf man ihn daher als zukunftsträchtiges Gebäudebussystem betrachten. Das vorliegende Buch ist als Einführung und zur Vertiefung, aber auch als Nachschlagewerk gedacht und erhebt damit einen hohen Anspruch. Geschrieben wurde es einerseits von Hochschullehrern, die sich zum Teil schon von Anfang an mit der Entwicklung des EIB auseinander gesetzt haben, andererseits aber auch von Entwicklungs- und Applikationsingenieuren, die im Bereich des EIB als die wahren Experten gelten. Das Buch ist jedoch keine Sammlung von Autorenbeiträgen. Alle Kapitel wurden jeweils von mehreren Autoren erarbeitet und letztlich von den Herausgebern überarbeitet, redigiert und aufeinander abgestimmt, so daß ein einheitliches Werk entstanden ist. |
AutorenProf. Dr.-Ing. Dietmar Dietrich, TU Wien, Österreich Dr. Uli Doberer, Bosch, Deutschland Prof. Dipl.-Ing. Peter Fischer, FH Dortmund, Deutschland Dr. Horst Gerlach, Siemens, Deutschland Dipl.-Phys. Marc Goossens, EIBA, Belgien Dipl.-Ing. Mikhail Gordeev, TU Wien, Österreich Dipl.-Ing. Markus Haag, TU Wien, Österreich Dr.-Ing. Christian Heite, Busch-Jaeger, Deutschland Dr. techn. Wolfgang Kastner, TU Wien, Österreich Dipl.-Ing. Martin Knizak, TU Wien, Österreich Dipl.-Ing. Hans R. Kranz, Siemens, Deutschland Dr. techn. Martin Manninger, Austria Card, Österreich Dipl.-Ing. Peter Palensky, TU Wien, Österreich Dipl.-Ing. Thomas Rauscher, TU Wien, Österreich Dr. techn. Alexander Redlein, TU Wien, Österreich Dr. techn. Heinrich Reiter, EIBA, Belgien Dipl.-Ing. Norbert Reiter, TU Wien, Österreich Dr. techn. Thilo Sauter, TU Wien, Österreich Dr. Erich Schäfer, FH Wiener Neustadt, Österreich Dipl.-Ing. Norbert Stampfl, TU Wien, Österreich Dipl.-Ing. Hanns-Karl Tronnier, EIBA, Belgien Inhalt1 Einführung 1.1 Bedeutung der Kommunikation 1.2 Grundlagen 1.2.1 Hierarchien 1.2.2 Prinzip des ISO/OSI-Modells 1.2.3 OSI-Schichten 1.2.4 Schichtenaufbau 1.2.5 Topologien 1.2.6 Interaktionszeitdiagramme und SDL 1.2.7 Werkzeuge 1.2.8 EMV, Blitz- und Überspannungsschutz 1.3 Realisierte Feldbussysteme – ein Überblick 1.3.1 Interbus 1.3.2 P-NET 1.3.3 Profibus 1.3.4 CAN 1.3.5 EIB 1.3.6 LonWorks 2 Netze, Gewerke, Anwendungen 2.1 Verkabelung im Zweckbau 2.2 Verkabelung im Wohnbau 2.3 Gebäudekategorien 2.4 Gewerke 3 EIB-Protokoll 3.1 Einleitung 3.1.1 OSI-Modell 3.1.2 EIB im OSI-Modell 3.1.3 EIB-Kurzübersicht 3.2 Bitübertragungsschicht 3.2.1 Topologie 3.2.2 Logical Unit 3.2.3 Medium Attachment Unit 3.3 Sicherungsschicht 3.3.1 Logical Link Control 3.3.1.1 Adressierungsarten 3.3.1.2 Datengrammdienst (L_Data) 3.3.2 Medium Access Control 3.3.3 Rahmenformate (LPDU) 3.3.3.1 Datenrahmen 3.3.3.2 Bestätigungsrahmen 3.3.4 Fehlererkennung 3.3.5 Bridge und Router 3.4 Vermittlungsschicht 3.4.1 Unicast (N_Data) 3.4.2 Multicast (N_Group) und Broadcast (N_Broadcast) 3.4.3 Router 3.4.3.1 Router und Teilnehmeradressierung 3.4.3.2 Router und Gruppenadressierung 3.4.3.3 Dienste 3.4.4 Network Protocol Data Unit (NPDU) 3.5 Transportschicht 3.5.1 Verbindungsorientierte Kommunikation 3.5.1.1 Verbindungsaufbau (T_Connect) 3.5.1.2 Datentransfer (T_Data) 3.5.1.3 Verbindungsabbau (T_Disconnect) 3.5.2 Verbindungslose Kommunikation 3.5.2.1 Unicast (T_Data_Unack) 3.5.2.2 Multicast (T_Group) 3.5.2.3 Broadcast (T_Broadcast) 3.5.3 Transport Protocol Data Unit (TPDU) 3.6 Anwendungsschicht 3.6.1 Kommunikationsobjekte 3.6.2 Gerätekonfiguration 3.6.3 Speicherzugriff 3.6.4 Analog/Digital-Konverter-Zugriff 3.6.5 Property-Zugriff 3.6.6 Sicherheit 3.6.7 Weitere Dienste 3.6.8 Application Protocol Data Layer Unit (APDU) 4 Anwendungsumgebung und Netzwerkmanagement 4.1 Anwendungsumgebung 4.1.1 Kommunikationsobjekte 4.1.2 EIB-Objekte 4.2 Netzwerkmanagement 4.2.1 Einleitung 4.2.2 Konfigurationstabellen 4.2.3 Netzwerkkonfiguration 4.2.4 Gerätekonfiguration 5 EIB-Hardware 5.1 Topologie 5.2 Medien 5.2.1 Twisted-Pair-Leitung 5.2.1.1 Kriterien zur Datenübertragung 5.2.1.2 Globale Spannungsversorgung 5.2.1.3 Anschlußmöglichkeiten 5.2.2 Funkmedium 5.2.3 Powerline 5.3 Kommunikationsendgeräte 5.3.1 Komponenten eines Endgerätes 5.3.2 Transceiver 5.3.2.1 Twisted-Pair-Transceiver 5.3.2.2 Powerline-Transceiver 5.3.2.3 Funk-Transceiver 5.3.2.4 Interne Spannungsversorgung 5.3.3 Verarbeitungseinheit 5.3.3.1 Twisted-Pair-Implementierungen 5.3.3.2 PL-Implementierung (Betriebssystem 1.x) 5.3.3.3 RF–Implementierung (Betriebssystem 2.x) 5.3.4 Schnittstelle Kommunikations- und Anwendungsmodul 5.3.5 Zertifizierte Kommunikationsmodule 5.4 Koppler und Schnittstellen 5.4.1 Twisted-Pair-Koppler 5.4.2 Powerline-Bandsperre 5.4.3 Powerline-Phasenkoppler und Repeater 5.4.4 Medienkoppler 5.4.5 Datenschnittstelle 6 EIB-Software 6.1 Systemsoftware 6.1.1 Betriebssystemimplementierung 1.2 6.1.2 Betriebssystemimplementierung 2.x 6.1.3 Betriebssystemimplementierung 70.x 6.1.4 PL-Implementierung 6.1.5 RF-Implementierung 6.2 Schnittstelle zur internen Anwendung 6.2.1 Gruppenadressierung mit Kommunikationsobjekten 6.2.2 6.2.3 Physikalische Adressierung mit EIB-Objekten 6.2.4 Physikalische Adressierung mit direktem Speicherzugriff 6.3 Schnittstelle zur externen Anwendung 6.3.1 Serielle Protokolle für AST-Konfigurations-Typ 12 und 16 6.3.2 Serielles Protokoll für AST-Konfigurations-Typ 10 (FT1.2) 6.3.3 Meldungsaustausch 7 Netzwerkübergänge 7.1 Arten von Kopplungen 7.2 Anwendungen von Kopplungen 7.2.1 Ausdehnung der Reichweite 7.2.2 Fernsteuerung 7.2.3 Fernwartung und Remote Services 7.3 Beispiele für Internetzugänge 7.3.1 Java-orientierter Ansatz 7.3.2 SNMP-basierter Ansatz 7.4 Sicherheitsaspekte 7.4.1 Daten-Sicherheitskonzepte und Definitionen 7.4.2 Angriffe auf Feldbusse 7.4.3 Sichere Architekturelemente 7.4.3.1 Chipkarten und Smart Cards 7.4.3.2 Sicherheitsmerkmale der dritten Version von SNMP 7.4.4 Konstruktion einer sicheren Systemarchitektur 7.4.4.1 Allgemeine Betrachtungen 7.4.4.2 Datensicherheit auf Feldbusebene 7.4.4.3 Sicherheitskonzepte für ein Gateway und einen Client 8 Werkzeuge 8.1 Entwicklungs- und Testwerkzeuge 8.1.1 Integrierte Entwicklungsumgebung 8.1.2 Busmonitor 8.1.3 EIB Interworking Test Tool 8.2 EIB Tool Software 8.2.1 Anwendungsbereiche der ETS 8.2.2 Herstellerspezifische Erweiterungen der ETS 8.2.3 ETS2 als DDE-Server 8.2.4 ETS via Internet 8.3 EIB Tool Environment Component Architecture 8.3.1 Überblick über bisherige EIB-Komponenten 8.3.2 eteC Falcon 8.3.3 eteC Eagle 8.3.4 Sonstige Komponenten 8.4 EIB OPC Server 9 Facility Management 9.1 Definition 9.2 Voraussetzungen 9.2.1 Rentabilität 9.2.2 Datenakquisition 9.2.3 Datenwartung und -aktualisierung 9.2.4 Facility Manager 9.3 EDV-Tools für Facility Management 9.3.1 CAIFM-Tools 9.3.2 Facility Management und Feldbussysteme 9.3.3 Systemarchitektur 9.3.4 Facility Management und EIB 9.4 Virtuelles Facility Management 10 Standardisierung 10.1 Interoperabilität 10.2 EIB Interworking Standard 10.3 EIB in der Normung 10.3.1 Normungssituation 10.3.2 Relevante Normungsgremien 10.4 Zertifizierung 10.5 European Installation Bus Association – EIBA 10.5.1 Entwicklung des EIB 10.5.2 Ziele und Aufgaben der EIBA 11 Leistungsaspekte 11.1 Messungen auf Bus-Ebene 11.1.1 Latenzzeitmessung 11.1.2 Reaktionszeitmessung 11.1.3 Antwortzeitmessung 11.1.4 Datendurchsatz 11.2 Messungen aus der Anwendersicht 11.2.1 Wartezeitmessung 11.2.2 Zuverlässigkeitsmessung 12 Ausblick 12.1 Convergence 12.2 BACnet 12.3 EIB und Jini 12.4 IEEE 1394 12.5 Intelligente Software-Agenten Abkürzungen Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis AbkürzungenACL Agent Communication Language AGC Automatic Gain Control ANSI American National Standards Institute APDU Application PDU API Application Programming Interface ARQ Automatic Repeat Request ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers AST Anwendungsschnittstelle AV/C Audio-Video Command Set BA Busankoppler BAU Bus Access Unit BCD Binary Coded Digit BCU Bus Coupling Unit BIM Bus Interface Module BPSU Bus Power Supply Unit CAIFM Computer Aided Integrated Facility Management CCITT Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique CEN Comité Européen de Normalisation CENELEC Comité Européen de Normalisation Electrotechnique CEPT Conference Européenne des Administration des Postes et des Télécommunications CGI Common Gateway Interface COM Component Object Model CRC Cyclic Redundancy Check CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection DCOM Distributed COM DAL Database Access Library DDE Dynamic Data Exchange DLL Dynamic Link Library EHS European Home System EIA Electronic Industries Alliance EIB Europäischer Installationsbus EIBA European Installation Bus Association EIS EIB Interworking Standard EITT EIB Interworking Test Tool EMI External Message Interface EMV Elektromagnetische Verträglichkeit ETS EIB Tool Software FAN Field Area Network FDDI Fiber Distributed Data Interface FM Facility Management FSK Frequency Shift Keying GAN Global Area Network GPS Global Positioning System GLT Gebäudeleitechnik HBES Home and Building Electronic Systems HDLC High-Level Data Link Control HES Home Electronic System HLK Heizung, Lüftung, Klima HTML Hypertext Markup Language HTTP Hypertext Transfer Protocol HVAC Heating, Ventilation, Air Conditioning IC Integrated Circuit ICI Interface Control Information IDU Interface Data Unit IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers IFMA International Facility Management Agency IP Internet Protocol ISBN Integrated Services Broad Band Network ISDN Integrated Services Digital Network ISM Industrial, Scientific, Medical ISO International Organization for Standardization ITU International Telecommunication Union JVM Java Virtual Machine KI Künstliche Intelligenz KQML Knowledge Query and Manipulation Language LAN Local Area Network LDC Low Duty Cycle LLC Logical Link Control Lotos Language of Temporal Ordering Specification LPDU Logical Layer PDU LU Logical Unit LWL Lichtwellenleiter MAC Medium Access Control MAS Multi Agent System MAU Medium Attachment Unit MIB Management Information Base NPDU Network PDU NRZI Non Return to Zero Inverted OLE Object Linking and Embedding OPC OLE for Process Control OSI Open Systems Interconnections PAR Positive Acknowledgement with Retransmission PCI Protocol Control Information PDU Protocol Data Unit PEI Physical External Interface PIXIT Protocol Implementation Extra Information for Testing PL Powerline RF Radio Frequency RMI Remote Method Invocation SAP Service Access Point SCADA Supervisory Control and Data Acquisition SDL/GR Specification and Description Language / Graphical Representation SDL/PR Specification and Description Language / Phrase Representation SDLC Synchronous Data Link Control SDU Service Data Unit SELV Safety Extra Low Voltage SNMP Simple Network Management Protocol SPS Speicherprogrammierbare Steuerung SQL Structured Query Language SRD Short Range Device STEP Standard for the Exchange of Product Model Data STP Shielded Twisted Pair TC Technical Committee TCP Transmission Control Protocol TP Twisted Pair TPDU Transport PDU UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter UTP Unshielded Twisted Pair VDE Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik VKI Verteilte Künstliche Intelligenz VLDC Very Low Duty Cycle WAN Wide Area Network |
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