基于LonWorks技术的楼宇自动化系统

目录HYPERLINK\l"_Toc232055606"中文摘要：3HYPERLINK\l"_Toc232055607"英文摘要：4HYPERLINK\l"_Toc232055608"1绪论5HYPERLINK\l"_Toc232055609"1.1楼宇自动化系统的发展5HYPERLINK\l"_Toc232055610"1.2LonWorks现场总线技术6HYPERLINK\l"_Toc232055611"2Lonworks技术8HYPERLINK\l"_Toc232055612"虹2迟.闭1厨慢概凡述顷8HYPERLINK\l"_Toc232055613"柏2秃.榴2笛条蕉神旁经驱元诱芯蛇片彩8HYPERLINK\l"_Toc232055614"瞧2密.汉2助.静1胁筑N员e惯u倚r言o罚n房芯终片窝硬熄件粪9HYPERLINK\l"_Toc232055615"新2汉.朱2磁.探2拼期N舌e视u弱r假o烘n测芯虎片及的箩软榨件炼1筝3HYPERLINK\l"_Toc232055616"恰2击.疾3抽境收严发退器艳和独路南由殊器蔽1往3HYPERLINK\l"_Toc232055617"镜2厚.蒜4筐梢网棉络鸡组桥成储和洪网述络朋接滥口汽1导3HYPERLINK\l"_Toc232055618"汪2健.获5尿神L钩o墨n置W钻o史r拨k俯s巩协研议岩和河L布o抖n左M侨a运r夹k逮对点象场1幅4HYPERLINK\l"_Toc232055619"浩协剖议满介过绍术1纲4HYPERLINK\l"_Toc232055620"箩相锦关瑞层厨协陕议捉1主4HYPERLINK\l"_Toc232055621"秃2钢.待5膨.约3敌栋网探络咸变畅量兆和豪显奉示验报走文惩1抬5HYPERLINK\l"_Toc232055622"描2她.贵5渣.救4愈伶L宿o细n拘M嫩a阻r滥k摸对存象傻1猴6HYPERLINK\l"_Toc232055623"篇2稼.爷6兄桌L娘o毒n汽w陵o受r缎k貌s茫的烦互霞操碌作条性轨1费6HYPERLINK\l"_Toc232055624"沸3凝塌绿楼鸦宇嫁自齐动锤化具控犹制将系始统龙1情6HYPERLINK\l"_Toc232055625"帅3攀.见1岔弊楼匀宇蜘自描动来化慨系股统址概购述妹1养6HYPERLINK\l"_Toc232055626"菠3炸.叼1威.袄1临头楼饶宇亏自躬动考化贿系荒统饺的睛组前成铸1朗7HYPERLINK\l"_Toc232055627"容3县.主1傻.拔2才轿楼质宇回自功动船化托系棋统督的杠功男能境1照8HYPERLINK\l"_Toc232055628"辣3织.粪1申.伤3换忽膛楼研宇夸自揭动庸化盟系找统兽的妖网歌络嘱结耐构激1两8HYPERLINK\l"_Toc232055629"误3缎.跑2改乖空攻调异系籍统区自渠动枯化念原辈理惭1混8HYPERLINK\l"_Toc232055630"脱3稍.肚2锄.传1限欢中泼央掘空敲调震系胀统叠的烫基缸本谱构瓣成榜1芳8HYPERLINK\l"_Toc232055631"熊3像.另2呆.顷2谦矛空案调湿系闹统庭冷验、走热梨源给自威动损控陷制杏1怎9HYPERLINK\l"_Toc232055632"易3术.怎2外.注3升盐空猾调英系超统荒自慌动岩化愤2冻0HYPERLINK\l"_Toc232055633"涂3草.碰3斧停配誓电旦、典照评明艺及处电险梯碌系劳统挡控斯制所自活动矿化姨2环0HYPERLINK\l"_Toc232055634"剃3婚.套3雨.忌1记疼变旁配躲电芦系萍统扣.滋2督0HYPERLINK\l"_Toc232055635"午3淋.旺3灿.科2钳渴照杀明胆系眉统溪2敞1HYPERLINK\l"_Toc232055636"窜3抖.袋3拴.匙3倡息电笛梯职系芒统选2殃1HYPERLINK\l"_Toc232055637"济4驶系逮统吩硬隐件夏设遗计毁2刚2HYPERLINK\l"_Toc232055638"隶4论.蕉1越系陡统货的分网借络爽体盟系企结及构汽2童2HYPERLINK\l"_Toc232055639"昌4崖.球2平叹系订统融硬偿件样说详明狱2则3HYPERLINK\l"_Toc232055640"赚4窗.疯2对.约1病泉监纷控紧中中心庸主子机中2弃3HYPERLINK\l"_Toc232055641"度4柏.苗2扰.剪2品柿L午o案n杰w且o烤r砌k墨s腥网南络舟接功口涨2土3HYPERLINK\l"_Toc232055642"庙4趟.棵2萌.疾3兆哀N唐C车U真2诚4HYPERLINK\l"_Toc232055643"递4限.拿2详.食4势予棵成镰套煎的王控魂制给系佳统剂-漆-胀-焦-剂-街-声空嫁调习控净制慰系暑统渐2溜5HYPERLINK\l"_Toc232055644"晒4寺.病3礼阻N衔C电U缸节时点酿的玻抗掉干辅扰理措含施岗2沙9HYPERLINK\l"_Toc232055645"荒4稻.告4掠暖夹通朽空盏调漂系私统原监煮控既平泛台该：寒V秤C震N催-谅K厨S钳C吓0县9他3迅0HYPERLINK\l"_Toc232055646"术4梁.紫5眠V耍C继N须-羊F活P却风嫁机买盘居管难监职控各系演统岩3担4HYPERLINK\l"_Toc232055647"胖5咸L蹦O术N企网公络臣软驳件慢实暴现保3柴7HYPERLINK\l"_Toc232055648"惨5泡.辰1拘彼L折O房N精网近络银管猫理承的沈设菊计闲3惰7HYPERLINK\l"_Toc232055649"唐5斤.脆1录.岭1霉帜L并N漂S垄概炼述闪3但7HYPERLINK\l"_Toc232055650"匠5哈.且1雾.什2鱼筐滔L梳N符S拼构坛架虎3食7HYPERLINK\l"_Toc232055651"望5酸.涂1盐.发3厚潜L璃N社S偏网厉络笋服逝务辛3次8HYPERLINK\l"_Toc232055652"坐5害.双2雾滴胜L室O钱N遮网上络未的始开徐发谅过市程才3锻9HYPERLINK\l"_Toc232055653"乳5柴.奔2拆.贺1链确弱概并述氏3药9HYPERLINK\l"_Toc232055654"野5鹊.注2趋.午2耍龙开糕发仇步虫骤英4婆0HYPERLINK\l"_Toc232055655"前5俭.咸3晃体i域.港L应O轰N扁阳L灰o巧n庸w峰o对r隙k赔s障互片联明网找连洁接个设剖备饭4发1HYPERLINK\l"_Toc232055656"暖5耽.书4壳基寒于抬L千O呀N珍-匹E峡U凳2贵0架4蹈2讯节木点晶的团新郊风甘机矿系柴统勤的腾开扎发炎4赖2HYPERLINK\l"_Toc232055657"谁5袖.你4疮.赢1截锤新座风适机培系屯统诵分化析卫4驼2HYPERLINK\l"_Toc232055658"独5竿.屯4较.酸2复居攀监男控汉点舍在衰L点O飞N喷-冤E米U灭2塘0辛4玉2练节对点青上纤的系分究布励说疫明郑4糠2HYPERLINK\l"_Toc232055659"访5助.桶4络.衰3沫遵纠程舞序虚功劳能虑模沙块腔划常分封和述说丧明莲4各3HYPERLINK\l"_Toc232055660"虚5躲.愿4候.间4铅昌主喊要筋变送量朱定筹义泛说牙明敞4皇4HYPERLINK\l"_Toc232055661"五5臣.交4球.浅5睛馆简薯单熟流淘程盗4亭6HYPERLINK\l"_Toc232055662"卸5亿.冰4弟.荣6勾诵舍网个络张安硬装煤说易明幕4飞7HYPERLINK\l"_Toc232055663"妙结衫论倍4坚9HYPERLINK\l"_Toc232055664"幼谢常辞旦5阳0HYPERLINK\l"_Toc232055665"裳参博考抖文状献樱5猴1棍基胶于吴L箭o雁n要W忘o耐r朱k胆s墙技拔术复的崖楼蠢宇漆自遇动俘化元控野制铃系般统否摘戴要斑：殃现异场咱总姥线代技港术顷是窜自完动迷化伸系钥统怎领穿域浩发既展捎的汽热蹈点蜡。璃现呈场陡总坏线预技低术婆打拴破蜻了栏传步统目控独制趟系浇统剪的武结趣构遮形暖式伯。呜L话O姑N早总相线愿是批其嘉中壁一听种盆优辨秀净的错现滴场唉总拴线慈技检术梁，香它删是伐由沟美浊国小E糊c雨h榜e裹l塌o罩n至公名司雅1桂9绩9她1饼年怎推返出线的避局钩部岸操伟作饿网袭络灶，认为邮监誉控溪系攀统托提化供士了兴很奋强薄的沸实虽现枣手摩段望。零在夺其互支荷持扭下宴，菌诞喝生桌了剪新透一青代伤的趴智遣能雕化往低释成体本煤的套现惭场言测寿控佳产锁品录。腿本现文失探乞讨从了灵L烟o惰n少W秤o归r让k责s吓技便术涛，肠分择析怖了锐将牺其辰运没用侮到钥楼朋宇彻自服动啄化众。畜结悦合茂楼篮宇溉自词动困化么控熊制象系额统叹，孕本余文蛾着纷重粉强伙调糕各柄自挤的瑞作巨用死和放两猜者秩的析完王美赢结不合俱。锹实屿际嗓研踏究衫表稼明纯L界o礼n第W交o括r撒k个s摩技滚术湾运脉用依到究楼千宇狼自担动阁化笋系惜统滴时虫动斯态味响猪应执快朵，暮对句分叮散兆目银标惩的天集标中赢管禾理款和侧控料制毁方构面歇的服应菌用惕有辽实阴际洽参井考苏价仓值谊。取本民设肯计储本负着裂实虎事漫求大是甜，傻实蚀用瓶简巩易遇的蹈原殊则悦设百计蜓基脱于搁L讨o税n福W惑o笑r镰k够s谦技已术涝的鸭楼注宇赢自红动搬化忘控朗制孝系愈统辆，摘由烛于绝篇恐幅啄的毙原毁因抱不堂能黑面芬面扔俱离到坦。青由寿于立缺慌乏川软呈件效的榨开罗发巷工白具虏，偿主推要纸讲诉述砌楼呢宇零自物动他化肃系刃统巾和徒L舰O求N乖技骑术往的闪相菜关骑概略念催，全并莲主芝要莫设隐计古了万基术于晋L株O茂N坟-扣E萍U面2羊0苦4颈2卷模太块观的侄空域调膝系逗统于中唱的蜻新绍风比机能系推统演。铸而丈新续风益机菌系脆统喜则动是徒以备智掘能配阀批的更硬帅件掀设筑计而为牧主垫，兼另萄外朵设卧计斯了免空朋调割系扬统梢中餐的犹V愿C驼N昌-揪K吗S耀C面0芝9隙制娘冷新系袄统夫的粘监蓄控肥系退统公和机V万C撤N啊-版F伤P欺风璃机旅盘伟管屠监值控最系庭统漆，唯这其两布个息系爹统凑以谱硬迈件现设欠计王为填主撞。奸本如文援的册组睬织揪结黎构括如州下网：容第景一苏章淋简塘要湾介圾绍除了肌楼穷宇昂自光动旱化帖系术统握的归发灶展垒和偿现志状翻，谢简虾要行介构绍填了南现另场下总羞线村及属现沾场岁总铸线乞控妻制圣系翠统弟。饲简盛单仅介巷绍购了浓L舱o孩n蝴W揉o圆r难k车s结现等场哨总还线仙技颠术葛；注第撒二鉴章柜详短细脉介葡绍穗了躬L毫o搏n腰W更o惭r森k销s挣技第术私，纵着胶重楼讲屯解照了糖神化经旺元州芯成片姑、粒网好络上设庆备中、壮网剑络卸结会构射和絮网利络定组糠成烟、核L做o念n混T横a匹l凝k宋协雕议瞎和拴L托o质n鲁M镜a压k拿e里对升象衔和盾总趴线醉控存制逆系敢统畏结梯构说等沉；核第驱三朱章帐介链绍女了贴楼税宇命自轻动砌化睁系响统再及兆其睁空住调膝系楼统伞和列配遍电盒、光照滩明狗及鹿电督梯勇系范统贷；括第瓣四威章另介积绍馋了唐系雄统富的忌硬绿件另结绿构碍；沾第碌五职章丈介叫绍付了醒系迈统穿的惕L屑O弊N辨网痰络顿的鹊软确件换实皆现杆。化关唇键餐词溜：鸡现势场发总测线术；若楼今宇困自届动咽化飞系茂统测；湖L虏o歇n辅W似o厨r痒k李s谷；道L贪o蚕n爷T啄a奸l薄k江A啊b施s涝t敲r乐a彩c挥t贞：返L慰O栏N店宿b鼠u残s叹术i蔬s厚彻o获n途e碑美o疏f抹均t妻h棕e病窃b另e朽s泛t波狠f亚i况e削l斯d岗b液u贷s垫辉t澡e让c车h惹n纤o辫l宾o怒g愈y哑,弓中w敬h扶i顽c皇h雪催i绸s宗别t的h蓄e歌县l完o办c敌a习l竹斗o凉p溪e阿r认a辞t您i乏n陵g券镇n构e须t吃w抬o逮r衬k杰田f晴r油o蜓m轨妻E乐c气h翼e惕l鲁o跟n兔倍C痰o店r健p厕o暂r阵a诵t烛i补o必n职滨i维n斩宗1肆9谁9扔1杀巷.村誓I昼n预藏s菜u信p峰p洗o己r乔t岸阿o假f接弊i霸t躁,脾b核o确r青n啦蝶a界扩n毛e桌w旅姜g搭e辩n歼e械r矿a莫t表i倦o事n秘椅o板f艘士i正n行t支e喝l撕l队i的g经e月n泪t早捡c秒o碎n译t招r妨o闷l蜜促o也f抖逆t苦h阀e狸糖l依o组w睬翻c遮o腥s防t鲁期p草r奔o错d校u云c椒t观.趁云T碍h坏i诊s嚷裁p钞a联p岔e摇r她腹d蜜i贵s虫c然u羞s郑s扮e吧s名兆t政h睁e伪初L鸟o敞n以W技o果r抢k召s览锈t调e查c航h葬n烛o圾l杀o闪g范y滩,辫可a昼n死d察遇a往n士a表l医y焰s派e谅s蜡期t隶h牺e缩供s兴i头g罪n亡i犬f闲i趁c赵a落n投c盏e波干o镜f侄叹可i帝t炕s丈档a穿p拆p翻l咬i渡c橡a把t去i怠o雾n菌恭t半o纯冻b轧u尘i厉l室d撒i所n颗g抱纳a您u祥t骨o新m翼a直t牢i张o阁n映.俩舍C暴o乔m包b腔i银n禽i虚n冠g路压o谁f砖谷b帅u炎i策l悬d总i丑n仁g匙增a疼u旗t联o漂m腹a伸t怕i捞o崭n揪搜c扁o朱n祝t简r足o冒l持箱s犬y估s忠t恩e住m湖s键,套悬t输h更i呀s妥算a议r堂t霞i可c汤l低e请捏t匠a怎k龟e欲主t黎h躁e疮捡r绸e陈s驱p胸e尺c枣t颗i隙v场e朱蜘a霜c常t观i币o俩n拳边a客n浅d释励t添h肝e烫责p辅e姜r司f蝴e水c奖t菌捆c毒o没m替b捏i志n吨a忽t痰i孤o与n瘦严o巷f农晶b渡o孔t嚼h急t抚o吸她s原t右r妈e这s速s奉.断陡A伍c蒜t抄u朱a店l愉英a眼p出p心l笋i薯c持a杯t矿i鹊o致n怀愧t魂o勉迅s侦t障u脚d港y芒册s冻h林o阿w山s酬概t画h冻a生t凶咱L浆o探n捕W论o鼠r纠k照s止偶u伞s虾i笔n腾g拖贿t宝o促而b忌u妇i路l显d马i卵n陆g缩麻a疏u盼t斗o急m松a技t充i伐o柏n锻菠s胜y远s箩t累e鸭m矛陡m病a困k粒e崇s板店i雄t承估h案a晴v吓e科筹q夜u幸i喉c添k抽沃d匹y针n迈a双m拣i寇c廉锹r脸e柳s举p坐o向n超s宇e或,办a烦n抄d侧蛛m制a耐k拍e坑s联绢c哥e织n歉t贫r员a碌l冶i押z蛮e速d喝鸣m孩a揭n唇a辈g船e戴m弓e颗n朵t眨童o位f汤蹦s忙c捕a软t甲t脱e想r继e阻d请饼t庭a妄r养g闲e叹t漏宾合a抵n游d形绝c秆o笼n祖t氏r只o南l澡吧a撞p药p顽l搅i刚c乖a何t钩i敢o扩n阵s婶范h稻a食v邻e瓦鸟p的r朱a盒c联t悠i谋c搭a枕l漂铁r捕e炭f瞧e照r示e耀n星c五e带勇v斧a砌l瓜u肺e缩.设T修h迟e度代o符r到g呼a律n修i挎z填a蛋t愤i惧o相n蛾烘o萌f蚀盯t包h预i桑s待庆p德a秩p预e咸r私思i辈s托污s耗t部r学u督c佛t易u他r史e拥d遣岸a梳s锡衰f仪o解l负l旦o器w头s彼:书骡C膏h稻a燃p啄t茫e速r御拣I抄故d袋e肺s垦c揪r舒i揭b缸e态s蚂率b倦r玻i成e撒f拖l权y氏业t景h口e换塞d蔬e许v污e萄l中o隔p挂m统e双n侮t跌温o装f踢抗b谱u吧i路l燃d堵i判n么g夺刑a消u已t姥o腥m刚a锦t集i门o没n扁雨s揭y银s右t益e削m支琴a惨n弹d架雅t箱h暗e丰好s靠t笔a乡t概u革s究稿q源u款o掩,拔a砍n坡d策秀a具舱b确r曾i盯e尘f技适i士n语t痒r附o册d刃u衬c副t睡i味o虾n梳龙o物f摘茎f负i及e搬l判d划b眨u盐s顺认a摆n哲d戒害f婆i佩e继l浸d著b肥u葬s椅残c颠o谎n欠t艇r暂o冈l鲁输s民y膊s温t挪e耽m值.艇碗G妄i鱼v拆i哀n揪g古搂a皆疮b宰r兔i陆e素f州词i深n棋t寇r翁o预d肉u者c想t酱i义o就n赚斩o预f刘泳t塔h激e护暗L培o美n泰W抢o晃r细k戏s尖海f貌i愉e副l贝d亩b狮u爹s赢乳t赌e代c心h卡n隔o电l糟o谊g纪y谅;宾表C坦h尘a身p抗t捡e每r泡断I丸I虽呈d征e演t粗a乐i堡l轿e娃d垄富t脚h另e扫骨L印o佣n植W嘴o靠r积k截s拴亲t套e冤c端h饼n胳o曾l塘o鸦g笼y临,鼻a热n年d构脂f计o鞋c间u纠s召e闯d静繁o业n敬瑞t沾h边e跪相n哗e泊u储r洪o冻n和肉c越h遣i恳p栏,元高n龙e戏t彻w撑o调r煎k缘诚e令q抽u住i勾p雹m气e四n弃t胜,侵规n怎e些t客w过o裕r务k口送i障n知f质r毒a依s更t葡r太u自c予t固u碧r练e垂智a木n恒d宴胶n间e粮t巴w存o利r必k滋体c怪o立m钓p幸o妨n挨e披n抢t芽s动,鹊赚L堆o年n竭T曲a宗l绿k造年p惭r搭o瓶t便o企c法o桥l搏扬a殊n顺d社尾L酷o敲n箱M驳a胃k执e疤株o纠b捡j剥e日c粪t见a碌n惭d关脸t宿h炎e列冰s垄t刊r预u赌c始t外u摧r柜e喘暂o解f谎偷f井i掀e苦l劣d哀b弓u忧s箩奶c蛇o旨n颠t滑r掉o款l咸庙s沟y宇s订t疾e醉m拳;唐倡C疲h染a暖p爪t掘e彼r麦帽I鉴I陡I饺羞c巩h片a逐p农t筋e即r唱抹i届s去饿d棕e彼v拜o伞t饥e怠d础埋t防o赠返t怠h铁e响兽b泼u视i矩l夜d滩i规n陡g富简a柳u沉t积o劳m姜a属t笑i毁o阳n光昌s惠y务s跌t副e阴m揉碗a打n贱d亿俭i锤t链s父鲁a姨i遮r纲-彻c惹o师n似d翅i潮t跌i敢o钓n垮i佛n咸g饮心s看y沟s厨t两e醒m刷s眼兆a丛n萍d小昨p姑o生w秆e致r膝记d北i份s告t饿r畜i捐b柜u煮t考i誉o凳n稼,隐选l炭i管g额h多t凉i裂n朗g勺尝a疫n沸d惑着e稳l粒e愿v家a纲t券o元r醉绩s缴y树s砖t始e支m脊s驻;冰t基h很e思渔f郑o合r千t匹h殿制c有h匹a蜻p否t乎e让r土岸i泡n娇t申r逢o殃d否u辰c简e甩s衡约t诱h伟e遇长h京a隆r很d酱w剪a沟r岁e星断s嫩t碌r低u安c粉t旦u型r课e镜;闭a绍n哄d盐按t勺h例e钞基f拣i咬f搜t嫂h求享c坟h栽a拔p洪t揉e雕r冠裙i区s涉叶d趴e造v盒o哲t怕e咸d镜夜t狐o论伸t僵h卡e水课s您y焰s警t盾e变m天奔o鄙f慕坑t香h满e旅供L捐O途N麻活n差e今t片w麦o亲r纹k蹈'向s督耽s谷o匠f雄t程w艰a视r叔e幼临骑.KEYWORD:fieldbus;thebuildingautomationsystem;LonWorks;LonTalk.1绪论1.1楼宇自动化系统的发展楼宇自动化是随着建筑物的环境设备，尤其是暖通空调系统即：供热、通风、空气调节与制冷（HVAC&R）系统的发展而出现的。最早的楼宇自动系统是气动系统，气动控制系统的能源是压缩空气，主要用于控制供热、供冷管道上的调节阀和空气调节系统的空气输配管道调节阀。随后，电气控制系统逐渐代替气动控制系统，并成为楼宇控制系统的主要控制形式。20世纪80年代早期，计算机技术和微处理器有了突破性的发展，产生了直接数字控制技术（DDC技术）。随后在计算机网络技术的带动下，产生了各种以DDC技术为基础的分布式控制系统（DCS）。DCS在楼宇设备控制系统中的应用就形成了楼宇自动化系统。信息技术的飞速发展使楼宇自动化系统发生了本质的变革。在以往的智能建筑中，楼宇自动化系统通常与IT系统是分离的。随着企业级管理的日益流行，开放系统技术以及Internet技术的发展，单纯的物业管理必将会纳入企业管理之中；专有通信协议的自动化系统将被开放通信协议的自动化系统所取代，并在整个楼宇自动化系统内实现完全互操作，Internet将会成为企业级的基础网络设施。这些发展趋势必将导致楼宇自动化系统建立在企业管理系统的基础设施之上，形成网络化的楼宇系统正成为企业级信息系统的一个子系统。网络化楼宇系统使楼宇自动化系统不仅具有统一的操作界面，而且使包含物业管理在内的企业管理更加高效。楼宇自动化系统（BAS），或称建筑设备自动化系统，是将建筑物或建筑群内的电力照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统，以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统。楼宇自动化系统通过对建筑（群）的各种设备实施综合自动化监控与管理，为业主和用户提供安全、舒适、便捷高效的工作与生活环境，并使整个系统和其中的各种设备处在最佳的工作状态，从而保证系统运行的经济型和管理的现代化、信息化和智能化。由于楼宇自动化系统在建筑环境舒适与安全、设备经济运行、设备状态监控等方面的重要性，除了作为建筑智能化系统的主要子系统之外，作为建筑设备的自动控制系统，也在重要的非智能建筑中得到广泛应用。我国智能建筑起步较晚，直到20世纪80年代末期才有较大的发展，但其迅猛的发展势头令世人瞩目。近年来，在我国的北京、上海、广州、深圳等城市，相继建成了一批具有相当水平的智能建筑。1.2LonWorks现场总线技术美国Echelon公司于1992年成功推出了LonWorks智能控制网络。LON（LocalOperatingNetworks）总线是该公司推出的局部操作网络，Echelon公司开发了LonWorks技术，为LON总线设计和成品化提供了一套完整的开发平台。其通信协议LonTalk支持OSI/RM的所有七层模型，这是LON总线最突出的特点。LonTalk协议通过神经元芯片（NeuronChip）上的硬件和固件实现提供介质存取、事物确认和点对点通信服务；还有一些如认证、优先级传输、单一/广播/组播消息发送等高级服务。网络拓扑结构可以是总线形、星形、环形和混合形，还可实现自由组合。另外，通信介质支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线和电力线等。应用程序采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信的设计简化为参数设置，大大缩短了产品开发周期。高可靠性、安全性、易于实现和互操作性，使得LonWorks产品应用非常广泛。它广泛应用于过程控制、电梯控制、能源管理、环境监视、污水处理、火灾报警、采暖通风和空调控制、交通管理、家庭网络自动化等。LonWorks使用的开放式通信协议LonTalk为设备之间交换控制状态信息建立了一种通用的标准。在LonTalk协议的协调下，以往那些相应的系统和产品融为一体，形成了一个网络控制系统。LonTalk协议最大的特点是通过网络变量实现对OSI七层协议的支持，是直接面向对象的网络协议，这是其他的现场总线所不支持的。网络变量使节点之间的数据传递只是通过各个网络变量的绑定便可完成。此外，由于硬件芯片的支持，实现了实时性和接口的直观、简洁的现场总线应用要求。Neuron芯片是LonWorks技术的核心，它不仅是LON总线的通信处理器，同时也是作为采集和控制的通用处理器，LonWorks技术中所有关于网络的操作实际上都是通过它来完成的。按照LonWorks标准网络变量来定义数据结构，也可以解决和不同厂家产品的互操作性问题。为了更好地推广LonWorks技术，1994年5月，由世界许多大公司，如ABB、Honeywell、Motorola、IBM、TOSHIBA、HP等，组成了一个独立的行业协会LonMark，负责定义、发布、确认产品的互操作性标准。LonMark是与Echelon公司无关的LonWorks用户标准化组织，按照LonMark规范设计的LonWorks产品，均可以非常容易地集成在一起，用户不必为网络日后的维护和扩展费用担心。LonWorks控制网络结构包括五个部分：网络协议、网络传输介质、网络设备、执行机构和管理软件。其中，网络设备包括智能测控单元、路由器和网关等；执行机构包括传感器、变送器等；管理软件包括LonTalk开放式通信协议，并为设备之间交换控制状态信息建立一个通用的标准。图1.1为LON现场总线控制系统结构。适配器ModemModem适配器ModemModem终结器终结器节点路由器节点节点节点路由器节点节点节点节点节点节点节点适配器ModemModem终结器终结器节点路由器节点节点节点路由器节点节点节点节点节点节点节点本地站远程监控台电话线图1.1LON现场总线控制系统结构Lonworks技术2.1概述LON（LocalOperatingNetWorks）总线是美国Echelon公司1991年推出的局域操作网络，危机三是监控系统提供了很强的实现手段。在其支持下，诞生了新一代的智能化低成本的现场测控产品。为支持LON总线，Echelon公司开发了LonWorks技术，它为LON总线设计、成品化提供了一套完整的开发平台。目前采用LonWorks技术的产品广泛地应用在许多行业，LON总线也成为当前最为流行的现场总线之一。LonWorks是一具有很强劲实力的全新现场总线技术，它采用了ISO/OSI模型的全部7层通信协议，网络通信采用了面向对象的设计方法，LonWorks技术将其称之为“网络变量”。使网络通信的设计简化为参数设置。其通信速率从300bps到1.25Mbps不等，直接通信距离可达2700m（78kbps，双绞线），一个测控网络上的节点数可达32000个，支持双绞线、同轴电缆、光纤等多种通信介质。LonWorks使用的开放式通信协议LonTalk为设备之间交换控制状态信息建立了一个通用的标准。这样在LonTalk协议的协调下，以往那些孤立的系统和产品融为一体，形成一个控制网络。LonTalk协议是OSI参考模型面向现场应用的一个子集。它比现场总线历来推荐的功能覆盖面更广，如支持多介质、大网络。2.2神经元芯片LonWorks技术的核心是神经元芯片（NeuronChip）。它不仅是LON总线的通信处理器，同时也可以作为采集和控制的通用处理器，LonWorks技术中所有关于网络的操作实际上都是通过它来完成的。目前生产神经元芯片的厂家是TOSHIBA公司和美国的Cypress公司。东芝公司生产的神经元芯片型号为TMPN3120和TMPN3150两个系列。本文将以TMPN3150为主线。表2.1Neuron芯片比较Neuron芯片31203120E13120E23150CPU3333EEPROM51210242048512RAM1024102420482048ROM1024010240102400外部存储器接口无无无有16位定时器/计数器2222封装SOICSOICSOICPQFP引脚数32323264Neuron芯片硬件芯片内有三个CPU，分别实现不同的功能，输入时钟可选范围：625kHz～10MHz。在神经元芯片内部有三个处理器：MAC处理器、网络处理器和应用处理器。图2.1表示神经元芯片的硬件结构。通信接口通信接口MAC处理器网络处理器应用处理器11个I/O口网络缓冲器应用缓冲器图2.1神经元芯片的硬件结构一个神经元芯片加上收发器就可以构成一个典型现场控制节点（如图2.3）。然而，神经元芯片毕竟是8位总线，目前只支持最高主频是10MHz，因此它所能完成的功能也十分有限。对于一些复杂的控制，如带有PID算法的单回路、多回路的控制就显得力不从心。采用HostBase结构是解决这一矛盾的很好方法，将神经元芯片座位通信协处理器，用更高级主机的资源来完成复杂的测控功能。图2.2是一个典型HostBase结构框图。传感器和执行器神经元芯片传感器和执行器神经元芯片3150电源收发器I/O口晶振16K～58KROMLonWorks总线图2.2典型HostBase结构框图Neuron芯片特点如下：1、11个可编程I/O口引脚可设置为34种预编程工作方式，其中IO4～IO7有可编程上拉电阻，IO0～IO3具有大电流吸收能力（20mA）。主处理器主处理器接口单元神经元芯片收发器EPROM复位电路LonWorks总线图2.3典型现场控制节点2、两个16位定时器/计数器，15个软定时器。定时器/计数器1又可称为多路复用定时器/计数器。定时器/计数器2称为专用定时器/计数器。定时器/计数器与应用指定的外部硬件的连接图如图2.4。IO0～IO3有20mA吸收电流，IO4～IO7有可编程上拉电阻。IO0IO0IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO10定时器/计数器1定时器/计数器2系统时钟分频/1，2，4，8，16，32，64，128图2.4外部硬件的连接图3、网络通信端口可设置为单端、差分、专用工作方式，以适应不同的编码方式和不同的波特率。神经元芯片支持多种通信介质，应用较广泛的有双绞线、电力线，另外还有无线、红外、光纤、同轴电缆等。神经元芯片通信端口为适合不同的通信介质，可以将五个通信引脚配置如表2.2所示。表2.2通信引脚配置引脚驱动电流/mA差分单端专用模式CP01.4RX＋(in)RX（in）RX+(in)CP1RX－(in)TX（out）TX（out）CP2TX＋（out）TXEnable（out）BitClock（out）CP3TX－（out）Sleep（out）Sleep（out）orWakeUp（in）CP4Cdet（in）Cdet（in）FrameClock（out）4、在外部存储器中可固化LonTalk协议、I/O驱动程序、事件驱动多任务调度程序等固件。5、提供用于远程识别和确诊的服务引脚。服务引脚输入和漏极开路输出交替，频率是76Hz，波形占空比是50％，当其作为输出时，它能吸引20mA电流用于驱动一LED；当其作为输入时，它有一个可选的片内上拉电阻时输入能被拉高为高电平而进入无效状态，当然这只在LED与上拉电阻之间为连接时才使用。在Neuron芯片固件的控制下，该引脚主要用在节点配置、安装以及维护等过程中。6、48位的内部NeuronID，用于唯一识别Neuron芯片。Neuron芯片的内部结构如图2.5。VSSVCC外部存储器MACCPU应用MACCPU应用CPU网络CPU控制EEPROM512bytesRAM2Kbytes时钟和定时器网络通信口I/O模块图2.5Neuron芯片的内部结构Neuron芯片的软件在Neuron芯片中固化有事件驱动的LON局部操作系统和开放式通信协议LonTalk协议的6层内容，只有第七层需要用户编写。LonTalk为设备之间交换控制信息建立了一个通用的标准。此外Neuron芯片中包含支持应用程序正常运行的函数库，通过调用这些函数可以实现事件检测、输入/输出管理、在网络上接收和发送报文以及控制神经元芯片的各种功能。2.3收发器和路由器每个网络设备包括一个收发器，收发器提供一个LonWorks设备与LonWorks网络的物理通信接口。收发器简化了可操作的网络设备的开发，这可适用于不同的通信介质和不同的网络拓扑。在任一给定的设备中，设备所使用的收发器类型是很重要的。这是因为具有相同类型收发器的设备在网络上可以直接通信，具有不同收发器类型的设备必须通过路由器才能实现互操作。通常的收发器有双绞线收发器、电力线收发器、无线收发器、光纤收发器、红外线收发器、同轴电缆收发器等。路由器可以用于控制网络交通并将其他区域的交通进行网络分段，从而增加信息通量、网络容量及网络速度。基于LNS的网络工具可以根据网络拓扑自动配置路由器，这使得网络安装者更容易安装路由器，而已对设备是透明的。路由器使一个对等网跨越多种传输介质并支持数万个设备。路由器的每侧具有一个收发器。路由器对网络的逻辑操作来说是完全透明的，但路由器并不传送所有的数据包。当网络安装工具配置了路由器之后，智能路由器完全了解系统配置以阻止那些没有远端地址的数据包。另外有一种称为LonWorks/IP路由器，LonWorks可以使用它通过广域网跨越更远的距离，例如Internet。2.4网络组成和网络接口网络接口不连接控制传感器和执行器，它提供了LonWorks网络与外部主机（例如PC活便携式维护工具）的物理接口，网络接口的应用程序提供了通信协议，允许像网络工具那样的基于主机的应用程序访问LonWorks网络。Echelon公司的PCLTA-20PCLonTalk适配器就是一个网络接口设备。该设备插入PC内部的PCI总线，使用网络工具（例如LonMark工具）可以访问LonWorks网络。2.5LonWorks协议和LonMark对象LonTalk协议是LonWorks系统的核心。该协议提供一系列通信服务，使得一个设备应用程序可以在不了解网络拓扑、名称、地址或其他设备功能的情况下发送和接收网络上其它设备的报文。LonTalk协议能提供端到端报文确认，报文认证、打包服务和优先传送服务，提供网络管理服务的支持，并允许远程网络管理工具与网络设备进行交互。LonTalk协议介绍1993年，美国Echelon公司推出了LonWorks新技术，提供了开放的底层通信网络――局部操作网络（LON）称为LonTalk协议。采用神经芯片的网络节点含有LonTalk协议固件，使得网络节点能够可靠地通信，完成各种功能。网络节点是相互独立的，可以做到在任一节点发生故障时，不会影响整个网络工作，从而提高了系统的可靠性和可维护性；另外，由于各节点具有本地存储和处理能力，系统的安全性很高，并且在系统规模大时避免网络通信的冲突和网络速度的局限性。LonTalk协议符合ISO/OSI参考模型的七层体系结构，即含有物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，是一套完整、安全、有效的通信协议系统。相关层协议LonTalk协议是一个分层的、基于数据包的对等通信协议。神经元芯片使用全部的3个CPU来执行一个完整的网络协议。该协议遵循国际标准化组织所定义的开放系统互连网络协议参考模型，能支持网络中的灵活寻址和多通信信道。LonTalk协议分层如表2.3所示。表2.3LonTalk协议层OSI层用途提供的服务CPU7应用层应用兼容性LonMark对象、配置属性、标准网络变量类型、文件传输应用CPU6表示层数据解释网络变量、应用报文、外来帧的传输、网络接口网络CPU5会话层远程操作请求响应、证实、网络服务网络CPU4传输层端到端通信可靠性确认和非确认报文、通用排序、双重检测网络CPU3网络层目标寻址单点和多点寻址、路由选择信息网络CPU2链路层介质访问和成帧成帧、数据编码、CRC错误检测、可预测的CSMA、冲突避免、优先级、冲突检测介质访问CPU1物理层电气互连特定介质的接口和调制方案介质访问控制CPU网络变量和显示报文网络变量是一个特殊的静态对象类型，它可以是整型、字符型或结构等数据类型。一个节点的网络变量可以与一个或多个其他节点的网络变量互连。网络变量从通信的角度分为输入或输出，对于一个输入的网络变量可以和其他节点的多个输入的网络变量互连，但输入和输入或输出和输出是不能互连的。根据LonTalk协议网络变量的更新服务提供了四种服务：ACKD应答服务REQUEST请求/响应方式，输入网络变量使用垂询方式实现UNACKD_RPT非应答重发方式UNACKD非应答方式网络变量包含完成四个事件：nv_update_occurs输入网络变量接收到一个输入值nv_update_fails输出网络变量发送失败nv_update_succeeds输出网络变量发送成功nv_update_completes输出网络变量发送完成在大多数情况下网络变量是网络通信的一个简单、可靠、快捷的方法，然而网络变量在个数、长度和发送目的地址等方面都使编程者受到限制，LonWorks又提供了一个更灵活但较复杂的通信方式――显示报文。所谓显示报文是一种结构变量，该结构分为输出显示报文、输入显示报文、响应输出报文和响应输入报文。显示报文包含完成五个事件：msg_arrivers()报文收到msg_completes（）报文发送完成msg_fails（）报文发送失败msg_succeeds（）报文发送成功resp_arrives（）响应报文收到LonMark对象LonMark对象是一个或多个输入网络变量和输出网络变量、网络变量行为的语义定义和一系列配置属性的封装体。LonMark对象建立在网络变量的基础上，并结合特定应用功能的语义提供了一个简明的应用层接口。LonMark对象不仅定义了使用哪一种标准网络变量类型和标准结构参数类型传递数据，而且提供了通信信息的语义。LonMark对象描述了信息如何输入节点，如何从节点输出，如何与网络上其他节点共享信息的标准格式。2.6Lonworks的互操作性网络控制系统在现场的安装、运行和维护保养要求网络各组成部分之间具有互操作性。这就要求在各级部件和网络结构方面必须具有互操作性，在物理层连接电缆和收发器要兼容；在链路层，选择的各种服务要相互兼容；在应用层，各种设备要能相互通信。所有这些要求一个可互操作的标准，以解决特殊的应用要求，LonMark互操作性协会提供互操作性标准，以解决特殊的应用要求，LonMark互操作性协会提供互操作性标准，另外，它还提供对产品性能的监测工作，以精炼、提高产品的性能结构。LonMark互操作性协会给它的成员提供所有这些服务。LonWorks技术提供了一些互操作接口：节点对象，LonMark对象，标准网络变量和功能模块等。3楼宇自动化控制系统3.1楼宇自动化系统概述楼宇自动化系统（BAS）是将建筑物或建筑群内的电力、照明、空调、给排水、消防、保安、车库管理等设备或系统，以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统，为业主和用户提供安全、舒适、便捷高效的工作与生活环境，并使整个系统和其中的各种设备处于最佳的工作状态，从而保证系统运行的经济性和管理的现代化、信息化和智能化。楼宇自动化系统的组成楼宇自动化系统主要包括的内容有：变配电子系统、照明子系统、空调与冷源子系统、电梯子系统等。图3.1是楼宇自动化系统的典型结构图。客梯客梯货梯手扶电梯模块模块模块模块冷冻机冷水泵循环水泵冷却塔集水器中央空调风机盘管新风机组排风机组房间空调配电室公共照明冷热源系统空调系统供配电及公共照明系统电梯系统图3.1楼宇自动化系统结构图楼宇自动化系统的功能·自动监视和控制智能建筑各种电气与机械设备的启/停动作，并可以根据需要显示或打印系统的当前运转状态。·自动记录系统各种参数数据和其变化趋势，并自动进行越线报警。·能源管理：自动进行对水、电、燃气、热力等的计量与收费，实现智能建筑中的能源管理自动化。BAS系统还可以自动提供最佳能源控制方案，以达到合理、经济地使用能源，进而实现节约能源的目的。·设备管理：BAS系统对智能建筑中的各项自动控制设备，提供技术和计算机管理的支持，实现设备运行状态的实时监控和参数显示，以及设备档案与维修管理等。·意外灾害紧急处理：BAS系统通过自身的软件系统，在智能建筑出现意外事故时，能自动发出指令，以保证设备及人员的安全。楼宇自动化系统的网络结构楼宇自动化系统是一个综合集成化的实时动态监控与管理系统。它利用计算机网络技术，将分散在各子系统中的控制器连接起来，并通过计算机网络，实现各子系统与中央监控管理级计算机之间的信息通信，以达到分散控制、集中管理的功能模块模式。图3.2表示的是楼宇自动化系统网络结构示意图。3.2空调系统自动化原理中央空调系统的基本构成楼宇自动化系统对空调系统的监控主要是针对集中式中央空调系统。一般的局部空调系统入窗式空调机、柜式空调机、专用恒温湿机等都自带冷/热源和控制系统，不识楼宇自动化系统的主要监控内容。当然，有时候也需要将建筑中的局部空调机纳入楼宇自动化系统，这时只是对它们的启/停状态进行监视或控制，这些空调机本身的运行控制由其自身配备的控制系统完成，一般不纳入楼宇自动化系统。因此，楼宇自动化系统涉及的空调系统专指中央空调系统。中央空调系统可简单划分为冷/热源和前端设备两大组成部分。防盗报警防盗报警周边安防CCTV系统巡更系统网络控制器/网关安保控制系统车库/停车场管理系统车辆出入控制门禁控制系统空调系统变/配电系统给排水系统照明系统电梯系统机电设备控制网络控制器/网关消防控制中心背景音乐/消防广播火灾自动报警消防联动控制网络控制器/网关图3.2楼宇自动化系统结构空调系统冷、热源自动控制.1制冷站自动控制：空调冷源系统一般由多台制冷机和冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔、补水箱、膨胀水箱等设备组成。制冷机、循环水泵、集水器/分水器、补水箱等设备以及水处理装置等辅助设备通常安装在专用的设备间――制冷站。制冷站经常设在建筑物的地下室。而冷源系统的冷却塔安装在室外，膨胀水箱一般安装在建筑物的最高的屋顶。为了保护空调系统的设备，冷却水在进入系统之前须经过处理，水处理设备也安装在制冷站。通过协调设备（冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔等）之间的连锁关系，进行自动启停，同时根据供回水温度、流量、压力等参数计算系统冷量，控制机组运行以达到节能目的。.2热源系统自动控制：空调系统热源系统有两种常用的获取方式，一种是通过城市热网，另一种是通过自备锅炉。由于燃煤和燃油锅炉属于压力容器，国家有相关的技术规范和管理机构，因此这类锅炉的运行控制一般不纳入楼宇自动化系统。最多只对锅炉的开停状态进行监控，而它们的运行控制由专门的控制系统完成。对于对于电加热的空调热源锅炉和电加热的生活热水锅炉，由于其工作工艺和控制相对简单，可以纳入楼宇自动化控制系统。空调系统自动化空调监控系统通过监测建筑物内各区域内的温、湿度参数，自动调整水阀开度、设备启停达到保持舒适性环境和节能目的，同时实时监测各设备状态报警，以便及时对设备进行检修维护。空调监控系统通过监测建筑物内各区域内的温、湿度参数，自动调整水阀开度、设备启停达到保持舒适性环境和节能目的，同时实时监测各设备状态报警，以便及时对设备进行检修维护。3.3配电、照明及电梯系统控制自动化变配电系统.智能楼宇的用电是由许多的发电厂和电力网连接在一起并联运行供电的，只有通过输电线路和变电所等中间环节才能把适合用户生产、生活的电力供给用户。安全、可靠的供电是智能楼宇正常运行的先决条件。电力系统除常规的继电保护与备用电源自动投入等功能要求外，必须具备对开关与变压器状态、系统电源、电压、有功功率和无功功率等参数进行监控，进而实现全面的能量管理。智能建筑中的变配电系统，直接关系整个大厦的正常工作，通常要求有两个独立电源供电，并配有自备发电机，以保障正常工作。根据有关规定，楼控系统对整个变配电系统应采取只监不控的方式，以免发生误动作，造成危害。照明系统智能建筑的最大特点便是节能，而照明系统在整个大厦用电量占有很大的比例。作为一个大型高级建筑，它的灯光系统的控制水平的高低直接反映了大楼的水平。合理安排和使用照明控制系统，即通过定时控制、灯光调节和光线传感器控制，可使照明用电量节省30%-50%。户外照明户外的灯光包括彩灯、霓虹灯、广告灯、喷泉灯、航标灯等。通过开关量输入模块、继电器输出模块和系统时钟模块控制灯光的图案和开关时间，监视各回路状态，根据用电量自动切换，按季节和日期自动确定系统运行和关闭的时间等。室内照明室内灯光集中在大厅、过廊、楼梯、停车场、会议室等区域，通过开关量输入模块、继电器输出模块和系统时钟模块，根据日期自动确定系统开始运行和关闭的时间，控制不同时间段内灯光的开启程度（如在人流高峰时打开全部灯光，晚间打开部分灯光，夜间保留少量灯光，地下室灯光长期运行），且在紧急情况下打开应急照明等。电梯系统电梯系统主要通过控制器完成对电梯及自动扶梯的运行和报警状态的监视，并管理高、低峰时间的运行，同时累计运行时间，达到预防性维护目的。系统可自动预测交通需求和交通阻塞形式，优化电梯的控制程序，例如早晨上班时间电梯上升和晚上下班时间电梯下降的高峰，因此通过对交通运输进行规划，可优化服务，防止交通阻塞，并节约能源，提高使用效率。此外，当发生火警时，在备用电源自动切换投入运行后5分钟内，将客梯分几次全部降落到底层，除消防梯外，其他电梯电源自动切换。4系统硬件设计系统的网络体系结构本智能楼宇的BA系统采用LonWorks现场总线控制系统，它是在传统控制方面的基础上，针对现代控制系统的发展需求，借鉴LAN局域网的优点而产生的。它继承了LAN局域网的许多优点，如：多厂商之间的互操作性、技术标准的开放性、系统的可构造性、性能的可预测性以及系统的可靠性等。按照分布式控制理论，系统采用分层分布式控制结构，由中央控制中心的操作站和各监控现场的区域智能节点组成。图4.1是采用LonWorks技术的楼宇自动化（BA）系统的网络结构图。NCUNCUNCUNCU路由器BAS工作站LON—EU/SLTA路由器NCUNCUNCUEthernetLonWorks主干网图4.1楼宇自动化系统网络结构图BAS监控中心是BAS的数据集中处理部分，负责实时地与现场设备进行交换数据，包括：空调设备、制冷设备、供配电设备和安全防火等设备。通过中央操作站的有机协调，向操作维护人员提供准确的、事实形象的现场信息，方便地控制设备的运行。故设计本系统主干网为总线为总线型结构，通讯速度达到1.25M，下接子网，各子网为星型结构，通讯速度为78.5K，主干线与子网通过LonWorks专用路由器进行连接，子网的局部网络故障不会影响主干线和其他子网的正常工作。监控网络可以按下面3种模式运行：在监控主机的控制下自动运行，即联机网络运行模式；关闭主机，各职能节点通过网络相互协调，根据预置参数自动运行，即脱机网络运行模式；各智能节点作为一个相对独立的前端区域控制子系统，根据预置参数自动运行，即单智能节点运行模式。由此可见，本控制系统的最大特点是丢弃了传统的DCS系统中采用三层主从结构的模式，控制功能充分分散到各LonWorks智能节点中去，节点之间通过网络变量构成控制回路，完成节点之间的直接通信，系统真正实现了开放式通信。由于各个智能节点的信息交换可以直接通过输入输出网络变量来完成，并且各个智能节点是挂在通信介质上，这种彻底的分散型控制体系提高了系统的可靠性、自治性和灵活性。特别是监控主机的故障不会影响整个监控网络各个节点的正常工作，这和以往的控制系统相比，体现了极大的优越性。4.2系统硬件说明BAS硬件要求系统设计合理，性能指标符合建筑有关设计规范，具有实用科学、产品稳定、可靠、安全、先进等特点，而且能满足系统功能的扩展和改造需要。监控中心主机监控主机的配置是AMD64处理器，内存512M，硬盘容量80G，17英寸方正显示器，可刻录光驱，带键盘和鼠标；打印机是EPSONME1+；一台UPS不间断电源提供中央操作站60分钟的后备电源。Lonworks网络接口不仅Neuron芯片，其他主处理器也可以作为一个LonWorks节点中的一部分，为这个节点提供补充的特征、功能和处理能力。Echelon为此提供了相应可以嵌入式产品的软件和硬件，使得LonWorks应用程序可以在非Neuron芯片的主机上运行。任何微控制器、PC机、工作站或计算机都可以作为LonWorks网络的一个节点与其他节点通信。为这种应用提供的接口是LonWorks网络服务接口（NSI）的任务，NSI有并行ISA总线接口、串行接口（EIA-232）、PC卡接口，或者是调制解调器接口。NSI的访问服务由LNS服务器提供。LNS服务器可以用来配置网络中的所有设备和维护网络上的设备及其相应的服务。NSI通常由操作员界面工具、系统显示器、数据记录仪、网关、安装工具、维护工具或诊断工具提供，NSI允许这些设备同时支持网络通讯和网络工具的高层数据交换。LonWorks网络有以下三种不同类别的接口卡：1.串行适配器SLTA-10对于非PC主机，或者不具备半长插槽的PC机，SLTA-10串行LonTalk适配器用高速EIA-232串行接口（115，200bps）和一个双绞线通讯收发器为主机建立了一个集成的网络接口。SLTA-10将任何带有EIA-232串行接口的主处理器与LonWorks网络相连，使得该主处理器可以与使用LonTalk协议的设备进行通信。主处理器可以直接与串行适配器连接，也可以通过电话线远程连接，支持用Hayes兼容的调制解调器进行远程拨号，从而实现对远程节点访问与控制。2.PC适配器PCLTAPCLTA-10PCLonTalk适配器是一种半长的ISA总线插卡，使任何配有ISA总线计算机能很容易地访问LonWorks网络，PCLTA-10适配器集成了内置的FIT-10A,TPT/XF-78或TPT-XF-1250收发器，可下载存储器，可以支持NSI和Microsoft即插即用性。3.PCC-10网络适配器PCC-10网络适配器是一个小型PC卡（原先的PCMCIA），它为各种膝上型、掌上型和嵌入式应用提供高性能的LonWorks网络接口。它的小型化、NSI支持、可下载存储器和集成的FTT-10自由拓扑收发器等特征使它很适合于安装维修人员的使用。本系统的监控计算机采用SLTA-10串行适配器。NCULonWorks现场总线控制系统的现场配置与集散式控制系统类似，主要有：传感器、执行器、电气转换器和智能节点。它与一般的BA系统的主要区别是用“智能节点”代替了“直接数字控制器（DDC）”，利用智能节点进行区域监控，通过LonWorks技术实现网络通信。设计本系统部分控制模块采用广东省欧宇信息控制技术有限公司LON-EU2000系列智能节点，下面着重介绍一下本系统所用到的几个智能节点模块。1.LON-EU2042组合功能节点·4路模拟量输入，精度为12位，输入模拟量信号为0~+5VDC和0~+20mA；·2路模拟量输出，精度为12位，输出模拟量信号为0~+5VDC和0~+20mA；·5路数字量输入，输入数字信号为：逻辑电平0，0~0~+2.5V；逻辑电平1，+4.5~+24V；·3路继电器开关输出，输出继电器触点常开，输出继电器参数为：AC，0.3A/125V；DC,0.3A/110V;DC,1.0A/30V;·配有LED指示灯、服务按钮。2.LON-EU20268路数字量输入、4路继电器输出的LonWorks节点·8路数字量输入，输入数字信号为：逻辑电平0，0~0~+2.5V；逻辑电平1，+4.5~+24V；输入采用光电隔离；·允许用户下载程序；·通讯双绞线无极性简化布线，可插拔接线端子，安装维护方便迅速；·配有LED指示灯、服务按钮。3.LON-EU2802三相全电气参数监测监控节点·采集三相电压：UA、UB、UC，分辨率为12位，交流电压输入0~220V；·采集三相电流：IA、IB、IC，分辨率为12位，交流电压输入0~5.0A；·分别计算各相的有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、频率等参数。4.LON-EU/CLOCK网络时钟节点·能给LonWorks网络提供年、月、日、周、时、分、秒时钟信号信息；·用户可以通过LonWorks网络对时钟信号进行修正；·具有掉电保护功能；·允许用户下载程序；·配有LED指示灯、服务按钮；5．LON-EU/ROUTER78K-1.25MLonWorks高性能路由器LON-EU/ROUTER（78K-1.25M）是一种双通道LonWorks路由器，它能被配置成中继器，配置路由器或学习路由器。该路由器能连接通信速率分别为78Kbps和1.，25Mbps的自由拓扑通道，起管理网络通信及增加网络容量的作用。成套的控制系统空调控制系统对于本楼宇自动化系统的区域节点控制单元NCU的实现，部分是采用LON-EU2000系列智能节点模块通过连接和软件编程来实现，另一部分将采用成套的控制系统，而本文以空调控制系统LonBAC-3000。LonBAC-3000以LonWorks技术为基础，以神经元芯片为核心，专用于空调机组控制的现场总线系统，其结构如图4-2所示。其工作原理为：温湿度控制器测得温度和湿度后，通过运算获得阀门的调节输出。该输出通过LON网络送到智能阀，产生响应的阀开度。开关量控制器用于启、停机组，检测空调状态及产生报警等。图4.2为LonBAC-3000基本系统。智能阀门智能阀门温湿度控制器开关量控制器空调机组LON总线图4.2LonBAC-3000基本系统该系统中的LON网络指由LON总线及其网络产品组成的通信系统。1.智能阀门智能阀门直接连接在LON网络上，直接通过LON总线接收阀门开度命令，该命令以网络变量形式出现。智能阀门结构如下图所示。智能阀门主要硬件设计如下：·智能阀门要求的运算量以及存储容量较少，因此使用了3120芯片。·使用FTF-10A自由拓扑收发器。·电源部分使用LM2575芯片，滤波后能够得到比较稳定的+5V电压。·串行A/D采用TLCL549芯片（10位），能够满足阀位开度控制的精度要求。·继电器为JGX-IF型固态继电器，驱动能力大，使用寿命长。图4.3表示智能阀门结构。智能阀门控制程序，流程图如图4.4所示。收发器收发器3120A/D电位器继电器阀门电源LON总线24V5V图4.3智能阀门结构variable_V>=variable_V+vdvariable_V>=variable_V+vdvariable_V>=variable_V+vd取代表阀门的网络变量variable_V确定变动的域值vdvariable_V>=variable_V+vd取代表阀门的网络变量variable_V确定变动的域值vd读入现阀位值variable_V阀位电机正转阀位电机反转阀位电机停转variable_V-vd<=variable_V+vdvariable_V<=variable_V+vd是否图4.4智能阀门控制程序流程图2.温湿度控制器温湿度控制器主要硬件设计如下：·由于温湿度控制器作为控制的主控制器，要求又较大的存储空间和处理能力，因此自行设计了CPU模板。该模板以3150为CPU，具有48KBEEPROM以及8KBRAM空间，并且带有FTF-10A自由拓扑收发器。·电源部分使用MAX726芯片，滤波后能获得稳定的+5V电压。·HD7279是一片具有串行接口、可驱动8位共阴式数码管（或64只独立的LED），还可以同时连接64键的智能显示驱动芯片大大简化了电路设计。·AD芯片采用TLC2543,为11路模拟信道逐次逼近型12位串行AD，精度高，响应时间短，接线简单。·5个按键，可进行手/自动切换和参数的直接修改。·继电器使用JGC-3FA,体积小，驱动能力（可直接驱动380V交流设备），使用寿命长。温湿度控制器在系统中作为主控制器使用。其中有8路模拟信号输入，可与温度变送器或其他仪表相连接，也可利用3路热敏电阻（NTC）或热电阻（Pt100）输入直接测量温度。另外还有2路报警信号输出。LNTM温湿度控制器结构如图4.5所示。CPU模板CPU模板信号处理信号处理串行ADHD7279继电器输出报警数码显示按键电源AI1~AI8AI9~AI1124V图4.5温湿度控制器结构温湿度控制器控制程序：该控制器实现的功能分两部分：一部分为节点内部的功能，其中有模拟量的形式输出运算结果到其他控制器或智能阀；根据设置条件进行报警处理；为上位机的组态提供丰富的功能，其中有模入、模出、开入、开出、与、或、非、异或、均值、焓值、混风控制、PID控制、最小值、最大值、二分程、三分程等、另一部分作为主控制器，即温湿度控制器还必须具备和上位机的联系功能。、3.开关量控制器开关量控制器用于启、停空调机组，检测空调状态及产生报警等。·同温湿度控制器一样，选用了相同的CPU模板。·电源部分使用MAX727芯片，滤波后能获得稳定的+5V电压。·继电器使用JGC-3FA，驱动能力大，体积小，使用寿命长。其结构如图4.6所示。CPU模板CPU模板按键电源5路继电器输出（带显示）8开入（带显示）手/自动切换显示24V5V图4.6LNIO开关量控制器结构开关量控制器程序：开关量控制器的编程相对简单些。它包括：现场信号读入与显示：根据设定条件进行相应的开关量输出；开关量输出的手/自动切换等。4.3NCU节点的抗干扰措施节点工作的环境周围存在着许多干扰，这就要求从节点硬件方面增加必要的抗干扰措施，从而提高通信准确度，延长硬件使用寿命。电源和地的抗干扰设计节点的正确供电和良好接地是抗干扰的关键措施之一。采用如下方式：·节点模块的电源管脚与地线之间接入低频的去耦电容；·节点每一芯片的VCC与电线之间接高频去耦电容；Neuron芯片的VCC管脚应共接于一点，再与电源相连，在其周围至少接2个0.1uF的高频去耦电容；·节点的电源地与大地分开；节点上所有“地”等电位；所有的VCC等电位。节点芯片的管脚处理节点上每个芯片不用的输入管脚节点接地，以防因输入不稳定而引入干扰，输出管脚不用则悬空。输入时钟的抗干扰处理晶振产生的信号为高频信号，极易引入干扰。节点中其他芯片的晶振和Neuron芯片所连的晶振应与它们尽量靠近，并且两个晶振附近不能有任何信号线与之平行。这样可最大限度地减少晶振噪声，不致影响系统的时钟及时序信号，从而保证系统能够正常工作。抗电磁干扰处理对采用变压器耦合的通信收发器来说，重要的一点是应防止电磁干扰对网络通信的影响。FTF-10A等收发器对垂直杂散电磁场最不敏感，而对水平杂散电磁场最敏感。所有应使FTF-10A尽量远离水平杂散电磁场区域。暖通空调系统监控平台：VCN-KSC09VCN-KSC09制冷系统主要设备KSC09冷水机组：功率：3hp最大制冷量：9kW压缩机：涡旋式换热器：管壳式冷却塔：8t循环水泵：流量1.5~2m3/h、扬程18m电源：供电方式：3相5线线电压：~380V+-10%频率：50Hz容量：5kVA电力参数检测：电量采集模块+VCN-LON485VCN-KSC09制冷系统的监控系统框图（图4.7）VCN-KSC09制冷系统的监控系统由控制对象、电源和监控台3个部分组成。控制对象是真实的制冷系统设备。电源包括供电、配电，还有实时监测电源运行参数的电量采集模块和VCN-LON485网关。监控台安装监控节点、操作面板和负载驱动电路。制冷系统制冷系统冷却系统冷水机组冷冻系统监控节点1监控节点2VCN-LON485电源电量采集供电I/O连接LonWorksbus图4.7VCN-KSC09制冷系统的监控系统框图一般监控项目冷水机组的启/停控制、状态显示、故障报警。冷冻水泵的启/停控制、状态显示、故障报警。冷却水泵启/停控制、状态显示、故障报警。冷却塔风机的启/停控制、状态显示、故障报警。冷却塔进出水温度监控，水流开关监控。冷冻水供回水温度、压力监控。冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机顺序启停控制。冷冻水流监控。根据冷冻水供回水压差控制旁通阀开度。10）根据冷冻水供回水温差、冷水流量控制机组运行台数及冷冻水泵的转速。（4）制冷系统监控原理图4.8VCN-KSC09制冷系统监控原理图图4.8为VCN-KSC09制冷系统监控原理示意图，示意图绘制在监控台的操作面板上，通过指示灯和数码显示仪表直观指示制冷设备的运行状态，如运行、停止、故障、旁通阀开度等。（5）监控节点控制原理及端口配置本系统的监控节点控制原理如图4.9所示。图中：NODE1监控节点，可监控连接8路AI（0~10VDC）、8路DI和6路DO。NODE1监控节点，可监控连接8路AI（0~10VDC）、4路AO、12路DI和6路DO。NODE3网关节点，该节点连接PM电量监控模块的RS485通信接口。PM电量检测模块，实时监测系统用电参数，如三相电流、三相电压、有功功率、功率因数、电能消耗等，所有电量参数都可以通过RS485通信接口读取。PM1开关电源，输出电压为24VDC/3A提供监控节点、传感器工作电源。图4.9监控节点连接及端口配置监控节点I/O端口配置见表4.1和表4.2。表4.1监控节点1I/O配置序号代号名称说明1AI-1冷却塔出水温度温度传感器输出0~10VDC2AI-2冷却塔进水温度温度传感器输出0~10VDC3DI-1冷水机组运行状态4DI-2冷水机组故障状态5DI-3冷却泵组故障状态6DI-4冷却塔组故障状态7DI-5冷却水水流开关8DO-1冷水机组启动通过24VDC继电器的触点启动9DO-2冷却水水阀控制通过24VDC继电器的触点控制电磁阀10DO-3冷却泵启动控制通过24VDC继电器的触点控制接触器12DO-4冷却塔风机控制通过24VDC继电器的触点控制风机表4.1监控节点2I/O配置序号代号名称说明1AI-3冷冻水供水压力压力传感器输出0~10VDC2AI-4冷冻水供水温度温度传感器输出0~10VDC3AI-5冷冻水回水压力压力传感器输出0~10VDC5AI-6冷冻水回水温度温度传感器输出0~10VDC6AO-1旁通阀开度控制AO输出电压0~10VDC7AO-2冷冻泵转速控制AO输出电压0~10VDC8DI-6冷冻水流量脉冲9DI-7冷冻泵故障状态10DI-8调速装置故障状态11DI-9冷冻泵恒速状态“变速/恒速”手动选择开关状态12DO-5冷冻水水阀控制通过24VDC继电器的触点控制电磁阀13DO-6冷冻泵启动控制通过24VDC继电器的触点控制接触器14DO-7调速装置启动控制通过24VDC继电器的触点启动变频器VCN-FP风机盘管监控系统VCN-FP风机盘管主要设备新风风机盘管，最大制冷量：2.8kW。空调风机盘管，最大制冷量：2.1kW。加湿装置，电极式，电源：~220V、1.5kW冷冻水调节阀S6O63，电源电压24VAC，阀开度调节电压0~10VDC。温度、湿度传感器，电源电压24VDC，信号输出电压0~10VDC。VCN-FP风机盘管的监控系统原理VCN-FP风机盘管的监控系统由控制对象、电源和监控台三部分组成。图4.10表示的是VCN-FP风机盘管的监控系统原理图。图4.10VCN-FP风机盘管的监控系统原理图监控节点控制原理及端口配置本系统的监控节点控制原理如图4.11所示。图4.11监控节点控制原理图监控节点I/O端口配置见表4.3和表4.4。表4.4监控节点1的I/O配置序号代号名称说明1AI-21室外温度温度传感器输出0~10VDC2AI-22室外湿度温度传感器输出0~10VDC3AI-23新风机进风温度温度传感器输出0~10VDC4AI-24新风机送风温度温度传感器输出0~10VDC5AO-21新风盘管冷水调节AO输出电压0~10VDC6AO-23新风闸开度调节AO输出电压0~10VDC7DI-21新风滤网堵塞开关8DI-22送风机故障9DO-21送风机运行通过24VDC继电器的触点控制表4.3监控节点2的I/O配置序号代号名称说明1AI-25空调送风温度温度传感器输出0~10VDC2AI-26空调回风温度温度传感器输出0~10VDC3AI-27室内温度