主頁(yè)（http://www.130131.com）：基于Lonworks的智能樓宇安防系統(tǒng)

    智能建筑及樓宇自動(dòng)化是近幾年興起的新領(lǐng)域，特別是近年來(lái)現(xiàn)代高科技和信息技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了“將家庭中各種與信息相關(guān)的通訊設(shè)備，家用電器和家庭保安裝置通過(guò)家庭總線(xiàn)技術(shù)（HBS）連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧”的目標(biāo)。

    智能建筑應(yīng)當(dāng)是：“通過(guò)對(duì)建筑物的4個(gè)基本要素，即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理，以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，以最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，提供一個(gè)投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。智能建筑物能夠幫助大廈的主人，財(cái)產(chǎn)的管理者和擁有者等意識(shí)到，他們?cè)谥T如費(fèi)用開(kāi)支、生活舒適、商務(wù)活動(dòng)和人身安全等方面得到最大利益的回報(bào)�！敝悄芙ㄖ�的智能化其組成按其基本功能可分為三大塊：樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)BAS(BuildingAutomationSystem)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS(OfficeAutomationSystem)和通信自動(dòng)化系統(tǒng)CAS(CommunicationAutomationSystem)，即“3A”系統(tǒng)。

    目前，國(guó)內(nèi)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)大都采用以單片機(jī)為核心，通過(guò)串行通訊總線(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)連接并通信，這種系統(tǒng)在本質(zhì)上因采用了封閉式通信協(xié)議�，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)FCS(FieldbusControlSystem)因通信協(xié)議的開(kāi)放性而能很好地解決這些長(zhǎng)期困擾我們的問(wèn)題，它的應(yīng)運(yùn)而生在控制領(lǐng)域產(chǎn)生了一場(chǎng)新的革命。

    現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一種串行化、數(shù)字化數(shù)據(jù)通信鏈路，它溝通了生產(chǎn)過(guò)程領(lǐng)域的基本控制設(shè)備（即場(chǎng)地級(jí)設(shè)備）之間以及與更高層次自動(dòng)控制領(lǐng)域的自動(dòng)化控制設(shè)備（即車(chē)間級(jí)設(shè)備）之間的聯(lián)系。在當(dāng)前多種流行的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中，LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)異軍突起，以其優(yōu)良的性能與特點(diǎn)而迅速在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

1LonWorks主要技術(shù)
    LonWorks總線(xiàn)主要是以美國(guó)Echelon公司等發(fā)起并于1990年正式公布推出的局部操作網(wǎng)絡(luò)（LocalOperatingNetwork），已成為在BAS應(yīng)用中最有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。LonWorks以其優(yōu)秀的分布處理能力、開(kāi)放性、互操作性、多媒介適應(yīng)能力以及多網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特點(diǎn),適應(yīng)了未來(lái)發(fā)展對(duì)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的要求。LonWorks技術(shù)是用于開(kāi)發(fā)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)完整的技術(shù)平臺(tái)，它包含所有設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)所需要的技術(shù)：3120/3150Neuron芯片；NeuronC編程語(yǔ)言；LonTalk協(xié)議；LonWorks收發(fā)器；LonBuilder和NodeBuilder開(kāi)發(fā)工具等。LonWorks網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由智能節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)智能節(jié)點(diǎn)可具有多種形式的I/O功能，節(jié)點(diǎn)之間可通過(guò)不同的傳輸媒介進(jìn)行通信，并遵守ISO/OSI的七層模型協(xié)議。

（1）智能節(jié)點(diǎn)
    構(gòu)成LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)的Neuron智能節(jié)點(diǎn)由神經(jīng)元芯片、傳感器、控制設(shè)備、收發(fā)器和電源等組成。Neuron智能節(jié)點(diǎn)分為兩類(lèi)，第一類(lèi)是名為基于Neuron芯片的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)中不再出現(xiàn)其它處理器，它利用Neuron芯片完成包括通信以及用戶(hù)應(yīng)用程序在內(nèi)的所有工作，此類(lèi)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，適用于控制功能較為簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；另一類(lèi)是稱(chēng)作基于主機(jī)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)中除了Neuron芯片以外，還有其它的處理器，諸如單片機(jī)等，前者主要完成通信工作，后者則完成用戶(hù)的應(yīng)用程序，此類(lèi)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，但可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。圖1為基于Neuron芯片的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

圖1基于Neuron芯片的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

（2）Neuron神經(jīng)元芯片
    Neuron芯片是LonWorks技術(shù)的核心，每一個(gè)神經(jīng)芯片在制造期間被賦予一個(gè)唯一的48位碼的標(biāo)識(shí)，稱(chēng)為標(biāo)識(shí)碼。它既進(jìn)行通信的管理，也同時(shí)具有輸入、輸出和控制的能力。3120與3150兩大系列芯片主要由Motorola、Toshiba、Cypress三個(gè)公司生產(chǎn)，芯片內(nèi)有3個(gè)8位流水線(xiàn)作業(yè)的CPU。介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制CPU處理LonTalk7層協(xié)議的第1到第2層，包括驅(qū)動(dòng)通信子系統(tǒng)硬件和執(zhí)行MAC算法。網(wǎng)絡(luò)CPU處理LonTalk協(xié)議的第3到第6層，包括處理網(wǎng)絡(luò)變量尋址事務(wù)，權(quán)限證實(shí)，背景診斷，軟件計(jì)時(shí)器，網(wǎng)絡(luò)管理和路由等，同時(shí)還控制網(wǎng)絡(luò)通信端口，物理的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包。應(yīng)用CPU執(zhí)行用戶(hù)用NeuronC語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼以及用戶(hù)代碼調(diào)用的操作系統(tǒng)命令。3個(gè)CPU分別通過(guò)片內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)緩存器和應(yīng)用緩存器進(jìn)行通信。新出現(xiàn)的低能耗芯片MCl43120LE2FB采用3V工作電壓，減小了電力消耗。廣泛適用于傳感器、執(zhí)行器、安全檢測(cè)器和自動(dòng)調(diào)溫器，尤其適用于建筑物內(nèi)嵌的分散控制網(wǎng)絡(luò)。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    樓宇自動(dòng)化安防系統(tǒng)選用兩級(jí)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，即由上位管理機(jī)、LonTalk適配器以及多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)數(shù)量可根據(jù)監(jiān)控的需要增減，使用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)作為控制和通信網(wǎng)絡(luò)把各節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)分布式智能控制系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    家庭智能節(jié)點(diǎn)的硬件電路主要由神經(jīng)元芯片、單片機(jī)、鍵盤(pán)、LED顯示、蜂鳴器、A/D轉(zhuǎn)換等部分組成。其中信號(hào)采集部分可由門(mén)磁開(kāi)關(guān)、微波偵測(cè)、紅外偵測(cè)、火災(zāi)檢測(cè)、煙感探測(cè)等諸多類(lèi)型傳感器組成。采集到的信號(hào)送到單片機(jī)，經(jīng)分析處理產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警的同時(shí)，并判斷報(bào)警類(lèi)型，如果是火警類(lèi)型則顯示“F×××”，其中F表示火警，“×××”表示報(bào)警的房間號(hào)（以下同）；若為盜警則顯示“D×××”；若為緊急呼叫則顯示“B×××”；若采集信號(hào)出現(xiàn)故障則顯示“E×××”。若遇到需要顯示二種及以上信號(hào)時(shí)，按F×××、B×××、D×××、E×××的優(yōu)先級(jí)循環(huán)顯示報(bào)警信號(hào)。亦可依據(jù)主人設(shè)定的狀態(tài)將報(bào)警信號(hào)通過(guò)公眾電話(huà)網(wǎng)以數(shù)據(jù)或語(yǔ)音兩種方式進(jìn)行報(bào)警。

    數(shù)據(jù)報(bào)警是在自動(dòng)撥打設(shè)定的電話(huà)后，再將報(bào)警的地址及報(bào)告碼以數(shù)據(jù)形式送出。上位機(jī)設(shè)在住戶(hù)所屬區(qū)域的報(bào)警中心，可直接將該系統(tǒng)通過(guò)LonWorks總線(xiàn)與之相連，構(gòu)成城區(qū)報(bào)警防護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的一部分。一旦出現(xiàn)緊急狀況而產(chǎn)生報(bào)警，按照先報(bào)警中心后戶(hù)主的優(yōu)先級(jí)報(bào)告家中警情。根據(jù)所傳送的數(shù)據(jù)，報(bào)警中心的計(jì)算機(jī)可立刻顯示出報(bào)警住戶(hù)的地址、警情并連同報(bào)警時(shí)間一并送至打印機(jī)打印輸出，同時(shí)將報(bào)警狀況存于計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)中，以便日后查證。此時(shí)值班中心的值班人員可立即通知有關(guān)人員前往處理。語(yǔ)音報(bào)警則是在自動(dòng)撥打完主人設(shè)定的電話(huà)號(hào)碼后，待對(duì)方摘機(jī)，立刻播放存于語(yǔ)音芯片中的語(yǔ)音提示音，如“家中有情況，速回”。
(中國(guó)集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)