现场总线在楼宇监控系统中应用论文

现场总线在楼宇监控系统中的应用 【摘要】现场总线是一种全分布控制系统,以 lonworks 总线为 基础设计的楼宇监控系统具有高度的开放性和互操作性等优点,在 实际应用中,效果显著。 【关键词】现场总线;lonworks;楼宇;监控系统;智能节点 自控技术是当前推动新技术、新产业革命的核心技术。随着微 电子技术的不断发展,工控系统已成为微电子技术应用领域最具活 力的一个分支。由于人们对系统的可靠性和灵活性不断提高,现场 总线技术应运而生,从其诞生之日起便受到了广泛的关注和研究, 应用范围不断扩大。随着人们对居住环境要求的不断提高,更需要 对居住环境加强管理,就这样,现场总线技术也被运用到只能楼宇 控制系统中去。目前,现场总线的标准尚未统一,存在着多种类型 的现场总线,这其中,lonworks 总线由于其卓越的性能,被誉为通 用控制网络,本文的设计主要是以 lonworks。 1 lonworks 总线概述 现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的智能现场设 备或现场仪表互连的一种分散化、全数字化、双向多变量传输的串 行通信网络,是现场通信网络与控制系统的集成。 目前,由于统一的国际标准未有建立,因此总线种类比较繁多, 有 40 多种,其中影响比较大的主要有基金会现场总线、lonworks、 profibus、can 总线。其中,lonworks 由于支持节点数较多,最高 可达 3200 个,被誉为通用控制网络,它采用了 iso/osi 模型的全 部 7 层通信协议,其技术核心是综合通信、控制功能于一体的 neuron 芯片,该芯片封装了 lontalk 协议,并且集成了 3 个 8 位处理器, 分别负责介质访问、网络处理及应用处理。传输介质采用双绞线、 同轴电缆、光纤、红外线和电力线等,通信速率在 300bps~l.5mbps 之间。它具有如下特点: 1.1 支持的网络结构广泛。现有的网络结构都可以使用,并且 多种网络结构还可以自由组合,这使得网络构建更加灵活。 1.2 开放性与互操作性。lontalk 网络协议是开放的,对任何用 户都是平等的。而且,其协议已被一些国际标准组织确认,其可以 与任何制造商的实现互操作,因此,采用这种总线技术,会使得系 统的可靠性大大增加。 1.3 支持多种通信介质,如双绞线、电力线、电源线、光纤、 无线、红外等,而且在同一网络中可以有多种通信介质,并且在同 一网络中可以多种通信介质混合使用,这一特点实现了增强了网络 的兼容性。 1.4 网络节点之间采用逻辑连接,这样,当系统中需要增加或 修改节点时,就会很很容易,便于系统的扩充升级。 1.5 无行业限制,由于采用了采用了 iso/osi 模型的全部 7 层 通信协议,因此,目前的大多数智能设备、仪表或系统都可以采用。 1.6 改善了 csma ,采用可预测 p 坚持 csma,这样,在网络负 载很重的情况下,不会导致网络瘫痪。 由此不难看出,lonworks 技术完全满足了未来发展测控网络的 要求,即满足了开放性互操作性、多种通信介质、网络结构及网络 拓扑方面的要求,是一种通用测控网络技术,具有广阔的应用与发 展前景。 2 lonworks 总线在智能楼宇设计中的应用 2.1 系统的网络设计 2.1.1 系统的网络构成 楼宇自动化监控系统通常是由上位管理机、lontalk 适配器及智 能节点组成,它用 lonworks 现场总线把各节点连接成一个分布式 智能控制系统,这是一种两级计算机的监控系统,其智能节点可根 据实际需要增加或减少。在我们的设计中,上位管理机采用 pc 机, 网络拓扑结构采用总线方式,传输介质采用双绞线,由于楼宇建筑 内部任意两个节点之间的距离可能比较远,因此,我们的通信位速 率设为 78.125kbps,这是,lonworks 总线任意两节点之间的通信 距离最远可达 2700m。上位机通过 lontalk 适配器与 lonworks 总线 相连,对整个系统进行集中监控与管理,并且分析与检测网络通信 上的节点间的通信包、网络变量等的通信状况,包括通信量的分析、 数据包的误码率和内容检测等;lonworks 接口控制器负责接收上位 机下达的指令和上传本节点的实时检测参数。 2.1.2 节点功能 智能节点控制器通过 lonworks 总线接收上位机的各种操作指令 和设定参数,负责一个安防监控区域具体的检测、控制和报警。每 个智能节点完成如下功能: (1)防盗探测器:防盗系统最主要的功能在于为业主的财产安 全以及人身安全提供保障,它是在住宅内各个关键部位安装探测器 进行昼夜监控来实现,如玻璃破碎传感器、红外入侵传感器、微波 防盗传感器、振动传感器、移动传感器,一旦监测到异常情况,智 能系统会通过报警系统将相关警情传输到物业管理中心的报警接 收计算机,以便安保人员能够及时采取措施,确保业主人身财产安 全。 (2)防火报警探测器。保障业主的财产安全和人身安全,及时 发现火灾隐患,消灭火灾隐患,控制火灾的蔓延是防火报警探测器 的主要功能。它是利用感烟式、感温式和煤气泄漏等传感器,及时 发现火灾苗头,打开喷淋系统,关闭煤气控制阀进行灭火,必要时 输出报警信号,以便人们组织扑救,控制火灾蔓延。 (3)门禁控制。传统的机械门锁是一种简单的机械装置,无论 质量如何,都可以打开,随之出现的电子磁卡锁,刚刚出现的时候 其安全性是可以的,但是随着其应用的越来越广泛,其核心技术也 被一些不法分子所掌握。不过现在门禁系统比较成熟,涉及现代安 全管理措施和微机自动识别技术,涵盖了多项技术,如通讯技术、 光学、电子、机械等,通过采用这种系统能够有效解决重要部门出 入口的安全方法管理,一旦有可疑情况,能够及时发现。 (4)视频监视系统。这是一个综合性很强的功能,它是在小区 的主要入口、通道、停车场、门厅等重要的公共部位配备摄像机, 对楼内的消防、各种设备的运行以及人员的活动进行现场监视,使 得管理人员在控制室能够对楼内重要地

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