基于LonWorks技術的智能建筑樓宇自動化系統的研究

關 蕾

（西安職業技術學院建筑工程系,陜西西安,710077）

基于LonWorks技術的智能建筑樓宇自動化系統的研究

關 蕾

（西安職業技術學院建筑工程系,陜西西安,710077）

樓宇自動化系統是構成智能建筑的重要一部分，樓宇自動化系統中的Lon Works技術安全可靠、操作靈活、兼容并包、具有很強的可互操作性，因此被廣泛地應用在智能建筑領域。

LonWorks技術；智能建筑；樓宇自動化系統

1 LonWorks總線技術

LonWorks技術是針對實時控制進行設計的，應用LonTalks協議，在多個節點之間進行通信，可以使系統更靈活、更高效地運行，也易于拓展與維護。

1.1 LonWorks技術概述

Lon Works是一種全面的測控網絡技術，最早是在1991年由美國Echelon公司發明的，它在控制系統中加入了網絡技術，進而能夠實現分布式的網絡控制系統。LonWorks技術采用的標準通信協議為LonTalk協議，該協議依據開放系統互聯 (OSI)參考模型的定義，能夠提供(OSI)參考模型定義的全部7層協議，通過變量直接面向對象通信。它的網絡協議是開放式的，能夠有效地實現互操作。LonWorks技術是針對實時控制進行設計的，在Lon網絡中的傳感器和執行器等設備中，以及通過與Lon的控制節點進行配合，同時應用LonTalks協議，在多個節點之間進行通信，靈活地構成多種多樣的分布式智能控制系統。

1.2 Neuron芯片

LonWorks技術的核心是Neuron芯片，Neuron芯片由隨機存儲RAM、3個8位微處理器、只讀存儲ROM、11個I/O接口以及通信組成。RAM將網絡上下載下來的應用程序和相關的配置數據存儲起來，3個8位微處理器，一個負責控制網絡層，一個進行鏈路層的控制，另一個用來執行用戶的應用程序。而ROM中駐存著LonTalk協議和I/O函數庫，還有一個操作系統。Lon節點用于執行控制與通信的功能，部分節點出現故障并不會影響系統的功能，它對系統的穩定性，以及調試維護具有重要的作用。LonTalk通信協議，是用來確保節點間可以使用可靠的通信標準互相進行操作。Neuron芯片還能夠直接與它所監督的控制設備和傳感器連接起來，用來傳輸控制設備和傳感器所處的狀態，通過執行控制算法與其它的Neuron芯片交換數據。

1.3 LonTalk協議和LonWorks控制網絡結構

LonWorks協議稱為LonTalk協議和ANSI/EIA709.1控制網絡標準，是LonWorks系統的重要核心。LonTalk協議遵循著1984年由國際標準化組織(ISO)公布的開放系統互連(OSI)模型，它提供了（OSI）參考模型定義的全部7層協議, 通過變量直接面向對象通信，它的網絡協議是開放式的，能夠有效地實現互操作。LonTalk協議為控制應用提供的通信機制具有高性能、高可靠、高抗干擾性的特點，能夠確保滿足可靠的控制網和魯棒的通信標準。LonWorks控制網絡結構由五個部分構成，即網絡設備、網絡協議(LonTalk)、執行機構、網絡傳輸介質和管理軟件。

2 樓宇自動化系統及其設計

樓宇自動化系統又可以叫做建筑設備自動化系統，它是一種中央監控系統，通過采用自動控制技術、計算機和網絡通訊技術，對建筑物中的各項設備進行自動化的管理與監控。樓宇自動化系統能夠對建筑物中的各項設備進行綜合地自動化管理，使用戶生活在一個舒適的環境中，使用戶感到可靠、安全，又可以節約能源和成本。樓宇自動化系統會自動調節系統中的各個設備，對設備進行智能化的管理，并且使各項設備處在最佳的運行狀態，進而保證系統運行的經濟性，節約運行的成本。典型的樓宇自動化系統一般都會包含照明系統、給排水系統、供配電系統、空調及通風系統、電梯系統、車庫管理系統、消防和安全防范系統。樓宇自動化系統是一種集散型控制系統，它通過路由器把分布在不同監控區域的智能節點連接起來，既可以分散控制不同的區域，又能夠將這些分散的區域進行集中管理和操作。

3 智能空調控制系統軟件實現

軟件實現需要從三個方面入手，系統底層驅動程序設計、駐留在PC機內的通信程序設計和PC機組態管理軟件的設計。從系統底層驅動程序來講，最簡單的閉環控制程序就是智能閥門控制程序，我們可以通過閥位值和定值來比較相互生產的結果。根據最后的結果，我們可以確定出閥門定位的誤差范圍，同時我們還可以從濕度和溫度的控制器實現方面來進行模擬。不同的數據模擬量可以依靠參數來進行修改，通過觀察網絡變量形式的輸出結果，可以更加準確的對控制器進行處理。為了更好地為智能機器進行功能完善，可以更好地對機械出現的報警情況進行處理。從通信程序方面進行pc機處理，在該處理器中詳細的運用了lonworks智能技術，更好的去完善了建筑樓宇的智能化，同時也健全了建筑的自動化系統。從智能空調控制系統軟件的實現過程中來看，我們可以更加具象的去運用LonWorks技術，通過觀察pc機組態軟件，可以更加全面的去將建筑樓宇進行智能化建設。首先我們要為pc機組態軟件，選擇一個技術水平較高的工程師級的編輯，同時還可以將編譯的軟件進行模塊化的設計。為了更好的使每一個操作員共同的去操作pc機模塊，作為圖形方式界面的編輯工具，組態程序編輯器可以更加方便地去構造出一些智能化的控制方式。

4 Lonworks智能技術軟件實現

智能節點在進行編程之前，都會對Lon節點進行智能化功能的定義編述，同時運用Neuron C可以有助于Lon節點的編程順利進行，之后還需要運用NodeBuilder對節點進行調試與開發。

Neuron C完全兼容C,具有豐富的功能子程序,用戶無須關心網絡通信、內存分布等問題,只需根據應用系統需求直接編程控制節點I/O端口,實現對測控對象的訪問，各節點之間以網絡變量的形式進行互訪,實現點對點、點對多點的信息交換。對于BAS要進行定時定期的網絡集成與全面測試，這樣在實驗室中才可以通過網絡管理器，對所有的節點都進行組裝與編程，為了更好地為智能機器進行功能完善，可以更好地對機械出現的報警情況進行處理。這些報警處理都可以運用Lonworks智能技術，每一個節點的局域配置網絡都不一樣，不同的局域配置網絡都會有特定的變量綁定地址。樓宇自動化系統會自動調節系統中的各個設備，對設備進行智能化的管理，并且使各項設備處在最佳的運行狀態，進而保證系統運行的經濟性，節約運行的成本。網絡管理器支持網絡測試,開發者可以顯示、修改和觀察網絡上的任意節點的任意網絡變量,可以控制每個節點的工作狀態。LonWorks LonMaker可以更好的去對智能化網絡進行捆綁，一系列的智能化軟件都是服務于建筑的智能化發展，為了對一些節點實現更好的節點吞吐量。

5 結束語

智能建筑在一定程度上會推動信息化社會的快速發展，同時還會改變人們的生活和生產方式，簡單來說智能建筑就是服務于人們生活的一個平臺。LonWorks技術是針對實時控制進行設計的，在Lon網絡中的傳感器和執行器等設備中，以及通過與Lon的控制節點進行配合。Lon節點用于執行控制與通信的功能，部分節點出現故障并不會影響系統的功能，它對系統的穩定性，以及調試維護具有重要的作用。

[1]張瑞武.智能建筑的系統集成及工程實施[M].北京:清華大學出版社,2000.

[2]鄒益仁,馬增良.現場總線控制系統的設計和開發[M].北京:國防工業出版社,2003.

Research on intelligent building automation system based on LonWorks Technology

Guan Lei
(Department of civil engineering, Xi’an Vocational and Technical College,Xi’an Shaanxi,710077)

building automation system is a important part of intelligent building, Lon Works security technology in building automation system, flexible operation, reliable, interoperable all-embracing is very strong, so it is widely applied in the field of intelligent building.

LonWorks technology; intelligent building; building automation system