张述明
四川成都 610000
摘要：近几十年乃至未来的很长时间，建筑自动化推动了绿色建筑的发展和促进了建筑能效的提高，并且还将继续推动和促进。建筑自动化的发展改变了原有建筑粗放式的能源管理方式。整体上说，智能建筑还不算太复杂，主要就是把暖通系统、给排水系统、消防系统等结合起来，并且让它们自动化。建筑自动化对国家的能源战略、社会的发展有着深远的影响。本文基于Lon Works 现场总线技术初步研究了绿色建筑自动化系统的设计，提出了应用思路，并进行相应的论证，以期为绿色智能建筑工程的自动化控制提供参考。
关键词：Lon Works；绿色建筑；自动化系统；设计研究；
1引言
Lonworks是目前控制网络领域最流行的一种现场总线技术，它是在1990年由美国Echelon公司推出并得到了摩托罗拉和东芝公司的共同推广。该总线的最大特点是它的通信协议Lon Talk支持150/051模型的全部7层标准。Lon Talk协议主要是通过其神经元芯片(Neuron Chip)上的硬件来实现提供事物确认、介质存取和对等通信服务，另外还有一部分先进服务例如优先级传输、接收认证、单一/组播/广播消息发送等。 另一方面它还采用面向对象的设计方法，通过采用网络变量来把网络通信设计简化为参数设置问题，其传输速率最低为300bps，最高可达1.5Mb PS。Lonworks的编址方法具有巨大的网络寻址能力，具有很强的安全性、高可靠性、易于实现和互操作性，因此Lonworks技术广泛应用于能源、工业、家庭、楼宇、交通等多个自动化领域。
2构建系统结构
2.1 Fieldbus的内涵
Fieldbus 的内涵是一种串行、全数字、双向通信的网络控制技术。通过现场总线技术，使现场设备(传感器和执行器等)仅通过两线制网络互连，进行全数字、半双工、串行、双向的数字通信。根据国际电工委员会 IEC61158 的标准定义，现场总线是“安装在制造和过程控制领域的现场装置。建筑自动化系统的建设目标是创建安全、方便、舒适、经济、节能的工作和生活环境，为客户提供周到的服务。
2.2 系统结构原理图及解析
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3. 构建流程
3.1 构建的标准流程
基于Lonworks现场总线技术实现绿色建筑自动化系统的网络控制主要分为四个步骤:系统设计、网络配置、应用配置和安装。每个步骤都可以用象EChelon Lon Maker那样的Windows网络集成工具来实现。
（1）系统设计；系统设计主要分为两个步骤:首先需要选择能与输入输出设备相互配合的Lonworks设备，并且保证这些Lonworks设备能够运行PID控制应用程序或其他先进控制程序;另外需要确定所需的通信通道数量和通道的类型，并选择能够进行信息连接的路由器。
（2）网络配置；网络配置主要包括以下几个步骤: 赋予所用设备和设备组逻辑地址和域ID;为各个设备配置多种多样的Lonwork S协议参数来达到理想的特性和性能。在此可以通过把设备功能块拖到设计图中来实现网络功能的设计，并且可以连线各输入输出。
（3）应用配置；LNS网络操作系统为我们提供了名为Plug-ins的配置借口平台，其中我们可以随意创建方便的图形化的配置。并且Plug-ins与其它任何LNS网络工具都是兼容的。所以应用配置过程是一个处理过程，通过进行应用配置，得以使每个设备的应用程序都能进行剪接以达到理想的功能。
4.安装；把包括路由器在内的Lonworks设备连接到网络; 把输入输出部件连接到Lonworks设备; (3)使用网络集成工具下载网络配置数据和设备的应用配置数据。
3.2现场总线在小区的配置
为了给住户提供一个安全、舒适的居住环境，按照建设部有关智能化住宅小区的规范对住宅小区智能化系统工程进行建设。其中家庭智能化子系统、小区公共安防子系统和机电设备监控子系统采用Lon Works技术。
住宅小区监控管理中心建有监控管理工作站，所有监测到的三表数据和报警信号通过Lon Works网络送到监控计算机，中心计算机对数据进行分析后，自动提示物业管理人员进行相应处理。也可以通过局域网，将管理中心的信息传送给住户。自动化进行到物业管理中心进行报警，物业管理中心计算机收到报警信号后进行多媒体声光报警和电子地图的信息提示，通知物业管理人员进行处理，并可以将信息外传给住户。连接各家庭的Lon Works节点安装在住户的终端控制箱内，使用专门的线路供电，并配有稳压电源、备用电池。每个住户内安装一个家庭智能化系统，一幢楼内的所有家庭智能化子Lon Works网线互连后通过路由器与其他楼的家庭智能化子系统相连。
这个区域的给排水架构分为自来水和中水结构这二类情况。由于存在复式结构的房屋，水表的数量比较多， 在家庭智能化节点设计中通用节点的I/O口数量无法满足要求。若采用双节点方式，需对管理软件进行修改，而且也增加了成本。该工程采用了在节点I/O口外增加扩展电路的方法，使通用节点的I/O口数量达到了设计要求，在软件方面只需要对节点内I/O驱动程序进行一些修改即可满足要求。
为便于管理小区智能化系统必须进行一定程度的系统集成，但是如果采用智能大厦的一体化集成方式，建设成本将会增加，管理难度也将增大。因此，设计中采取在信息网层面上按功能进行集成，并且在控制网层面上提供网络接口的方式。按照适度集成的原则以及方便施工和物业管理，降低成本和方便将来扩展，将家庭智能化子系统、小区公共安防子系统、机电设备监控子系统进行部分集成，以符合小区统一布线、长远考虑、分步实施的建设原则。运行于物业管理中心的计算机是集成中心或总控制中心，以实现各子系统的信息汇集，完成管理、控制功能。按照功能的不同，处于小区物业管理中心的监控室、财务室和保安室， 所有功能采用模块化结构，可随意增加或减少模块，便于系统的升级改造。物业管理中心的计算机与小区的局域网进行联网，因此非Lon-Works子系统可以通过上位机与采用Lon Works技术的子系统进行信息交换。
4.结束语
楼宇自动化接口施行三种输入输出端口的运行结构：核心结构、A架构与从B结构。自动化小区案例集成方案里使用的方案。在这种方式下, 神经元芯片对89C51主处理器来说是作为一个内存映像的I/O设备, 并通过其与LON总线收发器连接, 实现两种总线间的信息交换。本文基于Lon Works 现场总线技术初步研究了绿色建筑自动化系统的设计，提出了应用思路，并进行相应的论证，以期为绿色智能建筑工程的自动化控制提供参考。
参考文献
[1]姚胜兴. Lon Works现场总线技术在楼宇自动化系统中的应用研究[D]. 湖南大学2005.
[2]谢凌广. Lon Works技术在楼宇自动化领域的应用[J]. 工业控制计算机. 2001(06).
[3]魏晨. 基于LONWORKS系统的楼宇自控系统设计及应用[D]. 北京邮电大学，2007.
作者：张述明，身份证号：510622197804210912。