基于LonWorks技术的智能建筑楼宇自动化系统的研究

关 蕾

（西安职业技术学院建筑工程系,陕西西安,710077）

基于LonWorks技术的智能建筑楼宇自动化系统的研究

关 蕾

（西安职业技术学院建筑工程系,陕西西安,710077）

楼宇自动化系统是构成智能建筑的重要一部分，楼宇自动化系统中的Lon Works技术安全可靠、操作灵活、兼容并包、具有很强的可互操作性，因此被广泛地应用在智能建筑领域。

LonWorks技术；智能建筑；楼宇自动化系统

1 LonWorks总线技术

LonWorks技术是针对实时控制进行设计的，应用LonTalks协议，在多个节点之间进行通信，可以使系统更灵活、更高效地运行，也易于拓展与维护。

1.1 LonWorks技术概述

Lon Works是一种全面的测控网络技术，最早是在1991年由美国Echelon公司发明的，它在控制系统中加入了网络技术，进而能够实现分布式的网络控制系统。LonWorks技术采用的标准通信协议为LonTalk协议，该协议依据开放系统互联 (OSI)参考模型的定义，能够提供(OSI)参考模型定义的全部7层协议，通过变量直接面向对象通信。它的网络协议是开放式的，能够有效地实现互操作。LonWorks技术是针对实时控制进行设计的，在Lon网络中的传感器和执行器等设备中，以及通过与Lon的控制节点进行配合，同时应用LonTalks协议，在多个节点之间进行通信，灵活地构成多种多样的分布式智能控制系统。

1.2 Neuron芯片

LonWorks技术的核心是Neuron芯片，Neuron芯片由随机存储RAM、3个8位微处理器、只读存储ROM、11个I/O接口以及通信组成。RAM将网络上下载下来的应用程序和相关的配置数据存储起来，3个8位微处理器，一个负责控制网络层，一个进行链路层的控制，另一个用来执行用户的应用程序。而ROM中驻存着LonTalk协议和I/O函数库，还有一个操作系统。Lon节点用于执行控制与通信的功能，部分节点出现故障并不会影响系统的功能，它对系统的稳定性，以及调试维护具有重要的作用。LonTalk通信协议，是用来确保节点间可以使用可靠的通信标准互相进行操作。Neuron芯片还能够直接与它所监督的控制设备和传感器连接起来，用来传输控制设备和传感器所处的状态，通过执行控制算法与其它的Neuron芯片交换数据。

1.3 LonTalk协议和LonWorks控制网络结构

LonWorks协议称为LonTalk协议和ANSI/EIA709.1控制网络标准，是LonWorks系统的重要核心。LonTalk协议遵循着1984年由国际标准化组织(ISO)公布的开放系统互连(OSI)模型，它提供了（OSI）参考模型定义的全部7层协议, 通过变量直接面向对象通信，它的网络协议是开放式的，能够有效地实现互操作。LonTalk协议为控制应用提供的通信机制具有高性能、高可靠、高抗干扰性的特点，能够确保满足可靠的控制网和鲁棒的通信标准。LonWorks控制网络结构由五个部分构成，即网络设备、网络协议(LonTalk)、执行机构、网络传输介质和管理软件。

2 楼宇自动化系统及其设计

楼宇自动化系统又可以叫做建筑设备自动化系统，它是一种中央监控系统，通过采用自动控制技术、计算机和网络通讯技术，对建筑物中的各项设备进行自动化的管理与监控。楼宇自动化系统能够对建筑物中的各项设备进行综合地自动化管理，使用户生活在一个舒适的环境中，使用户感到可靠、安全，又可以节约能源和成本。楼宇自动化系统会自动调节系统中的各个设备，对设备进行智能化的管理，并且使各项设备处在最佳的运行状态，进而保证系统运行的经济性，节约运行的成本。典型的楼宇自动化系统一般都会包含照明系统、给排水系统、供配电系统、空调及通风系统、电梯系统、车库管理系统、消防和安全防范系统。楼宇自动化系统是一种集散型控制系统，它通过路由器把分布在不同监控区域的智能节点连接起来，既可以分散控制不同的区域，又能够将这些分散的区域进行集中管理和操作。

3 智能空调控制系统软件实现

软件实现需要从三个方面入手，系统底层驱动程序设计、驻留在PC机内的通信程序设计和PC机组态管理软件的设计。从系统底层驱动程序来讲，最简单的闭环控制程序就是智能阀门控制程序，我们可以通过阀位值和定值来比较相互生产的结果。根据最后的结果，我们可以确定出阀门定位的误差范围，同时我们还可以从湿度和温度的控制器实现方面来进行模拟。不同的数据模拟量可以依靠参数来进行修改，通过观察网络变量形式的输出结果，可以更加准确的对控制器进行处理。为了更好地为智能机器进行功能完善，可以更好地对机械出现的报警情况进行处理。从通信程序方面进行pc机处理，在该处理器中详细的运用了lonworks智能技术，更好的去完善了建筑楼宇的智能化，同时也健全了建筑的自动化系统。从智能空调控制系统软件的实现过程中来看，我们可以更加具象的去运用LonWorks技术，通过观察pc机组态软件，可以更加全面的去将建筑楼宇进行智能化建设。首先我们要为pc机组态软件，选择一个技术水平较高的工程师级的编辑，同时还可以将编译的软件进行模块化的设计。为了更好的使每一个操作员共同的去操作pc机模块，作为图形方式界面的编辑工具，组态程序编辑器可以更加方便地去构造出一些智能化的控制方式。

4 Lonworks智能技术软件实现

智能节点在进行编程之前，都会对Lon节点进行智能化功能的定义编述，同时运用Neuron C可以有助于Lon节点的编程顺利进行，之后还需要运用NodeBuilder对节点进行调试与开发。

Neuron C完全兼容C,具有丰富的功能子程序,用户无须关心网络通信、内存分布等问题,只需根据应用系统需求直接编程控制节点I/O端口,实现对测控对象的访问，各节点之间以网络变量的形式进行互访,实现点对点、点对多点的信息交换。对于BAS要进行定时定期的网络集成与全面测试，这样在实验室中才可以通过网络管理器，对所有的节点都进行组装与编程，为了更好地为智能机器进行功能完善，可以更好地对机械出现的报警情况进行处理。这些报警处理都可以运用Lonworks智能技术，每一个节点的局域配置网络都不一样，不同的局域配置网络都会有特定的变量绑定地址。楼宇自动化系统会自动调节系统中的各个设备，对设备进行智能化的管理，并且使各项设备处在最佳的运行状态，进而保证系统运行的经济性，节约运行的成本。网络管理器支持网络测试,开发者可以显示、修改和观察网络上的任意节点的任意网络变量,可以控制每个节点的工作状态。LonWorks LonMaker可以更好的去对智能化网络进行捆绑，一系列的智能化软件都是服务于建筑的智能化发展，为了对一些节点实现更好的节点吞吐量。

5 结束语

智能建筑在一定程度上会推动信息化社会的快速发展，同时还会改变人们的生活和生产方式，简单来说智能建筑就是服务于人们生活的一个平台。LonWorks技术是针对实时控制进行设计的，在Lon网络中的传感器和执行器等设备中，以及通过与Lon的控制节点进行配合。Lon节点用于执行控制与通信的功能，部分节点出现故障并不会影响系统的功能，它对系统的稳定性，以及调试维护具有重要的作用。

[1]张瑞武.智能建筑的系统集成及工程实施[M].北京:清华大学出版社,2000.

[2]邹益仁,马增良.现场总线控制系统的设计和开发[M].北京:国防工业出版社,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