浅谈LonWorks总线在楼宇智能化中的应用

王昕玮

摘要：随着智能建筑的迅猛的发展，LonWorks現场总线技术因其良好的性能和特点在越来越多的智能楼宇中使用。术本文介绍了LonWorks总线技术的特点，以及LonWorks总线在智能楼宇中的主要应用，并介绍了其实现方法。

关键词：LonWorks；智能楼宇；现场总线

随着经济的发展，城市化进程的加速，同时伴随着信息技术的快速发展，人们对工作生活中的楼宇建筑提出了更高的要求，逐渐关注居住环境的安全性，舒适性，灵活性，可靠性等方面，从而促进了智能建筑的迅猛的发展，从而诞生了楼宇自动化系统（Building Automatic System）。传统的楼宇自动化系统容易形成局部子系统自动化，而整体系统数据闭塞的局面。而LonWorKs现场总线技术，因为其开放的通信协议，良好的性能和特点，能很好的解决子系统不能互联互通的问题，从而越来越多的智能楼宇中使用LonWorks现场总线技术。

一、LonWorks总线介绍

LonWorkS是美国Echelon公司研制推出的一种现场总线网络，该技术提供了一个构建监控网络系统的完整平台，并且具有现场总系技术的一切特点。该平台通过神经元芯片（Neuron Chip）、LonTalk协议、LonWorks总线收发器、LonWorrks网络服务体系架构、LonMark互操性标准、开发工具包LonBuilder和NodeBuilder、Neuron C编程语言，为开发者提供了构建控制网络的全部技术[1]。

LonWorks提供了一个强大且开放的操作网络，其具有强大的神经元芯片用于通信和控制，优秀的通信协议LonTalk满足通信和系统互操作性，神经元芯片具有3个核心CPU，能够同时进行控制和通讯操作，并且在其中固化了LonTalk协议和常见的I/O控制对象。LonWorks采用了ISO/OSI通信协议模型中完整的7层协议，神经元芯片提供了前6层，开发人员只需在应用层进行编程，同时LonWorks采用了面向对象的设计方法，称之为“网络变量”，使得设计网络通信简化成设置参数，极大的简化了系统的编程设计。LonWorks设备可通过不同的传输媒介进行通信，如双绞线、电力线等。LonWorks提供了一个开放的平台，其通信协议是公开的，不同的厂家的设备之间能够进行互联和实时信息的交换，由于使用开放且完整的网络协议，任何制造商的产品都可以在互联设备之间都进行信息的传递和沟通。除了以上特点外，由于lonWorks控制网本身就是一个局域网，LonWorks控制网还能和以太网进行方便的互联，使得测控网络和组网实现统一，能够在应用中实现更强大的功能。

二、LonWorks总线应用

由于現代化的大楼越来越智能，同时安装的设备也越来越多且越来越复杂，包括门禁设备、安防设备、中央空调、新风机组、照明设备等，这其中包含了很多的管道，插座，线缆，传感器等，传统的控制方式已经不能很好的应用其中，所以基于LonWorks总线的楼宇智能化系统广泛应用于智能楼宇建筑中，在这其中就包含门禁管理系统，安防管理系统，楼宇控制系统，照明控制系统等子系统，每个子系统独立运行，同时也可以联动运行。整个LonWorks网络采用了开放式的系统结构和分布式的控制方式。每个子系统都会有一个LonWorks节点控制器用于网络接入。

（一）门禁管理子系统

门禁管理系统用于楼宇中房门的安全功能，包括门禁节点控制器，读卡器，门锁和门磁等设备。门禁节点控制器连接到LonWorks网络中，上位机可以通过LonWorks网络知道持卡人的通行权限，进出门记录以及房门状态等信息。也可以综合房门信号，读卡器，通过控制总线，联动其他子系统。

（二）安防管理子系统

安防管理系统可以用于楼宇安全的监控，安防管理节点控制器通过对监控视频，控制键盘，双鉴探测器，幕帘、玻璃破碎，火灾报警等的监控，把当前的事件状态通过LonWorks网络发送给上位机，上位机可以连同其他子系统进行布放和撤防的操作。

（三）楼宇控制子系统

楼宇控制子系统可以通过楼宇节点控制器对中央空调、新风机组，通风系统，给排水系统进行控制。把各个控制系统的数据接入到LonWorks网络中，实现上位机数据的集中设置和查看，并且达到子系统信息共享，从而联动其他子系统。

（四）照明控制子系统

照明控制子系统通过照明节点控制器接入开关设备、控制键盘、人体感应传感器和照度传感器等多种感应器，采集探测的信号，然后把各种探测信号通过LonWorks网络传送给上位机，上位机根据不同的信号，执行不同的照明控制操作。

三、实现方法

从本文上述LonWorks总线的应用情况可知，LonWorks节点控制器是接入lonWorks网络必不可少的。整个系统采用总线分布式的控制结构，包含有一台上位机，可以用于集中监控和管理整个网络系统。一个LonWorks总线控制器，可以用于现场各个总线节点间交换数据、显示状态、执行操作、参数设定等。分布在现场的节点控制器主要实现数据的实时采集、检测控制键盘信号输入、检测探测器的输入，执行输出控制操作，输出状态的显示、存储配置和运行数据、并能够同上位机和其他节点控制器进行数据交换的功能。通常节点控制器有两种结构：一种以神经元芯片作为处理器，兼顾控制和通信；还有一种神经元芯片只作为通信CPU[2]，选用其他处理器作为控制CPU，这两种方案都可以选择。

四、结语

随着城市发展规模的逐渐壮大，楼宇的智能化越来越普遍， LonWorks总线作为一种开放的现场总线技术，具有灵活性、可扩充性、开放性的特点，使它在智能楼宇自动化系统中得到广泛的应用。

参考文献：

[1]智淑亚.基于LonWorks技术的智能楼宇空调系统设计[J].机械设计与制造工程.2013，42（4）：5961.

[2]宋永献，贺乃宝，纪林海.基于LonkWorks技术的智能节点研究与设计[J].山西电子技术.2008（3）：79.