智能建筑LonWorks控制网络技术.doc

智能建筑LonWorks控制网络技术　前 言 　　随着计算机技术的迅速发展以及数字交换技术日新月异,计算机通信技术已经深入到社会生活并对社会经济的发展起着不可低估的作用。楼宇自动化系统作为智能建筑的一个重要组成部分,其系统构成与运行直接影响到整个智能建筑系统运行的成败。然而,要达此目的,将面临对两个性质、通信协议、数据格式、传输速率完全不同的网络实现无缝连接,即将实时性不强而数据流量很大的信息网络与实时性、可靠性要求很高而数据流量不大的监控网络实现集成,这其中包括异构的数据库之间的数据交换与融合,建立控制、管理一体化的访问平台,统一友好的界面等。集成技术,尤其是软件集成技术的研究一直是学术界和工程界研究的热点,这就迫切需要通过标准协议来解决系统集成存在的这些问题。 　　虽然迄今为止还没有一种能被所有供应商和业主都接受的统一标准,但目前存在一些应用比较广泛的技术,如现场总线技术。LonWorks以其开放性和互操作性的技术特点,使得不同厂商的产品很容易集成于一个功能齐全,结构灵活,安装、维护和扩充容易的一体化智能建筑管理控制系统,而在此基础上开发出的LonWorks/Ip功能使得LonWorks网络与以太网互联更方便,系统可靠性更高。 　　一、LonWorks总线技术 　　1.LonWorks技术特点 　　LonWorks技术是1991年由美国埃施朗(Eche-lon)公司推出的，LonWorks技术所使用的标准通信协议是LonTalk协议，该协议遵循国际标准化组织(ISO)1984年公布的开放系统互联(OSI)参考模型的定义，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，网络协议开放，可以实现互操作。 　　2.LonWorks控制网络结构 　　LonWorks控制网络结构主要包括网络协议(LonTa lk)、网络传输介质、网络设备、执行机构和管理软件5个部分。其中,网络设备包括智能测控单元、路由器、网关等；执行机构包括传感器、执行器等；管理软件包括LonTalk开放式通信协议,并为设备之间交换控制状态信息建立了一个通用的标准。 　　3．LonWorks技术的应用优势 　　(1)先进的网络通信突破了传统现场总线的诸多限制；(2)系统组态灵活、开发周期短、扩充方便；(3)更利于模块化系统设计；(4)编程、调试方便,开发效率高。 　　二、LonWorks技术在智能建筑系统集成中的应用 　　我国智能建筑界对LonWorks技术开发应用起步于20世纪90年代中期。智能建筑的网络结构广泛采用LonWorks控制网络作为分散控制设备间的通信连接,同时主干通信中用Ethernet和TCP/IP协议, 通过Ethernet2LonWorks Rou ter连接企业局域网和广域网,包括Intranet和Inter2net。事实上,智能建筑技术是建立在建筑物自动化系统基础上的, 这里谈到的智能建筑技术的发展主要指BAS的发展, 其发展过程大致可以分成3代: 第1代是集散控制系统(DCS)；2代是开放式集散控制系统(Open DCS)；3代是Web网络集成系统。 　　1.LonWorks技术在Open DCS中的应用 　　Open DCS改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了测控设备到监控计算机的全数字通信网络, 顺应了控制网络的发展要求。 　　Open DCS广泛应用了现场总线技术,其中以LonWorks技术为核心。随着现场总线技术的发展, DDC分站连接传感器、执行器的输入/输出模块,应用Lon现场总线,形成分布式输入/输出现场网络层,从而使系统的配置更加灵活。由于LonWorks技术的开放性,也使分站具有了一定程度的开放规模。在一个LonWorks控制网络中,智能控制设备(节点)使用同一个通信协议与网络中的其他节点通信,每个节点都包括内置的神经元芯片来完成协议的监控功能,实现分散基础上的融合。一个LonWorks控制网络可以有3-30000个节点,包括传感器功能(温度、压力等)、执行器功能(开关、调节阀、变频驱动等)、操作接口(显示、人机界面等)、控制功能( 新风机组、VAV等)。 　　由LonWorks智能路由器建成的开放、无缝网络允许从网络的任意点访问任何设备,并进一步延伸LonWorks网络,阻隔不同网络的通信量进而提升各网段的使用率,实现速率转换以及不同传输媒介的联接,可降低系统的购置、运行和扩展等费用。LonWorks技术已经推出了具有与IP无缝联接的产品,把控制网络与数据网络结合起来,从而实现控制网络的远程监控。该结构中使用了智能路由器.iLon600, 实现LonTalk到IP协议的