基于LonWorks技术的楼宇自动化系统

目录HYPERLINK\l"_Toc232055606"中文摘要：3HYPERLINK\l"_Toc232055607"英文摘要：4HYPERLINK\l"_Toc232055608"1绪论5HYPERLINK\l"_Toc232055609"1.1楼宇自自动化系统的的发展5HYPERLINK\l"_Toc232055610"1.2LonnWorkss现场总线技技术6HYPERLINK\l"_Toc232055611"2Lonworrks技术8HYPERLINK\l"_Toc232055612"2.1概述88HYPERLINK\l"_Toc232055613"2.2神经经元芯片8HYPERLINK\l"_Toc232055614"2.2.1NNeuronn芯片硬件9HYPERLINK\l"_Toc232055615"2.2.2NNeuronn芯片的软件件13HYPERLINK\l"_Toc232055616"2.3收发器器和路由器113HYPERLINK\l"_Toc232055617"2.4网络组组成和网络接接口13HYPERLINK\l"_Toc232055618"2.5LonnWorkss协议和LonnMark对对象14HYPERLINK\l"_Toc232055619"协议介绍14HYPERLINK\l"_Toc232055620"相关层协议144HYPERLINK\l"_Toc232055621"2.5.3网网络变量和显显示报文155HYPERLINK\l"_Toc232055622"2.5.4LLonMarrk对象16HYPERLINK\l"_Toc232055623"2.6Lonnworkss的互操作性性16HYPERLINK\l"_Toc232055624"3楼宇自动动化控制系统统16HYPERLINK\l"_Toc232055625"3.1楼宇自自动化系统概概述16HYPERLINK\l"_Toc232055626"3.1.1楼楼宇自动化系系统的组成117HYPERLINK\l"_Toc232055627"3.1.2楼楼宇自动化系系统的功能118HYPERLINK\l"_Toc232055628"3.1.3楼宇自动化化系统的网络络结构18HYPERLINK\l"_Toc232055629"3.2空调系系统自动化原原理18HYPERLINK\l"_Toc232055630"3.2.1中中央空调系统统的基本构成成18HYPERLINK\l"_Toc232055631"3.2.2空空调系统冷、热热源自动控制制19HYPERLINK\l"_Toc232055632"3.2.3空空调系统自动动化20HYPERLINK\l"_Toc232055633"3.3配电、照照明及电梯系系统控制自动动化20HYPERLINK\l"_Toc232055634"3.3.1变变配电系统..20HYPERLINK\l"_Toc232055635"3.3.2照照明系统211HYPERLINK\l"_Toc232055636"3.3.3电电梯系统211HYPERLINK\l"_Toc232055637"4系统硬件设计计22HYPERLINK\l"_Toc232055638"4.1系统的网网络体系结构构22HYPERLINK\l"_Toc232055639"4.2系统硬硬件说明233HYPERLINK\l"_Toc232055640"4.2.1监监控中心主机机23HYPERLINK\l"_Toc232055641"4.2.2LLonworrks网络接接口23HYPERLINK\l"_Toc232055642"4.2.3NNCU24HYPERLINK\l"_Toc232055643"4.2.4成套的控制制系统空调调控制系统225HYPERLINK\l"_Toc232055644"4.3NCUU节点的抗干干扰措施299HYPERLINK\l"_Toc232055645"4.4暖通空调调系统监控平平台：VCNN-KSC00930HYPERLINK\l"_Toc232055646"4.5VCN--FP风机盘盘管监控系统统34HYPERLINK\l"_Toc232055647"5LON网络软软件实现377HYPERLINK\l"_Toc232055648"5.1LONN网络管理的的设计37HYPERLINK\l"_Toc232055649"5.1.1LLNS概述37HYPERLINK\l"_Toc232055650"5.1.2LNS构架架37HYPERLINK\l"_Toc232055651"5.1.3LLNS网络服服务38HYPERLINK\l"_Toc232055652"5.2LOON网络的开开发过程399HYPERLINK\l"_Toc232055653"5.2.1概述39HYPERLINK\l"_Toc232055654"5.2.2开开发步骤400HYPERLINK\l"_Toc232055655"5.3i.LLONLoonworkks互联网连连接设备411HYPERLINK\l"_Toc232055656"5.4基于LOON-EU22042节点点的新风机系系统的开发442HYPERLINK\l"_Toc232055657"5.4.1新新风机系统分分析42HYPERLINK\l"_Toc232055658"5.4.2监控点在LOON-EU22042节点点上的分布说说明42HYPERLINK\l"_Toc232055659"5.4.3程序功能模模块划分和说说明43HYPERLINK\l"_Toc232055660"5.4.4主主要变量定义义说明44HYPERLINK\l"_Toc232055661"5.4.5简简单流程466HYPERLINK\l"_Toc232055662"5.4.6网络安装说说明47HYPERLINK\l"_Toc232055663"结论49HYPERLINK\l"_Toc232055664"谢辞50HYPERLINK\l"_Toc232055665"参考文献51基于LonWoorks技术的楼宇宇自动化控制制系统摘要：现场总线线技术是自动动化系统领域域发展的热点点。现场总线技技术打破了传传统控制系统统的结构形式式。LON总线是其其中一种优秀秀的现场总线线技术，它是是由美国Echellon公司1991年推出的局局部操作网络络，为监控系系统提供了很很强的实现手手段。在其支支持下，诞生生了新一代的的智能化低成成本的现场测测控产品。本本文探讨了LonWoorks技术，分析析了将其运用用到楼宇自动动化。结合楼楼宇自动化控控制系统，本本文着重强调调各自的作用用和两者的完完美结合。实实际研究表明明LonWoorks技术运用到到楼宇自动化化系统时动态态响应快，对对分散目标的的集中管理和和控制方面的的应用有实际际参考价值。本设计本着实事事求是，实用用简易的原则则设计基于LonWoorks技术的楼宇宇自动化控制制系统，由于于篇幅的原因因不能面面俱俱到。由于缺缺乏软件的开开发工具，主主要讲述楼宇宇自动化系统统和LON技术的相关关概念，并主主要设计了基基于LON--EU20442模块的空空调系统中的的新风机系统统。而新风机机系统则是以以智能阀的硬硬件设计为主主，另外设计计了空调系统统中的VCNN-KSC009制冷系统的的监控系统和和VCN-FFP风机盘管监监控系统，这这两个系统以以硬件设计为为主。本文的组织结构构如下：第一一章简要介绍绍了楼宇自动动化系统的发发展和现状，简简要介绍了现现场总线及现现场总线控制制系统。简单单介绍了LonWoorks现场总线技技术；第二章详细介介绍了LonWoorks技术，着重重讲解了神经经元芯片、网网络设备、网网络结构和网网络组成、LonTaalk协议和LonMaake对象和总线控控制系统结构构等；第三章章介绍了楼宇宇自动化系统统及其空调系系统和配电、照照明及电梯系系统；第四章章介绍了系统统的硬件结构构；第五章介介绍了系统的的LON网络的软件件实现。关键词：现场总总线；楼宇自自动化系统；；LonWoorks；LonTaalkAbstracct：LONbbusissoneofthhebesstfieeldbusstechhnologgy,whhichiistheelocaalopeeratinngnettworkfromEchellonCoorporaationin19991.Insuppportofitt,bornaanewgenerrationnofiintellligenttconttrolooftheelowcostproduuct.TThisppaperdiscuussestheLLonWorrksteechnollogy,andaanalyssesthhesiggnificcanceofiitsappplicaationtobuuildinngauttomatiion.CCombinningoffbuilldingautommationnconttrolssystemms,thhisarrticleetakeetherespeectiveeactiionanndtheeperffectccombinnationnofbbothtoostreess.ActuualappplicaationtosttudysshowsthatLonWoorksuusingtobuuildinngauttomatiionsyystemmakessithhaveqquickdynammicreesponsse,anddmakeescenntraliizedmmanageementofsccatterredtaargetandcontrrolappplicaationsshaveepraccticallrefeerenceevaluue.Theorgganizaationofthhispaaperiisstrructurredassfolllows:ChaptterIdescrribesbriefflythhedevvelopmmentoofbuiildinggautoomatioonsysstemaandthhestaatusqquo,anndabbriefintrooductiionofffielldbusandffieldbbuscoontrollsysttem.GGivinggabrriefiintrodductioonoftheLLonWorrksfiieldbuustecchnoloogy;CChapteerIIdetaiiledttheLoonWorkkstecchnoloogy,anndfoccusedonthheneuuroncchip,netwoorkeqquipmeent,nnetworrkinffrastrructurreanddnetwworkccomponnents,,LonTTalkpprotoccolanndLonnMakeobjecctandthesstructtureooffieeldbussconttrolssystemm;ChaapterIIIchappteriisdevvotedtothhebuiildinggautoomatioonsysstemaandittsairr-condditionningssystemmsanddpoweerdisstribuution,,lighhtingandeelevattorsyystemss;theforthcchapteerinttroduccesthheharrdwareestruucturee;andthhefiffthchhapterrisddevoteedtothessystemmofttheLOONnettwork''ssofftwaree.KEYWORDD:fielldbus;theebuilldingautommationnsysttem;LonWWorks;LonnTalk.1绪论1.1楼宇自自动化系统的的发展楼宇自动化是随随着建筑物的的环境设备，尤尤其是暖通空空调系统即：：供热、通风风、空气调节节与制冷（HVAC&&R）系统的发发展而出现的的。最早的楼楼宇自动系统统是气动系统统，气动控制制系统的能源源是压缩空气气，主要用于于控制供热、供供冷管道上的的调节阀和空空气调节系统统的空气输配配管道调节阀阀。随后，电电气控制系统统逐渐代替气气动控制系统统，并成为楼楼宇控制系统统的主要控制制形式。20世纪80年代早期，计计算机技术和和微处理器有有了突破性的的发展，产生生了直接数字字控制技术（DDC技术）。随随后在计算机机网络技术的的带动下，产产生了各种以以DDC技术为基础础的分布式控控制系统（DCS）。DCS在楼宇设备备控制系统中中的应用就形形成了楼宇自自动化系统。信信息技术的飞飞速发展使楼楼宇自动化系系统发生了本本质的变革。在在以往的智能能建筑中，楼楼宇自动化系系统通常与IT系统是分离离的。随着企企业级管理的的日益流行，开开放系统技术术以及Interrnet技术的发展展，单纯的物物业管理必将将会纳入企业业管理之中；；专有通信协协议的自动化化系统将被开开放通信协议议的自动化系系统所取代，并并在整个楼宇宇自动化系统统内实现完全全互操作，Interrnet将会成为企企业级的基础础网络设施。这这些发展趋势势必将导致楼楼宇自动化系系统建立在企企业管理系统统的基础设施施之上，形成成网络化的楼楼宇系统正成成为企业级信信息系统的一一个子系统。网网络化楼宇系系统使楼宇自自动化系统不不仅具有统一一的操作界面面，而且使包包含物业管理理在内的企业业管理更加高高效。楼宇自动化系统统（BAS），或称建建筑设备自动动化系统，是是将建筑物或或建筑群内的的电力照明、空空调、给排水水、防灾、保保安、车库管管理等设备或或系统，以集集中监视、控控制和管理为为目的而构成成的综合系统统。楼宇自动动化系统通过过对建筑（群群）的各种设设备实施综合合自动化监控控与管理，为为业主和用户户提供安全、舒舒适、便捷高高效的工作与与生活环境，并并使整个系统统和其中的各各种设备处在在最佳的工作作状态，从而而保证系统运运行的经济型型和管理的现现代化、信息息化和智能化化。由于楼宇宇自动化系统统在建筑环境境舒适与安全全、设备经济济运行、设备备状态监控等等方面的重要要性，除了作作为建筑智能能化系统的主主要子系统之之外，作为建建筑设备的自自动控制系统统，也在重要要的非智能建建筑中得到广广泛应用。我国智能建筑起起步较晚，直直到20世纪80年代末期才才有较大的发发展，但其迅迅猛的发展势势头令世人瞩瞩目。近年来来，在我国的的北京、上海海、广州、深深圳等城市，相相继建成了一一批具有相当当水平的智能能建筑。1.2LonnWorkss现场总线技技术美国Echellon公司于1992年成功推出出了LonWoorks智能控制网网络。LON（LocallOperratinggNetwworks）总线是该该公司推出的的局部操作网网络，Echellon公司开发了LonWoorks技术，为LON总线设计和和成品化提供供了一套完整整的开发平台台。其通信协协议LonTaalk支持OSI/RRM的所有七层层模型，这是是LON总线最突出出的特点。LonTaalk协议通过神神经元芯片（NeuroonChiip）上的硬件件和固件实现现提供介质存存取、事物确确认和点对点点通信服务；；还有一些如如认证、优先先级传输、单单一/广播/组播消息发发送等高级服服务。网络拓拓扑结构可以以是总线形、星星形、环形和和混合形，还还可实现自由由组合。另外外，通信介质质支持双绞线线、同轴电缆缆、光纤、射射频、红外线线和电力线等等。应用程序序采用面向对对象的设计方方法，通过网网络变量把网网络通信的设设计简化为参参数设置，大大大缩短了产产品开发周期期。高可靠性、安全全性、易于实实现和互操作作性，使得LonWoorks产品应用非非常广泛。它它广泛应用于于过程控制、电电梯控制、能能源管理、环环境监视、污污水处理、火火灾报警、采采暖通风和空空调控制、交交通管理、家家庭网络自动动化等。LonWoorks使用的开放放式通信协议议LonTaalk为设备之间间交换控制状状态信息建立立了一种通用用的标准。在在LonTaalk协议的协调调下，以往那那些相应的系系统和产品融融为一体，形形成了一个网网络控制系统统。LonTaalk协议最大的的特点是通过过网络变量实实现对OSI七层协议的的支持，是直直接面向对象象的网络协议议，这是其他他的现场总线线所不支持的的。网络变量量使节点之间间的数据传递递只是通过各各个网络变量量的绑定便可可完成。此外外，由于硬件件芯片的支持持，实现了实实时性和接口口的直观、简简洁的现场总总线应用要求求。Neuroon芯片是LonWoorks技术的核心心，它不仅是是LON总线的通信信处理器，同同时也是作为为采集和控制制的通用处理理器，LonWoorks技术中所有有关于网络的的操作实际上上都是通过它它来完成的。按按照LonWoorks标准网络变变量来定义数数据结构，也也可以解决和和不同厂家产产品的互操作作性问题。为为了更好地推推广LonWoorks技术，1994年5月，由世界界许多大公司司，如ABB、Honeyywell、Motorrola、IBM、TOSHIIBA、HP等，组成了了一个独立的的行业协会LonMaark，负责定义义、发布、确确认产品的互互操作性标准准。LonMaark是与Echellon公司无关的LonWoorks用户标准化化组织，按照照LonMaark规范设计的LonWoorks产品，均可可以非常容易易地集成在一一起，用户不不必为网络日日后的维护和和扩展费用担担心。LonWorkks控制网络结结构包括五个个部分：网络络协议、网络络传输介质、网网络设备、执执行机构和管管理软件。其其中，网络设设备包括智能能测控单元、路路由器和网关关等；执行机机构包括传感感器、变送器器等；管理软软件包括LonTaalk开放式通信信协议，并为为设备之间交交换控制状态态信息建立一一个通用的标标准。图1.1为LON现场总总线控制系统统结构。适配器ModemModem终结器终结器适配器ModemModem终结器终结器节点路由器节点节点节点路由器节点节点节点节点节点节点节点适配器ModemModem终结器终结器节点路由器节点节点节点路由器节点节点节点节点节点节点节点本地站远程监控台台电话线图1.1LLON现场总总线控制系统统结构Lonworkks技术2.1概述LON（LoccalOpperatiingNeetWorkks）总线是美美国Echellon公司1991年推出的局局域操作网络络，危机三是是监控系统提提供了很强的的实现手段。在在其支持下，诞诞生了新一代代的智能化低低成本的现场场测控产品。为为支持LON总线，Echellon公司开发了LonWoorks技术，它为LON总线设计、成成品化提供了了一套完整的的开发平台。目目前采用LonWoorks技术的产品品广泛地应用用在许多行业业，LON总线也成为为当前最为流流行的现场总总线之一。LonWorkks是一具有很很强劲实力的的全新现场总总线技术，它它采用了ISO/OSI模型的全部7层通信协议议，网络通信信采用了面向向对象的设计计方法，LonWoorks技术将其称称之为“网络变量”。使网络通通信的设计简简化为参数设设置。其通信信速率从300bpps到1.25MMbps不等，直接接通信距离可可达2700m（78kbpps，双绞线），一一个测控网络络上的节点数数可达32000个，支持双双绞线、同轴轴电缆、光纤纤等多种通信信介质。LonWoorks使用的开放放式通信协议议LonTaalk为设备之间间交换控制状状态信息建立立了一个通用用的标准。这这样在LonTaalk协议的协调调下，以往那那些孤立的系系统和产品融融为一体，形形成一个控制制网络。LonTaalk协议是OSI参考模型面面向现场应用用的一个子集集。它比现场场总线历来推推荐的功能覆覆盖面更广，如如支持多介质质、大网络。2.2神经经元芯片LonWorkks技术的核心心是神经元芯芯片（NeuroonChiip）。它不仅仅是LON总线的通信信处理器，同同时也可以作作为采集和控控制的通用处处理器，LonWoorks技术中所有有关于网络的的操作实际上上都是通过它它来完成的。目前生产神经元芯片的厂家是TOSHIBA公司和美国的Cypress公司。东芝公司生产的神经元芯片型号为TMPN3120和TMPN3150两个系列。本文将以TMPN3150为主线。表2.1NNeuronn芯片比较Neuron芯芯片片31203120E13120E23150CPU3333EEPROM51210242048512RAM1024102420482048ROM1024010240102400外部存储器接口口无无无有16位定时器//计数器器2222封装SOICSOICSOICPQFP引脚数32323264Neuron芯芯片硬件芯片内有三个CCPU，分别实现现不同的功能能，输入时钟钟可选范围：：625kHHz～10MHzz。在神经元芯芯片内部有三三个处理器：：MAC处理器、网网络处理器和和应用处理器器。图2.1表示神经元元芯片的硬件件结构。通信接口通信接口MAC处理器网络处理器应用处理器11个I/O口网络缓冲器应用缓冲器图2.1神神经元芯片的的硬件结构一个神经元芯片片加上收发器器就可以构成成一个典型现现场控制节点点（如图2..3）。然而而，神经元芯芯片毕竟是8位总线，目目前只支持最最高主频是10MHz，因此它所所能完成的功功能也十分有有限。对于一一些复杂的控控制，如带有有PID算法的单回回路、多回路路的控制就显显得力不从心心。采用HostBaase结构是解决决这一矛盾的的很好方法，将将神经元芯片片座位通信协协处理器，用用更高级主机机的资源来完完成复杂的测测控功能。图图2.2是一个个典型HostBase结构框图。传感器和执行器神经元芯片传感器和执行器神经元芯片3150电源收发器I/O口晶振16K～58KROMLonWorrks总线图2.2典典型HostBase结构框图Neuron芯芯片特点如下下：1、11个可编编程I/O口引脚可设设置为34种预编程工工作方式，其其中IO4～IO7有可编程上上拉电阻，IO0～IO3具有大电流流吸收能力（20mA）。主处理器主处理器接口单元神经元芯片收发器EPROM复位电路LonWorkks总线图2.3典典型现场控制制节点2、两个16位位定时器/计数器，15个软定时器器。定时器/计数器1又可称为多多路复用定时时器/计数器。定时时器/计数器2称为专用定定时器/计数器。定定时器/计数器与应应用指定的外外部硬件的连连接图如图2.4。IO0～IO3有20mA吸收电流，IO4～IO7有可编程上上拉电阻。IO0IO0IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO10定时器/计数器1定时器/计数器2系统时钟分频/1，2，4，8，16，32，64，128图2.4外外部硬件的连连接图3、网络通信端端口可设置为为单端、差分分、专用工作作方式，以适适应不同的编编码方式和不不同的波特率率。神经元芯片片支持多种通通信介质，应应用较广泛的的有双绞线、电电力线，另外外还有无线、红红外、光纤、同同轴电缆等。神神经元芯片通通信端口为适适合不同的通通信介质，可可以将五个通通信引脚配置置如表2.2所示。表2.2通通信引脚配置置引脚驱动电流/mAA差分单端专用模式CP01.4RX＋(in))RX（in）RX+(in))CP1RX－(in))TX（out）TX（out）CP2TX＋（outt）TXEnabblle（out）BitCloocck（out）CP3TX－（outt）Sleep（oouut）Sleep（oouut）orWaakeUUpp（in）CP4Cdet（inn）Cdet（inn）FrameCCllock（out）4、在外部存储储器中可固化化LonTaalk协议、I/O驱动程序、事事件驱动多任任务调度程序序等固件。5、提供用于远远程识别和确确诊的服务引引脚。服务引引脚输入和漏漏极开路输出出交替，频率率是76Hz，波形占空空比是50％，当其作作为输出时，它它能吸引20mA电流用于驱驱动一LED；当其作为为输入时，它它有一个可选选的片内上拉拉电阻时输入入能被拉高为为高电平而进进入无效状态态，当然这只只在LED与上拉电阻阻之间为连接接时才使用。在Neuron芯片固件的控制下，该引脚主要用在节点配置、安装以及维护等过程中。6、48位的内内部NeuroonID，用于唯一一识别Neuroon芯片。Neuron芯芯片的内部结结构如图2.5。VSSVVCC外外部存储器MACCPU应用CPU网络CPU控制EEPROM512bytesRAM2Kbytes时钟和定时器网络通信口I/O模块/RESETSERVIICECLK1CLK2IO0-MACCPU应用CPU网络CPU控制EEPROM512bytesRAM2Kbytes时钟和定时器网络通信口I/O模块图2.5NNeuronn芯片的内部部结构Neuron芯芯片的软件在Neuronn芯片中固化化有事件驱动动的LON局部操作系系统和开放式式通信协议LonTaalk协议的6层内容，只只有第七层需需要用户编写写。LonTaalk为设备之间间交换控制信信息建立了一一个通用的标标准。此外Neuroon芯片中包含含支持应用程程序正常运行行的函数库，通通过调用这些些函数可以实实现事件检测测、输入/输出管理、在在网络上接收收和发送报文文以及控制神神经元芯片的的各种功能。2.3收发器和和路由器每个网络设备包包括一个收发发器，收发器器提供一个LonWoorks设备与LonWoorks网络的物理理通信接口。收收发器简化了了可操作的网网络设备的开开发，这可适适用于不同的的通信介质和和不同的网络络拓扑。在任任一给定的设设备中，设备备所使用的收收发器类型是是很重要的。这这是因为具有有相同类型收收发器的设备备在网络上可可以直接通信信，具有不同同收发器类型型的设备必须须通过路由器器才能实现互互操作。通常常的收发器有有双绞线收发发器、电力线线收发器、无无线收发器、光光纤收发器、红红外线收发器器、同轴电缆缆收发器等。路由器可以用于于控制网络交交通并将其他他区域的交通通进行网络分分段，从而增增加信息通量量、网络容量量及网络速度度。基于LNS的网络工具具可以根据网网络拓扑自动动配置路由器器，这使得网网络安装者更更容易安装路路由器，而已已对设备是透透明的。路由由器使一个对对等网跨越多多种传输介质质并支持数万万个设备。路路由器的每侧侧具有一个收收发器。路由由器对网络的的逻辑操作来来说是完全透透明的，但路路由器并不传传送所有的数数据包。当网网络安装工具具配置了路由由器之后，智智能路由器完完全了解系统统配置以阻止止那些没有远远端地址的数数据包。另外外有一种称为为LonWoorks/IIP路由器，LonWoorks可以使用它它通过广域网网跨越更远的的距离，例如如Interrnet。2.4网络组成成和网络接口口网络接口不连接接控制传感器器和执行器，它它提供了LonWoorks网络与外部部主机（例如如PC活便携式维维护工具）的的物理接口，网网络接口的应应用程序提供供了通信协议议，允许像网网络工具那样样的基于主机机的应用程序序访问LonWoorks网络。Echellon公司的PCLTAA-20PCCLonTTalk适配器就是是一个网络接接口设备。该该设备插入PC内部的PCI总线，使用用网络工具（例例如LonMaark工具）可以以访问LonWoorks网络。2.5LonnWorkss协议和LonMaark对象LonTalkk协议是LonWoorks系统的核心心。该协议提提供一系列通通信服务，使使得一个设备备应用程序可可以在不了解解网络拓扑、名名称、地址或或其他设备功功能的情况下下发送和接收收网络上其它它设备的报文文。LonTaalk协议能提供供端到端报文文确认，报文文认证、打包包服务和优先先传送服务，提提供网络管理理服务的支持持，并允许远远程网络管理理工具与网络络设备进行交交互。LonTalkk协议介绍1993年，美美国Echellon公司推出了LonWoorks新技术，提提供了开放的的底层通信网网络――局部操作网网络（LON）称为LonTaalk协议。采用用神经芯片的的网络节点含含有LonTaalk协议固件，使使得网络节点点能够可靠地地通信，完成成各种功能。网网络节点是相相互独立的，可可以做到在任任一节点发生生故障时，不不会影响整个个网络工作，从从而提高了系系统的可靠性性和可维护性性；另外，由由于各节点具具有本地存储储和处理能力力，系统的安安全性很高，并并且在系统规规模大时避免免网络通信的的冲突和网络络速度的局限限性。LonTalkk协议符合ISO/OOSI参考模型的的七层体系结结构，即含有有物理层、链链路层、网络络层、传输层层、会话层、表表示层和应用用层，是一套套完整、安全全、有效的通通信协议系统统。相关层协议LonTalkk协议是一个个分层的、基基于数据包的的对等通信协协议。神经元元芯片使用全全部的3个CPU来执行一个个完整的网络络协议。该协协议遵循国际际标准化组织织所定义的开开放系统互连连网络协议参参考模型，能能支持网络中中的灵活寻址址和多通信信信道。LonTaalk协议分层如如表2.3所示。表2.3LLonTallk协议层OSI层用途提供的服务CPU7应用层应用兼容性LonMarkk对对象、配置置属属性、标准准网网络变量类类型型、文件传传输输应用CPU6表示层数据解释网络变量、应用用报报文、外来帧帧的传输、网网网络接口网络CPU5会话层远程操作请求响应、证实实、网网络服务网络CPU4传输层端到端通信可靠靠性性确认和非确认报报文文、通用排排序序、双重检检测测网络CPU3网络层目标寻址单点和多点寻址址、路路由选择信信息息网络CPU2链路层介质访问和成帧帧成帧、数据编码码、CRC错误检测、可可可预测的CSMA、冲突避免免、优先级级、冲冲突检测介质访问CPUU1物理层电气互连特定介质的接口口和和调制方案案介质访问控制CCPPU网络变量和显示示报文网络变量是一个个特殊的静态态对象类型，它它可以是整型型、字符型或或结构等数据据类型。一个个节点的网络络变量可以与与一个或多个个其他节点的的网络变量互互连。网络变变量从通信的的角度分为输输入或输出，对对于一个输入入的网络变量量可以和其他他节点的多个个输入的网络络变量互连，但但输入和输入入或输出和输输出是不能互互连的。根据LonTaalk协议网络变变量的更新服服务提供了四四种服务：ACKD应答服务REQUESTT请求/响应方式，输输入网络变量量使用垂询方方式实现UNACKD__RPT非应答重发发方式UNACKD非应答方式式网络变量包含完完成四个事件件：nv_updaate_occcurs输入网络络变量接收到到一个输入值值nv_updaate_faails输出网络变变量发送失败败nv_updaate_suucceedds输出网络变变量发送成功功nv_updaate_coomplettes输出网络变变量发送完成成在大多数情况下下网络变量是是网络通信的的一个简单、可可靠、快捷的的方法，然而而网络变量在在个数、长度度和发送目的的地址等方面面都使编程者者受到限制，LonWoorks又提供了一一个更灵活但但较复杂的通通信方式――显示报文。所所谓显示报文文是一种结构构变量，该结结构分为输出出显示报文、输输入显示报文文、响应输出出报文和响应应输入报文。显示报文包含完完成五个事件件：msg_arrriverss()报文收收到msg_commpletees（）报文发送完完成msg_faiils（）报文发送失失败msg_succcceeds（）报文发送成成功resp_arrrrives（）响应报文收收到LonMarkk对对象LonMarkk对对象是一个个或或多个输入入网网络变量和和输输出网络变变量量、网络变变量量行为的语语义义定义和一一系系列配置属属性性的封装体体。LonMaark对象建立在在网络变量量的的基础上，并并并结合特定定应应用功能的的语语义提供了了一一个简明的的应应用层接口口。LonMaark对象不仅定定义了使用用哪哪一种标准准网网络变量类类型型和标准结结构构参数类型型传传递数据，而而而且提供了了通通信信息的的语语义。LonMaark对象描述了了信息如何何输输入节点，如如如何从节点点输输出，如何何与与网络上其其他他节点共享享信信息的标准准格格式。2.6Lonnwworks的互操作性性网络控制系统在在现现场的安装装、运运行和维护护保保养要求网网络络各组成部部分分之间具有有互互操作性。这这这就要求在在各各级部件和和网网络结构方方面面必须具有有互互操作性，在在在物理层连连接接电缆和收收发发器要兼容容；；在链路层层，选选择的各种种服服务要相互互兼兼容；在应应用用层，各种种设设备要能相相互互通信。所所有有这些要求求一一个可互操操作作的标准，以以以解决特殊殊的的应用要求求，LonMaark互操作性协协会提供互互操操作性标准准，以以解决特殊殊的的应用要求求，LonMaark互操作性协协会提供互互操操作性标准准，另另外，它还还提提供对产品品性性能的监测测工工作，以精精炼炼、提高产品品的性能结结构构。LonMaark互操作性协协会给它的的成成员提供所所有有这些服务务。LonWorkkss技术提供了了一些互操操作作接口：节节点点对象，LonMaark对象，标准准网络变量量和和功能模块块等等。3楼宇自动动化化控制系统统3.1楼宇自自动动化系统概概述述楼宇自动化系系统（BAS）是将建筑筑物或建筑筑群群内的电力力、照照明、空调调、给给排水、消消防防、保安、车车车库管理等等设设备或系统统，以以集中监视视、控控制和管理理为为目的而构构成成的综合系系统统，为业主主和和用户提供供安安全、舒适适、便便捷高效的的工工作与生活活环环境，并使使整整个系统和和其其中的各种种设设备处于最最佳佳的工作状状态态，从而保保证证系统运行行的的经济性和和管管理的现代代化化、信息化化和和智能化。楼宇自动化系系统的的组成楼宇自动化系统统主主要包括的的内内容有：变变配配电子系统统、照照明子系统统、空空调与冷源源子子系统、电电梯梯子系统等。图3.1是楼宇宇自动化系系统统的典型结结构构图。客梯客梯货梯手扶电梯模块模块模块模块冷冻机冷水泵循环水泵冷却塔集水器中央空调风机盘管新风机组排风机组房间空调配电室公共照明冷热源系统空调系统供配电及公共照明系统电梯系统图3.1楼楼宇自自动化系统统结结构图楼宇自动化系统统的的功能·自动监视和控控制智智能建筑各各种种电气与机机械械设备的启/停动作，并并可以根据据需需要显示或或打打印系统的的当当前运转状状态态。·自动记录系统统各种种参数数据据和和其变化趋趋势势，并自动动进进行越线报报警警。·能源管理：自自动进进行对水、电电电、燃气、热热热力等的计计量量与收费，实实实现智能建建筑筑中的能源源管管理自动化化。BAS系统还可以以自动提供供最最佳能源控控制制方案，以以达达到合理、经经经济地使用用能能源，进而而实实现节约能能源源的目的。·设备管理：BBASS系统对智能能建筑中的的各各项自动控控制制设备，提提供供技术和计计算算机管理的的支支持，实现现设设备运行状状态态的实时监监控控和参数显显示示，以及设设备备档案与维维修修管理等。·意外灾害紧急急处理理：BAS系统通过自自身的软件件系系统，在智智能能建筑出现现意意外事故时时，能能自动发出出指指令，以保保证证设备及人人员员的安全。楼宇自动化化系统的的网络结构楼宇自动化系统统是是一个综合合集集成化的实实时时动态监控控与与管理系统统。它它利用计算算机机网络技术术，将将分散在各各子子系统中的的控控制器连接接起起来，并通通过过计算机网网络络，实现各各子子系统与中央央监控管理理级级计算机之之间间的信息通通信信，以达到到分分散控制、集集集中管理的的功功能模块模模式式。图3.2表示的的是楼宇自自动动化系统网络络结构示意图图。3.2空调系系统统自动化原原理理中央空调系统统的基基本构成楼宇自动化系系统对对空调系统统的的监控主要要是是针对集中中式式中央空调调系系统。一般般的的局部空调调系系统入窗式式空空调机、柜柜式式空调机、专专专用恒温湿湿机机等都自带带冷冷/热源和控制制系统，不不识识楼宇自动动化化系统的主主要要监控内容容。当当然，有时时候候也需要将将建建筑中的局局部部空调机纳纳入入楼宇自动动化化系统，这这时时只是对它它们们的启/停状态进行行监视或控控制制，这些空空调调机本身的的运运行控制由由其其自身配备备的的控制系统统完完成，一般般不不纳入楼宇宇自自动化系统统。因因此，楼宇宇自自动化系统统涉涉及的空调调系系统专指中中央央空调系统统。中中央空调系系统统可简单划划分分为冷/热源和前端端设备两大大组组成部分。防盗报警防盗报警周边安防CCTV系统巡更系统网络控制器/网关安保控制系统车库/停车场管理系统车辆出入控制门禁控制系统空调系统变/配电系统给排水系统照明系统电梯系统机电设备控制网络控制器/网关消防控制中心背景音乐/消防广播火灾自动报警消防联动控制网络控制器/网关图3.2楼楼宇自自动化系统统结结构空调系统冷、热热源源自动控制制.1制冷站自自动动控制：空调冷源系系统一般由由多多台制冷机机和和冷冻水循循环环泵、冷却却水水循环泵、冷冷冷却塔、补补水水箱、膨胀胀水水箱等设备备组组成。制冷冷机机、循环水水泵泵、集水器/分水器、补补水箱等设设备备以及水处处理理装置等辅辅助助设备通常常安安装在专用用的的设备间――制冷站。制制冷站经常常设设在建筑物物的的地下室。而而而冷源系统统的的冷却塔安安装装在室外，膨膨膨胀水箱一一般般安装在建建筑筑物的最高高的的屋顶。为了了保护空调调系系统的设备备，冷冷却水在进进入入系统之前前须须经过处理理，水水处理设备备也也安装在制制冷冷站。通过协调设备（冷冷水机组、冷冷却水泵、冷冷冻水泵、冷冷却塔等）之之间的连锁关关系，进行自自动启停，同同时根据供回回水温度、流流量、压力等等参数计算系系统冷量，控控制机组运行行以达到节能能目的。.2热源系统统自自动控制：空调系统热热源系统有有两两种常用的的获获取方式，一一一种是通过过城城市热网，另另另一种是通通过过自备锅炉炉。由于燃煤和燃油油锅锅炉属于压压力力容器，国国家家有相关的的技技术规范和和管管理机构，因因因此这类锅锅炉炉的运行控制制一般不纳纳入入楼宇自动动化化系统。最最多多只对锅炉炉的的开停状态态进进行监控，而而而它们的运运行行控制由专专门门的控制系系统统完成。对对于于对于电加加热热的空调热热源源锅炉和电电加加热的生活活热热水锅炉，由由由于其工作作工工艺和控制制相相对简单，可可可以纳入楼楼宇宇自动化控控制制系统。空调系统自动动化空调监控系统通通过过监测建筑筑物物内各区域域内内的温、湿湿度度参数，自自动动调整水阀阀开开度、设备备启启停达到保保持持舒适性环环境境和节能目目的的，同时实实时时监测各设设备备状态报警警，以以便及时对对设设备进行检检修修维护。空调监监控控系统通过过监监测建筑物物内内各区域内内的的温、湿度度参参数，自动动调调整水阀开开度度、设备启启停停达到保持持舒舒适性环境境和和节能目的的，同同时实时监监测测各设备状状态态报警，以以便便及时对设设备备进行检修修维维护。3.3配电、照照明明及电梯系系统统控制自动动化化变配电系统..智能楼宇的用电电是是由许多的的发发电厂和电电力力网连接在在一一起并联运运行行供电的，只只只有通过输输电电线路和变变电电所等中间间环环节才能把把适适合用户生生产产、生活的的电电力供给用用户户。安全、可可可靠的供电电是是智能楼宇宇正正常运行的的先先决条件。电电电力系统除除常常规的继电电保保护与备用用电电源自动投投入入等功能要要求求外，必须须具具备对开关关与与变压器状状态态、系统电电源源、电压、有有有功功率和和无无功功率等等参参数进行监监控控，进而实实现现全面的能能量量管理。智能建建筑筑中的变配配电电系统，直直接接关系整个个大大厦的正常常工工作，通常常要要求有两个个独独立电源供供电电，并配有有自自备发电机机，以以保障正常常工工作。根据据有有关规定，楼楼楼控系统对对整整个变配电电系系统应采取取只只监不控的的方方式，以免免发发生误动作作，造造成危害。照明系统智能建筑的最大大特特点便是节节能能，而照明明系系统在整个个大大厦用电量量占占有很大的的比比例。作为为一一个大型高高级级建筑，它的灯光系系统的控制制水水平的高低低直直接反映了了大大楼的水平平。合合理安排和和使使用照明控控制制系统，即即通通过定时控控制制、灯光调调节节和光线传传感感器控制，可可可使照明用用电电量节省30%-550%。户外照明户外的的灯灯光包括彩彩灯灯、霓虹灯灯、广广告灯、喷喷泉泉灯、航标标灯灯等。通过过开开关量输入入模模块、继电电器器输出模块块和和系统时钟钟模模块控制灯灯光光的图案和和开开关时间，监监监视各回路路状状态，根据据用用电量自动动切切换，按季季节节和日期自自动动确定系统统运运行和关闭闭的的时间等。室内照明室内灯灯光光集中在大大厅厅、过廊、楼楼楼梯、停车车场场、会议室室等等区域，通通过过开关量输输入入模块、继继电电器输出模模块块和系统时时钟钟模块，根根据据日期自动动确确定系统开开始始运行和关关闭闭的时间，控控控制不同时时间间段内灯光光的的开启程度度（如如在人流高高峰峰时打开全全部部灯光，晚晚间间打开部分分灯灯光，夜间间保保留少量灯灯光光，地下室室灯灯光长期运运行行），且在在紧紧急情况下下打打开应急照照明明等。电梯系统电梯系统主要通通过过控制器完完成成对电梯及及自自动扶梯的的运运行和报警警状状态的监视视，并并管理高、低低低峰时间的的运运行，同时时累累计运行时时间间，达到预预防防性维护目目的的。系统可可自自动预测交交通通需求和交交通通阻塞形式式，优优化电梯的的控控制程序，例例例如早晨上上班班时间电梯梯上上升和晚上上下下班时间电电梯梯下降的高高峰峰，因此通通过过对交通运运输输进行规划划，可可优化服务务，防防止交通阻阻塞塞，并节约约能能源，提高高使使用效率。此此此外，当发发生生火警时，在在在备用电源源自自动切换投投入入运行后5分钟内，将将客梯分几几次次全部降落落到到底层，除除消消防梯外，其其其他电梯电电源源自动切换换。4系统硬件设计计系统的网络体系系结结构本智能楼宇的BBAA系统采用LonWoorks现场总线控控制系统，它它它是在传统统控控制方面的的基基础上，针针对对现代控制制系系统的发展展需需求，借鉴LAN局域网的优优点而产生生的的。它继承承了了LAN局域网的许许多优点，如如如：多厂商商之之间的互操操作作性、技术术标标准的开放放性性、系统的的可可构造性、性性性能的可预预测测性以及系系统统的可靠性性等等。按照分分布布式控制理理论论，系统采采用用分层分布布式式控制结构构，由由中央控制制中中心的操作作站站和各监控控现现场的区域域智智能节点组组成成。图4.11是采用LonWoorks技术的楼宇宇自动化（BA）系统的网网络结构图图。NCUNCUNCUNCU路由器BAS工作站LON—EU/SLTA路由器NCUNCUNCUEthernetLonWorks主干网图4.1楼楼宇自自动化系统统网网络结构图图BAS监控中心心是是BAS的数据集中中处理部分分，负负责实时地地与与现场设备备进进行交换数数据据，包括：：空空调设备、制制制冷设备、供供供配电设备备和和安全防火火等等设备。通通过过中央操作作站站的有机协协调调，向操作作维维护人员提提供供准确的、事事事实形象的的现现场信息，方方方便地控制制设设备的运行行。故故设计本系系统统主干网为为总总线为总线线型型结构，通通讯讯速度达到1.25M，下接子网网，各子网网为为星型结构构，通通讯速度为78.5K，主干线与与子网通过LonWoorks专用路由器器进行连接接，子子网的局部部网网络故障不不会会影响主干干线线和其他子子网网的正常工工作作。监控网网络络可以按下下面面3种模式运行行：在监控控主主机的控制制下下自动运行行，即即联机网络络运运行模式；；关关闭主机，各各各职能节点点通通过网络相相互互协调，根根据据预置参数数自自动运行，即即即脱机网络络运运行模式；；各各智能节点点作作为一个相相对对独立的前前端端区域控制制子子系统，根根据据预置参数数自自动运行，即单智智能节点运运行行模式。由此可见，本控控制制系统的最最大大特点是丢丢弃弃了传统的DCS系统中采用用三层主从从结结构的模式式，控控制功能充充分分分散到各各LLonWoorrks智能节点中中去，节点点之之间通过网网络络变量构成成控控制回路，完完完成节点之之间间的直接通通信信，系统真真正正实现了开开放放式通信。由由由于各个智智能能节点的信信息息交换可以以直直接通过输输入入输出网络络变变量来完成成，并并且各个智智能能节点是挂挂在在通信介质质上上，这种彻彻底底的分散型型控控制体系提提高高了系统的的可可靠性、自自治治性和灵活活性性。特别是是监监控主机的的故故障不会影影响响整个监控控网网络各个节节点点的正常工工作作，这和以以往往的控制系系统统相比，体体现现了极大的的优优越性。4.2系统硬硬件件说明BAS硬件要求求系系统设计合合理理，性能指指标标符合建筑筑有有关设计规规范范，具有实实用用科学、产产品品稳定、可可靠靠、安全、先先先进等特点点，而而且能满足足系系统功能的的扩扩展和改造造需需要。监控中心主机机监控主主机机的配置是是AAMD644处处理器，内内存存512M，硬盘容量80G，17英寸方正显显示器，可刻刻录光驱，带带键盘和鼠鼠标标；打印机机是是EPSONNME11++；一台UPS不间断电源源提供中央央操操作站60分钟的后备备电源。Lonworkkss网络接口不仅Neuroon芯片片，其他主主处处理器也可可以以作为一个LonWoorks节点中的一一部分，为为这这个节点提提供供补充的特特征征、功能和和处处理能力。Echellon为此提供了了相应可以以嵌嵌入式产品品的的软件和硬硬件件，使得LonWoorks应用程序可可以在非Neuroon芯片的主机机上运行。任任任何微控制制器器、PC机、工作站站或计算机机都都可以作为LonWoorks网络的一个个节点与其其他他节点通信信。为这种应用提供供的的接口是LonWoorks网络服务接接口（NSI）的任务，NSI有并行ISA总线接口、串串串行接口（EIA-2232）、PC卡接口，或或者是调制制解解调器接口口。NSI的访问服务务由LNS服务器提供供。LNS服务器可以以用来配置置网网络中的所所有有设备和维维护护网络上的的设设备及其相相应应的服务。NSI通常由操作作员界面工工具具、系统显显示示器、数据据记记录仪、网网关关、安装工工具具、维护工工具具或诊断工工具具提供，NSI允许这些设设备同时支支持持网络通讯讯和和网络工具具的的高层数据据交交换。LonWorkkss网络有以下下三种不同同类类别的接口口卡卡：1.串行适配器器SLTTA-100对于非PC主机机，或或者不具备备半半长插槽的PC机，SLTA--10串行LonTaalk适配器用高高速EIA-2232串行接口（115，200bpps）和一个双绞绞线通讯收收发发器为主机机建建立了一个个集集成的网络络接接口。SLTA--10将任何带有EIA-2232串行接口的的主处理器器与与LonWoorks网络相连，使使使得该主处处理理器可以与与使使用LonTaalk协议的设备备进行通信信。主主处理器可可以以直接与串串行行适配器连连接接，也可以以通通过电话线线远远程连接，支支支持用Hayes兼容的调制制解调器进进行行远程拨号号，从从而实现对对远远程节点访访问问与控制。2.PC适配器器PPCLTAAPCLTA-1100PCLLonTaallk适配器是一一种半长的ISA总线插卡，使使使任何配有ISA总线计算机机能很容易易地地访问LonWoorks网络，PCLTAA-10适配器集成成了内置的FIT-110A,TTPPT/XFF--78或TPT-XXF-122550收发器，可可下载存储储器器，可以支支持持NSI和Microosoft即插即用性性。3.PCC-1100网络适配器器PCC-10网网络络适配器是是一一个小型PC卡（原先的PCMCIIA），它为各各种膝上型型、掌掌上型和嵌嵌入入式应用提提供供高性能的LonWoorks网络接口。它它它的小型化化、NSI支持、可下下载存储器器和和集成的FTT-110自由拓扑收收发器等特特征征使它很适适合合于安装维维修修人员的使使用用。本系统的监控计计算算机采用SLTA--10串行适配器器。NCULonWorkkss现场总线控控制系统的的现现场配置与与集集散式控制制系系统类似，主主主要有：传传感感器、执行行器器、电气转转换换器和智能能节节点。它与与一一般的BA系统的主要要区别是用“智能节点”代替了“直接数字控控制器（DDC）”，利用智能能节点进行行区区域监控，通通通过LonWoorks技术实现网网络通信。设计本系统部分分控控制模块采采用用广东省欧欧宇宇信息控制制技技术有限公公司司LON-EEU200000系列智能节节点，下面面着着重介绍一一下下本系统所所用用到的几个个智智能节点模模块块。1.LON-EEUU2042组合功能节节点·4路模拟量输输入，精精度为12位，输入模模拟量信号号为为0~+5VVDC和0~+200mA；·2路模拟量输输出，精精度为12位，输出模模拟量信号号为为0~+5VVDC和0~+200mA；·5路数字量输输入，输输入数字信信号号为：逻辑辑电电平0，0~0~++2.5VV；逻辑电平1，+4.5~~+24VV；·3路继电器开开关输出出，输出继继电电器触点常常开开，输出继继电电器参数为为：：AC，0.3A//125V；DC,00.3A//1110V;;DC,1.0AA//30V;;·配有LED指指示灯、服服务按钮。2.LON-EEUU202668路数字量输输入、4路继电器输输出的LonWoorks节点·8路数字量输输入，输输入数字信信号号为：逻辑辑电电平0，0~0~++2.5VV；逻辑电平1，+4.5~~+24VV；输入采用用光电隔离离；；·允许用户下载载程序序；·通讯双绞线无无极性性简化布线线，可可插拔接线线端端子，安装装维维护方便迅迅速速；·配有LED指指示灯、服服务按钮。3.LON--EEU280022三相全电气气参数监测测监监控节点·采集三相电压压：UUA、UB、UC，分辨率为12位，交流电电压输入0~2200V；·采集三相电流流：IIA、IB、IC，分辨率为12位，交流电电压输入0~5.00A；·分别计算各相相的有有功功率、无无无功功率、有有有功电度、无无无功电度、功功功率因数、频频频率等参数数。4.LON--EEU/CLLOOCK网络络时钟节点点·能给LonWWorkss网络提供年年、月、日日、周周、时、分分、秒秒时钟信号号信信息；·用户可以通过过LoonWorrkks网络对时钟钟信号进行行修修正；·具有掉电保护护功能能；·允许用户下载载程序序；·配有LED指指示灯、服服务按钮；；5．LON--EU//ROUTTEER78KK--1.255MMLonnWWorks高性能路由由器LON-EU//RROUTEERR（78K-11.25M）是一种双双通道LonWoorks路由器，它它能被配置置成成中继器，配配配置路由器器或或学习路由由器器。该路由由器器能连接通通信信速率分别别为为78Kbpps和1.，25Mbpps的自由拓扑扑通道，起起管管理网络通通信信及增加网网络络容量的作作用用。成套的控制制系统空调控制系系统对于本楼宇自动动化化系统的区区域域节点控制制单单元NCU的实现，部部分是采用LON-EEU200000系列智能节节点模块通通过过连接和软软件件编程来实实现现，另一部部分分将采用成成套套的控制系系统统，而本文文以以空调控制制系系统LonBAAC-300000。LonBAC--33000以LonWoorks技术为基础础，以神经经元元芯片为核核心心，专用于于空空调机组控控制制的现场总总线线系统，其其结结构如图4-2所示。其工工作原理为为：：温湿度控控制制器测得温温度度和湿度后后，通通过运算获获得得阀门的调调节节输出。该该输输出通过LON网络送到智智能阀，产产生生响应的阀阀开开度。开关关量量控制器用用于于启、停机机组组，检测空空调调状态及产产生生报警等。图图图4.2为LonBAAC-300000基本系统。智能阀门智能阀门温湿度控制器开关量控制器空调机组LON总线图4.2LLonnBAC--33000基本系统该系统中的LOONN网络指由LON总线及其网网络产品组组成成的通信系系统统。1.智能阀门智能阀门直接连连接接在LON网络上，直直接通过LON总线接收阀阀门开度命命令令，该命令令以以网络变量量形形式出现。智智智能阀门结结构构如下图所所示示。智能阀阀门门主要硬件件设设计如下：：·智能阀门要求求的运运算量以及及存存储容量较较少少，因此使使用用了3120芯片。·使用FTF--10A自自由拓扑收收发发器。·电源部分使用用LMM2575芯片，滤波波后能够得得到到比较稳定定的的+5V电压。·串行A/D采采用TLCCL549芯片（10位），能够够满足阀位位开开度控制的的精精度要求。·继电器为JGGX--IF型固态继电电器，驱动动能能力大，使使用用寿命长。图图图4.3表示智能阀阀门结构。智智智能阀门控控制制程序，流流程程图如图4..4所示。收发器收发器3120A/D电位器继电器阀门电源LON总线24V5V图4.3智智能阀阀门结构variabllee_V>==vvariaabble_VV++vdvariabllee_V>==vvariaabble_VV++vdvariable_V>=variable_V+vd取代表阀门的网络变量variable_V确定变动的域值vdvariable_V>=variable_V+vd取代表阀门的网络变量variable_V确定变动的域值vd读入现阀位值variable_V阀位电机正转阀位电机反转阀位电机停转variable_V-vd<=variable_V+vdvariable_V<=variable_V+vd是否图4.4智智能阀阀门控制程程序序流程图2.温湿度度控控制器温湿度控制器主主要要硬件设计计如如下：·由于温湿度控控制器器作为控制制的的主控制器器，要要求又较大大的的存储空间间和和处理能力力，因因此自行设设计计了CPU模板。该该模板以3150为CPU，具有48KBEEPRROOM以及8KBRRAM空间，并且且带有FTF-110A自由拓扑收收发器。·电源部分使用用MAAX726芯片，滤波波后能获得得稳稳定的+5V电压。·HD72799是是一片具有有串串行接口、可可可驱动8位共阴式数数码管（或64只独立的LED），还可以以同时连接64键的智能显显示驱动芯芯片片大大简化化了了电路设计计。·AD芯片采用用TTLC255443,为11路模拟信道道逐次逼近近型型12位串行AD，精度高，响响响应时间短短，接接线简单。·5个按键，可可进行手手/自动切换和和参数的直直接接修改。·继电器使用JJGCC-3FAA,,体积小，驱驱动能力（可可可直接驱动380V交流设备），使使用寿命长长。温湿度控制器在在系系统中作为为主主控制器使使用用。其中有8路模拟信号号输入，可可与与温度变送送器器或其他仪仪表表相连接，也也也可利用3路热敏电阻阻（NTC）或热电阻阻（Pt100）输入直接接测量温度度。另另外还有2路报警信号号输出。LNTM温湿度控制制器结构如如图图4.5所示。CPU模板CPU模板信号处理信号处理串行ADHD7279继电器输出报警数码显示按键电源AI1~AI8AI9~AI1124V图4.5温温湿度度控制器结结构构温湿度控制器控控制制程序：该该控控制器实现现的的功能分两两部部分：一部部分分为节点内内部部的功能，其其其中有模拟拟量量的形式输输出出运算结果果到到其他控制制器器或智能阀阀；；根据设置置条条件进行报报警警处理；为为上上位机的组组态态提供丰富富的的功能，其其中中有模入、模模模出、开入入、开开出、与、或或或、非、异异或或、均值、焓焓焓值、混风控控制、PID控制、最小小值、最大大值值、二分程程、三三分程等、另另另一部分作作为为主控制器器，即即温湿度控控制制器还必须须具具备和上位位机机的联系功功能能。、3.开关量量控控制器开关量控制器用用于于启、停空空调调机组，检检测测空调状态态及及产生报警警等等。·同温湿度控制制器一一样，选用用了了相同的CPU模板。·电源部分使用用MAAX727芯片，滤波波后能获得得稳稳定的+5V电压。·继电器使用JJGCC-3FA，驱动能力力大，体积积小小，使用寿寿命命长。其结结构构如图4.66所示。CPU模板CPU模板按键电源5路继电器输出（带显示）8开入（带显示）手/自动切换显示24V5V图4.6LNNIOO开关量控制制器结构开关量控制器程程序序：开关量量控控制器的编编程程相对简单单些些。它包括括：：现场信号号读读入与显示示：：根据设定定条条件进行相相应应的开关量量输输出；开关关量量输出的手/自动切换等等。4.3NCUU节节点的抗干干扰扰措施节点工工作作的环境周周围围存在着许许多多干扰，这这就就要求从节节点点硬件方面面增增加必要的的抗抗干扰措施施，从从而提高通通信信准确度，延延延长硬件使使用用寿命。电源和地的抗干干扰扰设计节点的正确供电电和和良好接地地是是抗干扰的的关关键措施之之一一。采用如如下下方式：·节点模块的电电源管管脚与地线线之之间接入低低频频的去耦电电容容；·节点每一芯片片的VVCC与电线之间间接高频去去耦耦电容；Neuroon芯片的VCC管脚应共接接于一点，再再再与电源相相连连，在其周周围围至少接2个0.1uF的高频去耦耦电容；·节点的电源地地与大大地分开；；节节点上所有“地”等电位；所所有的VCC等电位。节点