基于总线技术的远程多路温度监控系统的智能节点设计.pdfVIP

第28卷第2期 河南科技大学学报：自然科学版 V01．28No．2 2007年4月 ofHenan ofScienceand Science 2007 Journal University Technology：Natural Apr． 基于总线技术的远程多路温度监控系统的 智能节点设计 杨桦1，李敏2，黄小明3 (1．湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北武汉430068；2．河南科技大学电子信息工程学院，河南洛阳471003； 3，中交第二公路勘察设计研究院交通工程设计室，湖北武汉430052) 摘要：采用基于LonWorks技术的神经元芯片3150构建了远程多路温度监测系统。设计中合理地使用神经元 芯片的内部资源和其强大的外部扩展能力，通过增加外围电路来实现I／0扩展，以构成满足多路测控点需求 的智能节点。每个智能节点均可作为子系统通过固化在神经元内的七层网络协议一LonTalk协议与网络进行 联接，其互操作性、开放性的优势有效的提高了系统信息通讯速度和容量，构建出真正分布式的多信息测控网 络。 关键词：神经元芯片；智能节点；温度监控；远程通信 中图分类号：TP273．5 文献标识码：A 0 前言 目前，微机温度监控系统已用于众多领域，但当监控点较多且位置较分散时，单一结构的微机温度 监控系统就难以应付，为此，开发一种基于现场总线技术的远程多路温度监控系统是必要的。 LonWorks网络控制技术是近年来迅速发展起来的现场总线控制技术，其集计算机、网络、控制于一 体，集成了[SO／OSt的全部七层协议，同时具有通信和控制功能，并支持双绞线、同轴电缆、电力线、射 频、红外线、光纤等多种通讯媒介，且工作温度范围宽(一40～85℃)，组网灵活，开放性好，已在自动化 领域得到广泛应用¨“1。 本文设计的多路温度监控系统就是利用LonWorks技术的优势在电力线上实现数据的可靠、准确、 快捷的传输，节省了通讯线路的基建投资和日常维护费用，也不占用日益紧张的频率资源，具有一定的 经济可行性，应用前景良好。 1 系统总体结构 采用LonWorks现场总线技术构成 的测控网络中，每个Neuron智能芯片组 成一个节点，每个智能节点集采集、通 信、I／O为一体，不仅独立完成数据采 集、处理、控制任务，并且能依赖其嵌入 的LonTalk通信协议完成与其它智能节 点的通信。 本系统中，每个温度测量点都是一 个智能节点，将地理位置靠近的智能节 点通过LonWorks现场总线互联为局部 图1 系统总体框图 操作网络LON，进行现场温度的采集、 基金项目：河南省教育厅自然科学基础研究项目(NO．200410464004) 作者简介：杨释(1960一)，女，湖北武汉入，副教授，主要研究方向为自动检测仪表及过程控制 收稿日期：2006—09—02 万方数据 ·30· 河南科技大学学报：自然科学版 2007焦 处理，实现全分布式测控网络的底层功能。各智能节点用路由器汇集后，通过MODEM和公用电话网与 远程监控中心的主机相联，完成智能节点与监控中心主机之间命令或实时数据的远程双向传输，如图1 所示。 现了远程数据通信，便于管理，又充分利用了电信资源。在实际运行中，LON网络的各智能节点间可以 实现数据传递，同时监控中心与智能节点间可用MODEM以拨号形式进行远程数据通信。监控中心能 通过程序自动或人工命令方式进行拨号，选中路由器等待双方的MODEM连接成功，路由器可将指定的 智能节点的实时数据上传给监控中心，用于显示、打印等；同时各智能节点也可以将现场情况(如温度 越限报警等)发送监控中心，以利监控中心及时准确的对现场进行管理。待现场和监控中心数据传送 完毕后，双方的MODEM自动拆链挂机，由此完成一次完整的通信过程。 2智能节点硬件设计 LonWorks技术是一种控制网络层 次上的技术，因此智能节点的开发离不 开对网络的整体考虑。智能节点主要 以