LonWorks网络智能节点及应用.PDFVIP

维普资讯 第22卷 第3期 邢 台 职 业 技 术 学 院 学 报 Vb1．22 NO．3 2005年6月 JournalofXingtaiVocationalandTechnicalCollege Jun．2005 LonWorks网络智能节点及应用 李 昶，赖海鹏，冯国胜 (石家庄铁道学院 研究生分院，河北 石家庄 050043) 摘 要：本文介绍了LonWorks的技术特点和网络特性。及其在智能抄表系统中的应用，并给出了系统总体方案及 智能终端的结构方案。 关键词：LonWorks节点；自动抄表系统；神经元芯片 中图分类号：TP393．02 文献标识码：A 文章编号： 随着城市规模的不断扩大和人口的El益增长，水．电、煤气的使用量越来越大 而且使用点的分布范围也越来越广。传 统的人工抄表方式面临巨大的挑战。采用自动抄表技术，既可以提高抄表的准确性和及时性，降低劳动强度，达到减员增效 的目的，又便于进行数据的统计分析，给城市供水、电、气系统等基本设施建设提供了科学合理的依据。 自动抄表是指采用通信．计算机网络等技术 自动读取和处理数据。我国采用一户三表制的计量方式，决定了抄表系统主 要应具有两个特点：其一．数据采集点多量大；其二，系统是一个覆盖面很广的通信网络数据(采集点具有分散性)。实行计算 机网络管理下的水、电、煤气的自动抄表计费对于减少中间环节、提高物业管理效益、保护作为消费者的住户的利益，具有 重大的现实意义 一 、 LonWorks现场总线 现场总线(FieldBus)的概念由IEC于 1985年首次提出，其定义是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控 制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线，它是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互联的 通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。 现场总线把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带把它们连接成可以相互沟通信息。共同完成自控 任务的网络控制系统，它使 自控设备具备了数字通信能力．因而把该项技术称为自控领域的通信技术。由于技术和利益的原 因，目前国际上还没有统一的现场总线标淮。每一种现场总线都有它自身的优、缺点，同时它们也在不同领域内发挥着各自 独特的优势。目前主要流行的现场总线有CAN、PIOFIBUS．HART、LonWorks等。 Lonworks(ImcalOperatingNetworks，局部操作网络)是美国Echelon公司于 1991年推出的一种现场总线系统。它采用了 ISO／OSI模型的全部七层通信协议和面向对象的设计方法，支持双绞线、同轴电缆、光纤、红外线、电源线等多种通信介质。 LonWorks使用的开放式通信协议LonTalk为设备之间交换控制状态信息建立了一个通用的标准。目前LonWorks技术已广泛 用于飞行控制系统、火车控制系统、工业过程控制、医院、楼宇自动化和智能小区等领域。 Neuron芯片是LonWorks节点的核心。它与由通信介质而定的发射接收器一起构成适合不同媒体的节点。Neuron芯片有 多种版本可选。其中以Motorola的MC143150和MC143120Neuron芯片较成熟。它们使低成本局域操作网络的实现成为可能。 通过独特的硬件和固件结合，以满足处理来 自传感器和智能控制设备的输入以及通过不同网络介质传输控制信息的要求。 对Neuron芯片的程序设计采用NeuronC语言。它在标准c的基础上进行了自然扩展。直接支持Neuron芯片的固化软件， 为分布式Lonworks环境提供了特定的对象集合及访问这些对象的内部函数。还提供 内部类型检查。是一个开发Lonworks应 用的有力工具。 二、系统设计 本文提出了一种基于LonWorks技术的自动抄表系统初步设计方案。系统主要是由数字式终端仪表(包括水表、电表、气 表以及热能表等)．基于Neuron3150的抄表控制模块、抄表服务器 (置于小区中)．数据服务器 (置于供电局)等组成。其中 抄表控制模块到抄表服务器是通过电力线传输的。抄表