基于ＬｏｎＷｏｒｋｓ的溫度監控系統設計

摘要：論述了基于Lonworks技術的溫度智能節點硬件設計和軟件設計。硬件設計闡述了節點結構及其工作原理；軟件設計主要針對應用程序的設計。

關鍵詞：LonWorks 智能節點 硬件設計 軟件設計

中圖分類號：TP273 文獻標識碼： B 文章編號：1002-2422(2008)01-0006-02

利用LonWorks技術實現溫度監控系統，采用Neuron芯片作為CPU，不僅具備單片機的優良性能，而在通信方面更勝一籌。另外利用Neuron c編程可以方便地實現一些先進控制算法，可以將這些算法程序下載到前端智能控制器中直接進行現場控制，并且采用了神經網絡技術，大大提高了控制精度和控制器適應能力，具有響應快、超調小、偏差低、穩定度高、功耗低等特點。該系統在家用電器、智能建筑、工業過程控制、倉儲智能化等領域都具有重大的實用價值。

1 溫度智能節點硬件的設計

圖1是溫度測控智能節點的結構圖。電源為神經元芯片、系統其它需要供電的芯片及其它元器件提供穩定的電源；網絡接口，采用雙絞線介質，使智能節點能夠接收和發送網絡數據；溫度測量A／D轉換，通過溫度傳感器測量被控溫度，并把溫度數據通過A／D轉換后送給神經元芯片進行處理；信號輸出及D／A轉換，將神經元芯片給出的控制信號經轉換送給執行裝置，以調節溫度；顯示，選用串行通信方式與神經元芯片接口，對本節點溫度進行監視。

其工作過程是：從測量裝置測出的物理信號進行A／D轉換后通過神經元芯片的I／O口送入神經元芯片，在神經元芯片的控制下，通過和神經元芯片網絡通訊端口相連的收發器向LonWorks控制網絡傳遞數據。同時網絡上的控制信號通過收發器送入神經元芯片和測量信號一起作為神經網絡的輸入量，并通過智能控制器中的神經網絡HD控制程序在線不斷修改相應的控制參數，然后將處理完成的控制數據通過芯片的I／O口經D／A轉換電路變成模擬值即輸出電壓u，再通過電壓調節器來控制風扇的轉速和加熱管的功率，來對溫度進行控制的。

2 溫度智能節點軟件的設計

溫度智能節點軟件程序使用Echelon公司的Node-Builder開發工具進行設計開發，設計的Neuron c程序主要包括I／O接口程序和控制策略程序。

基于LonWorks溫度監控系統設計的應用程序如下：

mtimer repealing TempSensorTxTimer=1OOL

signed long slTempSensor；

unsigned long ulTempSensorMinSendT；

unsigned long ulTempSensorMaxSendT；

SCPTnfinSendTime cp_family MinSendT；

SCPTmaxSendTime cp_family MaxSendT；

network output SNVT-temo-P nvTemp

nv_propertles

MinSendT，

MaxSendT}；

fblock SFPTTempSensor{

nvTemp implemenls nvTemp；

}FempSensor

10_0 inpul ontime clock(1)mvert tempture；

when(io_update_occurs(tempture))

{if(fblockNormalNotLockedOut(TempSensor：：global_index)){

slTempSensor+=input_value；

slTempSensor=max(0，slTempSensor)：

slTempSensor=min(i00，slTempSensor)；

if((ulTempSensorMinSendT>=

TernpSensor：：nvTemp：：MinSendT)ll

(TempSensor：：nvTemp：：MinSendT==0)){

ulTempSensorMinSendT=0：

ulTempSensorMaxSendT=0：

TempSensor：：nvTemp=slTempSensor；}}}

when(timer_expires(TempSensorTxTimer))

{if(fblockNormalNotLockedOut(TempSensor：：global_index)){

if(ulTempSensorMinSendT

++ulTempSensorMinSendT；}

else{

if(TempSensor：：nCFemp!=slTempSensor){

TempSensor：：nvTemp=slTempSensor；

ulTempSensorMinSendT=0；

ulTempSensorMaxSendT=0；}}

if(ul Temp SensorMaxSendT

++ulTempSensorMaxSendT；}

else

(TempSensor：：nvTemp=slTempSensor；

ulTempSensorMinSendT=0：

alTempSensorMaxSendT=0；}}}

3 結束語

設計實現了基于LonWorks技術的溫度智能監控系統。作為在過程控制中一個典型應用，控制器具有比較強的通用性，稍作改變就可以用來控制其它的現場對象?？舍槍Σ煌默F場對象選用各種先進控制方法，將算法用Neuronc程序實現下載到智能節點中去，以達到最優控制現場的目的。在設計中，充分應用了LonWorks技術的大部分設計方法并將LonWorks技術和神經網絡PID控制結合起來，發揮了二者的優勢，提高了系統的整體性能。