淺談LonWorks總線在樓宇智能化中的應用

王昕瑋

摘要：隨著智能建筑的迅猛的發展，LonWorks現場總線技術因其良好的性能和特點在越來越多的智能樓宇中使用。術本文介紹了LonWorks總線技術的特點，以及LonWorks總線在智能樓宇中的主要應用，并介紹了其實現方法。

關鍵詞：LonWorks；智能樓宇；現場總線

隨著經濟的發展，城市化進程的加速，同時伴隨著信息技術的快速發展，人們對工作生活中的樓宇建筑提出了更高的要求，逐漸關注居住環境的安全性，舒適性，靈活性，可靠性等方面，從而促進了智能建筑的迅猛的發展，從而誕生了樓宇自動化系統（Building Automatic System）。傳統的樓宇自動化系統容易形成局部子系統自動化，而整體系統數據閉塞的局面。而LonWorKs現場總線技術，因為其開放的通信協議，良好的性能和特點，能很好的解決子系統不能互聯互通的問題，從而越來越多的智能樓宇中使用LonWorks現場總線技術。

一、LonWorks總線介紹

LonWorkS是美國Echelon公司研制推出的一種現場總線網絡，該技術提供了一個構建監控網絡系統的完整平臺，并且具有現場總系技術的一切特點。該平臺通過神經元芯片（Neuron Chip）、LonTalk協議、LonWorks總線收發器、LonWorrks網絡服務體系架構、LonMark互操性標準、開發工具包LonBuilder和NodeBuilder、Neuron C編程語言，為開發者提供了構建控制網絡的全部技術[1]。

LonWorks提供了一個強大且開放的操作網絡，其具有強大的神經元芯片用于通信和控制，優秀的通信協議LonTalk滿足通信和系統互操作性，神經元芯片具有3個核心CPU，能夠同時進行控制和通訊操作，并且在其中固化了LonTalk協議和常見的I/O控制對象。LonWorks采用了ISO/OSI通信協議模型中完整的7層協議，神經元芯片提供了前6層，開發人員只需在應用層進行編程，同時LonWorks采用了面向對象的設計方法，稱之為“網絡變量”，使得設計網絡通信簡化成設置參數，極大的簡化了系統的編程設計。LonWorks設備可通過不同的傳輸媒介進行通信，如雙絞線、電力線等。LonWorks提供了一個開放的平臺，其通信協議是公開的，不同的廠家的設備之間能夠進行互聯和實時信息的交換，由于使用開放且完整的網絡協議，任何制造商的產品都可以在互聯設備之間都進行信息的傳遞和溝通。除了以上特點外，由于lonWorks控制網本身就是一個局域網，LonWorks控制網還能和以太網進行方便的互聯，使得測控網絡和組網實現統一，能夠在應用中實現更強大的功能。

二、LonWorks總線應用

由于現代化的大樓越來越智能，同時安裝的設備也越來越多且越來越復雜，包括門禁設備、安防設備、中央空調、新風機組、照明設備等，這其中包含了很多的管道，插座，線纜，傳感器等，傳統的控制方式已經不能很好的應用其中，所以基于LonWorks總線的樓宇智能化系統廣泛應用于智能樓宇建筑中，在這其中就包含門禁管理系統，安防管理系統，樓宇控制系統，照明控制系統等子系統，每個子系統獨立運行，同時也可以聯動運行。整個LonWorks網絡采用了開放式的系統結構和分布式的控制方式。每個子系統都會有一個LonWorks節點控制器用于網絡接入。

（一）門禁管理子系統

門禁管理系統用于樓宇中房門的安全功能，包括門禁節點控制器，讀卡器，門鎖和門磁等設備。門禁節點控制器連接到LonWorks網絡中，上位機可以通過LonWorks網絡知道持卡人的通行權限，進出門記錄以及房門狀態等信息。也可以綜合房門信號，讀卡器，通過控制總線，聯動其他子系統。

（二）安防管理子系統

安防管理系統可以用于樓宇安全的監控，安防管理節點控制器通過對監控視頻，控制鍵盤，雙鑒探測器，幕簾、玻璃破碎，火災報警等的監控，把當前的事件狀態通過LonWorks網絡發送給上位機，上位機可以連同其他子系統進行布放和撤防的操作。

（三）樓宇控制子系統

樓宇控制子系統可以通過樓宇節點控制器對中央空調、新風機組，通風系統，給排水系統進行控制。把各個控制系統的數據接入到LonWorks網絡中，實現上位機數據的集中設置和查看，并且達到子系統信息共享，從而聯動其他子系統。

（四）照明控制子系統

照明控制子系統通過照明節點控制器接入開關設備、控制鍵盤、人體感應傳感器和照度傳感器等多種感應器，采集探測的信號，然后把各種探測信號通過LonWorks網絡傳送給上位機，上位機根據不同的信號，執行不同的照明控制操作。

三、實現方法

從本文上述LonWorks總線的應用情況可知，LonWorks節點控制器是接入lonWorks網絡必不可少的。整個系統采用總線分布式的控制結構，包含有一臺上位機，可以用于集中監控和管理整個網絡系統。一個LonWorks總線控制器，可以用于現場各個總線節點間交換數據、顯示狀態、執行操作、參數設定等。分布在現場的節點控制器主要實現數據的實時采集、檢測控制鍵盤信號輸入、檢測探測器的輸入，執行輸出控制操作，輸出狀態的顯示、存儲配置和運行數據、并能夠同上位機和其他節點控制器進行數據交換的功能。通常節點控制器有兩種結構：一種以神經元芯片作為處理器，兼顧控制和通信；還有一種神經元芯片只作為通信CPU[2]，選用其他處理器作為控制CPU，這兩種方案都可以選擇。

四、結語

隨著城市發展規模的逐漸壯大，樓宇的智能化越來越普遍， LonWorks總線作為一種開放的現場總線技術，具有靈活性、可擴充性、開放性的特點，使它在智能樓宇自動化系統中得到廣泛的應用。

參考文獻：

[1]智淑亞.基于LonWorks技術的智能樓宇空調系統設計[J].機械設計與制造工程.2013，42（4）：5961.

[2]宋永獻，賀乃寶，紀林海.基于LonkWorks技術的智能節點研究與設計[J].山西電子技術.2008（3）：79.