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　　1 智能小區的發展及現狀

　　1.1智能小區的概念

　　智能建筑是計算機、通訊、建筑藝術以及圖象信息等多種技術集成后經先進設計和嚴格施工而得到的具有安全、高級、舒適、健康、溫馨等特征的建筑。 把智能建筑技術擴展到一個區域的幾座智能建筑進行綜合管理,再分層次地連接起來進行統一管理,這樣的區域被稱為智能小區。智能小區是繼智能建筑之后的又一個熱點趨勢,它涵蓋智能自動化、信息化、生態化等多方面的內容。

　　1.2 智能小區的功能及現狀

　　當前智能住宅小區應用系統的基本功能配置主要包括以下幾個方面:1(1)信息通訊系統。提供用戶話音通信、視頻廣播、寬帶信息服務;(2)安全防范系統。提供小區周界報警系統、居民室內報警及其它各種報警系統;(3)建筑設備監控系統。主要是給排水監控系統及電梯、照明等設備的監控;(4)物業管理系統。實現三表的遠程抄表、收費及其他一些小區物業的管理。 但是,目前智能小區建設中還存在諸如所用產品先進性不強或成本較高等問題,導致小區管理系統的穩定性和先進性不高。也有一些智能小區控制系統按功能劃分,各子系統之間垂直分割,不能共享信息,設備重復投資。

　　使用Ionworks網絡技術,上述問題可以得到很好的解決。單總線的結構,方便了現場布線,同時L0N的智能模塊具有成本低、兼容性好的特點,針對智能小區工程建設分期進行的情況,非常利于系統增容的可擴充性。而LNS技術的采用,更使智能小區具有許多新的優越性。

　　2 LNS(Lonworks network service)技術

　　LNS是Echelon公司最新開發出來的LON 總線的開發工具,它提供用戶一個強大的客戶/服務器網絡構架,是未來L0N總線的可互操作性基礎。使用LNS提供的網絡服務,可保證從不同網絡服務器上提供的網絡管理工具可以一起執行網絡安裝、維護、監測,而眾多的客戶則可以同時申請這些服務器所提供的網絡功能。

　　LNS提供壓縮的、面向對象的編程模式,大大減少了用戶開發時間和對系統的要求。它將網絡變成一個層次化的對象,通過對象的屬性、事件和方法對網絡進行訪問。而且訪問數據不受限制,允許用戶同時使用多臺人機接口(HMI)、SCADA站、數據站,同時訪問網絡上的數據。

　　LNS構架主要包括四個主要的組件:網絡服務服務器(NSS)、網絡服務器連接口(NSI)、LCA對象服務器和(LCA)數據服務器。

　　LNS構架和主機是無關的,它支持任何平臺的用戶,這些平臺可以是嵌入式的微處理器,也可以是Windows PC機、UNIX工作站。主機是通過LNS的API(Application Progmmm Iterface)來操作LNS的。LNS主機API是一個代碼層,對不同的開發平臺提供各種不同的編程工具,從而大大簡化了系統集成。

　　3 LNS技術在智能小區中的應用

　　LNS構架的智能小區系統可實現多種功能,如遠程抄表、安防技術、聯動控制、家電控制等,現就室內報警系統和遠程抄表對其控制進行較詳細的說明。 在小區室內設有燃氣泄露報警、門磁、紅外、玻璃破碎、漏水檢測等傳感裝置、緊急求助按鈕和三表的智能抄表裝置,負責各路報警的檢測及三表的讀數和計費。其詳細構架如下:

　　3.1下位機硬件結構及軟件實現

　　下位機硬件主要包括智能節點、路由器、時鐘模塊和硬件接口卡。

　　系統的現場信號主要有三表讀數、各報警傳感器和執行器的狀態等。由于神經元芯片有11個I/0口和2K的RAM,所以只需再加少量調理電路便可直接與現場的各I/0量相連,再加上一個收發器即可構成一個現場智能節點。最后所有的節點都掛接在L0N 總線上,網絡拓撲可為總線型、星型或自由拓撲型。

　　由于智能小區建筑的分散性和各棟樓施工要求可能不同,使用路由器將大大突破傳統總線的局限不受通信距離、通信介質和通信速率的限制。使得在一個小區內可兼顧技術與經濟的不同要求,采用不同的通信介質,在不同的段內兼容不同的通信速率。

　　硬件接口卡主要完成主機與神經元芯片間的數據轉換。可以采用NSI或NSS-10作為和主機的接口,由于NSS-10模塊的資源有限,所以在系統中采用PCLTA-10。

　　節點間通訊的軟件實現

　　節點建成后,先要進行網絡安裝設定節點邏輯地址,然后將節點間的網絡變量和顯示報文連接起來,以實現節點間的通訊,并和上位機交換數據。下面分別是節點安裝和網絡變量捆綁程序中的一段:

　　void Service Pir1Event Handler(service code serviceCode,NsSizet srvice ParameterLen);Event tag spEventTag;Srsts SetupService Pir1Events(void){SrSts sts;sts=NsA1 10V Everl仁Tag(&spEventrag);i f(sts==SRSTS-GOOD)sts=NsRegi ster Ever1Not i ficat ion Harld1er(spEventIag,Service Pin EventHandler,FALSE);Retlire(sts);}Void ConnectPair的。deHa口dle h11bHandle,NvMt工rldexh11bIndex,Nodehandle targetHarld1e,NvMt IndexTarget工丑dex)的sAddC0口rlect ion add COIlnParms;NS Result AddConnection AddConnResult;meInset(&addConr1Parms,0,s i zeof(addC0口nParms));add ConnParms.hub.r10deHandle=h11bHandle;addCor1nParrns.hub.r1VM℃Index=hub工rldex;addConnPartI1S.n11IIlIarget s=1;addConnParms,target(O).nodeHandle=targetHarldle;addConnParry1s.target(O).nvMt工r1dex=target Index;NsInvokeservice的S-ADD CONNECTION,&addCorlr1Parrr1s,s i zeof 也ddConnParms),&addConnResult,s i zeof 也dd-Cor1rlResult));}

　　3.2上位機監控與管理

　　基于智能小區控制對大量的控制設備和過程監控裝置之間通訊的需要,上位機一般采用具有“監控和數據采集",功能的組態軟件,如FIX、INTOUCH、組態王(King View)等,以便能以高可靠性對眾多的控制器和其他現場部件進行控制和監視,并能隨時對各種事件作出反應,且不丟失任何重要數據和信息。

　　在系統的上位機可以選用組態王來監控和采集數據。

　　選用的組態王有著易于使用的圖形界面,方便智能小區管理員的操作。組態王的網絡功能使小區監控現場與各個部門建立起聯系,在任何需要的時候把現場的信息實時地傳送到控制室,保證信息的暢通。

　　組態王能連接PLC、智能儀表、板卡、遠程數據采集裝置(RTU)等數百種外部設備,而其軟件系統與最終用戶使用的具體的PLC或現場設備無關,對于不同的硬件設施,只需為組態王配置相應的通訊驅動程序,即可實現通訊。

　　組態王同時保留了DDE(動態數據交換)通訊方式。組態王可以通過DDE和其他的應用程序如Excel、VB等交換數據,組成完備的上位機管理系統,還可以和數據庫程序、人工智能程序、專家系統等進行通訊。

　　在智能小區的控制中,可以選用LNS DDE ServeE和L0N 總線進行通訊。

　　上位機可以采用多種技術和L0N總線進行通訊,Unmanager DDE、LNS DDE和LNS API,已自主完成了多種驅動軟件的開發。實現了與FIX、INTOUCH、組態王等多種工業組態軟件與L0N網絡的連接,方便了用戶界面的迅速開發。同時也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等多種語言的開發。

　　選用的LNS DDE Server能完成ImWorks智能模塊和Windows應用程序間的數據交換,使得Windows應用程序可作為一個DDE客戶程序來監控Lonworks網絡。在智能小區的控制中,下位機設備是由基于LonWorks網絡的智能模塊構成,因此在上位機組態王可以通過LNS DDE Server與下位機智能節點和其他Windows應用程序進行通訊。其具體配置步驟如下:

　　先在組態王的設備庫中選擇DDE,雙擊“新建”后進入“設備配置向導"的提示。第一步選擇“DDE";第二步“給安裝的DDE設備指定連接對象名",輸入連接設備的邏輯名;第三步,“服務程序名,,指與“組態王”交換數據的程序名,一般是I/0服務程序,或者是Windows應用程序;“話題名”則是指本程序和服務程序進行DDE連接的話題名(Topic),“數據交換方式,,一般選擇“標準的Windows數據交換”;最后,單擊“完成”即可。組態王將自動完成驅動程序的啟動和通訊,不再需要用戶人工進行。

　　在數據字典中定義監控的I/0變量時,在變量屬性的“連接設備,,項中選擇使用上面定義的連接設備邏輯名,在“項目名”中輸入DDE會話的項目名即可。

　　這樣,定義好的變量就可以自動啟動LNSDDE與下位機的智能節點進行通訊。

　　上位機還可以利用VB開發服務程序,完成數據采集、報表打印、多媒體聲光報警等功能。在VB可視化編程工具中,DDE連接是通過控件的屬性和方法來實現的。對于作為客戶的文本框、標簽或圖片框,要設置屬性LinkTopic、LinkItem、LinkMode。若組態王作為客戶向VB請求數據,需要在定義變量時說明服務器程序的三個標識名,即:應用程序名設為VB可執行程序的名字，把話題名設為VB中窗體的LinkTopic屬性值，項目名設為VB控件的名字。

　　3.3 網絡功能

　　小區采用客戶/服務器的結構，數據庫管理機作為網絡服務器，管理網絡數據庫。還可以連接多臺網絡客房機，通過網絡服務器上的共享網絡數據庫進行網絡安裝和維護。甚至在服務器互連internet的情況下，可通過Internet對網絡進行管理和維護。

　　上位機的組態軟件組態王可運行在基于EtherNET網絡結構和TCP/IP網絡協議的網上，使用戶能夠實現上、下機位以及更高層次的廠級連網。

　　3.4 數據庫管理

　　數據庫管理應用軟件運行于數據庫管理機，主要實現功能為：LonWorks網絡節點的狀態監控和歷史查詢；住戶及整個小區三表使用情況的實時查詢和歷史查詢；小區管理中的其他功能等。

　　4 總結

　　LNS的平臺無關性，使基于LNS的應用程序可以容易地在各種操作平臺上移植；LNS的壓縮式面向對象編程更大大簡化了系統的設計過程；LNS多客戶多服務器技術，使得其構架的智能小區系統集成簡單、訪問數據不受限制且極大地節省了開發時間和費用，具有很大的優越性。而LNS與OPC技術的結合將使LON技術進一步推廣應用到智能小區中。