LonWorks構(gòu)架的智能小區(qū)安防及關鍵技術

三、LNS構(gòu)架的智能小區(qū)安防及關鍵技術應用研究

LNS構(gòu)架的智能小區(qū)演示系統(tǒng)具有多種功能，如三表的遠程抄表、安防技術、聯(lián)動控制、家電控制等，現(xiàn)就遠程抄表和安防技術對其管理進行較詳細說明。

　　1.下位機硬件結(jié)構(gòu)

　　下位機硬件主要包括智能節(jié)點、路由器、時鐘模塊和接口卡。

現(xiàn)場信號有三表讀數(shù)、各報警傳感器和執(zhí)行器的狀態(tài)等，將這些信號與神經(jīng)元芯片相連，加上一個收發(fā)器即可構(gòu)成一個現(xiàn)場智能節(jié)點。由于神經(jīng)元芯片有11個I/O口和2K的RAM，加少量調(diào)理電路即可直接與三表信號量相連，而報警信號則可直接與神經(jīng)元芯片相連。最后將所有的節(jié)點都掛接在LON總線上，網(wǎng)絡拓撲可為總線型或星型或自由拓撲型。節(jié)點間可通過LonTalk協(xié)議相互通訊。

　　由于智能小區(qū)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(tǒng)總線的局限——不受通信距離、通信介質(zhì)和通信速率的限制。使得在一個小區(qū)內(nèi)可兼顧技術與經(jīng)濟的不同要求，采用不同的通信介質(zhì)，在不同的段內(nèi)兼容不同的通信速率。

　　2.上位機監(jiān)控與管理

　　上位機可以采用多種技術和LON總線進行通訊，Lonmanager DDE、LNS DDE和LNS API，已自主完成了多種驅(qū)動軟件的開發(fā)。實現(xiàn)了與FIX、INTOUCH、KingView等多種工業(yè)組態(tài)軟件與LON網(wǎng)絡的連接，方便了用戶界面的迅速開發(fā)。同時也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等語言的開發(fā)。

　　基于智能小區(qū)控制對大量的控制設備和過程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，上位機一般采用 具有“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集”功能的組態(tài)軟件，如FIX、INTOUCH、組態(tài)王(KingView)等，以便能以高性能和高可靠性對眾多的控制器和其他現(xiàn)場部件進行控制和監(jiān)視，且能隨時對各種事件作出反應，并且不丟失任何重要數(shù)據(jù)和報警信息。

　　我們在演示系統(tǒng)的上位機采用組態(tài)王(KingView)來監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)。

　　組態(tài)王有著易于使用的圖形界面，方便智能小區(qū)管理員的操作。組態(tài)王的網(wǎng)絡功能使小區(qū)監(jiān)控現(xiàn)場與各個部門建立起聯(lián)系，在任何需要的時候把現(xiàn)場的信息實時的傳送到控制室，保證信息的暢通。

　　組態(tài)王能連接PLC、智能儀表、板卡、遠程數(shù)據(jù)采集裝置(RTU)等數(shù)百種外部設備，組態(tài)王通過驅(qū)動程序和這些工控設備相通訊。組態(tài)王軟件系統(tǒng)與最終用戶使用的具體的PLC或現(xiàn)場部件無關。對于不同的硬件設施，只需為組態(tài)王配置相應的通信驅(qū)動程序即可。

　　組態(tài)王同時保留了DDE(動態(tài)數(shù)據(jù)交換)通訊方式。組態(tài)王通過DDE(動態(tài)數(shù)據(jù)交換)和其他的應用程序之間交換數(shù)據(jù)。通過DDE，開發(fā)者可利用PC機豐富的軟件資源來擴充“組態(tài)王”的功能，比如用Excel從“組態(tài)王”的數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)作業(yè)進行優(yōu)化計算，然后組態(tài)王再從Excel中讀出結(jié)果來控制各個生產(chǎn)參數(shù)；可以利用VISUAL BASIC開發(fā)服務程序，完成數(shù)據(jù)采集、報表打印、多媒體聲光報警等功能，從而很容易的組成一個完備的上位機管理系統(tǒng)；還可以和數(shù)據(jù)庫程序、人工智能程序、專家系統(tǒng)等進行通訊。

　　在智能小區(qū)的控制中，驅(qū)動軟件我們選用LNS DDE Server。

LNS DDE Server能完成LonWorks智能模塊和Windows應用程序間的數(shù)據(jù)交換，使得Windows應用程序可以作為一個DDE客戶程序來監(jiān)控LonWorks網(wǎng)絡，即采集Lonworks網(wǎng)絡數(shù)據(jù)并發(fā)送一定的指令來改變LonWorks網(wǎng)絡的某些操作。在智能小區(qū)的控制中，下位機設備就是由基于LonWorks網(wǎng)絡的智能模塊構(gòu)成，因此在上位機組態(tài)王就可以通過LNS DDE Server與下位機智能節(jié)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(tài)王的設備庫中選擇DDE，然后按“設備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿杉纯伞５谝徊竭x擇“DDE”；第二，“給安裝的DDE設備指定連接對象名”對話框中，輸入連接設備的邏輯名；第三步，“服務程序名”則是與“組態(tài)王50”交換數(shù)據(jù)的程序名，一般是I/O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(shù)據(jù)交換方式”一般選擇“標準的Windows數(shù)據(jù)交換”；最后單擊“完成”即可。組態(tài)王50將自動完成驅(qū)動程序的啟動和通信，不再需要用戶人工進行。

　　然后，在定義I/O變量時，在變量屬性的“連接設備”項中選擇使用上面定義的邏輯連接設備名，在“項目名”中輸入DDE會話的項目名即可。注意，只有I/O類型的變量才有這兩項。

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

　　上位機還可以利用VISUAL BASIC開發(fā)服務程序，完成數(shù)據(jù)采集、報表打印、多媒體聲光報警等功能。在VISUAL BASIC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(xiàn)的。對于作為“顧客”的文本框、標簽或圖片框，要設置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三個屬性。如果組態(tài)王作為“顧客”想VB請求數(shù)據(jù)，需要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(zhí)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。

　　總之，兩種方式的數(shù)據(jù)采集都是通過驅(qū)動程序和下位機交換數(shù)據(jù)的。從而很容易的組成一個完備的上位機管理系統(tǒng)。

　　3.網(wǎng)絡功能

　　組態(tài)王5.0可運行在基于EtherNET網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議的網(wǎng)上，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)上、下位機以及更高層次的廠級連網(wǎng)。

TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議提供了在不同硬件體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的計算機組成的網(wǎng)絡上進行通信的能力。一臺PC機通過TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議可以和多個遠程計算機(即遠程節(jié)點)進行通訊。在“組態(tài)王”的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，直接參與現(xiàn)場控制的PC機作為網(wǎng)絡服務器，其他站點作為網(wǎng)絡客戶機共享服務器中的數(shù)據(jù)。

　　用戶要實現(xiàn)“組態(tài)王”的網(wǎng)絡功能，必須滿足以下條件：(1)將“組態(tài)王”50安裝在網(wǎng)絡版Windows3x、Windows95或Windows NT上，并啟動TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議，即利用“組態(tài)王”網(wǎng)絡功能的PC機必須首先是某個局域網(wǎng)上的站點并啟動該網(wǎng)。(2)客戶機和服務器必須安裝并同時運行“組態(tài)王”。

四、總結(jié)

　　利用LNS構(gòu)架的智能小區(qū)演示系統(tǒng)，在上位機通過組態(tài)軟件如組態(tài)王以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集與監(jiān)控，便于智能小區(qū)的集中管理，且界面友好簡單，控制快捷可靠。下位機采用LON控制網(wǎng)絡，成本低，可擴充性。整個系統(tǒng)開發(fā)時間和費用小，集成簡單，且安全可靠，是智能小區(qū)控制可選的最佳控制方案之一。

參考文獻

1.陽憲惠主編的《現(xiàn)場總線技術及其應用》，清華大學出版社

2.北京亞控自動化軟件科技有限公司，《組態(tài)王5.0》

3.建筑電氣資訊20008《智能建筑設計標準》、《商住小區(qū)智能化綜合系統(tǒng)解決方案》