LonWorks構架的智能小區安防及關鍵技術

三、LNS構架的智能小區安防及關鍵技術應用研究

LNS構架的智能小區演示系統具有多種功能，如三表的遠程抄表、安防技術、聯動控制、家電控制等，現就遠程抄表和安防技術對其管理進行較詳細說明。

　　1.下位機硬件結構

　　下位機硬件主要包括智能節點、路由器、時鐘模塊和接口卡。

現場信號有三表讀數、各報警傳感器和執行器的狀態等，將這些信號與神經元芯片相連，加上一個收發器即可構成一個現場智能節點。由于神經元芯片有11個I/O口和2K的RAM，加少量調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元芯片相連。最后將所有的節點都掛接在LON總線上，網絡拓撲可為總線型或星型或自由拓撲型。節點間可通過LonTalk協議相互通訊。

　　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。

　　2.上位機監控與管理

　　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動軟件的開發。實現了與FIX、INTOUCH、KingView等多種工業組態軟件與LON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等語言的開發。

　　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的通訊的需要，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(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場部件進行控制和監視，且能隨時對各種事件作出反應，并且不丟失任何重要數據和報警信息。

　　我們在演示系統的上位機采用組態王(KingView)來監控和采集數據。

　　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的傳送到控制室，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，組態王通過驅動程序和這些工控設備相通訊。組態王軟件系統與最終用戶使用的具體的PLC或現場部件無關。對于不同的硬件設施，只需為組態王配置相應的通信驅動程序即可。

　　組態王同時保留了DDE(動態數據交換)通訊方式。組態王通過DDE(動態數據交換)和其他的應用程序之間交換數據。通過DDE，開發者可利用PC機豐富的軟件資源來擴充“組態王”的功能，比如用Excel從“組態王”的數據庫中讀取數據，對生產作業進行優化計算，然后組態王再從Excel中讀出結果來控制各個生產參數；可以利用VISUAL BASIC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，從而很容易的組成一個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，驅動軟件我們選用LNS DDE Server。

LNS DDE Server能完成LonWorks智能模塊和Windows應用程序間的數據交換，使得Windows應用程序可以作為一個DDE客戶程序來監控LonWorks網絡，即采集Lonworks網絡數據并發送一定的指令來改變LonWorks網絡的某些操作。在智能小區的控制中，下位機設備就是由基于LonWorks網絡的智能模塊構成，因此在上位機組態王就可以通過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，然后按“設備配置向導”的提示一步步完成即可。第一步選擇“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“組態王50”交換數據的程序名，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50將自動完成驅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與下位機的智能節點進行通訊。

　　上位機還可以利用VISUAL BASIC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。如果組態王作為“顧客”想VB請求數據，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，兩種方式的數據采集都是通過驅動程序和下位機交換數據的。從而很容易的組成一個完備的上位機管理系統。

　　3.網絡功能

　　組態王5.0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、下位機以及更高層次的廠級連網。

TCP/IP網絡協議提供了在不同硬件體系結構和操作系統的計算機組成的網絡上進行通信的能力。一臺PC機通過TCP/IP網絡協議可以和多個遠程計算機(即遠程節點)進行通訊。在“組態王”的網絡結構中，直接參與現場控制的PC機作為網絡服務器，其他站點作為網絡客戶機共享服務器中的數據。

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

四、總結

　　利用LNS構架的智能小區演示系統，在上位機通過組態軟件如組態王以實現數據的實時采集與監控，便于智能小區的集中管理，且界面友好簡單，控制快捷可靠。下位機采用LON控制網絡，成本低，可擴充性。整個系統開發時間和費用小，集成簡單，且安全可靠，是智能小區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，《組態王5.0》

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