1 智能小區的發(fā)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(shù)以及圖象信息等多種技術(shù)集成后經(jīng)先進(jìn)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(shù)擴展到一個(gè)區域的幾座智能建筑進(jìn)行綜合管理,再分層次地連接起來(lái)進(jìn)行統一管理,這樣的區域被稱(chēng)為智能小區。智能小區是繼智能建筑之后的又一個(gè)熱點(diǎn)趨勢,它涵蓋智能自動(dòng)化、信息化、生態(tài)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(gè)方面:1(1)信息通訊系統。提供用戶(hù)話(huà)音通信、視頻廣播、寬帶信息服務(wù);(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(yè)管理系統。實(shí)現三表的遠程抄表、收費及其他一些小區物業(yè)的管理。 但是,目前智能小區建設中還存在諸如所用產(chǎn)品先進(jìn)性不強或成本較高等問(wèn)題,導致小區管理系統的穩定性和先進(jìn)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(wǎng)絡(luò )技術(shù),上述問(wèn)題可以得到很好的解決。單總線(xiàn)的結構,方便了現場(chǎng)布線(xiàn),同時(shí)L0N的智能模塊具有成本低、兼容性好的特點(diǎn),針對智能小區工程建設分期進(jìn)行的情況,非常利于系統增容的可擴充性。而LNS技術(shù)的采用,更使智能小區具有許多新的優(yōu)越性。

　　2 LNS(Lonworks network service)技術(shù)

　　LNS是Echelon公司最新開(kāi)發(fā)出來(lái)的LON 總線(xiàn)的開(kāi)發(fā)工具,它提供用戶(hù)一個(gè)強大的客戶(hù)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò )構架,是未來(lái)L0N總線(xiàn)的可互操作性基礎。使用LNS提供的網(wǎng)絡(luò )服務(wù),可保證從不同網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器上提供的網(wǎng)絡(luò )管理工具可以一起執行網(wǎng)絡(luò )安裝、維護、監測,而眾多的客戶(hù)則可以同時(shí)申請這些服務(wù)器所提供的網(wǎng)絡(luò )功能。

　　LNS提供壓縮的、面向對象的編程模式,大大減少了用戶(hù)開(kāi)發(fā)時(shí)間和對系統的要求。它將網(wǎng)絡(luò )變成一個(gè)層次化的對象,通過(guò)對象的屬性、事件和方法對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。而且訪(fǎng)問(wèn)數據不受限制,允許用戶(hù)同時(shí)使用多臺人機接口(HMI)、SCADA站、數據站,同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )上的數據。

　　LNS構架主要包括四個(gè)主要的組件:網(wǎng)絡(luò )服務(wù)服務(wù)器(NSS)、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器連接口(NSI)、LCA對象服務(wù)器和(LCA)數據服務(wù)器。

　　LNS構架和主機是無(wú)關(guān)的,它支持任何平臺的用戶(hù),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(guò)LNS的API(Application Progmmm Iterface)來(lái)操作LNS的。LNS主機API是一個(gè)代碼層,對不同的開(kāi)發(fā)平臺提供各種不同的編程工具,從而大大簡(jiǎn)化了系統集成。

　　3 LNS技術(shù)在智能小區中的應用

　　LNS構架的智能小區系統可實(shí)現多種功能,如遠程抄表、安防技術(shù)、聯(lián)動(dòng)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(jìn)行較詳細的說(shuō)明。 在小區室內設有燃氣泄露報警、門(mén)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(shí)現

　　下位機硬件主要包括智能節點(diǎn)、路由器、時(shí)鐘模塊和硬件接口卡。

　　系統的現場(chǎng)信號主要有三表讀數、各報警傳感器和執行器的狀態(tài)等。由于神經(jīng)元芯片有11個(gè)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(chǎng)的各I/0量相連,再加上一個(gè)收發(fā)器即可構成一個(gè)現場(chǎng)智能節點(diǎn)。最后所有的節點(diǎn)都掛接在L0N 總線(xiàn)上,網(wǎng)絡(luò )拓撲可為總線(xiàn)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(xiàn)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(gè)小區內可兼顧技術(shù)與經(jīng)濟的不同要求,采用不同的通信介質(zhì),在不同的段內兼容不同的通信速率。

　　硬件接口卡主要完成主機與神經(jīng)元芯片間的數據轉換?？梢圆捎肗SI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(diǎn)間通訊的軟件實(shí)現

　　節點(diǎn)建成后,先要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )安裝設定節點(diǎn)邏輯地址,然后將節點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò )變量和顯示報文連接起來(lái),以實(shí)現節點(diǎn)間的通訊,并和上位機交換數據。下面分別是節點(diǎn)安裝和網(wǎng)絡(luò )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(guò)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(tài)軟件,如FIX、INTOUCH、組態(tài)王(King View)等,以便能以高可靠性對眾多的控制器和其他現場(chǎng)部件進(jìn)行控制和監視,并能隨時(shí)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(tài)王來(lái)監控和采集數據。

　　選用的組態(tài)王有著(zhù)易于使用的圖形界面,方便智能小區管理員的操作。組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò )功能使小區監控現場(chǎng)與各個(gè)部門(mén)建立起聯(lián)系,在任何需要的時(shí)候把現場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制室,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(hù)使用的具體的PLC或現場(chǎng)設備無(wú)關(guān),對于不同的硬件設施,只需為組態(tài)王配置相應的通訊驅動(dòng)程序,即可實(shí)現通訊。

　　組態(tài)王同時(shí)保留了DDE(動(dòng)態(tài)數據交換)通訊方式。組態(tài)王可以通過(guò)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(zhuān)家系統等進(jìn)行通訊。

　　在智能小區的控制中,可以選用LNS DDE ServeE和L0N 總線(xiàn)進(jìn)行通訊。

　　上位機可以采用多種技術(shù)和L0N總線(xiàn)進(jìn)行通訊,Unmanager DDE、LNS DDE和LNS API,已自主完成了多種驅動(dòng)軟件的開(kāi)發(fā)。實(shí)現了與FIX、INTOUCH、組態(tài)王等多種工業(yè)組態(tài)軟件與L0N網(wǎng)絡(luò )的連接,方便了用戶(hù)界面的迅速開(kāi)發(fā)。同時(shí)也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等多種語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)。

　　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(gè)DDE客戶(hù)程序來(lái)監控Lonworks網(wǎng)絡(luò )。在智能小區的控制中,下位機設備是由基于LonWorks網(wǎng)絡(luò )的智能模塊構成,因此在上位機組態(tài)王可以通過(guò)LNS DDE Server與下位機智能節點(diǎn)和其他Windows應用程序進(jìn)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,雙擊“新建”后進(jìn)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(wù)程序名,,指與“組態(tài)王”交換數據的程序名,一般是I/0服務(wù)程序,或者是Windows應用程序;“話(huà)題名”則是指本程序和服務(wù)程序進(jìn)行DDE連接的話(huà)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(tài)王將自動(dòng)完成驅動(dòng)程序的啟動(dòng)和通訊,不再需要用戶(hù)人工進(jìn)行。

　　在數據字典中定義監控的I/0變量時(shí),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(huì )話(huà)的項目名即可。

　　這樣,定義好的變量就可以自動(dòng)啟動(dòng)LNSDDE與下位機的智能節點(diǎn)進(jìn)行通訊。

　　上位機還可以利用VB開(kāi)發(fā)服務(wù)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(guò)控件的屬性和方法來(lái)實(shí)現的。對于作為客戶(hù)的文本框、標簽或圖片框,要設置屬性L(fǎng)inkTopic、LinkItem、LinkMode。若組態(tài)王作為客戶(hù)向VB請求數據,需要在定義變量時(shí)說(shuō)明服務(wù)器程序的三個(gè)標識名,即:應用程序名設為VB可執行程序的名字，把話(huà)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(wǎng)絡(luò )功能

　　小區采用客戶(hù)/服務(wù)器的結構，數據庫管理機作為網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，管理網(wǎng)絡(luò )數據庫。還可以連接多臺網(wǎng)絡(luò )客房機，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器上的共享網(wǎng)絡(luò )數據庫進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )安裝和維護。甚至在服務(wù)器互連internet的情況下，可通過(guò)Internet對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行管理和維護。

　　上位機的組態(tài)軟件組態(tài)王可運行在基于EtherNET網(wǎng)絡(luò )結構和TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的網(wǎng)上，使用戶(hù)能夠實(shí)現上、下機位以及更高層次的廠(chǎng)級連網(wǎng)。

　　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(shí)現功能為：LonWorks網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的狀態(tài)監控和歷史查詢(xún)；住戶(hù)及整個(gè)小區三表使用情況的實(shí)時(shí)查詢(xún)和歷史查詢(xún)；小區管理中的其他功能等。

　　4 總結

　　LNS的平臺無(wú)關(guān)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(jiǎn)化了系統的設計過(guò)程；LNS多客戶(hù)多服務(wù)器技術(shù)，使得其構架的智能小區系統集成簡(jiǎn)單、訪(fǎng)問(wèn)數據不受限制且極大地節省了開(kāi)發(fā)時(shí)間和費用，具有很大的優(yōu)越性。而LNS與OPC技術(shù)的結合將使LON技術(shù)進(jìn)一步推廣應用到智能小區中。