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发信人: xinyu (完了完了全完了), 信区: civilengineering
标  题: 楼宇自控系统（BAS）最新技术---LonWorks
发信站: 听涛站 (Sun Jan 16 03:10:15 2000), 转信

楼宇自控系统（BAS）最新技术---LonWorks
　
一 概 述
    随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展,以及人们对信息的需求,智慧型大楼在
世界发达国家应运而起，并得到迅速发展.
    泰国80年代新建大厦的60%为智慧型大厦.智慧型大厦回收期为3年左右,远高于建筑
其他部分.有人预计,至1998年,美国智慧型大厦将以数万计.近几年,我国智慧型大厦广告
比比皆是,珠海机场、桂林机场、深圳罗湖商业中心、北京名人广场等许多大厦都不同程
度地采用了智能大厦的技术.
    智慧型大厦就是采用电子信息技术对建筑大楼的设备进行自动监控,对信息资源进行
管理和对用户提供信息服务.也就是说,通过对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基
本要素以及它们之间内在关联的最优化组合,来提供一个投资合理,又具有高效、舒适、
便利的环境.帮助业主实现其包括花销、舒适、便利和安全多方面的目标,以及长远的系
统灵活性及市场能力.
    智慧型大厦主要包括楼宇自动化系统（BA）、通信自动化系统（CA）、办公自动化
系统（OA）.而实现上述3A功能,主要依靠计算机网络技术和结构化综合布线系统.
    智慧型大厦主要优点在于提高大厦的管理效益和最大限度降低大厦各种运行费用.智
能大厦管理中获得最大利益的首先是大厦的保值.建造一个大厦,特别是现代化大厦,要花
费大量的资金,结构化建筑和内部所有设施,大厦内的任何投资都得花最大努力去保护它
的可用性.智慧型大厦系统和所有类型的“建筑系统”结合在一起,就可以在现在或延伸
到相当时期将来保护对大厦投资.其次是大厦再转卖的价格和出租的形象、市场的吸引力
等.最后一个领域是工作人员的效率,管理大厦的费用是在不断增长的,智慧型大厦保证以
最低可能价格满足用户发展需要.
    随着我国改革开放,经济持续稳定发展,面对信息,人们对信息需求越来越强烈,我国
计算机应用技术广泛应用和通信业务迅速发展.智慧型大厦在我国近几年将会是一片欣欣
向荣景象
二、楼宇自动化系统（BAS）
    建筑物的智能化往往总是从楼宇自动化（BA）开始，BAS是智能大厦智能化的必备要
素之一，缺少BAS就不成其为“智能大厦”。基于Lon 技术BAS的系统结构摸式如图1所示
。
　
1． LON技术简述
随着大规模、超大规模集成电路、微处理器和计算机应用技
术的发展，计算机管理和操作朝着分布式,智能化的方向发展,现
代化工业过程控制、办公大楼、多功能大楼、豪华住宅、高级别
墅和家庭智能自动化控制、能源管理和控制、设备自动化控制等
等对新一代的控制系统提出了新的要求。
　　美国Echlon公司于一九九三年最新开发推出LON局部操作
网络技术,这种新技术是一个完整的平台。在LON网络中,大批被
称作一次元件的设备(传感器、执行器、断电器等)和环境相互
配合,使用一种通用的基于信息的控制协议，经过多种媒体进行
相互之间的通信,灵活组成各种各样的分布式智能控制系统。
　
2．LON主要性能特点:
a、系统采用无中心控制的真正分布式控制模式，(内含三个微
处理器(CPU)的神经元为核心的控制节点)能够独立完成控制和通
信功能,使用方便,功能强大,质量稳定可靠。
　　b、控制节点间可以利用多种媒体（普通双绞线、电力线、同轴电缆、光缆、无线射
频、红外线等）进行信号传输，组成控制网。增加或减少控制节点，不需改变网络的物
理结构。系统组态灵活,组网简单，安装成本低，升级改造费用低。
　　c、系统整体可靠性高,控制节点故障只影响与其相连的设备，
不会造成系统或子系统瘫痪，系统维护容易。
　　d、本系统可以与非LON系统的其它系统相兼容，具有良好的互
操作性,对将来的设备维修、升级改造非常有利。
　　e、网络通信协议已固化在控制节点内部,使得系统开发容易，
应用编程简单，开发周期大大缩短。系统布局改变不必对应用程
序作重大改动，从而保护了应用开发资源。
　
　
　
3．LON网络的硬件:
a、神经元(NEURON)芯片
┌──────────────────────────┐
│┌────┐ ┌─┐ ┌─────────┐──CP4 │
││微处理器├─┤ ├─┤ 网络通信接口 │──CP0 │
│└────┘ │ │ └─────────┘ │
│┌────┐ │ │ ┌─────────┐──I10 │
││ ├─┤ ├─┤┌───────┐│ . │
││微处理器│ │内│ ││定时/计数1 ││ . │
│└────┤ │ │ │└───────┘│ . │
│┌────┤ │ │ │┌───────┐│ │
││ ├─┤部│ ││定时/计数2 ││ │
││微处理器│ │ │ │└───────┘│──I00 │
│└────┘ │ │ └─────────┘ │
│┌────┐ │总│ ┌─────────┐──D0 │
││ ├─┤ ├─┤ 存储器接口 │──D7 │
││10K ROM │ │ │ │ │──A0 │
│└────┘ │线│ └─────────┘──A15 │
│┌────┐ │ │ ┌─────────┐ │
││ RAM ├─┤ ├─┤ 时 钟 │──CLK │
│└────┘ │ │ └─────────┘ │
│┌────┐ │ │ ┌─────────┐──SRR │
││EEPROM ├─┤ ├─┤ 控 制 │──RRT │
│└────┘ └─┘ └─────────┘ │
└──────────────────────────┘
　 图 二 NEURON芯片方框图
神经元芯片是整个系统的核心，它的一个显著特色是既能管
理通信，同时具有输入输出和控制等功能。芯片内含3个8位微处
理器：MAC Processor(媒体访问控制处理器)；　NETWORK
Processor(网络处理器)和APPLICAION Processor(应用程序
处理器)。此外，有一个独特的48bit的永久性固化序号,简称ID
号，可对网络的每一部分硬件进行监别。
　　神经元芯片上集成了三类存储器:RAM、EEPROM和ROM。神经
元芯片两种型号：NEURON 3150和NEURON 3120，它们内含
存储器的区别见下图:
3120 3150
┌─────────┐FFFF ┌──────────┐
│ 1k I/O Mapping │ │ 1K I/O Mapping │
├─────────┤FC00 ├──────────┤
│ 2.5K │ │ 2.5K │
│ EEPROM 扩展器 │ │ EEPROM 扩展器 │
├─────────┤F200 ├──────────┤
│ 512 EEPROM │ │ 512 EEPROM │
├─────────┤F00 ├──────────┤
│ 1K RAM │ │ 2K RAM │
├─────────┤E800 ├──────────┤
│ Vnavailable │ │ 外接储存器 │
├─────────┤2800 │ │
│ 10K ROM │ │ 扩展 │
└─────────┘0000 └──────────┘
───8bit──── ───8bit────
图 三
神经元芯片设置了16个可独立配置的数字I/O管脚,用来连
接传感器、A/D转换器、继电器以及其它微处理器等。根据需
要可组成并行接口或串行接口,也可以组成数字接口,还可组成
定时/计数器接口。
　　神经元芯片的附加电路包括一个时钟分频逻辑电路，两个
可编程的16位定时/计数器,一个唤醒电路和一个Watchdog
定时器等。
　　b、LONWORKS 发射接收器
在同一网络中,信号可以在不同的媒体(普通双绞线、电源
线、无线)之间传输，这是LON的一个重要的特点。可以选择合
适的发射接收器与神经元芯片一起，构成适合于不同媒体的节
点。
　　c、神经元芯片节点
　　为了用神经元芯片构成一个能满足对象测控功能要求的系
统，在硬件设计的基本任务是：由神经元芯片通过系统扩展而
构成具有节点基本功能的计算机系统。一个典型的节点如下图
所示：
┌──────┐
┌──────────────┤ 传感器或 ├┐
│ ┌───┐ ┌───┐ │ 执行器 ││
│ │晶 振│ │电 源│ └──┬┬──┘│
│ └───┘ └───┘ ┌──┴┴──┐│
│┌─────────┐ │ I/O 接口 ││
││ MC143150 ├───┤ ││
││ ├───┴──────┘│
││ NEUROM chip ├───┬──────┐│
││ ├───┤LONWROKS ││
│└─┬┬──┬┬──┘ │发射接收器 ││
│┌─┴┴──┴┴──┐ └──┬┬──┘│
││16K-98K EEPROM/ROM│ ││ │
│└─────────┘ ││ │
└─────────────────┼┼───┘
─────────────────┴┴────
Networking Medium .. (双绞线、电源线、RF)
图 四
4、LON网络的软件
a、LONTARK 协议
LonTalk协议是为一切发生在LON系统中的通信所设计的框
架。LonTalk协议与国际标准化组织(ISO)制定的开放系统互联
（OSI）参考模式一样,具有完整的七层协议，LonTalk可使简短的控制信息在各种媒体之
间非常可靠地传输。LonTalk在OSI参考模式中每层所提供的服务见下表:
　
│OSI 层 │ 目 的 │ 提 供 的 服 务
─┼────┼────────┼───────────────
1 │物理层 │电子设备内部联系│特定媒体接口和调制方法
─┼────┼────────┼───────────────
│ │ │数据包、数据编码、CRC差错检
2 │链路层 │媒体防问和数据包│测预测、CSMA冲突避免选择优先
│ │ │级和冲突检测
─┼────┼────────┼───────────────
3 │网络路 │目的寻址 │寻址路由选择
─┼────┼────────┼───────────────
4 │传送层 │端到端的可靠型 │确认和非确认单一广播和多发送
│ │ │认址排序;重复检测
─┼────┼────────┼───────────────
5 │会话层 │远程操作 │请求一应答认址网络管理
─┼────┼────────┼───────────────
6 │表示层 │数据解释 │网络变量发送
─┼────┼────────┼───────────────
7 │应用层 │ 应用兼容性 │标准网络变量类型
b、NEURON C语言
LON网络的重要软件之一是神经元C编译器,使软件开发从繁琐的汇编语言编程中解放出来
，Neuron
C语言定义了一种名为网络变量(NV)的数据类型,通过使用网络变量,用户不需要担心低级
通信细节,在LON网络中，节点是由输入、输出网络连在一起的对象。这种面向对象的方
法简化了网络和节点的设计，使得节点适用于很多场合。
5、LON的应用
a、LON技术的主要应用领域:
1、楼宇自动化系统(BAS)
　　　 2、电力系统供配电监控和数据采集系统;用户用电控制
和自动抄表系统。
　　　 3、公用事业(供热、供水、供气)SCADA系统。
　　　 4、远程通信网络中心监控系统。
　　　 5、工厂自动控制系统和工业过程控制系统。
　　　 6、仪器、仪表和设备自动化。
　　　 7、消防监控中心和防火自动控制系统。
　　　 8、交通灯管理和停车场管理系统。
　　　 9、环境保护监测系统。
　　　10、医疗器械管理及病人监测系统。
　　　11、保安系统。
　　b、LON技术的应用实例
1、Ameritech公司三座大楼的空调、安全、保安、防火、
照明、读表及能源管理等的一体化自动监测控制。
2、西安民生大洒店中央空调、各楼层温度湿度监测、空调
风机控制、给排水系统监控、配电系统监控、锅炉与暖气系统监
控、电梯系统监控、照明系统监控等。
3、合肥财贸大厦32层全功能楼宇自动控制系统。
4、三水恒益大酒店(即供电局电力调度大楼)28层综合楼的中央空调系统、给排水系统、
锅炉热交换系统、冷量计费系统、停车场管理系统等一体化自动监控。
5、佛山创业大厦28层写字楼中央空调系统监控。
6、佛山发展银行大厦22层综合楼中央空调系统监控、冷量计费系统。
7、佛山福升大厦两栋26层高级商住楼 BAS、CCTV、楼宇对讲等系统。
　

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度尽劫波兄弟在
相逢一笑泯恩仇

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