发表于:2004-03-30 18:07:00
4楼
LonWorks控制网络技术在智能住宅中的应用
摘要:本文通过分析智能住宅的特点、功能以及将LonWorks控制网络技术应用于智能住宅所带来的优越性,说明了智能住宅的发展是大势所趋。
关键词:LonWorks技术 智能住宅
引言
随着1984年1月美国康涅狄格州(Conniticut)哈特福特市(Hdrford)城市广场大厦(CityBuilding)的落成。世界第一座公认的智能建筑(Intelligent Building)问世了。它的出现,引发了传统建筑业与电子技术、通信技术、计算机技术、控制技术相结合的新浪潮。根据美国“智能建筑学会” (AIBI)的定义,智能建筑是对建筑的结构、系统、服务和管理四要素进行优化。全面综合并达到最佳组合,使其为住户提供一个高效率、舒适、温馨、便利以及安全的且具有经济效益的人居环境。我国智能建筑始十1990年,随后迅速地在全国各地蓬勃发展起来了,在北京、上海、广州、深圳等大中城市,住宅智能化己成为房地产市场的“卖点”和“亮点”。
智能建筑主要分为两大类,一类是以公共建筑为主的智能大厦,如写字楼、综合楼、宾馆、医院等;另一类则是住宅的智能化小区。建设部在1999年12月10曰发布的《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则{试行稿}》,对住宅智能化作出了具体的规范和明确的等级划分标准。深圳市为适应本市信息化建设发展的需要,更于近期出台了《深圳市建筑智能化系统等级评定方法》。根据《深圳市建筑智能化系统等级评定方法》,建筑智能化系统应由以下子系统经一体化集成构成:综合布线系统、网络与通信系统、建筑设备控制系统、火灾报警与消防联动控制、安全技术防范系统、管理信息系统、中央集成系统和供电系统。而针对智能住宅,主要突出的是综合布线系统、安全技术防范系统、火灾报警、设备自动控制系统、网络与通信系统、信息管理系统。
智能住宅的内涵、功能
智能住宅是指通过家庭总线(Home Distribution System,H D S)把家庭内的各种信息设备、家用电器和家庭安防装置如门磁、防盗等连接起来,进行集中的本地或异地监视控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的协调,实现与社会的有机连接,使住户可以随时、随地掌握、控制家庭内外的各种信息。
智能家居布线系统是智能住宅的硬件基础,它是在智能大厦综合布线系统的基础上加以改造的,充分考虑了各住户的喜好和普通百姓的经济承受能力,并满足人们对所居住的环境、安全、信息的获取以及网上购物、网上医疗与保健咨询、网上教育、生活顾问等服务功能的要求。家居布线系统具有高速化、个性化、多功能化、无线化、小型化和分散化等特点。家居布线系统主要有以下几种类型,一种是星型布线方式,它将智能住宅中各种通信设备、家用电器和安防装置等通过星型布线技术,连接到一个中心主节点(即家庭智能化系统),并由该中心主节点向外辐射到各从节点(即各L设备、装置): 另一种是总线型布线方式,它是将智能住宅中各种通信设备、家用电器和安防装置等通过总线布线控制技术,直接连接到主干线上,任何一个设备发出信号都可以沿着主干线传输。
智能住宅的功能主要是借助于家庭智能化系统来实现,目前主要能实现安全防范(包括防火、防盗、防煤气泄漏)、家电设备自动控制、网络与通信、信息管理(包括三表抄送、物业管理)等功能。
安全防范由室内和室外两部分组成。室内部分主要包括如下几个方面:
A.红外防盗探测;
B.防火、防可燃气体泄漏报警;
C.紧急求助;
D.家庭安全状态远程监视、查询;
E.可视对讲。
室外部分主要包括如下几个方面;
A.出入口管理;
B.周界防越报警:
C.闭路电视监控系统;
D.电子巡更;
家电设备自动控制功能主要是通过家庭智能控制器将电视机、录像机、VCD、功放、摄像机、空调、洗衣机以及厨房设备(包括电饭煲、微波炉)等家电设备连接在—起,实现本地或电话远程控制,提高家电的工作效率和使用效率。
网络与通信系统是在家居布线系统上建立起来的,是连接住户与外部信息的桥梁,可以实现网上信息查询、网上信息互换、多媒体通讯、视频点播、远程会议、远程医疗、电子商务等功能。
信息管理主要有水表、电表、煤气表三表的远程抄送、物业管理等功能。物业管理的软件基础是物业管理信息系统,它通常包括资科管理、收欠费管理、仓库及物资管理、维修管理、财务管理、公共信息管理等。
智能住宅网络结构如下:
LonWorks网络技术在智能住宅中的应用
LonWorKs采用开放式的ISO/OSI模型的七层通讯协议结构,LonTalk协议。神经元片、LonWorks节点是LonWorks的核心技术,将LonTalk协议封装在神经元芯片(Neuron)中,Neuron芯片内部集成了三个8位的CPU、34种I/O对象和定时器、使它具有强大的通信和控制功能。
1.LonTalk通信协议
Lontalk协议为七层通信协议,通过网络变量直接面向对象通信。LonTalK协议的网络地址采用三层结构:第一层结构为域,它实现了域的独立性;具有以下特点;第二层结构为子网,每个域可包括255个子网,每个子网又可划分为多个逻辑分组;第三层结构为节点,每个域最多可有32385个节点。LonTalk通信协议具有以下特点:
开放性:网络协议开放、对用户平等;
多介质性:可采用多种介质进行通信,如双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外、电力线等,且正同一网络内可使用不同的介质。
互操作性:LonTalk通信协议符合ISO/OSI模型,系统升级容易,不受不同生产厂商的限制,只要符合LonTalK通信协议,均可以接入系统中。
可靠性高、系统维护容易: 网络中节点的数量可以不受限制,并且任一点的故障不会造成系统瘫痪。一个节点的损坏或关闭不影响其他节点正常运行,降低了维护难度,提高了系统的稳定度,网络响应得到保障。
网络拓扑结构简单:有星型、总线型、环型以及自由型等。
网络结构有主从式、对等式或客户/服务式结构;
另外发送的报文都是很短的数据,通讯带宽不高,可有效的节约信息资源。
2.LonWorks在智能住宅中的应用
在一个LonWorks控制网络中,各LonWorks节点都使用LonTalk通信协进行相互间的通信。LonTalk协议为LonWorKs控制网络实现可互操作性提供了基础。各智能控制设备中的显示人机界面的操作接口;开关、调节阀等执行器;温感探测器、燃气探测器、烟感探测器;水表、电表、煤气表;门禁、红外探测器等即是不同的LonWorks节点,其内部装有内置的神经元芯片来完成协议的监控功能。一个LonWorks控制网络可以有3个到32385个节点,由于LonWorks采用分布式控制技术而非传统的简单统一的中央控制方式,整个结构是由单个节点构成的,在网络发生故障时,它们可以独立运作而不至于使整个系统崩溃,神经元芯片完成节点的事件处理,并通过传输介质把处理结果传递给网络上的其它节点,因此大大提高了系统的可靠性和系统的响应能力,并且降低了整个系统的成本和运行费用。
三表抄送、安防系统、家电控制系统等通过家庭智能控制系统集成在一体,所有设备都挂接在LonWorks网络组成的家庭总线上(HBS)。所有信号经过智能节点的转换和标准化,通过LonWorks网络传送出去,并提供远程通讯服务。
安全防卫系统:包括红外防盗探测、煤气泄漏及自动关阀控制、火警探测、紧急求助按钮、门磁、劫持求助、报警信号等。所有报警信息经过智能节点的转换和标准化,通过LonWorks网络达到社区中心监控计算机。
三表抄送主要通过智能节点实现水表、电表、气表的脉冲信号进行抄送。
家电控制系统通过智能节点远程或本地遥控器控制家电设备,如电视、空调、室内照明等,还可实现自动控制调节室内温度、湿度、通风、厨房设备自动控制、卫生间排风控制等,为住户提供舒适便利的家居环境。
由于LonWorks具有以上特点,使得LonWorks技术在智能住宅中的应用前景曰益广阔。
结束语
大势所趋,智能住宅是科学技术的发展和人们对住宅生活质量的需求日益提高的必然结果。21实际的智能住宅正朝着绿色建筑、生态建筑与可持续发展的方向发展。