5结构的LonWorks网络控制节点的设计和研究(2)

２，对升降横移式立体车库智能控制系统进行了系统研究，该系统中采用无主分布式的网络结构，通过对行程开关状态进行辨别的方法解决了执行节点寻找空车位的问题，通过实际测试车台板的运行时间作为软件定时器的参数解决了车台板运行不到位就停止动作的问题。

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。

学位论文作者签名：丐寄

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第１章绪论

１．Ｉ引言

随着自动控制、计算机应用、通信网络等技术的发展，以现场总线技术为基础的现场总线控制系统ＦＣＳ（ＦｉｅｌｄｂｕｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）ｔｌＪ被广泛应用于工业自动化和楼宇自动化领域。现场总线控制系统拥有一个分布式控制网络【２】，控制设备通过总线接口直接与总线网络相连，一些控制设备内部嵌入了专门的微处理器，这种类型的控制设备被称为“智能节点”Ｉｌ５｜。智能节点在总线网络中构成对等结构，它们能够独立的完成各种控制要求，并将信息发送给网络中的其他设备。而且，由于各个智能节点之间是独立工作，所以当某个节点发生故障或者需要检修的时候不会影响其他节点的正常工作’ｏ

ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线是一种重要的现场总线技术。目前全球有２５００多个公司在使用ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术及其产品，这些产品被广泛应用于工业控制、过程控制、能源管理和控制、楼宇设备自动化等众多领域【３】。

在现代的楼宇控制设备中有许多基于ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术开发的网络控制节点。这些ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点分为两种类型，一种是基于Ｎｅｕｒｏｎ３１５０芯片的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点，另一种是基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点。图１．１是上述两种类型的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点在硬件结构上的对比。由于采用专门的微处理器作为主处理器，将Ｎｅｕｒｏｎ３１５０芯片作为从处理器，使得基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的控制功能强大，具备复杂的数据处理能力，而且它还具有一定的通用性，能适应不同工程环境的要求。

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ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络

图１．１两种类型ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的比较

１．２ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线特点

ＬｏｎＷｏｒｋｓ控制网络是美国Ｅｃｈｅｌｏｎ公司开发的一种分布式控制系统。ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线网络的特点如下【４，５，６，７，８，９Ｊ０］：

（１）高可靠性，在ＬｏｎＷｏｒｋｓ控制网络中各个ＬｏｎＷｏｒｋｓ节点都是通过总线接口与ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线相连，避免了一对一接线，减少了安装维护成本，提高了系统的可靠性。（２）互操作性好，网络中的任何节点可以对其他节点进行操作，传输控制信息。而且根据标准功能模式ＳＦＰ（Ｓｔａｎｄ

ＮｅｔｗｏｒｋＶａｒｉａｂｌｅＦｕｎｃｔｉｏｎＰｒｏｆｉｌｅ）、标准网络变量类型ＳＮＶＴ（ＳｔａｎｄＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＴｙｐｅｌＴｙｐｅ）和标准配置属性类型ＳＣＰＴ（Ｓｔａｎｄ

所定义的ＬｏｎＭａｋｅｒ对象拥有统一的设备外部接口，从而容易实现各个厂商产品之间的信息共享。

（３）ＬｏｎＷｏｒｋｓ控制网络中的“无主分布式”控制结构非常适合楼宇自动化系统中监控对象多的场合，它增强了控制网络的智能化，同时降低了设计复杂的分布式系统的成本。

（４）网络结构和拓扑形式多样，网络中的结构可以是主／从、对等、客户／服务结构，而网络拓扑的形式有星型、总线型和环形等。（５）网络通信采用了面向对象的设计方法，ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术将其称之为“网络变量’’。

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使网络通信的设计简化成为参数设置。这种方法不但节省了大量的设计工作量，同时增加了通信的可靠性。

（６）支持混合介质和不同通信速率构成的网络。ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络支持多种的通信传输介质如：双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外线等。

（７）～条ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络可挂接３２３８５个节点，使得其能满足大型项目的需求。

（８）ＬｏｎＴａｌｋ协议保证了设备中的应用程序在不了解网络拓扑、名称、地址或其它设备功能的情况下发送和接收网络上其它设备的报文。

（９）可预测Ｐ．坚持ＣＳＭＡ（ＣａｒｒｉｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）的介质访问控制协议有效的降低了网络重载时的网络冲突，提高了网络效率。

（１０）丰富的开发工具和图形化的调试环境方便工程技术人员进行节点的网络安装和现场调试。

（１１）神经元芯片Ｎｅｕｒｏｎ芯片内部固化了ＬｏｎＴａｌｋ协议，使得开发人员只需关注应用层的开发即可，节省了网络控制节点的设计时间，提高了研发效率。

１．３ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术的国内外研究概况

在国外，ＬｏｎＷｏｒｋｓ相关产品成功应用于住宅、商业楼宇、电力、工厂等诸多领域。如：２００５年美国纽约现代艺术博物馆使用基于ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络技术的楼宇自动化系统（ＢＡＳ），通过该系统维持博物馆内最理想的环境条件保护其无价艺术品免遭环境之害。２００６年新加坡管理大学（ＳＭＵ）将ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术应用在他们最先进的智能大楼管理系统（ＩＢＭＳ）＠，该系统集成了多个大楼自动化子系统，使ＳＭＵ能显著降低能耗和成本，提高学生的生活舒适度。２００７年麦当劳公司选择ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术，将其餐馆厨房设备联网达到降低能耗的目的，而且，麦当劳正在鼓励它的厨房设备供应商将ＬｏｎＷｏｒｋｓ电力线技术应用在新的厨房设备中。２００８年挪威Ｅｉｋｅｒ市将ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术应用于智能街道照明解决方案中，以此减少了城市街道照明系统４５％的能耗，降低了３５％的维护费用。２００９年美国加帕洛阿尔托城展示了以ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术为基础的智能型节能路灯，这种基于智能控制设备联网技术的路灯不但可以使用维护和管理软件进行相互通信，还能进行远程调光、监测和控制【１１】。

在国内，自１９９３年ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术推广到中国以来，已陆续在楼宇自动化系统（ＢＡＳ），电力系统、供配电监控以及远程通信网络监控系统等领域开展了广泛的应用研究。２００５年上海水务管理局应用ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术用于调控地区的水流量以减少洪水危害并提供一个水质量检测平台。２００６年由中国建设部牵头的国家标准化管理委员会（ＳＡＣ）批准ＬｏｎＷｏｒｋｓ控制技术为中国商业楼宇和住宅建设的国家标准，标准号为ＧＢ／Ｔ

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２０２９９．４．２００６的建筑及居住区数字化技术应用第４部分：控制网络通信协议应用要求中采纳了ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术 …… 此处隐藏：2352字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……