建筑智能社区网络解决方案研究

杨鑫

（武汉职业技术学院湖北·武汉430074）

建筑智能社区网络解决方案研究

杨鑫

（武汉职业技术学院湖北·武汉430074）

LonW orks协议能够对网络及其网络设备进行设计、创建、安装和维护，并为网络运行提供有针对性的问题解决方案，它的功能适用性广泛且技术架构先进，它已经成为现代化智能网络的代言产品。本文基于LonW orks技术的优越性能探讨了它在智能社区建筑中网络平台的优化设计与关键技术，并最终阐述了它的实践应用过程。

LonW orks协议；智能社区；网络解决方案；性能优化设计；实践应用

将LonWorks这种目前应用性较广的网络技术平台应用于智能社区建筑中，一方面可以优化社区智能建筑网络服务质量，一方面也能够拓展社区智能管理系统的实用性，为社区拓展更多实用性、人性化服务功能，一举多得。

一、LonWork技术在智能社区建筑中的应用特点

就现在的技术特点来看，智能社区建筑所采用的一般均为火灾自动报警、楼宇自动控制、保安监控系统等标准化智能配备，但是这些设备不能实现互联功能，相对联动性比较封闭。引入LonWorks总线技术就是为了将智能社区建筑中的智能化功能从封闭过渡到联动开放机制，为其构建一套开放的、全面的系统结构，也就是LonWorks协议系统，该系统技术的融入在智能社区建筑中主要体现4点基本优势。

首先，该技术允许用户选择任意形式的网络拓扑结构，且所用网络通信介质不会受到任何限制，可以实现光纤、双绞线、红外线在同一种网络类型中的混合使用。

其次，由于采用了基本神经元芯片，所以该技术也具备极强的通信与控制功能，支持以ISO为基本协议的7层网络应用层和35种传感器控制对象。

第三，它改善了传统CSMA模式，所以即使网络负载过重也不会出现网络瘫痪状况。同时，LonWorks技术也应用到了网络变量，面向对象进行网络平台设计，确保了网络通信设计的参数简化，节省了大量的时间及成本，也增加了通信的安全可靠性。

最后，它的通信速率最高可以达到1.25Mb/s，有效通信距离超过150m，通信可达距离也有2800m，在单个测控网络上的节点数量就超过3000个。

二、智能社区建筑的LonWorks网络管理系统架构

基于LonWorks技术的智能社区建筑应该具备多种智能化系统，例如社区内给排水、采暖和变配电联动系统，它们在工作状态中能够实现实时监测与控制，并基于公共设备的最优管理方案提出对设备故障率的解决对策。

图1 基于LonWorks技术系统的智能社区建筑管理系统示意图

在消防安保系统设计方面，主要在住户卧室与客厅安装了烟雾探测器，如果出现火警，探测器就会立刻发出警报。最关键的是报警系统基于LonWorks技术实现了网络向舱控联动报警系统，组成一套完整的家居防火安全防范体系，只要房屋主人在房间内按下报警按钮，就可以实现向监控中心的求助行为。

电梯监控系统采用了楼层精确位置检测模块，该模块能够实时发现电梯在任何位置所发生或可能即将发生的任何故障隐患，大幅度降低电梯出现故障的几率，实现对电梯系统的科学化集中管理，同时也能优化电梯系统的运维环境，降低维护费用。

保安巡更管理系统会通过LonWorks技术系统在社区区域内实现重要位置巡逻路线设计，其中还包括了非安装巡更站点，其巡逻范围几乎覆盖了社区内的每一个细节，只要保安人员按照系统设计路线与时间要求进行指定巡逻，系统就可以记录下他们巡逻的全过程，并将该记录信息传输到智能化管理中心之中，实现真正的人防与技防相结合。

从以上智能社区建筑的LonWorks网络管理系统架构中所体现的智能化功能可以看出它们与传统的智能社区功能服务并不相同，它是在原有技术基础上实现了新的基于现场总线的联动服务，将这些常规的智能功能系统联动起来，形成合力，为社区建筑提供了更加智能化、人性化的高质量服务。

三、基于LonWorks技术系统的智能社区建筑关键技术设计

基于LonWorks技术系统的智能社区建筑的智能化技术功能是多种多样的，本文主要介绍一下建筑中远程自动抄表系统以及系统组网这两项功能模块的技术设计。

（一）远程自动抄表系统的技术设计

远程自动抄表系统中的主控模块主要用于通信与控制，尤其是微处理器能够实现对数据的处理与输出输入，是典型的具有驱动属性的功能模块。在抄表过程中，模块主要被设计为脉冲信号技术模式，它通过与主控模块的数据传输来实现抄表功能，采集来自于系统各路的脉冲输出信号，并通过脉冲数积累将数据存储于抄表模块RAM中。按照分段时间与当前时刻，远程自动抄表系统的数据累计也会体现在不同时间段上，实现对分时段的计数功能，如图2。

图2 远程抄表节点流程示意图

（二）系统组网的技术设计

由于采用了LonWorks技术，所以在智能社区建筑中首先要进行系统组网，以Lon作为组网技术基础，实现对数据的全面交换。在这里，Lon网的主要核心就是Neuron芯片，它的上位机能根据Neuron ID来识别下位机系统，并通过Lon节点来采集系统所需要的原始数据信息，与系统中心上位机形成联接互动。因为Lon节点在技术上固化了LonTalk协议，所以它能够确保节点与主机相互之间的安全通信，并将通信传输范围覆盖到了整个计算机系统、网络适配器以及Lon节点控制对象中。如此一来，社区智能化计算机系统就能通过网络适配器实现与Lon节点的相互对等通讯功能，并基于LonWorks网络实现对任何节点的通讯功能，保证通讯质量一致、平等。

在上述组网设计中，技术操作人员主要通过Lon节点来实现对系统配置参数的设定与更改，执行社区智能化体系所需要完成的日常监视、测量、控制等工作。而像报警信息也可以通过计算机系统显示在荧幕上，并从声光两方面进行提示，时刻保持警戒状态，确保社区安全。

四、基于LonWorks网络技术的智能社区建筑网络布线解决方案

在智能化社区建筑中，应该从实际需求出发来合理应用LonWorks技术，实现对社区网络管理的优越性，并提出所对应的解决方案。该系统结合了Neuron芯片与智能控制器硬件，在促进社区信息发展与提升社区管理服务水平具有相当重要的实践意义。它同时也实现了基于计算机、自动控制、通讯与网络以及IC卡的4C技术，实现了有效网络传输功能，集安全防范、物业管理、家庭智能化系统于一身，是真正的服务与管理一体化体系。

LonWorks技术在智能社区建筑内的功能系统模块还被称为节点，它们相互联系成为统一整体，确保在智能社区管理中起到集中管理、分散控制的作用，确保社区网络的总体性控制。它包括了社区内部建筑网络、社区管理中心网络以及接入网三大体系共同组成。

在智能节电环节，社区智能系统采用了Neuron芯片、I/O界面、AC/DC隔离转换器电源以及收发器4大元件，它们分别实现了对信号数据的接收与输出，并实现了对系统开关量输出输入的控制，对较简单的控制点非常适用。

另外，对智能控制器的设计采用了复杂控制节点设计，它同样也由控制器、Neuron芯片和控制盒组成，控制盒中就包含了家用智能核Lon总线，它直接连接上位机，在系统中与控制器实现了信息交换并合理利用到了Neuron C编程，对Flash程序存储器中程序实现了固化。控制器的核心部分设计则采用了美国的数字信号处理器TMS320L，它其中包含了Flash程序存储器与1.5k字节的数据程序RAM，包括SPI界面与SCI界面和6个捕捉单元，能从12路进行模拟量输入，主要采用了脉冲输入捕捉终端方式，可以直接连接用户家中的水电表和煤气表实现脉冲输出，必要时用户也可以通过室内的电子开关阀输入连接实现手动复位、紧急求助等功能，为社区消防救援发送提示信号。

最后在综合治理方面，LonWorks技术对业务量偏小的智能社区所采用的是综合信息与数据库服务器的联合模式，社区可以选择多台服务器实施对不同应用软件及数据库软件的操作，例如对Web服务器、NEWS服务器以及SQI数据库服务器操作的实现，帮助社区实现更多智能化操作，同时也提供更多服务功能。

总结：本文利用LonWorks技术实现了对智能社区建筑中一体化信息集成系统的网络性能优化设计，同时也基于各个子模块实现了更多人性化的社区服务功能，提出了全新的以LonWorks技术为基础的智能化住宅社区建筑设计方案，为社区建筑智能化发展提供了宝贵的实践经验。

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[2]吴海珍.凝香园住宅社区智能化系统规划设计研究[D].长沙：中南林学院,2002.30.

[3]汤磊.LonW orks在智能社区自动化控制网络中的集成[D].武汉：武汉理工大学,2005：50-60.

责任编校：王俊奇

F426.92;F49

A

1009-8534（2017）01-0108-02

杨鑫，武汉职业技术学院讲师，硕士。