基于LonWorks现场总线的楼宇自动化系统设计

文摘 本文探讨了LonWorks技术，分析了将其运用到楼宇自动化的意义，并将这一技术运用到某智能楼宇的楼宇自动化系统，一是为在新兴的技术领域中作一些初步探索，二是相比以前的传统方案，充分体现到该技术的优越性，为把该技术推向今后项目的控制系统中打下基础。本文的分以下几个部分，第一部分简要介绍了楼宇自动化系统的现状和现场总线及现场总线控制系统。将FCS和DCS做了比较，说明了FCS应用到楼宇自动化的意义；第二部分介绍了LonWorkS现场总线控制系统的基础知识；第三部分给出了某智能楼宇的楼宇自动化系统的设计方案；第四部分介绍了系统的硬件结构；第五部分介绍了系统的LDN网络的软件实现；第六部分简要介绍了系统的上位机监控系统的开发。
关键词 现场总线；楼宇自动化；监控软件；LonWorks

楼宇自动化系统，其实质是运用计算机技术、通讯技术、控制技术、电子技术和传感器等技术，对整个大厦的建筑设备—空调、照明、供电、供水、电梯、消防等进行自动控制与管理，从而提高大厦的技术与信息含量，增强其整体竞争力。随着信息技术的迅速发展，人们对各类建筑物的使用功能要求越来越高，楼宇自动化系统越来越复杂。早在20世纪50年代初期，一些发达国家就在楼宇中采用电子器件组成控制系统，各种仪表、信号灯以及操作按键通过各种线路接至分散在现场的机电设备上，用来集中监控设备的运行情况，并对各种机电系统实现手动或自动控制。到了20世纪00年代末，开始出现数字式自动化系统。20世纪70年代，采用专用计算机系统进行管理、控制和显示。随着微电子技术的发展，20世纪80年代中期开始，采用计算机完成常规控制技术无法完成的任务，达到常规控制技术无法达到的性能指标，实现楼宇的智能化。如今，智能楼宇经过多年的发展，已进入了“绿色建筑”新境界的更高智能阶段。在真正实现“以人为本”的前提下，通过对楼宇智能功能的配备，来达到节约能源、保护环境和实现可持续发展的目标，强调高效率、低能耗、低污染。另一方面，随着IT产业的迅速发展，智能楼宇的内涵和面貌也日新月异，作为智能建筑核心的楼宇系统集成，要求的是网络化的集成，而不再是仅仅以处理器或服务器为中心。计算机毕业设计环境也正从Client/Server逐步向Browser/Server或Client/Network的方向发展。集成系统的开发也从面向过程而更多地转向面向对象，密切结合应用需求，强调综合集成。从信息交互上来看，也已经从简单的状态信息组合和基于监控的处理，发展到基于内容的检索、处理和融合，以及基于虚拟和多媒体技术的人机接口。
1 现场总线技术
1.1 计算机毕业设计现场总线的国内发展概况及LDN现场总线
按照现场总线基金会(FF)定义：现场总线是一种用于智能化现场仪表和自动化系统的开放式、数字化、双向传输多分支结构的通信网络。它是用于过程自动化和制造自动化底层的现