0引言
 
    智能住宅小區(qū)是在建筑科學(xué)的基礎(chǔ)上，根據(jù)以人為本的原則，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)與通信等現(xiàn)代科技，由綜合物業(yè)管理系統(tǒng)、信息通信服務(wù)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)和家庭自動(dòng)化系統(tǒng)組成的住宅小區(qū)服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖１所示。
 

圖1智能化住宅小區(qū)的功能結(jié)構(gòu)圖

   1 智能小區(qū)的控制網(wǎng)

    智能住宅小區(qū)各種數(shù)據(jù)采集和控制功能，如安防報(bào)警、自動(dòng)抄表和家電控制等可以采用不同的子系統(tǒng)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成化統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。前者的效率低，布線復(fù)雜，投資、安裝和運(yùn)行費(fèi)用高，而且功能單一，用戶對(duì)自己家庭內(nèi)的智能化功能選擇余地小。而應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)，就可以經(jīng)濟(jì)便利地實(shí)現(xiàn)智能化住宅的所有功能。

    LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線是由Echelon公司推出的一種先進(jìn)的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布線容易，易于擴(kuò)容和增加新功能。對(duì)于用戶各種不同的功能要求，只需選用不同的控制節(jié)點(diǎn)，利用其開(kāi)發(fā)平臺(tái)，編寫(xiě)相應(yīng)的程序，連接到控制網(wǎng)上即可完成。 LonWorks是目前智能樓宇和住宅小區(qū)等集散型監(jiān)控系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。 

    2 LonWorks技術(shù)簡(jiǎn)介

    LonWorks支持多種傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)拓普結(jié)構(gòu)，在使用雙絞線的總線式結(jié)構(gòu)時(shí)，可達(dá)到78kbps/2700m。其通信協(xié)議LonTalk采用ISO/OSI模型的全部七層結(jié)構(gòu)，是直接面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議。各智能節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳遞在神經(jīng)元芯片等硬件和網(wǎng)絡(luò)的支持下，以網(wǎng)絡(luò)變量的形式連接。按照  LonWorks 的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量來(lái)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以解決和不同廠家產(chǎn)品的互操作性問(wèn)題。目前已有上千家公司推出LonWorks產(chǎn)品。

    在LonWorks網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)智能控制器及其傳感器和執(zhí)行器構(gòu)成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它可連接各種I/O設(shè)備，如火災(zāi)報(bào)警的煙感探頭、四表輸出、家電開(kāi)關(guān)等。 LonWorks 關(guān)閉都不影響其它住戶節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定度。且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間使用邏輯連接，使得系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的增加、修改都很容易，便于系統(tǒng)調(diào)整和擴(kuò)充升級(jí)。節(jié)點(diǎn)的核心是神經(jīng)元芯片（neuron chip)，它是通信處理、數(shù)據(jù)采集和控制的通用處理器，它通過(guò)運(yùn)行芯片上的neuron C應(yīng)用程序來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集、控制和網(wǎng)絡(luò)操作的。 

圖2 為智能節(jié)點(diǎn)及其神經(jīng)元芯片的結(jié)構(gòu)框圖

    3 LonWorks技術(shù)在智能小區(qū)中的應(yīng)用實(shí)例

    圖3是一個(gè)LonWorks技術(shù)在某智能小區(qū)中的應(yīng)用實(shí)例，系統(tǒng)中主干網(wǎng)采用總線式結(jié)構(gòu)，各子網(wǎng)均采用環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，使用FTT-10收發(fā)器，以雙絞線作為傳輸介質(zhì)。每個(gè)子網(wǎng)都通過(guò)一個(gè)相應(yīng)路由器連接到主干網(wǎng)上，每個(gè)子網(wǎng)從各自的路由器垂直連接同一樓門(mén)內(nèi)各住戶的所有節(jié)點(diǎn)，由于采用了環(huán)形結(jié)構(gòu)，可以有效地克服網(wǎng)絡(luò)斷線故障帶來(lái)的影響。本例中，各住戶可實(shí)現(xiàn)住宅防盜監(jiān)控、煤氣泄漏監(jiān)控、緊急求助報(bào)警，以及水表、電表、煤氣表和暖氣表的遠(yuǎn)程抄表計(jì)量等功能。小區(qū)內(nèi)的各種監(jiān)測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)各節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和轉(zhuǎn)換，通過(guò)LonWorks網(wǎng)絡(luò)送到小區(qū)物業(yè)中心的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通過(guò)FIX組態(tài)軟件對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的處理，生成數(shù)據(jù)文件并實(shí)時(shí)顯示，對(duì)報(bào)警信號(hào)還可以進(jìn)行多媒體的聲光報(bào)警。FIX編寫(xiě)的程序還可以對(duì)控制箱的拆卸、斷電和故障做出判斷并報(bào)警。

圖3 智能小區(qū)LonWorks控制網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖

    每個(gè)住戶均安裝有一個(gè)12路I/O的LonWorks的智能節(jié)點(diǎn)模塊，如圖4所示。模塊內(nèi)的程序隨時(shí)監(jiān)測(cè)各輸入口的狀態(tài)變化，經(jīng)過(guò)判斷和運(yùn)算，將各種信息以網(wǎng)絡(luò)變量的形式上傳，并對(duì)報(bào)警信息就地發(fā)出報(bào)警或控制信號(hào)。

圖4節(jié)點(diǎn)智能模塊的接線

    I/O₀為防侵入信息的輸入口，當(dāng)模塊檢測(cè)到探測(cè)器處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)，通過(guò)I/O₁輸出口啟動(dòng)被侵入警號(hào)，同時(shí)將相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)以網(wǎng)絡(luò)變量的形式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，小區(qū)監(jiān)控中心，收到該數(shù)據(jù)后進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警并顯示報(bào)警位置，通知小區(qū)警衛(wèi)巡查。I/O₂輸入口和大門(mén)外的密碼鍵盤(pán)相連，每次鍵入口令后，密碼鍵盤(pán)都通過(guò)I/O₂向節(jié)點(diǎn)模塊傳一組串行數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的比較，以確定住戶對(duì)室內(nèi)監(jiān)控的布防或撤防，或者是主人的被劫持密碼，該密碼即能對(duì)系統(tǒng)撤防，同時(shí)又能向監(jiān)控中心發(fā)出劫持報(bào)警。輸入口I/O₃與各房間的緊急求助按鈕相連，任一按鈕按下都能發(fā)出報(bào)警求助信號(hào)。 

    在廚房?jī)?nèi)安裝有煤氣探測(cè)器和自動(dòng)關(guān)斷器，煤氣泄漏探測(cè)器的信號(hào)通過(guò)! I/O₄輸入，輸出口! I/O₅可實(shí)現(xiàn)發(fā)聲報(bào)警并啟動(dòng)關(guān)斷器自動(dòng)切斷煤氣源，節(jié)點(diǎn)模塊同時(shí)向監(jiān)控中心發(fā)出煤氣泄漏報(bào)警。

    小區(qū)自動(dòng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)使用具有電子輸出的水表、電表、煤氣表和暖氣表，各表的流量值可通過(guò)累計(jì)其輸出的脈沖數(shù)即可，即q=∑L；而暖氣表則需要再統(tǒng)計(jì)一個(gè)溫差值以進(jìn)行熱值計(jì)算，即q=∑(L．△T)。上述輸入量分別接在節(jié)點(diǎn)模塊的I/O₆~I/O₁₀，經(jīng)過(guò)智能節(jié)點(diǎn)的計(jì)算所得的計(jì)量值，以網(wǎng)絡(luò)變量的形式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。管理監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)通過(guò)LonWorks網(wǎng)絡(luò)讀取各的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，計(jì)算費(fèi)用并將信息送入小區(qū)信息服務(wù)平臺(tái)，住戶可隨時(shí)根據(jù)自設(shè)的密碼進(jìn)行網(wǎng)上查詢，如圖5所示。 

圖5信息數(shù)據(jù)流程圖

    以上各種監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備都通過(guò)埋管走線的方式連接到每戶的終端控制箱內(nèi)，該控制箱包含有LonWorks節(jié)點(diǎn)、穩(wěn)壓電源、備用電池、繼電器以及交流斷電報(bào)警電路、電池充電電路等，一旦因某種原因?qū)е驴刂葡浣涣鲾嚯?，立即啟?dòng)備用電池工作，維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)通過(guò)I/O₁₁輸入口將信息由節(jié)點(diǎn)模塊向監(jiān)控中心報(bào)告。

    由于整個(gè)小區(qū)智能化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)，使得系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、安裝、調(diào)試工作量大大降低，同時(shí)又具備相當(dāng)?shù)撵`活性，對(duì)不同用戶的要求能很容易地修改實(shí)現(xiàn)。

    4結(jié)束語(yǔ)
 
    由于LonWorks技術(shù)的開(kāi)放性，產(chǎn)品選擇的多樣化，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小靈活，允許住宅開(kāi)發(fā)商以最合理的價(jià)格組建符合要求的小區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)，有效控制成本。無(wú)論是系統(tǒng)升級(jí)，或是新系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都可以根據(jù)客戶的需求提出最貼切的實(shí)施方案，滿足各層次用戶的需求，并能方便地對(duì)用戶節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改和升級(jí)。利用LonWorks技術(shù)進(jìn)行住宅小區(qū)智能化的建設(shè)，可以在特定的條件下實(shí)施特定范圍的智能化建設(shè)，并為以后更深入的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。因此，LonWorks技術(shù)在住宅智能化建設(shè)中應(yīng)用的前景是非常廣闊的。