随着社会和科技的发展以及国家对节能减排政策性要求的提出,智能楼宇自动控制系统被越来越多地应用于各种建筑之中,这种应用不仅要求各种类型的控制网络之间能进行通讯与集成,同时还要满足自控网络和各种数据网络之间进行交换互联,这种互联都是通过各种通信协议实现的。国际上定义了很多通讯协议,其中现在应用较为广泛的协议为LonTalk协议、BACnet协议和TCP/IP协议。其中LonTalk协议和BACnet协议是楼宇自控系统中常用的现场总线协议,TCP/IP协议又叫网络通讯协议,是Internet最基本的协议,同时也是楼宇自动控制系统协议的一个发展方向。楼宇自动控制系统通过上述的一个或多个通讯协议来实现各种功能。
LonWorks协议
在上世纪90年代初,美国Echelon公司推出了LonWorks现场总线网络形式,这是一种局域操作性的网络,它用面向对象的设计方法,通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。LonWorks协议支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质,通讯速率从300bit/s至1.5M/S不等,直接通信距离可达2700m(78Kbit/s)o随着不断发展和其在楼宇自控中的本身优势,LonWorks协议很快被用于楼宇自控系统中。具体起来有以下几点:
(1)开放性强、互动性强
LonWorks有很强的互联性及互操作性。LonWorks采用的是微处理器接口程序,即MIP软件。用MIP软件可以开发出各种低成本的网关,从而使各种网络的互联成为轻而易举的事情,使它能够通过网关把不同的现场总线、异型网络接进LonWorks网络内,从而增强其功能,构成一个统一的整体。
(2)成本低,易于实现
LonWorks的核心通讯协议为LonTalk协议。LonTalk协议是一种封装在神经元芯片中的协议。神经元芯片是一个带有多个处理器、读写/只读存储器以及通信和I/。接口的单芯片系统。在制造过程中,每个神经元芯片都被赋予一个永久的、全世界唯一的48位码,即神经元ID号。我们通常称其为一个“芯片上的系统”,它将3个8位的内嵌处理器集成为一体:其中两个用于执行LonTalk协议,第三个用于设备的应用程序。所以它既是一个网络通信处理器,又是一个应用程序处理器,这意味着对于开发人员而言,能够大大减少在构造网络通信方面所需的时间和费用,而将大部分精力集中在对应用层进行控制策略的编程。
(3)操作便捷,安全稳定
LonWorks提供LonBuilder、NodeBuilder,NeuronC及LonManager等强有力的开发工具平台,给系统设计、维护和升级改造带来极大的方便。同时,包含神经元芯片的Lon节点具有通信和控制功能,部分节点故障不会造成系统瘫痪,对系统的调试、维护和稳定性都有着重要的意义。
LonTalk协议遵循ISO/OSI-RM模型的自控网络通信协议。
结束语
通过上面一系列的介绍和实际应用,我们可以预见的是,LonWorks协议将在楼宇自控领域取得更大的发展和进步,对推动楼宇自动控制系统通信及现场总线方面起到更多关键的作用。