三、LNS構(gòu)架的智能小區(qū)安防及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

LNS構(gòu)架的智能小區(qū)演示系統(tǒng)具有多種功能，如三表的遠(yuǎn)程抄表、安防技術(shù)、聯(lián)動(dòng)控制、家電控制等，現(xiàn)就遠(yuǎn)程抄表和安防技術(shù)對(duì)其管理進(jìn)行較詳細(xì)說(shuō)明。

　　1.下位機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

　　下位機(jī)硬件主要包括智能節(jié)點(diǎn)、路由器、時(shí)鐘模塊和接口卡。

現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)有三表讀數(shù)、各報(bào)警傳感器和執(zhí)行器的狀態(tài)等，將這些信號(hào)與神經(jīng)元芯片相連，加上一個(gè)收發(fā)器即可構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)。由于神經(jīng)元芯片有11個(gè)I/O口和2K的RAM，加少量調(diào)理電路即可直接與三表信號(hào)量相連，而報(bào)警信號(hào)則可直接與神經(jīng)元芯片相連。最后將所有的節(jié)點(diǎn)都掛接在LON總線上，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇蔀榭偩€型或星型或自由拓?fù)湫?。?jié)點(diǎn)間可通過(guò)LonTalk協(xié)議相互通訊。

　　由于智能小區(qū)建筑的分散性和各棟樓施工要求可能不同，使用路由器將大大突破傳統(tǒng)總線的局限——不受通信距離、通信介質(zhì)和通信速率的限制。使得在一個(gè)小區(qū)內(nèi)可兼顧技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的不同要求，采用不同的通信介質(zhì)，在不同的段內(nèi)兼容不同的通信速率。

　　2.上位機(jī)監(jiān)控與管理

　　上位機(jī)可以采用多種技術(shù)和LON總線進(jìn)行通訊，Lonmanager DDE、LNS DDE和LNS API，已自主完成了多種驅(qū)動(dòng)軟件的開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)了與FIX、INTOUCH、KingView等多種工業(yè)組態(tài)軟件與LON網(wǎng)絡(luò)的連接，方便了用戶界面的迅速開(kāi)發(fā)。同時(shí)也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)。

　　基于智能小區(qū)控制對(duì)大量的控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，上位機(jī)一般采用 具有“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集”功能的組態(tài)軟件，如FIX、INTOUCH、組態(tài)王(KingView)等，以便能以高性能和高可靠性對(duì)眾多的控制器和其他現(xiàn)場(chǎng)部件進(jìn)行控制和監(jiān)視，且能隨時(shí)對(duì)各種事件作出反應(yīng)，并且不丟失任何重要數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。

　　我們?cè)谘菔鞠到y(tǒng)的上位機(jī)采用組態(tài)王(KingView)來(lái)監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)。

　　組態(tài)王有著易于使用的圖形界面，方便智能小區(qū)管理員的操作。組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)功能使小區(qū)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)與各個(gè)部門(mén)建立起聯(lián)系，在任何需要的時(shí)候把現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)的傳送到控制室，保證信息的暢通。

　　組態(tài)王能連接PLC、智能儀表、板卡、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置(RTU)等數(shù)百種外部設(shè)備，組態(tài)王通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序和這些工控設(shè)備相通訊。組態(tài)王軟件系統(tǒng)與最終用戶使用的具體的PLC或現(xiàn)場(chǎng)部件無(wú)關(guān)。對(duì)于不同的硬件設(shè)施，只需為組態(tài)王配置相應(yīng)的通信驅(qū)動(dòng)程序即可。

　　組態(tài)王同時(shí)保留了DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)通訊方式。組態(tài)王通過(guò)DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)和其他的應(yīng)用程序之間交換數(shù)據(jù)。通過(guò)DDE，開(kāi)發(fā)者可利用PC機(jī)豐富的軟件資源來(lái)擴(kuò)充“組態(tài)王”的功能，比如用Excel從“組態(tài)王”的數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，然后組態(tài)王再?gòu)腅xcel中讀出結(jié)果來(lái)控制各個(gè)生產(chǎn)參數(shù)；可以利用VISUAL BASIC開(kāi)發(fā)服務(wù)程序，完成數(shù)據(jù)采集、報(bào)表打印、多媒體聲光報(bào)警等功能，從而很容易的組成一個(gè)完備的上位機(jī)管理系統(tǒng)；還可以和數(shù)據(jù)庫(kù)程序、人工智能程序、專家系統(tǒng)等進(jìn)行通訊。

　　在智能小區(qū)的控制中，驅(qū)動(dòng)軟件我們選用LNS DDE Server。

LNS DDE Server能完成LonWorks智能模塊和Windows應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)交換，使得Windows應(yīng)用程序可以作為一個(gè)DDE客戶程序來(lái)監(jiān)控LonWorks網(wǎng)絡(luò)，即采集Lonworks網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)并發(fā)送一定的指令來(lái)改變LonWorks網(wǎng)絡(luò)的某些操作。在智能小區(qū)的控制中，下位機(jī)設(shè)備就是由基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)的智能模塊構(gòu)成，因此在上位機(jī)組態(tài)王就可以通過(guò)LNS DDE Server與下位機(jī)智能節(jié)點(diǎn)和其他Windows應(yīng)用程序進(jìn)行通訊。其具體配置步驟如下：

　　先在組態(tài)王的設(shè)備庫(kù)中選擇DDE，然后按“設(shè)備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿杉纯伞５谝徊竭x擇“DDE”；第二，“給安裝的DDE設(shè)備指定連接對(duì)象名”對(duì)話框中，輸入連接設(shè)備的邏輯名；第三步，“服務(wù)程序名”則是與“組態(tài)王50”交換數(shù)據(jù)的程序名，一般是I/O服務(wù)程序，或者是Windows應(yīng)用程序：“話題名”則是指本程序和服務(wù)程序進(jìn)行DDE連接的話題名(Topic)?！皵?shù)據(jù)交換方式”一般選擇“標(biāo)準(zhǔn)的Windows數(shù)據(jù)交換”；最后單擊“完成”即可。組態(tài)王50將自動(dòng)完成驅(qū)動(dòng)程序的啟動(dòng)和通信，不再需要用戶人工進(jìn)行。

　　然后，在定義I/O變量時(shí)，在變量屬性的“連接設(shè)備”項(xiàng)中選擇使用上面定義的邏輯連接設(shè)備名，在“項(xiàng)目名”中輸入DDE會(huì)話的項(xiàng)目名即可。注意，只有I/O類型的變量才有這兩項(xiàng)。

　　這樣，定義好的變量就可以自動(dòng)啟動(dòng)LNSDDE與下位機(jī)的智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊。

　　上位機(jī)還可以利用VISUAL BASIC開(kāi)發(fā)服務(wù)程序，完成數(shù)據(jù)采集、報(bào)表打印、多媒體聲光報(bào)警等功能。在VISUAL BASIC可視化編程工具中，DDE連接是通過(guò)控件的屬性和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于作為“顧客”的文本框、標(biāo)簽或圖片框，要設(shè)置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三個(gè)屬性。如果組態(tài)王作為“顧客”想VB請(qǐng)求數(shù)據(jù)，需要定義變量時(shí)說(shuō)明服務(wù)器程序的三個(gè)標(biāo)識(shí)名，即：應(yīng)用程序名設(shè)為VB可執(zhí)行程序的名字，把話題名設(shè)為VB中窗體的LinkTopic屬性值，項(xiàng)目名設(shè)為VB控件的名字。

　　總之，兩種方式的數(shù)據(jù)采集都是通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序和下位機(jī)交換數(shù)據(jù)的。從而很容易的組成一個(gè)完備的上位機(jī)管理系統(tǒng)。

　　3.網(wǎng)絡(luò)功能

　　組態(tài)王5.0可運(yùn)行在基于EtherNET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)上，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)上、下位機(jī)以及更高層次的廠級(jí)連網(wǎng)。

TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供了在不同硬件體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的能力。一臺(tái)PC機(jī)通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以和多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(即遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn))進(jìn)行通訊。在“組態(tài)王”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制的PC機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其他站點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)共享服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。

　　用戶要實(shí)現(xiàn)“組態(tài)王”的網(wǎng)絡(luò)功能，必須滿足以下條件：(1)將“組態(tài)王”50安裝在網(wǎng)絡(luò)版Windows3x、Windows95或Windows NT上，并啟動(dòng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即利用“組態(tài)王”網(wǎng)絡(luò)功能的PC機(jī)必須首先是某個(gè)局域網(wǎng)上的站點(diǎn)并啟動(dòng)該網(wǎng)。(2)客戶機(jī)和服務(wù)器必須安裝并同時(shí)運(yùn)行“組態(tài)王”。

四、總結(jié)

　　利用LNS構(gòu)架的智能小區(qū)演示系統(tǒng)，在上位機(jī)通過(guò)組態(tài)軟件如組態(tài)王以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控，便于智能小區(qū)的集中管理，且界面友好簡(jiǎn)單，控制快捷可靠。下位機(jī)采用LON控制網(wǎng)絡(luò)，成本低，可擴(kuò)充性。整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間和費(fèi)用小，集成簡(jiǎn)單，且安全可靠，是智能小區(qū)控制可選的最佳控制方案之一。

參考文獻(xiàn)

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