基于LonWorks技术的楼宇自动化系统的研究

基于LonWorks技术的楼宇自动化系统的研究

张英[1]2005年在《基于LonWorks技术的楼宇自控系统及其集成研究》文中进行了进一步梳理论文的研究工作是以某教学大楼楼宇自动化系统及系统集成工程建设为背景展开的。随着全球信息化与经济国际化的深入发展,智能建筑已成为一个国家综合经济实力的标志之一,也是新世纪工程建设重点开发的热点之一。楼宇自动化系统作为智能建筑的一个重要组成部分,其系统构成与运行直接影响到整个智能建筑系统运行的成败。随着信息技术和控制网络技术的高速发展,人们对建筑物的使用功能、环境和管理水平的要求也不断提高,楼宇自控系统的规模不断扩大,对系统的可靠性和灵活性提出越来越高的要求,传统的封闭和集中体系结构已经不能满足人们的需求。另一方面,当前工业控制体系结构正由以“信息集中,控制分散”为核心思想的DCS(集散控制系统)向FCS(现场总线控制系统)过渡。LonWorks 现场总线系统作为最早使用于建筑物设备自动化系统中的总线技术之一,其LonTalk 协议显着的开放性,无论在工业网络控制,还是在智能楼宇和家庭智能化方面均有着得天独厚的优势。因此,论文选用LonWorks 总线技术构建楼宇自控系统。论文首先对LonWorks 总线技术进行了深入的分析和讨论,尤其对LonTalk 协议下的信息交换机制、神经元芯片及相应的Neuron C 语言等作了深入的剖析。接着,简要介绍了楼宇自动化系统的组成与功能,以及各子系统的协调和集中管理要求,并列出了系统设计所必须遵循的国家标准和行业标准。论文的主要贡献与创新在于:在分析楼宇自动化系统对控制网络的要求,楼宇自动化控制系统结构,以及LonWorks 技术应用于楼宇自动化控制系统可行性的基础上,结合实际工程改造项目,构建了基于LonWorks 总线的楼宇自动化系统网络结构;给出了空调控制系统的硬件实现和相应的软件设计,并分析了该系统通信的实时性;论文中还对智能建筑楼宇自动化系统集成进行了研究,从集成的网络层次上对以现场总线为基础的控制网络及其与信息网络的集成技术进行了深入的剖析,在此基础上,采用Visual Basic6.0 软件工具开发了现场监控程序,并通过OPC 技术建立上层的管理与监控应用,从而实现控制信息与管理信息的集成。最后,在分析实际工程实时监控软件的功能需求和设计内容基础上,采用Visual Basic6.0 软件工具进行了组态设计,实时监控软件界面友好、生动。

汤颖[2]2008年在《基于LonWorks的楼宇自动化技术研究》文中研究表明智能建筑是中国21世纪大型建筑物发展的主要趋势,它包含了各种繁杂的控制和通讯技术。LonWorks总线因其很强的开放性、兼容性、灵活性、安全性、可靠性和可互操作性,已被广泛应用于智能建筑领域。本文介绍了智能建筑和现场总线的基本概念,在了解和掌握LonWorks现场总线技术的基础上,提出了一种基于LonWorks技术的可行性设计方案。该方案把整个建筑设备自动化作为一个LON网络,节点具有报警信息自动检测、电话自动拨号和语音报警等智能化功能。利用该方案设计了基于MiniEVK的感温探测系统,进行了节点和LON网网络通信的软件设计,并对对软件进行了测试和验证。在此基础上,对Host-based结构上的多点测温进行了软件设计。使用面向对象的编程语言Delphi对用户界面进行了开发,并用Access数据库系统建立了用户资料查询系统,与Delphi界面一起构成完整的火灾报警查询系统。最后,对基于LonMaker和LNS的智能网络集成技术进行了研究。具体介绍了LonWorks网络架构所使用的工具LonMaker和LNS(LonWorks Network Service)环境,整个网络的结构形式及组网过程,还讨论了Internet技术、Web技术与LonWorks技术完全的无缝集成。

羊梅[3]2008年在《LonWorks技术在楼宇自动化系统中的应用研究》文中研究表明我国智能建筑始建于90年代,至今已持续发展了10余年,从发展的过程看,经历了萌芽、起步、快速发展,到目前理性发展的阶段。楼宇自动化系统(BA)作为智能建筑的重要子系统之一,其系统构成与运行情况对整个智能建筑系统运行的成败产生直接影响,对楼宇自动化系统的研究一直是学术界和工程界极为关注的重点和难点。另一方面,当前工业控制体系结构正由以“信息集中,控制分散”为核心思想的DCS(集散控制系统)向FCS(现场总线控制系统)过渡。LonWorks技术集计算机、网络和控制于一体,以其高可靠性、安全性、易于实现和互可操作性等特点,成为当前最为流行的现场控制总线之一,在楼宇、运输、能源、环境监测等领域得到广泛应用。本文就如何将LonWorks技术应用到楼宇自动化系统中展开论述,主要研究内容如下:从BA系统和LonWorks的发展与现状出发,对LonWorks总线技术进行了较为深入的分析和讨论,介绍了楼宇自动化系统的组成与功能,以及各子系统的协调和集中管理要求,并列出了当前系统设计所必须遵循的国家标准和行业标准。在分析楼宇自动化系统对控制网络的要求,楼宇自动化控制系统结构,以及LonWorks技术应用于楼宇自动化控制系统可行性的基础上,结合实际工程建设项目,构建了基于LonWorks总线的楼宇自动化系统网络结构,给出了空调控制系统的具体硬件实现和相应的软件设计方案。在分析实际工程实时监控软件的功能需求和设计内容基础上,采用MCGS软件工具进行了组态设计,实时监控软件界面友好、生动,具有一定的工程实用性。

魏晨[4]2007年在《基于LONWORKS系统的楼宇自控系统设计及应用》文中认为随着计算机技术、通信技术的高速发展,新的工业总线——现场总线也随之诞生。它的出现意味着工业控制系统已从集散控制系统(DCS)过渡到现场总线控制系统(FCS)。LonWorks(Local Operating Networks)总线就是其中一种优秀的现场总线技术。它是由美国Echelon公司1993年推出的一种局部操作网络。在其支持下,诞生了新一代的智能化低成本的现场测控产品。本文探讨了这一技术,并将其成功地运用到了北京某大厦BA(楼宇自动化)系统中。本文从BA系统和LonWorks的发展与现状阐述了LonWorks应用于楼宇自动化的意义;通过介绍BA系统的组成与功能及LonWorks现场总线控制系统后,本文对LonWorks技术应用于BA系统进行了可行性分析;凭借目标大楼BA系统的功能需求及设计依据,本文从系统的硬件结构、软件设计等全面地进行了设计和调试,并给出了空调机组控制系统的具体实现方案;本文在对上位机界面设计上也做了大量的工作。论文的主要贡献与创新在于:分析楼宇自动化系统对控制网络的要求,楼宇自动化控制系统结构,以及LonWorks技术应用于楼宇自动化控制系统可行性的基础上,结合实际工程项目,构建了基于LonWorks总线的楼宇自动化系统网络结构;给出了空调控制系统的硬件实现和相应的软件设计。最后,在分析实际工程实时监控软件的功能需求和设计内容基础上,采用InTouch7.1软件进行了组态设计,使得监控软件界面友好而生动。

麻芳义[5]2005年在《楼宇自动化系统集成技术的研究》文中研究表明智能化建筑是信息时代的必然产物,是高科技与现代建筑的巧妙集成,是建筑现代化的重要发展方向。楼宇自动化系统是智能化建筑的一个重要组成部分。楼宇自动化系统集成是将建筑物内不同功能的自动化子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起,以实现信息综合、资源共享,使楼宇自动化系统的功能与性能产生质的提高。 本文针对楼宇自动化系统中的子系统和设备多、协议不开放等问题给楼宇自动化系统的集成带来的不便,提出了采用开放标准技术构建楼宇自动化系统的集成方案。通过对楼宇自动化系统中的两种开放式标准LonWorks及BACnet的各自性能和特点分析,给出了它们之间的几种网络互联模式。同时,介绍了OPC数据存取规范,建立了该规范在楼宇自动化系统中的应用模型,提出了OPC服务器及客户端的设计思路。作为应用示例,开发了一个串口设备的OPC服务器,并对其性能及互操作性进行了测试,达到了预期效果。在此基础上,综合应用LonWorks、OPC开放标准及其它集成技术,并采用了Honeywell公司的EBI集成平台实现了深圳大学城的楼宇自动化系统的集成。该系统已投入使用,运行效果良好。

彭小芳[6]2008年在《家庭网络和智能小区集成方案的研究与实现》文中指出随着电子技术、计算机技术和通信技术的发展,家庭网络和楼宇自动化技术也得到了迅速的发展。“家庭网络技术”在国内外是一大热点,此时,贵州以太公司的“家庭网络平台”被信息产业部评为“具有国际先进水平、拥有自主知识产权、市场前景良好的顶尖级信息技术项目”之一。家庭网络中采用的YT101总线也得到推广,然而,由于LonWorks总线在智能楼宇中的应用已经很成熟,因此许多智能小区及智能楼宇已经采用了LonWorks总线进行控制。本文正是在这种形式下,进行了家庭设备控制网络和智能小区或智能楼宇控制网络的集成研究,本文通过设计开发协议转换器,来实现了YT101总线控制网络和LonWorks总线控制网络的互连。论文前叁章介绍了课题提出的背景,并对YT101网络及其与家庭网络的联系,LonWorks网络及其与智能小区的关系进行了研究。论文第四章对LonWorks总线在楼宇自动化中的应用进行了研究,并基于实际的设计项目,介绍了楼宇自动控制系统的设计过程。家庭网络处于推广应用中,而LonWorks总线的应用以趋于成熟,对于协议转换器的开发是推广家庭网络发展的需要。论文第五章对协议转换器的开发进行了研究,并介绍了AT89C52单片机与YT101和Neuron3150芯片之间的通信原理,阐述了各个不同模块的硬件设计,并给出了软件的设计过程。最后对论文研究进行了总结及展望。

张小军[7]2003年在《基于LonWorks技术的楼宇自动化系统的研究》文中提出随着经济的发展,对大厦智能化的要求越来越高,智能大厦监控系统的应用也越来越广,需要监控的对象越趋多样化,必须使用具有统一规范、可靠性高、组建灵活、扩展性好、维护简便、性能价格比高的方式来组建系统。因此,作为智能大厦的一个重要组成部分——楼宇自动化系统的研制具有极其重要的意义。本论文主要介绍了一种新型的现场总线技术——LonWorks技术。并基于此技术构建了一套楼宇自动化系统。介绍了该系统的总体结构功能、各节点的设计思路、硬件电路、软件设计和抗干扰设计等。该系统包括温度测控子系统、照明监控子系统、火灾报警子系统、车库安全防盗报警子系统,电视监控、变配电子系统等。通过中央监控系统的计算机提供的操作界面可对整个大楼的运行进行统一的管理。中央监控系统采用Echelon公司最新推出的LNS技术,使网络监视用PC机能完成网络安装、维护、监控的功能,本系统的人机操作界面程序全部通过Visual Basic来编写。一块LonTalk协议适配卡将PC机与LonWorks网络相联。各功能节点采用MC143150神经元芯片作为CPU,采用Neron C语言编制程序。由于节点相对较少,节点分布距离较近(6层大楼,小于500m)网络的构成只需一个子网即可,网络媒介使用双绞线,无需路由器。

闫峻[8]2004年在《基于LonWorks现场总线的楼宇自动化系统设计》文中研究说明随着计算机技术、通信技术和微电子技术的迅速发展,新的工业总线——现场总线也随之诞生。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输多分支结构的通信网络。该技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表,使它们各自都具有了数字计算和数字通信的能力,采用可进行简单连接的双绞线等作为总线,把多个测量控制仪表连接成网络系统,并按公开、规范的通信协议,在位于现场的多个微机化测量控制设备之间及现场仪表与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成各种适应实际需要的自动控制系统。现场总线的出现意味着自动化技术面临第叁次飞跃,即从集散控制系统(DCS)过渡到现场总线控制系统(FCS)。FCS适应了现代工业控制朝复杂化和智能化发展的要求,是21世纪自动化技术的必然趋势。 LON(Local Operating Networks)总线是其中一种优秀的现场总线技术,它是由美国Echelon公司1991年推出的局部操作网络,为监控系统提供了很强的实现手段。在其支持下,诞生了新一代的智能化低成本的现场测控产品。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兰州某智能楼宇的楼宇自动化(Building Automation BA)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。实际研究表明该方法动态响应快,对分散目标的集中管理和控制方面的应用有实际参考价值。 本文的组织结构如下:第一章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:第二章介绍了LonWorks现场总线控制系统的基础知识;第叁章给出了兰州某智能楼宇的楼宇自动化系统的设计方案;第四章介绍了系统的硬件结构;第五章介绍了系统的LON网络的软件实现:第六章简要介绍了系统的上位机监控系统的开发。

姚胜兴[9]2005年在《LonWorks现场总线技术在楼宇自动化系统中的应用研究》文中提出随着信息技术的迅猛发展,智能建筑得到了越来越广泛的应用,楼宇自动化系统是其中的一个关键组成部分。在传统的楼宇自动化系统中由于采用封闭式通信协议而极易形成“自动化孤岛”。LonWorks现场总线因通信协议的开放性和其构建现场测控网络方便等特点而能很好地解决上述问题。本文紧密结合湖南省教育厅科技攻关项目“现场总线技术在楼宇自动化系统中的应用研究”进行研究,针对目前国内大量小型的、且资金不是非常雄厚的高层建筑的楼宇自动化系统建设需求,提出了一种立足于自行开发的、基于LonWork的楼宇自动化系统的构建方案,并完成了其中的几个主要构件的硬、软件开发与设计,以智能节点为基础构建了基于LonWorks的楼宇自动化系统。论文介绍了智能建筑和楼宇自动化系统的基本概念,讨论了现场总线的特点并对几种常见的现场总线进行了比较; 主要研究了LonWorks现场总线的核心内容,包括神经元芯片、LonTalk协议、LonTalk收发器、Neuron C语言和LonWorks开发工具等; 研制与开发的用电参数采集Lon网络智能节点模块,采用了基于真有效值测量技术,能实现对用户的用户参数智能化、网络化管理,具有远程抄表的相应功能; 基于1-Wire单总线技术的数字温度传感器技术开发的温度测控智能节点,可有效地解决楼内测温点多、分散、布线有限制、传感器供电困难等难题,大大地简化了测控系统的结构。上述系统经过计算机仿真、实验装置的调试与测量,表明性能良好,验证了本文研发成果的有效性和实用价值,具有一定的推广意义。

翁振粤[10]2009年在《LonWorks技术在中央空调中的应用》文中研究指明智能建筑是信息时代的产物,是以计算机和网络为核心的信息技术向建筑行业的应用和渗透,它完美地体现了建筑艺术与信息技术的结合,成为21世纪当今世界各类建筑的主流。智能建筑主要由叁部分组成:楼宇自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统。作为智能建筑的核心系统,传统的楼宇自动化系统是按分布式信息与控制理论设计的集散控制系统,它是由计算机技术、自动控制技术、通信网络技术和人机接口技术相互发展渗透而产生。然而,集散型控制系统还没有从根本上解决系统内部通信问题和分布式问题,只是自成封闭系统,以固定集散模式和通信约定构成。而LonWorks现场总线因通信协议的开放性和其构建现场测控网络方便等特点而能很好地解决上述问题,它的应运而生在控制领域产生了一场新的革命。本文通过对智能建筑的概念、国内外的发展动态进行介绍,引出了楼宇自动化系统的概念和构成,强调了现场总线在楼宇自动化系统中的重要性和广泛应用,研究了基于LonWorks现场总线的楼宇自动化系统的相关技术,并结合广州某医学院附属医院就地改造二期工程智能化系统工程项目中的楼宇自动化系统,阐述了LonWorks现场总线技术在中央空调系统中的应用。其中,论文介绍了现场总线技术,突出了LonWorks现场总线技术的发展潜力和美好的前景,并且给出了LonWorks现场总线技术的详细理论知识,包括LonTalk通信协议、专用硬件、专用软件及LonMark互操作规范等核心内容。在此基础上对上述项目进行了系统的总体方案设计和系统总体网络的构建,着重介绍了中央空调系统的控制内容及原理、功能,并对空调系统进行硬件设计和软件设计。最后,探讨了对空调系统控制的实时监控软件进行组态设计的必要性,接着对实时监控软件的功能及其内容进行详细的分析,通过运用Visual C++工具进行软件组态设计,从而实现LonWorks技术在中央空调系统中的应用。

参考文献:

[1]. 基于LonWorks技术的楼宇自控系统及其集成研究[D]. 张英. 重庆大学. 2005

[2]. 基于LonWorks的楼宇自动化技术研究[D]. 汤颖. 南京理工大学. 2008

[3]. LonWorks技术在楼宇自动化系统中的应用研究[D]. 羊梅. 西南交通大学. 2008

[4]. 基于LONWORKS系统的楼宇自控系统设计及应用[D]. 魏晨. 北京邮电大学. 2007

[5]. 楼宇自动化系统集成技术的研究[D]. 麻芳义. 合肥工业大学. 2005

[6]. 家庭网络和智能小区集成方案的研究与实现[D]. 彭小芳. 贵州大学. 2008

[7]. 基于LonWorks技术的楼宇自动化系统的研究[D]. 张小军. 哈尔滨理工大学. 2003

[8]. 基于LonWorks现场总线的楼宇自动化系统设计[D]. 闫峻. 兰州理工大学. 2004

[9]. LonWorks现场总线技术在楼宇自动化系统中的应用研究[D]. 姚胜兴. 湖南大学. 2005

[10]. LonWorks技术在中央空调中的应用[D]. 翁振粤. 华南理工大学. 2009

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