LonWorks技術在某住宅小區(qū)智能化建設中的應用
每戶使用一個LonWorks節(jié)點實現(xiàn)所有安防功能,每2戶使用一個單獨的LonWorks節(jié)點實現(xiàn)遠程抄表,所有節(jié)點均就近連接到相應的子網(wǎng)上,共有12個子網(wǎng)。網(wǎng)上連接有一臺監(jiān)控計算機,位于住宅小區(qū)管理處。所有監(jiān)測到的報警信號均經(jīng)過LonWorks節(jié)點的計算和轉換,通過LonWorks網(wǎng)絡送到監(jiān)控計算機,進行多媒體聲光報警和信息提示。每抄表節(jié)點隨時采集每戶的水電氣三表讀數(shù),并保存下來(可斷電保存),可隨時由監(jiān)控計算機讀取。
該系統(tǒng)全部子網(wǎng)采用自由拓撲網(wǎng)絡結構,使用FTT-10收發(fā)器,利用雙絞線作為傳輸媒體。每個子網(wǎng)都通過一個相應路由器再連接到主干網(wǎng)上,中心監(jiān)控和抄表計算機也直接連接在主干網(wǎng)上。每個子網(wǎng)從各自的路由器(安裝在第三層)開始,垂直連接同一棟樓內每層同一戶型的所有節(jié)點,由于每棟有六種戶型,所以每棟樓設計有6個子網(wǎng),兩棟共12個子網(wǎng)。而分布在每層的兩個抄表節(jié)點均分散安裝在每棟的六個子網(wǎng)中,使得每個子網(wǎng)的網(wǎng)絡負載盡量平衡。 主干網(wǎng)使用TP/XF-1250收發(fā)器,使用雙絞線作為傳輸媒體,將所有路由器,一個時鐘節(jié)點與中心監(jiān)控計算機,抄表計算機連接,形成高速總線型主干網(wǎng)。由于所有路由器分別集中安裝在兩棟樓的第三層,縮短了主干網(wǎng)線長度,以達到較好的網(wǎng)絡性能。
智能住宅小區(qū)智能控制系統(tǒng)設計
本系統(tǒng)設計分為三個部分:住戶室內安全防衛(wèi)系統(tǒng),小區(qū)自動遠程抄表系統(tǒng),小區(qū)管理監(jiān)控中心。
住戶室內安全防衛(wèi)系統(tǒng)主要包括室內防盜,緊急求助,煤氣泄漏探測和關斷三大功能。在室內安防系統(tǒng)中我們使用的各種探測器均為簡單的開關量輸入/輸出接口,因而我們選用了具有8通道開關量I/0口的LonWorks節(jié)點產(chǎn)品。每通道連接同一種探測器。節(jié)點程序隨時監(jiān)測各I/O口的狀態(tài)變化,一旦某I/O通道狀態(tài)發(fā)生變化,經(jīng)程序判斷此時探測器處于報警狀態(tài),便將相應的報警信號以網(wǎng)絡變量的形式發(fā)送到網(wǎng)絡上,小區(qū)監(jiān)控中心收到該數(shù)據(jù)后進行相應的報警輸出。每個節(jié)點可連接6類不同探測器,1個警號,1個交流斷電檢測信號。每戶使用1個LonWorks節(jié)點進行安防報警監(jiān)控。
在住戶的各窗戶旁邊安裝一個紅外探測器,在住戶門邊安裝一個門磁,實現(xiàn)住戶室內的窗警和門警等非法闖入監(jiān)視,一旦有報警發(fā)生,系統(tǒng)啟動室內警號發(fā)聲,并報警到監(jiān)控中心;在住戶室內有一個密碼鍵盤,住戶可通過此鍵盤進行室內監(jiān)控的布防和撤防,以及通過此鍵盤輸入劫持密碼模擬對系統(tǒng)撤防但實際向監(jiān)控中心進行劫持報警;把住戶門鎖的鎖孔加裝專用電子開關,使得住戶在出門反鎖時,監(jiān)控系統(tǒng)能自動設防,在住戶開門時,系統(tǒng)能自動撤防;在各臥室和客廳各安裝一個緊急按鈕,使得住戶在家中有緊急情況時能很容易、簡單地報警求助;在廚房和浴室內各安裝一個煤氣探測和自動關斷器,一旦有煤氣泄漏,探測器將發(fā)聲報警,并報警到監(jiān)控中心,同時啟動關斷器切斷煤氣源。功能示意圖如下:
以上各種監(jiān)測和控制設備都通過埋管走線的方式連接到每戶的終端控制箱內,該控制箱包含有LonWorks節(jié)點,穩(wěn)壓電源,備用電池,繼電器以及交流斷電報警電路,電池充電電路等,一旦因各種原因導致控制箱交流斷電,立即啟動備用電池工作,維持監(jiān)控系統(tǒng)運行并向監(jiān)控中心報警。備用電池能連續(xù)工作10小時左右。
小區(qū)自動遠程抄表系統(tǒng)使用電子水表,電子電表,電子煤氣表,以上三種表均為電子脈沖輸出,對表的計量只需累計電子表輸出的脈沖數(shù)即可,在抄表節(jié)點中只需用數(shù)字I/O口即可實現(xiàn)脈沖計數(shù)。我們采用帶8個數(shù)字I/0通道的LonWorks節(jié)點作為專門的抄表節(jié)點,同時對8個電子表進行脈沖計數(shù),并轉換為相應的表讀數(shù),保存在節(jié)點的EEPROM中。管理監(jiān)控中心的計算機通過LonWorks網(wǎng)絡讀取各抄表節(jié)點中各住戶對應的三表數(shù)據(jù),實現(xiàn)遠程自動抄表。利用在網(wǎng)絡上的時鐘節(jié)點,本系統(tǒng)可進行電費復費率抄表計算。每個抄表節(jié)點可同時抄收2個住戶的三表數(shù)據(jù),使用專門的線路供電,并配有備用電池,以保證抄表節(jié)點的連續(xù)運行。抄表節(jié)點安裝在大樓每層的走廊吊頂上,用專用鐵箱密封,包含穩(wěn)壓電源及備用電池。
小區(qū)遠程抄表系統(tǒng)相對獨立,可以自成一個單獨抄表網(wǎng)絡?;谌缜八?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/LonWorks技術">LonWorks技術的優(yōu)點,本系統(tǒng)中將抄表網(wǎng)絡和住戶安防網(wǎng)絡合并成同一個網(wǎng)絡,抄表節(jié)點被就近連接到不同的監(jiān)控子網(wǎng)上。
小區(qū)管理監(jiān)控中心主要使用兩臺PC機,分別是報警監(jiān)控計算機和遠程抄表計算機,插上LonWorks網(wǎng)卡,連入LonWorks監(jiān)控主干網(wǎng)絡。住宅區(qū)內的全部報警信號都通過LonWorks 網(wǎng)絡送達監(jiān)控計算機中,在該計算機屏幕上即時顯示住戶資料(姓名,地址,電話,報警級別,報警類別,報警節(jié)點地址,報警時間及住戶平面圖等),并可記錄小區(qū)全部住戶的歷史報警信號,同時接收多點報警。遠程抄表計算機可隨時查詢任一住戶電、水、煤氣表讀數(shù);對每用戶每月消耗的水、電、煤氣用量進行系統(tǒng)總用量、總金額統(tǒng)計;對用戶用量超過預設最大值時報警等。
小區(qū)管理監(jiān)控中心還包括一個時鐘節(jié)點,為整個LonWorks網(wǎng)絡提供統(tǒng)一的標準實時時鐘,為住戶節(jié)點提供統(tǒng)一報警時鐘,為抄表節(jié)點實現(xiàn)復費率計費提供時間依據(jù)。
由于整個小區(qū)智能系統(tǒng)的實現(xiàn)基于LonWorks網(wǎng)絡,使得系統(tǒng)的開發(fā)、安裝、調試工作量大大降低,同時又具備相當?shù)撵`活性,對不同用戶要求能很容易地修改實現(xiàn)。
結論
由于LonWorks技術的開放性,產(chǎn)品的選擇多樣化,網(wǎng)絡規(guī)模大小靈活,使得我們可以選擇各種網(wǎng)絡設備,包括國產(chǎn)的節(jié)點,路由器等產(chǎn)品,這樣就能以最合理的價格組建符合要求的LonWorks網(wǎng)絡,有效控制成本。無論是系統(tǒng)升級,或是新系統(tǒng)設計,我們可以形成不同檔次的實用系統(tǒng),根據(jù)客戶的需求提出最貼切的實施方案,滿足各層次用戶的需求,并能方便地對用戶節(jié)點進行修改和升級。同樣,在抄表系統(tǒng)中,擴大抄表系統(tǒng)的規(guī)模也是很簡單的事情。
基于LonWorks技術良好的擴充性、易維護性,使得我們完全能在現(xiàn)有基礎上增加新的功能,實現(xiàn)住戶家電控制,家居環(huán)境控制,以及小區(qū)周邊環(huán)境控制,如系統(tǒng)供電設備、公共照明、蓄水及消防水箱、 背景音響、電梯、草地噴淋集中監(jiān)測控制,停車場控制等,對于客戶的各種檔次要求都能在原有網(wǎng)絡中實現(xiàn)。
因而,利用LonWorks技術進行住宅小區(qū)智能化建設完全符合中國國情,這種建設模式,是在特定的條件下實施特定范圍的智能化建設,并為以后更深入的發(fā)展奠定良好的基礎。因此,LonWorks技術在住宅智能化建設中應用的前景是非常廣闊的。
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