LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)在樓宇自動化溫度測控系統(tǒng)中的應(yīng)用

　?。?）獨有的1-Wire接口，只需一個端口管腳進行通信;

　?。?）可簡單構(gòu)成分布式多分支溫度測量應(yīng)用系統(tǒng);

　?。?）不需要任何外圍元件;

　　（4）可通過數(shù)據(jù)線進行寄生電源供電;

　?。?）測溫范圍為-55～+125℃;

　　（6）測量精度在-10～+85℃測溫范圍內(nèi)時為0.5℃;

　?。?）可編程9～12位數(shù)字溫度計，相應(yīng)分辨率為0.5～0.0625°C，最大轉(zhuǎn)換時間分別為93.75ms與750ms;

　　（8）用戶可定義非易失性溫度報警設(shè)置及識別。

　　2.2DS18B20的工作時序與命令

　　DS18B20采用嚴格的單總線通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。該協(xié)議定義了幾種信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、讀/寫0和讀/寫1。所有這些信號，除了應(yīng)答脈沖以外，都由主機發(fā)出同步信號。命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低位在前。單總線系統(tǒng)中主設(shè)備首先對DS18B20進行初始化，以確認總線上有DS18B20在線并做好了操作的準(zhǔn)備，再可執(zhí)行ROM功能命令，然后方可執(zhí)行存儲器功能命令以進行啟動溫度轉(zhuǎn)換及存儲器操作等控制功能。初始化時序中，主機先通過拉低總線至少480μs，產(chǎn)生復(fù)位脈沖信號（Tx），接著主機釋放總線，并進入接收模式（Rx），上拉電阻將單總線拉高;之后，在單總線器件檢測到上升沿后，延時15～60μs，接著通過拉低總線60～240μs，以產(chǎn)生在線應(yīng)答脈沖。

　　DSl8B20的ROM功能命令如表2所示。

　　DSl8B20的存儲器功能命令如表3所示。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成

　　本設(shè)計中樓宇自動化溫度測控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)選用兩級計算機監(jiān)控系統(tǒng)，即由上位管理機、LonTalk適配器以及多個智能節(jié)點組成。中央PC機控制節(jié)點的接口采用Echelon的PCLTA-10PCLonTalk適配卡。該卡是高性能的16位ISA總線LonWorks接口卡，系統(tǒng)中通信介質(zhì)為雙絞線。網(wǎng)絡(luò)采用基于LonWorks總線的網(wǎng)絡(luò)模型，節(jié)點數(shù)量可根據(jù)監(jiān)控的需要進行開放增減。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)采用總線方式，通信位率設(shè)為78.125kbps時，LonWorks總線任意兩節(jié)點之間的通信距離可以達到2700m，完全可以滿足樓宇自動化系統(tǒng)的通信要求。上位機通過LonTalk適配器與LonWorks總線相連，用于整個系統(tǒng)的集中監(jiān)控、管理、分析及網(wǎng)絡(luò)通信檢測等。

　　3.2智能溫度節(jié)點設(shè)計

　　系統(tǒng)采用基于主機的LonWorks智能節(jié)點，如圖3所示。選用ATMEL增強型Flash單片機AT89S52作為主處理器以完成主要的測控任務(wù)，其內(nèi)嵌8kFlashROM，軟硬件上兼容AT89C52，但其最大的特點是集成了ISP接口，可直接在目標(biāo)板上進行在系統(tǒng)編程，為用戶帶來了極大的方便;單總線上掛接的DS18B20采用外接VCC方式而未用寄生供電，以便除了正常測量各點室溫外，還可在火災(zāi)初期等異常情況下能準(zhǔn)確工作;利用8155擴展I/O，以對顯示、鍵盤、超溫報警等電路進行接口，此外還通過溫控輸出單元對空調(diào)機組進行新回風(fēng)、送排風(fēng)、噴淋管等閥門進行控制，達到控溫的目的;Neuron芯片采用CYPRESS的CY53120，以其為核心再通過收發(fā)器FFT-10A完成LonTalk協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，并通過事件調(diào)度完成用戶定義的各種計算、I/O事件處理及網(wǎng)絡(luò)報文處理等功能;收發(fā)器通過與Lon網(wǎng)接口負責(zé)將節(jié)點連入網(wǎng)絡(luò)。