基于Q2686無線CPU和Lonworks技術的無線監(jiān)控網關的設計

引言
本無線監(jiān)控網關最初的設計目標是應用在樓宇能源監(jiān)控系統中。樓宇能源監(jiān)控系統主要由計量終端（電能、水、燃氣、燃油等智能計量終端）、現場監(jiān)測網絡、信息遠程傳輸網絡、能源監(jiān)管中心等幾方面組成。本無線監(jiān)控網關主要是通過現場監(jiān)測網絡（LON，保留RS485）對計量終端進行數據的收集，并通過無線傳輸網絡將數據通過Internet傳送到能源監(jiān)管中心。本無線監(jiān)控網關也可以做簡單修改以適應更多的應用場合。

在傳統的樓宇能源監(jiān)控系統中，現場監(jiān)測網絡絕大多數采用串口通信（RS485）接口和Modbus通信協議，信息遠程傳輸網絡也主要是通過有線傳輸的方式將數據傳送到能源監(jiān)管中心。串口通信（RS485）接口和有線遠程傳輸網絡存在多種不足，如不支持多種通信介質、只能是主從式通信、不同廠家產品的通信協議各不相同、有線遠程傳輸網絡布線困難等。為了解決上述技術上存在的問題，本設計采用Q2686無線CPU和Lonworks技術來實現具有遙控、遙測及定時控制于一體的多功能無線監(jiān)控網關。

Q2686無線CPU介紹

Q2686是Wavecom公司的新一代無線CPU Q26系列的一員，它采用ARM9 32bit內核的中央處理器，104MHz，30MIPS，32MB閃存和16MB的RAM，2個模數轉換器，1個USB 2.0接口，1個并口，2個RS232串口，最多可配備44個GPIO，四頻段(GSM 850/900/1800/1900MHz)。

Wavecom專有的Open AT軟件開發(fā)套件，是性能一流的嵌入式蜂窩網絡開發(fā)環(huán)境，通過Open AT的WIP（TCP/IP協議棧）插件，可以方便地在產品上進行網絡開發(fā)。WIP插件還可以配合C-GPS插件或Wavecom其他插件一起應用，可以方便地進行GPS應用開發(fā)和TCP/IP的應用開發(fā)。

Lonworks控制網絡技術

Lonworks是由美國Echelon公司開發(fā)的一種完整的、全開放的互操作性強、可靠性高、成熟的分布式控制網絡技術，它支持多種通信介質包括雙絞線、電力線、無線（RF）、紅外（IR）、同軸電纜和光纖；Lonworks技術的核心是LonTalk通訊協議，該協議提供一套通信服務，使裝置中的應用程序能在網上對其他裝置發(fā)送和接收報文而無須知道網絡拓撲、名稱、地址或其他裝置的功能，所有采用Lonworks技術的產品都遵循LonTalk通訊協議，因此不同廠家的產品可以很方便地接入到同一個Lonworks網絡系統中，它具有以下優(yōu)點：

1）系統具有開放性和互操作性

Lonworks網絡由節(jié)點（即智能控制器）通過固化在內部的符合OSI七層參考模型的LONTALK網絡通訊協議互聯，組成“Peer to Peer”對等網絡。開發(fā)人員只需將主要精力花在系統應用設計方面，而不需要專門去實現和測試傳輸線路和通訊系統。

2）分布式無中心控制

網絡節(jié)點靠近現場傳感器和執(zhí)行機構，每個節(jié)點都能完成控制和通訊功能，部分節(jié)點故障不會造成系統癱瘓，多至九個監(jiān)控站可安裝在網絡的任何位置并可隨時變換，監(jiān)控站之間功能完全對等，也可定義為不同級別。這些特點對系統的調試、維護和穩(wěn)定性都有著重要的意義。

3）系統組態(tài)靈活、開發(fā)周期短、應用媒體范圍廣泛

采用不同類型的收發(fā)器，系統可利用雙絞線、光纜、同軸電纜、電力線、無線、紅外線等多種媒體進行信號傳輸；根據傳輸距離的遠近、傳輸速度和現場設備等具體要求組成自由拓撲結構或總線型等結構，這些都給系統設計和維護升級改造帶來極大的方便。