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LonWorks现场总线技术在楼宇自动化温度测控系统中的应用

发布时间:2020-07-01 01:35:27 阅读: 来源:化学试剂生产家厂家

目前,智能建筑得以迅猛发展,其关键是楼宇自动化系统BAS技术,其中楼宇温度测控的子系统用以实现室内温度的合理调节。目前,国内大都采用以单片机为核心组成区域控制系统,但由于这种系统在本质上采用了RS232、RS422/RS485等专用通信协议而形成“自动化孤岛”。应用现场总线控制系统FCS将系统的分散控制转换到现场控制,形成开放性的控制网络。

本文应用LonWorks现场总线技术设计了基于主机的Neuron智能节点,并通过单总线(1-Wire)数字温度传感器DS18B20与智能节点构成温度测控网络,有效地实现了对室内温度的实时监控与调节。

1 LonWorks技术

1.1LonWorks技术要点

LonWorks技术是由美国Echelon公司推出的局部操作网络,它包含所有设计、配置和维护网络所需要的技术:3120/3150Neuron芯片、NeuronC编程语言、LonTalk协议、LonWorks收发器、LonBuilder和NodeBuilder开发工具等。LonWorks网络系统由智能节点组成,节点包括神经元芯片、传感器、控制设备、收发器和电源等。节点之间通信支持双绞线、电力线、光纤和红外线等多种介质,遵守ISO/OSI的7层模型协议,并按照规范的LonTalk协议进行通信,其通信速率在300bps~1.5Mbps范围之间。

1.2Neuron芯片

Neuron芯片有3120与3150两大系列,是Lon-Works技术的核心。它既进行通信的管理,同时还具有输入、输出和控制的能力。其内部框图如图1所示,内有3个8位流水线作业的CPU。介质访问控制CPU处理LonTalk7层协议的第1~第2层,包括驱动通信子系统硬件和执行MAC算法。网络CPU处理LonTalk协议的第3层~第6层,包括处理网络变量寻址事务、权限证实、背景诊断、软件计时器、网络管理和路由等,同时还控制网络通信端口,物理的发送和接收数据包。应用CPU执行用户用NeuronC语言编写的代码以及用户代码调用的操作系统命令。3个CPU分别通过片内的网络缓存器和应用缓存器进行通信。芯片提供从I/O0~I/O10共11个管脚,通过对其编程可设定为34种不同的对象,可用于直接连接各传感器、A/D、执行器等。CP0~CP4组成的网络通信端口用以连接收发器,实现网络的通信功能。3120芯片中包含E2PROM、RAM、ROM,其中在ROM中已带有LonTalk通信协议固件,可非常方便构成用户应用程序最大不超过2kB的较小系统;而3150则需外部扩展ROM,其LonTalk通信协议也需要由NodeBuilder工具包配置,用于复杂的应用系统。

2 数字温度传感器DS18B20

DS18B20是由DALLAS所生产的基于1-Wire新一代数字温度传感器。该系列产品有DS1820、DS1822、DS18S20、DS18B20等,DS18B20性能最好,其温度转换数据位数可编程到12位。DS18B20采用3脚TO-92封装为主,其外形如小功率三极管。因每一个DS18B20都有一个自己特有的64位芯片ID序列号,可以在一条信号线上挂接任意多个数字式传感器。表1为分辨率0.0625°C时温度/数字量关系表。2.1DS18B20特点

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