導(dǎo)語：建筑上位機(jī)測控系統(tǒng)構(gòu)建一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的測控系統(tǒng)平臺，在功能實(shí)現(xiàn)上分為兩級，即現(xiàn)場控制級和監(jiān)控、管理級．現(xiàn)場控制級的核心為分布于每個住戶的智能節(jié)點(diǎn)，主要用于接收和處理來自傳感器的輸入數(shù)據(jù)、執(zhí)行通信和控制任務(wù)以及控制執(zhí)行器操作等．由現(xiàn)場智能節(jié)點(diǎn)，通過DDE服務(wù)器建立監(jiān)控應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控、管理、維護(hù)以及與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的信息交互，從而實(shí)現(xiàn)控制信息和管理信息的集成．上位機(jī)監(jiān)控使用運(yùn)行有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控工具的智能小區(qū)管理計(jì)算機(jī)對每戶的安防信號及抄表信號等進(jìn)行監(jiān)控管理．

1上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

LonWorks網(wǎng)絡(luò)由智能節(jié)點(diǎn)組成，智能節(jié)點(diǎn)使用LonTalk協(xié)議，并通過一個或多個通信信道連接，網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)可以相互交換信息．LNSDDE服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控工具，用LNSDDE服務(wù)器支持的LonWorks監(jiān)控系統(tǒng)可以直接從節(jié)點(diǎn)獲取狀態(tài)，并且可以控制節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)．在LonWorks設(shè)備中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式有以下幾種：網(wǎng)絡(luò)變量、配置屬性、應(yīng)用和外部幀報(bào)文．針對文章設(shè)計(jì)的應(yīng)用ShortStack技術(shù)的智能節(jié)點(diǎn)，只選用網(wǎng)絡(luò)變量方式進(jìn)行．

1．1LonMakerforWindows

LonMakerforWindows是一個基于LNS的網(wǎng)絡(luò)工具，其結(jié)構(gòu)如圖1所示．LonMaker：網(wǎng)絡(luò)安裝及管理工具，創(chuàng)造和管理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，提供網(wǎng)絡(luò)管理．LNS：LonWorksNetworkService的縮寫，提供網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)．LNS用網(wǎng)絡(luò)接口適配卡SI)和LonWorks網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，存儲網(wǎng)絡(luò)信息，允許用戶應(yīng)用程序使用其服務(wù)【7】．在監(jiān)控一個網(wǎng)絡(luò)之前，必須使用LNS安裝工具如LonMaker對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安裝，使得每個設(shè)備能夠與同一網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備通信．安裝工具在網(wǎng)絡(luò)中配置設(shè)備時，它把這一信息備份于LNSServer中，安裝完成時，LNSServer中包含整個網(wǎng)絡(luò)的配置圖、所有設(shè)備的名稱、設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)變量、配置屬性及LonMark對象．LNSDDE服務(wù)器通過使用存儲在LonWorks數(shù)據(jù)庫中的命名、地址和定時信息來完成任務(wù)．

1．2DDE協(xié)議

動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)協(xié)議，是一種開發(fā)與語言無關(guān)的基于消息的協(xié)議．它允許Windows應(yīng)用程序之間以人為約定格式交換數(shù)據(jù)或命令．利用DDE，在Windows環(huán)境下可以為多個應(yīng)用程序之間以Client／Server方式建立起一條動態(tài)數(shù)據(jù)鏈路，將一種應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)動態(tài)連接到另一種應(yīng)用程序中，使得完全不同的兩種應(yīng)用程序可以進(jìn)行通信，交換數(shù)據(jù)．當(dāng)原始數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，還可以自動地更新連接的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用程序中數(shù)據(jù)的動態(tài)更新．DDE定義了Windows應(yīng)用程序之間分享數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)方式．當(dāng)應(yīng)用程序之間通過DDE分享數(shù)據(jù)時，它們被稱為進(jìn)行會話(Conversation)．會話有兩個應(yīng)用程序參與：一個客戶(Client)和一個服務(wù)器(Server)．客戶負(fù)責(zé)初始化與服務(wù)器的會話以及控制會話流，服務(wù)器則負(fù)責(zé)響應(yīng)客戶的請求．為開始一次會話，客戶要求服務(wù)器打開一個通信信道(Communicationscharme1)，客戶就能夠通過DDE通道從服務(wù)器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)．DDE協(xié)議的核心是DDE消息．DDE協(xié)議定義了何時使用DDE消息，如何使用以及在什么地方使用．DDE應(yīng)用程序采用3層標(biāo)識系統(tǒng)來區(qū)別于其他DDE應(yīng)用程序．它們分別是應(yīng)用程序名、主題名和項(xiàng)目名．服務(wù)器應(yīng)用程序可以支持一個或多個主題，每個主題可以有一個或多個項(xiàng)目名．每次DDE會話由應(yīng)用程序名和主題名惟一地確定．應(yīng)用程序名是由服務(wù)器應(yīng)用程序注冊的，是客戶應(yīng)用程序想要與服務(wù)器應(yīng)用程序建立會話時必須指明的字符串標(biāo)識．主題名是用于識別邏輯數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的字符串，是數(shù)據(jù)的總分類，在會話期間可以交換其中的多個數(shù)據(jù)項(xiàng)．項(xiàng)目名是用于標(biāo)識交換數(shù)據(jù)單位的字符串，是與應(yīng)用程序問交換的主題有關(guān)的實(shí)際信息．

1.3LNSDDEServer

LNSDDE服務(wù)器是不需編程就可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制的多賣方、開放性操作網(wǎng)絡(luò)軟件包．LNSDDE服務(wù)器基于Echelon公司的LNS操作系統(tǒng)，可以打開LNS數(shù)據(jù)庫，允許任何與DDE兼容的Microsoft應(yīng)用程序，監(jiān)控LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)．通過LNSDDEServer、LonWorks設(shè)備與Windows應(yīng)用程序方便地交換信息(網(wǎng)絡(luò)變量、配置屬性、顯示報(bào)文、節(jié)點(diǎn)對象等)，也就是說，利用LNSDDEServer，承擔(dān)DDEClient的應(yīng)用程序能監(jiān)視和控制一個或更多的LonWorks網(wǎng)絡(luò)【l．

1．4MCGS組態(tài)軟件

通用監(jiān)控系統(tǒng)(MonitorandComrolGeneratedSystem，MCGS)是一套用于陜速構(gòu)建和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運(yùn)行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案【】．因此基于LNSDDE服務(wù)器的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示．

2上位機(jī)監(jiān)控平臺

上位機(jī)是構(gòu)建LonWorks總線之上的，測控的重點(diǎn)是住戶家庭安全設(shè)施方面，以每個住戶單元作為一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，并由小區(qū)物業(yè)統(tǒng)一監(jiān)控管理．本研究對每戶的測控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主處理器使用的是美國德州儀器公司推出的16位單片機(jī)MSP430F149．i貝4控對象主要由3個模塊構(gòu)成：安全防范模塊，自動抄表模塊，智能控制模塊．本文主要實(shí)現(xiàn)MSP430F149對這3個模塊的信號采集及控制．測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示．

2．1安全防范模塊

(1)防火火災(zāi)初發(fā)時往往產(chǎn)生大量的煙霧，尤其是在夜間不容易被人們發(fā)覺，因此使用HWS3000型離子式煙霧報(bào)警器，安裝在天花板上，避開空氣強(qiáng)烈對流的地方．報(bào)警器的工作電壓在9．15v，報(bào)警狀態(tài)電流是25mA．繼電器處于常閉狀態(tài)c)時，報(bào)警斷開，處于常開狀態(tài)(No)時報(bào)警閉合．有火災(zāi)發(fā)生時，報(bào)警器能進(jìn)行聲光報(bào)警，同時輸出NO開關(guān)信號，報(bào)警頻率為1s每次，輸出完畢能夠自動復(fù)位．

(2)防盜HW-D吸頂型紅外探測器，依據(jù)人體紅外光譜而工作，當(dāng)人體在其接收范圍內(nèi)活動時，探測器輸出報(bào)警信號．探測器的工作電壓在9～l5v，報(bào)警狀態(tài)電流≤35mA．能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)智能控制，繼電器處于常閉狀態(tài)C)時，報(bào)警斷開，處于常開狀態(tài)O)時報(bào)警閉合．有火災(zāi)發(fā)生時，報(bào)警器能進(jìn)行聲光報(bào)警，同時輸出NO開關(guān)信號，報(bào)警完畢自動復(fù)位．報(bào)警器內(nèi)部設(shè)置電源外撥開關(guān)，可進(jìn)行設(shè)防與撤防任務(wù)．

(3)防煤氣泄漏JX．588智能型家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器，能感應(yīng)煤氣、天然氣、液化石油氣，進(jìn)行聲光報(bào)警及開關(guān)信號輸出(NO／NC)，并能自動復(fù)位，便于控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的使用．其工作電壓是220VAC．安防模塊的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示．

2．2自動抄表模塊

自動抄表模塊對用電量的測量使用智能型功率傳感器，功率傳感器阻全雙工方式與單片機(jī)進(jìn)行通訊，輸出接口為RS232C，采用一種最簡單的RS．232．C連線方式，只需2．3交叉連接線以及信號地線，不需要檢測信號，隨時都可進(jìn)行發(fā)送和接收工作．自動抄表模塊的硬件結(jié)構(gòu)如圖5所示．

2.3智能控制模塊

智能控制模塊完成2種電器的智能控制，根據(jù)外界環(huán)境自動啟動排氣扇，定時打開與閉合窗簾．排氣扇裝上自動開關(guān)，可依JX．588智能型家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的輸出信號自動打開和關(guān)閉．首先在MCGS的“實(shí)時數(shù)據(jù)庫”窗口內(nèi)進(jìn)行變量定義工作，然后在MCGS組態(tài)環(huán)境的“工具”菜單中選取“DDE連接管理”菜單項(xiàng)，把變量設(shè)置為DDE輸入，同時對服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，這樣，當(dāng)進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境后，MCGS數(shù)據(jù)對象的值就顯示出Excel表單中網(wǎng)絡(luò)變量的值，從而通過MCGS的監(jiān)控界面就能直接對現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)變量進(jìn)行監(jiān)控．電路圖和硬件結(jié)構(gòu)圖分別見圖6、圖7．上位機(jī)監(jiān)控平臺對測控系統(tǒng)的安防模塊和自動抄表模塊進(jìn)行監(jiān)控的具體步驟如下：第l步：使用LonMaker對測控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，并生成LNS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫．第2步：用Excel接收網(wǎng)絡(luò)變量更新．

(1)在LNSDDE服務(wù)器環(huán)境中的文件夾頁，查找網(wǎng)絡(luò)變量；

(2)右擊要監(jiān)視的網(wǎng)絡(luò)變量并且在工具欄中選擇“CopyLink”；

(3)在Excel中，右擊Excel表格中的一個單元格，從工具欄中選擇“paste”．這將復(fù)制與下列格式相同的一個公式：=applicationItopic!Item．此時Excel將接收來自LNSDDE服務(wù)器的變量更新．這樣可以實(shí)現(xiàn)excel單元格與應(yīng)用程序LNSDDE，網(wǎng)絡(luò)Networkl子系統(tǒng)subsysteml的LonMark類型，設(shè)備名為N．1，網(wǎng)絡(luò)變量為nviFire的動態(tài)連接．第3步：MCGS通過DDE與Excel的交互MCGS和Excel以DDE方式建立數(shù)據(jù)交換的過程．將Excel表單內(nèi)網(wǎng)絡(luò)變量的數(shù)據(jù)輸送到MCGS數(shù)據(jù)對象中．基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)智能建筑上位機(jī)測控系統(tǒng)平臺的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：LonWorks是一種現(xiàn)場總線，在控制領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用．LonWorks網(wǎng)絡(luò)使用LonTalk協(xié)議，采用載波偵聽多路訪問算法通訊．網(wǎng)絡(luò)是事件驅(qū)動的，可以以網(wǎng)絡(luò)變量的形式傳遞網(wǎng)絡(luò)消息．根據(jù)LonWorks網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)的位置，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)控系統(tǒng)是軟件模糊控制器構(gòu)成的自適應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)．在控制時，將控制部件產(chǎn)生的控制信息存人控制數(shù)據(jù)庫，控制數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，觸發(fā)改變控制執(zhí)行部件的狀態(tài)，在控制部件進(jìn)行模糊推理時不影響控制執(zhí)行部件，使模糊推理與控制執(zhí)行獨(dú)立．

3結(jié)論

對測控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，首先對安全防范模塊及自動抄表模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控，包括使用LonMakerforWindows進(jìn)行組網(wǎng)，使用LNSDDEServer建立數(shù)據(jù)庫，供Excel調(diào)用，應(yīng)用MCGS組態(tài)軟件建立一個用戶界面并調(diào)用Excel內(nèi)數(shù)據(jù)，完成現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)控．然后在上位機(jī)監(jiān)控的基礎(chǔ)上窗簾實(shí)現(xiàn)對自動抄表模塊的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使用w_eb服務(wù)器，在網(wǎng)頁上嵌人實(shí)時“三表”數(shù)據(jù)，供遠(yuǎn)程主機(jī)通過Intemet進(jìn)行訪問．