閱讀 3822 次 LonWrok技術在智能家居自動抄表中存在的問題

LonWrok技術在智能家居自動抄表系統中存在的問題及改進

葉心敏

(西安鼎天科技實業(集團)有限公司  710065  西安)

    現代智能建筑，挺拔的辦公樓，現代化的影劇院，氣派非凡的各種會館……，讓您享受到前所未有的便利。這些龐大的建筑杰作也可以說是一個巨型的機器，其如何來滿足這如此復雜而又豐富多彩的生活和工作要求，很顯然它與人一樣也需要一個敏銳、機智和聰明的頭腦，這里我們要談的LONWORK技術就是其中之一。

1、LonWrok分散性網絡技術的優勢

    LONWORK是十分散性網絡操作系統。所謂分散式網絡就是即使每一個操作對象都是獨立的單元，系統也將它們一視同仁。在LonWrok中，每個控制單元都是一個獨立的單元，叫網絡控制單元(以下簡稱 NCU)。這些控制單元除了像通常的計算機一樣能實現單元與主機之間的通訊交流外，還能實現單元之間的通訊交流。它的每個單元都包含了通訊(負責與其它單元的聯絡)、節點處理(負責處理本地的設備)和獨立的存儲元件和時鐘部件；這些部件結合起來自成體系，可以說具有一臺微型計算機所必備的基本特性，所以有很大的靈活性。

    它的優勢表現在以下幾個方面：

    ①即插即用；

    ②開放性；

    ③可靠性；

    ④靈活性；

    ⑤可互操作性；

    ⑥性能價格比。

2、智能建筑中綜合布線的基本要求與LONWROK技術的引入

    隨著PC機的逐漸普及，上網已是一件很平常的事，電子郵件早已為普通人家所用，而一座大樓里的裝置和設備也越來越多，越來越復雜。簡單地列舉一下就有：電訊、保安、消防、動力、中央空調及計算機網絡等等，可以想象有多少的管道、插座、線纜、連接器、適配器及儀表等。所以綜合布線系統就應運而生，它采用如下的設計思路：①從全局的觀點來考慮統一設計、統一材料、統一施工；②把材料，部件統一起來；③靈活性強，一個插座可以滿足不同的需求，一根電纜可以滿足不同的控制要求；④容易擴充。為此，綜合布線必須具備特性：

    ①開放性——這就如同人的性格一樣，外向型的人易于與人交往，材料也一樣，越能滿足不同功能、不同設備的需要，它就越能滿足復雜系統的需要。

    ②靈活性——在綜合布線里面，所有的信息渠道都應該是通用的，這樣才能保證系統可以靈活地重新組織，以滿足未來的安裝及升級需要。

    ③即插即用——在綜合布線中，我們能很容易地將現有的設備設計好，但對未來的設備，必須要保證能相當容易地將其接入系統。如需加一臺電腦，網絡插口能方便地接人系統嗎?

    以上3個要求其實就是要我們找到一種系統，它能把一堆來源各異、功能不同、分散在各處的設備有機地聯成一個整體，并且能方便地增減其中的設備，也就是說是個能處理分散的靈活的系統。這種要求推動了LONWORK的發展和成熟。

3、LONWROK技術在樓宇遠程監控系統的運用

    由于功能強大，LONWROK系統可以集多表集抄、防盜報警、水電控制、緊急求助、煤氣泄漏報警、火災報警和供電遠程監控子系統等功能，并提供遠程通訊服務。智能控制單元通過現場總線與監控中心相連，可以準確地獲得有關數據并傳送給管理中心計算機進行數據管理。

    實時監控智能控制器安裝于現場，進行數據采集和處理，就地監控執行器，這將大大減少系統設計安裝維護成本。同時重要信息即時傳送至中心主機進行監視和控制，還可與網絡上其他節點進行通信，即使監控計算機停止工作，整個網絡仍然能正常運行，相當于樓宇自動化控制的數字控制器(DDC)，但成本要低于傳統的自動化網絡系統。

    3.1三表遠傳系統

    隨著人們生活水平的不斷提高，對居住的環境也有了越來越多的要求，除了舒適便利外，人們對個人的私秘安全性有了更高的要求，傳統的上門手抄表并收費或工資里扣發已逐漸不能適合人們的需求。而后來出現IC卡系統的不足在于，第一用戶交費不夠方便；第二IC卡容易失密，從而給公用事業單位造成經濟損失；第三以人為本的觀念不到位，比如說當用戶正在使用水、電、氣時，由于忙卡沒有足夠數額而斷氣、斷電、斷水，這將給用戶日常生活帶來不必要的麻煩。

    基于LONWKOK技術的三表遠傳技術就可以滿足用戶的需要，該系統的引入既能方便用戶對居所安全和私秘的要求，又能配合物業收費系統和銀行網絡系統及時扣繳用戶水、電、氣費，網絡通訊費用，杜絕了個別用戶惡性拖欠費用的事件發生，保證了物業管理部門業務工作的規范化、制度化、科學化管理。

    3.2三表遠傳系統的結構

    LonWorks總線

    從圖l可以看出，適用LONWORK穩定性與可靠性，LonWorks技術支持總線式、星形、自由拓撲等多種網絡結構，且LonWorks技術網絡的長度可達2700米(不加中繼器)。每個子網可以有64個節點。對于智能小區和高層住宅樓尤其適用。每一個節點由一個神經元組成，而一個神經元芯片內包括有3個 CPU，可以處理復雜的網絡通訊應用程序。與傳統的485總線相比，485只提供通訊接口芯片，傳統的485總線技術，不同廠家的產品很難在一個網絡上工作。 LonWroks技術具有很好的開放性，采用LonWorks技術，不同廠家的產品可在同一網絡上協調工作。

    3.3三表遠傳系統在國內使用的現狀

    在現實設計與施工中，我國目前智能建筑基于 LONWROK技術的自動抄表系統，往往會因為各種原因造成抄表系統不能按原設計方案完成施工，原設計三表或四表遠程抄表系統到完工時改為兩表甚至一表抄表系。用電量自動抄表系統往往能按設計要求施工并能正常投人使用，而水、氣計量抄表系統往往不能達到設計要求，究其原因并不是LONWROK技術上的問題，只要在設計方案、遠程計量表型上把好技術關，自動抄表系統還是能正常發揮它的功能。雖然智能建筑在我國發展的時間并不長，但從設計到施工的各個環節由于LONWROK技術操作簡單易行、性價比好，己被廠家、設計單位與施工單位所接受，并成為建設部在智能建筑方面的推薦技術，目前國內能生產基于LONWROK技術的終端產品已經很多，大  部分質量過關，其中有些產品還在國際市場有很強的競爭力。

4、自動抄表系統存在的問題及改進建議

    4.1行政條塊分割造成系統的不完善

    造成自動抄表系統不完善的原因主要還是一個體制問題。以某市為例，天然氣公司負責全市天然氣供氣工程的設計與施工，并指定使用某些廠家的產品，從安全使用天然氣的角度出發也有一定的合理性，問題是在設計時與智能建筑承包商要很好的溝通，服從智能建筑整體抄表系統對天然氣表性能的要求，不能強調只能用IC卡表或手抄表的型號規格，使得自動抄表系統不能完整體現它的優勢，物業管理收費系統因此也不能完善。

    實際上互相溝通一下，選用大家都能認可的天然氣表也不是很難的一件事。目前市面上已經有IC卡與數字信號功能同時兼顧的智能天然氣表，何況在自  動抄表系統中數字電表與氣表很少出現計量不準的問題，在天然氣公司指定廠家與產品型號的前提下，安全問題也能得到保證。

    4.2房地產、物業管理部門缺乏專業人員

    目前房地產公司、物業管理部門有關智能建筑方面的專業人員比較缺乏，造成對遠程抄表系統的技術認識不足，以某房地產開發項目為例，在基于LON—  WROK技術的自動抄表系統中，數據采集器在斷電情況下可以有斷點保護功能，將這一瞬間的數據進行保存，對于電表計量來說因為與供電、斷電時間一致，不會有什么問題，而用戶對水、氣的使用則不完全受斷電的影響，這就需要引入備用電源保證數據采集模塊在斷電的情況下能不間斷完成計量工作。而房地產開發商由于認識不足，在斷電的時候不及時啟動大樓備用電源，又不愿在自動抄表系統設計方案中配備專用不問斷電源，造成水、氣計量誤差率達40％。

    物業管理部門擔負著日常管理和維護整個小區的物業收費系統、水電氣暖、安全防范、消防等自動控制系統，所以要配備一定數量經培訓的專業人員。由于自動抄表收費系統是基于計算機為平臺的軟件，在排除軟件編程自身錯誤的因素；系統操作人員的水平不高或誤操作也能引起計量的不準確。某一物業管理公司出于專業人員變動頻繁，新來的人員又沒有太深的專業知識，誤將系統數據刪除，并格式化了計算機硬盤，使自動化收費系統不能正常使用。

    4.3質量監督部門檢驗手段相對落后

    由于智能建筑在我國發展起來的時間不長，有很多的新產品在質量監督部門得不到有效的檢驗，原因是檢驗設備和手段相對落后，不能發揮監督部門應有的職能。

    自動抄表系統的終端設備由于涉及到計量問題，所以一直是質量監督部門計量站檢查的重點，目前數字、脈沖電表的檢驗設備還能正常發揮作用，而智能水表的檢測手段則顯得非常落后，大部分地方計量檢驗站還只能停留在機械表檢驗水平，所以有時智能水表由于沒有得到地方計量部門的認可，而只能使用普通水表。原先設計方案中的三表只能改為兩表甚至一表。

    4.4改進措施及建議

    針對以上能引起抄表系統不完善的因素，我們在這里提出下列幾點建議：

    (1)天然氣公司除實行監督職能外，還要樹立以人為本的觀念，多從用戶角度出發來考慮問題。

    (2)鼓勵房地產、物業管理公司找有能力的專業公司實施外包服務的業務。因為專業公司有一批掌握智能建筑技術的人員，服務質量相對可靠。國家對這些專業公司給予一定的優惠政策，應按高新技術產業對待。

    (3)加強政府質量監督部門的監督檢驗手段，及時更新、引進與國內外高新技術同步的檢測設備，鼓勵建設單位使用智能建筑高新產品，以利于國家發展智能高科技產品產業。

5、LONWROK技術今后發展的空間

    5.1 LONWROK技術發展的趨勢

    所謂嵌入式技術，通俗一點的定義就是將計算機技術、自動控制技術、通訊技術等多項技術綜合起來與傳統制造業相結合的技術，是針對某一個傳統的機電產品或行業，開發出適合該機電產品或行業的智能化產品，實現產品故障診斷、自動報警、本地監控或遠程監控，達到管理的網絡化、數字化信息化和現代化，并與國際技術接軌。

    5.2 LONWROK技術與嵌入技術的關系

    LonWorks技術的特點：LonWorks技術的核心是神經元芯片，它包括一個固化的高級通信協議(LonTalk)，三個微處理器，一個多任務操作系統和靈活的輸入／輸出方式。LonTalk協議提供了OSl參考模型所定義的全部七層協議，其中1—6層協議固化在神經元芯片中，只有第七層應用層是根據應用對象自行定義，大大節約了開發時間和成本投入。

    LonWorks技術符合IEEE--1437和EIA一709標準。它的技術核心為神經元芯片、收發器和 LonTalk通訊協議。神經元芯片為超大規模集成電路，其內部有三個CPU，分別控制通訊和應用程序的執行。神經元芯片可以直接或通過收發器連成控制網絡。收發器有不同的類型，以支持不同的通訊介質，如雙絞線、電力線、無線電、同軸電纜、紅外線等。完善的 LonTalk通訊協議保證了通訊的可靠性及實時性。這種網絡為對等式的通訊網絡，各節點地位均等，無主節點，實時性好，可靠性高，為樓宇自動化、智能家居等應用提供了控制網絡。

    從上述對LonWorks技術的特點進行分析，可以得出LonWorks技術實際也是一種嵌入式技術。

    其中神經元節點有自己的三個CPU處理器和固化了的控制程序，在某種意義上來看，可以說它是一種綜合布線智能控制微型計算機。

    5.3今后展望

    據信息產業部統計2003年軟件產值實現1200億，其中嵌入式軟件占總產值的50％，并且有逐年遞增的趨勢。

    全世界今天嵌入式系統帶來的工業年產值己超過了l萬億美元。在美國、日本等發達國家，嵌入式系統已經應用到傳統工業與建筑等各個方面，從智能化電機、智能化水泵，到智能化汽車，智能建筑，嵌入式系統已成為現代工業不可缺少的一個重要部分。

參考文獻：

[1]《中國智能建筑未來十年展望》南京工業大學建筑智能化研究所陸偉良教授

[2]((LONWROK在智能家庭中的應用)Echelon亞太區技術經理戴戀

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)