LonWorks构架的智能小区安防及关键技术（2）

3.智能小区的发展前途
    智能小区在未来的发展主要有两个方面：一是“以人为本”的思想。小区建设在未来将逐渐深入到建设智能化家庭的建设。比如使小区居民可以在家实现“电子货币”交易或网上购物、网上医疗诊断、参观虚拟博物馆和图书馆、点播VOD家庭影院;甚至在外的小区居民或者智能小区管理控制中心都可以对小区居民家里的空调设备和家庭电器进行遥控，能够随时随地查询和确认家庭中的安全状况等。
    总之，未来智能小区的设计将坚持人性化的系统设计思想，最大限度地向居民提供温馨舒适、方便周到和经济的服务，处处为居民着想。其次，“节能”的思想。环保是21世纪的重要主题，所以未来的小区建设将更多的考虑到环保问题。主要体现在小区住宅能源的供应上，要本着节能的原则，让小区设施在成为服务环节中的一员的同时，使小区居民、小区设施、小区环境高度统一、和谐，融为一体。
    二、LNS技术
    LNS(LonWorksNetworkService)是Echelon公司最新开发出来的LON总线的开发工具，它提供用户一个强大的客户/服务器网络构架，是未来LON总线的可互操作性基础。使用LNS提供的网络服务，可以保证从不同网络服务器上提供的网络管理工具可以一起执行网络安装、网络维护、网络监测;而众多的客户则可以同时申请这些服务器所提供的网络功能。
    LNS提供压缩的、面向对象的编程模式，大大减少了用户开发时间和对系统的要求。它将网络变成一个层次化的对象，通过对象的属性、事件和方法对网络进行访问。且访问数据不受限制，允许用户同时使用多台人机接口(HMI)、SCADA站、数据站，同时访问网络上的数据。且为使用户的系统设计简单，LNS尽可能的提供了自动化的功能。LNS构架和主机是无关的，它支持任何平台的用户，这些平台可以是嵌入式的微处理器，也可以是WindowsPC机、UNIX工作站。主机是通过LNS的API(ApplicationProgrammIterface)来操作LNS的。
    LNS主机API是一个代码层，对不同的开发平台提供各种不同的编程工具，从而大大简化了系统集成。LNS构架主要包括四个主要的组件：网络服务服务器(NSS)、网络服务器接口(NSI)、LCA对象服务器和LCA数据服务器。
    三、LNS构架的智能小区安防及关键技术应用研究
    LNS构架的智能小区演示系统具有多种功能，如三表的远程抄表、安防技术、联动控制、家电控制等，现就远程抄表和安防技术对其管理进行较详细说明。
    1.下位机硬件结构
    下位机硬件主要包括智能节点、路由器、时钟模块和接口卡。现场信号有三表读数、各报警传感器和执行器的状态等，将这些信号与神经元芯片相连，加上一个收发器即可构成一个现场智能节点。由于神经元芯片有11个I/O口和2K的RAM，加少量调理电路即可直接与三表信号量相连，而报警信号则可直接与神经元芯片相连。最后将所有的节点都挂接在LON总线上，网络拓扑可为总线型或星型或自由拓扑型。节点间可通过LonTalk协议相互通讯。由于智能小区建筑的分散性和各栋楼施工要求可能不同，使用路由器将大大突破传统总线的局限——不受通信距离、通信介质和通信速率的限制。使得在一个小区内可兼顾技术与经济的不同要求，采用不同的通信介质，在不同的段内兼容不同的通信速率。
    2.上位机监控与管理
    上位机可以采用多种技术和LON总线进行通讯，LonmanagerDDE、LNSDDE和LNSAPI，已自主完成了多种驱动软件的开发。实现了与FIX、INTOUCH、KingView等多种工业组态软件与LON网络的连接，方便了用户界面的迅速开发。同时也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等语言的开发。基于智能小区控制对大量的控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，上位机一般采用具有“监控和数据采集”功能的组态软件，如FIX、INTOUCH、组态王(KingView)等，以便能以高性能和高可靠性对众多的控制器和其他现场部件进行控制和监视，且能随时对各种事件作出反应，并且不丢失任何重要数据和报警信息。
    我们在演示系统的上位机采用组态王(KingView)来监控和采集数据。组态王有着易于使用的图形界面，方便智能小区管理员的操作。组态王的网络功能使小区监控现场与各个部门建立起联系，在任何需要的时候把现场的信息实时的传送到控制室，保证信息的畅通。组态王能连接PLC、智能仪表、板卡、远程数据采集装置(RTU)等数百种外部设备，组态王通过驱动程序和这些工控设备相通讯。组态王软件系统与最终用户使用的具体的PLC或现场部件无关。对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。组态王同时保留了DDE(动态数据交换)通讯方式。组态王通过DDE(动态数据交换)和其他的应用程序之间交换数据。通过DDE，开发者可利用PC机丰富的软件资源来扩充“组态王”的功能，比如用Excel从“组态王”的数据库中读取数据，对生产作业进行优化计算，然后组态王再从Excel中读出结果来控制各个生产参数;可以利用VISUALBASIC开发服务程序，完成数据采集、报表打印、多媒体声光报警等功能，从而很容易的组成一个完备的上位机管理系统;还可以和数据库程序、人工智能程序、专家系统等进行通讯。
    在智能小区的控制中，驱动软件我们选用LNSDDEServer。LNSDDEServer能完成LonWorks智能模块和Windows应用程序间的数据交换，使得Windows应用程序可以作为一个DDE客户程序来监控LonWorks网络，即采集Lonworks网络数据并发送一定的指令来改变LonWorks网络的某些操作。在智能小区的控制中，下位机设备就是由基于LonWorks网络的智能模块构成，因此在上位机组态王就可以通过LNSDDEServer与下位机智能节点和其他Windows应用程序进行通讯。其具体配置步骤如下：先在组态王的设备库中选择DDE，然后按“设备配置向导”的提示一步步完成即可。第一步选择“DDE”;第二，“给安装的DDE设备指定连接对象名”对话框中，输入连接设备的逻辑名;第三步，“服务程序名”则是与“组态王50”交换数据的程序名，一般是I/O服务程序，或者是Windows应用程序：“话题名”则是指本程序和服务程序进行DDE连接的话题名(Topic)。“数据交换方式”一般选择“标准的Windows数据交换”;最后单击“完成”即可。
    组态王50将自动完成驱动程序的启动和通信，不再需要用户人工进行。然后，在定义I/O变量时，在变量属性的“连接设备”项中选择使用上面定义的逻辑连接设备名，在“项目名”中输入DDE会话的项目名即可。注意，只有I/O类型的变量才有这两项。这样，定义好的变量就可以自动启动LNSDDE与下位机的智能节点进行通讯。上位机还可以利用VISUALBASIC开发服务程序，完成数据采集、报表打印、多媒体声光报警等功能。
    在VISUALBASIC可视化编程工具中，DDE连接是通过控件的属性和方法来实现的。对于作为“顾客”的文本框、标签或图片框，要设置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三个属性。如果组态王作为“顾客”想VB请求数据，需要定义变量时说明服务器程序的三个标识名，即：应用程序名设为VB可执行程序的名字，把话题名设为VB中窗体的LinkTopic属性值，项目名设为VB控件的名字。总之，两种方式的数据采集都是通过驱动程序和下位机交换数据的。从而很容易的组成一个完备的上位机管理系统。
    3.网络功能
    组态王5.0可运行在基于EtherNET网络结构和TCP/IP网络协议的网上，使用户能够实现上、下位机以及更高层次的厂级连网。TCP/IP网络协议提供了在不同硬件体系结构和操作系统的计算机组成的网络上进行通信的能力。一台PC机通过TCP/IP网络协议可以和多个远程计算机(即远程节点)进行通讯。在“组态王”的网络结构中，直接参与现场控制的PC机作为网络服务器，其他站点作为网络客户机共享服务器中的数据。
    用户要实现“组态王”的网络功能，必须满足以下条件：
    (1)将“组态王”50安装在网络版Windows3x、Windows95或WindowsNT上，并启动TCP/IP网络协议，即利用“组态王”网络功能的PC机必须首先是某个局域网上的站点并启动该网。
    (2)客户机和服务器必须安装并同时运行“组态王”。四、总结利用LNS构架的智能小区演示系统，在上位机通过组态软件如组态王以实现数据的实时采集与监控，便于智能小区的集中管理，且界面友好简单，控制快捷可靠。
    下位机采用LON控制网络，成本低，可扩充性。整个系统开发时间和费用小，集成简单，且安全可靠，是智能小区控制可选的最佳控制方案之一。