基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统

1.一种基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统，其特征在于：由LON DDC控制器、LonWorks/IP服务器、LonWorks/Internet服务器、LNS服务端、远程客户端组成，其网络结构实现了智能建筑管理系统中两级网络和三层管理的典型模式；所述的两级网络即采用LonWorks现场总线网和由B/S结构构成的局域网，所述的三层管理结构包括现场管理控制层、过程管理服务层、远程客户管理层；
所述的过程管理服务层包括LonWorks/Internet服务器和网际组态软件，现场管理控制层的数据可以通过上述两种冗余的服务器实现LON网上数据在Internet网络发布功能；
所述的网际组态软件通过LonWorks/IP服务器实现数据从LonWorks信道到IP信道的转换，所述的LonWorks/IP服务器可以通过因特网实现两个不同区域网段的无缝连接。

基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种楼控网络系统，具体涉及一种基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统。\n背景技术\n[0002] 网络化是智能楼控系统的发展方向，而基于LonWorks总线的楼控网络系统是目前智能建筑发展的一种主流，LonWorks总线是一种多点、多站、多变量、垒分布式智能、双向串行的数字通讯链路。基于LonWorks总线的网络系统直接沟通现场的测量、控制与执行设备，是一种新型的智能全分散结构，特别适合于楼控系统庞大、分散、多样化的应用特点，\n2006年LonTalk协议已成为中国国家标准化指导性技术文件GB/Z20177.1-2006。\n[0003] 在智能建筑教学领域，LonWorks系统也日益成为研究的重要课题，然而实际应用中的LON总线控制系统由于结构庞大、分布广泛、不直观形象，不适宜直接作为教学设备，为满足楼宇自动化系统集成技术科研和教学要求，目前市场上也出现了一些生产楼控集成系统实验设备的厂家，他们为了使用自己专用的HMI工具和专用的配置、管理工具，往往采用分级系统的体系结构，这样虽然使用了LonWorks设备，但这个体系结构并不能利用LonWorks系统的所有优点。LonWorks设备在这个体系结构中通常只有有限的决策责任和非常有限的跟分级结构中的一部分设备交互作用。不同网络的设备间唯一的通信途径只有通过专用网关，这是从专用系统迈出的一步，但设备之间的逻辑控制受到了限制，不能直接构成点对点的控制关系，所以系统在分级结构的下一层仍然是封闭的，限制了LonWorks完全开放的技术特点。\n[0004] 实用新型内容\n[0005] 为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种真正开放的、具有标准对等体系网络结构的完全基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统。\n[0006] 本发明为了实现上述的目的，采取的技术方案是\n[0007] 一种完全基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统，由LonWorks/IP服务器、Internet服务器、LON DDC控制器、网络操作系统服务端、远程客户端组成，本系统采用智能建筑管理系统两级网络和三层管理的结构。\n[0008] 上述的完全基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统，所述的两级网络为即现场总线网和由客户端/服务器结构构成的局域网两级网络结构；所述的网络利用带有Web功能的组态软件构建客户端/服务器局部网结构，服务器端通过对各子系统信息的统一管理和过程控制，完成状态监控、数据保存、子系统间联动等功能，客户端经服务器在远程实现对各子系统的状态控制和数据查询等管理功能；所述的三层管理结构为现场控制、过程管理、远程客户管理三层管理结构；所述的现场控制采用直接数字控制器模块作为现场控制器，使用Lonmaker软件完成各子系统间LON网络的组建，完成现场级的数据采集、数据处理和逻辑控制；本系统通过i.LON100和网络组态软件两种方式完成Web网络发布功能；本系统的子系统包括远程抄表、安防监控、中央空调、供配电等子系统，所述的各子系统采用直接数字控制器模块构成LON总线网络，采用i.LON600路由器实现数据从LonWorks信道到IP信道的转换，各子系统采用一台安装有Lonmaker和网络组态软件的PC机作为服务器，完成LonWorks的构建并作为局域网Web服务器；所述的网络组态软件可以自由选择LNS和API两种通讯方式，完成对设备控制网络上数据信息的集中管理和状态控制。\n[0009] 本发明的有以下优点\n[0010] 本发明，由LonWorks/IP服务器、Internet服务器、DDC控制器、LNS服务端、客户端等关键设备组成，具备IBMS系统两级网络和三层管理的典型结构，即采用现场总线网即LonWorks总线网络和由B/S结构构成的局域网两级网络结构，现场控制、过程管理服务器、远程客户管理三层管理结构，是一种真正开放的、具有标准对等体系网络结构的楼控集成系统；整个系统具有结构完整、技术先进、直观形象和覆盖面广的特点。\n附图说明\n[0011] 图1是本发明的一种网络结构示意图；\n[0012] 图2是本发明的现场控设备控制网结构图；\n[0013] 图3是本发明的一种集成网络架构图；\n[0014] 图4是本发明的结构示意图。\n[0015] 其中附图中的英文简称的中文说明如下：\n[0016] DDC：直接数字控制器；\n[0017] IBMS：智能建筑管理系统；\n[0018] PC：个人电脑；\n[0019] B/S：客户端/服务器；\n[0020] LON：Local Operating Network为局部操作网络；\n[0021] LNS：LonWorks Network Services为LonWorks网络操作系统。\n具体实施方式\n[0022] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。\n[0023] 一种完全基于LON总线技术的现场总线楼宇综合控制系统，LonWorks/IP服务器、Internet服务器、LON DDC即局部操作网络直接数字控制器、LNS即网络操作系统服务端、远程客户端组成，它具备IBMS即智能建筑管理系统两级网络和三层管理的典型结构，即采用现场总线网即LonWorks总线网络和由B/S即客户端/服务器结构构成的局域网两级网络结构，现场DDC直接数字控制器控制、过程管理服务器、远程客户管理三层管理结构，是一种真正开放的、具有标准对等体系网络结构的楼控集成系统。\n[0024] 参看图1，该集成结构符合现场总线楼宇集成系统两级网络和三层控制的典型结构：从网络层次上看，可以分为现场控制网段与普通局域网段两个层次；而从功能上可分为现场DDC直接数字控制器控制、过程监控服务器3、远程客户管理1三层管理控制结构；\n在现场控制层2采用DDC模块5作为现场控制器，使用Lonmaker软件完成各子系统间LON网络的组建，完成现场级的数据采集、数据处理和逻辑控制；在网络应用层4利用带有Web功能的组态软件构建B/S局部网结构，服务器端3通过对各子系统信息的统一管理和过程控制，可完成状态监控、数据保存、子系统间联动等功能，客户端1可经服务器在远程实现对各子系统的状态控制和数据查询等管理功能。\n[0025] 参看图2，利用LonWorks/IP路由器11，提供从LonWorks网络段到因特网或广域主干网的无缝、透明连接，通过因特网7最终使两个处于不同地域的网段LON网络12和LON网络13构成一个协调的楼宇自动化系统，它从设备控制器5到管理软件都是以LONWORKS为基础。这样一个统一的体系结构能大幅降低系统的运行周期成本，并能利用诸如Web和因特网技术开发新功能。\n[0026] 参看附图3，架构中DDC直接数字控制器模块完成对现场设备的数据采集、处理和现场控制，各DDC模块采用LonWorks总线技术，在设备层构成一个开放的LON网络系统；通过i.LON600路由器10和i.LON100服务器6实现了设备层数据从LonWorks信道到IP信道的转换，同时利用i.LONi00服务器6的Web发布功能可以直接实现数据在以太网上的网络发布，在以太网8上采用一台安装有Lonmaker和网络组态软件的PC机作为服务器9，即可以完成LonWorks网络的构建和维护，还可以利用网络组态软件强大上的网络发布功能，完成大批量的数据发布，客户端可以通过以太网直接访问和控制各个子系统。\n[0027] 最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。