基于LonWorks技术智能化小区网络控制系统的研究与设计

[摘 要]本文通过对国内、外智能小区的主流技术进行查阅、研究和对比后，对我国智能住宅及小区的整体规划方案以及功能做了系统的分析和阐述，并在新兴的智能住宅小区领域内，基于LonWorks技术以及其他技术综合构建了一个全新的家庭智能控制网络系统，此系统可以同时实现住宅安全防范、家用电气设备自动化以及三表远传抄收等功能。

[关键词]LonWorks，网络控制系统，智能化小区

中图分类号：G250.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0092-01

1 前言

随着信息化产业建设不断的深化及人们的生活水平越来越高，更加注重家居智能化、数字化、人性化等能够改变用户生活方式的增殖服务领域。尤其LonWorks 开发标准使得OEM厂商能够生产出更加优秀的产品，系统集成商可借此来创建基于多个厂商产品的系统。LonWorks网络系统的规模，可从几个节点所构成的微小单元直到集成由成千上万节点所涵盖全环的庞大的网络体系，利用LonWorks优点设计智能楼宇小区。

2 智能化小区的系统设计

本系统是基于LonWorks总线技术智能化小区弱电布线及智能控制系统，当前常用的控制网络拓朴结构主要包括总线型、环形、星型、自由拓朴型等。这样为网络的安装提供了很大方便，所以系统用总线拓扑结构和其他结构相结合的混合型拓朴结构。

2.1 智能化小区的架构设计

系统大体上分成这样几个子系统：①家居智能子系统；②安全防范子系统；③物业管理子系统；④信息网络子系统。同时，每个子系统又有不同的系统来组成，分别实现周界报警、闭路电视监控、可视对讲、非在线巡更、主出入车辆管理、背景音乐、公共信息和综合物业管理宽带网络等功能，其系统框图如图1所示。

2.2 智能化小区各子系统的基本功能

1）家居智能子系统

家居传感报警包括集防盗报警、紧急求助报警、门窗磁报警、火灾报警、燃气泄漏报警等。家庭智能端在处布防状态，如果红外探头探测到家里有人走动，则将发出警报，即通过蜂鸣器及语音来共同完成本地的报警，与此同时，将报警信息发送至物业管理中心，还可自动呼叫主人的电话或手机。当燃气泄漏被燃气报警器探测到之后，NDT则立即关闭电磁气阀以切断气源。

智能化小区建设中三表集抄/远抄系统是其最重要的内容之一，它是集水、气、电表远程抄计量系统，是小区管理中重中之重的硬件设备，也是提高住户居住质量和提高房地产商开发市场信息的重要手段。

家电控制在智能家居集成系统中占据着重要的作用，是不可或缺的部分，它代表着居民家庭智能化的程度以及发展方向。通过无线或者有线的互联网接口，将用户家中的家电、灯光连接至家庭智能终端，从而组成了网络家电系统，实现了家用电器的远程控制。

2）安全防范子系统

周界报警在安全防范子系统占有重要的比重，它通过对小区周界进行红外线对射探测，若有人非法翻越小区围墙，传输线会将报警信号传达到小区监控中心的报警主机，并且通过矩阵来控制主机联动，再结合图像监控功能对犯罪画面进行录像，从而为小区每日的突发事件来提供最重要的证据。

对保安人员按传统的管理方式不能做到实事求是，责任到人。电子巡更系统已经把这些影响安全问题的人为因素控制在最小范围内，它是高科技与保安人员结合的产物，取消了人员管理的弊端，真正做到对保安人员严谨、科学的管理，向管理要效率。电子巡更系统的使用也极为简单易懂，只需将巡更人员、巡更路线、巡更点、巡更事故状况事先预制在计算机的程序中，在重点巡检部位安装巡更点钮。保安人员持巡更器按事先设置好的路径、顺序巡逻即可。待巡更结束后，管理计算机根据巡更器所记录的数据，由打印机打印出巡更报告书，并可对数据进行分析，对巡更人员是否尽职恪守提供一个具体、充分的反映。

可视对讲即为我们经常讲的楼宇对讲。 楼宇对讲功能是现代居民小区的房屋建筑里的一个视频通话设备，且伴有开锁的功能。随着人们生活水平的不断提高以及大家的安全防范意识的增强，现代小区房屋建设中都设置有防盗门，然而防盗门同时也给访客的来访带来了诸多不便，所以楼宇对讲就应运而生了，此系统可让访客与业主直接进行通话，同时为访客打开防盗门锁。而可视对讲则可以让业主可以看到访客的是熟人还是陌生人，通过辩认后，然后决定是否为其开门，进一步提高了住户的安全。

3）物业管理子系统

信息系统是在小区主入口处、门卫附近设置适当大小的电子公告屏系统，用来小区及时信息。此系统作为一整高新技术产品，它主要包括显示屏、计算机及设备、控制及接口、完善的软件环境和多种信号获取手段等部分，能够实现声音、视频以及其他信息的接收、管理存储及最终的滚动播放、循环显示，是综合信息的最佳媒体手段。

灯光照明控制系统改变了传统小区公共区域照明的工作模式，即只可以是白天关灯，晚上开灯。但是我们通过智能照明控制系统，不但能够依据人流量的不同与场合的不同，细分工作模式和时间段，把不需要的照明关掉，并在需要的时候自动开启。

4）信息网络子系统

随着通信技术飞速地发展，现代家庭对信息的要求越来越高，电话、电视、电脑的不断普及，家庭通信需求的不断提高，家居综合布线已经成为了住宅产品的必需。家居综合布线系统能够使住户很方便地享受到当今科学技术的便利及益处。家居综合布线系统可以用标准且统一的网络来合并用户分散的线缆系统，从而使管理与维护更见便捷，同时将技术先进、平台稳定可靠、速率较高的信息传输平台提供给小区居民。采用家居综合布线，具有良好的投资保护性和经济效益。小区信息网络系统由宽带光纤用户接入网、卫星或者有线电视系统以及电话网等组成。

3 结论

本智能化小区在网络结构上以总线架构为主网络，其他子系统采用星形，环型结构为辅的混合自由型架构模式，采取LonWorks分布式控制网络技术，同一个路由器将各个子系统分别连接，并将各个子系统整体当作一个节点连接至LonWorks总线上，主干网选取TP/XF-1250收发器，传输媒体采用双绞线。LON Internet服务器将LonTalk协议转换成为TCP/IP协议，使用计算机网卡来与管理中心计算机进行通信。当需要多个LON Internet服务器时，可以增加交换机、集线器等一些常规网络设备。子系统采取自由拓朴网络结构，选取FTT-10收发器，传输媒体选用双绞线。