基于LONWORKS的智能遮阳控制系统研究

摘要 现代建筑越来越注重节能、通透性及环境舒适度，而通过良好的遮阳设计既可以节能又可以调节室内的光线及增强建筑物的立面效果。作为建筑智能化不可或缺的智能遮阳系统可以很好地实现隔热节能、视觉的舒适度、光线的有效控制、质量的可靠稳定等综合性目标，本文主要是针对应用最多的基于LONWORKS现场网络控制技术的智能遮阳控制系统展开的研究。

关键词 LONWORKS；智能控制；LONWORKS

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）113-0240-02

1 绪论

采用遮阳控制系统可以最优化的遮挡太阳直射，节约空调费用，引入自然光线，节约照明费用。还可以在防止阳光直接射入室内的同时，尽可能张大角度，保持良好的视觉效果。这样可以消除眩光对眼睛的直射，利用日光减轻眼睛疲劳度；使眼睛尽可能接触到外界的景物。本文正是以此为研究出发点。

2 系统硬件

LONWORKS技术下的智能遮阳控制系统硬件主要由以下三部分构成：带有LON传感器单元（LONSE）的气象工作站、执行器、电机驱动器。

2.1 带有LON传感器单元（LONSE）的气象工作站

用于记录测得值，如太阳、风、降雨、温度等相关值，并永久计算太阳方位。单个传感器的测得值和日期、时间以及太阳的当前位置（高度和方位）应用于所有系统元件。但气象站的主要功能是检测阳光强度。由于使用LONWORKS插件（PLUG-IN）软件来计算太阳的角度和大楼的阴影，所以气象站的作用主要是用于检测阳光强度以判断晴天还是阴天。如果是阴天的话，百叶水平打开或收起，如果是晴天则自动跟踪太阳。

2.2 执行器

执行器安装在每个电机控制单元 (MSE)内，可调整有关用户和挡板类型，调节个体的切换点( 风、太阳和定时器)，接收来自传感器的测得值并对其评估。执行器用来控制内外百叶帘和灯，根据房屋的位置，一个执行器可以控制灯和窗帘，这些功能包括图像控制，百叶跟踪，年度阴影。灯和窗帘的控制电路由电源分别供电，各自有单独的保险丝。执行器的参数设置通过LNS软件。中央控制通过和LON FTT-10双绞线进行网络连接，执行器可以直接提供接口到计算机进行本地操作。在网络中，执行器可以按组分配，这样可以进行组控或总控。

2.3 电机驱动器

电机驱动器与执行器相连，用于触发必要的动作。该驱动器可选配增量式编码器。编码器通过磁性传感器（霍尔传感器）产生脉冲。可通过计算每次电机旋转时产生的脉冲数来确定百叶帘片的精确角度。

图1 传感器、执行器、电机驱动器

2.4 遮阳控制系统的主要参数设置

在遮阳控制系统中，需要设置一些软硬件参数，主要包括：

1）开关设置：控制开关的简短操作（

2）百叶帘片跟踪设置：必须通过自动激活百叶帘片跟踪。太阳方位的计算要考虑到仰角和方位角。这可保证充分的遮阳（如显示工作站），同时还可最大限度的利用室内的日光，从而降低人造光的需求。百叶帘片角度的最大可能分辨取决于所用挡板的整体机械系统。如果超过了可调的“太阳”图像上限，且超过了“ON”延时（见上）就必须根据电机控制单元存储的方位表，逐步跟踪百叶帘片直至太阳方位。可借助太阳的当前仰角及方位角，以一度为间隔从存储在电机控制单元的方位表逐步选择方位及倾角（如可行）。这些太阳角度是在传感器单元（LONSE）内计算的，并可用于LONWORKS网络节点。执行器以房屋平面方向和当前时间为基础计算房屋平面上日光束的投影角；

图2百叶帘对阳光的控制

3） 维修开关设置：为将待修的遮阳帘驱动到最终位置，可通过附在类属模块（LONMPM 8DI/8DO）上的局部键控开关将帧发送到LONMSE并作用于每个平面，这样便可实现遮阳帘的驱动。仅当维修开关到达零位时，才能再次激活自动功能；

4）故障信号设置：故障信号设置可直接在模块测量触点浮动来监控总线。如果总线系统出现通信中断，该触点将闭合。这样便可处理局部BMS内生成的信息（很可能是报警灯信号）。

2.5 系统结构组成（见图3）

3 系统软件设置

与BMS（建筑物管理系统）相连的接口通常为LON至LON网关。可通过带有LON接口和相关软件的计算机观测到气象传感器数据、遮阳帘位置及薄板角度等。通过观测软件“Visual Control NT2”可以方便的进行观测。通过该软件，可观测到气象传感器数据、遮阳帘位置及薄板角度。用户还可在情况简介完毕后更改参数和调节值，或执行单个驱动器或（多达1000个）可定义组的移动命令。

Visual Control NT2软件所在的伺服计算机必须装有LONWORKS接口和以LNS为基础的集成工具。CVNT2软件受USB道尔芯片保护。

图3 系统结组成

4结论

在选择建筑物遮阳控制系统时应切实考虑到以下几点：隔热节能、环保、视觉舒适、光线的有效控制、质量的可靠稳定等。而采用LONWORKS网络可以方便的实现遮阳控制，将LONWORKS网络用于楼宇智能遮阳能大大降低能耗、增进居住舒适性和设备效率，全面降低购置费用。

参考文献

[1]朱治国，吕明.用LONWORKS产品实现集中式消防报警监控联动系统.四川电子科技大学学报，2003(8).