基于LonWorks的温度监控系统设计

摘要：论述了基于Lonworks技术的温度智能节点硬件设计和软件设计。硬件设计阐述了节点结构及其工作原理；软件设计主要针对应用程序的设计。

关键词：LonWorks 智能节点 硬件设计 软件设计

中图分类号：TP273　文献标识码： B 文章编号：1002-2422(2008)01-0006-02

利用LonWorks技术实现温度监控系统，采用Neuron芯片作为CPU，不仅具备单片机的优良性能，而在通信方面更胜一筹。另外利用Neuron c编程可以方便地实现一些先进控制算法，可以将这些算法程序下载到前端智能控制器中直接进行现场控制，并且采用了神经网络技术，大大提高了控制精度和控制器适应能力，具有响应快、超调小、偏差低、稳定度高、功耗低等特点。该系统在家用电器、智能建筑、工业过程控制、仓储智能化等领域都具有重大的实用价值。

1 温度智能节点硬件的设计

图1是温度测控智能节点的结构图。电源为神经元芯片、系统其它需要供电的芯片及其它元器件提供稳定的电源；网络接口，采用双绞线介质，使智能节点能够接收和发送网络数据；温度测量A／D转换，通过温度传感器测量被控温度，并把温度数据通过A／D转换后送给神经元芯片进行处理；信号输出及D／A转换，将神经元芯片给出的控制信号经转换送给执行装置，以调节温度；显示，选用串行通信方式与神经元芯片接口，对本节点温度进行监视。

其工作过程是：从测量装置测出的物理信号进行A／D转换后通过神经元芯片的I／O口送入神经元芯片，在神经元芯片的控制下，通过和神经元芯片网络通讯端口相连的收发器向LonWorks控制网络传递数据。同时网络上的控制信号通过收发器送入神经元芯片和测量信号一起作为神经网络的输入量，并通过智能控制器中的神经网络HD控制程序在线不断修改相应的控制参数，然后将处理完成的控制数据通过芯片的I／O口经D／A转换电路变成模拟值即输出电压u，再通过电压调节器来控制风扇的转速和加热管的功率，来对温度进行控制的。

2 温度智能节点软件的设计

温度智能节点软件程序使用Echelon公司的Node-Builder开发工具进行设计开发，设计的Neuron c程序主要包括I／O接口程序和控制策略程序。

基于LonWorks温度监控系统设计的应用程序如下：

mtimer repealing TempSensorTxTimer=1OOL

signed long slTempSensor；

unsigned long ulTempSensorMinSendT；

unsigned long ulTempSensorMaxSendT；

SCPTnfinSendTime cp_family MinSendT；

SCPTmaxSendTime cp_family MaxSendT；

network output SNVT-temo-P nvTemp

nv_propertles

MinSendT，

MaxSendT}；

fblock SFPTTempSensor{

nvTemp implemenls nvTemp；

}FempSensor

10_0 inpul ontime clock(1)mvert tempture；

when(io_update_occurs(tempture))

{if(fblockNormalNotLockedOut(TempSensor：：global_index)){

slTempSensor+=input_value；

slTempSensor=max(0,slTempSensor)：

slTempSensor=min(i00,slTempSensor)；

if((ulTempSensorMinSendT>=

TernpSensor：：nvTemp：：MinSendT)ll

(TempSensor：：nvTemp：：MinSendT==0)){

ulTempSensorMinSendT=0：

ulTempSensorMaxSendT=0：

TempSensor：：nvTemp=slTempSensor；}}}

when(timer_expires(TempSensorTxTimer))

{if(fblockNormalNotLockedOut(TempSensor：：global_index)){

if(ulTempSensorMinSendT

++ulTempSensorMinSendT；}

else{

if(TempSensor：：nCFemp!=slTempSensor){

TempSensor：：nvTemp=slTempSensor；

ulTempSensorMinSendT=0；

ulTempSensorMaxSendT=0；}}

if(ul Temp SensorMaxSendT

++ulTempSensorMaxSendT；}

else

(TempSensor：：nvTemp=slTempSensor；

ulTempSensorMinSendT=0：

alTempSensorMaxSendT=0；}}}

3 结束语

设计实现了基于LonWorks技术的温度智能监控系统。作为在过程控制中一个典型应用，控制器具有比较强的通用性，稍作改变就可以用来控制其它的现场对象。可针对不同的现场对象选用各种先进控制方法，将算法用Neuronc程序实现下载到智能节点中去，以达到最优控制现场的目的。在设计中，充分应用了LonWorks技术的大部分设计方法并将LonWorks技术和神经网络PID控制结合起来，发挥了二者的优势，提高了系统的整体性能。