智能小区安防节点的研制
|
摘要
智能小区是信息时代的产物，随着我国国民经济和人民生活水平的不断提高，居民对居住环境的要求也越来越高，生活的舒适、温馨、信息畅通、安全尤其是安全成为人们不惜花重金追求的目标，智能小区是我国住宅小区发展的必然方向。本文首先对智能小区的概念及构成情况作了总体的阐述，介绍了智能小区在国内外的研究现状，指明了智能小区中安防的重要性以及智能小区的发展方向。
现场总线技术的发展使得LonWorks技术脱颖而出，本文简要介绍了常用的几种现场总线的概况以及LonWorks技术在现场总线技术中的地位和影响，对LonWorks技术的技术核心：神经元芯片、LonTalk协议、LonWorks收发器、 LonBuilder及NodeBuilder进行详尽的描述；重点介绍了集先进的计算机技术、通信技术、控制技术为一体的智能小区安防节点的开发与研制，对节点硬件电路的各种接口进行了详尽的设计。本文设计的智能小区安防节点采用单片机8031作为主处理器来完成用户的应用程序，主要负责对各种现场信号进行采集、处理及控制，工作在并行从A方式下的神经元芯片MC3150作为从处理器，主要完成与现场网络上的各节点及中心控制室之间的通信工作。
本系统的软件采用模块化结构，主要完成数据处理、数据通信、数据显示等功能。本文最后对系统的抗干扰性进行了阐述，并进行了有效的抗干扰电路设计。本系统设计的智能小区安防节点运用了当今工控领域最为先进的现场总线技术，具有结构简单、可靠性高、容易产品化等优点，产品是面向中等层次以上家庭的需求，具有广泛的应用市场。我国目前对LonWorks技术的应用以及智能建筑的设计刚刚起步，随着业内人士的更多了解，相信会有更广泛的应用前景。
Intelligent district is outcome of Information ages.With our economic and living standard growing stably,residents, requirement of environment is becoming increasingly higer.They require their residential environments to be comfortabe,fragrant and safe,especially safty is their will and intelligent district is their inevitabily final direction.This paper firstly introduces the concept and constitution of intelligent district,discusses the reseach condition of domestic and international,indicates the importance of public security and development direction of intelligent district.
The development of fieldbus technology made LonWorks field bus outstanding in all kinds of fieldbus.This paper simply introduces some kinds of common using fieldbus and the important position and influence of LonWorks fieldbus in all kinds of fieldbus,carefully describes the technology core of LonWorks technology,puts great emphasis on the introduction of the development and design of public security node of intelligent district which adopts computer,communication and control technology,carefully designs the interfaces of hardware circuits.The public security node of intelligent adopts 8031 single chip as its main processor to complete the application program of user,which mainly collects,process and control all kinds of field signal,and Neuron chip 3150 as its slave processor to communicate with other nodes on field network,which works under parrel slave A mode.
The software of this system mainly complete the function of data processing,date communicating, data displaying and so on,which adopts mode construction of program.This paper finally introduces the design of hardware circuits against all kinds of interference. This system adopts the most advanced technology in industry and control field:fieldbus ,and the mesure and control system based on this technology has such advantage as simple construction,high reliability and easily to be produced.The system is facing to common residents,so it will have widely maket.Recently,the
application of LonWorks technology and design of intelligent building have been on early stage,but with people knowing more about it,it will have extentive application prospect.
现场总线技术的发展使得LonWorks技术脱颖而出，本文简要介绍了常用的几种现场总线的概况以及LonWorks技术在现场总线技术中的地位和影响，对LonWorks技术的技术核心：神经元芯片、LonTalk协议、LonWorks收发器、 LonBuilder及NodeBuilder进行详尽的描述；重点介绍了集先进的计算机技术、通信技术、控制技术为一体的智能小区安防节点的开发与研制，对节点硬件电路的各种接口进行了详尽的设计。本文设计的智能小区安防节点采用单片机8031作为主处理器来完成用户的应用程序，主要负责对各种现场信号进行采集、处理及控制，工作在并行从A方式下的神经元芯片MC3150作为从处理器，主要完成与现场网络上的各节点及中心控制室之间的通信工作。
本系统的软件采用模块化结构，主要完成数据处理、数据通信、数据显示等功能。本文最后对系统的抗干扰性进行了阐述，并进行了有效的抗干扰电路设计。本系统设计的智能小区安防节点运用了当今工控领域最为先进的现场总线技术，具有结构简单、可靠性高、容易产品化等优点，产品是面向中等层次以上家庭的需求，具有广泛的应用市场。我国目前对LonWorks技术的应用以及智能建筑的设计刚刚起步，随着业内人士的更多了解，相信会有更广泛的应用前景。
Intelligent district is outcome of Information ages.With our economic and living standard growing stably,residents, requirement of environment is becoming increasingly higer.They require their residential environments to be comfortabe,fragrant and safe,especially safty is their will and intelligent district is their inevitabily final direction.This paper firstly introduces the concept and constitution of intelligent district,discusses the reseach condition of domestic and international,indicates the importance of public security and development direction of intelligent district.
The development of fieldbus technology made LonWorks field bus outstanding in all kinds of fieldbus.This paper simply introduces some kinds of common using fieldbus and the important position and influence of LonWorks fieldbus in all kinds of fieldbus,carefully describes the technology core of LonWorks technology,puts great emphasis on the introduction of the development and design of public security node of intelligent district which adopts computer,communication and control technology,carefully designs the interfaces of hardware circuits.The public security node of intelligent adopts 8031 single chip as its main processor to complete the application program of user,which mainly collects,process and control all kinds of field signal,and Neuron chip 3150 as its slave processor to communicate with other nodes on field network,which works under parrel slave A mode.
The software of this system mainly complete the function of data processing,date communicating, data displaying and so on,which adopts mode construction of program.This paper finally introduces the design of hardware circuits against all kinds of interference. This system adopts the most advanced technology in industry and control field:fieldbus ,and the mesure and control system based on this technology has such advantage as simple construction,high reliability and easily to be produced.The system is facing to common residents,so it will have widely maket.Recently,the
application of LonWorks technology and design of intelligent building have been on early stage,but with people knowing more about it,it will have extentive application prospect.
引文
1 阳宪惠.现场总线技术及其应用．清华大学出版社，1999：8-10
2 王树青，赵鹏程，集散型计算机控制系统（DCS）.浙江大学出版社，1994:12-14
3 张晓燕.LonWorks技术在深圳市住宅小区智能化建筑中的应用.建设科技，1999，（5）:67-68
4 李桂桦.家庭保安报警系统的设计.计算机应用，2000，（9）：31-33
5 杨育红.LON网络控制技术及其应用．西安电子科技大学出版，1999:35-37
6 王俊杰，张伟，谢春燕.现场总线的发展与LonWorks技术.自动化仪表，1999，(7)：40-43
7 刘晓胜，吴乐南，周爽．智能小区系统工程技术导论．电子工业出版社，
2001:98-101
8 李林，冷杉.智能建筑.NET发展战略.2002:32-33
9 吴新民.智能住宅小区的自动控制管理系统.电脑开发与应用，2000，（3）：45-46
10 王宏亮.基于LONWORKS和WEB技术的智能小区网络管理系统.北京工业大学硕士论文，2002：2-4
11 朱立彤.LonWorks技术与建筑物自动化系统（BAS）.城市.建筑智能系统，1999，（2）:78-79
12 李林．智能大厦系统工程．电子工业出版社，1998
13 裘玉瑞，张诂，孙凤云.我国现场总线发展的策略建议.机械与电子，1997，（5）
14 Jonas Berge.Fieldbus Enables Innovative Measurements.Advances in Instrumentation and Control.1996:35-37
15邱晨旭，王殊.LonWorks控制网络技术及其应用.电脑与信息技术，1999，（2）:65-67
16 黄留京.基于LonWorks技术的智能节点的研制及其在BAS中的应用.中国农业大学硕士论文，2000：3-5，12-15
17 Marcelo Luis Dultra.Fieldbus Control System.Advances in Instrument and Control,Vol.51,1996:26-28
18 郑文波．控制网络技术．清华大学出版社，2001:55-56
19 李哲英.现场总线技术及其在铁路系统中的应用.铁道通信信号，1999，(8)：30-31
20 吴 坚，虞忠伟，陈辉堂.基于LonWorks现场总线技术的分布式温度检测系统设计.电子与自动化，2000，(6)：17-19.
21邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计.北京航空航天大学出版社，2001：18-19
22 Claudio Aun Fayad.Interfacing Windows Application with Fieldbus.Advaces in Instrumentation and Control.Vol.51,1006:57-58
23 Echelon corp.Echelon,s LonWorks Products Data Book.1995-1996 Edition
Echelon corp.LonWorks Products 1994:52-53
24 Toshiba corp.Neuron C Programmer,S Guide.Revision:129-128
25 Echelon corp.Neuron C Programmer,s Guide.Programmer,s Guide.Revision
26 Fieldbus Foundation.Technical Overview.1996:114-115
27 PROFIBUS Technical Description Version:April 1997:79-81
28 Echelon Corporation.Troubleshooting LonWorks Devices and Twisted Pair Networks.Fall 1996
29 杨剑.LonWorks电力线收发器及其在家用电器中的应用.电子工程师，1999， （7）:223-224
30 张云贵.LONWORKS现场总线控制系统的软硬件全面解决方案.测控技术， 1999，（5）:134-135
31 LonWorks技术资料.http:// www.echolon.com.cn
32 夏德海.现场总线的现状及其应用.中国仪器仪表，1998，（3）
33 张晓燕，刘朝晖，陈兆平.LonTalk通讯协议和LonWorks技术.工程设计CAD与智能建筑，2000，(6)：14-16，55-56
34 张云贵.基于LONWORKS的现场总线控制系统EIC2000-LON的设计.微计算机信息，1998，（l）:174-176
35 陈滋.以LONWORKS技术为核心的现场控制系统.工业控制计算机，1998，（5）
36 宗志方.基于LonWorks技术的门禁系统.建设科技，1999，（5）:43-44
37 秦立军.LonWorks网络技术在电力系统中的应用.建设科技，1999，（5）:66-67
38 金以慧.过程控制.清华大学出版社，1993，（4）:67-68
39 王耀南.智能控制系统.湖南大学出版社，1996，（10）
40 陆阳，韩江洪.关于总线式智能传感器的研究.仪表技术与传感器，1997，（3）
41 何立民.MCS－51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术．北京：北京航空航天大学出版社．1990
42 何立民．单片机应用选编.北京航天航空大学出版社，1999
43 胡汉才．单片机原理及其接口技术．清华大学出版社，1996
44 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京航天航空大学出版社，2001：412-413
45 葛桂萍.多媒体报警系统的研究与实现.工业控制计算机，2000， 13（6）：49-51
46 张瑞武．智能建筑．清华大学出版社，1996：25-26
47 李朝青.PC机及单片机数据通信技术.北京航空航天大学出版社，2002：43-44
48 张在宣，郭宁等.分布式光纤传感温度报警系统.计算技术，2000，（2）：24-25
49 张志利，蔡伟. 基于A/D590的温度测控装置研制.自动化与仪器仪表，2001，（2）：37-39
50 吴坚，虞忠伟，陈辉堂.基于LonWorks现场总线技术的分布式温度检测系统设计.电子与自动化，2000（6）：17-19
51 赵秋.MT8880与电话线的接口电路，产品与电路，1998，（11）：54-55
52 LonWorks Engineering Bulletin.LonWorks Twisted Pair Control Module User,s Guide.come from http//www.echelon.com
53 LonWorks Engineering Bulletin.Neuron 3150 Chip External Memory Interface.May 1995
54 LonMark Interoperability Association.LonMark Application Layer Interoperability Guidelines.Revision 3.0
55 LonMark Interoperability Association.LonMark Layers 1-6 Interoperability Guidelines.Revision 3.0
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
2 王树青，赵鹏程，集散型计算机控制系统（DCS）.浙江大学出版社，1994:12-14
3 张晓燕.LonWorks技术在深圳市住宅小区智能化建筑中的应用.建设科技，1999，（5）:67-68
4 李桂桦.家庭保安报警系统的设计.计算机应用，2000，（9）：31-33
5 杨育红.LON网络控制技术及其应用．西安电子科技大学出版，1999:35-37
6 王俊杰，张伟，谢春燕.现场总线的发展与LonWorks技术.自动化仪表，1999，(7)：40-43
7 刘晓胜，吴乐南，周爽．智能小区系统工程技术导论．电子工业出版社，
2001:98-101
8 李林，冷杉.智能建筑.NET发展战略.2002:32-33
9 吴新民.智能住宅小区的自动控制管理系统.电脑开发与应用，2000，（3）：45-46
10 王宏亮.基于LONWORKS和WEB技术的智能小区网络管理系统.北京工业大学硕士论文，2002：2-4
11 朱立彤.LonWorks技术与建筑物自动化系统（BAS）.城市.建筑智能系统，1999，（2）:78-79
12 李林．智能大厦系统工程．电子工业出版社，1998
13 裘玉瑞，张诂，孙凤云.我国现场总线发展的策略建议.机械与电子，1997，（5）
14 Jonas Berge.Fieldbus Enables Innovative Measurements.Advances in Instrumentation and Control.1996:35-37
15邱晨旭，王殊.LonWorks控制网络技术及其应用.电脑与信息技术，1999，（2）:65-67
16 黄留京.基于LonWorks技术的智能节点的研制及其在BAS中的应用.中国农业大学硕士论文，2000：3-5，12-15
17 Marcelo Luis Dultra.Fieldbus Control System.Advances in Instrument and Control,Vol.51,1996:26-28
18 郑文波．控制网络技术．清华大学出版社，2001:55-56
19 李哲英.现场总线技术及其在铁路系统中的应用.铁道通信信号，1999，(8)：30-31
20 吴 坚，虞忠伟，陈辉堂.基于LonWorks现场总线技术的分布式温度检测系统设计.电子与自动化，2000，(6)：17-19.
21邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计.北京航空航天大学出版社，2001：18-19
22 Claudio Aun Fayad.Interfacing Windows Application with Fieldbus.Advaces in Instrumentation and Control.Vol.51,1006:57-58
23 Echelon corp.Echelon,s LonWorks Products Data Book.1995-1996 Edition
Echelon corp.LonWorks Products 1994:52-53
24 Toshiba corp.Neuron C Programmer,S Guide.Revision:129-128
25 Echelon corp.Neuron C Programmer,s Guide.Programmer,s Guide.Revision
26 Fieldbus Foundation.Technical Overview.1996:114-115
27 PROFIBUS Technical Description Version:April 1997:79-81
28 Echelon Corporation.Troubleshooting LonWorks Devices and Twisted Pair Networks.Fall 1996
29 杨剑.LonWorks电力线收发器及其在家用电器中的应用.电子工程师，1999， （7）:223-224
30 张云贵.LONWORKS现场总线控制系统的软硬件全面解决方案.测控技术， 1999，（5）:134-135
31 LonWorks技术资料.http:// www.echolon.com.cn
32 夏德海.现场总线的现状及其应用.中国仪器仪表，1998，（3）
33 张晓燕，刘朝晖，陈兆平.LonTalk通讯协议和LonWorks技术.工程设计CAD与智能建筑，2000，(6)：14-16，55-56
34 张云贵.基于LONWORKS的现场总线控制系统EIC2000-LON的设计.微计算机信息，1998，（l）:174-176
35 陈滋.以LONWORKS技术为核心的现场控制系统.工业控制计算机，1998，（5）
36 宗志方.基于LonWorks技术的门禁系统.建设科技，1999，（5）:43-44
37 秦立军.LonWorks网络技术在电力系统中的应用.建设科技，1999，（5）:66-67
38 金以慧.过程控制.清华大学出版社，1993，（4）:67-68
39 王耀南.智能控制系统.湖南大学出版社，1996，（10）
40 陆阳，韩江洪.关于总线式智能传感器的研究.仪表技术与传感器，1997，（3）
41 何立民.MCS－51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术．北京：北京航空航天大学出版社．1990
42 何立民．单片机应用选编.北京航天航空大学出版社，1999
43 胡汉才．单片机原理及其接口技术．清华大学出版社，1996
44 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京航天航空大学出版社，2001：412-413
45 葛桂萍.多媒体报警系统的研究与实现.工业控制计算机，2000， 13（6）：49-51
46 张瑞武．智能建筑．清华大学出版社，1996：25-26
47 李朝青.PC机及单片机数据通信技术.北京航空航天大学出版社，2002：43-44
48 张在宣，郭宁等.分布式光纤传感温度报警系统.计算技术，2000，（2）：24-25
49 张志利，蔡伟. 基于A/D590的温度测控装置研制.自动化与仪器仪表，2001，（2）：37-39
50 吴坚，虞忠伟，陈辉堂.基于LonWorks现场总线技术的分布式温度检测系统设计.电子与自动化，2000（6）：17-19
51 赵秋.MT8880与电话线的接口电路，产品与电路，1998，（11）：54-55
52 LonWorks Engineering Bulletin.LonWorks Twisted Pair Control Module User,s Guide.come from http//www.echelon.com
53 LonWorks Engineering Bulletin.Neuron 3150 Chip External Memory Interface.May 1995
54 LonMark Interoperability Association.LonMark Application Layer Interoperability Guidelines.Revision 3.0
55 LonMark Interoperability Association.LonMark Layers 1-6 Interoperability Guidelines.Revision 3.0
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文