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1 引言
随着21世纪的到来，特别是近年来现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能住宅小区，进而走进家庭。现代社会的家庭成员正在以追求家庭智能化带来的多元化信息和安全、舒适与便利的生活环境作为一个理想的目标。
住宅小区智能化这项技术在国外已经开始广泛的研究，并已推广应用；成为住宅小区的一个重要的组成部分，带来很好的效益。早在几年前，欧、美和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了"智能住宅"（Smart Home）的概念。实现了"将家庭中各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术（HBS）连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐"的目标。
同时，小区智能化是一个综合性系统工程，要从其功能、性能、成本、扩充能力及与现代相关技术的应用等多方面来考虑。不仅要考虑到系统初期建设的投资成本，更要考虑到系统在未来运行的实用性、可操作性，以及系统的运行与维护的成本。所以，在小区各项系统的设计选型时要全面考虑各个方面的因素，选用技术成熟，可靠性高并且有较好性价比的产品是至关重要的。
基于这样的需求，采用LonWorks技术所设计的家庭智能管理控制系统比较适合用于多表远传、防盗、防火、防可燃气体泄露、紧急救援、家电控制等方面。
2 LonWorks技术的特点
LonWorks技术的核心是神经元芯片，它包括一个固化的高级通信协议（LonTalk），三个微处理器，一个多任务操作系统和灵活的输入／输出方式。LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部七层协议，其中1-6层协议固化在神经元芯片中，只有第七层应用层是根据应用对象自行定义，大大节约了开发时间和成本投入。
（1）先进的现场总线技术
LonWorks技术是美国Echelon公司于1990年12月推出的一种现场总线技术。LON（LocalOperation Network）为局部操作网络，具有现场总线技术的一切特点，在国际和国内都得到越来越广泛的应用。LonWorks技术符合IEEE-1437和EIA-709标准。它的技术核心为神经元芯片、收发器和LonTalk通讯协议。神经元芯片为超大规模集成电路，其内部有三个CPU，分别控制通讯和应用程序的执行。神经元芯片可以直接或通过收发器连成控制网络。收发器有不同的类型，以支持不同的通讯介质，如双绞线、电力线、无线电、同轴电缆、红外线等。完善的LonTalk通讯协议保证了通讯的可靠性及实时性。这种网络为对等式的通讯网络，各节点地位均等，无主节点，实时性好，可靠性高，为楼宇自动化、智能家居等应用提供了控制网络。
（2）出色的开放性
LonWorks技术符合ISO（国际标准组织）的OSI（开放系统互连）标准。LonWorks技术具有很好的开放性，符合LonMark标准的不同公司的产品可在同一网络上协调工作。比如我们的抄表系统可与国外Alya、Honeywell等公司的能量监控系统、楼宇自动化系统无缝连接。开放性最大限度的降低了垄断利润，使用户花最少的钱，选用各公司最好的产品。这就意味着用户摆脱了第一家供货商的限制，甚至在第二期工程中不再选用第一家供货商的产品，而能与一期工程连接，降低投资风险；同时，将来现有的LonWorks网上可以连接报警、求助、楼宇自动化等设备、而无需网络投资。当然，这些设备你可以从其它你信赖的公司那里购买，只要他们的产品符合LonMark标准。这样的公司遍及海内外，并且LonWorks技术在中国发展很快。开放性给客户带来了很大的主动权，而封闭的系统很难与其它公司的产品互连、增加了客户将来改变产品选型的可能性、减少了投资风险及垄断售后服务的高额利润，从长远看减少了客户的总投资。
（3）灵活的拓扑结构
采用双绞线作通讯介质的网络可构成总线式网络和自由拓扑网络。总线式网络不加中继器距离可达2700m，每增加一个中继器可扩展2700m，自由拓扑网络不加中继器距离可达500m，每增加一个中继器可扩展500m。在后一种结构中，通讯线可被任意分支，提高了组网灵活性，降低了安装、维护费用。
（4）强大的扩展能力
基于LonWorks技术研发的家庭智能控制系统可以在大规模区域实现远程抄表、家庭安防及与其它楼宇自动化系统联网，其强大的扩展能力同一般的抄表安防系统相比，具有无可比拟的优越性。
（5）高可靠性
适合在各种恶劣的气候条件下使用，并具备良好的抗干扰能力。
（6）维护容易
增加新设备、改变设备地址、调整运行参数、系统升级只需通过微机设置，不必更改硬件设备。
（7）国内外的应用情况
LonWorks技术近几年在国内外的应用蓬勃发展。并被美国、欧洲等国家和地区的一些行业制定为工业控制网络标准。特别是在楼宇自动化、工业自动化、交通运输、家庭与公用事业自动化等领域应用最为广泛。许多知名的大公司已向全世界提供各类LonMark产品。LonWorks技术自1996年进入中国，也取得了迅速发展，现在国内已有很多在自动化及抄表系统的成功应用范例。家庭智能管理控制系统由该技术的创始人--美国Echelon公司亚太地区总部作技术支持、可以为用户提供最好的服务。
（8）LonWork技术相对传统的485总线的优势
① LonWorks技术是一个完整的控制网络，它包括从物理层到应用层以至网络操作系统的全部内容。
485仅仅是一种串行通讯的接口技术。
② LonWorks技术支持多介质，在同一网络中工作，如：双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线、红外等。
485通讯做不到支持多介质。
③ LonWorks技术具有很好的开放性，采用LonWorks技术的不同厂家的产品可在同一网络上协调工作。
采用485技术的不同厂家的产品很难在一个网上工作。
④ LonWorks技术支持总线式、星形、自由拓扑等多种网络结构。
485通讯只能是总线式结构。
⑤ LonWorks技术网络的长度可达2700米（不加中继器）。每个子网可以有64个节点。
485总线长度只能达1000m，且每段只有32个节点。
⑥ LonWorks技术支持域、子网、节点等完整的网络结构。每个LonWorks网络的一个域最多支持32385个节点。
485通讯很难与此相比。
⑦ 一个神经元芯片内包括有3个CPU，可以处理复杂的网络通讯应用程序。
485只提供通讯接口芯片。
⑧ LonWorks技术的耐共模干扰的能力强，可以适应恶劣的环境。
485通讯的抗干扰能力较差。
⑨ LonWorks技术为对等式通讯网络，各节点地位均等，无主节点，可靠性高、实时性好。
485通讯一般为主从式结构。
⑩ LonWorks网络安装、组网以及维护容易。
485通讯很难做到这一点。
3 LonWorks技术在小区智能化中的应用
充分利用LonWorks技术的特点和优势，构成住宅小区智能化系统，应具有如下特点，网络拓扑图如图1所示。
（1）功能强大
系统集多表集抄、防盗报警、水电控制、紧急求助、煤气泄漏报警、火灾报警和供电监控子系统等功能，并提供远程通讯服务。智能控制单元通过现场总线与监控中心相连，可以准确地获得有关数据并传送给管理中心计算机进行数据管理。
（2）实时监控
智能控制器安装于现场，进行数据采集和处理，就地监控执行器，这将大大减少系统设计安装维护成本。同时重要信息即时传送至中心主机进行监视和控制，还可与网络上其他节点进行通信，即使监控计算机停止工作，整个网络仍然能正常运行。
（3）教据准确
智能控制器可以独立工作，即使通讯线路发生故障，智能控制器仍可以正常运行。智能控制器采用先进的神经元芯片，并采用低功耗设计，利用级间隔离技术和电路检测装置，能有效的防止干扰。
（4）安全可靠
系统采用安全模式设计，达到防雷电、防电弧等强电磁干扰要求；智能控制单元能保证掉电时用户数据不会丢失；管理系统设定了密码，并根据操作人员的级别赋予不同的权限。系统通讯线路、采集器等受到短路、断路等非法破坏时，可以被及时检测发现。
（5）开放灵活
智能控制器配有多路脉冲输入或开关量输入∕输出端子，可按实际情况灵活配置，提供多种解决方案，最大限度地满足用户的需要。
（6）开放的LonTalk通信协议
LonTalk通信协议实现了国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互联参考模式（OSI）的完整的七层协议，因此系统是完全开放的。LonTalk通信协议已固化在节点硬件中，使通信的可靠性得到保障。
（7）对等通信
系统是一个无主系统，系统中任何成员地位均等，无需主控节点管理和轮询，任何节点的故障或关闭不会造成系统瘫痪，不会影响其他节点正常运行。
（8）互操作性
芯片嵌入不同厂家的产品中，产品经过LonMark互操作性协会认证，使这些产品直接接入LON控制网络中，实现互操作。具有即插即用（Plug and Play）功能，同时通过网关可与其他网络相连。
（9）易于维护
根据产品的独特设计，各子系统的控制及执行元件均可实现很短时间内进行更换。保证用户及管理者的利益。
4 结束语
LonWorks技术是一新的控制网络技术，在智能小区应用中逐渐显示了该技术的独特的优势。同时，它正在推动控制网与互联网的互联互融。
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随着21世纪的到来，特别是近年来现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能住宅小区，进而走进家庭。现代社会的家庭成员正在以追求家庭智能化带来的多元化信息和安全、舒适与便利的生活环境作为一个理想的目标。
住宅小区智能化这项技术在国外已经开始广泛的研究，并已推广应用；成为住宅小区的一个重要的组成部分，带来很好的效益。早在几年前，欧、美和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了"智能住宅"（Smart Home）的概念。实现了"将家庭中各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术（HBS）连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐"的目标。
同时，小区智能化是一个综合性系统工程，要从其功能、性能、成本、扩充能力及与现代相关技术的应用等多方面来考虑。不仅要考虑到系统初期建设的投资成本，更要考虑到系统在未来运行的实用性、可操作性，以及系统的运行与维护的成本。所以，在小区各项系统的设计选型时要全面考虑各个方面的因素，选用技术成熟，可靠性高并且有较好性价比的产品是至关重要的。
基于这样的需求，采用LonWorks技术所设计的家庭智能管理控制系统比较适合用于多表远传、防盗、防火、防可燃气体泄露、紧急救援、家电控制等方面。
2 LonWorks技术的特点
LonWorks技术的核心是神经元芯片，它包括一个固化的高级通信协议（LonTalk），三个微处理器，一个多任务操作系统和灵活的输入／输出方式。LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部七层协议，其中1-6层协议固化在神经元芯片中，只有第七层应用层是根据应用对象自行定义，大大节约了开发时间和成本投入。
（1）先进的现场总线技术
LonWorks技术是美国Echelon公司于1990年12月推出的一种现场总线技术。LON（LocalOperation Network）为局部操作网络，具有现场总线技术的一切特点，在国际和国内都得到越来越广泛的应用。LonWorks技术符合IEEE-1437和EIA-709标准。它的技术核心为神经元芯片、收发器和LonTalk通讯协议。神经元芯片为超大规模集成电路，其内部有三个CPU，分别控制通讯和应用程序的执行。神经元芯片可以直接或通过收发器连成控制网络。收发器有不同的类型，以支持不同的通讯介质，如双绞线、电力线、无线电、同轴电缆、红外线等。完善的LonTalk通讯协议保证了通讯的可靠性及实时性。这种网络为对等式的通讯网络，各节点地位均等，无主节点，实时性好，可靠性高，为楼宇自动化、智能家居等应用提供了控制网络。
（2）出色的开放性
LonWorks技术符合ISO（国际标准组织）的OSI（开放系统互连）标准。LonWorks技术具有很好的开放性，符合LonMark标准的不同公司的产品可在同一网络上协调工作。比如我们的抄表系统可与国外Alya、Honeywell等公司的能量监控系统、楼宇自动化系统无缝连接。开放性最大限度的降低了垄断利润，使用户花最少的钱，选用各公司最好的产品。这就意味着用户摆脱了第一家供货商的限制，甚至在第二期工程中不再选用第一家供货商的产品，而能与一期工程连接，降低投资风险；同时，将来现有的LonWorks网上可以连接报警、求助、楼宇自动化等设备、而无需网络投资。当然，这些设备你可以从其它你信赖的公司那里购买，只要他们的产品符合LonMark标准。这样的公司遍及海内外，并且LonWorks技术在中国发展很快。开放性给客户带来了很大的主动权，而封闭的系统很难与其它公司的产品互连、增加了客户将来改变产品选型的可能性、减少了投资风险及垄断售后服务的高额利润，从长远看减少了客户的总投资。
（3）灵活的拓扑结构
采用双绞线作通讯介质的网络可构成总线式网络和自由拓扑网络。总线式网络不加中继器距离可达2700m，每增加一个中继器可扩展2700m，自由拓扑网络不加中继器距离可达500m，每增加一个中继器可扩展500m。在后一种结构中，通讯线可被任意分支，提高了组网灵活性，降低了安装、维护费用。
（4）强大的扩展能力
基于LonWorks技术研发的家庭智能控制系统可以在大规模区域实现远程抄表、家庭安防及与其它楼宇自动化系统联网，其强大的扩展能力同一般的抄表安防系统相比，具有无可比拟的优越性。
（5）高可靠性
适合在各种恶劣的气候条件下使用，并具备良好的抗干扰能力。
（6）维护容易
增加新设备、改变设备地址、调整运行参数、系统升级只需通过微机设置，不必更改硬件设备。
（7）国内外的应用情况
LonWorks技术近几年在国内外的应用蓬勃发展。并被美国、欧洲等国家和地区的一些行业制定为工业控制网络标准。特别是在楼宇自动化、工业自动化、交通运输、家庭与公用事业自动化等领域应用最为广泛。许多知名的大公司已向全世界提供各类LonMark产品。LonWorks技术自1996年进入中国，也取得了迅速发展，现在国内已有很多在自动化及抄表系统的成功应用范例。家庭智能管理控制系统由该技术的创始人--美国Echelon公司亚太地区总部作技术支持、可以为用户提供最好的服务。
（8）LonWork技术相对传统的485总线的优势
① LonWorks技术是一个完整的控制网络，它包括从物理层到应用层以至网络操作系统的全部内容。
485仅仅是一种串行通讯的接口技术。
② LonWorks技术支持多介质，在同一网络中工作，如：双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线、红外等。
485通讯做不到支持多介质。
③ LonWorks技术具有很好的开放性，采用LonWorks技术的不同厂家的产品可在同一网络上协调工作。
采用485技术的不同厂家的产品很难在一个网上工作。
④ LonWorks技术支持总线式、星形、自由拓扑等多种网络结构。
485通讯只能是总线式结构。
⑤ LonWorks技术网络的长度可达2700米（不加中继器）。每个子网可以有64个节点。
485总线长度只能达1000m，且每段只有32个节点。
⑥ LonWorks技术支持域、子网、节点等完整的网络结构。每个LonWorks网络的一个域最多支持32385个节点。
485通讯很难与此相比。
⑦ 一个神经元芯片内包括有3个CPU，可以处理复杂的网络通讯应用程序。
485只提供通讯接口芯片。
⑧ LonWorks技术的耐共模干扰的能力强，可以适应恶劣的环境。
485通讯的抗干扰能力较差。
⑨ LonWorks技术为对等式通讯网络，各节点地位均等，无主节点，可靠性高、实时性好。
485通讯一般为主从式结构。
⑩ LonWorks网络安装、组网以及维护容易。
485通讯很难做到这一点。
3 LonWorks技术在小区智能化中的应用
充分利用LonWorks技术的特点和优势，构成住宅小区智能化系统，应具有如下特点，网络拓扑图如图1所示。
（1）功能强大
系统集多表集抄、防盗报警、水电控制、紧急求助、煤气泄漏报警、火灾报警和供电监控子系统等功能，并提供远程通讯服务。智能控制单元通过现场总线与监控中心相连，可以准确地获得有关数据并传送给管理中心计算机进行数据管理。
（2）实时监控
智能控制器安装于现场，进行数据采集和处理，就地监控执行器，这将大大减少系统设计安装维护成本。同时重要信息即时传送至中心主机进行监视和控制，还可与网络上其他节点进行通信，即使监控计算机停止工作，整个网络仍然能正常运行。
（3）教据准确
智能控制器可以独立工作，即使通讯线路发生故障，智能控制器仍可以正常运行。智能控制器采用先进的神经元芯片，并采用低功耗设计，利用级间隔离技术和电路检测装置，能有效的防止干扰。
（4）安全可靠
系统采用安全模式设计，达到防雷电、防电弧等强电磁干扰要求；智能控制单元能保证掉电时用户数据不会丢失；管理系统设定了密码，并根据操作人员的级别赋予不同的权限。系统通讯线路、采集器等受到短路、断路等非法破坏时，可以被及时检测发现。
（5）开放灵活
智能控制器配有多路脉冲输入或开关量输入∕输出端子，可按实际情况灵活配置，提供多种解决方案，最大限度地满足用户的需要。
（6）开放的LonTalk通信协议
LonTalk通信协议实现了国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互联参考模式（OSI）的完整的七层协议，因此系统是完全开放的。LonTalk通信协议已固化在节点硬件中，使通信的可靠性得到保障。
（7）对等通信
系统是一个无主系统，系统中任何成员地位均等，无需主控节点管理和轮询，任何节点的故障或关闭不会造成系统瘫痪，不会影响其他节点正常运行。
（8）互操作性
芯片嵌入不同厂家的产品中，产品经过LonMark互操作性协会认证，使这些产品直接接入LON控制网络中，实现互操作。具有即插即用（Plug and Play）功能，同时通过网关可与其他网络相连。
（9）易于维护
根据产品的独特设计，各子系统的控制及执行元件均可实现很短时间内进行更换。保证用户及管理者的利益。
4 结束语
LonWorks技术是一新的控制网络技术，在智能小区应用中逐渐显示了该技术的独特的优势。同时，它正在推动控制网与互联网的互联互融。