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基于现场总线控制的建筑智能化设计摘要：本文以现场总线控制技术中最为广泛应用的LonWorks、BACnet技术为例，阐述基于现场总线控制的建筑智能化设计理念和目标，结合现场总线控制的技术特点和工程实例论述设计智能建筑系统时对实现其实用性应注意的问题。
关键词：现场总线控制技术FCS；LonWorks；BACnet；智能建筑；设计与实用性Abstract ：This article takes as the sample of LonWorks、BACnet technology from FCS, Fieldbus Control System which is in rapid development and wide use in Intelligent Building design, to expound the design principle and objective of building intelligent design。
The specific technical of FCS and project sample are combined into functionalism discussion that needs to be attend in building intelligence system design.Keywords ：FCS, Fieldbus Control System; LonWorks；BACnet；Intelligent Building; Design and functionalism1 前言FCS, Fieldbus Control System现场总线网络控制技术是楼宇自控系统主要的组成，也是建筑智能化系统不可缺少的部分，其任务是通过开放式现场总线控制网络平台对建筑物中的系统、设施及设备进行端口到端口的控制。
楼宇自控系统中，通过使用现场总线技术对网络实现统一管理和调度。
现场总线技术在智能建筑中的应用研究——LonWorks技术解析及应用摘要现场总线（Field Bus）是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。
本文通过对Lonworks 总线技术的特点功能作简要分析、RS485总线与其对比由诸多优点，简要介绍了Lonworks在机房建设中的应用和该技术在我国的发展趋势。
AbstractFieldbus (Field Bus) is installed in the manufacturing or process areas on-site installation of the automatic control device and control room between the digital, serial, multi-point communication data bus. In this paper, the characteristics of Lonworks bus technology features to make a brief analysis, RS485 bus, with its contrast from the many advantages outlined Lonworks in the computer room construction applications and the technology development trend in China.关键字：Lonworks总线技术、智能建筑应用、特点、机房建设一、Lonworks总线技术解析1、现场总线与LON总线综述现场总线（Field Bus）是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线，它是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。
基于现场总线控制的建筑智能化设计摘要：一般来说，建筑智能化设计的质量好坏，很大程度上依赖于控制系统的实用可靠性和先进性。
其中自行研制开发的一种基于现场总线的通用网络型智能控制能使复杂的工程简单化、智能化，给智能建筑工程行业带来突出的业绩。
本文主要对基于现场总线控制的建筑智能化设计进行阐述，从它的系统结构和功能等方面进行介绍，希望能对工程建设起到一定的参考作用。
关键词：总线控制；建筑；智能化引言智能化建筑包含了通信网络、信息网络、建筑设备监控、火灾自动报警及消防联动、安全防范、电源和环境监测等多个需要智能化控制的子系统。
现场总线技术在建筑领域的应用,正逐步成为主流产品。
正是计算机通信技术和自动化控制软、硬件产品的日益成熟和引人,在逐步扩大推广应用的同时,也大大增强了现场总线自身的功能。
纵观控制系统的发展史,我们不难发现,每一代新的控制系统推出,都是针对老一代控制系统存在的缺陷而给出的解决方案,并最终在用户需求和市场竞争两大外因的推动下占领着市场的主导地位。
也不例外,现场总线控制系统逐渐成为智能化建筑业主流控制系统,正是利益和市场的竞争,历史潮流的进展使然。
因而全新的控制系统模式,包括统一的现场总线标准及软、硬件平台,可以引导和占领未来巨大智能建筑控制系统产品的市场。
智能化控制系统的发展（1）20世纪60年代,作为简单智能化控制的模拟仪表控制系统占市场的主导地位。
其显著缺点是模拟信号精度低、易受干扰,不易做到完全的系统控制。
该类产品未能在智能建筑工程中得到应用。
（2）集中式数字控制系统于20世纪七、八十年代占主导地位。
系统采用单片机、PLC、SLC或微机作为控制器。
因控制器内部传输的是数字信号,因此克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷,同时数字控制信号提高了系统的抗干扰能力。
集中式数字控制系统的优点在于能够根据全局情况进行控制计算和判断,在控制方式、控制时机的选择上可以统一调度和安排;但不足的是,系统对控制器本身的要求很高,控制器必须具有足够的处理能力和极高的可靠性,而且当系统中任务增加时,控制器的效率和可靠性将急剧下降,直至控制系统失效。
浅议现场总线技术在智能楼宇中的应用摘要人们对居住环境的要求不断提高，加上近年来计算机和信息产业的发展，智能化以极快的步伐进入到住宅小区和家庭中。
本文将对现场总线技术在智能楼宇中的应用进行论述，介绍智能楼宇和现场总线技术，以及现场总线技术在智能楼宇中的应用。
关键词总线技术；智能楼宇；居住环境中图分类号tu24 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）37-0150-02随着当今社会生活水平的提高，人们对居住环境的要求不断提高，加上近年来计算机和信息产业的发展，智能化以极快的步伐进入到住宅小区和家庭中。
并且在智能化的要求越来越高、智能化系统越来越庞大、家居环境舒适度要求越来越高的情况下，老一代的通讯系统已跟不上整体技术的进步。
因此，现代的小区中应当引入先进的通讯控制系统来满足智能化小区的要求，这就是现场总线控制技术。
本文将对现场总线技术在智能楼宇中的应用提出自己的看法，首先介绍智能楼宇，其次介绍现场总线技术，最后介绍现场总线技术在智能楼宇中的应用。
1 智能楼宇近年来，计算机技术和网络通信技术的发展，使社会高度信息化。
在建筑物内部，应用信息技术、建筑技术和现代高科技相结合，产生了“智能楼宇”。
智能楼宇是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制，对信息资源进行管理，为用户提供信息服务的一种先进居住环境，它是建筑技术适应现代社会信息化要求的结晶。
智能化楼宇的基本要求是，要有有完整的控制、管理、维护和通信设施，便于进行环境控制、安全管理、监视报警，并有利于提高工作效率，激发人们的创造性。
换句话说，楼宇智能化的基本要求是：办公设备自动化、智能化，通信系统高性能化，建筑柔性化，建筑管理服务自动化。
楼字智能化技术是电气及自动化技术的发展和延伸，它是人类从电气时代走向信息时代过程中，电气与信息相结合的产物。
楼宇智能化系统工程具有先进性、综合性、灵活性、智能性等显著特点。
和普通建筑相比，智能化楼宇的优越性体系体现在以下几个方面：1）具有良好的信息接收和反应能力，有效提高工作效率；2）提高建筑物的安全、舒适和高效便捷性；3）能够高效节能；4）节省设备运行维护费用；5）满足用户对不同环境功能的需求；6）高薪技术的运用能大大提高工作效率。
2024年现场总线控制系统市场规模分析简介现场总线控制系统是一种基于现场总线通信协议的自动化控制系统，广泛应用于工业生产领域。
本文将对现场总线控制系统市场规模进行分析，探讨其市场发展趋势、主要应用领域和未来市场前景。
市场规模概述随着工业自动化程度的提高和信息技术的不断进步，现场总线控制系统市场规模逐年扩大。
根据市场研究数据，预计到2025年，全球现场总线控制系统市场规模将达到X亿美元。
亚太地区将成为现场总线控制系统市场的最大增长区域，其快速发展的制造业和工业基础设施建设将推动市场需求增长。
市场发展趋势1.智能化升级：现场总线控制系统日益智能化，采用先进的传感器技术和实时数据分析算法，实现设备状态监测、故障诊断和预测维护等功能，提高生产效率和设备可靠性。
2.云平台整合：现场总线控制系统与云平台的整合将成为市场发展的趋势。
通过与云端平台集成，实现数据的远程监控和管理，提供更加灵活、高效的生产管理方式。
3.物联网应用：现场总线控制系统作为物联网的重要组成部分，将广泛应用于智能制造、智能能源等领域。
物联网技术的兴起将进一步推动现场总线控制系统的市场需求增长。
4.安全性提升：随着工业网络的普及和信息安全风险的加剧，现场总线控制系统的安全性将成为市场关注的焦点。
供应商将加强产品安全性能的研发，提供更可靠的安全解决方案。
主要应用领域现场总线控制系统广泛应用于以下领域： 1. 工厂自动化: 现场总线控制系统在工厂自动化中扮演重要角色，用于控制和监测生产过程中的各种设备，提高生产效率和质量。
2. 能源管理: 现场总线控制系统在能源管理中的应用日益广泛，通过对能源设备的监测和控制，实现节能减排和能源资源的最优利用。
3. 交通运输: 现场总线控制系统在交通运输领域被广泛应用，用于交通信号灯控制、道路监测和交通调度等方面，提高交通效率和安全性。
4. 建筑自动化: 现场总线控制系统在建筑自动化中的应用越来越多，用于楼宇自动化控制、安全监控和能耗管理等方面，提供舒适、智能的建筑环境。
基于现场总线的智能建筑浅谈智能建筑是传统建筑工程和新兴信息技术相结合的产物，智能建筑运用系统工程的观点，将建筑物的结构(建筑环境结构) 、系统(智能化系统) 、服务(住用、用户需求服务)和管理(物业运行管理)四个基本要素进行优化组合，以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及网络通信系统，用最优的设计，向人们提供一个投资合理、高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。
1 智能建筑系统的组成智能建筑系统的组成由四大部分组成：楼宇自动化系统(bas)、通信自动化系统(cas)、办公自动化系统(oas)和结构化综合布线系统(scs)。
1.1 楼宇自动化系统(bas)楼宇自动化系统(bas)采用传感器技术、图形图象技术、计算机和现代通信技术对建筑的电力、空调、电梯、冷水机组、热力站、给排水、消防系统、保安监控、出入门控制等设备实行全自动的综合监控管理。
包括楼宇自动化管理、出入管理、磁卡识别系统、保安监控系统、防火系统以及各种设备控制与监视系统等。
它们建立在综合布线系统之上，将完成如下基本功能：各类参数的实时控制和监视、各种动力设备的起停控制与监视、各种设备运行状态显示、设备非正常状态的报警、动力设备的节能控制。
bas按建筑设备和设施的功能划分为十个子系统:1)变配电控制子系统;2)照明控制子系统;3)通风空调控制子系统;4)交通运输控制子系统;5)给排水设备控制子系统;6)停车库自动化子系统;7)消防自动化子系统;8)安保自动化子系统;9)公共广播与背景音乐系统;10)多媒体音像系统。
1. 2 通信自动化系统(cas)通信自动化系统(cas)提供建筑内外的一切语言和数据通信，cas是在保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上，同时与外部通信网(如电话网、数据网、计算机网、卫星以及广电网)相连，与世界各地互通信息的系统。
主要包括：1)以程控交换机为核心的电话，传真等为主的通讯网络。
2)建筑内的局域网，把建筑内的各种终端、微机、工作站、主计算机与数据库等联网，实现数据通信。
3)与国内外建立远程数据通信网络。
cas按功能划分为八个子系统: 1) 固定电话通信系统，设pabx 或采用公网的集中小交换机;2)声讯服务通信系统(语音信箱和语音应答系统) ;3)无线通信系统，具备选择呼叫和群呼功能;4)卫星通信系统，楼顶安装卫星收发天线和 vast通信系统，与外部构成语音和数据通道，实现远距离通信的目的;5)多媒体通信系统;6)视讯服务系统;7)有线电视系统;8)计算机通信网络系统。
1. 3 办公自动化系统(oas)办公自动化系统(oas)由高性能的传真机、各种终端、微机、文字处理机、主计算机、声像设备等现代化办公设备与相应的软件组成。
主要用于文字处理、办公服务、公文文档等综合管理，以及电子票务、电子邮件、电视会议以及电子数据交换等。
1. 4 结构化综合布线系统(scs)scs又称综合布线系统 ( premises dist ribution system，简称pds)，它是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。
它把建筑物内部的语音交换、智能数据处理设备及其广义的数据通信设施相互连接起来，并采用必要的设备同建筑物外部数据网络或电话局线路相连接。
其系统包括所有建筑物与建筑群内部用以连接以上设备的电缆和相关的布线器件。
2 智能建筑的现场总线技术20 世纪 80 年代后期起 ,伴随着计算机可靠性提高 ,价格大幅下降 ,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(dist ributed cont rol system ,简称 dcs) 。
dcs是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。
dcs在工业自动化控制领域获得了广泛的应用 ,也开始应用到楼宇自动化控制领域 ,但是 dcs存在一些缺点 ,如系统互换与互操作性差等。
20 世纪 90 年代后期 ,出现了基于现场总线的控制系统( field cont rol system ,简称 fcs) ,fcs 克服了 dcs的缺点 ,它是一种全数字化的、全分散的、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。
现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。
目前 ,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点 ,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。
fcs极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量 ,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。
与传统的dcs(分布式控制系统)相比 ,fcs具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。
随着建筑业的智能化和信息化需求的迅速增长 ,出现了一些专门针对智能建筑的总线和通信协议 ,如美国的 bacnet 和 ebus、日本的hbs、欧洲的 eib 等。
其中 ,以 lonworks、eib 在国内应用最为广泛 ,它们在智能建筑中的应用各有侧重。
2.1lonworks总线lonworks是一种具有强劲实力的现场总线技术 ,它是由美国ecelon公司推出并与摩托罗拉、东芝公司共同倡导 ,于 1990 年正式公布而形成的。
它采用了 iso/ osi模型的全部七层通讯协议 ,采用了面向对象的设计方法 ,通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置 ,其通讯速率从 300 bps～15 mbps不等 ,直接通信距离可达到 2 700 m(78 kbps ,双绞线) ,支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质 ,并开发相应的本安防爆产品 ,被誉为通用控制网络。
2.1.1lontalk协议lontalk协议是lonworks技术的通信协议，采用短帧报文 ,可靠性高、实时性好。
lontalk协议使用网络变量与其他节点通信。
网络变量可以是任何单个数据项 ,也可以是结构体 ,并都有一个由应用程序说明的数据类型。
网络变量的概念大大简化了复杂的分布式应用的编程 ,降低了开发人员的工作量。
该协议提供一套通信服务，使装置中的应用程序能在网络中对其他装置接受或发送数据而无需知道网络拓扑、名称、地址或其他装置的功能。
该协议能有选择的提供端对端的报文确认、报文证实和优先级确认，是一个分层的以数据包为基础的对等的通信协议，使用类似于以太网所用的“csma”算法来处理网上报文冲突。
lontalk协议支持总线型、星型、自由拓扑等多种拓扑结构 ,极大地方便了控制网络的构建。
lontalk协议支持包括双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和光纤在内的多种传输介质。
lon2talk采用一种基于载波侦听多路访问 /介质访问控制 (cs ma /mac)的算法 ,提供介质访问协议 ,使得可以根据预测网络业务量发送优先级报文和动态调整时间槽的数目 ,称为带预测的 p2 persis2tent cs ma算法。
通过动态调整网络带宽,使网络能在极高网络业务量出现时继续运行 ,而在业务量较小时期不降低网络速度。
最大通信速率为1 . 25mb / s (有效距离为 130 m) ,支持非屏蔽双绞线 (utp)的通信距离达 2 700 m (通信速率为728 . 125 kb / s)。
2.1.2 神经元芯片lonworks技术的神经元芯片内部装有3个微处理器:mac处理器完成介质访问控制;网络处理器完成osi的3～6层网络协议;应用处理器完成用户现场控制应用。
它们之间通过公用存储器传递数据。
在控制单元中需要采集和控制功能,为此,神经元芯片特设置11个i/o口。
这些i/o口可根据需求不同来灵活配置与外围设备的接口,如rs232、并口、定时/计数、间隔处理、位i / o等。
神经元芯片还有一个时间计数器,从而能完成watchdog、多任务调度和定时功能。
神经元芯片支持节电方式,在节电方式下系统时钟和计数器关闭,但状态信息(包括ram中的信息) 不会改变。
一旦i/o状态变化或网线上信息有变,系统便会激活。
其内部还有一个最高1.25 mbps、独立于介质的收发器。
由此可见,一个小小的神经元芯片不仅具有强大的通信功能, 更集采集、控制于一体。
在理想情况下,一个神经元芯片加上几个分离元件便可成为dcs系统中一个独立的控制单元。
2ei b总线eib（european installation bus），是电气布线领域使用范围最广的行业规范和产品标准。
现已成为国际标准iso/iec 14543-3，并于2007年正式成为中国国标gb/z 20965-2007。
eib最大的特点是通过单一多芯电缆替代了传统分离的控制电缆和电力电缆，并确保各开关可以互传控制指令，因此总线电缆可以以线型、树型或星型铺设，方便扩容与改装。
元件的智能化使其可以通过编程来改变功能，既可独立完成诸如开关、控制、监视等工作，也可根据要求进行不同的组合。
与传统安装方式比较，eib 不增加元件数量而实现了功能倍增，从而具有了高度的灵活性。
它的开放性更使得不同公司基于eib协议开发的电气设备可以完全兼容，并为后续公司进入eib市场提供可能。
eib系统既是一个面向使用者、体现个性的系统又是一个面向管理者的系统，使用者可根据个人的喜好任意修改系统的功能，达到自己所需要的效果，并可通过操作探测器（如按钮开关等）来控制系统的动作；另一方面， eib系统还提供基于windows的软件平台，管理者（如小区物业中心、大楼管理中心、车库管理处等）将安装此套软件的计算机连接至eib系统即可对eib系统进行控制并进行管理，从而达到集中管理的功能。
3 结束语智能建筑的特点是测控点分散 ,几乎遍及建筑物各个角落 ,而且被控设备种类多 ,包括暖通空调、电梯、给排水、安防、照明、变配电等 ,这些设备往往本身配有控制系统 ,将这些控制子系统融合为一个综合的 bas就需要用到通信协议或现场总线。
lonworks最大的优点是开放性、分散性和互换性。
一个具有lonmark标志的节点 (node)可以互操作。
由于 lonworks是低速现场总线 (最大传输速率为 1 . 25mb / s) ,对现场仪表和设备的计算能力以及信息处理能力相对较弱 ,主要用于数据采集和控制信号的输出 , 因此 lonworks适合于子系统级的远距离现场数据的采集和实时控制。
在智能建筑中 ,主要应用于建筑物自控系统中传感器与执行器之间的网络化、互操作性 ,实现一种成本低、对分散设备可以实现互操作的测控系统 ,如安全防范子系统、智能消防子系统、智能抄表子系统、暖通空调子系统、给排水子系统等。
ei b通常被称为电气安装总线 ,其应用最广泛的领域为电气安装系统工程。
面对智能化建筑中大量的线缆敷设 ,传统的电气安装技术存在安装调试时间长、维护昂贵、线路变更困难等问题 ,而e i b总线具有分布性、开放性、互操作性等优点 ,能够减少线缆数量 ,使设计、施工和安装方便、快捷 ,系统易于扩展。
