下载文档原格式
109中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2020.03 （上）随着大数据、物联网、云计算、移动互联网、人工智能等技术的快速发展，特别是计算机、通信、控制术等信息技术的提高，智能家居快速崛起，不断满足现代化家庭对安全化、智能化、生态化以及个性化的需求。
目前,我国正在大力推广“互联网+”的创新应用,为智能家居的发展提供了有力的支持。
因此，智能家居体验舱的建设，将为我们研究智能家居系统，跟上时代的大方向，提供一个良好的环境，同时，也很好地支持了我院建筑设备工程技术专业群的发展。
1 基于Lon Works 技术智能家居体验舱的系统构架本系统架构的最底层是检测设备和终端设备，通过各功能DDC、VCN-MIO 控制节点与i.Lon LonWorks/IP 服务器[1]进行信息的交换。
其系统架构图如图1所示。
i.Lon LonWorks/IP 服务器是多功能的、智能能源管理设备，将Lon Works 与互联网无缝连接，内置 Web server、任务调度、数据记录、报警和集成应用，支持网络路由器和M-Bus 和Modbus 设备，可以实现智能控制系统的远程控制。
应用i.Lon LonWorks/IP 服务器进行组网时，首先，通过Web 服务器进入iLon Smart Server 2.0内置微机系统，配置服务器的IP 及网页端口等参数。
接着，添加现场层设备（DDC,VCN-MIO 控制节点，例如，灯光控制节点、窗帘控制节点等），最后进行控制网页编程，如网络变量参数绑定。
VCN-MIO 控制节点：CN-MIO 控制节点是一种I/O 端口可配置的多功能智能节点，可根据应用需要配置模拟量和数字量的输入、输出，负责将底层I/O 信号转变成Lon Works 信号，进而和i.Lon LonWorks/IP 服务器进行信息的交流。
2 智能家居体验舱的设计内容本设计的内容是基于Lon Works 技术的智能家居系统的组建与调试，进而完成智能家居体验舱的建设工作。
基于LonWorks技术的家庭智能控制器研制开发
潘兴华;魏东
【期刊名称】《仪器仪表标准化与计量》
【年(卷),期】2006(000)003
【摘要】针对智能家居监控系统的要求,设计开发了基于LonWorks技术的智能控制器,主要完成安全防卫、设备检测和远程抄表等功能.控制器核心部分采用TP/FT-10型双绞线控制模块实现,采用Bit I/O对象完成监控功能.控制器应用程序采用Neuron C开发,程序中对状态检测和抄表计量数据进行了处理,以保证数据传输的可靠性和准确性.该控制器目前已在多个智能小区投入使用.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】潘兴华;魏东
【作者单位】北京建筑工程学院,图书馆,北京市,100044;北京建筑工程学院,电气工程与自动化系,北京市,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于LonWorks技术的小区及家庭安防系统设计 [J], 张亚;张凤众
2.Lonworks技术在柴油发电机组智能控制器的应用 [J], 吴文海;兰学武;付志强;范水生
3.基于LonWorks技术的家庭控制器的研究 [J], 刘露;曹荣梅
4.基于LonWorks技术的步进电机智能控制器的硬件设计 [J], 郭志波;林锦国;王
际业
5.基于LONWORKS技术的智能控制器及其应用 [J], 张维勇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于LonWorks网络的智能住宅家庭控制装置的设计
1 装置硬件设计
1．1 硬件功能规划
智能化住宅家庭控制装置所实现的功能包括：对住宅居室环境(温度、湿度)进行监控；对住户三表(水表、煤气表、电表)实现远传计费；对住户实现三防(防火、防煤气泄漏、防盗)；对厨房设备实现时序控制；对卫生间实现自动
排风控制。
其中每个装置均可作为一个智能节点，多个节点构成了智能小区管理网络系统(即LonWorks 网络)，在小区中心设置服务器可实现对整个网络的管理。
此外，家用电脑可与家庭控制装置通信，实现对室内设备的管理。
1．2 硬件总体设计方案
依据对装置功能的上述规划，可将装置分为两部分设计，即Lon 控制模块设计和采集模块设计。
控制装置以Lon 控制模块为核心，通过对采集电路所采集的各种信号加以作用，完成装置的各种功能。
其中Lon 控制模块包括神经元(neuron) 芯片、存储器、晶振、收发器等；采集模块包括I／O 接口电路、光电隔离保护电路、驱动电路、缓冲电路、保持电路、锁存电路以及A／D 转换电路等；二部分之间通过一个18 针双列直插式板边连接器和一个6 针单列直插式板边连接器相连，符合模块化设计，便于安装与调试。
该硬件装置原理图如图1 所示。
1．3 Lon 控制模块设计
在该模块的设计中，涉及到神经元芯片的选择、存储器的分配、通信端口的配置问题，分别介绍如下。
1．3．1 神经元芯片选择。
基于LonWorks总线的智能家居系统设计提出了一种基于LonWorks现场总线技术的智能家居系统的设计方案。
该方案将LonWorks总线技术应用于智能家居系统，系统中的控制和采集节点由单片机和神经元芯片组成，单片机作为主控制器，神经元芯片作为通信协议处理器和上位机进行通信。
智能家居以住宅作为平台，综合利用计算机、网络通信、家电控制、综合布线等技术，将家庭智能控制、信息交换、安防监控等家居生活有效结合起来，创造出高效、安全、舒适、便捷的个性化住宅空间。
LonWorks是美国Echelon公司推出的现场总线技术，该总线可为智能控制系统提供一套完整的解决方案，其核心技术是LonTalk协议和神经元芯片。
其中，神经元芯片都内嵌有LonTalk协议的固件，同时神经元芯片还具有通信和控制功能，可提供34种常见的I／O控制对象。
Lon Works 网络采用分布式结构，实现网络上节点相互通信。
LonWorks 作为一种开放、互操作、全数字的现场总线技术，以实时性好、灵活性好、可靠性高等特点，赢得了相关领域的生产商、研究机构和用户的青睐，得到了极为广泛的应用。
LonWorks 产品中的的电力线收发器不需要另外布线，可使各种设备组成智能网络进行数据测控与通信，而且组网维护十分方便。
所以，本文采用LonWorks现场总线技术来设计智能家居系统。
1 系统架构智能家居系统的底层设备需要有数据采集、设备控制、网络数据传输和数据处理等功能。
设计时可以将智能家居系统划分为感知层、网络层和应用层3个层次。
感知层包括所有搭载神经元芯片的智能节点，节点使用电力载波的通信方式组成LonWorks网络。
这样组网的最大优势是不用重新布线，而使用现有电力线就能架设网络，使得组网更方便。
底层终端可以大致分为安防报警类、环境监控类、家电控制类、设备管理类等。
网络层包括运行着LNS Server软件的服务器和网关，服务器通过网络接口与LonWorks网络上的设备进行通信，并能直接对现场的各种设备进行监控与管理。
基于Lon技术的智能家居系统研究与设计的开题报告摘要：本文介绍了一种基于Lon技术的智能家居系统设计，该系统能够实现家居自动化控制，并可通过手机等移动设备进行远程控制。
首先介绍了智能家居系统的基本概念和相关技术，然后分析了Lon技术的特点和优势。
在此基础上，提出了基于Lon技术的智能家居系统的架构设计和关键技术实现方案，包括网络拓扑结构、通信协议和控制算法等。
最后，讨论了该系统的应用前景和进一步完善方案。
关键词：智能家居系统；Lon技术；架构设计；通信协议；控制算法1. 研究背景近年来，智能家居系统逐渐成为人们关注的焦点。
智能家居系统具有很多优点，比如提高生活舒适度、实现智能化、提高安全性等等。
而Lon技术作为先进的通信技术，具有通信效率高、传输速度快、稳定性好等显著优势，在智能家居系统中得到广泛应用。
2. 研究意义基于Lon技术的智能家居系统，可以实现家居自动化控制，为人们提供更加便捷、舒适、安全的生活环境。
此外，基于Lon技术的智能家居系统还可以实现低成本、高效率的控制方案，并且可以充分利用网络资源，具有很高的发展前景。
3. 研究内容本文主要研究基于Lon技术的智能家居系统的架构设计和关键技术实现方案。
具体内容包括以下几个方面：（1）智能家居系统的基本概念和相关技术介绍。
（2）分析Lon技术的特点和优势，并确定其在智能家居系统中的应用。
（3）设计基于Lon技术的智能家居系统的网络拓扑结构和通信协议。
（4）研究基于Lon技术的智能家居系统的控制算法和控制器设计。
（5）实现智能家居系统的软硬件集成和测试，分析其性能和稳定性。
4. 研究方法本文采用文献研究、数据分析、系统设计、软硬件集成和实验测试等方法，对基于Lon技术的智能家居系统进行研究。
具体而言，对文献进行深入阅读和分析，确定研究内容和方向；在此基础上，论证该系统的架构设计和关键技术实现方案，并进行验证实验，最终评估该系统的性能和稳定性。
5. 研究计划安排本研究计划从2022年3月开始，主要分为以下几个阶段：（1）文献调研与分析（2022年3月-2022年4月）：收集和阅读智能家居系统和Lon技术相关文献，明确研究目标和方向。
LONWORKS 智能家居系统设计方案LONWORKS 系统的最大特色就是单个设备可以独立运行程序，可以采用搭积木的方式进行各种组合，需要什么功能，就增加什么模块，一个不够，用多个，每个模块都有唯一的地址码（神经元地址），只要通过双绞线连接起来，就可以相互命令，组成功能强大的系统了。
Nico 的系统广泛适合从3~5 万，一直到几十万、上百万的各类项目。
Nico 目前全国已经做成的项目，从公寓（2~10 万）到别墅（一般10万，20万，上海有做到200万的）、到奥运村（所有景观照明、车库照明、喷泉等等，上千万），应用非常灵活，因系统稳定而收到非常好的口碑。
下面是Nico 最近智能家居实体设计方案：1. 门厅(1)安装智能面板（5006L ）1只，触摸控制面板配置了欢迎与离家模式，当客人来到时，一个WELCOME 场景，灯光将整个客厅照亮。
(2)回家模式：客厅、走道、玄关的灯光场景控制，欢迎主人回家或者客人的来访。
开门后，住户只要按一下‘回家模式’，门厅及客厅的灯光开启，客厅的窗帘关闭，同时沿着去主卧室的走道灯、楼梯灯光自动开启。
(3)离家模式：把整个别墅的灯光、空调、电器全部关闭。
(4)人体感应器功能，晚上一回到家，门厅的灯光自动打开，给人一种温馨的感觉。
经过后，灯光自动延时关闭。
2. 客厅(1)装有一个小小的液晶触摸屏(UBiQ470) ，它是家庭的智能终端，可以进行各种智能操作。
空调、窗帘、灯光场景、音乐选择⋯⋯(2)设置“迎宾场景”、“电视场景”等。
要看电视的时候，轻轻点击面板切换到"电视场景"，房间所有的落地窗帘会自动拉上，灯光变暗⋯⋯‘(3)在窗外安装一只照度传感器，阳光强烈的时候，窗帘自动遮阳，把猛烈的阳光挡在户外。
3.餐厅(1)安装智能面板（5006L ）1只，控制灯光和电动窗帘。
灯光设置多个场景：“备餐”、“用餐”、“烛光”、“调亮”、“调暗”、“全关”具体灯光场景效果，可根据主人的喜好而设定。
