專利名稱：一種基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供教學(xué)用的模擬教具，更具體的說(shuō)是一種基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Lonworks是由美國(guó)Echelon公司在1991年推出的采用神經(jīng)元芯片(Neuron Chip)技術(shù)，在遵循ISO的OSI七層協(xié)議上實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，具有開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)體系、標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議、豐富的介質(zhì)接口模板、支持多種通訊介質(zhì)之間的通訊等特點(diǎn)。神經(jīng)元芯片和LonTalk協(xié)議是Lonworks技術(shù)的核心。在一個(gè)Lonworks網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元稱為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的智能控制器使用同一個(gè)通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)通信。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含內(nèi)置的神經(jīng)元芯片來(lái)完成協(xié)議的監(jiān)控功能。一個(gè)Lonworks網(wǎng)絡(luò)可以有3個(gè)到30000個(gè)或更多的節(jié)點(diǎn)，智能節(jié)點(diǎn)可以連接傳感器(溫度、壓力等)、執(zhí)行器(開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)閥、變頻驅(qū)動(dòng)等)、顯示器(顯示、人機(jī)界面等)、操作接口等。由于不需要像傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的中央控制器，Lonworks的分布式控制技術(shù)顯示出很高的系統(tǒng)可靠性和系統(tǒng)響應(yīng)，并且降低了系統(tǒng)的成本和運(yùn)行費(fèi)用。
神經(jīng)元芯片使用CMOS VLSI技術(shù)制造，內(nèi)部包含三個(gè)8位的CPU。第一個(gè)CPU為介質(zhì)訪問(wèn)處理器，第二個(gè)CPU為網(wǎng)絡(luò)處理器，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變量的處理、尋址、事務(wù)處理、證實(shí)、背景診斷、軟件定時(shí)器、網(wǎng)絡(luò)管理等，第三個(gè)CPU為應(yīng)用處理器，它執(zhí)行由用戶編寫(xiě)的代碼及用戶代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務(wù)。神經(jīng)元芯片可以通過(guò)自帶的I/O接口與網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)交換信息，也可以與現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和執(zhí)行器交換信息。神經(jīng)元芯片的編程語(yǔ)言為Neuron C，它是從ANSI C中派生出來(lái)的，并對(duì)ANSI C進(jìn)行了刪減和增補(bǔ)。
LonTalk協(xié)議遵循ISO定義(OSI)模型，并提供了OSI所定義的全部七層服務(wù)。其特點(diǎn)主要是(1)支持雙絞線、電力線、無(wú)線、紅外線、同軸電纜和光纖在內(nèi)的多種傳輸介質(zhì)；
(2)可以運(yùn)行在任何主處理器(Host Processor)上；(3)LonTalk協(xié)議使用網(wǎng)絡(luò)變量與其它節(jié)點(diǎn)通信。網(wǎng)絡(luò)變量可以是任何單個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)也可以是結(jié)構(gòu)體。
(4)支持總線型、星型、自由拓樸等多種拓樸結(jié)構(gòu)類型，極大地方便了控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。
Lonworks技術(shù)近些年在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用蓬勃發(fā)展。并被美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)的一些行業(yè)制定為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。特別是在樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸、家庭與公用事業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。Lonworks技術(shù)自1996年進(jìn)入中國(guó)，也取得了迅速發(fā)展，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有很多在自動(dòng)化、智能建筑及抄表系統(tǒng)的成功應(yīng)用范例。例如三水市恒益大酒店(供電局電力調(diào)度大樓)28層綜合樓的中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、鍋爐熱交換系統(tǒng)、冷量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等一體化自動(dòng)監(jiān)控就使用了Lonworks技術(shù)。
隨著Lonworks的技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多高校的自動(dòng)化專業(yè)開(kāi)設(shè)了相關(guān)的課程，但目前還沒(méi)有一套可以比較完整、系統(tǒng)的模擬Lonworks技術(shù)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型通過(guò)使用Lonworks技術(shù)，嵌入式IP設(shè)備技術(shù)、IC卡技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)完整的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，使用本系統(tǒng)可以配合智能建筑系統(tǒng)課程的開(kāi)設(shè)，提供設(shè)備進(jìn)行各系統(tǒng)的接線及集成，提供多功能Lonworks開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板及節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)境，供學(xué)生設(shè)計(jì)應(yīng)用電路、下載和調(diào)試程序，為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由各個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)組成。每個(gè)節(jié)點(diǎn)由一個(gè)智能控制器獨(dú)立控制，節(jié)點(diǎn)包括開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，以及由不同子系統(tǒng)組成的其他各類節(jié)點(diǎn)，智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)到通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接到局域網(wǎng)上的監(jiān)控總機(jī)，監(jiān)控總機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
子系統(tǒng)包括家庭安防子系統(tǒng)、集中抄報(bào)子系統(tǒng)、門(mén)禁對(duì)講子系統(tǒng)、周邊防范子系統(tǒng)、電子巡更子系統(tǒng)、閉路監(jiān)控子系統(tǒng)，停車場(chǎng)管理子系統(tǒng)，各類子系統(tǒng)可以單獨(dú)或多個(gè)組成節(jié)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的有益效果主要有以下幾個(gè)方面(1)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)為教學(xué)提供設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)的硬件平臺(tái)?？梢蚤_(kāi)設(shè)神經(jīng)元芯片直接I/O對(duì)象應(yīng)用、模擬量采集(A/D轉(zhuǎn)換)、模擬量輸出(D/A轉(zhuǎn)換)、溫度測(cè)量、Lonworks網(wǎng)絡(luò)集成、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)現(xiàn)了以Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的家庭安防系統(tǒng)、門(mén)禁對(duì)講系統(tǒng)、周邊防范系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、閉路監(jiān)控系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)及集中抄報(bào)子系統(tǒng)等七個(gè)方面。本實(shí)用新型不但可以完全滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求，同時(shí)本實(shí)用新型的所有設(shè)備亦可作為實(shí)驗(yàn)室的安防、監(jiān)控系統(tǒng)使用，完全構(gòu)造了一個(gè)和實(shí)際應(yīng)用非常逼近的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的連接圖。
圖2是智能控制器的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的連接圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型基于Lonworks技術(shù)設(shè)計(jì)，同時(shí)使用了嵌入式IP設(shè)備技術(shù)、IC卡技術(shù)。
如圖1所示，智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由各個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)組成。每個(gè)節(jié)點(diǎn)由一個(gè)智能控制器獨(dú)立控制，節(jié)點(diǎn)包括開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，以及由不同子系統(tǒng)組成的其他各類節(jié)點(diǎn)，智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10連接到局域網(wǎng)，監(jiān)控總機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)通過(guò)Lonworks網(wǎng)絡(luò)連接，信號(hào)和電源分纜傳輸。Lonworks網(wǎng)絡(luò)可以無(wú)中繼傳輸1公里，1公里內(nèi)可以任意串接64個(gè)智能控制器。
圖2是智能控制器的結(jié)構(gòu)圖。每個(gè)智能控制器獨(dú)立控制一個(gè)節(jié)點(diǎn)。智能控制器由神經(jīng)元芯片1、晶振2、收發(fā)器3、FLASH 4、光電耦合器5、I/O接口6組成；神經(jīng)元芯片1分別與晶振2、收發(fā)器3、FLASH 4連接，I/O接口6經(jīng)過(guò)光電耦合器5與神經(jīng)元芯片1連接，不同子系統(tǒng)中的各類設(shè)備的輸出端通過(guò)I/O接口6與神經(jīng)元芯片1連接。光電耦合器5可提高智能控制器的抗干擾能力。智能控制器采用TMPNB 3150B1F型芯片為神經(jīng)元芯片1，收發(fā)器3使用FTT-10A型自由拓?fù)涫瞻l(fā)器，F(xiàn)LASH 4內(nèi)固化有神經(jīng)元芯片1的控制程序、LonTalk協(xié)議和節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序，晶振2為神經(jīng)元芯片1提供時(shí)鐘信號(hào)，智能控制器通過(guò)收發(fā)器3連接到Lonworks網(wǎng)絡(luò)上，光電耦合器5可提高智能控制器的抗干擾能力。智能控制器使用開(kāi)關(guān)電源、后備電池供電。
圖3是本實(shí)用新型的嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10的結(jié)構(gòu)圖。嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10由嵌入式處理器7、網(wǎng)絡(luò)接口芯片8、存儲(chǔ)器9組成，嵌入式處理器7、網(wǎng)絡(luò)接口芯片8、存儲(chǔ)器9集成在一張電路板上。網(wǎng)絡(luò)接口芯片8、存儲(chǔ)器9分別與嵌入式處理器連接。嵌入式處理器7使用Rabbit2000型CPU，該型CPU有28個(gè)數(shù)字I/O、3個(gè)RS-232/485串行口，存儲(chǔ)器9包括256K的SDRAM和256K的FLASH，F(xiàn)LASH中可以存放嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10的控制程序，SDRAM作為Rabbit2000型CPU的緩存。網(wǎng)絡(luò)接口芯片8采用RTL8019AS型芯片，它具有16位的數(shù)據(jù)線接口和24位的地址線接口。該嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10可支持RS232和以太網(wǎng)的連接，實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議到LonTalk協(xié)議的轉(zhuǎn)換，用于控制指令和數(shù)據(jù)文件的傳送，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控總機(jī)在局域網(wǎng)上監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀況。
嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10應(yīng)用實(shí)驗(yàn)包括網(wǎng)關(guān)的參數(shù)配置、編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與智能控制器數(shù)據(jù)通訊的程序等實(shí)驗(yàn)。
圖4是開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)圖。開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)包括智能控制器、11針跳線槽17、基本I/O接口11、A/D轉(zhuǎn)換輸入電路12、D/A轉(zhuǎn)換輸出電路13、數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路14、測(cè)溫電路15和擴(kuò)展電路16?；綢/O接口11、A/D轉(zhuǎn)換輸入電路12、D/A轉(zhuǎn)換輸出電路13、數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路14、測(cè)溫電路15分別通過(guò)11針跳線槽17和智能控制器的I/O接口相連，擴(kuò)展電路16與智能控制器的I/O接口相連。11針跳線槽17作為各個(gè)電路之間的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，擴(kuò)展電路16實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)展。
實(shí)驗(yàn)者可以在開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行神經(jīng)元芯片直接I/O對(duì)象應(yīng)用、模擬量采集(A/D轉(zhuǎn)換)、模擬量輸出(D/A轉(zhuǎn)換)、Lonworks網(wǎng)絡(luò)集成、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)、Neuron C編程等實(shí)驗(yàn)，也可以自行開(kāi)發(fā)設(shè)備掛接在開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本節(jié)點(diǎn)為學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)方法等提供了全面的實(shí)驗(yàn)條件。
子系統(tǒng)包括家庭安防子系統(tǒng)、集中抄報(bào)子系統(tǒng)、門(mén)禁對(duì)講子系統(tǒng)、周邊防范子系統(tǒng)、電子巡更子系統(tǒng)、閉路監(jiān)控子系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理子系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)者可以將LonTalk協(xié)議和針對(duì)各子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的控制程序、節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序等下載到其各自的智能控制器中，進(jìn)行Neuron C編程等實(shí)驗(yàn)。下面是各子系統(tǒng)的具體硬件構(gòu)成、連接方式及實(shí)驗(yàn)時(shí)可以獲得的工作流程家庭安防子系統(tǒng)針對(duì)小區(qū)內(nèi)住戶防盜、防火、燃?xì)庑孤┨綔y(cè)、緊急求助及各住戶報(bào)警聯(lián)網(wǎng)管理的要求而設(shè)計(jì)的。此處采用的各類設(shè)備都是已經(jīng)成熟的工業(yè)化模塊被動(dòng)紅外探測(cè)器、門(mén)磁開(kāi)關(guān)、玻璃破碎探測(cè)器、家用緊急求助按鈕、感溫及感煙探測(cè)器、燃?xì)庑孤┨綔y(cè)器、家用聲光呼救警號(hào)等，考慮到自動(dòng)電話報(bào)警的要求，還可配置電話語(yǔ)音報(bào)警撥號(hào)設(shè)備等，上述各類設(shè)備的輸出端口都與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口6連接。高靈敏度的各類探測(cè)器獲得侵入物或泄漏物的信號(hào)后，通過(guò)智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10將信號(hào)傳送到監(jiān)控總機(jī)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，可以將上述各類設(shè)備的輸出端口與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口6的連接斷開(kāi)，由實(shí)驗(yàn)者自行選擇連接。
集中抄報(bào)子系統(tǒng)包括具有脈沖計(jì)數(shù)輸出功能的水表、煤氣表及電表等計(jì)量表具，各種表具的輸出端與智能控制器的I/O接口6連接，智能控制器將采集來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10傳輸至監(jiān)控總機(jī)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，可以將上述各種表具的輸出端口與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口6的連接斷開(kāi)，由實(shí)驗(yàn)者自行選擇連接。
周邊防范子系統(tǒng)包括紅外對(duì)射探測(cè)器、感應(yīng)線纜及聲光報(bào)警裝置。紅外對(duì)射探測(cè)器、感應(yīng)線纜、聲光報(bào)警裝置的輸出端口分別與智能控制器的I/O接口6連接，感應(yīng)線纜、紅外探測(cè)器布設(shè)在小區(qū)四周的圍墻或柵欄上當(dāng)紅外對(duì)射探測(cè)器或感應(yīng)線纜被觸發(fā)后，智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10將信號(hào)傳輸至監(jiān)控總機(jī)，同時(shí)聲光報(bào)警裝置啟動(dòng)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，可以將上述各種設(shè)備的輸出端口與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口6的連接斷開(kāi)，由實(shí)驗(yàn)者自行選擇連接。
門(mén)禁對(duì)講子系統(tǒng)由可視對(duì)講室外主機(jī)、可視對(duì)講室內(nèi)分機(jī)和非接觸IC卡開(kāi)門(mén)器組成?？梢晫?duì)講室外主機(jī)配有紅外攝像頭，不論白天還是夜晚均可對(duì)門(mén)口進(jìn)行監(jiān)視。可視對(duì)講室外主機(jī)、可視對(duì)講室內(nèi)分機(jī)和非接觸IC卡開(kāi)門(mén)器都通過(guò)智能控制器連接到Lonworks網(wǎng)絡(luò)上，來(lái)保證可視對(duì)講室外主機(jī)與室內(nèi)分機(jī)的連接。由此，從室內(nèi)可以控制門(mén)的開(kāi)關(guān)，監(jiān)控總機(jī)也可通過(guò)智能控制器控制非接觸式IC卡開(kāi)門(mén)器。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，可以將上述各種設(shè)備的連接斷開(kāi)，由實(shí)驗(yàn)者自行選擇連接。
電子巡更子系統(tǒng)包括巡更人員攜帶的便攜式記錄器和固定在巡更記錄點(diǎn)的記錄儀，記錄儀用于記錄便攜式記錄器的登記情況，記錄儀的輸出端口與智能控制器的I/O接口6連接，登記信息經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10傳輸至局域網(wǎng)上的監(jiān)控總機(jī)。電子巡更管理系統(tǒng)的作用是在小區(qū)各區(qū)域內(nèi)的重要部位設(shè)定保安人員巡更點(diǎn)，保安巡更人員攜帶便攜式記錄儀按指定的路線和時(shí)間到達(dá)巡更點(diǎn)并進(jìn)行登記，記錄器將記錄信息傳送到監(jiān)控總機(jī)。管理人員可調(diào)閱打印各保安巡更人員的工作情況，加強(qiáng)保安人員的管理，從而實(shí)現(xiàn)人防和技防的結(jié)合。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，可以將上述各種設(shè)備的連接斷開(kāi)，由實(shí)驗(yàn)者自行選擇連接。
閉路監(jiān)控系統(tǒng)采用申請(qǐng)?zhí)枮?3206491.8的專利申請(qǐng)所設(shè)計(jì)的閉路監(jiān)控系統(tǒng)，包括前端監(jiān)控設(shè)備、數(shù)字硬盤(pán)錄像系統(tǒng)。前端監(jiān)測(cè)設(shè)備包括攝像頭、三鑒探測(cè)器、云臺(tái)、報(bào)警器。攝像頭、三鑒探測(cè)器、解碼器、報(bào)警器，數(shù)字硬盤(pán)錄像系統(tǒng)分別與智能控制器連接。攝像頭負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)視頻的采集，攝像頭架設(shè)在云臺(tái)上，通過(guò)云臺(tái)實(shí)現(xiàn)攝像頭的移動(dòng)，三鑒探測(cè)器受到觸發(fā)后將信號(hào)傳輸至智能控制器，由智能控制器控制攝像頭及云臺(tái)動(dòng)作，并將信號(hào)傳輸至監(jiān)控總機(jī)，同時(shí)數(shù)字硬盤(pán)錄像系統(tǒng)開(kāi)始記錄現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)并通過(guò)Lonworks網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)傳輸至監(jiān)控總機(jī)，報(bào)警器發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。監(jiān)控總機(jī)可通過(guò)Lonworks網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控系統(tǒng)的一切動(dòng)作。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，可以將上述各種設(shè)備的連接斷開(kāi)，由實(shí)驗(yàn)者自行選擇連接。
停車場(chǎng)管理子系統(tǒng)采用目前已成熟的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，控制停車場(chǎng)管理子系統(tǒng)的智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)10連接到局域網(wǎng)上與監(jiān)控總機(jī)交換數(shù)據(jù)。
本系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在得到監(jiān)控總機(jī)的許可后，可通過(guò)路由器連接到Internet上，安裝有控制軟件并擁有監(jiān)控權(quán)限的終端可以通過(guò)Internet監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)，由此實(shí)驗(yàn)者可以根據(jù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，極大的拓展了本實(shí)用新型的使用范圍。
本實(shí)用新型可以用于自動(dòng)化專業(yè)和建筑專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可作為智能建筑系列課程學(xué)生的實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。本實(shí)用新型可以為學(xué)生提供以下的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 智能小區(qū)系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)2 LONWORKS開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3 神經(jīng)元芯片標(biāo)準(zhǔn)I/O對(duì)象應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4 模擬量采集(A/D轉(zhuǎn)換)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5 模擬量輸出(D/A轉(zhuǎn)換)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6 溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)7 嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)8 LONWORKS網(wǎng)絡(luò)集成實(shí)驗(yàn)
權(quán)利要求1.一種基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于由各個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)由一個(gè)智能控制器控制，節(jié)點(diǎn)包括開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，以及由不同子系統(tǒng)組成的其他各類節(jié)點(diǎn)，智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(10)連接到局域網(wǎng)上的監(jiān)控總機(jī)，監(jiān)控總機(jī)可以監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)；智能控制器由神經(jīng)元芯片(1)、晶振(2)、收發(fā)器(3)、FLASH(4)、光電耦合器(5)、I/O接口(6)組成；神經(jīng)元芯片(1)分別與晶振(2)、收發(fā)器(3)、FLASH(4)、光電耦合器(5)連接，I/O接口(6)與光電耦合器(5)連接，不同子系統(tǒng)中各類設(shè)備的輸出端通過(guò)I/O接口(6)與神經(jīng)元芯片(1)連接；光電耦合器(5)可提高智能控制器的抗干擾能力，F(xiàn)LASH(4)用以存放實(shí)驗(yàn)者設(shè)計(jì)的神經(jīng)元芯片(1)的控制程序、LonTalk協(xié)議和節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序，晶振(2)為神經(jīng)元芯片(1)提供時(shí)鐘信號(hào)，智能控制器通過(guò)收發(fā)器(3)連接到Lonworks網(wǎng)絡(luò)上；嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(10)由嵌入式處理器(7)、網(wǎng)絡(luò)接口芯片(8)和存儲(chǔ)器(9)組成，嵌入式處理器(7)、網(wǎng)絡(luò)接口芯片(8)和存儲(chǔ)器(9)都集成在一張電路板上，網(wǎng)絡(luò)接口芯片(8)、存儲(chǔ)器(9)分別與嵌入式處理器連接，存儲(chǔ)器(9)用以存放實(shí)驗(yàn)者設(shè)計(jì)的網(wǎng)關(guān)控制程序，并提供緩存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)包括智能控制器、基本I/O接口(11)、11針跳線槽(17)，開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)還可以掛接下列電路A/D轉(zhuǎn)換輸入電路(12)、D/A轉(zhuǎn)換輸出電路(13)、數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路(14)、測(cè)溫電路(15)和擴(kuò)展電路(16)；基本I/O接口(11)、A/D轉(zhuǎn)換輸入電路(12)、D/A轉(zhuǎn)換輸出電路(13)、數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路(14)、測(cè)溫電路(15)分別通過(guò)11針跳線槽(17)和智能控制器的I/O接口(6)連接，擴(kuò)展電路(16)與智能控制器的I/O接口(6)相連；11針跳線槽(17)作為各個(gè)電路之間的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，擴(kuò)展電路(16)實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)展。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于子系統(tǒng)包括家庭安防子系統(tǒng)、集中抄報(bào)子系統(tǒng)、門(mén)禁對(duì)講子系統(tǒng)、周邊防范子系統(tǒng)、電子巡更子系統(tǒng)、閉路監(jiān)控子系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理子系統(tǒng)，各類子系統(tǒng)可以單獨(dú)或多個(gè)組成節(jié)點(diǎn)；家庭安防子系統(tǒng)包括被動(dòng)紅外探測(cè)器、門(mén)磁開(kāi)關(guān)、玻璃破碎探測(cè)器、家用緊急求助按鈕、感溫及感煙探測(cè)器、燃?xì)庑孤┨綔y(cè)器、家用聲光呼救警號(hào)和電話語(yǔ)音報(bào)警撥號(hào)設(shè)備；上述設(shè)備的輸出端口都與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口(6)活動(dòng)連接；集中抄報(bào)子系統(tǒng)包括具有脈沖計(jì)數(shù)輸出功能的水表、煤氣表及電表等計(jì)量表具，各種表具的輸出端口與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口(6)活動(dòng)連接；門(mén)禁對(duì)講子系統(tǒng)由可視對(duì)講室外主機(jī)、可視對(duì)講分機(jī)和非接觸IC卡開(kāi)門(mén)器組成，可視對(duì)講室外主機(jī)、可視對(duì)講室內(nèi)分機(jī)和非接觸IC卡開(kāi)門(mén)器分別與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口(6)活動(dòng)連接；周邊防范子系統(tǒng)包括紅外對(duì)射探測(cè)器、感應(yīng)線纜及聲光報(bào)警裝置，紅外對(duì)射探測(cè)器、感應(yīng)線纜、聲光報(bào)警裝置分別與智能控制器的I/O接口(6)活動(dòng)連接，當(dāng)紅外對(duì)射探測(cè)器或感應(yīng)線纜被觸發(fā)后，智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(10)將信號(hào)傳輸至局域網(wǎng)上的監(jiān)控總機(jī)，同時(shí)聲光報(bào)警裝置啟動(dòng)。電子巡更子系統(tǒng)包括巡更人員攜帶的便攜式記錄器和固定在巡更記錄點(diǎn)的記錄儀，記錄儀用于記錄便攜式記錄器的登記狀況，記錄儀的輸出端口與控制該子系統(tǒng)的智能控制器的I/O接口(6)活動(dòng)連接；閉路監(jiān)控系統(tǒng)包括前端監(jiān)控設(shè)備、數(shù)字硬盤(pán)錄像系統(tǒng)。前端監(jiān)測(cè)設(shè)備包括攝像頭、三鑒探測(cè)器、云臺(tái)、報(bào)警器；攝像頭、三鑒探測(cè)器、云臺(tái)、報(bào)警器、數(shù)字硬盤(pán)錄像系統(tǒng)分別與控制該子系統(tǒng)的智能控制器活動(dòng)連接；攝像頭架設(shè)在云臺(tái)上，三鑒探測(cè)器受到觸發(fā)后將信號(hào)傳輸至智能控制器，由智能控制器控制攝像頭和云臺(tái)工作，并將信號(hào)傳輸至監(jiān)控總機(jī)，同時(shí)數(shù)字硬盤(pán)錄像系統(tǒng)開(kāi)始記錄現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，報(bào)警器發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控總機(jī)通過(guò)智能控制器可控制閉路監(jiān)控系統(tǒng)工作；控制停車場(chǎng)管理子系統(tǒng)的智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(10)連接到局域網(wǎng)上與監(jiān)控總機(jī)交換數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于加裝一個(gè)路由器后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在得到監(jiān)控總機(jī)的許可，可通過(guò)路由器連接到Internet上，安裝控制軟件并擁有監(jiān)控權(quán)限的終端可以通過(guò)Internet監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于加裝一個(gè)路由器后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在得到監(jiān)控總機(jī)的許可，可通過(guò)路由器連接到Internet上，安裝控制軟件并擁有監(jiān)控權(quán)限的終端可以通過(guò)Internet監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于Lonworks技術(shù)的智能小區(qū)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由各個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)由一個(gè)智能控制器控制。節(jié)點(diǎn)包括開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，以及由不同子系統(tǒng)組成的其他各類節(jié)點(diǎn)，智能控制器經(jīng)由Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(10)連接到局域網(wǎng)上的監(jiān)控總機(jī)，監(jiān)控總機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)監(jiān)控各個(gè)節(jié)點(diǎn)。使用本系統(tǒng)可以配合智能建筑系統(tǒng)課程的開(kāi)設(shè)，提供設(shè)備進(jìn)行各系統(tǒng)的接線及集成，提供多功能Lonworks開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板及節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)境，供學(xué)生設(shè)計(jì)應(yīng)用電路、下載和調(diào)試程序，為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。
文檔編號(hào)H04L29/02GK2686224SQ0327079
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2003年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月15日
發(fā)明者李正熙, 張永忠, 胡敦利, 宋浩, 田紅芳, 孫得輝, 王捷 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)