LonWorks智能網(wǎng)關(guān)類型與應(yīng)用

一、概述

LonWorks智能網(wǎng)關(guān)或稱LonWorks協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是拓展LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的一種創(chuàng)新的應(yīng)用產(chǎn)品。

在軌道交通、智能建筑、能源監(jiān)管、空調(diào)節(jié)能控制、煤礦安全等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的控制網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)中，LON控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為中國國家標準指導性技術(shù)文件。

LonWorks在成為GB/Z 20177-2006以前已是全球日常設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的公認標準，被許多世界標準組織采納作為各自行業(yè)的標準，其中包括：AAR（美國鐵路協(xié)會），ANSI（美國國家標準協(xié)會），ASHRAE（美國暖通空調(diào)工程師協(xié)會），IEEE（電子電氣工程師協(xié)會），IFSF（美國加油站標準論壇），SEMI（半導體設(shè)備與材料協(xié)會），國際加油站標準論壇（IFSF），歐洲家庭用品制造商委員會（CECED）及EN14908。

全球的智能建筑、智能家居、工業(yè)和運輸自動化業(yè)目前大量采用了基于LonWorks平臺。LonWorks平臺還是世界上最大的2700多萬住宅智能電表網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，還被在瑞典、荷蘭和澳大利亞另外的多達110萬住宅和小型商業(yè)電表的智能表計應(yīng)用上所采用。中國標準化管理局（SAC）正式將美國控制網(wǎng)絡(luò)標準ASNI/CEA709及ANSI/CEA 852采納為GB/Z 20177-2006。

在實際工程應(yīng)用中，大量的第三方儀表及設(shè)備并非采用LonTalk協(xié)議，而是采用了更為普通的如RS232、RS485、MBus等串口通訊模式的儀表及設(shè)備，在一些不方便布線或通訊距離超出LonWorks雙絞線傳輸距離等施工現(xiàn)場，采用ZigBee、433M等無線通訊技術(shù)建立通訊鏈路，如何實現(xiàn)對這類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與智能化控制對LonWorks網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺至關(guān)重要。在另一些場合下，基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計的RTU設(shè)備如何實現(xiàn)與以太網(wǎng)、RS485總線、KNX/EIB總線、BACNet總線等各類現(xiàn)場總線的集成，從而催生了各類現(xiàn)場總線通訊協(xié)議與LonTalk協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的誕生，這就是LonWorks網(wǎng)關(guān)。

二、智能網(wǎng)關(guān)在LonWorks網(wǎng)絡(luò)平臺中的應(yīng)用

圖一 LonWorks網(wǎng)關(guān)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

智能網(wǎng)關(guān)是LonWorks網(wǎng)絡(luò)的一個智能節(jié)點。 智能節(jié)點的組網(wǎng)方式一般有兩種：一種是分層結(jié)構(gòu)方式(兩級或三級網(wǎng)絡(luò))，即智能節(jié)點經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)控制單元，或區(qū)域控制計算機組成控制網(wǎng)絡(luò)，然后與PC局域網(wǎng)(信息管理網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)絡(luò))相連。另一種是單層結(jié)構(gòu)方式(一級網(wǎng))，即智能節(jié)點直接組成對等層點到點通信的分布式控制網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(包括實施監(jiān)控的PC)在網(wǎng)絡(luò)中都處于同等的地位。智能網(wǎng)關(guān)連接普通MODBUS、MBus及其它通訊協(xié)議模式儀表及設(shè)備并進行通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換，接入LonWorks網(wǎng)絡(luò)。 或?qū)ON節(jié)點設(shè)備通訊轉(zhuǎn)換為其它協(xié)議后接入相應(yīng)的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。

三、智能網(wǎng)關(guān)功能及特點

下面以海思iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品介紹其功能特點及技術(shù)參數(shù)應(yīng)用。

1．基于國際先進的LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，組網(wǎng)靈活、擴展方便、互操作性好；

2．1路或多路串口通訊接口，采用光電隔離的RS232接口、RS485接口、MBus接口等，更能提高LonWorks網(wǎng)關(guān)的抗干擾能力和可靠性；

圖二 RS485轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān) 圖三 MBus轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān) 圖四 433M無線串口轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān)

圖五 RS232轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān) 圖六 Ethernet轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān) 圖七 ZigBee無線串口轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān)

圖八 KNX/EIB轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān) 圖九 CANBus轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān)

3．LonWorks無線網(wǎng)關(guān)應(yīng)能提供支持433M和ZigBee等多種無線通訊模式；

4．采用Neuron3150芯片的智能節(jié)點支持64的網(wǎng)絡(luò)變量，新一代的Neuron芯片FT5000,支持多達254個網(wǎng)絡(luò)變量，在選用LonWorks網(wǎng)關(guān)時應(yīng)加以注意；

5．通過LonWorks訪問MODBUS、MBus、KNX/EIB、CANBus、BACnet、Ethernet等設(shè)備 ；

6．通過MODBUS、MBus、KNX/EIB、CANBus、BACnet、、Ethernet等設(shè)備訪問LonWorks設(shè)備 ；

7．實時時鐘，掉電存儲，鐵電可擦寫45億次；

8．采用多種抗干擾技術(shù)（多層電路板、光電隔離、變壓器隔離、冗余設(shè)計等），在強電磁干擾環(huán)境中可穩(wěn)定、可靠地工作；

9． 電源和狀態(tài)指示燈；

10．既有墻面安裝方式，也有標準導軌卡，方便現(xiàn)場安裝。

在一些應(yīng)用場合，LonWorks網(wǎng)關(guān)還可具有繼電器輸出及環(huán)境溫度檢測功能等。

四、LonWorks網(wǎng)關(guān)主要技術(shù)指標

u 工作電源：AC85～265V 、DC24V可選

u 功耗≤2W。

五、LonWorks網(wǎng)關(guān)應(yīng)用前景

   隨著LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)、軌道交通控制系統(tǒng)、船舶控制系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，采用普通串口通訊模式的第三方儀器儀表、設(shè)備的信息采集與智能控制，是LonWorks網(wǎng)絡(luò)平臺的重要功能之一，高質(zhì)量的、先進技術(shù)設(shè)計的iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用前景必將十分廣闊。