单片机家居网络控制系统设计 二

基于Lonworks网络控制系统设计研究及其应用

摘 要：自改革开发以来，我国的建筑规模居世界前列，对大厦智能化的要求越来越高。智能大厦是适应经济发展和生活条件改善的必然产物。由于需要监控的对象越来越多，因此，组建一个智能大厦监控系统必须具有规范统一、组建灵活、可靠性高、易维护、性价比高等特点。研制智能大厦重要组成部分之一的楼宇自动化系统具有重要的意义。

本论文介绍了一种基于LonWorks网络控制技术构建的自动远程抄表系统。该系统包括水表、电表、煤气表等接点。通过中央监控系统对系统运行进行统一管理。通过对系统总体功能的了解，详细讨论了各节点的设计要求、硬件电路、软件设计等，并对系统的电磁兼容性进行了分析。

该系统具有一定的先进性和良好的实用性，可靠性，应用前景十分广阔。

关键词： LONWORKS网络；神经元芯片；现场总线；单片机

目  录

   摘 要 ……………………………………………………………………………………Ⅰ 

  Abstract ………………………………………………………………………………… Ⅱ

  第1章 绪 论 …………………………………………………………………………… 1

1.1 引言………………………………………………………………………… 1

1.2 课题的提出………………………………………………………………… 1

1.3现场总线及LonWorks技术………………………………………………… 2

1.3.1现场总线的概念……………………………………………………… 2

1.3.1现场总线的特点……………………………………………………… 3

1.3.3 现场总线技术的应用与发展前景…………………………………  4

1.3.4 LonWorks技术的发展及现状…………………………………………6

第2章 LonWorks主要技术………………………………………………………………8

2.1 引言……………………………………………………………………………8

2.1.1 LonWorks技术的特点…………………………………………………8

2.1.2 LON网络控制技术…………………………………………………… 9

2.2 Neuron神经元芯片的硬件结构…………………………………………… 9

2.2.1神经元芯片的内部总体结构…………………………………………10

2.2.2 Neuron芯片节点系统……………………………………………… 13

2.3 LonTalks协议………………………………………………………………16

2.3.1 LonTalk简述…………………………………………………………16

2.3.2 LonTalk协议的寻址方式…………………………………………… 16

2.3.3 网络变量和显示报文……………………………………………… 16

2.4 LonWorks的开发工具……………………………………………………  17

2.4.1 Neuron C语言……………………………………………………… 17

2.5  LONWORKS系统开发工具………………………………………………… 18

第3章 自动抄表系统……………………………………………………………………19

3.1 自动抄表系统及其系统结构……………………………………………  19

3.2 自动抄表系统的设计目标………………………………………………  21

3.3自动抄表系统的性能特点及优点………………………………………… 21

3.4 搞好自动抄表系统设计的关键问题……………………………………  22

第4章 基于LON技术的电表抄表模块的研究与设计………………………………… 23

4.1  智能节点控制器的选择………………………………………………… 23

4.1.1 Neuron芯片的选择………………………………………………… 23

4.1.2 收发器的选择……………………………………………………… 23

4.1.3 节点类型选择……………………………………………………… 25

4.1.4 单片机与Neuron芯片之间的通信………………………………… 25

4.2 抄表采集模块的硬件设计与实现………………………………………  26

4.2.1系统组成………………………………………………………………26

4.2.2 表头采样模块的设计……………………………………………… 28

4.3 系统通讯硬件电路…………………………………………………………33

4.3. 1 大楼管理中心与家庭的通讯………………………………………34

4.3. 2 大楼管理中心与中央监控计算机的通讯…………………………34

第5章  系统软件设计………………………………………………………………… 35

5.1  主程序设计……………………………………………………………… 35

5.2  欠费断表程序模块软件设计…………………………………………… 36

5.3  显示程序模块软件设计………………………………………………… 38

5.4  Neuron芯片与MCS-51数据传输的软件设计…………………………… 38

5.4.1  Neuron芯片一侧软件设计…………………………………………38

5.4.2 MCS-51单片机一侧的软件设计…………………………………… 39

5.5  中断采集数据模块软件设计…………………………………………… 41

结束语 ………………………………………………………………………………… 43 

参考文献 ……………………………………………………………………………… 44 

致谢 …………………………………………………………………………………… 45 

附录 …………………………………………………………………………………… 46