摘 要： 針對智能小區消防監控系統的特點，介紹了一種基于LonWorks技術的消防聯動控制系統，并重點討論了基于LonWorks技術的消防聯動控制系統的具體實現方法。在該系統中，采用了海灣安全技術有限公司生產的GST200火災報警控制器，通過LonWorks網關，實現了LonWorks技術和GST總線技術的集成。
關鍵詞： 現場總線; LonWorks; GST系統; 遠程監控
隨著經濟的不斷發展，對樓宇智能化的要求越來越高，消防報警監控系統作為衡量樓宇智能化程度的重要標準之一，對它的要求也是越來越高。現有的大多數建筑的消防監控系統，由于歷史等原因導致各大樓（即使在同一個單位或小區）的消防監控系統只是一個個獨立的個體，因此在每棟大樓都要分派專人進行二十四小時值守，既浪費了人力物力，也使消防信息的管理水平受到限制。
隨著網絡技術的發展，利用網絡實現各大樓消防系統的聯網[1]，把需要監控的多棟大樓（一個單位或者一個小區）連成一個消防網絡，就可以在中央控制室（總控中心）同時監控各個大樓（分控中心）的消防信息變化情況。這樣就只需在總控中心安排值守人員而無需在各分控中心再安排值守人員，既節約了人力物力，又保證了消防信息傳遞的快速性、準確性，提高了消防信息管理的水平，也順應了時代對數字化、網絡化、便捷化的要求。
1 系統概述
基于LonWorks技術[2-3]的消防聯動控制系統能夠實時地對設備及環境進行監控。在本系統中，采用了海灣安全技術有限公司生產的GST200火災報警控制器，通過LonWorks網關，可以將LonWorks技術和GST總線技術集成，這樣就可以讀取到GST系統運行過程中產生的各種信息，然后通過PC機上的人機界面，實時直觀地對設備以及環境進行監控。
1.1 LonWorks現場總線技術
LonWorks是一種全新的現場總線技術，它提供了一個開放性強的局部操作網絡，其顯著特征在于：功能強大的神經元芯片、系統互操作性和LonTalk通信協議。
LonWorks控制網結構包括五個部分：網絡協議（LonWorks）、網絡傳輸介質、網絡設備、執行機構和管理軟件。其中網絡設備包括智能測控單元、路由器和網關等；執行機構包括傳感器、變送器等；管理軟件包括LonTalk開放式協議，并為設備之間交換控制狀態信息建立了一個通用的標準。在LonTalk協議的協調下，以往那些孤立的設備融為一體，形成一個網絡控制系統。LonTalk是面向對象的網絡協議，支持OSI七層協議，設備節點之間的數據傳送通過網絡變量的互聯實現。神經元芯片（Neuron Chip）是除LonTalk協議之外的LonWorks技術核心產品,它不僅是Lon總線的通信處理器，同時也可以作為采集和控制的通用處理器，LonWorks技術中關于網絡的操作實際上都是通過它來完成的。
1.2 GST通用消防聯動控制系統工作原理
GST系統通過GST總線(無極性二總線)連接著各個消防設備，每個消防設備（假定從設備A到H）在出廠時就已經被設定了相應的設備編號(ID），系統在首次使用時要先把每個消防設備注冊到GST系統中去，以便GST系統能夠監控各個消防設備的運行情況。
假設消防設備A對應的設備編號是：(A：1)；設備B對應的設備編號是：(B：2)；依此類推，C、D、E、F、G、H各個設備對應的設備編號分別為：(C：3)；(D：4)；(E：5)；(F：6)；(G：7)；(H：8)。
假設感煙火災探測器（設備A）檢測出周圍環境有大量煙霧的存在，然后感煙火災探測器就會通過無極性二總線向GST控制系統發送檢測到異常的信號。在接收到報警信息后，通過設備的注冊設備編號(1)迅速判斷發生異常的位置，然后聯動地驅動火災聲光警報器（設備H）發出警報聲。整個系統的其他設備報警聯動控制原理基本相同。
1.3 基于LonWorks技術的消防聯動控制系統的結構
系統結構由兩層網絡構成。LonWorks總線構成面向現場測控對象的底層控制網絡，該網絡處理實時的、現場的信息，具有協議簡單、容錯性強、安全可靠、成本低廉等特征。Intranet(內部網)及Internet構成面向管理人員的信息網絡，通過信息網絡人們可以獲取信息、管理信息、處理信息。信息網絡一般處于系統結構上層，處理大量的、變化的、多樣的信息，具有高速、綜合的特征，并且通過Internet能容易實現遠程監控。系統具體結構如圖1所示。
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2 LonWorks系統與GST系統的集成
在基于LonWorks技術的消防聯動控制系統中，GST200火災報警器產生的報警信息通過網關存入LNS數據庫，上位機程序通過DDE SERVER讀取LNS數據庫[4]，進而顯示相關信息。LonWorks系統與GST系統之間的信息處理過程如圖2所示（I代表在總線/通道上傳輸的數據）。
由圖2可看出，GST系統運行過程中產生的各種信息（包括報警信息）都通過一個485/232數據接口向外發送。通過在GST系統的485/232接口連接LonWorks網關, LonWorks網關定時向GST200主機發送讀取數據指令，如讀到報警數據，則存在網關相應的網絡變量中。PC機上DDE SERVER軟件定時讀取網關數據，并存儲在LNS數據庫。上位機程序作為DDE CLIENT訪問DDE SERVER 軟件讀取LNS數據庫，然后顯示相關的GST報警信息。
在本系統中，采用了i.Lon600 LonWorks/IP服務器[5]作為LonWorks IP路由器。i.Lon600 LonWorks/IP服務器是一個遵從EIA 852協議的LonTalk到IP的路由器，它能夠為日常設備的存取訪問提供一個可靠安全的Internet通道。它所提供的大的數據包吞吐量、強大的結構以及簡單的啟動能力，使其非常適合于樓宇自動化領域的應用。i.Lon600 LonWorks/IP服務器將Internet或者任何基于10/100 Base-T的LAN或者WAN作為本地或者遠程傳遞LonWorks控制信息的通道。它使用MD5認證確保存取訪問的安全性，內部采用一個32位RISC處理器和Echelon公司的LonWorks/IP體系結構，從而為高速控制、顯示、監視應用程序提供最佳的性能。
3 系統的實現
3.1 系統的軟件設計
基于LonWorks技術的消防聯動控制系統具有遠程監控的能力，通過上位機可以實時地了解現場狀態，并采取相應的控制。系統監控軟件采用VB進行編寫的，主要由監控主程序和數據庫文檔構成。監控主程序包括數據接收程序和數據處理程序，數據接收程序通過接收到的信息與數據庫中的信息相比較，并即時地反映出來，最后加入到記錄歷史的數據庫中，方便以后的管理和查詢。系統具體的軟件監控流程如圖3所示。
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在本系統中，GST200火災報警控制器LCD能夠顯示具體報警位置，同時LonWorks網關讀取GST200報警信息，一旦接收到Info報警信號，立即進行相關處理/轉換并將信息更新到響應網絡變量，DDE SERVER讀取LonWorks網絡上的網絡變量存儲在LNS數據庫；上位機程序讀取LNS數據庫數據，從而實現遠程監控。本系統上位機監控界面具體如圖4所示。
3.2 控制網絡設計
在LonWorks控制網絡中，通過網絡變量把底層控制網與上層信息網連接起來，實現數據的實時傳送。在本系統中，通過使用LonMaker工具創建LonMaker網絡[6-7]，LonMaker工具的圖形化界面使開發人員能容易地對各個智能節點模塊進行安裝、下載應用程序以及參數配置，并能方便地利用其完善的自診斷功能對各個智能節點模塊或網絡的故障進行檢測。基于LonWorks技術的消防聯動控制系統具體的LonMaker網絡視圖如圖5所示。
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在LonMaker視圖中，一個設備對應于網絡中的一個物理設備。LonMakers系統中安裝一個設備需要兩個步驟：第一步，設備定義；第二步，安裝。在安裝過程中，把物理設備與所創建的LonMaker視圖中的圖標聯系起來。
針對智能小區消防監控系統的特點，建立一種基于LonWorks技術的消防聯動控制系統，有利于提高消防監控信息管理的準確性和可靠性，減少現有分散監控系統的值守保衛人員，實現消防信息的區域聯網功能。同時由于i.Lon600 LonWorks/IP服務器可以將LonWorks網絡和IP網絡實現無縫連接，使LonWorks網絡在高速傳輸和遠程監控兩方面的性能得到大大增強，進一步拓展了LonWorks技術的應用范圍。
參考文獻
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[4] ?侯葉,黃道君. 一種基于LonWorks網絡實現監控的方式[J]. 儀表技術與傳感器,2002(8):34-36.
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[6] ?Echelon.LonMaker for Windows release 3.1 user′s guide?[Z].USA: Echelon Corporation, 2002.
[7] 凌志浩. 從神經元芯片到控制網絡[M]. 北京:北京航空航天大學出版社,2001.
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