1系統(tǒng)概述
      環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要完成物資倉(cāng)庫(kù)的環(huán)境狀況監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)的傳輸和處理，實(shí)時(shí)精確地獲取環(huán)境信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)及時(shí)采取相應(yīng)處理措施。
　　系統(tǒng)由監(jiān)控中心、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)控制節(jié)點(diǎn)和通信網(wǎng)絡(luò)三部分組成。監(jiān)控中心配有監(jiān)控主機(jī)和大型設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示屏；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)控制節(jié)點(diǎn)由控制模塊和傳感器組組成，其數(shù)據(jù)采集傳感器主要有：溫度傳感器、濕度傳感器、可燃有害氣體傳感器、空氣污染監(jiān)測(cè)器、煙霧探測(cè)器、水浸開(kāi)關(guān)等；系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)可由 Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線支持的多種通信介質(zhì)（如：雙絞線、電力線、光纖、無(wú)線、紅外等）與路由設(shè)備組成。系統(tǒng)工作原理為：數(shù)據(jù)采集傳感器組將獲取的環(huán)境信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，而后電信號(hào)再經(jīng)數(shù)模或電平轉(zhuǎn)換由控制模塊以網(wǎng)絡(luò)變量的形式傳送至Lonworks總線網(wǎng)絡(luò)上的控制節(jié)點(diǎn)，把處理命令傳送給空調(diào)、消防系統(tǒng)的控制節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控、管理、維護(hù)以及與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的信息交互，從而實(shí)現(xiàn)控制信息與管理信息的集成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2控制節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
　　控制節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)采用基于控制模塊的硬件設(shè)計(jì)方式。Lonworks控制模塊集成了一個(gè)神經(jīng)芯片、通信收發(fā)器、存儲(chǔ)器和晶振，控制模塊僅需添加一個(gè)電源、外圍電路接口和在神經(jīng)芯片上運(yùn)行的應(yīng)用程序就可以構(gòu)成一個(gè)完整的節(jié)點(diǎn)?？刂颇K通過(guò)兩個(gè)連接器端口P1和P2建立與應(yīng)用傳感器以及與 Lonworks總線的連接?；诳刂颇K構(gòu)成的控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。 　　
　　基于Lonworks 總線技術(shù)的數(shù)據(jù)采集方案如下：由采集節(jié)點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換后發(fā)送至節(jié)點(diǎn)控制模塊，控制模塊再以網(wǎng)絡(luò)變量形式發(fā)送數(shù)據(jù)至Lonworks 總線；上位機(jī)根據(jù)需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)，顯示于控制界面。數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計(jì)根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的類型區(qū)分為模擬量信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和開(kāi)關(guān)量信號(hào)的數(shù)據(jù)采集。
2.1模擬量信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路
　　普通的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器往往因?yàn)闊崦粼?、濕敏元件等自身的差異而使得它們所表現(xiàn)出來(lái)的電壓、電流等信號(hào)與溫度、濕度呈不確定的非線性關(guān)系，而且，由于電壓、電流等模擬信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)難免有損耗，必將導(dǎo)致測(cè)量精確度下降，從而影響環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)信息的精確度，在損耗嚴(yán)重的情況下將直接導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)丟失。因此，在控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中將普通的溫濕度傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，直接以數(shù)字量的形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量傳到 Lonworks總線上，避免了模擬量傳輸引起的損耗，從而提高了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的精確度。
　　模擬量信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路的主要功能是將傳感器輸出的模擬信號(hào)通過(guò)光電隔離、濾波放大、A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量，輸入控制模塊，再傳送至 Lonworks總線。流程如圖3所示。其中：光隔繼電器用來(lái)選擇所需要測(cè)量的傳感器輸入信號(hào)，離濾波電路用于濾除模擬輸入信號(hào)中的高頻干擾，隔離放大電路用于內(nèi)部模擬信號(hào)的隔離，A/D轉(zhuǎn)換一般實(shí)現(xiàn)12位A/D轉(zhuǎn)換，送給Lonworks控制模塊。
2.2開(kāi)關(guān)量信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路
　　環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有許多開(kāi)關(guān)量信號(hào)傳感器，如：水浸開(kāi)關(guān)等。開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集電路的主要功能是將開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)電平轉(zhuǎn)換，由移位寄存器將并行信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行信號(hào)，經(jīng)控制模塊處理后，送至Lonworks總線。流程如圖4所示。 　

3環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)管理軟件和控制節(jié)點(diǎn)軟件兩部分。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)管理信息系統(tǒng)的一部分，基于客戶機(jī)／服務(wù)器（C/S）與瀏覽器／服務(wù)器（B/S）相結(jié)合的模式，通過(guò)DDE服務(wù)建立上層的監(jiān)控應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)控制信息和管理信息的集成?？刂乒?jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)是環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的核心，其Neuron芯片的編程語(yǔ)言是Neuron C，它是基于ANSI C專門為神經(jīng)芯片設(shè)計(jì)的一種編程語(yǔ)言，并且進(jìn)行了擴(kuò)展以直接支持Neuron芯片的固件例程?？刂乒?jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是數(shù)據(jù)的輸入接口以及控制節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心或其他控制節(jié)點(diǎn)之間的通信。
3.1輸入接口設(shè)計(jì)
　　串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX186把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳送給控制模塊，其控制字的寫(xiě)入與A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸出通過(guò)串行數(shù)據(jù)線完成，其各個(gè)輸入通道由控制字進(jìn)行選擇。輸入接口程序如下：
　　IO_8 Neurowire master select（IO_1）MAX186 //定義I/O對(duì)象為neurowire，IO_8為時(shí)鐘輸出，IO_10為串行輸入，IO_9
　　為串行數(shù)據(jù)輸出，選擇主控模式，MAX186片選信號(hào)由IO_1輸出
　　IO_1 output bit MAX186_CS=1　　　//初始化MAX186片選無(wú)效
　　When（time_expires (clock_1））　//定時(shí)/計(jì)數(shù)器Clock_1，計(jì)時(shí)終止時(shí)事件為真
　　{io_out（MAX186_CS ,0）　　　　　//使MAX186片選信號(hào)有效
　　io_out（,10001111）　　　　　　　//向MAX186送控制器字：通道0，單極性，單端輸入，外部時(shí)鐘模式
　　imput=io_in（MAX186,& input,16）　//輸入轉(zhuǎn)換結(jié)果
　　input=input>.>4;
　　io_out（MAX186_CS,1）;　　　　　　//MAX186片選無(wú)效，結(jié)束信號(hào)采集
　　}
3.2 控制節(jié)點(diǎn)之間的通信
　　控制節(jié)點(diǎn)之間的通信可采用網(wǎng)絡(luò)變量的方法進(jìn)行互相通信，網(wǎng)絡(luò)變量分輸入和輸出兩種。若一節(jié)點(diǎn)將其某一變量設(shè)置為輸出網(wǎng)絡(luò)變量，則該變量的值將會(huì)傳送到Lonworks總線網(wǎng)絡(luò)上所有與某一變量相聯(lián)系的控制節(jié)點(diǎn)。輸入變量和輸出變量的連接可利用數(shù)據(jù)的綁定的方法實(shí)現(xiàn)。
3.3 控制節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心之間的通信
　　監(jiān)控主機(jī)可以采用多種技術(shù)和Lonworks總線進(jìn)行通訊，LonManager DDE、LNS DDE和LNS API已自主完成了多種驅(qū)動(dòng)軟件的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了與多種工業(yè)組態(tài)軟件與LON網(wǎng)絡(luò)的連接，方便了用戶界面的迅速開(kāi)發(fā)。同時(shí)也支持Delphi、VB、VC等語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)?！　?br /> 4結(jié)論
      Lonworks總線技術(shù)具有高可靠性、開(kāi)放性、互操作性和易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，已在國(guó)內(nèi)外分布式控制系統(tǒng)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景。基于Lonworks總線技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于采用Lonworks總線技術(shù)，使系統(tǒng)具有組網(wǎng)方便、通信簡(jiǎn)單易行、信號(hào)傳輸可靠性高、節(jié)點(diǎn)便于擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)，便于對(duì)地理位置分散的倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行集中的監(jiān)控。實(shí)踐證明，該方案具有可行性?！?/span>

　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 馬莉. 智能控制與Lon網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)技術(shù)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.
　　[2] 陽(yáng)憲惠. 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1999.
　　[3] 閆峻，陳希平. 基于Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線的液位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 控制工程，2004(5):44-47.
　　[4] 高金鳳,等. 基于現(xiàn)場(chǎng)總線的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[J]. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004(3):22-26.
　　[5] 汪玉鳳,等. 基于Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式測(cè)溫系統(tǒng)[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(2):84-87.