基于Q2686無線CPU和Lonworks技術(shù)的無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)的
引言
本無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)最初的設(shè)計目標是應用在樓宇能源監(jiān)控系統(tǒng)中。樓宇能源監(jiān)控系統(tǒng)主要由計量終端(電能、水、燃氣、燃油等智能計量終端)、現(xiàn)場監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、信息遠程傳輸網(wǎng)絡(luò)、能源監(jiān)管中心等幾方面組成。本無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)主要是通過現(xiàn)場監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(LON,保留RS485)對計量終端進行數(shù)據(jù)的收集,并通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)通過Internet傳送到能源監(jiān)管中心。本無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)也可以做簡單修改以適應更多的應用場合。
在傳統(tǒng)的樓宇能源監(jiān)控系統(tǒng)中,現(xiàn)場監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)絕大多數(shù)采用串口通信(RS485)接口和Modbus通信協(xié)議,信息遠程傳輸網(wǎng)絡(luò)也主要是通過有線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)傳送到能源監(jiān)管中心。串口通信(RS485)接口和有線遠程傳輸網(wǎng)絡(luò)存在多種不足,如不支持多種通信介質(zhì)、只能是主從式通信、不同廠家產(chǎn)品的通信協(xié)議各不相同、有線遠程傳輸網(wǎng)絡(luò)布線困難等。為了解決上述技術(shù)上存在的問題,本設(shè)計采用Q2686無線CPU和Lonworks技術(shù)來實現(xiàn)具有遙控、遙測及定時控制于一體的多功能無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)。
Q2686是Wavecom公司的新一代無線CPU Q26系列的一員,它采用ARM9 32bit內(nèi)核的中央處理器,104MHz,30MIPS,32MB閃存和16MB的RAM,2個模數(shù)轉(zhuǎn)換器,1個USB 2.0接口,1個并口,2個RS232串口,最多可配備44個GPIO,四頻段(GSM 850/900/1800/1900MHz)。
Wavecom專有的Open AT軟件開發(fā)套件,是性能一流的嵌入式蜂窩網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境,通過Open AT的WIP(TCP/IP協(xié)議棧)插件,可以方便地在產(chǎn)品上進行網(wǎng)絡(luò)開發(fā)。WIP插件還可以配合C-GPS插件或Wavecom其他插件一起應用,可以方便地進行GPS應用開發(fā)和TCP/IP的應用開發(fā)。
Lonworks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
Lonworks是由美國Echelon公司開發(fā)的一種完整的、全開放的互操作性強、可靠性高、成熟的分布式控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它支持多種通信介質(zhì)包括雙絞線、電力線、無線(RF)、紅外(IR)、同軸電纜和光纖;Lonworks技術(shù)的核心是LonTalk通訊協(xié)議,該協(xié)議提供一套通信服務,使裝置中的應用程序能在網(wǎng)上對其他裝置發(fā)送和接收報文而無須知道網(wǎng)絡(luò)拓撲、名稱、地址或其他裝置的功能,所有采用Lonworks技術(shù)的產(chǎn)品都遵循LonTalk通訊協(xié)議,因此不同廠家的產(chǎn)品可以很方便地接入到同一個Lonworks網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,它具有以下優(yōu)點:
1)系統(tǒng)具有開放性和互操作性
Lonworks網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(即智能控制器)通過固化在內(nèi)部的符合OSI七層參考模型的LONTALK網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議互聯(lián),組成“Peer to Peer”對等網(wǎng)絡(luò)。開發(fā)人員只需將主要精力花在系統(tǒng)應用設(shè)計方面,而不需要專門去實現(xiàn)和測試傳輸線路和通訊系統(tǒng)。
2)分布式無中心控制
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點靠近現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行機構(gòu),每個節(jié)點都能完成控制和通訊功能,部分節(jié)點故障不會造成系統(tǒng)癱瘓,多至九個監(jiān)控站可安裝在網(wǎng)絡(luò)的任何位置并可隨時變換,監(jiān)控站之間功能完全對等,也可定義為不同級別。這些特點對系統(tǒng)的調(diào)試、維護和穩(wěn)定性都有著重要的意義。
3)系統(tǒng)組態(tài)靈活、開發(fā)周期短、應用媒體范圍廣泛
采用不同類型的收發(fā)器,系統(tǒng)可利用雙絞線、光纜、同軸電纜、電力線、無線、紅外線等多種媒體進行信號傳輸;根據(jù)傳輸距離的遠近、傳輸速度和現(xiàn)場設(shè)備等具體要求組成自由拓撲結(jié)構(gòu)或總線型等結(jié)構(gòu),這些都給系統(tǒng)設(shè)計和維護升級改造帶來極大的方便。
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