基于Q2686無(wú)線CPU和Lonworks技術(shù)的無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)

引言
本無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)是應(yīng)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(jì)量終端（電能、水、燃?xì)?、燃油等智能?jì)量終端）、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、信息遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)、能源監(jiān)管中心等幾方面組成。本無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)主要是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（LON，保留RS485）對(duì)計(jì)量終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，并通過(guò)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)通過(guò)Internet傳送到能源監(jiān)管中心。本無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)也可以做簡(jiǎn)單修改以適應(yīng)更多的應(yīng)用場(chǎng)合。

在傳統(tǒng)的樓宇能源監(jiān)控系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)也主要是通過(guò)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(yuǎn)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(yuǎn)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(wèn)題，本設(shè)計(jì)采用Q2686無(wú)線CPU和Lonworks技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)具有遙控、遙測(cè)及定時(shí)控制于一體的多功能無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)。

Q2686無(wú)線CPU介紹

Q2686是Wavecom公司的新一代無(wú)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(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，1個(gè)USB 2.0接口，1個(gè)并口，2個(gè)RS232串口，最多可配備44個(gè)GPIO，四頻段(GSM 850/900/1800/1900MHz)。

Wavecom專有的Open AT軟件開(kāi)發(fā)套件，是性能一流的嵌入式蜂窩網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)Open AT的WIP（TCP/IP協(xié)議棧）插件，可以方便地在產(chǎn)品上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)。WIP插件還可以配合C-GPS插件或Wavecom其他插件一起應(yīng)用，可以方便地進(jìn)行GPS應(yīng)用開(kāi)發(fā)和TCP/IP的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

Lonworks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

Lonworks是由美國(guó)Echelon公司開(kāi)發(fā)的一種完整的、全開(kāi)放的互操作性強(qiáng)、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(wú)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(wù)，使裝置中的應(yīng)用程序能在網(wǎng)上對(duì)其他裝置發(fā)送和接收?qǐng)?bào)文而無(wú)須知道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、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(gè)Lonworks網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）系統(tǒng)具有開(kāi)放性和互操作性

Lonworks網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)（即智能控制器）通過(guò)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(duì)等網(wǎng)絡(luò)。開(kāi)發(fā)人員只需將主要精力花在系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)方面，而不需要專門(mén)去實(shí)現(xiàn)和測(cè)試傳輸線路和通訊系統(tǒng)。

2）分布式無(wú)中心控制

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)靠近現(xiàn)場(chǎng)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能完成控制和通訊功能，部分節(jié)點(diǎn)故障不會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓，多至九個(gè)監(jiān)控站可安裝在網(wǎng)絡(luò)的任何位置并可隨時(shí)變換，監(jiān)控站之間功能完全對(duì)等，也可定義為不同級(jí)別。這些特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)和穩(wěn)定性都有著重要的意義。

3）系統(tǒng)組態(tài)靈活、開(kāi)發(fā)周期短、應(yīng)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(wú)線、紅外線等多種媒體進(jìn)行信號(hào)傳輸；根據(jù)傳輸距離的遠(yuǎn)近、傳輸速度和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等具體要求組成自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或總線型等結(jié)構(gòu)，這些都給系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)升級(jí)改造帶來(lái)極大的方便。