LonWorks技术在智能楼宇报警、巡更系统中的应用
随着自动化技术的不断进步,人民生活水平的提高,使对生活的各方面的自动水平…
一、数字家庭网络关键技术
数字家庭网络是计算机、数字家电和移动信息终端通过有线或无线网络无缝协作,在家庭环境中共享数字媒体内容,并提供集成的话音、数据、多媒体应用,提供自动控制与远程管理等功能,达到信息在家庭内部网络的共享及与外部公网的充分流通和共享。
家庭网络并非如孤岛般独立存在,因此作为宽带网络接入在家庭内部的延伸,一个可运营、可管理的数字家庭网络解决方案的成熟应用将建立在以下关键技术的基础之上。
1、家庭网络互联技术
家庭网络的互联主要指家庭中物理网络的构建,目前用于家庭的组网技术非常多,有线技术包括LAN,HomePNA,IEEE 1394,USB,电力线PLC等,无线技术包括802.11、UWB、蓝牙(BlueTooth)等。其中,主流组网技术的对比参考下表。
表 家庭组网技术对比
报警系统误报警给用户带来损失。为了开发低误报产品,科技人员付出了极大努力,其效果显著。但误报警依然存在,问题出在何处?又当如何解决呢?针对上述问题文章较全面地分析了目前报警系统产生误报警的原因及解决的办法,供业内人士参考。
关于误报警目前还没有一个权威的定义,在我国一般都认为:“没有出现危险情况报警系统发出报警信号即为误报警。”按照这个定义,报警系统的误报率(在一定时间内,系统误报警次数与报警总数的比值)一般都在95%以上。在西方一些国家关于误报警的定义是:“误报警是指实际情况不需要警察而使警察出动的报警信号,其中不包括那些因恶劣自然气候和其他无法由报警企业以及用户操纵的特殊环境引起的报警信号。”按照这个定义,美国UL标准规定:“每一报警系统每年最多只能有四次误报警。”
以上两个定义是从不同角度下的,各有道理。限于文字的篇幅仅就前一种定义分析报警系统产生误报警的原因,以便有针对性地制定出切实可行的减少误报警的措施。
1 报警设备故障引起的误报警
产品在规定的条件下、规定的时间内,不能完成规定的功能,称为故障。故障的类型有损坏性故障和漂移性故障。
损坏性故障包括性能全部失效和突然失效。这类故障通常是由元器件的损坏或生产工艺不良(如虚焊等)造成。
漂移性故障是指元器件的参数和电源电压的漂移所造成的故障。例如:温度过高会导致电阻阻值的变化,此时设备表现为时好时坏。事实上,环境温度、元件制造工艺、设备制造工艺、使用时间、储存时间及电源负载等因素都可能导致元器件参数的变化,产生漂移性故障。
无论是损坏性故障还是漂移性故障都将使系统误报警,要减少由此产生的误报警应从以下方面努力。
(1)报警设备的生产企业,必须提高产品的设计水平和工艺水平,在作系统设计的同时,还需作可靠性设计,如冗余设计、电磁兼容设计、三防设计(防潮、防盐雾、防霉菌)、漂移可靠性设计等。在此基础上,提高产品制造过程的可靠性,如对元器件质量的严格筛选;对生产过程进行严格的质量监督管理等,保证产品质量符合有关标准的要求。
销售报警设备的单位或个人,应进行严格的进货检验,检验内容为:产品质量检验合格证明;生产企业的工业生产许可证书或安全认证证书或生产登记批准书。
(2)管理部门应定期或不定期组织安防市场的检查、抽查,发现生产、销售安防产品活动中的违法行为应严格按照《安全技术防范产品管理办法》的规定处理。
(3)报警系统建设单位(用户)应在相应的工程文件中明确要求施工单位选用经授权检测机构检验合格的产品;国外设备要选用正规渠道进口的、按国际先进标准检验合格的产品。
(4)为了保证报警系统的良好工作状态,必须建立定期检查、维修制度。顺便提一句,目前我国报警系统的维修方式有待解决,最好是变工程承建单位的维修为专业维修公司的维修,这样不仅有利于维修资源(维修人员、维修设备、维修备件等)的利用和维修水平的提高,更重要的是能提高安全防范系统的可靠性。
2 报警系统设计、施工不当引起的误报警
2.1 系统设计不当引起的误报警
设备选择是系统设计的关键,而报警器材种类繁多,又各有自己的特点、适用范围和局限性,选用不当就会引起误报警。例如,靠近震源(飞机场、铁路旁)选用震动探测器就很容易引起系统的误报警;在蝙蝠经常出没的地方选用超声波探测器亦使系统误报警,这是因为蝙蝠发出超声波的缘故;电铃声、金属撞击声等高频声均可引起单技术玻璃破碎探测器的误报警……,因此,要减少由于器材选择不当引起的误报警,系统设计人员要十分熟悉各种报警器材的原理、特点、适用范围和局限性。同时还必须掌握现场环境情况、气候情况、电磁场强度以及照度变化等,以便因地制宜选择报警器材。
除设备器材选择之外,系统设计不当还表现在设备器材安装位置、安装角度、防护措施以及系统布线等方面。例如:将被动红外入侵探测器对着空调、换气扇安装时,将会引起系统的误报警;室外用主动红外探测器如果不作适当的遮阳防护(有遮阳罩的最好也作防护),势必会引起系统的误报警;报警线路与动力线、照明线等强电线路间距小于1.5m时,而未加防电磁干扰措施,系统亦将产生误报警……。
2.2 施工不当引起的误报警
这部分问题主要表现在以下方面:
(1)没有严格按设计要求施工。
(2)设备安装不牢固或倾角不合适。
(3)焊点有虚焊、毛刺现象,或是屏蔽措施不得当。
(4)设备的灵敏度调整不佳。
(5)施工用检测设备不符合计量要求。
解决上述问题的办法是加强施工过程的监督与管理,尽快实行安防工程监理制,这很有利于提高工程质量,减少由于施工环节造成的误报警。
3 用户使用不当引起的误报警
由于用户使用不当常常会引起报警系统的误报警。例如:未插好装有门磁开关的窗户,夜间被风吹开;工作人员误入警戒区;不小心触发了紧急报警装置;系统值机人员误操作;未注意工作程序的改变等都是导致系统误报警的原因。对用户使用不当进行分析,弄清错误所在,提高使用者的水平,可以大大降低报警系统的误报警次数。
4 环境噪扰引起的误报警
由于环境噪扰引起的误报警是指报警系统在正常工作状态下产生的,从原理上讲是不可避免的,而事实又是不需要的,属于误报警。例如:热气流引起被动红外入侵探测器的误报警;高频声响引起单技术玻璃破碎探测器的误报警;超声源引起超声波探测器的误报警等。减少此类误报警较为有效的措施就是采用双鉴探测器(两种不同原理的探测器同时探测到“目标”,报警器才发出报警信号)。现行的产品有:微波-被动红外双鉴器、声控-振动玻璃破碎双鉴器、超声波-被动红外双鉴器等。但是有些环境噪扰双鉴探测器却无能为力,例如:老鼠在防范区出没;宠物在居室内走动等。为此,科技人员又将微处理技术引进报警系统,使其具备一定的鉴别和思考能力,能在一定程度上判断是入侵者还是环境噪扰引起的报警。
随着传感技术、计算机技术的发展,大规模集成电路的推广应用,报警系统智能化程度将不 断提高,环境噪扰引起的误报警现象必将随之降低。
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摘要:介绍了一种基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统。重点阐述了该系统的组成、通讯协议以及无线节点的软硬件设计。
该系统在传统的有线家居网络系统的基础上使用ZigBee技术,使其具有成本低、功耗低、覆盖范围大的特点。特别是其符合IEEE802.15.4协议,利用系统与其它符合标准的产品的互联,具有良好的通用性和可扩展性。
关键词:智能家居 无线网络 ZigBee 低功耗
在智能家居系统中,将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。这不仅仅是因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性,省去花在综合布线上的费用和精力,而且更因为它符合家庭网络的通讯特点。随着无线网络技术的进一步发展,必将大大促进家庭网络智能化的进程。
本文介绍的智能家居无线网络系统采用ZigBee技术,它是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,符合IEEE802.15.4协议,是IEEE工作组专门为家庭短距离通讯制定的新标准。
山东省肥城市广播电视局 张言伟
提要:该文章从实践的角度,阐述了利用智能数字遥控调频音箱进行广播传输覆盖的特点、功能、技术标准与不足,对于各地发展广播事业具有积极的借鉴意义。
随着广播技术的快速发展,有线广播逐渐被调频广播所替代,但是以前那种村村通广播、户户喇叭响的局面也已不复存在,广播的发展景况不容乐观,特别是特别是县市级广播电台(有的已经听播了很长时间)。几年来,肥城市广播电视局把发展数字调频广播作为发展广播事业的主攻方向,利用智能数字遥控调频音箱实现广播传输覆盖,取得了良好的经济效益和社会效益。目前,全市实现广播无限发射覆盖达到100%,城区及所有乡镇办事处驻地都用调频音箱实现了覆盖,每天定时开关机,让广播的声音传达到主动传达到城市的每一个角落,这样既变广播“我要听”为“要我听”,扩大了受众群,又提高了广播的影响力,为宣传、创收打造了一个良好的载体。
一、利用智能数字遥控调频音箱实现广播传输覆盖概述
当今的广播系统正朝一体化、数字化、多媒体化、网络化方向发展,以达到低成本、综合多功能、智能化、自动化及远程传输的目标。特别是数字化技术的广泛应用,成为今后广播领域的发展方向。肥城广电局结合当今世界广播技术、数控通信、数字音频、数字网络、数字广播与控制领域的先进技术的发展,结合肥城广播事业发展实际,建设完成了一套智能数字遥控调频音箱系统,该系统主要由数字遥控调频广播管理器、数字遥控编码器、数字遥控调频音箱、数字遥控调频广播收扩机等组成,结合了数字化音源、自动化播出、智能化管理、调频发射、调频接收等先进的广播技术,彻底改变了有线广播的工作模式,具有无需架设线路、覆盖面广、费用低、工作模式灵活多样、维护简单的特点。
二、智能数字遥控调频音箱系统组成
智能数字遥控调频音箱系统整体规划按照“音源数字化、播放自动化、管理智能化、扩展自由化”的要求进行组织建设,主要由前端播控设备、传输设备及终端收听设备三部分组成。前端播控设备由数字遥控调频广播管理器(或数字遥控编码器)、节目源(电脑播出管理系统、调音台、CD、录音卡座、收音头)等组成前端播控管理设备。传输设备由调频发射机或调频调制器及CATV网络组成。数字遥控调频音箱、调频广播收扩机等组成终端收听设备。系统采用“数字遥控、数字播出、调频传输、调频接收”的工作方式。
三、智能数字遥控调频音箱系统主要技术参数
整个智能数字遥控调频音箱系统按照部颁标准建设,实现先进性和实用性的统一。1、可与各种功率等级调频发射机,CATV网络共缆传输配套。 2、县(市)控制乡(镇),乡(镇)控制村,三级连控,三级联播。3、控制终端数量(支持音箱分区分组数)不受限制。4、音源音量控制级别设置:128级,-20db自动压/扩。5、系统内时钟、网络时钟或与数字工作站同步。6、可与局域网、广域网、固定电话、移动电话等进行接口。7、可自编程,自增功能,组网灵活多样。8、随时可进选开、选关、分区、全开、组合开关。9、系统容量无限,接收设备不受数量的限制,随意增加。10、终端设备工作频率范围为72MHZ—108MHZ可调,接收灵敏度高。11、终端设备音频响应:70Hz―16000Hz,输出不失真功率1W、10W、15W、25W、50W可调,音量控制可调。 14、按组、多组、任意组合、全部终端强制扩播均可。
四、智能数字遥控调频音箱系统的主要功能和特点
数字遥控调频音箱系统,具有传统调频广播不具备的独特优点,具体特点如下:
1、标准完善的广播传输体系
该系统达到我国以市县广播电台为中心,乡(镇)广播站为基础的二级传输体制,及以市县广播电台为中心,乡镇广播站为中继,村广播室为基础的三级站传输体制的综合要求。即使乡镇村或下属单位不建立广播室,市县级广播电台也可随时强制开关广播,发挥广播宣传的作用、落实上级指示,指挥生产、播送通知等工作。同时,也可在现有的各种标准网络实时控制使用广播,如以太网、局域网、广域网、综合数据业务网公共电话线交换网PSTN(固定电话)、微波传输、光纤传输以及蜂窝式电话网(移动电话)等,随时随地可进行现场实况转播,各级主管领导不管在什么时间、地点均可及时快捷的利用广播,进行现场调度、紧急通知、指挥生产、布置任务等。
2、功能强大的自动广播管理系统
系统由一台专用数字遥控编码器作为主控机,同时通过系统控制软件控制,可实现手动、自动定时播放。也可预先设置工作时间列表,自动定点定时播出,无需人工干预,即可自动播放,实现无人值守功能。对播出时间、播放区域等可任意编程控制,播放前系统自动打开相应区域各点调频音箱的电源,播放完成后自动关闭。在自动状态时可对节目信号大小自动进行压扩,保证各分区的调频音箱音量适中,可以人工终止定时广播,转为人工控制广播,随时可插播通知及音乐功能。
3、多路可寻址分区系统
智能数字遥控调频音箱系统操作简单、功能强大、性能稳定、最多可实现多分区(分点)控制。遥控控制终端地址数量、密码、权限随时任意更改设定。通过对数字遥控编码器的操作,可进行单时广播、分组广播、分区域广播。各区域可做到单独控制,操作方便,真正实现了可寻址到点控制。县、乡、村三级可同时广播,每个区域可以独立播出,相互不产生任何影响,所有区域可以同时广播。随时可以任意实行全开、任意分区、分组组合开关广播。
4、系统稳定可靠,抗干扰能力强
系统采用先进数控通信控制规程(ADCCP)国际标准设计,使用大量特别定制的数字集成芯片、发射和传输模块进行数字编码脉冲,使本系统遥控控制管理部分功耗极微、广播网络、设备极其可靠稳定,彻底的解决了在以往模拟调频广播设备使用中存在的“跑频”、“误开机”等现象,不但保证了广播节目不间断、高质量,既经济,又安全的传输,而且可有效防止“法轮功”等敌对分子利用和破坏。另外,该系统具有良好的开放性和灵活的可扩展性,接收设备不受数量的限制,可以随意增加,根据具体的情况任意添加调频音箱或调频收扩机,可以录音、播放、编辑多种外接媒体源支持各种音频格式。
五、智能数字遥控调频音箱系统存在的缺点和不足
通过具体的应用实践,虽然该系统具有投资少、适用性较强、使用操作简便灵活的优点,但也存在一些问题和不足,一是调频音箱需要外接电源,使用地点受一定局限。二是虽然质量比较可靠,但因受外界气候、天气的影响,有时候发生接收音箱跑频,接受不到信号的现象。三是对室外调频音箱要保持经常的维护维修。四要搞好室外调频音箱的设置,尽量不影响群众的起居生活。
总之,智能数字遥控调频音箱系统的使用,不仅给广播事业带来了发展的新机遇,而且必将为广播事业的发展带来广阔的前景,实现广播事业经济效益和社会效益的双丰收。
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编者按:前阵子曾在论坛里争论不休的PLCBUS技术到底成熟与否,双方各执一词,究竟PLCBUS技术是怎样的呢?请大家认真阅读本文来找答案吧!
曾经红极一时X10的智能家居时代而今已成为低端智能家居技术的代言词,取而代之的是风驰电掣的各种双向通讯技术,比如:PLCBUS、ZIGBEE等。然而对大多数人而言,PLCBUS技术依然笼罩着一层神秘的面纱,让我们感觉发展急速的PLCBUS技术因为高科技的融入而显得有些陌生。为什么PLCBUS技术发展的如此迅速?PLCBUS技术的硬件、软件构架又是怎样的呢?PLCBUS技术的起源和发展历史究竟是怎样的呢?她的未来又会如何发展呢?让我们一同在下面寻找答案!
首先我想先简单的谈一下电力载波智能家居的历史,再进入我们今天的重点话题数码PLCBUS。
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数字电视整体转换开始了,大家可以看到更多的节目频道、更高清晰度的电视电视节目!可是转换后,安装一个机顶盒,只能供你客厅一台电视机观看,房间的怎么办?您家如果有两台以上的电视机,您就会有以下困扰:
1、只安装一个机顶盒,就在客厅观看,房间的其它电视就不看了;
2、安装两个或更多机顶盒,副机顶盒的购置费用和每个月的收视费用不菲,增加了 家庭支出!
3、把机顶盒在客厅或房间之间拆装、搬来接去的换着看,动作繁琐不算,还极为不便!
4、有了“灵慧眼”红外线转发器数字电视共享伴侣,您就解决问题啦!
您可以在房间里共享客厅机顶盒输出的数字电视节目而不用再购置一个机顶盒,节省了副机机顶盒和副机的月租费。你可以拿着机顶盒遥控器,在房间里自由的进行换台、音量、设置等操作,如同你在房间多装一个机顶盒或DVD一样的效果。
“灵慧眼”红外线信号转发器是为了解决当前隔房红外线遥控障碍而推出的最实用产品。通过隔房遥控,就可以把DVD、数字电视、卫星电视的信号从客厅位置引入房间,遥控操作,达到共享音视频和遥控操作的目的。在机顶盒开着机的状态下,您可以拿着机顶盒遥控器在房间里,对着接收盒进行遥控操作,在房间里自由的进行换台、音量、设置等操作,如同在客厅直接操作一样。
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摘要:本文概述了LonWorks技术特点,尤其较详细地描述了通讯介质访问控制方式,并介绍LonWorks在智能小区中的应用。
关键词:LonWorks,智能小区,通讯介质访问方式
1.引言
随着网络互联技术的发展和Internet在全球范围的盛行,开放、互连和信息共享已成为IT时代的潮流,构造不同厂家的产品能够互联、互换和互操作并可以与Internet无缝连接的新一代楼宇自动控制系统BAS,己成为业主、系统集成商和用户的迫切需要和现实追求。
美国Echelon公司于1991年提出了LonWorks(Local Operating Networks,局部操作网络)网络,简称L0N网,它标志着控制系统网络的新纪元。LonWorks是一种完整的、全开放的、可互操作的、成熟的和低成本的分布式控制网络技术,众多的制造厂和用户纷纷在其控制网络方案中采用LonWorks技术。到目前为止,全世界已有2500多家公司利用LonWorks技术生产各种各样的LonWorks产品,以满足现代化楼宇、工厂、交通运输系统、城市基础设施(水、电、气等)、家庭等环境自动化系统的分布式控制网络要求。在1995年,LonWorks控制网络被美国确定为楼宇自动化控制网络标准的一部份。目前,世界大的楼宇控制公司,如霍尼维尔、安德沃、西比、江森、兰吉尔、萨切维尔等都正在采用LonWorks技术改造产品,已形成世界技术潮流。本文主要介绍LonWorks技术特点,尤其较详细地描述了通讯介质访问控制方式,并介绍了LonWorks在智能小区中的应用。
2.Lrks技术特点
LonWorks网络上的每个控制点称为LonWorks接点或LonWorks智能设备,它包括一片Neuron神经芯片、传感和控制设备、收发器(用于建立Neuron芯片与传输之间的物理连接)和电源.
Neuron神经芯片是节点的核心部分,它包括一套完整的通信协议,即LonTalk协议,从而确保节点问使用可靠的通信标准进行互操作。LonTalk通讯协议遵循ISO/OSI的全部七层模型。Neuron神经芯片内含三个八位CPU:第一个CPU为介质访问控制处理器,实现Udallt协议的第1层和第2层:第二个CPU为网络处理器,实现LonTalk协议的第3层至第6层:第三个CPU为应用处理器,实现LonTallt协议的第7层。
LonTa1k协议是直接面向对象的网络协议,即,通过网络变量实现网络节点间的联结。当定义为输出的网络变量改变时,能自动地将网络变量的值发送出去,使所有该变量定义为输入的节点收到它的改变,以便激活相应的处理进程(事件触发型)。标准网络变量能使不同制造商的产品通过建立标准的数据传送模式、正确地翻译、传送数据,便于设备的互换和互操作。另外,由于网络变量的长度有限,最多31B,又提供了四种类型的报文服务:应答方式、请求/响应方式、非应答重发方式、非应答方式。
LonWorks有完整的7层协议,具备了局域网的基本功能,与异型网的兼容性比任何现存的现场总线都好。它还提供了与LAN的接口,从而实现了二者的有机结合。
LonWorks支持多种拓扑结构,如总线型、星型、环型和混合型等,及多种传输介质,如双绞线、电力线、无线电波、红外线、光纤、同轴电缆和电源线等。这样,可以根据不同的现场环境选择不同的收发器和介质。采用双绞线通信速率为78Kbps/2700m/每段64节点、1.25Mbps/130m/每段64个节点。Motor01a已开发出IS一78本安物理通道,使Lodorks网络延伸到危险区域,还可以在单线缆中实现供电和通信。
总之,Lodorks通过具有通信与控制功能的Neu-ron神经芯片、收发器、电源、传感器和控制设备构成的网络节点,采用专用的编程工具Neuron C,利用所提供的开发工具LonBuilder,NodeBuilder和LVS技术,可以快速、方便地开发节点和联网。当有大量的短消息需要频繁通信应用时,是一个普及、低成本的总线系统。
3.通讯介质访问控制方式
由于网络上的设备共享传输线路,为了解决在同一时间几个设备同时争用传输介质,需要有某种介质访问控制方式,来协调各设备访问介质的顺序,实现设各之间数据的交换。LonWorks的通讯介质访问控制方式为带预测P—-坚持CSMA(Carrier Sense Multiple Access,载波监听多路访问),它是一种独特的冲突避免算法,使得网络即便在过载的情况下,仍可以达到最大的通信量,而不至于发生因冲突过多致使网络吞吐量急剧下降。
当某一节点有信息要发送而试图占用通道时,首先在一个固定的周期Beta l检测通道是否处于网络空闲。为了支持优先级,还要增加优先级时间片,优先级越高的所加的时间片就越少。随后再根据网络积压参数BL产生一个随机等待时间片w捞理拾到w之间的随机数,W=BL*16。当延时结束时,网络仍空闲,节点以概率p=1/w,发送报文。此种方式在负载较轻时使介质访问延迟最小化,而在负载较重时使冲突最小化,但不能消除冲突。
4.LonWorks在智能小区中的应用
应用Lodorks技术在智能小区中的典范有z上海邮电二村的智能住宅小区和深圳市梅林三村住宅小区等。
智能小区系统可以通过LonWorks技术互联成一个整体,使智能小区管理中心能集中管理,分散控制。运用LonWorks技术可以很容易地实现智能化住宅的所有功能,网络结构可以采用自由拓扑结构,布线容易。对不同系统的功能要求,对网络结构无需作任何修改,只需对Lodorks节点编写相应的程序,将其直接连接到控制网络上,使得整个智能小区具有很强的可扩展性。早期可以使用一些基本的功能,以后根据需要不断地增强系统的功能。
图为智能小区LonWorks网络整体解决方案。家庭控制系统,给排水系统,停车场管理系统,电梯监测系统,小区公共安全防范系统,小区公共设施管理系统都可以连接到LonWorks总线上。智能小区对整个网络进行监视、控制,对各子系统信息进行采集。用户不但可以在LonWorks网络上传输控制命令,而且可以在LonWorks网络上传输大量的服务信息,使小区的信息服务功能成为小区智能化控制系统的主要功能。
5.结束语
LonWorks技术已经成为小区智能化系统的基本规范。LonWorks网络非常容易与其他网络实现互连,如Internet网络,可以实现远程操作和控制。LonWorks开放式、可互操作性、成熟和低成本的特点,使得众多的制造厂和用户纷纷在其控制网络方案中采用LonWorks技术。另外,对于最终用户来说,项目的初期投资大为减少,系统管理简单,增加新功能又十分简便。由此可以推断,LonWorks控制网络技术会越来越为人们重视和推广.
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