核心提示：海思作為LonWorks技術中國領航企業，推動LonWorks技術在中國的應用與發展是海思的重要責任和義務。本文介紹LonWorks技術的應用標準即LonMark標準，分析LonWorks應用以及今后的發展方向。
關鍵詞：LonMark，LonWorks，LonTalk協議，行業應用
引言
由美國埃施朗公司（Echelon）1991年推出的LonWorks技術迅速被世界眾多領域認可與廣泛應用。LonMark標準。LonMark是以LonWorks技術為基礎的一套標準。目前，LonMark標準及其產品已成功地應用于樓宇自控、智能家居、交通自動化、電力、船舶控制、飛行控制、醫療設備及工業自動化是眾多領域。本文著重介紹LonMark標準及其產品在樓宇自控、智能小區及、智能家居等方面的應用。
一、LonMark標準及其開放性
LonMark是以LonWorks技術為基礎的一套標準。LonWorks技術由美國Echelon公司開發推出。1993年LonWorks技術在世界范圍推廣，其發展速度極快，到1995年已經有2500家生產商使用并且安裝了200多萬個節點。因而在世界各地形成了大量 OEM 生產商（重要的OEM約1000家以上），生產出大量LonWorks技術產品。由于不同的 OEM 雖然都按 LonWorks 技術制造產品，但由于在一些技術細節上不統一，因而不能互操作。為了解決這個問題，180家重要的OEM組成了LonMark可互操作協會，編制了一系列 LonMark 標準。凡產品按該規定生產，就可以結合在一起，互相通訊和工作。同類產品，不同廠家生產，可以相互替換，總之，實現了互操作。這樣的產品飾以LonMark標記。
LonWorks 技術實際上是一種測控網技術，或者更確切一點說是一種工控網技術，也叫現場總線技術。可以方便地實現現場的傳感器、執行器、儀表等聯網。這種網絡不同于局域網LAN，而是一種工控網。因為它傳輸數據量較小的檢測信息、狀態信息和控制信息。Echelon公司叫做局部操作網LON（Local Operating Network）采用 LonTalk協議的LON網稱為LonWorks網。LonMark協會分有暖通空調組、家用設備組、照明組、工業組、本質安全組、網絡管理 組、石油組、冷凍技術組、出入控制組。每個組都在制定一系列LonMark標準，稱為功能概述Functional Profile，詳細地描述了應用層接口，包括網絡變量，組態特點以及網絡節點 加電狀態等，把產品功能加以標準化。某個產品可以按一個或多個Functional File組合來設 計制造。1996 年3月，第一次公布的暖通空調組編制的標準，包括有溫度、相對濕度、二氧化碳檢測、風門執行器、屋頂單元控制、變風量控制。其后，又陸續編制恒溫控制器、冷凍機、單元通風器、墻掛式檢測器、閥門執行器、報警及報警管理、數據記錄及趨勢分析等。
LonWorks技術有以下特點：
1、 LonWorks技術是一套開放式技術，其通訊協議LonTalk 協議也是開放的，實現遵守該協 議的各家產品互聯成為可能；
2、 LonWorks技術的關鍵芯片Neuron Chip(神經元芯片)有很高的集成度。
3、 LonWorks技術支持多種通訊介質。包括雙絞線、電力線、同軸電纜、光纖、無線射頻、 紅外線等，甚至多種介質能在同一網絡中混合使用；
4、 LonWorks技術產品門類齊全。有四大類50多種硬件、軟件模塊，先進的開發設備和手 段為用戶開發帶來方便；
5、 LonWorks®網絡具有自由拓撲結構，可以連接成星型，總線型和環型。
6、 LonTalk 協議是為一切發生在LON系統中的通信所設計的框架。LonTalk 協議與國際標 準化組織(ISO)制定的開放系統互聯（ OSI）參考模式一樣,具有完整的七層協議，LonTalk可使簡短的控制信息在各種媒體之間非常可靠地傳輸。
二、LonMark 標準在樓宇自控系統中的應用
智能大廈樓宇自控系統主要是用來對暖通空調、給排水系統、供配電、動力設備和照明設備進行監視、控制和測量。要求運行安全、可靠、節省能源與人力。其網絡結構模式分為 集散式及分布式控制方式。由管理層網絡與監控層網絡組成實現對設備運行狀態的監視和控 制。 目前，在國際上常用的樓宇自動化主流產品， Honeywell公司 Excel 5000 系列及EBI如：系統，西門子公司s600APOGEE系統，瑞典tac公司Vista系統等均已應用LonWorks技術。LonWorks技術由于它的開放性，互操作性，可靠性，無中心控制等突出優點已被世人所公認，也被越來越多的BAS產品所采用。目前，正向全分布式 LonWorks系統及用以太網作為主干線的全分布式 LonWorks 系統發展。
三、LonWorks 技術在智能小區及智能家居中的應用
目前在我國正在蓬勃發展的智能小區及家庭智能化技術主要包括防盜、緊急求助、煤氣泄漏探測以及對電、水、煤氣等三表的自動抄表計量。在智能住宅建設中應用 LonWorks 技術，可以很容易地實現智能化住宅的所有功能，整個網絡結構相對簡單，網絡布線相對容易。對于用戶各種不同的功能要求，只需選用不同的 控制節點，編寫相應的程序，直接連接到住宅區的控制網絡上就完成了，在物理上不必對網絡結構作任何修改。而且 LonWorks網絡可擴充性極好，擴充子系統，增加功能，連接兩個小區控制網等都很簡便。LonWorks技術提供的高效開發平臺讓我們在進行系統設計和開發時對網絡通訊不再需要花費時間，可以把精力集中到具體的系統功能實現上，使得我們能在較短時間內針對具體任務設計出成熟穩定的系統。住宅小區智能控制系統設計設計分為三個部分：住戶室內安全防衛系統，小區自動遠程 抄表系統，小區管理監控中心。住戶室內安全防衛系統主要包括室內防盜，緊急求助，煤氣泄漏探測和關斷三大功能。在室內安防系統中我們使用的各種探測器均為簡單的開關量輸入/ 輸出接口，因而選用了具有8通道開關量 I/O 口的LonWorks節點產品。每通道連接同一種探測器。節點程序隨時監測各I/O口的狀態變化，一旦某 I/O 通道狀態發生變化，經程序判斷此時探測器處于報警狀態，便將相應的報警信號以網絡變量的形式發送到網絡上，小區監控中心收到該數據后進行相應的報警輸出。每個節點可連接 6 類不同探測器，1 個警號， 1個交流斷電檢測信號。每戶使用1個LonWorks節點進行安防報警監控。在住戶的各窗戶旁邊安裝一個紅外探測器，在住戶門邊安裝一個門磁，實現住戶室內的窗警和門警等非法闖入監視，一旦有報警發生，系統啟動室內警號發聲，并報警到監控中心；在住戶室內有一個密碼鍵盤，住戶可通過此鍵盤進行室內監控的布防和撤防。把住戶門鎖的鎖孔加裝專用電子開關，使得住戶在出門反鎖時，監控系統能自動設防，在住戶開門時，系統能自動撤防；在各臥室和客廳各安裝一個緊急按鈕，使得住戶在家中有緊急情況能很容易、簡單地報警求助；在廚房和浴室內各安裝一個煤氣探測和自動并斷器，一旦有煤氣泄漏，探測器將發聲報警，并報警到監控中心，同時啟動關斷器切斷煤氣源。小區自動遠程抄表系統使用電子水表，電子電表，電子煤氣表，以上三種表均 為電子脈沖輸出，對表的計量只需累計電子表輸出的脈沖數即可，在抄表節點中只需用數字 I/O 口即可實現脈沖計數。采用帶 8 個數字 I/O 通道的 LonWorks 節點作為專門的抄表節點，同時對8個電子表進行脈沖計數，并轉換為相應的表讀數，保存在節點的 EEPROM 中。 管理監控中心的計算機通過LonWorks 網絡讀取各抄表節點中各住戶對應的三表數據，實現遠程自動抄表。由于LonWorks 技術的開放性，產品的選擇多樣化，網絡規模大小靈活，使得我們可以選擇各種網絡設備，包括國產的節點，路由器等產品，這樣就能以最合理的價格組建符合要求的 LonWorks 網絡，有效控制成本。無論是系統升級，或是新系統 設計，可以形成不同檔次的實用系統，根據客戶的需求提出最貼切的實施方案，滿足各層次用戶的需求，并能方便地對用戶節點進行修改和升級。基于LonWorks技術良好的擴充性、易維護性，使得我們完全能在現有基礎上增加新的功能，實現住戶家電控制，家居環境控制，以及小區周邊環境控制，如系統供電設備、公共 照明、蓄水及消防水箱、背景音響、電梯、草地噴淋集中監測控制，停車場控制等，對于客戶的各種檔次要求都能在原有網絡中實現。
四、LonMark標準發展方向
以LonWorks技術為核心的LonMark標準將被世界更多標準組織認證與認可、引用。Echelon公司的 LonWorks 技術已經應用于數千家設備和系統生產廠商的產品中，遍及全世界的樓宇、工廠、火車、家庭和飛機等領域，成為世界日用電器和控制設備網絡化方 面重要的跨行業標準。它還在家庭、火車、半導體制造設備、智能樓宇、加油站和運貨 列車制動系統領域，被世界標準組織——包括AAR、ANSI、ASHRAE、IEEE、SMEI認證為各自的行業標準。
LonWorks 技術將人們的生活帶入Internet時代。我們居住的世界是網絡化的世界。這不僅是指計算機網絡的相互連接已經形成國際互聯網（Internet）,還指在我們身邊的樓宇、家庭、工廠和交通運輸系統中，存在著由日用電器相互連接構成的無形網絡。Echelon 公司的總裁和首席執行官Ken Oshman先生說：如果將我們每個人周圍的日用電器都與“Internet 相連，將會擴大現在Internet的應用領域。實現電器直接完成控制要比在每個傳感器、發動機、閥門和照明開關中安裝網絡瀏覽器更有意義，且是一項與之不同的具有挑戰性的工作。而埃斯朗公司的產品、技術及其合作伙伴實現了這兩種不同工作方式的結合。當我們將數十億日用電器連入Internet的時候，我們的商業方式、生活方式、以及Internet本身都將發生更好的變化。”
