1系統概述
      環境監測系統主要完成物資倉庫的環境狀況監測、數據的自動采集、數據的傳輸和處理，實時精確地獲取環境信息數據，系統及時采取相應處理措施。
　　系統由監控中心、現場監測控制節點和通信網絡三部分組成。監控中心配有監控主機和大型設備運行狀態顯示屏；現場監測控制節點由控制模塊和傳感器組組成，其數據采集傳感器主要有：溫度傳感器、濕度傳感器、可燃有害氣體傳感器、空氣污染監測器、煙霧探測器、水浸開關等；系統通信網絡可由 Lonworks現場總線支持的多種通信介質（如：雙絞線、電力線、光纖、無線、紅外等）與路由設備組成。系統工作原理為：數據采集傳感器組將獲取的環境信息轉換為電信號，而后電信號再經數模或電平轉換由控制模塊以網絡變量的形式傳送至Lonworks總線網絡上的控制節點，把處理命令傳送給空調、消防系統的控制節點，監控中心實現系統的監控、管理、維護以及與其他計算機系統之間的信息交互，從而實現控制信息與管理信息的集成。系統網絡拓撲結構圖如圖1所示。

系統網絡拓撲結構圖

2控制節點硬件設計
　　控制節點的開發采用基于控制模塊的硬件設計方式。Lonworks控制模塊集成了一個神經芯片、通信收發器、存儲器和晶振，控制模塊僅需添加一個電源、外圍電路接口和在神經芯片上運行的應用程序就可以構成一個完整的節點。控制模塊通過兩個連接器端口P1和P2建立與應用傳感器以及與 Lonworks總線的連接。基于控制模塊構成的控制節點的結構圖如圖2所示。 　　
　　基于Lonworks 總線技術的數據采集方案如下：由采集節點對現場數據進行數據采集，經信號轉換后發送至節點控制模塊，控制模塊再以網絡變量形式發送數據至Lonworks 總線；上位機根據需要通過網絡讀取數據，顯示于控制界面。數據采集硬件設計根據傳感器輸出信號的類型區分為模擬量信號的數據采集和開關量信號的數據采集。
2.1模擬量信號數據采集電路
　　普通的環境監測傳感器往往因為熱敏元件、濕敏元件等自身的差異而使得它們所表現出來的電壓、電流等信號與溫度、濕度呈不確定的非線性關系，而且，由于電壓、電流等模擬信號在遠距離傳輸時難免有損耗，必將導致測量精確度下降，從而影響環境監測系統中的監測現場信息的精確度，在損耗嚴重的情況下將直接導致監測數據丟失。因此，在控制節點設計中將普通的溫濕度傳感器產生的電信號進行模數轉換處理后，直接以數字量的形式通過網絡變量傳到 Lonworks總線上，避免了模擬量傳輸引起的損耗，從而提高了現場測量的精確度。
　　模擬量信號數據采集電路的主要功能是將傳感器輸出的模擬信號通過光電隔離、濾波放大、A/D轉換變成數字量，輸入控制模塊，再傳送至 Lonworks總線。流程如圖3所示。其中：光隔繼電器用來選擇所需要測量的傳感器輸入信號，離濾波電路用于濾除模擬輸入信號中的高頻干擾，隔離放大電路用于內部模擬信號的隔離，A/D轉換一般實現12位A/D轉換，送給Lonworks控制模塊。
2.2開關量信號數據采集電路
　　環境監測系統中有許多開關量信號傳感器，如：水浸開關等。開關量數據采集電路的主要功能是將開關信號通過電平轉換，由移位寄存器將并行信號轉換為串行信號，經控制模塊處理后，送至Lonworks總線。流程如圖4所示。 　

3環境監測系統軟件設計
　　環境監測系統軟件包括系統管理軟件和控制節點軟件兩部分。環境監測系統是自動化立體倉庫管理信息系統的一部分，基于客戶機／服務器（C/S）與瀏覽器／服務器（B/S）相結合的模式，通過DDE服務建立上層的監控應用，實現控制信息和管理信息的集成。控制節點軟件設計是環境監測系統軟件設計的核心，其Neuron芯片的編程語言是Neuron C，它是基于ANSI C專門為神經芯片設計的一種編程語言，并且進行了擴展以直接支持Neuron芯片的固件例程。控制節點的軟件設計主要內容是數據的輸入接口以及控制節點與監控中心或其他控制節點之間的通信。
3.1輸入接口設計
　　串行A/D轉換器MAX186把模擬信號轉換成數字信號并傳送給控制模塊，其控制字的寫入與A/D轉換的數據輸出通過串行數據線完成，其各個輸入通道由控制字進行選擇。輸入接口程序如下：
　　IO_8 Neurowire master select（IO_1）MAX186 //定義I/O對象為neurowire，IO_8為時鐘輸出，IO_10為串行輸入，IO_9
　　為串行數據輸出，選擇主控模式，MAX186片選信號由IO_1輸出
　　IO_1 output bit MAX186_CS=1　　　//初始化MAX186片選無效
　　When（time_expires (clock_1））　//定時/計數器Clock_1，計時終止時事件為真
　　{io_out（MAX186_CS ,0）　　　　　//使MAX186片選信號有效
　　io_out（,10001111）　　　　　　　//向MAX186送控制器字：通道0，單極性，單端輸入，外部時鐘模式
　　imput=io_in（MAX186,& input,16）　//輸入轉換結果
　　input=input>.>4;
　　io_out（MAX186_CS,1）;　　　　　　//MAX186片選無效，結束信號采集
　　}
3.2 控制節點之間的通信
　　控制節點之間的通信可采用網絡變量的方法進行互相通信，網絡變量分輸入和輸出兩種。若一節點將其某一變量設置為輸出網絡變量，則該變量的值將會傳送到Lonworks總線網絡上所有與某一變量相聯系的控制節點。輸入變量和輸出變量的連接可利用數據的綁定的方法實現。
3.3 控制節點與監控中心之間的通信
　　監控主機可以采用多種技術和Lonworks總線進行通訊，LonManager DDE、LNS DDE和LNS API已自主完成了多種驅動軟件的開發，實現了與多種工業組態軟件與LON網絡的連接，方便了用戶界面的迅速開發。同時也支持Delphi、VB、VC等語言的開發。　　
4結論
      Lonworks總線技術具有高可靠性、開放性、互操作性和易于實現等特點，已在國內外分布式控制系統領域得到廣泛的應用，具有廣闊的發展前景。基于Lonworks總線技術的環境監測系統由于采用Lonworks總線技術，使系統具有組網方便、通信簡單易行、信號傳輸可靠性高、節點便于擴充等優點，便于對地理位置分散的倉庫進行集中的監控。實踐證明，該方案具有可行性。　

　　參考文獻：
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