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基于LONWORKS现场总线的智能传感器系统的研究

刘天健  
【摘要】: 本文主要研究基于LonWorks现场总线的智能传感器系统。LonWorks现场总线是以开放互连通信模型为基础的网络集成自动控制技术。它采用的数字化通信方式、智能化测控设备、全分散控制结构及开放性互连规范,使其可以彻底打破传统传感器系统信息孤岛的局面,完全符合当今世界传感器系统分散化、网络化、智能化的发展趋势。 文章从分析LonWorks现场总线技术的主要特点入手,提出了基于Chip-Based和Host-Based两种结构的智能传感器的设计方案;设计了基于LonWorks总线的远程温度测量和家庭安全防范报警智能传感器系统,初步实现了智能传感器节点与监控计算机之间的双向数据通讯。 Chip-Based结构的远程温度智能传感器,包括控制模块、温度探测及变换模块、温度显示及驱动模块、电源模块及其它辅助电路。文章详细叙述了它们的实现方法。Host-Based结构的家庭安全防范报警智能传感器,主要包括MSC1211与3150芯片和485总线的接口电路、控制模块、MSC1211在系统编程模块、电源模块、以及一些辅助电路。 在硬件设计的基础上,分别详细阐述了两种结构的智能传感器的软件实现。在Chip-Based结构的远程温度测量智能传感器中,以温度探测及变换接口和温度显示模块接口为研究对象,详细叙述了智能传感器节点的符合LonMark标准的Neuron C应用软件的设计过程;在Host-Based结构的家庭安全防范报警智能传感器中,在研究了MSC1211的通信接口的特性之后,详细阐述了MSC1211单片机、神经元芯片3150的通信程序流程和编程实现。 在分析了LonWorks网络服务(LNS)技术之后,深入研究了智能传感器网络监控管理系统的功能设计、功能模块划分以及功能模块的编程实现。最后,将编制的节点应用程序下载到温度测量和安全防范报警传感器节点,以运行管理监控软件的PC机作为服务器,实现了双向数据传输,为进一步进行智能传感器具体应用系统的研究打下了基础。


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