基于Lonworks现场总线的机房监控系统

1 LonWorks技术特点及系统结构
LonWorks控制网络技术，是目前控制领域中应用最广的通用控制总线技术之一。该技术提供一个平坦、对等式的控制网络架构，给各种控制网络应用提供端到端的解决方案。如今，许多知名大公司已向全世界提供各类LonMark技术的产品。LonWorks技术自1996年进入我国，取得了迅速发展。
1)LonWorks技术的特点
LonWorks技术的核心是神经元芯片，它包括一个固化的高级通信协议(LonTalk)、三个微处理器、一个多任务操作系统和灵活的输入／输出方式。 LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部7层协议，其中1～6层协议固化在神经元芯片中，只有第七层应用层是根据应用对象自行定义，大大节约了开发时间和成本投入。其主要特点有：
(1)开放性和互操作性。LonWorks技术符合ISO的OSI标准，具有很好的开放性、互联性和互操作性，符合LonMark标准的不同公司的产品可以相互兼容，系统进行扩容十分方便。
(2)分布式无主站控制。LonWorks网络采用无主站点对点的对等结构，各节点地位均等，每个节点都能完成控制和通讯功能。部分节点的故障不会造成系统瘫痪，提高了系统的稳定性，降低了维护难度。
(3)系统结构灵活。LonWorks网络拓扑结构灵活多变，可根据具体应用工程的结构特点采用不同的网络连接方式，可以最大限度地降低布线系统的复杂性和工作量，提高系统可靠性。
(4)成本低，维护容易。由于采用分布式结构，节省布线、增加新设备、改变设备地址、调整运行参数、系统升级只需通过微机设置，不必更改硬件设备，因此可以节省硬件数量与投资，节省安装与维护费用。

2 应用实例
现从某通信有限公司机房环境动力监控系统中的实际应用来说明LonWorks技术在机房监控中的应用。
1)系统配置
一般情况下监控系统由上位管理机、网络接口以及多个LonWorks节点模块及各种现场设备组成。
上位机通过网络接口模块与LonWorks总线相连，用于整个系统的集中监控管理、分析与检测网络通信上的节点问的通信包、网络变量等的通信状况，包括通信量的分析、数据包的误码率和内容检测等。LonWorks网络接口模块负责接收上位机下达的指令和上传本节点的实时检测参数。节点数量可根据监控的需要增减，使用LonWorks现场总线作为控制和通信网络把各节点连接成一个分布式智能控制系统。网络拓扑结构采用总线方式，传输介质采用双绞线，通信位速率设为78．125kbps时，LonWorks总线任意两节点之间的通信距离可以达到2 700m。[p]
工程现场已安装各种现场检测设备，包括温湿度仪4台、漏水检测仪一台、UPS两台、电量检测仪一台、各种电源开关及消防检测开关8路。根据现场设备情况配置LonWworks系统结构的各个部分，其系统结构如图1所示。

LonWorks节点模块如表1所示。

2)软件功能
根据系统要求，在组态软件中进行相应编程，该系统实现的主要功能如下：
(1)实时监测
实时监测包括环境监测和动力参数监测。环境监测主要是机房内温、湿度监测及漏水监测。动力参数监测则主要包括电源开关、电量参数采集和全部UPSs工作状态监测。
①温湿度监测
计算机及通信设备对温度和湿度有较高的要求，在机房中布放温湿度变送器，通过模拟量输入模块采集数据并传递到上位机组态软件中，对温湿度进行实时显示、绘制时间曲线、在数据超出高低限设定值时发出报警信息。
②漏水监控
使用智能漏水检测系统检测感应线上任何点的漏水位置，并发出语音报警。
③电源开关及消防状态监测
监视各支路电源及消防的开关状态，通过光电隔离电压转换和数字量输入模块，实时监控配电状况。
④电源参数监测
采用电量检测仪监测市电和UPS供电质量，对于重要的参数可作曲线记录，查询每段时间内的参数变化，并可显示选定某天的最大值、最小值，使管理人员全面了解供电情况。[p]
(2)报警
在上位机组态软件中编程可对实时采集到的各种现场检测数据进行报警判断并发出警报，如图2所示为报警功能画面，实现的报警功能如下：

①对各种开关量进行打开、闭合或状态改变报警；
②对模拟量进行高限、低限、超高限、超低限、变化率、死区等报警；
③通过音箱直接发出报警信息；
④利用调制解调器通过电话发出报警信息；
⑤可实时设定报警电话(可设置3个不同的电话)、报警信息、报警音乐播放次数等；
⑥每种不同报警事件都可以设定和其相对应的报警信息。
(3)历史记录
①对报警信息及重要事件、消息进行历史记录。
②根据用户需要，对一些重要的数据进行历史记录并存储在相应的数据库中。

3 结束语
通过机房监控系统的实际使用情况，得知该系统简单易用、运行稳定、性能可靠。保障机房的安全运行，给机房工作人员带来极大的方便。而且由于LonWorks网络系统的开放性和互操作性的特点，使得工程维护容易、扩容方便。这些充分体现了LonWorks 现场总线产品和系统性价比高、集成方便等优势，LonWorks技术将会有着更加广阔的发展空间及应用前景。