信息科技在智能大厦的应用实践
——Lonworks Networks 网络控制技术
焦敏(美国埃施朗公司)
一、Lonworks Networks技术的产生
基於计算机技术、网络通讯技术、大规模器件技术及自动化控制技术的发展，美国Echelon公司投入了15亿美元，700人及数十万工程小时，於1990年12月向全世界推出了Lonworks Networks全分布式智能控制网络技术。该项技术的开放式和互操作性，为智能控制网络的设计、实施、安装和维护提供了最佳解决方法；为制造商提供更有效、更经济、更容易的生产手段；不但节约能源，提高系统的安全可靠性，同时缩短用户开发产品周期，降低用户的安装操作和维护的成本。
Lonworks Networks技术产品主要用於智能控网络的开发建立和管理。如：楼宇的智能控制、工厂的自动化生产、交通运输系统的自动控制、电力系统的远程综合监控及无人职守、农业机械制造，还有医院、航空、航天等现代化电子产品的生产，从家庭到自动化过程都可以应用这种技术产品。使用Lonworks网络技术可使传统的自动化控制系统在硬件设计上降低50%；以网络的整个生命周期计算，可降低成本２／３。1995年美国ARC(Automation Research Corporation)公司统计在全球工业控制节点中Lonworks占有率增长到514%。下个世纪的目标是Lonworks Networks将通过Internet网络把以人为对象传送数据信息的网络(Internet)联通起来。即在世界上任何两方通过Internet可以洞察工厂的所有信息甚至控制到每个传感器和执行器的工作状态。
目前Lonworks技术的应用情况是北美占50%、欧洲35%、日本10%、其他地区为5%，中国在全世界市场中约占08%。
自从Echelon将Lonworks Networks技术公布於世，生产制造商生产出了具有Lonworks通讯协议的智能产品，系统集成商采用这些技术品构成Lonworks控制网络实现了大厦智能化的能力。智能的高低体现了设计师、工程师、业主的智慧。事实上Lonworks技术使建筑大厦的智慧只可能受到想象力的限制。
Echelon公司的创始人迈克·马可勒是苹果公司创始人之一。他的创造思想就是使我们的控制对象带有智慧。他的想法是：“如果我们把一个计算机，或者说把计算机的计算能力浓缩后，放进任何要控制的对象。比如简单到一个灯炮，或者一个录像机，一部汽车，或是一家工厂，然后把他们都联网，让他们都能一起工作……。现在我们达到了这个目标。我们创造了新的技术——Lonworks技术。”这种思想意味着Lonworks将公认为一个控制网络领域里的标准。Lonworks技术产品的开放性、互换性、全分散性，它的方便灵活，使每个控制点可以与网络上的任何一个控制点交流并一起工作。这是跨越任何传统技术的束缚，为各个领域带来了世界新技术的突破。
Lonworks是一种Universal Bus，被广泛应用於工业和设备自动化中。目前在世界上不少工业协会采纳Lonworks网络技术作为楼宇控制、家庭控制、加油站控制、火车刹车控制等的工业标准。建筑楼宇业的大制造商，如Honeywell已将Lonworks技术应用到他们的产品中。
二、Lonworks Networks技术简介
Lonworks Networks技术的基本部件是同时具有通讯与控制功能的Neuron芯片。芯片内部有三个中央处理器和RAM、ROM、EEPROM、软硬件计时器／计数器、操作系统、运作时间数据库及36种常见I／O控制对象，11路I／O输入／输出通道和通讯协议都固化在该芯片内。
·Lonworks技术所使用的通讯协议称为LonTalk协议。LonTalk协议遵循由国际标准化组织(ISO)定义的开放系统互联模型(OSI)。LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务。
·Lonworks控制网络技术不受通讯介质的限制，可以使用任何通讯介质。如：双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线、红外等。并且各种通讯介质能够在同一网络中混合使用。可以使用所有已有的网络体系结构，如：主从式、对等式以及客户服务式结构。网络可以自由组合。用户可以选择任意形式的网络拓扑结构，网络系统和性能可大可小。Lonworks技术在自动化应用中组建测控网络时还需要收发器，路由器，网络接口，网关，网络服务等相应的硬件和软件。该技术产品可由Echelon和OEM厂商共同提供。
三、Lonworks Networks技术在建筑自动化的应用
Lonworks Networks技术在建筑业中占有相当大的市场。据ARC的统计，在建筑自动化中占30%，家庭自动化占15%，工业自动化占40%。今天中国的建筑业发展迅速，现代化的商场、酒店、宾馆都具有了程度不同的自动化水平。现在人们习惯用“智能大厦”这个词组表示大厦采用了先进的科学技术。国际上正在形成一个标准来评价大厦先进水平的等级。他们认为：如果一座大厦，它的结构设计、设备运行、物业管理等都能按使用者的需求和业主希望的来实现，好比大厦有了头脑，有了智慧。我们能够做到满足业主的一切要求，业主现在想到的可以做到，希望以后增加的可以备有接口，可能会发生的可以留有余地。智能大厦的智慧来自设计师对Lonworks技术的应用水平。庄园里包括的控制硬件要比一个20层写字楼的还多。这包括了三个冷却塔，两个炉，特殊的户外换气设备和42个扇盘管系统。Lonworks网络可进行选程访问、监视、系统维护，设备更新的控制操作可用软件来实现。庄园管理工作人员可通过100多个屏幕实时(real time)地对庄园各个部位进行监视和控制。使用Lonworks技术使硬件部分比传统的解决办法节约25%的成本，同时还节约了系统的安装费用，提供了系统管理的方便性、灵活性。
这个使用Lonworks技术的庄园项目的成功，带来的是在曼哈顿的一座20层办公楼，接着是在韩国大宇汽车公司的一座21层楼进行的系统安装。无疑Lonworks技术也会很快进入中国的建筑业。尽管对同一座大厦可能会受到多方面的管理部门的制约，如：设计、工程、设备、物业管理、房地产开发及业主等属于不同部门。但一座座大厦在全国各地正在兴起，他们对Lonworks技术的应用表示了极大的兴趣。
今天，Echelon公司有3000以上的应用开发商和OEM遍布全世界，所安装的Lonworks节点数目超过500万个。中国的北京、上海、陕西省、广东省、河南省、安徽省、江苏省等地区已有了不同程度应用Lonworks技术的大厦智能控制系统。Echelon公司总部设在美国加州Palo Alto。Echelon公司在全世界38个国家和地区设有办事处和分销商。