（海思生產(chǎn)部提供）
一、概述
LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是目前國際、國內(nèi)最具競爭力的現(xiàn)場總線之一。LonWorks具有良好的開放性、互操作性，可使用多種通訊媒介傳輸信號，能使用現(xiàn)有的所有網(wǎng)絡(luò)拓撲，可與Internet無縫連接等。LON控制網(wǎng)絡(luò)的高穩(wěn)定性、高可靠性、實時性及施工便捷性，使其在工業(yè)、智能建筑、智能家居、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和運輸業(yè)等眾多自動控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文針對不同的應(yīng)用層次，探索基于LON控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)的幾種技術(shù)路線。
二、采用LonMaker管理工具監(jiān)控
LonMaker for Windows網(wǎng)絡(luò)管理軟件是以美國埃施朗公司的LNS網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，把強大的客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)和易于使用的Visio用戶界面綜合起來，形成了一個用于設(shè)計、啟動、監(jiān)視、測試、維護LON分布式控制網(wǎng)絡(luò)的工具。
LM工具不僅能在LonMaker圖頁中通過連接、LNS 文本框監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)變量，在一個單獨的應(yīng)用程序中通過LonMaker Brower對任何設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)變量和配置屬性進行讀和寫，還能建立人機界面HMI （human machine interface）。如在一個LonWorks網(wǎng)絡(luò)中控制樓房的加熱系統(tǒng)，HMI能顯示每個房間溫度的實時讀入，同時可通過HMI控制加熱器和風扇。
使用LM工具創(chuàng)建一個HMI有三種選項：
1、使用LNS 文本框。它是一個ActiveX控件，每個LNS文本框能用來監(jiān)視或控制一個網(wǎng)絡(luò)變量，這種方法不需要任何編程。
2、使用第三方ActiveX控件。第三方ActiveX控件是來自除了LonMaker工具外其他來源的任一控件，如美國國家儀器有限公司設(shè)計的控件，它們用來加強LonMaker工具創(chuàng)建的HMI，使之形象化。
3、創(chuàng)建自定義的ActiveX控件。作為使用第三方ActiveX控件的替換，可以創(chuàng)建自己的基于LNS的ActiveX控件。
LM工具的HMI為簡單監(jiān)控操作提供了低成本平臺，但它不能用來代替高級終端的 HMI工具，如InTouch或iFIX。如果需要監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的狀態(tài)或表示網(wǎng)絡(luò)中簡單的相互作用，LM工具的HMI足夠了。如果表示網(wǎng)絡(luò)中更為復(fù)雜的相互作用，最好使用高級終端的HMI工具，這些工具還提供了報告、分析、歷史、報警日志、事件處理等功能。
三、采用LM+LNS DDE Server+組態(tài)軟件實現(xiàn)監(jiān)控
1、 監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
監(jiān)控系統(tǒng)的基本組件為：上位機（裝有監(jiān)控組態(tài)軟件）、LNS DDE Server、LonMaker for windows、LonWorks網(wǎng)絡(luò)等。在此系統(tǒng)中，上位機可監(jiān)視LonWorks網(wǎng)絡(luò)，讀取網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點采集的實時數(shù)據(jù)，顯示各節(jié)點的工作狀況及歷史圖表，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的判別、分析及貯存等。同樣，上位機也可控制LonWorks網(wǎng)絡(luò)，能直接向被控設(shè)備發(fā)送命令，控制某一節(jié)點的狀態(tài)。
2、監(jiān)控系統(tǒng)組件
a、 LonWorks網(wǎng)絡(luò)及LonMaker for windows
LonWorks網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)工具、信道、基礎(chǔ)設(shè)備等組成。在監(jiān)控一個網(wǎng)絡(luò)之前，需使用LNS網(wǎng)絡(luò)工具如LonMaker for windows對網(wǎng)絡(luò)進行安裝，使得每個設(shè)備能夠與同一網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備進行通信，LonMaker網(wǎng)絡(luò)設(shè)計所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)配置信息為LNS DDE Server提供服務(wù)。
b、 DDE與LNS DDE Server
所謂DDE—Dynamic Data Exchange，即動態(tài)數(shù)據(jù)交換，是WINDOWS平臺上的一個完整的通信協(xié)議，它使應(yīng)用程序能夠彼此交換數(shù)據(jù)和發(fā)送指令。兩個同時運行的程序之間通過DDE方式交換數(shù)據(jù)時建立Client/Server關(guān)系。
LNS DDE Server是一個基于LNS操作系統(tǒng)的軟件包，是與DDE兼容的到LonWorks網(wǎng)絡(luò)的接口，且和許多HMI及SCADA軟件包兼容。通過LNS DDE Server，Windows應(yīng)用程序可方便地與LonWorks網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備交換信息，也就是說，利用LNS DDE Server，任何承擔DDE Client的應(yīng)用程序能監(jiān)視和控制一個或多個LonWorks網(wǎng)絡(luò)。
DDE Client與LNS DDE Server之間的通信需要三個約定標識：Application、Topic及 Item，即當Client發(fā)出開始與DDE對話的請求時，只有當Application、Topic標識與LNS DDE Server內(nèi)部設(shè)定的標識一致時，系統(tǒng)才將DDE Client的請求傳達給LNS DDE Server。
四、采用監(jiān)控組態(tài)軟件
監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（supervisory control and data acquisition, SCADA）的軟件平臺工具，具有豐富的設(shè)置項目，使用方式靈活，功能強大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時，HMI或MMI（man machine interface）是其主要內(nèi)涵，即主要解決人機圖形界面問題。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。目前國內(nèi)常用的組態(tài)軟件有：Intouch、iFIX、組態(tài)王等等。
五、采用VB+LNS開發(fā)平臺開發(fā)
1、LNS網(wǎng)絡(luò)工具
LNS網(wǎng)絡(luò)工具可以是DM-21嵌入式工具和基于PC機的工具（LonMaker for Windows，LNS DDE Server），也可以為基于開發(fā)工具包開發(fā)的工具。其中LNS應(yīng)用程序開發(fā)者工具包是開發(fā)LNS網(wǎng)絡(luò)工具的工具包。包括LNS服務(wù)器、32位LNS ActiveX控件、LNS數(shù)據(jù)服務(wù)器、32位DLL、LNS Plug-in向?qū)к浖⒒贚NS網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序、工具應(yīng)用程序等，適用于Windows 2000、Windows NT 4.0、Windows 95/98等。
2、LNS對象層次結(jié)構(gòu)及編程模型
LNS （LonWorks Network Service的縮寫，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）把LonWorks網(wǎng)絡(luò)表示為具有層次的對象，而每個對象相應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)中的物理對象，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、特性、操作等。這些對象提供了一整套的方法、屬性和事件。
“設(shè)備對象”表示一個應(yīng)用設(shè)備的一個對象，它提供了一套方法與屬性。LNS客戶應(yīng)用程序通過LNS ActiveX 控件賦予對象屬性和方法，使對象發(fā)生改變。比如把“State”（狀態(tài)）賦予對象的屬性，把“Wink”（閃爍）賦予對象的方法，使該設(shè)備產(chǎn)生相應(yīng)的變化。而當設(shè)備發(fā)生網(wǎng)絡(luò)變量更新或Service Pin時，通過LNS ActiveX 控件以事件報告設(shè)備對象所發(fā)生的變化，應(yīng)用程序根據(jù)這些事件進行相應(yīng)的處理。
3、開發(fā)LNS應(yīng)用程序
開發(fā)一個LNS應(yīng)用程序即LNS網(wǎng)絡(luò)工具，使它能夠安裝節(jié)點、創(chuàng)建連接、診斷和維護網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)等。為了完成開發(fā)，需要的軟硬件如下：
軟件：the LNS Application Developers Kit for Windows（LNS應(yīng)用程序開發(fā)者工具包）、 LNS for Windows、Microsoft Visual Basic 6.0。
硬件：一個LonWorks NSI（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口）、一個LonWorks 設(shè)備（具有Server pin）。
六、采用嵌入式（Web Server）監(jiān)控
i.LON1000是埃施朗公司推出的突破性產(chǎn)品，在性能和可靠性方面都是高水平的，得到Cisco的認證。 i.LON 1000具有兩種主要功能：作為LonWorks Router與作為Web server。
Web 服務(wù)器在數(shù)據(jù)服務(wù)器與Web 瀏覽器之間提供LonWorks網(wǎng)絡(luò)變量的服務(wù)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控?；赪eb管理的LonWorks網(wǎng)絡(luò)與一般的LonWorks網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別，是在已存在的LonWorks網(wǎng)絡(luò)上，添加一臺 i.LON設(shè)備做Web Server。 i.LON設(shè)備以Web Server方式運行，在互連網(wǎng)上作為實際網(wǎng)絡(luò)的代理，具體實現(xiàn)細節(jié)對監(jiān)控端是完全透明的?；谝蕴W(wǎng)，客戶只要擁有瀏覽器，即可方便地對遠程設(shè)備進行監(jiān)控，這樣無論在何處、何時都可通過LAN、WAN或Internet對特定LonWorks網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進行實時監(jiān)控。
使用i.LON Web Server進行監(jiān)控需要完成如下工作：
①配置i.LON：使用Console Application;
?、诮⑿滦诺溃菏褂胻he Configuration Server;
?、叟渲胕.LON作為Web Server的網(wǎng)絡(luò)：通過網(wǎng)絡(luò)管理工具，如LonMaker;
?、軇?chuàng)建網(wǎng)頁：使用HTML編輯器及i.LON Web Tag Wizard;
⑤向i.LON設(shè)備傳送網(wǎng)頁：使用FTP;
?、薨踩栽O(shè)置：修改i.LON的WebParams.dat 文件中的設(shè)置;
?、邷y試：通過Web 瀏覽器進行測試。
七、技術(shù)路線評價
本文探索了幾種基于Lonworks構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)路線。LM工具的人機界面為簡單監(jiān)控提供了低成本平臺，但它不能用來代替高級終端的 HMI工具。利用LM+LNS DDE Server+組態(tài)軟件進行監(jiān)控的方法，具有快速、開發(fā)工作量小、方便組態(tài)的特點，適合一般要求的HMI，尤其適合短期、可靠性高的工程項目。直接使用LNS開發(fā)，可以定制自己的軟件產(chǎn)品，監(jiān)控與管理系統(tǒng)更靈活，但開發(fā)工作量比LM+LNS DDE Server+組態(tài)軟件大，而且復(fù)雜。利用Web Server實現(xiàn)監(jiān)控，可通過Internet從任何地方、任何時間對LonWorks網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控，把Internet帶入人們的生活，但它不能訪問配置屬性和網(wǎng)絡(luò)管理功能。
