一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统，其特征在于：所述系统包括MIP结构节点、网络管理工具以及神经元节点；所述MIP结构节点检测网络所有节点网络变量和显示报文的变化情况；所述网络管理工具为节点分配逻辑地址，将每个节点的网络变量和显示报文连接起来；所述神经元节点负责处理介质访问控制、网络控制和应用控制，作为通信协处理器；本系统可以广泛应用在大型水利设施，价格低廉，工作稳定可靠，组态方便，工程周期短，节约成本；本系统实现对现场设备的远程控制，实现既可靠耐用又经济实惠的闸门自动化监控系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统
本技术属于水利设施
，尤其涉及一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统。
技术介绍
水利设施地理分布十分分散，在某些地方水文传感器、状态传感器、被控对象相距几千米，甚至更多。因此，国内外水利设备设计制造厂家广泛采用分布式分层控制结构。其核心元件大多采用世界著名品牌的可编程序控制器（PLC，如SIEMENS、GM、三菱、摩托罗拉等），工业控制计算机（IPC，如研华、SIEMENS等）和其他相关软件。可编程控制器是系统的核心，负责水文传感器和设备状态传感器数据的采集和前期处理，以及所有控制逻辑的实现和与上位机的通讯。通讯方式采用RS-485总线，PROFIBUS总线，工业以太网等等。通讯介质通常是电缆或光缆。一般的，在现场提供两种控制方式：现地手动和现地自动。前者完全通过原始的继电器、接触器组成的接线程序控制系统实现，后者则依靠可编程控制器的逻辑，通过发送指令控制继电器、接触器实现。上位计算机负责接收可编程控制器发来的传感器数据和设备状态数据，提供相应的动画界面，并与操作员交互，向可编程控制器发送命令，使用可编程控制器的逻辑控制继电器、接触器，实现对现场设备的远方控制。以可编程控制器为核心构成的系统，工作稳定可靠，组态方便，工程周期短，但是价格却十分昂贵。对于资金丰富的大型水利设施，不失为一种很好的选择。但是，在我国，大量存在的中小型水库，资金有限，很难建设一套既先进又经济的系统。
技术实现思路
为了实现既可靠耐用又经济实惠的闸门自动化监控系统的设计方案，根据LON总线的特点，并考虑节约成本和工期等实际因素，提出一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统。本技术采用的技术方案如下：一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统，其特征在于：所述系统包括MIP结构节点、网络管理工具以及神经元节点；所述MIP结构节点检测网络所有节点网络变量和显示报文的变化情况；所述网络管理工具为节点分配逻辑地址，将每个节点的网络变量和显示报文连接起来；所述神经元节点负责处理介质访问控制、网络控制和应用控制，作为通信协处理器；所述MIP结构节点与网络管理工具通过双绞线连接，所述双绞线通过路由器与电力线连接，所述电力线连接神经元节点；所述神经元节点包括神经元芯片，所述神经元芯片连接存储单元、复位电路，并通过接口单元与主处理器进行数据通信，通过收发器连接到双绞线主通信回路中。进一步的，所述双绞线到电力线的路由器连接两个通道之间的LonTalk信息。进一步的，所述每个节点共用一个48VDC中央电源供电。进一步的，所述主处理器负责完成复杂的控制逻辑，通过内置的接口与现地控制器、传感器、执行器连接，进行数字量、模拟量或串口的数据通信。进一步的，所述主处理器选择PHILIPS公司的使用16位或32位ARM7TDMI-S内核的LPC2200系列芯片。进一步的，所述双绞线传输速率是1.25Mbps。本技术具有以下有益效果：本系统可以广泛应用在大型水利设施，价格低廉，工作稳定可靠，组态方便，工程周期短，节约成本；本系统实现对现场设备的远程控制，实现既可靠耐用又经济实惠的闸门自动化监控系统。附图说明图1为本技术的系统结构图。图2为本技术神经元节点原理框图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的说明：如图1-2所示，一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统，其特征在于：所述系统包括MIP结构节点、网络管理工具以及神经元节点；所述MIP结构节点检测网络所有节点网络变量和显示报文的变化情况；所述网络管理工具为节点分配逻辑地址，将每个节点的网络变量和显示报文连接起来；所述神经元节点负责处理介质访问控制、网络控制和应用控制，作为通信协处理器；所述MIP结构节点与网络管理工具通过双绞线连接，所述双绞线通过路由器与电力线连接，所述电力线连接神经元节点；所述神经元节点包括神经元芯片，所述神经元芯片连接存储单元、复位电路，并通过接口单元与主处理器进行数据通信，通过收发器连接到双绞线主通信回路中。进一步的，所述双绞线到电力线的路由器连接两个通道之间的LonTalk信息。进一步的，所述每个节点共用一个48VDC中央电源供电。进一步的，所述主处理器负责完成复杂的控制逻辑，通过内置的接口与现地控制器、传感器、执行器连接，进行数字量、模拟量或串口的数据通信。进一步的，所述主处理器选择PHILIPS公司的使用16位或32位ARM7TDMI-S内核的LPC2200系列芯片。进一步的，所述双绞线传输速率是1.25Mbps。实施例：在LON总线中需要一个网络管理工具，在建立通信时为节点分配逻辑地址，将每个节点的网络变量和显示报文连接起来；一旦网络系统建成正常运行后，还需要对其进行维护。MIP结构节点——上位计算机可以随时了解该网络的所有节点网络变量和显示报文的变化情况。双绞线到电力线的路由器连接两个通道之间的LonTalk信息（LonTalk是Lonworks通信协议）。由于水利设施设备的分散特性，往往设备电源采用集中供电方式，所有节点共用一个48VDC中央电源供电。这样，通讯线和电源线共用一对双绞线，可以节约一对双绞线。电源线收发器由于采用的是直流供电，所以它可以通过变压器直接耦合到双绞线上。神经元节点的结构如图2所示。神经元芯片是Lonworks技术的核心，内部集成了3个8位的CPU，分别负责处理介质访问控制、网络控制和应用控制，作为通信协处理器。它连接有存储单元EEPROM、复位电路等模块，并通过接口电路与主处理器进行数据通信，通过收发器连接到双绞线主通信回路中。主处理器负责完成复杂的控制逻辑，通过内置的丰富接口与现地控制器、传感器、执行器等外设进行数字量、模拟量或串口的数据通信。主处理器选择PHILIPS公司的使用16/32位ARM7TDMI-S内核的LPC2200系列芯片，内部集成了16KB的SRAM、128KBD的FlashROM，128位宽度接口/加速器可实现高达60MHz工作频率，通过片内boot装载程序实现在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)，另外4通道10bit的A/D转换器、多个串行接口（包括2个16C550工业标准UART、高速I2C接口和2个SPI接口）。不支持内存管理单元（MMU），可运行不含内存管理单元的嵌入式操作系统，如µCLinux等。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统，其特征在于：所述系统包括MIP结构节点、网络管理工具以及神经元节点；所述MIP结构节点与网络管理工具通过双绞线连接，所述双绞线通过路由器与电力线连接，所述电力线连接神经元节点；所述神经元节点包括神经元芯片，所述神经元芯片连接存储单元、复位电路，并通过接口单元与主处理器进行数据通信，通过收发器连接到双绞线主通信回路中；所述双绞线到电力线的路由器连接两个通道之间的LonTalk信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统，其特征在于：所述系统包括MIP结构节点、网络管理工具以及神经元节点；所述MIP结构节点与网络管理工具通过双绞线连接，所述双绞线通过路由器与电力线连接，所述电力线连接神经元节点；所述神经元节点包括神经元芯片，所述神经元芯片连接存储单元、复位电路，并通过接口单元与主处理器进行数据通信，通过收发器连接到双绞线主通信回路中；所述双绞线到电力线的路由器连接两个通道之间的LonTalk信息。2.根据权利要求1所述的一种基于Lonworks总线的水库闸门监控系统，其特征在于：所述每个节点共用一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜岗，
申请(专利权)人：中国矿业大学，连云港职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32