1 BAS 概述
1.1 BAS 含義
樓宇自動化系統(tǒng)（以下簡稱“BAS 系統(tǒng)”）是智能建筑的重要組成部分,，是通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),、綜合布線系統(tǒng),、集成化系統(tǒng)等，控制建筑物的照明，空調(diào)通風(fēng)，給排水,，變配電，安防等設(shè)備,，是一個既復(fù)雜又綜合的系統(tǒng),。
1.2 BAS 領(lǐng)域的幾種現(xiàn)場總線
目前，用于BAS 系統(tǒng)的現(xiàn)場總線主要有以下幾種：分別為LonWorks,、BACnet,、CAN，EIB 和Profibus 等,。
2 各種現(xiàn)場總線技術(shù)分析
2.1 LonWorks
LonWorks 技術(shù)是廣泛應(yīng)用于BAS 系統(tǒng)中,。在供配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng),、熱源系統(tǒng)尤為突出,。LonWorks 主要具備優(yōu)勢：
⑴兼容性強(qiáng)?？梢酝ㄟ^通信電纜,、網(wǎng)線,、電線,、光纜以及無線的方式進(jìn)行傳輸。
⑵拓?fù)浞绞阶杂?，可自主組合,。主要包括樹型、總線型,、星型等多種連接方式,。
⑶方便操作，任一節(jié)點(diǎn)都可進(jìn)行管理,。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的權(quán)限相同,，管理員可在任一節(jié)點(diǎn)對系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。
⑷方便維護(hù)及管理,。LonTalk 協(xié)議是LonWorks 的核心部分,，其固化于Neuron 芯片中，免去開發(fā)的時間,。
⑸采用熟悉的編程程序,。LonWorks 采用熟悉的Neuron C 語言,，方便程序員的編制和開發(fā)。
LonWorks 的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
⑴時效性不強(qiáng),。
⑵數(shù)據(jù)流處理能力不強(qiáng),。
⑶系統(tǒng)較封閉。
2.2 CAN 總線
CAN 總線初是德國Bosch 公司為汽車監(jiān)控控制系統(tǒng)設(shè)計提出的,，現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn),，在電力、石化,、空調(diào),、建筑等行業(yè)均有應(yīng)用。
CAN 的優(yōu)點(diǎn)是：
⑴采用8 字節(jié)的短幀傳送,。
⑵具有多種錯誤校驗(yàn)方式,。
⑶采用無損壞的仲裁技術(shù)。
⑷CAN 芯片不但價格低而且供應(yīng)商多,。
CAN 的缺點(diǎn)是：
⑴CAN 總線容量較小,，多可掛接110 個節(jié)點(diǎn)。
⑵CAN 總線技術(shù)比較簡單,，開發(fā)難度較低,。
2.3 Profibus 總線
Profibus 是上具有較大影響的總線標(biāo)準(zhǔn)之一，其產(chǎn)品已被普遍接受,。
Profibus 由Profibu-FMS,，Profibus-DP 及Profibus-PA 三部分組成。其中,，FMS 主要用于非控制信息的傳輸,，適用于紡織、樓宇自動化,、可編程控制器,、低壓開關(guān)等：PA 主要用于過程自動化的信號采集及控制；DP 是制造業(yè)自動化主要應(yīng)用的協(xié)議內(nèi)容,，是滿足用戶快速通信的方案,，其傳輸速度為12Mbit/s，適用于分散外設(shè)間的高速數(shù)據(jù)傳輸,。
Profibus-DP 使用ISO/ OSI 模型中物理層,、鏈路層和用戶層接口，第3 層到第7 層都未加描述,。這種體型結(jié)構(gòu)確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖俸陀行нM(jìn)行,，使得Profibus-DP 適于現(xiàn)場級的高速數(shù)據(jù)傳輸。
Profibus-FMS 對第1，2 和7 層均加以定義,，包含了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通訊服務(wù),。Profibus-DP 和Profibus-FMS 使用相同的傳輸技術(shù)和總線訪問協(xié)議，因而兩套系統(tǒng)可以在同一根電纜上操作,。Profibus-PA 數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的Profibus-DP協(xié)議,，能夠滿足過程工業(yè)安全的要求使用分段式藕合器可將Profibus-PA 設(shè)備方便地集成到Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)。
Profibus 的優(yōu)點(diǎn)：
⑴自由的拓?fù)浞绞健?/span>Profibus 支持樹型,、線型和環(huán)形的連接方式,。
⑵傳輸容量大。Profibus 總線上每段可連接32 個站點(diǎn),，如果使用中繼器的情況,，即可達(dá)到126 個站點(diǎn)。
⑶傳輸距離長,。
⑷傳輸速度快,。
Profibus 的缺點(diǎn)：
⑴傳輸流量有限。每幀的有效字節(jié)不超過246 個,。
⑵協(xié)議復(fù)雜,，開發(fā)難度和費(fèi)用較高。
2.4 三種不同的現(xiàn)場總線性能對比
通過OSI 網(wǎng)絡(luò)層次,、介質(zhì)訪問控制方式,、通信介質(zhì)、速率,、大節(jié)點(diǎn)數(shù),、拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)、開發(fā)成本和工作方式等方面,，分析LonWorks,、CAN 總線以及Profibus 在工程中的應(yīng)用情況。

表1 現(xiàn)場總線性能比較

圖1 小區(qū)安防系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3 基于LonWorks 在安防中的設(shè)計
3.1 安防節(jié)點(diǎn)的設(shè)計
智能建筑系統(tǒng)中的安全防范系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示,。該系統(tǒng)為分布式智能控制系統(tǒng),，可在任一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，通過LonWorks 總線將各節(jié)點(diǎn)聯(lián)系起來,。
入侵報警系統(tǒng)作為小區(qū)的首條防線，在小區(qū)圍護(hù)裝置上設(shè)置紅外對射探測器,，在有人員或者物品進(jìn)入該區(qū)域時,，能及時進(jìn)行報警。同時,，前端設(shè)備具備防破壞報警功能,，以防不法分子進(jìn)行惡意破壞，試圖入侵該小區(qū)。入侵報警系統(tǒng)前端設(shè)備具有定位功能,，當(dāng)前端設(shè)備報警時,，可在控制室通過系統(tǒng)操作，及時分析緊急情況,，并聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)對入侵區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控,。
家庭的安防是安全防護(hù)的第二道防線，在家庭內(nèi)部設(shè)置安防節(jié)點(diǎn),，連接各種探測器進(jìn)行安防探測,。在LonWorks 智能節(jié)點(diǎn)與探測器的連接中，可以采用總線制的方式進(jìn)行連接,，通過對報警設(shè)備的編碼進(jìn)行報警設(shè)備的識別,。
出入口控制系統(tǒng)：在小區(qū)的出入口、停車場出入口正常都設(shè)置道閘,，如出現(xiàn)非法操作時,，可在控制室及時了解情況，并通過無線電等方式通知安保人員,。
玻璃破碎探測器：主要安裝于住戶的窗戶,，玻璃門等地方，通過玻璃破摔聲音的震動信號引發(fā)傳感器的動作,，同時把報警信號傳輸?shù)较到y(tǒng)控制中心,。
紅外探測器和紅外/ 微波雙鑒器：用十區(qū)域防護(hù)，通常安裝在房間和主要通道的墻上或大花板上,。當(dāng)有人非法侵入后,，紅外探測器通過探測到人體的溫度來確定有人非法侵入，紅外/ 微波雙鑒器探測到人體的溫度和移動來確定有人非法侵入,，并將探測到的信號傳輸給報警控制主機(jī)進(jìn)報警,。管理人員也可以通過程序來設(shè)定紅外探測器和紅外/ 微波雙鑒器的等級和靈敏度。
緊急呼救按鈕：主要安裝在人員流動比較多的位置或家庭內(nèi)部,，以便在遇到意外情況時可按下緊急呼救按鈕向保安部門或其他人進(jìn)行緊急呼救報警,。
報警揚(yáng)聲器和警鈴：安裝在易于被聽到的位置，在探測器探測到意外情況并發(fā)出報警時,，報警探測器能通過報警揚(yáng)聲器和警鈴來發(fā)出報警聲,。
報警指示燈：主要安裝在住戶大門外的墻上，當(dāng)報警發(fā)生時,，可讓來救援的保安人員通過報警指示燈的閃爍迅速找到報戶,。
3.2 安防節(jié)點(diǎn)的功能
每個家庭設(shè)置一個安放節(jié)點(diǎn)，通過LonWorks 總線與控制網(wǎng)絡(luò)相連接,?？刂凭W(wǎng)絡(luò)通過對每個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼,，使得每個節(jié)點(diǎn)具有的編碼，從而方便識別與控制,。通過控制室的操作,，可任意切換布防和撤防的狀態(tài)、同時每個節(jié)點(diǎn)具有復(fù)位功能,。甚至于可以對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編程,，設(shè)置布放開始時間和撤防時間、報警類型(立即報警,、延時報警或24 小時報警等)等功能,。一旦家庭前端探測器探測到報警信號時，由傳感器將信號傳輸?shù)角岸丝刂破?，控制器收到信號后,，識別信號種類，并把信號通過LonWorks 傳輸?shù)娇刂浦行?，通過報警揚(yáng)聲器或警鈴發(fā)送報警信號,，同時通過入侵報警系統(tǒng)的主界面可識別報警位置。當(dāng)布放成功時,，該節(jié)點(diǎn)的指示燈應(yīng)為紅色,，而撤防狀態(tài)時，則節(jié)點(diǎn)指示燈為綠色,。