基于Q2686無(wú)線(xiàn)CPU和Lonworks技術(shù)的無(wú)線(xiàn)監控網(wǎng)關(guān)的設計

引言
本無(wú)線(xiàn)監控網(wǎng)關(guān)最初的設計目標是應用在樓宇能源監控系統中。樓宇能源監控系統主要由計量終端（電能、水、燃氣、燃油等智能計量終端）、現場(chǎng)監測網(wǎng)絡(luò )、信息遠程傳輸網(wǎng)絡(luò )、能源監管中心等幾方面組成。本無(wú)線(xiàn)監控網(wǎng)關(guān)主要是通過(guò)現場(chǎng)監測網(wǎng)絡(luò )（LON，保留RS485）對計量終端進(jìn)行數據的收集，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )將數據通過(guò)Internet傳送到能源監管中心。本無(wú)線(xiàn)監控網(wǎng)關(guān)也可以做簡(jiǎn)單修改以適應更多的應用場(chǎng)合。

在傳統的樓宇能源監控系統中，現場(chǎng)監測網(wǎng)絡(luò )絕大多數采用串口通信（RS485）接口和Modbus通信協(xié)議，信息遠程傳輸網(wǎng)絡(luò )也主要是通過(guò)有線(xiàn)傳輸的方式將數據傳送到能源監管中心。串口通信（RS485）接口和有線(xiàn)遠程傳輸網(wǎng)絡(luò )存在多種不足，如不支持多種通信介質(zhì)、只能是主從式通信、不同廠(chǎng)家產(chǎn)品的通信協(xié)議各不相同、有線(xiàn)遠程傳輸網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)困難等。為了解決上述技術(shù)上存在的問(wèn)題，本設計采用Q2686無(wú)線(xiàn)CPU和Lonworks技術(shù)來(lái)實(shí)現具有遙控、遙測及定時(shí)控制于一體的多功能無(wú)線(xiàn)監控網(wǎng)關(guān)。

Q2686無(wú)線(xiàn)CPU介紹

Q2686是Wavecom公司的新一代無(wú)線(xiàn)CPU Q26系列的一員，它采用ARM9 32bit內核的中央處理器，104MHz，30MIPS，32MB閃存和16MB的RAM，2個(gè)模數轉換器，1個(gè)USB 2.0接口，1個(gè)并口，2個(gè)RS232串口，最多可配備44個(gè)GPIO，四頻段(GSM 850/900/1800/1900MHz)。

Wavecom專(zhuān)有的Open AT軟件開(kāi)發(fā)套件，是性能一流的嵌入式蜂窩網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)Open AT的WIP（TCP/IP協(xié)議棧）插件，可以方便地在產(chǎn)品上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)。WIP插件還可以配合C-GPS插件或Wavecom其他插件一起應用，可以方便地進(jìn)行GPS應用開(kāi)發(fā)和TCP/IP的應用開(kāi)發(fā)。

Lonworks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

Lonworks是由美國Echelon公司開(kāi)發(fā)的一種完整的、全開(kāi)放的互操作性強、可靠性高、成熟的分布式控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，它支持多種通信介質(zhì)包括雙絞線(xiàn)、電力線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)（RF）、紅外（IR）、同軸電纜和光纖；Lonworks技術(shù)的核心是LonTalk通訊協(xié)議，該協(xié)議提供一套通信服務(wù)，使裝置中的應用程序能在網(wǎng)上對其他裝置發(fā)送和接收報文而無(wú)須知道網(wǎng)絡(luò )拓撲、名稱(chēng)、地址或其他裝置的功能，所有采用Lonworks技術(shù)的產(chǎn)品都遵循LonTalk通訊協(xié)議，因此不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品可以很方便地接入到同一個(gè)Lonworks網(wǎng)絡(luò )系統中，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）系統具有開(kāi)放性和互操作性

Lonworks網(wǎng)絡(luò )由節點(diǎn)（即智能控制器）通過(guò)固化在內部的符合OSI七層參考模型的LONTALK網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議互聯(lián)，組成“Peer to Peer”對等網(wǎng)絡(luò )。開(kāi)發(fā)人員只需將主要精力花在系統應用設計方面，而不需要專(zhuān)門(mén)去實(shí)現和測試傳輸線(xiàn)路和通訊系統。

2）分布式無(wú)中心控制

網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)靠近現場(chǎng)傳感器和執行機構，每個(gè)節點(diǎn)都能完成控制和通訊功能，部分節點(diǎn)故障不會(huì )造成系統癱瘓，多至九個(gè)監控站可安裝在網(wǎng)絡(luò )的任何位置并可隨時(shí)變換，監控站之間功能完全對等，也可定義為不同級別。這些特點(diǎn)對系統的調試、維護和穩定性都有著(zhù)重要的意義。

3）系統組態(tài)靈活、開(kāi)發(fā)周期短、應用媒體范圍廣泛

采用不同類(lèi)型的收發(fā)器，系統可利用雙絞線(xiàn)、光纜、同軸電纜、電力線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、紅外線(xiàn)等多種媒體進(jìn)行信號傳輸；根據傳輸距離的遠近、傳輸速度和現場(chǎng)設備等具體要求組成自由拓撲結構或總線(xiàn)型等結構，這些都給系統設計和維護升級改造帶來(lái)極大的方便。