摘要：针对目前家庭智能化所存在的功能规划不详尽、设备功能单一、运用技术参差不齐等缺点，本文运用现场总线LonWorks技术开发家庭智能控制系统，来实现家庭中三表计费、三防(防火、防灾、防盗)、室内环境监测、厨房设备控制、卫生间排风控制等功能。此外，由家庭智能控制装置及各种测控器件构成的家庭智能控制系统具有扩展能力，多个这样的独立系统通过LonWorks总线连接可以构成智能小区网络管理系统。此装置能够满足人们的需要，具有广泛的应用前景。
关键词：家庭控制装置；LonWorks；神经元芯片；开放性

1 装置硬件设计
1．1 硬件功能规划
    智能化住宅家庭控制装置所实现的功能包括：对住宅居室环境(温度、湿度)进行监控；对住户三表(水表、煤气表、电表)实现远传计费；对住户实现三防(防火、防煤气泄漏、防盗)；对厨房设备实现时序控制；对卫生间实现自动排风控制。其中每个装置均可作为一个智能节点，多个节点构成了智能小区管理网络系统(即LonWorks网络)，在小区中心设置服务器可实现对整个网络的管理。此外，家用电脑可与家庭控制装置通信，实现对室内设备的管理。
1．2 硬件总体设计方案
    依据对装置功能的上述规划，可将装置分为两部分设计，即Lon控制模块设计和采集模块设计。控制装置以Lon控制模块为核心，通过对采集电路所采集的各种信号加以作用，完成装置的各种功能。其中Lon控制模块包括神经元(neuron) 芯片、存储器、晶振、收发器等；采集模块包括I／O接口电路、光电隔离保护电路、驱动电路、缓冲电路、保持电路、锁存电路以及A／D转换电路等；二部分之间通过一个18针双列直插式板边连接器和一个6针单列直插式板边连接器相连，符合模块化设计，便于安装与调试。该硬件装置原理图如图1所示。

1．3 Lon控制模块设计
    在该模块的设计中，涉及到神经元芯片的选择、存储器的分配、通信端口的配置问题，分别介绍如下。
1．3．1 神经元芯片选择
    神经元芯片包括Neuron3120xx和Neuron3150，这两种芯片在功能上大体相同，只是3120芯片内含有2k存储器，多用于功能较少而不需要扩展存储器的硬件构造中；而Neuron3150芯片内部具有0．5k EEPROM、2k RAM存储器，可外扩存储器来存储信息，可以用来开发更为复杂的应用系统。本文选用Neuron3150芯片作为开发装置的核心器件。
1．3．2 通信端口配置
    Neuron3150芯片的通信口可与多种传输媒介接口(即网络收发器)相连接，以实现较宽范围的传输速率。同时，各种不同类型的网络收发器的配置，也为选择不同通信媒介提供了条件。本设计中的家庭控制装置采用FTT-10型收发器配置，利用双绞线实现与家用电脑以及整个小区管理网络的信息传递。FTT-10型收发器采用变压器隔离，可以实现高隔离、高抗扰，其传输距离可达2700米、传输速率达78 kb／s，可满足装置与上位机信息传递的要求。Neuron3150芯片的通信端口可以配置成三种工作方式：单端工作方式、差分工作方式、专用工作方式。不同工作方式所对应的引脚定义不同，如表1所示。