LonWorks技术概况

LonWorks技术概况
2005-8-8




LonWorks技术是美国ECHELON公司于90年代初推出的一种现场总线技术，Lon（Local Operating Network）的意思为局部操作网络，它是用于开发监控网络系统的一个完整的技术平台，并具有现场总线技术的一切特点。LonWords网络系统由智能节点组成，每个智能节点可具有多种型式的I/O功能，节点之间可通过不同的传输媒介进行通信，并遵守ISO/OSI的7层模型，LonWorks技术包括监控网络的设计、开发、安装和调试等一整套方法，要使用多种专用的硬件设备和软件程序，主要包括以下几个方面的内容:

Neuron Chip神经元专用芯片
神经元芯片是Lon Works技术的核心器件，它是由Echelon公司研制的一种通信、控制、调度和I/O支持为一体的高级VLSI器件，只授权MOTOROLA和TOSHIBA公司生产。它内含3个8位的流水线CPU。在片内存储单元中固化了7层通信协写。它有11个可编议中的6层内容，只有第7层需用户编程的I/O引脚，可组成34种工作模式，并有5个通信引脚可组成3种通信模式，最高时钟频率为10MHZ，有2个16位定时器/计数器，一个48位编码的内部标识符Neuron ID，一个用于远程标识和诊断的Service引脚。

Lon Talk通信协议
Lon Talk是Lon Works技术的通信协议的标准，与其它现场总线技术革新不同的是它提供了ISO/OSI七层协议所有内容的服务，并采用一种基于载波侦听多路访问/介质访问控制（CSMA/MAC）的新型通信模式，称为带预测的P-Persistent CS-MA算法。Lon Talk协议支持多种传输介质，如双绞线，电力线，超声波、光纤、无线射频，红外线和信源线（line power）等。每一种介质称为一种信道，每一种信道都有专用的收发器作为智能节点和通信介质之间的接口器件。不同信道之间使用路由器进行连接。各种传输介质具有不同的传输速率，最高为1．25Mbps。传输报文每帧的最高有效字节为228个，最远的传输距离为2.．7km，每个信道最多可连接3．2万个节点。；Lon Talk协议支持分散的Peer to Peer的通信，节点可以组成总线型、环型、树型等多种拓扑网络结构，特别值得一提的是还可以组成自由拓扑结构，它是各种常规拓扑结构的组合。为采用Lon Works技术开发的监控网络模型，在每一个节点上都含有神经元芯片。Lon Talk协议支持使用一种称为Neuron C的语言进行编程，并通过网络变量进行节点之间的逻辑安装，这是一种面向对象的开发和设计方法。

LonBuilder 及NodeBuilder开发工具
LonBuilder和NodeBuilder是开发网络系统和节点的工作平台，它是硬件和软件开发工具的集合。LonBuilder是系统级的开发工具，它提供了一个用PC进行操作的开发环境，可支持单个仿真应用节点，也可支持由24个仿真节点和上百个远程节点组成的复杂的分散式网络系统，其硬件包括PC适配卡，LonBuilder处理器板，Neuron C仿真器，LonBuilder单板计算机，路由器，收发器调试板等。LonBuilder应用编程软件提供了编辑、编译、调试和测试软件所需的一切工具，包括Neuron C编译器和Neuron C调试器等，此外还包括网络管理工具和启动工作包。则是装置级的开发工具，它可用来编程和调试单个节点，它的硬件和软件相对简单一些

LonWorks技术革新的其它系列产品
为了使用户方便地进行应用开发，Echelon公司提供了多种模块化系列的硬件和软件产品，其中包括：

a 收发器
它完成对发送和接收的住处进行编码和解码，不同的通信介质采用不同型号的收发器。

b路由器
它是不同信道之间连接的桥梁。不同信道之间使用的路由器具有不同的型号。

c 串行LonTalk适配器
它允许用户使用EIA RS-232串行口把各种PC的主处理器连接到LonWorks网络上去。

d控制模块
它是一块包含Neuron 3150神经元芯片，PROM插槽，收发器和晶振的微缩电路卡。采用多层电路板和表面焊接的先进工艺，它是LonWorks技术中智能节点的核心。不同的通信介质和不同的网络拓扑结构应采用不同型号的控制模块。此外，还有多种网络安装、管理、分析的服务性软件产品，同时还有一些设计方法和规定，如“LonWorks设备硬件设计中电磁兼容性(EMC)的准则及方法”等.

LonWorks技术的应用
ECHELON公司于90年代初在美国推出LonWorks技术。LonWorks技术最大的应用领域在楼宇自动化（building automation）方面，它包括建筑物监控系统的所有领域，即入口控制、电梯和能源管理、消防/救生/安全、照明、供暖通风、测量、保安等等。在建筑业中，LonWorks协议中的介质访问控制层（MAC层），即七层协议中的第一、二层已被美国供暖、空调和制冷工程师学会（ASHRAE）接纳为建筑自动化控制网络（BACNET）标准，同时也被美国国家标准协会（ANSI）制定的有关标准所采纳。LonWorks网络取消了那些复杂的配线线束，取消了PLC和PC，将控制分散到整个网络节点上。