LonWorks技术及其应用

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　　LonWorks(Local Operating Network)是一个开放的、全分布式监控系统专用网络平台技术，以其独特的特点已成为目前所有现有的现场总线网络功能最为强大，市场效率最高的总线，其技术已被我国多部国家规范所采纳。它使用了具有分布控制与通信联网功能的大规模集成的神经元芯片(neuron chips)构成各个智能监控节点(node)，通过网络收发器(Tran Receiver)及网络通信媒体将各节点构成全分布式局部操作网络(简称LON网)。

　　一.LonWorks网络的技木特点

　　1.智能节点作为现场总线网络控制器

　　2.多种网络拓扑结构：总线形、星形、环形、自由形。

　　3.多种网络系统结构：主从式、对等式及Client/ Server式。

　　4.多种传输媒体：双绞线、动力电源线、无线、光纤、红外、电话线等。

　　5.介质访问方法：带预测和优先级的P—坚持CSMA(Carrier Sense Multiple Access，载波监听多路访问)。

　　6.网络通信协议：基于IS0/OSI七层参考模型的网络通信协议——LonTalk通信协议，系统开放。

　　7.同异型网络的互连方便。

　　二. LonWorks网络的结构模型

　　LonWorks采用开放式ISO/OSI模型的全部七层通讯协议结构，具备了局域网的基本功能,与异型网的兼容性比任何现存的现场总线都好，被誉为通用控制网络，它还提供了与LAN的接口，从而实现了二者的有机结合。

　　其各层功能如下表所示。

　　三.LonWorks的通讯介质访问控制方式

　　当某一节点有信息要发送而试图占用通道时，首先在一个固定的周期Beta l检测通道是否处于网络空闲。为了支持优先级，还要增加优先级时间片，优先级越高的所加的时间片就越少。随后再根据网络积压参数BL产生一个随机等待时间片w，按理拾到w之间的随机数W=BL*16。当延时结束时，网络仍空闲，节点以概率p=1/w发送报(如下图)。

　　四.LonWorks网络的技术组成

　　一个典型的现场控制节点主要包括以下几部分功能模块：应用CPU、I/O处理单元、通信处理器、收发器和电源。 LonWorks以神经元芯片为核心组成智能控制节点，典型使用神经元芯片的现场控制节点如下图：

　　五.神经元芯片

　　Lonworks的核心是神经元芯片(Neuron Chip)。它包括一套完整的通信协议，即LonTalk协议。使用CMOS CLSI技术高度集成，每个神经元芯片有唯一的48位ID地址，内部含有3个8位的CPU：第一个CPU为介质访问控制处理器，处理LonTalk协议的第一层和第二层;Neuron芯片的编程语言为Neuron C，它是从ANSI C中派生出来的，并对ANSI C进行了删减和增补。第二个CPU为网络处理器，它实现LonTalk协议的第三层至第六层;第三个CPU为应用处理器，实现LonTalk协议的第七层，执行用户编写的代码及用户代码所调用的操作系统服务。所以这个芯片即是一个网络通信处理器，又是一个应用程序处理器，实现了完整的Lonworks的LonTalk通信协议。