LonWorks总线技术分析

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LonWorks技术简介及与RS-485总线网络比较

LonWorks技术简介及与RS-485总线网络比较LonWorks技术是美国Echelon公司推出的智能控制网的技术，为实现智能控制网络提供了完整的解决方案。

目前全球已有3000多家公司应用该项技术安装了超过500万个LonW orks节点，包括：ABB、BTE、Carrier、Schneider、Honeywell、Johnson-Controls、Motolota等。

LonWorks技术广泛应用于楼宇自控、空调暖通、工业控制、交通运输等行业，是全球领先的控制网络技术。

通信距离：RS-485总线最大传输距离是1.2km；LonWorks总线最大传输距离是2.7km。

传输速率：RS-485总线的传输速率为300-9.6kbps；LonWorks网络的传输速率为300-1.25Mbps。

网络结构：RS-485总线网络构成主从式集散控制系统；LonWorks网络可构成分布式任意结构形式网络。

网络容量：RS-485总线网络的一条通道最大可接255个节点；LonWorks采用三层结构，即域、子网、和节点。

系统的节点数量没有任何限制神经元芯片中含48位ID号，是全世界唯一的。

通信方式：RS-485总线网络难于进行实时通信；LonWorks网络采用了P-CSMA/CD技术可实时通信。

通信可靠性：RS-485总线网络的容错与检错能力须通过软件设定；LonWorks神经元芯片中有二个CPU专门负责通信，容错与检错能力是由硬件和软件同时完成。

产品互换性：RS-485总线网络无统一通信协议，产品难于兼容；LonWorks技术采用国际标准的LONTALK通信协议，真正实现了产品的互换性。

网络扩充功能：RS-485总线网络的扩充能力是有限的；LonWorks网络极容易扩充和修改、维护。

系统先进性：LonWorks网络技术是90年代初形成的国际标准，全球应用广泛。

远程监控与操作：LonWorks网络与Internet无缝连接，可以实现远程监控与远程操作。

LonWorks总线

现场总线控制系统采用总线连接方式替代一对一的连线，减少了由接线点造成的不可靠因素系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成远程设备的参数设定、修改等工作，也增强了系统的可维护性。现场总线网络系统具有优良的系统扩展性，可以非常方便增加网络节点
总结

现场总线是数字化通信网络，可以实现设备状态、故障、参数等信息传送。现场总线控制系统既是一个开放通信网络，又是一种全分布式控制系统，它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统
2 LonBuilder 和NodeBuilder开发工具

LonBuilder 和NodeBuilder是开发网络系统和节点的工作平台，是硬件和软件卡法工具的集合。 LonBuilder是系统的卡法工具，提供一个用 PC操作的开发环境，可支持单个仿真应用节点，也可支持24个仿真节点和上百个远程节点组成的复杂分散式把照明控制器和面板之间通过现场总线相连接网络节点为照明线路中的开关或控制箱，通过现场总线这个枢纽组成网络，所有的控制信号、开关灯的状态信号以及采集的电量信号都通过现场总线网络进行通信，网络中的每个节点都可以接受网络中其他节点的信息，非常方便地实现节点间互相监测与控制。

3.2神经元芯片内部处理器（1）MAC处理器——介质访问寄存器，主要完成介质访问控制，即LonTalk协议1、2层，包括驱动通信子系统硬件和执行MAC算法（2）网络处理器——完成LonTalk协议3~6层，包括处理网络变量，寻址，认证，后台诊断，软件定时器，网络管理和路由等（3）应用处理器——完成用户的编程，宝库用户编写的代码以及用户程序对操作系统的服务调用等注意：各个处理器分别同时独立工作，通过缓冲器进行通信。网络处理器使用网路缓冲器和MAC处理器通信；用应用缓冲器与应用处理器通信

LonWorks现场总线及应用实例

LonWorks现场总线及应用实例LonWorks 是美国Echelon 公司推出的现场总线技术，它采用Lon Talk协议，封装在Neuron 神经元芯片。

Neuron 芯片上集成了3 个CPU，其中一个CPU 作为控制器，可以处理现场I/O，另两个CPU 处理网络通信，因此LonWorks 的最大优势是网络处理能力。

它采用ISO/OSI 模型的全部7 层通信协议及面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通信速率范围为3kb/s~1. 5Mb/s，直接通信距离可达2. 7 阳。

LonWorks 的物理层可以使用多种介质，如EIA485、双绞线、无线电，红外线，等等。

使用双绞线时最高传输速率为1. 25M 胁，最大传输距离为1. 2km，一个网中可以有255 个网段，每个双绞线网段可连接64 个节点;1..onWorks 网上的每个控制节点，称为LON 节点或1..onWorks 智能设备，它包括一块神经元芯片(Neuron)、收发器、νo 网络通信接口及电源等功能块，LonWorks 网由多个节点组成，节点通过收发器接入网络总线。

1.LonWorks 特点LonWorks 是唯一涵盖全部3 个层次(Sensor Bus、Device Bus 和Field Bus)，符合ISO/OSI7 层参考模型的现场总线技术。

在一个多种层次的现场总线产品并存竞争的现实环境下，LonWorks 兼收并蓄，成为连接过去、包容现在、面向未来的工业总线技术。

LonWor ks 技术的核心是以固件形式实现7 层通信协议，遵循元中心控制的真正分散模式;结点应用程序编写简易，开发系统完备;实行开放结构，具备良好的互操作性;另外，还有网关可方便构成局域网，甚至与Internet 相连，实现远程预览现场设备数据的应用。

LonWorks 技术在楼宇自控系统中的技术上的优势是显而易见的:(1)直接互联性。

Lonworks技术和LON总线

• APDU (AppLication Protoc01Data Unit)应用层协议数据单元。
四、LonTalk七层协议
• LonTalk是ISO组织制定的OSI开放系统互连参考模型的七层协议的一个子集。它包容了 LON总线的所有网络通信的功能，包含一个功能强大的网络操作系统，通过所提供的网络开发工具生成固件，可使通信数据在各种介质中非常可靠地传输。由于LonTalk协议对OSI的七层协议的支持，使LON总线能够直接面向对象通信，具体实现就是采用网络变量这一形式。网络变量使节点之间的通信实现只是通过网络变量的互相连接便可完成(表8.10为LonTalk和 OSI的七层协议的比较)。
Lonworks技术和LON总线
LON(Local Operating Networks)总线是美国Echelon公司1991年推出的局部操作网络，为集散式监控系统提供了很强的实现手段。
为支持LON总线，Echelon公司开发了 Lonwbrks技术，它为LON总线设计、成品化提供了一套完整的开发平台。
• LPDU (Link Protocol Data Unit)链路层协议数据单元，数据称为帧(Frame)。
• NPDU (Network Protocol Data Unit)网络层协议数据单元，数据称为报文 (Packet)。
• TPDU (Transport Protocol Data Unit)传输层协议数据单元，数据称为消息应答(Message ／ACK)。
• 其余的空间可作为用户编写的应用代码，以及应用程序所需要的额外读写数据区、应用缓冲区和网络缓冲区
3、输入／输出
• 神经元芯片和其他设备的互连是通过它的11 个I／O口----IO0~IO10。可根据不同的需求进行灵活配置，以便同外围设备进行接口。

第十一讲 LonWorks技术和LON总线

LonTalk 协议成为EIA709.1控制联网的下一个公开标准。自由提供：
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4.3 LonWorks技术
4.3.1 建立平台 4.3.2 神经元芯片 4.3.3 神经元芯片应用程序 4.3.4 收发器 4.3.5 LonWorks节点 4.3.6 路由器 4.3.7 开发工具 4.3.8 LNS技术
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4.1 LonWorks技术概述（6）
IFSF－国际加油站标准论坛（International Forecourt Standards Forum）（领域：加油站） SEMI－半导体设备与材料学会（Semiconductor Equipment and Materials Incorporated）（领域：半导体生产设备）将Internet带入生活 i.LON 1000 Internet服务器能够使公司的计划和数据系统实时收到内臵于楼宇和工厂中的设备发来的信息。
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4.2 LonTalk通信协议
4.2.1 协议定义 4.2.2 LonTalk MAC子层 4.2.3 LonTalk 协议寻址 4.2.4 LonTalk 网络变量 4.2.5 LonTalk 协议的报文类型 4.2.6 LonTalk 信道类型 4.2.7 LonTalk 特征和优点 4.2.8 LonTalk 标准
为了有效解决这些问题，开始建立一个完整平台来设计、建造和安装智能控制设备。
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LonWorks提供除应用以外的一切
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4.3.2 神经元芯片——概述（1）
为了经济、标准化布臵，埃施朗设计了神经元芯片。对开发者和集成商而言，神经元芯片的优势在于它的完整性。内嵌的通信协议和处理器避免了在这些方面的任何开发和编程。神经元芯片提供了ISO/OSI参考模型的前 6层，只有应用层需要编程和配臵。这使得标准化的实现和开发、配臵变得更容易。大部分LonWorks装臵利用神经元芯片的功能，并将其用作控制处理器。

lonworks总线实时性分析与应用

图4-18系统总图
图4—19冬季流程图
图4-20夏季流程图
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析
对LonTalk MAC算法在不确认服务文献[151给出仿真结果,如图2-5、2-6所示,假定条件是数据包长度是12bytes,信道速率为78kbps下。
图2-5不同节点数下冲突率与负载关系
图2-6不同的节点数下平均访问延迟与负载关系
从图2—5看网络在轻负载下,如果提供负载不超过400包/秒,节点数在一定数目以下,冲突率就能控制在2%以下,而且图2-6平均访问延时在这个范围内也非常小。
图4-17系统菜单
作为一个完整的实时监控系统,全面而详细的系统流程画面是非常必要的,为了便于系统能够形象的展示给用户,便于用户对系统进行操作,维护,根据工程要求,设计将系统图分为系统总图和冬、夏两季流程图如图4—18、4—19、4-20所示,用户可根据季节需求调用不同的界面执行,为了便于用户调试,根据系统的分区情况,还设计了更为清晰的各区画面,各个流程画面的左上角还设定了切换到别的画面的副菜单,按控制要求将各参数点实时的显示在各流程画面上,用户可根据不同需求调用流程图,并根据形象的图形显示,进行很好的监控操作。

Lonworks是什么意思_Lonworks总线核心及特点

Lonworks是什么意思_Lonworks总线核心及特点Lonworks是什么意思？Lonworks（LocalOperaTIngNetwork，局部操作网络）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之一，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（neuronchips）构成各个智能监控节点（node），通过网络收发器（TranReceiver）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）。

Lonworks技术实际上是一种测控网技术，确切的说是一种工控网技术，也叫现场总线技术。

它可以方便地实现现场传感器、执行器、仪表等的联网。

这种网络不同于局域网，而是一种工控网，因为它传输数据量小的监测信息，状态信息和控制信息。

Lonworks核心Lonworks的核心技术是具有3个8位的CPU神经元芯片（NeuronChip），同时具备通信与控制功能，并且固化了Lontalk协议，以及34种常见的I/O控制对象。

它采用了IOS/OSI模型中完整的七层通信协议，采用了面向对象的设计方法，Lonworks技术将其称之为网络变量，使网络通信的设计简化成为参数设置。

这样，不但节省了大量的设计工作量，同时增加了通信的可靠性。

Lonworks通信的最高速率为1.25Mbit/s（有效距离为130m），最远通信距离为2700m（双绞线，通信速率为78kbit/s）节点总数可达3200个。

网络的传输媒体可以是双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等，针对不同的通信媒体有不同的收发器和路由器。

Lonworks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；。

论述lonworks总线的技术特点

论述lonworks总线的技术特点LonWorks总线是一种用于建筑自动化和工业控制系统的现场总线技术，具有以下技术特点：1. 基于开放标准：LonWorks总线基于开放的标准协议，如ISO/IEC 14908，ANSI/EIA-709.1等。

这些开放标准使得LonWorks总线成为一个通用的、灵活的通信解决方案，可以与各种设备和系统无缝集成。

2. 分布式网络结构：LonWorks总线采用分布式网络结构，通过各种设备之间的通信来实现数据交换和控制。

这种结构使得系统具有良好的可扩展性和灵活性，能够适应不同规模和需求的应用。

3. 多媒体支持：LonWorks总线支持多种传输介质，包括电力线通信、以太网、红外线和无线通信等。

这种多媒体支持使得LonWorks总线能够适应不同环境和应用需求，提供更多的选择和灵活性。

4. 高可靠性和实时性：LonWorks总线采用多主-多从的通信模式，具有高可靠性和实时性。

通过分布式的通信机制和冗余设计，LonWorks总线能够保障数据的稳定传输和系统的稳定运行。

5. 开放的编程接口：LonWorks总线提供了开放的编程接口和工具，使得系统开发更加方便和灵活。

开发人员可以使用多种编程语言和工具，进行快速开发和定制化。

6. 简化安装和维护：LonWorks总线采用插拔式的设备连接方式，简化了系统的安装和维护过程。

同时，LonWorks总线还支持远程诊断和升级功能，方便对系统进行远程监控和管理。

综上所述，LonWorks总线具有开放标准、分布式网络结构、多媒体支持、高可靠性和实时性、开放的编程接口以及简化安装和维护等技术特点。

这些特点使得LonWorks总线成为一个灵活、可靠和易于集成的现场总线技术。

论述lonworks总线的技术特点

论述lonworks总线的技术特点LonWorks总线是一种开放的、分布式的控制网络技术，它具有以下技术特点：1. 开放的技术标准：LonWorks总线采用了开放的技术标准，使其可以与其他设备和系统进行互操作。

这意味着用户可以使用不同的供应商提供的设备和软件，从而更加灵活地创建自己的控制网络。

2. 分布式控制：LonWorks总线采用分布式控制模式，使得每个连接到总线上的设备具有自主的决策能力。

这意味着控制决策可以在设备级别上进行，而不是集中在一个中心控制器上。

这种分布式的控制方式使得系统更加可靠，同时也减少了中心控制器的负荷。

3. 高度可扩展：LonWorks总线可以支持多个设备连接在一个总线上。

这意味着用户可以根据需要将额外的设备添加到控制系统中，而无需重新布线或更换硬件。

这样的可扩展性使得LonWorks总线非常适用于大型建筑和工业控制系统。

4. 高效的数据传输：LonWorks总线采用了一种称为“Media Access Control”（MAC）的方法来管理数据传输。

MAC提供了一种高效的方式来协调总线上各个设备之间的通信，以确保数据能够快速而可靠地传输。

5. 灵活的拓扑结构：LonWorks总线支持多种拓扑结构，包括星形、环形和线性结构。

这意味着用户可以根据具体的应用需求选择最适合的网络拓扑结构。

6. 强大的诊断与故障排除功能：LonWorks总线提供了一些诊断和故障排除功能，可以帮助用户快速定位和解决问题。

例如，用户可以通过总线上的节点监视和报告系统状态，从而及时发现并排除故障。

总的来说，LonWorks总线具有开放性、分布式控制、可扩展性、高效的数据传输、灵活的拓扑结构和强大的诊断与故障排除功能等技术特点，使其成为一种广泛应用于建筑和工业控制系统的可靠网络技术。

_现场总线(LonWorks技术)

7层:
6层: 5层: 4层: 3层: 2层: 1层:
应用层
陈述层会话层传输层授权传输控制子层网络层
网络变量 SNVT
Non-Lonwork 应用层
Lontalk 协议 Neuron 芯片
链接层
MAC 子层物理层
多媒体传输
OSI层定义
LonTalk寻址体系
域
子网1
……….
子网255
节点1 …. 节点127
现场总线的原理和发展概况
• 现场总线的结构
现场总线网络结构是按照OSI参考模型建立的，OSI参考模型共分7层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表达层和应用层，现场总线将上述7层简化为3层，分别由OSI参考模式的第一层物理层、第二层数据链路层和第七层应用层组成，并增加了用户层
◆
现场总线的原理和发展概况
LonWorks技术概述
（1）是通用测控总线网（2）同时应用在Sensor Bus、Device Bus、 Field Bus 等任何一层总线中。（3）ISO的OSI七层协议上实现。（4）神经元芯片（Neuron)和LonTalk协议是LonWorks技术的核心。（5）LON网中可有3~30000个节点或更多。
（3）路由器
LonWorks是唯一支持多种传输介质的系统，它允许开发者选择那些最能满足他们的要求的传输介质和通讯方法。（介质转换）路由器是一个特殊的节点，由两个Neuron芯片组成，用来连接不同通讯媒介的LON网络。路由器能够控制网络流量，增加网络的吞吐量和网络速度。（交通控制）
2 神经元芯片硬件结构
1.2 LonTalk协议
LonTalk协议遵循ISO定义 (OSI)模型，并提供了 OSI所定义的全部7层服务。它的特点： (1) 支持双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和光纤在内的多种传输介质。（2）可以运行在任何主处理器(Host Processor)上（3） LonTalk协议使用网络变量与其它节点通信。网络变量可以是任何单个数据项也可以是结构体。（4） LonTalk协议支持总线型、星型、自由拓朴等多种拓朴结构类型。（5）LonTalk寻址体系（分级：域、子网、节点）

LonWorks现场总线

调试工具
用于对LonWorks节点设备进行调试和故障排除，提高开发效率。
04
LonWorks应用案例
智能家居系统
智能家居系统是利用LonWorks技术的典型应用之一。通过LonWorks总线，各种智能家居设备可以互联互通，实现集中控制和远程监控。
智能家居系统可以实现的功能包括：自动控制家电、远程监控家庭安全、调节室内环境等，从而提高居住的舒适度和便利性。
03
LonWorks设备与工具
LonWorks节点设备
智能节点设备
具备数据采集、控制和通信功能的设备，如传感器、执行器等。
网关节点设备
用于连接不同总线网络的设备，实现不同总线协议之间的转换。
路由器节点设备
用于扩展总线网络的通信范围，实现多跳通信。
LonWorks网络设备
总线网络
由多个节点设备组成的通信网络，采用LonWorks技术实现设备间
城市照明系统还可以根据天气、交通等因素自动调节灯光亮度、开关时间等，提高城市照明的智能化水平。
楼宇自动化系统
01
楼宇自动化系统是利用 LonWorks技术实现楼宇设备的集中监控和管理的应用。通过 LonWorks总线，可以实现设备
02 的互联互通和智能化控制。
楼宇自动化系统可以提高楼宇的能源利用效率和管理效率，降低运营成本，提高楼宇的安全性和舒适性。
应用编程接口
为了方便设备开发，LonWorks提供了应用编程接口（API），开发人员可以通过API进行设备开发。
通信速率与距离
通信速率
LonWorks网络的通信速率可以根据实际需要进行配置，常见的通信速率为 1.25-500kbps。
通信距离

楼控系统中Lonworks总线及其应用技术总结

楼控系统中Lonworks总线及其应用技术总结现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。

随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展。

现场总线可实现整个企业的信息集成，实施综合自动化，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。

现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。

迄今为止，比较成熟的并且比较有影响力的现场总线则有以下几种类型：1.FF，2.PROFIBUS，3.CAN，4.Lonworks，5.Devicenet，6.Interbus，7.WorldFIP，8.Swiftnet，9.P-net，10. CC-link，11.AS-i，12.controllnet。

由于现场总线系统打破了传统控制系统采用的按控制回路要求，设备一对一的分别进行连线的结构形式。

把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块放入现场设备，加上现场设备具有通信能力，因而控制系统功能能够不依赖控制室中的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。

现场总线系统在技术上具有以下特点：1.系统具有开放性和互用性通信协议遵从相同的标准，设备之间可以实现信息交换，用户可按自己的需要，把不同供应商的产品组成开放互连的系统。

系统间、设备间可以进行信息交换，不同生产厂家的性能类似的设备可以互换。

2.系统功能自治性系统将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，现场设备可以完成自动控制的基本功能，并可以随时诊断设备的运行状况。

3.系统具有分散性现场总线构成的是一种全分散的控制系统结构，简化了系统结构，提高了可靠性。

系统具有对环境的适应性现场总线支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电和通信，并可以满足安全防爆的要求。

LonWorks现场总线介绍

LonWorks现场总线介绍LonWorks是美国Echelon公司1992年推出的局部操作网络,最初主要用于楼宇自动化,但很快发展到工业现场网。

LonWorks技术为设计和实现可互操作的控制网络提供了一套完整、开放、成品化的解决途径。

一、LonWorks的神经元芯片LonWorks技术的核心是神经元芯片(Neuron Chip)。

该芯片内部装有3个微处理器:MAC处理器完成介质访问控制;网络处理器完成OSI的3～6层网络协议;应用处理器完成用户现场控制应用。

它们之间通过公用存储器传递数LonWorks是美国Echelon公司1992年推出的局部操作网络,最初主要用于楼宇自动化,但很快发展到工业现场网。

LonWorks技术为设计和实现可互操作的控制网络提供了一套完整、开放、成品化的解决途径。

一、LonWorks的神经元芯片LonWorks技术的核心是神经元芯片(Neuron Chip)。

该芯片内部装有3个微处理器:MAC处理器完成介质访问控制;网络处理器完成OSI的3～6层网络协议;应用处理器完成用户现场控制应用。

它们之间通过公用存储器传递数据。

在控制单元中需要采集和控制功能,为此,神经元芯片特设置11个I/O口。

这些I/O口可根据需求不同来灵活配置与外围设备的接口,如RS232、并口、定时/计数、间隔处理、位I / O等。

神经元芯片还有一个时间计数器,从而能完成Watchdog、多任务调度和定时功能。

神经元芯片支持节电方式,在节电方式下系统时钟和计数器关闭,但状态信息(包括RAM中的信息) 不会改变。

一旦I/O状态变化或网线上信息有变,系统便会激活。

其内部还有一个最高1.25 M bps、独立于介质的收发器。

由此可见,一个小小的神经元芯片不仅具有强大的通信功能, 更集采集、控制于一体。

在理想情况下,一个神经元芯片加上几个分离元件便可成为DCS系统中一个独立的控制单元。

二、完善的开发平台LonWorks提供的不仅仅是一套高性能的神经元芯片,更重要的是,它提供了一套完整的开发平台。

LonWorks 技术与Lon总线

Lonworks 技术的应用
Lonworks 技术在数字家庭中的应用
Lonworks 技术在智能小区中的应用
LonWorks住宅社区控制网络的好处
1. 网络结构简单、布线容易、工程施工方便、节省工程安装费用。 2. 可灵活选择双绞线、电力线或其它通信媒体，在许多场合可以避免重新布线。 3. 容易与其他监控系统，实现系统总集成，使各系统之间按要求实现联动和信息共享。
Lonworks 技术概要

为便于高效应用LON协议，Echelon公司将 Lonworks 协议固化在神经元芯片(Neuron chip) 中，协议层采用全部OSI参考模型的七层结构，神经元芯片是LonWorks技术的核心，它不仅是 LON总线的通信处理器，同时也可作为采集和控制的通用处理器，简言之，LonWorks技术中所有关于网络的操作实际上都是通过神经元芯片来实现的。
电源线收发器
变压器耦合
5kbps
受总线限制
收发器实物
+
7 Lonworks 路由器
路由器/网桥节点结构
RTRபைடு நூலகம்10路由器模块
路由器作用
1）扩展通道容量； 2）连接不同的通信介质和波特率；
3）提高LON总线的可靠性； 4）全面提高网络性能
8 LonWorks 通信协议
LonTalk协议特点
1、LonTalk 协议采用分级编码方式，即域(Domain)、子网(Subnet)、节点(node) 2、LonTalk 协议支持多种通讯介质，即双绞线、同轴电缆、电力线、无线、红外线、光纤 3、符合LonTalk 协议的各网络节点互操作性强，可以彼此直接传输信号，完成控制动作
如：社区设备和设施监控系统、电子巡更系统、防盗报警系统、火灾报警系统等互联

LONWORKS技术介绍-原理和实践概述(第2版)

LONWORKS技术介绍-原理和实践概述（第2版）引言LONWORKS技术是一种用于建筑和工业领域的开放式网络技术。

它已经得到广泛应用，并且在智能建筑和工业自动化方面具有重要的作用。

本文将介绍LONWORKS技术的原理和实践，旨在帮助读者了解和应用这一技术。

LONWORKS技术原理LONWORKS技术是一种基于总线的网络技术，它使用了控制器区域网络（Controller Area Network，CAN）和媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）协议。

LONWORKS网络由一个主节点和多个从节点组成，主节点负责整个网络的管理和控制。

节点之间通过总线进行通信，实现数据的传输和设备的控制。

LONWORKS采用了分布式控制系统的思想，每个节点都可以独立地执行任务。

节点之间通过消息传递进行通信，消息可以是控制指令、状态信息等。

LONWORKS网络中的节点可以是传感器、执行器、控制器等设备。

LONWORKS技术还提供了灵活的网络配置和管理功能。

可以通过编程来配置和管理网络节点，实现网络的自适应和扩展。

LONWORKS技术实践LONWORKS网络架构LONWORKS网络的架构包括了物理层、数据链路层、网络层和应用层。

物理层LONWORKS网络可以使用多种物理介质进行通信，包括串行线、红外线、无线电等。

物理层负责将数据转换成适合传输的电信号，以及将接收到的电信号转换成数据。

数据链路层数据链路层主要负责数据的传输和错误处理。

它使用CAN和MAC协议来实现数据的可靠和高效传输。

数据链路层还提供了节点之间的寻址和连接功能。

网络层网络层负责节点之间的路由和转发。

它通过一组规则来决定消息的传输路径，确保消息能够正确地到达目的节点。

网络层还提供了网络管理和配置功能。

应用层应用层是LONWORKS网络的最上层，负责定义应用协议和应用对象。

应用层通过消息和服务来实现设备之间的交互。

LONWORKS网络开发开发一个LONWORKS网络需要以下几个步骤：1.硬件设计：选择适合的LONWORKS节点和物理介质，设计节点的电路和接口。

工业化计算机网络11---典型的现场总线-LonWorks技术

对复杂系统，需编制自定义模块。
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8.2 LonTalk协议
1. LonTalk七层协议
LonTalk协议是LON总线旳专用协议，是LonWorks 技术旳关键。它符合1SO/OSI参照模型旳七层体系构造，即具有物理层、链路层、网络层、传播层、会话层、表达层和应用层。
LonTalk协议提供一系列通信服务，可使一台设备旳应用程序能够在不了解网络拓扑、名称、地址或其他设备功能旳情况下发送和接受网络上其他设备旳报文。
①域地址(domain)：域是一种信道或多种信道上旳节点旳逻辑集合。一
种域就是一种实际意义上旳网络，通信只能在同一域中配置旳节点之间进行。多种域能够占用同一种信道，所以，域地址能够用来隔离不同网络上旳节点。域旳构造能够确保在不同旳域中通信是彼此独立旳。域标识符是唯一旳。
②子网地址(Subnet)：一种子网是在同一域中节点旳逻辑集合，是一种或
各节点具有本地存储和处理能力，系统旳安全性很高，能在系统规模大时防止网络通信旳冲突和网络速度旳不足。
（1）物理层：定义通信信道上位流旳传播，它确保源设备发送旳位流精确地被目旳设备接受。
（2）数据链路层：定义介质访问措施和单一信道旳数据编码。
（3）网络层：定义设备名称和地址，源设备旳报文怎样选择路由到达一台或多台目旳设备，以及当源设备和目旳设备不在同一信道上时，怎样拟定报文路由。
1）LonTalk协议旳网络地址构造 2）寻址格式
1）LonTalk协议旳网络地址构造
LonTalk地址唯一地拟定一种LonTalk数据包旳源节点或目旳节点，路由器则利用这些地址在信道之间选择数据包旳传播途径。
为了简化路由选择，LonTalk协议定义了分级旳网络地址形式：

第五章 LonWorks技术和LON总线4

5.1.2 路由器
• LonWorks技术的技术的主要组成部分，主要组成部分，其他现场总线所不具备。不具备。 • 路由器的使用，路由器的使用，使LON总线不受总线不受通信介质、通信介质、通信距离、距离、通信速率限制
5.1.3 网络管理
• LonWorks技术的主要组成部分，在LON总线中，需技术的主要组成部分，总线中，技术的主要组成部分总线中要一个网络工具。其他现场总线不具备。要一个网络工具。其他现场总线不具备。
5.3 通信
• 特点：支持多特点：通信介质 • 5.3.1 双绞线收发器 • 直接驱动 • 使用神经元芯片的通信端口作为收发器，作为收发器，加入限流电阻
直接驱动
• EIA-485
• 使用使用EIA-485共共模电压比直接驱动好，驱动好，但不如变压器耦合。如变压器耦合。共模电压为－共模电压为－ 7V－＋－＋12V －＋
共模电压为共模电压为7v12v变压器耦合?应用于系统的高性能合高共模隔离?变压器隔离方式的几种收发器变压器耦合ftt10和神经元芯片互连框图532电源线收发器?通信线和电源线共用一对双绞线?所有节点通过一个48vdc中央电源供电533电力线收发器将通信数据调制成载波信号或扩频信号通过耦合器耦合到220v或其他交直流电力线上直及系统结构技术概述及系统结构 • • • • • 技术组成 1、LonWorks节点和路由器、节点和路由器 2、LonTalk协议、协议 3、 LonWorks收发器、收发器 4、 LonWorks网络和节点开发工具、网络和节点开发工具
5.1.1 LonWorks 节点 • 五部分功能块：应用CPU、I/O处理单元、五部分功能块：应用处理单元、、处理单元通信处理器、通信处理器、收发器和电源