LonWorks智能控制网络1

LonWorks的技术特点
开放性：网络协议称为LonTalk 协议，符合ISO\OSI全部七 层模型,是开放的。 互操作性： 通信介质：可采用包括双绞线、电力线、无线、红外线、光 缆等在内的多种介质进行通信，并且多种介质可以在同一网 络中混合使用。这一特性使得不同工业现场的不同设备实现 互联。增强了网络的兼容性。 网络结构：能够使用所有现有的网络结构，如主从式、对等 式以及客户/服务式(Client/Server)。 网络拓扑结构：可以自由组合，支持总线型、环型、自由拓 扑型等网络拓扑形式。尤其是自由拓扑形式使得网络构建更 为方便灵活。 网络通讯采用面向对象的设计方法。通过网络变量及其捆绑 这一手段，使得网络通信的设计简化成为参数设置，方便用 户设计和使用，并增加了通信的可靠性。


LonWorks技术的核心是神经元芯片（Neuron Chip） 神经元芯片主要有3150和3120两大系列。3120芯片中 包含EEPROM、RAM和ROM存储器；而3l50芯片内部无ROM， 但拥有访问外部存储器的接口，总寻址空间可达64KB， 可用于开发更为复杂的应用。 生产厂家最早的有Motorola公司和TOSHIBA公司， 目前生产神经元芯片的厂家是TOSHIBA公司和美国的 Cypress公司。TOSHIBA公司生产的神经元芯片型号 为TMPN3120和TMPN3150两个系列。Cypress公司 生产的神经元芯片型号为CY7C53120和CY7C53150 两个系列。





依据通讯媒介的不同，具有300bit/s～1.25Mbit/s的通 讯速率。当通讯速率最高达1.25Mbit/s时，通讯距离为 130m；对78kbit/s的双绞线，直接通讯距离长达2700m。 采用域＋子网＋节点的逻辑地址方式方便地实现节点的 替换，最大节点数为255（子网/域）×127（节点/子网） ＝32385。 提供一整套完整的从节点到网络的开发工具。比如节点 开发工具为NodeBuilder；节点和网络安装工具为 LonBuilder；网络管理工具为LonManage；客户、服 务器网络构架打造LNS技术；具备完善的网络接口装置。 采用可预测P坚持（Predictive P-Persistent ）CSMA， 解决了网络过载的冲突及响应问题。
Neuron 芯片内部3个8位CPU结构框图
3、神经元芯片的存储器
存储器类型（ E2PROM，RAM，ROM，外部存储器）
片内E2PROM
内部E2PROM用于： （1） 网络配置和寻址信息 （2） 独一无二的48位Neuron ID （3） 用户写的应用程序代码和一般只读数据
各种Neuron芯片的比较
Neuron芯片的主要特点
（1）高度集成，所需外部器件较少 （2）三个8位CPU，输入时钟范围： 625kHz~10MHz （3）11条可编程I/O引脚（有34种工作方式） （4）两个16位的定时器/计数器， 15个软定时器 （5）网络通信端口可设置单端、差分和专用工作方式 （6）固件包括：LonTalk协议、I/O驱动程序、事件驱 动的多任务调度程序 （7）服务引脚：用于远程识别和诊断 （8）每个Neuron芯片有唯一的48位的内部ID号。 （9）内置低压保护以加强对片内E2PROM的保护。 （10）通讯速率：610b/s ----1.25Mb/s
本章重点
LonWorks概述 神经元芯片 神经元芯片应用I/O LonWorks智能控制网络的组成 LonTalk通信协议与LonMark对象 LonMaker软件使用及组网方法（补充） Neuron C编程 NodeBuilder节点开发工具（补充） LonWorks应用节点开发举例
5.1 概述
LonWorks技术的几个组成部分

LonWorks节点 LonWorks收发器 LonWorks路由器 LonWorks Internet联接设备 LonTalk协议 LonWorks网络和节点开发工具 LonWorks网络管理工具
5.2 神经元芯片
5.2.1 神经元芯片概述
神经元芯片内部结构图
5.2.2 神经元芯片TMPN3150
1、引脚介绍
特点：内部无 ROM，有外 部存储器的接 口（A0~A15， D0~D7，~E， R/~W）。
2、CPU结构
神经元芯片内部装有三个微处理器，分别为MAC 处理器(通信处理器)、网络处理器和应用处理器。 MAC处理器完成介质访问控制，即OSI七层协议 的1，2层，包括驱动通信子系统硬件和执行MAC算法。 它和网络处理器间通过使用网络缓冲区达到数据的传送。 网络处理器完成OSI的3-6层网络协议，它处理网 络变量、寻址、认证、后台诊断、软件定时器、网络管 理和路由等。网络处理器使用网络缓冲区与MAC处理 器进行通信，使用应用缓冲区和应用处理器进行通信。 应用处理器完成用户的编程，包括用户编写的代 码以及用户程序对操作系统的服务调用。 各处理器分别同时独立工作，通过缓冲区进行通信。 神经芯片的三个处理器和存储器的结构图如图所示。




LonWorks是一种总线和控制网络技术 – 由Echelon公司1992年推出 – LonMark协会负责维护产品的互操作性 普遍用来联接家庭日常设备 – 家用电器、调温器、空调设备 – 电表、灯光控制系统 – 应用实例 连锁便利店的管理网络 已推广应用于工厂、火车、飞机、半导体制造业、智能楼 宇、加油站和货运列车制动等应用领域的测量控制系统中。 如Honeywell将LonWorks用于其楼宇自控系统。 LonWorks网可通过网络连接设备接入IP数据网络和互联网
典型的Lonworks网段
LonWorks的基本技术要素Fra bibliotek
特有的神经元芯片Neuron Chip –可作为通信处理器和测控处理器 –构成LonWorks现场控制节点 LonTalk通讯协议 –遵照国际标准化组织提出的OSI通信参考模型 –具有完整的7层的通信协议 通信传输介质 –双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等 都可作为该网络的传输介质