LON和LonWorks技术
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释，使不同应用程序中的网络变量改变时，均能自 动将更新的网络变量值下传(发送)或上传(接收)。 应用层还定义了一个文件传输协议，用来传输应用 程序间的传输流。
表8．1 LonTalk的七层协议
OSI层次 标准服务
LonTalk服务
处理器
7应用层 网络应用
标准网络变量类型
应用处理器
6表示层 数据表示
1物理层 电路连接
介质，电气接口
MAC处理器
2.LonTalk各层协议及功能
（1）物理层
LonTalk协议支持多种不同传输介质分别采用 不同的收发器。传输介质：双绞线(twistedpair)、电力线、电源线(powerline)、无线射 频(radio-frequency)、红外线（infrared）、 同轴电缆(coaxial cable)和光纤(fiber)，甚 至是用户自定义的通信介质。
神经元芯片：3个8位CPU、RAM、ROM、通信接口和 I/O接口。ROM中存储操作系统、LonTalk协议和 I/O函数库；RAM用于存储从网络上下载的配置数 据和应用程序。
神经元节点结构框图
电源
晶振
神经元芯片 3150/3120
ROM (3150,16－58K)
传感与执行
I/O调理电路 收发器
采用Lon总线构成的现场总线网络
MIP节点 计算机
网络管 理工具
1.25M双绞线
路 1250kbps 由 双绞线到 器 电力线
电力线
神经 神经 元节 元节 点点
路 1250kbps 由 双绞线到 器 78kbps双绞
LonMaker是图形化工具，用于图形绘制、系统调试 和网络的维修保养；
节点开发工具NodeBuilder；
节点和网络安装工具LonBilder；
网络管理工具LonManage以及客户／服务器网络构 架——LNS技术。
（4）开放性
LonWorks技术提供了开放系统设计 平台，使不同公司生产的同类 LonWorks产品可以互操互换（OEM 产品）。LonWorks产品的互操作标 准由LonMark协会制定。
网络变量，外部帧传送 网络处理器
5会话层 远程遥控动作 请求／响应,认证,网络管理 网络处理器
4传输层 端对端可靠传输 应答，非应答，点对点，广 网络处理器
播，认证等
3网络层 传输分组
地址，路由
网络处理器
2链路层
帧结构 介质访问
帧结构，数据解码，CRC错 网络处理器 误检查
P－坚持CSMA，避免碰撞， MAC处理器 优先级
8.2 LonTalk协议
1. LonTalk七层协议 LonTalk协议为OSI模型七层结构，含物理层、链路层、
网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 LonTalk协议提供一系列通信服务，可使一台设备的
应用程序不了解网络拓扑、名称、地址或其它设备功 能时发送和接收报文。 提供端到端的报文确认，报文认证、打包业务和优先 传送服务，支持网络管理服务，允许远程网络管理工 具与网络设备进行交互。
（2）数据链路层：定义介质访问方法和单一信道 的数据编码。
（3）网络层：定义设备名称和地址，源设备的报 文如何选择路由到达一台或多台目的设备，以及 当源设备和目的设备不在同一信道上时，如何确 定报文路由。
（4）传输层：确保可靠的报文传输。 （5）会话层：对较低层数据交换加以控制。 （6）表示层：定义报文数据的编码。 （7）应用层：定义一种低层交换数据的公共语义解
LON是开放的总线平台技术，给各种控
制网络应用提供端到端的解决方案。
8.1 总体概述
1.LonWorks技术特点 （1）支持OSI七层模型的LonTalk通信协
议 （2）神经元芯片 （3）基于LNS（LonWorks Network
Operating System）的软件工具 （4）开放性
（1）支持OSI七层模型的LonTalk通信协议
采用神经元芯片的网络节点含有LonTalk协议固件， 使网络节点可以可靠地通信。
网络节点相互独立，任一节点发生故障时，不影响 整个网络工作，提高了系统的可靠性和可维护性。
各节点具有本地存储和处理能力，系统的安全性很 高，能在系统规模大时避免网络通信的冲突和网络 速度的局限性。
（1）物理层：定义通信信道上位流的传输，它确 保源设备发送的位流准确地被目的设备接收。
2. LON总线系统的开发
基于开发工具LonBuilder或NodeBuilder3.1，使 用Neuron C语言编程，针对控制系统要求编写应 用代码，然后经过编译与通信协议代码连接生成 总的目标代码，再烧录到节点存储器中；
基于图形方式的软件开发工具Visual Control， 通过组态构成控制系统，自动编译生成总的目标 代码，直接下载到节点的Flash ROM中。对复杂系 统，需编制自定义模块。
第8章 LON和LonWorks现场总线技 术
8.1 总体概述 8.2 LonTalk协议 8.3 神经元芯片
LON(Local Operating Network)总线是 美国Echelon(埃施朗）公司1991年推出 的局部操作网络，最初主要用于楼宇自动 化，很快广泛应用在工业、楼宇、家庭、 能源等自动化领域。
带神经元芯片主节点结构框图
主处 理器
EPROM
接
口 单
神经元 芯片
收发器
元
复位 电路
路由器模块框图
电源
安装按钮
RTR-10路由器 核心模块
A边收发器
Baidu Nhomakorabea
B边收发器
（3）基于LNS（LonWorks Network Operating System）的软件工具
有多种LNS的网络维护和组态工具。 LonMaker for Windows、LNS Plug-in、LNS DDE Server以及嵌入 式设备管理器等网络集成工具。
LonTalk通信协议支持OSI的所有七层模型， 是直接面向对象的网络协议。
LonTalk协议通过神经元芯片实现，不仅提 供介质存取、事务确认和点对点通信服务； 还提供一些如认证、优先级传输、广播／组 播消息等高级服务。
（2）神经元芯片
神经元芯片是LonWorks技术的核心， 功能：总线通信处理器、I/O控制处理器。 神经元芯片提供LonTalk协议的第1-6层，采用 Neuron C语言开发。
表8．1 LonTalk的七层协议
OSI层次 标准服务
LonTalk服务
处理器
7应用层 网络应用
标准网络变量类型
应用处理器
6表示层 数据表示
1物理层 电路连接
介质，电气接口
MAC处理器
2.LonTalk各层协议及功能
（1）物理层
LonTalk协议支持多种不同传输介质分别采用 不同的收发器。传输介质：双绞线(twistedpair)、电力线、电源线(powerline)、无线射 频(radio-frequency)、红外线（infrared）、 同轴电缆(coaxial cable)和光纤(fiber)，甚 至是用户自定义的通信介质。
神经元芯片：3个8位CPU、RAM、ROM、通信接口和 I/O接口。ROM中存储操作系统、LonTalk协议和 I/O函数库；RAM用于存储从网络上下载的配置数 据和应用程序。
神经元节点结构框图
电源
晶振
神经元芯片 3150/3120
ROM (3150,16－58K)
传感与执行
I/O调理电路 收发器
采用Lon总线构成的现场总线网络
MIP节点 计算机
网络管 理工具
1.25M双绞线
路 1250kbps 由 双绞线到 器 电力线
电力线
神经 神经 元节 元节 点点
路 1250kbps 由 双绞线到 器 78kbps双绞
LonMaker是图形化工具，用于图形绘制、系统调试 和网络的维修保养；
节点开发工具NodeBuilder；
节点和网络安装工具LonBilder；
网络管理工具LonManage以及客户／服务器网络构 架——LNS技术。
（4）开放性
LonWorks技术提供了开放系统设计 平台，使不同公司生产的同类 LonWorks产品可以互操互换（OEM 产品）。LonWorks产品的互操作标 准由LonMark协会制定。
网络变量，外部帧传送 网络处理器
5会话层 远程遥控动作 请求／响应,认证,网络管理 网络处理器
4传输层 端对端可靠传输 应答，非应答，点对点，广 网络处理器
播，认证等
3网络层 传输分组
地址，路由
网络处理器
2链路层
帧结构 介质访问
帧结构，数据解码，CRC错 网络处理器 误检查
P－坚持CSMA，避免碰撞， MAC处理器 优先级
8.2 LonTalk协议
1. LonTalk七层协议 LonTalk协议为OSI模型七层结构，含物理层、链路层、
网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 LonTalk协议提供一系列通信服务，可使一台设备的
应用程序不了解网络拓扑、名称、地址或其它设备功 能时发送和接收报文。 提供端到端的报文确认，报文认证、打包业务和优先 传送服务，支持网络管理服务，允许远程网络管理工 具与网络设备进行交互。
（2）数据链路层：定义介质访问方法和单一信道 的数据编码。
（3）网络层：定义设备名称和地址，源设备的报 文如何选择路由到达一台或多台目的设备，以及 当源设备和目的设备不在同一信道上时，如何确 定报文路由。
（4）传输层：确保可靠的报文传输。 （5）会话层：对较低层数据交换加以控制。 （6）表示层：定义报文数据的编码。 （7）应用层：定义一种低层交换数据的公共语义解
LON是开放的总线平台技术，给各种控
制网络应用提供端到端的解决方案。
8.1 总体概述
1.LonWorks技术特点 （1）支持OSI七层模型的LonTalk通信协
议 （2）神经元芯片 （3）基于LNS（LonWorks Network
Operating System）的软件工具 （4）开放性
（1）支持OSI七层模型的LonTalk通信协议
采用神经元芯片的网络节点含有LonTalk协议固件， 使网络节点可以可靠地通信。
网络节点相互独立，任一节点发生故障时，不影响 整个网络工作，提高了系统的可靠性和可维护性。
各节点具有本地存储和处理能力，系统的安全性很 高，能在系统规模大时避免网络通信的冲突和网络 速度的局限性。
（1）物理层：定义通信信道上位流的传输，它确 保源设备发送的位流准确地被目的设备接收。
2. LON总线系统的开发
基于开发工具LonBuilder或NodeBuilder3.1，使 用Neuron C语言编程，针对控制系统要求编写应 用代码，然后经过编译与通信协议代码连接生成 总的目标代码，再烧录到节点存储器中；
基于图形方式的软件开发工具Visual Control， 通过组态构成控制系统，自动编译生成总的目标 代码，直接下载到节点的Flash ROM中。对复杂系 统，需编制自定义模块。
第8章 LON和LonWorks现场总线技 术
8.1 总体概述 8.2 LonTalk协议 8.3 神经元芯片
LON(Local Operating Network)总线是 美国Echelon(埃施朗）公司1991年推出 的局部操作网络，最初主要用于楼宇自动 化，很快广泛应用在工业、楼宇、家庭、 能源等自动化领域。
带神经元芯片主节点结构框图
主处 理器
EPROM
接
口 单
神经元 芯片
收发器
元
复位 电路
路由器模块框图
电源
安装按钮
RTR-10路由器 核心模块
A边收发器
Baidu Nhomakorabea
B边收发器
（3）基于LNS（LonWorks Network Operating System）的软件工具
有多种LNS的网络维护和组态工具。 LonMaker for Windows、LNS Plug-in、LNS DDE Server以及嵌入 式设备管理器等网络集成工具。
LonTalk通信协议支持OSI的所有七层模型， 是直接面向对象的网络协议。
LonTalk协议通过神经元芯片实现，不仅提 供介质存取、事务确认和点对点通信服务； 还提供一些如认证、优先级传输、广播／组 播消息等高级服务。
（2）神经元芯片
神经元芯片是LonWorks技术的核心， 功能：总线通信处理器、I/O控制处理器。 神经元芯片提供LonTalk协议的第1-6层，采用 Neuron C语言开发。