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[转帖]LonWorks控制网浅析

wqshand  发表于 2007/6/26 13:28:47      1330 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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前言
LonWorks控制网络是由原苹果公司创始人麦克马库拉(A.C.Markknla)创立于1988年的Echelon公司发明。LonWorks控制网络中的设备可以处理信息和做决策,取消了中央处理机可以减少LonWorks控制网络的成本,同时提高了网络的可靠性,一个节点出故障不影响网络的其他设备的运行。LonWorks已经通过了ANSI美国国家标准协会、ASHRAE美国暖通空调工程师协会、IEEE电子电气工程师协会、AAR美国铁路协会等行业标准。Echelon公司与Cisco公司Microsoft公司Sun公司合作开发了I.LON 1000 internet服务器,使得在internet上访问Lonworks设备。
1 LonWorks应用的优点
1、 LonWorks是用于住宅、工业、商业控制网的开放式平台,其协议公平地提供给所有的OEM制造商。
2、 包含LonTalk协议的神经元芯片,在全球由摩托罗拉和东芝公司供应。该协议在所有的LonWorks节点上通用,无需昂贵的自定义。
3、 LonWorks电力线收发器能够保证可靠的电力线通信。Echelon公司更多的收发器,支持双绞线、无线、红外、光纤、同轴电缆通信。
4、 无需开发基础通信技术,用户就能使用LonWorks技术为DA/DSM、仪表计测、变电所、发电厂用途制订更好、更高智能的方案。
5、 LonWorks控制网经济、可靠、快速地为各种用户提供服务。
http://www.echelon.com.cn
2 LonTalk协议
LonTalk通信协议是LonWorks技术的核心,该协议提供一套通信服务,使装置中的应用程序能在网上,对其他装置发送和接收报文,而无需知道网络拓扑、名称、地址或其他装置的功能。LonTalk协议能有选择地提供端到端的报文确认、报文证实、和优先级发送,以便设定有界事务处理时间。为了处理网上报文冲突,LonTalk使用类似以太网上所用的“载波监听多路访问”(CSMA)算法。LonTalk协议建立在CSMA的基础上,提供介质访问协议,使得可以根据预测网络业务量,发送优先级报文 和动态调整时间槽的数目。通过动态调整网络带宽称为预测性,P-Persistent CSMA协议的算法,使网络能在极高网络业务量出现时继续运行,而在业务量较小时间不降低网络速度。
(1) LonTalk协议寻址
为了简化网络配置和管理,把逻辑地址分配给节点。逻辑地址让用户把一个名字和物理装置或节点配合,在控制网中配置时定义。所有的逻辑地址包括2个部分。第一部分是指定域的域ID(Domain ID)。所谓域就是节点的集合,常常是整个系统,他们可以互操作。逻辑地址的第2部分以独特的15位节点地址规定域中的一个单一节点,或者以它独特的8位组地址规定一个预先定义的节点组。每个在网上传输的包,包含传输节点(源地址)的逻辑地址和接收节点地址(目的地址),它们可能是物理神经元地址、逻辑节点地址、组地址或广播地址。
组是域中节点的集合。不象子网,组是不论物理信道位置组合起来的节点的集合。最大组的规模是发送确认报文时的64个节点;发送不确认报文的组规模是无限制的。组是一个有效的优化方法, 用于一个对多个的网络变量和报文标签连接。
使用LonTalk协议的系统中的每个域可以有32385个以下的装置。一个域中可以有256个以下的组。每个组可以有任意数目的分配给它的节点,只是在端到端的确认时,组被限制在64个节点。每个节点可以属于15个以下的组。
●域中的组 255
●网络中的信道 无限制
●网络变量的字节 31
●显示报文中的字节 228
●数据文档中的字节 232
●子网中的节点 127
●域中的子网 225
●域中的节点 32385
●系统中最多的节点 32K×248
●网络中的域 248
●组中的成员
确认或要求响应用的63
未确认或重复的无限制。
(2) LonTalk的特征与优点
◆支持广泛范围的通信介质,包括双绞线和电力线。
◆支持可靠通信,包括防范未经授权的使用系统。
◆无论网络规模,提供可预测的响应时间。
◆支持混合介质和不同通信速度构成的网络。
◆提供对节点透明的接口。
◆支持几万节点——但在只有几个节点的网络中同样有效。
◆允许节点间的任意连通。
◆允许对等通信,这样就使它可用于分布式控制系统中。
◆为产品的互可操作性提供有效机制,使来自一个制造商的产品能和其他制造商的产品共享标准物理量的信息。
◆实施协议内网络管理问题的解决。
总之LonTalk协议的多种服务提高了可靠性、安全性和网络资源的优化。LonTalk协议是EIA709.1控制联网标准下的一个公开标准。所以该协议可以自由地提供给任何人,并从
http://global.his.com/要求EIA709.1的一份复制件。最经济的执行LonTalk协议的方法,仍然是购买神经元芯片。
EIA标准允许愿意投资的公司在它们自己选定的微处理器中执行其协议。这对于在应用时,需要更强大的处理器的装置,在经济上可能比神经元芯片更合算。
对开发者来说,神经元芯片之优越在于它的完整性。内装协议和处理器,免除了在这些方面的任何开发和编程。神经元芯片提供了ISO/OSI模型中7层通信协议的6层,只需要提供应用层编程和配置。这就使协议的实施标准化,并使开发和配置较为容易。
3 LonWorks控制网应用
LonWorks设备可在家庭、商业楼宇、交通管理、工厂现场安装使用。在电力行业,用于自动抄表、降低负载、提供管理和增值服务(远程连接或断开)。OEM用户可以将LonWorks运用到任何增值服务的产品之中。Echelon公司的重要OEM厂商:Toshiba、Merloni、Siemems、Invensys、Hyundai、ABB、SAMSUNG、NOKIA、PHILIPS、ERICSSON、HONEYWELL等。
4 结论
控制网LonWorks与现场总线底层网络都能通过各自的相关设备与internet网络相连在一个具体的用户中,可以保证用户原来的资源不浪费的前提下,添加新的资源。

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