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智慧建筑集成技术:Lonworks技术概述及系统结构

时间:2023-11-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:LonWorks 技术是集成这样一个LON 网络的完整的开发平台。在LonWorks 技术中,路由器包括中继器、桥接器和路由器。

智慧建筑集成技术:Lonworks技术概述及系统结构

LON 现场控制网络包括现场控制节点—— 这些节点可以是直接采用神经元芯片作为通信处理器和测控处理器,也可以是基于神经元芯片的Host Base 节点、通信介质和通信协议。LonWorks 技术是集成这样一个LON 网络的完整的开发平台。LonWorks 技术包括以下几个组成部分:

(1)LonWorks 节点和路由器;

(2)LonTalk 协议;

(3)LonWorks 收发器

(4)LonWorks 网络和节点开发工具。

1. LonWorks 节点

一个典型的现场控制节点主要包含以下几部分功能块:应用CPU、I/O 处理单元、通信处理器、收发器和电源。神经元芯片是一组复杂的VLSI 器件,通过独具特色的硬件、固件相结合的技术,使一个神经元芯片几乎包含一个现场节点的大部分功能块,因此一个神经元芯片加上收发器便可构成一个典型的现场控制节点,典型节点构成如图4-1 所示。

所有节点通过LonTalk 协议以总线方式构成分布式控制网络,典型的基于LON 总线的集成系统如图4-2 所示。

图4-1 LonWorks 节点构成示意图

图4-2 LonWorks 控制网络典型结构

2. 路由器(www.xing528.com)

路由器在LonWorks 技术中是一个主要的部分,这也是其他现场总线所不具备的,也正是由于路由器的使用,使LON 总线突破传统的现场总线的限制—— 不受通信介质、通信距离、通信速率的限制。在LonWorks 技术中,路由器包括中继器、桥接器和路由器。

3. 网络管理

在LON 总线中,需要一个网络管理工具,这也是LON 总线和其他总线所不同的地方。当单个节点建成以后,节点之间需要互相通信,这就需要一个网络工具为网络上的节点分配逻辑地址,同时也需要将每个节点的网络变量和显示报文连接起来;一旦网络系统建成正常运行后,还需对其进行维护。对一个网络系统还需要有上位机能够随时了解该网络的所有节点网络变量和显示报文的变化情况,网络管理的主要功能有以下三个方面:

(1)网络安装。

常规的现场控制网络系统,网络节点的连接通常采用直接互联,或者通过DIP 开关来设定网络地址,而LON 总线则通过动态分配网络地址,并通过网络变量和显示报文来进行设备间的通信。网络安装可通过Service Pin 按钮或手动的方式设定设备的地址,然后将网络变量互联起来,并可以设置报文的四种方式:发送无响应、重复发送、应答和请求响应。

(2)网络维护。

网络安装只是在系统开始时进行的,而系统维护则在系统运行的始终。系统维护主要包括维护和修理两方面。维护主要是在系统正常运行的状况下,增加、删除设备及改变网络变量显示报文的内部连接。网络修理是一个错误设备的检测和替换的过程。检测过程能够查出设备出错是由于应用层的问题(例如,一个执行器由于电机出错而不能开闭),还是通信层的问题(如设备脱离网络)。由于采用动态分配网络地址的方式,使得替换出错设备非常容易,只需从数据库中提取旧设备的网络信息下载到新设备即可,而不必修改网络上的其他设备。

(3)网络监控。

应用设备只能得到本地的网络信息,也即网络传送给它的数据。然而在许多大型的控制设备中,往往有一个设备需要查看网络所有设备的信息。例如,在过程控制中需要一个超级用户,可以统观系统和各个设备的运行情况。因此,提供给用户一个系统级的检测和控制服务,用户可以在网上,甚至以远程的方式(如Internet)监控整个系统。通过节点、路由器和网络管理这三部分有机的结合就可以构成一个带有多介质、完整的网络系统。在一些资料中称LON 不再是现场总线而是现场网络。

4. LON 总线性能特点

拥有三个处理单元的神经元芯片(Neuron3120/3150 芯片):一个用于链路层的控制,一个用于网络层的控制,还有一个用于用户的应用程序,还包含11个I/O 口,这样在一个神经元芯片上就能完成网络和控制的功能;支持多种通信介质(双绞线电力线、电源线、光纤、无线、红外等)和它们的互联;LonTalk是LON 总线的通信协议,支持七层网络协议,提供了一个固化在神经元芯片的网络操作系统;提供给使用者一个完整的开发平台,这包含现场调试工具LonBuilder、协议分析、网络开发语言Neuron C 等;由于支持面向对象的编程(网络变量NV),从而很容易实现网络的互操作。

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