摘要：本文概述了LonWorks技術特點,尤其較詳細地描述了通訊介質訪問控制方式,並介紹LonWorks在智慧小區中的應用。
關鍵詞：網路互聯技術 LonWorks 智慧小區
1.引言
??隨著網路互聯技術的發展和Internet在全球範圍的盛行,開放、互連和資訊共享已成為IT時代的潮流,構造不同廠家的產品能夠互聯、互換和互操作並可以與Internet無縫連線的新一代樓宇自動控制系統BAS,己成為業主、系統整合商和使用者的迫切需要和現實追求。
??美國Echelon公司於1991年提出了LonWorks(Local Operating Networks,區域性操作網路）網路,簡稱L0N網,它標誌著控制系統網路的新紀元。LonWorks是一種完整的、全開放的、可互操作的、成熟的和低成本的分散式控制網路技術,眾多的製造廠和使用者紛紛在其控制網路方案中採用LonWorks技術。到目前為止,全世界已有2500多家公司利用LonWorks技術生產各種各樣的LonWorks產品,以滿足現代化樓宇、工廠、交通運輸系統、城市基礎設施(水、電、氣等)、家庭等環境自動化系統的分散式控制網路要求。在1995年,LonWorks控制網路被美國確定為樓宇自動化控制網路標準的一部份。目前,世界大的樓宇控制公司,如霍尼維爾、安德沃、西比、江森、蘭吉爾、薩切維爾等都正在採用LonWorks技術改造產品,已形成世界技術潮流。本文主要介紹LonWorks技術特點,尤其較詳細地描述了通訊介質訪問控制方式,並介紹了LonWorks在智慧小區中的應用。
技術特點
??LonWorks網路上的每個控制點稱為LonWorks接點或LonWorks智慧裝置,它包括一片Neuron神經晶片、感測和控制裝置、收發器(用於建立Neuron晶片與傳輸之間的物理連線)和電源.
??Neuron神經晶片是節點的核心部分,它包括一套完整的通訊協議,即LonTalk協議,從而確保節點問使用可靠的通訊標準進行互操作。LonTalk通訊協議遵循ISO/OSI的全部七層模型。Neuron神經晶片內含三個八位CPU:第一個CPU為介質訪問控制處理器,實現Udallt協議的第1層和第2層:第二個CPU為網路處理器,實現LonTalk協議的第3層至第6層:第三個CPU為應用處理器,實現LonTallt協議的第7層。
??LonTa1k協議是直接物件導向的網路協議,即,通過網路變數實現網路節點間的聯結。當定義為輸出的網路變數改變時,能自動地將網路變數的值傳送出去,使所有該變數定義為輸入的節點收到它的改變,以便啟用相應的處理程序(事件觸發型）。標準網路變數能使不同製造商的產品通過建立標準的資料傳送模式、正確地翻譯、傳送資料,便於裝置的互換和互操作。另外,由於網路變數的長度有限,最多31B,又提供了四種類型的報文服務：應答方式、請求/響應方式、非應答重發方式、非應答方式。
??LonWorks有完整的7層協議,具備了局域網的基本功能,與異型網的相容性比任何現存的現場匯流排都好。它還提供了與LAN的介面,從而實現了二者的'有機結合。
??LonWorks支援多種拓撲結構,如匯流排型、星型、環型和混合型等,及多種傳輸介質,如雙絞線、電力線、無線電波、紅外線、光纖、同軸電纜和電源線等。這樣,可以根據不同的現場環境選擇不同的收發器和介質。採用雙絞線通訊速率為78Kbps/2700m/每段64節點、1.25Mbps/130m/每段64個節點。Motor01a已開發出IS一78本安物理通道,使Lodorks網路延伸到危險區域,還可以在單線纜中實現供電和通訊。
??總之,Lodorks通過具有通訊與控制功能的Neu-ron神經晶片、收發器、電源、感測器和控制裝置構成的網路節點,採用專用的程式設計工具Neuron C,利用所提供的開發工具LonBuilder,NodeBuilder和LVS技術,可以快速、方便地開發節點和聯網。當有大量的短訊息需要頻繁通訊應用時,是一個普及、低成本的匯流排系統。
3.通訊介質訪問控制方式
??由於網路上的裝置共享傳輸線路,為了解決在同一時間幾個裝置同時爭用傳輸介質,需要有某種介質訪問控制方式,來協調各裝置訪問介質的順序,實現設各之間資料的交換。LonWorks的通訊介質訪問控制方式為帶預測P----堅持CSMA(Carrier Sense Multiple Access,載波監聽多路訪問),它是一種獨特的衝突避免演算法,使得網路即便在過載的情況下,仍可以達到最大的通訊量,而不至於發生因衝突過多致使網路吞吐量急劇下降。