機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線專業(yè)知識(shí)講座課件

主要內(nèi)容現(xiàn)場(chǎng)總線綜述LonWorks總線技術(shù)基礎(chǔ)LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonWorks總線設(shè)計(jì)實(shí)例分析基于LonWorks技術(shù)的立體車庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

通過網(wǎng)絡(luò)可以做些什么？瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件、網(wǎng)絡(luò)聊天（QQ、MSN、飛信等）。。。網(wǎng)上購(gòu)物：淘寶、京東、當(dāng)當(dāng)、卓越、各種團(tuán)購(gòu)網(wǎng)站。。。網(wǎng)上金融：炒股、基金買賣、網(wǎng)銀、在線支付。。。網(wǎng)上在線聽、讀、看（音頻、文本、圖片、視頻）或下載。。。手機(jī)上網(wǎng)（目前的各種智能手機(jī)）。。。正在興起的“物聯(lián)網(wǎng)”。。。顯然，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用正在改變著人們的工作方式與生活方式，并進(jìn)一步引起世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，促進(jìn)了全球信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)、文化、科研、軍事、政治、教育和社會(huì)生活等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信與控制技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生了深刻的變革，也就是說，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主的技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域引起了深刻的變革。信息技術(shù)迅速滲透到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備層，覆蓋從生產(chǎn)車間到企業(yè)管理的各個(gè)方面，溝通從原料供應(yīng)、生產(chǎn)制造到生產(chǎn)調(diào)度、資源規(guī)劃乃至市場(chǎng)銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)，逐步形成了以控制網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)。本章主要討論的是：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的底層控制網(wǎng)絡(luò)——現(xiàn)場(chǎng)總線(fieldbus)。它是順應(yīng)自動(dòng)化系統(tǒng)的變革趨勢(shì)而發(fā)展起來的新技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的概念現(xiàn)場(chǎng)總線原來是指現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間公用的信號(hào)傳輸線。現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)。技術(shù)發(fā)展至今，現(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)成為控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代名詞，廣泛應(yīng)用于離散制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇、國(guó)防、環(huán)境保護(hù)以及農(nóng)、林、牧等各行各業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)中。現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的概念現(xiàn)場(chǎng)總線以測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以雙絞線等傳輸介質(zhì)為紐帶，把位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、具備數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力的測(cè)控設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在多個(gè)測(cè)量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場(chǎng)儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成適應(yīng)各種應(yīng)用需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

現(xiàn)場(chǎng)總線給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來的變化就像計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給單臺(tái)計(jì)算機(jī)帶來的變化一樣，它使測(cè)控設(shè)備連成測(cè)控網(wǎng)絡(luò)并與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，使控制網(wǎng)絡(luò)成為信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分?，F(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)含義現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連互操作性分散功能塊通信線供電開放式互連網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展的五個(gè)階段基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)集中式數(shù)字控制系統(tǒng)集散式控制系統(tǒng)（DCS）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS，F(xiàn)ieldbusControlSystem）屬于網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)（NCS）作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間信息溝通的紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備連接為實(shí)現(xiàn)相應(yīng)測(cè)量功能的自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)諸如PID控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的自動(dòng)化功能，從而使自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)變?，F(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線綜述幾種流行的現(xiàn)場(chǎng)總線CAN德國(guó)Bosch公司設(shè)計(jì)ProfiBus德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)HART美國(guó)Rosemount公司研制基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF國(guó)際上唯一的非商業(yè)化的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)LonWorks美國(guó)Echelon公司研制現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中，設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)式連接，各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備作為總線上的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)掛接在一條總線上現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中采用的是智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，因此能夠把原先DCS中處于控制室的控制計(jì)算功能模塊（如PID等）、輸入輸出功能模塊（如AI、AO等）置入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備由于采用數(shù)字信號(hào)替代模擬信號(hào)，因而可實(shí)現(xiàn)一對(duì)電線上傳輸多個(gè)信號(hào)（包括多個(gè)運(yùn)行參數(shù)值、多個(gè)設(shè)備狀態(tài)、故障信息），同時(shí)又為多個(gè)設(shè)備提供電源現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)的開放性體現(xiàn)在通信協(xié)議公開，不同廠商提供的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連和信息交換。互可操作性與互用性互可操作性，是指網(wǎng)絡(luò)中互連的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳送與交換現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性智能化主要體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)字計(jì)算與通信能力。功能自治性是指借助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性在高溫、嚴(yán)寒、粉塵環(huán)境下能保持正常工作狀態(tài)，具備抗震動(dòng)、抗電磁干擾能力；在易燃易爆環(huán)境下能保證本質(zhì)安全，有能力支持總線供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度的分散性新的全分布式控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)節(jié)省硬件數(shù)量與投資現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，由于分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、控制、報(bào)警和計(jì)算功能（即功能自治性的技術(shù)特點(diǎn)），因而可減少變送器數(shù)量（不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等），也不再需要DCS的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜接線（因?yàn)樵贒CS中，測(cè)量變送儀表一般仍然為模擬儀表，控制計(jì)算功能模塊（如PID等）和輸入、輸出功能模塊（如AI、AO等）處于控制室），還可以用工控PC機(jī)作為操作站，從而節(jié)省硬件投資，并可減少控制室占地面積?，F(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)節(jié)省安裝費(fèi)用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的接線簡(jiǎn)單，一對(duì)雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個(gè)設(shè)備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對(duì)的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備時(shí)，可就近連接在原有的電纜上而無需增設(shè)新的電纜，這既節(jié)省了投資，又減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測(cè)算資料表明，可節(jié)約安裝費(fèi)用60％以上。現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)節(jié)省維護(hù)開銷由于現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理能力并通過數(shù)字通信將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行和診斷維護(hù)信息，以便盡早分析故障原因并快速排除，減少了維護(hù)停工時(shí)間用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)用戶可自由選擇不同廠商提供的設(shè)備來集成系統(tǒng)（系統(tǒng)具有開放性的技術(shù)特點(diǎn)），即系統(tǒng)集成過程中的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在用戶手中現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性與模擬信號(hào)相比，由于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，因此從根本上提高了測(cè)量與控制的精度，減少了傳送誤差。同時(shí)，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn)場(chǎng)儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，因此減少了信號(hào)的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。此外，由于設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，功能的模塊化，因而現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)還具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線綜述以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本組成從圖中可見，除現(xiàn)場(chǎng)控制層FCS外，上面的ERP和MES都采用以太網(wǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線與上層網(wǎng)絡(luò)的通信一是采用專用網(wǎng)關(guān)完成不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，把現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段或DCS連接到以太網(wǎng)中現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線與上層網(wǎng)絡(luò)的通信二是將現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)卡都置入工業(yè)PC的PCI插槽（廣義上應(yīng)該是PC的IO總線插槽）內(nèi)，在PC內(nèi)完成數(shù)據(jù)交換現(xiàn)場(chǎng)總線綜述現(xiàn)場(chǎng)總線與上層網(wǎng)絡(luò)的通信三是將Web服務(wù)器直接置入PLC或現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備內(nèi)，借助Web服務(wù)器和通用瀏覽工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)交互LonWorks技術(shù)基礎(chǔ)LonWorks總線產(chǎn)生LonWorks是由美國(guó)Ecelon公司推出并由它們與摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo)，于1991年正式公布而形成的，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、樓宇、家庭、能源等自動(dòng)化領(lǐng)域。LonWorks總線特性傳輸速率達(dá)1.25Mbps，傳輸距離最長(zhǎng)達(dá)2700m，節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)32000個(gè)支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電源線等多種通信介質(zhì)，并開發(fā)相應(yīng)的本安防爆產(chǎn)品，被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。LonWorks技術(shù)基礎(chǔ)LonWorks總線特性同時(shí)應(yīng)用在SensorBus、DeviceBus、FieldBus等任何一層總線中。SensorBusDeviceBusFieldBus邏輯控制過程控制控制類型設(shè)備類型簡(jiǎn)單設(shè)備bit中級(jí)設(shè)備Byte復(fù)雜設(shè)備FrameLonWorks技術(shù)基礎(chǔ)LonWorks總線特性Sesorbus(Bit-level)

Devicebus(Byte-level)

Fieldbus(Block-level)

CAN

CAN

IEC/SP50

Seriplex

Deviceet

FieldbusFoudation

ASI

ProfibusDP

ProfibusPA

LonWorks

LonWorks

LonWorks

FIPIO

WorldFIP

SDS

IterbusS

LonWorks技術(shù)基礎(chǔ)LonWorks總線特性它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協(xié)議。應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)LonWorks技術(shù)基礎(chǔ)LonWorks產(chǎn)品包括：Neuron芯片LonTalk網(wǎng)絡(luò)接口收發(fā)器路由器i.Lon系列IP網(wǎng)絡(luò)連接產(chǎn)品可將LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)無縫連接開發(fā)工具神經(jīng)元芯片（Neuron）和LonTalk協(xié)議是LonWorks技術(shù)的核心LonWorks技術(shù)基礎(chǔ)神經(jīng)元芯片（NeuronChip）Neuron芯片其實(shí)是一種嵌入式系統(tǒng)集成芯片中有3個(gè)8位CPU提供最初的6個(gè)協(xié)議層，只有應(yīng)用層的編程和配置需要給定，簡(jiǎn)化了開發(fā)Cypress、Motorola、Toshiba都生產(chǎn)Neruon芯片，價(jià)格很低Cypress：賽普拉斯，為消費(fèi)類電子、計(jì)算、數(shù)據(jù)通信、汽車、工業(yè)和太陽能等系統(tǒng)核心部分提供高性能的解決方案，總部美國(guó)加州LonWorks技術(shù)基礎(chǔ)神經(jīng)元芯片（NeuronChip）節(jié)點(diǎn)基本組成傳感器和控制設(shè)備收發(fā)器I/O口網(wǎng)絡(luò)通信端口Neuron芯片電源網(wǎng)絡(luò)晶振LonWorks技術(shù)基礎(chǔ)LonTalk協(xié)議LonTalk協(xié)議遵循ISO定義(OSI)模型，并提供了OSI所定義的全部7層服務(wù)支持雙絞線、電力線、無線、紅外線、同軸電纜和光纖在內(nèi)的多種傳輸介質(zhì)?？梢赃\(yùn)行在任何主處理器(HostProcessor)上LonTalk協(xié)議使用網(wǎng)絡(luò)變量與其它節(jié)點(diǎn)通信LonTalk協(xié)議支持總線型、星型、自由拓樸等多種拓樸結(jié)構(gòu)類型。OSI層目的提供的服務(wù)7應(yīng)用層應(yīng)用兼容性LonMark對(duì)象，配置特性標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量類型，文件傳輸6表示層數(shù)據(jù)翻譯網(wǎng)絡(luò)變量，應(yīng)用消息，外來幀傳輸5會(huì)話層遠(yuǎn)程操作請(qǐng)求／響應(yīng)，鑒別，網(wǎng)絡(luò)管理，網(wǎng)絡(luò)接口4傳輸層端端的可靠傳輸應(yīng)答消息，非應(yīng)答消息，雙重檢查，通用排序3網(wǎng)絡(luò)層傳輸分組點(diǎn)對(duì)點(diǎn)尋址，多點(diǎn)之間廣播式尋址，路由消息2鏈路層LLC子層幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)解碼，CRC錯(cuò)誤檢查MAC子層介質(zhì)訪問P-堅(jiān)持CSMA，沖突避免，優(yōu)先級(jí)，沖突檢測(cè)1物理層電氣連接介質(zhì)，電氣接口。與介質(zhì)有關(guān)的接口和調(diào)制方案（雙絞線、電力線、無線射頻、同軸電纜、紅外線、光纜等）LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonWorks總線設(shè)計(jì)精解Lon網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)LonWorks總線設(shè)計(jì)精解神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)LonWorks總線設(shè)計(jì)精解節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)智能節(jié)點(diǎn)在安裝和組態(tài)完成之后，可以脫離上層的管理工具，自行完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和節(jié)點(diǎn)間的信息通信。任一智能節(jié)點(diǎn)中所采集到的數(shù)據(jù)可以為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)共享。節(jié)點(diǎn)內(nèi)部可以裝載一些控制算法應(yīng)用程序，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)離控制設(shè)備近，使現(xiàn)場(chǎng)的信息及時(shí)地得到處理，不必要等到上層的監(jiān)控計(jì)算機(jī)完成控制功能。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)用到的LonWorks技術(shù)NeuronChipLonTalk協(xié)議Lonworks收發(fā)器開發(fā)工具：NodeBuilder，LonBuilder，LNS等網(wǎng)絡(luò)接口和服務(wù)設(shè)備LonWorks技術(shù)產(chǎn)品的互操作性協(xié)議LonWorks總線設(shè)計(jì)精解神經(jīng)元芯片神經(jīng)元芯片是LonWorks技術(shù)的最核心器件。主要包含MC143150和MC143120兩大系列。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解神經(jīng)元芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonWorks總線設(shè)計(jì)精解神經(jīng)元芯片芯片包括3個(gè)8位流水作業(yè)的CPULonWorks總線設(shè)計(jì)精解MAC通信處理器完成介質(zhì)訪問控制(MediaAccessControl)，也就是ISO的OSI七層協(xié)議的第1和2層。網(wǎng)絡(luò)處理器完成OSI的第3-6層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它處理網(wǎng)絡(luò)變量、地址、認(rèn)證、后臺(tái)診斷、軟件定時(shí)器、網(wǎng)絡(luò)管理和路由等進(jìn)程。應(yīng)用處理器完成用戶的編程，其中包括用戶程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的服務(wù)調(diào)用。在神經(jīng)元芯片中，每個(gè)CPU都有自身的寄存器組，但所有的CPU都可以通過使用存儲(chǔ)器和算術(shù)邏輯單元ALU共享數(shù)據(jù)。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解神經(jīng)元芯片提供Lon節(jié)點(diǎn)所有的關(guān)鍵功能通信：處理LonTalk通信協(xié)議信息I/O：傳感信號(hào)輸入和控制信號(hào)輸出調(diào)度：控制：存儲(chǔ)：存儲(chǔ)和安裝指定的參數(shù)和程序LonWorks總線設(shè)計(jì)精解神經(jīng)元芯片的輸入輸出功能在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中需要有采集和控制的功能，為此在神經(jīng)元芯片上特設(shè)置11個(gè)I/O口。這11個(gè)I/O口可根據(jù)不同的需求進(jìn)行靈活配置，便于同外圍設(shè)備進(jìn)行接口，如可配置成RS232、并口、定時(shí)/計(jì)數(shù)I/O等。根據(jù)不同外部設(shè)備I/O的要求，采用NeuronC語言，編程人員可以定義一個(gè)或多個(gè)引腳作為輸入/輸出對(duì)象，靈活地配置輸入/輸出方式。用戶程序可通過“io_in()”和“io_out()”系統(tǒng)調(diào)用來訪問這些I/O對(duì)象，并在程序執(zhí)行期間完成輸入/輸出操作。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解通信功能神經(jīng)元芯片可以支持多種通信介質(zhì)。使用最為廣泛的是雙絞線，其次是電力線，其他包括：無線射頻、紅外線、光纖、同軸電纜等。、單端模式、差分模式、專用模式LonWorks總線設(shè)計(jì)精解其他功能系統(tǒng)時(shí)鐘：通過外部的一個(gè)輸入晶振來輸入時(shí)鐘。神經(jīng)元芯片正常工作頻率為625kHz～10MHz睡眠/喚醒機(jī)制Service引腳：節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程配置、安裝和維護(hù)的時(shí)候都需要Watchdog定時(shí)器：神經(jīng)元芯片為防止軟件失效和存儲(chǔ)器錯(cuò)誤，包含三個(gè)Watchdog定時(shí)器(每個(gè)CPU一個(gè))。如果應(yīng)用軟件和系統(tǒng)沒有定時(shí)地刷新這些Watchdog定時(shí)器，整個(gè)神經(jīng)元芯片將自動(dòng)復(fù)位。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解神經(jīng)元芯片的主要性能特點(diǎn)高度集成，所需外部器件較少三個(gè)8位CPU,輸入時(shí)鐘范圍:625kHz~10MHz11條可編程I/O引腳兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器網(wǎng)絡(luò)通信端口:工作方式單端、差分和專用固件包括：LonTalk協(xié)議、I/O驅(qū)動(dòng)程序、事件驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)調(diào)度程序服務(wù)引腳：用于遠(yuǎn)程識(shí)別和診斷每個(gè)Neuron芯片有唯一的48位的內(nèi)部ID號(hào)。內(nèi)置低壓保護(hù)以加強(qiáng)對(duì)片內(nèi)EEPROM的保護(hù)。通訊速率：610b/s----1.25Mb/sLonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonTalk協(xié)議智能控制器（節(jié)點(diǎn)）傳感器執(zhí)行器顯示操作接口節(jié)點(diǎn)LONLON網(wǎng)采用分布式控制技術(shù)LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonTalk協(xié)議LonTalk協(xié)議是LON總線的專用協(xié)議，也是LonWorks技術(shù)的核心。LonTalk協(xié)議提供一系列通信服務(wù)，可使一臺(tái)設(shè)備的應(yīng)用程序可以在不了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒚Q、地址或其他設(shè)備功能的情況下發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備的報(bào)文?？煽啃愿呔W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是相互獨(dú)立的，任一節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工作。各節(jié)點(diǎn)具有本地存儲(chǔ)和處理能力，系統(tǒng)的安全性很高，能在系統(tǒng)規(guī)模大時(shí)避免網(wǎng)絡(luò)通信的沖突和網(wǎng)絡(luò)速度的局限性。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解

LonTalk協(xié)議特點(diǎn)采用分級(jí)編址方式，即域、子網(wǎng)和節(jié)點(diǎn)地址。支持多種通信介質(zhì)，如雙絞線、電力線、同軸電纜、無線電和紅外線、光纖傳輸介質(zhì)等。支持多節(jié)點(diǎn)通信，互操作性強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)可對(duì)其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作，傳輸控制信息。發(fā)送報(bào)文是很短的數(shù)據(jù)(通常幾個(gè)到幾十個(gè)字節(jié))，通信帶寬不高，響應(yīng)時(shí)間快，通信安全可靠。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是低成本、低維護(hù)的單片機(jī)。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解分級(jí)編址方式域子網(wǎng)1子網(wǎng)255……….節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2….節(jié)點(diǎn)127節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2….節(jié)點(diǎn)127三層：域、子網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonTalk協(xié)議符合ISO制訂的開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI標(biāo)準(zhǔn)，具有完備的七層協(xié)議。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解收發(fā)器提供神經(jīng)元芯片與LonWorks網(wǎng)絡(luò)的通信接口EPROM神經(jīng)元芯片收發(fā)器復(fù)位電路接口單元主處理器LonWorks總線設(shè)計(jì)精解收發(fā)器類型雙絞線收發(fā)器：性價(jià)比高，最通用收發(fā)器直接驅(qū)動(dòng)：使用神經(jīng)元芯片內(nèi)部收發(fā)器，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不超過64個(gè)，傳輸速率不超過1.25Mb/s傳感器和控制設(shè)備收發(fā)器I/O口網(wǎng)絡(luò)通信端口Neuron芯片電源網(wǎng)絡(luò)晶振LonWorks總線設(shè)計(jì)精解收發(fā)器類型雙絞線收發(fā)器EIA-485收發(fā)器：具有成本、性能、體積優(yōu)勢(shì)，支持多種數(shù)據(jù)傳輸速率和通信介質(zhì)變壓器耦合接口：應(yīng)用于需要高性能、高隔離度和高抗干擾能力的場(chǎng)合內(nèi)有濾波電路和二級(jí)保護(hù)電路，減少穿過變壓器的電壓浪涌LonWorks總線設(shè)計(jì)精解收發(fā)器類型電力線收發(fā)器無線射頻收發(fā)器路由器LonWorks總線設(shè)計(jì)精解網(wǎng)絡(luò)接口與服務(wù)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)適配器（NetWorkAdapters）網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，主機(jī)的物理接口其驅(qū)動(dòng)程序提供通信協(xié)議和應(yīng)用程序接口，使主機(jī)的程序可以訪問Lon網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品：PCLTA-10，PCLTA-20網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供診斷、安裝、控制和配置等面向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)LonWorks總線設(shè)計(jì)精解開發(fā)工具節(jié)點(diǎn)開發(fā)工具NodeBuilder節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)安裝工具LonBuilder：用來開發(fā)Lonworks系統(tǒng)，具有系統(tǒng)集成和測(cè)試功能網(wǎng)絡(luò)管理工具LonManager以及客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架－－LNS技術(shù)LonMakerforWindows：網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)管理工具LonWorks總線設(shè)計(jì)精解NodeBuilder設(shè)備級(jí)開發(fā)工具，由集成的硬件和軟件組成，它提供對(duì)單個(gè)設(shè)備編程和調(diào)試開發(fā)環(huán)境，不包含系統(tǒng)集成和測(cè)試工具，樣機(jī)測(cè)試完成以后，再用網(wǎng)絡(luò)管理工具(例如LonManager和LonMaker安裝工具)集成。硬件組成PCNSS接口卡：ISA總線的PC卡：用來向Lonworks節(jié)點(diǎn)下載應(yīng)用程序、對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置和監(jiān)控LTM-10模塊：仿真器MotorolaGizmo4節(jié)點(diǎn)調(diào)試NeuronC應(yīng)用程序LonWorks總線設(shè)計(jì)精解NodeBuilder軟件：設(shè)備應(yīng)用程序采用基于ANSIC的NeuronC編程語言，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)通信、硬件I/O和事件驅(qū)動(dòng)過程N(yùn)odeBuilder資源管理器NodeBuilder代碼向?qū)odeBuilder項(xiàng)目管理器LNS設(shè)備plug-in向?qū)onWorks總線設(shè)計(jì)精解LonBuilder是系統(tǒng)級(jí)開發(fā)工具，它提供創(chuàng)建、調(diào)試多設(shè)備LonWorks應(yīng)用的所有工具，系統(tǒng)集成和測(cè)試功能LNS(LonWorksNetworkOperatingSystem)的軟件工具LonWorks技術(shù)有多種基于LNS的工具，用于LON網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和組態(tài)。LonMaker是圖形化工具，用于圖形繪制、系統(tǒng)調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)的維修保養(yǎng)；LonMaker把畫圖工具Visio用戶接口和LNS客戶-服務(wù)器結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，貫穿設(shè)計(jì)、通信、操作和維護(hù)Lon網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)階段。還支持經(jīng)由LonWorks網(wǎng)絡(luò)或TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程操作、支持與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的接口技術(shù)i.Lon。LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonMaker：可離線或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，提供對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)變量和配置屬性的訪問LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LNSDDEServer軟件DDE：DynamicDataExchange用于人機(jī)接口、高級(jí)控制、數(shù)據(jù)采集和可視化應(yīng)用的I/O驅(qū)動(dòng)程序?yàn)橹С諨DE應(yīng)用的高級(jí)組態(tài)軟件提供了一個(gè)訪問LonWorks網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的高效方法LonWorks總線設(shè)計(jì)精解LonWorks總線設(shè)計(jì)精解Lon總線的互操作性來自同一個(gè)或不同的制造商的多個(gè)裝置能集成在單一的控制網(wǎng)中，無需定制節(jié)點(diǎn)或編程以LonTalk協(xié)議為基礎(chǔ)，在兩個(gè)領(lǐng)域制定了互操作性準(zhǔn)則收發(fā)器和配合的物理信道準(zhǔn)則：包含在LonMark1~6層互可操作性準(zhǔn)則中應(yīng)用程序的LonMark標(biāo)準(zhǔn)：包含在LonMark應(yīng)用層互可操作