LonWorks現場(chǎng)總線(xiàn)介紹

　　3.LonTalk對多介質(zhì)的支持

　　LonTalk協(xié)議對各種介質(zhì)的支持是獨立的。Lon的神經(jīng)元芯片可以容許的通信介質(zhì)類(lèi)型非常廣泛,如雙絞線(xiàn)、電力線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電、紅外線(xiàn)、同軸電纜、光纖等。

　　4.LonTalk對多通道的支持

　　一個(gè)通道是指在物理上能獨立發(fā)送報文(不需要轉發(fā))的一段介質(zhì)。LonTalk規定,一個(gè)通道至多有32385個(gè)節點(diǎn),一個(gè)網(wǎng)絡(luò )可以由一個(gè)或多個(gè)通道組成,通道之間通過(guò)路由器來(lái)連接。

　　這樣,不僅可實(shí)現多介質(zhì)在同一網(wǎng)絡(luò )上的連接,而且可減輕一個(gè)通道的網(wǎng)絡(luò )信道過(guò)于擁擠。

　　5.LonTalk對大網(wǎng)絡(luò )的支持

　　網(wǎng)絡(luò )地址可以有以下三層結構:

　　第一層結構是域。域的結構可以保證在不同的域中通信彼此獨立。例如,不同的應用節點(diǎn)共存在同一通信介質(zhì)中(如無(wú)線(xiàn)電),不同的域的區分可以保證它們的應用完全獨立,不會(huì )彼此干擾。

　　第二層結構是子網(wǎng)。每個(gè)域最多有255個(gè)子網(wǎng),一個(gè)子網(wǎng)可以是一個(gè)或多個(gè)通道的邏輯分組 ,有一種子網(wǎng)層的智能路由器產(chǎn)品可以實(shí)現子網(wǎng)間的數據交換。

　　第三層結構是節點(diǎn)。每個(gè)子網(wǎng)最多有127個(gè)節點(diǎn),所以一個(gè)域最多有255×127=32385個(gè)節點(diǎn)。任一節點(diǎn)可以分屬一個(gè)或兩個(gè)域,容許一個(gè)節點(diǎn)作為兩個(gè)域之間的網(wǎng)關(guān),也容許一個(gè)傳感器節點(diǎn)將采集到的數據分別發(fā)向兩個(gè)不同的域。

　　節點(diǎn)也可以被分組,一個(gè)分組在一個(gè)域中跨越幾個(gè)子網(wǎng)或通道。在一個(gè)域中最多有256 個(gè)分組,每個(gè)分組對需應答服務(wù)最多有64個(gè)節點(diǎn),而無(wú)應答服務(wù)的節點(diǎn)個(gè)數不限。一個(gè)節點(diǎn)可以分屬15個(gè)分組去接收數據。分組結構可以使一個(gè)報文同時(shí)被多個(gè)節點(diǎn)接收。

　　另外,每個(gè)神經(jīng)元芯片有一個(gè)獨一無(wú)二的48位ID地址。這個(gè)地址由廠(chǎng)方規定,一般只在網(wǎng)絡(luò )安裝和配置時(shí)使用,可以作為產(chǎn)品的序列號。

　　通道并不影響網(wǎng)絡(luò )的地址結構,域、子網(wǎng)和分組都可以跨越多個(gè)通道。

　　6.LonTalk的報文服務(wù)

　　LonTalk協(xié)議提供了四種類(lèi)型的報文服務(wù):

　　·應答方式或端對端的應答服務(wù):當一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送報文到另一個(gè)節點(diǎn)或分組時(shí),每個(gè)接收到報文的節點(diǎn)都分別向發(fā)送方應答。如果發(fā)送方在應答時(shí)間內沒(méi)有收到全部應答,則重新發(fā)送該報文。重發(fā)次數和應答時(shí)間都是可選的。報文應答服務(wù)由網(wǎng)絡(luò )處理器完成,不必由應用程序來(lái)干預。報文ID號確保節點(diǎn)不會(huì )收到重復的報文。

　　·請求/響應方式:當一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送報文到另一個(gè)節點(diǎn)或分組時(shí),每個(gè)接收到報文的節點(diǎn)都分別向發(fā)送方響應。如果發(fā)送方在響應時(shí)間內沒(méi)有收到全部響應,則重新發(fā)送該報文。重發(fā)次數和響應時(shí)間都是可選的。報文響應服務(wù)由應用處理器完成,可以包含數據,是由應用處理器完成的,適合遠程過(guò)程調用和客戶(hù)/服務(wù)器的應用。

　　·非應答重發(fā)方式:當一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送報文到另一個(gè)節點(diǎn)或分組時(shí),不需每個(gè)接收到報文的節點(diǎn)向發(fā)送方應答或響應,而是重復多次發(fā)送同一報文,使報文盡量可靠地被接收方收到。這種方式適于節點(diǎn)較多的分組的廣播發(fā)送,從而避免因節點(diǎn)響應而使網(wǎng)絡(luò )過(guò)載。

·非應答方式:當一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送報文到另一個(gè)節點(diǎn)或分組時(shí),不需每個(gè)接收到報文的節點(diǎn)向發(fā)送方應答或響應,也不必重復多次發(fā)送同一報文,只發(fā)一次即可。這種方式適合對可靠性要求不高,但報文長(cháng)度較長(cháng)、需要速度較高的報文。

　　7.LonTalk網(wǎng)絡(luò )認證

　　LonTalk支持報文認證。收發(fā)雙方在網(wǎng)絡(luò )安裝時(shí)約定一個(gè)6字節的認證字,接收方在接收時(shí)判斷報文是否經(jīng)過(guò)發(fā)送方認證,只有經(jīng)過(guò)發(fā)送方認證的報文方可接收。

　　8.碰撞檢測

　　Lon支持在通信介質(zhì)上的硬件碰撞檢測(如雙絞線(xiàn))。LonTalk可以將正在發(fā)送的碰撞報文自動(dòng)取消,重新再發(fā)。如果沒(méi)有碰撞檢測,若碰撞發(fā)生,只有到響應或應答超時(shí)時(shí)才會(huì )重發(fā)報文。

四、LonWorks與現場(chǎng)總線(xiàn)

　　按照國際電工委員會(huì )(IEC)的敘述,把低級或底層的工業(yè)數據總線(xiàn)定名為現場(chǎng)總線(xiàn)。其基本要求包括:以串行通信的方式取代傳統的4～20mA的信號傳輸,并且一條現場(chǎng)總線(xiàn)可為眾多的可尋址的現場(chǎng)設備實(shí)現多點(diǎn)連接;支持底層的現場(chǎng)智能設備與高層的系統利用公用介質(zhì)交換信息;現場(chǎng)總線(xiàn)的協(xié)議在物理層和鏈路層與OSI模型有相同的含義。目前,一些公司、廠(chǎng)商所推出的現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品,其基本要求大體與上述內容類(lèi)似。

　　從前面對LonWorks的分析介紹可以看出,LonWorks的性能覆蓋了IEC關(guān)于現場(chǎng)總線(xiàn)的推薦規范,而且應用更加靈活。

　?、偕窠?jīng)元芯片是一個(gè)很好的低成本的現場(chǎng)總線(xiàn)處理器。它處理現場(chǎng)互聯(lián)的全部任務(wù),還能處理現場(chǎng)傳感器、執行器的動(dòng)作,以及簡(jiǎn)單的數字邏輯運算等現場(chǎng)任務(wù)。

　?、谝訧EEE P1118(ver 3.0)制定的現場(chǎng)總線(xiàn)功能要求為例,與LonWorks的性能做一比較 :在物理層上的比較見(jiàn)表2,在鏈路層上的比較見(jiàn)表3,在應用層上的比較見(jiàn)表4。

　?、跮onTalk是OSI參考模型面向現場(chǎng)對象應用的一個(gè)子集。它比現場(chǎng)總線(xiàn)歷來(lái)推薦的功能覆蓋面更廣,如支持多介質(zhì)、大網(wǎng)絡(luò )。這為工廠(chǎng)制造自動(dòng)化的測、控、管一體化提供了全局性的解決方案,而且都可通過(guò)固化有LonTalk協(xié)議的神經(jīng)元芯片實(shí)現,只需用一個(gè)神經(jīng)元和某種網(wǎng)絡(luò )的專(zhuān)用控制器相連構成的橋接器同生產(chǎn)管理級、廠(chǎng)級互聯(lián)。另外,它比現場(chǎng)總線(xiàn)以往提供的應用服務(wù)更友好、更方便,用戶(hù)只需按對象來(lái)定義和連接網(wǎng)絡(luò )變量。

　?、躄onWorks支持各種拓撲結構,不限于總線(xiàn),選擇不同的收發(fā)器可構成星形、環(huán)形、樹(shù)形或混合形結構;而尋址由協(xié)議來(lái)解決,這樣現場(chǎng)互聯(lián)更加靈活。

　　綜上所述,LonWorks是一種全新的現場(chǎng)總線(xiàn)。它為全分散式的現場(chǎng)設備提供了可互操作的控制網(wǎng)絡(luò ),已獲得世界上140多個(gè)公司、組織的確認,并組成LonMark協(xié)會(huì )。目前,有1500家組織選擇它,在各行各業(yè)成功地構成了應用系統。