Lonworks通信技術(shù)詳解.ppt

1、自動化網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場總線,本次課要點,了解LonWorks技術(shù)概況了解LonWorks技術(shù)核心元件-神經(jīng)元芯片的結(jié)構(gòu)LonTalk內(nèi)涵LonWorks的互操作性,3.網(wǎng)絡(luò)管理,網(wǎng)絡(luò)管理的主要功能有以下三個方面。(1)網(wǎng)絡(luò)安裝常規(guī)的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的連接通常采用直接互連，或者通過DIP開關(guān)來設(shè)定網(wǎng)絡(luò)地址，而LON總線則通過動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)地址，并通過網(wǎng)絡(luò)變量和顯示報文來進行設(shè)備間的通信。(2)網(wǎng)絡(luò)維護網(wǎng)絡(luò)安裝只是在系統(tǒng)開始時進行的，而系統(tǒng)維護則在系統(tǒng)運行的始終。系統(tǒng)維護主要包括維護和修理兩方面。(3)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控應(yīng)用設(shè)備只能得到本地的網(wǎng)絡(luò)信息，也即網(wǎng)絡(luò)傳送給它的數(shù)據(jù)。,采用LON總線結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)

2、,5.2.2LON總線分散式通信控制處理器神經(jīng)元芯片,1.處理單元,該芯片內(nèi)部裝有三個微處理器：MAC處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和應(yīng)用處理器。,2.存儲器,MC143150存儲器的分配包括：512bytesEEPROM；網(wǎng)絡(luò)配置和地址表；獨一無二的48位神經(jīng)元ID碼；用戶應(yīng)用程序代碼和一般只讀的數(shù)據(jù)；2048bytesRAM；堆棧段、應(yīng)用程序和系統(tǒng)程序的數(shù)據(jù)區(qū)；LonTalk協(xié)議應(yīng)用緩沖區(qū)和網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)；最多64kB存儲器地址空間，但處理器提供外部存儲器接口能夠訪問到的是59392bytes；而剩下的6114字節(jié)是作為系統(tǒng)內(nèi)部映射。16384字節(jié)的外部存儲器用于存儲LON的操作系統(tǒng)；剩下的空間可作為用戶

3、編寫的應(yīng)用代碼，以及應(yīng)用程序所需要的額外讀寫數(shù)據(jù)區(qū)、應(yīng)用緩沖區(qū)和網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)。,3輸入/輸出,神經(jīng)元芯片和其他設(shè)備的互連是通過它的11個I/OIO0IO10。這些管腳可以根據(jù)不同外部設(shè)備I/O的要求，靈活地配置輸入輸出方式。神經(jīng)元芯片定時/計數(shù)器外部連接圖,4.通信端口單端模式差分模式專用模式5.時鐘系統(tǒng)6.睡眠/喚醒機制7.ServicePin8.Watchdog定時器,單端模式,差分方式的通訊口配置框圖,四.通信線路和設(shè)備雙絞線收發(fā)器1.直接驅(qū)動,2.EIA-485,3.變壓器耦合,4.電力線收發(fā)器,五.LonWorks通信協(xié)議LonTalk,1LonTalk協(xié)議的特點LonTalk協(xié)議是為

4、LON總線設(shè)計的專用協(xié)議，它具有以下特點：發(fā)送的報文都是很短的數(shù)據(jù)(通常幾個到幾十個字節(jié))；通信帶寬不高(2Kbps到2Mbps)；網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點往往是低成本、低維護的單片機；多節(jié)點，多通信介質(zhì)；可靠性高；實時性高。,2LonTalk七層協(xié)議,3LonTalk協(xié)議物理層協(xié)議,適應(yīng)不同的通信介質(zhì)，如：雙絞線(twisted-pair)、電力線(powerline)、無線電(radio-frequency)、紅外線(infrared)、同軸電纜(coaxialcable)、光纖(fiber)甚至是用戶自定義的通信介質(zhì)。支持不同的數(shù)據(jù)解碼和編碼，如：通常雙絞線使用差分曼切斯特編碼、電力線使用擴頻、無線

5、通信使用頻移鍵控(FSK)。,4LonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)及對大網(wǎng)絡(luò)的支持,網(wǎng)絡(luò)地址可以有三層結(jié)構(gòu)：域(Domain)、子網(wǎng)(Subnet)和節(jié)點(Node)報文地址結(jié)構(gòu)圖,5MAC子層,六.面向?qū)ο蟮木幊陶Z言NeuronC,NeuronC是一種編程語言，它以ANSIC為基礎(chǔ)，專門為神經(jīng)元芯片而設(shè)計，同時加入通信、事件調(diào)度、分布數(shù)據(jù)對象和I/O功能，是編寫神經(jīng)元芯片程序的最為重要的工具。NeuronC支持ANSIC的定義類型(typedefs)、枚舉類型(enums)、數(shù)組類型(arrays)、指針類型(pointers)、結(jié)構(gòu)類型(structs)和聯(lián)合類型(unions)。,網(wǎng)絡(luò)變量

6、,應(yīng)用程序可以定義一個特殊的靜態(tài)對象類網(wǎng)絡(luò)變量，這些網(wǎng)絡(luò)變量可以是整型、字符型或結(jié)構(gòu)等類型。網(wǎng)絡(luò)變量可以與一個或多個其他節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)變量互連。網(wǎng)絡(luò)變量從通信的角度分為輸入或輸出，對于一個輸入的網(wǎng)絡(luò)變量可以和其他節(jié)點的多個輸出的網(wǎng)絡(luò)變量互連而對于一個輸出的網(wǎng)絡(luò)變量也可以和其他節(jié)點的多個輸入的網(wǎng)絡(luò)變量互連，值得注意的是輸出和輸出或輸入和輸入是不能互連的。節(jié)點的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)變量進行共享，一個節(jié)點輸出的網(wǎng)絡(luò)變量更新，而所有與之相連的其他節(jié)點的輸入網(wǎng)絡(luò)變量也相應(yīng)地更新。,七.LonWorks的互操作性,可互操作網(wǎng)絡(luò)的外部端口-應(yīng)用層端口幾個主要部分組成：,1節(jié)點對象在一個節(jié)點內(nèi)，節(jié)點對象用于對詢問對象

7、方式、報告對象狀態(tài)提供支持。節(jié)點對象包括與節(jié)點有關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)變量和結(jié)構(gòu)參數(shù)。2LonMark對象LonMark對象為應(yīng)用層提供了可互操作性的基礎(chǔ)。LonMark對象描述了信息如何輸入節(jié)點、如何從節(jié)點輸出、如何與網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點共享信息的標準格式。3標準網(wǎng)絡(luò)變量類型使用標準網(wǎng)絡(luò)變量類型(SNVT)能使不同制造商的產(chǎn)品通過建立標準數(shù)據(jù)傳送模式正確地翻譯、傳遞數(shù)據(jù)。例如，一個以熱敏電阻為基礎(chǔ)的溫度傳感器可以與一個以熱電偶為基礎(chǔ)的溫度傳感器互換，如果它們都能產(chǎn)生經(jīng)過校準的、類型為SNVT-temp的溫度值的話。,4數(shù)據(jù)傳送LonTalk文件傳送協(xié)議只適用于數(shù)據(jù)文件的通信。數(shù)據(jù)文件必須以32字節(jié)的報文傳送(不包括協(xié)議頭)，窗口尺寸為6。5結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)用開發(fā)者在安裝過程中可以選擇設(shè)置結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)構(gòu)類型的網(wǎng)絡(luò)變量能用于相對少量的結(jié)構(gòu)信息，這樣做具有網(wǎng)絡(luò)變量的長處，例如：可以自我識別、自我記錄、外接口文件的支持，并有發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的簡化方法