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1、自动化网络及现场总自动化网络及现场总 线线本次课要点n了解LonWorks技术概况n了解LonWorks技术核心元件-神经 元芯片的结构nLonTalk内涵nLonWorks的互操作性3. 网络管理网络管理的主要功能有以下三个方面。n (1) 网络安装常规的现场控制网络系统，网络节点的连接通 常采用直接互连，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。n (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。 (3) 网络监控应用设备只能得到本地的网络信息，
2、也即网络 传送给它的数据。采用LON总线结构的现场网络5.2.2 LON总线分散式通信控制处理器神经元芯片1. 处理单元n该芯片内部装有三个微处理器：MAC处理器 、网络处理器和应用处理器。2. 存储器MC143150存储器的分配包括：n 512bytes EEPROM；n 网络配置和地址表；n 独一无二的48位神经元ID码；n 用户应用程序代码和一般只读的数据；n 2048 bytes RAM；n 堆栈段、应用程序和系统程序的数据区；n LonTalk协议应用缓冲区和网络缓冲区；n 最多64kB存储器地址空间，但处理器提供外部存 储器接口能够访问到的是59392 bytes；而剩下的6114
3、 字节是作为系统内部映射。n 16384字节的外部存储器用于存储LON的操作系统；n 剩下的空间可作为用户编写的应用代码，以及应用 程序所需要的额外读写数据区、应用缓冲区和网络缓冲 区。3输入/输出n神经元芯片和其 他设备的互连是 通过它的11个 I/OIO0 IO10。这些管 脚可以根据不同 外部设备I/O的 要求，灵活地配 置输入输出方式 。n神经元芯片定时 /计数器外部连 接图4. 通信端口单端模式差分模式专用模式5. 时钟系统6. 睡眠/唤醒机制7. Service Pin8. Watchdog定时器 单端模式差分方式的通讯口配置框图四.通信线路和设备双绞线收发器1.直接驱动2.EIA
4、-4853. 变压器耦合4. 电力线收发器五.LonWorks通信协议LonTalk1 LonTalk协议的特点n LonTalk协议是为LON总线设计的专用协议，它具 有以下特点：n 发送的报文都是很短的数据(通常几个到几十 个字节)；n 通信带宽不高(2Kbps到2Mbps)；n 网络上的节点往往是低成本、低维护的单片机 ；n 多节点，多通信介质；n 可靠性高；n 实时性高。2 LonTalk七层协议3 LonTalk协议物理层协议 n适应不同的通信介质，如： 双绞线(twisted-pair)、电力线(powerline)、 无线电(radio-frequency)、红外线(infrar
5、ed)、 同轴电缆(coaxialcable)、光纤(fiber)甚至是用 户自定义的通信介质。n支持不同的数据解码和编码，如： 通常双绞线使用差分曼切斯特编码、电力线 使用扩频、无线通信使用频移键控(FSK)。4 LonTalk协议的网络地址结构及对大网络的支持n网络地址可以有三层结构：域(Domain)、子 网(Subnet)和节点(Node) 报文地址结构图5 MAC子层六. 面向对象的编程语言Neuron C n Neuron C是一种编程语言，它以ANSI C为基础，专门为神经元芯片而设计， 同时加入通信、事件调度、分布数据对 象和I/O功能，是编写神经元芯片程序 的最为重要的工具。
6、 nNeuron C支持ANSI C的定义类型 (typedefs)、枚举类型(enums)、数组类型 (arrays)、指针类型(pointers)、结构类型 (structs)和联合类型(unions)。 网络变量 n 应用程序可以定义一个特殊的静态对象类 网络变量，这些网络变量可以是整型、字符型 或结构等类型。网络变量可以与一个或多个其 他节点的网络变量互连。网络变量从通信的角 度分为输入或输出，对于一个输入的网络变量 可以和其他节点的多个输出的网络变量互连而 对于一个输出的网络变量也可以和其他节点的 多个输入的网络变量互连，值得注意的是输出 和输出或输入和输入是不能互连的。n 节点的数
7、据可以通过网络变量进行共享，一 个节点输出的网络变量更新，而所有与之相连 的其他节点的输入网络变量也相应地更新。 七. LonWorks的互操作性 n可互操作 网络的外 部端口 - 应用层端 口 n几个主要 部分组成 ： n1 节点对象在一个节点内，节点对象用于对询问对象方式 、报告对象状态提供支持。节点对象包括与节 点有关联的网络变量和结构参数。n2 LonMark对象LonMark对象为应用层提供了可互操作性的基 础。LonMark对象描述了信息如何输入节点、 如何从节点输出、如何与网络上其他节点共享 信息的标准格式。n3 标准网络变量类型使用标准网络变量类型(SNVT)能使不同制造商 的
8、产品通过建立标准数据传送模式正确地翻译 、传递数据。例如，一个以热敏电阻为基础的 温度传感器可以与一个以热电偶为基础的温度 传感器互换，如果它们都能产生经过校准的、 类型为SNVT-temp的温度值的话。 n4 数据传送LonTalk文件传送协议只适用于数据文件的通信 。数据文件必须以32字节的报文传送(不包括协 议头)，窗口尺寸为6。n5 结构参数应用开发者在安装过程中可以选择设置结构参 数。结构类型的网络变量能用于相对少量的结构 信息，这样做具有网络变量的长处，例如：可以 自我识别、自我记录、外接口文件的支持，并有 发送、接收数据的简化方法。对于大量的结构信 息，配置节点更简单的方法是使用结构参数，结 构参数是用LonTalk文件传送协议装入节点或由 网络管理读/写指令访问存储器得来的，结构参 数的使用能释放网络变量和以神经元芯片作为主 处理器的应用程序所占用的EEPROM。n
