第三章LonWorks总线技术.pptVIP

Lon（Local Operating Networks局部操作网络）总线提供了一套包含所有设计、配置和支持控制网元素的完整的开发平台 面向对象的设计方法 LON现场控制网络 3.网络拓扑的多样性:支持总线型、星型、环型和自由形式等网络拓扑，也可以自由组合。 4.网络节点的独立性:基于功能强大的Neuron芯片设计的网络节点既能独立管理网络通信，同时也具备输入、输出以及控制等能力，增强了网络控制系统的可靠性。 5.强大的开发工具平台:LonBuilder和NodeBuilder帮助用户短期内完成网络节点的开发和网络建立。 6.专用的网络操作系统:LNS （Lonworks Network Services)是用于Lonworks技术开发和应用的网络操作系统，采用面向对象的管理方法，与LON网构成Client/Server结构，为网络管理和HMI建立提供了有效的手段。 3.2 LonWorks的现场控制网络节点 一个典型的现场控制网络节点包括 应用CPU I/O处理单元 通信处理器 收发器和电源 对于MC143150可以外扩16～58K EPROM或ROM LON总线的特别之处 路由器是其他现场总线所不具备的 LonWorks技术中，路由器包括以下几种：中继器、桥接器、路由器 总线可以不受通信介质、通信距离、通信速率的限制 网络管理工具 网络管理的主要功能有 网络安装、网络维护和网络监控 3.3 NEURON芯片（1） 神经元芯片（Neuron芯片）是Lonworks网络节点的核心器件，也是Lonwbrks系统的关键器件，主要包括 3150和 3120两大系列，其中 3120系列芯片中集成了512字节的EEPROM、IK的RAM和10K的ROM，适用于比较简单的场合;3150系列芯片中则无内部ROM，但拥有访问外部存储器的接口，适用于应用程序较大的复杂的场合。 Neuron芯片提供了通信、控制、介质访问、I/O接口、I/O应用库、LonTalk协议、操作系统等软、硬件功能模块，并通过收发器实现与外部的通信。 一个NEURON芯片加上收发器便可构成一个典型的现场控制节点 一个芯片中的3个8位微处理器（CPU） CPU1是MAC处理器，处理ISO/OSI七层网络协议的1、2层 CPU2是网络处理器，实现ISO/OSI网络协议的3～6层功能 CPU3是应用处理器，执行用户编写的程序代码和用户程序对操作系统的服务调用 Neuron芯片的应用I/O口有11个(IO0一IO10)，可配置成34种不同的I/O对象，以最少的外部电路实现灵活的输入输出功能，分别用于直接连接如发动机、制动阀、A/D转换器、传感器、开关、中继器以及其它微处理器等。 一般情况下，Neuron芯片在大多数节点中是一个独立的处理器，也可以配置成其它工作模式与其它处理器交换数据，以增强节点的信号处理能力或I/O通道，而此时的Neuron芯片只完成通信功能。 NEURON芯片（3） NEURON的基本编程语言是NEURON C 内部多任务调度程序 将I/O对象影射入I/O能力中的说明性语法 网络变量的说明性语法 对毫秒和秒计时器目标说明的语法 run-time函数库 UEURON芯片（4） 通用网络通信口（CP0～CP4）的接口工作方式 单端（single-ended） 双端差分（differential） 特殊目的专用（special purpose）方式 输出未编码的原始报文，也不带同步信号 LonTalk协议在物理层协议支持多种通信协议，也就是为了适应不同的通信介质而支持不同的数据解码和编码。由于LonTalk协议考虑对各种介质的支持，LON总线可以容许使用非常广泛的通信介质，包括双绞线、电力线、无线电、红外线、同轴电缆、光纤甚至是用户自定义的通信介质。每一个LonWorks节点都物理地和一个信道相连，比如说使用双绞线作为传输介质，则信道为双绞线信道。多个信道之间通过路由器连接。 通道的通信速率依赖于所使用的传速媒介以及收发器的设计。 消息包的平均长度为10～16个字节，最大不超过255个字节，其内容包括三部分：网络域名对应的子介、采用不同的编址方式对应的地址码字节和网络变量或一个显性消息中数据部分的数据字节。 LonTalk地址可以唯一地标示一个LonTalk包源节点和目标节点。两种寻址方式：Neuron ID寻址和逻辑寻址——分层编址方式 介质访问控制（MAC）子层 链路层的一部分，使用OSI各层协议的标准接口和链路层的其他部分进行通信 带预测的P-坚持 （Predictive P-persistent）CSMA 可选择设置优先级 LonTalk协议使用改进的CSMA/CD介质访问控制协议称为“带预测的P-坚持、时间片CSMA/CD”。它是在保留CSMA/CD协