现场总线技术第2版教学作者刘泽祥09LON和LonWorks技术课件
37页1、第九章,LON 和 LonWorks技术,第9章 LON和LonWorks现场总线技术,LON(Local Operating Networks)是Echelon公司开发的现场总线,并开发了配套的LonWorks技术。 开放的总线平台技术,该技术给各种控制网络应用提供端到端的解决方案。 LON和LonWorks技术可以应用于工业控制、交通控制、楼宇自动化等领域。,第9章 LON和LonWorks现场总线技术,9.1 总体概述 9.2 LonTalk协议,9.1 总体概述,1.LonWorks技术特点 (1)支持OSI七层模型的LonTalk通信协议 (2)神经元芯片 (3)基于LNS(LonWorks Network Operating System)的软件工具 (4)开放性,(1)支持OSI七层模型的LonTalk通信协议 LonTalk通信协议支持OSIRM的所有七层模型,是直接面向对象的网络协议。 LonTalk协议通过神经元芯片实现,不仅提供介质存取、事务确认和点对点通信服务;还提供一些如认证、优先级传输、广播组播消息等高级服务。,(2)神经元芯片 神经元芯片是LonWorks
2、技术的核心,它不仅是LON总线的通信处理器,而且是具有I/O和控制的通用处理器。神经元芯片已提供了LonTalk协议的第1-6层,开发者只需用Neuron C语言开发。 神经元芯片包括3个8位CPU、RAM、ROM、通信接口和I/O接口。ROM中存储操作系统、LonTalk协议和I/O函数库;RAM用于存储从网络上下载的配置数据和应用程序。,(3)基于LNS(LonWorks Network Operating System)的软件工具 LonWorks技术有多种基于LNS的工具,用于LON网络的维护和组态。 LonMaker是图形化工具,用于图形绘制、系统调试和网络的维修保养; 节点开发工具NodeBuilder; 节点和网络安装工具LonBilder; 网络管理工具LonManage以及客户服务器网络构架LNS技术。,(4)开放性 LonWorks技术提供了开放系统设计平台,使不同公司生产的同类LonWorks产品可以互操互换。LonWorks产品的互操作标准由LonMark协会制定。,2.LON总线系统的开发 基于开发工具LonBuilder或NodeBuilder,使用Neur
3、on C语言编程,即针对具体控制系统的要求编写应用代码,然后经过编译与通信协议代码连接生成总的目标代码,一起烧录到节点的存储器中; 基于图形方式的软件开发工具Visual Control,通过组态构成控制系统,自动编译生成总的目标代码,直接下载到节点的Flash ROM中。对复杂系统,需编制自定义模块。,9.2 LonTalk协议,1.LonTalk七层协议 LonTalk协议是LON总线的专用协议,是LonWorks技术的核心。它符合1SO/OSI参考模型的七层体系结构,即含有物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。,LonTalk协议提供一系列通信服务,可使一台设备的应用程序可以在不了解网络拓扑、名称、地址或其它设备功能的情况下发送和接收网络上其它设备的报文。 还提供端到端的报文确认,报文认证、打包业务和优先传送服务,支持网络管理服务,允许远程网络管理工具与网络设备进行交互。,采用神经元芯片的网络节点含有LonTalk协议固件,使网络节点可以可靠地通信。 网络节点是相互独立的,任一节点发生故障时,不影响整个网络工作,提高了系统的可靠性和可维护性。 各节点具有本地存储
4、和处理能力,系统的安全性很高,能在系统规模大时避免网络通信的冲突和网络速度的局限性。,(1)物理层:定义通信信道上位流的传输,它确保源设备发送的位流准确地被目的设备接收。 (2)数据链路层:定义介质访问方法和单一信道的数据编码。 (3)网络层:定义设备名称和地址,源设备的报文如何选择路由到达一台或多台目的设备,以及当源设备和目的设备不在同一信道上时,如何确定报文路由。,(4)传输层:确保可靠的报文传输。 (5)会话层:对较低层数据交换加以控制。 (6)表示层:定义报文数据的编码。 (7)应用层:定义一种低层交换数据的公共语义解释,使不同应用程序中的网络变量改变时,均能自动将更新的网络变量值下传(发送)或上传(接收)。应用层还定义了一个文件传输协议,用来传输应用程序间的传输流。,2.LonTalk各层协议及功能 (1)物理层 LonTalk协议支持一种或多种不同传输介质构成的网络 传输介质:双绞线(twisted-pair)、电力线(powerline)、无线射频(radio-frequency)、红外线(infrared)、同轴电缆(coaxial cable)和光纤(fiber),甚
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