Lonworks通信技术详解.ppt

自动化网络及现场总线 本次课要点 了解LonWorks技术概况 了解LonWorks技术核心元件--神经元芯片的结构 LonTalk内涵 LonWorks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。 (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。 (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，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 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： 512bytes EEPROM； 网络配置和地址表； 独一无二的48位神经元ID码； 用户应用程序代码和一般只读的数据； 2048 bytes RAM； 堆栈段、应用程序和系统程序的数据区； LonTalk协议应用缓冲区和网络缓冲区； 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字节是作为系统内部映射。 16384字节的外部存储器用于存储LON的操作系统； 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 神经元芯片和其他设备的互连是通过它的11个I/O□－－IO0～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。 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 Pin 8. 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-485 3. 变压器耦合 4. 电力线收发器 五.LonWorks通信协议－－LonTalk 1 LonTalk协议的特点 LonTalk协议是为LON总线设计的专用协议，它具有以下特点： 发送的报文都是很短的数据(通常几个到几十个字节)； 通信带宽不高(2Kbps到2Mbps)； 网络上的节点往往是低成本、低维护的单片机； 多节点，多通信介质； 可靠性高； 实时性高。 2 LonTalk七层协议 3 LonTalk协议物理层协议 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(infrared)、同轴电缆(coaxialcable)、光纤(fiber)甚至是用户自定义的通信介质。 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 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 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。 Neuron 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 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。 节点的数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 可互操作网络