工业控制网络技术大作业

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1、控制网络与通信大作业题目：作者：学号：班级：指导老师：日期：LonWorks是一个由埃施朗公司所开发的网络控制平台，使用的通信协议是埃施朗公司开发的LonTalk，传输媒介可以是双绞线、电力线、光纤及无线电。LonWorks可用在智能建筑中的许多自动化机能，例如暖通空调（HVAC）及照明控制。在2010年时已有9千万个设备使用LonWorks网络技术。LonWorks网络技术目前由LonMark协会（LonMarkInternational）维护。目录 [隐藏] ·1起源及标准化·2简介o2.1处理器o2.2物理层o2.3媒体访问控制o2.4网络变量及显式报文o2.5标准网络变量性态o

2、2.6开发及网络管理工具·3引用·4外部链接·5参考文献起源及标准化[编辑]LonWorks系统的许多技术都是源自埃施朗公司，包括芯片设计、双绞线及电力线的通信、LonTalk通信协议、路由器、网络管理软件等。在1999年其通信协议LonTalk提交给ANSI认可，成为控制网络的标准ANSI/CEA-709.1-B。其双绞线及电力线的通信也成为ANSI的标准。此后，ANSI/CEA-709.1成为许多标准的基础，例如用在火车控制的IEEE1473-L、美国铁路协会（AAR）针对货运列车的电动气动刹车系统、欧洲的加油站控制协会IFSF（IFSF）、国际半导体和材料（SEMI）等。在200

3、5年时LonWorks系统成为欧洲智能建筑标准EN14908。LonTalk协议也是美国冷冻空调协会（ASHRAE）定义的智能建筑通信协议BACnet中，六种数据链接层及物理层中的一种。中国将LonWorks技术成为国家标准GB/Z20177.1-2006及智能建筑标准GB/T20299.4-2006。2008年时国际标准化组织（ISO）及国际电工委员会（IEC）将其通信协议、双绞线信号技术、电力线信号技术及以太网协议（IP）标准化，编号为ISO/IEC14908-1,-2,-3,及-4。简介[编辑]处理器[编辑]埃施朗公司为LonTalk通信协议设计了神经元蕊片（Neuronchip

4、），早期这是唯一可以支持LonTalk通信协议的IC，神经蕊片中包括有三个8位的CPU，分别处理媒体访问、网络通信及其他应用机能，使用的语言是由ANSIC为基准修改的NeuronC。每一个蕊片上都有一个48位的识别码（NeuronID），因此在网络上可以识别每一个设备。在1999年后，使用泛用的处理器也可以支持LonTalk通信协议[1]。物理层[编辑]LonWorks网络使用二种不同的物理层通信技术，分别是名为“freetopology”的双绞线通信技术，以及电力线通信。其双绞线通信使用差动式曼彻斯特编码（differentialManchesterencoding），可以使用RS-

5、485收发器及变压器耦合收发器，RS-485收发器建议的通信速率为39kbit/s。LonWorks支持的变压器耦合收发器分为二种，只支持总线型网络拓扑的收发器，其通信速率可以到1.25Mbit/s，另一种收发器允许总线型、环型及星型网络拓扑，其通信速率为78Kbit/s[2]。电力线通信的通信速度可以是5.4kbit/s或3.6kbit/s。[3]媒体访问控制[编辑]LonWorks的媒体访问控制层使用一种改良型的载波侦听多路访问（CSMA）协议，称为可预测P-持续CSMA，每个节点在网络空闲时需等待一段随机的时间，这段时间内网络仍没有数据，才允许传送数据。随机时间的范围由节点占计的

6、网络负载决定，网络负载越重，随机时间的范围就越长[2]。网络变量及显式报文[编辑]LonWorks采用面向对象的设计方法[2]，其数据数据称为网络变量（NV），包括其数据及单位。每一个设备都会定义输入及输出的网络变量，利用网络管理软件可以将相同单位的输入及输出网络变量绑定（binding）在一起，创建二个网络变量的逻辑连接，之后当一设备的输出网络变量变更时，设备会自动传送包括网络变量数据的隐式报文，网络上被绑定的输入网络变量就可以得到更新的数据[4]。LonWorks的通信除了网络变量外，也可以使用显式报文。显式报文依其服务方式，可分为确认方式、非确认重复方式、非确认方式及请求／应答方

7、式。LonWorks网络变量的长度不能超过31个字节，而显式报文的长度最大可到228位组，方便传送较长的信息。另外要使用网络变量需要利用LonBuilder仿真器或LonMaker软件进行网络变量绑定，增加开发及应用的成本，使用显式报文就没有上述问题，不过其缺点是通信内容多半需要自行定义，而LonWorks网络系统也就成为封闭式的系统。标准网络变量性态[编辑]为了方便不同设备的数据交换，LonWorks针对实际物理量定义了标准网络变量性态（St