LON和LonWorks技术.pptVIP

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第八章 LON 和 LonWorks 第八章 LON和LonWorks 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。 主要内容 第一节 总体概述 第二节 LonTalk协议 第三节 神经元芯片 第四节 Neuron C编程 第一节 总体概述 一、LonWorks技术特点 1、支持OSI七层模型的LonTalk通信协议 LonTalk通信协议支持OSI/RM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。 3、基于LNS的软件工具 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LonManager。 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。 二.LON总线系统的开发 LON总线系统的开发有两种途径: 基于开发工具LonBuilder或NodeBuilder,使用Neuron 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。 第二节 LonTalk协议 一、LonTalk协议简介 LonTalk协议是LON总线的专用协议,是LonWorks技术的核心。它符合ISO/OSI参考模型的七层体系结构。 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、地址或其他设备功能的情况下发送和接收网络上其他设备的报文。 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。 1.LonTalk协议特点 采用分级编制方式,即域、子网和节点地址。 支持多种通信介质,如双绞线、电力线、同轴电缆、无线电和红外线、光纤传输介质等。 支持多点通信,互操作性强,网络上任一节点可对其他节点进行操作,传输控制信息。 发送报文是很短的数据(通常几个到几十个字节),通信带宽不高(几kbit/s到2Mbit/s),响应时间快,通信安全可靠。 网络节点是低成本、低维护的单片机。 2.LonTalk的七层协议 二、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 不同介质的传输距离、传输速率、网络拓扑结构以及所使用的收发器均不相同,为支持各种传输介质,物理层协议支持多种通信协议,即支持不同的数据解码和编码。 LonTalk协议支持在通信介质上的硬件碰撞检测,可自动地将正在发生碰撞的报文取消,重新再发。 2.链路层 (1)MAC子层 介质访问控制(MAC,Media Access Control)层是数据链路层的一部分。为使数据帧传输独立于所采用的物理介质和介质访问的控制方法,将数据链路层分为两个子层:逻辑链路控制(LLC,Logical Link Control)和介质访问控制(MAC)。 LLC与介质无关,MAC则依赖于介质。MAC协议是确定设备安全地传送数据包,减少冲突的控制算法。它使用OSI标准接口和链路层的其他部分进行通信。 LonTalk的MAC协议是CSMA(载波信号多路侦听)协议的一种改进:带预测的P-坚持CSMA (Predictive P-Persistent CSMA)。当一个节点信息需要发送而试图占用通道时,首先在Beta 1周期检测通道有没有通信发送,以确定网络空闲。若空闲,节点产生一个随机等待T,T为0~W个时间片Beta 2中的一个,当延时结束时,网络仍为空闲,节点发送报文。 在MAC层中,为提高紧急事件的响应时间,提供了一个可选择的优先级的机制。如图8-4所示为优先级带预测的P—坚持CSMA概念示意图。 LonWorks的MAC子层的优点: 支持多介质的通信,支持低速率

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