LonWorks現場總線介紹

　　3.LonTalk對多介質的支持

　　LonTalk協議對各種介質的支持是獨立的。Lon的神經元芯片可以容許的通信介質類型非常廣泛,如雙絞線、電力線、無線電、紅外線、同軸電纜、光纖等。

　　4.LonTalk對多通道的支持

　　一個通道是指在物理上能獨立發送報文(不需要轉發)的一段介質。LonTalk規定,一個通道至多有32385個節點,一個網絡可以由一個或多個通道組成,通道之間通過路由器來連接。

　　這樣,不僅可實現多介質在同一網絡上的連接,而且可減輕一個通道的網絡信道過于擁擠。

　　5.LonTalk對大網絡的支持

　　網絡地址可以有以下三層結構:

　　第一層結構是域。域的結構可以保證在不同的域中通信彼此獨立。例如,不同的應用節點共存在同一通信介質中(如無線電),不同的域的區分可以保證它們的應用完全獨立,不會彼此干擾。

　　第二層結構是子網。每個域最多有255個子網,一個子網可以是一個或多個通道的邏輯分組 ,有一種子網層的智能路由器產品可以實現子網間的數據交換。

　　第三層結構是節點。每個子網最多有127個節點,所以一個域最多有255×127=32385個節點。任一節點可以分屬一個或兩個域,容許一個節點作為兩個域之間的網關,也容許一個傳感器節點將采集到的數據分別發向兩個不同的域。

　　節點也可以被分組,一個分組在一個域中跨越幾個子網或通道。在一個域中最多有256 個分組,每個分組對需應答服務最多有64個節點,而無應答服務的節點個數不限。一個節點可以分屬15個分組去接收數據。分組結構可以使一個報文同時被多個節點接收。

　　另外,每個神經元芯片有一個獨一無二的48位ID地址。這個地址由廠方規定,一般只在網絡安裝和配置時使用,可以作為產品的序列號。

　　通道并不影響網絡的地址結構,域、子網和分組都可以跨越多個通道。

　　6.LonTalk的報文服務

　　LonTalk協議提供了四種類型的報文服務:

　　·應答方式或端對端的應答服務:當一個節點發送報文到另一個節點或分組時,每個接收到報文的節點都分別向發送方應答。如果發送方在應答時間內沒有收到全部應答,則重新發送該報文。重發次數和應答時間都是可選的。報文應答服務由網絡處理器完成,不必由應用程序來干預。報文ID號確保節點不會收到重復的報文。

　　·請求/響應方式:當一個節點發送報文到另一個節點或分組時,每個接收到報文的節點都分別向發送方響應。如果發送方在響應時間內沒有收到全部響應,則重新發送該報文。重發次數和響應時間都是可選的。報文響應服務由應用處理器完成,可以包含數據,是由應用處理器完成的,適合遠程過程調用和客戶/服務器的應用。

　　·非應答重發方式:當一個節點發送報文到另一個節點或分組時,不需每個接收到報文的節點向發送方應答或響應,而是重復多次發送同一報文,使報文盡量可靠地被接收方收到。這種方式適于節點較多的分組的廣播發送,從而避免因節點響應而使網絡過載。

·非應答方式:當一個節點發送報文到另一個節點或分組時,不需每個接收到報文的節點向發送方應答或響應,也不必重復多次發送同一報文,只發一次即可。這種方式適合對可靠性要求不高,但報文長度較長、需要速度較高的報文。

　　7.LonTalk網絡認證

　　LonTalk支持報文認證。收發雙方在網絡安裝時約定一個6字節的認證字,接收方在接收時判斷報文是否經過發送方認證,只有經過發送方認證的報文方可接收。

　　8.碰撞檢測

　　Lon支持在通信介質上的硬件碰撞檢測(如雙絞線)。LonTalk可以將正在發送的碰撞報文自動取消,重新再發。如果沒有碰撞檢測,若碰撞發生,只有到響應或應答超時時才會重發報文。

四、LonWorks與現場總線

　　按照國際電工委員會(IEC)的敘述,把低級或底層的工業數據總線定名為現場總線。其基本要求包括:以串行通信的方式取代傳統的4～20mA的信號傳輸,并且一條現場總線可為眾多的可尋址的現場設備實現多點連接;支持底層的現場智能設備與高層的系統利用公用介質交換信息;現場總線的協議在物理層和鏈路層與OSI模型有相同的含義。目前,一些公司、廠商所推出的現場總線產品,其基本要求大體與上述內容類似。

　　從前面對LonWorks的分析介紹可以看出,LonWorks的性能覆蓋了IEC關于現場總線的推薦規范,而且應用更加靈活。

　　①神經元芯片是一個很好的低成本的現場總線處理器。它處理現場互聯的全部任務,還能處理現場傳感器、執行器的動作,以及簡單的數字邏輯運算等現場任務。

　　②以IEEE P1118(ver 3.0)制定的現場總線功能要求為例,與LonWorks的性能做一比較 :在物理層上的比較見表2,在鏈路層上的比較見表3,在應用層上的比較見表4。

　　③LonTalk是OSI參考模型面向現場對象應用的一個子集。它比現場總線歷來推薦的功能覆蓋面更廣,如支持多介質、大網絡。這為工廠制造自動化的測、控、管一體化提供了全局性的解決方案,而且都可通過固化有LonTalk協議的神經元芯片實現,只需用一個神經元和某種網絡的專用控制器相連構成的橋接器同生產管理級、廠級互聯。另外,它比現場總線以往提供的應用服務更友好、更方便,用戶只需按對象來定義和連接網絡變量。

　　④LonWorks支持各種拓撲結構,不限于總線,選擇不同的收發器可構成星形、環形、樹形或混合形結構;而尋址由協議來解決,這樣現場互聯更加靈活。

　　綜上所述,LonWorks是一種全新的現場總線。它為全分散式的現場設備提供了可互操作的控制網絡,已獲得世界上140多個公司、組織的確認,并組成LonMark協會。目前,有1500家組織選擇它,在各行各業成功地構成了應用系統。