LonWorks
LonWorks是一个由埃施朗公司所开发的网路控制平台，使用的通讯协定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网路技术。LonWorks网路技术目前由LonMark协会（LonMark International）维护。
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，包括晶片设计、双绞线及电力线的通讯、LonTalk通讯协定、路由器、网路管理软体等。在1999年其通讯协定LonTalk提交给ANSI认可，成为控制网路的标准ANSI/CEA-709.1-B。其双绞线及电力线的通讯也成为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IEEE 1473-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2005年时LonWorks系统成为欧洲智能建筑标准EN 14908。LonTalk协定也是美国冷冻空调协会（ASHRAE）定义的智能建筑通讯协定BACnet中，六种资料连结层及物理层中的一种。
中国将LonWorks技术成为国家标准GB/Z 20177.1-2006及智能建筑标准GB/T 20299.4-2006。2008年时国际标准化组织（ISO）及国际电工委员会（IEC）将其通讯协定、双绞线信号技术、电力线信号技术及乙太网路协定（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通讯协定设计了神经元芯片（Neuron chip），早期这是唯一可以支援LonTalk通讯协定的IC，神经芯片中包括有三个8位元的CPU，分别处理媒体存取、网路通讯及其他应用机能，使用的语言是由ANSI C为基准修改的Neuron C。每一个芯片上都有一个48位元的识别码（Neuron ID），因此在网路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援LonTalk通讯协定[1]。
物理层[编辑]
LonWorks网路使用二种不同的物理层通讯技术，分别是名为“free topology”的双绞线通讯技术，以及电力线通信。
其双绞线通讯使用差动式曼彻斯特编码（differential Manchester encoding），可以使用RS-485收发器及变压器耦合收发器，RS-485收发器建议的通讯速率为39 kbit/s。LonWorks支援的变压器耦合收发器分为二种，只支援总线型网路拓扑的收发器，其通讯速率可以到1.25Mbit/s，另一种收发器允许总线型、环型及星型网路拓扑，其通讯速率为78Kbit/s[2]。电力线通信的通讯速度可以是5.4 kbit/s或3.6 kbit/s。[3]
媒体存取控制[编辑]
LonWorks的媒体存取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，每个节点在网路空闲时需等待一段随机的时间，这段时间内网路仍没有资料，才允许传送资料。随机时间的范围由节点占计的网路负载决定，网路负载越重，随机时间的范围就越长[2]。
网路变数及显式报文[编辑]
LonWorks采用物件导向的设计方法[2]，其数据资料称为网路变数（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路变数，利用网路管理软体可以将相同单位的输入及输出网络变量绑定（binding）在一起，建立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路变数资料的隐式报文，网路上被绑定的输入网络变量就可以得到更新的资料[4]。
LonWorks的通讯除了网路变数外，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／应答方式。LonWorks网路变数的长度不能超过31个位元组，而显式报文的长度最大可到228位元组，方便传送较长的讯息。另外要使用网路变数需要利用LonBuilder仿真器或LonMaker软体进行网路变数绑定，增加开发及应用的成本，使用显式报文就没有上述问题，不过其缺点是通讯内容多半需要自行定义，而LonWorks网路系统也就成为封闭式的系统。
标准网路变数性态[编辑]
为了方便不同设备的资料交换，LonWorks针对实际物理量定义了标准网路变数性态（Standard Network Variable Type，简称SNVT），标准网路变数性态包括一物理量的单位及其数值及实际物理量的关系，例如表示温度的标准网路变数性态SNVT_temp用0至65535的整数来表示从绝对零度到摄氏6279.5度的温度范围。因此不同设备只要其温度是用SNVT_temp表示，其数值和实际温度的关系都相同。
开发及网路管理工具[编辑]
LonWorks技术中的开发工具分为节点开发的NodeBuilder软体，安装节点及网路的LonBuilder开发平台（包括硬体、软体及路由器等），使用LonMaker软体也可以进行网路节点的安装。
LonWorks技术中的网路管理工具包括LonManager DDE伺服器及LonWorks网路服务。LonManager DDE伺服器可使电脑中支持动态资料交换的应用程式有监控及存取LonWorks网路的能力，而LonWorks网路服务（LNS）支援主从式架构，可视为LonWorks网路的操作系统。[5]
参照[编辑]
外部链接[编辑]
参考文献[编辑]
- ^ http://global.ihs.com/doc_detail.cfm?document_name=CEA-709.1 （页面存档备份，存于互联网档案馆） Protocol Standard (USA)
- ^ 2.0 2.1 2.2 李正军. 《現場總線及其應用技術》. 机械工业出版社. 2005: p205–300. ISBN 7-111-15510-6.
- ^ http://www.echelon.com/support/documentation/manuals/transceivers/005-0154-01D.pdf （页面存档备份，存于互联网档案馆） PL3120/3150 transceiver data book, p5
- ^ http://www.stitcs.com/CN/lonworks/Introduction_of_LonWorks_Platform.pdf，LonWorks技術介紹[永久失效链接]
- ^ 秦兆海，周鑫华. 《智能楼宇技术设计与施工》. 清华大学出版社. 2003: p15. ISBN 7810821865.
- ^ 楼宇自动化控制网络技术的新发展. Autooo.Net. 2008-01-17 [2011-01-18]. （原始内容存档于2014-08-17） （中文（中国大陆））.