LonWorks
LonWorks是一個由埃施朗公司所開發的網絡控制平台，使用的通訊協定是埃施朗公司開發的LonTalk，傳輸媒介可以是雙絞線、電力線、光纖及無線電。LonWorks可用在智能建築中的許多自動化機能，例如暖通空調（HVAC）及照明控制。在2010年時已有9千萬個裝置使用LonWorks網絡技術。LonWorks網絡技術目前由LonMark協會（LonMark International）維護。
起源及標準化[編輯]
LonWorks系統的許多技術都是源自埃施朗公司，包括晶片設計、雙絞線及電力線的通訊、LonTalk通訊協定、路由器、網絡管理軟件等。在1999年其通訊協定LonTalk提交給ANSI認可，成為控制網絡的標準ANSI/CEA-709.1-B。其雙絞線及電力線的通訊也成為ANSI的標準。
此後，ANSI/CEA-709.1成為許多標準的基礎，例如用在火車控制的IEEE 1473-L、美國鐵路協會（AAR）針對貨運列車的電動氣動剎車系統、歐洲的加油站控制協會IFSF（IFSF）、國際半導體和材料（SEMI）等。在2005年時LonWorks系統成為歐洲智能建築標準EN 14908。LonTalk協定也是美國冷凍空調協會（ASHRAE）定義的智能建築通訊協定BACnet中，六種資料連結層及實體層中的一種。
中國將LonWorks技術成為國家標準GB/Z 20177.1-2006及智能建築標準GB/T 20299.4-2006。2008年時國際標準化組織（ISO）及國際電工委員會（IEC）將其通訊協定、雙絞線訊號技術、電力線訊號技術及乙太網路協定（IP）標準化，編號為ISO/IEC14908-1，-2，-3及-4。
簡介[編輯]
處理器[編輯]
埃施朗公司為LonTalk通訊協定設計了神經元晶片（Neuron chip），早期這是唯一可以支援LonTalk通訊協定的IC，神經晶片中包括有三個8位元的CPU，分別處理媒體存取、網絡通訊及其他應用機能，使用的語言是由ANSI C為基準修改的Neuron C。每一個晶片上都有一個48位元的識別碼（Neuron ID），因此在網絡上可以識別每一個裝置。在1999年後，使用泛用的處理器也可以支援LonTalk通訊協定[1]。
實體層[編輯]
LonWorks網絡使用二種不同的實體層通訊技術，分別是名為「free topology」的雙絞線通訊技術，以及電力線通訊。
其雙絞線通訊使用差動式曼徹斯特編碼（differential Manchester encoding），可以使用RS-485收發器及變壓器耦合收發器，RS-485收發器建議的通訊速率為39 kbit/s。LonWorks支援的變壓器耦合收發器分為二種，只支援總線型網絡拓撲的收發器，其通訊速率可以到1.25Mbit/s，另一種收發器允許總線型、環型及星型網絡拓撲，其通訊速率為78Kbit/s[2]。電力線通訊的通訊速度可以是5.4 kbit/s或3.6 kbit/s。[3]
媒體存取控制[編輯]
LonWorks的媒體存取控制層使用一種改良型的載波偵聽多路訪問（CSMA）協定，稱為可預測P-持續CSMA，每個節點在網絡空閒時需等待一段隨機的時間，這段時間內網絡仍沒有資料，才允許傳送資料。隨機時間的範圍由節點佔計的網絡負載決定，網絡負載越重，隨機時間的範圍就越長[2]。
網絡變數及顯式報文[編輯]
LonWorks採用物件導向的設計方法[2]，其數據資料稱為網絡變數（NV），包括其數據及單位。每一個裝置都會定義輸入及輸出的網絡變數，利用網絡管理軟件可以將相同單位的輸入及輸出網絡變數繫結（binding）在一起，建立二個網絡變數的邏輯連接，之後當一裝置的輸出網絡變數變更時，裝置會自動傳送包括網絡變數資料的隱式報文，網絡上被繫結的輸入網絡變數就可以得到更新的資料[4]。
LonWorks的通訊除了網絡變數外，也可以使用顯式報文。顯式報文依其服務方式，可分為確認方式、非確認重覆方式、非確認方式及請求／應答方式。LonWorks網絡變數的長度不能超過31個位元組，而顯式報文的長度最大可到228位元組，方便傳送較長的訊息。另外要使用網絡變數需要利用LonBuilder仿真器或LonMaker軟件進行網絡變數綁定，增加開發及應用的成本，使用顯式報文就沒有上述問題，不過其缺點是通訊內容多半需要自行定義，而LonWorks網絡系統也就成為封閉式的系統。
標準網絡變數性態[編輯]
為了方便不同裝置的資料交換，LonWorks針對實際物理量定義了標準網絡變數性態（Standard Network Variable Type，簡稱SNVT），標準網絡變數性態包括一物理量的單位及其數值及實際物理量的關係，例如表示溫度的標準網絡變數性態SNVT_temp用0至65535的整數來表示從絕對零度到攝氏6279.5度的溫度範圍。因此不同裝置只要其溫度是用SNVT_temp表示，其數值和實際溫度的關係都相同。
開發及網絡管理工具[編輯]
LonWorks技術中的開發工具分為節點開發的NodeBuilder軟件，安裝節點及網絡的LonBuilder開發平台（包括硬件、軟件及路由器等），使用LonMaker軟件也可以進行網絡節點的安裝。
LonWorks技術中的網絡管理工具包括LonManager DDE伺服器及LonWorks網絡服務。LonManager DDE伺服器可使電腦中支援動態資料交換的應用程式有監控及存取LonWorks網絡的能力，而LonWorks網絡服務（LNS）支援主從式架構，可視為LonWorks網絡的操作系統。[5]
參照[編輯]
外部連結[編輯]
參考文獻[編輯]
- ^ http://global.ihs.com/doc_detail.cfm?document_name=CEA-709.1 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Protocol Standard (USA)
- ^ 2.0 2.1 2.2 李正軍. 《現場總線及其應用技術》. 機械工業出版社. 2005: p205–300. ISBN 7-111-15510-6.
- ^ http://www.echelon.com/support/documentation/manuals/transceivers/005-0154-01D.pdf （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） PL3120/3150 transceiver data book, p5
- ^ http://www.stitcs.com/CN/lonworks/Introduction_of_LonWorks_Platform.pdf，LonWorks技術介紹[永久失效連結]
- ^ 秦兆海，周鑫華. 《智能楼宇技术设计与施工》. 清華大學出版社. 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]. （原始內容存檔於2014-08-17） （中文（中國大陸））.