LonWorks简介
LonWorks技术概述
LonWorks技术概述关键词LonWorks技术,LonTalk协议，ANSI709,智能收发器,LonWorks到IP当今世界上使用最广泛的控制网络协议是LonWorks控制网络协议，自从80年代后期，美国埃施朗(Echelon)公司开发出这一平台技术以来，到目前为止，已有约4千万的设备安装在世界各地。
这些产品广泛地应用在智能楼宇、工业控制、家庭智能化和交通等领域。
LonWorks技术的核心是LonTalk协议，该协议现在已成为很多组织的标准，包括ANSI /EIA/CEA-709.1-A-1999 (最新的版本是：ANSI/EIA/CEA-709.1- B-2002)，ANSI/CEA/EIA 852 ,CEN TC 247,IEEE 1473L等。
各种日常设备组成机器到机器的控制系统(M2M)，它们完成一系列的功能：探测、处理、执行和通信。
LONWORKS 是一个通用的M2M 网络平台，使得这些功能的核心部分得以实现，并且将这些各种行业的日用设备，转变成智能的、互可操作的设备。
LONWORKS 是一个开放的标准，它使得OEM厂商生产出更好的产品,系统集成商可以籍此来创建基于多厂商产品的系统，最终为规范制定人员和业主提供了选择性的可能。
LonW orks网络系统地规模，可以从有几个节点构成的系统到涵盖全球的网络体系。
在全世界，目前有4500多家厂商生产开发基于LonWorks技术的产品，在中国从事LonWorks技术研发、集成的单位也有上百家。
Echelon公司提供一整套的产品，来帮助客户开发基于LonWo rks的产品,和集成基于LonWorks的系统。
它们包括开发工具、收发器和智能收发器，模块，网卡，路由器，互联网服务器，LNS软件，和企业级的平台软件Panaromix。
自从Lontalk协议成为美国国家控制网络标准后，其它公司也开发出了基于ANSI７０９. 1的芯片。
在Echelon公司，ANSI７０９.1协议称为LonTalk协议。
LonWorks开发工具介绍
34
NodeBuilder项目管理器
编辑一个工程项目的 源代码
编译、构建和装载应 用映象到LTM-10A平 台或定制硬件
在Neuron C 源代码 级调试应用程序
使用程序代码向导
快速定义设备的接口
指明功能模块、网络变 量和配置属性
使用网络接口“LON1”，对指定Neuron ID的设备下载应用程序
nodeload –N050012AC1D00 –Ltest.ndl
NodeUtil Utility
Windows Console程序 测试、诊断、配置LonWorks网卡、路由器以及节点。 兼容Echelon公司给类型网卡：
Windows 2008/2003 Server 功能强大的事务分析系统，简化了数据包
的记录和解析 除了显示网络地址，还可以显示设备和网
络变量的名称 可以对网络变量的数值实现格式输出
51
给出全面的网络统计数据
数据包的捕获和显示
收集一个信道上的所有LonWorks数据包，并 记录到一个日志文件中
7
LonMaker与Visio
利用Visio处理图形的环境； SmartShapes减少设计时间； 不需任何编成技巧； 快速启动设备管理和过程工
程方案
8
8
图形化设和工程化
设备间的连接简而易行；
加速图形和工程设计；
快速产生系统记录报告；
9
内置i.LON 600/SmartServer等设备图素；
安装
– 一步操作完成安装、替换或装载在一个子系统中的所有设 备或者一个子系统；
12
LonWorks技术的VAVCAV控制系统
办公自动化杂志1CAV 和VAV 空调系统定风量（CAV）空调系统和变风量（VAV）空调系统是一种能控制送风风量的空调系统。
VAV 空调系统送风量可根据房间的负荷进行调节[1]。
当空调负荷降低时，送风量会降低，反之则送风量增加。
相对于定风量系统，VAV 空调系统根据空调负荷调整送风量的特性使它有着良好的节能性能。
因此VAV 空调系统一直被应用于办公场所的空调系统。
CAV 空调系统能准确控制送风量和回风量。
固定的送风量和回风量有利于保持室内压力。
因此，CAV 系统常用于对室内静压有精确要求的场合，例如洁净室，生物化学实验室。
CAV 空调系统可设置工作人员在室内工作时的最大送风量（占用模式），以保证工作人员的舒适和健康。
当没有人在房间工作时，设置最小送风量（空闲模式），只有房间压力。
在这种情况下，CAV 系统可以做到节省能源。
基于VAV 与CAV 空调系统的上述特点，这两类空调系统得到越来越广泛的应用。
2VAV 和CAV 风阀CAV 和VAV 的风阀在CAV 和VAV 空调系统中是重要的组成部分，它可以控制送风风量，是CAV 和VAV 空调系统的基础。
接下来本文将详细介绍CAV 风阀和VAV 风阀组成、结构和运行原理。
2.1CAV 风阀图1为CAV 系统风阀的简图，CAV 风阀控制器根据流量计反馈的读数调整风阀的开度，当测试风量小于设定值时，控制器可以通过控制算法调大风阀开度。
当测试风量超过设定值时，执行机构调小风阀开度，以达到控制送风量的作用。
LonWorks 技术的VAV/CAV 控制系统郭洁琼陈佳炜李迎春（中国石油西气东输管道公司上海200122）摘要：定风量空调系统与变风量空调系统因其风量控制性能和节能性能而得到越来越广泛的应用。
在整个CAV 和VAV 空调系统中，CAV 和VAV 系统的风阀是重要的组成部分。
CAV 和VAV 风阀可以控制送风量或回/排风量。
在CAV 和VAV 风阀中有许多参数可以测量如风量、风阀的形状、风阀的位置和房间的温度（仅限于V A V 系统）。
LonWorks技术简介及与RS-485总线网络比较
LonWorks技术简介及与RS-485总线网络比较LonWorks技术是美国Echelon公司推出的智能控制网的技术，为实现智能控制网络提供了完整的解决方案。
目前全球已有3000多家公司应用该项技术安装了超过500万个LonW orks节点，包括：ABB、BTE、Carrier、Schneider、Honeywell、Johnson-Controls、Motolota等。
LonWorks技术广泛应用于楼宇自控、空调暖通、工业控制、交通运输等行业，是全球领先的控制网络技术。
通信距离：RS-485总线最大传输距离是1.2km；LonWorks总线最大传输距离是2.7km。
传输速率：RS-485总线的传输速率为300-9.6kbps；LonWorks网络的传输速率为300-1.25Mbps。
网络结构：RS-485总线网络构成主从式集散控制系统；LonWorks网络可构成分布式任意结构形式网络。
网络容量：RS-485总线网络的一条通道最大可接255个节点；LonWorks采用三层结构，即域、子网、和节点。
系统的节点数量没有任何限制神经元芯片中含48位ID号，是全世界唯一的。
通信方式：RS-485总线网络难于进行实时通信；LonWorks网络采用了P-CSMA/CD技术可实时通信。
通信可靠性：RS-485总线网络的容错与检错能力须通过软件设定；LonWorks神经元芯片中有二个CPU专门负责通信，容错与检错能力是由硬件和软件同时完成。
产品互换性：RS-485总线网络无统一通信协议，产品难于兼容；LonWorks技术采用国际标准的LONTALK通信协议，真正实现了产品的互换性。
网络扩充功能：RS-485总线网络的扩充能力是有限的；LonWorks网络极容易扩充和修改、维护。
系统先进性：LonWorks网络技术是90年代初形成的国际标准，全球应用广泛。
远程监控与操作：LonWorks网络与Internet无缝连接，可以实现远程监控与远程操作。
Lonworks与BACnet技术对比分析
Lonworks与BACnet技术对比分析一、Lonworks技术简介Lonworks技术是美国Echelon公司于90年12月推出的一种现场总线技。
LON（Local Operation Network）为局部操作网络，具有现场总线技术的一切特点。
Lonworks分布式测控网络技术，它真正并彻底地贯彻了“分散控制、集中管理的控制思想，在国际和国内都得到越来越广泛的应用。
更准确地说Lonworks技术有效地解决了集散控制系统的通讯难题。
Lonworks技术符合IEEE-1437和EIA-709标准。
它的技术核心为神经元芯片、收发器和LonTalk通讯协议。
神经元芯片为超大规模集成电路，其内部有三个CPU，分别控制通讯和应用程序的执行。
神经元芯片可以直接或通过收发器连成控制网络。
收发器有不同的类型，以支持不同的通讯介质，如双绞线、电力线、无线电、同轴电缆、红外线等。
完善的LonTalk通讯协议保证了通讯的可靠性及实时性。
这一切赋予网络优异的性能。
这种网络为对等通讯网络，各节点地位均等，无主节点，实时性好，可靠性高，为楼宇自动化等应用提供了网络基础。
具有强大的通信与控制功能。
Lonworks技术符合ISO（国际标准组织）的OSI（开放系统互连）标准。
Lonworks 技术具有很好的开放性，采用Lonworks技术的不同公司的产品可在同一网络上协调工作。
二、BACnet"技术简介"BACnet"标准本身就是是楼宇自控系统内的一种通信协议。
该协议是美国ASHRAE协会于1995年制定颁布的行业标准，同年被美国ANSI...BACnet标准为楼控系统的设计、集成和设备接口提供了一种规范。
也就是说，BACnet定义了一种楼控设备相互通信所采用的方法BACnet协议与集成智能楼宇控制系统l BACnet协议产生的背景随着信息技术的高度发展，智能建筑内各种控制功能不断增强，以致于不同厂商生产的设备共存于一个建筑物内。
LonWorks总线
现场总线控制系统采用总线连接方式替代一对 一的连线，减少了由接线点造成的不可靠因素 系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、 记录功能，可完成远程设备的参数设定、修改 等工作，也增强了系统的可维护性。 现场总线网络系统具有优良的系统扩展性，可 以非常方便增加网络节点
总结
现场总线是数字化通信网络，可以实现设备状 态、故障、参数等信息传送。现场总线控制系 统既是一个开放通信网络，又是一种全分布式 控制系统，它把单个分散的测量控制设 备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们 连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务 的网络系统
2 LonBuilder 和NodeBuilder开发工具
LonBuilder 和NodeBuilder是开发网络系统和 节点的工作平台，是硬件和软件卡法工具的集 合。 LonBuilder是系统的卡法工具，提供一个用 PC操作的开发环境，可支持单个仿真应用节 点，也可支持24个仿真节点和上百个远程节点 组成的复杂分散式把照明控制器和面板之间通 过现场总线相连接 网络节点为照明线路中的开关或控制箱，通过 现场总线这个枢纽组成网络，所有的控制信号、 开关灯的状态信号以及采集的电量信号都通过 现场总线网络进行通信，网络中的每个节点都 可以接受网络中其他节点的信息，非常方便地 实现节点间互相监测与控制。
3.2神经元芯片内部处理器 （1）MAC处理器——介质访问寄存器，主要完成介质访问控制， 即LonTalk协议1、2层，包括驱动通信子系统硬件和执行MAC算 法 （2）网络处理器——完成LonTalk协议3~6层，包括处理网络变 量，寻址，认证，后台诊断，软件定时器，网络管理和路由等 （3）应用处理器——完成用户的编程，宝库用户编写的代码以 及用户程序对操作系统的服务调用等 注意：各个处理器分别同时独立工作，通过缓冲器进行通信。网 络处理器使用网路缓冲器和MAC处理器通信；用应用缓冲器与 应用处理器通信
LON和LonWorks技术
LonTalk各层协议及功能
LonWorks的MAC子层有以下的优点：支持多介 质的通信，支持低速率的网络，可以在重负载的情况 下保持网络性能，保证在过载情况下不会因为冲突而 降低吞吐量。 当使用支持硬件冲突检测的传输介质(如双绞线) 时，一旦收发器检测到冲突，LonTalk协议就可以有 选择地取消报文的发送，这使节点可以马上重新发送 并使冲突不再重发，有效地避免了碰撞。
LonTalk的七层协议
(3) 网络层 网络层定义设备名称和地址，源设备的 报文如何选择路由到达一台或多台目的设备，以及当 源设备和目的设备不在同一信道上时，如何确定报文 路由。
(4) 传输层 传输层确保可靠的报文传输。报文可以 用应答方式、非应答重发方式、非应答方式三种服务 方式进行数据交换。
(5) 会话层 会话层对较低层数据交换加以控制。它 支持远程操作，使用户可以对远程服务提出请求，并 接收对请示的响应；它还定义了一个认证协议，使报 文接收者确认发送者是否有权发送该报文。
5) 网络节点是低成本、低维护的单片机。
LonTalk的七层协议
LonTalk协议是分层的、基于数据包的对等通信 协议。它符合ISO制订的开放系统互联OSI标准，具有 完备的七层协议，它具有LON总线的所有网络通信功 能，包含一个网络操作系统，通过网络开发工具生成 固件，使通信数据在各种介质中非常可靠地传输。 由于LonTalk协议对OSI的七层协议的支持，使 LON总线能够利用网络变量，直接面向对象通信。通 过网络变量的互相连接便可实现节点之间的通信。
LonWorks技术特点
LonBuilder是系统级开发工具，它提供创建、调 试多设备LonWorks应用的所有工具。
LonManager由一系列的软件开发包和接口卡组成， 例如LonManager DDE、LonManager Profile和 LonMaker、LonManager协议分析仪。 4. 开放性
LON
LonWorks 网络
图 8.2 神经元节点的结构框图。
神经元芯片为8位总线， 神经元芯片为8位总线，目前支持的最高主频是 40MHz，所能完成的功能十分有限。 40MHz，所能完成的功能十分有限。 对于一些复杂的控制，如带有PID算法的单回路、 PID算法的单回路 对于一些复杂的控制，如带有PID算法的单回路、 多回路的控制等需要采用基于主机（ Base） 多回路的控制等需要采用基于主机（Host Base） 结构
LonBuilder多节点开发工具 LonBuilder多节点开发工具 NodeBuilder节点开发工具 NodeBuilder节点开发工具
LNS（ Service）Lon网络服务工具 LNS（LonWorks Network Service）Lon网络服务工具
Windows; Server; 操 作 系 统 ； LonMaker for Windows;LNS DDE Server;LonManager 协议分析
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LonMaker集成工具
LonMaker集成工具画面
LonMaker集成工具
LonMaker集成工具画面
3.LonMaker实机操作
LonMaker实机操作
LonMaker安装步骤：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 备份NB or PC资料 安装LonMaker光盘 安装OpenLDV340(Echelon Interface’s Driver) 安装Nico Resource Files 安装Nico’s XIF & ABP Files 启动LNS Resource File Catalog Utility
4. Q & A
Thanks!
Communication method Master/slave , multi master, peer-to-peer Data Rate
LonWorks简介
信道类型
信道-连接LonWorks设备的物理介质
LonWorks简介
信道类型
LonWorks简介
网络变数(Network Variable)
Nico Training for LonWorks
目录 1. LonWorks简介 2. LonMaker集成工具 3. LonMaker实机操作 4. Q&A
1.LonWorks简介
LonWorks简介
• LonWorks 技术目前已成为全球通用的开放式标准，最初 这项技术的设计初衷是为了解决传统控制网络中的一个重 大问题：组成传统控制网络的节点必须预先设计才能实现 相互协作。 • LonWorks 标准可为节点提供无需事先安排的相互协作功 能，即使它们来自不同的公司和开发商。
LonWorks简介
LonTalk的通信协议
LonMark Profiles
7层: 6层: 5层: 4层: 3层: 2层: 1层:
应用层
陈述层
会话层 传输层 授权传输控制子层 网络层
网络变量 SNVT
Non-Lonwork 应用层
Lontalk 协议 Neuron 芯片
链接层 MAC 子层
物理层
多媒体传输
OSI层定义
LonWorks简介
系统架构
集中式系統
集散式系統
分布式系統
LonWorks简介
LONWORKS支持Bus、Star和Ring拓扑结构
LonWorks简介
分布式控制网络的优点
• 可减少系统的安装费用 –大量减少布放线材，减低工作量 • 可减少新增、移动设备的安装成本或修改费用 –透过计算机工具，使用程序逻辑进行重新配置 • 可提高系统性能 –Peer to Peer对等通信，增加设备之间相互的响应时 间 • 可开放系统和互操作性 –不同制造商的个别产品可集成在一起
LonWorks简介
Functional Blocks
LonWorks简介
绑定(Binding)
• 网络变量的连接称为绑定 • 绑定由网络管理工具完成，可在任何时间修改 • 节点应用程序和组态是彼此独立的
綁定Binding NV ConnecΒιβλιοθήκη ionLonWorks简介
Neuron C编程语言
2.LonMaker集成工具
LonMaker集成工具
LonMaker集成工具主要在帮助您减少网络管理、操作和维护 的时间和成本。 • LonMaker® 工具是面向 LonWorks® 能源控制网络的标准 化设计、调试和网络维护软件。 • 它可通过基于 Microsoft® Visio® 2010且方便易用的绘 图界面帮助网络集成商轻松使用 LNS® 网络操作系统。 • 向用户提供一个熟悉的，类似于CAD的环境设计。Visio形 状绘图功能提供了一个直观、简单的方法。
LonMaker集成工具
LonMaker集成工具的最小硬件需求
• Microsoft Windows XP (Professional, Home, Tablet PC editions), Windows 2003 server, or Windows 2000 • Pentium III, Pentium 4, or better • 350 megabytes (MB) free hard-disk space • 512-MB RAM minimum • 1024 MB page file minimum • CD-ROM drive • Super VGA (800 × 600) or higher-resolution display with at least 256 colors • Mouse or compatible pointing device
LonWorks简介
LonWorks网络规模
• 网络编制采用三级寻址结构,分别是:域、子网和节点地 址 • 一个域可有255个子网 • 每个子网可有127个节点 • 每个域可有32,385个节点
LonWorks简介
技术参数
Physical Media Network Topology Max. device Max. distance Twisted pair, Power line, RF, Infrared, Coaxial cable, Fiber optics Ring , Bus , Star , Free 32,385 nodes/domain Depend on Physical Media & Network Topology Bus Topology (Max.2200m) Free Topology (Max.500m) Depend on Physical Media & Network Topology Max: 1.25Mbps
• LonWorks技术允许组合小型化和预先定义智能组件来创建 功能强大的应用。
• LonMark协会成立目的为确保网络互操作性，主要的工作 是为LonWorks设备制定与定义互操作规范。
LonWorks简介
什么是LonWorks
• Lon is Local Operating Network • Lonworks分布式控制技术显示出很高的系统可靠性和系统 响应，并且降低了系统的成本和运行费用 • 神经元芯片完成节点的事件处理，并通过多种介质把处理 结果传递给网络上的其它节点 • ANSI/EIA709.1标准符合国际标准化组织的底层协议标准， 其中从第一层到第六层的功能完全有标准来处理，使用者 只需对应用层进行编程。
• 分为标准网络变量类型(SNVT)和用户行定义的网络变量类 型(UNVT)二种。 • 网络变量能有任意的数据类型，但ㄧ般使用LONMARK协会 定义的SNVT，如照明、空调等。如制造商找不到满足其需 要的SNVT，可自行定义使用UNVT。
LonWorks简介
网络变数(Network Variable)
LonWorks简介
LonWorks的神经元芯片(Neuron Chip)
• 使用CMOS CLSI技术的神经元芯片 –实现低成本的控制网络 • 神经元芯片是高度集成的内部含有3个8位的CPU • 第一个CPU为介质访问控制处理器(OSI level 1、2) • 第二个CPU为网络处理器(OSI level 3~6) • 第三个CPU为应用处理器(OSI level 7) –执行用户编写的代码及用户代码所调用的操作系统服 务 • 神经元芯片实现了Lonworks的LonTalk通信协议。
LonWorks简介
配置属性(Configuration Properties)
• 分为标准配置属性类型(SCPT)和用户定义的配置属性类型 (UCPT)两种。 • 配置属性为节点的配置数据，它描述了节点在一个系统中 的行为方式。与NV一样，制造商可自行定义UCPT透过配置 参数来实现配置的属性。
LonMaker集成工具
LonMaker集成工具的特点
• • • • • • • • 提供图形化的设计，调试，操作和维护LonWorks网络。 包括LNS®Turbo版网络操作系统和Microsoft Visio®2010。 提供自动连接类型选择，以降低指定连接时的常见错误。 包括一个简化的界面，以减少工程时间。 轻松集成第三方工具和应用程序与XML的导入/导出功能。 支持远程访问通过。LonWorks或IP网络。 包含的i.LON®支持，便于整合与互联网，IP网络。 将独立的网络合并到一个网络。
LonWorks简介
LonTalk协议(LonWorks技术的核心)
• 开放的标准-ANSI/EIA 709.1控制网络标准 • 运行芯片称为神经元芯片(Neuron Chip) –每一个芯片均带有一个48位的序列号，芯片中均有 三个 8 位的处理器，分别是介质处理器、网络处理器 和应用 处理器 • 针对控制网络的优化 –及时响应 –可靠性 –安全性 • 遵循OSI/ISO网络参考模型的7层协议 • 可在多种介质上运行，包括双绞线、电力线、无线 、光 纤、IP等
• 為开发LonWorks应用的有力工具 • Neuron C是专门为Neuron芯片设计的编程语言 • 它从ANSI C中派生出来的，并进一步扩展了用以 支持由Neuron芯片中的固件提供的各种运行特性 • Neuron C语言编程效率高，可读性强 • 该语言加入通信、事件调度、分布数据对象和I/O 功能