(海思自動(dòng)化技術(shù)部LonWorks技術(shù)粉絲提供)
LonWorks是一個(gè)由埃施朗公司所開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)，使用的通信協(xié)議是埃施朗公司開發(fā)的LonTalk，傳輸媒介可以是雙絞線、電力線、光纖及無(wú)線電。LonWorks可用在智能建筑中的許多自動(dòng)化機(jī)能，例如暖通空調(diào)（HVAC）及照明控制。在2010年時(shí)已有9千萬(wàn)個(gè)設(shè)備使用LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前由LonMark協(xié)會(huì)（LonMark International）維護(hù)。
起源及標(biāo)準(zhǔn)化
LonWorks系統(tǒng)的許多技術(shù)都是源自埃施朗公司，包括芯片設(shè)計(jì)、雙絞線及電力線的通信、LonTalk通信協(xié)議、路由器、網(wǎng)絡(luò)管理軟件等。在1999年其通信協(xié)議LonTalk提交給ANSI認(rèn)可，成為控制網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)ANSI/CEA-709.1-B。其雙絞線及電力線的通信也成為ANSI的標(biāo)準(zhǔn)。
此后，ANSI/CEA-709.1成為許多標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，例如用在火車控制的IEEE 1473-L、美國(guó)鐵路協(xié)會(huì)（AAR）針對(duì)貨運(yùn)列車的電動(dòng)氣動(dòng)剎車系統(tǒng)、歐洲的加油站控制協(xié)會(huì)IFSF（IFSF）、國(guó)際半導(dǎo)體和材料（SEMI）等。在2005年時(shí)LonWorks系統(tǒng)成為歐洲智能建筑標(biāo)準(zhǔn)EN 14908。LonTalk協(xié)議也是美國(guó)冷凍空調(diào)協(xié)會(huì)（ASHRAE）定義的智能建筑通信協(xié)議BACnet中，六種數(shù)據(jù)鏈接層及物理層中的一種。
中國(guó)將LonWorks技術(shù)成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/Z 20177.1-2006及智能建筑標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20299.4-2006。2008年時(shí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）及國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）將其通信協(xié)議、雙絞線信號(hào)技術(shù)、電力線信號(hào)技術(shù)及以太網(wǎng)協(xié)議（IP）標(biāo)準(zhǔn)化，編號(hào)為ISO/IEC14908-1, -2, -3,及-4。
簡(jiǎn)介
一、處理器
埃施朗公司為LonTalk通信協(xié)議設(shè)計(jì)了神經(jīng)元蕊片（Neuron chip），早期這是唯一可以支持LonTalk通信協(xié)議的IC，神經(jīng)蕊片中包括有三個(gè)8位的CPU，分別處理媒體訪問、網(wǎng)絡(luò)通信及其他應(yīng)用機(jī)能，使用的語(yǔ)言是由ANSI C為基準(zhǔn)修改的Neuron C。每一個(gè)蕊片上都有一個(gè)48位的識(shí)別碼（Neuron ID），因此在網(wǎng)絡(luò)上可以識(shí)別每一個(gè)設(shè)備。在1999年后，使用泛用的處理器也可以支持LonTalk通信協(xié)議。
二、物理層
LonWorks網(wǎng)絡(luò)使用二種不同的物理層通信技術(shù)，分別是名為“free topology”的雙絞線通信技術(shù)，以及電力線通信。
其雙絞線通信使用差動(dòng)式曼徹斯特編碼（differential Manchester encoding），可以使用RS-485收發(fā)器及變壓器耦合收發(fā)器，RS-485收發(fā)器建議的通信速率為39 kbit/s。LonWorks支持的變壓器耦合收發(fā)器分為二種，只支持總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞氖瞻l(fā)器，其通信速率可以到1.25Mbit/s，另一種收發(fā)器允許總線型、環(huán)型及星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其通信速率?/FONT>78Kbit/s。電力線通信的通信速度可以是5.4 kbit/s或3.6 kbit/s。
三、媒體訪問控制
LonWorks的媒體訪問控制層使用一種改良型的載波偵聽多路訪問（CSMA）協(xié)議，稱為可預(yù)測(cè)P-持續(xù)CSMA，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)需等待一段隨機(jī)的時(shí)間，這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)仍沒有數(shù)據(jù)，才允許傳送數(shù)據(jù)。隨機(jī)時(shí)間的范圍由節(jié)點(diǎn)占計(jì)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載決定，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載越重，隨機(jī)時(shí)間的范圍就越長(zhǎng)。
四、網(wǎng)絡(luò)變量及顯式報(bào)文
LonWorks采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，其數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)稱為網(wǎng)絡(luò)變量（NV），包括其數(shù)據(jù)及單位。每一個(gè)設(shè)備都會(huì)定義輸入及輸出的網(wǎng)絡(luò)變量，利用網(wǎng)絡(luò)管理軟件可以將相同單位的輸入及輸出網(wǎng)絡(luò)變量綁定（binding）在一起，創(chuàng)建二個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量的邏輯連接，之后當(dāng)一設(shè)備的輸出網(wǎng)絡(luò)變量變更時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)傳送包括網(wǎng)絡(luò)變量數(shù)據(jù)的隱式報(bào)文，網(wǎng)絡(luò)上被綁定的輸入網(wǎng)絡(luò)變量就可以得到更新的數(shù)據(jù)。
LonWorks的通信除了網(wǎng)絡(luò)變量外，也可以使用顯式報(bào)文。顯式報(bào)文依其服務(wù)方式，可分為確認(rèn)方式 、非確認(rèn)重復(fù)方式、非確認(rèn)方式及請(qǐng)求／應(yīng)答方式。LonWorks網(wǎng)絡(luò)變量的長(zhǎng)度不能超過31個(gè)字節(jié)，而顯式報(bào)文的長(zhǎng)度最大可到228位組，方便傳送較長(zhǎng)的信息。另外要使用網(wǎng)絡(luò)變量需要利用LonBuilder仿真器或LonMaker軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變量綁定，增加開發(fā)及應(yīng)用的成本，使用顯式報(bào)文就沒有上述問題，不過其缺點(diǎn)是通信內(nèi)容多半需要自行定義，而LonWorks網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也就成為封閉式的系統(tǒng)。
五、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量性態(tài)
為了方便不同設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，LonWorks針對(duì)實(shí)際物理量定義了標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量性態(tài)（Standard Network Variable Type，簡(jiǎn)稱SNVT），標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量性態(tài)包括一物理量的單位及其數(shù)值及實(shí)際物理量的關(guān)系，例如表示溫度的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量性態(tài)SNVT_temp用0至65535的整數(shù)來表示從絕對(duì)零度到攝氏6279.5度的溫度范圍。因此不同設(shè)備只要其溫度是用SNVT_temp表示，其數(shù)值和實(shí)際溫度的關(guān)系都相同。
