核心提示：本文剖析國內(nèi)裝備制造企業(yè)應用LonWorks技術(shù)的難點，分析LonWorks技術(shù)在建筑設備、軌道交通、高端醫(yī)療裝備等領域國內(nèi)外技術(shù)差距。介紹海思LON3150IM系列LonWorks通信控制模塊，以及如何將用戶智能節(jié)點設備轉(zhuǎn)化成真正的LonWorks智能設備。
關(guān)鍵詞:LonWorks通信模塊，LonWorks控制模塊，LON開發(fā)，LonWorks解決方案，協(xié)議轉(zhuǎn)換，Neuron芯片數(shù)據(jù)解密，嵌入式，OEM，LonTalk協(xié)議，裝備產(chǎn)業(yè)升級
一、引言
國內(nèi)制造業(yè)企業(yè)經(jīng)濟實力、技術(shù)進步發(fā)展到今天，取得了令世人矚目的成就，不可否認的是，在高端裝備制造領域與國外先進水平還存在不小的差距。如建筑設備、軌道交通、列車控制、船舶控制、高端醫(yī)療設備、加油站控制系統(tǒng)等眾多領域，國外先進產(chǎn)品普遍采用LON控制網(wǎng)絡技術(shù)制造。作為一種杰出的控制網(wǎng)絡技術(shù)，LonWorks網(wǎng)絡技術(shù)的高可靠、高穩(wěn)定、開放性、互操作、高通信速率、施工與維護便捷性等諸多優(yōu)勢，成為高端裝備最重要的標配，并形成技術(shù)壟斷。相比跨國企業(yè)的技術(shù)壟斷與裝備重重的技術(shù)壁壘，國內(nèi)LonWorks技術(shù)人才的嚴重缺乏。國內(nèi)裝備制造商仍就采用的是RS232/485、CAN等技術(shù)水平較低的通信技術(shù)，由其所構(gòu)成的裝備在性能與可靠性、穩(wěn)定性等各層次上均與國外先進裝備存在代差，在與跨國企業(yè)的競爭中十分不利。
海思在LonWorks技術(shù)推廣應用中，也深切感受到市場對掌握、擁有LonWorks技術(shù)的迫切性。然而，國內(nèi)裝備制造企業(yè)出于一些可以理解的原因，投入大量的人力物力以實現(xiàn)自主研發(fā)，但卻基本上都是徒耗財力。企業(yè)對LonWorks技術(shù)研發(fā)難度認識不足，造成了巨大的浪費，也失去了市場先機。
LON控制網(wǎng)絡技術(shù)研發(fā)并非僅靠采購一些LonWorks開發(fā)軟硬件就能很快掌握的。LonWorks開發(fā)軟件相當復雜，即使多年摸索學習也未必能窺其門境。事實上，LonWorks技術(shù)進入中國已經(jīng)有長達20余年，之所以到今天為止國內(nèi)少有人完全掌握其開發(fā)技術(shù)，正是由于其技術(shù)的先進性、復雜性。因此，國內(nèi)高端裝備制造企業(yè)就抓住機遇，借助專業(yè)人員迅速實現(xiàn)自身產(chǎn)品的LonWorks技術(shù)升級，是最有效、最快捷、投入最少的解決方式。
作為LonWorks技術(shù)行業(yè)領軍企業(yè)，海思在LonWorks技術(shù)研發(fā)與應用方面經(jīng)驗豐富。在與眾多國內(nèi)知名企業(yè)的研發(fā)合作中，為用戶提供了理想的解決方案和高質(zhì)量的產(chǎn)品，實現(xiàn)了合作共贏。
二、裝備LonWorks技術(shù)升級方案
LON(Local Operating Networks，局部操作網(wǎng)絡)控制網(wǎng)絡，它是由美國Echelon公司推出的一種具有穩(wěn)定性、可靠性、開放性、高速性、施工與維護便捷性的控制網(wǎng)絡技術(shù)，推動了可互操作的裝置和控制系統(tǒng)的發(fā)展。LonWorks技術(shù)不規(guī)定裝置的應用程序如何構(gòu)成，非LonWorks技術(shù)裝置不能直接接入LON網(wǎng)絡，因而給LonWorks技術(shù)的兼容性應用帶來了技術(shù)瓶頸。為了方便把一些非LON網(wǎng)的設備連接到LonWorks網(wǎng)絡，或者連接起兩種不同的現(xiàn)場網(wǎng)絡，海思展示出多年LonWorks技術(shù)研發(fā)實力，不斷與國內(nèi)眾多知名企業(yè)合作開發(fā)高端設備所急需的LonWorks通信控制模塊，并迅速為控制領域所接受。為滿足更多OEM廠商的需求，海思推出了LON3150IM系列通用型LonWorks通信控制模塊，客戶可根據(jù)該產(chǎn)品規(guī)格尺寸、接口類型，將其嵌入自身的電路設計中，即可實現(xiàn)對外的LonWorks通信功能?？梢苑奖愕貙崿F(xiàn)非LonWorks技術(shù)的產(chǎn)品與LON控制網(wǎng)絡的無縫連接。
圖一 海思LON3150IM系列LonWorks通信控制模塊
海思LON3150IM系列LonWorks通信控制模塊主要功能是實現(xiàn)用戶智能裝備通信協(xié)議與LonTalk協(xié)議雙向轉(zhuǎn)換，將用戶智能裝備升級為真正的LonWorks智能節(jié)點，與LON控制網(wǎng)絡上的其它設備相互通信、無疑連接。該系列模塊采用美國埃施朗公司的Neuron3150神經(jīng)元芯片。Neuron3150芯片集成有三個CPU處理器，其中，MAC處理器是媒體訪問控制層處理器。它處理OSI七層網(wǎng)絡協(xié)議中的1，2層，主要包括驅(qū)動通信子系統(tǒng)硬件以及執(zhí)行沖突回避算法等。網(wǎng)絡處理器實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議中的3～6層。它實現(xiàn)網(wǎng)絡變量處理、尋址、事務處理、文電鑒別、軟件定時器、網(wǎng)絡管理和路由等功能。應用處理器一方面執(zhí)行用戶編寫的應用程序代碼，另一方面執(zhí)行由用戶代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務。大多數(shù)應用程序均可采用Neuron C語言來編制，使編程工作真正從繁瑣的匯編語言中解脫出來。LON3150IM系列LonWorks通信控制模塊向下完成外部設備標準信號與LonTalk協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，向上與LON控制網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交互。
圖二 海思LON3150IM系列LonWorks通信控制模塊應用方案
事實上，在LonWorks控制網(wǎng)絡中常常會遇到需要Neuron3120、Neuron5000、PL3120等多種Neuron神經(jīng)元芯片的情況，海思強大的研發(fā)團隊均可高質(zhì)量地完成項目的研發(fā)，為用戶排憂解難。
為方便用戶產(chǎn)品集成，面對LON控制網(wǎng)絡的高性能與高技術(shù)門檻，國內(nèi)高端裝備制造商可完全依賴LON3150IM系列LonWorks模塊的卓越性與嵌入的方便性。用戶既可以根據(jù)自身節(jié)點產(chǎn)品的控制板結(jié)構(gòu)需求，向海思提出定制要求，海思將根據(jù)用戶的節(jié)點產(chǎn)品個性化需求，對相關(guān)軟、硬件產(chǎn)品作出調(diào)整以滿足用戶的需求。
三、哪些裝備制造領域迫切需要LonWorks技術(shù)
1、智能建筑。LonWorks技術(shù)在建筑領域現(xiàn)場網(wǎng)絡具體極大的技術(shù)優(yōu)勢，無論是單體建筑或建筑群，LON控制網(wǎng)絡的擴展性幾乎是無限的。建筑終端智能節(jié)點設備的智能化與網(wǎng)絡化發(fā)展是必然趨勢。因而，集成商對LonWorks智能節(jié)點設備的渴望是完全可以理解的。國內(nèi)相關(guān)設備制造商對LonWorks技術(shù)開發(fā)的迫切心態(tài)，也是海思推出LON3150IM通信控制模塊的重要動力之一。這些節(jié)點設備包括能耗數(shù)據(jù)計量表計、智能照明控制器、智能插座、供電回路自動控制、通風與空調(diào)自動控制、電梯監(jiān)控、消防控制、給排水控制、家電控制及智能家居等，幾乎涵蓋建筑設備的方方面面。
2、船舶控制系統(tǒng)是LonWorks技術(shù)應用的重要領域之一，也是國內(nèi)應用最早的領域之一。
3、軌道交通。包括列車控制系統(tǒng)、地鐵站點移動門控制系統(tǒng)、地鐵能源監(jiān)控系統(tǒng)、中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)等。Lonworks技術(shù)是國際國內(nèi)鐵路技術(shù)標準之一，也是目前國內(nèi)與國際先進裝備差距較大、迫切需要迎頭趕上的最重要的領域。與美國西屋、法國法維萊等先進技術(shù)相比，中國裝備制造企業(yè)技術(shù)還有代差。然而，這并非不可逾越的。海思在與國內(nèi)某著名的大型企業(yè)合作中（出于商業(yè)保密原則，海思不能指明該企業(yè)的名稱），成功突破法維萊公司的地鐵項目中的某項專有技術(shù)，實現(xiàn)了該企業(yè)的同類產(chǎn)品完全取代法維萊公司產(chǎn)品的目標，并贏得了地鐵用戶的高度贊譽。
4、高端醫(yī)療裝備。海思在與國內(nèi)某先進醫(yī)療裝備上市公司合作中，就如何解析國外先進裝備中LonWorks通信作了艱苦的努力，感受到跨國企業(yè)在利用LonWorks技術(shù)的高可靠性、高穩(wěn)定性構(gòu)建高靈敏度、高精度的傳感器方面的卓越的成就，并幫助該企業(yè)完成了自主產(chǎn)品研發(fā)，經(jīng)驗證，完全達到了可替代進口產(chǎn)品的全部功能。
此外，飛行控制、加油站等也是LonWorks技術(shù)飛速發(fā)展的重點領域。面對如此眾多的行業(yè)設備，LON3150IM系列LonWorks通信控制模塊的通用性將發(fā)揮十分重要的作用。接口的多樣化、通信協(xié)議的可編程性，給LON3150IM的技術(shù)合作帶來了極大的便利，也為國內(nèi)裝備制造業(yè)提供了快速、完整的解決方案。
通過多年與國內(nèi)裝備制造企業(yè)的合作，海思積累了十分豐富的LonWorks技術(shù)定制開發(fā)經(jīng)驗，也十分理解用戶對裝備制造成本控制的需求。海思深信，互利共贏是合作的最重要基石，細致周到的技術(shù)服務是建立長期合作的根本保證。LON3150IM型LonWorks通信控制模塊的全面推廣，將極大的推升我國高端裝備制造水平，在滿足進口裝備國產(chǎn)化需求的同時，為我國高端裝備參與國際競爭提供了強有力的技術(shù)支撐。
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