Tag Archives: интеллектуальное здание

Микроконтроллеры для LonWorks

Технология LonWorks базируется на использовании специального интерфейсного кристалла, получившего название Neuron Chip. Сегодня по лицензии компании Echelon производством этой микросхемы занимаются компании Toshiba и Cypress Semiconductor. Каждый кристалл, производимый компаниями, имеет уникальный 48-битовый идентификатор, который не изменяется на протяжении своего существования.Neuron Chip, который является ядром сети LonWorks и олицетворяет принцип так называемого «распределенного интеллекта» или «распределенного управления», обязательно присутствует в составе каждого LON-совместимого устройства. Любое устройство на базе этого чипа способно обеспечивать получение данных, двунаправленную связь и управление.В состав Neuron Chip входят три 8-битовых микропроцессора, встроенная память и 11 контактов ввода-вывода. Каждый из трех процессоров выполняет определенную задачу. Первый осуществляет доступ к шине передачи данных, второй отвечает непосредственно за процесс передачи, в третьем заложен алгоритм локального управления. Существует несколько версий кристалла, отличающихся лишь размером доступной памяти.Кристалл представляет собой контроллер, имеющий набор из 35 опций, в которые входят поддержка цифрового ввода/вывода (11 каналов), широтно-импульсный модулятор, импульсный вход, высокоскоростной последовательный и параллельный ввод/вывод, таймер (от 625 кГц до 10 МГц). Встроенное программное обеспечение LonWorks включает поддержку протокола LonTalk, распределенную операционную систему реального времени, драйверы устройств, библиотеку исполняющей системы (run-time) и многое другое.Если проводить аналогии с традиционной системой управления (где вся информация стекается в центральный управляющий компьютер, обрабатывается по определенному алгоритму и отсылается в виде управляющей информации на низовой уровень), то в LON-технологии миниатюрный управляющий компьютер помещен в каждое устройство, участвующее в процессе управления. И необходимость в центральном компьютере просто отпадает.

Функциональная схема микроконтроллера Neuron Chip

 

 

О технологии LonWorks

В начале 90-х годов на рынке появился новый сетевой продукт корпорации Echelon — распределенная (FieldBus) система под названием LON (Local Operatin Network), ориентированная на применение в области управления инженерными сетями зданий и сооружений.Базовый протокол технологии LonWorks — LonTalk был разработан корпорацией Echelon на основе протокола CSMA/CD. В 1995 г. компания Echelon опубликовала описание протокола LonTalk, тем самым сделав его открытым.В настоящее время область применения протокола LonTalk ограничена теми приложениями, для которых достаточны скорости передачи данных до 1,25 Мбит/с и время реакции до 10–20 мс.LonWorks — это децентрализованная система, состоящая из множества устройств (nodes), объединенных в общую сеть LON и осуществляющих обмен информацией посредством сетевых переменных.Система может использовать любую среду для передачи данных: медная витая пара, волоконно-оптический кабель, радиочастотный и инфракрасный каналы, коаксиальный кабель, силовая линия электропитания и т.д. Для каждого типа физического канала существуют трансиверы, обеспечивающие работу на различных по длине каналах, скоростях передачи и сетевых топологиях. Скорость передачи информации зависит от типа канала. Lon-Works позволяет использовать IP-сети для связи с рабочими станциями, датчиками, исполнительными механизмами и дисплеями.Существующие LonWorks/Internet-серверы предоставляют доступ к сети LON через TCP/IP-канал. C помощью таких шлюзов все особенности LonWorks — одноранговость, дистанционное программирование и диагностика устройств, безопасный доступ и т.д. — могут быть реализованы и в IP-сетях.LonWorks поддерживает «произвольную топологию» (Free Topology) построения сети, которая позволяет в рамках одного домена комбинировать три стандартных типа топологии — шину, звезду и кольцо, что в свою очередь дает возможность построить управляющую сеть в соответствии с архитектурой здания.Диспетчеризацию и управление в сети LonWorks можно осуществлять с персонального компьютера, мобильного телефона, по сетям Ethernet и Internet.Для передачи данных по сети используются так называемые «сетевые переменные» — SNVT (Standard Network Variable Type). Инсталляция системы производится путем установки связей между входными и выходными переменными модулей. Узлами LON-сети могут быть любые датчики и устройства управления.Построение сети LonWorks аналогично построению компьютерных сетей — все компоненты, подобно компьютерам и серверам, могут быть подключены, например, к структурированной кабельной системе и используют общий протокол передачи данных. Подобно компьютерной, сеть LonWorks делится на сегменты с различными топологиями и средами передачи данных, которые объединяются при помощи повторителей, шлюзов и маршрутизаторов.Системы, базирующиеся на технологии LonWorks, без какого-либо дополнительного оборудования, поддерживают длину проводного сегмента до 2700 м.Ведущие организации в области стандартизации — ANSI и EIA — приняли LonWorks как стандарт для управления сетями под официальным кодовым обозначением ANSI/EIA 709.1.Ассоциация Производителей Бытовой Электроники (CEMA — Consumer Electro-nics Manufacturers Association) признала технологию LonWorks в качестве стандарта в области автоматизации жилых помещений (Home Automation).