第2层结构是子网。每一个域最多有255个子网。一个子网是一 个域内节点的逻辑集合。一个子网最多可以包括127个节点。
第3层结构是节点。子网内每一个节点被赋予一个在该子网内 惟一的节点号。该节点号为7位，因此，一个域内最多可有：
255×127=32385个节点。
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1.3 LonWorks产品
CPU-3: 是应用CPU。它运行用户编华东写理的工大代学码自动和化系 应用代码调用的操作系统命令。编程语言是 Neuron C。
（1）每个CPU有各自的寄存器设置，但它们可共 享数据、ALU的地址以及存储区访问电路。
（2）三个CPU的最小周期分别间隔一个系统周 期，以便在每个最小周期，各个CPU可以访问 存储器和ALU各一次。
（3）系统对三个CPU采用了管道技术，在不影 响性能的情况下，大大减少了硬件的需求。三 个CPU可并行工作，而不会造成耗时的中断和 上下文交换。
2.1.2 管脚配置
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Neuron芯片家族中的成员是Neuron3120 和3150芯片。3120芯片中包括E2PROM、ROM、 RAM存储器，3150中无内部ROM，但拥有访问 外部存储器的接口，寻址空间可达64KB，可 用于开发更为复杂的应用系统。
LonWorks是唯一支持多种传输介质的系 统，它允许开发者选择那些最能满足他们的要 求的传输介质和通讯方法。（介质转换）
路由器是一个特殊的节点，由两个Neuron 芯片组成，用来连接不同通讯媒介的LON网络。 路由器能够控制网络流量，增加网络的吞吐量 和网络速度。（交通控制）
（4）开发工具
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多任务调度程序
（7）服务引脚：用于远程识别和诊断 （8）每个Neuron芯片有唯一的48位的内部ID号。 （9）内置低压保护以加强对片内E2PROM的保护。 （10）通讯速率：610b/s ----1.25Mb/s
2.3 存储器
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2.3.1 E2PROM 内部E2PROM包括： （1） 网络配置和地址信息 （2）独一无二的48位Neuron ID （3） 用户写的应用代码和大部分的只读数据 3120其内部E2PROM也存由LonBuilder或
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现场总线控制系统
第2讲 LonWorks技术与Neuron芯片
信息学院自动化系 凌志浩
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本讲内容提要
1 LonWorks技术概述 2 神经元芯片硬件结构 （1）Neuron芯片内部结构及管脚配置 （2）主要性能特点 （3）存储器 （4） 附加功能 3 控制网络组成
协议与处理器） （4）提供最初的6个协议层，只有应用层的
编程和配置需要给定，简化了开发。 （5）Cypress、Motorola、Toshiba都生产
Neruon芯片，价格很低。
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1.2 LonTalk协议
LonTalk协议遵循ISO定义 (OSI)模型，并提供了 OSI所定义的全部7层服务。它的特点： (1) 支持双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和 光纤在内的多种传输介质。 （2）可以运行在任何主处理器(Host Processor)上 （3） LonTalk协议使用网络变量与其它节点通信。网络 变量可以是任何单个数据项也可以是结构体。 （4） LonTalk协议支持总线型、星型、自由拓朴等多种 拓朴结构类型 。 （5）LonTalk寻址体系（分级：域、子网、节点）
OSI层
7 应用层
6 表示层
目的
应用 兼容性
数据翻译
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提供的服务
LonMark对象，配置特性标准网络变量类型， 文件传输 网络变量，应用消息，外来帧传输
5 会话层
远程操作 请求／响应，鉴别，网络管理，网络接口
4 传输层
3 网络层
2 LLC子层 链 路 MAC子层 层
1 物理层
端端的可 靠传输 传输分组
Deviceet
Profibus DP
LonWorks
FIPIO
SDS
Iterbus S
Field bus(Blocklevel) IEC/SP50
Fieldbus Foudation
Profibus PA
LonWorks
WorldFIP
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典型LonWorks节点基本组成
传感器和 控制设备
（1）收发器
每一个网络设备都有一个收发器。收 发器在一个LonWorks设备与LonWorks网 络之间提供了一个物理通讯接口。不同通信 媒介之间用路由器相连。
收发器类型
EIA-232型 自由或总线拓扑的双绞线型 带变压器的双绞线型 带变压器的双绞线型 电力线型 电力线型 电力线型 射频型300MHz 射频型300MHz 射频型300MHz 红外型 光纤型
（3）Echelon公司的SLTA-10系列LonTalk适配器可与 一个调制解调器相连以实现拨号上网。
（4）i.LONTM 1000IP服务器支持同Internet、 Intranet，或VPN的远程连接。
用Web浏览器访Lon网
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LON
LON收发器
网
IP
Http服务器
Web服务器
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（5）网络接口、WEB服务器
（1）独立的PC机：PCLTA-20 PC LonTalk适配器，是 一个封装在标准的PC机 PCI适配卡上的网络接口设 备。通过它可以使用网络工具，如LonMaker工具。
（2）笔记本电脑：PCC 10 PC卡提供了一个简洁的 PCMCIA PC卡式的网络接口
i.Lon100
Echelon公司通过与Cisco Systems公司、 Microsoft公司和Sun Microsystems公司等合作 开发出i.Lon100。它既是路由器，又是符合工业 标准的Web网络服务器。i.Lon100将LonWorks收 发的数据进行IP数据包处理后，利用IP网络传输。 通过i.Lon100，可更方便地将LonWorks和 Internet连接起来，使用户能够在Internet上访问 到LonWorks控制网上的设备。由于Echelon公司 推出了i.Lon100，使得LonWorks现场总线技术的 应用领域也越来越广。
晶振
I/O口 网络
通信 端口
Neuron芯片
电源
收发器 网 络
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LonTalk协议
智能控制器（节点）
节点
传感器 执行器 显示 操作接口
LON网采用分布式控制技术
LON
开放式控制网络
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1 LonWorks技术概述
1.1 Neuron芯片 （1）Echelon公司设计了Neuron芯片。 （2）Neuron芯片其实是一种嵌入式系统。 （3）Neuron芯片魄力：完整性（内置通讯
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2 神经元芯片硬件结构
2.1 Neuron芯片内部结构及管脚配置 Neuron芯片在一个芯片上集成了多个处理器，
并有RAM、ROM、通讯和输入输出设备。在只读 存储器里储存了操作系统、LonTalk协议以及输入 输出工作方式库。这一芯片对于从LonWorks网络 上下载的应用程序和配置数据来说是一个不可变 的存储器。
控制类型
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过程控制
Field Bus Device Bus
逻辑控制
Sensor Bus
简单设备 bit
中级设备 Byte
复杂设备 Frame
设备类型
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Sesor bus (Bitlevel) CA
Seriplex
ASI
LonWorks
Device bus (Bytelevel) CA
NodeBuilder开发工具产生的应用程序。 3150应用代码可写在片内E2PORM中或片
外扩展存储器中，或两者兼而有之。
E2PROM
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E2PROM包含固定数量的系统开销，用来存放 网络映象（配置信息）、用户代码和用户数据。
2.3.2 RAM
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3120和3120E1包含1K片内RAM， 3150和3120E2包含2K片内RAM。 RAM 用来存储： （1）堆栈、应用和系统数据 （2）LonTalk协议的网络和应用缓冲区 即使在睡眠模式下，RAM的状态保持着。 当节点复位时，RAM中的数据将被清除。
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提供LonWorks信道与IP信道的连接，
实现远程组网配置，远程监控。 PC-B 远程监控端
LNS
PC-A 本地组网监控端
Internet
i.Lon100
LonWorks节点
（6）网络工具
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网络工具用于设计、安装、配置、诊断、维 护以及监控LON网。LON节点的寻址、构造、连 接的建立可在安装阶段完成。这是由固化在 Neuron芯片里的网络管理服务的集合来支持的。 全部或部分的网络安装可能在生产的最初就开始 了，也有可能要在现场进行。无论安装工作是在 生产的开始还是在现场，系统都需要修改错误节 点或重构网络。
帧结构
介质访问
电气连接
应答消息，非应答消息，双重检查，通用排 序
点对点寻址，多点之间广播式寻址，路由消 息
帧结构，数据解码，CRC错误检查
P-坚持CSMA，冲突避免，优先级，冲突检 测
介质，电气接口。与介质有关的接口和调制 方案（双绞线、电力线、无线射频、同轴电
LonTalk寻址体系
域
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每一个Neuron芯片都被赋予了一个独一无二 的48位代码，称作Neuron ID。