Технология LonWorks

В основе технологии LonWorks лежит концепция реализации систем управления при помощи "распределенного интеллекта" - управляющей сети (Local Operating Networks - LON), которая имеет минимальное количество уровней иерархии, и в которой нет выраженного центрального устройства (Master).

Особенности технологии LonWorks:

• В основе технологии лежит стандартизованный протокол LonTalk (EIA-709.1 - Control Network Protocol Specification). Протокол предложен фирмой Echelon (США).
• Создана независимая ассоциация производителей оборудования по технологии LonWorks - LonMark, которая вырабатывает стандартные виды представления информации, стандартные профили управления устройствами и системами, а также проверяет совместимость устройств и систем с выдачей соответствующего сертификата.
• Технология LonWorks предоставляет разработчику систем управления все семь уровней модели ISO/OSI, в отличие от других систем, где предлагаются только низшие уровни. На прикладном уровне в LonWoks доступны прикладной сетевой интерфейс и менеджмент, а на уровне представления данных - сетевые переменные, при помощи которых производится обмен.
• Оборудование, функционирующее по технологии LonWorks, поддерживает различные сетевые топологии. К ним относятся шина, звезда, кольцо, а также широко распространенная смешанная топология. На рынке имеются несколько типов маршрутизаторов, которые обеспечивают подключение к различным промышленным или общественным сетям. На физическом уровне поддерживаются различные среды:
• витая медная пара,
• оптический кабель,
• радиочастоты,
• силовая сеть.
• В LonWorks используется модифицированный произвольный доступ с контролем несущей (CSMA/CD). Для уменьшения нагрузки на сеть используется событийный механизм обмена сообщениями, т.е. данные передаются только тогда когда произошли какие либо изменения. Также для сокращения внутрисетевого трафика можно использовать сегментацию сети при помощи маршрутизаторов, которые выпускаются различными фирмами.
• Для построения устройств по технологии LonWorks фирмой Toshiba и Cypress Sem выпускаются специализированные микропроцессоры Neuron Chip. Каждый микропроцессор содержит три специализированных процессора:
  • процессор приложений,
  • процессор доступа к среде (уровни 1 и 2 модели ISO/OSI),
  • сетевой процессор (уровни с 3 по 6 модели ISO/OSI),
  Существуют программные интерфейсы, позволяющие реализовать протокол LonTalk на других платформах (Intel, Motorola и др.).
• Для описания параллельных процессов управления в сети LonWorks разработан язык параллельного программирования Neuron-C, основанный на асинхронных обменах сообщениями с косвенной адресацией. Имеется встроенная поддержка распределенной операционной системы
• Развитые сетевые службы (LonWorks Networks Services - LNS) на основе технологии клиент-сервер. LNS архитектура определяет два основных компонента: NSS - сервер сетевых служб (Networks Servises Server); NSI - интерфейс сетевых служб (Networks Servises Interface).

LNS поддерживают инсталляцию и конфигурацию узлов, загрузку прикладной задачи в узел сети, мониторинг шины. Это все облегчает процессы планирования, создания и эксплуатации системы.

В качестве платформы LNS служат, как специальные устройства, так и широко распространенные операционные системы (Windows).

Технология LonWorks ориентирована на построение территориально распределенных систем с огромным количеством узлов. В наибольшей степени все ее преимущества раскрываются при построении автоматизированных систем управления инженерными системами (освещение, отопление, вентилляция, кондиционирование, системы доступа, охраны) жилых и промышленных зданий (концепция интеллектуального здания). Концепция интеллектуального здания подразумевает тесную взаимосвязь между такими инженерными системами.

Возможностями управления наделяются самые элементарные компоненты инженерных систем, вплоть до датчиков (датчики температуры, давления, датчики присутствия, датчики дыма и т.д.) и регулирующих элементов. Составной частью концепции "интеллектуального здания" являются подсистемы ограничения доступа в помещения и системы охраны. При этом используются Lon узлы, имеющие интерфейс для считывания идентификационной информации. Neuron Chip поддерживает несколько протоколов работы с подобными устройствами. Включение таких узлов в сеть позволяет отслеживать маршруты передвижения, гибко менять стратегию систем доступа и одновременно использовать эту информацию для других систем.