STEC2000控制器在LonWorks总线系统中应用 |
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（一） 绪论
在现今的自动化工程中，可编程控制器（PLC）与上位机的结合仍然占据主流，随着总线技术和通信技术的飞速发展，各种计量仪器都具备了智能通信功能，控制器与智能仪表的通信也逐渐成为工程中不可缺少的一部分，所以各个控制器厂家也相应的扩展了自己产品的接口，使得控制器具有了更广泛的应用性。当前流行的现场总线主要有MODBUS、PROFIBUS、CAN、LonWorks等，由于各个总线的接口技术以及通信协议的差异，使得其传输介质也不同，例如常见的MODBUS接口采用了RS485，所以通过分极性的双绞线传输数据。80年代后期，美国埃施朗公司（Echelon）开始开发LonWorks技术平台，确信它将成为控制网的通用标准。
（二） Lonworks总线简介
LonWorks控制网在某些方面相似于被成为局域网或LAN的数据网。数据网由结合各种通信介质以路由器连接的计算机组成，它们使用公用协议相互通信。控制网包含类似的、就控制的成本、规模、性能和响应特征优化的部件。实现理想的控制功能的专用网络就叫局部操作网络LON（Local Operating Network）。它的特征使网络系统能扩展到数据组网技术无能为力的一类应用中，控制系统和装置的制造商能通过在他们产品中组合LonWorks的设计缩短开发和设计的时间。LonWorks控制网的复杂程度不一样，可以由几个节点的机器内装小网到几千个节点的楼宇控制系统。
LonTalk通信协议是LonWorks技术的核心。该协议提供一套通信服务，使装置中的应用程序能在网络中对其他装置接受或发送数据而无需知道网络拓扑、名称、地址或其他装置的功能。该协议能有选择的提供端对端的报文确认、报文证实和优先级确认，是一个分层的以数据包为基础的对等的通信协议，使用类似于以太网所用的“CSMA”算法来处理网上报文冲突。
LonTalk控制网中每个节点都分配有自己的逻辑地址，该地址有两部分组成，第一部分是指定域的域ID，第二部分是节点地址。节点和节点之间的通信首先要知道逻辑地址，然后通过绑定的网络变量来实现。网络变量（NV）是任何数据项（温度、压力或者调节阀开度给定等），它们是一个特定装置的应用程序期望从网上其它装置得到的（输入NV）或者提供给其它装置的（输出NV）。装置中应用程序根本不用知道输入NV来自何处或者输出NV走向何处，因为在网络设计和安装期间会有一个变量“捆绑”的过程，这样在一个装置的输入NV和另一个装置的输出NV之间建立了逻辑连接，可以理解成为建立了“虚拟线路”。逻辑地址和每个节点提供的网络变量都固化在神经元芯片中。
LonTalk协议在设计上是独立于介质的，这使LonWorks系统可以在任何物理传输介质上通信，常用的信道类型有TP/XF –1250、 TP/XF –78、TP/FL –10、PL-2X（电力线）等，传输的最大速率可达1.25Mbps。
（三） STEC2000控制器简介
STEC2000控制器是北京硕人时代科技有限公司自主研发的嵌入式控制器，是以嵌入式技术为基础，采用Motorola 32位高速CPU和嵌入式实时LINUX操作系统，集现场采集、显示操作、控制、通讯为一体，可广泛应用于市政（热力、自来水、煤气等）、楼宇自动化（空调、安防等）等领域。STEC2000控制器采用模块化体系结构，可根据需求灵活组配几个点到上百个点的现场控制设备。
CPU主控模块采用32位主频为66MHz的CPU，内部嵌入公司自主裁减的实时Linux操作系统，并且带有8M的FLASH芯片，以及16M的电子盘，在背扳上带有8个扩展槽，可根据需要配置不同的I/O模块；模拟输入（AI）模块带有8路模拟量输入通道，每一通道采用差分输入电路，可有效的抑制共模干扰，可接受电流4-20mA电压0-10V等多种常用的模拟输入信号；模拟输出（AO）模块带有4路模拟量输出通道，可以通过跳线选择输出电流或者电压信号，来控制现场的各种设备；数字输入（DI）模块带有12路数字量输入通道，接受现场的干结点开关状态，其中前三路可以当作脉冲计数器；数字输出（DO）模块带有8路继电器输出通道，继电器容量 130VAC/1A 、125VDC/1A；液晶和键盘操作模块带有5寸256色液晶显示器以及薄膜键盘，用于现场人机交互。
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