ＬＯＮ智能節點的建立及組網研究

于建明　陳俊生　高安邦

摘要：論述了基于Neuron芯片開發智能節點的方法。利用智能節點。模擬工控現場進行組網。上位機選用LNS DDEServer和Lon總線設備進行通信：基于LNS的LonMaker for Windows網絡集成工具將各網絡變量捆綁。并負責管理

整個網絡：利用iLon100e3和Contribute開發測控網絡的控制界面。

關鍵詞：LonWorks技術智能節點LNS

中圖分類號TF273文獻標識碼A文章編號：1002-2422(2007)03-0012-02

1智能節點的建立

1．1節點的硬件電路設計

系統硬件設計主要由兩部分組成：神經元芯片的控制模塊(Control Module)的硬件設計，它相當于普通單片機硬件設計的最小系統；基于神經元芯片的硬件接口電路設計，采用神經元芯片作為CPU，設計實現預定功能的I/0硬件接口電路。由于篇幅所限，只對其中關鍵的硬件設計進行列舉。

1．1．1神經元芯片3150存儲器擴展電路

控制模塊存儲器采用FLASH EPROM，能夠在掉電的情況下保證數據不丟失，同時在上電的情況下還能夠對它進行有限次數的數據寫操作。在FLASH EPROM中，27C256與3150時序配合最為合適，存儲空間為32k。

1．1．2溫度數據采集電路

采用LM34檢測溫度并轉換為電壓信號。MAX186在此處主要采用單端內部電壓工作模式，CHO為MAX186模擬信號輸入端，輸出端選用神經元芯片的IO_5作為片選信號，CS與IO_5相連。由于神經元芯片的NeumwireI/O對象必須采用IO_8作為時鐘，IO_10為數據輸出，IO_9為數據輸入，因此，MAX186的串行輸入偷出腳SCLK，DIN，DOUT分別與神經元芯片的IO_8，IO_9，IO_1O相接。

1．1．3溫度顯示及驅動電路

此處顯示溫度，5位數字基本滿足要求，MC14489B與MC14489B的bank1-bank5分別與各LED的公共電極COM相接。對神經元芯片，采用串行通信方式接法，IO_8，IO_9

1．2節點的應用程序開發

Neuron C是專門為Neuron芯片設計的程序設計語言，它在ANSI C的基礎上進行了自然擴展，直接支持Neuron芯片的固化軟件，并刪除了ANSIC中一些不需要的功能(如浮點運算、文件I/O等)。程序設計思路為：通過定時器對象tmrA2DSample設定采樣時間，Neuron C處理定時器事件，在when(Timer_expires(tmrA2DSamph))程序段中，進行數據采集，并進行輸出網絡變量nvoTempemture更新，同時把溫度送到七段碼顯示器上進行顯示。

在Neuron C程序設計的過程中，兩部分主要功能模塊都要使用串行Neurowire IO對象，該對象通過Neuron芯片的11個引腳中的IO_8-IO_10進行三線串行傳輸。

數據采集部分程序如下：

when(timer_expires(tmrA2DSample)){unsigned Long A2DBuffer；

A2DBuffer=0：

IO_in(ioA2D，&A2DBuffer，10)；

currentTemp=((long)high_byte(A2DBuffer))＜2

low_byte(A2DBuffer)；

currentTemp=muldiv(currentTemp，25000,922)-((unsignedlong)1778)；

if(1r==O)(currentTemp=nvi01TempP；}

DspDisplayTemp(currentTemp,FALSE)；．．．．．．

采用Neuron C語言開發的應用程序，可直接在Lon-Builder神經元仿真器或NodeBuilderLTM-10節點上進行調試。在節點硬件構建完成的基礎上，對節點存儲器編程。在開發很多片上和外部存儲器過程中，可以通過LonBuilder網絡管理器或NodeBuilder進行網絡編程。

2智能節點的組網

由各種智能節點獲得現場信號，然后將所有的節點掛接在LON總線上，組成網絡，網絡拓撲結構可以是總線型、星型或自由拓撲型。在實驗室中模擬工業控制現場的一些子系統，建立起了一個測控網絡。分別與MC14489B的CLOCK，DATA IN相接，MCl4489B作為顯示設備。

3測控網絡功能的實現

網絡集成工具是LonMaker for Windows軟件，應LNS DDE Server實現上位機與LonWorks設備的通信。LonMaker for Windows是構成和設置LNS(LonWorkNetworks System)環境的LonWorks網絡所需的軟件。它自功能有：網絡設計、網絡安裝、網絡文檔和網絡維護。LNDDE Server是不需要編程就可以實現監視和控制多賣方開放和可互操作網絡的軟件包。LNS DDE服務器基于LNS操作系統。所謂LNS環境是指LonMaker for Window基于LNS總體結構而開發的產品。一個LonMaker網絡由一個LonMaker視圖和一個LNS網絡數據庫構成。LNS DDEServer通過LNS網絡驅動器和LNS網絡適配器(PCLTA－20)與LonWorks網絡通信。由LonMaker for Windows構成的網絡信息，通過LNS數據庫生成，LNS DDE服務器以該數據庫信息為依據去監視／控制網絡。一旦為測控網絡配備好應用程序，將所有網絡變量綁定后，測控網絡就可以脫離LonMaker自主運行了。

4結束語

可以利用Lon總線組網的優勢，硬件外部只需要把各個采集節點的網絡接口聯在一起，軟件的編程則更方便，每個采集節點的消息報文分配不同的消息(mag_tag)，上位機根據接受到的消息標簽，即可分辨出來自哪個采集節點，進行相應的處理。

LonWorks技術應用領域不斷拓展，在工業過程控制的應用中正在形成氣候，具有較理想的應用價值和市場前景。