(海思技術部LonWorks產(chǎn)品癡迷者提供)
核心提示：LonWorks網(wǎng)絡技術在樓宇自控、智能建筑、智能家居、列車及軌道交通、船舶控制、工業(yè)自動化等眾多領域得到了愈來愈廣泛的應用。在這些領域中，大量的第三方RS232、RS485等普通ModBus RTU或其它自定義串口通訊協(xié)議智能儀表及設備需要集成進LonWorks網(wǎng)絡，以及在一些不方便布線的場合，串口設備如何通過433M無線、ZigBee無線通訊網(wǎng)絡與LON控制網(wǎng)絡連接。在另一些場合，不同各類的現(xiàn)場總線如KNX/EIB、CANBus、BACnet、LonWorks等，如何實現(xiàn)互聯(lián)互通極為重要。LonWorks網(wǎng)關即是實現(xiàn)不同各類的通訊協(xié)議與LonTalk協(xié)議相互轉換的關鍵設備。
關鍵詞：LonWorks,現(xiàn)場總線，網(wǎng)關，RS485,RS232，433M，ZigBee，ModBus，MBus，KNX/EIB，Ethernet，CANBus，BACnet，LonTalk，串口通訊，協(xié)議轉換，能源管理系統(tǒng)，能耗監(jiān)測，樓宇自控，數(shù)據(jù)采集，自動化，智能建筑，工業(yè)，列車控制，軌道交通，船舶控制，智能家居。
一、概述
LonWorks網(wǎng)關，亦稱LonWorks智能網(wǎng)關或LonWorks協(xié)議轉換器，是LonWorks網(wǎng)絡技術的一種創(chuàng)新的應用產(chǎn)品。網(wǎng)關(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉換器。網(wǎng)關在傳輸層上以實現(xiàn)網(wǎng)絡互連，是最復雜的網(wǎng)絡互連設備，僅用于兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡互連。網(wǎng)關的結構也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關是一種充當轉換重任的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)設備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結構完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關是一個翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達信息不同，網(wǎng)關對收到的信息要重新打包，以適應目的系統(tǒng)的需求。
在軌道交通、建筑能源監(jiān)管、智能樓宇、暖通空調、煤礦安全、能源和環(huán)境管理、列車控制系統(tǒng)等領域應用廣泛的控制網(wǎng)絡平臺LonWorks已成為中國國家標準指導性技術文件。
LonWorks在成為GB/Z 20177-2006以前已是全球日常設備網(wǎng)絡化的公認標準，被許多世界標準組織采納作為各自行業(yè)的標準，其中包括：AAR（美國鐵路協(xié)會），ANSI（美國國家標準協(xié)會），ASHRAE（美國暖通空調工程師協(xié)會），IEEE（電子電氣工程師協(xié)會），IFSF（美國加油站標準論壇），SEMI（半導體設備與材料協(xié)會），國際加油站標準論壇（IFSF），歐洲家庭用品制造商委員會（CECED）及EN14908。
全球的樓宇、家庭、工業(yè)和運輸自動化業(yè)目前大量采用了基于LonWorks平臺。LonWorks平臺還是世界上最大的2700多萬住宅智能電表網(wǎng)絡的核心技術，還被在瑞典、荷蘭和澳大利亞另外的多達110萬住宅和小型商業(yè)電表的智能表計應用上所采用。這次，中國標準化管理局（SAC）正式將美國控制網(wǎng)絡標準ASNI/CEA709及ANSI/CEA 852采納為GB/Z 20177-2006。
在實際工程應用中，大量的第三方儀表及設備并非采用LonTalk協(xié)議，而是采用了更為普通的如RS232、RS485等串口通訊模式的儀表及設備，在一些不方便布線或通訊距離超出LonWorks雙絞線傳輸距離等施工現(xiàn)場，采用ZigBee、433M等無線通訊技術建立通訊鏈路，如何實現(xiàn)對這類設備的數(shù)據(jù)采集與智能化控制對LonWorks網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺至關重要。在另一些場合下，基于LonWorks網(wǎng)絡技術設計的RTU設備如何實現(xiàn)與以太網(wǎng)、RS485總線、KNX/EIB總線、BACNet總線等各類現(xiàn)場總線的集成，從而催生了各類現(xiàn)場總線通訊協(xié)議與LonTalk協(xié)議相互轉換的協(xié)議轉換器的誕生，這就是LonWorks網(wǎng)關。
二、LonWorks網(wǎng)關在LonWorks網(wǎng)絡平臺中的應用
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圖一 LonWorks網(wǎng)關應用網(wǎng)絡架構
LonWorks網(wǎng)關是LonWorks網(wǎng)絡的一個智能節(jié)點。 智能節(jié)點的組網(wǎng)方式一般有兩種：一種是分層結構方式(兩級或三級網(wǎng)絡)，即智能節(jié)點經(jīng)由網(wǎng)絡控制單元，或區(qū)域控制計算機組成控制網(wǎng)絡，然后與PC局域網(wǎng)(信息管理網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)絡)相連。另一種是單層結構方式(一級網(wǎng))，即智能節(jié)點直接組成對等層點到點通信的分布式控制網(wǎng)絡。網(wǎng)絡中的所有節(jié)點(包括實施監(jiān)控的PC)在網(wǎng)絡中都處于同等的地位。LonWorks網(wǎng)關連接普通MODBUS及其它通訊協(xié)議模式儀表及設備并進行通訊協(xié)議轉換，接入LonWorks網(wǎng)絡。
三、LonWorks網(wǎng)關功能及特點
下面以海思公司iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關產(chǎn)品介紹其功能特點及技術參數(shù)應用。
1．基于國際先進的LonWorks控制網(wǎng)絡技術，組網(wǎng)靈活、擴展方便、互操作性好；
2．1路或多路串口通訊接口，采用光電隔離的RS232接口、RS485接口等，更能提高LonWorks網(wǎng)關的抗干擾能力和可靠性；
3．LonWorks無線網(wǎng)關應能提供支持433M和ZigBee等多種無線通訊模式；
4．Neuron3150芯片的智能節(jié)點支持64的網(wǎng)絡變量，新一代的Neuron FT5000芯片,支持多達254個標準網(wǎng)絡變量，在選用LonWorks網(wǎng)關時就加以注意；
5．通過LonWorks訪問MODBUS、KNX/EIB、CANBus、BACnet、Ethernet等設備 ；
6．通過MODBUS、KNX/EIB、CANBus、BACnet、、Ethernet等設備訪問LonWorks設備 ；
7．iGate211型多協(xié)議LonWorks智能網(wǎng)絡服務器是海思最新的一款智能網(wǎng)關產(chǎn)品，可同時實現(xiàn)LonTalk、TCP/IP、ModBus RTU、CAN等協(xié)議相互轉換，2路RS232/485串口，主站、從站可自由定義，并具有WEB訪問控制功能，可獨立構建智能監(jiān)控系統(tǒng)；支持APP應用開發(fā)；
8．采用多種抗干擾技術（多層電路板、電源及通信雙隔離、冗余設計等），在強電磁干擾環(huán)境中可穩(wěn)定、可靠地工作；
9． 電源和狀態(tài)指示燈；
10．既有墻面安裝方式，也有標準導軌卡，方便現(xiàn)場安裝。
11.在一些應用場合，LonWorks網(wǎng)關還可具有繼電器輸出及環(huán)境溫度檢測功能等。
四、LonWorks網(wǎng)關應用前景
隨著LonWorks網(wǎng)絡技術在智能建筑樓宇自控系統(tǒng)、建筑能源管理系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)等領域的廣泛應用，不同現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的儀器儀表、設備的信息采集與智能控制，是LonWorks網(wǎng)絡平臺的重要功能之一，高質量的、先進技術設計的iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關應用前景必將十分廣闊。
