(海思技術(shù)部LonWorks產(chǎn)品癡迷者提供)
核心提示：LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(dòng)化等眾多領(lǐng)域得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。在這些領(lǐng)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(shè)備需要集成進(jìn)LonWorks網(wǎng)絡(luò)，以及在一些不方便布線的場(chǎng)合，串口設(shè)備如何通過433M無線、ZigBee無線通訊網(wǎng)絡(luò)與LON控制網(wǎng)絡(luò)連接。在另一些場(chǎng)合，不同各類的現(xiàn)場(chǎng)總線如KNX/EIB、CANBus、BACnet、LonWorks等，如何實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通極為重要。LonWorks網(wǎng)關(guān)即是實(shí)現(xiàn)不同各類的通訊協(xié)議與LonTalk協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備。
關(guān)鍵詞：LonWorks,現(xiàn)場(chǎng)總線，網(wǎng)關(guān)，RS485,RS232，433M，ZigBee，ModBus，MBus，KNX/EIB，Ethernet，CANBus，BACnet，LonTalk，串口通訊，協(xié)議轉(zhuǎn)換，能源管理系統(tǒng)，能耗監(jiān)測(cè)，樓宇自控，數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)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(guān)，亦稱LonWorks智能網(wǎng)關(guān)或LonWorks協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種創(chuàng)新的應(yīng)用產(chǎn)品。網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)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(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡(jiǎn)單地傳達(dá)信息不同，網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的信息要重新打包，以適應(yīng)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(diào)、煤礦安全、能源和環(huán)境管理、列車控制系統(tǒng)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的控制網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)LonWorks已成為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性技術(shù)文件。
LonWorks在成為GB/Z 20177-2006以前已是全球日常設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，被許多世界標(biāo)準(zhǔn)組織采納作為各自行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，其中包括：AAR（美國(guó)鐵路協(xié)會(huì)），ANSI（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)），ASHRAE（美國(guó)暖通空調(diào)工程師協(xié)會(huì)），IEEE（電子電氣工程師協(xié)會(huì)），IFSF（美國(guó)加油站標(biāo)準(zhǔn)論壇），SEMI（半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會(huì)），國(guó)際加油站標(biāo)準(zhǔn)論壇（IFSF），歐洲家庭用品制造商委員會(huì)（CECED）及EN14908。
全球的樓宇、家庭、工業(yè)和運(yùn)輸自動(dòng)化業(yè)目前大量采用了基于LonWorks平臺(tái)。LonWorks平臺(tái)還是世界上最大的2700多萬住宅智能電表網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，還被在瑞典、荷蘭和澳大利亞另外的多達(dá)110萬住宅和小型商業(yè)電表的智能表計(jì)應(yīng)用上所采用。這次，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理局（SAC）正式將美國(guó)控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)ASNI/CEA709及ANSI/CEA 852采納為GB/Z 20177-2006。
在實(shí)際工程應(yīng)用中，大量的第三方儀表及設(shè)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(shè)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(chǎng)，采用ZigBee、433M等無線通訊技術(shù)建立通訊鏈路，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)這類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與智能化控制對(duì)LonWorks網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)至關(guān)重要。在另一些場(chǎng)合下，基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)的RTU設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)、RS485總線、KNX/EIB總線、BACNet總線等各類現(xiàn)場(chǎng)總線的集成，從而催生了各類現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議與LonTalk協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的誕生，這就是LonWorks網(wǎng)關(guān)。
二、LonWorks網(wǎng)關(guān)在LonWorks網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中的應(yīng)用
絡(luò)架構(gòu)小.jpg)
圖一 LonWorks網(wǎng)關(guān)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
LonWorks網(wǎng)關(guān)是LonWorks網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)。 智能節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)方式一般有兩種：一種是分層結(jié)構(gòu)方式(兩級(jí)或三級(jí)網(wǎng)絡(luò))，即智能節(jié)點(diǎn)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)控制單元，或區(qū)域控制計(jì)算機(jī)組成控制網(wǎng)絡(luò)，然后與PC局域網(wǎng)(信息管理網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)絡(luò))相連。另一種是單層結(jié)構(gòu)方式(一級(jí)網(wǎng))，即智能節(jié)點(diǎn)直接組成對(duì)等層點(diǎn)到點(diǎn)通信的分布式控制網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)(包括實(shí)施監(jiān)控的PC)在網(wǎng)絡(luò)中都處于同等的地位。LonWorks網(wǎng)關(guān)連接普通MODBUS及其它通訊協(xié)議模式儀表及設(shè)備并進(jìn)行通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換，接入LonWorks網(wǎng)絡(luò)。
三、LonWorks網(wǎng)關(guān)功能及特點(diǎn)
下面以海思公司iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品介紹其功能特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)應(yīng)用。
1．基于國(guó)際先進(jìn)的LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，組網(wǎng)靈活、擴(kuò)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(guān)的抗干擾能力和可靠性；
3．LonWorks無線網(wǎng)關(guān)應(yīng)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(diǎn)支持64的網(wǎng)絡(luò)變量，新一代的Neuron FT5000芯片,支持多達(dá)254個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量，在選用LonWorks網(wǎng)關(guān)時(shí)就加以注意；
5．通過LonWorks訪問MODBUS、KNX/EIB、CANBus、BACnet、Ethernet等設(shè)備 ；
6．通過MODBUS、KNX/EIB、CANBus、BACnet、、Ethernet等設(shè)備訪問LonWorks設(shè)備 ；
7．iGate211型多協(xié)議LonWorks智能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是海思最新的一款智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)LonTalk、TCP/IP、ModBus RTU、CAN等協(xié)議相互轉(zhuǎn)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(dú)立構(gòu)建智能監(jiān)控系統(tǒng)；支持APP應(yīng)用開發(fā)；
8．采用多種抗干擾技術(shù)（多層電路板、電源及通信雙隔離、冗余設(shè)計(jì)等），在強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌卡，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝。
11.在一些應(yīng)用場(chǎng)合，LonWorks網(wǎng)關(guān)還可具有繼電器輸出及環(huán)境溫度檢測(cè)功能等。
四、LonWorks網(wǎng)關(guān)應(yīng)用前景
隨著LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(dòng)化控制系統(tǒng)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，不同現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議的儀器儀表、設(shè)備的信息采集與智能控制，是LonWorks網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的重要功能之一，高質(zhì)量的、先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)的iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用前景必將十分廣闊。
