Elektronika - baza wiedzy

Interface szeregowy LONWORK


Pełna nazwa standardu LONwork: Local Operating Networks, opracowany został przez konsorcjum firm występujące pod nazwą Echelon. System został opracowany jako sieć składająca się z pojedynczych, inteligentnych węzłów współpracujących ze sobą poprzez dowolne media transmisyjne. Dla potrzeb standardu stworzono protokół komunikacyjny o nazwie LONTALK. Protokół ten zaprojektowany został na wzór protokołów CSMA (ang. Carrier Sense Multiple Access), uzupełniono go ponadto o deterministyczne parametry czasowe, dzięki redukcji komunikatów i redukcji czasu oczekiwania po zaistnieniu kolizji. Zgodność protokołu LONTALK z modułem ISO/OSI sprawia, że sieć LONWORK stanowi system otwarty dla połączeń z innymi systemami, z aplikacjami realizującymi zobrazowanie procesów, nadrzędną kontrolę lub sterowanie przez większy komputer. LONTALK jest przeznaczony głównie do transportu i przekazywania krótkich komunikatów w sieci wykorzystującej różne media transmisyjne.

Konstruktorzy tego protokołu położyli szczególny nacisk na unikanie przeładowania sieci oraz zminimalizowanie możliwości wystąpienia kolizji.

Istotną zaletą protokołu LONTALK jest wspieranie wykorzystania wielu kanałów komunikacyjnych w jednej sieci. Do realizacji zadań węzła sieci został opracowany procesor, tzw. NEURON produkowany przez firmy Motorola i Toschiba w wersji 3150 i 3120. Opracowano również szereg układów ´transceivers´ umożliwiających współpracę procesora z dowolnymi liniami przesyłowymi, takimi jak: sieć energetyczna, skrętka, przewód koncentryczny, światłowód i fale radiowe. Dla standardu stworzono język programowania Neuron C, oparty na zasadach języka ANSI C.

Sieci LON tworzone są przez zbiór połączonych w sieć inteligentnych urządzeń noszących nazwę węzłów sieci, między którymi wyznaczono połączenia logiczne. Rolę węzła może spełniać najprostrze urządzenie fizyczne, jak przełącznik, czujnik pomiarowy, urządzenie wykonawcze lub do komunikacji z człowiekiem.

Węzły sieci LONWORK składają się z:

jednego lub więcej czujników lub elementów wykonawczych
układu mikroprocesorowego (procesor NEURON)
transmitera umożliwiającego komunikację węzła z systemem poprzez medium fizyczne.
Transceivery i kontrolne moduły interfejsu LONWORK upraszczają rozwój i redukują koszt pojedynczego węzła sieci LONWORK. Moduły transceiverów dostarczają interfejsu do fizycznej komunikacji pomiędzy procesorem NEURON i siecią LONWORK. Są one dostępne dla różnych mediów komunikacyjnych obejmijących skrętkę, linię zasilaną, linię energetyczną i częstotliwości radiowe. Moduły kontrolne LONWORK integrują procesor NEURON 3150, komunikacyjny transceiver, gniazdo zewnętrznej pamięci (PROM) i kwarc w jednym zintegrowanym module.

Przykładowe moduły transceiverów :

TPX/XF(TPT/XF-1250) (ang. Twisted Pair Transceiver Modules), przeznaczony do komunikacji na parze skręconych przewodów, posiada transformatorową izolację od sieci. Prędkość transmisji transceivera to 78[kbitów/s] (dla TPT/XF-1250 to 1,25[Mbitów/s]) na dystansie do 2000 [m] (500 [m] dla TPT/XF-78).
LPT-10 Link Power (ang. Twisted Pair Transceiver Module) przeznaczony do pracy na parze skręconych przwodów w układzie free topology. Umożliwia komunikację max. 128 tego typu transceiverów z prędkością 78[kbitów/s] na dystancie d0 320[m]. Posiada wewnętrzny stabilizator dostarczający napięcia +5[VDC]/100[mA] z sieci zasilanej napięciem 42,4[VDC].
FTT-10 (ang.Free Topologi Transceiver).
RF-10, transceiver radiowy dla potrzeb sieci LONWORK. Wykorzystuje modulację FSK na częstotliwości 49,885[MHz]. Komunikuje się z prędkością 4,9[kbitów/s] na odcinku 100[m].
PLT-10,(20),(30) Power Line - konstrukcja zapewniająca komunikację opartą o medium, taką jak linia energetyczna. Zapewnia komunikację z prędkością 10[kbitów/s] (dla PLT-20 5[kbitów/s], PLT-30 2[kbity/s] ), spełnia wymagania CELENEC EN50065-1 i FCC. Wykorzystuje zakres częstotliwości 100[kHz] do 450[kHz] (PLT-30 pracuje w paśmie A (9[kHz]-95[kHz]) natomiast PLT-20 w paśmie C (125[kHz]-140[kHz]) .