BACnet标准与楼宇自控系统技术：提高效能

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：LonWorks的技术核心之一是Neuron神经元芯片技术，这种使用CMOS CLSI技术的神经元芯片使实现低成本的网络控制成为可能。Neuron芯片用于通信或控制，I／O接口用于连接I／O设备，收发器负责将节点连接上网。CP3引脚在Neuron芯片进入睡眠状态时输出低电平，收发器依此切断有源电路的电源。智能接收器收到报文后，检测并丢弃同步头，将还原的无编码格式和无同步头的报文传送给Neuron芯片。

LonWorks的技术核心之一是Neuron神经元芯片技术，这种使用CMOS CLSI技术的神经元芯片使实现低成本的网络控制成为可能。

1.LonWorks应用系统的关键设备

LonWorks应用系统中，智能设备或节点可以采集现场仪表检测到的各种控制参数，或者向现场设备发送控制信号，各节点可以通过不同的通信介质与其他节点进行通信。LonWorks应用系统包括以下3种关键设备：

1）Neuron芯片；

2）LonWorks收发器；

3）LonBuilder和NodeBuilder开发工具。

LonWorks技术的核心通信标准是Lon-Talk协议，也具有OSI完整的七层模型协议栈结构。

图7-12 APDU结构

Neuron芯片是一个超大规模集成电路元件，分为MC143150和MC143120两个型号系列，是LonWorks网络技术的核心器件，它实现LonWorks应用系统的功能并执行节点中的特定应用程序。一个典型的节点包含Neuron芯片、电源、收发器和I／O电路（输入／输出通道）。一个典型节点的组成和Neuron芯片在典型节点中的位置和一个Neuron芯片外观如图7-13所示。Neuron芯片用于通信或控制，I／O接口用于连接I／O设备，收发器负责将节点连接上网。

图7-13 典型节点框图

2.微处理器单元（CPU）

Neuron C芯片中包括了3个8位的CPU：介质访问CPU、网络CPU和应用CPU，这3个处理器在系统固件中各有独特的功能。

（1）介质访问CPU

介质访问CPU（MAC）主要控制七层网络协议中的物理层和数据链路层，它负责驱动通信子系统的硬件，并执行避免冲突的算法。介质访问控制处理器和网络处理器通过共享存储器中的网络缓冲区进行网络信息的收发工作。

（2）网络CPU

网络CPU主要控制网络协议中的3～6层，以及网络层、传输层、会话层、表示层的事务。处理网络变量进程、寻址、鉴别认证、软件定时器、网络管理和路由等功能。网络CPU使用共享存储器中的网络缓冲区同介质访问控制处理器互传信息，使用共享存储器中的应用缓冲区同应用处理器互传信息。在更新共享缓冲区的数据时，用硬件信号来仲裁对共享缓冲区数据访问的冲突。

（3）应用CPU

应用CPU主要负责与用户进程接口的应用层，执行用户代码和为用户代码调用的操作系统服务。

3.网络通信端口

Neuron芯片可支持多种通信介质，使用最广泛的是双绞线和电力线，还支持RF（无线射频）、IR（红外）、光纤和同轴电缆等。Neuron芯片含有一个通信端口，它提供的5个引脚通过不同类型的收发器可与多种通信介质连接。

通信端口可工作在以下3种模式之一：单端、差分和专用模式。

（1）单端模式

单端模式是最常用的一种模式，用于实现收发器与多种通信介质的连接，图7-14给出了单端工作模式的通信端口配置。数据通信通过引脚CP0和CP1的单端输入／输出缓冲区完成。CP3引脚在Neuron芯片进入睡眠状态时输出低电平，收发器依此切断有源电路的电源。CP4是冲突检测输入，当硬件冲突检测电路检测到通道上有冲突时，通过该引脚告知Neuron芯片，该引脚低电平有效。