LonTalk协议：现场总线及其应用技术

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：采用神经元芯片的网络节点含有LonTalk协议固件，使得网络节点可以可靠地通信，完成各种功能。为了确保满足控制网络的可靠和鲁棒的通信标准，LonTalk协议为控制应用提供了一个高可靠、高性能、抗干扰性强的通信机制。一个Lon-Works节点所运行的应用程序通过使用LonTalk协议可与相同网络中的其他LonWorks节点上所运行的应用程序进行通信。神经元芯片中的处理器用来执行LonTalk协议软件和应用程序。

1993年，美国Echelon公司推出了LonWorks新技术，提供了开放的底层通信网络———局部操作网络（LON），采用LonTalk协议。采用神经元芯片的网络节点含有LonTalk协议固件，使得网络节点可以可靠地通信，完成各种功能。网络节点是相互独立的，可以做到在任一节点发生故障时，不会影响整个网络工作，从而提高了系统的可靠性和可维护性；另外，由于各节点具有本地存储和处理能力，系统的安全性很高，并且在系统规模大时避免网络通信的冲突和网络速度的局限性。

LonTalk协议符合ISO/OSI参考模型的七层体系结构，即含有物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，是一套完整、安全、有效的通信协议系统。

1.LonTalk协议特点

1）LonTalk协议采用分级编址方式，即域、子网和节点地址。

2）LonTalk协议支持多种通信介质，包括双绞线、电力线、同轴电缆、无线电和红外线、光纤传输介质等。

3）互操作性强。网络上任一节点可以对其他节点进行操作，传输控制信息。

4）响应时间快，通信安全可靠。

2.LonTalk协议的功能

LonTalk协议符合国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）制订的开放系统互联（Open System Interconnect，OSI）标准，具有完备的七层协议。LonTalk提供的服务包括：物理信息管理；命名机制、数据包寻址和路由选择；通信的高可靠性；优先级管理、外部帧和数据表示等。

3.LonTalk协议标准

LonTalk协议是一个分层的、基于数据包的对等通信协议。像Ethernet网络和Internet协议一样，它是一个公认的标准并遵循OSI模型分层规则。为了确保满足控制网络的可靠和鲁棒的通信标准，LonTalk协议为控制应用提供了一个高可靠、高性能、抗干扰性强的通信机制。(www.chuimin.cn)

神经元芯片使用全部的3个CPU来执行一个完整的网络协议。该协议遵循ISO所定义的开放系统互联OSI网络协议参考模型，能支持网络中的灵活寻址和多通信信道。一个Lon-Works节点所运行的应用程序通过使用LonTalk协议可与相同网络中的其他LonWorks节点上所运行的应用程序进行通信。神经元芯片中的处理器用来执行LonTalk协议软件和应用程序。LonTalk协议所提供的服务与7层OSI参考模型之间的对应关系，以及各层与三个CPU之间的分配关系见表5-12。

表5-12 LonTalk协议的分层

1）物理层：物理层定义了在通信信道上位流的传输。物理层确保一个源设备发送的位流准确地被目的设备所接收。LonTalk协议是基于传输介质的，多个物理层协议支持不同的通信介质（如双绞线、电力线等）。

2）数据链路层：数据链路层定义介质访问方法和确保有效利用单一信道的数据编码。物理层的位流被分割成数据帧，数据链路层定义源设备发送数据帧的时刻、目的设备如何接收数据帧以及检测传输错误，同时还定义了优先级机制以确保重要信息的传送。

3）网络层：网络层定义了来自源设备的报文是如何选择路由到达一个或多个目的设备的。网络层定义设备名称和地址，还定义了当源设备和目的设备不在同一信道上时，如何确定报文路由。

4）传输层：传输层确保可靠的报文传输。报文可以用一种确认服务方式来进行数据交换，即源设备等待来自接收设备的确认信号并且当未收到确认信息时重发报文。同时，传输层还定义了由于丢失确认报文重发时，如何排除重发报文。

5）会话层：会话层对较低层数据交换加以控制。它支持远程操作，使得客户可以对远程服务提出请求，并接收对请示的响应；它还定义了一个认证协议，使得报文接收者确认发送者是否有权发送该报文。

6）表示层：表示层定义报文数据的编码。报文被编码为网络变量、应用报文或外部帧。用标准化网络变量类型SNVTS支持网络变量的互操作。

7）应用层：应用层定义为一种低层交换数据的公共语义解释，使不同的应用程序中网络变量改变时，均能自动将更新的网络变量值下传（发送）或上传（接收）。应用层还定义了一个文件传输协议，用来传输应用程序间的传输流。

LonTalk协议：现场总线及其应用技术

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