工業(yè)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)11 典型的現(xiàn)場(chǎng)總線 LonWorks技術(shù)

1、LonWorks 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 第第8 8章章 LONLON和和LonWorksLonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 8.1 總體概述 8.2 LonTalk協(xié)議 nLonWorksLonWorks總線是一種基于嵌入式神經(jīng)元芯片的現(xiàn)總線是一種基于嵌入式神經(jīng)元芯片的現(xiàn) 場(chǎng)總線技術(shù)，具有強(qiáng)大的實(shí)力。場(chǎng)總線技術(shù)，具有強(qiáng)大的實(shí)力。 n廣泛應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統(tǒng)、廣泛應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統(tǒng)、 辦公設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、工業(yè)過(guò)程控制等領(lǐng)域，具辦公設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、工業(yè)過(guò)程控制等領(lǐng)域，具 有極大的潛力。低成本和高性能是該總線的最大有極大的潛力。低成本和高性能是該總線的最大 優(yōu)勢(shì)。

2、優(yōu)勢(shì)。 nLonWorksLonWorks總線是美國(guó)埃施朗總線是美國(guó)埃施朗EchelonEchelon公司開(kāi)發(fā)研公司開(kāi)發(fā)研 制的，并在制的，并在MotorolaMotorola和和TOSHIBATOSHIBA等公司共同協(xié)作等公司共同協(xié)作 倡導(dǎo)下，于倡導(dǎo)下，于19901990年正式公布形成的。年正式公布形成的。 局部操作網(wǎng)絡(luò)局部操作網(wǎng)絡(luò)LonWorks 圖圖 LonWorksLonWorks總線的通信模型總線的通信模型 8.1 8.1 總體概述總體概述 1.1.LonWorksLonWorks技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn) （1 1）支持）支持OSIOSI七層模型的七層模型的LonTalkLonTalk通信協(xié)

3、議通信協(xié)議 （2 2）神經(jīng)元芯片）神經(jīng)元芯片 （3 3）基于）基于LNSLNS的軟件工具的軟件工具 （LonWorks Network Operating SystemLonWorks Network Operating System） （4 4）開(kāi)放性）開(kāi)放性 （1 1）支持）支持OSIOSI七層模型的七層模型的LonTalkLonTalk通信協(xié)議通信協(xié)議 nLonTalkLonTalk通信協(xié)議支持通信協(xié)議支持OSIOSIRMRM的所有七層模型，是直接的所有七層模型，是直接 面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議。面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 nLonTalkLonTalk協(xié)議通過(guò)協(xié)議通過(guò)神經(jīng)元芯片神經(jīng)元芯片實(shí)現(xiàn)，不僅

4、提供介質(zhì)存取、實(shí)現(xiàn)，不僅提供介質(zhì)存取、 事務(wù)確認(rèn)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信服務(wù)；還提供一些如認(rèn)證、優(yōu)先事務(wù)確認(rèn)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信服務(wù)；還提供一些如認(rèn)證、優(yōu)先 級(jí)傳輸、廣播組播消息等高級(jí)服務(wù)。級(jí)傳輸、廣播組播消息等高級(jí)服務(wù)。 LonWorks Devices （2 2）神經(jīng)元芯片）神經(jīng)元芯片 n神經(jīng)元芯片是神經(jīng)元芯片是LonWorksLonWorks技術(shù)的核心，它不僅是技術(shù)的核心，它不僅是LONLON 總線的通信處理器，而且是具有總線的通信處理器，而且是具有I/OI/O和控制的通用和控制的通用 處理器。神經(jīng)元芯片已提供了處理器。神經(jīng)元芯片已提供了LonTalkLonTalk協(xié)議的第協(xié)議的第1-61-6 層，開(kāi)發(fā)者只

5、需用層，開(kāi)發(fā)者只需用Neuron CNeuron C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。 n神經(jīng)元芯片包括神經(jīng)元芯片包括3 3個(gè)個(gè)8 8位位CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、通信接口、通信接口 和和I/OI/O接口；接口；ROMROM中存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、中存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、LonTalkLonTalk協(xié)議和協(xié)議和 I/OI/O函數(shù)庫(kù)；函數(shù)庫(kù)；RAMRAM用于存儲(chǔ)從網(wǎng)絡(luò)上下載的配置數(shù)據(jù)用于存儲(chǔ)從網(wǎng)絡(luò)上下載的配置數(shù)據(jù) 和應(yīng)用程序。和應(yīng)用程序。 n芯片上集成有三個(gè)芯片上集成有三個(gè)8 8位位CPUCPU： n介質(zhì)訪問(wèn)處理器；介質(zhì)訪問(wèn)處理器； n網(wǎng)絡(luò)處理器網(wǎng)絡(luò)處理器； n應(yīng)用處理器。應(yīng)用處理器。 n網(wǎng)絡(luò)處理器和介質(zhì)訪問(wèn)

6、處理器通過(guò)存儲(chǔ)區(qū)中的網(wǎng)絡(luò)緩存區(qū)網(wǎng)絡(luò)處理器和介質(zhì)訪問(wèn)處理器通過(guò)存儲(chǔ)區(qū)中的網(wǎng)絡(luò)緩存區(qū) 進(jìn)行通信，并且網(wǎng)絡(luò)處理器通過(guò)應(yīng)用緩存區(qū)與應(yīng)用處理器進(jìn)行通信，并且網(wǎng)絡(luò)處理器通過(guò)應(yīng)用緩存區(qū)與應(yīng)用處理器 通信。通信。 （3）基于LNS的軟件工具 （LonWorks Network Operating System） nLonWorksLonWorks技術(shù)有多種基于技術(shù)有多種基于LNSLNS的工具，用于的工具，用于LONLON網(wǎng)絡(luò)的維網(wǎng)絡(luò)的維 護(hù)和組態(tài)。護(hù)和組態(tài)。 nLonMakerLonMaker是圖形化工具，用于圖形繪制、系統(tǒng)調(diào)試和網(wǎng)是圖形化工具，用于圖形繪制、系統(tǒng)調(diào)試和網(wǎng) 絡(luò)的維修保養(yǎng)；絡(luò)的維修保養(yǎng)； n節(jié)點(diǎn)

7、開(kāi)發(fā)工具節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)工具NodeBuilderNodeBuilder； n節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)安裝工具節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)安裝工具LonBilderLonBilder； n網(wǎng)絡(luò)管理工具網(wǎng)絡(luò)管理工具LonManageLonManage以及客戶服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架以及客戶服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架 LNSLNS技術(shù)。技術(shù)。 （4 4）開(kāi)放性）開(kāi)放性 nLonWorksLonWorks技術(shù)提供了開(kāi)放系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，使不同公司生產(chǎn)的技術(shù)提供了開(kāi)放系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，使不同公司生產(chǎn)的 同類同類LonWorksLonWorks產(chǎn)品可以互操互換。產(chǎn)品可以互操互換。 nLonWorksLonWorks產(chǎn)品的互操作標(biāo)準(zhǔn)由產(chǎn)品的互操作標(biāo)準(zhǔn)由LonMarkLonM

8、ark協(xié)會(huì)制定。協(xié)會(huì)制定。 nLonWorksLonWorks通信速率為通信速率為78kbit/s78kbit/s和和1.25Mbit/s1.25Mbit/s，對(duì)應(yīng)的傳輸距，對(duì)應(yīng)的傳輸距 離分別為離分別為2700m2700m和和130m130m，節(jié)點(diǎn)數(shù)為，節(jié)點(diǎn)數(shù)為3200032000個(gè)，傳輸介質(zhì)為雙絞個(gè)，傳輸介質(zhì)為雙絞 線、同軸電纜、光纜和電源線等。支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如總線、同軸電纜、光纜和電源線等。支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如總 線形、星形、環(huán)形、自由形式和混合形式，組網(wǎng)方式方便、線形、星形、環(huán)形、自由形式和混合形式，組網(wǎng)方式方便、 靈活。靈活。 nLonWorksLonWorks的信號(hào)傳輸采用可變

9、長(zhǎng)幀結(jié)構(gòu)，每幀的有效字節(jié)為的信號(hào)傳輸采用可變長(zhǎng)幀結(jié)構(gòu)，每幀的有效字節(jié)為 3030288288個(gè)。個(gè)。 2.LON總線系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)總線系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) n基于開(kāi)發(fā)工具基于開(kāi)發(fā)工具LonBuilderLonBuilder或或NodeBuilderNodeBuilder，使用，使用 Neuron CNeuron C語(yǔ)言編程，即針對(duì)具體控制系統(tǒng)的要求編語(yǔ)言編程，即針對(duì)具體控制系統(tǒng)的要求編 寫(xiě)應(yīng)用代碼，然后經(jīng)過(guò)編譯與通信協(xié)議代碼連接生寫(xiě)應(yīng)用代碼，然后經(jīng)過(guò)編譯與通信協(xié)議代碼連接生 成總的目標(biāo)代碼，一起燒錄到節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中；成總的目標(biāo)代碼，一起燒錄到節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中； n基于圖形方式的軟件開(kāi)發(fā)工具基于圖形方式的軟件開(kāi)

10、發(fā)工具Visual ControlVisual Control，通，通 過(guò)組態(tài)構(gòu)成控制系統(tǒng)，自動(dòng)編譯生成總的目標(biāo)代碼，過(guò)組態(tài)構(gòu)成控制系統(tǒng)，自動(dòng)編譯生成總的目標(biāo)代碼， 直接下載到節(jié)點(diǎn)的直接下載到節(jié)點(diǎn)的Flash ROMFlash ROM中。中。 n對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)，需編制自定義模塊。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)，需編制自定義模塊。 8.2 LonTalk8.2 LonTalk協(xié)議協(xié)議 1.LonTalk七層協(xié)議七層協(xié)議 nLonTalkLonTalk協(xié)議是協(xié)議是LONLON總線的專用協(xié)議，是總線的專用協(xié)議，是LonWorksLonWorks 技術(shù)的核心。它符合技術(shù)的核心。它符合1SO/OSI1SO/OSI參考模型的七層

11、體參考模型的七層體 系結(jié)構(gòu)，即含有物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸系結(jié)構(gòu)，即含有物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸 層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。 nLonTalkLonTalk協(xié)議提供一系列通信服務(wù)，可使一臺(tái)設(shè)備協(xié)議提供一系列通信服務(wù)，可使一臺(tái)設(shè)備 的應(yīng)用程序可以在不了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、名稱、地址或的應(yīng)用程序可以在不了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、名稱、地址或 其它設(shè)備功能的情況下發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備其它設(shè)備功能的情況下發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備 的報(bào)文。的報(bào)文。 n還提供端到端的報(bào)文確認(rèn)，報(bào)文認(rèn)證、打包業(yè)務(wù)和還提供端到端的報(bào)文確認(rèn)，報(bào)文認(rèn)證、打包業(yè)務(wù)和 優(yōu)先傳送服務(wù)，支持網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，允許遠(yuǎn)程網(wǎng)

12、絡(luò)優(yōu)先傳送服務(wù)，支持網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，允許遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò) 管理工具與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行交互。管理工具與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行交互。 n采用神經(jīng)元芯片的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)含有采用神經(jīng)元芯片的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)含有LonTalkLonTalk協(xié)議固件，協(xié)議固件， 使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以可靠地通信。使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以可靠地通信。 n網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是相互獨(dú)立的，任一節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，不網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是相互獨(dú)立的，任一節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，不 影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工作，提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工作，提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù) 性。性。 n各節(jié)點(diǎn)具有本地存儲(chǔ)和處理能力，系統(tǒng)的安全性很各節(jié)點(diǎn)具有本地存儲(chǔ)和處理能力，系統(tǒng)的安全性很 高，能在系統(tǒng)規(guī)模大時(shí)避免網(wǎng)絡(luò)通信的沖突和網(wǎng)絡(luò)高，

13、能在系統(tǒng)規(guī)模大時(shí)避免網(wǎng)絡(luò)通信的沖突和網(wǎng)絡(luò) 速度的局限性。速度的局限性。 （1 1）物理層：定義通信信道上位流的傳輸，它確保）物理層：定義通信信道上位流的傳輸，它確保 源設(shè)備發(fā)送的位流準(zhǔn)確地被目的設(shè)備接收。源設(shè)備發(fā)送的位流準(zhǔn)確地被目的設(shè)備接收。 （2 2）數(shù)據(jù)鏈路層：定義介質(zhì)訪問(wèn)方法和單一信道的）數(shù)據(jù)鏈路層：定義介質(zhì)訪問(wèn)方法和單一信道的 數(shù)據(jù)編碼。數(shù)據(jù)編碼。 （3 3）網(wǎng)絡(luò)層：定義設(shè)備名稱和地址，源設(shè)備的報(bào)文）網(wǎng)絡(luò)層：定義設(shè)備名稱和地址，源設(shè)備的報(bào)文 如何選擇路由到達(dá)一臺(tái)或多臺(tái)目的設(shè)備，以及當(dāng)源如何選擇路由到達(dá)一臺(tái)或多臺(tái)目的設(shè)備，以及當(dāng)源 設(shè)備和目的設(shè)備不在同一信道上時(shí)，如何確定報(bào)文設(shè)備和目的設(shè)

14、備不在同一信道上時(shí)，如何確定報(bào)文 路由。路由。 （4 4）傳輸層：確?？煽康膱?bào)文傳輸。）傳輸層：確?？煽康膱?bào)文傳輸。 （5 5）會(huì)話層：對(duì)較低層數(shù)據(jù)交換加以控制。）會(huì)話層：對(duì)較低層數(shù)據(jù)交換加以控制。 （6 6）表示層：定義報(bào)文數(shù)據(jù)的編碼。）表示層：定義報(bào)文數(shù)據(jù)的編碼。 （7 7）應(yīng)用層：定義一種低層交換數(shù)據(jù)的公共語(yǔ)義解）應(yīng)用層：定義一種低層交換數(shù)據(jù)的公共語(yǔ)義解 釋，使不同應(yīng)用程序中的網(wǎng)絡(luò)變量改變時(shí)，均能自釋，使不同應(yīng)用程序中的網(wǎng)絡(luò)變量改變時(shí)，均能自 動(dòng)將更新的網(wǎng)絡(luò)變量值下傳動(dòng)將更新的網(wǎng)絡(luò)變量值下傳( (發(fā)送發(fā)送) )或上傳或上傳( (接收接收) )。 應(yīng)用層還定義了一個(gè)文件傳輸協(xié)議，用來(lái)傳輸應(yīng)

15、用應(yīng)用層還定義了一個(gè)文件傳輸協(xié)議，用來(lái)傳輸應(yīng)用 程序間的傳輸流。程序間的傳輸流。 2.2.LonTalkLonTalk各層協(xié)議及功能各層協(xié)議及功能 n（1 1）物理層）物理層 nLonTalkLonTalk協(xié)議支持一種或多種不同傳輸介質(zhì)構(gòu)成網(wǎng)協(xié)議支持一種或多種不同傳輸介質(zhì)構(gòu)成網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) n傳輸介質(zhì)：傳輸介質(zhì)： n雙絞線雙絞線(twisted-pair)(twisted-pair)、 n電力線電力線(powerline)(powerline)、 n無(wú)線射頻無(wú)線射頻(radio-frequency)(radio-frequency)、 n紅外線（紅外線（infraredinfrared）、）、 n同

16、軸電纜同軸電纜(coaxial cable)(coaxial cable) n光纖光纖(fiber)(fiber)， n用戶自定義的通信介質(zhì)。用戶自定義的通信介質(zhì)。 n不同介質(zhì)的傳輸距離、傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)不同介質(zhì)的傳輸距離、傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)以及所使用的收發(fā)器均不相同，為支持各種構(gòu)以及所使用的收發(fā)器均不相同，為支持各種 傳輸介質(zhì)，物理層協(xié)議支持多種通信協(xié)議。傳輸介質(zhì)，物理層協(xié)議支持多種通信協(xié)議。 n收發(fā)器收發(fā)器是神經(jīng)元芯片與信道的接口，是神經(jīng)元芯片與信道的接口，LonTalkLonTalk協(xié)協(xié) 議支持在通信介質(zhì)上的硬件碰撞檢測(cè)，可自動(dòng)議支持在通信介質(zhì)上的硬件碰撞檢測(cè)，可自動(dòng) 地將正在

17、發(fā)生碰撞的報(bào)文取消，重新再發(fā)。地將正在發(fā)生碰撞的報(bào)文取消，重新再發(fā)。 （2）鏈路層 n為使數(shù)據(jù)幀傳輸獨(dú)立于所采用的物理介質(zhì)和介質(zhì)訪為使數(shù)據(jù)幀傳輸獨(dú)立于所采用的物理介質(zhì)和介質(zhì)訪 問(wèn)的控制方法，將數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層：?jiǎn)柕目刂品椒ǎ瑢?shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層： n邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制LLCLLC（Logical Link ControlLogical Link Control） n介質(zhì)訪問(wèn)控制介質(zhì)訪問(wèn)控制MACMAC。 nLLCLLC與介質(zhì)無(wú)關(guān)，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，MACMAC則依賴于介質(zhì)。則依賴于介質(zhì)。 1）MAC子層 nMACMAC協(xié)議是確定設(shè)備安全地傳送數(shù)據(jù)包，減少?zèng)_突協(xié)議是確定設(shè)備安全地傳送數(shù)

18、據(jù)包，減少?zèng)_突 的控制算法。的控制算法。 nMACMAC協(xié)議是協(xié)議是CSMACSMA（載波信號(hào)多路偵聽(tīng)）協(xié)議的改進(jìn)：（載波信號(hào)多路偵聽(tīng)）協(xié)議的改進(jìn)： n帶預(yù)測(cè)的帶預(yù)測(cè)的PP堅(jiān)持堅(jiān)持CSMA CSMA n(Predictive P(Predictive PPresistent CSMA)Presistent CSMA)。 n優(yōu)先級(jí)帶預(yù)測(cè)的優(yōu)先級(jí)帶預(yù)測(cè)的PP堅(jiān)持堅(jiān)持CSMACSMA LonWorks的的MAC子層的優(yōu)點(diǎn)子層的優(yōu)點(diǎn)： n支持多介質(zhì)的通信，支持低速率的網(wǎng)絡(luò)，可以支持多介質(zhì)的通信，支持低速率的網(wǎng)絡(luò)，可以 在重負(fù)載的情況下保持網(wǎng)絡(luò)性能，保證在過(guò)載在重負(fù)載的情況下保持網(wǎng)絡(luò)性能，保證在過(guò)載 情

19、況下不會(huì)因?yàn)闆_突而降低吞吐量。情況下不會(huì)因?yàn)闆_突而降低吞吐量。 n當(dāng)使用支持硬件沖突檢測(cè)的傳輸介質(zhì)當(dāng)使用支持硬件沖突檢測(cè)的傳輸介質(zhì)( (如雙絞線如雙絞線) ) 時(shí)，一旦收發(fā)器檢測(cè)到?jīng)_突，時(shí)，一旦收發(fā)器檢測(cè)到?jīng)_突，LonTalkLonTalk協(xié)議就可協(xié)議就可 以有選擇地取消報(bào)文的發(fā)送，這使節(jié)點(diǎn)可以馬以有選擇地取消報(bào)文的發(fā)送，這使節(jié)點(diǎn)可以馬 上重新發(fā)送并使沖突不再重發(fā)，有效地避免了上重新發(fā)送并使沖突不再重發(fā)，有效地避免了 碰撞。碰撞。 2 2）鏈路層（邏輯鏈路控制）鏈路層（邏輯鏈路控制） n鏈路層確保鏈路層數(shù)據(jù)單元（鏈路層確保鏈路層數(shù)據(jù)單元（Link Protocol Data Link Prot

20、ocol Data UnitUnit，LPDULPDU）的數(shù)據(jù)在子網(wǎng)內(nèi)順序無(wú)響應(yīng)傳輸。）的數(shù)據(jù)在子網(wǎng)內(nèi)順序無(wú)響應(yīng)傳輸。 n提供錯(cuò)誤檢測(cè)，但不提供錯(cuò)誤恢復(fù)，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)提供錯(cuò)誤檢測(cè)，但不提供錯(cuò)誤恢復(fù)，當(dāng)一幀數(shù)據(jù) CRCCRC效驗(yàn)錯(cuò)，該幀被丟掉。效驗(yàn)錯(cuò)，該幀被丟掉。 （3）網(wǎng)絡(luò)層）網(wǎng)絡(luò)層 n在網(wǎng)絡(luò)層，在網(wǎng)絡(luò)層，LonTalkLonTalk協(xié)議提供給用戶一個(gè)簡(jiǎn)單的通協(xié)議提供給用戶一個(gè)簡(jiǎn)單的通 信接口，定義了如何接收、發(fā)送、響應(yīng)等，在網(wǎng)絡(luò)信接口，定義了如何接收、發(fā)送、響應(yīng)等，在網(wǎng)絡(luò) 管理上有網(wǎng)絡(luò)地址分配、出錯(cuò)處理、網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證、流管理上有網(wǎng)絡(luò)地址分配、出錯(cuò)處理、網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證、流 量控制、路由器機(jī)制。量控制、路由

21、器機(jī)制。 n1 1）LonTalkLonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu) n2 2）尋址格式）尋址格式 1 1）LonTalkLonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu) nLonTalkLonTalk地址唯一地確定一個(gè)地址唯一地確定一個(gè)LonTalkLonTalk數(shù)據(jù)包的源數(shù)據(jù)包的源 節(jié)點(diǎn)或目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，路由器則利用這些地址在信道節(jié)點(diǎn)或目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，路由器則利用這些地址在信道 之間選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑。之間選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑。 n為了簡(jiǎn)化路由選擇，為了簡(jiǎn)化路由選擇，LonTalkLonTalk協(xié)議定義了分級(jí)的網(wǎng)協(xié)議定義了分級(jí)的網(wǎng) 絡(luò)地址形式：絡(luò)地址形式： n域域(Domain)(

22、Domain) n子網(wǎng)子網(wǎng)(Subnet)(Subnet) n節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)(Node)(Node)地址地址 n組地址組地址 域地址域地址(domain)(domain)： n域是一個(gè)信道或多個(gè)信道上的節(jié)點(diǎn)的邏輯集合。一域是一個(gè)信道或多個(gè)信道上的節(jié)點(diǎn)的邏輯集合。一 個(gè)域就是一個(gè)實(shí)際意義上的網(wǎng)絡(luò)，通信只能在同一個(gè)域就是一個(gè)實(shí)際意義上的網(wǎng)絡(luò)，通信只能在同一 域中配置的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行。域中配置的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行。 n多個(gè)域可以占用同一個(gè)信道，所以，域地址可以用多個(gè)域可以占用同一個(gè)信道，所以，域地址可以用 來(lái)隔離不同網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。域的結(jié)構(gòu)可以保證在不來(lái)隔離不同網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。域的結(jié)構(gòu)可以保證在不 同的域中通信是彼此

23、獨(dú)立的。同的域中通信是彼此獨(dú)立的。 n域標(biāo)識(shí)符是唯一的。域標(biāo)識(shí)符是唯一的。 子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址(Subnet)(Subnet)： n一個(gè)子網(wǎng)是在同一域中節(jié)點(diǎn)的邏輯集合，是一個(gè)或一個(gè)子網(wǎng)是在同一域中節(jié)點(diǎn)的邏輯集合，是一個(gè)或 多個(gè)通道的邏輯分組。多個(gè)通道的邏輯分組。 n一個(gè)子網(wǎng)最多可有一個(gè)子網(wǎng)最多可有127127個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)域最多可有個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)域最多可有255255 個(gè)子網(wǎng)。個(gè)子網(wǎng)。 n一種子網(wǎng)層的智能路由器產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)間的數(shù)一種子網(wǎng)層的智能路由器產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)間的數(shù) 據(jù)交換。子網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)必須在同一信道上，如據(jù)交換。子網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)必須在同一信道上，如 果一個(gè)節(jié)點(diǎn)屬于兩個(gè)域，該節(jié)點(diǎn)必須屬

24、于每個(gè)域中果一個(gè)節(jié)點(diǎn)屬于兩個(gè)域，該節(jié)點(diǎn)必須屬于每個(gè)域中 的一個(gè)子網(wǎng)。的一個(gè)子網(wǎng)。 節(jié)點(diǎn)地址（節(jié)點(diǎn)地址（NodeNode）： n節(jié)點(diǎn)地址是節(jié)點(diǎn)被賦予的所屬子網(wǎng)內(nèi)的唯一的節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)地址是節(jié)點(diǎn)被賦予的所屬子網(wǎng)內(nèi)的唯一的節(jié)點(diǎn) 標(biāo)識(shí)碼。標(biāo)識(shí)碼。 n節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)碼為節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)碼為7 7位，所以每個(gè)子網(wǎng)最多可以有位，所以每個(gè)子網(wǎng)最多可以有127127 個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)。 n一個(gè)域中最多可以有一個(gè)域中最多可以有3238532385個(gè)節(jié)點(diǎn)（個(gè)節(jié)點(diǎn)（255255127127）。）。 任一節(jié)點(diǎn)可以分屬一個(gè)或兩個(gè)域，容許一個(gè)節(jié)點(diǎn)作任一節(jié)點(diǎn)可以分屬一個(gè)或兩個(gè)域，容許一個(gè)節(jié)點(diǎn)作 為兩個(gè)域之間的網(wǎng)關(guān)為兩個(gè)域之間的網(wǎng)關(guān)(gatew

25、ay)(gateway)，也容許一個(gè)節(jié)點(diǎn)，也容許一個(gè)節(jié)點(diǎn) 將采集來(lái)的數(shù)據(jù)分別發(fā)向兩個(gè)不同的域。將采集來(lái)的數(shù)據(jù)分別發(fā)向兩個(gè)不同的域。 地址地址(Group)(Group)： n組是一個(gè)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的邏輯集合。與子網(wǎng)不同，組不組是一個(gè)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的邏輯集合。與子網(wǎng)不同，組不 需要考慮節(jié)點(diǎn)的物理位置。需要考慮節(jié)點(diǎn)的物理位置。 n組可以包括路由器，一個(gè)組可在一個(gè)域中跨越幾個(gè)組可以包括路由器，一個(gè)組可在一個(gè)域中跨越幾個(gè) 子網(wǎng)，或幾個(gè)通道。每一個(gè)組對(duì)于需應(yīng)答服務(wù)的節(jié)子網(wǎng)，或幾個(gè)通道。每一個(gè)組對(duì)于需應(yīng)答服務(wù)的節(jié) 點(diǎn)最多可包含點(diǎn)最多可包含6464個(gè)，而對(duì)無(wú)應(yīng)答服務(wù)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)不個(gè)，而對(duì)無(wú)應(yīng)答服務(wù)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)不 限，一個(gè)節(jié)

26、點(diǎn)最多可以屬于限，一個(gè)節(jié)點(diǎn)最多可以屬于1515個(gè)組，一個(gè)域最多可個(gè)組，一個(gè)域最多可 以有以有256256個(gè)組。組地址的長(zhǎng)度為個(gè)組。組地址的長(zhǎng)度為1 1個(gè)字節(jié)。個(gè)字節(jié)。 n分組結(jié)構(gòu)可以使一個(gè)報(bào)文同時(shí)為多個(gè)節(jié)點(diǎn)所接收。分組結(jié)構(gòu)可以使一個(gè)報(bào)文同時(shí)為多個(gè)節(jié)點(diǎn)所接收。 芯片地址芯片地址(Neuron ID)(Neuron ID)： n每一個(gè)神經(jīng)元芯片有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的每一個(gè)神經(jīng)元芯片有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的4848位位IDID地址，地址， 這個(gè)這個(gè)IDID地址是在神經(jīng)元芯片出廠時(shí)由廠方規(guī)定的，地址是在神經(jīng)元芯片出廠時(shí)由廠方規(guī)定的， 這個(gè)這個(gè)IDID碼是唯一的。一般只在網(wǎng)絡(luò)安裝和配置時(shí)使碼是唯一的。一般只在網(wǎng)絡(luò)安裝

27、和配置時(shí)使 用，可以作為產(chǎn)品的序列號(hào)。用，可以作為產(chǎn)品的序列號(hào)。 n節(jié)點(diǎn)也可以用節(jié)點(diǎn)也可以用Neuron IDNeuron ID尋址。尋址。 2 2）尋址格式）尋址格式 n一個(gè)通道是指在物理上能獨(dú)立發(fā)送報(bào)文一個(gè)通道是指在物理上能獨(dú)立發(fā)送報(bào)文( (不需要轉(zhuǎn)不需要轉(zhuǎn) 發(fā)發(fā)) )的一段介質(zhì)。的一段介質(zhì)。 nLonTalkLonTalk規(guī)定一個(gè)通道至多有規(guī)定一個(gè)通道至多有3238532385個(gè)節(jié)點(diǎn)。通道并個(gè)節(jié)點(diǎn)。通道并 不影響網(wǎng)絡(luò)的地址結(jié)構(gòu)，域、子網(wǎng)和分組都可以跨不影響網(wǎng)絡(luò)的地址結(jié)構(gòu)，域、子網(wǎng)和分組都可以跨 越多個(gè)通道，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以由一個(gè)或多個(gè)通道組成。越多個(gè)通道，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以由一個(gè)或多個(gè)通道組成。

28、通道之間是通過(guò)橋接器通道之間是通過(guò)橋接器(bridge)(bridge)來(lái)連接的。這樣做來(lái)連接的。這樣做 不僅可以實(shí)現(xiàn)多介質(zhì)在同一網(wǎng)絡(luò)上的連接，而且可不僅可以實(shí)現(xiàn)多介質(zhì)在同一網(wǎng)絡(luò)上的連接，而且可 以使一個(gè)通道的網(wǎng)絡(luò)信道不致過(guò)于擁擠。以使一個(gè)通道的網(wǎng)絡(luò)信道不致過(guò)于擁擠。 （4 4） LonTalkLonTalk協(xié)議的傳輸層和會(huì)話層協(xié)議的傳輸層和會(huì)話層 nLonTalkLonTalk協(xié)議的核心部分是協(xié)議的核心部分是傳輸層和會(huì)話層傳輸層和會(huì)話層。 n一個(gè)傳輸控制子層管理報(bào)文執(zhí)行的順序、報(bào)文的二次檢一個(gè)傳輸控制子層管理報(bào)文執(zhí)行的順序、報(bào)文的二次檢 測(cè)。傳輸層是無(wú)連接的，它提供測(cè)。傳輸層是無(wú)連接的，它提

29、供1 1對(duì)對(duì)1 1節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)、1 1對(duì)多節(jié)點(diǎn)的對(duì)多節(jié)點(diǎn)的 可靠傳輸。信息認(rèn)證可靠傳輸。信息認(rèn)證(authentication)(authentication)也是在這一層實(shí)也是在這一層實(shí) 現(xiàn)的?，F(xiàn)的。 n會(huì)話層主要提供了請(qǐng)求會(huì)話層主要提供了請(qǐng)求/ /響應(yīng)的機(jī)制，它通過(guò)節(jié)點(diǎn)的連接，響應(yīng)的機(jī)制，它通過(guò)節(jié)點(diǎn)的連接， 來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)(remote servers)(remote servers)，因此使用該機(jī)，因此使用該機(jī) 制可以遙控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的過(guò)程建立。制可以遙控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的過(guò)程建立。LonTalkLonTalk協(xié)議的網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng) 絡(luò)功能雖然是在應(yīng)用層來(lái)完成的，但實(shí)際上也是由

30、提供絡(luò)功能雖然是在應(yīng)用層來(lái)完成的，但實(shí)際上也是由提供 會(huì)話層的請(qǐng)求應(yīng)答機(jī)制來(lái)完成的。會(huì)話層的請(qǐng)求應(yīng)答機(jī)制來(lái)完成的。 LonTalkLonTalk協(xié)議提供四種類型的報(bào)文服務(wù)：協(xié)議提供四種類型的報(bào)文服務(wù)： n應(yīng)答方式應(yīng)答方式(acknowledge)(acknowledge) n請(qǐng)求響應(yīng)方式請(qǐng)求響應(yīng)方式(request/response)(request/response) n非應(yīng)答重發(fā)方式非應(yīng)答重發(fā)方式(unacknowledged repeated)(unacknowledged repeated) n非應(yīng)答方式非應(yīng)答方式(unacknowledged)(unacknowledged) n這些

31、報(bào)文服務(wù)除請(qǐng)求響應(yīng)是在會(huì)話層實(shí)現(xiàn)這些報(bào)文服務(wù)除請(qǐng)求響應(yīng)是在會(huì)話層實(shí)現(xiàn) 外，其他三種都在傳輸層實(shí)現(xiàn)。外，其他三種都在傳輸層實(shí)現(xiàn)。 （5 5） LonTalkLonTalk協(xié)議的表示層和應(yīng)用層協(xié)議的表示層和應(yīng)用層 nLonTalkLonTalk協(xié)議采用面向數(shù)據(jù)的應(yīng)用協(xié)議。協(xié)議采用面向數(shù)據(jù)的應(yīng)用協(xié)議。 n在這種方式下，節(jié)點(diǎn)間以標(biāo)準(zhǔn)工程單位或其它預(yù)定在這種方式下，節(jié)點(diǎn)間以標(biāo)準(zhǔn)工程單位或其它預(yù)定 義的單位交換諸如溫度、壓力、狀態(tài)和文字串等應(yīng)義的單位交換諸如溫度、壓力、狀態(tài)和文字串等應(yīng) 用數(shù)據(jù)，而命令語(yǔ)句封裝在接收節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序中用數(shù)據(jù)，而命令語(yǔ)句封裝在接收節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序中 且不是將命令在網(wǎng)上傳送。且不是

32、將命令在網(wǎng)上傳送。 n以這種方式，同一工程量可送到多個(gè)節(jié)點(diǎn)，然而每以這種方式，同一工程量可送到多個(gè)節(jié)點(diǎn)，然而每 個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)該數(shù)據(jù)有不同的應(yīng)用程序。個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)該數(shù)據(jù)有不同的應(yīng)用程序。 LonTalkLonTalk協(xié)議的表示層和應(yīng)用層提供五類服務(wù)：協(xié)議的表示層和應(yīng)用層提供五類服務(wù)： 1)1)網(wǎng)絡(luò)變量的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)變量的服務(wù) 2)2)顯示報(bào)文的服務(wù)顯示報(bào)文的服務(wù) 3)3)網(wǎng)絡(luò)管理的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理的服務(wù) 4)4)網(wǎng)絡(luò)跟蹤的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)跟蹤的服務(wù) 5)5)外來(lái)幀傳輸?shù)姆?wù)外來(lái)幀傳輸?shù)姆?wù) 3. LonTalk3. LonTalk協(xié)議使用中注意的問(wèn)題協(xié)議使用中注意的問(wèn)題 （1 1） LonTalkLonTalk協(xié)議的網(wǎng)

33、絡(luò)認(rèn)證協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證 （2 2） LonTalkLonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議 （3 3） LonTalkLonTalk協(xié)議中的定時(shí)器協(xié)議中的定時(shí)器 （4 4） 網(wǎng)絡(luò)效率網(wǎng)絡(luò)效率 （1 1）LonTalkLonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證 nLonTalkLonTalk協(xié)議支持報(bào)文認(rèn)證，即允許報(bào)文的接收者確協(xié)議支持報(bào)文認(rèn)證，即允許報(bào)文的接收者確 定報(bào)文的發(fā)送方是否有權(quán)發(fā)送。它用于防止未授權(quán)節(jié)定報(bào)文的發(fā)送方是否有權(quán)發(fā)送。它用于防止未授權(quán)節(jié) 點(diǎn)介入應(yīng)用。點(diǎn)介入應(yīng)用。 （2 2） LonTalkLonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議 nLonTalkLonTalk協(xié)議包含一個(gè)可選擇的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議，該協(xié)協(xié)議包含一個(gè)可選擇的網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議，該協(xié) 議支持在任一主處理器上運(yùn)行的議支持在任一主處理器上運(yùn)行的LonWorksLonWorks應(yīng)用程序。