LonMark標(biāo)準(zhǔn)在開放式系統(tǒng)中的應(yīng)用

LonWorks平臺是一種開放式標(biāo)準(zhǔn)，它是由美國埃施朗公司開發(fā)創(chuàng)立的。LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)采用的通信協(xié)議是一個開放的公開協(xié)議，并已被一些國際標(biāo)準(zhǔn)組織確認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)，如ANSI/EIA 709-1999和IEEE 1473。目前已有數(shù)千家公司已經(jīng)開發(fā)和安裝了LonWorks產(chǎn)品，將近4000萬具有LonWorks功能的處理器用在世界各地的住宅、樓宇、工廠、火車及其他系統(tǒng)中。它使家用電器、電梯、電燈、恒溫器、空調(diào)、電表、熱水器和安全保衛(wèi)系統(tǒng)能夠做得更"智能"，能夠?qū)崿F(xiàn)相互之間和通過Internet的通信，從而改善我們的工作和生活方式。
1 LonMark標(biāo)準(zhǔn)簡介
LonWorks技術(shù)留給用戶在應(yīng)用時有較大的自由度,不同LonWorks的廠商雖然都按照LonWorks技術(shù)制造產(chǎn)品,但還作不到可以互相操作。為了解決這個問題，1994年5月，36家重要廠商組成了稱為LonMark國際的組織。其目的是使得基于多供應(yīng)商的LonWorks網(wǎng)絡(luò)變得易于集成。LonMark國際為成員公司提供了一個開放的論壇，編制一系列LonMark標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過認(rèn)證符合LonMark標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品可以帶有LonMark標(biāo)識－表示該產(chǎn)品完成了一致性測試并在LonWorks網(wǎng)絡(luò)上具有互操作性。LonMark國際的成員包括在全球多種行業(yè)中領(lǐng)先的控制系統(tǒng)制造商、集成商和用戶，這些行業(yè)涉及樓宇自動化、安全、照明、電梯、公共交通、半導(dǎo)體制造設(shè)備、家用電器、遮陽簾、能量計量、建筑、商用房地產(chǎn)、工業(yè)自動化等行業(yè)。
2 開放式LonWorks系統(tǒng)
開放式系統(tǒng)是包含來自多廠商的、可互操作的、可互換的設(shè)備，提供靈活、簡單、經(jīng)濟(jì)的，并具有競爭優(yōu)勢而被創(chuàng)建的系統(tǒng)。開放式系統(tǒng)采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來設(shè)計、安裝和調(diào)試設(shè)備。開放式系統(tǒng)不包含專用子系統(tǒng)，也不需要網(wǎng)關(guān)的連接。
開放式LonWorks系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)：
·在設(shè)計、安裝和啟動上采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
·包含來自多個廠商的符合LonMark的產(chǎn)品。
·除非和傳統(tǒng)系統(tǒng)相互作用或者規(guī)范要求，不需要網(wǎng)關(guān)。
·與專用垂直子系統(tǒng)的實施不同，強(qiáng)調(diào)水平功能性。
因此，LonWorks系統(tǒng)集成商要想構(gòu)建開放式系統(tǒng)，應(yīng)該盡可能使用滿足LonMark標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，并且使用基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（LNS）的網(wǎng)絡(luò)工具設(shè)計、安裝和啟動網(wǎng)絡(luò)。開放式產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)的結(jié)合使許多系統(tǒng)集成商能方便地應(yīng)用來自多個廠商的產(chǎn)品。
3 LonWorks的一致性和互操作性
3．1 LonWorks的一致性
LonWorks的一致性是指產(chǎn)品符合ANSI/EIA 709.1標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。ANSI/EIA 709.1標(biāo)準(zhǔn)符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織開放系統(tǒng)7層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其中從第一到第六層的功能完全有標(biāo)準(zhǔn)來處理，使用者只需對應(yīng)用層進(jìn)行編程。最容易達(dá)到一致性的方法是采用包含有ANSI/EIA 709.1標(biāo)準(zhǔn)的微控制器。Neuron芯片和ANSI/EIA 709.1標(biāo)準(zhǔn)配合作為固件可進(jìn)入所有采用Neuron芯片的設(shè)備中去。它可作為主處理器被執(zhí)行應(yīng)用，也可以作為總線連接器給實際的主機(jī)提供通信渠道。
3．2 LonWorks的互操作性
因為符合一致性的兩個設(shè)備在如何交換數(shù)據(jù)的過程中仍然存在各種可能性，所以一致性還不足以保證LonWorks節(jié)點(diǎn)之間的有意義的相互作用。節(jié)點(diǎn)之間必須在如何交換數(shù)據(jù)，如何翻譯數(shù)據(jù)，以及動作引起的反映等方面有約定，這樣才能保證互操作性和可靠的通信。LonMark互操作性準(zhǔn)則（LonMark Interoperability Guidelines）提出了開發(fā)互操作性LonWorks設(shè)備的基礎(chǔ)。

物理層的互操作性和收發(fā)設(shè)備有關(guān)。介質(zhì)、通信方法、位速率和收發(fā)器型號必須匹配。目前，LonMark標(biāo)準(zhǔn)的物理層通道類型包括光纖、雙絞線、電力線、Internet協(xié)議。

除了要有連接到Neuron芯片或相當(dāng)處理器的通信端口的合適的收發(fā)器外，還要設(shè)置合適的一系列通道參數(shù)，使通信協(xié)議能以正確的格式發(fā)送和接受報文，來實現(xiàn)互操作。通過在開發(fā)工具軟件中作選擇， LonMark 2-6層互操作性準(zhǔn)則可以很容易的被實現(xiàn)。例如，當(dāng)用Neuron C編程語言來開發(fā)應(yīng)用時，可以使用Neuron C編譯器指令（#pragma）來對這些設(shè)置進(jìn)行選擇。如果編譯器指令沒有被指定，許多參數(shù)是自動被設(shè)置的。

第7層的互操作性是通過LonMark對象、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量類型（SNVTs）和標(biāo)準(zhǔn)配置屬性類型（SCPTs）的使用來實現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)變量是分散應(yīng)用中分享數(shù)據(jù)最好的方法，而互操作通信要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備講同樣的語言，這就要求網(wǎng)絡(luò)變量的類型和編碼必須相同。標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量類型與標(biāo)準(zhǔn)配置屬性類型是此問題的解決方案。它們通過指定傳輸數(shù)據(jù)的單位、范圍、分辨率來提供一個數(shù)據(jù)通信的公共框架。LonMark對象是基于網(wǎng)絡(luò)變量建立的，同時又提供了簡明的應(yīng)用層接口。它不僅定義了哪些標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量類型與標(biāo)準(zhǔn)配置屬性類型被用來傳輸數(shù)據(jù)，而且提供了被傳輸信息的語義。

一個基于互操作的LonWorks設(shè)備的應(yīng)用層接口包括很多元素，如圖1所示。這些元素充分地描述了互操作節(jié)點(diǎn)的外部接口?；ゲ僮鹘涌诎ㄒ韵乱恍╆P(guān)鍵元素。
節(jié)點(diǎn)對象
特定應(yīng)用的LonMark對象
一般的LonMark對象，如傳感器、執(zhí)行器和控制器對象
單個的網(wǎng)絡(luò)變量
配置屬性和互操作文件傳輸機(jī)制

圖1 LonMark應(yīng)用層接口
LonMark應(yīng)用層接口的強(qiáng)制部分應(yīng)該包括標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量、標(biāo)準(zhǔn)對象和標(biāo)準(zhǔn)配置屬性。然而，這些標(biāo)準(zhǔn)接口也可以通過設(shè)備制造商使用用戶自定義網(wǎng)絡(luò)變量、用戶自定義對象和用戶自定義配置屬性進(jìn)行擴(kuò)展。
4 結(jié)束語
LonWorks技術(shù)（即ANSI/EIA 709.1標(biāo)準(zhǔn)）在國內(nèi)的應(yīng)用，已經(jīng)有了近十年的歷史。它使用非專用的開放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，可經(jīng)濟(jì)地開發(fā)節(jié)點(diǎn)和安裝網(wǎng)絡(luò)。LonMark標(biāo)準(zhǔn)的制定，更使LonWorks系統(tǒng)成為真正的開放式系統(tǒng)?？梢灶A(yù)見，隨著LonWorks被世界更多的標(biāo)準(zhǔn)化組織采納、引用，以及LonMark國際工作的不斷深入和LonMark成員的不斷增加，我們的工作方式、生活方式都將發(fā)生更多、更好的變化。