Главная


	автоматизация зданий в стандарте LonWorks

    За время развития информационных технологий в области автоматизации зданий было разработано множество спецификаций протоколов полевых шин. Многие из них являлись корпоративными решениями отдельных производителей. Некоторые производители оборудования автоматизации делали попытки превратить разработанные протоколы в международные стандарты взаимодействия. Однако данный процесс во многих случаях не имел успеха из-за технических ограничений используемых полевых шин. В тоже время ситуация на рынке систем автоматизации зданий способствовала росту количества узлов автоматики и числа производителей оборудования, используемых в рамках единой системы автоматизации здания. Данное обстоятельство накладывало дополнительные требования к протоколу взаимодействия множества устройств различных производителей. В результате возникли предпосылки появления информационной технологии независимой от определенного производителя оборудования и обладающей широкими возможностями построения распределенных систем управления.

    Американская компания Echelon предложила стандарт под названием LonWorks, который обеспечивал набор коммуникационных служб позволяющих принимать и отправлять данные по сети. При этом для обеспечения взаимодействия между узлами разных производителей не было необходимости изучать топологию сети, методы адресации или функции протокола, все необходимое было предоставлено службами прикладного уровня стандарта LonWorks. Дополнительно протокол LonWorks обеспечивал возможность подтверждения приема сообщений, аутентификацию и доставку с приоритетом для экстренных служб. Поддержка широкого набора служб сетевого менеджмента LonWorks обеспечивает возможность удаленного взаимодействия программ настройки сети и LON устройств разных производителей с целью изменения конфигурации, загрузки прикладных программ и диагностики проблем сетевого обмена. Протокол LonWorks основан на взаимодействии типа точка-точка и включает реализацию всех семи уровней модели ISO/OSI. По аналогии с Ethernet и TCP/IP этот протокол открыто опубликован. Но в отличие от них данный протокол разрабатывался специально для сетей управления, а не для систем обработки данных.

    Согласно модели ISO/OSI, физический уровень определяет передачу битовой информации по каналу и выполняет задачу доставки одного бита от отправителя к получателю. Протокол LonWorks не зависит от среды передачи и поддерживает несколько протоколов физического уровня в зависимости от среды коммуникации.

    Уровень связи данных LON протокола определяет, когда устройство источник может передавать фрейм данных, и как LON устройство приемник принимает данные и распознает ошибки. Дополнительно определяется механизм приоритета для ускоренной доставки важных сообщений. В качестве метода доступа к шине используется метод CSMA, допускающий обусловленные коллизиями сбои при передаче сообщений, но ограничивающий вероятность их возникновения. Преимущество данного метода доступа заключается в том, что при малой нагрузке на шину время доступа к ней стремится к нулю.

    Сетевой уровень LON протокола определяет, как пакеты сообщения перенаправляются от устройства источника к одному или нескольким LON устройствам назначения. На данном уровне определяется система имен и адресация LonWorks устройств. Данный уровень также определяет, как сообщения перенаправляются между устройствами, накодящимися на разных каналах коммуникации. Используемая схема адресации предусматривает разделение сетей на подсети, что делает возможной изоляцию коммуникационной нагрузки.

    Транспортный уровень LON определяет процедуры контроля доставки сообщений. На данном уровне определяютя процедуры и механизм подтверждения доставки, отправки повторных сообщений в случае отсутствия подтверждения.

    Сеансовый уровень LonWorks определяет контроль за обменом на нижних уровнях и функции аутентификации, позволяющие получателям осуществлять авторизацию отправителей. Уровень представления данных LonWorks определяет кодировку сообщений и разделяет сообщения на сетевые переменные, прямые сообщения и сторонние фреймы. Набор стандартных сетевых переменных определяет возможность взаимодействия LON устройств различных производителей.

    Прикладной уровень определяет совместимость программ LonWorks устройств разных производителей выполняющих одинаковую функцию в рамках распределенной системы управления. Стандарт LonWorks опереляет понятие функционального профиля устройства. Устройства разных производителей, реализующие одинаковый функциональный профиль являются взаимозаменяемыми в рамках распределенной системы управления. Целью разработки технологии LonWorks являлось создание стандарта широкого спектра применения, обеспеченного универсальными средствами поддержки проектирования и обслуживания систем автоматизации зданий.