LonMark标准在开放式系统中的应用

LonWorks平台是一种开放式标准，它是由美国埃施朗公司开发创立的。LonWorks控制网络采用的通信协议是一个开放的公开协议，并已被一些国际标准组织确认为标准，如ANSI/EIA 709-1999和IEEE 1473。目前已有数千家公司已经开发和安装了LonWorks产品，将近4000万具有LonWorks功能的处理器用在世界各地的住宅、楼宇、工厂、火车及其他系统中。它使家用电器、电梯、电灯、恒温器、空调、电表、热水器和安全保卫系统能够做得更"智能"，能够实现相互之间和通过Internet的通信，从而改善我们的工作和生活方式。
1 LonMark标准简介
LonWorks技术留给用户在应用时有较大的自由度,不同LonWorks的厂商虽然都按照LonWorks技术制造产品,但还作不到可以互相操作。为了解决这个问题，1994年5月，36家重要厂商组成了称为LonMark国际的组织。其目的是使得基于多供应商的LonWorks网络变得易于集成。LonMark国际为成员公司提供了一个开放的论坛，编制一系列LonMark标准。经过认证符合LonMark标准的产品可以带有LonMark标识－表示该产品完成了一致性测试并在LonWorks网络上具有互操作性。LonMark国际的成员包括在全球多种行业中领先的控制系统制造商、集成商和用户，这些行业涉及楼宇自动化、安全、照明、电梯、公共交通、半导体制造设备、家用电器、遮阳帘、能量计量、建筑、商用房地产、工业自动化等行业。
2 开放式LonWorks系统
开放式系统是包含来自多厂商的、可互操作的、可互换的设备，提供灵活、简单、经济的，并具有竞争优势而被创建的系统。开放式系统采用业界标准网络服务来设计、安装和调试设备。开放式系统不包含专用子系统，也不需要网关的连接。
开放式LonWorks系统具有以下的特点：
·在设计、安装和启动上采用工业标准的网络服务。
·包含来自多个厂商的符合LonMark的产品。
·除非和传统系统相互作用或者规范要求，不需要网关。
·与专用垂直子系统的实施不同，强调水平功能性。
因此，LonWorks系统集成商要想构建开放式系统，应该尽可能使用满足LonMark标准的产品，并且使用基于LonWorks网络服务（LNS）的网络工具设计、安装和启动网络。开放式产品和标准服务的结合使许多系统集成商能方便地应用来自多个厂商的产品。
3 LonWorks的一致性和互操作性
3．1 LonWorks的一致性
LonWorks的一致性是指产品符合ANSI/EIA 709.1标准的指标。ANSI/EIA 709.1标准符合国际标准化组织开放系统7层协议标准，其中从第一到第六层的功能完全有标准来处理，使用者只需对应用层进行编程。最容易达到一致性的方法是采用包含有ANSI/EIA 709.1标准的微控制器。Neuron芯片和ANSI/EIA 709.1标准配合作为固件可进入所有采用Neuron芯片的设备中去。它可作为主处理器被执行应用，也可以作为总线连接器给实际的主机提供通信渠道。
3．2 LonWorks的互操作性
因为符合一致性的两个设备在如何交换数据的过程中仍然存在各种可能性，所以一致性还不足以保证LonWorks节点之间的有意义的相互作用。节点之间必须在如何交换数据，如何翻译数据，以及动作引起的反映等方面有约定，这样才能保证互操作性和可靠的通信。LonMark互操作性准则（LonMark Interoperability Guidelines）提出了开发互操作性LonWorks设备的基础。

物理层的互操作性和收发设备有关。介质、通信方法、位速率和收发器型号必须匹配。目前，LonMark标准的物理层通道类型包括光纤、双绞线、电力线、Internet协议。

除了要有连接到Neuron芯片或相当处理器的通信端口的合适的收发器外，还要设置合适的一系列通道参数，使通信协议能以正确的格式发送和接受报文，来实现互操作。通过在开发工具软件中作选择， LonMark 2-6层互操作性准则可以很容易的被实现。例如，当用Neuron C编程语言来开发应用时，可以使用Neuron C编译器指令（#pragma）来对这些设置进行选择。如果编译器指令没有被指定，许多参数是自动被设置的。

第7层的互操作性是通过LonMark对象、标准网络变量类型（SNVTs）和标准配置属性类型（SCPTs）的使用来实现的。网络变量是分散应用中分享数据最好的方法，而互操作通信要求发送设备和接收设备讲同样的语言，这就要求网络变量的类型和编码必须相同。标准网络变量类型与标准配置属性类型是此问题的解决方案。它们通过指定传输数据的单位、范围、分辨率来提供一个数据通信的公共框架。LonMark对象是基于网络变量建立的，同时又提供了简明的应用层接口。它不仅定义了哪些标准网络变量类型与标准配置属性类型被用来传输数据，而且提供了被传输信息的语义。

一个基于互操作的LonWorks设备的应用层接口包括很多元素，如图1所示。这些元素充分地描述了互操作节点的外部接口。互操作接口包括以下一些关键元素。
节点对象
特定应用的LonMark对象
一般的LonMark对象，如传感器、执行器和控制器对象
单个的网络变量
配置属性和互操作文件传输机制

图1 LonMark应用层接口
LonMark应用层接口的强制部分应该包括标准网络变量、标准对象和标准配置属性。然而，这些标准接口也可以通过设备制造商使用用户自定义网络变量、用户自定义对象和用户自定义配置属性进行扩展。
4 结束语
LonWorks技术（即ANSI/EIA 709.1标准）在国内的应用，已经有了近十年的历史。它使用非专用的开放标准设计，可经济地开发节点和安装网络。LonMark标准的制定，更使LonWorks系统成为真正的开放式系统。可以预见，随着LonWorks被世界更多的标准化组织采纳、引用，以及LonMark国际工作的不断深入和LonMark成员的不断增加，我们的工作方式、生活方式都将发生更多、更好的变化。