(海思自動(dòng)化技術(shù)部LonWorks技術(shù)粉絲提供)
一、概述
LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線通訊介質(zhì)一般分為雙絞線、電力線載波通訊。其中雙絞線介質(zhì)應(yīng)用最為廣泛，采用差動(dòng)式曼徹斯特編碼（differential Manchester encoding），雙絞線不區(qū)分正負(fù)，采用隔離通訊變壓器，支持總線型、環(huán)型、星型及自由拓?fù)?/SPAN>結(jié)構(gòu)。LonWorks總線的通訊協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的，支持多主多從，載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA）協(xié)議，協(xié)調(diào)各節(jié)點(diǎn)之間的通訊交互，LonWorks采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，其數(shù)據(jù)稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)變量（NV），可以非常方便的上傳到以太網(wǎng)，節(jié)約了大量的開(kāi)發(fā)調(diào)試時(shí)間，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別適合系統(tǒng)集成，具有很高的性?xún)r(jià)比。
M-BUS是歐洲通用的儀表總線，通訊和供電共用兩根雙絞線，且不區(qū)分正負(fù)極性，可以給遠(yuǎn)程儀表供電，方便現(xiàn)場(chǎng)供電不方便的情況，具有非常高的性?xún)r(jià)比。它具有標(biāo)準(zhǔn)的7層通訊協(xié)議，開(kāi)放性和通用性比較好。
二、M-BUS轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān)的提出
海思自動(dòng)化公司(官方網(wǎng)址：http://m.jteh.cn)在根據(jù)客戶(hù)的需求，對(duì)MBus總線計(jì)量表計(jì)如何接入現(xiàn)場(chǎng)LonWorks網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了充分的論證。能源計(jì)量及能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣泛采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)構(gòu)建，其中，LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其獨(dú)特的互操作性、布線施工的便捷性、組網(wǎng)的靈活性以及系統(tǒng)集成等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，逐漸被市場(chǎng)廣泛接受。對(duì)于基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的能耗數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，M-Bus計(jì)量表計(jì)如何接入系統(tǒng)成為市場(chǎng)關(guān)注的重要技術(shù)瓶頸。
以下是目前市場(chǎng)上常用的技術(shù)解決方案框圖：
上圖中，系統(tǒng)先用M-BUS轉(zhuǎn)ModBus網(wǎng)關(guān)接入RS485總線，然后再利用海思iGate105型網(wǎng)關(guān)，把RS485總線接入LonWorks總線。這樣，系統(tǒng)不僅需要使用兩種網(wǎng)關(guān)，額外增加了系統(tǒng)的成本，同時(shí)，系統(tǒng)較為復(fù)雜，勢(shì)必給調(diào)試增加了難度。
三、M-BUS轉(zhuǎn)LonWorsks網(wǎng)關(guān)技術(shù)方案
上圖中，系統(tǒng)直接把M-BUS協(xié)議轉(zhuǎn)換成LonTalk協(xié)議，接入LonWorks總線，降低了系統(tǒng)建設(shè)成本，減少了系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜性，提高了系統(tǒng)的可靠性。
四、M-BUS轉(zhuǎn)LonWorks的網(wǎng)關(guān)功能
M-BUS總線技術(shù)一般用于測(cè)量熱表、水表和氣表等，在實(shí)際工程中，需要測(cè)量日累積量、月累積量和上月累積量，這些物理量如果放在PC機(jī)端，會(huì)增加PC機(jī)的負(fù)擔(dān)，如果網(wǎng)絡(luò)意外中斷，會(huì)造成測(cè)量數(shù)據(jù)的丟失，這些物理量放在網(wǎng)關(guān)中處理是比較合適的。
五、M-BUS轉(zhuǎn)LonWorks網(wǎng)關(guān)技術(shù)分析
1、M-BUS主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)采用的是電壓調(diào)制方式。
3、M-BUS總線的傳輸距離和可連接的從機(jī)數(shù)量
M-BUS傳輸數(shù)據(jù)距離和能夠連接多少?gòu)臋C(jī)由以下因素決定:
（a）總線線路形態(tài):對(duì)儀表總線來(lái)說(shuō)允許多種線路形態(tài)(直線型、環(huán)形、星形、樹(shù)形和混合型)組網(wǎng)，總線線路形態(tài)對(duì)總線系統(tǒng)影響很大。
（b）電纜的影響:使用的電纜應(yīng)達(dá)到一定的電流容量和電阻要求，它會(huì)直接影響總線的運(yùn)行。起決定意義的是網(wǎng)絡(luò)中最長(zhǎng)的分支線，它的長(zhǎng)度將作為電纜電阻得計(jì)算依據(jù)。
4、LonWorks部分的電路設(shè)計(jì)原則分析
LonWorks部分采用最新一代的Neuron芯片F(xiàn)T5000高性能CPU：
(a)支持至多254個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量，系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比更高；
(b)支持用戶(hù)可編程的中斷控制，從而提高外部事件的響應(yīng)速度；
5、軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
M-BUS協(xié)議是以IEC870-5協(xié)議為基礎(chǔ)的(這個(gè)協(xié)議是遠(yuǎn)程通訊標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議)，它由3種不同的報(bào)文格式幀構(gòu)成，分別是固定長(zhǎng)度幀、可變長(zhǎng)度幀、控制幀及一個(gè)接收應(yīng)答字符E5H。各幀的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如表:
字符E5H是接收端對(duì)發(fā)送端的應(yīng)答；
字符C是控制代碼和功能代碼；
數(shù)據(jù)A是地址域；
控制信息CI包含控制信息代碼，可完成波特率、選擇從機(jī)、請(qǐng)求復(fù)位等多功能設(shè)置；
校驗(yàn)和是用于校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤，以便于程序采取糾錯(cuò)措施。
