(海思自動化技術部提供)
現場總線與管控一體化技術是近年來自動化控制領域的高新技術，它體現了自動化控制技術、網絡通信技術、計算機技術等多種科技成果。由它組成的雙向、串行、數字化的開放式系統，由于它在技術性能和應用成本方面的突出優勢，使傳統的自動化控制系統發生了重大的變化，其技術革命的深度和廣度在自動化領域中是空前的。
LonWorks（LocalOperatingNetwork）技術是美國Echelon公司于90年代初推出的一種現場總線技術，它是用于開發監控網絡系統的一個完整的技術平臺，并具有現場總線技術的一切特點。LonWorks網絡系統由智能節點組成，每個智能節點可具有多種型式的I／O功能，節點之間可通過不同的傳輸媒介進行通信，并遵守ISO／OSI的7層模型。
LonWorks技術是諸多現場總線中唯一涵蓋SensorBus、DeviceBus和Fieldbus三種應用層次的總線技術。是目前各種現場總線中技術最完整、應用領域最廣的一種技術。同時，LonWorks是一個完整的控制網絡平臺，包括網絡的設計、開發、安裝和調試、監控等一整套工具，以及從神經元芯片、智能收發器、網絡接口、路由器、中繼器、IP網絡連接設備、網絡操作系統一整套完整的端到端解決方案。
1）神經元通信控制微處理器芯片（NeuronChip）：神經元芯片是LonWorks技術的核心器件，它是由Echelon公司研制的一種集通信、控制、調度和I／O支持為一體的高級VLSI器件。它內含3個8位的流水線CPU。在片內存儲單元中固化了7層通信協議中的6層內容，只有第7層需用戶編寫。它有11個可編程的I／O引腳，可組成34種工作模式（I/O對象），并有5個通信引腳可組成3種通信模式，最高時鐘頻率為40MHz，有2個16位定時器／計數器，一個48位編碼的內部標識符NeuronID，一個用于遠程標識和診斷的Service引腳。
2）LonTalk通信協議：LonTalk是LonWorks技術的通信協議的標準，與其它現場總線技術不同的是，它提供了對應于ISO／OSI開放系統互連七層參考模型所有各層的服務。LonTalk協議采用一種基于載波偵聽多路訪問／介質訪問控制（CSMA／MAC）并且針對控制應用進行了優化的新型通信模式，稱為帶預測的P－PersistentCSMA算法。LonTalk協議支持多種傳輸介質，如雙絞線、電力線、超聲波、光纖、無線射頻，紅外線和信源線（linkpower）以及IP等。每一種介質稱為一種信道，每一種信道都有專用的收發器（transceiver）作為智能節點和通信介質之間的接口器件。不同信道之間使用路由器（router）進行連接。各種傳輸介質具有不同的傳輸速率，最高為1．25Mbps（IP信道可支持10-100Mbps）。傳輸報文每幀的最高有效字節為228個，普通雙絞線信道最遠的傳輸距離為2．7公里。LonTalk協議支持各種規模的網絡，每個域最多可連接3.2萬個節點，可有3.2萬個域。LonTalk協議支持全分布式的對等層點到點（PeertoPeer）的通信，節點可以組成總線型、環型、樹型等多種拓撲網絡結構，特別值得一提的是還可以組成自由拓撲結構，它是各種常規拓撲結構的組合。
3）LonWorks技術的其它系列產品：為了使用戶方便地進行應用開發，Echelon公司提供了多種模塊化系列的硬件和軟件產品，其中包括：
a．收發器：完成對發送和接收的信息進行編碼和解碼，不同的通信介質采用不同型號的收發器。Echelon公司最新的第三代雙絞線和電力線智能收發器，將神經元芯片核心和收發器DSP電路集成在一個芯片中，大大提高了產品的性能，和開發應用的方便性。
b．路由器：是連接不同信道的網絡基礎結構設備。用于提供網絡路由，連接不同通信媒介、擴展網絡節點數和通信距離等功能。不同信道之間使用的路由器具有不同的型號。
c．LonTalk網絡接口適配器：允許用戶使用各種不同接口方式，包括PCI總線插槽、PC卡接口、EIA/RS－232串行口、以太網口、USB串行口、RS485串行口等，把PC連接到LonWorks網絡上去。
d．控制模塊：是一塊包含Neuron5000神經元芯片、收發器（或智能收發器）、Flash存儲器和晶振的微縮電路卡。采用多層電路板和表面焊接的先進工藝，它是LonWorks技術中智能節點的核心。不同的通信介質和不同的網絡拓撲結構應采用不同型號的控制模塊。
4）i.LON系列IP網絡連接產品，包括i.LON10以太網適配器，i.LON100、i.LON1000、iLON Smart Server互聯網智能服務器、i.LON600IP路由器，提供不同通信媒體的LonWorks控制網絡與IP網的無縫連接。使LonWorks局部控制網絡擴展為廣域網絡，為地理分布的大范圍、多地點的遠程集中監控管理提供了廣闊的應用前景。
LonWorks技術具有下列優勢:
1.使控制網絡結構簡單、布線容易、更改方便，并可靈活選擇雙絞線、電力線或其它通信媒體，在許多場合可以避免重新布線。
2.容易對各種監控系統，如：設備和設施監控系統、環境監控系統、安防系統、火災報警系統、等，按照應用要求進行互聯，實現系統總集成，使各系統之間按要求實現聯動和信息共享。
3.容易與管理微機局域網絡實現聯網和信息共享。
4.可通過Internet實現遠程管理和監控，有助于全局的集中管理，包括設備的遠程監測、遠程控制和遠程診斷。
5.LonWorks的互操作性保證總體規劃和分步實施能順利實現。系統設計和實施的各個階段采用統一的平臺，統一的協議，統一的工具，而分步實施過程中的各個系統設備可以根據市場情況及性能價格比靈活選擇。
6.遙信、遙測、遙控、遙調、設備監控與設施監控可以采用同一控制網絡平臺，有利于系統的實施、管理和維護。
7.LonWorks的通信協議（即LonTalk協議）已成為許多國家和國際標準化組織采納的控制網絡通信協議的標準。也是我國建設部和信息產業部正在制訂的《建筑及住宅社區控制網絡通信協議》國家標準首選的參照標準。其開放性和互操作性保證了系統的標準化、可持續發展和建設，以保證投資者的長期利益。
8.LonWorks功能強大的網絡管理服務體系，使網絡配置、管理、監控、維護非常方便，適用于各種不同類型的應用，和不同規模的控制網絡。
9.LonWorks完備的開發工具適合各種不同的開發要求，使開發者很容易掌握和使用，以最快的速度開發出產品。
10.LonWorks備有成套的培訓教材和課程設置體系，內容涉及各種技術層面，可對教師和學生進行有針對性的、系統的培訓。
LonWorks在全球應用情況簡介
1、目前全球80%以上的樓宇控制設備廠商采用LonWorks技術，生產其樓宇控制產品。
2、國際互操作協會LonMark制定了基于LonWorks產品的互操作設計指南，保證不同廠商產品之間的互操作。
3、國際著名的控制廠商、空調及家電廠商，如：霍尼威爾、江森、施耐德、西門子、英維思、特靈空調、麥克維爾、日本橫河、日本山武、韓國三星等，國內主要廠商有海思自動化等，都已經推出基于LonWorks系列產品。
4、全球已有約5000個廠商采用LonWorks開發OEM產品，已有超過5000萬臺LonWorks設備安裝使用。
5、LonWorks的通信協議（即LonTalk協議）已成為許多國家和國際標準化組織采納的控制網絡通信協議的標準，其中包括美國暖通空調工程師協會（ASHRAE）標準、消費電子聯盟（CEA）和美國國家標準化組織（ANSI/CEA-709.1）標準，歐洲CEN-247標準等。
6、中國建設部、信息產業部和北京市技術質量監督局主持制定的《建筑及住宅社區數字化應用》國家標準（GB/TXXXX）中采納LonWorks為控制網絡通信協議推薦標準。
7、全國工業測量和控制標準化技術委員會已將ANSI/EIA709系列標準轉化為中國國家標準《控制網絡LONWORKS技術規范》（GB/ZXXXX），包括：
《協議規范》
《電力線信道規范》
《自由拓撲雙絞線規范》
《基于隧道技術在IP信道上傳輸控制網絡協議的規范》
