Терминология. Адресация узлов сети может быть проведена несколькими различными путями

Адресация

Адресация узлов сети может быть проведена несколькими различными путями. Адреса иерархически структурированы, с двумя или тремя компонентами на адрес, как показано ниже. В зависимости от цели выбирается используемый метод.

Домен, подсеть, узел	Логическая адресация
Идентификатор Neuron ID	Физическая адресация
Домен, группа	Групповая адресация (LonTalk или TAC)
Домен или подсеть	Широковещательная рассылка

Составляющая адреса -домен, определяет большие структуры сети.

В сетях LonWorks с устройствами TAC домен ID - 11₁₆ по умолчанию, то есть имеет шестнадцатеричное значение 11 (десятичное значение 17) для всех устройств TAC. (Если требуется, домен ID может быть изменен, используя программу управления сетью). Самый высокий адрес подсеть/узел - 255/127. Все связанные узлы должны иметь один и тот же домен ID.

В представленном тексте часто используются следующие слова. Магистральная сеть - сегмент сети (часто имеет более высокое быстродействие, чем остальная часть сети), через который подключаются все другие каналы.

Канал - канал использует определенную среду (например, витая пара) с определенным быстродействием связи (например, 78 кбит/с). Добавление роутера создает новый канал. На каналеTP/FT-10 Вы можете подключить как FTT-10A, так и LPT-10 трансиверы. Канал отделяется от другого канала с помощью роутера.

Домен - крупномасштабная, логическая часть сети. В сетях LonWorks с изделиями TAC он имеет шестнадцатеричное значение 11₁₆ по умолчанию. Использование различных Domain ID в одной и той же сети позволяет разбить физическую сеть на несколько

отделенных логических частей.

TAC Xenta были первоначально разработаны для работы с использованием двух доменов, прикладного домена и домена с нулевой длиной. Используя инструмент конфигурирования сети TACMenta, NCT, Вы можете конфигурировать контроллеры TAC Xenta 301/302/401, присваивая один и тот же адрес TAC Xenta подсеть/узел в обоих доменах.

В сети LNS используется только один прикладной домен. Дополнительно инструмент управления LM4W присваивает собственные адресные значения соответствующим устройствам; этот процесс полностью независим от оператора. Узлы в различных доменах не могут связываться друг с другом.

Подсети - логические подразделения домена. Когда устройство TAC Xenta 301/302/401 будет использоваться в сети LNS, Вы должны пометить поле NCT Using network Management software и отменить метку поля Download group address под Preferences-Configuration. После этого NCT больше не будет устанавливать адрес для устройств TAC Xenta, это будет делать LM4W.

Так, например, сообщение о сервисном контакте от модуля входа/выхода всегда посылается на домен с нулевой длиной. TAC Xenta, инсталлированные с помощью LM4W, не могут принимать это сообщение. В этом случае при инсталляции Вы должны использовать программу TACMenta для конфигурирования сети (NCT) и ввести Neuron ID модуля входа/ выхода вручную.

Групповая рассылка -три или большее количество узлов в домене, связанных сетевыми переменными типа SNVT. Индивидуальные узлы могут принадлежать различным подсетям. Обратите внимание! Связывание групп не идентично с группами LonWorks.

LM4W -инструмент интегрирования LonMaker, Версия3 является пакетом программ для проектирования, установки, работы и поддержания открытыми взаимодействующих сетей LonWorks. Инструмент LonMaker может использоваться для проектирования и введения в эксплуатацию сетей с распределённым управлением

LTA -сокращение от LonTalk adapter; интерфейс ПК сети LonWorks.

Группа LonWorks (LWG) Термин «Группы LonWorks» выделяет группу устройств LonWorks, используемых в TAC Vista и сетях с изделиями TAC для структурирования устройств LonWorks в базе данных TAC Vista. Обратите внимание! Группы LonWorks не идентичны с групповыми рассылками.

NCT -инструмент конфигурирования сетиTACMenta (также известный как LonTool).NCT используется для конфигурирования сетевых узлов, то есть установки адресов подсети/узла и других характеристик TACXenta 301/302/401 и его модулей входа- выхода

Сеть -сеть состоит, по крайней мере, из двух узлов, связанных одним или несколькими каналами таким образом, что каждый узел имеет уникальный адрес, позволяя им связываться друг с другом. Сети TAC Xenta используют технологию LonWorks. В некоторых контекстах термин “Сеть LonWorks” используется для подчеркивания, что ссылка сделана на сеть этого типа, а не на сети персональных компьютеров.

Инструментуправления сетью -общий инструмент связи для устройств в сетях LonWorks.

Сетевые переменные: -Nvi, nvo (сетевые переменные входа и выхода) - значения, которые посланы в (nvi) устройство или от (nvo) него. Примером может служить наружная температура.

Узел - устройство, связанное с сетью, которое может:

- связываться с другими узлами, используя общий протокол;

- иметь адрес с уникальной идентификацией (сетевой адрес);

- выполнять вычисления и/или обмениваться данными с другими

узлами.

Узлами часто являются TAC Xenta 301/302/401 или модуль входа/выхода. Им может быть даже единственный переключатель или датчик, если он использует протокол LonTalk. Если подключена TAC Xenta OP, то и она является узлом.

Протокол - стандартизированная процедура, включающая и физические и

логические аспекты, которая позволяет узлам в сети обмениваться

информацией.

Повторитель -устройство, которое усиливает сигнал в канале, но не воздействует на передачу информации любым другим способом. Физический размер канала может быть увеличен путем подключения двух или больше сегментов с повторителями. В сети между двумя общающимися узлами не должно быть больше одного повторителя. Повторители не должны быть связаны таким образом, чтобы создавалась петля.

Роутер -устройство, которое соединяет каналы, часто с различной емкостью передачи информации. Оно логически делит сеть и разделяет сообщения, предназначенные для различных частей сети. Роутеры действуют как границы для подсетей. Роутеры могут быть установлены в четырех различных режимах: конфигурированный, обучаемый, мост или повторитель. Заводской установкой является режим повторителя.

SCPT/UCPT -типы параметров стандартной конфигурации и типы параметров

конфигурации пользователя. Большое число SNVT имеют конфигурационные свойства. Эти SNVT названы SCPT или UCPT.

Обратите внимание: это относится, например, к 100 устройствам TACXenta.

Сегмент -физическая часть сети, содержащая один или несколько узлов, которые могут обмениваться данными без вмешательства любого другого устройства. В сегменте при оптимальных условиях может находиться до 64 узлов (FTT-10A и TP/XF-1250) или 128 (LPT-10). Два сегмента могут быть связаны при помощи повторителя, но

через один канал.

Селектор -номер ID для связи SNVT. Инструмент управления сетью отвечает за определение этих номеров ID.

SNVT -для обеспечения взаимодействия между изделиями различных производителей организацией LonMark определяется и корректируется список стандартных сетевых переменных.

Подсеть - логические группы сети. Каждому узлу может быть присвоен адрес его домена, подсети и номер узла. На одном канале может быть больше одной подсети, но одна подсеть не может существовать более чем на одном канале.

Группа TAC -все контроллеры TAC Xenta 301/302/401/901 должны принадлежать группе TAC для того, чтобы TAC Vista могла связаться с ними. Однако TAC Vista не принадлежит группе TAC. Группа создается групповой связью на tag_0 в инструменте LonMaker.

TACNV -особыесетевые переменные TAC.

Терминатор - часть оборудования, которая удаляет волновые отражения от конца кабеля. Используются различные терминаторы. Они могут быть установлены в любой части сети со свободной топологией. В сети с шинной топологией они должны устанавливаться на обоих концах.

Группа TAC Xenta - логическая группа, использующая для формирования простую иерархию устройств TAC Xenta, например, когда система диспетчеризации, подобная TAC Vista, связана с сетью TAC Xenta. Мастер группы TAC Xenta принадлежит группе TAC Xenta. Группы TAC Xenta также используются в TAC XentaOP. Группа создается групповой связью на tag-1 в инструменте интегрирования LonMaker. Обратите внимание! Избегайте создавать группы с промежуточными роутерами. Если группа существует с обеих сторон роутера, увеличится нагрузка сети.

Мастер группы TAC Xenta - является TAC Xenta 301/302/401/901 (в группе TAC Xenta), который контролирует состояние on-line и off-line группы TAC и ее членов. В NCT контроллер назначается мастером группы для обмена информацией с TAC Vista. Мастер группы отправляет on-line и offline информацию в систему диспетчеризации.

XIF-файл - внешний файл интерфейса - файл, который кратко описывает, какие SNVT устройство может обрабатывать.

XFB-файл/XFO-файл - когда XIF-файл импортируется в инструмент интегрирования LonMaker, он преобразуется в два файла: XFB-файл и XFO-файл.__

Распределенные системы строятся по совершенно иному принципу. Они не используют опроса датчиков. В них нет центрального контроллера. Каждый датчик самостоятельно следит за состоянием среды и в случае ее изменения передает сигнал в сеть.Решение о том, передавать сигнал или нет, принимает датчик. Исполнительное устройство должно только подтвердить прием информации и самостоятельно принять решение о своих действиях.

Сеть LonWorks являются событийно-ориентированными, то есть действуют на основе данных или событий, в отличие от командных систем. Исполнительное устройство принимает значения величин (например, 50 об/мин), а не команды (установить скорость вращения в прямом направлении равной 50). Датчики сообщают о значениях величин. Пульты управления выводят не команды, а данные, которые предназначены для исполнительных устройств. Таким образом, в коммуникационную среду передаются сигналы об изменении состояния всех датчиков. В сети образуется виртуальная модель среды, которая точно отражает ее состояние на текущий момент времени. Исполнительные устройства принимают те данные, которые касаются их функционирования, и на основе этого совершают действия. Как мы видим, вся сеть состоит из нескольких базовых элементов.

Первый и важнейший элемент сети – это коммуникационная среда. В качестве такой коммуникационной среды может служить радиоэфир, в котором распространяются радиоволны. В качестве среды может выступать и проводник типа «витая пара», где информация кодируется электрическими импульсами. Для сетей LonWorks разработаны приемопередатчики под множество видов передающей среды.

Второй важнейший элемент сети – это узел сети, или устройство. В качестве узла может выступать любое устройство, имеющее соответствующий интерфейс и снабженное собственным «интеллектом». Узел самостоятельно принимает решение об отправке информационного пакета в сетевую среду и на основе принятых пакетов сам принимает решение о дальнейших действиях.

И, наконец, третий важнейший элемент сети – это сетевой инструментарий. Сетевой инструментарий служит для управления сетью и программирования сети. Это комплекс программ и аппаратных средств, позволяющий человеку вмешаться в алгоритм работы сети и перенастроить ее.

Все эти элементы существенны, без них невозможно получить готовое техническое решение. Более того, существование сети без одного из элементов невозможно. Если обобщить уже перечисленные свойства сети LonWorks, мы получим следующую картину:

• LonWorks – это истинно открытая система, которая объединяет в единую сеть устройства самых разных производителей.

• Сеть LonWorks состоит из узлов, которые обмениваются информацией через коммуникационную среду. Каждый узел обладает собственным интеллектом. Он выдает информацию в сеть только при изменении состояния физической среды.

• Исполнительные устройства на основе всех переданных данных о состоянии среды самостоятельно принимают решение о совершении того или

иного действия.

Интеллект в каждом устройстве

Устройства, входящие в состав сети LonWorks, можно считать объектами, которые реагируют на различные входные сигналы и формируют необходимые выходные сигналы. «Интеллект» каждого устройства заключается в способности его реагировать на изменения физической среды и на приход информационных пакетов в соответствии с заложенной программой.

Связывание входов и выходов у сетевых объектов позволяет добиваться, чтобы сеть функционировала нужным образом. Для того чтобы подобная структура работала, каждое устройство содержит в себе два основных элемента – приемопередающий контур и специальную микросхему Neuron Chip®. Это и есть те базовые элементы, которые составляют основу технологии LonWorks. Узел сети может образовываться из любого стандартного устройства в том случае, если управление им берет на себя Neuron Chip.

Иногда, достаточно часто, но не в обязательном порядке, устройство дополнительно снабжается схемой питания и внешней флеш-памятью.

Это расширяет возможности устройства. Все устройства, как правило, собираются на единую плату, которая иногда называется коплером. Стандартный размер коплера не более половины спичечного коробка, что позволяет встроить его практически в любое устройство. В некоторых случаях применяются так называемые «интеллектуальные трансиверы», когда Neuron Chip и приемо-передающий контур объединяются в одну микросборку. Обычно сборки так же включают локальный источник питания, а некоторые

приемопередатчики допускают использование одних и тех же проводов для передачи данных по сети и для питания. На рисунке приведены внешний вид Neuron Chip и интеллектуального трансивера для витой пары.

Микросхема Neuron Chip имеет 11 специальных контактов ввода-вывода, которые можно программно сконфигурировать как отдельные цифровые входы-выходы, как аналоговые входы-выходы, как таймеры, как последовательные интерфейсы или все ножки объединить в один параллельный интерфейс. В простейшем случае достаточно прямо на выходные контакты Neuron Chip установить маломощные реле, и мы получим готовое устройство управления освещением. Или, наоборот, соединив коплер с мощным процессором по параллельному интерфейсу, мы сможем управлять крупной системой.

Кристалл Neuron Chip имеет собственную энергонезависимую память, в которой можно хранить стек протокола и пользовательскую программу. Кристалл содержит в себе три независимых процессора, каждый из которых выполняет особую функцию – поддержки протокола, организации обмена и выполнения прикладного приложения.

Первые два процессора имеют фиксированную прошивку, а третий процессор и отведенная ему область памяти предоставлены целиком в распоряжение прикладного программиста.

Системному интегратору никаких программ писать не нужно. Программированием

третьего процессора занимается тоже не инсталлятор сети, а производитель устройств, тот, кто вставляет Neuron Chip в устройство. Интегратор же получает готовое устройство с готовым интерфейсом, поведение которого программирует иным способом.

Несмотря на солидную внутреннюю архитектуру, Neuron Chip – вовсе не дорогое устройство, его действительно можно, нужно и выгодно встраивать в обычные бытовые приборы. Многие несложные системы оснащены им. Целый ряд фирм выпускает даже настенные выключатели с Lon-интерфейсом.

Для того, чтобы возможно было идентифицировать устройство в сети, необходимо иметь уникальный адрес. Этот адрес прошит в каждом Nueron Chip и называется Neuron ID. Данный идентификатор длиной 48 бит уникален для каждого экземпляра микросхемы и гарантированно не повторяется. Используя его, можно адресовать каждое устройство. Neuron Chip сделан таким образом, что при замыкании одной из ножек на «землю» он выдает в сеть свой идентификатор. Производители устройств обычно выводят на переднюю панель микрокнопку, при нажатии на которую кристалл сообщает сети свой адрес. Таким образом достигается однозначность соответствия устройств и информационных пакетов.

Разделение данных

Каждое устройство в сети LonWorks обладает собственным «интеллектом», то есть способно в зависимости от поступающих данных и состояния среды исполнять программу. Все интеллектуальные датчики, передавая информацию в сетевую среду, образуют в ней виртуальную модель среды физической. Для того, чтобы все устройства могли выбрать ту информацию, которая касается именно их, данные необходимо разделить. Это цели служат сетевые переменные. Сетевая переменная представляет собой любой элемент данных, который прикладная программа устройства ожидает получить от других устройств (вход), или же предполагает сделать доступной (выход) для других устройств сети.

В кристалле Neuron Chip содержится определенная пользовательская программа. Соответственно, как и у любой программы, у нее имеются входные и выходные переменные. Программа датчика температуры имеет, например, лишь одну выходную переменную – текущую температуру. Простое исполнительное устройство, например заслонка, может иметь только одну входную сетевую переменную – угол поворота. Есть устройства, поведение которых описывают десятки входных и выходных сетевых переменных.

На рисунке показано, как датчик температуры выдает сетевую переменную «температура». Комнатная панель управления передает в сеть температуру, которая желательна хозяину помещения. Система отопления, получая обе эти сетевые переменные, сравнивает их между собой и корректирует режим котла. При изучении подобной схемы всегда следует помнить, что это всего лишь виртуальное соединение, которое отражает логику адресации пакетов. Физическое соединение в виде проводов имеет совершенно иную конфигурацию. Эта схема отражает одно – программа датчика температуры передает свою выходную переменную на вход программы управления бойлером.

Итак, коммуникационный обмен данными между устройствами в сети происходит с использованием сетевых переменных (NV), которые определяются для каждого устройства. Сетевые переменные определяют информацию, которая может разделяться двумя или более устройствами. Одни устройства передают сведения в виде сетевых переменных (выходные сетевые переменные) (NVO), а другие устройства принимают эти сведения и действуют сообразно с принятой информацией (входные сетевые переменные) (NVI).

Каждая сетевая переменная, как и переменная в программировании, имеет свой тип. Есть тип температуры, влажности, давления, освещенности и еще сотни других типов. Существуют так называемые стандартные типы сетевых переменных – это типы, сертифицированные LonMark и употребляемые всеми изготовителями устройств. Стандартное описание типа определяет точку нулевого отсчета, шаг изменения величины, максимально и минимальное значение.

Стандартные типы позволяют осуществлять обычный процесс типизации более простым и легким образом. В настоящее время в распоряжении имеются свыше 200 различных стандартных типов сетевых переменных. Стандартные типы сетевых переменных поставляются в пакетах, которые иногда называются ресурсными файлами, что позволяет легко их использовать инструментарием для управления сетью.

Пользовательские типы сетевых переменных определяются в соответствии состандартом LonMark производителем оборудования. Они не включаются в ресурсные файлы LonMark, а должны получаться непосредственно от изготовителя. О том, что один из разработчиков создал новый тип сетевой переменной, другие разработчики не информированы, следовательно не могут использовать его в своих разработках. Если же разработчик зарегистрирует свой тип переменной в LonMark, эта организация включит его в стандарт и разошлет всем остальным членам организации. В этом случае пользовательский тип станет стандартным.

S tandard N etwork V ariable T ype (С тандартные Т ипы С етевых П еременных) (SNVT)

• Обеспечивают хорошо определяемые структуры данных, которые облегчают процесс коммуникационного обмена между устройствами, изготавливаемыми различными производителями. Так, например, выход от переключателя лампочки, изготавливаемого одним производителем, полностью согласуется со входом, контролирующим лампочку, от другого изготовителя.

• Стандартные типы сетевых переменных разрабатываются организацией LonMark®, а затем публикуются в форме файлов.

• User-defined Network Variable Types (Пользовательские типы сетевых переменных или UNVT) могут разрабатываться любым производителем, если в этом возникает необходимость.

Сетевые переменные, используемые в устройствах, объединяются в функциональные блоки. Функциональные блоки – это завершенные программы, которые исполняют определенную функцию и имеют входные и выходные сетевые переменные.

Кроме сетевых переменных, работу устройства определяют конфигурационные свойства. Конфигурационные свойства – это внутренние переменные, которые влияют на алгоритм работы программы. Например, если мы установим конфигурационное свойство SCPT_invert в значение «1», то устройство будет инвертировать входную сетевую переменную. Установив конфигурационное свойство SCPT_delay в значение 10 сек., мы получим задержку срабатывания в 10 секунд. Некоторые конфигурационные свойства могут в значительной степени изменять работу устройства.

Данные передаются с устройства на устройство в виде пакетов, каждый из которых несет в себе информацию о значении сетевой переменной. Как только внешняя среда изменяется, устройство инициализирует процесс передачи. Информация кодируется в виде сетевой переменной, и затем формируется пакет информации в соответствии со структурой данной переменной. Пакет принимается тем устройством, которое связано путем адресации с передающим, и там этот пакет расшифровывается. В соответствии с полученными данными выполняется программа и осуществляется действие.

Как мы видим, весь процесс программирования сети сводится к двум операциям. Первая операция – это связывание сетевых переменных, то есть назначение маршрута их пересылки. Она обеспечивает соответствие точек контроля и регулирования. Вторая операция – определение конфигурационных свойств. За счет этой операции алгоритм работы настраивается на нужные параметры.

Дата добавления: 2014-12-25