Введение

Сеть автоматизации зданий LonWorks или Local Operating Network — это открытый стандарт (ISO/IEC 14908) для сетевых платформ, разработанных специально для задач управления. Платформа основана на протоколе, созданном компанией Echelon Corporation для объединения устройств в сети по различным каналам связи, таким как витая пара, линии электропередач, оптоволокно и беспроводные соединения. Она применяется для автоматизации различных функций в зданиях, например, освещения и систем отопления, вентиляции и кондиционирования; см. автоматизация зданий.

Происхождение и распространение

Технология берет свое начало в разработке чипов, линий электропередач, скрученных пар, технологии передачи сигналов, маршрутизаторов, программного обеспечения для управления сетью и других продуктов Echelon Corporation. В 1999 году протокол связи (тогда известный как LonTalk) был представлен в ANSI и принят в качестве стандарта для сетей управления (ANSI/CEA 709.1 B). Технология передачи сигналов по электропроводным линиям и скрученным парам, разработанная Echelon, также была представлена в ANSI для стандартизации и утверждения. С тех пор ANSI/CEA 709.1 был принят в качестве основы для IEEE 1473 L (в системах управления поездами), электропневматических тормозных систем AAR для грузовых поездов, IFSF (системы контроля европейских автозаправочных станций), SEMI (производство полупроводникового оборудования), а в 2005 году – как EN 14908 (европейский стандарт автоматизации зданий). Протокол также является одним из нескольких канальных и физических уровней стандарта BACnet ASHRAE/ANSI для автоматизации зданий. Китай ратифицировал технологию в качестве национального стандарта управления GB/Z 20177.1-2006 и в качестве стандарта для зданий и интеллектуальных сообществ GB/T 20299.4-2006; а в 2007 году CECED, Европейский комитет производителей бытовой техники, принял протокол в рамках своих стандартов контроля и мониторинга бытовой техники – спецификации взаимодействия приложений (AIS). В 2008 году ISO и IEC присвоили протоколу связи, технологии передачи сигналов по скрученным парам, технологии передачи сигналов по электропроводным линиям и стандарту совместимости с Интернет-протоколом (IP) номера ISO/IEC 14908-1, -2, -3 и -4.

Использование

К 2010 году было установлено около 90 миллионов устройств с технологией LonWorks. Производители в различных отраслях, включая строительство, системы для умного дома, уличное освещение, транспорт, коммунальное хозяйство и промышленную автоматизацию, внедрили эту платформу в качестве основы для своих продуктов и услуг. Статистические данные о количестве объектов, использующих технологию LonWorks, ограничены, однако продукты и приложения, разработанные на ее базе, охватывают широкий спектр функций, таких как встроенное управление оборудованием, муниципальное и освещение автомагистралей, туннелей и улиц, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, интеллектуальные системы учета электроэнергии, управление поездами метрополитена, освещение зданий и стадионов, управление акустическими системами, системы безопасности, обнаружение и тушение пожаров, мониторинг местоположения и сигнализация для новорожденных, а также дистанционное управление нагрузкой электростанций.

Технические детали

Две технологии сигнализации физического уровня – "витая пара" со свободной топологией и передача по линиям электропередач – обычно включены в каждый из стандартов, разработанных на основе технологии LonWorks. Двухпроводный уровень работает на скорости 78 кбит/с с использованием дифференциального манчестерского кодирования, в то время как передача по линиям электропередач обеспечивает скорость 5,4 или 3,6 кбит/с, в зависимости от частоты. Кроме того, платформа LonWorks использует сопутствующий стандарт IP-туннелирования – ISO/IEC 14908-4 (ANSI/CEA 852), который используется рядом производителей для подключения устройств в ранее развернутых и новых сетях на базе платформы LonWorks к IP-совместимым приложениям или инструментам удаленного управления сетью. Многие приложения управления на платформе LonWorks реализуются с той или иной степенью IP-интеграции, либо на уровне пользовательского интерфейса/приложения, либо в инфраструктуре управления. Это достигается с помощью веб-сервисов или продуктов IP-маршрутизации, доступных на рынке. Корпорация Echelon разработала интегральную схему (ИС), состоящую из нескольких 8-битных процессоров – чип Neuron, который изначально был единственным способом реализации узла протокола LonTalk и используется в большинстве аппаратных средств на платформе LonWorks. С 1999 года протокол стал доступен для процессоров общего назначения: был создан порт стандарта ANSI/CEA 709.1 для IP-чипов или 32-битных процессоров.

SNVTs (стандартные типы переменных сетей)

Одним из ключевых факторов, обеспечивающих взаимодействие системы, является стандартизация переменных, используемых для описания физических объектов в LonWorks. Этот список стандартов поддерживается LonMark International, и каждый стандартный параметр известен как Стандартный сетевой тип переменной (SNVT, произносится "снивит"). Например, термостат может передавать данные о температуре, используя SNVT temp, который определяется как 2-байтовое целое число в диапазоне от нуля до 65535, представляющее температуру от 274,0 до 6279,5 градусов Цельсия с точностью 0,1 °C.