LONWORKS

Como o neurônio se conecta a uma rede?

Cada Neuron possui uma interface de transceptor de 5 pinos que é configurável e os parâmetros são armazenados na imagem de Comunicações. Existem três configurações diferentes para a porta de comunicação.

1. Codificação Manchester de terminação única – Normalmente usado para interface com transceptores, como RS-485 ou Free Topology.
2. Codificação Manchester diferencial – Fornece uma interface independente de polaridade de 2 fios normalmente encontrada em transceptores com fio de par trançado padrão. Esta é a configuração padrão para o Neuron se nada mais for selecionado.
3. Modo de finalidade especial – fornece uma porta bidirecional para um transceptor inteligente. A Echelon usa essa interface com seus transceptores de linha de energia.

Deve-se notar que o chip Neuron possui um transceptor completo integrado e é capaz de se comunicar por par trançado sem nenhum outro componente adicional além de alguns resistores. Isso não é recomendado, pois os fios de comunicação são conectados diretamente ao silício e não possuem isolamento, mas em alguns casos limitados, pode ser apropriado criar uma pequena rede sem transceptor externo.

Outra observação é a introdução pela Echelon de um chip transceptor combinado de Neuron e Topologia Livre. À medida que a tecnologia avança, você pode esperar ver mais integração, fornecendo aos designers mais opções de implementação.

Quanta E/S o Neurônio Suporta?

Os neurônios de hoje têm 11 pinos de E/S para fazer interface com o mundo exterior. Não há nada de mágico nesse número. Os futuros neurônios podem conter um ou 100 pinos de E/S, dependendo dos fornecedores de silício e da demanda do mercado. Um processador high-end com o protocolo LonTalk pode ter qualquer configuração de I/O desejada pelo projetista.

Juntamente com o hardware de E/S, os Neurons contêm o firmware da biblioteca de E/S. Com a combinação de firmware e hardware, a E/S pode ser configurada para fornecer mais de 34 modelos de E/S diferentes. Por exemplo, em vez de um desenvolvedor ter que escrever código para implementar E/S PWM, no código do aplicativo para o Neuron, você simplesmente declara um de seus pinos de E/S como uma saída PWM. Isso torna o desenvolvimento de interfaces de E/S muito mais fácil para o desenvolvedor.

O que é o ID do neurônio?

Cada chip de neurônio tem um ID de neurônio exclusivo de 48 bits. Isso é análogo ao MAC ID na Ethernet. A Echelon gerencia esses números para garantir exclusividade. As comunicações são iniciadas usando o Neuron ID e, em seguida, as atribuições de endereço lógico são feitas para o aplicativo.

O que é LonTalk?

O protocolo LonTalk é a tecnologia principal que fornece um protocolo implementado, depurado, mantido e comprovado. Ele implementa a funcionalidade completa do padrão de protocolo OSI de 7 camadas. Isso fornece uma grande flexibilidade e capacidade de expansão. Pequenas redes não são obrigadas a usar todos os serviços, mas à medida que a rede cresce, os recursos estão disponíveis para expansão sem a necessidade de atualização de software ou firmware.

Não há nada no protocolo LonTalk que limite a velocidade de comunicação. Quando os primeiros Neurons foram lançados, eles suportavam velocidades de comunicação de até 1,25 Mbps. O protocolo suporta uma variedade de velocidades até o máximo. Isso é importante para oferecer suporte a uma variedade de mídias. Nem todas as mídias suportam 1,25 Mbps. O Powerline, por exemplo, não pode lidar com velocidades mais altas, então o Neuron também deve ser capaz de lidar com velocidades mais baixas.

Qual é o protocolo para acessar a rede LonWorks?

Em qualquer rede, deve haver um mecanismo de acesso ao barramento para que seu dispositivo possa enviar uma mensagem. A Echelon não queria reinventar a roda, mas também precisava de um método de acesso que pudesse ser bem dimensionado. Muitos dos aplicativos visados ​​pelo Echelon envolveriam redes de milhares ou dezenas de milhares de dispositivos. Um método de acesso que escala é o algoritmo Carrier Sense Multiple Access (CSMA), que você deve saber que é o método de acesso usado na Ethernet. O problema com CSMA e Ethernet é que eles não são um bom sistema de controle.

A maneira como o CSMA funciona é que, quando dois ou mais dispositivos desejam se comunicar no barramento, eles escutam a rede e esperam que a linha fique silenciosa. Quando a linha fica silenciosa, os dispositivos que tentam se comunicar imediatamente começam a transmitir suas mensagens. Se houver dois ou mais tentando ao mesmo tempo, ocorre uma colisão. No mundo Ethernet, os dispositivos detectam essa colisão e interrompem imediatamente a transmissão e recuam. Cada dispositivo espera um período de tempo aleatório e tenta novamente. Esperançosamente, cada dispositivo esperou um período de tempo diferente e, em seguida, a colisão foi resolvida. O problema é que existe um número fixo de slots de randomização. Isso significa que, à medida que o número de dispositivos tentando se comunicar aumenta, a probabilidade de dois ou mais dispositivos escolherem o mesmo slot de randomização também aumenta.

Observando a curva de desempenho de uma rede Ethernet típica, você verá uma curva de taco de hóquei. O número de colisões aumenta drasticamente à medida que o tráfego aumenta até que a rede tenha 100% de colisões. Isso ocorre em aproximadamente 40% da utilização da largura de banda, basicamente desligando a rede. No mundo Ethernet do escritório, ter a rede desligada momentaneamente não é grande coisa. E daí se a impressão demorar alguns segundos a mais para ser impressa? Mas e se as colisões causassem o desligamento da rede quando uma mensagem de freio em um sistema ferroviário fosse enviada? Isso pode ser catastrófico!

Felizmente, tem havido muita pesquisa sobre os protocolos CSMA desde a invenção da Ethernet. Você não vê a maioria dessas mudanças por causa de problemas legados: você não pode simplesmente voltar e mudar os sistemas Ethernet de todos. A Echelon contou com a pesquisa e aplicou algumas técnicas inovadoras próprias para criar uma versão do CSMA mais adequada para aplicações de controle. Essa versão era CSMA p-Persistente com Prevenção de Colisão e Detecção de Colisão opcional.

Enquanto a Ethernet tem um número fixo de slots de randomização, o protocolo LonTalk utiliza informações no protocolo e cabeçalhos de mensagem para prever o tráfego de mensagens e aumentar ou diminuir dinamicamente o número de slots de randomização. Portanto, à medida que o tráfego aumenta, o número de slots aumenta. À medida que o tráfego diminui, o número de slots diminui. O resultado líquido é que, quando o tráfego aumenta, a probabilidade de dois ou mais dispositivos escolherem o mesmo slot de randomização permanece baixa. Olhando para a curva de desempenho, o protocolo LonTalk fornece uma resposta linear ao tráfego oferecido. Ao contrário da curva de taco de hóquei da Ethernet, que tem 100% de colisões com 40% de utilização de largura de banda, o protocolo LonTalk estatisticamente tem menos de 4% de taxa de colisão, mesmo com 100% de utilização de largura de banda.

Embora esse desempenho seja notável, ainda há 4% de chance de uma mensagem de freio do trem não chegar. Para resolver este problema, o protocolo LonTalk permite slots de mensagens prioritárias. Você pode definir slots nos quais nenhum outro dispositivo pode usar para randomizar. Esses slots prioritários podem ser reservados para as mensagens-chave (mensagem do freio do trem) que devem ter acesso, não importa o quão ocupada a rede esteja.

No geral, o protocolo LonTalk é um dos protocolos mais robustos disponíveis. Não vai resolver os problemas de todos e certamente não é apropriado para todas as aplicações. Mas pode atender a uma ampla gama de necessidades dentro da indústria de controle.

Como o LonWorks endereça os dispositivos na rede?

Há uma variedade de mecanismos de endereçamento dentro do protocolo LonTalk. Um método é usar o ID do neurônio de 48 bits e endereçar o nó diretamente. Embora você possa se comunicar dessa maneira, não é aconselhável no dia-a-dia porque o endereço físico do Neuron ID é exclusivo para cada chip Neuron.

Vamos supor que temos uma pequena rede de dispositivos e usamos o Neuron ID como endereço. Se um dispositivo quebrar e for substituído, o ID do neurônio desse dispositivo será alterado com o novo neurônio. Para que os outros dispositivos o reconheçam, você teria que mudar a programação de todos os outros nós da rede. Este dificilmente é um método eficiente para gerenciar uma rede dinâmica. Mais apropriadamente, você gostaria de dar ao Neuron um endereço lógico. Dessa forma, se um dispositivo quebrar, você simplesmente fornecerá ao dispositivo substituto o mesmo endereço lógico do antigo.

Mas como você dá um endereço lógico a um dispositivo se não pode endereçá-lo? O Neuron ID é normalmente usado como um mecanismo de bootstrap. Ele fornece os meios para endereçar um dispositivo para que você possa atribuir a ele um endereço lógico. Dentro do Neuron, esse endereço lógico é composto de três partes: o ID do domínio, o ID da sub-rede e o ID do nó.

O Domain ID é o endereço da rede lógica geral. Você precisa de um ID de domínio? Talvez sim, talvez não, depende das suas necessidades de rede. O Domain ID é programável em comprimento de zero bytes a seis bytes. Normalmente, um ID de domínio é usado se você tiver o potencial de compartilhar a mídia com outras redes. Por exemplo, se eu estiver usando comunicações de linha de energia para automação residencial, é provável que minhas mensagens possam ser vistas nas linhas de energia do meu vizinho, especialmente se o vizinho estiver no mesmo transformador. Para evitar que minhas mensagens de controle interfiram nos dispositivos do meu vizinho, eu atribuiria diferentes IDs de domínio. Se você tiver uma rede pequena e fechada que nunca compartilhará a mídia com outra rede, poderá definir o comprimento do domínio como zero e economizar alguma sobrecarga de comunicação.

Cada neurônio pode receber dois endereços lógicos. Com isso, um Neurônio pode pertencer a duas redes lógicas diferentes. Um exemplo de uso disso seria atribuir um medidor na casa a um domínio de utilidade e a um domínio doméstico. Ou os dispositivos em um edifício podem ser atribuídos a um domínio de supervisor de edifício e a um domínio de andar.

O endereçamento em três partes oferece flexibilidade nos esquemas de endereçamento. Você pode endereçar todos os dispositivos na rede usando o ID de domínio. Você pode se comunicar com um dispositivo específico usando sua ID de sub-rede/nó ou pode se comunicar com uma coleção de dispositivos em uma sub-rede usando a ID de sub-rede.

Depois de fornecer IDs de domínio, sub-rede e nó aos dispositivos, posso atribuir IDs de grupo. Um grupo é uma coleção de dispositivos que podem ser endereçados como uma unidade. Isso é sutilmente diferente de usar o endereçamento de sub-rede. Uma coleção de dispositivos em uma sub-rede não pode abranger um roteador. Em outras palavras, os dispositivos dentro de uma sub-rede devem estar no mesmo canal físico. Os membros de um grupo podem estar em qualquer lugar dentro do domínio lógico e não estão restritos a residir no mesmo canal físico. Cada Neurônio pode pertencer a até 15 grupos diferentes. Isso permite diferentes funcionalidades do dispositivo com base no mecanismo de endereçamento. Por exemplo, uma luz pode pertencer ao grupo Sala de Conferências e ao grupo Iluminação de Segurança e ao grupo Iluminação de Emergência. O comportamento da luz dependerá de qual endereço de grupo é usado. Mais um mecanismo de endereçamento é a Mensagem Explícita.

Como você pode ver, há uma enorme flexibilidade nos mecanismos de endereçamento. Onde e como cada um é usado está além do escopo desta introdução, mas basta dizer que há pontos fortes e fracos em cada um. É importante entender sua arquitetura de rede para que você possa escolher o mecanismo de endereçamento mais apropriado para sua aplicação.

O que são variáveis ​​de rede?

Um dos principais objetivos do protocolo LonTalk é dar aos desenvolvedores, da mesma empresa ou de empresas diferentes, a capacidade de projetar produtos que possam interagir uns com os outros. O protocolo LonTalk fornece uma estrutura de aplicativos comum que garante a interoperabilidade usando conceitos poderosos chamados variáveis ​​de rede e tipos de variáveis ​​de rede padrão (SNVTs). Modelos de dispositivos funcionais foram desenvolvidos pela LonMark International para garantir compatibilidade plug-and-play.

A comunicação entre nós em uma rede ocorre usando as variáveis ​​de rede que são definidas em cada nó. O desenvolvedor do produto define as variáveis ​​de rede quando o programa aplicativo é criado como parte da camada de aplicativo do protocolo. As variáveis ​​de rede são compartilhadas por vários nós. Alguns nós podem enviar uma variável de rede enquanto outros podem receber. Ao permitir apenas links entre entradas e saídas do mesmo tipo, as variáveis ​​de rede impõem uma abordagem orientada a objetos para o desenvolvimento do produto. Isso simplifica muito o processo de desenvolvimento e gerenciamento de sistemas distribuídos.

Sempre que um programa de nó grava um novo valor em uma de suas variáveis ​​de saída, o novo valor é propagado pela rede para todos os nós com variáveis ​​de rede de entrada conectadas a essa variável de rede de saída. Esta ação é tratada pelo protocolo dentro do chip Neuron.

O que são SNVTs?

O uso de SNVTs (pronuncia-se SNIV-ets) contribui para a interoperabilidade de produtos LonWorks de diferentes fabricantes. O Echelon mantém uma lista crescente de mais de 100 SNVTs para quase todos os tipos de medição física, incluindo o tipo de variável, como número inteiro ou ponto flutuante. Por exemplo, um SNVT para nível contínuo é definido como SNVT_lev_contin.

Se todos os fabricantes usarem esse tipo de variável em sua aplicação quando uma variável de rede para nível contínuo for definida, qualquer dispositivo que esteja lendo um nível contínuo pode se comunicar com outros dispositivos na rede que podem estar usando a variável como uma saída de sensor para iniciar um atuador. Desde que uma variável de entrada de rede e uma variável de saída de rede sejam definidas com o mesmo SNVT quando o desenvolvedor cria os aplicativos, elas podem ser conectadas juntas na rede por meio de um processo chamado vinculação.

Ao instalar um nó, você especifica quais variáveis ​​de rede devem ser conectadas entre os nós. Isso é feito facilmente destacando a variável de rede de saída em um nó e a variável de rede de entrada no nó ou nós a serem conectados. Somente variáveis ​​de rede do mesmo tipo SNVT podem ser vinculadas. Em outras palavras, um tipo de temperatura não pode ser vinculado a um tipo de pressão.

Os seguintes são exemplos de SNVTs. Uma lista completa de SNVTs está disponível na Echelon.

Tabela 1 – Exemplos de SNVT

Quais tipos de mensagem estão disponíveis?

Depois que os endereços forem atribuídos, você poderá enviar e receber mensagens ou variáveis ​​de rede. O protocolo LonTalk fornece várias opções para a entrega de suas mensagens.

Uma opção é enviar sua mensagem Un-Acknowledged (UnAcked). Isso também é conhecido como protocolo “enviar e rezar”. Usando o serviço UnAcked, a mensagem é enviada na rede conforme necessário, sem retorno de confirmação de recebimento. Esse pode ser um método apropriado para mensagens recorrentes e de baixa importância. Um exemplo seria um dispositivo que informa a temperatura externa a cada cinco minutos. Se eu perder uma mensagem, provavelmente a receberei alguns minutos depois.

Uma segunda opção de mensagem é Un-Acknowledged Repeat (UnAckedR). Semelhante ao UnAcked, este serviço envia a mesma mensagem um número fixo de vezes. O número de repetições é programável. Esse mecanismo é útil quando você deseja aumentar a probabilidade de um grupo de dispositivos receber uma mensagem sem lidar com o feedback de todos os dispositivos.

Se houver um edifício habilitado para LonWorks e for detectado um incêndio, as primeiras prioridades do sistema de controle são soar o alarme, ligar os aspersores e iniciar os outros controles relacionados a incêndio. Como tarefa secundária, o sistema deve acender todas as luzes do prédio, mas não há necessidade de obter feedback de todas as luzes. Isso criaria um enorme tráfego na rede e afetaria o desempenho das mensagens de alta importância. O serviço repetido aumenta a probabilidade de cada luz receber a mensagem sem sobrecarregar a rede.

O terceiro serviço de entrega de mensagens é o Serviço Reconhecido padrão com Novas Tentativas Automáticas (Acked). Quando uma mensagem sai como serviço Acked, o dispositivo receptor envia uma confirmação (Ack) de volta para indicar que a mensagem foi recebida corretamente. As mensagens confirmadas podem ser enviadas para dispositivos individuais ou para grupos e o protocolo rastreia as confirmações dos membros do grupo. As confirmações são verdadeiras confirmações de ponta a ponta. Os Acks vêm dos nós receptores e não dos roteadores. Se um ACK não for recebido em um determinado período de tempo, o protocolo automaticamente reenvia a mensagem. O padrão é três tentativas, mas isso é programável. Se após as novas tentativas, um Ack não for recebido, então um sinalizador é definido indicando falha na entrega da mensagem. Seu aplicativo pode então decidir como reagir a essa falha.

Um quarto serviço de entrega de mensagens é o Request/Response. Esta é uma mensagem de aplicativo para aplicativo com a resposta retornando dados com ela. Este método é usado na pesquisa de dados de um dispositivo.

Um ponto interessante desses serviços de mensagem é que eles não são codificados como parte de seu aplicativo, mas armazenados separadamente na imagem de rede. Isso significa que, no momento da instalação, você pode determinar qual método de entrega é mais adequado. Algum tempo depois, você pode voltar e alterar o método de entrega sem alterar o código do aplicativo.

E quanto à segurança da LonWorks?

O protocolo LonTalk não implementa a criptografia de dados, mas implementa a autenticação do remetente. Embora matematicamente semelhantes, eles fornecem proteção diferente. A criptografia de dados é comumente usada para ocultar dados. O saldo da sua conta corrente é um exemplo de dados criptografados. A autenticação do remetente é usada para verificar se o remetente de uma mensagem é um remetente autorizado. Vamos examinar o medidor de utilidade doméstica como exemplo. A concessionária gostaria de poder atualizar as taxas de preços da concessionária no medidor enviando uma mensagem para o medidor com as novas tabelas de preços. O medidor recebe os novos dados, mas como ele realmente sabe que os novos agendamentos vieram de uma fonte autorizada (neste caso, a concessionária)? O utilitário não deseja ocultar os dados, porque outros dispositivos dentro da casa podem usar as tabelas de preços para administrar a casa com mais eficiência. Mas eles não querem que qualquer um possa alterar as taxas de preços, então eles usam a Autenticação do Remetente.

A maneira como funciona é que o utilitário coloca uma chave exclusiva de 48 bits no medidor: uma chave de autenticação. Isso não é o mesmo que o ID do neurônio de 48 bits. A chave de autenticação não pode ser lida do Neuron e não pode ser alterada sem já ter a chave. Assim que a chave estiver no lugar e o utilitário enviar a mensagem de atualização de preços, o medidor agora verá uma mensagem Autenticada. O medidor responde à mensagem Authenticated enviando de volta um desafio com um número aleatório de 64 bits. O dispositivo de envio recebe o número aleatório e executa uma transformação de autenticação nele e retorna a transformação de volta ao medidor. O medidor executa a mesma transformação e, se corresponder à resposta do utilitário, a mensagem de atualização de preço será processada.

Em nenhum momento a chave de autenticação é transmitida nesta troca. Um espião na rede veria a tabela de preços, seguida por um número aleatório de 64 bits, seguido por uma transformação. Matematicamente, dado o número aleatório e a transformada, é virtualmente impossível determinar a chave.

Embora esse mecanismo de autenticação seja muito seguro, ele deve ser usado com cautela, pois dobra a quantidade de tráfego para cada mensagem autenticada.

Como as mensagens LonWorks são roteadas?

O protocolo LonTalk inclui mecanismos para roteamento de mensagens. Os roteadores são usados ​​por vários motivos, o primeiro é físico. Qualquer meio em que você se comunica tem limitações físicas. Se for mídia com fio, pode haver limitações de distância, número de cargas ou inversores. Em mídia sem fio, terá limitações de distância e interferência. Os roteadores são úteis para estender a rede além dessas limitações, fazendo a rede ir mais longe ou adicionando dispositivos adicionais à rede.

Outra razão para usar roteadores é cruzar para um meio diferente rodando em diferentes velocidades de comunicação. Pode ser apropriado construir uma rede que tenha um segmento com fio, um segmento de linha de energia e um segmento sem fio. Os roteadores conectarão perfeitamente esses vários meios e mensagens de buffer para permitir diferentes velocidades.

Uma terceira razão para usar roteadores é a segmentação de tráfego. Um roteador é um dispositivo inteligente que só passa mensagens de um lado para o outro se o destino da mensagem estiver do outro lado do roteador. Esse fato é útil ao arquitetar seu sistema. Se você tiver um grupo de dispositivos que se comunicam entre si regularmente, poderá colocá-los em um canal e separá-los do restante da rede por meio de um roteador. As mensagens entre os dispositivos nesse canal permanecerão nesse canal e não afetarão o desempenho do restante do sistema. Mas qualquer mensagem com um destino do outro lado do roteador será entregue sem problemas. Colocar um pouco de premeditação em sua segmentação de rede permite a utilização máxima da largura de banda.

Quais são os tipos de mensagem LonWorks?

Existem dois tipos básicos de mensagens no protocolo LonTalk: mensagens explícitas e variáveis ​​de rede. Ao contrário dos serviços de entrega de mensagens, as mensagens explícitas devem ser compostas com antecedência e implementadas no código do aplicativo. Se você decidir fazer alterações no número ou nos tipos de mensagens, o código do aplicativo deve ser modificado e recompilado. Dos dois tipos, as variáveis ​​de rede são as mais usadas, as mais interoperáveis ​​e as mais fáceis de usar.

Como as variáveis ​​de rede são usadas?

No início do código do seu aplicativo, você normalmente declara suas variáveis. No Neuron C, a linguagem de programação do chip Neuron, você tem a opção de declarar uma variável como Network Variable (NV). Ela pode ser declarada como uma variável de rede de entrada ou uma variável de rede de saída. Depois de declarar a variável como NV, você declara seu tipo, que pode ser qualquer tipo de dados C válido. Então, como qualquer variável C, você dá à variável NV uma tag ou nome de referência. Se uma variável for declarada como um NV de entrada, você identificou essa variável para o sistema operacional dentro do chip Neuron. Ele esperará tráfego de rede para essa variável com dados do tipo que você especificou.

Se a variável for declarada como um NV de saída, o sistema operacional Neuron observa essa variável e, se for modificada, propaga automaticamente essa variável pela rede. Como programador, você nada mais faz do que alterar a variável como parte do código do aplicativo e ela é transmitida automaticamente aos consumidores dessa variável. Não há construção de pacotes, formatação de quadros, envio e espera de Acks, etc. Todas as funções de comunicação são tratadas pelo protocolo subjacente.

NVs agem como qualquer outra variável C. Você pode inicializá-los, avaliá-los ou modificá-los. Cada NV pode conter strings de autodocumentação, que são úteis durante a integração do dispositivo.

O que significa encadernação?

Em nenhum lugar do código do aplicativo você especifica o destino de uma NV de saída ou o tipo de serviço usado para entregá-la. Isso normalmente é feito durante a fase de comissionamento de uma rede. No comissionamento, o destino é determinado por meio de um processo chamado vinculação.

NVs de saída são vinculados a NVs de entrada do mesmo tipo de dados. Um NV de saída pode ser enviado para vários NVs de entrada ou vários NVs de saída podem ser enviados para um NV de entrada.

Um dos pontos fortes da tecnologia é que esse procedimento é feito no comissionamento pela rede e, portanto, pode ser alterado posteriormente. Se você determinar que dispositivos adicionais precisam de informações de um sensor específico, adicione essas ligações à rede. Não há necessidade de reprogramação ou desenvolvimento.

O que são mensagens explícitas LonTalk?

As mensagens explícitas exigem que o aplicativo construa o pacote, especifique o endereço de destino e o mecanismo de entrega, etc. Essa técnica requer significativamente mais programação do que usar NVs e é inerentemente não interoperável. Então, por que você usaria esse método? Primeiro, os NVs são limitados a 31 bytes de dados. Se você tiver um aplicativo que exija uma estrutura de comprimento maior, isso não funcionará. Talvez você tenha um motivo deliberado para não ser interoperável. Você pode criar seus próprios tipos de mensagem dessa maneira. O motivo mais comum para usar esse método é contornar as limitações de vinculação. Por exemplo, existem apenas 15 entradas na tabela de endereços no Neuron. Isso limita quantos endereços de destino você pode vincular. Se você tiver muitas mensagens que devem ser enviadas para uma ampla variedade de endereços, as mensagens explícitas podem ser benéficas.

A chave é examinar suas necessidades cuidadosamente e usar cada tipo de mensagem onde for apropriado.

Quais mídias são suportadas?

O protocolo LonTalk foi projetado para operar em qualquer tipo de meio. O chip Neuron fornece uma interface de hardware flexível para facilitar a conexão com uma ampla variedade de tipos de transceptores. Hoje você pode obter transceptores que permitem a comunicação por par trançado, par trançado de topologia livre, radiofrequência, comunicações por linha de energia, cabo coaxial, etc. Se você puder projetar um transceptor para ele, poderá usar o protocolo LonTalk sobre ele. Há uma empresa na Nova Zelândia que desenvolveu um transceptor LonWorks que se comunica através de uma cerca elétrica!

Desses tipos de transceptores, o par trançado, a topologia livre e a linha de energia estão disponíveis na Echelon. Outros tipos de mídia estão disponíveis em outras empresas terceirizadas. Você também pode desenvolver o seu próprio, se assim o desejar.

A decisão sobre qual tipo de mídia é usado geralmente é baseada em vários critérios, como padrões da indústria, largura de banda, distância, número de dispositivos etc. Como mencionado anteriormente, você não precisa alterar o código do aplicativo para alterar o tipo de mídia. Isso dá ao projetista a oportunidade de construir diferentes modelos com vários tipos de transceptores e reutilizar o código do aplicativo sem precisar recompilar.

O que causou esse entusiasmo pela LonWorks?

Não é nenhum segredo que feudos proprietários têm dominado o negócio de automação desde que as pessoas começaram a conectar PLCs em rede. Centenas de protocolos surgiram e desapareceram, e os dominantes (Remote I/O, DataHighway, Genius I/O, Modbus Plus e outros) protegeram o território dos fabricantes de PLC.

Isso resultou em custos e complexidade consideráveis ​​para dois grupos: 1) usuários, que estão cansados ​​de ficar presos a toda uma série de decisões e preços altos apenas porque compraram um Controlador Programável ou BAS de um determinado fornecedor; 2) fornecedores menores, que muitas vezes fazem produtos inovadores e avançados, mas são bloqueados por protocolos proprietários.

LonWorks é uma tecnologia muito importante, não apenas porque aborda a maioria das preocupações técnicas de redes industriais, mas também porque é suportada pelos principais players da indústria de automação predial, incluindo Siemens, Honeywell e Johnson Controls. Isso lhe dá uma posição muito importante no mercado.

Como você pode implementar o LonWorks de forma rápida e eficaz?

Depois de tomar a decisão de adicionar a conectividade LonWorks, você tem várias maneiras de proceder. As opções variam em tempo de lançamento no mercado, capacidade de suporte, requisitos de recursos e preço.

• Use um gateway serial pronto para uso –Um gateway serial pronto para uso é a abordagem menos econômica e menos funcional para a habilitação LonWorks de seu produto. Como a maioria dos dispositivos LonWorks são dispositivos de sensor/atuador simples, é raro encontrar um aplicativo que suporte os requisitos de custo, pegada e energia de um gateway. Além disso, a maioria dos aplicativos requer um conjunto exclusivo de SNVTs; o que significa que realmente não existe um gateway completamente pronto para uso que possa ser usado em aplicações universais. Isso contrasta com redes como DeviceNet, Profibus ou Ethernet, onde os dados seriais podem ser convertidos genericamente para a rede de destino. Por esse motivo, existem poucos, se houver, gateways LonWorks prontos para uso. Se o seu volume for alto o suficiente (250 unidades ou mais por ano), um fabricante de dispositivos LonWorks, como a Real Time Automation, pode personalizar um de seus produtos para funcionar como um gateway serial em seu aplicativo. A personalização consiste em projetar seu fluxo de comunicação serial e implementar a imagem do aplicativo (SNVTs para seu aplicativo). Os custos de personalização variam de acordo com a complexidade do protocolo de comunicação serial e do aplicativo.
• Placas filhas adicionais –  Uma placa filha adicional é, na verdade, um gateway serial embutido no espaço do seu dispositivo. Uma placa filha adicional possui todas as características do gateway descritas anteriormente, além do redesenho de seu hardware para incorporar o PCB do gateway serial. A Real Time Automation fornece placas filhas desse tipo; não apenas para LonWorks, mas também para outros fieldbuses como DeviceNet, Industrial Ethernet e Profibus.
• PCBs personalizados –  As empresas de engenharia contratada podem fornecer a você um cartão de comunicação totalmente personalizado para sua aplicação, geralmente em 90 dias ou menos, dependendo da complexidade de sua aplicação. A Real Time Automation fornece esses tipos de PCBs para empresas em todo o mundo.
• Faça você mesmo –  A abordagem mais cara, demorada e arriscada é formar um esforço interno para construí-lo sozinho. Embora isso seja o que você esperaria ouvir de uma empresa cujo negócio é vender hardware e software de rede personalizados, os fatos ainda falam por si.

Os custos para desenvolver aplicativos LonWorks são consideravelmente mais altos do que outros esforços de desenvolvimento de rede. Algumas das peças mais caras necessárias estão listadas abaixo.

• Echelon Nodebuilder – A ferramenta de desenvolvimento usada para criar dispositivos LonWorks
• Echelon LonMaker – A ferramenta de rede para criar uma rede LonWorks a partir de um grupo de dispositivos LonWorks. A LonMaker faz a ligação dos SNVTs discutidos anteriormente neste documento.
• Treinamento – Você não vai querer continuar sem 4-5 dias de treinamento nas instalações da Echelons California.
• Peças – O transceptor e os neurônios podem ser caros e, às vezes, vêm em grandes lotes. O custo varia de acordo com o canal de comunicação específico que você selecionar.
• LonWorks Sniffer – Várias empresas fabricam sniffers que podem detectar e interpretar o protocolo LonTalk. Pode ser difícil completar seu primeiro desenvolvimento sem um Sniffer.
• Equipe de suporte – Você precisará de alguém experiente para lidar com o suporte contínuo.
• Outros dispositivos LonWorks – De preferência, dispositivos para os quais seu produto deve ser compatível.
• Diversos – Você precisará de cabo de rede e todos os outros componentes de rede.

Como todas as implementações de protocolo complexo, existem nuances da especificação LonWorks que não são facilmente discerníveis. Os recursos internos necessários para a construção interna geralmente são muito mais caros do que usar um recurso externo ou comprar um componente. O risco de perder nuances aparentemente inócuas e perder uma data de envio é muito maior do que o custo de software ou engenharia externa.