5结构的LonWorks网络控制节点的设计和研究(3)

西南交通大学硕士研究生学位论文

Ｌｍ一＿＿第５页ｍｌ＿ｍ＿。ｉｍｉ＿＿ｌＩＩ－ｉｍｍ皇曼曼！曼曼曼曼曼曼曼皇曼皇芯片作为主处理器，负责应用功能控制、ＦＯ管理，而Ｎｅｕｒｏｎ芯片作为从处理器主要负责通信功能。

第二，采用双口ＲＡＭ通信方式解决了主从处理器之间在进行数据交换时产生的速度匹配和信息同步问题，提升了ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的响应速度。

第三，设计了良好的人机交互界面；增加了外部存储器满足了对大型数据存储及数据安全的要求；扩展了控制节点的外部输入输出端口，满足节点通用性要求。

这种基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点不但能够满足小型工程项目对成本的要求，而且能够利用所选择的主处理器的强大功能完成复杂的控制要求提升整个ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的工作效率，具有很重要的现实意义。同时，这种多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点可以应用于任何ＬｏｎＷｏｒｋｓ控制网络，具有普遍意义。１．５本课题的来源和主要研究内容

１．５．１课题来源

本课题来源于成都某智能小区立体车库智能控制系统项目。该项目中使用的是我们自己开发的基于Ｎｅｒｕｒｏｎ３１５０芯片的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点，在实际应用中发现这种类型的控制节点的控制功能单一，节点的响应时间过长无法完全满足业主的要求，而且由于ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术不支持完整的１２Ｃ协议造成研发过程中的不便。所以促使我们研制一款基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点，它不仅可以应用于立体车库智能控制系统，而且可以应用于任何的ＬｏｎＷｏｒｋｓ控制网络。

１．５．２主要研究内容

‰如上文所述，基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点能够很好地满足小型工程项目的要求。本文所研究的基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点采用模块化设计思路，选用爱特梅尔公司的ＡＴｍｅｇａｌ２８芯片作为网络控制节点的主处理器，该网络控制节点有人机交互模块、通信模块、存储器模块、外部４输入４输出模块，可根据不同的控制对象选择相应的控制模块，具备一定的通用性。

本论文的重点是在ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的设计及节点调试、应用及组网研究两大部分。主要研究的内容如下：

第一，基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的硬件电路和ＰＣＢ电路设计，其中硬件电路包括：ＣＰＵ电路、电源电路、复位电路、ＪＴＡＧ测试电路、外部功能模块

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电路等。

第二，以成都某智能小区立体车库智能控制系统项目的项目要求为蓝本合理的规划了系统的软件功能，设计了各个模块的控制功能协议，并编写相应的程序。

第三，对硬件电路和ＰＣＢ电路进行测试，使得ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点具备正常工作的基本要求。

第四，对各个控制功能模块的程序进行调试以验证其能满足控制要求。

第五，将基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点与基于Ｎｅｕｒｏｎ３１５０芯片的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的比较贯穿于整个论文的研究过程中，通过这种对比证明前者的优点。在下文中我们所提到的“两种模式的ＬｏｎＷｏｒｋｓ节点’’指的就是上述所说的基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点和基于Ｎｅｕｒｏｎ３１５０芯片的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点。

最后，对基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的应用和组网进行研究。此次研发的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点具有扩展功能良好、数据处理速度快、可靠性高等优点。整个系统性价比高，用户界面友好、组网简单、操作方便。

本文共分为五章，各章的内容安排如下：

第一章绪论

介绍ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线特点、ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线在国内外的研究概况以及本文的研究意义和主要研究内容。

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第二章ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术及系统开发资源介绍

介绍ＬｏｎＴａｌｋ网络通信协议。重点对Ｎｅｕｒｏｎ３１５０芯片、ＮｅｕｒｏｎＣ语言以及网络变量进行阐述。并且对系统开发过程中所使用的关键器件如：Ｌｏｎ控制模块、ＡＴｍｅｇａｌ２８芯片以及ＤＳｌ６０９芯片进行详细介绍。最后简要地介绍所使用的ＮｏｄｅＢｕｉｌｄｅｒ开发工具。

第三章系统硬件结构设计

此章包括两个部分的内容，第一部分是系统硬件设计。首先，对系统的总体设计方案进行介绍。然后，详细介绍ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的核心系统设计、人机交互模块设计、通信模块设计、存储器与外部输入输出模块设计。最后，将所设计的基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点与基于Ｎｅｕｒｏｎ３１５０芯片的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点进行比较得出前者在硬件方面的优势。第二部分介绍ＰＣＢ板设计要点。

第四章系统软件设计

在上述硬件电路设计完成的基础上，根据系统的功能要求，规划了软件设计流程，编制相应的程序。首先，完成各个功能子模块的程序设计，重点介绍人机交互模块和通信模块的设计。其次，节点内部主从处理器之间的通信方式做了改进，介绍了利用双口ＲＡＭ所设计的主从芯片之间的通信协议。最后，根据在立体车库智能控制系统项

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曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼！曼曼曼曼曼曼皇皇曼曼皇曼皇－－－－＿ｉ第７页ＨＩ舅皇曼目中的应用验证了基于多处理器结构的ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络控制节点的可行性。

第五章节点调试及组网研究

此章包括了三个部分，分别是硬件测试、软件调试和组网研究。首先，对硬件电路板进行测试，介绍硬件电路的测试方法以及在硬件设计中所遇到的问题和解决方法。其次，对系统软件进行调试，重点介绍在各个子功能模块的调试过程中出现的问题和解决方法。最后，在组网研究中介绍网络安装方法和组网过程。

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第２章ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术及系统开发资源介绍

２．１ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术介绍

２．１．１ＬｏｎＴａｌｋ协议

２．１．１．１ＬｏｎＴａｌｋ协议概述

ＬｏｎＴａｌｋ协议是一个分层的以数据包为基础的对等通信协议。它是ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术的核心。该协议的通信服务有一个特点，即网络设备中的应用程序可以在不用知道网络拓扑结构、名称、地址或其他设备功能的情况下向其他设备发送和接收报文。ＬｏｎＴａｌｋ协议能提供报文确认、报文认证和优先级服务，支持网络管理服务，允许远程网络管理工具和网络设备进行交互包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和节点应用程序的启动、终止和服务。

ＬｏｎＴａｌｋ协议是一个公认的通信标准并遵守国际标准化组织（ＩＳＯ）的分层体系结构的要求。神经元芯片Ｎｅｕｒｏｎ芯片中的三个ＣＰＵ支持ＯＳＩ七层协议的服务功能，ＬｏｎＴａｌｋ协议最大的特点即它是唯一一个支持全部ＩＳＯ／ＯＳＩ七层模型的控制协议【ｌ４１。表２．１列出了ＬｏｎＴａｌｋ协议对应的ＯＳＩ的七层参考模型Ｉｌ５。。

表２．１ＬｏｎＴａｌｋ协议的各层功能

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２．１．１．２ＬｏｎＴａｌｋ协议的网络地址结构及寻址方式

ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络中每个节点都有自己的网络地址，随着网络规模的变大以及网络地 …… 此处隐藏：2886字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……