基于LonWorks水廠前端智能節(jié)點的配置與實現(xiàn)
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4 智能節(jié)點編程
在整個系統(tǒng)中，除了LonWorks提供的系統(tǒng)開發(fā)程序之外，大量的應用程序須結合現(xiàn)場需求來編寫。由于C語言提供位操作指令，因此是一種非常適合于編寫與硬件相關的控制程序的語言。為了便于用戶使用，Echelon公司在推出Neuron Chip和系統(tǒng)開發(fā)程序之外，還提供了Neuron C編程語言，一種基于ANSI C而為神經元芯片開發(fā)設計的編程語言。對ANSI C進行了擴展，允許程序員以自然的方式描述事件驅動任務，可控制任務執(zhí)行的優(yōu)先級，可將I／O對象直接映射到處理器的I／O端口，通過定義網絡變量把受控對象聯(lián)系起來，還可為用戶提供一種實現(xiàn)節(jié)點之間數(shù)據共享的簡單方法，支持顯式報文傳送，還可直接對LonTalk協(xié)議的底層設備進行訪問，便于設計LonWorks系統(tǒng)應用程序。
由于LonWorks系統(tǒng)程序中包含NodeBuilder，因此對智能節(jié)點編程可在NodeBuilder環(huán)境下進行。步驟包括：1)定義IO對象；2)定義定時器對象；3)定義網絡變量；4)定義顯式報文；5)定義任務；6)編寫自定義函數(shù)等。
其中網絡變量和顯式報文是節(jié)點之間交換信息的載體，是在LonWorks網絡上傳送的數(shù)據包。節(jié)點之間的聯(lián)系主要是通過網絡變量來實現(xiàn)的，因此使用網絡變量可實現(xiàn)LonMark的互操作性，方便編程和安裝。而Neuron C編程的主要對象就是網絡變量NV(Network Variables)，又稱隱式消息，是節(jié)點上的一個對象。其類型可以是整型、布爾型或字符串型數(shù)據，用戶可在應用程序中自由定義。顯式報文也稱為顯式消息，其中數(shù)據長度最大228個字節(jié)，而網絡變量最多31個字節(jié)。而任務，是對事件的反應，即當某事件發(fā)生時應用程序執(zhí)行何種操作。另外，還可以在Neuron C程序中由用戶編寫自定義函數(shù)，以完成一些常用功能。和標準C不同，Neuron C必須要寫出函數(shù)原形，也可以將一些常用的函數(shù)放到頭文件中，以供程序調用。
由于在進行模擬量數(shù)據采集和控制的時候，通過串行口和神經元芯片進行通信，因此選擇Neurowire IO對象，即同步全雙工串行通信模式IO對象。對11個IO引腳的定義為：IO_0到IO_7是片選信號，IO_8是時鐘，IO_9是數(shù)據出，IO_10是數(shù)據入。就是說，該I／O對象使用全同步串行數(shù)據格式傳送數(shù)據，數(shù)據被移入的同時也進行數(shù)據移出。NeurowireI／O對象還可被配置為主／從模式。主模式，時鐘信號輸出；從模式，時鐘信號是輸入。在主模式下，引腳IO_0～IO_7中的一個或多個可被用作片選信號，在從模式下，引腳IO_0～IO_7中的一個可被設計成超時引腳。
當使用具有不同比特率的多路復用串行對象或Neurowire I／O對象時，必須使用編譯器指令“#pragmaenable_multiple_baud”，且在所用I／O函數(shù)(如io_in()和io_out())之前。其中，對Neurowire輸入／輸出對象進行顯式配制的Neuron C語句如下：
IO_8 neurowire master |slave[select(pin-nbr)][timeout(pin-nbr)]
[kbaud(const-expr)][clockedge(+|-)]io-object-name；
作用是：IO_8：指定Neurowire輸入／輸出對象使用引腳IO_8～IO_10，其中IO_8時鐘信號，IO_9串行數(shù)據輸出，IO_10串行數(shù)據輸入；
Master：指定Neuron芯片在引腳IO_8上提供時鐘，輸出；
Slave：指定Neuron芯片檢測引腳IO_8上的時鐘，輸入；
Select(pin-nbr)：為Neurowire master指定片選引腳，為IO_0～IO_7之一；
Timeout(pin-nbr)：為Neumwire slave指定一個可選擇的超時信號引腳，其范圍是IO_0～IO_7；使用超時信號引腳，當neuron芯片等待時鐘的上升沿或下降沿時，將檢查該引腳的邏輯電平，如果檢測到邏輯電平為“1”，停止傳輸；
Kbaud(eonst-expr)：為Neurowire master指定比特率，const-expr可為1 kb／s、10 kb／s或20 kb／s；對于10 MHz的Neuron芯片輸入時鐘，缺省值為20 kb／s；
Clockedge(+|-)：指定數(shù)據觸發(fā)時鐘信號極性，clockedge(+)為上升沿，clockedge(-)為下降沿；
io-object-name：由用戶為該I／O對象指定的名字。
將系統(tǒng)中所用設備和IO對象進行定義，并對所用節(jié)點進行編程后即可連網使用。例如利用智能節(jié)點采集開關量信號來控制指示燈，來實現(xiàn)對數(shù)字量的輸入和輸出控制。其中數(shù)字量輸入程序如下：
5 結論
文中分析了LonWorks智能節(jié)點的組成原理、編程和使用，又介紹了用其構成水廠全分布式管控一體化網絡的底層控制網所用設備和組網方法。這對于任何設計自動化生產線的工程項目，都有一定的參考價值。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159752.htm
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