基于LonWorks水厂前端智能节点的配置与实现

4智能节点编程
在整个系统中，除了LonWorks提供的系统开发程序之外，大量的应用程序须结合现场需求来编写。由于C语言提供位操作指令，因此是一种非常适合于编写与硬件相关的控制程序的语言。为了便于用户使用，Echelon公司在推出Neuron Chip和系统开发程序之外，还提供了Neuron C编程语言，一种基于ANSI C而为神经元芯片开发设计的编程语言。对ANSI C进行了扩展，允许程序员以自然的方式描述事件驱动任务，可控制任务执行的优先级，可将I／O对象直接映射到处理器的I／O端口，通过定义网络变量把受控对象联系起来，还可为用户提供一种实现节点之间数据共享的简单方法，支持显式报文传送，还可直接对LonTalk协议的底层设备进行访问，便于设计LonWorks系统应用程序。
由于LonWorks系统程序中包含NodeBuilder，因此对智能节点编程可在NodeBuilder环境下进行。步骤包括：1)定义IO对象；2)定义定时器对象；3)定义网络变量；4)定义显式报文；5)定义任务；6)编写自定义函数等。
其中网络变量和显式报文是节点之间交换信息的载体，是在LonWorks网络上传送的数据包。节点之间的联系主要是通过网络变量来实现的，因此使用网络变量可实现LonMark的互操作性，方便编程和安装。而Neuron C编程的主要对象就是网络变量NV(Network Variables)，又称隐式消息，是节点上的一个对象。其类型可以是整型、布尔型或字符串型数据，用户可在应用程序中自由定义。显式报文也称为显式消息，其中数据长度最大228个字节，而网络变量最多31个字节。而任务，是对事件的反应，即当某事件发生时应用程序执行何种操作。另外，还可以在Neuron C程序中由用户编写自定义函数，以完成一些常用功能。和标准C不同，Neuron C必须要写出函数原形，也可以将一些常用的函数放到头文件中，以供程序调用。
由于在进行模拟量数据采集和控制的时候，通过串行口和神经元芯片进行通信，因此选择Neurowire IO对象，即同步全双工串行通信模式IO对象。对11个IO引脚的定义为：IO_0到IO_7是片选信号，IO_8是时钟，IO_9是数据出，IO_10是数据入。就是说，该I／O对象使用全同步串行数据格式传送数据，数据被移入的同时也进行数据移出。NeurowireI／O对象还可被配置为主／从模式。主模式，时钟信号输出；从模式，时钟信号是输入。在主模式下，引脚IO_0～IO_7中的一个或多个可被用作片选信号，在从模式下，引脚IO_0～IO_7中的一个可被设计成超时引脚。
当使用具有不同比特率的多路复用串行对象或Neurowire I／O对象时，必须使用编译器指令“#pragmaenable_multiple_baud”，且在所用I／O函数(如io_in()和io_out())之前。其中，对Neurowire输入／输出对象进行显式配制的Neuron C语句如下：
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输入／输出对象使用引脚IO_8～IO_10，其中IO_8时钟信号，IO_9串行数据输出，IO_10串行数据输入；
Master：指定Neuron芯片在引脚IO_8上提供时钟，输出；
Slave：指定Neuron芯片检测引脚IO_8上的时钟，输入；
Select(pin-nbr)：为Neurowire master指定片选引脚，为IO_0～IO_7之一；
Timeout(pin-nbr)：为Neumwire slave指定一个可选择的超时信号引脚，其范围是IO_0～IO_7；使用超时信号引脚，当neuron芯片等待时钟的上升沿或下降沿时，将检查该引脚的逻辑电平，如果检测到逻辑电平为“1”，停止传输；
Kbaud(eonst-expr)：为Neurowire master指定比特率，const-expr可为1 kb／s、10 kb／s或20 kb／s；对于10 MHz的Neuron芯片输入时钟，缺省值为20 kb／s；
Clockedge(+|-)：指定数据触发时钟信号极性，clockedge(+)为上升沿，clockedge(-)为下降沿；
io-object-name：由用户为该I／O对象指定的名字。
将系统中所用设备和IO对象进行定义，并对所用节点进行编程后即可连网使用。例如利用智能节点采集开关量信号来控制指示灯，来实现对数字量的输入和输出控制。其中数字量输入程序如下：


5 结论
文中分析了LonWorks智能节点的组成原理、编程和使用，又介绍了用其构成水厂全分布式管控一体化网络的底层控制网所用设备和组网方法。这对于任何设计自动化生产线的工程项目，都有一定的参考价值。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/159752.htm

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