煤矿安全管理论文：以太环网和LonWorks总线技术的煤矿安全监控系统
摘要：针对煤矿安全监控系统现状及技术瓶颈，提出了基于以太环网和现场总线技术的新型煤矿安全监控系统，采用高速工业以太环网、LonWorks现场总线与.Net开发技术相融合的方法对系统网络架构及监控软件进行了方案设计。实践表明，以太环网和现场总线技术的结合必将成为煤矿安全监控系统的发展趋势。
关键词：以太环网；Lonworks总线；煤矿安全；监控
Safety monitoring system in colliery based on ring ethernet
andLonWorks bus technology
Abstract：According to the current situation and technical
bottleneck of the safety monitoring system in col-liery,a new
kind of safety monitoring system is proposed based on ring
ethernet and LonWorks filed bus.Withintegration of high speed
industrial ring ethernet,LonWorks field bus
development technology,the net-work frame and monitoring
software are designed.Practice shows that the integration of ring
ethernet and fieldbus technology will become the development
tendency of safety monitoring system in colliery.
LonWorks技术概述
关键词 LonWorks技术,LonTalk协议，ANSI709,智能收发器,LonWorks到IP
当今世界上使用最广泛的控制网络协议是LonWorks控制网络协议，自从80年代后期，美国埃施朗(Echelon)公司开发出这一平台技术以来，到目前为止，已有约4千万的设备安装在世界各地。这些产品广泛地应用在智能楼宇、工业控制、家庭智能化和交通等领域。
LonWorks技术的核心是LonTalk协议，该协议现在已成为很多组织的标准，包括ANSI/EIA/CEA-709.1-A-1999 (最新的版本是：ANSI/EIA/CEA-709.1- B-2002)，ANSI/CEA/EIA
852 ,CEN TC 247,IEEE 1473L等。
各种日常设备组成机器到机器的控制系统 (M2M)，它们完成一系列的功能：探测、处理、执行和通信。LONWORKS 是一个通用的 M2M 网络平台，使得这些功能的核心部分得以实现，并且将这些各种行业的日用设备，转变成智能的、互可操作的设备。
LONWORKS 是一个开放的标准，它使得OEM厂商生产出更好的产品,系统集成商可以籍此来创建基于多厂商产品的系统，最终为规范制定人员和业主提供了选择性的可能。LonWorks网络系统地规模，可以从有几个节点构成的系统到涵盖全球的网络体系。在全世界，目前有4500多家厂商生产开发基于LonWorks技术的产品，在中国从事LonWorks技术研发、集成的单位也有上百家。Echelon公司提供一整套的产品，来帮助客户开发基于LonWorks的产品,和集成基于LonWorks的系统。它们包括开发工具、收发器和智能收发器，模块，网卡，路由器，互联网服务器，LNS软件，和企业级的平台软件Panaromix。
自从Lontalk协议成为美国国家控制网络标准后，其它公司也开发出了基于 ANSI７０９.1的芯片。在Echelon公司，ANSI７０９.1协议称为LonTalk协议。运行Lontalk协议的芯片称为神经元芯片(Neuron Chip)。１９９1年，第一代神经元芯片由日本东芝公司投入生产。
LonWorks技术简介及与RS-485总线网络比较
LonWorks技术是美国Echelon公司推出的智能控制网的技术，为实现智能控制网络提供了完整的解决方案。
目前全球已有3000多家公司应用该项技术安装了超过500万个LonW orks节点，包括：ABB、BTE、Carrier、Schneider、Honeywell、Johnson-Controls、Motolota等。LonWorks技术广泛应用于楼宇自控、空调暖通、工业控制、交通运输等行业，是全球领先的控制网络技术。
通信距离： RS-485总线最大传输距离是1.2km；
LonWorks总线最大传输距离是2.7km。
传输速率： RS-485总线的传输速率为300-9.6kbps；
LonWorks网络的传输速率为300-1.25Mbps。
网络结构： RS-485总线网络构成主从式集散控制系统；
LonWorks网络可构成分布式任意结构形式网络。
网络容量： RS-485总线网络的一条通道最大可接255个节点；
LonWorks采用三层结构，即域、子网、和节点。系统的节点数量没有任何限制神经元芯片中含48位ID号，是全世界唯一的。
通信方式： RS-485总线网络难于进行实时通信；
LonWorks网络采用了P-CSMA/CD技术可实时通信。
通信可靠性： RS-485总线网络的容错与检错能力须通过软件设定；
LonWorks神经元芯片中有二个CPU专门负责通信，容错与检错能力是由硬件和软件同时完成。
产品互换性： RS-485总线网络无统一通信协议，产品难于兼容；
LonWorks技术采用国际标准的LONTALK通信协议，真正实现了产品的互换性。
LonWorks 现场总线及应用实例
LonWorks 是美国 Echelon 公司推出的现场总线技术，它采用 Lon Talk
协议，封装在 Neuron 神经元芯片。Neuron 芯片上集成了 3 个 CPU，其中一个
CPU 作为控制器，可以处理现场 I/O，另两个 CPU 处理网络通信，因此
LonWorks 的最大优势是网络处理能力。它采用 ISO/OSI 模型的全部 7 层通信
协议及面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，
其通信速率范围为 3kb/s~1. 5Mb/s，直接通信距离可达 2. 7 阳。LonWorks 的物
理层可以使用多种介质，如 EIA485、双绞线、无线电，红外线，等等。使用双
绞线时最高传输速率为 1. 25M 胁，最大传输距离为 1. 2km，一个网中可以有
255 个网段，每个双绞线网段可连接 64 个节点;1..onWorks 网上的每个控制节
点，称为 LON 节点或 1..onWorks 智能设备，它包括一块神经元芯片(Neuron)、
收发器、νo 网络通信接口及电源等功能块，LonWorks 网由多个节点组成，
节点通过收发器接入网络总线。1.LonWorks 特点
LonWorks 是唯一涵盖全部 3 个层次(Sensor Bus、Device Bus 和 Field Bus)，
符合 ISO/OSI7 层参考模型的现场总线技术。在一个多种层次的现场总线产品
并存竞争的现实环境下，LonWorks 兼收并蓄，成为连接过去、包容现在、面
向未来的工业总线技术。
LonWor ks 技术的核心是以固件形式实现 7 层通信协议，遵循元中心控
制的真正分散模式;结点应用程序编写简易，开发系统完备;实行开放结构，具
备良好的互操作性;另外，还有网关可方便构成局域网，甚至与 Internet 相连，
实现远程预览现场设备数据的应用。
