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(yīng)用程序須結(jié)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(guān)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(jīng)元芯片開發(fā)設(shè)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(qū)動任務(wù)，可控制任務(wù)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(wǎng)絡(luò)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(jù)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(shè)備進行訪問，便于設(shè)計LonWorks系統(tǒng)應(yīng)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(wǎng)絡(luò)變量；4)定義顯式報文；5)定義任務(wù)；6)編寫自定義函數(shù)等。
其中網(wǎng)絡(luò)變量和顯式報文是節(jié)點之間交換信息的載體，是在LonWorks網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)包。節(jié)點之間的聯(lián)系主要是通過網(wǎng)絡(luò)變量來實現(xiàn)的，因此使用網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(jù)，用戶可在應(yīng)用程序中自由定義。顯式報文也稱為顯式消息，其中數(shù)據(jù)長度最大228個字節(jié)，而網(wǎng)絡(luò)變量最多31個字節(jié)。而任務(wù)，是對事件的反應(yīng)，即當(dāng)某事件發(fā)生時應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(diào)用。
由于在進行模擬量數(shù)據(jù)采集和控制的時候，通過串行口和神經(jīng)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(jù)出，IO_10是數(shù)據(jù)入。就是說，該I／O對象使用全同步串行數(shù)據(jù)格式傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被移入的同時也進行數(shù)據(jù)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(shè)計成超時引腳。
當(dāng)使用具有不同比特率的多路復(fù)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(jù)輸出，IO_10串行數(shù)據(jù)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(dāng)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(jù)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(shè)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(wǎng)使用。例如利用智能節(jié)點采集開關(guān)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(jié)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(gòu)成水廠全分布式管控一體化網(wǎng)絡(luò)的底層控制網(wǎng)所用設(shè)備和組網(wǎng)方法。這對于任何設(shè)計自動化生產(chǎn)線的工程項目，都有一定的參考價值。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/159752.htm
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