Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

LonWorks

LonWorks — это цифровая технология обмена данными по магистрали, созданная для обеспечения высокой производительности, надёжности, гибкости, а также облегчённой установки и обслуживания автоматизированных систем с распределённым интеллектом.

Обзор технологии

[править | править код]

Технология основана на протоколе, изначально разработанном компанией Echelon Corporation для сетевых устройств или узлов, способных обмениваться информацией посредством различных видов физических подключений (например, витая пара, силовые линии, оптоволоконный кабель, радиосвязь, а также широко распространённый протокол TCP/IP). Протокол, исторически названный LonTalk (англ. LonTalk), реализует все семь уровней стека ISO/OSI и в настоящее время стандартизован как международный стандарт ISO/IEC 14908.

После быстрого распространения в системах автоматизации зданий, в частности в системах освещения, отопления, вентиляции и кондиционирования, контроля доступа, охранной и пожарной сигнализации, технология LonWorks получила распространение и в промышленности, в системах интеллектуального учёта, а также нашла применение в домотике и автоматизации систем уличного освещения.

Благодаря присущим LonWorks преимуществам, в последние годы эту технологию всё чаще используют в системах энергоменеджмента — в частности, для снижения энергетических затрат при одновременном снижении издержек и частоты технического обслуживания.

История и особенности

[править | править код]

Первые разработки технологии относятся к концу 1980-х годов, когда был создан микроконтроллер Neuron Chip, разработанный Echelon и выпускавшийся компаниями Motorola, Toshiba, а впоследствии — Cypress; чип реализует полный протокол LonTalk и позволил первым компаниям на рынке разработать системы с узлами, маршрутизаторами и программным обеспечением для конфигурации. Первыми использовались трансиверы для витой пары с свободной топологией, также разработанные компанией Echelon Corporation.

Стандартизация

[править | править код]

В 2008 году протокол обмена LonTalk завершил процесс международной стандартизации и был официально одобрен организациями ISO и IEC в качестве стандарта ISO/IEC 14908-1. Другие части стандарта охватывают обмен по витой паре (ISO/IEC 14908-2), по электросетям (ISO/IEC 14908-3), по TCP/IP (ISO/IEC 14908-4).

Стандартизация протокола на уровнях ISO/IEC стала завершением длительного процесса, начавшегося вскоре после появления самой технологии.

В 1999 году протокол LonTalk был предложен ANSI и принят в качестве стандарта для управляющих сетей (ANSI/CEA-709.1-B). Также были стандартизированы коммуникация по витой паре (ANSI/CEA-709.2) и по силовой сети (ANSI/CEA-709.3). Позднее была утверждена версия (ANSI/CEA-852), реализующая туннелирование протокола по TCP/IP. Протокол был также принят в качестве основы множества других официальных стандартов, среди которых — протокол IEEE 1473-L для систем управления поездами, стандарты AAR для электропневматического торможения грузовых поездов, европейский стандарт автоматизации топливных заправочных станций (IFSF), международный стандарт автоматизации в производстве полупроводников.

В 2005 году LonWorks стал европейским стандартом автоматизации зданий (EN 14908). Протокол также используется в качестве канального и физического уровня для протокола BACnet, и утверждён ASHRAE/ANSI для автоматизации зданий. В 2006 году Китай ратифицировал его как национальный стандарт управления (GB/Z 20177.1-2006) и для автоматизации зданий (GB/T 20299.4-2006).

В 2007 году CECED (Европейская ассоциация производителей бытовой техники) приняла его как часть спецификации Household Appliances Control and Monitoring - Application Interworking Specification (AIS)[1].

Развитие после 2008 года

[править | править код]

После стандартизации в 2008 году развитие технологии LonWorks характеризовалось как эволюцией самой платформы в сторону интеграции с IP-сетями, так и значительными корпоративными изменениями, связанными со сменой владельца технологии.

Корпоративные изменения и смена владельца

В сентябре 2018 года компания Adesto Technologies завершила приобретение компании-разработчика Echelon Corporation за 45 миллионов долларов[2]. Целью сделки было расширение возможностей Adesto на рынке промышленного Интернета вещей (IIoT)[2]. На момент поглощения в мире насчитывалось около 140 миллионов устройств, использующих технологию LonWorks[3]. Впоследствии Adesto Technologies была приобретена компанией Dialog Semiconductor, которую, в свою очередь, в 2021 году поглотил японский производитель электроники Renesas Electronics. Таким образом, права на технологию LonWorks перешли к Renesas.

Эволюция технологии: платформа IzoT

Ключевым технологическим развитием стал переход к платформе IzoT (Internet of Things), нацеленной на интеграцию LonWorks с современными IP-технологиями. На смену инструменту LonMaker Integration Tool пришло новое программное обеспечение — IzoT Commissioning Tool (IzoT CT), обеспечивающее обратную совместимость с существующими сетями LonWorks[4]. Среди нововведений IzoT CT — поддержка 64-битных версий Windows 10, встроенная поддержка протокола LON/IP-70 для прямой связи по IP-сетям, работа с новыми сетевыми USB-интерфейсами (например, Echelon U60 FT) и интеграция с Microsoft Visio 2016 для визуального проектирования[4]. Также были выпущены новые аппаратные решения, такие как модуль IzoT USB FT Network Interface, позволяющий интегрировать интерфейс LonTalk/IP-FT или LonWorks-FT в устройства через USB[5].

Роль LonMark International

Некоммерческая ассоциация производителей и интеграторов LonMark International продолжила играть ключевую роль в развитии экосистемы LonWorks[6]. Деятельность организации после 2008 года включает сертификацию нового оборудования на совместимость[7], разработку и обновление стандартных профилей устройств (например, в ПО IzoT CT были включены ресурсы LonMark версии 16 с 50 новыми стандартными профилями[4]), а также продвижение технологии и обучение специалистов[8].

Текущее состояние и будущее технологии

[править | править код]

Текущий этап развития технологии LonWorks характеризуется переломным моментом, связанным с решением компании Renesas, владельца технологии, прекратить производство ключевых аппаратных компонентов.

Прекращение производства чипов Renesas

Компания Renesas официально объявила о прекращении производства всех компонентов, связанных с технологией LonWorks, включая процессоры и трансиверы Echelon (Neuron Chip)[9]. Срок для размещения последних заказов (Last Time Buy, LTB) на компоненты установлен до 30 сентября 2025 года[10][11], а финальные отгрузки должны состояться не позднее 15 марта 2026 года[12].

Последствия для рынка и пути развития

Это решение вызвало цепную реакцию среди производителей оборудования: многие компании, такие как Distech Controls и Johnson Controls, объявили о прекращении выпуска своих продуктовых линеек на базе LonWorks[9]. При этом некоторые производители планируют продолжать поддержку интеграции с уже установленными сетями LonWorks через специальные адаптеры[13].

Несмотря на прекращение выпуска чипов, сама технология и протокол LonWorks не исчезают, а существующие инсталляции продолжат работать в штатном режиме[11]. Для дальнейшего развития и производства новых устройств отраслевое сообщество, включая ассоциацию LonMark International, рассматривает несколько путей[11]:

  • Переход на программные стеки протокола LON, которые можно развертывать на стандартных микроконтроллерах (например, на базе архитектуры ARM)[11].
  • Использование альтернативных аппаратных решений, не зависящих от чипов Renesas, которые разрабатываются такими компаниями, как Gesytec[12].
  • Применение реализаций протокола LON с открытым исходным кодом[11].

Таким образом, рынок LonWorks переживает трансформацию, связанную с отказом от проприетарной аппаратной базы в пользу более гибких программных и альтернативных решений, при этом сам протокол LonTalk сохраняет свою актуальность в сфере автоматизации зданий[11].

Использование и области применения

[править | править код]
Аудиопример: «Дистанционный съём показаний электросчётчика GEMIS 2017 OM.410
с передачей данных по радиочастоте 86 кГц»

Хотя в России LonWorks известна относительно мало, технология широко используется в Европе и по всему миру. К началу 2009 года было установлено примерно 80 миллионов узлов, работающих на данной технологии; к 2018 году их число выросло до 140 миллионов. Она получила широкое применение как в автоматизации зданий, так и в промышленности, транспорте, управлении уличным и аэропортовым освещением, в системах дистанционного снятия показаний счётчиков, управлении метрополитеном, охранных (противовзломных и контроля доступа) и пожарных системах. Следует отметить, что все ведущие производители систем автоматизации зданий используют и производят устройства, совместимые со стандартом LonWorks, даже если это не объявляется напрямую. По оценке, около 65 % всех систем автоматизации зданий в Европе основаны на данной технологии.

Малоизвестный, но масштабный пример — система дистанционного съёма показаний, внедрённая Enel (архив), где около 27 миллионов узлов подключены через данный протокол по силовой сети; это обеспечивает передачу данных о потреблении и возможность изменять тарифы для каждого пользователя. Enel владеет 8–9 % акций Echelon Corporation и представлена в её совете директоров.

LonMark и интероперабельность

[править | править код]

Для обеспечения совместимости устройств и возможности использования узлов разных производителей в единой сети, а также свободного выбора наилучших решений для любых функций, основные потребители, производители, интеграторы и установщики продукции на базе стандарта ISO/IEC 14908 объединились в организацию LonMark International. Она занимается стандартизацией сообщений для обмена электрическими и физическими величинами, такими как температура, напряжение, ток, скорость, состояния, тревоги и др. Стандартизированные сообщения называются SNVT (англ. Standard Network Variable Type), являясь «языком общения» большинства устройств LonWorks. Существуют также стандартные функциональные профили (группы SNVT), отражающие конкретные функции устройств для различных прикладных задач.

Региональные ассоциации LonMark International объединяют производителей и пользователей на местном уровне, в частности, в России и других странах.

Технические особенности

[править | править код]

Протокол LonWorks имеет ряд отличительных черт:

  • Равноправная коммуникация между узлами, то есть отсутствие управляющего мастера коммуникации. Каждый узел взаимодействует независимо, что исключает единые точки отказа, способные вывести из строя всю сеть.
  • Подключение по неполяризованной витой паре в свободной топологии, значительно снижающее затраты на монтаж и эксплуатацию.
  • Аутентификация сообщений с 48-битным ключом реализована на уровне протокола, что важно для охранных и/или контрольных систем.
  • Событийно-ориентированный обмен: узлы передают данные только при их изменении, тем самым снижая сетевой трафик и позволяя использовать более дешёвые и медленные каналы связи.
  • Независимость от физического уровня, как задано на 1-м уровне модели ISO/OSI, и от скорости среды передачи.
  • Возможность адресации узлов как по физическому адресу, так и по логической схеме (домен/сеть/подсеть), что аналогично TCP/IP.
  FTT-10 XT1.25 PLT-22 CENELEC "A" "C" RS-485 LPT-11 RF
 Среда передачи   Витая пара [14]   Витая пара [15]   Силовой кабель [16]   Витая пара+экран   Питание 48 В пост. тока [17]   Радио 49/433/866 МГц, 2,4 ГГц 
 Скорость (бит/с)   78k   1,25M   3,6k/5,4k   39k/78k/625k/1,25M   78k   4,9k/39k/39k/625k 
 Примечания   Дифференциальное манчестерское кодирование   Использует Дифференциальное манчестерское кодирование   --   Использует Дифференциальное манчестерское кодирование   Использует Дифференциальное манчестерское кодирование   Использует FSK 

Прикладные области использования технологии LonWorks

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ IEEE Xplore - Error Page (англ.). Дата обращения: 25 июня 2024.
  2. ↑ 1 2 Adesto Announces Agreement to Acquire Echelon, a Pioneer in Industrial IoT. Renesas. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 18 мая 2025 года.
  3. ↑ Adesto приобретает Echelon. Электроника: Наука, Технология, Бизнес (29 июня 2018). Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 9 декабря 2024 года.
  4. ↑ 1 2 3 Echelon IzoT CT - ПО для создания и управления сетями LonWorks. Сенсорматика. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 14 июля 2025 года.
  5. ↑ IzoT™ USB FT Network Interface. STITCS. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 17 июля 2025 года.
  6. ↑ Технология LonWorks. Echelon-Product.ru. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  7. ↑ LonMark International. LonMark International. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  8. ↑ Новости LonWorks. lonwork.ru. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 4 августа 2025 года.
  9. ↑ 1 2 LON Transition Company Letter. Distech Controls. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 26 июля 2025 года.
  10. ↑ PLC# : 250017 - Change of Replacement Part Availability (LTB date and LTS date remain unchanged). Renesas. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  11. ↑ 1 2 3 4 5 6 LonWorks Technology Transition FAQ V6. LonMark International. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  12. ↑ 1 2 Renesas discontinues LonWorks® products - Last Time Buy (LTB) opportunity. Gesytec. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 9 июля 2025 года.
  13. ↑ Product Bulletin: Obsolete FX-PC Controllers and Related Products. Johnson Controls. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  14. ↑ FTT-10A Free Topology Transceiver User's Guide (англ.). Дата обращения: 25 июня 2024. Архивировано 4 января 2010 года.
  15. ↑ Архивная копия (англ.). Дата обращения: 25 июня 2024. Архивировано 4 января 2010 года.
  16. ↑ PL3120/3150 transceiver data book, стр. 5 (англ.). Дата обращения: 25 июня 2024. Архивировано 27 сентября 2007 года.
  17. ↑ cover (англ.). Дата обращения: 25 июня 2024. Архивировано 4 января 2010 года.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.ruwiki.ru/w/index.php?title=LonWorks&oldid=1218176422