■ Special Sheet  SP006

분산제어 네트워크(LON) 구축 실무
LonWorks 활용기술 입문

국제테크노정보연구소   연구 2 그룹  편저   A4/85P   3,5000원

LonWorks 기술은 FA(Factory Automation), HA(Home Automation), BA(Building Automation) 등, 특정 분야와 업계를 한정하지 않고 폭넓게 응용할 수 있는 분산제어 네트워크 기술이다. 복사기나 자동차와 같은 소규모의 응용부터, 빌딩의 공기조절, 조명/방범/방재 제어와 같은 대규모의 설비에 이르기 까지 크고 작은 각종 규격 및 제어 대상수에 대응이 가능하며, 쉽게 응용할 수 있어, 획기적으로 배선을 절감할 수 있는 기술이다. 이러한 LON(Local Operating Network) 기술을 추진하는 LonMark Interoperability Association(LonMark 협회)에는 전세계 200개 이상의 회사가 가입되어 있으며, 각 업계별 표준화를 계속 추진하고 있다.

본서는 LonWorks 기술의 실무 입문서로서 분산제어 네트워크를 실현하기 위한 전용 칩(neuron chip)의 소개와 동작원리 설명, 국제 표준화 기구 ISO에 의한 개방 시스템 상호접속 OSI(Open System Interconnection) 참조 모델의 7층 전체를 지원하고, LonWorks 기술에서 사용되는 통신 프로토콜인 LonTalk의 기능에 대해 해설하며, LonWorks 기술을 활용해 나가기 위한 전용의 개발 환경, LonBuilder, 뉴런 칩의 애플리케이션 프로그램을 작성하기 위한 전용 개발 언어, Neuron C의 기본 구조와 노드의 개발 방법을 소개한다.
개발이 끝나고 시스템으로서 사용하는 경우 네트워크에 설치(installation)하는 각종 방법과 내용에 대하여 해설하고, 실제로 개발 사례를 통해 실무적으로 개발 방법과 그  순서를 터득할 수 있도록 했으며, 주변에서 경험한 실패 사례와 거기서 얻은 교훈도 소개한다.
끝으로, LonWorks 기술의 주축인 Echelon사에서는 신속한 시스템을 구축하기 위한 각종 소프트웨어와 하드웨어를 지원하고 있는데, 주요한 것을 소개한다.

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주요 내용

■ LonWorks 개요와 LON용 LSI

• 분산제어 네트워크의 개요: 집중제어와 분산제어, 컴퓨터 업계의 흐름,
  분산제어 네트워크에 필요한 요소
• Neuron chip과 Node: 패킷 수신시와 송신시의 CPU 동작, ROM/ RAM/EEPROM의 구성,
  뉴런 칩 3120B/3120E1/3150의 역할, 3150의 외부 메모리의 구성, I/O 포트의 구성,
  통신 포트의 구성, 서비스 핀의 기능, 리셋 핀의 기능, 저소비전력 모드(sleep mode)

■ LonTalk 프로토콜의 해설

• 통신 모드의 해설: 싱글엔드 모드, 차동 모드, 특별용도 모드
• 주요레이어 구성: 1층( 물리층 ), 2층(예측 p-persistent CSMA), 2층(우선통신),
  2층(CRC error check), 3층(어드레스 지정), 3층(routing), 4층(통신 서비스),
  4층(이중 검출), 5층(Request-Response), 5층(인증), 5층(network management),
  6층(네트워크 변수), 6층(명시적 메시지), 7층(표준 네트워크 변수 타입),
• LonTalk 프로토콜의 성능: 응답시간, transaction 시간
• LonTalk 프로토콜의 공개

■ 애플리케이션의 개발 환경과 도구

• LonBuilder의 하드웨어: 에뮬레이터, LonBuilder 루터, 컨트롤 프로세서, PC 인터페이스 카드
• LonBuilder의 소프트웨어: editor, Neuron C 컴파일러, linker, debugger
• LonBuilder network manager, LonBuilder protocol analyzer, NV browser,
  메모리의 peek/poke, 통합 개발 환경 
• Neuron C: 변수, scheduler와 when()절, I/O 기능의 사용법, 네트워크 변수(NV)의 입력, software timer

■ 애플리케이션의 설치 방법과 내용

• free installation, self installation, installation tool의 사용
  (뉴런 칩 베이스, 마이크로컴퓨터 베이스, 퍼스널컴퓨터 베이스)
• domain table, address table(group addressing의 포맷,
  subnet/node addressing의 포맷, broadcast(동보) addressing의 포맷,
  turn around addressing의 포맷
• Neuron ID addressing, * *_timer 및 retry, NV configuration table
• self installation을 위한 함수(자신의 domain table의 참조/갱신, 자신의 address table의 참조/갱신,
  자신의 NV configuration table을 참조/갱신)
• network management message

■ LonWorks의 개발 순서와 개발 사례

• LonWorks의 개발 순서: 각 노드에 대한 기능 분할, installation 방법의 결정
• LonWorks 기술에 의한 개발 방법과 사례(각 노드에 대한 기능의 분할, installation 방법의 결정)
• 애플리케이션의 개발, 하드웨어의 설계, 프로그램의 검증, link map, self installation의 주의,
• 기능 확장에 대하여: 리셋 직후에 EEPROM을 rewrite하지 않는다, 신속하게 증광/감광할 수 있는 기능
• self installation을 중지하는 기능
• 개발 실패 사례와 교훈

■ LonWorks 시스템 구축에 필요한 OEM 제품

• 트랜시버, 루터, 네트워크 인터페이스 제품
  (MIP; Microprocessor Interface Program, PC와의 접속용 제품),
  network management 제품
• LonMark Interoperability Association(LonMark 협회에 대하여)

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