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1、一．LON总线的概念，特点，现状，应用技巧LON总线技术是当今炙手可热的自动化技术，已经被广泛应用在楼宇自动化、智能小区、交通运输、工业控制等领域。智能卡技术在智能小区中的应用也是如火如荼。如何把LON总线技术和智能卡技术集成为一个成本低廉、自动化程度高和安全可靠的系统，是许多企业竞相研发的一种重要技术，也有着广泛的应用前景。论文首先概括性地介绍了智能小区的概念以及LON总线技术，并对LON总线技术在智能小区中的应用做了分析和展望。在概括性地介绍智能卡的物理结构之后，重点介绍了AT89SC168芯片的使用，智能卡的文件数据结构和卡内操作系统结构。然后论文在详细研究DES、
2、RSA、ECC等加密算法的前提下，分析了它们在实际应用中性能上的优缺点，进而，设计了一种基于DES和ECC的混合加密体制，给出了算法的实现流程，解决了单独使用DES、RSA算法所带来的密钥保存不方便和运算速度较慢等问题，有效地提高了系统的安全性能。接着文章给出了一种基于LON总线的小区智能卡系统集成方案。该方案解决了小区产品协议多元化和面向各种应用的体系结构不匹配等问题，并使用混合密码体制提高了系统安全性。最后文章设计了一个基于LON总线的小区智能卡停车收费管理系统和门禁系统，并给出了每个系统详细的软硬件、网络设计和安全性解决措施。设计的系统具有信息综合、资源共享、物业管
3、理集中化等特点和自动化程度高、性能稳定、高度安全等优点，使得智能小区真正达到住户安全、舒适、便捷等要求。LONWorks(LocalOperatingNetworks,局部操作网络)总线是由美国Echelon公司推出的一种现场总线技术.由于LonWorks控制网络的开放性、高速性和互操作性,它已广泛用于工业、楼宇、家庭、办公设备、交通运输、能源等自动化领域.EIARS-232-C/RS-485通信网络在控制系统中应用最为普及,许多设备大都只提供RS-232或RS-485/422接口,不能直接接入LonWorks网络.因此,需要将现场LON网络介质上的信息转换为RS-232
4、-C/RS-485标准的信号,或将RS-232-C/RS-485标准信号转换为包含LonTalk协议的数据,从而实现不同网络间的数据传输,同时也为上位PC机、底层工作站提供转换接口.本文所设计的LonWorks智能通信节点方便地与EIARS-232-C/RS-485标准的串行I/O设备进行通信,轻松实现现场节点与上位PC机或其它RS-232-C/RS-485控制设备之间的可靠、准确、快捷数据传递LonWorks总线硬件智能节点以Neuron神经元处理器芯片为核心,其硬件电路还包括收发器、EEPROM、双口RAM、译码电路和service电路等.以神经元芯片构成网络接口,由
5、它通过LonTalk协议与网上的其它智能节点通信,并通过双口RAM的访问实现与其它网络系统的数据交换.节点中用双口RAM充当不同网络通信过程中现场信息的接收、发送缓冲区,完成最近发送到达的交换数据的存储转发功能,缓解和避免系统缓存紧张和瓶颈的产生.用非易失性存储器EEPROM存放LonTalk网络协议固件、多任务调度程序、网络适配器通信管理程序以及网络配置信息等.LonWorks总线基本结构以Neuron3150神经元芯片主构成的LonWorks现场总线一侧,其基本功能是实现LON网络上的智能节点功能;另一侧是由单片机系统构成的串行通信接口,其功能是实现EIARS-232
6、-C/RS-485标准的串行通信.在这两部分间采用了双口RAMCY7C130芯片作为数据共享区.CY7C130通信接口电路的左端口与Neuron3150芯片连接,右端口与8051单片机系统连接,如图2所示.双口RAM的两端都有独立的数据线、地址线和控制线,两端都可对双口RAM的任意单元进行操作.只要两端不同时对同一地址单元进行操作就不会发生冲突.BUSY显示本端口想要存取的地址正在被另一个端口操作,发生硬件冲突时,后操作一端的BUSY信号有效.LonWorks总线抗干扰 LonWorks设备往往工作在复杂的电磁环境中,其自身各部分与周围其它电子设备之间,都不可避免地存在各
7、种形式的电磁干扰和静电放电.为了保证通信的准确无误,延长硬件使用寿命,该通信节点在设计上结合LonWorks电路自身特点,采用有关接地、屏蔽和滤波的适当处理,有效减小了电磁干扰的影响.针对收发器FTT-10A,设计抗干扰电路时,应主要围绕印刷电路板上星形地结构和火花隙的设计.对于静电放电(ESD),在印刷电路板(PCB)设计中,采用火花放电隙,能够削弱到达收发器和后续缓冲器电路的ESD能量,使用箝位二极管,能大大增强节点承受来自网络连接端的ESD能力.对于电磁干扰,应尽量保证强噪声源(如DC/DC变换器、时钟电路等)远离收发器
