自“中國制造2025”計劃推出以來，國內(nèi)各制造業(yè)企業(yè)熱抄“智能制造”，而智能制造的核心是機器人的大規(guī)模使用。機器人的使用和企業(yè)信息化監(jiān)控是提高生產(chǎn)效率和工藝水平的最重要的技術(shù)手段。其中，智能機器人解決生產(chǎn)技術(shù)問題，企業(yè)信息化解決管理問題。這兩種技術(shù)的應(yīng)用是制造業(yè)提升技術(shù)水平和減員增效的重要手段，可以產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益及廣泛的應(yīng)用價值。
智能機器人技術(shù)集現(xiàn)場感知、自動控制、信息處理、人工智能和網(wǎng)絡(luò)通信于一體。隨著智能機器人技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，其具備的功能日益強大，結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜。為適應(yīng)更廣泛的任務(wù)，智能機器人裝備的各種傳感器和執(zhí)行器數(shù)量快速增加。現(xiàn)場總線在面向生產(chǎn)現(xiàn)場的各種設(shè)備，使單個分散的現(xiàn)場設(shè)備連接成能夠相互通信和協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)式控制系統(tǒng)的同時，還可通過企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸和共享。因而，選擇技術(shù)先進、功能完善的現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為最重要的解決方案。
現(xiàn)場總線技術(shù)具有開放性、網(wǎng)絡(luò)化信息共享、智能化、高度分散性、功能自治性和高可靠性等優(yōu)點，可以大幅度節(jié)省硬件數(shù)量和投資，便于安裝、擴展、維護。它面向于生產(chǎn)控制設(shè)備，多采用短幀方式傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)速率通?？蛇_(dá)幾k～10Mbps，具有良好的實時性。目前的現(xiàn)場總線技術(shù)主要有基金會總線FoundationField-bus、PROFIBUS（DP、PA、FMS）、CAN、LonWorks、工業(yè)以太網(wǎng)等。每種總線都在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、傳輸速率和距離、應(yīng)用場合和站點個數(shù)限制等方面具有不同的特點。
Lonworks（Local Operating Networks）現(xiàn)場總線技術(shù)是由Echelon公司推出的一種先進的開放式網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)，其結(jié)構(gòu)簡單，布線容易，易于擴容和增加新功能。對于用戶各種不同的功能要求，只需選用不同的控制節(jié)點，利用其開發(fā)平臺，編寫相應(yīng)的程序，連接到控制網(wǎng)上即可完成，在物理上不必對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作任何修改。Lonworks是目前生產(chǎn)現(xiàn)場和智能樓宇等集散式監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種現(xiàn)場總線技術(shù)。
Lonworks支持多種傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)拓普結(jié)構(gòu)，在使用變壓器耦合接口收發(fā)器。通信速率達(dá)到78kbps/2700m，并可通過中繼路由器擴展傳輸距離。Lonworks子網(wǎng)的節(jié)點數(shù)可達(dá)64個，并可通過橋接路由器擴展。各智能節(jié)點的數(shù)據(jù)傳遞在神經(jīng)元芯片等硬件和網(wǎng)絡(luò)的支持下，以網(wǎng)絡(luò)變量的形式連接，每個節(jié)點最多可設(shè)置254個網(wǎng)絡(luò)變量。按照Lonworks的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量來定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以解決和不同廠家產(chǎn)品的互操作性問題。
智能節(jié)點及其神經(jīng)元芯片是Lonworks網(wǎng)絡(luò)的核心，它們直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場，采集現(xiàn)場信號并輸出控制量，同時通過網(wǎng)絡(luò)上傳和接收各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
一個智能控制器及其傳感器和執(zhí)行器構(gòu)成一個結(jié)點（Node），它可連接各種I/O設(shè)備，如工業(yè)機器人系統(tǒng)的行程開關(guān)、力傳感器、關(guān)節(jié)電機等。LonWorks的無主/從、點對點網(wǎng)絡(luò)方式，使其中任一節(jié)點的故障或關(guān)閉都不影響其它節(jié)點的正常運行，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定度。且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間使用邏輯連接，使得系統(tǒng)中節(jié)點的增加、修改都很容易，便于系統(tǒng)調(diào)整和擴充升級。節(jié)點的核心是神經(jīng)元芯片（neuronchip），它是通信處理、數(shù)據(jù)采集和控制的通用處理器，它通過運行芯片上的NeuronC應(yīng)用程序來完成數(shù)據(jù)的采集、控制和網(wǎng)絡(luò)操作的。
