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资源说明：摘要：本文介绍了两种基于LONWORKS技术的智能频率采集节点设计方法。对两类节点的优缺点进行了综合比较，着重讨论了基于主机模式的LONWORKS频率采集节点的组成原理，并给出了硬件设计电路以及软件源代码。
1.引言
近年来LONWORKS测控网络技术在众多现场总线中异军突起，在数据采集与监控系统（SCADA）、工业控制、楼宇自动化、智能交通等领域广泛的应用。实现LONWORKS测控网络的关键是LONWORKS智能节点的开发。本文提出了两种LONWORKS频率采集节点的设计与实现方法，并对二者的优缺点进行了综合比较。
2.LONWORKS智能节点
LONWORKS智能节
《基于LONWORKS的智能频率采集节点设计》
在当今的自动化领域，LONWORKS（Local Operating Network Works）技术作为一种先进的现场总线技术，因其高效的数据传输和灵活的网络拓扑而在SCADA（数据采集与监控系统）、工业控制、楼宇自动化和智能交通等领域得到了广泛应用。LONWORKS测控网络的核心在于智能节点的开发，本文重点探讨了两种基于LONWORKS的智能频率采集节点设计方法，并对其优缺点进行了深入比较。
LONWORKS智能节点采用的处理器是ECHELON公司的NEURON芯片，例如NEURON 3120或NEURON 3150。这些神经元芯片包含三个独立的CPU：CPU-1负责介质访问控制，CPU-2处理网络通信，而CPU-3则运行用户应用程序。这种独特的架构使得LONWORKS节点可以高效地处理网络通信和用户应用。LONWORKS节点通常分为两种类型：一种是NEURON芯片直接处理应用和通信的单芯片方案；另一种是MIP（Microprocessor Interface Processor）结构，NEURON芯片仅负责通信，应用处理由外部主处理器完成。
ECHELON公司后来推出了集成双绞线收发器的FT3150和FT3120芯片，简化了外围电路设计，降低了开发难度和成本，同时也增强了抗干扰能力。这些新芯片支持更高的输入时钟，提高了处理速度，进一步优化了LONWORKS节点的性能。
在频率采集方面，LONWORKS提供了多种I/O对象用于测量现场频率信号，如周期输入对象、脉冲计数对象和总数输入对象。周期输入对象可测量信号周期，脉冲计数对象计算单位时间内输入信号的脉冲数，总数输入对象记录输入信号的边沿变化次数。通过组合这些对象，可以设计出适应不同频率范围的采集节点。
例如，一个简单的基于NEURON芯片的频率采集节点设计，使用8选1多路模拟开关CD4051配合FT3150，通过半字节IO对象进行通道选通，实现对8路频率信号的并行采集。这种方法虽然易于实现且体积小巧，但受限于NEURON芯片的特性，可能不适用于高频信号的测量。
对于高频信号的采集，可以采用多处理器模式设计节点。在这种设计中，AT89C52单片机专门负责频率测量，而FT3150处理网络通信。输入信号先经过信号调理电路，如限幅或放大，然后通过可编程逻辑器件CPLD进行分频，以适应单片机的处理能力。这种方法能够处理较高频率的信号，但需要更复杂的硬件和软件设计。
LONWORKS技术为智能频率采集节点提供了强大的平台，可以根据实际需求选择不同的设计方案。单芯片方案适合低频信号的简单应用，而多处理器模式则适用于处理高频信号和复杂通信任务。这两种方法各有优势，开发者应根据实际应用场景和性能需求进行选择。通过优化设计，LONWORKS频率采集节点可以有效地提升自动化系统的数据采集效率和精度，为现代工业控制系统提供强大支持。
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