核心提示：作出自動化領域廣泛采用的LON控制網絡技術和CAN總線技術，往往人們認識模糊，難以分辨它們在工程應用中的差異，本文對此做詳細比較及應用差異分析。
關鍵詞：LonWorks，CAN，LonTalk，控制網絡，分布式網絡
一、Lonworks網絡技術介紹
美國Echelon公司于1991年提出了LonWorks(Local Operating Networks,局部操作網絡）網絡,簡稱L0N網,它標志著控制系統網絡的新紀元。LonWorks是一種完整的、全開放的、可互操作的、成熟的和低成本的分布式控制網絡技術,眾多的制造廠和用戶紛紛在其控制網絡方案中采用LonWorks技術。
到目前為止,全世界已有2500多家公司利用 LonWorks技術生產各種各樣的LonWorks產品,以滿足現代化樓宇、工廠、交通運輸系統、城市基礎設施(水、電、氣等)、家庭等環境自動化系統的分布式控制網絡要求。在1995年,LonWorks控制網絡被美國確定為樓宇自動化控制網絡標準的一部份。目前,世界大的樓宇控制公司,如霍尼韋爾、安德沃、西比、江森、蘭吉爾、薩切維爾等都正在采用LonWorks技術改造產品,已形成世界技術潮流。
LONWorks是唯一涵蓋全部3個層次（Sensor Bus、Device Bus和Field Bus），符合150/0517層參考模型的現場總線技術。在一個多種層次的現場總線產品并存競爭的現實環境下，LonWorks兼收并蓄，成為連接過去、包容現在、面向未來的工業總線技術。
LonWorks網絡上的每個控制點稱為LonWorks接點或LonWorks智能設備,它包括一片Neuron神經芯片、傳感和控制設備、收發器(用于建立Neuron芯片與傳輸之間的物理連接)和電源。
Neuron神經芯片是節點的核心部分,它包括一套完整的通信協議,即LonTalk協議,從而確保節點問使用可靠的通信標準進行互操作。
LonTalk通訊協議遵循ISO/OSI的全部七層模型。Neuron神經芯片內含三個八位CPU:第一個CPU為介質訪問控制處理器,實現 Udallt協議的第1層和第2層:第二個CPU為網絡處理器,實現LonTalk協議的第3層至第6層:第三個CPU為應用處理器,實現 LonTallt協議的第7層。
LonTa1k協議是直接面向對象的網絡協議,即,通過網絡變量實現網絡節點間的聯結。當定義為輸出的網絡變量改變時,能自動地將網絡變量的值發送出去,使所有該變量定義為輸入的節點收到它的改變,以便激活相應的處理進程(事件觸發型）。標準網絡變量能使不同制造商的產品通過建立標準的數據傳送模式、正確地翻譯、傳送數據,便于設備的互換和互操作。另外,由于網絡變量的長度有限,最多31B,又提供了四種類型的報文服務：應答方式、請求/響應方式、非應答重發方式、非應答方式。LonWorks有完整的7層協議,具備了局域網的基本功能,與異型網的兼容性比任何現存的現場總線都好。它還提供了與LAN的接口,從而實現了二者的有機結合。
LonWorks支持多種拓撲結構,如總線型、星型、環型和混合型等,及多種傳輸介質,如雙絞線、電力線、無線電波、紅外線、光纖、同軸電纜和電源線等。這樣,可以根據不同的現場環境選擇不同的收發器和介質。采用雙絞線通信速率為78Kbps/2700m/每段64節點、 1.25Mbps/130m/每段64個節點。Motor01a已開發出IS一78本安物理通道,使LonWorks網絡延伸到危險區域,還可以在單線纜中實現供電和通信。
總之,Lodorks通過具有通信與控制功能的Neu-ron神經芯片、收發器、電源、傳感器和控制設備構成的網絡節點,采用專用的編程工具Neuron C,利用所提供的開發工具LonBuilder,NodeBuilder和LVS技術,可以快速、方便地開發節點和聯網。當有大量的短消息需要頻繁通信應用時,是一個普及、低成本的總線系統。
LonWorks技術在樓宇自控系統中的技術上的優勢：
1.直接互聯性。不同品牌、功能的DDC組成一個統一控制網絡協同工作。
2.自主通信。數個小規模DDC分布式布置，聯合運行，在功能方面完全替代了單CPU多I/O點的中大型DDC。
3.網絡結構多樣化，易于適應用戶的不同需求。
4.系統響應速率。在合理配置網絡設備和選擇合理的網絡結構的前提下，作為現場總線的一種，LonWorks也與其他種類的現場總線類似，數據結構、通信順序復雜，傳輸數據量龐大，對硬件資源配置需求高，雖然系統開發較易人門，但隨著技術介入深度加大，專用軟件的購置費用許可證及技術專利等知識產權相關費用也隨之上升。
二、Can總線介紹
控制器局部網（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司為汽車控制系統應用而推出的一種多主機局部網，由于其卓越性能、低廉的開發成本，以及大量的技術人才貯備，CAN總線技術在我國也得到了普及推廣，現已廣泛應用于交通運輸、建筑智能化、環境控制、工業自動化、醫療儀器等領域。
基于對控制系統高可靠性、高靈活性要求，工業控制系統的發展方向主要表現為：多元化控制與分布式結構，即負載分散、功能分散、危險分散和地域分散。分布式工業控制系統就是是以電腦為核心，將5C技術--COMPUTER（計算機技術）、CONTROL（自動控制技術）、COMMUNICATION（通信技術）、CRT（顯示技術）和 CHANGE（轉換技術）緊密結合的產物。它在適應范圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統和集中型計算機控制系統都具有明顯的優越性。
分布式控制系統由現場設備、接口與計算機以及通信設備組成。現場總線能同時滿足過程控制和制造業自動化的需要，因而現場總線已成為工業數據總線領域中最為活躍的一個領域。盡管目前對現場總線的研究尚未能提出一個完善的標準，但現場總線的高性能價格比將吸引眾多工業控制系統采用。
由于CAN為愈來愈多不同領域采用和推廣，導致要求各種應用領域通信報文的標準化。為此，1991年9月PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發布了 CAN技術規范（VERSION 2.0）。該技術規范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術規范版本1.2中定義的CAN報文格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種報文格式。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運載工具--數字信息交換--高速通信控制器局部網（CAN）國際標準（ISO11898），為控制器局部網標準化、規范化推廣鋪平了道路。
Can總線的特點與優勢：
1.CAN是到目前為止唯一有國際標準的現場總線。
2.CAN為多主方式工作，網絡上任一節點均可在任一時刻主動地向網絡上其他節點發送信息，而不分主從。
3.在報文標識符上，CAN上的節點分成不同的優先級，可滿足不同的實時需要，優先級高的數據最多可在134μs內得到傳輸。
4.CAN采用非破壞總線仲裁技術。當多個節點同時向總線發送信息發生沖突時，優先級較低的節點會主動的退出發送，而最高優先級的節點可不受影響的繼續傳輸數據，從而大大節省了總線沖突仲裁時間。尤其是在網絡負載很重的情況下，也不會出現網絡癱瘓的情況（以太網則可能）。
5.CAN節點只需要通過對報文的標識符濾波即可實現點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數據。
6.CAN的直接通信距離最遠可達10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可達1Mbps（此時通信距離最長為40m）。
7.CAN上的節點數取決于總線驅動電路，目前可達110個。在標準幀報文標識符有11位，而在擴展幀的報文標識符（29位）的個數幾乎不受限制。
8.報文采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數據出錯率極低。
9.CAN的每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施，具有極好的檢錯效果。
10.CAN通信介質可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。
11. CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節點的操作不受影響。
12. CAN總線具有較高的性能價格比。它結構簡單,期間容易購置,每個接點的價格較低,而且開發技術容易掌握,能充分利用現有的單片機開發工具。
三、lonworks與Can總線性能差異：
在總線標準中LonWorks和CAN總線以其高性能、高可靠性、極其獨特的設計越來越受到人們的重視。
1、CAN是一個允許任何網絡節點和其他網絡節點在同一個網絡中交流的多方協議，lonworks是一個支持多方操作，以及允許任何網絡節點和其他網絡節點在同一個網絡中交流的LonTalk協議。
2、CAN總線沒有邏輯地址，也不是一個路由協議，LonTalk協議包含了邏輯地址，同時也是一個路由協議。
3、CAN總線為了非破壞性沖突利用載波感，多址接入。Lonworks利用預測持久的載波感，多址接入和沖突解決以及沖突避免。
4、CAN總線和Lonworks都使用一個具有不同數據字節的固定格式的幀，CAN是0到8個字節，而Lonworks是1到288個字節，并且更長的文檔轉換要使用Lonworks FTP。
5、CAN總顯得錯誤檢測計劃使用每一個鏈路層的知識，那些知識由所有結點或沒有結點的信息提供，而Lonworks提供具有傳輸層知識的組播信息。
6、CAN總線的標準沒有標出物理層規定的地址，Lonworks標準為了變壓器隔離雙絞線，電源線，RF和光纖定義了物理層。
7、CAN總線響應時間變化是根據信息大小，比特率，信息服務，資源處的主機處理器，目的節點，調度實施的效率和協議層3,4,5,6,7.。Lonworks的響應時間由于位和時鐘的不同而不同使用一個5Mbphs的網絡和40MHz的時鐘的響應時間會小于2.5ms。
8、CAN總線協議被用于實施SDS和DeviceNET，但這兩個系統卻沒有互操作性。Lonworks設備使用相同的Lon Talk協議。
相比于Lonworks，CAN的有時是小于2毫秒的響應時間。但是Lonworks也有許多自己的優勢，比如它有多方多媒體的支持，還有完全的內置安全系統和信息服務的路由協議，比CAN總線更少的開發時間，擁有開放的，且同行使用相同基礎設施的多方市場，還有一點，Lonworks有更少的節點耗資，但使用壽命會更長。
