基于神经元芯片的远程水温监控系统的设计（图）

在生产生活中，热水的使用量非常大，而市面上流行的热水器通常只能设定固定的温度，并且一般需要在现场控制。但在许多工业场合，经常需要对远端热水装置的工作过程进行控制，使其生产出稳定的热水，并可随时调节水温。本文使用普通的单股双绞线作为网络物理介质，设计了一个基于LON网络的远程监控系统，来完成上述功能。

1、Lonworks总线和神经芯片

Lonworks控制网络是当前最为流行的现场总线之一，它的核心是神经元芯片（neuron chip）和LonTalk通信协议。LonTalk通信协议支持OSI/RM的所有七层模型，使得LON网络与其他网络有着良好的接口和兼容性。支持多种拓扑结构，通信介质可选双绞线、电力线、红外线、光纤、同轴电缆等媒介，使得网络布线更加方便。应用程序采用面向对象的设计方法，通过网络变量进行节点之间的数据交换，使网络通信简化为参数设置。

本系统中用到两种关键部件。

(1)神经芯片

神经元（Neuron）芯片使用CMOS VLSI技术，允许运行价格低廉的控制网络。其主要包括MCl43150和MCl43120两大系列。神经元芯片的主要特点是：

高度集成，所需要的外部部件较少；
　　3个8位的CPU，输入时钟可选择的范围10～625Hz；
　　片上存储器；
　　11个可编程I/O引脚（有34种可选择的工作方式）；
　　2个16位定时器/计数器；
　　15个软定时器；
　　5个网络通信端口，有3种方式可选择（单端反射、差分方式和专用方式）；
　　固件包括符合OSI七层协议的LonTalk协议，I/O驱动程序和事件驱动多任务调度程序；
　　服务引脚用于远程识别和诊断；
　　48位内部Neuron ID用于唯一识别Neuron芯片；
　　在两大系列中，3120芯片内部包含E2PROM、RAM和ROM存储器，而3150芯片内部无ROM，但拥有访问外部存储器的接口，可根据实际情况灵活配置存储器。

(2)收发器

提供神经芯片与Lonworks网络的物理通信接口。