基于Lonworks技術的網絡打印服務器設計

1 NPS硬件設計
如圖2所示，NPS采用1塊TMPN315081AF神經元芯片，配置1片64K8位Flash存儲器作為程序存儲器和1片128K8位RAM作為數據存儲器；神經元芯片的CP0～CP4雙向通信接口和78kbps的收發(fā)器構成Lon-works網絡接口；TMPN315081AF神經元芯片I/O引腳的功能可通過程序靈活配置。在此，I/00～I/07引腳接打印機接口的8位數據線，I/08引腳接打印機選通線(STRB)，I/09接打印機的“Busy”信號線，并要在應用程序中用如下Neuron C語句配置：
IO_0 output byte PrintData；
IO_8 output bit PrintStb；
IO_9 output bit PrintBusy；。

2 NPS應用程序設計
NPS與各個智能節(jié)點之間為主從方式，通過查詢完成工作。網絡尋址為domain：subnet：node方式。網絡通信采用顯示報文格式。
2.1 應用程序運行機制
TMPN315081AF神經元芯片固化了LonTalk的全部七層協(xié)議[2]，位于應用層的調度程序(Scheduler)負責目標應用程序的啟動、任務調度運行，并且任務運行必須有一個特定的事件來觸發(fā)。根據這個調度機制，本文在NPS的應用程序中實現(xiàn)了以下事件(Events)及其對應任務的功能。
(1) reset事件
完成NPS的網絡地址設置，建立Lonworks網絡的域和地址，并完成打印機初始化工作。
(2)timer_expires事件
在程序中定義了3個周期性定時器：
stimer repeating sNetUpDTr=12；
mtimer repeating mAddrTr=300；
mtimer repeating mPollTr=1000；。

秒級定時器sNetUpDTr啟動網絡更新，毫秒級定時器mAddrTr事件對應的任務通過廣播報文查詢網絡上的節(jié)點地址，并更新程序中的所有節(jié)點列表。節(jié)點結構定義如下：
typedef struct
{ unsigned int ID_num；//唯一ID
char ID_descrip[32]；//描述網絡地址，定義在Neu-ron C的addrdefs.h文件中msg_out_addr ID_dest_addr；
}ID_INFO；
毫秒級定時器mPollTr事件激發(fā)查詢任務，詢問網絡上的節(jié)點是否有打印信息。
(3)msg_arrives事件
當收到報文時，此事件為真，其對應的任務接收報文，根據報文類型字段，可以區(qū)分是命令報文還是欲打印數據報文。
(4)iO_in()事件
在程序中對應when(iO_in(Print_Busy)==0){…}，就是當打印機一旦空閑，就啟動打印任務，把程序中打印緩沖區(qū)的數據輸出到打印機。整個NPS應用程序的運行機制如圖3所示，每個任務在執(zhí)行時都調用相應的函數來完成預定功能，函數代碼不在此詳述。
2.2 應用程序通信協(xié)議
之所以單獨提出這個問題，是因為通訊協(xié)議對網絡應用程序至關重要。本文中，NPS和其他智能節(jié)點間的應用層通信協(xié)議為兩級協(xié)議：第一層，顯式報文嚴格按照Neu-ron C定義的格式、填寫報文的個字段；第二層，對顯式報文中的數據段，應該定義自己的用戶數據規(guī)約。
最后，應用程序在NodeBuider環(huán)境下編譯、連接后生成可執(zhí)行文件，寫入到Flash存儲器，經變電站現(xiàn)場調試和測試，NPS能夠可靠地完成網絡打印功能。

3 結 論
Lonworks網絡技術是一種高抗干擾性、高性價比的現(xiàn)場總線網技術，本文NPS設計之所以采用這種技術就是考慮到工業(yè)現(xiàn)場往往具有很強的電磁干擾。從硬件、編程和開發(fā)工具對NPS的設計進行較詳盡地描述，希望對從事Lonworks網絡技術開發(fā)應用的讀者能稍有裨益。本裝置與變電站測控單元、保護單元配套，經過現(xiàn)場驗證，工作穩(wěn)定可靠。