La technologie Lonworks

1. TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
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UA311X
17/04/2016

2. Sommaire
TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
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 Principes
 Lonworks ?
 Echelon
 Lontalk
 Variables réseaux
 LNS
 BACnet, KNX et LonWorks
 Implémentations
 Architecture traditionnelle
 Topologie
 Bus
 Libre
 Backbone
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Sommaire
 Architecture LNS
 Architecture iLons
 Architecture Lonworks-Bacnet
 Applications
 Universalité
 Systèmes Easylab
 Systèmes Hellio de Philipps
 Systèmes SL 21 Cytilone
 Conclusion
 Avantages et inconvénients
 Perspectives

3. 17/04/2016TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
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 Nœuds → Nœuds → Interface utilisateur
 Nœuds (capteur, actionneur ..) → fonctions spécifiques via un programme (Neuron) → transmetteur →
variables
 Multiples médias
 Via Lontalk
Variateur
d’ambiance
Terminaux
Caméra de
sécurité
Capteur de
mouvement
Thermostat Soupape
CVC
Balaste
élctronique
Résaux lonworks
internet
Lonworks ?
Principes

4. Echelon
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Echelon est une société qui fournit l’infrastructure LonWorks pour la mise en
réseau de multiples appareils
Elle est fondée en 1988 par AC 'Mike' Markkula
Elle compte 200 employés
Première puce Neuron créé en 1991 (CYPRESS et TOSHIBA)
40000 fabricants associés
Acteur majeur dans l’automatisation :contrôle d’accès, CVC (Chauffage
Ventilation Climatisation), éclairage, sécurité, ascenseurs, CCTV
Principes

5. 5
 Dispositifs : capteurs , caméra , variateurs
identifié par un Neuron ID ( Neuron Chip )
 Nécessite l'attribution d'une adresse pour chaque dispositif ,
permettant l’envoie de message:
-domaine
- sous-réseau
- adresse du nœud (32000)
 Canaux :
-paire torsadée, des ondes RF, de la fibre optique, du courant
porteur, des câbles COAX
-Allant de 78 Kbps à 1,25 Mbps
-Bus ,anneau, étoile
 Utilitaire réseau via un terminal (LNS)
Réseau Lonworks
Terminal réseau
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Lontalk
Dispositif
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Principes

6.  SNVT sont des types de variables réseau standards définis
dans « LonMark »
 Les données dynamiques envoyées
ou reçues par des dispositifs réseaux:
Températures
Pression
Volume
Débit
Etc
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Variables réseaux
Principes

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 Plate forme de gestion réseau
 Fournit un ensemble d'outils de gestion ainsi que des options de connectivité de base
 Architectures client / serveur
 Prise en charge des outils de configuration de plusieurs fournisseurs
 Permet d'accéder à n’importe quels nœuds réseaux de n’importe où
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LNS
Principes

8. BACnet, KNX et LonWorks
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 BACnet : crée par Ashrae après 1988 , récupération de données sur différents protocoles et automates
afin de les rendre compréhensible (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning
Engineers)
 KNX 1996 : rassembler sous un seul langage trois protocoles (BATIBUS, EIB et EHS)
 Compatibilité:
KNX => Bac Net ou LON =traducteur (passerelle)  risque de mauvaises traductions
Solution : Mapping
BACnet => KNX (2006 ) Annexe H.5 au standard BACnet
BACnet => LonWorks (2006)
KNX=>LonWorks à venir
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Principes

9. BACnet, KNX et LonWorks
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LonWorks BACnet KNX
Architecture réseau « Bottom Up »
Peer to peer
« Top down »
Multiple protocole de
communication et de
topologie
« Bottom Up »
Topologie libre à basse
vitesse
Cœur de l’architecture Neuron chip
,programmation en
neuron C
Processeur et langage de
programmation
indépendant
Utilisation du processeur
68HC05
Protocole de
communication
Lontalk,TP , PL, wifi ,
fibre optique
Arcnet, lontalk,ptp TP, PL, wifi
Interaction avec internet I.Lon BACnet/IP
BACnet/WS
KNX/IP
Vitesse 32K-1.25Mbps 9.6 K- 7.5Mbps 4.8 Mbps-9.6Mbps
Principes

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Les postes de travail peuvent accéder
à tout moment au dispositif
sans passer par un passerelle
propriétaire , ni gestion centralisé, en
utilisant le protocole Lontalk
Implémentation
Architecture traditionnelle

11. T T
T
T
T
T
T
T
Bus
 Un routage physique qui comprend un début et une fin
distincte
Peut être doublement terminé en début et fin
 Utiliser pour un nombre conséquent de nœuds,
moins de problèmes, mais plus contraignant à installer
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Topologie
Implémentation

12. T
T
Libre
Structure en anneau, en étoile, en boucle, ou en
combinaison
 Facilité à élargir
 Facilité l’intégration dans des topologies
complexes à utiliser (parking), problèmes si
négligences de l’installation de bases (prestataires) ,
transport de trames defectueux
 Nécessite une terminal installé n’ importe où sur le
réseau
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Implémentation
Topologie

13. Backbone
Backbone
 Connexion des routers LNS à un réseau backbone
 Utilisé en haut débit à paire torsadée
 Réservation de bande passante pour les outils de
gestion réseau
 S’apparente à une topologie bus mais avec
davantage de facilité à implémenter des outils de
gestion réseau
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Implémentation
Topologie

14. 17/04/2016
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LNS Application and
LNS Server PC
Internet
LNS Remote Client
Application
Implémentation
Architecture LNS
 La base de données LNS réside sur le même
ordinateur que l'outil de gestion réseau
 En local , réduction des coûts pour les petits
systèmes mais performances et souplesses moindre
qu’ ilons
 Il existe un « Remote client » , application
installée sur le serveur LNS qui permet d’accèder à
celui-ci à distance

15.  Les routeurs (i.LONs) permettent d’accèder à
distance aux réseaux lonworks , très utile pour les
systèmes géographiquement dispersés
 Un serveur de temps peut être nécessaire pour
synchroniser la livraison des messages à travers les
réseaux distants
Internet
Londresi.LONs
i.LONs
Serveur de
temps
(SNTP)
Los Angeles
Lisbonnes
Hong Kong
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Workstation LNS server
Lonworks
Implémentation
Architecture i.Lons

16. 17/04/2016TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
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Implémentation
Architecture Lonworks-
Bacnet
 Bacnet inclue une option pour utiliser les
couches inférieurs de lonworks mais impose sa
couche application
 Hiérarchisation multi niveaux :
Système bacnet  périphériques lonworks
 Les serveurs Bacnet jouent le rôle de
passerelle
 L’interopérabilité n’est pas continuellement
efficiente et l’interaction ne se fait pas toujours
de manière transparente

17. 17
 Broadway : de nombreux systèmes
d’éclairage dans les théatres
 Hotel Belagio Las Vegas : spectacle des
fontaines
 Le plus grand centre de distribution de
lait en Grèce
 Norme pour contrôler les différents
dispositifs sur l'ensemble de ses rames
de métro de New York.
 Gestion à distance des horodateurs
d'Amsterdam
Universalité
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Application
Universalité
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Automatisation industrielleGestion centralisée des
batiments
Automatisation des batiments
résidentiels pour les
particuliers
Automatisation des
différents transports
TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015

18. TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
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 Le régulateur TCU3 permet la gestion aéraulique dans les laboratoires. et a été développé pour la régulation de sorbonnes,
de compensation de soufflage ou d’extraction des laboratoires, des hôpitaux et des salles blanches.
 Régulateur TCU 3 :
 Les différents modules d’extensions s’insèrent à l’intérieur de celui ci
Lonworks est pris en charge par le module EM-LON qui permet de gérer le débit d’air grâce aux paramètres de
contrôle configurables.
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Application
Système Easylab

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 Le système HELIO permet d'obtenir un fonctionnement combiné éclairage et climatisation.
 Le multi-capteur permet : - mesurer la luminosité ambiante
- détecter la présence ou l'absence d'un occupant
- de recevoir des consignes d'une télécommande infrarouge multifonctions. (sélectionner le
niveau d'éclairage et la température de la pièce)
 L'information fournie par capteur de présence est exploitée tant par le
contrôleur d'éclairage que par le régulateur de climatisation.
 En fonction de l'occupation, les niveaux d'éclairage
et de climatisation pourront varier.
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Application
Système HELIO de Philipps

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 Le SL21 est un contrôleur d'éclairage pour gestion d'une seule lampe. Il peut s'installer soit dans la lanterne, soit dans
les coffrets de raccordement de petite taille .
 Il permet de gérer des ballasts électroniques et peut être relié
à un détecteur de présence. (domaine public ou privé)
 Il peut également réaliser de la télé maintenance associée à
un système de télé alarme et ainsi remonter des
informations de panne au point lumineux afin d'améliorer
l'efficacité de la maintenance en éclairage public. (CPL)
 Ils peuvent fonctionner en mode autonome, pilotés ou intégrés
dans un système de télégestion
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Application
Système SL 21 citylone

21. TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
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 Topologie libre : avantage pour les extensions futures et ajout d’autres matériels n’importe où sur le réseau
 Isolation électrique. Les transmetteurs sont isolés par transformateur jusqu'à 1500 volts ce qui élimine
les problèmes de différentiel de tension et permet une protection contre les parasites électriques.
 Absence de polarité :- absence de plus et moins. Le FTT non polarisé, simplifie donc l'installation et
réduit le temps passé à trouver les défauts de câblage.
 Communication d'égal à égal : pas de point central pour réduire les effets d'une panne d'un équipement
et les points uniques de défaillance
 Protocole Standard et Public : LonTalk facilite l'interopérabilité (variables utilisable pour de nouveaux
fabricants)
 Indépendant du médium : Interconnections des supports physiques différents à l'aide de routeurs , choix
du support physique sans affecter les équipements eux-mêmes.
 Neuron Chip : Programmes et communications sur une même puce et coût moins important (bac net)
 Programmation simple  package (Niagara et LonMaker)
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Conclusion
Avantages

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 Le Neuron chip est réalisé par deux entreprises Motorola et Toshiba (exclusivité)  coût , disponibilité
 Bacnet : -1 seul protocole de communication contre 6
- programmations et communications sur la même puce contre 2 (taille de demande importante)
- taille dépassant 1.25 Mbps
- polémique ANSI
- technologie non déterministe
 Label Lonmark : ajout de fonctionnalité et réel interopérabilité concernant l’agrément ou non du Label.
 Outils de développement propriétaires : impact sur les acheteurs en termes de coûts et de services après
vente
 Problème d’administration à distance avec un PBX sur un réseau LAN entre bâtiment
 Problème de communication dans un réseau Ethernet entre deux nœuds LON
 Taille des applications limitée
 Les liaisons FTT ne supporte que du LON
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Conclusion
Inconvénients

23. 17/04/2016TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015
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 Convient aux réseaux privés ou aux collectivités publiques
 Mis en œuvre unique ou conjugué (BacNet > intéropérabilité), chacun a sa place dans l industrie à
différents niveaux et peut convenir à différents clients
 « Smart Building Alliance for Smart Cities »  Ouverture vers le Smart Gride.
 Utilisation : 55 % Bacnet , 40% Lonwork (Modbus et KNX)
 ARCOM: -Tertiaire -Parking
 Arrivée des Neurons Chips FT5000 et FT6000
Conclusion
Perspectives

24. TOURNAIRE Benjamin – CNAM – 2015 24
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Ce n’est pas dans la science qu’est le bonheur mais dans l’acquisition de la
science!
Charles baudelaire via Edgar Allan Poe