广石化测控专业《现场总线》期末考试复习资料

1nST21log广石化测控专业《现场总线》期末考试复习资料现场总线的概念：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。现场总线的技术特点：1、系统的开放性；2、互可操作性；3、通信的实时性与确定性；4、现场设备的智能与功能自治性；5、对现场环境的适应性。总线仲裁指对总线冲突的处理过程，某一时刻只允许一个设备占用总线，等到它完成总线操作，释放总线占有权后，才允许其他设备占用总线。协议的关键要素：语法、语义、时序。语法是指通信中数据的结构、格式及数据表达的顺序；语义是指通信数据位流中每个部分的含义，收发双方正是根据语义来理解通信数据的意义；时序包括两方面的特性：数据发送时间的先后次序和数据的发送速率。传输速率：n为信号的有效状态，例如在计算机网络的数据通信过程中，先好只包含两种数据状态，即n=2；计算机通信中一般要求其平均误码率低于10-9信道容量的香农计算公式：W:信道带宽S/N:信噪比，信噪比一般用10lg(S/N)来表示，单位为分贝。模拟数据编码方式：幅值键控、频移键控、相移监控通信线路的工作方式：单工通信、半双工通信、全双工通信奇偶校验：在奇偶校验中，一个单一的校验位（奇偶校验位）被加在每个单位数据域如字符上，使得包括该校验位在内的各单位数据域中的1的个数是偶数个（偶校验），或者是奇数（奇校验）循环冗余校验：几种生成多项式G(x)CRC-12G(x)=x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16G(x)=x16+x15+x2+1CRC-CCITTG(x)=x16+x12+x5+1CRC-32G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1（1）发送数据比特序列为110011（6比特）；（2）生成多项式比特序列为11001（5比特，K=4）;（3）将发送数据比特序列乘以2的4次方，那么产生的乘积为1100110000；（4）将乘积生成多项式比特序列去除，按模二算法：100001Q（x）G（x）→11001)1100110000←f（x）.kx1100110000110011001←R（x）)1(log2NSWC2求得余数比特序列为1001；（5）将余数比特序列加到乘积中得：1100111001（6）如果在传输数据过程中没有发生错误，那么接收端接受到的CRC校验，码的接收数据比特序列，一定能被相同的生成多项式整除，即10000111001）110011100111001110011100101、模2加法运算定义为：0＋0＝00＋1＝11＋0＝11＋1＝0例如：0101＋0011＝0110，列竖式计算：0101+0011──────01102、模2减法运算定义为：0－0＝00－1＝11－0＝11－1＝0例如：0110－0011＝0101，列竖式计算：0110－0011──────01013、模2乘法运算定义为：0×0＝00×1＝01×0＝01×1＝14、模2除法运算定义为：0÷1＝01÷1＝1按地域范围可分为广域网（WAN）,城域网（MAN），局域网（LAN）双绞线：T568B:1白橙、2橙、3白绿、4蓝、5白蓝、6绿、7白棕、8棕；T568A:1白绿、2绿、3白橙、4蓝、5白蓝、6橙、7白棕、8棕；网络传输介质的访问控制方式：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的介质访问控制方式OSI参考模型的功能划分：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层中继器工作在物理层，网桥工作在数据链路层和物理层，路由器工作在物理层、数据链路层和网络层。3CAN通信的特点：(1)CAN从本质上是一种多主或对等网络，网络上任一节点均可主动发送报文。(2)废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据进行编码；通过报文过滤，可实现点对点、多点播送（传送）、广播等几种数据传送方式。(3)采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低。(4)具有多种检错措施及相应的处理功能，检错效果极好，处理功能很强，保证了通信的高可靠性。位错误和位填充错误检测、CRC校验、报文格式检查和应答错误检测及相应的错误处理。(5)通信介质（媒体）可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。(6)总线长度可达10km（速率为5kbps及其以下）；网络速度可达1Mbps（总线长度为40m及其以下）。(7)网络上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；标准格式的报文标识符可达2032个，而扩展格式的报文标识符的个数几乎不受限制。(8)通过报文标识符来定义节点报文的优先级。对于实时性要求不同的节点报文，可定义不同级别的优先级，从而保证高优先级的节点报文得到优先发送。(9)采用非破坏性逐位仲裁机制来解决总线访问冲突。通过采用这种机制，即使在网络负载很重时，也不会出现网络瘫痪现象。(10)发生严重错误的节点具有自动关闭输出的功能，以使总线上其他节点的通信能够继续进行。总线在隐形状态下的单数参数符号单位参数条件最小值典型值最大值总线共模电压VCANHV2.57.0VCANLV-2.02.5总线差分电压VdiffmV-120012总线在显性状态下的参数参数符号单位参数条件最小值典型值最大值总线共模电压VCANHV3.57.0VCANLV-2.01.5总线差分电压VdiffV-2.02.03.0iCAN网络的特性iCAN总线的拓扑图4iCAN报文帧的格式帧标识符ID28~ID21SrcMACID(源节点编号)ID20~ID13DestMACID(目标节点编号)ID12ID11~ID8ID7~ID0ACKFUNCID(功能码)SourceID(资源节点编号)帧数据部分Byte0SegPoloSegNumByte1(LengthFlag、ErrID)Byte2~Byte7