基于Modem的总线网络的原理及结构分析.pdfVIP

维普资讯 文章埔号 ：100I．g044(2002)01—0018-03 基于Modem 的总线网络的原理及结构分析 杜清彦 (武最大学 自动化系，武汉 430072) 摘要：从原理噩硬件结构上分析了基于Modem的总线网络所实现的特定功能，具有抗干扰 性能较强，能够远距离侍输以噩节点的智能化等特点。 美健词 ：Modem； 线网络；特定功能 中围分类号：TP393．02 文献识别码：B 现场总线是在微机化测量控制设备之间实现双 而的性能不如专用电缆)，又不允许增加中继器来延 向串行多节点数字通信的系统，在技术上具有开放 长传输距离。因此，要从其它的方面人手，保证网络 性、互可操作性 ，现场设备智能化与功能自治，结构 的传输和抗干扰能力。 高度分散及适应现场环境等特点，因此从设计 、安 装、投运到正常生产运行及其检修维护，都体现出极 2 采用 FSK技术的理由 大的优越性。 由于抗干扰及远距离传输的要求，该网络不同 然而，现场总线作为一种新型的技术，其 自身的 于以基带数字信号传递信息的传统网络，而是采用 发展尚不完善，有一定的局限性：①现场总线的智能 了Bell202通信标准的FSK技术，把基带数字信号 仪表昂贵，需要高额的投资，同时其协议和功能相对 调制为高频信号送上总线。原因分析如下： 于某些系统实际需要来说过于复杂，存在着很多的 (1)通常情况下，会有多种频率的干扰信号影响 不必要和浪费；②传辖距离不能满足较大系统的应 通信网络，因此在检测信号进入接收端之前要进行 用要求；③抗干扰性能不能满足较复杂系统的要 滤波。但是，基带信号是由基本脉冲波形成的，它的 求。 频率成分含有奇次谐波，经过滤波器以后，这些奇次 为此，在大量的理论分析和实验研究的基础上， 谐波也将被滤掉，最终将使波形失真。 以铁路信号为研究实例，设计了基于Modem的总线 (2)在强干扰的环境中，高频信号比基带信号具 通信网络，具备现场总线某些特点而又独具特色。 有更强的抗干扰能力。干扰源虽然很多，但基本上 都表现为随机的、不规则的尖峰信号的叠加。干扰 1 本网络特定要求 的侵入会改变有效信号的幅值和频率。基带信号是 本网络应用在铁路沿线，用以检测室外信号，暴 靠信号的幅值来辨认码元…0’，…1的。干扰的叠加 露在 自然界中，同时面对铁路 电气设施本身产生的 会使信号 0“”变…1’，…1变 “0”或者超出信号的有效 强干扰，所以网络所处的工作环境非常恶劣，网络首 范围而出错 。在本网络中，仅铁路 电气设备发射出 先应该具有很强的抗干扰能力 由于网络中每个节 来的频率干扰就有 25，550，850，1700，2000Hz等 点覆盖的距离在 10km左右，因此它必须具有远距 许多种，而基带信号本身的频率范围又很宽，因此就 离传输的能力。另外，为了简化网络结构和降低成 不能通过在接收端进行滤波来消除这些干扰信号， 本，该网络不铺设专用通信电缆，而是借用现场已有 而目前的其他技术很难从基带信号中将这些干扰消 的电缆来进行通信 (这种电缆在抗干扰和抗衰减方 除掉 但当干扰侵入频率信号时，只会改变某一个 收藕 日期 ：2001．0810 作者联系电话：027E-mailiill¨@ 263．net 固