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现场通信网络综述 摘 要 : 较全面地论述了工业和家用现场通信网包括定义桩路层和应用层 的RS- 4 85总线、CAN总线.以及不同工业领城的的低层串行数字通信网络的国际标准:含8类总线的IEC61158标准，用于大路车辆数字信息交换的ISO 11898标准， 列车通信网标准IEC61375，用于低压配电与掌握装置的控置器与设备接口标准IEC 62026，用于工业机械(机床)运动装制的实时通信标准IEC 61491(SERCOS) 等。文章还简介了家庭自动化通信网络。最终论述了高速以太网用作现场总线的进展趁机。 一、引言 现场通信网或者称广义的现场总线，是广泛应用于计算机测控领域的串行双向数字通信网络(以下统称现场总线)。其功能是实现管控设备对现场(或底层)数据的收集，对现场(或底层)执行设备的掌握，完成系统管控设备与现场设备之间、现场设备相互之间的信息交换。其应用领域大致可以分为:过程工业中的连续掌握、制造业的离散掌握及运动掌握、电力监控及变配电领域电气开关的掌握、车辆及其它可移动设备内部的测控、环境监控、试验室自动测试系统以及其它地域分散的一般自动化领城的数据传递与集中，诸如自来水系统监控系统、水电气抄表系统、商品销咨系统等等。近年又进展到了家庭自动化领域。目前在这些领域应用的现场通信网络，有通信协议完善的具有国际标准的现场总线。也有通信协议 不很完善的自定义局部协议的简洁的现场总线。由于后者技术简洁、开发简洁、价格廉价，在一些规模不大的侧控系统中仍旧有着广泛的应用。 二、承受RS - 485的自定义现场总线 1983年12月，美国EIA(Electronic Industries Association)在RS一422(1978.12) 标准的根底上制定了RS - 485标准:用于平衡数字多点系统的发送器和接收器的电气特性。1998年3月成为EIA和TIA(Telecommunications Industry Association)等组织的共同标准TIA/EIA一485一A一98.ITU(International Telecommunication Union)的相应标准为V.11,RS-485是一个物理接口电气标准，承受差分(平衡)传输。最大传抽速率10Mb/s(12m距离).最大传输距离1200m(100kb/s),24 # A WG双绞线)。使用较粗的双绞线时，实际通信距离可达4km以上。自RS - 485标准推出以后， 快速获得了广泛的应用。一些厂商都承受RS- 4 85作为他们开发的现场总线协议的物理接口(或之一)。如：BITB US、Pr ofibus、Modbus、P - n et、Lo nWork s、研华的ADAM分布式测控产品等等。更有很多中小厂商或用户承受RS - 485物理接口自定义简洁的数据链路层和应用层协议开发分布式测控系统。 自定义的数据链路层多承受面对字符的数据传输掌握规程，主/从通信方式。最简洁的根本型规程用等待发送方式进展流掌握，水平垂直奇偶验或CRC，传输的根本单位为字符，代码使用CCITI，的数据及信息传摘用国际字母5号表(与7 单位ASCII码根本全都)，传输掌握字符在5号表的10个掌握字符中依据需要选用。传输一个8位二进制数时需要编码成两个ASCII码字符，故传输效率较低。为了提高传递效率，可承受多种扩展的规程。 RS一485收发器价格格外廉价，自定义的链路层和应用层协议开发简洁。但 牺牲了开放性和互操作性。 三、 自定义应用层的CAN总线 CAN( Contorller Aera Network，掌握器局域网)是1991年Bosch公司为汽车电气掌握的数字传输总线。CAN协议(CAN Specification 2.0 Port A十B)分为三层： 目标层、传递层和物理层，主要对应于ISO(国际标准化组织)的OSI开放系统互连) 七层模型中数据链路层的媒体访问掌握子层以及物理层的物理信号局部。CAN 总线的MAC子层承受CDMA/CA(载波侦听多路访问/冲突通免)协议，它使用一种特别的非破坏性逐位仲裁方法得以避开冲突，提高了重负荷时的吞吐率，这是CAN的一大特色。在CAN中每一类报文都有唯一的优先权，多个节点同时发送时优选级较离的报文得到总线，优先级较低的报文停顿发送。CAN总线上传物的比特流分为显(dominant)比特和隐式(recessive)比特两类。分别表示规律“0” 和“1”，CAN的物理层必需保证:当多个节点同时发送隐式比特或显式比特时， 媒体上消灭的分别为显式比特和胜式比特。当同时发送的比特既有隐式比特又有显式比特时，媒体上应消灭显式比特，或者说显式比特可以写在隐式比特上。CAN总线的这种特别的物理信号编码方式使得非破坏性仲裁得以实现。 由于 C A N