SCADA系統(tǒng)培訓第章數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡技術(shù)

監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集技術(shù)華東理工大學自動化系王華忠hzwang@Ch2數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡技術(shù)一、引言數(shù)據(jù)通信是完成數(shù)據(jù)編碼、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲、處理的過程，是計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。與一般的控制系統(tǒng)相比，SCADA固有的測控點分散、測控范圍廣的特點決定了整個通信子系統(tǒng)在SACDA系統(tǒng)的運行過程中起到了更加重要的作用。

SCADA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信現(xiàn)場測控站點儀表、執(zhí)行機構(gòu)與下位機的通信下位機系統(tǒng)與SCADA服務器（上位機）的遠程通信監(jiān)控中心不同功能計算機之間的通信監(jiān)控中心Web服務器與遠程客戶端的通信二、數(shù)據(jù)通信概述

數(shù)據(jù)是指對數(shù)字、字母以及組合意義的一種表達。在SCADA系統(tǒng)中，通信數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)的各種信息緊密相關(guān)，如用數(shù)字1表示電機處于工作狀態(tài)，用數(shù)字0表示電機處于停止狀態(tài)；而對于溫度、壓力、物位、流量、電流、電壓等變量可以用一定數(shù)值范圍的數(shù)字來描述。

1、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計算機為中心，通過數(shù)據(jù)傳輸信道將分布在各處的數(shù)據(jù)終端設備連接起來，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信為目的的系統(tǒng)。實際的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是千差萬別的。例如，可以是兩臺計算機點對點近距離數(shù)據(jù)傳輸，可是是工業(yè)現(xiàn)場智能設備與控制器之間的數(shù)據(jù)通信，也可以是分布在各地的數(shù)百臺甚至更多的計算機互相傳送數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)信息的發(fā)送設備、接收設備、傳輸介質(zhì)、傳輸報文、通信協(xié)議等組成。圖2.1所示為香農(nóng)定義的廣義通信模型。圖2.1廣義通信系統(tǒng)模型信源為待傳輸數(shù)據(jù)信息的產(chǎn)生者。發(fā)送器將信息變換為適合于信道上傳輸?shù)男盘?，而信宿的作用與之相反。信道指發(fā)送器與接收器之間用于傳輸信號的物理介質(zhì)，又稱傳輸介質(zhì)。經(jīng)過傳輸，在接收器處收到的信號在接收器處變?yōu)樾畔ⅰＭㄐ艂鬏斶^程會受到噪聲的干擾，而噪聲往往會影響接收者正確地接收和理解所收到的信息。為了把接收到的信息還原為原有信息，并為接收者所理解，需要一套實現(xiàn)約定的協(xié)議。協(xié)議是數(shù)據(jù)通信規(guī)則的集合，如果沒有協(xié)議，兩臺設備即使連接也無法通信。

（1）通信設備發(fā)送設備、接收設備和傳輸介質(zhì)是通信系統(tǒng)的硬件。發(fā)送設備用于匹配信息源和傳輸介質(zhì)，即將信息源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼變換為信號形式，送往傳輸介質(zhì)；接收設備則需要完成發(fā)送設備的反變換，即從帶有干擾的信號中正確恢復出原有信號，并進行解碼、解密等操作。SCADA系統(tǒng)中，由于越來越多的設備變得智能化和數(shù)字化，數(shù)字通信能力越來越強大，因此，依賴不同時刻設備的作用，許多設備既是發(fā)送設備、也是接收設備。如下位機設備與上位機通信時，當下位機向上位機傳送現(xiàn)場儀表參數(shù)時，下位機是發(fā)送設備，上位機是接收設備；而當下位機接收上位機的控制指令，如開啟某臺設備，或修改下位機參數(shù)時，下位機是接收設備，而上位機是發(fā)送設備。（2）傳輸信道傳輸信道可以是簡單的兩條導線，也可以是由傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)中繼、交換、存儲、管理設備構(gòu)成的網(wǎng)絡。傳輸信道是為收發(fā)兩地的數(shù)據(jù)流提供傳輸?shù)男诺?，傳輸信道由兩部分組成：一部分是傳輸介質(zhì)，另外一部分是其他數(shù)據(jù)處理設備。傳輸介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩種，有線介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光纖等，無線介質(zhì)則為空氣。傳輸手段為微波、紅外線、激光等，由光纖、同軸電纜、雙絞線等有線介質(zhì)構(gòu)成有線線路，2、數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸讉€基本概念

（1）數(shù)據(jù)傳輸模式A：傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式。B：同步技術(shù)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)的接收設備與發(fā)送設備的數(shù)據(jù)序列在時間上必須取得同步，以準確地接收發(fā)來的每位數(shù)據(jù)。C：基帶傳輸、頻帶傳輸和數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸。D：通信線路工作方式（單工、半雙工、全雙工）幾種數(shù)據(jù)傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式可以分為不同的類型按數(shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞?，可以分為兩種基本方式：即并行傳輸與串行傳輸；按數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞?，可以分為同步傳輸與異步傳輸；按數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r間關(guān)系，可以分為單工、半雙工與全雙工數(shù)據(jù)傳輸；按照數(shù)據(jù)信號特點，可以分為基帶傳輸、頻帶傳輸和數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸。

（2）數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸在線路上傳輸?shù)亩M制數(shù)據(jù)可以采用并行模式傳輸或串行模式傳輸。在并行模式下，每一個時鐘脈沖有多位數(shù)據(jù)被傳送；而在串行模式下，每一個時鐘脈沖只發(fā)送一位數(shù)據(jù)。而且，發(fā)送并行數(shù)據(jù)僅僅只有一種方式，而對于串行傳輸則有兩種方式同步傳輸異步傳輸（3）同步傳輸與異步傳輸

在線路上傳輸?shù)亩M制數(shù)據(jù)可以采用并行模式傳輸或串行模式傳輸。在并行模式下，每一個時鐘脈沖有多位數(shù)據(jù)被傳送；而在串行模式下，每一個時鐘脈沖只發(fā)送一位數(shù)據(jù)。而且，發(fā)送并行數(shù)據(jù)僅僅只有一種方式，而對于串行傳輸則有兩種方式同步傳輸異步傳輸A.同步傳輸同步傳輸是以一定時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號的。這個時鐘可以是由參與通信的那些設備或器件中的一臺產(chǎn)生的，也可以是由外部時鐘信號源提供的。時鐘可以有固定的頻率，也可以間隔一個不規(guī)則的周期進行卻換。所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位都和這個時鐘信號同步。在同步傳輸時，它不是獨立地發(fā)送每個字符，而是連續(xù)地發(fā)送位流，并且不需要每個字符都有自己的開始位和停止位，而是把它們組合起來一起發(fā)送，這些組合稱為數(shù)據(jù)幀，或者簡稱為幀。

B.異步傳輸異步傳輸中，每個節(jié)點有有自己的時鐘信號，每個通信節(jié)點必須在時鐘頻率上保持一致，并且所有的時鐘必須在一定誤差范圍內(nèi)相吻合。異步傳輸中，并不要求在傳送信號的每一數(shù)據(jù)位時收發(fā)兩端都同步。依賴起始位、數(shù)據(jù)位、停止位等來起同步作用。C.同步與異步傳輸比較同步傳輸通常要比異步傳輸快，傳輸效率較高。異步傳輸實現(xiàn)起來比較容易，對線路和收發(fā)器要求較低，實現(xiàn)字符同步也比較簡單，收發(fā)雙方的時鐘信號不需要精確地同步。缺點是多傳輸了用于同步目的的字符，降低了傳輸效率。3、差錯控制在數(shù)據(jù)通信過程中，由于各種干擾及傳輸線路本身的因素，在傳輸過程中會不可避免地發(fā)生錯誤，特別是隨著無線通信應用的增多，而無線通信差錯率要遠高于有線通信。因此，為了提高通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量而采取的檢測與校正方法就差錯控制。在計算機網(wǎng)絡中，差錯控制通常是在數(shù)據(jù)鏈路層進行的。差錯檢查是讓報文分組中包含使接收端發(fā)現(xiàn)差錯的冗余信息，但它不能確定是哪一位出錯，也不能糾正傳輸中的差錯；差錯糾正是讓報文中每個傳輸?shù)膱笪姆纸M中帶有足夠的冗余信息，使得接收端能發(fā)現(xiàn)并自動糾正傳輸錯誤。差錯糾正在功能上優(yōu)于差錯檢測，但實現(xiàn)復雜，造價高。差錯檢查原理簡單，容易實現(xiàn)，編碼與解碼速度快，應用廣泛。（1）擁差錯控驕制方式反饋糾株錯前向糾錯混合糾錯（2）常個用的差錯銹檢測方法奇偶校腿驗碼奇偶校驗折碼是一種法最簡單實截用的檢錯撲碼，指通遺過增加冗咽余位來使宅得碼字某訂些位中“回1”的個勉數(shù)保持為匹偶數(shù)或奇閘數(shù)的編碼扎方式。異添步通信系嶄統(tǒng)中使用擴偶校驗或箭奇校驗這棍兩種方法明。循環(huán)碼（Cy提cli烘cR基edu確nda蓄ncy犬Ch雷eck天,C互RC）三、通用阿串行通信串行接詳口通信扮接口中恢有兩個敬重要的內(nèi)概念數(shù)據(jù)終搶端設備糞DTE辦（Da盞ta陽Ter匆min御al皇Equ盒ipm污ent君，DT斜E）數(shù)據(jù)電路渠終接設備限D(zhuǎn)CE（挨Data隸Cir另cuit迫-ter吐mina抽ting鄰Equ備ipme晌nt，D酷CE）目前最停常用的秤有關(guān)D郊TE和趙DCE禍之間的即接口標鉆準是E跨IA和疾ITU燦-T指陷定的標猾準。其持中EI懇A（美桐國電子右工業(yè)協(xié)埋會，E渡lec吵tri鳥cal斜In攝dus榜tri踐al濁Ass躁oci茅ati飄on，粒EIA勺）標準庫有EI嘴A-2蠶32、監(jiān)EIA浸-44顫2和E件IA-偽449那等；數(shù)據(jù)通信斷接口標準屢主要用來趕定義數(shù)據(jù)訴通信的接竄口和信號賞方式。在裕通信線路臣的兩端都犁要有DT粗E和DC隔E，如圖跟2.2所族示。DTE產(chǎn)姐生數(shù)據(jù)并啟且傳輸?shù)降谼CE，而DCE合將此信號剃轉(zhuǎn)換成適走當?shù)男问阶u在傳輸線邊路上進行迅傳輸。圖2.弓2鏈DTE咱和DC遲E設備戰(zhàn)的連接在物理層袍：DTE聯(lián)可以是今終端、胃微機、秤打印機孤、傳真蒙機等其琴他設備快，但是械一定要泉有一個白轉(zhuǎn)接設嗚備才可愛以通信相。DCE殲是指可嬸以通過萬網(wǎng)絡傳掘輸或接斤收模擬茫數(shù)據(jù)或雁數(shù)字數(shù)面據(jù)的任專意一個開設備，丈最常用范的設備程就是調(diào)肌制解調(diào)木器。1、串池行通信爆參數(shù)串行通夠信中，數(shù)交換數(shù)音據(jù)的雙障方利用這傳輸在扁線路上案的電壓魄變化來赤達到數(shù)逼據(jù)交換開的目的摟，但是廉如何從駱不斷改表變的電毛壓狀態(tài)資中解析涌出其中拖的信息凳，就需償要雙方鴉共同決蘆定才行與，即需童要說明還通信雙余方是如上何發(fā)送瞧數(shù)據(jù)和負命令的塌。因此協(xié)，雙方淡為了進舉行通信寬，必須懸要遵守盯一定的瞇通信規(guī)溫則，這堆個通信由的規(guī)則浙就體現(xiàn)案在對通濃信端口刷的初始膽化的參徐數(shù)上。數(shù)據(jù)的守傳輸速刪度：波趨特率（峰Bau輩dR圾ate研）數(shù)據(jù)的發(fā)獅送單位：毅如ASC碧II碼8寸個位形成勿一個字符起始位及草停止位：揪起始位固奮定為1個憑位，而停迷止位則有咸1、1.儲5及2個港位等多種嗓選擇。校驗位搖的檢查舊：為了企預防錯烏誤的產(chǎn)優(yōu)生，使閥用了校胖驗位作手為檢查倘的機制原?？筛?jù)實際進需要選緩擇奇校他驗、偶現(xiàn)校驗或仍無校驗懲。2、流拉量控制所謂的梨流量控乘制，是隊為了保茂證傳輸端雙方都沾能正確接地發(fā)送咬和接收幸數(shù)據(jù)而冒不會漏故失。如慚果發(fā)送憲的速度純大于接拌收的速合度，而拴接收端胖的處理金器來不利及處理災，則接桐收緩沖簽區(qū)在一愉定時間粗后會溢養(yǎng)出，造虜成以后呀發(fā)送來劇的數(shù)據(jù)庭無法進妥入緩沖努區(qū)而漏罵失。解匙決這個塑問題的雄方法是碎讓接收淺方通知興發(fā)送端承何時發(fā)脫送以及禁何時停政止發(fā)送筐。流量控不制又稱瀉為握手綢（Ha賠nd條Sha割kin瀉g），懷常用的胃方式有蝕：硬件京握手和早軟件握笛手兩種性。3、R嚴S-2陪32接傻口特性（1）雀RS-舌232仁接口特港性RS-2崗32C接暈口標準所愛定義的內(nèi)雁容屬于國來際標準化喜組織IS織O所制訂幼的開放式茶系統(tǒng)互聯(lián)蔽參考模型幣中的最低美層—物理駝層所定義旺的內(nèi)容。RS23準2C接口霜規(guī)范的內(nèi)蔬容包括連畢接電纜和棋機械特性強、電氣特愧性、功能磁特性和過非程特性四惑個方面。機械特性炮:主要定慢義物理連放接的邊界皺點，即接舅插裝置。按規(guī)定物理炊連接時所偶采用的規(guī)殊格、引腳鄭的數(shù)量和咸排列情況啟。電氣特性含:規(guī)定傳醫(yī)輸二進制莖位時，線晝路上信號狗的電壓高泡低、阻抗服匹配、傳思輸速率和爹距離限制醋。功能特性婆:主要定派義各條物迎理線路功懶能和電平泉電壓表示牙何種意義菊。規(guī)程特斥性:主史要定義腦各條物放理線路梳的工作予規(guī)程和師時序關(guān)減系（2）R銳S-23立2串行通剛信RS-提232而C被定齡義為一病種在低非速率串滋行通信扯中增加寒通信距趨離的單耀端標準戲。RS閘-23瀉2C采卡取不平大衡傳輸必方式，從即所謂夢單端通牙信。收錄、發(fā)端減的數(shù)據(jù)禍信號是色相對于翼信號地裹。傳送距離顧最大為約尖15米，最高速率柄為20k影bps。RS-殃232批C是為百點對點梯（即只款用一對層收、發(fā)塘設備）祝通信而斤設計的鞋，所以纖RS-段232先適合本蔥地設備密之間的傭通信。RS-2蠻32-C窗物理層接號口標準。機械特性25芯連竊接器，葵DTE垮（Dat什aTe辮rmin轎alE溜quip必ment挪）為終端格，DC哲E（Da艙taC數(shù)ircu丟it-t惠ermi朱nati黎ngE駝quip蠟ment脅）連接。電氣特性采用非平緣瑞衡型電氣短特性，低銷于-3V滋為“1”帳，高于+烤4V為蝕“0”，藥最大2悼0Kbp疤s，最長營15m。非平衡豪傳輸（城unb樂ala訪nce撕dt害ran脖smi烘ssi油on）視：所有尊電路共存享一個及公用的挪地線。平衡傳梨輸（b平ala咐nce勇dt損ran中smi頓ssi干on）猴：每個撇主要電悄路需要唯兩根線呢，沒有幅公用的辭地線。功能特性定義了淚21條甩線，許湖多子集懼，基本稱與CC墳ITT垮V.亭24兼救容規(guī)程特性對不同的瘋功能子集粥，有不同湯的規(guī)程。RS-尋232青-C微有14妥中不同磚的接口等類型，籌適合于姻單工，擱半雙工熱，全雙煉工，同疏步，異寨步4、RS猶-422逮與RS-忠485串概行接口（1）挑RS-換422作串行接魚口為改進降RS-鬼232負通信距障離短、糞速率低讀的缺點畢，RS娃-42游2定義乖了一種賓平衡通戲信接口壩，將傳課輸速率疼提高到較10M向bps薪，傳輸義距離延趴長到4答000禁英尺（其速率低隙于10保0Kb遼ps時里），并搞允許在搏一條平朋衡總線天上連接失最多1濫0個接夫收器。捏RS-栽422喂是一種摘單機發(fā)佛送、多蟻機接收覽的單向獅、平衡卡傳輸規(guī)境范。RS-晴422朱四線接蛾口由于濁采用單瞇獨的發(fā)叔送和接預收通道辦，因此繭不必控幸制數(shù)據(jù)災方向，移各裝置年之間任饞何必須辨的信號澡交換均督可以按虛軟件方墻式（X貨ON/燭XOF烏F握手烘）或硬黎件方式亂（一對船單獨的巡壽雙絞線羨）實現(xiàn)果。（2）剛RS-兄485無串行接博口為擴展R莫S-42餡2串行通環(huán)信應用范休圍，EI棍A又于1補983年夢在RS-豬422基漠礎(chǔ)上制定咬了RS-逗485標般準，增加景了多點、啊雙向通信堪能力，即莖允許多個卸發(fā)送器連計接到同一愁條總線上護，同時增純加了發(fā)送讓器的驅(qū)動某能力和沖吊突保護特宏性，擴展宵了總線共主模范圍榴。RS-4攜85可以眠采用二線艱與四線方真式，二線享制可實現(xiàn)給真正的多念點雙向通欲信。而采層用四線連縱接時，與灶RS-4杜22一樣災只能實現(xiàn)食點對多的離通信，即造只能有一勻個主（M色aste惱r）設備臂，其余為轎從設備，治但它比R黨S-42聞2有所改傾進，無論究四線還是富二線連接敲方式，總闊線上可連攜接的設備薯最多不超述過32個裝。RS-遵485與翻RS-4汽22的不另同還在于立其共模輸灣出電壓共索模范圍支。為了提禁高RS崖-48暮5總線畏通信距暑離，可誦以采用戒增加中瓦繼的方偉法對信僅號進行塊放大。RS-4故85總線欺電纜在一夸般場合采保用普通的獻雙絞線就船可以，在殊要求比較眉高的環(huán)境乳下可以采渠用帶屏蔽隆層的同軸稿電纜。R巾S-48姻5需要2易個終端電恐阻，其阻沖值要求等限于傳輸電褲纜的特性論阻抗。在因短距離傳靜輸時可不碎需終端電霜阻，即一桌般在30單0米以下獲不需終端怠電阻，終付端電阻接反在傳輸總兇線的兩端歉。RS-2戚32、R底S-42能2與RS利-485燒等串行接絨口標準不搭涉及通信利協(xié)議，用桌戶可以在芝此基礎(chǔ)上苦建立自己確的高層通刪信協(xié)議。5、RS慌-485斥網(wǎng)絡的主名從式通信（1）伶主從式休協(xié)議主從協(xié)稼議是R近S-4那85網(wǎng)潔絡中常訪用的通褲信協(xié)議做。網(wǎng)段歇中的一岸個節(jié)點級被指定煩為主節(jié)乏點，其串他節(jié)點蜻為從節(jié)薪點，由親主節(jié)點邀負責控網(wǎng)制該網(wǎng)禿段上的愈所有通扶信連接滾。為保券證每個攔節(jié)點都驢有機會匪傳送數(shù)分據(jù)，主輪節(jié)點通現(xiàn)常對從欺節(jié)點依憐次逐一段輪詢，盾形成嚴找格的周鼓期性報艱文傳輸龜。主節(jié)晴點不停傍地傳送矩報文給駛從節(jié)點益，并等酷待相應孕從節(jié)點連的應答停報文。從節(jié)點遍如果收峽到了一尼個正確跑無誤的響報文，心而且報嶺文中的遍地址與煤自己的盲節(jié)點地板址相同福，則需獲要應答旗，才能它得到報村文發(fā)送紅的機會至。如果頃主節(jié)點其在規(guī)定羊的時間蝦內(nèi)收到撕了應答變報文，帥就表明濕主從節(jié)逝點之間適已經(jīng)建客立了連甲接，可集以進行彈數(shù)據(jù)傳系輸，由有一個主塑節(jié)點對包485唇總線的基占用進憤行管理挑，任一瘋時刻只榨允許一釘個節(jié)點蓮向總線站發(fā)送報彩文。從嶄節(jié)點只孝有得到鼓主節(jié)點過許可才繞可以發(fā)想送報文唐，從節(jié)抖點與從緞節(jié)點之數(shù)間不能儀直接通瓦信。許多R恢S48照5總線堤網(wǎng)絡采躲用主從頸協(xié)議管他理網(wǎng)絡左的控制厲權(quán)。由埋一個主抹節(jié)點對徑總線的珍占用進息行管理選，任一誓時刻都沿只允許緊一個節(jié)寺點向總妄線發(fā)送趟報文。曠所有從冒節(jié)點只剖有在得受到主節(jié)鬧點許可凍時才能頓有報文術(shù)發(fā)送的廚機會。采用主準從式協(xié)鎖議時從便節(jié)點之寫間不能相直接通腫信。（2）通割用串行通用串行假協(xié)議（u經(jīng)nive陶rsal鹿ser好ial腫prot煙ocol胖）是一種閃工業(yè)控制開網(wǎng)絡協(xié)議兆，它采用占串行通信勻和主從式奔介質(zhì)訪問確控制方式析，實現(xiàn)自弊控設備間絹通信。其服總線操作吊過程與P襪ROFI唇BUS現(xiàn)作場總線基泥本相同。碧通用串行早協(xié)議有以煮下主要特輪點：采用E凡IA-陸485往接口，繪支持多邁點通信珍連接，茶一個網(wǎng)券段最多捕能連接牙32個盲節(jié)點。采用主盼從訪問終技術(shù)，闖構(gòu)成單聞主控制牙網(wǎng)絡。報文結(jié)祥構(gòu)簡單慕、可靠載。報文區(qū)長度可氏變，也斥可固定稠，配置任靈活。通信速分率可根三據(jù)實際段情況選育擇96摧00b歌ps、鐮19.沸2Kb防ps、個38.舍4K怖bps煙、93姑.75煉Kb悶ps及曉187算.5危Kbp紋s。通用串行糾協(xié)議既可頓以像其他貪主從協(xié)議躍那樣，由協(xié)主節(jié)點對秘從節(jié)點的靜輪詢組成涉周期性的雜報文通信羅。通用串合行協(xié)議豎還支持饞廣播式救通信。叔在廣播角模式下碧，主節(jié)底點給總同線上所汪有從節(jié)賞點發(fā)送循報文，陣報文地聞址域的附字段無茫效，從財節(jié)點無鋪需對收攪到的廣膀播報文鑄發(fā)應答播信息。6、串口茄服務器串行通閑信接口莊是大量貪的自動丸化儀表梳和控制提裝置的辛基本通洋信接口康，在自斥動化領(lǐng)歲域仍然旺廣泛使具用。計算機的紫串口數(shù)量御有限，雖債然可以采飲用串口擴蝕展卡來增恥加PC的逢串口數(shù)量悟，但它要應占用主機墓資源，并監(jiān)可能導致踐系統(tǒng)不穩(wěn)秒定，同時凝連接的終文端數(shù)目和菜距離有限嶄。隨著企裕業(yè)信息蒸化的要解求不斷冶提高以驢及遠程速監(jiān)控的痕需要，絹些串口飯設備與悼信息網(wǎng)佳絡連接宰也變得銜十分迫謙切。通過串詠口服務拾器設備疤制造廠播家自帶逝的軟件講，可以絨把計算瓶機之外終的接口其虛擬到雹計算機干上，成恢為計算緒機的一混個串口浩，應用裂程序可召以象使疫用計算固機上自硬帶的串蘇口一樣足用使用付這些虛起擬出來春的串口局。串口服務迎器通常帶超有1個1軌0/10槐0M網(wǎng)絡商接口和1緩個或多個赴異步RS普-232坊/RS-梨485串虛行接口。串口服源務器不回占用主計機資源箭，且具犯有終端潔服務器換的功能秩，可將橫現(xiàn)有的策傳統(tǒng)的莖串口設鍛備立即蓋轉(zhuǎn)換成更具備網(wǎng)粘絡接口據(jù)的外設圖2.3借基于雜RS48芳5總線串掌口設備與右計算機連太接串口服務廊器應用方規(guī)式（a）串薦口設備共樹用一個串哈口服務器可（b）射每個串口懷設備配一析個串口服蓋務器圖2.4筍串口使設備聯(lián)網(wǎng)消方式四、M注ODB親US通爭信協(xié)議（1）笑概述Modb堤us協(xié)泊議是一種廁Modi肝con正公司開發(fā)滋的通信協(xié)叢議，最初和目的是實打現(xiàn)可編程皇控制器之端間的通信騰。改進的M悼odbu朝splu理s（MB縮慧+）網(wǎng)絡疲，可連接加32個糞結(jié)點，利吸用中繼器膝可擴至6載4個結(jié)動點。該協(xié)議袋逐漸被緩認可，跑成為一口種標準億的通訊忍協(xié)議，倘只要按灶照這種懲協(xié)議進燥行數(shù)據(jù)針通訊或晶傳輸，釋不同的蠶系統(tǒng)就棵可以通蠶訊。1、協(xié)驕議概述Mod耳bus撐協(xié)議頂定義了亂一種公爐用的消悅息結(jié)構(gòu)揀，而不拳管它們遷是經(jīng)過拒何種網(wǎng)筐絡進行睡通信的形。它制定角了信息召幀的格凡式，描網(wǎng)述了服糞務端請腔求訪問蹈其它設暴備等客惰戶端的婆過程，猾如怎樣列回應來曲自其它控設備的峰請求，刻以及怎挺樣偵測受錯誤并套記錄。通過M已odb號us捧協(xié)議在押網(wǎng)絡上抵通信時夕，必須明清楚每職個控制司器的設叛備地址渡，根據(jù)配每個設色備地址鵲來決定腥要產(chǎn)生百何種行愿動。如果需要鳥回應，控部制器將生強成反饋信竿息并按照賀Modb裙us協(xié)綢議發(fā)出。（2）滲主從查旗詢－回及應Mod丸bus年協(xié)議勢建立了景主設備說查詢的駐格式：罷設備（塌或廣播頌）地址欠、功能計代碼、年所有要寄發(fā)送的東數(shù)據(jù)和磚錯誤檢適測域。協(xié)從設備或回應消忍息也由蜘Mod濤bus鏈協(xié)議醬構(gòu)成，碧包括確炭認要行嘩動的域佳、要返唉回的數(shù)怒據(jù)和錯蛾誤檢測鈔域。圖2.賤5鎮(zhèn)主從查黎詢-回宗應周期繡表2、常用哲Modb缺us協(xié)令議（1）M寒odbu歌s協(xié)議墳消息幀的救定義常用的M儲odbu餅s通訊宋協(xié)議有兩革種報文幀廈格式，一釘種是Mo城dbus錯ASC后II，一水種是Mo從dbus悠RTU。一般來贊說，通足訊數(shù)據(jù)炊量少采欣用Mo溉dbu狡sA鞠SCI痕I協(xié)議民，通訊季數(shù)據(jù)數(shù)至據(jù)量大葵而且是游二進制黑數(shù)值時睬，多采皇用Mo殲dbu窮sR暖TU風協(xié)議。（2）M賽odbu銷s/T惹CPMod初bus匆/TC而P是句Mod五bus坐協(xié)議追族中的嚇新成員畫，它是右建立在跪標準的榴TCP危協(xié)議馳基礎(chǔ)上俱的Mo完dbu殊s協(xié)道議擴展畜。借助租于TC動P對腹Int個ern俗et殃的支持血，可以夢實現(xiàn)P封LC、愈I/O那模塊匯和其他喉控制設仇備的透徐明連接渾，為工派業(yè)自動棵化領(lǐng)域顆的軟硬駛件開發(fā)舉商提供傭一個網(wǎng)奮絡時代蔑的設備奮信息通扎訊標準槳。五、S件CAD怒A系統(tǒng)氣中的網(wǎng)釘絡技術(shù)1、通平信網(wǎng)絡登概述通信網(wǎng)絡唯是用各種塌通信手段拍和一定的少連接方式被，將終端烘設備、傳促輸系統(tǒng)、姿交換系統(tǒng)評等連接起胃來的通信繪整體，或意由一些彼寨此關(guān)聯(lián)的眼分系統(tǒng)組位成的完整納的通信系遞統(tǒng)。通信網(wǎng)服絡的基礙本構(gòu)成們要素是起終端設妖備、傳矮輸鏈路雪、轉(zhuǎn)接刮交換設索備及接隱入部分截。除了這些獅硬件設備浴外，為了諒保證網(wǎng)絡苗能正確合執(zhí)理的運行頌，用戶間戰(zhàn)快速接續(xù)咸，并有效朵地相互交肅換信息，午達到通信駕質(zhì)量一致森，運轉(zhuǎn)可廣靠性和信付息透明性碌等要求，撤還必須有司管理網(wǎng)絡盞運行的軟堤件，如標熄準、信令陷、協(xié)議等繁。按照能實筒現(xiàn)的業(yè)務煤種類不同預，通信網(wǎng)甘可以劃分施為電話通竟信網(wǎng)、計埋算機通信彈網(wǎng)、數(shù)據(jù)嘴通信網(wǎng)、飾廣播電視候網(wǎng)以及綜鏡合業(yè)務數(shù)情字網(wǎng)；按照網(wǎng)廢絡所服宜務的范調(diào)圍不同閣，通信療網(wǎng)可以重分為本肆地網(wǎng)、納長途網(wǎng)亞及國際促網(wǎng)；按照傳輸?shù)冉橘|(zhì)的不助同，通信泉網(wǎng)可以分俊為微波通淚信網(wǎng)、光鄭纖通信網(wǎng)故及無線通壤信網(wǎng)；按照拓撲抱結(jié)構(gòu)形式歲，通信網(wǎng)底可以分為遮線形、環(huán)頭形、星形罵、網(wǎng)形和結(jié)復合形等碰基本結(jié)構(gòu)什形式。2、計算居機網(wǎng)絡拓孟撲結(jié)構(gòu)與閃分類（1）網(wǎng)揪絡的拓撲鉤結(jié)構(gòu)基本的網(wǎng)快絡拓撲結(jié)溪構(gòu)有四種睬，分別是宜星形、環(huán)保形、總線挎形和樹形冠。圖2.蕉6默星形拓矮撲結(jié)構(gòu)欄示意圖唯圖2.共7扒環(huán)形拓闊撲結(jié)構(gòu)訪示意圖圖2.碎8野總線形傍拓撲結(jié)弟構(gòu)示意槽圖圖2.9淡樹形叔拓撲結(jié)構(gòu)誰示意圖（2）計完算機網(wǎng)絡陶的分類對于S效CAD降A(chǔ)系統(tǒng)多來說，泰按照網(wǎng)司絡覆蓋假范圍的添大小來討分類比靠較合適妻，通常肢可以分燃為局域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)的顛技術(shù)特點覆蓋有限覽的地理范研圍，它適炕用于公司旁、機關(guān)、攪校園、工奮廠等有限怨范圍內(nèi)的章計算機、在終端與各右類信息處展理設備連掏網(wǎng)的需求于；提供高鋤數(shù)據(jù)傳瓶輸速率蕉（10M荒b/s限～10番Gb/撈s）、低驅(qū)誤碼率費的高質(zhì)餃量數(shù)據(jù)韻傳輸環(huán)錯境；一般屬于僑一個單位代所有，易嶼于建立、協(xié)維護與擴錘展；從介質(zhì)訪舉問控制方詢法的角度桐，局域網(wǎng)競可分為共享介質(zhì)閘式局域禾網(wǎng)與交巧換式局兇域網(wǎng)兩趕類。局域網(wǎng)撞的應用傘領(lǐng)域個人計怒算機局棗域網(wǎng)大型計津算設備吧群的后況端網(wǎng)絡存儲區(qū)域樹網(wǎng)絡辦公室如與實驗飼室的網(wǎng)撇絡企業(yè)與學雀校的主干爽網(wǎng)城域網(wǎng)的脂技術(shù)特點城域網(wǎng)畏是介于由廣域網(wǎng)困與局域綱網(wǎng)之間埋的一種星高速網(wǎng)蓮絡；城域網(wǎng)設毯計的目標彼是要滿足刺幾十公里務范圍內(nèi)的湊大量企業(yè)炒、機關(guān)、室公司的多忘個局域網(wǎng)煉互連的需默求；實現(xiàn)大撥量用戶蘭之間的敞數(shù)據(jù)、刮語音、懂圖形與非視頻等永多種信砍息的傳丈輸功能贈；城域網(wǎng)在叢技術(shù)上與少局域網(wǎng)相牧似。廣域網(wǎng)的旨技術(shù)特點廣域網(wǎng)也般稱為遠程圣網(wǎng)；覆蓋的付地理范劍圍從幾靠十公里罪到幾千襖公里；覆蓋一悠個國家辰、地區(qū)斃，或橫衡跨幾個堪洲，形商成國際頑性的遠受程網(wǎng)絡泉；通信子網(wǎng)帖主要使用塑分組交換的技術(shù)；它將分布偵在不同地支區(qū)的計算典機系統(tǒng)互乳連起來，讀達到資源折共享的目眼的。最大的廣并域網(wǎng)是i圈nter餓net。三者的賢區(qū)別從設備喊中，一種般局域塌網(wǎng)/城鋼域網(wǎng)用溫網(wǎng)橋、賣集線器雙，hu方b等，用而廣域軌網(wǎng)的交駝?chuàng)Q設備遍是交換蜂機和路恰由器；3、網(wǎng)絡燃傳輸介質(zhì)傳輸介懲質(zhì)是數(shù)喚據(jù)通信砍的物理灰通路，狂是信號神從發(fā)送狹設備到諷接收設甲備傳遞開所經(jīng)過差的媒介未，是通絲式信系統(tǒng)桐中傳送叉信息的吵載體，輛也是通收信系統(tǒng)根重要的內(nèi)硬件設租備之一園。SCAD功A系統(tǒng)中淋，通常采波用多種類玩型的傳輸隨介質(zhì)，既擇有有線介急質(zhì)，如雙感絞線、同把軸電纜、逢光纖等，泳也有無線幫傳輸介質(zhì)嘉，如電磁庫波、紅外乒線、微波殊。（1）有冤線傳輸介棒質(zhì)A:雙絞艱線雙絞線（Twis耀ted摸Pair,TP丑）是模斯擬數(shù)據(jù)襖及數(shù)字蜘數(shù)據(jù)信腦號傳輸坊最通用洲的傳輸扭介質(zhì)。證雙絞線主采用了烘一對互筑相絕緣革的導體寄以螺旋暫形式相古互纏繞直而成的海，線芯濾一般是天銅線。凱將兩根經(jīng)導線纏件繞在一劈燕起，可稱以使它筋們發(fā)射爐和接收療的電磁矩干擾相趨互抵消口。雙絞線暑按其電鹿氣特性蚊而進行儲分級或何分類，壟一般分務為:屏蔽雙冤絞線（柱Shi庫eld絮ed嘆Twi申ste夫dP厭air你，ST頃P）非屏蔽榴雙絞線驕（Un果shi有eld扮ed腸Twi叫ste君dP褲air裁，UT忠P）屏蔽雙絞沿線在雙絞古線與外層籠絕緣封套茶之間有一餐個金屬屏悅蔽層。常用的雙棗絞線包括搞3類線和漆5類線。3類線是揀由兩根擰檢在一起的允線構(gòu)成，前一般在塑逼料外殼里蒸有4對這己樣的線，惡外殼起到飽保護和約跌束的作用爽；5類雙絞掃線比3類帝雙絞線擰如得更密、棋更絕緣，李這使得它舊傳輸信號秩的距離更闊長，傳輸扇質(zhì)量更好羅。局域網(wǎng)降中最常槽用的雙駕絞線一隊般都是基非屏蔽瞇的5類租4對（前即8根族導線）科的電纜爸線，這特種電纜蠶線的傳健輸速率鄭可達到評100臣Mbp神s。B:同軸狗電纜雙絞線同持軸電纜（義Coax辰ial雷Cabl勞e）是S程CADA儉系統(tǒng)中主冊干傳輸線坦路上廣泛要使用的一朽種傳輸介寶質(zhì)，它可種以攜帶較咱高頻率的抖載波信號鋪，其頻率友范圍為1高00kH釘z～50燦0MHz餐。同軸電征纜是按格照“同得軸”形斥式構(gòu)成風線對，妙最里層逗是內(nèi)芯旦，向外燦依次為謙絕緣層撓、屏蔽爸層，最燙外層則抽是起屏卵蔽作用丙的塑料飯外殼，方內(nèi)芯和老屏蔽層恭構(gòu)成一初對導體根。同軸電纜職根據(jù)其直奪徑大小可妙以分為粗同同軸電纜旬與細同軸描電纜。粗纜適條用于比展較大型既的局部至網(wǎng)絡，樂它的標洋準距離兩長，可迅靠性高區(qū)，安裝譜時不需百要切斷貓電纜，尺可以根仍據(jù)需要寶靈活調(diào)黑整計算狼機的入燭網(wǎng)位置發(fā)。但粗閑纜網(wǎng)絡煉必須安粥裝收發(fā)哀器電纜待，安裝弦難度大線，所以酷總體造謀價高。細纜安抖裝則比舞較簡單直，造價康低，安夏裝中要鞋切斷電堆纜，在何兩端裝晉上BN圈C網(wǎng)絡雖連接頭惜，然后下接在T血型連接層器兩端即。C:光纖光纖是恢一種光齡傳輸介爐質(zhì)，是覺光導纖注維的簡攏稱。它款是一種蘭能夠傳代導光信上號的極捕細而柔胞軟的傳迫輸介質(zhì)岸。光纖買由光纖壇芯和包吐層兩部皮分組成鍛。纖芯蝦與包層曉是兩種柳光學性量質(zhì)不同禮的物質(zhì)丙。其中儲纖芯是往光的通鑄路，包雨層由折清射率比構(gòu)纖芯低滅的玻璃經(jīng)纖維組臣成，其澆作用是柄將光線羊反射到銅纖芯上飯。纖芯崖通常是弊由石英臺玻璃制涉成的橫姻截面積沿很小的瓣雙層同拔心圓柱糕體，它撿質(zhì)地脆非，易斷裕裂，因藏此需要身外加一擠保護層吩，這種在外憶層加了保舞護套的光蚊纖就成為絹實際使用陸的光纜。光纖的雨傳輸原路理是：鴿在兩種鏡折射率尺不同的期界面上旨，當光協(xié)從折射憤率高的瓦界面射發(fā)入折射語率低的莫界面時藥，只要躍入射角詠大于臨稻界值，掠就會發(fā)視生全反點射現(xiàn)象氣，能量石將不受胳損失，炒其中包位層起到側(cè)了防止攔光線在惱傳輸過濱程中衰猶減的作獻用。圖2.換23橡光纜脂結(jié)構(gòu)由于光孟纖只能溪傳輸光鏡信號。載因此