現(xiàn)場總線總結(jié)

PAGE30總線基本概念部分1、現(xiàn)場總線的概念P1：現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實行雙向、串行、多節(jié)點數(shù)字通信的技術(shù)。2、現(xiàn)場總線的5個發(fā)展階段P2:》基地式氣動儀表控制系統(tǒng)》電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)》集中式數(shù)字控制系統(tǒng)》集散控制系統(tǒng)DCS》現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS3、現(xiàn)場總線分類P3:(目前現(xiàn)場總線產(chǎn)品主要是低速總線產(chǎn)品,應(yīng)用于運行速率較低的領(lǐng)域，對網(wǎng)絡(luò)的性能要求不是很高。高速現(xiàn)場總線主要應(yīng)用于控制網(wǎng)內(nèi)的互連，連接控制計算機、PLC等智能程度較高、處理速度快的設(shè)備，以及實現(xiàn)低速現(xiàn)場總線網(wǎng)橋間的連接，它是充分實現(xiàn)系統(tǒng)的全分散控制結(jié)構(gòu)所必須的。）傳感器總線和設(shè)備總線統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線；按通信幀的長短，把數(shù)據(jù)傳輸總線分為:傳感器總線,設(shè)備總線和現(xiàn)場總線；ASI總線,傳感器總線，位級數(shù)據(jù)總線;CAN總線，設(shè)備總線,字節(jié)級數(shù)據(jù)總線；ControlNet，PROFIBUS,FoundationFieldbus總線，現(xiàn)場總線，數(shù)據(jù)塊級數(shù)據(jù)總線；4、現(xiàn)場總線的技術(shù)特點P8:?1。系統(tǒng)的開放性?2.可操作性與互用性?3。現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性?4.通信的實時性和確定性?5。對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性5、現(xiàn)場總線的優(yōu)勢與劣勢P9：優(yōu)勢：1。節(jié)省硬件數(shù)量與投資；2.節(jié)省安裝費用；3。節(jié)約維護開銷;3.用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)；4。提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性劣勢：網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，通信系統(tǒng)的瞬時錯誤和數(shù)據(jù)包丟失，發(fā)送與到達次序的不一致等，都會破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性,是的控制系統(tǒng)的分析和綜合變得更復(fù)雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負(fù)面影響。6、總線操作、總線仲裁概念P15總線操作：總線上數(shù)據(jù)發(fā)送者與接受者之間的連接—〉數(shù)據(jù)傳送—〉脫開這一操作序列成為一次總線操作.這里的連接指在相同或不同設(shè)備內(nèi)，通信對象之間的邏輯綁定。連接完成之后通信報文的發(fā)送與接收過程，或者數(shù)據(jù)的讀寫操作過程，稱為數(shù)據(jù)傳送。而脫開則指完成一次或多次總線操作后，斷開發(fā)送者與接受者之間的連接關(guān)系,放棄對總線的占有權(quán)?？偩€仲裁：由于總線是多個設(shè)備之間信號傳輸?shù)墓猜窂?，?dāng)有一個以上設(shè)備企圖同時占用總線時就可能會發(fā)生沖突?？偩€仲裁指對總線沖突的處理過程，根據(jù)某種裁決規(guī)則來確定下一個時刻具有總線占有權(quán)的設(shè)備。某一時刻只允許一個設(shè)備占用總線，等到他完成總線操作，釋放總線占有權(quán)后,才允許其他設(shè)備占用總線。7、信道容量香農(nóng)公式P24：信道容量的香農(nóng)計算公式：C=W*log2(1+S/N）(以2為底的對數(shù))；W:信道帶寬；S/N：信噪比?》提高帶寬或信噪比能增加信道容量；?》在信道容量一定時，帶寬與信噪比之間可以相互彌補。信道容量隨信噪比的提高增加了許多；由于噪聲功率N=Wn0（n0為噪聲的單邊功率譜密度)，因而隨著帶寬W的增大，噪聲功率N也會增大。所以增加帶寬W并不能無限制地使信道容量增大。數(shù)據(jù)的傳輸速率應(yīng)該在信道容量容許的范圍之內(nèi)–考慮到噪聲環(huán)境。8、模擬數(shù)據(jù)編碼P25:采用模擬信號的不同幅度、不同頻率、不同相位來表達數(shù)據(jù)的0，1狀態(tài)的，稱為摸擬數(shù)據(jù)編碼;用高低電平的矩形脈沖信號來表達數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)的，稱為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼。通過編碼將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合于傳輸?shù)奈锢硇盘?(編碼指將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘柕囊幌盗幸?guī)則）模擬數(shù)據(jù)編碼采用模擬信號來表達數(shù)據(jù)的0，1狀態(tài)。信號的幅度、頻率、相位是描述模擬信號的參數(shù)：*幅值鍵控（ASKAmplitude-SheftKeying）又稱鍵控調(diào)幅*頻移鍵控（FSKFrequency—SheftKeying)又稱鍵控調(diào)頻＊相移鍵控（PSKPhase—SheftKeying）又稱鍵控調(diào)相9、數(shù)據(jù)傳輸方式分類P26-29:1。按數(shù)據(jù)流的組織方式分：并行通信，串行通信。2.按信息同時傳輸?shù)姆较蚍?單工通信，半雙工通信,全雙工通信。3.按傳輸信號的頻率范圍分：基帶傳輸，寬帶傳輸。4.按通信的同步方式分：同步通信，異步通信。串行傳輸具有易于實現(xiàn)，在長距離連接中可靠性高等優(yōu)點，適合遠距離的數(shù)據(jù)通信；并行傳輸?shù)湫蛻?yīng)用：計算機的串口與并口;基帶傳輸–在基本不改變數(shù)據(jù)信號頻率的情況帶信號,即基本按數(shù)據(jù)基波的原樣傳–傳輸過程對信號不采用調(diào)制措施。–屬于被廣泛采用的數(shù)據(jù)傳輸方式。載波傳輸–發(fā)送設(shè)備要產(chǎn)生某個頻率的信號作為載波來承載數(shù)據(jù)信；–按幅值鍵控，頻移鍵控、相移鍵控等不同調(diào)制方式改變波信號的幅值、頻率、相位，形成承載了數(shù)據(jù)的調(diào)制信；–發(fā)送承載了數(shù)據(jù)的載波信號，即載波傳輸。–載波傳輸中傳輸?shù)恼{(diào)制信號與數(shù)據(jù)基波的差別較大。同步傳輸用于：?一塊電路板元器件之間傳送數(shù)據(jù)；?短距離數(shù)據(jù)通信,如連接電纜在30~40cm甚至更短；同步傳輸適合高速傳輸；長距離數(shù)據(jù)通訊時同步傳輸?shù)拇鷥r較高,容易受到噪聲的干擾‘10、傳輸差錯的檢測方法P30—31:檢錯僅識別錯誤的出現(xiàn)，不判別哪一位或哪些位出現(xiàn)了錯誤;＊常用檢錯方法：冗余：如對每個字符都傳輸兩次。如果沒有能夠連續(xù)兩次收到相同的字符，就意味著發(fā)生了一個傳輸錯誤?；厮?*將接收到的信號回送給發(fā)送者*如在操作人員手工鍵盤輸入的應(yīng)用場合，接收端把收到的每一個字符都回送給操作人員，讓操作人員來確認(rèn)字符是否被正確輸入。如通過回送發(fā)現(xiàn)了傳輸錯誤則重傳。奇偶校驗：?在每個字符或字節(jié)中添加奇偶校驗位,使得一個字符或字節(jié)中1的總個數(shù)總是奇數(shù)，為奇校驗；?添加奇偶校驗位，使得一個字符或字節(jié)中1的總個數(shù)總是偶數(shù)，為偶校驗；?奇偶校驗應(yīng)用簡單,但可能漏掉大量錯誤；求和校驗：?在發(fā)送端對傳輸數(shù)據(jù)求和,將校驗和附在數(shù)據(jù)之后一并發(fā)送；接收端也對收到的數(shù)據(jù)求和,如果求得的校驗與接收到校驗和有差異，就判斷通信出錯；?校驗和能檢測出95％的錯誤;?計算量大于奇偶校驗方法；循環(huán)冗余校驗ＣＲＣ（CyclicRedundancyCode）：?按照要發(fā)送數(shù)據(jù)的位序列形成一個多項式ｆ（x)，ｆ(x）的各項系數(shù)為數(shù)據(jù)序列的0、1狀態(tài)；?用預(yù)先約定的生成多項式G(x）去除ｆ（x)，求得一個余數(shù)多項式R（x）;?將余數(shù)多項式加到數(shù)據(jù)多項式之后發(fā)送；?接收端用同樣的生成多項式G（x)去除接收數(shù)據(jù)多項式’(x)，得到計算余數(shù)多項式；?如果計算余數(shù)多項式與接收余數(shù)多項式相同,則表示傳輸無差錯；如果計算余數(shù)多項式不等于接收余數(shù)多項式，則表示傳輸有差錯。ＣＲＣ的計算規(guī)則：采用即減法不借位，加法不進位的異或操作。?CRC能檢測出約99.95%的錯誤?與前幾種方法相比,其計算量大;11、前向差錯糾正的冗余位判斷P34：前向差錯糾正–在接收端檢測和糾正差錯，無需請求重發(fā)；將一些額外的位按照某種方式進行編碼，加入到通信數(shù)據(jù)中.根據(jù)這些位的狀態(tài)可檢測到一定數(shù)量的錯誤并進行糾正.增加這些額外的位增加了通信開支，也增加了計算量。海明(R。W.Hamming）碼常用于前向差錯糾正.海明碼的編碼規(guī)則?發(fā)送端：–根據(jù)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元的長度，確定冗余位的個數(shù);–確定各冗余位在數(shù)據(jù)單元中的位置；–計算出各冗余校驗位的值–排列成包含冗余校驗位的數(shù)據(jù)序列，按此序列發(fā)送?接收端：–按與發(fā)送方相同的方法,計算出接收數(shù)據(jù)的冗余校驗位，排列成包含冗余校驗位的數(shù)據(jù)序列；–將按計算結(jié)果排列出的數(shù)據(jù)序列與接收到的數(shù)據(jù)序列比較，判斷傳輸過程是否有錯.是哪一位出錯,并將出錯位取反，以糾正該錯誤.12、控制網(wǎng)絡(luò)與計算機網(wǎng)絡(luò)的異同P38：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點–計算機網(wǎng)絡(luò):計算機、工作站、打印機、顯示終端–控制網(wǎng)絡(luò)：除了以上設(shè)備之外,還有PLC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、開關(guān)、馬達、變送器、閥門、按鈕等。為內(nèi)嵌有CPU、單片機或其它專用芯片的設(shè)備，或功能簡單的非智能設(shè)備；工作環(huán)境–計算機網(wǎng)絡(luò)：辦公室–控制網(wǎng)絡(luò):工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，酷暑嚴(yán)寒、粉塵、電磁干擾、震動、易燃易爆環(huán)境(本質(zhì)安全），總線供電的需求；任務(wù)計算機網(wǎng)絡(luò)：傳輸文件、圖象、話音等.許多情況下有人參與?？刂凭W(wǎng)絡(luò)：傳輸工業(yè)數(shù)據(jù)（圖象),承擔(dān)自動測控任務(wù)。許多情況下要求自動完成。（特點實時性；可靠性的要求高；數(shù)據(jù)幀包含的字節(jié)數(shù)少）13、曼切斯特編碼和差分曼切斯特編碼P25：＊曼徹斯特編碼規(guī)則：–把時間劃分為等間隔的小段。–其中每小段代表一個比特（位/bit）.–每個比特時間又被分為兩半，前半段所傳信號是該時間段比特值的反碼，后半段傳送的是該比特值本身.–從高電平跳變到低電平表示0,從低電平跳變到高電平表示1。＊特點:–其波形中間點總有一次信號電平的變化，因而具有使網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點保持時鐘同步的內(nèi)在時鐘信息–信號本身攜帶有同步信息，無需另外傳送同步信號.差分碼?用時鐘周期起點電平的變化與否代表數(shù)據(jù)“1”、“0”狀態(tài)的編碼；–時鐘周期起點電平變化代表“1”，不變化代表“0";–差分碼按初始狀態(tài)為高電平或低電平，有相位截然相反兩種波形；?差分曼徹斯特編碼–時鐘周期起點電平的變化與否代表數(shù)據(jù)的“1”、“0”狀態(tài).既具有差分碼的特點，又具有曼徹斯特編碼的特點。14、控制網(wǎng)絡(luò)的實時性要求P41:（控制網(wǎng)絡(luò)-—由具備通信能力的測量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接構(gòu)成的能相互溝通信息，共同完成測控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該滿足對控制的實時性要求：如準(zhǔn)確定時刷新變量數(shù)據(jù)，生產(chǎn)工藝要求分布節(jié)點間的動作應(yīng)滿足一定的時序要求,如由PLC控制的一個控制的一個生產(chǎn)裝置不同部件的動作時序與時限，而且它們的動作通常需要嚴(yán)格互鎖。15、控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)P42—43：網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：指網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的互聯(lián)形式；環(huán)形、星形、總線形和樹形；16、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測的工作原理P47：》網(wǎng)絡(luò)上的任何節(jié)點都沒有預(yù)定的通信時間，隨機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起通信；》多個節(jié)點同時發(fā)起通信，使信號在傳輸線上相互混淆而遭破壞，稱為“沖突”；》為避免沖突，每個節(jié)點在發(fā)送信息之前，都要偵聽傳輸線上是否有信息在發(fā)送，這就是載波監(jiān)聽；17、幾種典型控制網(wǎng)絡(luò)的通信模型P55（PPT上只給出了第一張圖片的內(nèi)容）：P55現(xiàn)場總線部分1、CAN總線的主要技術(shù)特點、技術(shù)規(guī)范、報文幀類型、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)控制體系以及常見的CAN通信控制器CAN的主要技術(shù)特點:1。CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點不分主從(任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點發(fā)送信息，通信方式靈活）；2.CAN采用非破壞性的總線仲裁技術(shù)（載波監(jiān)聽多路訪問、逐位仲裁；先聽再講;當(dāng)多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時，優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動地退出發(fā)送,而最高優(yōu)先級的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了總線沖突的仲裁時間）;CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點具有不同的優(yōu)先級–可滿足對實時性的不同要求–高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)可在134微秒內(nèi)得到傳輸3.通過報文濾波可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式收發(fā)數(shù)據(jù)，無需專門的“調(diào)度”；4。CAN的直接通信距離最遠可達10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可達1Mbps(此時通信距離最長為40m）；5。CAN總線上的節(jié)點數(shù)決定于總線驅(qū)動電路，一般為可達110個；6。報文標(biāo)識符–CAN2.0A為2032種–CAN2。0B擴展幀的報文標(biāo)識符幾乎不受限制；7.CAN為短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低；8。CAN節(jié)點具有良好的檢錯功能，出錯率低；（節(jié)點中均有錯誤檢測、標(biāo)定和自檢能力。具有發(fā)送自檢、循環(huán)冗余校驗、位填充、報文格式檢查等。）9.CAN節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響。10.CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。11.CAN器件可被置于無任何內(nèi)部活動的睡眠方式（相當(dāng)于未連接到總線驅(qū)動器；可降低系統(tǒng)功耗；其睡眠狀態(tài)可借助總線激活或者系統(tǒng)的內(nèi)部條件被喚醒。）技術(shù)規(guī)范：》CAN2。0A與CAN2。0B是1991年頒布的CAN技術(shù)規(guī)范的兩個部分；CAN2.0A只有標(biāo)準(zhǔn)幀一種幀格式；CAN2.0B包括標(biāo)準(zhǔn)幀與擴展幀兩種；》標(biāo)準(zhǔn)幀與擴展幀的區(qū)別主要在仲裁場與控制場–標(biāo)準(zhǔn)幀具有11位標(biāo)識符–擴展幀具有29位標(biāo)識符；CAN報文幀的類型：4種不同類型的幀：數(shù)據(jù)幀、遠程幀、出錯幀、超載幀;CAN通信控制器82C200；CAN通信控制器SJA10002、CAN的下層網(wǎng)段LIN總線的主要技術(shù)特點》低成本、單總線實現(xiàn)方式；》單主多從的時間觸發(fā)通信概念；》基于通用UART/SCI硬件接口的芯片;》從節(jié)點的自我同步機制，無需晶振》數(shù)據(jù)校驗機制；3、應(yīng)用于車載網(wǎng)絡(luò)的主要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：4、PROFIBUS的通信參考模型、采用的傳輸技術(shù)以及總線訪問方式：ProfiBus主要有三部分組成，包括：1．由現(xiàn)場總線報文--ProfiBus—FMS2．分布式外圍設(shè)備——ProfiBus-DP3．過程控制自動化——ProfiBus—PAPROFIBUS的通信參考模型:PROFIBUS包含有三個子集:–》PROFIBUSDP用于設(shè)備級分散I/O之間的通信，實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)設(shè)備間的高速數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率在9.6Kbps—12Mbps之間可選；–》PROFIBUSPA用于過程自動化，采用IEC61158-2通信規(guī)程,傳輸速率為31。25K，適用于有總線供電、本質(zhì)安全要求的應(yīng)用場合；–》PROFIBUSFMS用于車間級的數(shù)據(jù)通信，可提供通信量大的相關(guān)服務(wù);?DP略去了第3到7層，數(shù)據(jù)傳輸快速高效。第1層提供RS485傳輸技術(shù)和光纖。第2層采用主從分時輪詢協(xié)議，完成總線訪問和數(shù)據(jù)傳輸。用戶層規(guī)定可以調(diào)用的應(yīng)用功能,說明不同DP設(shè)備的行為.?FMS定義了1，2,7層。1、2層使用和DP相同的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線協(xié)議。第7層為現(xiàn)場報文規(guī)范FMS。?PA的第1層采用IEC1158標(biāo)準(zhǔn)。曼徹斯特編碼,總線供電，本質(zhì)安全。與DP網(wǎng)段通過耦合器相聯(lián)。PROFIBUS傳輸技術(shù)：提供三種不同的物理層選擇：RS485：用于DP和FMS(對稱傳輸，稱H2)；IEC1158-2:用于PA（位同步協(xié)議,稱H1）；光纖：用于DP和FMS；PROFIBUS總線訪問方式：多主令牌環(huán)，主從通信；混合總線訪問協(xié)議：主站間的邏輯令牌環(huán)主從站間的主從協(xié)議主站：主站在一個限定時間內(nèi)(TokenHoldTime)對總線有控制權(quán)從站：從站只是響應(yīng)一個主站的請求，它們對總線沒有控制權(quán)5、控制網(wǎng)絡(luò)中,本質(zhì)安全和總線供電的基本概念：總線供電:網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)在用于傳輸數(shù)字信號的同時，還為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備傳遞工作電源者,被稱之為網(wǎng)絡(luò)供電.本質(zhì)安全:本質(zhì)安全是指將送往易燃易爆危險場合的能量，控制在引起火花所需能量的限度之內(nèi)，從根本上防止在危險場合產(chǎn)生電火花而使系統(tǒng)安全得到保障。6、工業(yè)以太網(wǎng)的基本概念、應(yīng)用分類、TCP/IP分層模型：工業(yè)以太網(wǎng)是普通以太網(wǎng)技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò)延伸的產(chǎn)物,是工業(yè)應(yīng)用環(huán)境下信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合體；工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用分類：?1。作為工業(yè)環(huán)境中的計算機網(wǎng)絡(luò)；?2。作為其他現(xiàn)場總線網(wǎng)段的上層(高速）網(wǎng)絡(luò)；?3.基于普通以太網(wǎng)技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)；–-E網(wǎng)到底,在實時性要求不嚴(yán)格的場合用作控制網(wǎng)絡(luò)?4.基于實時以太網(wǎng)技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)；7、以太網(wǎng)技術(shù)在工控領(lǐng)域應(yīng)用受限的原因:1。CSMA/CD的媒體訪問控制方式不能滿足一些控制場合的實時性要求;2。接插件、集線器、交換機等是為辦公應(yīng)用設(shè)計的,不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求；3。抗電磁干擾能力；4。本質(zhì)安全；5.總線供電；8、以太網(wǎng)技術(shù)為適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境的解決方案:》可安裝在DIN導(dǎo)軌上的導(dǎo)軌式收發(fā)器、集線器、交換機系列;》工業(yè)級接插件–特殊封裝的工業(yè)以太網(wǎng)接插件;采用DB—9結(jié)構(gòu)的接插件；》冗余電源供電9、以太網(wǎng)技術(shù)針對通信實時性的解決方案：–》利用以太網(wǎng)現(xiàn)有的技術(shù)優(yōu)勢，揚長避短;–》開發(fā)實時以太網(wǎng)技術(shù),如研制實時以太網(wǎng)通信接口芯片NetSilicon等;揚長避短的措施：》利用通信速率高的優(yōu)勢；》采取控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的措施;》采用全雙工交換技術(shù);控制網(wǎng)絡(luò)部分1、LonWork網(wǎng)絡(luò)使用哪幾種介質(zhì)；雙絞線、光纖、紅外線和電力線；2、神經(jīng)元芯片有幾個處理器，分別有何用途；3、LonWorks網(wǎng)絡(luò)由哪幾部分組成；8個按功能劃分,包括：LonWorks節(jié)點、LonWorks路由器、LonWorksInternet連接設(shè)備、LonWorks收發(fā)器、LonTalk協(xié)議、LonWorks網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點開發(fā)工具、LNS網(wǎng)絡(luò)工具、LonWorks網(wǎng)絡(luò)管理工具。4、LonWorks網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場控制節(jié)點主要包含哪些部分;應(yīng)用CPU、I/O處理單元、通信處理器、收發(fā)器和電源.5、LonWorks網(wǎng)絡(luò)路由器的特點、功能；路由器特點：通常有兩個互聯(lián)的神經(jīng)元芯片，每個神經(jīng)元芯片配有適用于兩個信道的收發(fā)器，路由器就連接在這兩個信道上。路由器對網(wǎng)絡(luò)的邏輯操作是完全透明的，但是他們并不一定傳輸所有的包。LonWorks路由器能支持從簡單到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接,這些網(wǎng)絡(luò)可以小到幾個節(jié)點，大到上萬個節(jié)點。功能：》擴展通道容量；》連接不同的介質(zhì)或波特率;》提高LonWorks網(wǎng)絡(luò)可靠性;》全面提高網(wǎng)絡(luò)性能。6、LonWorks網(wǎng)絡(luò)變量特點；1。網(wǎng)絡(luò)變量是在應(yīng)用程序中被定義的變量，可以是整型、字符型或結(jié)構(gòu)等類型，但不能是指針類型。2。節(jié)點數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)變量進行共享，一個節(jié)點輸出的網(wǎng)絡(luò)變量的更新，而所有與之相連的其他節(jié)點的輸入網(wǎng)絡(luò)變量也相應(yīng)的更新.3.網(wǎng)絡(luò)變量的傳送是通過Lontalk協(xié)議來完成的，對用戶來說是透明的，應(yīng)用程序開發(fā)者不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)變量傳送的目的地址、打包拆包、報文緩沖區(qū)、請求、響應(yīng)、重發(fā)等低級網(wǎng)絡(luò)操作，因此網(wǎng)絡(luò)變量大大簡化了開發(fā)和安裝分布系統(tǒng)的過程。4.一個節(jié)點最多可以定義62個網(wǎng)絡(luò)變量（對于數(shù)組型網(wǎng)絡(luò)變量包含數(shù)組中每個單元）。5。網(wǎng)絡(luò)變量還可以根據(jù)Lontalk協(xié)議定義為認(rèn)證方式、優(yōu)先級等方式;還可以定義為同步方式，他能保證網(wǎng)絡(luò)變量的所有更新都被轉(zhuǎn)送。7、LonWorks網(wǎng)絡(luò)、LonTalk協(xié)議及其神經(jīng)元芯片的特點：（網(wǎng)絡(luò)特點見282）LonTalk協(xié)議特點：》發(fā)送的報文都是很短的數(shù)據(jù)；》通信帶寬不高；》網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點往往都是低成本、低維護費用的單片機;》多節(jié)點，多通信介質(zhì)；》可靠性高;》實時性高。神經(jīng)元芯片的特點：》神經(jīng)元至少包括2KBRAM，用于堆棧段、應(yīng)用程序和系統(tǒng)程序的數(shù)據(jù)區(qū)、LonTalk協(xié)議應(yīng)用緩沖區(qū)和網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)。對于數(shù)據(jù)區(qū)不多的程序可以直接使用該區(qū)，無需另外擴展存儲器；》不僅具有強大的通信功能，而且集采集控制于一體；》神經(jīng)元芯片可以支持多種通信介質(zhì)；8、ControlNet通信調(diào)度方法；P3359、ControlNet虛擬令牌如何傳遞；10、Interbus協(xié)議特點;?物理層采用RS—485串行通信標(biāo)準(zhǔn),樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可連接255個子站，易于擴展、易于分層,總長可達12.8km.?數(shù)據(jù)鏈路層采取集總幀的數(shù)據(jù)環(huán)型存取方式，各子站無須編址。?應(yīng)用層定義了網(wǎng)絡(luò)信息的讀、寫及操作命令，同時檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和統(tǒng)計通信失敗。11、Interbus幀結(jié)構(gòu)特點：》集總幀的數(shù)據(jù)環(huán)型存取方式,各子站無須編址；》有效數(shù)據(jù)所占比例高,加上所有節(jié)點的輸入輸出和過程參數(shù)幾乎在同時進行，因而通信的有效利用率很高。計算機總線部分（簡答題的多些)1、計算機總線的分類：按照總線內(nèi)部信息傳輸?shù)男再|(zhì)，總線可分為：?數(shù)據(jù)總線:DB用于傳送數(shù)據(jù)信息?地址總線:AB是專門用來傳送地址的?控制總線：CB控制總線包括控制、時序和中斷信號線?電源總線:PB用于向系統(tǒng)提供電源按照總線在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的層次位置，總線可分為:?片內(nèi)總線（On-ChipBus)在集成電路的內(nèi)部，用來連接各功能單元的信息通路;?內(nèi)部總線(InternalBus)用于計算機內(nèi)部模塊（板)之間通信;?外部總線（ExternalBus）：又稱通訊總線，用于計算機之間或計算機與設(shè)備之間通信；根據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳輸方式，總線可分為：?并行總線：每個信號都有自己的信號線；?串行總線:所有信號復(fù)用一對信號線；2、總線的7個主要性能指標(biāo):?總線頻率即總線工作時鐘頻率，單位為MHz,它是影響總線傳輸速率的重要因素之一。?總線寬度又稱總線位寬,是總線可同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù),用bit（位）表示，如8位、16位、32位等.顯然，總線的寬度越大，它在同一時刻就能夠傳輸更多的數(shù)據(jù)。?總線帶寬又稱總線傳輸率，表示在總線上每秒傳輸字節(jié)的多少,單位是MB/S。影響總線傳輸率的因素有總線寬度、總線頻率等。一般的，總線帶寬（MB/S）=1/8×總線寬度×總線頻率??同步方式可分為同步方式和異步方式。在同步方式下，總線上主模塊與從模塊進行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間是固定的,并嚴(yán)格按照系統(tǒng)時鐘來統(tǒng)一定時主模塊、從模塊之間的傳輸操作,只要總線上的設(shè)備都是高速的，就可達到很高的總線帶寬。?總線復(fù)用采用多路復(fù)用技術(shù),可以減少總線的數(shù)目。?信號線數(shù)表明總線擁有多少信號線，是數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和電源總線的總和。信號線數(shù)與總線性能不成正比，但一般與復(fù)雜度成正比。?總線控制方式包括并發(fā)工作、自動配置、仲裁方式、邏輯方式、計數(shù)方式等.3、總線的兩種控制方式：集中式：將控制邏輯集中在一處（如在CPU中）。集中控制是單總線、雙總線和三總線結(jié)構(gòu)計算機主要采用的方式，常見的集中控制方式主要有鏈?zhǔn)讲樵兎绞?、計?shù)器定時查詢方式和獨立請求總線控制方式。分布式：將總線控制邏輯分散在與總線連接的各個部件或設(shè)備上。4、PCI局部總線的主要技術(shù)特點和性能指標(biāo):–1.支持64位數(shù)據(jù)傳送、多總線主控模塊、線性猝發(fā)讀寫和并發(fā)工作方式；–2。具有即插即用功能（PnP,PlugandPlay，可自動找到一個不沖突的中斷和I/O地址分配給外部設(shè)備)；–3.最高傳送數(shù)據(jù)132Mbps；–4。兼容性強、成本低;5、PCI-Express的結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)特點以及與PCI的主要區(qū)別：?PCI-E總線主要特點：1.串行的點對點互連；2。差分信號傳送;3.采用交換開關(guān)互連多臺設(shè)備;4.PCIExpress事務(wù)與包PCIExpress的事務(wù)分成兩類：–>非轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)，即請求者發(fā)送請求包給完成者，完成者返回完成包給請求者，如存儲器讀事務(wù);–>轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)，即只有請求者給完成者發(fā)送請求包，而完成者不用返回完成包給請求者，如存儲器寫事務(wù);5.具有更高的數(shù)據(jù)傳輸率；6。具有優(yōu)先級的傳送;7.兩種中斷方式：一種是類似PCI-X的MSI協(xié)議，PCIExpress設(shè)備啟動一個寫存儲器包，向根復(fù)合體發(fā)送一個中斷向量，根復(fù)合體再中斷CPU；另一種是使用中斷消息事務(wù)向根復(fù)合體傳送傳統(tǒng)PCI總線上的INTx#信號的跳變情況，這種中斷方式只對具有傳統(tǒng)功能的端點設(shè)備和PCIExpress—PCI橋的系統(tǒng)有用。8.支持熱插拔（即帶電插拔，允許用戶在不關(guān)閉系統(tǒng),不切斷電源的情況下取出設(shè)備）.主要區(qū)別：PCIExpress和PCI不同的是實現(xiàn)了傳輸方式從并行到串行的轉(zhuǎn)變.PCIExpress是采用點對點的串行連接方式,這個和以前的并行通道大為不同，允許和每個設(shè)備建立獨立的數(shù)據(jù)傳輸通道。不用再向整個系統(tǒng)請求帶寬，這樣也就輕松地到達了高帶寬要求。6、RS—232C的電氣特性，最簡單的RS232C?電氣參數(shù):》引線信號狀態(tài)?RS-232C標(biāo)準(zhǔn)引線狀態(tài)必須是以下三種之一，即SPACE/MARK(空號/傳號)、或ON/OFF（通/斷)、或邏輯0/邏輯1?！芬€邏輯電平?用—3~-15V表示邏輯1；?用+3～+15V表示邏輯0;》短路抑制性能?RS-232C的驅(qū)動電路必須能承受電纜中任何導(dǎo)線短路。?通信速率：最高通信速率為115200bps；RS—232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定通信距離應(yīng)小于15m最簡單的RS232C通信結(jié)構(gòu)：7、RS422和RS485的主要特性和相互區(qū)別:RS422的主要特性:1。RS-422是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸?shù)目偩€標(biāo)準(zhǔn)；2.RS—422標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙端電氣接口型式,使用雙端線傳送信號。它通過傳輸線驅(qū)動器，把邏輯電平變換成電位差，完成始端的信息傳送；通過傳輸線接收器，把電位差轉(zhuǎn)變成邏輯電平，實現(xiàn)終端的信息接收;3。RS-422的數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式傳輸；4。RS—422有4根信號線，兩根發(fā)送、兩根接收，RS—422的收與發(fā)是分開的，支持全雙工的通訊方式;5。RS—422的最大傳輸距離為1200m，最大傳輸速率為10Mbps;RS485具有以下特點:1.RS-485的電氣特性：邏輯“1"以兩線間的電壓差為+2V-+6V表示；邏輯“0"以兩線間的電壓差為—2V—-6V表示。2。RS—485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps;3.RS—485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強。4.RS-485接口的最大傳輸距離為1200m，在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器,即具有多站能力和多機通信功能.RS-485與RS—422的區(qū)別在于：1.硬件線路上，RS-422至少需要4根通信線，而RS-485僅需2根；2。通信方式上，RS-422可以全雙工，而RS—485只能半雙工；3。RS—485驅(qū)動器共模電壓的輸出范圍是-7V和+12V之間；而RS—422驅(qū)動器這個指標(biāo)只有7V；RS—422接收器的最小輸入電阻是4千歐姆，而RS-485的最小輸入電阻則是12千歐姆;4。RS—485的驅(qū)動器可以用在RS-422的應(yīng)用中，因為RS-485滿足所有的RS—422規(guī)范,反之則不成立.8、USB的主要特性、體系結(jié)構(gòu)、傳輸方式，以及USB設(shè)備和主機之間的連接方法：USB設(shè)備的主要特點：1.采用USB接口的設(shè)備支持熱拔插2.USB接口可以同時連接127臺USB設(shè)備.3。速度方面，USB1。1總線規(guī)范定義了12Mb/s的帶寬，而USB2。0可提供480Mb/s的傳輸速度。4。USB總線能夠提供500mA