现场总线数据链路层研究

《现场总线数据链路层研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、现场总线数据链路层研究摘要一现场总线技术的出现，标志着新一代控制技术的产生，以现场总线为基础的全数字控制系统必将成为21世纪自动化控制系统的主流。但是，现场总线领域还没有形成一个统一的协议，各大生产厂家各自为政，这明显与现场总线原本要求的开放性原则相违背∥目前，以太网以其特有的优势，正在迅速进军工业控制领域，专家认为，现场总线在今后几年中如果不能出现一个统一的标准，很有可能向以太网方向转型。当然，这种转型不是简单的全面套用以太网成为控制网络，而是吸收以太网之长，改造以太网使之更加适应工业控制通讯的特殊性。现场总线技术是一种新兴的控制技术，目前还处于发展阶

2、段，具有较大的争议。本文对目前现有的几种比较流行的现场总线进行了分析和比较，重点是对介质访问控制方法的比较，总结了它们各自的优缺点和局限性。工业控制网络对数据实时性的要求往往比较高，而网络协议模型中数据链路层的介质访问控制方法对网络的实时性能有很大的影响。目前，各种现场总线技术采用的介质访问控制方法在具体的应用环境中都有很大的局限性，因此，本文研究了一种新的介质访问控制方法。它充分利用了以太网使用的CSMA／CD的优点，同时改进了以太网通过卜坚持退避算法可能导致重载时产生阻塞的缺点，并能够提供比较公平的优先级以满足系统的实时性要求。通过简单的路由把现有的

3、现场总线产品真接连接到以太网上，是现场总线向以太网靠拢的另一种表现形式。本文研究了一种新的现场总线和以太网互联的方法，该方法使用了隧道技术的思想，将隧道技术由原本的网络层应用到数据链路层，从而简化了路由的协议模型，大大提高了现场总线向以太网发送数据的实时性。在此路由模型的基础上，给出了简单的软硬件实现。尤其在硬件实现方面，使用目前比较流行的硬件描述语言，使设计实现更趋简单化。：关键字：现场总线，以太网，介质访问控制，隧道技术，网络互联RESEARCHoNDATALINKLAYERINFIELDBUSSYSTEMABSTRACTAtpresent．Fiel

4、dbusiSaresearchfoCUSinautomationarea．Fieldbusrepresentsthatnewgenerationofcontroltechnologycomesintobeing．ButthereiSnotauniforillstandardyet，andeverymallufacturerhasadifferentprotoc01．ItisobviouslyagainstthecompatibleprinciplerequiredbyFieldbus．WiththeSuccessinlocalareanetwork．Et

5、hemetiSappliedinindustrycontr01systemquickly．ItiSatrendthatFieldbuswilladaptEthernettotheparticularityofcontrolsystem．Asanewcontroltechnology，Fieldbusisstillinadevelopingstage．Sotherearemanydisputesaboutit．WithanalysisofsomerepresentativeFieldbussystems，especiallyinthemethodofmed

6、iaaccesscontrol，itiSdiscoveredthattherearesomedefectsandlimitationsintheseFieldbussystems．Themethodofmediaaccesscontrolplaysanimportantrolei11Fieldbussystemwhereareal．timerequestiSessential．SoanewmethodofmediaaccesscontroliSresearchedinthisthesis．ThismethodtakesadvantageofCSMA／CD

7、thatisadoptedbyEthemet，anditalsohasahi吐efficiencyinmediaaccessevenifthereiSaheavyloadonnetwork．Besidestheseadvantages，itprovidesapriorityarbitrationmethodthatisfairtoeverynode．Inviewthatitmustsatisfyreal—timerequestwhenFieldbusnetworkiSconnectedwithEmemet．thisthesisadoptstheTunne

8、lingmethodtosimplifytheRouter’Sstructure