基于IS-485总线现场监测系统的设计开题报告

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1、开题报告基于IS-485总线现场监测系统的设计1选题的背景、意义随着数字控制技术的发展，由单片机构成的控制系统也日益复杂。在一些要求响应速度快、实时性强、空置量多的应用场合，单个单片机构成的系统往往难以胜任。这时，由多个单片机结合PC机组成分布式系统成为一个比较好的解决方案。在这样的分布式系统中，可以使用RS-232接口连接PC机和单片机，但由于RS-232接口标准存在传输速率慢、传送距离短的缺点，很多时候无法满足偶那个也应用中多机系统的通信要求，因此实际应用中经常使用的是RS-485接口标准RS-485总线在工业应用中具有十分重要的

2、地位。RS-485协议是RS-232协议的替代标准，与传统的RS-232协议相比，其在通信速率、传输距离、多机连接等方面均有了非常大的提高，这也是工业系统中使用RS-485总线的主要原因。由于RS-485总线是RS-232总线的改良和提高，这也是工业系统中使用RS-485接口芯片提供的接收器、发送器选通的功能，为RS-232总线系统设计的软件部分完全可以不加修改直接应用到RS-485网络中。RS-485总线工业应用成熟，而且大量的已有工业设备均提供RS-485接口。1985年IEC着手制订现场总线标准,并将其命名为“FIELDBUS”

3、。这一“革命性”的举措,现已成为国际仪表和自动控制界所关注的热点。各国、各大公司和高等院校等纷纷投入大量的人力和物力研究现场总线技术、制定现场总线标准、开发现场总线产品,争当自动化技术发展潮流的领导者。据不完全统计,目前世界上有近200种总线,经过十多年的竞争和完善,较具生命力的有十几种。这些总线都有着各自不同的技术特长及其擅长的应用领域,背后都有商业机构支撑,都成立或参加了现场总线的国际组织,都力争成为国际标准或在国际标准中占有一席之地。同时,各大商业机构也都研究开发与其它总线的接口,使之与其它总线实现互联。我们希望能够制定出唯一的

4、现(场总线标准,但是要做到“大统一（GRANDUNIFICATION)”、或“单一标准（SINGLESTANDARD）”或“唯一标准(UNIQUESTANDARD)”是非常困难的,也是不现实的。事实上,目前已经形成了多总线共存的局面。我国从“八五”后期开始现场总线技术的研究,其主要精力放在HART(HIGHWAYADDRESSABLEREMOTETRANSDUCER)和FF(FIELDBUSFOUNDATION)上;有部分企业、科研机构和大学也在研究其它总线技术,开发相应总线产品,如LON、PROFIBUS等。但到目前为止,仍处于实验

5、室阶段,更谈不上自己的现场总线标准;事实上也不可能独立于国际标准之外制定国家标准。现场总线的出现,将变革传统的模拟仪表和DCS系统。它的显著特征体现在以下三个方面:1)数字通信。传统的模拟仪表采用0～10MA、4～20MA直流电流信号,1～5V直流电压信号等。由于模拟信号的传递需要一对一的物理连接,信号变换缓慢,信号抗干扰能力也较差。为此,采用各种抗干扰和提高精度的措施,则开销较大,增加了成本。而采用数字信号传输,一对传输线可以挂接多台仪表,而且双向传输多个信号。这样安装费用低、维护容易。若要增加现场设备数,只需并行挂接在电缆上即可。

6、另外,采用数字信号传输抗干扰能力强、精度高,无需采用抗干扰和提高精度的措施,从而减少了开销。2)开放性。传统的DCS系统中,通信由专用网络的封闭系统来实现,各厂家的产品自成系统,不同厂家的设备不能互连在一起,难以实现互连与互操作。而现场总线为开放式互连网络,用户可以自由集成不同制造商的产品,实现“即接即用”。可以与同层网络互连,也可与不同层网络互连。而且,用户可以非常方便地共享网络数据库。故而,现场总线将DCS基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开标准化的解决方案。3）分散性。现场总线将控制功能彻底下放到现场,通过现场仪表就可以构成控

7、制回路。把DCS集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,这样提高了系统的可靠性、灵活性。4］2相关研究的最新成果及动态对于IT领域而言，2004年注定将是载入计算机发展史的一年。在这一年里，第三代总线技术规格PCI-EXPRESS（PCI-E）终于闯入了人们的视野，虽然没有出现业内人士预测的PCI-E总线将大规模取代AGP总线规格的局面，但它的出现依然带给了翘首期盼者无限惊喜。首先得益于PCIEXPRESS高速串行技术的将是性能日益飞升的3D游戏显卡。因为，在3D图形芯片飞速跃进式发展下，理论带宽仅2.1GB/S的AG

8、P8X已经无法满足填充率高达6.4GB/S的GPU的数据处理需求；而X16PCIEXPRESS接口则可以8GB/S的双向通道传输速度为显卡的未来发展扫清障碍。目前，各种基于PCI-E技术的新产品纷纷上市，充分说明PCI-