物联网原理与应用技术 教学课件 作者 刘幺和 第7章 现场总线.pptx

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1、第7章现场总线第7章现场总线7.1引言7.2现场总线简介7.3现场总线的发展趋势7.4CAN总线技术介绍7.5DeviceNet7.6应用实例——基于Ajax界面的DeviceNet现场总线控制7.1引言7.2现场总线简介1)现场总线是低带宽的计算机局域网。2)现场总线是一种数字通信协议。3)现场总线是开放式、数字化、多点通信底层控制网络。7.2.1现场总线的发展背景7.2.2主流的现场总线1.CAN总线2.DeviceNet总线3.WorldFIP总线4.PROFIBUS总线5.LonWorks总线6.CC-Link总线7.INTERBUS总线7.2现场总线简介7.2.

2、3现场总线的技术特点1)总线式结构。2)开放性、互操作性与互换性。3)环境适应性。4)分散控制和组态灵活。07_Embed_1.png7.3现场总线的发展趋势(1)通信协议方面(2)硬件性能方面(3)软件性能方面(4)通信接口方面(5)互操作性和互换性方面7.4CAN总线技术介绍7.4.1CAN总线的性能特点1)CAN为多主方式工作，网络上的任一节点均可在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。2)CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求。3)CAN采用非破坏总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时

3、，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。4)CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。7.4CAN总线技术介绍5)CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种(CAN2.0A)。6)采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。7)CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。7.4.2CAN的技术规范1.CAN的物理层表格7.4CAN总线技术介绍图7-3总线上的电平表

4、示2.CAN的数据链路层7.4CAN总线技术介绍7.4.3CAN总线的节点组成图7-4CAN总线节点模块7.5DeviceNet7.5.1DeviceNet的网络结构07_Embed_4.png7.5.2DeviceNet的物理层和传输介质7.5DeviceNet图7-6物理层模块图7.5.3DeviceNet的数据链路层7.5DeviceNet1)链路层寻址。2)帧类型和帧结构。07_Embed_6.png7.5.4总线仲裁机制7.5.5故障界定机制7.5DeviceNet07_Embed_7.png7.5.6DeviceNet设备的对象及对象支持的连接7.5Devic

5、eNet07_Embed_8.png(1)连接对象(Connection7.5DeviceNet(2)DeviceNet对象(3)标识对象(Identity(4)报文路由对象(Message(5)组合对象(Assembly(6)参数对象(Parameter(7)应用对象(Application7.5.7DeviceNet设备描述1)设备对象模型定义。2)设备I/O数据格式定义。3)设备可配置参数的定义和访问这些参数的公共接口。7.5.8DeviceNet中的连接7.5.9DeviceNet预定义主从连接7.5DeviceNet(1)I/O位选通响应报文(2)I/O轮询命令

6、响应报文(3)I/O状态改变/循环报文(4)I/O多点轮询响应报文(5)显式响应/请求报文(6)未连接响应报文(7)重复MAC7.5.10DeviceNet系统图7-10系统的硬件总体结构7.5DeviceNet1.系统的网络连接07_Embed_10.png2.主站控制卡7.5DeviceNet1)DN-PCI-5110DeviceNet主站卡是具有PCI接口的高性能CAN总线通信适配卡，使PC方便地连接到DeviceNet总线上，能够实现DeviceNet协议或CAN2.0协议的数据通信。2)DN-PCI-5110接口卡采用标准的PCI接口集成8KBDPRAM实现与主

7、机PC的高速数据交换，接口卡采用4层电路板SMD工艺提供光电隔离电路，使PC避免由于地环流的损坏从而增强系统在恶劣环境中使用的可靠性。3)DN-PCI-5110接口卡提供DeviceNet扫描模块动态链接库，它可以作为DeviceNet主站卡运行的配套程序，可以方便地对DeviceNet网络进行配置并检测其运行状态。7.5DeviceNet4)DN-PCI-5110DeviceNet主站卡提供方便使用功能完善的DeviceNet接口函数库文件，用户可以捆绑DN-PCI-5110接口卡自由发放相应的驱动程序及应用程序文件，或直接