基金會現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議軟件研究與開發(fā).pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，相應的控制系統(tǒng)的規(guī)模也要不斷增長，傳統(tǒng)的以信號模擬傳輸為主的控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應發(fā)展的需要。另外由于計算機技術、微電子技術以及通信技術迅速發(fā)展，在工業(yè)領域中的信號傳輸方式從模擬信號傳輸發(fā)展到了數(shù)字信號傳輸，因此誕生了現(xiàn)場總線技術?，F(xiàn)場總線技術最大的特點有兩個：一是實現(xiàn)了現(xiàn)場儀表的數(shù)字通信和智能處理，二是它的全開放性。它的出現(xiàn)使基于傳統(tǒng)的現(xiàn)場儀表所構成的工業(yè)控制系統(tǒng)的體系結構發(fā)生了根本的變革，并以其無可比擬的優(yōu)

2、勢迅速成為工業(yè)控制系統(tǒng)的一種重要技術。本論文以當前比較成熟的基金會現(xiàn)場總線低速協(xié)議標準H1為研究對象，從數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的角度，研究了通信棧的相關技術。本論文以“基金會現(xiàn)場總線通信協(xié)議棧的研究與開發(fā)”項目為基礎，主要從數(shù)據(jù)鏈路層初始化、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)鏈路時間同步等幾個關鍵技術深入研究了基本設備數(shù)據(jù)鏈路層的工作原理。并且為了解決實際的開發(fā)中的一些難題，提出了一些具有一定創(chuàng)新性的解決方法。 本論文總共分六章。第一章介紹了基金會現(xiàn)場總線

3、產(chǎn)生的原因以及當前的研究現(xiàn)狀。第二章從整體上描述了基金會現(xiàn)場總線的結構，并重點分析了數(shù)據(jù)鏈路層的結構以及各個功能模塊的作用和它們之間的關系。 接下來的第三章到第五章是本文的重點內容。第三章研究了數(shù)據(jù)鏈路層初始化的過程，為了解決多臺設備具有相同地址而產(chǎn)生的地址沖突問題，給出了解決問題的關鍵技術；第四章研究了數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，并分析了有連接數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性的問題；第五章首先研究了數(shù)據(jù)鏈路時間同步的原理。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路時間同步

4、，設計了數(shù)據(jù)鏈路時間的核心部分——本地計數(shù)器(CNT)。為了提高同步精度，提出了兩種CNT頻率調整的算法，并且將其中一種算法應用于實際通信棧軟件中，使同步精度提高了2個數(shù)量級。為了使得數(shù)據(jù)鏈路層用戶能進行基于數(shù)據(jù)鏈路時間的定時，設計了一個鏈路調度時間定時器(LSTimer)。 本文最后一章對整個開發(fā)工作進行了總結，提出了一些建議，也對以后的工作進行了展望。開發(fā)的通信棧軟件已經(jīng)可以通過基金會現(xiàn)場總線協(xié)議一致性測試，表明數(shù)據(jù)鏈路層運