无线现场总线的究.pdf

中文摘要 现场总线适应于工业控制系统的分散化、网络化和智能化的要求，促成目前 的自动化仪表、集散控制系统等产品面临体系结构和功能结构的重要变革，导致 了工业自动化产品的又一次更新换代，已经成为世界范围内研究的热点。 但在许多工业环境及过程控制环境下的对象，如移动对象、旋转对象、危险 环境对象等，有线的物理介质难以连接；工业以太网的发展，要求实现现场总线 与以太网技术结合，实现多级网络的互连；工业布线的成本高。针对这一系列的 不足，提出了将无线以太网技术应用于现场总线网络中，这是解决上述问题的最 佳方案。 802．11x两种协 本文以CAN总线作为研究对象，在分析CAN总线和IEEE 802．1 议的基础上，设计开发将无线以太网IEEE 1b应用于工业现场总线CAN中， 用无线技术作为有线CAN总线网络的无线扩展。考虑了现有技术兼容问题和易 实现性问题，并综合考虑技术、性能及市场等多方面要求，确定了无线CAN网 络的技术目标。 本文设计了无线CAN总线的网络架构一虚拟环网结构(VRE)，使有线站点 和无线站点可以在同一个CAN网络内运行；分析了物理层使用无线扩频技术如 何保证工业需求的高速、高性能；设计专用的AP节点一AP．IWU，实现有线／无 802．11b的融合；设计无线 线网段的平滑桥接；在应用层实现CAN总线和IEEE 网段内虚拟主机和虚拟从机的有限状态机，验证了有限状态机的可达性；并对由 此组成的无线CAN网络的实时性作了初步的研究，针对无线信道自身的特点， 讨论了数据调度算法，确定在无线CAN网络传输时间严格数据和周期数据的网 络延迟。 关键词：现场总线 CAN总线 IEEE 802．1l DSSS 实时性 有限状态机 ABSTRACT With and thecontrol decentralized，networkedintelligent，the systemsbecoming focusallovertheworld． offieldbushas theresearch technology becoming the andcontrolofsome orthe But measurement mobile，rotated facing dangerous mediumis inthe fieldof environment,wired objects productionindustry physical hard the ofindustrial networkneedto to{oin；withdevelopment ethemet，multilevel ofindustrialwire is isthe combinetheethemetand cost fieldbus；the