微机检测与控制应用系统设计课件作者余祖俊第7章节通信技术.ppt

CAN节点的分层结构 报文及其帧结构 数据帧：携带数据由发送器至接收器 远程帧：请求发送具有相同标识符的数据帧 出错帧：由检测出总线错误的任何单元发送 超载帧：提供当前和后续数据帧的附加延迟 通信介质访问控制方式 带有优先级的多主竞争方式 网络上任意节点均可以在发现总线空闲时主动地往其它节点发送信息 非破坏性总线优先仲裁技术 当几个节点同时向网络发送消息时，根据帧中开始部分的标识符，逐位仲裁，优先级低的节点主动停止发送数据，优先级高的节点继续发送信息 CAN智能节点 由单片机、SJA1000、82C250可以构成一个最小的CAN总线智能节点 SJA1000是一种独立CAN通信控制器 SJA1000主要功能 标准结构和扩展结构报文的接收和发送 Basic CAN和PeliCAN两种工作方式 标准和扩展帧格式都具有单/双接收滤波器 …… 智能节点硬件电路 与SJA1000的TX0和RX0通过光耦相连，实现节点间电气隔离 与地之间并联2个30pF的小电容，可以滤除总线上的高频干扰 3.3 LonWorks LonWorks是由美国Echelon公司推出并由它与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于1990年正式公布而形成的。 LonWorks使用开放式通信协议LonTalk。 LonTalk采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。 其通信速率从300bps至1.5Mbps不等，直接通信距离可达2700m（78kbps，双绞线）。 支持双绞线、同轴电缆、光纤、电力线、红外线、射频等多种通信介质，并开发了相应的本质安全防爆产品。 被誉为通用控制网络。 Neuron神经元芯片 LonWorks技术所采用的LonTalk协议被封装在称之为Neuron的神经元芯片中而得以实现。 4、无线通信技术 无线通信技术在测量与控制领域的应用包括无线个人域网络（WPAN）和无线局域网（WLAN）。 用于现场设备层的无线短程网，采用的主流通信协议是WPAN（802.15系列），特别是IEEE802.15.4/ZigBee。 用于较大传输覆盖面积和较大信息传输量的无线局域网，采用的主流通信协议则是WLAN（IEEE802.11系列）。 几种主要无线通信技术的比较 Market Name Standard GPRS/GSM 1×RTT/CDMA Wi-Fi 802.11b Bluetooth 802.15.1 ZigBee 802.15.4 Application Focus Wide Area Voice Data Web，E-mail，Video Cable RePlacement Monitoring Control System Resources 16MB+ 1MB+ 250KB+ 4KB~32KB Battery Life (day) 1~7 0.5~5 1~7 100~1000+ Network Size 1 32 7 255/65000 Bandwidth (Kbps) 64~128+ 11000+ 720 20~250 Transmission Range (meter) 1000+ 1~100 1~10+ 1~100 Success Metrics Reach，Quality Speed Flexibility Cost，Convenience Reliability，Power，Cost 4.1 IEEE802.11b协议 IEEE802.11b协议是全球第一代无线局域网标准的扩展，它可以支持最高11Mbps的数据速率，运行在2.4GHz的ISM频段上，采用补码编码键控（CCK）的调制方式。 最流行的WLAN协议标准。 协议结构（右图）。 IEEE802.11的拓扑结构 主要由无线站点STA、无线接入点AP、独立基本服务集IBSS、基本服务集BSS、分布式系统DS、扩展服务集ESS等组成。 扩展服务集ESS示意图，包括了无线站点、无线接入点、基本服务集等。 IEEE802.11的帧结构 分数据帧、管理帧、控制帧三种。 帧的一般结构如图。 4.2 蓝牙技术 一种由爱立信、IBM、Intel、诺基亚和东芝等公司联合推出的低成本、短距离无线通信技术。 2005年3月，Bluetooth SIG宣布采用蓝牙核心规范2.0版本。 新规范传输范围可达100m，最高速率达到10Mbps 。 蓝牙协议栈 蓝牙体系结构中的协议可分为四层。 核心协议：基带、LMP、L2CAP、SDP。 电缆替代协议：RFCOMM。 电话传送控制协议：TCS二进制、AT命令集。 可选协议：PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、vCard、vCal、WAP、WAE。 蓝牙协议栈结构 蓝牙局域网 自组织