第三部分-如何感知中国—物联网传输层技术.ppt

产生的背景 在计算机数据传输中，长期使用低数据速率和点对点的数据传输标准。 在工业控制或生产自动化领域中使用大量的传感器、执行器和控制器，若采用星形拓扑结构，安装成本和介质造价高。 采用流行的LAN组件和环形、总线型拓扑结构，其硬件和软件对应的系统造价高。 需要设计一种造价低、而又能经受工业现场环境的通信系统。 减少了接线与安装 现场总线控制系统 FCS 是建立在现场总线技术基础上的网络结构扁平化，具有开放性、可互操作性、常规控制功能彻底分散、有统一的控制策略组态方法的新一代的分散型控制系统。 技术特点 ③自治性。由于智能仪表将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能下载到现场设备中完成，因此一台单独的现场设备即具有自动控制的基本功能，可以随时诊断自己的运行状况，实现功能的自治。 ④适应性。安装在工业生产第一线的现场总线是专为恶劣环境而设计的，对现场环境具有很强的适应性。具有防电、防磁、防潮和较强的抗干扰能力，可满足本质安全防爆要求，可支持多种通信介质，如双绞线、同轴电缆、光缆、射频、 红外线、 电力线等。 现场总线与其他通信技术的区别 现场总线与RS232、RS485 RS232、RS485只能代表通信的物理介质层和链路层，如果实现数据的双向访问，就必须自己编写通信应用和程序 现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持。 现场总线与计算机网络 现场总线是一种传输速率低、实时控制网络。短帧传送，实时性强，可靠性高，安全性好，适应工业应用环境。 计算机网络是一种实时性不高、高速信息网络。 现场总线协议参考模型 为使不同厂家的智能仪表接入统一系统进行互连操作，国际标准化组织ISO于1978年建立了一个“开放系统互连”的技术委员会。起草了“开放系统互连基本参考模型”（Open System Interconnection）的建议草案。1983年正式成为国际标准（ISO7498）。1986年又对该标准进行了进一步的完善和补充。 现场总线系统是企业的底层网络 现场总线组织 现场总线基金会（Fieldbus Foundation） LonMark协会, Profibus协会， 工业以太网协会IEA（ Industrial Ethernet Association）， 工业自动化开放网络联盟IAONA（ Industrial Automation Open Network Alliance） Society of Automotive Engineers（SAE） 现场总线标准 制定现场总线标准的国际标准化组织 IEC ISO IEC/TC65负责测量和控制系统数据通信国际标准化工作的SC65C/WG6，是最先开始现场总线标准化工作的组织。 2000年初宣布，IEC现场总线国际标准子集有八种： IEC 61158； ControlNet； Profibus； P-Net； High Speed Ethernet； Newcomer SwiftNet； WorldFIP； Interbus-S 最早成为国际标准的是CAN，它属于ISO标准：ISO11898 常用现场总线 现场总线是FCS的核心。目前，世界上出现了多种现场总线的企业或国家标准。这些现场总线技术各具特点，已经逐渐形成自己的产品系列，并占有相当大的市场份额。由于技术和商业利益的原因，尚没有统一。以下就是目前流行的几种著名的现场总线。 Lon Works Lon Works（Local Operating Network的缩写）。由美国 Echelon公司研制、1990年正式公布。采用了ISO/OSI模型中完整的七层通信协议，其最高通信速率为1.25mbps （通信距离不超过130m），最远通信距离为27km（通信速率为78kbps），节点总数可达32000个。网络的传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等。 Lon Works的信号传输采用可变长帧结构。每帧的有效字节可由0~288个。 Lon Works所采用的Lon Talk通信协议被封装在称之为Neuron的神经元芯片中。 PROFIBUS PROFIBUS是(Process Field Bus的缩写)。它是德国国家标准 DIN 19245和欧洲标准 EN 50170所规定的现场总线标准。 PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP、PROFIBUS－PA和 PROFIBUS－FMS。最高通信速率为12Mbps（通信距离不超过100m），最大通信距离为 1200m（通信速率为9.6kbps）。如果采用中继器可延长至10km ，其传输介质可以是双绞线或光缆。每个网络可挂