现场总线控制系统（FCS）系列：Rockwell Automation DeviceNet_（6）.DeviceNet通信协议.docx

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DeviceNet通信协议

1.DeviceNet概述

DeviceNet是一种基于CAN（ControllerAreaNetwork）技术的现场总线协议，由RockwellAutomation（原Allen-Bradley）开发。DeviceNet主要用于连接和通信工业自动化设备，如传感器、执行器、控制器等，实现设备之间的数据交换和控制。DeviceNet的设计旨在简化设备与控制系统之间的连接，提高系统的可靠性和灵活性，降低安装和维护成本。

1.1DeviceNet的特点

简单性：DeviceNet使用标准的CAN物理层和数据链路层，简化了网络的安装和配置。

低成本：由于使用标准的CAN技术，DeviceNet的硬件成本较低。

高可靠性：CAN技术具有良好的抗干扰能力，确保数据传输的可靠性。

灵活性：DeviceNet支持多种网络拓扑结构，如线型、星型和混合型。

开放性：DeviceNet是一个开放的标准，支持多个供应商的设备互操作。

1.2DeviceNet的应用场景

DeviceNet广泛应用于各种工业自动化场景，包括但不限于：

制造车间：连接各种传感器和执行器，实现设备状态监测和控制。

包装线：用于监控和控制包装线上的各种设备。

过程控制：在化工、制药等行业中，用于连接温度、压力等传感器和控制阀。

物流系统：用于自动化仓库中的设备通信。

2.DeviceNet网络结构

2.1物理层

DeviceNet的物理层基于ISO11898标准，使用差分信号传输，传输速率最高可达500kbps。物理层的连接方式主要有以下几种：

线型拓扑：设备通过一条主干电缆连接，适用于简单线性布局的设备。

星型拓扑：设备通过集线器连接到主干电缆，适用于复杂布局的设备。

混合型拓扑：结合线型和星型拓扑，适用于更复杂的设备布局。

2.2数据链路层

DeviceNet的数据链路层基于CAN2.0B协议，使用11位或29位的消息标识符（MessageID）来区分不同的消息类型和优先级。数据链路层的主要功能包括：

消息传输：负责数据的发送和接收。

错误检测：检测传输过程中的错误并进行纠正。

流量控制：管理网络中的数据流量，防止数据拥塞。

2.3应用层

DeviceNet的应用层定义了设备之间的通信协议和数据交换格式。主要包括以下内容：

节点地址：每个设备在网络中都有一个唯一的节点地址，范围从0到63。

对象字典：设备内部存储的数据对象集合，用于描述设备的功能和状态。

消息类型：包括显式消息、隐式消息和周期性消息。

连接管理：管理设备之间的连接状态和数据传输。

3.DeviceNet通信机制

3.1显式消息

显式消息（ExplicitMessage）是一种点对点的通信方式，用于请求和响应特定的数据。显式消息的格式包括消息头和消息数据，消息头包含源地址、目标地址和消息类型等信息。

3.1.1显式消息的发送与接收

//显式消息发送示例

voidsendExplicitMessage(uint8_tsourceAddress,uint8_tdestinationAddress,uint8_tmessageID,uint8_t*data,uint8_tlength){

//创建消息结构

CAN_MSGmsg;

msg.id=(sourceAddress8)|(destinationAddress3)|messageID;

msg.len=length;

for(inti=0;ilength;i++){

msg.data[i]=data[i];

}

//发送消息

canSendMsg(msg);

}

//显式消息接收示例

voidreceiveExplicitMessage(uint8_t*sourceAddress,uint8_t*destinationAddress,uint8_t*messageID,uint8_t*data,uint8_t*length){

//接收消息

CAN_MSGmsg;

if(canReceiveMsg(msg)){

*sourceAddress=(msg.id8)0x3F;

*destinationAddress=(msg.id3)0x3F;

*messageID=msg.id0x07;

*length=ms