计算机网络技术结课论文

《计算机网络技术B》结课论文论文题目： DeciceNet通信网络的构建与协议配置学生所在系部：电子工程系学生所在专业：自动化学生所在班级：学生姓名：学生学号：任课教师姓名：论文成绩：DeviceNe通信网络的构建与协议配置Devicenet是一种低成本的通讯总线，Devicenet是一种简单的网络解决方案，它在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。

Devicenet是一个开放的网络标准。

规范和协议都是开放的，DeviceNet的主要特点是：短帧传输，每帧的最大数据为8个字节；无破坏性的逐位仲裁技术；网络最多可连接64个节点；数据传输波特率为125kb/s、250kb/s、500kb/s；点对点、多主或主/从通信方式；采用CAN的物理和数据链路层规约。

Devicenet使用的通信协议为11位标识符，即所有的I/O消息都有自己的11位标识符ID，标识符ID分成四个消息组，各有不同用途ID中同时提供了多重优先权。

工作时，总线上的设备监听网络上消息，当设备辨识出正确的标识符后，将接受该消息;构建DeviceNet网络需要：主站---管理网络中相应的从站；从站---为主站采集数据，及接受控制；配置工具---组态网络关键字：DeviceNe通信协议；CAN；总线；DeviceNe communication network construction and protocolAbstract:Devicenet is a low-cost communications bus, Devicenet is a kind of simple network solutions, it provides many suppliers in the same parts of interchangeability between can be reduced, meanwhile, industrial automation equipment wiring and installation of the cost and time. Devicenet is an open network standards. Standard and protocols are open, the main features are: DeviceNet, each frame short frame transmission the biggest data for 8 bytes); Non destructive by bit arbitration technology; Network up connection 64 node; Data transmission baud rate for 125kb/s, 250kb/s, 500kb/s; Point-to-point, many main or master/from communication mode; Adopting CAN physics and the data link layer statute. Devicenet use communication protocol for 11 identifier that all the I/O news has its own 11 identifier ID, identifier ID divided into four news groups, each have different USES ID simultaneously provides multiple priority. Work, bus equipment on listening to the network news, when the equipment identify the correct identifier, will receive the news; Constructing DeviceNet networks need: host - management network in corresponding from station; Mainly from standing - standing data collection, and accept control; Configuration tool - configuration networkKey word: DeviceNe communication protocol; Thecan; Bus;1：引言DeviceNet协议设计简单，实现成本较为低廉，但对于采用最底层的现场总线的系统（例如，由传感器、制动器以及相应的控制器构成的网络）来说，却是性能极高的。

DeviceNet设备涉及的范围从简单的光电开关一直到复杂的半导体制造业中的用到的真空泵。

2：构建DeviceNet网络需要1）主站：管理网络中相应的从站2）从站：为主站采集数据，及接受控制3）配置工具：组态网络＋＋3：构建DeviceNet网络需要那些步骤网络组态：扫描网络：点名配置网络：分组网络正常工作：I/O触发方式：何时传送数据工作过程：建立连接4 ：DeviceNet网络结构图25 ：相关描述一种基于CAN总线技术的符合全球工业标准的开放型通信网络。

它最早由Allen-Bradley公司支持Devicent公司设计，并已于2000年6月15日正式成为IEC62026国际标准(有关低压开关设备与控制设备、控制器与电气设备接口)之一。

在2002年12月1日发行的国家标准化管理委员会通报中，公布了DeviceNet现场总线已于2002年10月8日被批准为国家标准，并于2003年4月1日正式开始实施。

DeviceNet成为国家标准，为国内开发、生产、销售、应用DeviceNet现场总线技术的研制单位、生产企业、贸易和用户提供了技术桥梁。

Devicenet现场总线由于产生和发展的时间较晚，因此它采用了更为先进的通信概念和技术，相对于其他现场总线，具有较大的领先性，突出的高可靠性、实时性和灵活性。

DeviceNet是一个开放式的协议，目前有包括Rockwell等300多家自动化设备厂商的产品支持这种协议，DeviceNet在欧美和日本的现场总线市场占有很大的份额，在控制领域得到了广泛的应用。

DeviceNet进入中国时间不长，但是在中国已有许多应用。

据Rockwell Automation市场部提供的数据，上海通用汽车有一条DevicetNet的生产线，另外，生产可口可乐的上海申美饮料公司也部分采用了DeviceNet技术。

2）Devicenet总线的特点DeviceＮet是一种低成本的通信连接。

它将工业设备(如:限位开关、光电传感器、阀组、电动机、起动器、过程传感器、条形码读取器、变频驱动器、面板显示器和操作员接口)连接到网络，从而免去了昂贵的硬接线。

ＤeviceＮet是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。

Device Ｎet的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的备级诊断功能，这是通过硬接线Ｉ/Ｏ接口很难实现的。

DeviceＮet是一个开放式网络标准。

规范和协议都是开放的，厂商将设备连接到系统时，无需购买硬件、软件或许可权。

简单地说，DeviceＮet可以归纳出以下一些技术特点:(1) 最大64个节点;(2) 125kbps～500kbps通讯速率;(3) 点对点，多主或主/从通信;(4) 可带电更换网络节点，在线修改网络配置;(5) 采用ＣＡＮ物理层和数据链路层规约，使用ＣＡＮ规约芯片，得到国际上主要芯片制造商的支持;(6) 支持选通、轮询、循环、状态变化和应用触发的数据传送;(7) 低成本、高可靠性的数据网络;(8) 既适合于连接底端工业设备，又能连接像变频器、操作终端这样的复杂设备;(9) 采用无损位仲裁机制实现按优先级发送信息;(10) 具有通讯错误分级检测机制、通讯故障的自动判别和恢复功能。

3）Devicenet总线技术介绍3.1 Devicenet的物理层和物理媒体Devicenet物理层协议规范定义了DeviceNet的总线拓扑结构及网络元件，具体包括系统接地、粗缆和细缆混合结构、网络端接地和电源分配。

DeviceNet所采用的典型拓扑结构是干线－分支方式，如图所示。

图2 Devicenet现场总线拓扑结构线缆包括:粗缆(多用作干线)和细缆(多用于分支线)。

总线的线缆包括24V直流电源线和信号线两组双绞线以及信号屏蔽线。

在设备连接方式上，可灵活选用开放式和密封式的连接器。

网络采取分布式供电方式，支持冗余结构。

总线支持有源和无源设备，对于有源设备提供专门设计的带有光隔离的收发器。

3.2 Devicenet与CANDevicenet总线协议是在CAN总线的基础上建立起来的。

DeviceNet的数据链路层完全遵循CAN规范的定义，并通过CAN控制器芯片实现。

CAN定义了四种帧格式，分别为数据帧、远程帧、出错帧和超载帧，在DeviceNet上传输数据采用的是数据帧格式，远程帧格式在DeviceNet中没有被使用，超载帧和出错帧则被用于意外情况的处理。

数据帧格式如图2所示:图3 Devicenet的数据帧格式在总线空闲时每个节点都可尝试发送，但如果多于两个的节点同时开始发送，发送权的竞争需要通过11位标识符的逐位仲裁来解决。

Devicenet采用载波侦听非破坏性逐位仲裁机制(CSMA/NBA)的方法解决总线访问冲突问题。

网络上每个节点拥有一个唯一的11位标识符，这个标识符的值决定了总线冲突仲裁时节点优先级的高低。

11位标识符数值最小的节点拥有最高的优先级，作为获胜的一方，可不受影响地继续传输数据，所以这种碰撞和仲裁并未造成数据帧的损坏，即不会浪费通信资源。

3.3 Devicenet网络通信模型在现场总线中有两种常用的通信模式，一种是传统的源/目标(Source/Destination)即点对点模式，另外一种是新型的生产/消费者(Producer/Customer)模式。

以前的通信模式使用点对点的方式进行通信，在报文中含有特定的源/目标地址信息，如图3(a)所示。

对于每个节点来说，数据在不同时刻到达，实现不同节点之间的同步是非常困难的，当信息目的地不同时，源节点必须多次发送数据给不同的目标节点，从而造成了带宽的损失。

而Devicenet中采用了全新的生产者/消费者网络模型，其典型的报文结构如图3(b)所示。