基于PLC的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與開發(fā)

1、分類號：密級：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文基于的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與開發(fā)碩士研究生：馬指導(dǎo)教師專業(yè)領(lǐng)域：巖李艷杰教授機(jī)械電子工程沈陽理工大學(xué)年月翟分類號：煳擎工學(xué)碩士學(xué)位論文基于的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與開發(fā)碩士研究生：馬巖指導(dǎo)教師：李艷杰教授學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械電子工程所在單位：機(jī)械工程學(xué)院論文提交曰期：年月日論文答辯日期：年月日學(xué)位授予單位：沈陽理工大學(xué)：，：，：沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨立完成的。有關(guān)觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他

2、個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：乃名日期：列尹年；月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解沈陽理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：沈陽理工大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)沈陽理工大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書）學(xué)位論文作者簽名：瑪名日指導(dǎo)教師簽名：李影日期：矽批了期：矽幟沈陽理工大學(xué)碩士

3、學(xué)位論文摘要隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，作為機(jī)器人的一個分支，移動機(jī)器人越來越受到關(guān)注和重視。目前，移動機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入社會的各個領(lǐng)域，并在其中發(fā)揮著重要的作用，尤其在一些人類不易工作或危險的區(qū)域，例如：煤礦事故救援，核工業(yè)生產(chǎn)，有毒以及易爆危險品的處理，海底作業(yè)等等。移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成較為復(fù)雜，主要包括了運(yùn)動控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)等一系列子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)是保證移動機(jī)器人實現(xiàn)復(fù)雜動作的基礎(chǔ)，也是移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究重點。本文以“災(zāi)害應(yīng)急救援系列裝備研制”項目（項目編號：）為依托，在滿足實際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)了以為控制器的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)。本文的研究重點包括以下三個方面內(nèi)容：

4、（）移動機(jī)器人控制系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)；（）控制系統(tǒng)硬件搭建與軟件的設(shè)計；（）移動機(jī)器人運(yùn)動控制的初步實現(xiàn)。論文首先綜述了控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和未來的發(fā)展趨勢，指出控制系統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化與集成化的方向發(fā)展，并給出了智能分級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點：然后對通信接口和現(xiàn)場總線技術(shù)做了分析和總結(jié)，對基于一和總線的協(xié)議和協(xié)議做了詳細(xì)的分析，設(shè)計并實現(xiàn)了以現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；之后針對實際需要，利用現(xiàn)有的移動機(jī)器人平臺，具體設(shè)計了一種新的基于的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)，并對該控制系統(tǒng)的硬件及軟件系統(tǒng)作了詳細(xì)的介紹；最后完成了基于和程序的移動機(jī)器人運(yùn)動控制程序的設(shè)計及實驗測試。實驗結(jié)果證實，

5、本文設(shè)計的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)具有很高的可靠性和準(zhǔn)確性，可用于多種移動機(jī)器人的控制場合，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)，很好的完成控制任務(wù)。關(guān)鍵詞：移動機(jī)器人；現(xiàn)場總線；控制系統(tǒng)；運(yùn)動控制沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，”（：），：（）（）（），沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，：；目錄目錄第章緒論。引言課題的研究背景和意義課題的研究背景課題的研究意義控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與發(fā)展方向控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向控制系統(tǒng)的應(yīng)用的定義及其發(fā)展歷程分級遞階智能控制系統(tǒng)課題的研究內(nèi)容與安排第章總線技術(shù)及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)通訊標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議總線通信協(xié)議協(xié)議協(xié)議簡介對象字典。通訊報文預(yù)定義連接集以太網(wǎng)技術(shù)通訊通訊沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論

6、文通訊通訊本章小結(jié)第章控制系統(tǒng)硬件設(shè)計控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)硬件連接實物圖下位機(jī)控制系統(tǒng)硬件組成車體控制器電機(jī)驅(qū)動器一智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器一網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器溫濕度傳感器上位機(jī)控制系統(tǒng)硬件組成上位機(jī)控制器一接口轉(zhuǎn)換器操縱桿模擬量輸入模塊數(shù)字量輸入輸出模塊本章小結(jié)第章控制系統(tǒng)軟件設(shè)計控制系統(tǒng)軟件任務(wù)下位機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計編程軟件簡介下位機(jī)控制程序流程控制信息的接收與發(fā)送移動機(jī)器人運(yùn)動控制軟件設(shè)計。傳感器控制程序目錄上位機(jī)控制程序軟件設(shè)計程序介紹通信控件上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換模擬量數(shù)字量處理速度控制指令的轉(zhuǎn)換算法電機(jī)狀態(tài)查詢移動機(jī)器人運(yùn)行控制策略本章小結(jié)第章移動機(jī)器人控制

7、系統(tǒng)實驗研究車體控制器與電機(jī)驅(qū)動器通訊測試運(yùn)動控制測試車體直行測試差速轉(zhuǎn)向測試傳感器測試網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)測試本章小結(jié)結(jié)論參考文獻(xiàn)攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果致謝第章緒論第章緒論引言機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，徹底顛覆了傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)面貌，極大的推動了人類的工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程。機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，是衡量一個國家工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的重要標(biāo)志。社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和各行業(yè)對自動化程度要求的提高都大大地推動了機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。移動機(jī)器人作為機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的熱點之一，受到了各行業(yè)的廣泛關(guān)注。本章將簡要綜述移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與發(fā)展趨勢。課題的研究背景和意義課題的研究背景機(jī)器人的應(yīng)用幾乎滲透

8、到所有領(lǐng)域，在工農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。作為機(jī)器人學(xué)中的一個重要分支，移動機(jī)器人將多種功能集中到一個移動平臺上，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動控制、環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、任務(wù)執(zhí)行等功能，在某些危險的工作環(huán)境中移動機(jī)器人的應(yīng)用很好的保證了人類的安全。合適的運(yùn)動系統(tǒng)、可靠的導(dǎo)航系統(tǒng)、精確的傳感器系統(tǒng)以及良好的人機(jī)交互能力是移動機(jī)器人實現(xiàn)以上功能需求的基礎(chǔ)。自主性、適應(yīng)性及交互性是機(jī)器入的三大智能指標(biāo)。自主性是指機(jī)器人在不需要人為干預(yù)的情況下，能夠根據(jù)任務(wù)需要自己決定工作內(nèi)容；適應(yīng)性是指機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的工作能力，機(jī)器人需要對所處的環(huán)境進(jìn)行感知，并且根據(jù)識別和測量的結(jié)果做出正確的控制和移動等操作；交互性是

9、機(jī)器人智能產(chǎn)生的基礎(chǔ)，交互能力包括人一機(jī)一環(huán)境三者之間的交互，主要涉及信息的獲取、處理及理解。使用傳統(tǒng)手段開發(fā)的移動機(jī)器人結(jié)構(gòu)、控制功能較為簡單，這已經(jīng)不能滿足移動機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大的要求。因此，仍需要繼續(xù)探索研究機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)這一機(jī)器人領(lǐng)域的基礎(chǔ)課題。當(dāng)代遙控移動機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點是機(jī)器人與操作者之間的人機(jī)交互操作，而不是追求機(jī)器人的全自治系統(tǒng)，即監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)。這種由局部自主操沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文作加遙控操作的系統(tǒng)使得移動機(jī)器人進(jìn)入了實用化階段。美國向火星發(fā)射的“索杰納機(jī)器人就是一種典型的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)機(jī)器人。與此同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用推動了監(jiān)控遙控系統(tǒng)的發(fā)展。在虛擬現(xiàn)實技

10、術(shù)的幫助下，操作者在操縱機(jī)器人的過程中如同置身于真實的遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中，從而更好的完成遙控機(jī)器人的任務(wù)嘲。遙控移動機(jī)器人控制系統(tǒng)除了采用傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)外，還同時采用了多傳感器融合配置技術(shù)，這些技術(shù)包括視覺、聲覺、觸覺、力覺等傳感器技術(shù)，多傳感器融合配置技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了遙控移動機(jī)器人的環(huán)境感知和決策控制等問題。課題的研究意義在各種災(zāi)難場所，如火災(zāi)、爆炸等會造成建筑物的坍塌和人員傷亡，特別是由于近年來我國對煤炭資源需求量的不斷增長，高瓦斯礦井多，煤層地質(zhì)條件差，瓦斯爆炸、著火、透水等事故造成了大量的人員傷亡。礦井瓦斯發(fā)生爆炸后，隨時有發(fā)生二次災(zāi)害的可能，同時伴隨著煙霧、有害氣體、高溫和缺氧等

11、不利條件，救援人員無法直接進(jìn)入災(zāi)害現(xiàn)場營救被困人員，而且在煤礦瓦斯爆炸事故中有相當(dāng)?shù)囊徊糠謧麊T是救援人員。由此可見，為了保證礦井救援任務(wù)的順利進(jìn)行、減少人員傷亡，迫切需要研發(fā)一種能夠進(jìn)入災(zāi)害現(xiàn)場的移動機(jī)器人，該種移動機(jī)器人應(yīng)能夠替代救援人員進(jìn)行現(xiàn)場環(huán)境的探測和人員搜救任務(wù)，這對于煤礦安全生產(chǎn)、減少國家和人民的生命財產(chǎn)損失具有巨大的意義腳。災(zāi)難救援機(jī)器人是一種典型的“人一機(jī)一環(huán)境”交互系統(tǒng)，控制系統(tǒng)作為整個移動機(jī)器人系統(tǒng)的核心部分具有不可替代的地位，移動機(jī)器人對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力與任務(wù)的執(zhí)行效率都取決于控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。通過多通道信息融合的方式，控制系統(tǒng)將操作者、移動機(jī)器人本體和救援現(xiàn)場從信息層面

12、上連接在閉環(huán)回路中，通過人機(jī)交互操作的方式監(jiān)督操控機(jī)器人在現(xiàn)場執(zhí)行任務(wù)，實現(xiàn)搜救人員感知與行動能力的延伸。因此，控制系統(tǒng)對于整個機(jī)器人系統(tǒng)具有重要的意義，控制系統(tǒng)的優(yōu)劣對機(jī)器人系統(tǒng)的整體性能有著決定性的作用。本文主要針對移動機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，結(jié)合災(zāi)害應(yīng)急救援機(jī)器人和煤礦井下探測救援機(jī)器人項目需求，采用模塊化設(shè)計方法，設(shè)計了一種用于遙控移動機(jī)器人的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，安全穩(wěn)定，交互性強(qiáng)，操作靈活，同時該控制系統(tǒng)具有良好的移植性，可用于不同類型的移第蘋緒論動機(jī)器人平臺中?？刂葡到y(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與發(fā)展方向控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)控制系統(tǒng)是伴隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化的不斷興起

13、而產(chǎn)生的，其依賴于最新發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制技術(shù)，在自動控制系統(tǒng)發(fā)展的歷史長河中扮演了重要的角色?？刂葡到y(tǒng)從低級到高級、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程在很大程度上推動了自動化控制水平的發(fā)展。由于一系列最新技術(shù)的應(yīng)用，以計算機(jī)為控制核心的控制系統(tǒng)發(fā)生了巨大的改變。目前，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)已從最初的計算機(jī)集中控制系統(tǒng)發(fā)展到第二代的集散式控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點經(jīng)歷了“集中”、“分散”和“集散幾個變化。當(dāng)前出現(xiàn)了一種較為流行的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（），這表明控制系統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。隨著因特網(wǎng)（）技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用，通信系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)已經(jīng)被因特網(wǎng)組合到一起，這樣通過因特網(wǎng)就可以實現(xiàn)對底層信息進(jìn)行遠(yuǎn)

14、程的控制和訪問。同時現(xiàn)場總線把底層控制網(wǎng)絡(luò)（）連接起來，這就為遠(yuǎn)程控制底層信息奠定了基礎(chǔ)。與的集成使得遠(yuǎn)程監(jiān)控變?yōu)榱爽F(xiàn)實忙。、計算機(jī)集中控制系統(tǒng)（）作為第一代控制系統(tǒng)是隨著數(shù)字計算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展的，傳統(tǒng)的模擬儀表被中更為先進(jìn)的數(shù)字計算機(jī)所取代，而數(shù)字計算機(jī)的應(yīng)用導(dǎo)致了控制系統(tǒng)發(fā)生了翻天覆地的變化。但是一種直接面向?qū)ο蟮目刂啤⒖刂坪唵?，并沒有形成真正意義上的控制網(wǎng)絡(luò)體系；同時的控制有很高的集中性，進(jìn)行控制的同時將系統(tǒng)中的危險也都集中起來，這大大的降低了的可靠性。系統(tǒng)越大，可靠性越低。、分散式控制系統(tǒng)（）第二代控制系統(tǒng)稱為（也稱為集散式控制系統(tǒng)），的出現(xiàn)標(biāo)志了真正意義上的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)體系出現(xiàn)了。的

15、控制特點是“集中管理、分散控制”，典型的分為操作站級、過程控制級和現(xiàn)場儀表級。控制功能由過程控制機(jī)實現(xiàn)，位于上層的工作站負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督管理；操作站負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理功能，包括編程、操作、監(jiān)視、報警等，通常操作站選用機(jī)；控制站選一一用可編程序控制器（），完成數(shù)據(jù)的采集、處理和控制的功能。作為一種分散式系統(tǒng)，￥將系統(tǒng)中的局部故障對整體的破壞性降到了最低，這極大的提高了整個系統(tǒng)的可靠性。分散式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。一一一一沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圖分散式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)是一種多級的主從控制結(jié)構(gòu)，底層設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時必須經(jīng)由主機(jī)，這必然導(dǎo)致控制系統(tǒng)的執(zhí)行效率低

16、下：同時作為控制系統(tǒng)“大腦”的主機(jī)一旦出現(xiàn)故障就會使整個控制系統(tǒng)崩潰。、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（）為了進(jìn)一步滿足現(xiàn)場的需要，以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場底層設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)（）應(yīng)運(yùn)而生，該控制網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)備之間的雙向串行通信，是一種多節(jié)點、數(shù)字式的通信網(wǎng)絡(luò)。是一種直接面向生產(chǎn)過程的控制網(wǎng)絡(luò)，這與及（內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)）等信息網(wǎng)絡(luò)不同，這就對數(shù)據(jù)的實時性、可靠性及完整性提出了很高的要求?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（）很好的滿足了以上要求，是一種綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能儀表技術(shù)等多種技術(shù)的通信與控制系統(tǒng)，具有智能、雙向、互連、全分散、全數(shù)字化等特點，的應(yīng)用從根本上打破了傳統(tǒng)模擬

17、信號控制的局限性。的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為兩個層面：操作管理層和現(xiàn)場設(shè)備。取消了系統(tǒng)的控制站、元件和信號轉(zhuǎn)換器，網(wǎng)絡(luò)中的智能化設(shè)備替代了控制站，構(gòu)成虛擬控制站，通過現(xiàn)場總線儀表就可以構(gòu)成控制回路。的控制結(jié)構(gòu)分為層：設(shè)備層、控制層和信息層，￥的層控制結(jié)構(gòu)如圖所示?？刂凭W(wǎng)絡(luò)具有以下特點：、的核心為總線標(biāo)準(zhǔn)?；诂F(xiàn)場總線的系統(tǒng)是新一代生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的代表，它全分散、全數(shù)字化、全開放的結(jié)構(gòu)將會徹底取代一對一的模擬信號線，必然會導(dǎo)致工業(yè)自動化控制體系的革命性變革。第章緒論、身處現(xiàn)場的智能設(shè)備是構(gòu)成的硬件基礎(chǔ)。控制功能由身處現(xiàn)場的智能設(shè)備完成，控制室只需對這些現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督、協(xié)調(diào)控制，保證各現(xiàn)場設(shè)備的正常運(yùn)行。、

18、的本質(zhì)是信息處理的現(xiàn)場化。使用現(xiàn)場總線并不會減少系統(tǒng)的信息總量，相反還會增加從現(xiàn)場得到的信息。但是由于相當(dāng)一部分信息是在現(xiàn)場處理的，因此用于傳輸信息的線纜大大減少了。數(shù)據(jù)的采集、處理和傳送等任務(wù)由現(xiàn)場智能設(shè)備完成，現(xiàn)場總線將現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送到位于控制室的控制設(shè)備中，這樣通過控制室中的控制設(shè)備就可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時實現(xiàn)更加高級的控制功能。系統(tǒng)同樣存在不足之處，現(xiàn)場總線式的設(shè)備和儀表的種類繁多，但國際上還沒有統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，因此現(xiàn)場總線系統(tǒng)還沒有形成真正意義上的工業(yè)自動化領(lǐng)域的開放互聯(lián)，這嚴(yán)重限制了現(xiàn)場總線系統(tǒng)的應(yīng)用嘲?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展方向、控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化各種層次的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技

19、術(shù)的應(yīng)用徹底顛覆了傳統(tǒng)的回路控制系統(tǒng)，目前控制系統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展?，F(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用是導(dǎo)致控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的原因，現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將所有的網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)移到儀表單元，使得儀表單元具有了直接通訊的功能，這使得網(wǎng)絡(luò)得以延伸到控制系統(tǒng)的末端，實現(xiàn)了從底層到最高層的網(wǎng)絡(luò)化連接。儀表單元是控制網(wǎng)絡(luò)的最小組成部分，原有數(shù)字儀表單元增加網(wǎng)絡(luò)通訊功能后構(gòu)成了現(xiàn)場總線系統(tǒng)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，各控制儀表進(jìn)行獨立的控制任務(wù)，控制儀表之間的數(shù)據(jù)交換通過網(wǎng)絡(luò)完成，最終完成總體的控制任務(wù)。、控制系統(tǒng)的智能化智能控制是機(jī)器人通過模擬人類的思維判斷過程，在各種層次上對人類智能進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)器人的“自我”控制。智

20、能控制系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)的一個重要領(lǐng)域，由一系列復(fù)雜的子系統(tǒng)組成，如專家系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)等。智能控制技術(shù)和自動控制理論的發(fā)展推動了計算機(jī)控制系統(tǒng)的進(jìn)步，這有力地推動了科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，提高了工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化水平?？梢哉f，智能控制系統(tǒng)的發(fā)展決定了計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展前景與優(yōu)勢。沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文、控制系統(tǒng)的集成化隨著網(wǎng)絡(luò)通訊能力的提高和網(wǎng)絡(luò)連接規(guī)模的擴(kuò)大，在一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中便可以實現(xiàn)原本在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中較難實現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸。特別是現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)了現(xiàn)場級設(shè)備和儀表單元的網(wǎng)絡(luò)化，這樣通過網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)底層設(shè)備之間的相互連接。同時，現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展豐富了網(wǎng)絡(luò)中可添加設(shè)備的類型與數(shù)量

21、，使得不同控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場級設(shè)備能夠連接在同一網(wǎng)絡(luò)中。不同網(wǎng)段中網(wǎng)橋的應(yīng)用進(jìn)一步提高了控制系統(tǒng)的集成度?？刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用（可編程控制器）是一種綜合了自動控制技術(shù)、通信技術(shù)和微型計算機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動控制裝置，具有功能強(qiáng)、程序設(shè)計簡單、體積小、靈活通用、維護(hù)方便等優(yōu)點，特別是具有很高的可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力。的定義及其發(fā)展歷程作為一種專門應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，采用可編程序的存儲器存儲執(zhí)行各種操作的指令，并通過相應(yīng)的輸入或輸出控制各種類型的生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷跋嚓P(guān)設(shè)備，都應(yīng)當(dāng)遵照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)合統(tǒng)一、易于擴(kuò)充其功能的原則。在工業(yè)生產(chǎn)中需要對各種動作進(jìn)行控制

22、以及對大量的離散量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這些工作需要一系列按照一定邏輯關(guān)系動作的開關(guān)量來實現(xiàn)。傳統(tǒng)上這些開關(guān)量的功能是由電氣控制系統(tǒng)或氣動系統(tǒng)完成的。年美國通用汽車公司提出了取代繼電器控制裝置的要求。第二年，美國數(shù)字公司研制出了第一代可編程控制器（），并成功應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上，這種控制裝置采用了集成電路和電子技術(shù)，并首次采用了程序化控制手段與電氣控制。目前隨著各種技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能早已不局限于邏輯控制的范圍，已成為一種真正意義上的工業(yè)控制裝置。由于可編程控制器采用的是計算機(jī)處理技術(shù)并且具備繼電器的功能特點，同時為了方便描述，將其定名為，即。世紀(jì)年達(dá)至年代中期的數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接

23、口能力、模擬量處理及網(wǎng)絡(luò)通訊能力等得到了飛速的發(fā)展，逐漸進(jìn)入了過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上已經(jīng)取代了處于統(tǒng)治地位的系統(tǒng)。第章緒論分級遞階智能控制系統(tǒng)在用于工業(yè)控制時，的可靠性和適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于計算機(jī)，因此，人們想到將作為現(xiàn)場控制的下位機(jī)，將計算機(jī)作為的上位機(jī)，將與計算機(jī)兩者結(jié)合在一起，兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換通過通信線路完成，這樣就構(gòu)成了一個功能強(qiáng)大且可靠的的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)有集中結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)兩種基本控制結(jié)構(gòu)。集中控制結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是控制直接、效率高、便于系統(tǒng)分析和設(shè)計。但集中控制結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性差，控制中心影響著整個系統(tǒng)的性能與穩(wěn)定。分布式控制結(jié)構(gòu)是由控制中心連接若干，每個都有各

24、自的控制對象和目標(biāo)，之間可進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和交換。分布式控制的優(yōu)點是局部的故障不至于影響全局，經(jīng)濟(jì)性好。但分布式控制結(jié)構(gòu)的全局控制性能差，不利于系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)運(yùn)行。為了彌補(bǔ)以上兩種控制系統(tǒng)的缺點，滿足控制系統(tǒng)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展趨勢，提出了一種智能分級控制技術(shù)。圖給出了智能分級控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。該分級控制技術(shù)將控制系統(tǒng)分為組織級、監(jiān)控協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級，兼有集中控制結(jié)構(gòu)和分布式控制結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：每一個就是一個獨立的單元，負(fù)責(zé)各自的任務(wù)，保證了較高的局部控制性能；同時每一個又能夠與其他各級設(shè)備進(jìn)行信息交換，具有較高的全局控制性能，可靠性高陽，。二疆二。市下廣圖智能分級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課題的研究內(nèi)容與

25、安排本文針對移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件與軟件部分進(jìn)行了研究與分析，設(shè)計出了一套以作為控制核心的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于實際的系統(tǒng)一一沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文中，取得了良好的效果。本文結(jié)構(gòu)安排如下：第一章分析本課題的研究背景和意義，介紹控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及發(fā)展現(xiàn)狀，最后對分級控制系統(tǒng)進(jìn)行簡要的介紹。第二章重點介紹本文中所涉及的關(guān)鍵通信技術(shù)，包括現(xiàn)場總線、一通信接口和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。著重介紹基于總線和通信接口的通訊協(xié)議、通訊協(xié)議以及以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點。第三章詳細(xì)闡述控制系統(tǒng)硬件設(shè)計過程。首先分析控制需求，根據(jù)需求提出總體方案，然后根據(jù)提出的總體方案進(jìn)行控制系統(tǒng)硬件的搭建。第四章詳細(xì)論述控制

26、系統(tǒng)軟件設(shè)計過程。首先根據(jù)控制任務(wù)及硬件組成，提出軟件系統(tǒng)總體設(shè)計方案。然后根據(jù)總體方案分別進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)控制軟件的設(shè)計。第五章介紹移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的實驗，通過測試控制系統(tǒng)的各項功能驗證控制系統(tǒng)的可行性與實用性。第章總線技術(shù)及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)第章總線技術(shù)及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線（）作為一種新興的工業(yè)數(shù)據(jù)總線具有簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)適用等一系列突出優(yōu)點，受到國際上許多標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體及自動化控制領(lǐng)域的高度重視?，F(xiàn)場總線主要應(yīng)用于底層現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)字通訊、高級控制系統(tǒng)與現(xiàn)場控制設(shè)備之間的信息傳遞等?，F(xiàn)場總線的特點如下：、系統(tǒng)的開放性：、互可操作性與互用性；、智能化與功能自治性；、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性；、對現(xiàn)場環(huán)

27、境的適應(yīng)性；自現(xiàn)場總線出現(xiàn)以來，有幾種現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)逐漸的走向成熟并在一些領(lǐng)域得到較大規(guī)模的應(yīng)用。但短時間內(nèi)完全統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)仍然很難推出，各種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)象依然會存在。目前常見的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)有：總線、總線、總線、基金會現(xiàn)場總線、一、和一總線等。在本控制系統(tǒng)中使用了總線與兩種總線結(jié)構(gòu)，下面給出簡要的介紹。一網(wǎng)絡(luò)通訊標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)由（電子工業(yè)協(xié)會）制訂，全稱為一串行通訊標(biāo)準(zhǔn)，習(xí)慣稱為一標(biāo)準(zhǔn)。由于通訊標(biāo)準(zhǔn)存在通信距離短、速率低等缺點，制定標(biāo)準(zhǔn)就是為了彌補(bǔ)的上述缺點，標(biāo)準(zhǔn)具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率較高、有相當(dāng)高的噪聲抑制及相對經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號的傳輸方式稱為差分傳輸，或者稱作平衡傳輸。圖

28、與圖給出了發(fā)送器與接收器的示意圖。沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文囊蜊釋愛翻圖發(fā)送器示意圖擴(kuò)錮杵潮緗魄孚黼圖接收器示意圖網(wǎng)絡(luò)采用直線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在短距離或低波特率（距離在以下、波特率低于）數(shù)據(jù)傳輸時不必使用終端電阻“。在進(jìn)行遠(yuǎn)距離或高波特率數(shù)據(jù)傳輸時需要在引腳之間安裝兩個的終端匹配電阻。一標(biāo)準(zhǔn)的最大傳輸距離約為，最大傳輸速率為。使用光纖介質(zhì)可以大大的增加傳輸?shù)木嚯x，通過加裝光電轉(zhuǎn)換器，單模光纖的傳輸距離可達(dá)公里。表給出了通信標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)。表通訊方式的性能規(guī)格傳輸模式電纜長度電纜長度數(shù)據(jù)傳輸速度最大差動輸出最小差動輸出接收器敏感度發(fā)送器負(fù)載最大發(fā)送器數(shù)量最大接收器數(shù)量駝鯉，蚴黜。瀚一幸；一眥懶喊緘撇

29、協(xié)議一標(biāo)準(zhǔn)只對接收器和發(fā)送器的電特性作出了規(guī)定，卻沒有對應(yīng)用層通信協(xié)議作出規(guī)定，因此在實際使用中需要建立合適的應(yīng)用層通信協(xié)議。本文使用的協(xié)議就是一種基于一網(wǎng)絡(luò)的一種通信協(xié)議。協(xié)議簡介協(xié)議由公司提出，作為一種應(yīng)用于電子控制器上的通用語第章總線技術(shù)及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)言，得到了大多數(shù)公司的實際應(yīng)用與認(rèn)可，現(xiàn)在協(xié)議已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議。只要按照協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，就能夠?qū)⒏鞣N不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備接入同一工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。目前，在通訊過程中，更是廣泛采用這種協(xié)議。常用的通訊協(xié)議分為兩種，一種是協(xié)議，另一種是協(xié)議。協(xié)議適用于通訊數(shù)據(jù)量少而且主要是文本的通訊；協(xié)議針對的是二進(jìn)制通訊數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)量較大的通

30、訊“。協(xié)議格式協(xié)議對諸如數(shù)據(jù)序列、校驗碼等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的必要內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的定義。協(xié)議采用半雙工的通訊方式，即主從應(yīng)答式的連接。首先，主機(jī)的尋址信號找到唯一的的終端設(shè)備，然后，被尋找的終端設(shè)備會向主機(jī)傳輸一個響應(yīng)信號。終端設(shè)備收到主機(jī)的數(shù)據(jù)幀時，終端設(shè)備中的一個設(shè)備負(fù)責(zé)去掉該數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)頭，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。確認(rèn)沒有錯誤之后，該終端設(shè)備將執(zhí)行主站的數(shù)據(jù)請求任務(wù)，之后會把包含響應(yīng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀發(fā)送回主站。返回的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由以下四部分組成：地址域（）、功能域（）、數(shù)據(jù)域（）和校驗域（）。數(shù)據(jù)傳送成功后會收到相應(yīng)的響應(yīng)，有錯誤發(fā)生時是不會有響應(yīng)的，但會收到一個錯誤指示幀。協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式如表所示：表協(xié)議

31、數(shù)據(jù)格式（）地址（）域地址域由一個字節(jié)組成，位于幀的開頭。用于指定的被詢問的終端設(shè)備的地址，這個地址與終端設(shè)備對應(yīng)并且是唯一的，終端設(shè)備根據(jù)接收到的地址域決定是否響應(yīng)主站的查詢。當(dāng)有終端發(fā)回響應(yīng)時，主站通過地址域便可判斷出是哪臺終端設(shè)備發(fā)出的響應(yīng)數(shù)據(jù)。（）功能（）域功能域指定終端設(shè)備需要執(zhí)行的具體功能。功能域中的功能碼指定了主站希望終端設(shè)備具體執(zhí)行的動作，例如當(dāng)主站向溫度傳感器查詢當(dāng)前溫度值時，需要沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文向傳感器發(fā)送一個表示請求溫度的功能碼，傳感器收到該功能碼后會正確執(zhí)行查詢溫度的功能，并將得到的當(dāng)前溫度值發(fā)送回主站。（）數(shù)據(jù)（）域數(shù)據(jù)域中包含具有特定含義的數(shù)據(jù)。例如：主機(jī)通

32、過功能碼要求終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時需要提供待處理的數(shù)據(jù)，這些待處理數(shù)據(jù)就包含在數(shù)據(jù)域中。同樣終端設(shè)備將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果置于數(shù)據(jù)域中發(fā)送至主站。（）錯誤校驗（）域錯誤校驗域能夠檢查在數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生的錯誤，該域占用位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)（兩個字節(jié)）。傳送設(shè)備在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前自動計算校驗值并將其添加到數(shù)據(jù)幀中，接收設(shè)備會根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀重新計算校驗值，然后與接收到的校驗值比較。如果接收到的值與計算得到的值不同設(shè)備就會認(rèn)為該次數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生了錯誤。在數(shù)據(jù)傳輸過程中由于電噪聲等干擾會導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯，通過出錯校驗可以保證接收設(shè)備忽略這些錯誤的數(shù)據(jù)，因此校驗極大的提高了通信的可靠性與安全性?？偩€（，控制器局域網(wǎng)）是

33、由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的一種串行通訊總線標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、通訊速率高、能夠檢測出通信過程中的任何錯誤等特點。目前，總線已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為公認(rèn)的最有前途現(xiàn)場總線之一，。總線具有如下特點：（）是少數(shù)擁有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線之一。（）網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點沒有主節(jié)點、從節(jié)點之分，每一個節(jié)點隨時都可以向其他節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。（）通過對報文設(shè)置不同的優(yōu)先級，優(yōu)先級高的報文優(yōu)先安排發(fā)送，在內(nèi)就可以完成最高優(yōu)先級的報文傳送，滿足不同類型報文的實時性要求。（）采用的是非破壞性總線仲裁技術(shù)，該技術(shù)能大大的減少沖突的仲裁時間。（）通過對報文進(jìn)行濾波可實現(xiàn)多種報文傳送方式，如點對點傳送、一對多傳送

34、方式和全局廣播等。（）通訊可實現(xiàn)高達(dá)的通信速率或最遠(yuǎn)的通信距離。第章總線技術(shù)及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（）節(jié)點數(shù)可達(dá)個，不限制標(biāo)識符的格式。（）采用短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力，傳送速度快，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。（）數(shù)據(jù)出錯率極低，采用檢錯措施以保證每一幀數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（）可選擇雙絞線、同軸電纜或光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通信介質(zhì)選擇靈活。（）節(jié)點在出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤時會自動進(jìn)行隔離，不會對總線上的其他節(jié)點造成影響。（）性價比高，總線結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)技術(shù)容易掌握。總線通信非常適用于模塊化的設(shè)計思想，只需要兩個線纜就能夠使模塊連接到通訊網(wǎng)絡(luò)中，這些模塊能夠很簡便的應(yīng)用到分布式體系結(jié)構(gòu)的機(jī)器人系統(tǒng)中”。通信協(xié)議總線有標(biāo)準(zhǔn)幀與

35、擴(kuò)展幀兩種幀格式，報文傳輸時使用種不同類型的幀：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯誤幀和過載幀。（）數(shù)據(jù)幀（）：發(fā)送器通過數(shù)據(jù)幀向接收器發(fā)送數(shù)據(jù)。（）遠(yuǎn)程幀（）：遠(yuǎn)程幀由總線單元發(fā)出，用于請求發(fā)送具有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀。（）錯誤幀（）：當(dāng)總線發(fā)生通信錯誤時就會產(chǎn)生錯誤幀。（）過載幀（）：過載幀的功能是在相鄰的數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之問提供延時。協(xié)議并不是一個完整的協(xié)議，這是因為現(xiàn)場總線僅僅定義了網(wǎng)絡(luò)模型的第層與第層，即物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，但并沒有對中的應(yīng)用層進(jìn)行定義。由于在實際設(shè)計中，物理層與數(shù)據(jù)鏈路層完全通過硬件實現(xiàn)，軟件設(shè)計人員無需對此做額外的工作。為了能夠真正的應(yīng)用協(xié)議，需要一個高層協(xié)議對報文的標(biāo)識符及數(shù)據(jù)字節(jié)

36、進(jìn)行定義，這個高層協(xié)議還應(yīng)該具備網(wǎng)絡(luò)管理功能、提供設(shè)備功能的描述方式等功能。同時為了滿足各種設(shè)備的互換性與互用性要求，這個高層協(xié)議必須能夠提供統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的通訊模式。在滿足開放性、標(biāo)準(zhǔn)化的背景下，協(xié)議誕生了”。沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文協(xié)議簡介協(xié)議是由（）定義的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使用的是的服務(wù)與通訊子集，在發(fā)布后不久就得到了廣泛的承認(rèn)。協(xié)議為分布式控制系統(tǒng)提供了一種實現(xiàn)方案，許多重要設(shè)備類型，例如可編程控制器、控制器、驅(qū)動設(shè)備、數(shù)字和模擬的輸入輸出模塊或編碼器，都在其“設(shè)備描述”協(xié)議中進(jìn)行描述。協(xié)議的出現(xiàn)使得通過總線對不同廠商、不同類型的設(shè)備進(jìn)行配置成為了可能，協(xié)議實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的互換、互用，同時允許節(jié)

37、點進(jìn)行一系列的功能擴(kuò)展。圖給出了總線標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議之間的關(guān)系?；诳偩€的通訊具有如下特點：（）設(shè)備功能的描述是通過對象字典完成的。（）設(shè)備及參數(shù)配置描述存放在電子數(shù)據(jù)文檔和設(shè)備配置文件中。（）數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)管理服務(wù)由中的提供。（）中提供了系統(tǒng)和節(jié)點保護(hù)服務(wù)。（）定義了整個系統(tǒng)的同步操作與節(jié)點特定的應(yīng)急報文。，己鯽玲辯噼、霉一囂?！啊＃汉牒ㄅ?。耕姆稍：鑒裁卜刊篡圖模型中與協(xié)議的關(guān)系對象字典對象字典（）是所有設(shè)備的核心，是設(shè)備規(guī)范中最重要的部分。對象字典實際上是一個有序的對象組，每一個節(jié)點設(shè)備的對象字典可以在電子數(shù)據(jù)文檔中描述，包含了設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及設(shè)備描述等所有參數(shù)，每個對象都可以通過一個位的索引

38、值和一個位的子索引進(jìn)行尋址，對象字典的通用結(jié)構(gòu)如表所示。對象字典中描述通訊參數(shù)的部分適用于第章總線技術(shù)及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)所有的設(shè)備，但設(shè)備相關(guān)功能的描述對于不同種類的設(shè)備是不同的。表。對象字典通用結(jié)構(gòu)索弓一對象不使用數(shù)據(jù)類型保留通訊規(guī)范區(qū)域制造商特定規(guī)范區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備規(guī)范區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備接口規(guī)范區(qū)域保留一一一一一一通訊報文通訊模型定義了種通訊對象，分別為管理報文、服務(wù)數(shù)據(jù)對象（）、過程數(shù)據(jù)對象（）和預(yù)定義報文或者特殊功能對象。、管理報文管理報文能夠提供層管理、網(wǎng)絡(luò)管理和分配三種服務(wù)。本章將詳細(xì)介紹網(wǎng)絡(luò)管理（）?；谥鲝慕Y(jié)構(gòu)的概念，用于實現(xiàn)管理和控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的目的。在一個網(wǎng)絡(luò)的全部節(jié)點中，只有兩個節(jié)點為主節(jié)點，其余的都是從節(jié)點。的功能包括參數(shù)配置、節(jié)點狀態(tài)控制和錯誤控制等等。通過服務(wù)可以完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。圖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)結(jié)構(gòu)沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文在節(jié)點完成初始化之后，便直接進(jìn)入了預(yù)操作狀態(tài)。預(yù)操作狀態(tài)下不能進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳送的服務(wù)，但可以通過進(jìn)行節(jié)點的參數(shù)配置信息。在完成參數(shù)配置之后，節(jié)點便進(jìn)入操作狀態(tài)。無論在任何狀態(tài)下，節(jié)點都可以進(jìn)行初始化操作。同