現場總線 考點總結

1、現場總線:現場總線是用于現場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數字化、智能、雙向、互聯、多變量、多點、多站的通信網絡。IEC對現場總線的定義:現場總線是一種應用于生產現場，在現場設備之間、現場設備與控制裝置之間實行雙向、串行、多節(jié)點數字通信的技術。/涉及智能儀表、控制、計算機、數據通信技術?，F場總線的特點和優(yōu)點結構特點：由于采用智能現場設備，能夠把DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現場設備中，在現場直接完成采集和控制。由于不需要其他的模數轉換器件，且一對電線能傳輸多個信號，因而簡化了系統(tǒng)結構，節(jié)約了設備及安裝維護費用。FCS與DCS的對比：1結構：FCS: 一對多：一

2、對傳輸線接多臺儀表，雙向傳輸多個信號。DCS: 一對一：一對傳輸線接一臺儀表，單向傳輸一個信號。2可靠性：FCS: 可靠性好：數字信號傳輸抗干擾能力強，精度高；DCS: 可靠性差：模擬信號傳輸不僅精度低，而且容易受干擾。3失控狀態(tài)：FCS: 操作員在控制室既可以了解現場設備或現場儀表的工作狀況，也能對設備進行參數調整，還可以預測或尋找故障，使設備始終處于操作員的遠程監(jiān)視與可控狀態(tài)之中；DCS:操作員在控制室既不能了解模擬儀表的工作狀態(tài)，也不能對其進行參數調整，更不能預測故障，導致操作員對儀表處于“失控”狀態(tài)。4互換性：FCS: 用戶可以自由選擇不同制造商提供的性能價格比最優(yōu)的現場設備和儀表，并

3、將不同品牌的儀表互連；DCS:盡管模擬儀表統(tǒng)一了信號標準(4-20mA DC)，可大部分參數仍由制造廠自定，致使不同品牌的儀表互換難度較大。5儀表：FCS: 智能儀表，除了具有模擬儀表的檢測、變換、補償等功能外，還具有數字通信能力，并且具有控制和運算的能力；DCS: 模擬儀表只具有檢測、變換、補償等功能。6控制：FCS: 控制功能分散在各個智能儀表中；DCS: 所有控制功能集中在控制站中。技術特點：系統(tǒng)的開放性：通信協(xié)議公開，各不同廠家的設備之間可進行互連并實現信息交換。互可操作性與互用性、現場設備的智能化與功能自治性、系統(tǒng)結構的高度分散性、對現場環(huán)境的適應性。優(yōu)點：節(jié)省硬件數量與投資、節(jié)省安

4、裝費用、節(jié)約維護開銷、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權、提高了系統(tǒng)的準確性與可靠性?，F場總線網絡的實現：制定標準時參照OSI七層協(xié)議標準/大多采用第1層(物理層)、第2層(數據鏈路層)和第7層(應用層)，并增加第8層用戶層。/物理層：定義了信號的編碼與傳送方式、傳送介質、接口的電氣及機械特性、信號傳輸速率等/現場總線有兩種編碼方式：Manchester和NRZ，前者同步性好，但頻帶利用率低，后者剛好相反。前者采用基帶傳輸，后者采用頻帶傳輸。傳輸介質主要有：有線電纜、光纖和無線介質。數據鏈路層:分為兩個子層：介質訪問控制層(MAC)和邏輯鏈路控制層(LLC)。MAC對傳輸介質傳送的信號進行發(fā)送和接收

5、控制；LLC對數據鏈進行控制，保證數據傳送到指定的設備上?，F場總線上的設備可以是主站，也可以是從站。/MAC層的三種協(xié)議：集中式輪詢協(xié)議、令牌總線協(xié)議和總線仲裁協(xié)議。應用層:分為兩子層：應用服務層(FMS)，用于為用戶提供服務；現場總線存取層(FAS)，用于實現數據鏈路的連接。用戶層：定義了從現場裝置中讀寫信息和向網絡中其他裝置分派信息的方法，即規(guī)定了供用戶組態(tài)的標準“功能模塊”。企業(yè)網絡信息集成系統(tǒng)的層次結構：統(tǒng)一的企業(yè)網絡信息集成系統(tǒng)應具有三層結構，從底向上依次是：過程控制層(PCS)、制造執(zhí)行層(MES)、企業(yè)資源規(guī)劃層(ERP)。過程控制層：依照現場總線的協(xié)議標準，智能設備采用功能塊的

6、結構，通過組態(tài)設計，完成數據采集、A/D轉換、數字濾波、溫度壓力補償、PID控制等功能。智能轉換模塊對傳統(tǒng)檢測儀表的電流電壓進行數字轉換和補償。過程控制層的拓撲結構：環(huán)形網：時延確定性好，重載時網絡效率高；總線網：成本低，時延不確定，重載時效率低；樹形網：可擴張性好，頻帶較寬，但節(jié)點間通信不便；令牌總線網：物理上是總線網，邏輯上是令牌網。制造執(zhí)行層：從現場設備中獲取數據，完成各種控制、運行參數的監(jiān)測、報警和趨勢分析等功能，還包括控制組態(tài)的設計和下裝。通過總線接口轉換器實現現場總線網段和以太網段的連接。企業(yè)資源規(guī)劃層：在分布式網絡環(huán)境下構建一個安全的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。首先將中間監(jiān)控層的數據庫中的信息

7、轉入上層關系數據庫中，使遠程用戶能通過瀏覽器查詢網絡運行狀態(tài)，對生產過程進行實時的遠程監(jiān)控；對數據進行進一步的分析和整理，為相關的各種管理、經營決策提供支持，實現管控一體化。現場總線與數據局域網的區(qū)別：用途不同：現場總線主要用于對生產、生活設備的控制；數據網絡主要用于通信、辦公，提供文字、聲音和圖像等數據信息。技術要求不同：現場總線要求具備高度的實時性、安全性和可靠性，網絡接口盡可能簡單，成本盡量降低，數據量一般較??；數據網絡則需要大批量數據傳輸和處理。現場總線與上層網絡的互聯：第一種方式：采用專用網關完成不同通信協(xié)議的轉換，把現場總線網段或DCS網段連接到以太網上。第二種方式：將現場總線網卡

8、和以太網卡都置入工業(yè)PC機插槽上，在PC機內實現數據交換。第三種方式：將Web服務器直接置入PLC或現場總線設備內，借助Web服務器和通用瀏覽工具實現數據信息的動態(tài)交互?，F場總線網絡集成應考慮的因素：控制網絡的特點（適應工業(yè)控制應用環(huán)境，要求實時性強，可靠性高，安全性好；網絡傳輸的使測控數據及其相關信息，短幀，傳輸速率低）、標準支持(國際、國家、地區(qū)、企業(yè)標準)、網絡結構（介質、拓撲結構、節(jié)點數等）、網絡性能（傳輸速率、時間同步準確度、訪問控制方式等）、測控系統(tǒng)應用考慮、市場及其他因素。現場總線簡介：基金會現場總線（前身為以Fisher-Rousemount公司為首，聯合Foxboro、橫河、

9、ABB、西門子等公司的ISP協(xié)議，以及以Honeywell為首的WorldFIP協(xié)議，合并后成立現場總線基金會；以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層，并增加用戶層；分低速H1(31.25Kbps,距離1900m)和高速H2(1Mbps,750m和2.5Mbps,500m)兩種通信速率；介質支持雙絞線、光纜和無線發(fā)射，傳輸信號采用曼徹斯特編碼）。Profibus現場總線（德國國家標準和歐洲標準；參考模型也是ISO/OSI模型；由PROFIBUS-DP、-FMS和-PA組成；PROFIBUS-DP型用于分散外設間的高速傳輸，適用于加工自動化領域的應用；PROFIB

10、US-PA用于過程自動化。PROFIBUS-FMS為現場信息規(guī)范，適用于紡織、樓宇自動化、PLC等一般自動化；輸速率為9.6Kbps-12Mbps，最大傳輸距離為9.6Kbps時1200m，1.5Mbps時200m，可用中級器延長至10km，傳輸介質為雙絞線、光纜）。LonWorks（由美國Echelon公司和Motorola、Toshiba公司倡導；采用ISO/OSI模型的全部七層協(xié)議；通信速率300bps-1.5Mbps，支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻等多種介質；采用Neuron芯片，包含3片8位CPU，分別完成1-2層、3-6層協(xié)議和應用處理；鼓勵OEM開發(fā)商運用LonWorks和神經

11、元芯片開發(fā)自己的應用產品）CAN（是控制器局域網的簡稱，由德國BOSCH公司提出，得到Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司支持；采用ISO/OSI模型的物理層、數據鏈路層和應用層；通信速率最高1Mbps/40m，傳輸介質為雙絞線；采用短幀結構傳輸，傳輸時間短，受干擾的概率低；）HART（是Highway Addressable Remote Transducer的縮寫，即可尋址遠程傳感高速通道。由Rosemount公司提出，并于1993年成立HART通信基金會；特點是在現有模擬信號傳輸線上實現數字通信，屬于模擬系統(tǒng)向數字系統(tǒng)轉變過程中的工業(yè)過程控制的過渡性

12、產品；由物理層、數據鏈路層和應用層組成。物理層采用FSK(頻移鍵控)技術在4-20mA信號上疊加一個頻率信號，代表0和1；支持點對點主從應答方式和多點廣播方式，數據更新速率為2-3次/秒，傳輸距離最大3000m）總線與總線段總線是傳輸信號或信息的公共路徑，是遵循同一技術規(guī)范的連接與操作方式。一組設備通過總線連接在一起稱為總線段?？偩€的基本概念：總線主設備：可在總線上發(fā)起信息傳輸的設備；總線從設備：不能在總線上主動發(fā)起通信，只能掛在總線上，對總線信息進行接收查詢；總線協(xié)議：管理主、從設備使用總線的規(guī)則；總線操作：總線上命令者與響應者之間的“連接-數據傳送-脫開”這一操作序列稱為一次總線操作。尋址

13、：物理尋址：用于選擇某一總線段上某一特定位置的從設備作為響應者；邏輯尋址：選擇從設備與位置無關；廣播尋址：用于選擇多個響應者。總線仲裁：用于裁決哪一個主設備是下一個占有總線的設備。某一時刻只允許某一主設備占有總線，等到它完成總線操作，釋放總線占有權后才允許其他總線主設備使用總線。總線定時：總線通過定時信號進行同步。定時信號用于指明總線上的數據和地址在什么時刻是有效的。模擬信號與數字信號：隨時間連續(xù)變化的信號稱為模擬信號，隨時間離散變化的信號稱為數字信號。碼元：時間軸上的一個信號編碼單元稱為碼元。信源、信宿和信道：在數據通信中，通常將數據的發(fā)送方稱為信源，數據的接收方稱為信宿，在信源與信宿之間傳

14、輸數據的通道稱為信道。通信方式：按照字節(jié)使用的信道數，數據通信可以分為串行通信和并行通信兩種方式。按照數據在傳輸線路上的傳輸方向，可分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信三種方式。性能指標：傳輸速率是衡量數據傳輸有效性的指標。指通信系統(tǒng)每秒傳送的數據量。工業(yè)中常用的標準數據信號速率為：9600bps, 500Kbps, 1Mbps, 2.5Mbps, 10Mbps, 100Mbps比特(bit)率S指單位時間內所傳送的二進制序列的位數，單位：bps波特(Baud)率B - 指信號經過調制后的傳輸速率，即每秒鐘傳輸的脈沖（波形）信號個數（通過信道傳輸的碼元數）。- 1Baud表示每秒鐘傳送一個碼元

15、或一個波形。- 比特率和波特率之間的關系為： T為發(fā)送一位代碼的最小單位時間,T=1/B，n為一個脈沖信號所表示的有效狀態(tài)數，當n=2時，S=B。誤碼率Pe指二進制比特在數據傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，又稱為出錯率。其定義為： 其中，N為傳輸的二進制位的總數，Ne為被傳錯的比特數。理論上N趨盡無窮，實際應用中，N應足夠大才能把Pe近似為誤碼率。通信信道的頻率特性描述通信信道在不同頻率的信號通過以后，其波形發(fā)生變化的特性。分為幅頻特性和相頻特性。幅頻特性指不同頻率信號通過以后，其幅值受到不同衰減的特性；相頻特性指不同頻率的信號通過信道后，其相角發(fā)生不同程度改變的特性。理想的頻率特性是對不同頻率產生均

16、勻的幅頻特性和相頻特性。信號的頻率在信道帶寬范圍內，則傳輸的信號基本不失真，否則信號的失真將較嚴重。傳輸線路上存在的電阻電感和電容會造成信道的頻率特性不理想。介質帶寬：頻譜：通信系統(tǒng)中所傳輸的數字信號可以分解為無窮多個頻率、幅度、相位各不相同的正弦波。信號所含頻率分量的集合稱為頻譜。帶寬：頻譜所占的頻率寬度稱為帶寬。有效帶寬：有效頻譜的頻帶寬度。信道帶寬是指物理信道的頻帶寬度，即可傳送信號的最高頻率與最低頻率之差，單位為赫茲(Hz)（單個矩形脈沖的頻譜覆蓋了整個頻率范圍，所以矩形信號的絕對無失真?zhèn)鬏斒遣豢赡艿模┤绻橘|帶寬小于信號的有效帶寬，信號就可能產生失真而使接收端難以正確辨認。當傳輸速率

17、升高時，信號的有效帶寬會隨之增加，因而需要傳輸介質具有更大的介質帶寬。即傳輸介質的帶寬會限制傳輸速率的增高。信道容量指在某種傳輸介質中單位時間內可能傳送的最大比特率，即該傳輸介質容許的最大數據傳輸速率(bps)。按照Nyquist定理，若信號由V級離散值組成， ，L為信號所含比特數，W為帶寬，則信道容量C為： 一般電話線帶寬3000Hz，L=8時，即使無噪聲，信道容量也不會超過48kbps。數據的傳輸速率應該在信道容量容許的范圍之內。只要信號速率低于信道容量，總可以找到一個編碼方式，實現低誤碼率傳輸。若實際傳輸速率超過信道容量，則無法進行正確傳輸。信噪比信號功率S與噪聲功率N的比值稱為信噪比。

18、一般采用如下方法表示，單位為分貝dB 信道容量C跟信道帶寬W和信噪比S/N之間的香農計算公式為： 由香農公式，提高信噪比可以增加信道容量。在信道容量一定時，帶寬與信噪比之間可以相互彌補。若介質帶寬W為3000Hz，當信噪比為10dB時，S/N=10，信道容量為： 若信噪比提高到20dB，即S/N=100時， 可見，信道容量隨信噪比的提高增加了許多。延遲、抖動、吞吐量和丟包率延遲指將一個比特從一端傳輸到另一端所花費的時間；抖動指在同一條路由上發(fā)送數據包之間的時間差異；吞吐量指網絡中發(fā)送數據包的速率；丟包率指在發(fā)送數據包時丟棄數據包的最高比例。數據傳輸方式：基帶傳輸指在基本不改變數據信號頻率的情況

19、下，在數字通信中直接傳送數據的基帶信號。即按數據波的原樣進行傳輸，不包含任何調制。是目前廣泛使用的最基本的傳輸方式。信號按數據位流的基本形式傳輸，整個系統(tǒng)不需調制解調器，使得系統(tǒng)價格低廉；可采用雙絞線或同軸電纜、光纜作為傳輸介質，傳輸介質相對寬帶較為便宜；可達到較高的傳輸速率(一般為1-10Mbps)，但傳輸距離一般不超過25公里。頻帶傳輸：指先用數字信號對載波進行調制，然后進行傳輸的傳輸模式。最基本的調制方式有：幅值鍵控(ASK)，頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。在載波傳輸中，發(fā)送設備首先要產生某個頻率的信號做為基波來承載信息信號，這個基波就稱為載波信號，基波頻率稱為載波頻率。然后按

20、上述三種方式改變載波信號的幅值、頻率、相位行程調制信號后發(fā)送。寬帶傳輸使用射頻(RF)模擬脈沖，其中，信號被調制到不同頻率范圍。應用于傳輸圖像文字語音等大數據量信號。與基帶傳輸的主要區(qū)別為：數據傳輸速率不同，基帶網的傳輸速率范圍為0-10Mbps，寬帶可達0-400Mbps；寬帶可劃分為多條基帶信道，提供良好的通信路徑。數據同步方式：同步：接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每個碼元的重復頻率以及起止時間來接收數據。在通信時，接收端要校準自己的時間和重復頻率，以便和發(fā)送端取得一致，這一過程稱為同步過程。信息傳輸的同步方法分為 異步傳輸、同步傳輸。異步傳輸又稱起止同步方式。它在傳送的字符之前設置一個起始位

21、，在信息代碼結束后設置1-2位的終止位。在起始位和停止位之間，形成一個需要傳送的字符；起始位起到了使該字符內各比特同步的作用；各字符互不同步，字符的間隔是任意的；一個字符的傳送時間由起始位和終止位之間的時間來決定。同步傳輸：同步傳輸時，需在每個數據塊的開始處和結束處各加一個幀頭和一個幀尾，使得接收方能判定數據塊的開始和結束。加有幀頭和幀尾的數據稱為一幀。在同步傳輸中，所有設備都使用一個共同的時鐘，所有傳輸數據位都和該時鐘信號同步，接收方利用時鐘跳變來決定什么時候讀取一個輸入的數據位。同步傳輸可用于一個單塊電路板元件之間的數據傳輸，也可用于30-40cm甚至更短距離的數據通信，對于更長距離的數據

22、通信，同步傳輸代價較高，因為它需要一條額外的線來傳輸時鐘信號，并且容易受到噪聲干擾。同步式優(yōu)點：效率高，一般在高速傳輸數據的系統(tǒng)中采用同步式。異步式優(yōu)點：實現簡單，頻率漂移不會積累。但缺點是線路效率低，每個字符都占用2-3各位的開銷。數據調制與編碼：數據編碼是指通信系統(tǒng)中以何種物理信號的形式來表達數據。模擬數據編：分別用模擬信號的不同幅度、不同頻率、不同相位來表達數據的0,1狀態(tài)的編碼方式。數字數據編碼：用高低電平的矩形脈沖信號來表達數據的0,1狀態(tài)的編碼方式。單極性碼：邏輯1為高電平，0為低電平；雙極性碼：邏輯0為負電平；歸零碼(RZ)：每一位傳輸后均返回0電平；非歸零碼(NRZ)：整個碼元

23、時間內維持有效電平。在基帶傳輸中，數字信號的編碼方式主要有3種：不歸零碼：缺點：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器，不具備自同步機制，必須使用外同步。曼徹斯特編碼：用電壓變化表示0和1；時間被劃分為等間隔的小段，每小段代表一位。每段分為兩半，前半段傳送位的反碼，后半段傳送位本身。具有內在時鐘信息，無需外同步信號。缺點是需要雙倍的傳輸帶寬。差分曼徹斯特編碼：用碼元開始處有無跳變來表示0和1，有：0，無：1。/模擬數據編碼采用模擬信號來表達數據0和1。按照改變幅度、頻率和相位三個參數可分為幅度鍵控ASK，頻移鍵控FSK和相移鍵控PSK三種方法。多路復用技術：當傳輸介質的帶寬超過了傳輸單個信號所需的

24、帶寬時，就通過在一條介質上同時攜帶多個傳輸信號的方法來提高傳輸系統(tǒng)的利用率，即多路復用。多路復用提高了信道的利用率。通常有：頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復用等。頻分多路復用(FDM)是將具有一定帶寬的信道分割成若干個有較小頻帶的子信道，每個信道供一個用戶使用。這樣，在信道中就可以同時傳送多個不同頻率的信號。FDM適用于模擬信號傳輸。時分多路復用(TDM)是將一條物理信道的傳輸時間分成若干個時間片輪流地供多個信號源使用，每個時間片被復用的一路信號占用。這樣，當多路信號準備傳輸時，一個信道就能在不同的時間片傳輸多路信號。TDM適用于數字信號傳輸。波分多路復用(WDM)是頻率分割技術在光纖介

25、質中的應用，主要用于全光纖網組成的通信系統(tǒng)中。是指在一根光纖上能同時傳送多個波長不同的光載波的復用技術。數據交換技術：數據交換是指按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。在交換型通信網絡中，從一個站進入網絡的數據通過從節(jié)點到節(jié)點的交換，被選徑送往目的地。實現交換的方法主要有：電路交換、報文交換、分組交換。電路交換：兩個用戶建立通信時，首先建立一條臨時的專用線路，用戶通信時獨占這條線路，不與其它用戶共享，直到通信一方釋放這條專用線路。電路交換的步驟分為：建立電路、數據傳送和切斷電路。報文交換：中轉節(jié)點先把收到的信息存儲起來，等到信道空閑時再轉發(fā)給下一個節(jié)點，數據經過多個中轉節(jié)點的存儲轉發(fā)，最終到達

26、目的節(jié)點。分組交換：先把要傳輸的報文分成若干個小的數據塊，成為分組，然后以分組為單位按報文交換方式進行傳輸。差錯產生的原因：噪聲；傳輸失真：信號傳輸時的幅度衰減、波形畸變及收發(fā)端失步等；載波干擾：由于載波的振幅、相位和頻率發(fā)生抖動；傳輸反射干擾；線間串擾：相鄰信號線間電磁感應引入干擾；靜電干擾。錯誤分類：單個錯、突發(fā)錯（數據傳輸中的主要出錯）差錯控制的目的：保證所有的幀按順序、正確發(fā)送到目的主機。解決兩個問題：如何檢測出錯；發(fā)現錯誤后，如何糾正錯誤。常用的差錯控制方法是差錯控制編碼，包括檢錯碼：碼字只有檢錯功能，接收方只能判斷數據塊有錯，但不能確切知道錯誤的位置，從而也不能糾正錯誤。糾錯碼：碼

27、字具有一定得糾錯能力，接收方能夠檢錯并判斷出錯誤位置，這時只需將出錯位取反即可獲得正確數據。海明距離 兩個碼字的對應比特取值不同的比特數。編碼集的海明距離 一個有效編碼集中，任意兩個碼字的海明距離的最小值?；颍涸谛畔⒕幋a中，兩個合法代碼對應位上編碼不同的位數稱為碼距，又稱海明距離。 檢錯：如果要能檢測出 d 個位差錯，則編碼集的海明距離至少應為 d+1。糾錯：如果要能糾正 d 個位差錯，則編碼集的海明距離至少應為 2d+1。為了檢測d個錯誤，需要海明距離為d+1的編碼方案。因為此時，d個1位錯誤不可能將一個有效碼字改編成另一個有效碼字。當接收方看到一個無效碼字的時候能判斷出傳輸出錯。為了糾正d

28、個錯誤，需要海明距離為2d+1的編碼方案。因為此時，合法碼字之間的距離足夠遠，因而即使發(fā)生了d位變化，則還是原來的碼字離它最近，從而可唯一確定原來的碼字，達到糾錯的目的。奇偶校驗碼：編碼規(guī)則：將所要傳輸的數據碼元分組，每一數據分組后添加一位奇偶校驗位，使該分組數據碼元和添加的奇偶校驗位組成的碼元中”1”的個數為偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗)奇偶校驗碼在實際使用時可分為垂直奇偶校驗碼、水平奇偶校驗碼和水平垂直奇偶校驗碼等幾種。垂直奇偶校驗碼：檢錯能力：可檢出某列(一字符)的所有奇數個錯,檢出率50%。水平奇偶校驗碼：發(fā)送時按列的次序進行，因此能發(fā)現長度n（每列長度）的單個突發(fā)錯。水平垂直奇偶校驗

29、碼：檢錯能力：可檢出某行、某列的所有奇數個錯；能發(fā)現大部分偶數個錯；可以糾正不能同時滿足行、列校驗關系的一位錯；不能檢出某些互相補償的偶數個錯。校驗和：發(fā)送：如以16位字為單位進行累加，再將最后累加和取“1補碼” (即反碼)，得該字符串的校驗和，將校驗和與數據一起發(fā)送。接收：當接收者收到該數據塊后，同樣以16位字為單位對各數據及校驗和進行累加，若最后結果為全1，則正確，否則出錯?？煽啃裕耗軌驒z測出絕大多數奇數個和偶數個數據位的變化。除非，一個16位字中的0變成1，而另一個16位字中的相同位置由1變成0。 說明：也可用“2補碼”(即補碼),此時接收校驗累加應為0.海明碼：一位錯糾錯編碼，其碼組長

30、度、冗余校驗位長度和碼組中的最大數據位長度滿足： n：碼組位長度，r：冗余校驗位長度，k：碼組中的最大數據位長度。CRC校驗(循環(huán)冗余編碼)的工作原理：將要發(fā)送的數據比特序列當作一個多項式f(x)的系數，在發(fā)送方用收發(fā)雙方預先約定的生成多項式G(x)去除，求得一個余數多項式。將余數多項式加到數據多項式之后發(fā)送到接收端。接收端用同樣的生成多項式G(x)去除接收數據多項式f(x),得到余數多項式。若計算出的余數為0，則數據傳輸正確。常用的糾錯方法：重發(fā)糾錯：當接收端根據編碼檢測出錯誤，或者接收超時時請求發(fā)送端再次發(fā)送，直到接收正確為止。自動糾錯方式：接收端根據糾錯碼來判別并糾正錯誤信息?；旌霞m錯：

31、上述兩種方法的綜合，錯誤位數在接收端的糾錯能力以內的則自動糾錯，否則請求重發(fā)。流量控制：當通信流量超過網絡最大傳輸能力時，網絡吞吐量會下降，數據包丟失。流量控制是一種限制網絡訪問的機制。流量控制的基本原則是發(fā)送端的發(fā)送幀速率應不超過接收端接收幀的速率。流量控制方法：停止等待流量控制、滑動窗口流量控制。理想化的數據傳輸兩個假定:1：理想的傳輸信道，所傳送的任何數據既不會出差錯也不會丟失。2：不管發(fā)送方以多快的速率發(fā)送數據，接收方總是來得及收下，并及時上交主機。停止等待流量控制優(yōu)點：比較簡單，缺點：通信信道的利用率不高。滑動窗流量控制：窗口機制：發(fā)送方和接收方都具有一定容量的緩沖區(qū)（即窗口），允許

32、發(fā)送站連續(xù)發(fā)送多個幀而不需要等待應答。發(fā)送窗口是發(fā)送端允許連續(xù)發(fā)送的幀的序號表，發(fā)送端可以不等待應答而連續(xù)發(fā)送的最大幀數稱為發(fā)送窗口的尺寸。接收窗口是接收方允許接收的幀的序號表，凡落在接收窗口內的幀，接收方都必須處理，落在接收窗口外的幀被丟棄。接收方每次允許接收的幀數稱為接收窗口的尺寸。目的：對可以連續(xù)發(fā)出的最多幀數（已發(fā)出但未確認的幀）作限制。網絡傳輸介質：指網絡中連接收發(fā)雙方的物理通道，常用的傳輸介質有電話線、同軸電纜、雙絞線、光導纖維電纜、無線和衛(wèi)星通信等。傳輸介質的主要特性包括：物理特性：傳輸介質物理結構的描述；傳輸特性：傳輸介質允許傳送數字或模擬信號以及調制技術、傳輸容量、傳輸的頻率

33、范圍；連通特性：允許點-點或多點連接；地理范圍：傳輸介質最大傳輸距離；抗干擾性：傳輸介質防止噪聲與電磁干擾對傳輸數據影響的能力。雙絞線既可以傳輸數字信號，又可以傳輸模擬信號。在電話系統(tǒng)和局域網中，雙絞線得到了廣泛的應用。可以分為屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線。分為1-6類：1類線：在電話系統(tǒng)中使用，只適合傳輸語音和低速數據，帶寬268kHz;2類線：可用于語音和數字通信，最大速率為4Mb/s;3類線：目前電話系統(tǒng)的標準電纜，帶寬16MHz,數據傳輸速率10Mb/s，主要用于10Base-T以太網;4類線：帶寬20MHz,傳輸速率16Mb/s,主要用于10Base-T和令牌局域網；5類線：帶寬100M

34、Hz,傳輸速率100Mb/s,主要用于10Base-T和100Base-T局域網；6類線：電纜由十字交叉中心將四對線分開，傳輸帶寬可達250MHz?？垢蓴_性：取決于相鄰線對的扭曲長度和適當的屏蔽。低頻時抗干擾能力相當于同軸電纜。同軸電纜：基帶同軸電纜：阻抗50歐，通常用來傳輸數字信號，速率最高可達10Mbps。粗纜的傳輸距離為500m, 細纜180m；寬帶同軸電纜：阻抗75歐，通常用來傳輸有線電視模擬信號。其帶寬可達750MHz以上，通常利用FDM技術。傳輸距離：基帶電纜最大幾公里，寬帶同軸電纜最大幾十公里?？垢蓴_性：高于雙絞線。光纖物理特性：光纖為直徑2-125um的導光介質；傳輸特性：傳輸

35、速率可達幾千Mbps。分為單模和多模兩類。單模性能優(yōu)于多模光纖；連通性：可以用于點-點連接和多點連接；地理范圍：衰減極小，可在6-8公里內不使用中繼器；抗干擾性：不受外界電磁干擾，誤碼率極低。光纖通信優(yōu)點：傳輸信號的頻帶寬，通信容量大；信號衰減小，傳輸距離大?？垢蓴_能力強，應用范圍廣?？够瘜W腐蝕能力強，適用于一些特殊環(huán)境下布線。安全性好，信息不易被竊取。光纖通信缺點：成本高，連接時需要專用設備。串行通信通常需要在外設和計算機之間使用一條數據信號線和地線（可能還需要控制線），數據在一根數據信號線上一位一位的傳輸，每一位數據都占據一個固定的時間長度。優(yōu)點：數據線少，在遠距離通信中可以節(jié)約通信成本，

36、缺點：傳輸速度比并行傳輸慢。需要使用UART進行并行/串行數據轉換。異步通信數據傳送以字符為單位，字符與字符間的傳送是完全異步的，位與位之間的傳送基本上是同步的。接收器和發(fā)送器有各自的時鐘，它們的工作是非同步的。串行異步通信數據格式：起始位: 邏輯0電平。發(fā)送方在任何時刻將傳號變成空號（即1跳至0），并持續(xù)1位時間表明發(fā)送方開始傳輸數據。與此同時，接收方收到空號后，開始與發(fā)送方同步，并期望收到隨后的數據；數據位: 5-8位，緊跟在起始位后，是要被傳送的數據。傳送時，先傳送低位，后傳送高位；奇偶校驗位: 占1位，奇效驗或偶效驗；停止位: 可以是1位、1.5位或2位，它一定是邏輯1電平。同步通信數

37、據傳送以數據塊為單位，字符與字符之間、字符內部的位與位之間都同步。接收器和發(fā)送器由同一個時鐘源控制?？朔嗽诋惒酵ㄐ胖校總鬏斠粠址急仨毤由掀鹗嘉缓屯Ｖ刮欢加玫膫鬏敃r間。保證串行通信有效性的方法：使用輪詢或中斷來檢測、接收信息；設置通信幀的起始、停止位；建立連接握手；實行對接收數據的確認、數據緩存以及錯誤檢查等。常用的串行通信接口標準：RS232：非平衡型接口，3線雙工；RS422：二線差分平衡傳輸，4線雙工；RS485：二線差分平衡傳輸，2線單工。RS-232 串行通信及其應用：是目前最常用的一種串行通信接口，由美國電子工業(yè)協(xié)會正式公布。用途是定義數據終端設備(DTE)與數據通信設備(

38、DCE)接口的電氣特性及它們之間的信息交換的方式和功能。接口包括25針和9針接口。RS232接口標準存在的問題：接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片；因與TTL電平不兼容，故需使用電平轉換電路；最高傳輸速率為20kbps時，最遠距離僅為15m；接口使用一根信號線和一根信號返回線構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱；傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為15.24m，實際也只能用在50m左右。 RS-232邏輯電平”1”的傳送電壓：-3.-15V；邏輯電平”0”的傳送電壓：+3.+15V；電平轉換芯片：MAX232。RS422：邏輯電平”1”的差分電壓信號為+2

39、500.+200mV；邏輯電平”0”的差分電壓信號為-2500.-200mV；若差分電壓信號為-200.+200mV則為高阻狀態(tài)。RS485：邏輯電平”1”的差分電壓信號為+2500.+200mV；邏輯電平”0”的差分電壓信號為-2500.-200mV；若差分電壓信號為-200.+200mV則為高阻狀態(tài)；接口芯片：MAX485等。RS485終端電阻：當終端電阻等于電纜的特征阻抗時，可以削弱甚至消除信號的反射。特征阻抗：導線的特征參數，與導線的直徑、絕緣類型、與其它導線的相對距離有關，與導線的長度無關。一般雙絞線的特征阻抗為100-150歐；RS485能驅動32個終端。網絡分層結構 原因：通信過

40、程復雜。好處：各層之間相互獨立, 相鄰層間交互只通過接口，整個問題復雜度下降;結構上可分割開，各層都可以采用最合適的技術來實現;每一層功能簡單, 易于實現和維護;某一層需改動時, 只要不改變接口服務關系, 其它層則不受影響?；靖拍睿簠f(xié)議：為進行計算機網絡中的數據交換而建立的規(guī)則、標準或約定的集合。接口：相鄰兩層之間的邊界，在接口處規(guī)定了低層向上層提供的服務，以及服務所使用的形式規(guī)范語句(服務原語)。服務：某一層提供的功能，并能通過接口提供給其相鄰上層。 網絡體系結構：計算機網絡的各層及其協(xié)議的集合，是對網絡及其組成部分所應完成的功能的精確定義。協(xié)議棧：網絡各層協(xié)議按層次順序排列而成的協(xié)議序列

41、。數據實際傳輸過程：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。OSI參考模型為異種計算機互聯提供的一個共同基礎和標準框架。OSI參考模型提供了概念性和功能性結構，將開放系統(tǒng)的通信劃分為7個層次，各層次的協(xié)議細節(jié)由各層次獨立進行；分層原則為將相似的功能集中在同一層中，功能差別較大時分層處理，每層只對相鄰的上下層定義接口。物理層：功能：在物理媒體上傳輸原始的數據比特流；內容：同具體的物理媒體有關，定義了設備間的物理接口及比特傳輸規(guī)則。數據鏈路層：功能：在相鄰節(jié)點間無差錯地傳輸一幀數據內容：尋址和封裝加入頭尾信息（如頭部的源和目標的物理地址）；同步通知接收者開始接收幀數據；差錯控制

42、加入數據校驗碼；流控制協(xié)調收、發(fā)雙方數據傳輸速率，以免收方緩沖溢出。網絡層目的：數據鏈路層解決了相鄰兩直接連接節(jié)點之間的通信問題，不涉及數據經過通信子網中多個轉接節(jié)點的通信問題。設立網絡層的目的是要使報文分組以最佳路徑通過子網到達目的主機，網絡用戶不必關心網絡拓撲結構及所使用的通信介質，通過網絡層的控制作用，實現不同網絡之間的數據交換。主要功能：提供虛電路和數據報兩種分組傳輸服務；分組轉發(fā)和路由更新；擁塞控制。擁塞控制：當注入通信子網中分組太多，受限于處理能力和緩沖能力中間節(jié)點來不及處理，而導致網絡性能大幅度下降的現象稱為擁塞?？刹捎妙A先分配緩沖期資源、允許節(jié)點在必要時丟棄分組、限制進入通信子

43、網的分組數等方法進行擁塞控制。傳輸層：傳輸層在源節(jié)點和目的節(jié)點之間提供端到端的可靠地傳輸服務。端到端指的是源節(jié)點和目的節(jié)點的兩個傳輸層實體之間，不涉及路由器等中間節(jié)點。傳輸層具備功能：傳輸連接的建立和拆除、流量控制、擁塞控制、差錯控制、網絡服務質量的選擇等。會話層：在傳輸層服務的基礎上增加控制會話的機制，建立、組織和協(xié)調應用進程之間的交互過程；表示層：定義用戶或應用程序之間交換數據的格式，提供數據表示之間的轉換服務，保證傳輸的信息到達目的端后意義不變；應用層：直接面向用戶應用，為用戶提供對各種網絡資源方便的訪問服務。TCP/IP參考模型-模型結構：主機至網絡層；互聯網層主要功能是使主機可以把分

44、組發(fā)往任何網絡并使分組獨立地傳向目標；傳輸層功能是使源端和目標端主機上的對等實體可以進行會話，包含TCP和UDP兩個協(xié)議；TCP：傳輸控制協(xié)議，面向連接的協(xié)議；UDP：用戶數據報協(xié)議，是不可靠的，無連接協(xié)議。應用層。IEEE 802.3總線局域網網卡功能：網卡完成物理層和數據鏈路層的大部分功能，包括物理連接、介質訪問控制（CSMA/CD）、數據幀的封裝與解封、幀的發(fā)送與接收、錯誤校驗、數據信號的編碼與解碼、數據的串、并行轉換等功能。MAC地址：每塊網卡上都有一個全球唯一的 MAC 地址，存放在網卡的站地址寄存器（PROM）中。MAC 地址是一個 48 位地址，前 24位是IEEE統(tǒng)一分配的網卡

45、制造廠家標識號，后 24 位是生產廠家分配的網卡序列號，如 00-0F-B0-37-A4-E5；工作過程：當網卡收到一個目的地址為非本機的幀或有差錯的幀時，它就丟棄該幀，并不通知它所在的計算機；當網卡收到一個正確的幀時，它就使用中斷來通知該計算機并交付給上一層。當計算機要發(fā)送高層交下來的數據時，就由協(xié)議棧向下交給網卡，組裝成幀后，發(fā)送到局域網。介質訪問方法：通過對介質訪問的控制可以解決在同一時間上多個設備同時爭用傳輸介質。在隨機訪問方式中常用的爭用總線技術為CSMA/CD;在控制訪問方式中常采用令牌總線、令牌環(huán)方式。CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)：需要發(fā)送數據時，首先需監(jiān)聽總線，

46、以判斷總線上是否存在其他站發(fā)送的信號。如果介質是空閑的，則可以發(fā)送；否則以某種算法等待一定時間間隔后重試。三種CSMA/CD堅持退避算法：不堅持CSMA：若介質是空閑的，則發(fā)送；否則等待一段隨機時間再重復檢測；1-堅持CSMA：若介質是空閑的，則發(fā)送；否則繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質空閑為止；p-堅持CSMA：若介質是空閑的，則發(fā)送；否則以概率p發(fā)送或以(1-p)概率延遲一段時間后重新檢測。令牌訪問控制方式：按一定順序在各站點之間傳遞令牌，誰得到令牌誰有權發(fā)送數據。令牌環(huán)方式、令牌總線方式（特點：物理上是總線網，邏輯上是令牌網；應用：工廠自動化和過程控制 (適合總線狀的裝配線，并具有可預測的時延，能滿足

47、實時處理要求)）介質訪問方法比較：CSMA/CD 優(yōu)點：協(xié)議簡單、安裝容易、總線可靠性高，在局域網中獲得了廣泛應用。該協(xié)議給用戶提供均等的訪問權，在輕負載情況下，CSMA/CD有良好的延遲特性和吞吐能力。缺點：必須進行沖突檢測，而且對最小幀長度有一定限制，因而對短報文存在帶寬浪費現象。CSMA/CD隨負載的增加，沖突增加，性能迅速下降。由于隨機競爭發(fā)送和延遲等待，無法預知數據傳輸的最大延遲，又沒有優(yōu)先級，因此不適用于實時系統(tǒng)。令牌環(huán)優(yōu)點：可使用多種傳輸介質，可采用全數字技術，支持優(yōu)先級，支持短幀；將令牌環(huán)網做成星形環(huán)可自動檢測和隔離電纜故障；在高負載下可以獲得很高的傳輸效率。缺點：在低負載下時

48、延較大；由于采用集中式控制，對監(jiān)控站的可靠性要求較高。令牌總線優(yōu)點：具有極好的吞吐能力，而且其吞吐量隨數據傳輸速率增加而增加，并隨介質飽和而穩(wěn)定下降。它不需沖突檢測，可以調節(jié)對介質的訪問權，既可以公平地訪問，又可以提供優(yōu)先級，而且可以預知數據在網中的最大延遲，適用于實時系統(tǒng)。缺點：要進行邏輯環(huán)的維護，而且物理層規(guī)范復雜，在輕負載情況下可能要等待許多無用的令牌幀傳遞，從而減少了對信道的利用率。結論在很重的負載下IEEE 802.3局域網徹底不能用，而基于令牌的局域網則可達到接近于100的效率。若負載范圍是從輕到中等，則三種局域網都能勝任。從市場情況看，以太網擁有最大的市場，而令牌總線網則很少使用

49、。網絡互聯設備：中繼器：對信號進行整形放大、重新復制，并將新生成的信號轉發(fā)至下一網段或其他介質段。中繼器使得網絡可以跨越一個較大的距離，中繼器兩端的數據速率、協(xié)議(數據鏈路層)和地址控件相同。網橋：是一種存儲轉發(fā)設備，用來連接同一類型的局域網；網橋將數據幀送到數據鏈路層進行差錯校驗，再送到物理層，通過物理傳輸介質送到另一個子網或網段；它具有尋址與路徑選擇的功能，在接收到幀之后，要決定正確的路徑將幀送到相應的目的站點；網橋可以連接兩個采用不同數據鏈路層協(xié)議、不同傳輸速率、不同傳輸介質的網絡。它要求兩個互聯網絡在數據鏈路層以上采用相同或兼容的協(xié)議。路由器:網絡層設備，根據IP地址決定轉發(fā)；在路由器

50、所包含的地址之間，可能存在若干路徑，路由器可以為某次特定的傳輸選擇一條最好的路徑；當路由器的一個接收包的目標節(jié)點位于這個路由器所不連接的網絡中時，路由器有能力決定哪一個連接網絡是這個包最好的下一個中繼點。一旦路由器識別出一個包所走的最佳路徑，它將通過合適的網絡把數據包傳遞給下一個路由器。下一個路由器將繼續(xù)這種工作直到數據包到達目的地址；路由器連接的所有網段的協(xié)議是一致的。網關:傳輸層設備，又稱為網間協(xié)議變換器，用于實現不同通信協(xié)議的網絡之間、包括使用不同網絡操作系統(tǒng)的網絡之間的互聯；一個普通的網關可用于連接兩個不同的總線或網絡。在報文從一個網段到另一個網段的傳送中，網關提供了一種把報文重新封裝

51、形成新的報文組的方式；在工業(yè)數據通信中網關最顯著的應用就是把一個現場設備的信號送往另一類不同協(xié)議或更高一層的網絡。CAN總線性能特點:多主工作方式，任一節(jié)點均可在任意時刻主動的向網絡上其他節(jié)點發(fā)送信息；節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同實時性要求，高優(yōu)先級的數據最快可在134us內得到傳輸；采用非破壞性的總線仲裁技術，當多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時，優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動退出發(fā)送；只需通過報文濾波即可實現點對點、點對多點及廣播等傳輸方式，無需專門的“調度”；節(jié)點數主要取決于總線驅動電路，目前可達110個；采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低，具有極好的驗錯效果；每幀信息都有CRC校驗及其他

52、檢錯措施，保證了數據出錯率極低。直接通信距離最遠可達10km/5kbps,通信速率最高可達1Mbps/40m；報文標識符可達2032種(CAN2.0A)，而擴展標準(CAN2.0B)的報文標識符幾乎不受限制。CAN 的通信介質：雙絞線、同軸電纜、光纖。CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響?；靖拍睿簣笪模寒斂偩€開放時，任何連接的單元均可開始發(fā)送一個新報文。信息路由：在CAN系統(tǒng)中，一個CAN節(jié)點不使用有關系統(tǒng)結構的任何信息(如站地址)。位速率： CAN的數據傳輸率在不同的系統(tǒng)中是不同的，而在一個給定的系統(tǒng)中，此速度是唯一和固定的。遠程數據請求：通過

53、發(fā)送一個遠程幀，需要數據的節(jié)點可以請求另一個節(jié)點發(fā)送個相應的數據幀。多主站：當總線開放時，任何單元均可開始發(fā)送報文，而發(fā)送具有最高優(yōu)先權報文的單元，贏得總線訪問。仲裁：當總線開放時，任何單元均可開始發(fā)送報文，若同時有兩個或更多的單元開始發(fā)送，總線訪問沖突運用逐位仲裁規(guī)則，借助標識符ID解決。安全性：為獲得盡可能高的數據傳送安全性，在每個CAN節(jié)點中均設有錯誤檢測、標定和自檢的強有力措施。（檢錯措施：發(fā)送自檢、循環(huán)冗余校驗、位填充和報文格式檢查。）出錯標注和恢復時間：已損報文由檢出錯誤的任何節(jié)點進行標注。這樣的報文將失效，并自動進行重發(fā)送。（如果不存在新的錯誤，自檢出錯誤至下一個報文開始發(fā)送的恢

54、復時間最多為29個位時間。）故障界定：CAN節(jié)點有能力識別永久性故障和短暫擾動，可自動關閉故障節(jié)點?？偩€數值表示：總線上具有兩種互補邏輯數值：顯性電平或隱性電平。在顯位與隱位同時發(fā)送期間，總線上數值將是顯位。應答：所有接收器均對接收報文的相容性進行檢查，回答一個相容報文，并標注一個不相容報文。數據相容性：在CAN網絡內，可以確保報文同時被所有節(jié)點或者沒有節(jié)點接收。因此，系統(tǒng)的數據相容性是借助于成組和出錯處理達到的?？偩€上具有兩種互補邏輯數值：顯性電平或隱性電平。在顯位與隱位同時發(fā)送期間，總線上數值將是顯位。在隱性狀態(tài)下，Vcan-h和Vcan-l被固定在平均電壓電平，Vdiff近似為零。顯性狀

55、態(tài)以大于最小閾值的差分電壓表示。 當總線電壓差小于0.5V時，接收為隱位，隱位電壓差的正常值為0V；當電壓差大于0.9V時，為顯位，顯位電壓差的正常值為2.0V，合格的顯位電壓差的最小值為1.2V；0.50.9V為變化的過渡區(qū)；共模電壓為-2+7 V。 CAN總線上任意兩個節(jié)點之間的最大傳輸距離與其位速率有關。/報文的傳送及幀結構：發(fā)出報文的單元成為該報文的發(fā)送器。該單元在總線空閑或丟失仲裁前始終為發(fā)送器。如果一個單元不是報文發(fā)送器，并且總線不處于空閑狀態(tài)，則該單元就是接收器。/報文中的位流按照非歸零碼(NRZ)方法編碼，即一個完整的位電平要么是顯性，要么是隱性。/報文傳送由 4 種不同類型的

56、幀表示和控制：數據幀、遠程幀、出錯幀和超載幀。/構成一幀的幀起始、仲裁場、控制場、數據場和CRC序列均借助位填充規(guī)則進行編碼。當發(fā)送器在發(fā)送的位流中檢測到5位連續(xù)的相同數值時，將自動地在實際發(fā)送的位流中插入一個補碼位。數據幀和遠程幀的其余位場采用固定格式，不進行填充。出錯幀和超載幀同樣是固定格式，也不進行位填充。CSMA/CD非破壞仲裁：CAN網的MAC層采用CSMA/CD的非破壞仲裁技術?？偩€上當顯性位(0)與隱性位(1)進行線與時，隱性位被稱為沖突，在競爭中退出。非破壞性優(yōu)先權逐位仲裁規(guī)則：欲發(fā)幀的節(jié)點當總線在空閑時同時發(fā)送幀且同步于SOF的上升沿；各幀的標識字段在總線同時相遇，借助總線使

57、標識字段逐位“線與”，根據其結果進行沖突仲裁；如果發(fā)送節(jié)點沒有監(jiān)測到沖突，則繼續(xù)發(fā)送下一位；若監(jiān)測到沖突，則立即中斷，不再繼續(xù)后面位的傳送；各標識字段逐位線與后，未監(jiān)測到沖突的字節(jié)便獲得優(yōu)先發(fā)送權，可以發(fā)送數據幀后面的各字段；監(jiān)測到沖突的節(jié)點，則不能發(fā)送后面的數據字段，而等待下一次發(fā)送。報文傳輸和幀結構：數據幀：攜帶數據由發(fā)送器至接收器；遠程幀：通過總線單元發(fā)送，以請求發(fā)送具有相同標識符的數據幀；出錯幀：由檢測出總線錯誤的任何單元發(fā)送；超載幀：用于提供當前的和后續(xù)的數據幀的附加延遲。幀間空間：數據幀和遠程幀通過幀間空間與當前幀分開。/數據幀：由7個不同的位場組成，即幀起始、仲裁場、控制場、數據

58、場、 CRC場、應答場和幀結束。數據場長度可為0。數據幀-幀起始：由一個顯性位構成，只有在總線處于空閑狀態(tài)時，才允許站開始發(fā)送。所有站都必須同步于首先開始發(fā)送的那個站的幀起始前沿。仲裁場:仲裁場由標識符和遠程發(fā)送請求位組成。標準幀中仲裁場為12位，擴展幀中為32位?？刂茍?6位，由4位長度碼和2個保留位（必須為顯性）組成，表示數據碼長度；數據場：由控制場確定字節(jié)數，可以為0-8個字節(jié)，每個字節(jié)8位，先發(fā)送最高有效位；CRC場：16位，包括CRC校驗位和1個CRC界定符（隱性位）；應答場：2位，包括應答間隙和應答界定符，2個隱性位；幀結束：7個連續(xù)隱性位。/仲裁場(Arbitration Fra

59、me)：由標識符和遠程請求發(fā)送位(RTR)組成。幀的優(yōu)先級：隱性位代表1，顯性位代表0。在仲裁場的標識符中，若按0、1計算的數值越小，則優(yōu)先級越高。因此，在整個網絡中，每個節(jié)點的優(yōu)先級都是不同的（因為每節(jié)點的節(jié)點號不同）。按照以上原則，優(yōu)先級高的幀會自動屏蔽掉優(yōu)先級低的幀。數據場：由數據幀中被發(fā)送的數據組成，它可包括08個字節(jié)，每個字節(jié)8位。首先發(fā)送的是最高有效位。CRC場：包括CRC序列，后隨CRC界定符（隱位）。應答場(ACK)：在應答場里，發(fā)送站發(fā)送兩個“隱性”位，當接收器正確地接收到有效的報文，接收器就會在應答間隙期間向發(fā)送器發(fā)送“顯性”的位以示應答。幀結束：每個數據幀由7個隱位組成的標志序列界定標準幀和擴展幀：在CAN2.0B存在兩種不同的幀格式，其主要區(qū)別在于標識符的長度，具有11位標識符的幀稱為標準幀，而包括29位標識符的幀稱為擴展幀。遠程幀：激活為數據接收器的站可以借助于傳送一個遠程幀初始化各自源節(jié)點數據的發(fā)送。遠程幀由6個不同分位場組成：幀起始、仲裁場、控制場、CRC場、應答場和幀結束。特點：1、不存在數據場2、仲裁場中RTR為隱位