無線現場總線的研究.pdf

1、現場總線適應于工業(yè)控制系統(tǒng)的分散化、網絡化和智能化的要求，促成目前的自動化儀表、集散控制系統(tǒng)等產品面臨體系結構和功能結構的重要變革，導致了工業(yè)自動化產品的又一次更新換代，已經成為世界范圍內研究的熱點。 但在許多工業(yè)環(huán)境及過程控制環(huán)境下的對象，如移動對象、旋轉對象、危險環(huán)境對象等，有線的物理介質難以連接；工業(yè)以太網的發(fā)展，要求實現現場總線與以太網技術結合，實現多級網絡的互連；工業(yè)布線的成本高。針對這一系列的不足，提出了將無線以太網

2、技術應用于現場總線網絡中，這是解決上述問題的最佳方案。 該文以CAN總線作為研究對象，在分析CAN總線和IEEE802.11x兩種協議的基礎上，設計開發(fā)將無線以太網IEEE802.11b應用于工業(yè)現場總線CAN中，用無線技術作為有線CAN總線網絡的無線擴展。考慮了現有技術兼容問題和易實現性問題，并綜合考慮技術、性能及市場等多方面要求，確定了無線CAN網絡的技術目標。 該文設計了無線CAN總線的網絡架構－虛擬環(huán)網結構(VR

3、E)，使有線站點和無線站點可以在同一個CAN網絡內運行；分析了物理層使用無線擴頻技術如何保證工業(yè)需求的高速、高性能；設計專用的AP節(jié)點－AP-IWU，實現有線/無線網段的平滑橋接；在應用層實現CAN總線和IEEE802.11b的融合；設計無線網段內虛擬主機和虛擬從機的有限狀態(tài)機，驗證了有限狀態(tài)機的可達性；并對由此組成的無線CAN網絡的實時性作了初步的研究，針對無線信道自身的特點，討論了數據調度算法，確定在無線CAN網絡傳輸時間嚴格數據和