無線現(xiàn)場總線的研究.pdf

1、現(xiàn)場總線適應(yīng)于工業(yè)控制系統(tǒng)的分散化、網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)品面臨體系結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)的重要變革，導(dǎo)致了工業(yè)自動化產(chǎn)品的又一次更新?lián)Q代，已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)研究的熱點(diǎn)。 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(zhuǎn)對象、危險(xiǎn)環(huán)境對象等，有線的物理介質(zhì)難以連接；工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展，要求實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多級網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)

2、技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)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(xié)議的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)將無線以太網(wǎng)IEEE802.11b應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場總線CAN中，用無線技術(shù)作為有線CAN總線網(wǎng)絡(luò)的無線擴(kuò)展?？紤]了現(xiàn)有技術(shù)兼容問題和易實(shí)現(xiàn)性問題，并綜合考慮技術(shù)、性能及市場等多方面要求，確定了無線CAN網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)目標(biāo)。 該文設(shè)計(jì)了無線CAN總線的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)－虛擬環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)(VR

3、E)，使有線站點(diǎn)和無線站點(diǎn)可以在同一個CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)運(yùn)行；分析了物理層使用無線擴(kuò)頻技術(shù)如何保證工業(yè)需求的高速、高性能；設(shè)計(jì)專用的AP節(jié)點(diǎn)－AP-IWU，實(shí)現(xiàn)有線/無線網(wǎng)段的平滑橋接；在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)CAN總線和IEEE802.11b的融合；設(shè)計(jì)無線網(wǎng)段內(nèi)虛擬主機(jī)和虛擬從機(jī)的有限狀態(tài)機(jī)，驗(yàn)證了有限狀態(tài)機(jī)的可達(dá)性；并對由此組成的無線CAN網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性作了初步的研究，針對無線信道自身的特點(diǎn)，討論了數(shù)據(jù)調(diào)度算法，確定在無線CAN網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間嚴(yán)格數(shù)據(jù)和