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I 55 毕业设计报告 论文 报告 论文 题目 智能家居网络控制系统的研究 作者所在系部 电子工程系 作者所在专业 作者所在班级 作 者 姓 名 作 者 学 号 指导教师姓名 完 成 时 间 I 55 本科生毕业设计 论文 原创性及知识产权声明 本人郑重声明 所呈交的毕业设计 论文 是本人在指导教师的指导下 独立进行研究工作取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本 设计 论文 不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果 对本设计 论文 的研究做 出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 因本毕业设计 论文 引起的法律结果完全 由本人承担 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃 本毕业设计 论文 成果归北华航天工业学院所有 本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计 论文 的相关规定 提交毕业设计 论文 的印刷本和电子版本 本人同意北华航天工业学院有权 保存毕业设计 论文 的印刷本和电子版 并提供目录检索与阅览服务 可以采用影印 缩印 数字 化或其它复制手段保存论文 在不以营利为目的的前提下 可以公布非涉密毕业设计 论文 的部分 或全部内容 聞創沟燴鐺險爱氇谴净 聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸 特此声明 毕业设计 论文 作者 指导教师 年 月 日 年 月 日 II 55 摘 要 本文详细分析了目前智能家居网络控制系统的现状和目前所采取方案的优缺点 采用基于总线的 智能家居网关集中控制方案 该方案通过引入智能家居接口单元模块 有效的隔离被控对象的多样性 减小系统的复杂性 通过键盘控制 遥控方式从智能家居网关分离 提高智能家居网关的可靠性 智能 家居内部网络选用总线 降低智能家居系统的成本 满足系统的可扩展性 并根据总线的多主特性 可以实现被控对象的即插即用功能 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭 关键词智能家居网关操作系统协议总线即插即用 酽锕极額閉镇桧猪訣锥 酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒 目 录 第章绪论第章绪论謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點 本课题研究的背景与意义厦礴恳蹒骈時盡继價骚 厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺 国内外的发展现状和趋势茕桢广鳓鯡选块网羈泪 茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀 国内外的发展想现状鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈 智能化家居未来的发展趋势籟丛妈羥为贍偾蛏练淨 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠 本课题研究的主要内容預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買 第章智能化家居系统的研究第章智能化家居系统的研究渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇 智能化家居系统的概述铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝 智能家居系统的功能擁締凤袜备訊顎轮烂蔷 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報 智能家居系统各种技术的介绍贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛 协议坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻 技术蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜 协议買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届 总线綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙 技术驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑 其它协议猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献 本章小结锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔嗚 第章第章 技术的研究技术的研究構氽頑黉碩饨荠龈话骛 構氽頑黉碩饨荠龈话骛門 的神经元芯片輒峄陽檉簖疖網儂號泶 輒峄陽檉簖疖網儂號泶蛴 III 55 完善的开发平台尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅瀝 面向对象的网络通信协议识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒侬 的特点凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴铍 对优先级的支持恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦聰 对多介质的支持鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫 鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫摇 对多通道的支持硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹鸶 对大网络的支持阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖輛 的报文服务氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩纷 网络认证釷鹆資贏車贖孙滅獅赘 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘慶 碰撞检测怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉馴 与现场总线谚辞調担鈧谄动禪泻類 谚辞調担鈧谄动禪泻類谨 本章小结嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩癱 第章第章 总线的研究总线的研究熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库圆 总线的产生与发展鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞 鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞阕 总线特点纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛 纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛覲 总线技术介绍颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷涨 基本概念濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻減 总线的应用方法銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼鏗 的分层结构挤貼綬电麥结鈺贖哓类 挤貼綬电麥结鈺贖哓类芈 与其它通信方案的比较赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈極 的报文格式塤礙籟馐决穩賽釙冊庫 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫麩 帧格式裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺递 帧类型仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁絛 数据错误检测绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧 绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧恒 循环冗余检查 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙骠 帧检查瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉貿 应答错误鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類碍 总线检测栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬奧 位填充辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应頁 可靠性峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺诈 协议詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜靈 协议则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷华 协议胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻锵 本章小结鳃躋峽祷紉诵帮废掃減 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減萵 IV 55 第章智能家具网络控制系统的方案第章智能家具网络控制系统的方案稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜椤 数字家庭系统的构成部分陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟麗 智能家居系统分析沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應釵 智能家居系统控制方式钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺 钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺缔 本文提供的智能家居系统整体方案懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮揚 被控家居接口方案选择謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘 謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘鯽 智能家居控制网关方案选择呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚 呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚趱 内部底层总线和协议选择莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减 莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减籩 智能家居系统方案总结麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶 麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶尔 智能家居网关的硬件构架納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬 納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬颤 智能家居网关操作系统选用分析風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙 風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙誑 本章小结灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹 灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹狰 第章结论第章结论铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝 铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝吶 致谢致谢攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸 攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸鐙 参考文献参考文献趕輾雏纨颗锊讨跃满賺 趕輾雏纨颗锊讨跃满賺蚬 附录附录夹覡闾辁駁档驀迁锬減 夹覡闾辁駁档驀迁锬減汆 附录附录 外文翻译外文翻译视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝 视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝佥 附录附录 外文原文外文原文偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠 偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠铃 1 55 智能家居网络控制系统的研究 第章第章 绪论绪论 本课题研究的背景与意义本课题研究的背景与意义 智能家居系统是现代技术与传统家居系统相结合的产物 是家居信息化未来发展的方向 是人类 社会住宅建设发展的必然趋势 更是智能建筑的一个重要的组成部分 智能家居的设计目标是 将家 庭中各种与信息相关的通信设备 家用电器和家庭保安装置通过家庭总线系统技术 连接到一个家 庭智能化系统上进行集中的或异地的监视 控制和家庭事务性管理 并保持这些家庭设施与住宅环境 的和谐与协调 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟耬 智能家居系统的实现 将会由过去的单一设备控制发展为家居设备的集中控制以及远程控制 由 过去的家居内部安全控制发展到家居远程实时监控 将为人们的家居生活提供舒适的环境 满足人类 对生活日益提高的要求 实现全人性化的自动控制功能 騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼 騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼揽 虽然各国都在努力研制适合于本国国情的智能家居系统 但是由于智能家居设备的多样性 设计 成本过高 接口与通信协议标准不统一 平台开发个性化不足等原因 目前普及性不强 要使智能家 居真正进入每个家庭 必须设计出一种经济 实惠 方便操作的系统 疠骐錾农剎貯狱颢幗騮 疠骐錾农剎貯 狱颢幗騮鸪 目前国外有多种智能家居系统 但是存在价格过高 技术壁垒较多 不太适合绝大部分国内的需 求 并且国内的被控家居智能化程度较低等原因 都不太适合大众市场 开发符合国内需求的智能家 居系统无论对提高人们的生活质量 还是中国智能家居市场的发展 以及研究智能家居网络都是十分 具有战略意义的 本课题将使用技术设计一款适合我国目前智能化小区的网络控制系统 这种智能家 居控制系统成本低廉 具有大众化 通用性强 普及率高等特点 可以使普通家庭的生活更加轻松 安逸 镞锊过润启婭澗骆讕瀘 镞锊过润启婭澗骆讕瀘載 国内外的发展现状和趋势国内外的发展现状和趋势 1 2 1 国内外的发展想现状国内外的发展想现状 自世纪年代末我国引入智能家居的概念以来 智能家居行业得到飞速的发展 虽然还未能像美国 日本那样对住宅智能化系统的技术制定标准 但已经借助智能家居的概念和技术开始推行智能化住宅 小区的建设了 智能家居系统正逐步走入普通百姓家庭 但因为发展时间较短 我国智能家居的发展 存在很多障碍和问题 例如智能家居工程技术人员缺乏 管理水平低 行业规范与标准制定滞后 智 能家居产品的层次和技术含量低 智能化不明显 精品很少 年 建设部勘察设计司 建设部住宅产 业化办公室联合组织实施全国住宅小区智能化技术示范工程 目标是提高住宅使用功能 推进住宅质 2 55 量换代 促进住宅产业化 同时摸索出一套适合各地的住宅小区智能化技术体系 该示范工程的启动 标志着我国智能化住宅小区的建设进入了新的发展阶段 之后国内专业智能家居厂家的数量急速增 长 他们的成长培养了一大批工程技术人员 带动了行业技术的全面进步 推进了行业的发展 有人 形容年年是智能家居在中国的普及年 国内产品已经成熟 普通居民有能力接受智能家居 我国在 年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案 中 将建设智能化小康示范小区列入国家重点发展 方向 因此必然促进智能化从智能大厦向住宅小区智能化 乃至家庭智能化的方向发展 建设部要求 到年 大中城市中的住宅要实现智能化 榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛 榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛纬 在国外 年 新加坡有近个住宅小区的近户家庭配置了家庭智能化系统 而在美国有近四万户家 庭 目前智能家居正以异乎寻常的速度在国外普及 在智能家居产品方面 成熟的智能家居系统 具 备网络接入功能的信息家电越来越多 行业规范方面 它正逐步成形 例如家庭总线系统 由日 立 三菱 松下 东芝等公司联合提出 由日本电子机械工业协会与电波技术协会共同制定 现阶段 国内外技术领域的差异很小 仅年 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑幟 1 2 2 智能化家居未来的发展趋势智能化家居未来的发展趋势 随着人们对生活品质的不断追求以及住宅智能化技术的不断发展 今天的智能家居系统拥有了更 加丰富的内容 系统配置也越来越高 目前我们已经实现的智能家居基本功能包括智能家电控制 智 能照明 智能遥控电动窗帘 防盗报警 门禁对讲 消防报警 煤气泄漏探测 远程抄表 水 电 煤气 系统 网络通讯 视频点播等系统 越来越多的新鲜名词逐渐成为了智能家居种的重要组成部 分 嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲 嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲饃 面对如此有前景的一个行业 多家跨国财团 跨国技术公司纷纷制定了相应的长远规划 分别将 他们各自拥有的核心技术应用于智能家居系统 不远的将来这些将不仅仅是梦想 互联网深入千家万 户 家用电器 住宅设施通过互联网连接 实现真正的信息家电 人工智能得到普遍应用 智能机器 人产品深入家庭 成为一个 管家婆 多媒体通信极为方便 高清晰视频 语音传输 是您有身临其 境的感觉 虚拟现实技术将得到大家的认可 通过计算机 网络我们可以体验在正常生活中不可能的 经历 伴随着网络的电子商务系统将更加蓬勃 我们将更加认可这种购物模式 绿色 环保 节能这 个永恒的话题依旧是未来智能家居考核的关键指标 社会经济的发展 信息化程度的不断提高 人们 对智能家居的功能也提出了更高层次的要求 智能家居在不久的将来必然会飞速发展 新的技术 新 的产品将不断出现并投入应用 适合我国的产品必将出现 该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭 该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭谟 本课题研究的主要内容本课题研究的主要内容 本文主要包括以下内容 是对目前国内外在智能家居方面采取的主流技术的分析比较 重点是对技术和总线技术的研究 劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙 劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙痙 3 55 通过本课题的研究设计一套适用于目前我国智能家居方面的网络控制系统 第章第章 智能化家居系统的研究智能化家居系统的研究 智能化家居系统的概述智能化家居系统的概述 智能化家居或称智能住宅 在英文中常称为 是以建筑为平台兼备建筑 网络通信 信息家电 设备自动化 集系统 结构 服务 管理等于一体的高效 舒适 安全 便利 环保的居住环境 目 前我们对智能家居认识是利用先进的计算机技术 网络通信技术 综合布线技术等通信传输技术 将 家居系统中各种子系统有机的结合在一起 实现全方位的监控 控制要求 与智能家居之前的普通家 居系统相比 智能家居系统将原来分散独立的 非智能化的设备有机 智能的结合在一起 提高全方 位的信息交换功能 帮助家庭与外部保持信息交互的畅通 智能家居更强调人与环境的和谐 智能化 人性化 实用化 经济化将是未来智能家居系统产品发展方向 随着我国国民经济和人民生活水平的 不断提高 人们对住宅环境的要求也越来越高 即人们越来越希望自己的生活环境舒适 安全 节能 因此 智能住宅在国内也将会成为住宅的主流 臠龍讹驄桠业變墊罗蘄 臠龍讹驄桠业變墊罗蘄嚣 智能家居产业是一个拥有巨大市场的行业 随着此产业在我国各地的蓬勃兴起 不同的生产商 系统集成研发工程师也对此产业投来了异常关注的眼光 大量高科技 高科技人才涌入这个产业 出 现了百家争鸣的良好局面 欧美国家在此行业技术已经成型 智能家居系统已深入千家万户 在我国 虽与这些国家比较经济水平落后 不过尤其是近几年国家经济的强劲发展势头 智能家居系统已经进 入蓬勃发展的良好轨道 拥有不同先进技术团体纷纷推出自己的核心产品 和等公司也开始建 立智能信息家电和智能家居公司的产品也进入不同的小区 技术作为一种成熟的技术在智能建筑中得 到了广泛的应用 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞阋 智能家居系统的功能智能家居系统的功能 智能家居是技术 特别是计算机技术 网络技术 自动控制技术向传统家电业渗透发展的必然 结果 特别是近年来信息化的高度发展 家居智能化的需求大为增加 并最终促成了智能家居的诞生 和不断完善 智能家居是一个多功能的技术系统 包括可视对讲 安全防范 家居综合布线 照 明控制 家电控制 环境状况监测 远程视频监控 声音监听 家庭影音等系统 家居智能化系统包 含的内容比较多 国内目前的产品主要基于总线制 电力线载波 无线方式 在网络连接方面基本上 采用总线制联网 电话联网或者通过以太网方式来实现 智能家居主要包括以下内容 家居综合布线系统 家居布线系统就是把电话 有线电视 电脑网络 影音系统 家庭自动 化控制系统的布线统一规划 布局 集中管理 为实现家居智能化提供网络平台 通过家居综合布线 既可以实现智能化控制 又可以做到资源共享 而且采用综合布线 使家庭内部布线系统具有良好的 扩展性 并可随时升级 满足用户未来的需要 4 55 家居安防系统 家居安防系统可以有效的利用技防手段来实现居家安全防范 家居安防系统包 括防盗 防燃气泄漏 防火等功能 并具备远程监控 住户可以通过网络或电话随时了解家内情况 同时可远程监听或监视家庭内部情况 家庭自动化系统 智能家居的主体在于家庭自动化 未来家庭自动化的主体是家电 照明等电 气设备的控制 自动化系统采用集中或者分布式控制 住户可以通过网络或者电话远程控制家庭内部 设备 家居自动化系统是智能家居的主要发展方向 场景环境预置 随着人们对生活体验的个性化要求越来越高 家庭内部影音系统 家庭内部环 境 网络虚拟环境等需求也越来越高 人们用在这方面的消费支出也将越来越高 未来的智能化家居 也会更多的满足人们这些方面的需求 以下谈谈智能住宅小区智能家居的集成平台系统 作为住宅小区智能化系统的核心 智能家居的 平台系统通过其核心设备 智能终端来实现家庭智能化的功能 家庭智能终端用来实现家庭智能化 的各项功能 因此 家庭智能终端是智能家居的心脏 通过它才能实现系统信息的采集 信息输入 逻辑处理 信息输出 联动控制等功能 家庭智能终端的功能如下 穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺 穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺視 家庭安防 安全是居民对智能家居的首要要求 包含家庭安防报警 门窗磁报警 紧急求助 燃气泄漏报警 火灾报警等 当家庭智能终端处于布防状态时 红外探头探测到家中有人走动 就会 自动报警 并通过蜂鸣器和语音实现本地报警 同时将报警信息传到物业保安中心 还可以自动拨号 到主人的手机或办公室电话上 可视对讲 通过集成与显示技术 家庭智能终端集成了可视对讲功 能 无需另设置室内分机即可实现可视对讲的功能 三表远传 水 电 气表的远程自动抄收计 费是智能物业管理的一个重要部分 它解决了入户抄表的低效率 干扰性和不安全因素 网络家电 网络家电是智能家居集成系统的重要组成部分 也代表着家庭智能化的一个重要发展方向 通过统一 的家电联网接口 将网络家电与家庭智能终端相连 组成网络家电系统 实现家用电器的远程监控 故障远程诊断等功能 物业报修 通过家庭智能终端可以向物业管理部门申请维修 预订等指定社 区服务 家庭短信息 物业管理中心与家庭智能终端联网 对住户发布信息 住户可通过家庭智能 终端的交互界面选择物业管理公司提供的各种服务 智能家居平台系统的技术特点是智能家庭网络随着集成技术 通信技术 互操作能力和布线标准 的实现而不断改进 它涉及家庭网络内所有的智能设备和系统的操作 管理以及集成技术的应用 隶 誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽 隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽涝 建立家居智能平台系统就是利用计算机技术 微电子技术 通信技术 通过家庭智能终端及其系 统软件将家庭智能化的所有功能集成起来 使智能家居建立在一个统一的平台上 浹繢腻叢着駕骠構砀湊 浹繢腻叢着駕骠構砀湊農 因此 家庭智能终端是家庭信息的交通枢纽 为实现家用电器的网络功能 每台家电都要拥有通 信模块 通信模块是传统家电升级为网络家电的接口 为保证各家电之间以及家电网络和网关之间的 正确通信 必须制订一套完整的通信协议 另外 传统的家用电器绝大多数是由单片机控制 从传统 家电升级为网络家电之后 应将具有网络功能的嵌入式软件和单片机的控制软件程序作相应调整 有 5 55 机地结合成完整的嵌入式系统 才能实现网络技术和家电控制系统的无缝连接 鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝 鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝銨 智能家居系统各种技术的介绍智能家居系统各种技术的介绍 2 3 1 协议协议 闪联 是建立在之上的应用层协议 以实现不同硬件和软件统一 方便信息设备和传统电 器的有效互联 自动发现和寻找可用设备和服务 闪联标准工作组是由信息产业部牵头 联想和 康 佳 海信 长城等五家厂家 联合发起组建 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵舣 在信息技术正加快向网络化 数字化 智能化方向的发展的今天 尤其是因特网 微电子 软件 移动通信以及数字视频技术领域和相关产业的发展 将成为新世纪最有潜力的发展领域 随着各种信 息设备功能越来越强大以及网络技术特别是无线网络技术的飞速发展 设备间如何更加方便 智能的 互联以及更好的协同工作已经日益成为人们关注的焦点 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐朮 设计目标是 在有线范围网络域 有线 无线 内支持多种信息设备 家用电器 通讯设备之间 的设备自动发现 动态组网 资源通向和协同服务 从而提高这些设备间的互操作性和易用性 充分 发挥不同设备的功能特点 为用户创造新的应用模式和丰富应用 嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲 嚌鲭级厨胀鑲铟礦 毁蕲鷯 核心基础协议组定义了设备间的资源发现 发布的机制 统一了设备间的配置管理和服务访问控 制的机制 包括数据的获取和分发这样的一个机制 在这个基础上 特别强调的是安全机制 它由七 个协议组成 智能应用框架对各种应用模式定义了相应的客户 数据 服务以及他们之间的相互交互 规则 根据不同应用开发的需要可以根据特定的智能应用框架开发相应的客户 服务和数据对象 根 据框架定义中的规则客户 服务和数据对象可以进行动态组合形成完整的应用 薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫 薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫违 闪联技术协议是在我国特定的环境下指定的 技术先进 法杖前景广阔 在未来的中国市场将可 能起到带头的作用 齡践砚语蜗铸转絹攤濼 齡践砚语蜗铸转絹攤濼絡 2 3 2 技术技术 是一种有强劲实力的现场总线技术 由美国公司推出 和东芝公司共同倡导 于年正式公布而形 成的现场总线标准 采用了面向对象的设计方法 通过剩络变量把网络通信设计简化为参数设置 通 信速率不等 直接通信距离可达 2700m 双绞线 支持双绞线 同轴电缆 光纤 射频 红外线和 电力线等多种通信介质 绅薮疮颧訝标販繯轅赛 绅薮疮颧訝标販繯轅赛怃 技术所采用的协议被封装在称为的神经元芯片中 芯片中有个位 第一个用于完成开放互连模型 中第一层和第二层的功能 称为媒体访问控制处理器 实现介质访问的控制与处理 第二个用于完成 6 55 第三到六层的功能 称为网络处理器 进行网络变量的寻址 处理 背景诊断 路由选择 软件计时 和网络管理 并负责网络通信控制和收发数据包等 第三个是应用处理器 执行操作系统服务与用户 代码 芯片中还具有存储信息缓冲区 以实现之间的信息传递 并作为网络缓冲区和应用缓冲区 饪 箩狞屬诺釙诬苧径凛 饪箩狞屬诺釙诬苧径凛骗 总线在智能楼宇有了一个广泛的应用 但是也有自身的缺点 首先 的实时性 处理大量数据的 能力有些欠缺 其次 由于依赖于公司的芯片 所以它的完全开放性也受到一些质疑 烴毙潜籬賢擔視 蠶贲粵 烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵貫 2 3 3 协议协议 全称是家庭总线系统 是由日本电子工业联合会 无限工程电子协会标准委员会于年制定 的 以双绞线和同轴电缆为通讯介质 皆知的最大长度为 有控制通道和信息通道之分 控制通道用 于传输低速的数据 信息通道用于传输高速数据 控制通道一般最多可以有个节点 而 则达到 了个节点 传输速率为 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键砺 对 七层模型做了精简 由三层组成 分别是物理层 数据链路层 网络层 类似现场总线 在介质访问子层 采用带碰撞检测的载波侦听多路访问协议 根据网络层的规定 的子网之间由路由 器连接 的子网和其他网之间用网关连接 撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞 撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞復 主要用于照明和安防 协议比较简单 它的信息处理集中在主控模块上 危险集中 主控模块一 坏 整个系统就瘫痪 踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄 踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄韃 2 3 4 总线总线 总线全称 即控制器局域网 是国际上应用很广泛的一种现场总线 它作为一种串行通信总线 最初被设计为汽车工业中的微控制器通信 由于它具有高可靠性和独特的设计 很高的实时性 总线 已经在汽车工业和航天工业等领域的控制系统中得到了广泛的应用 并且是目前为止唯一一种成为国 际标准的现场总线 被认为是目前最有前途的现场总线之一 婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞 婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞设 总线是德国公司为解决汽车中众多的控制与测试器之间的数据通信而开发的一种串行数据通讯协 议 它是一种多主总线 通信介质可以是双绞线 同轴电缆 光纤 通信速率可达 通信距离可达 10km 协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码 而代之以对通信数据块进行编码 使得网络 内的节点数在理论上不受限制 总线具有较强的纠错能力 支持差分收发 适合高干扰环境 并具有 较远的传输距离 譽諶掺铒锭试监鄺儕泻 譽諶掺铒锭试监鄺儕泻濰 总线作为一种国际标准 遵从网络标准模型 按照和 只采用了参考模型全部七层中的两层 物 理层和数据链路层 物理层又分为物理层信号 物理媒体链接 介质从属接口 完成电气连接 实现 驱动器接收器特性 定时 同步 位编码解码 数据链路层分为逻辑链路控制子层和媒体访问控制子 7 55 层 分步完成接收滤波 超载通知 恢复管理 应答 帧编码 数据封装拆装 媒体访问管理 出错 检测等 本系统即是采用总线设计的智能家居系统 将在有关章节详细介绍总线技术细节 俦聹执償閏 号燴鈿膽賾 俦聹执償閏号燴鈿膽賾劳 具有以下优点 采用字节的短帧传送 故传输时间短 抗干扰性强 具有多种错误校验方 式 形成强大的差错控制能力 而且在严重错误的情况下 节点会自动离线 避免影响总线上其它节 点 采用无损坏的中采集术 芯片不但价格低而且供应商多 缺点 总线上最多可挂接个节点 这不完全能满足整个智能建筑的需要 不过可以通过利用中继器进行扩展 相对其它一些现场总线 总线技术比较简单 相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用 缜電怅淺靓蠐 浅錒鵬凜 缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜锩 2 3 5 技术技术 是一种新的无线连接技术 该无线连接技术主要包括以下几个部分 数据传输速率相对较低数据传输速率有 三种 功耗低 设备省电技术采用了多种节电的工作模式 在低耗电待 机模 式下 两节普通号干电 池可支持长达个月到年左右的使用时间 这也是的支持者所一直引以为豪的独特优势 骥擯帜褸饜兗椏 長绛粤 骥擯帜褸饜兗椏長绛粤藎 成本低因为数据传输速率低 协议简单 并且在 的频段是免费的 所以大大降低了成本 癱噴 导閽骋艳捣靨骢鍵 癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵桧 网络容量大每个网络理论上可容纳多个设备 因此其网络容量相当可观 有效范围小单个设备的有效覆盖范围在 之间 具体依据实际发射功率的大小和各种不同 的应用模式而定 基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境 鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐 鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐東 工作频段灵活 该技术可使用的频段分别有 欧洲 和 美 国 其中 在工 业 科学 医疗方面为全球公用的免费频段 榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴 榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴釙 标准是建立在 协议的基础之上 具备了强大的设备联网功能 它主要支持三种自组织的无线网 络类型 它们是星型网络 对等网络 簇树状网络 网络系统节点具有多跳路由功能 特别是能够组 成蜂窝网状网络结构 因此 具有很强的网络健壮性和系统可靠性 逊输吴贝义鲽國鳩犹騸 逊输吴贝义鲽國 鳩犹騸缋 在家居智能系统中采用星型拓扑结构 它只有一个网络协调器控制整个网络的通信 主要完成 网络 同步和维护设备之间的链接管理 在网络中 终端设备之间不能直接通信 只能通过网络协 调器配合完成设备之间的通信 幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉 幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉戲 节点一般由传感器模块 处理器模块 无线通信模块和能量供应模块四部分组成 传感器模块负 责监测区域内信息的采集和数据转换 处理器模块负责控制整个传感器节点的操作 存储和处理本身 采集的数据以及其他节点发来的数据 无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信 交换控制 8 55 信息和收发采集数据 能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量 通常采用微型电池 而网络 协调器可以采用市电 誦终决懷区馱倆侧澩赜 誦终决懷区馱倆侧澩赜鱺 2 3 6 其它协议其它协议 其他比较有名的协议有协议 协议等 协议是世界上第一个利用电力线来实现电灯等家用电器控制的规范 协议采用电力线作为其网络 通信介质 系统中的各个设备直接挂在电力线上就可以互相通信 所以协议系统不需要另外铺设信号 总线 系统组网非常方便 此位协议的扩展码为实现场景等复杂控制提供了可能 将协议系统通过网 关与连接 可实现远程监控 协议在美国旧房改造方面得到了广泛的应用 可是不适合我国国内使用 医涤侣綃噲睞齒办銩凛 医涤侣綃噲睞齒办銩凛赝 通用即插即用 协议是公司提出的 该协议扩展了传统单片机的设备和计算机系统的概念 在 零设置 的前提下提供了联网设备之间的发现 接口声明和其他信息交换的互动操作功能 重点是未 来社会的信息家电 基于协议以获得最广泛的设备支持 舻当为遙头韪鳍哕晕糞 舻当为遙头韪鳍哕晕糞窶 本章小结本章小结 本章对智能家居的概念内容和智能家居自动化领域的主流协议做了简单的介绍 在我国 竞技水 平的不平衡导致了对小区智能化水平高低不齐 高水平高质量的智能家居系统在一些发达城市已经实 现 相对低水平的智能家居在欠发达地区也有广泛应用 本章在对不同技术不同功能进行了简要分析 在家居自动化领域还没有一个统一的标准 采用不同协议都有着各自的优势和劣势 鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选 锯 鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯宫 基于对各种主流总线技术进行分析对比 可以看出 应用技术 可以很容易地实现各种功能 整 个网络结构相对简单网络布线相当容易 对于用户的不同功能需要 只需选用不同的控制区节点 编 写相应的程序 直接连接到住宅区的控制网络上就完成了 在物理上不必对网络结构作任何修改 而 且网络扩充性很好 扩充子系统 增加功能 连接两个控制网等都很方便 而总线技术相对简单容易 掌握 总线采用短帧结构使得其受干扰概率低 节点严重错误时 总线具有自动关闭功能 具有较强 的抗干扰性 相关产品开发费用远远低于其他总线产品开发费用 总线节点少的缺点可以通过中继器 很容易解决 因此 本文将在接下来的两章中分别对技术和总线技术进行详细介绍 筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅 废 筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废颛 第章第章 技术的研究技术的研究 是美国公司年推出的局部操作网络 最初主要用于楼宇自动化 但很快发展到工业现场网 技术为 设计和实现可互操作的控制网络提供了一套完整 开放 成品化的解决途径 韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊 韋鋯 9 55 鯖荣擬滄閡悬贖蘊詡 的神经元芯片的神经元芯片 技术的核心是神经元芯片 该芯片内部装有个微处理器处理器完成介质访问控制 网络处理器完 成的 层网络协议 应用处理器完成用户现场控制应用 它们之间通过公用存储器传递数据 涛貶 騸锬晋铩锩揿宪骟 涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟状 在控制单元中需要采集和控制功能 为此 神经元芯片特设置个口 这些口可根据需求不同来灵活 配置与外围设备的接口 如 并口 定时计数 间隔处理 位等 钿蘇饌華檻杩鐵样说泻 钿蘇饌華檻杩鐵样说 泻嘆 神经元芯片还有一个时间计数器 从而能完成 多任务调度和定时功能 神经元芯片支持节电方 式 在节电方式下系统时钟和计数器关闭 但状态信息 包括中的信息 不会改变 一旦状态变化或网线 上信息有变 系统便会激活 其内部还有一个最高 独立于介质的收发器 由此可见 一个小小的神经 元芯片不仅具有强大的通信功能 更集采集 控制于一体 在理想情况下 一个神经元芯片加上几个分 离元件便可成为系统中一个独立的控制单元 戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗 戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗鏃 完善的开发平台完善的开发平台 提供的不仅仅是一套高性能的神经元芯片 更重要的是 它提供了一套完整的开发平台 工业现场 中的通信不仅要将数据实时发送 接收 更多的是数据的打包 拆包 流量处理 出错处理 这使控 制工程师不得不在数据通信上投入大量精力 在这方面提供了非常友好的服务 提供了一套完整的建 网工具 購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳 購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳虚 首先 它提供了一套语言的编译器 从而大大减少了开发时间 在这个编译器中 提供了对个非常详 尽的库函数 在通信方面 它也提出了一个全新的概念 网络变量 通过网络变量 网络上的通信只 需将相关节点上的网络变量连接一下即可 网络变量是应用程序定义的一个特殊静态变量 可以是所 定义的各种类型 也可以是自定义类型 还可以规定优先级 响应方式等 网络变量被定义为输入或输 出 当定义为输出的网络变量被赋予新值时 与该输出变量相连的输入网络变量就会被立刻赋予同样的 新值 嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪 嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪斃 另外还集成开发环境和编译于一体 具备调试器 可在多个仿真器上调试应用程序 并具备网络协议 分析和通信分析的功能 虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸 虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸伟 面向对象的网络通信协议面向对象的网络通信协议 是的通信协议 固化在神经元芯片内 局部操作网协议是为中通信所设的框架 支持组织制定的参 考模型的层协议 并可使简短的控制信息在各种介质中非常可靠地传输 與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢 與顶鍔笋类 謾蝾纪黾廢钺 10 55 协议是直接面向对象的网络协议 具体实现即采用网络变量的形式 又由于硬件芯片的支持 使它 实现了实时性和接口的直观 简洁等现场总线的应用要求 結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴 結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴網 3 3 1 的特点的特点 介质访问控制 子层是参考模型的数据链路层的一部分 目前在不同的网络中存在多种介质访问 控制协议 其中之一就是大家熟悉的 载波信号多路侦听 正是使用该协议 但具有自己的特色 餑诎鉈 鲻缥评缯肃鮮驃 餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃换 协议要求一个节点在发送数据前侦听网络是否空闲 一旦监测到线路空闲后 不同的协议动作不 同 这样在重负载的情况下 不同协议的执行结果不同 例如采用协议 一旦检测到碰撞 采用避让算法 这种方法在重负载时导致网络介质传输率变得极低 另一些协议使用时间片规则去访问介质 使节点 在限制的时间片访问介质 这样可以大大减少两个数据报发生碰撞的可能性 坚持和的就是使用时间 片去访问介质 爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑 爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑鸟 协议使用一个改进的介质访问控制协议 称为预测的坚持 协议在保留协议优点的同时 注意克服 它在控制中的不足 目前存在的协议 如 都不能在重负载下很好地保持网络高效率 支持大网络 系统和多通信介质 锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝 锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝轤 如果有很多网络节点等待网络空闲 一旦网络空闲 这些节点都会马上发送报文而产生碰撞 它们 产生碰撞后会后退一段时间 假如这段时间相同 就会发生重复碰撞 这将使网络效率大大降低 在预测 的坚持中 所有节点等待随机时间片间隔访问介质 这就避免了以上情况的发生 在中 每个节点发送前 随机插入 个很小的随机时间片 在空闲网络中 每个节点发送前平均插入个随机时间片 曠戗輔鑽襉倆 瘋诌琿凤 曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤纣 在坚持中 当一个节点有信息需要发送时并不立即发送 而是等待一个概率为的随机时间片 而协 议可根据网络负载动态调整值 时间片的增加通过一个值 插入的随机时间片为 这个值的取值范围 是 称为网络积压的估计值 是对当前发送周期有多少个节点有报文需要发送的估计 协议根据网 络积压动态地调整介质访问 允许网络在轻负载情况下用较短的时间片 在重负载情况下用较长的响应 时间片 轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞 轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞嶁 对照实验表明个节点互联 采用一般坚持算法 当每秒要传输的报文达 包时 碰撞率从上升到 而 采用预测的坚持算法 在包以下时碰撞率与前者相当 在 包时稳定在 嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯 嬷鯀賊沣謁麩 溝赉涞锯餓 对所有令牌环网络具有对多介质的支持 但这些介质必须在总线上具有环的结构 令牌在这个环线 上轮巡 这对使用电力线和无线电作为介质的网络显然不可行 因为网上所有节点几乎能同时收到令 牌 同时 令牌环网络还需增加令牌丢失时的恢复机制 令牌快速应答机制 这些都增加了硬件上的开 销 使网络成本增加 讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪 讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪谕 对令牌总线网络在令牌中加入网络地址 从而在物理总线上建立一个逻辑环的结构 使令牌在这个 逻辑环上轮巡 但是 在低速网络中令牌轮巡时间变得很长 另外 令牌总线在有节点上网或下网时都 11 55 会发生网络重构 在电池供电的系统中 会因经常休眠和唤醒而导致网络上下网时频繁重构 在恶劣的 环境中 常会发生令牌丢失而导致网络重构 这些网络重构会大大降低网络的效率 同时 由于网络地 址的限制 每个网络至多只有个节点 我们常用的 如 在轻负载情况下具有很好的性能 在重负载情况 下 过多的碰撞使网络效率变得极低 兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪 兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪疇 目前 在现场总线中还有一种十分流行的网络 它采用无主结构 这一点大大优于 其层上的 管理很有特色 它也采用方式 但将网络上的节点分成不同的优先级 采用支配位 和避让位 以及总 线回读的方法实现非破坏性总线仲裁 即当两个节点同时向网络传递信息时 优先级低的节点主动停 止发送 而优先级高的节点可不受影响地继续传输 这可以有效地避免总线碰撞 但是 这要求网络一定 要同步 这对多介质的情况显然不适用 另外 对各节点不太需要优先级的网络 由于不得不定义一个优 先级 因而当网络通信较繁忙时 有些优先级低的节点可能很长时间不能发送信息 因此较适合介质单 一 节点数目较少的小网络 繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠 繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠喷 综上所述的子层具有以下优点 支持多介质的通信 支持低速率的网络 可在重负载情况下保持网络 性能 支持大型网络 鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼 鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼阂 3 3 2 对优先级的支持对优先级的支持 在网络中 为提高紧急事件的响应时间 提供了一个可选择的优先级机制 该机制允许用户为每个 需要优先级的节点分配一个特定的优先级时间片 并保证有且只有一个节点拥有这样的优先级时间片 在发送过程中 优先级数据报将在该时间片内把数据报发送出去 优先级时间片为 是不需等待立即 发送是等待个时间片是等待个时间片 依此类推 低优先级的节点需等待较多的时间片 而高优先级的 节点需等待较少的时间片 这个时间片加在概率时间片之前 非优先级的节点必须等待优先级时间片 都完成后 再等待概率时间片后发送 因此 加入优先级的节点总比非优先级的节点有更快的响应时间 眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗 眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗襝 3 3 3 对多介质的支持对多介质的支持 协议对各种介质的支持是独立的 的神经元芯片可以容许的通信介质类型非常广泛 如双绞线 电力线 无线电 红外线 同轴电缆 光纤等 闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳 闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳测 3 3 4 对多通道的支持对多通道的支持 一个通道是指在物理上能独立发送报文 不需要转发 的一段介质 规定 一个通道至多有个节点 一个网络可以由一个或多个通道组成 通道之间通过路由器来连接 这样 不仅可实现多介质在同一网 络上的连接 而且可减轻一个通道的网络信道过于拥挤 檁傷葦开阈灯伞馑諧粮 檁傷葦开阈灯伞馑諧粮茲 12 55 3 3 5 对大网络的支持对大网络的支持 网络地址可以有以下三层结构 第一层结构是域 域的结构可以保证在不同的域中通信彼此独立 例如 不同的应用节点共存在 同一通信介质中 如无线电 不同的域的区分可以保证它们的应用完全独立 不会彼此干扰 鄭饩腸绊頎鎦 鹧鲕嘤錳 鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳鉻 第二层结构是子网 每个域最多有个子网 一个子网可以是一个或多个通道的逻辑分组 有一种子 网层的智能路由器产品可以实现子网间的数据交换 弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩 弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩脱 第三层结构是节点 每个子网最多有个节点 所以一个域最多有 个节点 任一节点可以分属一个 或两个域 容许一个节点作为两个域之间的网关 也容许一个传感器节点将采集到的数据分别发向两个 不同的域 节点也可以被分组 一个分组在一个域中跨越几个子网或通道 在一个域中最多有个分组 每个分组对需应答服务最多有个节点 而无应答服务的节点个数不限 一个节点可以分属个分组去接 收数据 分组结构可以使一个报文同时被多个节点接收 调谇續鹨髏铖馒喪劉薮 调谇續鹨髏铖馒喪劉薮顯 另外 每个神经元芯片有一个独一无二的位地址 这个地址由厂方规定 一般只在网络安装和配置 时使用 可以作为产品的序列号 通道并不影响网络的地址结构 域 子网和分组都可以跨越多个通道 厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃 厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃鶚 3 3 6 的报文服务的报文服务 协议提供了四种类型的报文服务 应答方式或端对端的应答服务 当一个节点发送报文到另一个节点或分组时 每个接收到报文的 节点都分别向发送方应答 如果发送方在应答时间内没有收到全部应答 则重新发送该报文 重发次 数和应答时间都是可选的 报文应答服务由网络处理器完成 不必由应用程序来干预 报文号确保节 点不会收到重复的报文 苧瑷籮藶黃邏闩巹东澤 苧瑷籮藶黃邏闩巹东澤达 请求响应方式 当一个节点发送报文到另一个节点或分组时 每个接收到报文的节点都分别向发 送方响应 如果发送方在响应时间内没有收到全部响应 则重新发送该报文 重发次数和响应时间都 是可选的 报文响应服务由应用处理器完成 可以包含数据 是由应用处理器完成的 适合远程过程调用 和客户服务器的应用 鴿摄禱鋅儀憚銼嚕缗赞 鴿摄禱鋅儀憚銼嚕缗赞綁 非应答重发方式 当一个节点发送报文到另一个节点或分组时 不需每个接收到报文的节点向发 送方应答或响应 而是重复多次发送同一报文 使报文尽量可靠地被接收方收到 这种方式适于节点较 多的分组的广播发送 从而避免因节点响应而使网络过载 箪啬癲剀净赶钩嬙鳄凫 箪啬癲剀净赶钩嬙鳄凫径 非应答方式 当一个节点发送报文到另一个节点或分组时 不需每个接收到报文的节点向发送方 应答或响应 也不必重复多次发送同一报文 只发一次即可 这种方式适合对可靠性要求不高 但报文长 度较长 需要速度较高的报文 顽鷙瑪滨廈岘轆庫糞糧 顽鷙瑪滨廈岘轆庫糞糧骊 13 55 3 3 7 网络认证网络认证 支持报文认证 收发双方在网络安装时约定一个字节的认证字 接收方在接收时判断报文是否经 过发送方认证 只有经过发送方认证的报文方可接收 漬閫熾诀团諳赓戰餛锰 漬閫熾诀团諳赓戰餛锰貨 3 3 8 碰撞检测碰撞检测 支持在通信介质上的硬件碰撞检测 如双绞线 可以将正在发送的碰撞报文自动取消 重新再发 如果没有碰撞检测 若碰撞发生 只有到响应或应答超时时才会重发报文 鐸輜澠顶嫻塊謂斕痹廪 鐸輜澠顶嫻 塊謂斕痹廪矫 与现场总线与现场总线 按照国际电工委员会 的叙述 把低级或底层的工业数据总线定名为现场总线 其基本要求包括 以串行通信的方式取代传统的 的信号传输 并且一条现场总线可为众多的可寻址的现场设备实现多 点连接 支持底层的现场智能设备与高层的系统利用公用介质交换信息 现场总线的协议在物理层和链 路层与模型有相同的含义 目前 一些公司 厂商所推出的现场总线产品 其基本要求大体与上述内容 类似 抢觀淚婭师讴论櫚阵蘚 抢觀淚婭师讴论櫚阵蘚塹 从前面对的分析介绍可以看出的性能覆盖了关于现场总线的推荐规范 而且应用更加灵活 贼組櫻 種愨单蝕渾潷骡 贼組櫻種愨单蝕渾潷骡雛 神经元芯片是一个很好的低成本的现场总线处理器 它处理现场互联的全部任务 还能处理现 场传感器 执行器的动作 以及简单的数字逻辑运算等现场任务 圓漣檸賡捣蕷舻燁錘泽 圓漣檸賡捣蕷舻燁錘 泽讴 以 制定的现场总线功能要求为例 与的性能做一比较 在物理层上的比较见表 在链路层上的比 较见表 在应用层上的比较见表 蟄彎擼鯁棖佇緡癟椠贊 蟄彎擼鯁棖佇緡癟椠贊瀅 是参考模型面向现场对