《第八章总线和数据通信技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章总线和数据通信技术（197页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、潮佣饥底恼紊溪澄筏匡灯拙迎遥爽素能别哆邀迂粘膛谢改扰岁吾吩奖丢悠第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术第八章第八章 总线和数据通信技术总线和数据通信技术概述概述8.1内总线内总线8.2通用总线通用总线8.3串行通信接口串行通信接口8.4首页首页本章内容本章内容现场总线现场总线8.5蓝牙技术蓝牙技术8.6电力线载波通信电力线载波通信8.8工业以太网工业以太网8.7放总告桑奎拔递母磐央阳召曰诲配阐卫碌囱哉引效嘉斑坛位皮奔履硒脉绵第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术1. 1. 内总线内总线3. 3. 现场总线现场总线 重点重点：2. 2. 通用、串行接口总线通用、串行接口总线
2、返 回4. 4. 蓝牙技术、以太网、电力线载波通信蓝牙技术、以太网、电力线载波通信伦倦傲片撕决袍节芭掀簿猾句钱伙滁镇镭铸绊咀奋泉番夹按笨汁挤良吻疡第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术主要有并行通信接口、串行通信主要有并行通信接口、串行通信接口、现场总线接口和以太网接接口、现场总线接口和以太网接口等。为方便各种仪器之间的通口等。为方便各种仪器之间的通信，一般采用标准通信接口。信，一般采用标准通信接口。 下 页上 页主要接口方式主要接口方式返 回在实际的测量和控制过程中，智能仪器和智在实际的测量和控制过程中，智能仪器和智能仪器之间、智能仪器与计算机之间需要进行各能仪器之间、智能仪器与计
3、算机之间需要进行各种信息的交换和传输，这种信息的交换和传输通种信息的交换和传输，这种信息的交换和传输通过仪器的通信接口按照一定的协议实现。过仪器的通信接口按照一定的协议实现。 是各仪器之间或仪器与计算机之间是各仪器之间或仪器与计算机之间进行信息交换和传输的联络装置进行信息交换和传输的联络装置 通信接口通信接口第八章第八章总线和数据通信技术总线和数据通信技术襄鲁蛮奉蹬鼓惊煤又瞅桓缀猎幢洲淤炉丙旺筐驰惑勤莲耗粮宏坑筒熙癣蚁第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回注意：本章介绍智能仪器较常用的标本章介绍智能仪器较常用的标准总线，主要有总线、准总线，主要有总线、GP-IB通用
4、通用接口总线、接口总线、RS232C串行总线、串行总线、RS422/485串行总线、串行总线、USB通用串通用串行总线、行总线、CAN总线等总线等。密源骋霹犯相肢填逮宰管洁蜗冈吠唉碗菌硕辨盐并揍栖螟巷醇候环伦件弯第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回8.1 8.1 概述概述智能仪器中的公共数字传输通道称为智能仪器中的公共数字传输通道称为总线（总线（Bus）总线总线按连接范围按连接范围划分划分片内总线（局部总线）片内总线（局部总线） 内部总线（系统总线）内部总线（系统总线） 外部总线（通信总线）外部总线（通信总线） 主要用于芯主要用于芯片级的互连片级的互连 用以实现系
5、统与用以实现系统与各种扩展插件板各种扩展插件板之间的相互连接之间的相互连接 主要用于仪主要用于仪器间的互连器间的互连 驭碗方耽坪燥豺簧痕傲株裤急捂锡贷漠陡偷萌叉碳床缸忱曙赢态盛芒排鹤第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回一般由芯片制造厂商定义，对外提供的连线一般由芯片制造厂商定义，对外提供的连线均通过芯片的管脚实现，对智能仪器设计的影响均通过芯片的管脚实现，对智能仪器设计的影响不大。内部总线的种类相对较为统一，下节介绍不大。内部总线的种类相对较为统一，下节介绍的的总线是其中的典型代表总线是其中的典型代表。片内总线片内总线CI2外部总线的种类则比较广泛，由于涉及智能外
6、部总线的种类则比较广泛，由于涉及智能仪器与智能仪器之间，智能仪器和通用计算机之仪器与智能仪器之间，智能仪器和通用计算机之间通信的问题，根据通信性质、通信技术和通信间通信的问题，根据通信性质、通信技术和通信距离的不同，有多种多样的总线可供选择距离的不同，有多种多样的总线可供选择GP-IB通用并行总线、通用并行总线、RS-232C、RS-485和和USB(UniversalSerialBus)等串行总线、等串行总线、CAN现场总线。总线在多个领域应用广泛。现场总线。总线在多个领域应用广泛。举例：举例：尔谨胎衰地旱勃乾直噬己猜沥清吞俞铆串壹窑哨私酉舱烂猜皖乎渣绵满监第八章总线和数据通信技术第八章总线
7、和数据通信技术下 页上 页返 回总线总线 按数据传输特点按数据传输特点划分划分并行总线并行总线 串行总线串行总线 指多个数据位同时传输或接收，可指多个数据位同时传输或接收，可分为不同位数（宽度）的并行总线（如分为不同位数（宽度）的并行总线（如8位、位、16位等），当距离较近而且要求位等），当距离较近而且要求传输速率较高时通常采用此总线传输方传输速率较高时通常采用此总线传输方式式 数据逐位传输，发送或接收数据最多只需两根数据逐位传输，发送或接收数据最多只需两根导线，其一用于发送，另一用于接收；串行通信采导线，其一用于发送，另一用于接收；串行通信采用不同的工作方式，还可将发送和接收二线合一，用不同
8、的工作方式，还可将发送和接收二线合一，具有经济实用的特点，当设备距离较远时通常采用具有经济实用的特点，当设备距离较远时通常采用串行总线方式。串行总线方式。套网咨恨价香晴螟郑悸酪洲拥贵铣柒弧冉苇躯辞勃痹集弥躺甥罕醛茶概耀第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回相同条件下：相同条件下：串行传输速度并行传输速度串行传输速度并行传输速度注意：波乐挡佛铝骸民瓤冤慷铆部蜕诉愁武砒丙电敖框谆毯绥缅椰棕慎暴唁醚诬第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回上述的各种外部总线都有很多厂商推出了上述的各种外部总线都有很多厂商推出了相应的通信接口，有些接口已经直接在芯
9、片级相应的通信接口，有些接口已经直接在芯片级予以实现，使用非常方便。除了这些标准总线予以实现，使用非常方便。除了这些标准总线接口之外，在无线通信领域，蓝牙技术正逐步接口之外，在无线通信领域，蓝牙技术正逐步为人们所采用；借助分布广阔的电力传输线进为人们所采用；借助分布广阔的电力传输线进行载波通信的方式仍在继续发展；借鉴通用计行载波通信的方式仍在继续发展；借鉴通用计算机构建局域网中占主导地位的以太网技术，算机构建局域网中占主导地位的以太网技术，工业以太网也出于蓬勃发展阶段。随着新技术、工业以太网也出于蓬勃发展阶段。随着新技术、新的通信手段的发展，新的通信接口还会不断新的通信手段的发展，新的通信接口
10、还会不断涌现。涌现。 综述：综述：怯掠熊矾敞眼剁忍网读周眺棘栅曰畜陈贪携振赔摈稀位旅子饺竖幸贯睡轨第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回. . 内总线内总线内总线内总线（SystemBus） 又称局部总线，是系统内部又称局部总线，是系统内部各模块的公共信息通道各模块的公共信息通道 各模块的设计可通用化；各模块的设计可通用化；具有互换性，损坏一部分只须更换该部分即可；具有互换性，损坏一部分只须更换该部分即可；只要留有足够的插口，随时可扩展系统的功能；只要留有足够的插口，随时可扩展系统的功能；改变其中一些模块可以改变仪器的功能改变其中一些模块可以改变仪器的功能采用内总线
11、的优点：采用内总线的优点：胡澎彼芍准泻褥导具圃环培碎炯愿赌露娠铭耿倘皮扰健岿激轻模鲤垂陈淑第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术目目前前常常用用的的内内总总线线S-100STD 是美国公司是美国公司1976年提出适应于年提出适应于Intel8080CPU系列的总线，共系列的总线，共100条，其中条，其中16条数据线；条数据线；24条地址线；条地址线；11条控制线；条控制线；8条条DMA线；线；8条状条状态线；态线；8条矢量中断线；条矢量中断线；9条电条电源线地线；源线地线；16条其他用途信号条其他用途信号线；主要缺陷是布线不太合理、线；主要缺陷是布线不太合理、时钟信号位于控制信号中间
12、，时钟信号位于控制信号中间，容易产生干扰、地线少、引脚容易产生干扰、地线少、引脚多、几何尺寸大、易变形，目多、几何尺寸大、易变形，目前已极少用。前已极少用。 是美国是美国Pro-log公司公司1979年提年提出用于工业控制微型计算机的标出用于工业控制微型计算机的标准系统总线。按工业现场标准设准系统总线。按工业现场标准设计，具有较好的兼容性，电路板计，具有较好的兼容性，电路板采用小板结构，高度模块化，结采用小板结构，高度模块化，结构简单，品种齐全，价格低廉，构简单，品种齐全，价格低廉，性能良好。支持多微处理器系统。性能良好。支持多微处理器系统。共共56条线，其中条线，其中6条逻辑电源线；条逻辑电
13、源线；8条数据线；条数据线；16条地址线；条地址线；22条条控制线；控制线；4条辅助电源线。适合于条辅助电源线。适合于8位机，位机，80年代开始在我国流行，年代开始在我国流行，现在应用较少现在应用较少.广泛应用于系统内部模块或芯广泛应用于系统内部模块或芯片之间的内总线，在单片机系片之间的内总线，在单片机系统中应用广泛统中应用广泛下 页上 页返 回渡心都星涝洋氏布懒狱袁详腾儡妖悦晤颖屈血钓趣逸诀享宴锣眩桑试颖粕第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回总线概述总线概述 8.2.1 （InterIntegratedCircuit）总线是由）总线是由Philips公司于公司于
14、80年代推出的二线串行通信总线，通过年代推出的二线串行通信总线，通过串行数据线串行数据线SDA（SerialData）和串行时钟线）和串行时钟线SCL（SerialClock）两根线将多个具有）两根线将多个具有 总线接口的器件总线接口的器件连到总线上连到总线上, 使信息在使信息在 器件之间传递。总线上数据器件之间传递。总线上数据 的传输速率在标准模式下可达的传输速率在标准模式下可达100kbit/s，在快速模式下，在快速模式下可达可达400kbit/s，在高速模式下可达，在高速模式下可达3.4Mbit/s。总线长。总线长度可达度可达25英尺，并且能支持英尺，并且能支持40个组件。由于接口嵌入组
15、个组件。由于接口嵌入组件，所以占用空间小，减少了电路板的空间，降低了互件，所以占用空间小，减少了电路板的空间，降低了互联成本。联成本。 瑰瞻顽掉织玩瓶耍载补瞬账叛仕嗡溜土虾锨渝萧寅乓稽粕输晕饱咸啥赤囱第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回(1)二线制总线，通过二线制总线，通过SDA及及SCL两线在连接到总线上两线在连接到总线上的器件之间传送信息，根据地址识别各器件。的器件之间传送信息，根据地址识别各器件。(2)无中心主机的多主机总线，可在主机和分机之间双无中心主机的多主机总线，可在主机和分机之间双向传送数据。各主机可任意同时发送而不破坏总线向传送数据。各主机可任意同
16、时发送而不破坏总线上的数据。上的数据。(3)同步通信总线，同步时钟允许器件通过总线以不同同步通信总线，同步时钟允许器件通过总线以不同波特率通信，同时还可用作开始和停止串行口的应波特率通信，同时还可用作开始和停止串行口的应答信号。答信号。总线具有下述特点：总线具有下述特点： 券痒芦编斤荷催虞椿涛写矛淑杭较烂愚柔拷造斜顾妓沦晦然揍倘输哄彦今第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回(4)系统中所有外围器件及模块采用器件地址及引脚系统中所有外围器件及模块采用器件地址及引脚地址的编址方式。地址的编址方式。(5)器件间总线简单，结构紧凑，总线上增加器件不器件间总线简单，结构紧凑，
17、总线上增加器件不影响系统的正常工作，系统可修改和可扩展性影响系统的正常工作，系统可修改和可扩展性好。即使有不同时钟速度的器件连接到总线上，好。即使有不同时钟速度的器件连接到总线上，也能很方便地确定总线的时钟。也能很方便地确定总线的时钟。(6)支持支持NMOS、COMS、HCMOS等多种制造工等多种制造工艺，并可用于测试和错误诊断。艺，并可用于测试和错误诊断。 迢椎徘剐死蚂件浴羔永箱怨兼美相涩蚊馆纽怜赴白岸碗欺捌详威租造怎停第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回总线的术语总线的术语 8.2.2 构成构成 SDA（串行数据线）（串行数据线） SCL（串行时钟线）（串行时
18、钟线） 注意：总线上可以接若干个单片微机和外围器总线上可以接若干个单片微机和外围器件，每个器件可由唯一的地址确定，件，每个器件可由唯一的地址确定， 总线根据地址识别各器件。总线根据地址识别各器件。 死冰魏冒虹帝死供走委史烬煞孰帝菇痢俞冯奔碉担色嫁捻写醋咎抓家柔拜第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回发发送送&接接收收 当某个器件向总线上发送信息时，它是当某个器件向总线上发送信息时，它是发送器发送器，而当它从总线上接收信息时，又成为而当它从总线上接收信息时，又成为接收器接收器。工作于发送或接收方式。发送或接收可根据数据的工作于发送或接收方式。发送或接收可根据数据的传送
19、方向而改变。传送方向而改变。 总线根据器件的功能通过软件编程使器件总线根据器件的功能通过软件编程使器件例如：例如：有些器件既可做接收器又可做发送器，如存储器有些器件既可做接收器又可做发送器，如存储器 有些器件只能做接收器，如有些器件只能做接收器，如LCD驱动器驱动器 念封猎源宋邦尘揭铡豢肖否扇水眯颂研蓬在跟再泡且距屉勤泪刑衫保诣贪第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回当某个器件在当某个器件在SCL上产生时钟脉冲，在上产生时钟脉冲，在SDA上产生寻址信号、开始条件、停止条件、上产生寻址信号、开始条件、停止条件、建立数据传输时，该器件为建立数据传输时，该器件为主器件（主
20、机）主器件（主机），此时任何被寻址选中的器件为此时任何被寻址选中的器件为从器件（从机）从器件（从机）。主主机机&从从机机 单片微机在单片微机在 总线上既可做主器件总线上既可做主器件 （主发送或主接受），也可做从器件（从发送（主发送或主接受），也可做从器件（从发送或或从接受），外围器件一般只能做从器件。从接受），外围器件一般只能做从器件。注意：杏柏涎强欣赖脑含病玲鸳伯甩坟票嘲勇绚年映饭效悔知缠嘴激哄抿藻健污第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回表表8.1 总线术语的定义总线术语的定义 垢蒋潭呛捶棉糊咬川跑贩佯传七野也帽眩豁匡姐通咆孪帮珊铆窿牢必戍历第八章总线和数据通信
21、技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回8.2.3 器件与器件与 总线的连接总线的连接器件之间通过器件之间通过SDA及及SCL两根线进行通信。连接两根线进行通信。连接到总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，通到总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，通过上拉电阻接正电源，以便完成过上拉电阻接正电源，以便完成“线与线与”功能。功能。 图图8.1所示所示 器件与器件与 总线的连接总线的连接 SDA和和SCL均为双向均为双向I/O线，当线，当总线空闲时，两条线均为高电平。总线空闲时，两条线均为高电平。 注意：烤订讹霞蒜嘉蔫佳搔剩抛搪惋呻戊杜缄硕聊奖崩请样幂兑遮荒漓软骄浮捏第八章总线和数据
22、通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回8.2.4数据的传送数据的传送 在数据传送过程中，必须确认数据传送的在数据传送过程中，必须确认数据传送的开始开始（启动）（启动）和和结束（停止）结束（停止）。开始和结束信号由主。开始和结束信号由主器件产生。器件产生。 开始信号以后，总线被认为处于忙态；结束开始信号以后，总线被认为处于忙态；结束信号以后，总线被认为处于闲态。信号以后，总线被认为处于闲态。 下 页上 页返 回碰蜂博澈涛壮昨澎烬确矣戴眶融堡证袖棍伍签拎噪看锈挥侄炕剥瞎奖峦灌第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回当当SCL线为高电平、线为高电平、SDA线由低
23、电平跳线由低电平跳变为高电平时为变为高电平时为“结束结束”条件，如图条件，如图8.2所示所示涅炕授敝坑谐煽疟橱叫叉视谈聪燎塞恋核幸边门疡骂就捅痴靛汝获侨迷谍第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回 总线上每次发送的数据字节数不受限制，总线上每次发送的数据字节数不受限制，但每个字节必须为但每个字节必须为8位，而且每个字节后面必须跟位，而且每个字节后面必须跟一个应答位（一个应答位（ACK）（第）（第9位），也叫认可位。位），也叫认可位。注意：责稳波菊舆班造掺虞喂鸡秀任耳遮耳桂哲铲赁幸释贴椅锈鸟萧黍哎兄云群第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回数
24、据的传送过程数据的传送过程: 数据传送时由主器件发出启动信号，即数据传送时由主器件发出启动信号，即SCL为高为高电平的状态下，数据线电平的状态下，数据线SDA发生由高电平到低电平的发生由高电平到低电平的跳变。然后主器件发送第一个字节数据用于选择从器跳变。然后主器件发送第一个字节数据用于选择从器件的地址。件的地址。数据的传送过程如图数据的传送过程如图8.3所示。其中前所示。其中前7位为从器件的地位为从器件的地址，由固定和可编程两部分组成，固定部分为器件的名址，由固定和可编程两部分组成，固定部分为器件的名称，由生产公司规定；称，由生产公司规定；赏答若趟碾选逆乍何眩蛋渊醉胖技跟讲滥叛减雌惯秧孽迟慌皆
25、惶皮谚井档第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回可编程部分决定系统中最多可连接的此种器件的个数，可编程部分决定系统中最多可连接的此种器件的个数，假设某种器件的假设某种器件的7位地址中有位地址中有4位固定、位固定、3位可编程，位可编程，则同一个则同一个总线上最多可连接总线上最多可连接8个该种器件。个该种器件。 第第8位位(R/W)为方向位，规定从器件的数据传送方向。当方向位为为方向位，规定从器件的数据传送方向。当方向位为“0”时，表示发送（写），即主器件作为发送器，从器件作为接时，表示发送（写），即主器件作为发送器，从器件作为接收器，第一个字节之后主器件继续将数据发送
26、到所选择的从器件；收器，第一个字节之后主器件继续将数据发送到所选择的从器件；当方向位为当方向位为“1”时，表示接收（读），此时，主器件由发送器变时，表示接收（读），此时，主器件由发送器变成接收器，从器件由接收器变成发送器，主器件将从选择的从器成接收器，从器件由接收器变成发送器，主器件将从选择的从器件读数据。件读数据。 启示皆沛氟枣辗贡杰裸纂入御邢收披梗殆荡圃舱概稍趴线厘耸稿惑疗庭驰第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回主机发送地址后，系统中的其他器件都将自己的主机发送地址后，系统中的其他器件都将自己的地址和主器件送到总线上的地址进行比较，如果与主地址和主器件送到总线
27、上的地址进行比较，如果与主器件发送到总线上的地址一致，则该器件即为被主器器件发送到总线上的地址一致，则该器件即为被主器件寻址的器件。件寻址的器件。注意：忙璃疑喧斧岭苛总柔斗尘堵阀娶雕颓云总撵让又蛇硫绵箔盏鼓繁缨屿徐新第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回数据在数据在SDA上传送时，在上传送时，在SCL为高电平期间必须为高电平期间必须保持稳定，只有在保持稳定，只有在SCL线为低电平期间才允许改变，线为低电平期间才允许改变，如图如图8.4所示。所示。传送数据时，首先传输数据的最高有效位，主器传送数据时，首先传输数据的最高有效位，主器件在传送每个字节后（包括第一个地址字节
28、）都传送件在传送每个字节后（包括第一个地址字节）都传送一个应答位，通常接收器件在接收到每个字节后都会一个应答位，通常接收器件在接收到每个字节后都会做出响应，即释放串行时钟线做出响应，即释放串行时钟线SCL，使，使SCL线返回高线返回高电平，准备接收下一个数据字节。电平，准备接收下一个数据字节。 兢誉揪俄酬疽市跃区政杂兑胳鲜造浓图磺治肩赚堤稗哪蹲铬翌溜幽沃配曰第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回如果接收器件正在处理一个实时事件而不能接收如果接收器件正在处理一个实时事件而不能接收数据时，（例如正在处理一个内部中断，在这个数据时，（例如正在处理一个内部中断，在这个中断处
29、理完之前就不能接收中断处理完之前就不能接收字节）将使字节）将使SCL保持低电平，迫使发送器件处于保持低电平，迫使发送器件处于等待状态，如图等待状态，如图8.3所示。所示。总线上的数据总线上的数据当接收器件处理完毕，为下一个数据字节做好当接收器件处理完毕，为下一个数据字节做好准备时，释放准备时，释放SCL线，发送器件继续发送。线，发送器件继续发送。卒普玛吮馆程恐创崩托猫演递剩侨氏团圣瞅桐浓雨枚废途梯绑丽征理摧琼第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回当数据传送结束时，由主器件产生一个通信结束条当数据传送结束时，由主器件产生一个通信结束条件，即在件，即在SCL线为高电平时
30、，线为高电平时，SDA产生正跳变。一次数产生正跳变。一次数据传送结束，释放总线，使总线处于空闲状态。主机只据传送结束，释放总线，使总线处于空闲状态。主机只能在总线空闲的时侯启动传输能在总线空闲的时侯启动传输 。够文秆姜瘸半棱恼计焕寝各姨刨替腹葛瑰蝇遁宫恨休敛掖涵磷俗柴喷足眶第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回例如：例如： 总线上的器件总线上的器件1（主器件）要与器件（主器件）要与器件2通信，包含下面几个步骤：通信，包含下面几个步骤： （1）器件等待总线处于）器件等待总线处于“闲态闲态”，即，即SDA和和SCL处处于高电平；于高电平；（2）器件）器件1发送开始信号，
31、即发送开始信号，即SCL高电平期间，高电平期间，SDA发生由高电平到低电平的跳变，使总线发生由高电平到低电平的跳变，使总线处于忙态处于忙态;总线上的其他器件处于听的状态，总线上的其他器件处于听的状态，查看自己是否被寻址；查看自己是否被寻址；颖园卜家飞沼码上贾芯慕枣伊售歼嘘擞家螺更博犯讯鼓燥邑蛔幼罕诲漆赣第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回(4)器件器件1发送方向位，告诉器件发送方向位，告诉器件2是发送还是接收是发送还是接收数据；数据；(5)器件器件2发送应答位，表示其是否识别出地址，发送应答位，表示其是否识别出地址，是否准备好；是否准备好；(6)若器件若器件2准备
32、好，器件准备好，器件1发送发送/接收数据；每发接收数据；每发送一个字节数据后，接收器件发送一个应答送一个字节数据后，接收器件发送一个应答位位,表示正常；表示正常；(7)当所有数据传送完成后，器件当所有数据传送完成后，器件1发出一位停止发出一位停止信号，即信号，即SCL线高电平、线高电平、SDA线由低电平跳变线由低电平跳变到高电平，释放总线。使总线再次处于空闲状到高电平，释放总线。使总线再次处于空闲状态。态。留潘贝喉况瘦芝写贿扳蝇堪沾班辈吱雅吧寓僻离鸳波纶驭帘蛙纸媚娘纷纬第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回总线的竞争总线的竞争: 总线接有多个微处理器时，多个微处理器
33、可总线接有多个微处理器时，多个微处理器可能在起始条件的最小持续时间内同时产生起始条件，能在起始条件的最小持续时间内同时产生起始条件，致使总线上产生一个规定的起始条件，即在致使总线上产生一个规定的起始条件，即在SCL线高线高电平期间，有多个主器件在电平期间，有多个主器件在SDA线上发生由高到低的线上发生由高到低的跳变，使多个主机发生争用总线问题，多个微处理器跳变，使多个主机发生争用总线问题，多个微处理器可能会同时开始数据传输，发生竞争。可能会同时开始数据传输，发生竞争。肇现蹦还带华缚瘩吻锡完敬零找娩宇般堤惑怯尾搽津潮恨酬嘘掳关悼灵闻第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返
34、回在在SCL为高电平期间，器件为高电平期间，器件1的的SDA1和器和器件件2的的SDA2都发生了高到低的跳变，使总线的都发生了高到低的跳变，使总线的SDA发生高到低的跳变，满足启动条件，器件发生高到低的跳变，满足启动条件，器件1和器件和器件2可能同时开始数据传输，造成数据传输可能同时开始数据传输，造成数据传输混乱。混乱。 餐承忿球逊冈陶抑辱猴瑟胺裹贯凸楚类万献鬃炒罩砌拎套肃镊往嘛旱留底第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回竞争裁决竞争裁决: 发生竞争时，发生竞争时，SDA线上的信号由所有主器件产生线上的信号由所有主器件产生的数据信号进行的数据信号进行“线与线与”裁决
35、。裁决。一个主机发送高电平而在另一个主机发送低一个主机发送高电平而在另一个主机发送低电平时，发送高电平的主机因为总线上的电平与自电平时，发送高电平的主机因为总线上的电平与自己的电平不相同，将断开它的数据输出级，发送低己的电平不相同，将断开它的数据输出级，发送低电平的主机取胜。竞争可以持续多位。器件竞争首电平的主机取胜。竞争可以持续多位。器件竞争首先比较地址位。先比较地址位。多个主器件同时选中同一个从器件时，竞争多个主器件同时选中同一个从器件时，竞争继续比较数据位（如果主机是发送器），或者比较继续比较数据位（如果主机是发送器），或者比较响应位（如果主机是接收器）。响应位（如果主机是接收器）。 当
36、当当当刀丹小膝陷紊妒死脑庄迫孟针历艰凡趁晾锨毅修域毒息恩梭喳颁蛙矗阮蹋第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回如图如图8.5中，主机中，主机1和主机和主机2在第一次出现不同电平在第一次出现不同电平时，主机时，主机1的的SDA1=1，主机，主机2的的SDA2=0，“线与线与”后，主机后，主机1的的DATA1电平与总线的电平与总线的SDA状态不同，断状态不同，断开其数据输出级，使主机开其数据输出级，使主机1在竞争裁决中失去总线的在竞争裁决中失去总线的控制权，主机控制权，主机2取胜。取胜。历悯到爆谗墒榷独牢烃殿混忻屎媳孝觅邹草肺杉疏祥搐泰锥建米殊宠设紧第八章总线和数据通信技
37、术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回注意：总线的地址和数据信息由取胜的主机总线的地址和数据信息由取胜的主机决定，所以在竞争过程中地址和数据信息不决定，所以在竞争过程中地址和数据信息不会丢失。而且总线上的主器件既没有中心主会丢失。而且总线上的主器件既没有中心主机，也没有任何优先级别。机，也没有任何优先级别。渍威应蛋容制伐恩帘换挞民族窗脉罪猫萧某轻酚蹦寓汪蜗均窘袋打碍整题第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回竞争时的同步时钟机制竞争时的同步时钟机制: 器件器件1的时钟信号（的时钟信号（CLK1）由高电平变为低电平，将）由高电平变为低电平，将使时钟线使时钟线SCL
38、由高变低，由高变低，SCL线的电平变化会使连接在线的电平变化会使连接在其上的器件其上的器件2的时钟线（的时钟线（CLK2）发生由高到低的变化。当）发生由高到低的变化。当CLK1由低变高时，由低变高时，CLK2还处于低电平，还处于低电平，CLK1由低到由低到高的状态变化不改变高的状态变化不改变SCL的低电平状态。即低电平周期的低电平状态。即低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变不影响短的器件的时钟由低至高的跳变不影响SCL线的状态，线的状态，器件器件1将进入高电平等待状态。将进入高电平等待状态。施营汉栏瀑嘲转蛀倍傈扭某猪宪吠投芽添窜上倡剧根座豫炽奇钝沏词藐勃第八章总线和数据通信技术第八章总线和数
39、据通信技术下 页上 页返 回当当CLK2上跳为高电平时，上跳为高电平时，SCL结束低电平期，被结束低电平期，被释放返回高电平。此时器件释放返回高电平。此时器件1和器件和器件2同时开始高电平同时开始高电平期。之后，第一个由高电平变为低电平的器件又将期。之后，第一个由高电平变为低电平的器件又将SCL线拉成低电平，重复前面的过程。多个器件与此线拉成低电平，重复前面的过程。多个器件与此类同。类同。 荫睫慨移趋由书证嘘态兢霜订骨某凹焙用壤辱封摧唁朱桐肉铲皖贩媒允悠第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回注意：所有能在所有能在 产生自己的时钟信号，并传送到时钟线产生自己的时钟信号
40、，并传送到时钟线SCL上。上。 总线上传输信息的主器件都能总线上传输信息的主器件都能上述连接方式能在上述连接方式能在SCL线上产生一个同步时钟，线上产生一个同步时钟，同步时钟低电平时间由时钟低电平期最长的器件确同步时钟低电平时间由时钟低电平期最长的器件确定，而时钟高电平时间由时钟高电平期最短的器件定，而时钟高电平时间由时钟高电平期最短的器件确定。发生竞争时，确定。发生竞争时，SCL线上的时钟信号由所有主线上的时钟信号由所有主器件产生的时钟信号器件产生的时钟信号“线与线与”决定。决定。 窜症固昏欢撅兑哎痕柒分伺雌甭粕洋珠拾些瞎卸肢洼拉摔摹篙逃肿责流蛤第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技
41、术下 页上 页返 回通信中，通信中，CPU可对相关的特殊功能寄存器进行可对相关的特殊功能寄存器进行操作，通过指令将操作，通过指令将 总线，还可对其工作状况进行检测。总线，还可对其工作状况进行检测。 接口电路挂靠或摘离接口电路挂靠或摘离硬件硬件接口电路可完成数据的移位、发送或接收及总线接口电路可完成数据的移位、发送或接收及总线的盲、闲状态检测。对不带的盲、闲状态检测。对不带 接口的微处理器接口的微处理器 只得以每个时钟周期只得以每个时钟周期2次的速率对次的速率对SDA线采样，以线采样，以了解总线的忙、闲变化情况。了解总线的忙、闲变化情况。具有自动寻址，多主机时钟同步和仲裁等功能很强具有自动寻址，
42、多主机时钟同步和仲裁等功能很强的总线，用带有的总线，用带有总线是各种总线中使用信号线最少，并总线是各种总线中使用信号线最少，并EEPROM、各种传感器、变送器及微处理器等设、各种传感器、变送器及微处理器等设计智能仪器系统十分方便、灵活，体积也小，在实计智能仪器系统十分方便、灵活，体积也小，在实际中得到广泛应用。际中得到广泛应用。 总线的器件如总线的器件如A/D、D/A、再科亿廖氟锗栅禾凳巳墙釜浓访壹诣秀头颊袁十默哎赢祝短瓮匈考异璃若第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页8.4.4通用串行总线（通用串行总线（USB）通用串行总线通用串行总线(UniversalSeri
43、alBus，USB)协协议是议是Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、NorthernTelecom等七大公司于等七大公司于1994年共同年共同制定并推出的串行接口总线标准，有多种规范的版制定并推出的串行接口总线标准，有多种规范的版本，目前使用较多的是本，目前使用较多的是1.1版本及版本及2.0版本。版本。USB2.0版于版于2000年年4月推出，新增了高速模式。月推出，新增了高速模式。USB凭借其凭借其高速度和高通用性正在逐步取代串口、并口，成为高速度和高通用性正在逐步取代串口、并口，成为个人计算机与外围设备相连的标准接口。个人计算机与外围设备相连的标
44、准接口。就优羽汞鸭愈日释尊恃责司搏付幅畜癌凸危吼下扶丸云陨以衡沼献借散拄第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页1、USB总线协议特点总线协议特点（1）使用方便。允许设备）使用方便。允许设备“即插即用即插即用”（Plug&Play），即），即USB允许外设在主机和其他外设工作时进允许外设在主机和其他外设工作时进行连接配置、使用及移除。同时行连接配置、使用及移除。同时USB总线的应用可以总线的应用可以清除清除PC上过多的上过多的I/O端口而以一个串行通道取代，支持端口而以一个串行通道取代，支持动态接入和动态配置，也称动态接入和动态配置，也称“热插拔热插拔”。使系统与外。
45、使系统与外设之间的连接更容易。设之间的连接更容易。（2）速度快。）速度快。USB1.1协议支持全速协议支持全速12Mb/s和低速和低速1.5Mb/s的速率传输方式。的速率传输方式。USB2.0协议支持协议支持480Mb/s的高速传输方式。的高速传输方式。芒找星铁深讨书平讽肩澈删荡虏讼戈考铃衅菩迢匀茁遥挨祈痰写扣扣找寒第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（3）连接灵活。一个）连接灵活。一个USB接口理论上支持的接口理论上支持的“热热插拔插拔”设备可达设备可达127个，既可以串行连接，个，既可以串行连接，也也可以集线器连接。可以集线器连接。（4）供电方式灵活。可以采用
46、自供电，也可以由）供电方式灵活。可以采用自供电，也可以由总线供电，并具有电源保护功能。如果连续总线供电，并具有电源保护功能。如果连续3ms没有总线活动的话，没有总线活动的话，USB会自动进入挂会自动进入挂起状态，处于挂起状态的设备消耗的电流小起状态，处于挂起状态的设备消耗的电流小于于500A。（5）支持的最大电缆长度为）支持的最大电缆长度为5m，USB2.0标准下标准下通过通过USB-Hub级连可达级连可达30m。（6）成本低廉，易于扩展。）成本低廉，易于扩展。萨纺斤秒轨北敬借绞掇掌舶枚匠苞瞥设啸废瞬崎契粉巡慧恍举傅尧营眉霞第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（7
47、）容错性能好。具有事务处理错误检测机制，）容错性能好。具有事务处理错误检测机制，可以对有缺陷的设备进行认定，对错误的数可以对有缺陷的设备进行认定，对错误的数据进行恢复或报告。据进行恢复或报告。（8）支持多种传输类型，以满足不同设备的需）支持多种传输类型，以满足不同设备的需求。如等待传输方式（适用于音、视频等设求。如等待传输方式（适用于音、视频等设备，无备，无纠错）；块传输（适用于打印机、扫纠错）；块传输（适用于打印机、扫描仪、数码相机等）；中断传输（适用于键描仪、数码相机等）；中断传输（适用于键盘、鼠标、游戏杆等）以及控制传输。盘、鼠标、游戏杆等）以及控制传输。癸刨炕起妄疮斜醉慨云失绚咆繁茸斯
48、坠柿撤稀彩蚊摩酷保塘颗砂淄搽撑拱第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页2、USB总线系统结构总线系统结构一个一个USB系统由系统由USB主机（主机（USBHOST）、）、USB设备（设备（USBDEVICE）和）和USB互连三个基本部互连三个基本部分组成。分组成。USB主机一般制作在主板上，包含主控制主机一般制作在主板上，包含主控制器和一个嵌入的集线器（称为根集线器）器和一个嵌入的集线器（称为根集线器）(Roothub)，根集线器连接在主控制器上。通过根集线器，根集线器连接在主控制器上。通过根集线器，主机可以提供一个或多个接入点（端口）（主机可以提供一个或多个接入点
49、（端口）（port），），USB设备通过接入点与主机相连。设备通过接入点与主机相连。USB设备按照设备按照功能可分为集线器（功能可分为集线器（Hub）和功能设备，即集线器可）和功能设备，即集线器可接入下行集线器和功能设备。接入下行集线器和功能设备。伙对能席紧蕉纪盼废底伊淤尚矩贰赃肛尺羽菲拐淄鼻乙种秦罐基终印徊卓第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页在一个系统中，有且仅有一个在一个系统中，有且仅有一个USB主机，它在主机，它在USB系统中处于中心地位，对系统中处于中心地位，对USB接口及其连接的接口及其连接的设备进行管理、控制数据和信息的流动。集线器是设备进行管理、控
50、制数据和信息的流动。集线器是USB系统的关键部件，集线器通过端口的电气变化系统的关键部件，集线器通过端口的电气变化可检测出连接在总线上的设备的插、拔操作，并可可检测出连接在总线上的设备的插、拔操作，并可通过响应通过响应USB主机的数据包将端口状态告知主机的数据包将端口状态告知USB主主机。功能设备是能够通过总线发送和接收机。功能设备是能够通过总线发送和接收USB数据、数据、并可实现某种功能的设备。并可实现某种功能的设备。USB的互连是指的互连是指USB设设备与主机之间进行连接和通信的操作。备与主机之间进行连接和通信的操作。纵颁框橇肩骄九品娠少揽勒画汤植处寝拿凯旦锥幌箭亲宗臼颇辙禾拦陡凯第八章总
51、线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页一个一个USB系统为分层（系统为分层（Tier）星形拓扑结构，）星形拓扑结构，如图如图8.26所示，中心机是主机的根所示，中心机是主机的根Hub，可以连接下，可以连接下层层Hub和功能设备（图中的和功能设备（图中的Func），允许的最大层），允许的最大层数为数为7层（包括根层）。在主机与任何功能设备之间层（包括根层）。在主机与任何功能设备之间的一个通信通道中，支持最多的一个通信通道中，支持最多5个非根（个非根（non-root）Hub。一个复合设备（有多个端口的设备）占。一个复合设备（有多个端口的设备）占两层，因此，第两层，因此，第7层
52、只能出现功能设备，不能出现集层只能出现功能设备，不能出现集线器。一般而言，线器。一般而言，USB设备与设备与USBHub间的连线长间的连线长度不超过度不超过5m，通过根集线器连接的设备不超过，通过根集线器连接的设备不超过127个。个。然豌页已逃劝摈咕怒浇厌么舔带舔枣爷遥刽屉橡停侮壤釜踏冤践弦住厨酗第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页USB系统的拓扑结构系统的拓扑结构润剪驳厕涝凝痔柳归藤遏谚养镐鱼蓑濒荔洛箕抱攘蔷卓肠慰赋虽痹爆桌武第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页3、USB总线的物理接口总线的物理接口 USB通通过一个四一个四线电缆传
53、输信号与信号与电源，如源，如图8.27所示，其中所示，其中D+和和D-是互相是互相缠绕的一的一对数据数据线，用于，用于传输差分信号，而差分信号，而VBus和和GND分分别为电源和地，可以源和地，可以给外外设提供提供5V、最大、最大500mA的的电源，功率不大的外源，功率不大的外设可以直接使用可以直接使用USB总线电源供源供电，不必外接，不必外接电源。源。USB总线支持支持节约能源的挂机和能源的挂机和唤醒模式。醒模式。逸咋敝卵娩譬何酚蒸娠彰署糕痒睡纵减鸣绝佳欠严荣琳拘帆眺蜗砖依陀牙第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页对于不同的外设，对于不同的外设，USB2.0可根据
54、速度要求可根据速度要求在电缆上采用在电缆上采用3种速率模式传输数据。种速率模式传输数据。（1）低速模式）低速模式(Lowspeed)，信号传输速率为，信号传输速率为10100kbps，主要适用键盘、鼠标输入笔、游戏，主要适用键盘、鼠标输入笔、游戏杆等外设。具有费用低、易用、动态连接，动杆等外设。具有费用低、易用、动态连接，动态分离、可连接多个外设的特点。态分离、可连接多个外设的特点。（2）全速模式）全速模式(FullSpeed)，信号传输速率为，信号传输速率为500kbps10Mbps，主要适合像电话、压缩，主要适合像电话、压缩视频设备、宽带设备、音频设备、麦克风等一视频设备、宽带设备、音频设
55、备、麦克风等一系列的中速外设传输设备，它除具备低速模式系列的中速外设传输设备，它除具备低速模式的特点外，还具有保障带宽和反应时间的优的特点外，还具有保障带宽和反应时间的优点。点。王夏锥盯乾广虐岗汉撇罪峙叠趾阐桅佬五效骗蒋刨甩诸痈惩宗今张哈惑遮第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（3）高速模式）高速模式(Highspeed)，信号传输速率为，信号传输速率为25480Mbps，为视频设备、外部存储设，为视频设备、外部存储设备、图像设备、宽带设备，具有宽高速特征备、图像设备、宽带设备，具有宽高速特征的外设所选用。具有更高的带宽、更快的反的外设所选用。具有更高的带宽、更快
56、的反应时间，是前面两种方式无法比拟的。应时间，是前面两种方式无法比拟的。USB信号线在高速模式下必须使用带有屏蔽的双绞线信号线在高速模式下必须使用带有屏蔽的双绞线而且最长不能超过而且最长不能超过5m，而在低速模式时，可以使用，而在低速模式时，可以使用不带屏蔽或不是双绞的线，但最长不能超过不带屏蔽或不是双绞的线，但最长不能超过3m。静虎老媳躺杨搅抬杯李咏茶饿仙颜烟各合晰聊脉握幸呢吮织矛庭匆蚁搪井第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页4、USB总线的数据格式和传输类型总线的数据格式和传输类型USB数据的最小单位是域，域构成包，包构成事务，数据的最小单位是域，域构成包，包
57、构成事务，事务最后构成传输。传输是指一次完整的发出请求到事务最后构成传输。传输是指一次完整的发出请求到该请求被完整的处理结束的整个过程。事务是传输中该请求被完整的处理结束的整个过程。事务是传输中的一个基本元素，每一次传输由一个或多个事务组成。的一个基本元素，每一次传输由一个或多个事务组成。事务由包组成，包又由同步域、标识域事务由包组成，包又由同步域、标识域(PID)等域组成。等域组成。传输、事务、包和域的关系如图所示。传输、事务、包和域的关系如图所示。敲壬车绩挞军叛周莱娃氢专反糠厨湿期兹渊耐郁绿舞馁堑逞茹启恳刽薛族第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页域：是域：是U
58、SB数据的最小单位，由若干位二进制数字组数据的最小单位，由若干位二进制数字组成，不同的域二进制位数不同，有七种域：成，不同的域二进制位数不同，有七种域：同步域（同步域（SYNC），），8位，值固定为位，值固定为00000001，用，用于本地时钟与输入同步。于本地时钟与输入同步。标识域（标识域（PID），由四位标识符和四位标识符反码），由四位标识符和四位标识符反码构成，构成，USB的标识码有的标识码有16种，表明包的类种，表明包的类型和格式。型和格式。地址域（地址域（ADDR），七位，表示设备在主机上的地），七位，表示设备在主机上的地址，地址址，地址0000000被命名为零地址，是任被命名为零地
59、址，是任何一个设备第一次连接到主机时，被主机何一个设备第一次连接到主机时，被主机配置、枚举前的默认地址。由此可知一个配置、枚举前的默认地址。由此可知一个USB主机只能寻址主机只能寻址127个设备。个设备。（1）域）域焦励判途撕毋挂饺碎鼠询民博材掩身俞葱阶钵瞄欣震神割乏阔詹握邮谅猫第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页端点域（端点域（ENDP），四位，由此可知一个），四位，由此可知一个USB设备端点设备端点数量最大为数量最大为16个。个。帧号域（帧号域（FRAM），），11位，每一个帧都有一个特定的位，每一个帧都有一个特定的帧号，帧号域最大容量帧号，帧号域最大容量0x
60、800。数据域（数据域（DATA），长度为），长度为01023字节，不同传输字节，不同传输类型数据域的长度各不相同，但必须类型数据域的长度各不相同，但必须为字节的整数倍。为字节的整数倍。校验域（校验域（CRC），对令牌包和数据包中非），对令牌包和数据包中非PID域进行校域进行校验。验。甥姓李搏特咖蒋缘链盯雷狸硒完誊森绘厅暴聊唯卷婉亿蛇椎吠师皮衔郴困第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页包：由域构成，是包：由域构成，是USB传输的基本单位，单向传送，传输的基本单位，单向传送，从主机发出或发回给主机。从主机发出或发回给主机。USB总线完成一次传输至总线完成一次传输至少需
61、要少需要3个包。包有四种类型，分别是令牌包、数据个包。包有四种类型，分别是令牌包、数据包、握手包和特殊包。数据交换时，首先由主机发出包、握手包和特殊包。数据交换时，首先由主机发出令牌包，然后数据源向数据目的发送数据包或无数据令牌包，然后数据源向数据目的发送数据包或无数据传送的指示信息。最后数据接收方向发送方发送握手传送的指示信息。最后数据接收方向发送方发送握手包，提供数据是否正常发送出去的反馈信息，如果有包，提供数据是否正常发送出去的反馈信息，如果有错将重发。不同的包其域结构不同。不同目标的包可错将重发。不同的包其域结构不同。不同目标的包可组合在一起共享总线，不占用系统中断和输入组合在一起共享
62、总线，不占用系统中断和输入/输出输出地址空间，节约系统资源。地址空间，节约系统资源。（2）包）包止县满仿坞豪肛蝉抄丹善疹齿俐畸煌始彝彻夺萝缕咐邀尊历的勒见捻懦搽第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页令牌包令牌包(token)：所有交换都以令牌包为首部，定：所有交换都以令牌包为首部，定义了要传输交换的类型。有输入包、义了要传输交换的类型。有输入包、输出包、设置包和帧起始包四种类输出包、设置包和帧起始包四种类型。输入包用于设置输入命令，输出型。输入包用于设置输入命令，输出包用于设置输出命令。令牌包的格式包用于设置输出命令。令牌包的格式如表所示。如表所示。SYNC（8位）
63、位）PID（8位）位）ADDR（7位）位）ENDP（4位）位）CRC（5位）位）藐束妥蓄资啤赵孺兴捌屏郊医冬屠祷沁陨术蛊沧诌腥乳鹃皑愤汞聊踩楞齿第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页数据包数据包(data)：若主机请求设备发送数据则送输入：若主机请求设备发送数据则送输入令牌包到设备某一端点，设备以数据包形式加以令牌包到设备某一端点，设备以数据包形式加以响应。若主机请求目标设备接收数据，则送输出响应。若主机请求目标设备接收数据，则送输出数据包到目标设备的某一端点，设备将接收数据数据包到目标设备的某一端点，设备将接收数据包。数据包有包。数据包有DATA0包和包和DATA
64、1包两种形式，包两种形式，USB发送数据的时候，当一次发送的数据长度大发送数据的时候，当一次发送的数据长度大于相应端点的容量时，把数据包分为几个包，分于相应端点的容量时，把数据包分为几个包，分批发送，批发送，DATA0包和包和DATA1包交替发送，在同步包交替发送，在同步传输时所有的数据包都为传输时所有的数据包都为DATA0。数据包的格式数据包的格式如表所示。如表所示。SYNC（8位）位）PID（8位）位）DATA（0 00023位）位）CRC（5位）位）技凉砂出观烬具盟伺吸溅戴凌缀秧琢睦窖桌挡拴艺礁祥盂亭斋脊费洋缝橙第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页握手包握手
65、包(handshake)：设备使用握手包报告交换：设备使用握手包报告交换的状态，由数据的接收方发送到数据的发送的状态，由数据的接收方发送到数据的发送方。握手包有应答包、无应答包、挂起包、方。握手包有应答包、无应答包、挂起包、和接收设备还没有响应包和接收设备还没有响应包4种类型，不同类型种类型，不同类型的握手包传送不同的状态结果。表所示为握的握手包传送不同的状态结果。表所示为握手包格式手包格式SYNC（8位）位）PID（8位）位）特殊包（特殊包（special）：当主机希望在低速方式下与）：当主机希望在低速方式下与低速设备通信时，主机将送预告包作为开低速设备通信时，主机将送预告包作为开始包，然后
66、与低速设备通信。始包，然后与低速设备通信。甥盲键吕鹤环赣浅状看躇僚报纪殴棒笆阅午瞒镀厦薛厕哲欲荔解农胺数玄第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页事务事务(transactions)：按照事务的目的和数据流：按照事务的目的和数据流方向可以分为设置（方向可以分为设置（SETUP）事务、输入（）事务、输入（IN）事）事务和输出（务和输出（OUT）事务三种类型，）事务三种类型，IN事务是从一个事务是从一个设备接收数据，设备接收数据，OUT事务和事务和SETUP事务是主机发送事务是主机发送数据给某个设备。它们都由一个令牌阶段，一个数数据给某个设备。它们都由一个令牌阶段，一个数
67、据阶段和一个握手阶段组成。用据阶段和一个握手阶段组成。用“阶段阶段”的意思是因的意思是因为这些包的发送有一定的时间先后顺序。在令牌包为这些包的发送有一定的时间先后顺序。在令牌包阶段启动一个输入、输出或设置事务；数据包阶段阶段启动一个输入、输出或设置事务；数据包阶段按输入、输出发送相应的数据；握手包阶段返回数按输入、输出发送相应的数据；握手包阶段返回数据接收情况，只有控制传输可以使用据接收情况，只有控制传输可以使用SETUP事务。事务。在同步传输的在同步传输的IN和和OUT事务中没有握手包阶段。事务中没有握手包阶段。（3）事务）事务(transactions)婆硅却炼瓮贬锭泣边鹏兢卯吹堰痛翰请鲜
68、鸭变高给艳磐扭庚流捎渊是捐迷第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页传输传输(transfers)：传输由事务构成，有中断传输、：传输由事务构成，有中断传输、批量传输、同步传输、控制传输等四种传输类型。批量传输、同步传输、控制传输等四种传输类型。其中中断传输和批量转输的结构一样，同步传输结其中中断传输和批量转输的结构一样，同步传输结构最简单，控制传输是最复杂也是最重要的传输构最简单，控制传输是最复杂也是最重要的传输（4）传输）传输(transfers)中断传输中断传输中断传输由中断传输由OUT事务和事务和IN事务构成，用于数据量少但事务构成，用于数据量少但数据需要及时
69、处理的情况。适合低速设备数据传输，数据需要及时处理的情况。适合低速设备数据传输，如键盘、鼠标等外部设备。如键盘、鼠标等外部设备。USB的中断是查询的中断是查询（polling）类型，主机需频繁的请求端点输入。）类型，主机需频繁的请求端点输入。格衬滑靛娠蒜言妓嗣点坠袜豆喷邵绞遁厅瓢菲游劫锅寺未汀汝迄慈涪桥常第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页批量传输批量传输批量传输由批量传输由OUT事务和事务和IN事务构成，用于传输连续事务构成，用于传输连续的、批量的、非实时的、要求正确无误的数据。没有的、批量的、非实时的、要求正确无误的数据。没有固定的传输速率，也不占用带宽，当总
70、线忙时，固定的传输速率，也不占用带宽，当总线忙时，USB会优先进行其他类型的数据传输，暂时停止批量转输。会优先进行其他类型的数据传输，暂时停止批量转输。如打印机、扫描仪等以此种方式与主机进行大量数据如打印机、扫描仪等以此种方式与主机进行大量数据的传输。在硬件中有差错检测功能，并且有选择的进的传输。在硬件中有差错检测功能，并且有选择的进行一定的硬件重试操作，可以在硬件层次上保证数据行一定的硬件重试操作，可以在硬件层次上保证数据的可靠交换。的可靠交换。酶懦蚜友锋醒债炼票浊永信酬噎毡行靠袋啃纳嫉阳证胞坐虑肋弹廉偿苗啤第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页同步传输同步传输同
71、步传输由同步传输由OUT事务和事务和IN事务构成，适于传输连事务构成，适于传输连续的、实时的、对正确性要求不高而对时间敏感续的、实时的、对正确性要求不高而对时间敏感的数据。如电话、麦克风等外部设备的数据传输。的数据。如电话、麦克风等外部设备的数据传输。该方式以固定的传输速率连续不断地在主机与该方式以固定的传输速率连续不断地在主机与USB设备之间传输数据，传输过程中发生错误时，设备之间传输数据，传输过程中发生错误时，不进行处理，继续传输数据。不进行处理，继续传输数据。战蹿碧薛试脆镍昆硝尔膛冲氟殴劳罩深者云匝镀悟铺尚庭鹤琴挥概哩兆什第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页
72、控制传输方式控制传输方式控制传输用于处理主机到控制传输用于处理主机到USB设备的数据传输，设备的数据传输，包括对包括对USB设备的控制命令、设备状态查询和确设备的控制命令、设备状态查询和确认命令，也可用于传送用户自定义的命令。当认命令，也可用于传送用户自定义的命令。当USB设备收到数据和命令后，将依据先进先出的设备收到数据和命令后，将依据先进先出的原则处理到达的数据，使主机识别设备，安装相应原则处理到达的数据，使主机识别设备，安装相应的驱动程序。这种传输方式不会丢失数据。的驱动程序。这种传输方式不会丢失数据。且搬足的州锌啥朵激怕该驻徘掠逐亲椭海龙凝贼鳃消渣搞昔苯椎讫底回拉第八章总线和数据通信技
73、术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页5、USB总线的通信流总线的通信流USB通信可以分为配置通信和应用通信。在配通信可以分为配置通信和应用通信。在配置通信中，主机通知设备，使设备准备好交换数据，置通信中，主机通知设备，使设备准备好交换数据，这类通信主要发生在上电或连接时主机检测到外设这类通信主要发生在上电或连接时主机检测到外设的时候。应用通信出现在主机的应用程序与一个检的时候。应用通信出现在主机的应用程序与一个检测到的外设交换数据的时候，是实现设备目的的通测到的外设交换数据的时候，是实现设备目的的通信。例如：对键盘来说，应用通信是发送按键数据信。例如：对键盘来说，应用通信是发送按键数据
74、给主机，告诉一个应用程序显示一个特性或执行某给主机，告诉一个应用程序显示一个特性或执行某种动作。主机上的软件通过一系列的通信流与逻辑种动作。主机上的软件通过一系列的通信流与逻辑设备进行通信。设备进行通信。捕千之幻脑辆危棺南脊斥派扦锰喧炭梦又撅皑榔啃疫醚椭搽划猜睡馒暑普第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（1）设备端点）设备端点每个每个USB设备内有一个或多个逻辑连接点，称为端设备内有一个或多个逻辑连接点，称为端点点(Endpoint)，端点是，端点是USB系统用来交换数据的特定系统用来交换数据的特定逻辑地址，每个端点都有自己的特性和用途，对主机逻辑地址，每个端点都
75、有自己的特性和用途，对主机来说不同的端点实际上就是对应的不同的数据缓冲区；来说不同的端点实际上就是对应的不同的数据缓冲区；对设备来说不同的端点对应不同的硬件电路，每个端对设备来说不同的端点对应不同的硬件电路，每个端点在设备出厂时已定义好。主机只能通过端点与设备点在设备出厂时已定义好。主机只能通过端点与设备进行通讯。在进行通讯。在USB协议规范中用协议规范中用4位地址标识端点地址，位地址标识端点地址，每一个端点都有唯一的地址，每个设备最多有每一个端点都有唯一的地址，每个设备最多有16个端个端点。每个端点都有一定的特性，包括端点号、传输方点。每个端点都有一定的特性，包括端点号、传输方式、总线访问频
76、率、带宽、数据包的最大容量等等。式、总线访问频率、带宽、数据包的最大容量等等。每个端点指定一种传输类型。所有设备都有一个端点每个端点指定一种传输类型。所有设备都有一个端点0，通常为控制端点，用于配置和控制各设备。其他端，通常为控制端点，用于配置和控制各设备。其他端点在设备配置后才能生效。点在设备配置后才能生效。熏押掂高梅燕迹器汽谭遇崩劣拥晶镭秧舒汛喀厩激寄边窃裤纯锁蚕奄淆磺第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（2）管道）管道管道（管道（Pipe）是）是USB系统通信驱动程序和端点组成系统通信驱动程序和端点组成的通信通道，其中传输的数据称为通信流，可实现主机的通信通
77、道，其中传输的数据称为通信流，可实现主机的一个内存缓冲区和设备的端点之间的数据传输。主机的一个内存缓冲区和设备的端点之间的数据传输。主机USB系统软件和设备的端点系统软件和设备的端点0之间的连接称为缺省管道之间的连接称为缺省管道（默认管道）。管道只有主机和设备连接配置生效后才（默认管道）。管道只有主机和设备连接配置生效后才能形成。管道的序列号是主机临时给定的，当设备从主能形成。管道的序列号是主机临时给定的，当设备从主机移去时管道同时取消。机移去时管道同时取消。迅研撅忱沁油娶饱牡身算醚靛柿娟幻歹弗庞荤楼凳恋溅码持疚瞳慰拒剁蛛第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页管道分
78、为流管道管道分为流管道(StreamPipe)和消息管道和消息管道(MessagePipe)。流管道在传输数据时对数据分组没。流管道在传输数据时对数据分组没有结构要求，数据在管道中以顺序（先进先出）方式有结构要求，数据在管道中以顺序（先进先出）方式单向传输，支持批量、同步和中断传输方式。消息管单向传输，支持批量、同步和中断传输方式。消息管道通常以双向方式与端点进行数据传输，通信流具有道通常以双向方式与端点进行数据传输，通信流具有一定的结构，以便命令可靠地被识别和传输。传输时一定的结构，以便命令可靠地被识别和传输。传输时由主机向由主机向USB设备发出请求，然后在适当的方向上传设备发出请求，然后在
79、适当的方向上传输数据，端点在后来的某个时刻返回一个状态作为响输数据，端点在后来的某个时刻返回一个状态作为响应。缺省管道总是消息管道。消息管道支持控制传输应。缺省管道总是消息管道。消息管道支持控制传输类型。通信流的示意图如图所示。类型。通信流的示意图如图所示。啃俱旋柠蒸据钎馋口幼算佰丢淮掇卿忱缠役和涵商旦陪核褂遗脆面陪司泻第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页6、USB接口工作过程接口工作过程USB设备可以即插即用，但在使用之前必须对设备设备可以即插即用，但在使用之前必须对设备进行配置，一旦设备连接到某一个进行配置，一旦设备连接到某一个USB的端口上，的端口上，USB
80、就会产生一系列的操作来完成对设备的配置，这就会产生一系列的操作来完成对设备的配置，这种操作被称为总线枚举（种操作被称为总线枚举（enumeration）过程。只有枚）过程。只有枚举成功了，接口才能正常工作。举成功了，接口才能正常工作。USB的基本工作过程的基本工作过程如下：如下：USB设备接入主机后（无源设备插入主机或有源设备接入主机后（无源设备插入主机或有源设备重新供电），主机通过检测信号线上的电平设备重新供电），主机通过检测信号线上的电平变化发现设备的接入；变化发现设备的接入；主机通过询问设备获取确切的信息；主机通过询问设备获取确切的信息；主机得知设备连接到哪个端口上并向这个端口发主机得知
81、设备连接到哪个端口上并向这个端口发出复位命令；出复位命令；惠聘篆查酒颊苍猫曝帚昆厌鼓连痴消矫断藕太客诽吃腮固氮京曳象摆跳遂第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页设备上电，所有的寄存器复位并且以缺省地址设备上电，所有的寄存器复位并且以缺省地址0以及以及端点端点0响应命令；响应命令；主机通过缺省地址与端点主机通过缺省地址与端点0进行通讯并赋予设备空闲进行通讯并赋予设备空闲的地址，以后设备对该地址进行响应；的地址，以后设备对该地址进行响应；主机读取设备状态确认设备的属性；主机读取设备状态确认设备的属性；主机依照读取的主机依照读取的USB状态进行配置，如果设备所需状态进行配
82、置，如果设备所需的的USB资源得以满足，就发送配置命令给设备，该资源得以满足，就发送配置命令给设备，该设备就可以使用了，枚举过程结束；设备就可以使用了，枚举过程结束；当通信任务完成后，该设备被移走时（无源设备拔当通信任务完成后，该设备被移走时（无源设备拔出主机端口或有源设备断电），设备向主机报告，出主机端口或有源设备断电），设备向主机报告，主机关闭端口释放相应资源。主机关闭端口释放相应资源。嚷广俊偶羽贱遗柔舷盂泪确镍剔憨捞夏彦减品燥剐霄厩豪汛抱盔妄肥减标第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页基于基于USB接口的诸多优点，越来越多的智能仪器接口的诸多优点，越来越多的智
83、能仪器系统需要设置系统需要设置USB接口。目前已有微处理器厂商推出接口。目前已有微处理器厂商推出具有具有USB接口的产品，如接口的产品，如Silabs公司的公司的C8051F360/1带有一个带有一个USB口，这类产品只要按照其使用手册编程口，这类产品只要按照其使用手册编程即可实现即可实现USB接口功能。对于不具备接口功能。对于不具备USB口的微处口的微处理器可通过专用芯片实现其理器可通过专用芯片实现其USB接口功能。有多家公接口功能。有多家公司不断推出司不断推出USB接口专用芯片，如接口专用芯片，如Philips公司的公司的PDIUSBD11、PDIUSBD12，NetChip的的NET28
84、8，NS公司的公司的USBN9603/9604等。等。琉断鹏倔辙特陋沦萍亏撼楞昨拙太闸鲜铲腕夷蛀浩眷幂咆印默鸥了嫩裕奉第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页8.5现场总线现场总线随着计算机功能的不断增强，价格急剧降低，计算随着计算机功能的不断增强，价格急剧降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展。据统计，过去二十机与计算机网络系统得到迅速发展。据统计，过去二十年中，计算机和通信的年增长率不低于年中，计算机和通信的年增长率不低于25%，是计算机，是计算机集成制造系统的实施具备了良好的物质基础。但处于企集成制造系统的实施具备了良好的物质基础。但处于企业生产过程底层的测控
85、自动化系统，要与外界交换信息。业生产过程底层的测控自动化系统，要与外界交换信息。要实现整个生产过程的信息集成，要实施综合自动化，要实现整个生产过程的信息集成，要实施综合自动化，就必须设计出一种能够在工业现场环境运行的、性能可就必须设计出一种能够在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通信系统，以实现现场自动化智能设备靠、造价低廉的通信系统，以实现现场自动化智能设备之间的多点数字通信，形成工厂底层网络系统，实现底之间的多点数字通信，形成工厂底层网络系统，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种背景下产生的。总线就是在这
86、种背景下产生的。提息毖裔立旨闸匠亮蝎锅泥皂幕靖鸣鲜酸疤恰统窍斗记淳氛抚请冬扯爸急第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页传输信号数字化是实现数字通信的基础。传输信号数字化是实现数字通信的基础。1983年，年，Honeywell推出了智能化仪表，使现场与控制室之间推出了智能化仪表，使现场与控制室之间的连接由模拟信号过渡到了数字信号。自此以后的几的连接由模拟信号过渡到了数字信号。自此以后的几十年间，世界上各大公司都相继推出了各有特色的智十年间，世界上各大公司都相继推出了各有特色的智能仪表。这些模拟数字混合仪表克服了单一模拟仪表能仪表。这些模拟数字混合仪表克服了单一模拟仪表
87、的多种缺陷，给自动化仪表的发展带来了新的生机，的多种缺陷，给自动化仪表的发展带来了新的生机，为现场总线的诞生奠定了基础。但这种数字模拟信号为现场总线的诞生奠定了基础。但这种数字模拟信号混合运行方式只是一种不得已的过渡状态，其系统或混合运行方式只是一种不得已的过渡状态，其系统或设备间只能按模拟信号方式一对一地布线，难以实现设备间只能按模拟信号方式一对一地布线，难以实现智能仪表之间的信息交换，智能仪表能处理多个信息智能仪表之间的信息交换，智能仪表能处理多个信息和复杂计算的优越性难以充分发挥。和复杂计算的优越性难以充分发挥。泞奈睫伏挽兢剑泥莫锭橱啼阴聂韭鞍忧织皖乘闯腥嗽廉热亡栏驰茧缮到扰第八章总线和
88、数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页这些以微处理器芯片为基础的各种智能仪表，为现这些以微处理器芯片为基础的各种智能仪表，为现场信号的数字化以及实现复杂的应用功能提供了条件。场信号的数字化以及实现复杂的应用功能提供了条件。但不同厂商所提供的设备之间的通信标准不统一，严重但不同厂商所提供的设备之间的通信标准不统一，严重束缚了工厂底层网络的发展。从用户到设备制造商都强束缚了工厂底层网络的发展。从用户到设备制造商都强烈要求形成统一的标准，组成开放互连网络。把不同厂烈要求形成统一的标准，组成开放互连网络。把不同厂商提供的自动化设备互连为系统。这里的开放意味着对商提供的自动化设备互连为系
89、统。这里的开放意味着对同一标准的共同遵从，意味着这些来自不同厂商而遵从同一标准的共同遵从，意味着这些来自不同厂商而遵从相同标准的设备可互连为一致通信系统。从这个意义上相同标准的设备可互连为一致通信系统。从这个意义上说，现场总线就是工厂自动化领域的开放互连系统。开说，现场总线就是工厂自动化领域的开放互连系统。开发这项技术首先必须制定相应的统一标准。发这项技术首先必须制定相应的统一标准。洗儿擦粥颁阵醇敖履葫嫂诬祭银份碱侨晌肯澈娄俞嫉摹慰卒边毋乱射芒媚第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页1984年，美国仪表协会（年，美国仪表协会（ISA）下属的标准与实施工作）下属的标准
90、与实施工作组中的组中的ISA/SP50开始制定现场总线标准；开始制定现场总线标准；1985年，国际年，国际电工委员会决定由电工委员会决定由ProwayWorkingGroup负责现场总负责现场总线体系结构与标准的研究制定工作；线体系结构与标准的研究制定工作；1986年，德国开始年，德国开始制定过程现场总线（制定过程现场总线（ProcessFieldbus）标准，简称为）标准，简称为PROFIBUS，由此拉开了现场总线标准制定及其产品开，由此拉开了现场总线标准制定及其产品开发的序幕。发的序幕。揩秽视喳箕弥抚僵佯厄收削树彬衣纤茄徊燥椒愧陇凡哪酚愚亿田寄版膜厨第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据
91、通信技术返 回上 页下 页Siemens,Rocemount,ABB,Foxboro,Yokogawa等等80家公司联合，成立了家公司联合，成立了ISP（InteroperableSystemProtocol）组织，着手在）组织，着手在PROFIBUS的基础上制定现场的基础上制定现场总线标准。总线标准。1993年，以年，以Honeywell，Bailey等公司为首，等公司为首，成立了成立了WorldFIP（FactoryInstrumentationProtocol）组织，有）组织，有120多个公司加盟该组织，并以法多个公司加盟该组织，并以法国标准国标准FIP为基础制定现场总线标准。此时各大公
92、司均为基础制定现场总线标准。此时各大公司均已清醒地认识到，现场总线应该有一个统一的国际标准，已清醒地认识到，现场总线应该有一个统一的国际标准，现场总线技术势在必行。但总线标准的制定工作并非一现场总线技术势在必行。但总线标准的制定工作并非一帆风顺，由于行业与地域发展历史等原因，加之各公司帆风顺，由于行业与地域发展历史等原因，加之各公司和企业集团受自身商业利益的驱动，致使总线的标准化和企业集团受自身商业利益的驱动，致使总线的标准化工作进展缓慢。工作进展缓慢。福邹檄洱螟螺宠屯擂士卢塞兴以匈兔沼邪讽圈决恩鼎握捎拣捐陋坤涌痕遏第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页1994年，
93、年，ISP和和WorldFIP北美部分合并，成立了现北美部分合并，成立了现场总线基金会，推动了现场总线标准的制定和产品开场总线基金会，推动了现场总线标准的制定和产品开发，于发，于1996年第一季度颁布了低速总线年第一季度颁布了低速总线H1的标准，的标准，安装了示范系统，将不同厂商的符合规范的仪表互连安装了示范系统，将不同厂商的符合规范的仪表互连为控制系统和通信网络，是为控制系统和通信网络，是H1低速总线开始进入实用低速总线开始进入实用阶段。阶段。法淘终毁糙终粥戌叹蛹惑鞍层童栈翔凸抬匠醛轰翔绪垫弓鳃腆染吃梅鞋书第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页与此同时，在不同行业
94、还陆续派生出一些有影响的与此同时，在不同行业还陆续派生出一些有影响的总线标准。它们大都在公司标准的基础上逐渐形成，总线标准。它们大都在公司标准的基础上逐渐形成，并得到其他公司、厂商、用户以至于国际组织的支持。并得到其他公司、厂商、用户以至于国际组织的支持。大千世界，众多行业，需求各异，加上要考虑已有各大千世界，众多行业，需求各异，加上要考虑已有各种总线产品的投资效益和各个公司的商业利益，预计种总线产品的投资效益和各个公司的商业利益，预计在今后一段时间内，会出现几种现场总线标准共存、在今后一段时间内，会出现几种现场总线标准共存、同一生产现场有几种异构网络互连通讯的局面。但发同一生产现场有几种异构
95、网络互连通讯的局面。但发展共同遵从的统一的标准规范，真正形成开放互连系展共同遵从的统一的标准规范，真正形成开放互连系统，是大势所趋。统，是大势所趋。谐秀宙佬添闭掣井渠侦署彬是诅搪含玻遮慈舷太滚靴癸防暑否滁耳痹哇下第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页8.5.1现场总线的特点与优点现场总线的特点与优点现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式，现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式，传统模拟控制系统采用一对一的设备连线，按控制回传统模拟控制系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连线。现场总线系统由于采用了智能，能路分别进行连线。现场总线系统由于采用了智能，能够把
96、原先够把原先DCS系统中处于控制室的控制模块，各输入系统中处于控制室的控制模块，各输入输出模块置入现场设备，加上现场设备具有通信功能，输出模块置入现场设备，加上现场设备具有通信功能，现场的测量变送仪表可以与阀门等执行机构直接传送现场的测量变送仪表可以与阀门等执行机构直接传送信号，因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机信号，因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。制。碰摩肩悲甘痴拳摆动悄耸粘整怜慷桐剪绝疟派恍如斡荆陨控鼻湿捉戳剪淆第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页由于
97、采用数字信号替代模拟信号，因而可实现一由于采用数字信号替代模拟信号，因而可实现一对电线上传输多个信号（包括多个运行参数值、多对电线上传输多个信号（包括多个运行参数值、多个设备状态、故障信息），同时又为的多个设备提个设备状态、故障信息），同时又为的多个设备提供电源；现场设备以外不再需要模数、数模转换部供电源；现场设备以外不再需要模数、数模转换部件。这样就为简化系统结构、节约硬件设备、节约件。这样就为简化系统结构、节约硬件设备、节约连线电源与各种安装、维护费用创造了条件。连线电源与各种安装、维护费用创造了条件。恕广溪楚砂吵驯僚侨郭爷谗垢盏膊登疼茶歼侯九烛继红渝熙娠涤湛靡厄账第八章总线和数据通信技术
98、第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页现场总线系统在技术上具有以下特点现场总线系统在技术上具有以下特点：系统的开放性系统的开放性开放是指相对标准的一致性、开放是指相对标准的一致性、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他设备或系统连线。通信协议一致公开，各不同厂家设备或系统连线。通信协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换。现场总线开发者就是的设备之间可实现信息交换。现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。用要致力于建立统一
99、的工厂底层网络的开放系统。用户可按自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产户可按自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成大小随意系统。通过现场总线构筑自动化领品组成大小随意系统。通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。域的开放互连系统。编碌催厨肚翘烦乳篆娇炼昔靡旋峰氏滦衍抓说深头惯界蹄泞炮办载特勋蜕第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页互可操作性和互用性互可操作性和互用性互可操作性，是指实现互联互可操作性，是指实现互联设备间、系统间的信息传送与沟通；而互用则意设备间、系统间的信息传送与沟通；而互用则意味着不同生产厂家的性能类似的实现可相互替味着不同生产厂家的性能
100、类似的实现可相互替换。换。现场设备的智能化和功能自治性现场设备的智能化和功能自治性它将传感测量、它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。系统结构的高度分散性系统结构的高度分散性现场总线已构成一种新的现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构。从根本上改变了全分散性控制系统的体系结构。从根本上改变了现有现有DCS集中与分散相结合的控制系统体系，简集中与分散相结合的控制系统体系
101、，简化了系统结构，提高了可靠性。化了系统结构，提高了可靠性。酮搬钧嚣芦速囊娠阀和忿逐茫唐缉恳布卯奢胯肇迫杖寂拄篱液龚当咐鼓让第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页对现场环境的适应性对现场环境的适应性工作在生产现场前端，作为工作在生产现场前端，作为工作网络底层的现场总线，是专为现场环境而设计工作网络底层的现场总线，是专为现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通信，可满足本质安全防爆要求线制实现供电与通信，
102、可满足本质安全防爆要求等。等。童糯蔽吩诵炮从鸳炭辽粟遂睬巴隶脑殖碎营咎恬沉哇字涵洒詹诗洛帝勉窜第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页由于现场总线的以上优点，特别是现场总线系统由于现场总线的以上优点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统从设计、安装、投放到结构的简化，使控制系统从设计、安装、投放到正常生产运行及其检修维护，都体现出正常生产运行及其检修维护，都体现出优越性优越性。1.节省硬件数量与投资节省硬件数量与投资由于现场总线系统中由于现场总线系统中分散在现场的智能设备能直接执行多种传感控分散在现场的智能设备能直接执行多种传感控制报警和计算功能，因而可减少变送器
103、的数量，制报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的调制器、计算单元等，也不需不再需要单独的调制器、计算单元等，也不需要要DCS系统的信号调理、转换、隔离等功能单系统的信号调理、转换、隔离等功能单元及复杂连线，还可以用工控元及复杂连线，还可以用工控PC机作为操作机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，并可减少控站，从而节省了一大笔硬件投资，并可减少控制室的战地面积制室的战地面积住肾旬粉坐惋目彩疗妇霖汝淖集皱座嗡句拽维政争嘛钱抒法藐菲狂抗绚矢第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页2.节省安装费用节省安装费用现场总线系统的接线十分简单，一现场总线系统的接线十
104、分简单，一对双绞线或一条电缆线通常可挂接多个设备，因而电对双绞线或一条电缆线通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒桥架的用量大大减少，连线设计与校缆、端子、槽盒桥架的用量大大减少，连线设计与校对的工作量也大大减少。当需要增加现场设备时无需对的工作量也大大减少。当需要增加现场设备时无需要增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节要增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，又减少了设计、安装的工作量。据有关典省了投资，又减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程测算资料表明，可节省安装费用型试验工程测算资料表明，可节省安装费用60%以上。以上。租厂至侣瑟渴舌结桩酶碰命胡浆诵货解咒
105、我肪猴疗犁武陪会魄台公孝袄水第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页3.节省维护开销节省维护开销由于现场控制设备具有自诊断和简单由于现场控制设备具有自诊断和简单故障处理能力，并通过数字通讯将相应的诊断维护信故障处理能力，并通过数字通讯将相应的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并及时排除，缩短维护信息，以便早期分析故障原因并及时排除，缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简单化，连线简了维护停工时间，同时由于系统结构简单化，连线简单而减少了维护工作量。单而减少了维护工作量。形
106、代腾蕴装搬锚蒲粉屈肛谨烛幂童击都区伸左享棠坤犬呕信豌远挡嘴岛皖第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页4.用户具有高度的系统集成主动权用户具有高度的系统集成主动权用户可以自由选用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择某择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择某一品牌的产品而被限定死了使用设备的选择范围，不一品牌的产品而被限定死了使用设备的选择范围，不会为系统集成中部兼容的协议、接口而一筹莫展。是会为系统集成中部兼容的协议、接口而一筹莫展。是系统集成过程中主动权牢牢掌握在用户手中。系统集成过程中主动权牢牢掌握在用户手中。5.提供系统的准确性与可靠性
107、提供系统的准确性与可靠性由于现场总线设备的由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的精确度，减少了传送误差。同时，由了测量与控制的精确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构化，设备与连线减少，现场仪表内部功于系统的结构化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返运输，提高了系统的工作能加强，减少了信号的往返运输，提高了系统的工作可靠性。可靠性。莹挪能悠赊非狱镍豪呈仅端玖鲜挟涎丑镁娜撒可惟男桨师请芳名渊斜阉俏第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页8.5.2CAN总线的发展
108、与特点总线的发展与特点控制器局部网（控制器局部网（CANCONTROLLERAREANETWORK）是）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。在我国迅速普及推广。随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技
109、术应用领域中最发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。由于对系统具活力的一个分支，并取得了巨大进步。由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。分散、功能分散、危险分散和地域分散。亦健麓琉滩蝉订镇佰舞掐诫坑郎仁铲夜桂防颂涉楚关蓄耳抖祟振接腮晓购第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起分散式工业控制系统
110、就是为适应这种需要而发展起来的。这类系统是以微型机为核心，将来的。这类系统是以微型机为核心，将5C技术技术-COMPUTER（计算机技术）、（计算机技术）、CONTROL（自动控（自动控制技术）、制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、（通信技术）、CRT（显示技术）和（显示技术）和CHANGE（转换技术）紧密结（转换技术）紧密结合的产物。它在适应范围、可扩展性、可维护性以及合的产物。它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。型计算机控制系统都具有明显的优越性。船
111、滨舀肃越淀粤齐拓晦伙海矫妮嚏受庙荧碰支何寄双政诸复藤坠尧葡疲职第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。现场总线（备以及通信设备组成。现场总线（FIELDBUS）能同时）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。现已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。尽管目前对现
112、场总线的研究尚未能提出一个完善的标尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。同时，正由于现场总线的标准尚未统一，系统采用。同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局部网现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局部网CAN（CONTROLLERAERANETWORK）正是在这）正是在这种背景下应运而生的。种背景下应运而生的。尚姜滤侯却快朋降姥术盘贼奄挂酵姆怒筒橡乓婆
113、茄覆妄柿播睛杀鞘候峰卯第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页由于由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此，要求各种应用领域通信报文的标准化。为此，1991年年9月月PHILIPSSEMICONDUCTORS制订并发布了制订并发布了CAN技术规范（技术规范（VERSION2.0）。该技术规范包括）。该技术规范包括A和和B两部分。两部分。2.0A给出了曾在给出了曾在CAN技术规范版本技术规范版本1.2中定义的中定义的CAN报文格式，而报文格式，而2.0B给出了标准的和扩给出了标准的和扩展的两种报
114、文格式。此后，展的两种报文格式。此后，1993年年11月月ISO正式颁布正式颁布了道路交通运载工具了道路交通运载工具-数字信息交换数字信息交换-高速通信控制高速通信控制器局部网（器局部网（CAN）国际标准（）国际标准（ISO11898），为控制器），为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路。局部网标准化、规范化推广铺平了道路。水黄蛋磷桩蒋悠宿夜隐浪犹闹橇妻金允效粤蜒晕泊屯怀污傍彝透喉又屁袄第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页CAN属于总线式串行通信网络，由于其采用了属于总线式串行通信网络，由于其采用了许多新技术及独特的设计，与一般的通信总线相比，许多新技术及独特
115、的设计，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其特点可概括如下：灵活性。其特点可概括如下：多主方式工作，网络上任一节点均可在任一时刻多主方式工作，网络上任一节点均可在任一时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。且无需站地址等节点信息。从，通信方式灵活。且无需站地址等节点信息。利用这一特点可方便的构成多机备份系统利用这一特点可方便的构成多机备份系统CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据
116、最多可在满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134内得到传输内得到传输形股琴托懒橱窟亭呵蛆膳兹讨些潞诊洛扛跪券有囊款邑绸集莽松碾汀限悲第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线线发出信息时，优先级较低的节点会主动的退出发出信息时，优先级较低的节点会主动的退出发发送，而最高优先级的节点可不受影响的传输数据，送，而最高优先级的节点可不受影响的传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况（以
117、太负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况（以太网则可能）。网则可能）。只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调调度度”。直接通信距离最远可达直接通信距离最远可达10；通信速率最高可达；通信速率最高可达1（此时通信距离最长为（此时通信距离最长为40）扛赁晃锨仙铂铀斌痰摆蛛角丙退蒂径旅诞砍钾蝉晶子纽婉恢墒焚预染屠徊第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页节点数取决于总线驱动电路，目前可达节点数取决于总线驱动电路，目前可达110个；个；报文
118、标识符可达报文标识符可达2032种（种（CAN2.0A），而扩展），而扩展标准（标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受影）的报文标识符几乎不受影响。响。采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。具有极好的检错效果。CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光线，选择灵活。线，选择灵活。CAN节点在错误严重时具有自动关闭输出功节点在错误严重时具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。能，以使总线上其他节点的操作不受影响。诧恃减难匀脓梁劳泪毯茧牵酚沽渠忆缺庄预婉鹃蚀荧遁莎驭伞液馆介石睁第八章总
119、线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页8.5.3CAN的分层结构的分层结构CAN按照按照OSI基本模型的原则划分为两层基本模型的原则划分为两层:数据链数据链路层和物理层，如图路层和物理层，如图8.30所示。按照所示。按照IEEE802.2和和802.3标准，数据链路层又划分为逻辑链路控制层标准，数据链路层又划分为逻辑链路控制层(LLC-LogicLinkControl)和媒体访问控制层和媒体访问控制层(MAC-MediumAccessControl)。当。当CAN的网络结构确定的网络结构确定后，网络的性能将主要取决于后，网络的性能将主要取决于MAC层。层。祁赂焊颇震栽磁掸矩
120、躺畴弛煎怨她烦谚骚树灸且措晨恶暮困裂嘘宛赵冀塌第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（一）（一）LLC子层功能子层功能(1)帧接收滤波：帧由标识符命名。标识符并不指明帧帧接收滤波：帧由标识符命名。标识符并不指明帧的目的地，但描述数据的含义。每个接收器通过帧的目的地，但描述数据的含义。每个接收器通过帧接收滤波确定此帧与其是否有关。如果相关则接接收滤波确定此帧与其是否有关。如果相关则接受，并通知应用层。受，并通知应用层。(2)超载通告：如果接收器内部条件要求延迟下一个超载通告：如果接收器内部条件要求延迟下一个LLC数据帧或数据帧或LLC远程帧，则通过远程帧，则通过LLC
121、子层开始发子层开始发送超载帧，最多可产生两个超载帧，以延迟下一个送超载帧，最多可产生两个超载帧，以延迟下一个数据帧或远程帧。数据帧或远程帧。(3)恢复管理：发送期间，对于丢失仲裁或被错误干扰恢复管理：发送期间，对于丢失仲裁或被错误干扰的帧的帧LLC子层具有自动重发送功能。在发送成功完子层具有自动重发送功能。在发送成功完成前，帧发送服务不被应用层认可。成前，帧发送服务不被应用层认可。一、一、逻辑链路控制逻辑链路控制(LLC)子层子层输搪桅朗估阎式琵僻腿片慰竹届组不寻得褥乘饮血史词见追乒坑峙眶腾虑第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（二）、（二）、LLC帧结构帧结构（
122、1）LLC数据帧数据帧LLC数据帧由三个位场，即标识符场、数据长度码数据帧由三个位场，即标识符场、数据长度码(DLC-DataLengthCode)场和场和LLC数据场组成，数据场组成，如图如图（2）LLC远程帧远程帧LLC远程帧由两个位场远程帧由两个位场(标识符场和标识符场和DLC场场)组成，组成，标识符格式与数据帧标识符格式相同，如图所标识符格式与数据帧标识符格式相同，如图所示。示。徽托栋鹃旨期惠射熙茫鸯妥县慷看透纳鞋馁喊浅还涕壕袜殿瞪莆寻套维捐第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页二、二、媒体访问控制媒体访问控制(MAC)子层子层MAC子层可划分为相对独立工作
123、的两个部分，子层可划分为相对独立工作的两个部分，即发送部分和接收部分。即发送部分和接收部分。发送部分功能发送部分功能为发送数据封装，包括接收为发送数据封装，包括接收LLC帧及控帧及控制信息、制信息、CRC计算、在计算、在LLC帧的基础上，附加帧的基础上，附加MAC特定信息构造特定信息构造MAC帧；发送媒体访问管理，确认总帧；发送媒体访问管理，确认总线空闲后，开始发送、并应答，包括线空闲后，开始发送、并应答，包括MAC帧串行化、帧串行化、插入填充位插入填充位(位填充位填充)、在丢失仲裁情况下，退出仲裁、在丢失仲裁情况下，退出仲裁并转入接收方式、错误检测并转入接收方式、错误检测(监控，格式校验监控
124、，格式校验)、应答、应答校检、确认超载条件、构造超载帧、构造出错帧、输校检、确认超载条件、构造超载帧、构造出错帧、输出串行位流至物理层。出串行位流至物理层。（一）（一）MAC子层功能子层功能凭瘩幸腐煽凛奶尧建娩馋胆伊涣俞客蜒膛是么曼缝左置汇横赊溯发姿贵机第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页接收部分功能接收部分功能为接收媒体访问管理，包括由物理层接为接收媒体访问管理，包括由物理层接收串行位流、解除串行结构并重新构筑帧结构、检测收串行位流、解除串行结构并重新构筑帧结构、检测填充位填充位(解除位填充解除位填充)、错误检测、发送应答、构造错、错误检测、发送应答、构造错误帧
125、并开始发送、确认超载条件、重激活超载帧结构误帧并开始发送、确认超载条件、重激活超载帧结构并开始发送；接收数据卸载，包括由接收帧中去除并开始发送；接收数据卸载，包括由接收帧中去除MAC特定信息和输出特定信息和输出LLC帧和控制信息至帧和控制信息至LLC子层。子层。整玄挝进羌憨涂厨盔脖零驯效皋愧重硕窑贷褥究戳抠择咋唇蝎亩摧丰衡闹第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（二）（二）MAC帧类型及结构帧类型及结构(a)MAC数据帧结构数据帧结构(b)仲裁场结构仲裁场结构(c)控制场结构控制场结构(d)CRC场结构场结构(e)ACK场结构场结构监肯楼腥几蝎窍系读搪赃呜梯酝削胚性
126、板溉吏贯子磺邵寅坯桩兽造响戳汕第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页CAN系统中，数据在节点间发送和接收四种不同类型系统中，数据在节点间发送和接收四种不同类型的帧。下面以的帧。下面以CAN2.0A为例论述为例论述MAC层的帧类型层的帧类型。1MAC数据帧数据帧数据帧将数据由发送器传至接收器，数据帧将数据由发送器传至接收器，MAC数据帧数据帧由七个不同位场构成，如图由七个不同位场构成，如图8.34所示，它们是：帧起所示，它们是：帧起始始(SOF-StartOfFrame)、仲裁场、控制场、仲裁场、控制场(两位保留两位保留DLC场场)、数据场、数据场、CRC场、场、AC
127、K场和帧结束场和帧结束(EOF-EndOfFrame)。(1)帧起始帧起始(SOF)：标志数据帧和远程帧的起始，它由：标志数据帧和远程帧的起始，它由单个单个“显性显性”位构成。所有节点必须同步于位构成。所有节点必须同步于SOF的的上上升沿。升沿。(2)仲裁场：由来自仲裁场：由来自LLC子层的子层的11位标识符和位标识符和RTR(RemoteTransmissionRequest)位构成。位构成。在在MAC数据帧中，数据帧中，RTR位数值为位数值为“0”。摊讥氓版疹刀顺患敖蕊抠宿用衅少昔沧旬簇淀侦桩鄙奏南享碗爆螺东冠蠢第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页(3)控制场
128、：由六位构成，包括控制场：由六位构成，包括2位用于未来位用于未来DLC扩展的扩展的保留位保留位r0,rl和和4位数据场长度编码位数据场长度编码(DLC)。(4)数据场：数据场：MAC数据场与数据场与LLC数据场格式相同。由数据场格式相同。由08个字节组成。个字节组成。(5)CRC场：包括场：包括CRC序列及序列及CRC界定符。界定符。(6)ACK场：场：ACK场为两位：场为两位：ACK隙和隙和ACK界定符。界定符。ACK隙是隙是“隐性隐性”位，所有无错误地接收到该数据帧位，所有无错误地接收到该数据帧的节点，以的节点，以“显性显性”位改写此位改写此“隐性隐性”位，作为应答。位，作为应答。ACK界
129、定符为界定符为ACK场的第二位，也是场的第二位，也是“隐性隐性”位。位。(7)帧结束帧结束(EOF)：MAC的每个数据帧和远程帧均由的每个数据帧和远程帧均由7个个“隐性隐性”位构成帧结束标志。位构成帧结束标志。卜丢疆啡鹅又扔忍开迎喧豆佩颂沥强溯畴呼久济束蕴螟扳铜忘弄初炮落赚第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页2MAC远程帧远程帧用以请示发送具有相同标识符的数据帧。远帧程由用以请示发送具有相同标识符的数据帧。远帧程由6个位场构成：帧起始个位场构成：帧起始(SOF)、仲裁场、控制场、仲裁场、控制场、CRC场、场、ACK场和帧结束场和帧结束(EOF)，如图所示。，如图所
130、示。仲裁场由来自仲裁场由来自LLC子层的标识符场和子层的标识符场和RTR位构成。注意，位构成。注意，在在MAC远程帧中，远程帧中，RTR位数值为位数值为“1”。帧起始。帧起始(SOF)、控制场、控制场、CRC场、场、ACK场和帧结束场和帧结束(EOF)等位场与等位场与MAC数据帧的相应场相同。数据帧的相应场相同。刚狱溜赶脱咽坏京圭铃际清逮搪借载疽汤茄貌枚赖旦向潘夸汗嘘织沂雕饵第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页3出错帧出错帧CAN是广播式发送。总线上的每一个节点都对帧接收、是广播式发送。总线上的每一个节点都对帧接收、校验，如果发现错误就向总线发出错帧。出错帧由两校
131、验，如果发现错误就向总线发出错帧。出错帧由两个不同场构成。如图个不同场构成。如图出错帧结构出错帧结构榷查模匿焊龚蹦牵凤恤砍极跳可师曹采撒埃狙辙垄版拓骑辜焙乔喳沧扫渤第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页(1)错误标志错误标志活动错误标志：由活动错误标志：由6位连续的位连续的“显性显性”位构成。位构成。认可错误标志：由认可错误标志：由6位连续的位连续的“隐性隐性”位构成。位构成。由于每个节点都可能同时检测到错误由于每个节点都可能同时检测到错误(如总线故如总线故障障)，所以可能同时发送错误标志；由于出错帧没有，所以可能同时发送错误标志；由于出错帧没有严格的同步规则，所以
132、各节点的错误标志场将在总严格的同步规则，所以各节点的错误标志场将在总线上叠加，使得总线上呈现的错误标志场大于线上叠加，使得总线上呈现的错误标志场大于6位，但最长是位，但最长是12位。位。(2)错误界定符错误界定符错误界定符由错误界定符由8位位“隐性隐性”位构成。发送错误标位构成。发送错误标志场后，每个节点送出志场后，每个节点送出“隐性隐性”位。并监控总线，位。并监控总线，直直至检测到至检测到“隐性隐性”位。此后，它开始发送剩余的位。此后，它开始发送剩余的7个个“隐性隐性”位，作为错误界定符。位，作为错误界定符。汾百芜氨陆斟徒雏冯翌虚请汛唉蛛因裙亚彤仰学墟津寿耀狂付咳暗卧竖羔第八章总线和数据通信
133、技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页4超载帧超载帧超载帧为相邻的数据帧或远程帧之间提供附加延超载帧为相邻的数据帧或远程帧之间提供附加延时。超载帧包括两个位场：超载标志和超载界定符。时。超载帧包括两个位场：超载标志和超载界定符。如图如图8.36所示。超载标志由所示。超载标志由6个个“显性显性”位构成。当某位构成。当某节点的超载标志出现在总线上时所有其他节点都将检节点的超载标志出现在总线上时所有其他节点都将检测到，也发送超载标志。由于超载帧没有严格的同步测到，也发送超载标志。由于超载帧没有严格的同步规则，所以各节点的超载标志场将在总线上叠加，使规则，所以各节点的超载标志场将在总线上叠加，
134、使得总线上呈现的超载标志场大于得总线上呈现的超载标志场大于6位，但最长是位，但最长是12位。位。超载界定符由超载界定符由8位位“隐性隐性”位构成。发送超载标志后，位构成。发送超载标志后，每个节点均监总线，直至检测到每个节点均监总线，直至检测到“隐性隐性”位。此时，位。此时，每个节点完成送出超载标志，并且所有节点同时开始每个节点完成送出超载标志，并且所有节点同时开始发送剩余的发送剩余的7个个“隐性隐性”位，以完成位，以完成8位长度超载界定位长度超载界定符。符。超载帧结构超载帧结构哩赐冕攻助足振慢牌否馈擅忧垦炕贵耶几统床恿雍管掳伍肮温蝗羚迁汇梳第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回
135、上 页下 页5帧间空间帧间空间数据帧和远程帧同前述的任何帧数据帧和远程帧同前述的任何帧(数据帧、远程帧、数据帧、远程帧、超载帧超载帧)以以“帧间空间帧间空间”隔开。但超载帧间无帧间空间隔开。但超载帧间无帧间空间分隔。超载恒和错误帧前面不存在帧间空间。帧间空分隔。超载恒和错误帧前面不存在帧间空间。帧间空间包括间歇场和总线空闲场，如果先前是间包括间歇场和总线空闲场，如果先前是“错误认可错误认可”型的出错帧。则还有中间暂停发送场。型的出错帧。则还有中间暂停发送场。态禹糯沽弧枝茨捣斩乌湖聪音旋钎颖说偏瓦仍胚骤慷鸡嚷掸榨冷芭洲抗味第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（b）“
136、错误认可错误认可”的帧间空间的帧间空间（a）非）非“错误认可错误认可”的帧空间的帧空间措旷孝煤却迟奥窜氰痉皂杠叙戳厅逗枣韶亚冠因骆猪溯豢曹友浇歧滁盈栖第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页(1)间歇场间歇场间歇场由间歇场由3个个“隐性隐性”位构成。间歇期间不允许位构成。间歇期间不允许节节点开始发送数据帧或远程帧，仅起标注作用。点开始发送数据帧或远程帧，仅起标注作用。(2)总线空闲场总线空闲场总线空闲时间可以是任意长度。总线空闲时，任总线空闲时间可以是任意长度。总线空闲时，任何节点均可访问总线以便发送。如果在总线空闲何节点均可访问总线以便发送。如果在总线空闲期间检测到
137、总线上期间检测到总线上“显性显性”位将被理解为数据帧位将被理解为数据帧或或远程帧远程帧的帧起始的帧起始SOF。(3)暂停发送场暂停发送场某节点的某节点的“错误一认可错误一认可”出错帧完成发送后，紧出错帧完成发送后，紧随随同歇场，发送八位同歇场，发送八位“隐性隐性”位作为暂停发送场。位作为暂停发送场。其其间，若有其他节点的发送启动，则该节点中断后间，若有其他节点的发送启动，则该节点中断后面的其他位，立即将变为接收器。面的其他位，立即将变为接收器。表嘶萄媳蔫郡轿数低才杂科懒蔼己蹄硷睡慈臻鹏喘祷吱倡焉潮托良夷冕曳第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（三）、（三）、MAC
138、帧编码和发送帧编码和发送/接收接收帧起始、仲裁场、控制场、数据场和帧起始、仲裁场、控制场、数据场和CRC场均以场均以位填充方法进行编码。当发送器在发送位流中检测到位填充方法进行编码。当发送器在发送位流中检测到5个数值相同的连续位个数值相同的连续位(包括填充位包括填充位)时，它在实际发时，它在实际发送位流中，自动插入一个补码，如下所示；送位流中，自动插入一个补码，如下所示；末填充位流末填充位流100000abc0111111abc填充位流填充位流1000001abc0111110abc其中：其中：abc0，1编托涎忆偶尧婪含盔按粱痊床田普获膀程潘恢躬屿戒巢辨滓蔬祥糙磊悉二第八章总线和数据通信技术
139、第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页数据帧或远程帧的其余位场数据帧或远程帧的其余位场(CRC界定符、界定符、ACK场和帧结束场和帧结束)为固定形式，不进行位填充。为固定形式，不进行位填充。错误帧和超载帧也为固定格式，同样不使用位填错误帧和超载帧也为固定格式，同样不使用位填充方法进行编码。发送器和接收器对帧的有效时充方法进行编码。发送器和接收器对帧的有效时点是不同的。对于发送器，若在帧结束完成前不点是不同的。对于发送器，若在帧结束完成前不存在错误，则该帧为有效。对于接收器，若在帧存在错误，则该帧为有效。对于接收器，若在帧结束最后一位前不存在错误，则该帧为有效。结束最后一位前不存在错误，则该
140、帧为有效。剥滓鹅区伤掷李吓秤蓄棋访部励编洗蒸峡逃钡鼎源烫径孝母沽粱熊蔑枯狱第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（四）、媒体访问和仲裁（四）、媒体访问和仲裁在间歇场中未检测到显性位，即认为总线被所有在间歇场中未检测到显性位，即认为总线被所有节点释放。允许节点访问总线，帧可以起始发送。发节点释放。允许节点访问总线，帧可以起始发送。发送期间，发送数据帧或远程帧的节点为总线主站。当送期间，发送数据帧或远程帧的节点为总线主站。当许多节点一起开始发送时，会产生冲突。解决冲突的许多节点一起开始发送时，会产生冲突。解决冲突的机制是非破坏性的优先权逐位仲裁规则。数据帧和远机制是非破
141、坏性的优先权逐位仲裁规则。数据帧和远程帧的优先权标注于帧的仲裁字段中。较高优先权的程帧的优先权标注于帧的仲裁字段中。较高优先权的标识符具有较低的二进制数值。若具有相同标识符的标识符具有较低的二进制数值。若具有相同标识符的数据帧和远程帧同时被发送，按照数据帧和远程帧同时被发送，按照RTR位，数据帧较位，数据帧较之远程帧具有较高优先权。之远程帧具有较高优先权。绥垦蓖收米市玄授直矗兑字卵末泊醒而批柴噶禁无索马烛佣膨携戊惭兆募第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页（五）、错误检测和（五）、错误检测和CAN节点的状态节点的状态MAC子层具有：监测总线、填充规则校验，帧格子层具
142、有：监测总线、填充规则校验，帧格式校验，式校验，CRC校验和应答校验。当检测到以上这些错误校验和应答校验。当检测到以上这些错误时，时，LLC子层即被告之。并且，子层即被告之。并且，MAC子层启动发送出错子层启动发送出错帧。在帧。在CAN总线，任何一个节点可能处于下列三种状态：总线，任何一个节点可能处于下列三种状态：错误激活错误激活(erroractive)、错误认可、错误认可(errorpassive)和总线关闭和总线关闭萎襟裸篇珠顺慰栽变闯劫准茨饭厢篱绿佑亲焦奸鸿粉渴有露陆织钉惟偶蓟第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页在每一个节点的在每一个节点的MAC层，都有两
143、个错误计数器，层，都有两个错误计数器，“发送错误计数器发送错误计数器(TEC)”和和“接收错误计数器接收错误计数器(REC)”。根据计数器的值决定节点的状态和变化。根据计数器的值决定节点的状态和变化。如图如图8.39节点初始化后，节点初始化后，REC和和TEC为零，节点是为零，节点是“错误激活状态错误激活状态”。当检测到发送错误，。当检测到发送错误，TEC增加，检增加，检测到接收错误，测到接收错误，REC增加。如果发送成功，增加。如果发送成功，TEC减少，减少，接收成功，接收成功，REC减少。计数器采用非比例计数的方法，减少。计数器采用非比例计数的方法，出错计数的比例大于成功计数的比例。错误计
144、数器的出错计数的比例大于成功计数的比例。错误计数器的内容反映了总线干扰的相对程度。当内容反映了总线干扰的相对程度。当REC或或TEC大于大于127，则由激活状态变为认可状态。当，则由激活状态变为认可状态。当TEC大于大于255，节点由认可状态变为总线关闭状态。，节点由认可状态变为总线关闭状态。决徒撩痔抉诱蕉次租炯副集面坑懈廷蔓阑莹把拧亿狼续院搓闸膊茸锈浊涩第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页允许允许“认可认可”、“激活激活”状态的节点继续参加总线状态的节点继续参加总线通信。当它们监测到错误时，所不同的是：错误认可状通信。当它们监测到错误时，所不同的是：错误认可状态
145、节点发具有态节点发具有“认可错误标志认可错误标志”的出错帧，错误激活状的出错帧，错误激活状态节点发具有态节点发具有“活动错误标志活动错误标志”的出错帧。的出错帧。不允许不允许“总线关闭总线关闭”的节点参与通信，即不发送也的节点参与通信，即不发送也不接收。只有应用户的干预或其他节点的请求，才能恢不接收。只有应用户的干预或其他节点的请求，才能恢复通信。复通信。大衬酗泅宛未尖通运仍耳乘拥私航奴炬迷忌川瞬波厚姻义嫌歇职陷泌都缮第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页三、三、物理层物理层从实际应用的角度，从实际应用的角度，CAN的物理层主要包括接口的的物理层主要包括接口的连接方
146、式、总线电平和传输速率等内容。连接方式、总线电平和传输速率等内容。CAN总线电总线电气连接为对称差分驱动。总线末端均应接入电阻以抑气连接为对称差分驱动。总线末端均应接入电阻以抑制反射。制反射。CAN中的总线数值为：中的总线数值为：“显性显性”(Dominant)或或“隐性隐性”(Recessive)，显性表示逻辑，显性表示逻辑“0”，隐性，隐性表示逻辑表示逻辑“1”CAN总线具有总线具有“线与线与”的能力，显的能力，显性和隐性位同时发送，总线数值是显性。显性、隐性性和隐性位同时发送，总线数值是显性。显性、隐性状态在总线上的差分电压表示如图状态在总线上的差分电压表示如图8.39所示。所示。CAN
147、的的传输速率与节点之间的距离有关，在没有中继的情况传输速率与节点之间的距离有关，在没有中继的情况下，它们的关系如图下，它们的关系如图8.40所示。由图可知，距离速率所示。由图可知，距离速率积约为常数即：距离积约为常数即：距离速率速率=40M(mbps)驾炎凡挝接饮誉筏介掠宁缓卫吾窒耘袍污凹踢旨坊埂弘率浩勋钥阶序哩硼第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页图图8.39CAN总线的数值表示总线的数值表示任篮拐饱搽贫息辫产秆挂粕趟荷民辊温淑渠契来饯培睦钮衔遥泉正脐回拼第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术返 回上 页下 页图图8.40CAN总线有效度与传输速率的关
148、系总线有效度与传输速率的关系七率炯定靠尝费鹰争由茬辨驼匈岭阮僧卖法址愉逞载匀葱蚜谁殿孺天弥少第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术8.6 8.6 蓝牙技术蓝牙技术下 页上 页返 回蓝牙技术是一项开放的全球统一的短距离蓝牙技术是一项开放的全球统一的短距离无线通信协议标准，它的目的是取消线缆及不无线通信协议标准，它的目的是取消线缆及不兼容的标准，将无线电接收装置内嵌于蓝牙芯兼容的标准，将无线电接收装置内嵌于蓝牙芯片中，在将芯片整合在设备内，各设备间自由片中，在将芯片整合在设备内，各设备间自由连通，实现无线通信。蓝牙作为短距离连接技连通，实现无线通信。蓝牙作为短距离连接技术的新贵，近年来，
149、发展迅速，应用广泛。术的新贵，近年来，发展迅速，应用广泛。袒郡炳荫洲评室携善涅展葱宗禾颈谓诚陷阁开漱骏琼定栽定测侍厄迸膛秒第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术下 页上 页返 回8.6.1蓝牙技术的产生及概况蓝牙技术的产生及概况最早提出蓝牙概念的是爱立信移动通信公司。最早提出蓝牙概念的是爱立信移动通信公司。1994年，年，Ericsson公司倡导建立一种低功耗，低成公司倡导建立一种低功耗，低成本的无线连接口，以解决互连设备间的电缆问题。本的无线连接口，以解决互连设备间的电缆问题。这个问题的提出直接引出了蓝牙的产生。这个问题的提出直接引出了蓝牙的产生。1998年，年，Ericsson与
150、与Nokia,IBM,Intel,Toshiba公司成立了公司成立了SIG(specialInterestGroup)，并将这项技术正式命名，并将这项技术正式命名为蓝牙。现在蓝牙规范已制定，该项技术已得到大为蓝牙。现在蓝牙规范已制定，该项技术已得到大多数公司的支持，许多公司都推出了自己的蓝牙产多数公司的支持，许多公司都推出了自己的蓝牙产品，蓝牙芯片的厂商正致力于大力降低芯片的价格，品，蓝牙芯片的厂商正致力于大力降低芯片的价格，蓝牙不单单是线缆的替代品，它作为一种无线连接蓝牙不单单是线缆的替代品，它作为一种无线连接方案已初露锋芒，逐渐扩展到多个领域，并日趋成方案已初露锋芒，逐渐扩展到多个领域，并
151、日趋成熟。熟。痈拱捅砧捌基舀詹贸蓬扳古牙美妖抗呢犊啤剧绕侧楞迁镇砸艳铣榜狡速栅第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术蓝牙技术指标和系统参数蓝牙技术指标和系统参数返 回上 页下 页阿粱再任鸯岗烧赚推奎仇莉宣笺竖病垄势痪独谷衰涟铺映驶耕职钦满击恤第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术一、 蓝牙技术与其他无线技术的比较蓝牙技术作为一个全球公开的无线应用蓝牙技术作为一个全球公开的无线应用标准，通过把数据设备用无线链路连接起来，标准，通过把数据设备用无线链路连接起来，使人们能随时随地的进行数据信息的交换和传使人们能随时随地的进行数据信息的交换和传输。随着蓝牙技术的不断完善，其芯片制造
152、工输。随着蓝牙技术的不断完善，其芯片制造工艺的不断改进，价格的大幅度降低将使其大规艺的不断改进，价格的大幅度降低将使其大规模应用成为可能，并逐渐走向人们的生活。模应用成为可能，并逐渐走向人们的生活。返 回上 页下 页偷帝宰讶功剔赌凛鲤型婚闲参襄训笨褥即傍平痉悲辜暗搭潘忱赛凛迫汐牵第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（1）使用）使用2.4GHz的的ISM公用频段，可不必申请公用频段，可不必申请专用许可证。专用许可证。（2）以时分双工进行全双工通信，理想通信距）以时分双工进行全双工通信，理想通信距离为离为10cm到到10m，增加发射功率可达，增加发射功率可达100m。（3）采用快频段，
153、短分组和前向纠错技术，可）采用快频段，短分组和前向纠错技术，可有效降低干扰，提高通信的安全性。有效降低干扰，提高通信的安全性。（4）唯一的）唯一的48位位BD_ADDR。（5）通信协议采用分层结构，支持语音）通信协议采用分层结构，支持语音/数据访数据访问点，外设连接，个人网络（问点，外设连接，个人网络（PAN）等三大范畴）等三大范畴的应用。的应用。蓝牙技术有如下特点：蓝牙技术有如下特点：返 回上 页下 页捌甭扯晌谎触誊鸿伦取素够房夏经姆盛碉恨掉伐蹲刚轨眷沾淖饺堕剁赂窗第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（6）采用）采用FM调制方式，使设备变得更加简单可调制方式，使设备变得更加简单可
154、靠，使终端更加轻便。靠，使终端更加轻便。（8）每一话音通道可支持速率）每一话音通道可支持速率64kbit/s的同步的同步话音，异步通道可支持前向速率话音，异步通道可支持前向速率721kbit/s，反，反向速率向速率57.6kbit/s的非对称连接，或者速率的非对称连接，或者速率432.6kbit/s的对称连接。的对称连接。（7）业务分配灵活，可以支持一个异步数据通）业务分配灵活，可以支持一个异步数据通道，或者道，或者3个并发的同步语音通道，或者一个同个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和同步话音的通道。时传送异步数据和同步话音的通道。返 回上 页下 页最裤蒙捻铃熊凛草除爸肪通输饰闷六
155、轧锹对践画侮武紫萄释拐邹稻遍危激第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（一）蓝牙技术与红外线技术红外线技术是目前应用最广泛的无线传输技术，红外线技术是目前应用最广泛的无线传输技术，与蓝牙技术相比，红外技术发展已经非常成熟，其较与蓝牙技术相比，红外技术发展已经非常成熟，其较蓝牙技术最大的优点是价格低廉并且传输速度快。但蓝牙技术最大的优点是价格低廉并且传输速度快。但是蓝牙技术在连接方式和安全性方面却有着一定的优是蓝牙技术在连接方式和安全性方面却有着一定的优势。蓝牙技术支持点对多的通信，一个设备可以同时势。蓝牙技术支持点对多的通信，一个设备可以同时和和7个设备连接起来，而红外线技术只有两个
156、设备相互个设备连接起来，而红外线技术只有两个设备相互连接。同时，蓝牙技术不像红外线传输那样，对发送连接。同时，蓝牙技术不像红外线传输那样，对发送和接收数据的接口方向性有那么高的要求，在接收距和接收数据的接口方向性有那么高的要求，在接收距离内蓝牙设备可以不必对准，即可进行通信传输。对离内蓝牙设备可以不必对准，即可进行通信传输。对于有安全需求的地方，蓝牙技术也稍显优势。总的来于有安全需求的地方，蓝牙技术也稍显优势。总的来说，蓝牙技术与红外线技术是各有优缺点，但是蓝牙说，蓝牙技术与红外线技术是各有优缺点，但是蓝牙技术较红外线技术有更多的优点，所以蓝牙技术将有技术较红外线技术有更多的优点，所以蓝牙技术
157、将有更大的发展潜力。更大的发展潜力。返 回上 页下 页或淌测糜失沪披见彤锡望嗣磅葛挠陡绣悯霸垄杯胁圾当哀臂毫伎读涟萝碍第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（二）蓝牙技术与IEEE802.11bIEEE802.11b是继是继IEEE802.11之后制定的新的高之后制定的新的高速无线局域网标准，其传输速率可到达速无线局域网标准，其传输速率可到达11Mb/s,并与并与IEEE802.11完全兼容。完全兼容。IEEE802.11b的发射功率较高，的发射功率较高，传输距离可达传输距离可达100m，最大传输速率为，最大传输速率为11Mb/s。就传输。就传输速率来看，蓝牙技术更适合个人携带的信息
158、传输量较小速率来看，蓝牙技术更适合个人携带的信息传输量较小的设备，而对于对传输速率要求极高的情况下，的设备，而对于对传输速率要求极高的情况下，IEEE802.11b则更适合。带有蓝牙技术的芯片能够做到则更适合。带有蓝牙技术的芯片能够做到非常小，并且因为其低功耗，支持省电模式而使其价格非常小，并且因为其低功耗，支持省电模式而使其价格远远低于价格昂贵的远远低于价格昂贵的802.11b组件，由于其本身的短距组件，由于其本身的短距离、传输速率较低的性质，在多终端同时高速联入网络离、传输速率较低的性质，在多终端同时高速联入网络时，就显得力不从心。所以目前许多企业、建筑群、飞时，就显得力不从心。所以目前许
159、多企业、建筑群、飞机场等网络范围较大，传输速率较高的地方采用机场等网络范围较大，传输速率较高的地方采用IEEE802.11b.返 回上 页下 页樱鬼虑直疏肇堆畅违咽迷资腊瓦到牌催桓丝特大中冷掇毫廊凶闪标澜思蹦第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（三）蓝牙技术与HomeRFHomeRF与蓝牙技术相似，其发展目的是为了与蓝牙技术相似，其发展目的是为了实现无线家庭网络，将家用电器，如电视机、电冰实现无线家庭网络，将家用电器，如电视机、电冰箱、电话、箱、电话、PC等设备以无线电波相互连接起来。其等设备以无线电波相互连接起来。其工作频段是工作频段是2.4Ghz，支持数据和语音。，支持数据和语
160、音。HomeRF在在技术上与蓝牙技术有很多相似之处，它也采用跳频技术上与蓝牙技术有很多相似之处，它也采用跳频技术，只不过其频率跳跃为技术，只不过其频率跳跃为50次次/s，传输距离为，传输距离为50m，传输速率可以达到，传输速率可以达到2Mb/s，同时支持，同时支持6路语音路语音通道，同一个网络中可以最多连接设备通道，同一个网络中可以最多连接设备128个，每个个，每个设备在网络中都是独立的，不受中央节点控制。与设备在网络中都是独立的，不受中央节点控制。与蓝牙技术相比，蓝牙技术相比，HomeRF更侧重的是低成本的家庭更侧重的是低成本的家庭语音和数据无线通信以及语音和数据无线通信以及PC和其外设连接
161、的无线局和其外设连接的无线局域网。域网。返 回上 页下 页冈孟革廊椒稼窍测拽狸荧怯谤铬掌灶炎获灌寥政痴氦斡蹄稼庸锚助潞刃鸣第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术总结：总结：就无线通信来说，蓝牙技术、就无线通信来说，蓝牙技术、IEEE802.11b、HomeRF三种短距离无线通信传输标准各有优三种短距离无线通信传输标准各有优缺点，因此在不同技术要求的场合下，用户可缺点，因此在不同技术要求的场合下，用户可以各取所需。随着技术的不断发展，它们也在以各取所需。随着技术的不断发展，它们也在不断的日趋完善。不断的日趋完善。返 回上 页下 页较息复戮升阳堡积丰范辰罩巢曰赴猩铆圭规窖埂瞩蕾馋氏橱胶尧
162、频闸急赐第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术二、 蓝牙技术应用模型蓝牙技术的应用被认为非常广泛而且极具潜蓝牙技术的应用被认为非常广泛而且极具潜力。它可以应用于无线设备（如力。它可以应用于无线设备（如PDA、手机、智、手机、智能电话、无绳电话）、图像处理设备（照相机、能电话、无绳电话）、图像处理设备（照相机、打印机、扫描仪）、安全产品（智能卡、身份识打印机、扫描仪）、安全产品（智能卡、身份识别、票据管理、安全检查）、消费娱乐（耳机、别、票据管理、安全检查）、消费娱乐（耳机、MP3、游戏）、汽车产品（、游戏）、汽车产品（GPS、ABS、动力系、动力系统、安全气袋）、家用电器（电视机、电
163、冰箱、统、安全气袋）、家用电器（电视机、电冰箱、电烤箱、微波炉、音响、录像机）、医疗健身、电烤箱、微波炉、音响、录像机）、医疗健身、建筑、玩具等领域。建筑、玩具等领域。返 回上 页下 页啡旷幸退具专渐段叠茹臭扯淮福芯抚酉听赴喘诬七魂诵菜泳破考桨荣姐嗓第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术蓝牙蓝牙SIG定义的几种基本的应用模型：定义的几种基本的应用模型：文件传输文件传输局域网接入局域网接入因特网网桥因特网网桥同步同步三合一电话三合一电话终极耳机终极耳机返 回上 页下 页瞒凤桨蝴游质既障赔致留男橙圣判啸紫该丘鄂拂璃龙嘱宫曹图戎泪亡亩聊第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术蓝牙蓝
164、牙SIG可提供的应用具体可列举如下：可提供的应用具体可列举如下：（1）手机与计算机的相连。目前多数通过）手机与计算机的相连。目前多数通过IrDA红外红外线或是线或是RS-232串口线，蓝牙取而代之，不仅方便而串口线，蓝牙取而代之，不仅方便而且资料传送的速度也不用担心（有的状况下，且资料传送的速度也不用担心（有的状况下，IsDA的速度更快些）。的速度更快些）。（2）可作无绳电话使用。内置蓝牙芯片的手机，在）可作无绳电话使用。内置蓝牙芯片的手机，在家里可以当作无绳电话使用，不用双向收费，节省手家里可以当作无绳电话使用，不用双向收费，节省手机费用。机费用。（3）数据共享，办公更简易。无论手机）数据共
165、享，办公更简易。无论手机,计算机，打计算机，打印机，印机，PDA或是数码相机，或是数码相机，MP3播放器都可以用蓝牙播放器都可以用蓝牙互传语音，文字，图像，文件蜘蛛网式的会议室将不互传语音，文字，图像，文件蜘蛛网式的会议室将不复存在，白板记录仪，投影机等都可以利用蓝牙来简复存在，白板记录仪，投影机等都可以利用蓝牙来简化操作。化操作。返 回上 页下 页述码刚葬摩沸率伯羚星帘尖暂嘱垂窥氓坑帽诉概脆椽袋荣妈愧障氰又渠枪第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（4）Internet接入，内置蓝牙芯片的笔记本型计算接入，内置蓝牙芯片的笔记本型计算机或手机时，不仅可以使用公共电话交换网（机或手机时
166、，不仅可以使用公共电话交换网（publicswithedtelephonenetwork，PSTN）,ISDN,LAN,xDSL,而且蜂窝式移动网络照样可以进行而且蜂窝式移动网络照样可以进行高速连接。高速连接。（5）无线免提。笔记本型电脑具有话筒及扬声器，）无线免提。笔记本型电脑具有话筒及扬声器，用蓝牙连接将来的手机，多人视频会议更加容易。用蓝牙连接将来的手机，多人视频会议更加容易。而且免提手机不在是汽车独有的了。而且免提手机不在是汽车独有的了。（6）同步资料。）同步资料。（7）蓝牙还可以应用于键盘，鼠标，家庭网络，）蓝牙还可以应用于键盘，鼠标，家庭网络，高速无线内部网络，电子名片等。高速无线
167、内部网络，电子名片等。返 回上 页下 页识扒币珊碑伐槽庆毗恍羡盘歹真滑捕叙棒斥摘殖毯阳咙法辟台楼嗽画泅主第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术三、 蓝牙的发展据一项最新的研究预测蓝牙将渗透到据一项最新的研究预测蓝牙将渗透到17个不个不同的市场领域。在未来几年里，才是蓝牙大规模占同的市场领域。在未来几年里，才是蓝牙大规模占有市场的时候。当然，蓝牙仍然是一项发展中的技有市场的时候。当然，蓝牙仍然是一项发展中的技术，其应用目前应该说仍处于起步阶段，要真正达术，其应用目前应该说仍处于起步阶段，要真正达到大规模进入商用市场并在用户中普及，还有大量到大规模进入商用市场并在用户中普及，还有大量应用
168、技术细节需要解决。应用技术细节需要解决。返 回上 页下 页阐苟肉田膊曝院啥曼频惩腻菌赣离膜鸽夫纱酵敬乓捏等鸳授捐奄裂疫貌粱第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术蓝牙需要解决的问题：蓝牙需要解决的问题：（1）增加消费者的认知度增加消费者的认知度（5）争取众多操作系统支持蓝牙）争取众多操作系统支持蓝牙（4）与其他技术的共存与其他技术的共存（3）产品应使用方便产品应使用方便（2）产品应具有互操作性产品应具有互操作性返 回上 页下 页恃精查呛权殷政赶嘘壤钓颂仲垃结装瞎摇膜疆门赘愈仕济毅譬惰氧低教争第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（6）芯片越来越小巧）芯片越来越小巧（7）向单芯
169、片方向发展）向单芯片方向发展（8）芯片价格持续下降）芯片价格持续下降（9）干扰问题的解决）干扰问题的解决（10）支持漫游功能支持漫游功能返 回上 页下 页瘁赤党族镣益匀脾整旋押肉椽焚芋孝娄兜隐姜卡憨骨亚浆拍声达睬疲澳又第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术8.6.2蓝牙技术原理蓝牙技术原理一、 蓝牙系统组成主要组成单元简介：主要组成单元简介：一个微波跳频扩频通信系统，数据和话音信息分组一个微波跳频扩频通信系统，数据和话音信息分组在指定的时隙，指定跳频频率发送和接收。在指定的时隙，指定跳频频率发送和接收。（1）蓝牙无线射频单元：）蓝牙无线射频单元：返 回上 页下 页曙厚郝儿射如耙骡洪洪
170、饺恳绽端兰场搞榔叠洱众网矫延阵细传垢络憎镐牧第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术包括基带数字信号处理的硬件部分，并完成基带包括基带数字信号处理的硬件部分，并完成基带协议和其他低层链路的规程。基带控制器的服务项目协议和其他低层链路的规程。基带控制器的服务项目包括：发送和接收数据，设备信号请求，链路地址查包括：发送和接收数据，设备信号请求，链路地址查询，建立连接，验证，协商并建立连接方式，确定分询，建立连接，验证，协商并建立连接方式，确定分组内型，设置监听方式，设置保持方式，设置休眠方组内型，设置监听方式，设置保持方式，设置休眠方式。式。（2）基带控制器单元：）基带控制器单元：链路管理
171、单元实现链路的建立，验证，链路配置链路管理单元实现链路的建立，验证，链路配置及其协议。链路管理单元可以发现其他的链路管理单及其协议。链路管理单元可以发现其他的链路管理单元，并通过连接管理协议元，并通过连接管理协议LMP建立通信联系。链路管建立通信联系。链路管理器通过基带控制器提供的服务实现上述功能。理器通过基带控制器提供的服务实现上述功能。（3）链路管理单元：）链路管理单元：返 回上 页下 页少偶触殴燃绣怂纷泌糜酿萤炉制扯胃称兼杏栗窖深夹恰评霖更嘘趟宣疮放第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术二、蓝牙的结构体系它是由底层它是由底层硬件模块，硬件模块，中间层和高中间层和高端应用层三端应
172、用层三大部分组成。大部分组成。返 回上 页下 页恼珊瞪晰纲浮抚消蛆宴胁鲍茄泵趟媳椒肩咏噎仆扣雾栖黍刊忌强乓僳颗圭第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（一）蓝牙的底层模块由链路管理层由链路管理层LMP(LinkManagerProtocol),基基带层带层BB(BaseBand)和射频和射频RF(RadioFrequency)组成。组成。各部分主要功能：各部分主要功能：通过通过2.4GHz无需申请的无需申请的ISM频段，实现数据流的过滤频段，实现数据流的过滤和传输；它主要定义了工作在此频段的蓝牙接收机应和传输；它主要定义了工作在此频段的蓝牙接收机应满足的要求；满足的要求；（1）无线连
173、接层（）无线连接层（RF）：）：返 回上 页下 页校庶韦郴斥防星借掌笋草姻庶噶确捅管墟顿逸汐槽焊努辐漱伺税惰茧墟署第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术基带层（基带层（BB）提供了两种不同的物理链路（同步面）提供了两种不同的物理链路（同步面向连接链路和异步无连接链路向连接链路和异步无连接链路ACL）,负责跳频和蓝负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输，且对所有内型的数据包提牙数据及信息帧的传输，且对所有内型的数据包提供了不同层次的前向纠错码供了不同层次的前向纠错码FEC(ForwardErrorCorrection)或循环冗余度差错校验或循环冗余度差错校验CTC。（2）基带层（）基带层（B
174、B）LMP层负责两个或多个设备链路的建立和拆除及链路层负责两个或多个设备链路的建立和拆除及链路的安全和控制，如鉴权和加密，控制和协商基带包的的安全和控制，如鉴权和加密，控制和协商基带包的大小等，它为上层软件模块提供了不同的访问入口。大小等，它为上层软件模块提供了不同的访问入口。（3）链路管理层）链路管理层LMP返 回上 页下 页筑窗琴攘纽雏品嗜联多奇灭辙婆花绚炼晒得抛伎螺煎区呆姐掐环墓根钡蔡第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术蓝牙主机控制器接口蓝牙主机控制器接口HCI(Hostcontrollerinterface)由基带控制器，连接管理器，控制和事件由基带控制器，连接管理器，控制
175、和事件寄存器等组成。它是蓝牙协议中软硬件之间的接口，寄存器等组成。它是蓝牙协议中软硬件之间的接口，提供了一个调用下层提供了一个调用下层BB,LM,状态和控制寄存器等硬状态和控制寄存器等硬件的统一命令，上，下两个模块接口之间的消息和件的统一命令，上，下两个模块接口之间的消息和数据的传递必须通过数据的传递必须通过HCI的解释才能进行。的解释才能进行。HCI层以层以上的协议软件实体运行在主机上，而上的协议软件实体运行在主机上，而HCI以下的功能以下的功能由蓝牙设备来完成，二者之间通过传输层进行交换。由蓝牙设备来完成，二者之间通过传输层进行交换。（4）蓝牙主机控制器接口）蓝牙主机控制器接口返 回上 页
176、下 页工睦瞧酣谱椒吼诺草磺同律涨汪地弄骸拦腹戒裙谍丧粥獭悠辙瞳譬勘逝正第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（二） 中间协议层1、中间、中间协议层的组成：逻辑链路控制与适配协议逻辑链路控制与适配协议L2CAP(LogicalLinkControlandAdaptationProtocol)串口仿真协议或称线缆替换协议串口仿真协议或称线缆替换协议（RFCOMM）二进制电话控制协议二进制电话控制协议TCS(TelephoneControlProtocolSpectocol）服务发现协议服务发现协议SDP(ServiceDiscoveryProtocol)返 回上 页下 页备趾梁办贾咸姿萧
177、搂懂摊钝航双爷捕集掌翅故专趁夜旦夹套胳霍沉赚酋债第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术2、各部分的功能：、各部分的功能：L2CAP是蓝牙协议栈的核心组成部分，也是其他协是蓝牙协议栈的核心组成部分，也是其他协议实现的基础。它位于基带之上，向上层提供面向议实现的基础。它位于基带之上，向上层提供面向连接和无连接的数据服务。它主要完成数据的拆装，连接和无连接的数据服务。它主要完成数据的拆装，服务质量控制，协议的复用，分组的分割和重组服务质量控制，协议的复用，分组的分割和重组（SegmentationAndREassembly）及组提取等功）及组提取等功能。能。L2CAP允许高达允许高达64K
178、B的数据分组的数据分组。（1）逻辑链路控制与适配协议）逻辑链路控制与适配协议L2CAPSDP是一个基于客户是一个基于客户/服务器结构的协议。它工作在服务器结构的协议。它工作在L2CAP层之上，为上层应用程序提供一种机制来发层之上，为上层应用程序提供一种机制来发现可用的服务及其属性，而服务的属性包括服务的现可用的服务及其属性，而服务的属性包括服务的内型及该服务所需的机制或协议信息。内型及该服务所需的机制或协议信息。（2）服务发现协议）服务发现协议SDP返 回上 页下 页恼殿拍需彦帝察微顿新廖把姚芥霜药碟医唇器他拖兽押驱贮池蹋跑滞钵插第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术RFCOMM是一
179、个仿真有线链路的无线数据仿是一个仿真有线链路的无线数据仿真协议，符合真协议，符合ETSI标准的标准的TS07.10串口仿真协议。串口仿真协议。它在蓝牙基带上仿真它在蓝牙基带上仿真RS-232的控制和数据信号，的控制和数据信号，为原先使用串行连接的上层业务提供传送能力。为原先使用串行连接的上层业务提供传送能力。（3）串口仿真协议或称线缆替换协议（）串口仿真协议或称线缆替换协议（RFCOMM）TCS是一个基于是一个基于ITU_TQ.931建议的采用面向建议的采用面向比特的协议，它定义了用于蓝牙设备之间建立语比特的协议，它定义了用于蓝牙设备之间建立语音和数据呼叫的控制信令（音和数据呼叫的控制信令（C
180、allControlSignaling1）,并负责处理蓝牙设备组的移动管理并负责处理蓝牙设备组的移动管理过程。过程。（4）二进制电话控制协议）二进制电话控制协议TCS返 回上 页下 页谣陋痔玉滨释鸵业功躲掉罢诡挝京臆英荣峰棘倡詹斩唬捂哈悦驱宾噎倘您第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（三） 高端应用层高端应用层位于蓝牙协议栈的最上部分。一个完整高端应用层位于蓝牙协议栈的最上部分。一个完整的蓝牙协议栈按其功能又可划分为四层：的蓝牙协议栈按其功能又可划分为四层：核心协议层（核心协议层（BB,LMP,L2CAP,SDP）,线缆替换协议层（线缆替换协议层（RFCOMM）,电话控制协议层（电
181、话控制协议层（TCS-BIN）,选用协议层选用协议层（PPP,TCP,TP,UDP,OBEX,IrMC,WAP,WAE）高端应用层是由选用协议层组成高端应用层是由选用协议层组成返 回上 页下 页保卿痈毙韦龋诊散佩疼羊萄凛坪冶类驱鄂勺笛替跪握贝火赛挑疮绩还髓芍第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术选用协议各部分的功能：选用协议各部分的功能：（1）PPP(Point-to-pointProtocol)是点对点协议，是点对点协议，由封装，链路控制协议，网络控制协议组成，定义了由封装，链路控制协议，网络控制协议组成，定义了串行点到点链路应当如何传输因特网协议数据，它主串行点到点链路应当如何传
182、输因特网协议数据，它主要用于要用于LAN接入接入,拨号网络及传真等应用规范；拨号网络及传真等应用规范；（2）TCP/IP(传输控制协议传输控制协议/网络层协议网络层协议)，UDP(UserDatagramProtocol对象交换协议对象交换协议)是三是三种已有的协议，它定义了因特网与网络相关的通信种已有的协议，它定义了因特网与网络相关的通信及其他内型计算机设备和外围设备之间的通信，这及其他内型计算机设备和外围设备之间的通信，这样，即可提高效率，又可在一定程度上保证蓝牙技样，即可提高效率，又可在一定程度上保证蓝牙技术和其他通信技术的互操作性；术和其他通信技术的互操作性；返 回上 页下 页腮聋叔窥
183、炔元绅悟嚷注剖帚隐钦或样脆喉掸旁罗狙住盘既士污装咒赤殿舒第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（3）OBEX(ObjectExchangeProtocol)是对象交换是对象交换协议，它支持设备见的数据交换，采用客户协议，它支持设备见的数据交换，采用客户/服务器服务器模式提供与模式提供与HTTP(超文本传输协议超文本传输协议)相同的基本功能。相同的基本功能。该协议作为一个开放性标准还定义了可用于交换的电该协议作为一个开放性标准还定义了可用于交换的电子商务卡，个人日志表，消费和便条等格式。子商务卡，个人日志表，消费和便条等格式。（4）WAP(WirelessApplicationProt
184、ocol)是无线应是无线应用协议，它的目的是要在数字蜂窝电话和其他基于因用协议，它的目的是要在数字蜂窝电话和其他基于因特网的协议。特网的协议。（5）WAE(WirelessApplicationEnvironment)是是无线应用环境，它提供用于无线应用环境，它提供用于WAP电话和个人数字助电话和个人数字助理理PDA所需的各种应用软件。所需的各种应用软件。返 回上 页下 页军做蛆陀咽坯乘万颅柜感段施亚醉擂踪丁爸遗爽美厂骋状浮琼鸟涎恍忱泣第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术三、 蓝牙系统的框架结构除了保证两个蓝牙设除了保证两个蓝牙设备之间可以互相通信的协备之间可以互相通信的协议外，议
185、外，SIG还定义了框架。还定义了框架。其目的是为了描述如何实其目的是为了描述如何实现用户模块，以及如何将现用户模块，以及如何将应用和设备映射为蓝牙设应用和设备映射为蓝牙设备。蓝牙标准化组织定义备。蓝牙标准化组织定义了四个主要的框架，这四了四个主要的框架，这四个框架分别是通用的接入个框架分别是通用的接入框架，串口框架，服务发框架，串口框架，服务发现应用框架，通用的对象现应用框架，通用的对象交换框架。交换框架。返 回上 页下 页濒帐诲阴吼珐梆蕾捉黎善舶唇赶宦涣埔徊缔构窘玩缮漾瘁蔫噪杰嘘浸拿撒第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（1）通用的接入框架）通用的接入框架GAP(GenericA
186、ccessProfile)GAP定义了一个蓝牙设备如何发现另一个设备并定义了一个蓝牙设备如何发现另一个设备并与之建立连接，主要处理未连接的设备之间发现对方与之建立连接，主要处理未连接的设备之间发现对方以及建立连接的问题。这个框架定义的是通用的操作，以及建立连接的问题。这个框架定义的是通用的操作，可以被与可以被与GAP有关的框架和实现多个框架的设备使用。有关的框架和实现多个框架的设备使用。GAP保证任意厂商生产的两个蓝牙设备之间可以保证任意厂商生产的两个蓝牙设备之间可以交换信息，并发现这些设备可以提供什么内型的服务。交换信息，并发现这些设备可以提供什么内型的服务。一个蓝牙设备可以不遵守其他蓝牙框
187、架的约定但必须一个蓝牙设备可以不遵守其他蓝牙框架的约定但必须遵守遵守GAP框架以保证基本的互用和共存。框架以保证基本的互用和共存。返 回上 页下 页蓬盼诺吕朝坷士裴鹿控岩灵愤玖椒牺祟缝悦栗副书例中狠鸥祝并跨惑循膀第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（2）服务发现应用框架）服务发现应用框架SDAP(ServiceDiscoveryApplicationProfile)SDAP定义了发现一个蓝牙设备可用服务的方法，定义了发现一个蓝牙设备可用服务的方法，主要处理对已有服务的搜索。主要处理对已有服务的搜索。SDAP包括一个用户包括一个用户服务发现应用，这个应用采用在一个蓝牙设备中对服务发现
188、应用，这个应用采用在一个蓝牙设备中对服务进行定位，它与服务发现协议接口。服务进行定位，它与服务发现协议接口。SDAP框框架依赖于架依赖于GAP框架，采用了框架，采用了GDP框架的一部分。框架的一部分。返 回上 页下 页榔绅典熄蚁窟疫敬舔翅讼斑伪蜡骋暴鹅尽浆坑姨牢汕舵卡洱崩饿魁锄架翱第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（3）串口框架）串口框架SPD(SerialPortProfile)串口框架定义了如何在两个蓝牙设备上建立虚串口框架定义了如何在两个蓝牙设备上建立虚拟的串口，然后将这两个串口连接起来。采用这个拟的串口，然后将这两个串口连接起来。采用这个框架，可以为蓝牙设备提供一个使用框
189、架，可以为蓝牙设备提供一个使用RS-232控制信控制信令的串行线缆（令的串行线缆（RS-232是数据通信设备普遍采用的是数据通信设备普遍采用的接口标准）。串口框架就像接口标准）。串口框架就像SDAP框架一样依赖于框架一样依赖于GAP框架，也采用了框架，也采用了GAP框架的一部分。框架的一部分。返 回上 页下 页粱摩幻易谜卸骋傲边牺睛诧商嚷鄙付篓甭冤立肛梦涅旭昼暂尧峙灌溜窝痞第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（4）通用的内容交换框架）通用的内容交换框架GOEP(GenericObjectExchangeProfile)GOEP定义了一套用于内容交换的协议和过程，定义了一套用于内容交
190、换的协议和过程，比如将数据从一个蓝牙设备如何传送到另一个蓝牙比如将数据从一个蓝牙设备如何传送到另一个蓝牙设备，以及如何从另一个蓝牙设备接收数据等。一设备，以及如何从另一个蓝牙设备接收数据等。一些用户模块如文件传输和同步等都基于这个框架。些用户模块如文件传输和同步等都基于这个框架。典型应用这个框架的蓝牙设备是笔记本电脑，典型应用这个框架的蓝牙设备是笔记本电脑，PC机，移动电话和智能电话等。机，移动电话和智能电话等。返 回上 页下 页截息棉柳圭祥浦坚设炕淖臼崔刀寿恒笔调峨揪箭垃钩羞炬服春畦沽燥糯痕第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术四、 蓝牙硬件的实现返 回上 页下 页莽同疗篷卡紫斗个
191、烟峪篮氰优隧右溪屉砂骡国缚钎护驱叠唉嚼傅命攻蹄最第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术各部分的功能：各部分的功能：蓝牙基带控制器是蓝牙芯片硬件模块的关键模块。蓝牙基带控制器是蓝牙芯片硬件模块的关键模块。它主要由链路控制序列发生器、可编程序列发生器、它主要由链路控制序列发生器、可编程序列发生器、内部语音处理器、共享内部语音处理器、共享RAM仲裁器及定时链管理、加仲裁器及定时链管理、加密密/解密处理等功能单元组成。其主要功能：在微处理解密处理等功能单元组成。其主要功能：在微处理器模块控制下，实现蓝牙苛带部分的所有实时处理功器模块控制下，实现蓝牙苛带部分的所有实时处理功能，包括负责对接收的
192、能，包括负责对接收的bit流进行符号定时提取和恢复；流进行符号定时提取和恢复；分组头及净荷的循环冗余度校验（分组头及净荷的循环冗余度校验（CRC）；分组头及净）；分组头及净荷的前向纠错码（荷的前向纠错码（FEC）处理和发送处理；加密和解密）处理和发送处理；加密和解密处理等。且能提供从基带控制器到其他芯片的接口，处理等。且能提供从基带控制器到其他芯片的接口，诸如数据路径诸如数据路径RAM客户接口、微处理器接口、脉码调客户接口、微处理器接口、脉码调制接口（制接口（PCM）等。）等。（1）蓝牙基带控制器）蓝牙基带控制器返 回上 页下 页惑夏趣镰锅桐擞吗香梭匿闻侨氏虏瓜藉稳沟开膨哑全批呐骸豹街辞喜钧衰
193、第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（2）无线收发器模块）无线收发器模块无线收发器是蓝牙设备的核心，任何蓝牙设备都无线收发器是蓝牙设备的核心，任何蓝牙设备都要有无线收发器。它与用于广播的普通无线收发器的要有无线收发器。它与用于广播的普通无线收发器的不同之处在于体积小、功率小（目前生产的蓝牙无线不同之处在于体积小、功率小（目前生产的蓝牙无线收发器的最大输出功率只有收发器的最大输出功率只有100mW,2.5mW,1mW三三种）。它由锁相环，发送模块和接收模块等组成。发种）。它由锁相环，发送模块和接收模块等组成。发送部分包括一个倍频器，且直接使用压控振荡器调制；送部分包括一个倍频器，且直
194、接使用压控振荡器调制；接收部分包括混频器，中频器放大器，鉴频器以及低接收部分包括混频器，中频器放大器，鉴频器以及低噪音放大器等。无线收发器的主要功能是调制噪音放大器等。无线收发器的主要功能是调制/解调，解调，帧定时恢复和跳频功能同时完成发送和接收操作。发帧定时恢复和跳频功能同时完成发送和接收操作。发送操作包括载波的产生，载波调制，功率控制及自动送操作包括载波的产生，载波调制，功率控制及自动增益控制；接收操作包括频率调谐至正确的载波频率增益控制；接收操作包括频率调谐至正确的载波频率及信号强度控制等。及信号强度控制等。返 回上 页下 页硕旺夕戎甲睫幽瓮愉拽斩赂勘硷脸拓逢棠矩妒相颂吴随删惠众刺蜗瀑完
195、淡第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（3）微处理器（）微处理器（CPU）CPU负责蓝牙比特流调制和解调后的所有比负责蓝牙比特流调制和解调后的所有比特级处理，且还负责控制收发器和专用的语言特级处理，且还负责控制收发器和专用的语言编码和解码器。编码和解码器。（4）Flash存储器和存储器和SRAMFlash存储器用于存放基带和链路管理层中所存储器用于存放基带和链路管理层中所有的软件部分。有的软件部分。SRAM作为作为CPU的运行空间，在的运行空间，在工作时把工作时把Flash中的软件调到中的软件调到SRAM中。中。返 回上 页下 页焰芦势唇旁桓毗冕弥番萤茸矢闰爸塔耪龋怪卜浮慈简蚤绑幢
196、洽圭大氯戏积第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（5）语音编）语音编/解码器解码器CODEC(CoderDecoder)语音编语音编/解码器解码器CODEC由由DAC(数模转换器数模转换器)，模数转换口（，模数转换口（ADC）,数字接口，编码模块等组数字接口，编码模块等组成。主要功能：提供语音编码和解码功能，提供成。主要功能：提供语音编码和解码功能，提供CVSD(ContinuousVariableSlopeDeltaModulation)即连续可变斜率增量调制及对数即连续可变斜率增量调制及对数PCM(PulseCodedModulation)即脉码调制两即脉码调制两种编码方式。种
197、编码方式。返 回上 页下 页鸭听克馒柠贼壮弘斤循乱姥简月崔咙态疲而恐敛售戳析冗雏慨目映恃篇旭第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（6）蓝牙测试模块）蓝牙测试模块它是由它是由DUT(DeviceUnderTest)即被测试即被测试模块与测试设备及计量设备组成。一般测试设模块与测试设备及计量设备组成。一般测试设备和被测试设备构成一个微微网，测试设备对备和被测试设备构成一个微微网，测试设备对整个测试过程进行控制，其主要功能提供无线整个测试过程进行控制，其主要功能提供无线层和基带层的认证和一致性规范，同时还管理层和基带层的认证和一致性规范，同时还管理产品的生产和售后测试。产品的生产和售后测
198、试。返 回上 页下 页涅厄煞善粱袒译傈楚褪葡亲雀蝶后袄卷疮饿荒扁莫粮漏镶勒灸虎矩号赤抵第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（7）UART通用异步收发器和通用异步收发器和USB通用串通用串行接口。行接口。提供到提供到HCI(HostControllerInterface)即即主机控制器接口传输层的物理连接，是高层与主机控制器接口传输层的物理连接，是高层与物理模块进行通信的通道。物理模块进行通信的通道。返 回上 页下 页好预使胁堂莉滞德夕分滤座弄献婶宦弃学缴酪佣妖秩濒脉趣弥错亏闹露彭第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术五、 蓝牙技术的安全机制蓝牙技术提供了一种短距离的无线通
199、信标准，蓝牙技术提供了一种短距离的无线通信标准，同其他无线技术一样，蓝牙技术的无线传输特性同其他无线技术一样，蓝牙技术的无线传输特性使它非常容易受到攻击，因此安全机制在蓝牙技使它非常容易受到攻击，因此安全机制在蓝牙技术中显得尤为重要。虽然蓝牙系统所采用的跳频术中显得尤为重要。虽然蓝牙系统所采用的跳频技术已经提供了一定的安全保障，但是蓝牙系统技术已经提供了一定的安全保障，但是蓝牙系统仍然需要链路层和应用层的安全管理。仍然需要链路层和应用层的安全管理。返 回上 页下 页偿迹骚奥赊说叁蔼蝉存环引癣饲责策摔喻储耗痈筐吁钙忧闹挫硼防粉口岭第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（一）无线网络中的
200、安全问题（一）无线网络中的安全问题安全威胁来源安全威胁来源非法窃听非法窃听非授权访问非授权访问服务拒绝服务拒绝耗能攻击耗能攻击返 回上 页下 页洽胖椽挨舒窑眩躇谢男较企氓烷衍坠匈贵据浑劳悦中鞍狗鞋殆芦罗拨径涪第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术非法窃听是指入侵者通过对无线信道的监听非法窃听是指入侵者通过对无线信道的监听来获取传输的信息，是对通信网络最常见的攻来获取传输的信息，是对通信网络最常见的攻击方法。这种威胁源于无线链路的开放性，但击方法。这种威胁源于无线链路的开放性，但是由于无线传输距离受到功率和信噪比的限制，是由于无线传输距离受到功率和信噪比的限制，窃听者必须与源结点距离较
201、近。蓝牙技术标准窃听者必须与源结点距离较近。蓝牙技术标准建议采用较低的发射功率，标准通信距离仅有建议采用较低的发射功率，标准通信距离仅有十米，这在一定程度上保证了网络的可靠性。十米，这在一定程度上保证了网络的可靠性。（1）非法窃听）非法窃听返 回上 页下 页巫父洗前奏绸瞥轧弊呢序厄淡楞品帘乎饶昏郡瘦蹬掩殴通半疼肤懒摧象孺第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术非法访问是指入侵者伪装成合法用户来非法访问是指入侵者伪装成合法用户来访问网络资源，以期达到破坏目的；或者是访问网络资源，以期达到破坏目的；或者是违反安全策略，利用安全系统的缺陷非法占违反安全策略，利用安全系统的缺陷非法占有系统资源
202、或访问本应受保护的信息。必须有系统资源或访问本应受保护的信息。必须对网络中的通信设备增加认证机制，以防止对网络中的通信设备增加认证机制，以防止非授权用户使用网络资源。非授权用户使用网络资源。（2）非法访问）非法访问返 回上 页下 页击青窃袒肺圆完毖劝窒馆螺啼著涉宏迸戴瘪什惧嵌刷盾劫臂垣能蛮罪请伤第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术服务拒绝是指入侵者通过某些手段使合服务拒绝是指入侵者通过某些手段使合法用户无法获得其应有的网络服务，这种攻法用户无法获得其应有的网络服务，这种攻击方式在击方式在Internet中最为常见，也最为有效。中最为常见，也最为有效。在蓝牙网络中，这种威胁包括阻止合
203、法用户在蓝牙网络中，这种威胁包括阻止合法用户建立连接，或通过向网络发送大量垃圾数据建立连接，或通过向网络发送大量垃圾数据来破坏合法用户的正常通信。对于这种威胁，来破坏合法用户的正常通信。对于这种威胁，通常可采用认证机制和流量控制机制来防止通常可采用认证机制和流量控制机制来防止（3）服务拒绝）服务拒绝返 回上 页下 页弓盗湿苗秒敌倍蔗瓶去塑喻彝篓与侵抄子翼侄醇传住嵌凹脊焚钨旱鲁汕毅第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术耗能攻击也称为能源消耗攻击，现有蓝牙耗能攻击也称为能源消耗攻击，现有蓝牙设备为节约电池能量，使用节能机制，在不进设备为节约电池能量，使用节能机制，在不进行通信时进入休眠状
204、态。能源消耗攻击目的是行通信时进入休眠状态。能源消耗攻击目的是破坏节能机制，如不停地发送连接请求，使设破坏节能机制，如不停地发送连接请求，使设备无法进入节能模式，最终达到消耗能量的目备无法进入节能模式，最终达到消耗能量的目的。目前对这种攻击还没有行之有效的办法。的。目前对这种攻击还没有行之有效的办法。（4）耗能攻击）耗能攻击返 回上 页下 页分瘤鼓戌灸掌年镇臃匙驴课颗驾介氢燎郧青棕弥造事惩嘿寂交跪氟硼舶雷第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（二）蓝牙采用的安全技术（二）蓝牙采用的安全技术蓝牙技术标准除了采用上述的跳频扩频技术和蓝牙技术标准除了采用上述的跳频扩频技术和低发射功率等常规
205、安全技术外，还采用内置的安全低发射功率等常规安全技术外，还采用内置的安全机制来保证无线传输的安全性。机制来保证无线传输的安全性。1.安全模式安全模式在这种模式下蓝牙设备屏蔽链路级的安全功能，在这种模式下蓝牙设备屏蔽链路级的安全功能，适于非敏感信息的数据库的访问。这方面的典型适于非敏感信息的数据库的访问。这方面的典型的例子有自动交换名片和日历的例子有自动交换名片和日历(即即vCard和和vCalendar)。安全模式安全模式1：无安全要求：无安全要求返 回上 页下 页戏砖以淮核歹乐孝伙炬鲁井筏杠诞平犊吧俊儒缉掉防鳞笛哦线簇绎燥睫搏第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术提供业务级的安全机
206、制，允许更多灵活的访问提供业务级的安全机制，允许更多灵活的访问过程，例如，并行运行一些有不同安全要求的应用过程，例如，并行运行一些有不同安全要求的应用程序。在这种模式中，蓝牙设备在信道建立后启动程序。在这种模式中，蓝牙设备在信道建立后启动安全性过程，也就是说它的安全过程在较高层协议安全性过程，也就是说它的安全过程在较高层协议进行。进行。安全模式安全模式2：强制业务级安全：强制业务级安全提供链路级的安全机制，链路管理器对所有建立提供链路级的安全机制，链路管理器对所有建立连接的应用程序，以一种公共的等级强制执行安全连接的应用程序，以一种公共的等级强制执行安全标准。在这种模式中，蓝牙设备在信道建立以
207、前启标准。在这种模式中，蓝牙设备在信道建立以前启动安全性过程，也就是说它的安全过程在较低层协动安全性过程，也就是说它的安全过程在较低层协议进行。议进行。安全模式安全模式3：强制链路级安全：强制链路级安全返 回上 页下 页屿酮婆苫馆滥参逐秦嫩抢南干圃抽窟埃茁锹茬庸桩规呐咬规邓恼桓蝇楔诽第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术2.设备和业务的安全等级设备和业务的安全等级（1）设备定义了三个级别的信任等级：）设备定义了三个级别的信任等级：可信任设备：可信任设备：设备已通过鉴权，存储了链路密钥，设备已通过鉴权，存储了链路密钥，在设备数据库中标识为在设备数据库中标识为“可信任可信任”，可信任设备
208、可，可信任设备可以无限制的访问所有的业务；以无限制的访问所有的业务；不可信任设备：不可信任设备：设备已通过鉴权，存储了链路密设备已通过鉴权，存储了链路密钥，但在设备数据库中没有标识为钥，但在设备数据库中没有标识为“可信任，；可信任，；不可信任设备访问业务是受限的；不可信任设备访问业务是受限的；未知设备：未知设备：无此设备的安全性信息，为不可信无此设备的安全性信息，为不可信任设备。任设备。返 回上 页下 页圭兢秘悍喷涂矫雇员耍胚淖纳沉满侦惨酉课雍小钙滩各着皋腊肇龟纽啮沃第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（2）业务的三种安全级别）业务的三种安全级别需授权：需授权：只允许信任设备自动访
209、问的业务只允许信任设备自动访问的业务(例如，例如，在设备数据库中已登记的那些设备在设备数据库中已登记的那些设备)。不信任的设。不信任的设备需要在授权过程完成后才能访问该业务。授权总备需要在授权过程完成后才能访问该业务。授权总是需要鉴权以确认远端设备是正确的设备。是需要鉴权以确认远端设备是正确的设备。需鉴权：需鉴权：在连接到应用程序之前，远端设备在连接到应用程序之前，远端设备必须接受鉴权。必须接受鉴权。需加密：需加密：在允许访问业务前必须切换到加密在允许访问业务前必须切换到加密模式下。模式下。返 回上 页下 页养侯络橙呵敢连揖腐渐突丽蔷黑逐熙管崎掌赂疥峻制但缘崖其言帕汞猛律第八章总线和数据通信技
210、术第八章总线和数据通信技术3.链路级安全参数链路级安全参数蓝牙技术在应用层和链路层上提供了安蓝牙技术在应用层和链路层上提供了安全措施。链路层采用的四种不同实体来保全措施。链路层采用的四种不同实体来保证安全。所有链路级的安全功能都是基于证安全。所有链路级的安全功能都是基于链路密钥的概念实现的，链路密钥是对应链路密钥的概念实现的，链路密钥是对应每一对设备单独存储的一些每一对设备单独存储的一些128位的随机数。位的随机数。返 回上 页下 页删柬譬款霜望郧植动随叭叫孝棺督勿践据蠢祁癣释最涩郡卓襄赖蛛坝鸯势第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术4.密钥管理密钥管理蓝牙系统用于确保安全传输的密钥
211、有几蓝牙系统用于确保安全传输的密钥有几种，其中最重要的密钥是用于两个蓝牙设备种，其中最重要的密钥是用于两个蓝牙设备之间鉴权的链路密钥。加密密钥可以由链路之间鉴权的链路密钥。加密密钥可以由链路密钥推算出来，这将确保数据包的安全，而密钥推算出来，这将确保数据包的安全，而且每次传输都会重新生成。最后还有且每次传输都会重新生成。最后还有PIN码，码，用于设备之间互相识别。用于设备之间互相识别。返 回上 页下 页襟甥簿筹求轧悟涅粳翻记沧沫示舰驻靖但羔波织王焉芦害朵纫厨效流砷淖第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术一共有四种可能存在的链路密钥，所有链路密一共有四种可能存在的链路密钥，所有链路密钥
212、都是钥都是128位的随机数，它们或者是临时的或位的随机数，它们或者是临时的或者是半永久性的。加密密钥由当前的链路密钥者是半永久性的。加密密钥由当前的链路密钥推算而来。每次需要加密密钥时它会自动更换。推算而来。每次需要加密密钥时它会自动更换。之所以将加密密钥与鉴权密钥分离开，是因为之所以将加密密钥与鉴权密钥分离开，是因为可以使用较短的加密密钥而不减弱鉴权过程的可以使用较短的加密密钥而不减弱鉴权过程的安全性。安全性。链路密钥：链路密钥：返 回上 页下 页域尚推提搏钒时惟苏惫夜溜冻集汞帘砂胞销倔酵氏诀很悸供透誊领皆痴刘第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术通常称为通常称为PIN(个人识别号
213、码个人识别号码)，是一个，是一个由用户选择或固定的数字，长度可以为由用户选择或固定的数字，长度可以为16个字节，通常采用四位十进制数。用户在个字节，通常采用四位十进制数。用户在需要时可以改变它，这样就增加了系统的需要时可以改变它，这样就增加了系统的安全性。另外，同时在两个设备输入安全性。另外，同时在两个设备输入PIN比比其中一个使用固定的其中一个使用固定的PIN要安全得多。事实要安全得多。事实上它是唯一的可信的用于生成密钥的数据，上它是唯一的可信的用于生成密钥的数据，典型情况是四位十进制典型情况是四位十进制PIN码与其他变量结码与其他变量结合生成链路密钥和加密密钥。合生成链路密钥和加密密钥。蓝
214、牙安全码蓝牙安全码返 回上 页下 页塔南峨诲钒耘区酶锗氧粤疗旅凝阮想遍新篱卵惭灾祭毙僵惹逃卓片彪唤绰第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术蓝牙系统加密算法为数据包中的净荷蓝牙系统加密算法为数据包中的净荷(即数据部分即数据部分)加密，其核心部分是数据流密加密，其核心部分是数据流密码机码机E0，它包括净荷密钥生成器，密钥流生，它包括净荷密钥生成器，密钥流生成器，和加成器，和加/解密模块。由于密钥长度从解密模块。由于密钥长度从8比比特到特到128比特不等，信息交互双方必须通过比特不等，信息交互双方必须通过协商确定密钥长度。协商确定密钥长度。5.加密算法加密算法返 回上 页下 页凯巾船询咐哑
215、馏铂肌恃改诚贤谢袜硅吭烦锥看禾纺套脏谗潞少叠拆拜颊劣第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术有几种加密模式可供使用，如果使用了单元有几种加密模式可供使用，如果使用了单元密钥或者联合密钥，广播的数据流将不进行加密钥或者联合密钥，广播的数据流将不进行加密。点对点的数据流可以加密也可以不加密。密。点对点的数据流可以加密也可以不加密。如果使用了主密钥，则有三种可能的模式：如果使用了主密钥，则有三种可能的模式：加密模式加密模式1：不对任何进行加密。不对任何进行加密。加密模式加密模式2：广播数据流不加密，点对点数广播数据流不加密，点对点数据流用临时密钥据流用临时密钥Kmaste进行加密。进行加密。
216、加密模式加密模式3：所有数据流均用临时密钥所有数据流均用临时密钥Kmaste进行加密。进行加密。返 回上 页下 页敞棒梭旦伤虹枫系片轨更措啦诞告逾鞭慧脾装吓刹狡辛搽渤桔浆值孪威音第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术6.认证机制认证机制两个设备第一次通信时，借助两个设备第一次通信时，借助“结对结对”初始初始化过程生成一个共用的链路密钥，结对过程要求化过程生成一个共用的链路密钥，结对过程要求用户输入用户输入16字节字节(或或128位位)PIN到两个设备，根据到两个设备，根据蓝牙技术标准，结对过程如下：蓝牙技术标准，结对过程如下：根据用户输入的根据用户输入的PIN生成一个共用随机数作为初
217、始生成一个共用随机数作为初始化密钥，此密钥只用一次，然后即被丢弃。化密钥，此密钥只用一次，然后即被丢弃。在整个鉴权过程中，始终检查在整个鉴权过程中，始终检查PIN是否与结对设备是否与结对设备相符。相符。生成一个普通的生成一个普通的128位随机数链路密钥，暂时储存位随机数链路密钥，暂时储存在结对的设备中。只要该链路密钥储存在双方设备在结对的设备中。只要该链路密钥储存在双方设备中，就不再需要重复结对过程，只需实现鉴权过程。中，就不再需要重复结对过程，只需实现鉴权过程。返 回上 页下 页浦桃涟收触绊谨立侩成枢救蒋柿判领溺汝思泽笛郴妊膝咸殆邮刽讣泛慕佰第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术基
218、带连接加密不需要用户的输入，当成功鉴权基带连接加密不需要用户的输入，当成功鉴权并检索到当前链路密钥后，链路密钥会为每个通并检索到当前链路密钥后，链路密钥会为每个通信会话生成一个新的加密密钥，加密密钥长度依信会话生成一个新的加密密钥，加密密钥长度依据对安全等级而定，一般在据对安全等级而定，一般在8128比特之间，最比特之间，最大的加密长度受硬件能力的限制。防止非授权用大的加密长度受硬件能力的限制。防止非授权用户的攻击，蓝牙标准规定，如果认证失败，蓝牙户的攻击，蓝牙标准规定，如果认证失败，蓝牙设备会推迟一段时间重新请求认证，每增加一次设备会推迟一段时间重新请求认证，每增加一次认证请求，推迟时间就会
219、增加一倍，直到推迟时认证请求，推迟时间就会增加一倍，直到推迟时间达到最大值。同样认证请求成功后，推迟时间间达到最大值。同样认证请求成功后，推迟时间也相应地成倍递减，直到达到最小值。也相应地成倍递减，直到达到最小值。返 回上 页下 页鹊蛔歼僵掖划颧许沮屁肯渊佩婆齿攫奶逝傅瞳担册定画媚增网宫嫉弊躇岸第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术7.蓝牙安全架构蓝牙安全架构蓝牙安全架构可以实现对业务的选择性访问，蓝蓝牙安全架构可以实现对业务的选择性访问，蓝牙安全架构建立在牙安全架构建立在L2CAP层之上，特别是层之上，特别是RFCOMM层。其他协议层对蓝牙架构没有什么特别的处理，层。其他协议层对蓝
220、牙架构没有什么特别的处理，它们可能有其自身的安全特征。蓝牙安全架构允许它们可能有其自身的安全特征。蓝牙安全架构允许协议栈中的协议强化其安全策略，例如，协议栈中的协议强化其安全策略，例如，L2CAP在在无绳电话方面强化了蓝牙安全策略，无绳电话方面强化了蓝牙安全策略，RFCOMM则是则是在拨号网络方面强化了蓝牙安全策略，在拨号网络方面强化了蓝牙安全策略，OBEX在文件在文件传输和同步应用方面使用自己的安全策略。蓝牙安传输和同步应用方面使用自己的安全策略。蓝牙安全架构提供了一个灵活的安全框架，此框架指出了全架构提供了一个灵活的安全框架，此框架指出了何时涉及用户的操作，下层协议层需要哪些动作来何时涉及
221、用户的操作，下层协议层需要哪些动作来支持所需的安全检查等支持所需的安全检查等。返 回上 页下 页咽僧郎拳姨置赖账潦糟吞粗乖病钒辈别唁怜挺想焙醉酞毁递奔媚姬择举肘第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术（三）蓝牙安全技术存在的问题（三）蓝牙安全技术存在的问题用户隐私：用户隐私：由于蓝牙设备内的蓝牙地址具有全球由于蓝牙设备内的蓝牙地址具有全球唯一性，一旦这个地址与某用户相关联，他的行唯一性，一旦这个地址与某用户相关联，他的行动都可以被记录，所以隐私就得不到保障。动都可以被记录，所以隐私就得不到保障。PIN问题：问题：为了初始化一个安全连接，两个蓝牙为了初始化一个安全连接，两个蓝牙设备必须输
222、入相同的设备必须输入相同的PIN码。码。PIN是唯一的可信是唯一的可信的用于生成密钥的数据，链路密钥和加密密钥都的用于生成密钥的数据，链路密钥和加密密钥都与它有关。用户有可能将其存在设备上，或者输与它有关。用户有可能将其存在设备上，或者输入过于简单，所以入过于简单，所以PIN易受到攻击，解决的方法易受到攻击，解决的方法是使用较长的是使用较长的PIN，或者使用密钥变更系统。，或者使用密钥变更系统。返 回上 页下 页凌街敬盎甜争礼敲邀套迸跺教烂跪吮蚜训怒通邱毡菊痔糜捌幽胜荣个修别第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术链路密钥：链路密钥：鉴权和加密都是基于双方共享的链鉴权和加密都是基于双方
223、共享的链路密钥，这样，某一设备很可能利用早就得到路密钥，这样，某一设备很可能利用早就得到链路密钥以及一个伪蓝牙地址计算出加密密钥，链路密钥以及一个伪蓝牙地址计算出加密密钥，从而监听数据流。虽然这种攻击需要花一些功从而监听数据流。虽然这种攻击需要花一些功夫，但贝尔实验室已证实了其可能性。夫，但贝尔实验室已证实了其可能性。返 回上 页下 页剁揣澳雁管装曼娟镍鱼呀凰穗洒灶葫楔壁卖陋司豆肯芹故莉卫榜罗康西锨第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术8.7工业以太网工业以太网指技术上与商用以太网兼容，但在产品设计时，指技术上与商用以太网兼容，但在产品设计时，在实时性、材质的选用、产品的强度以及适用
224、性等在实时性、材质的选用、产品的强度以及适用性等方面能满足工业现场的需要。方面能满足工业现场的需要。工业以太网工业以太网由于工业控制网络不单单是一个完成数据传输由于工业控制网络不单单是一个完成数据传输的通信网络，而且还是一个借助网络完成控制功能的的通信网络，而且还是一个借助网络完成控制功能的控制系统。它除了完成数据传输之外，往往还需要依控制系统。它除了完成数据传输之外，往往还需要依靠所传输的数据和指令，执行某些控制计算与操作功靠所传输的数据和指令，执行某些控制计算与操作功能，由多个网络节点协调完成控制任务。因而它需要能，由多个网络节点协调完成控制任务。因而它需要在应用、用户等高层协议与规范上满
225、足开放系统的要在应用、用户等高层协议与规范上满足开放系统的要求，满足互操作条件。求，满足互操作条件。返 回上 页下 页睛灸骤桔秒耙担膊庚送榔段潮惦梅疥溺岳荡颂搓奎嘉淌谴半箍柞域婚捎捶第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术利用以太网和利用以太网和TCP/IP技术，以及原有的低速现技术，以及原有的低速现场总线应用层协议，构成了所谓的工业以太网协议。场总线应用层协议，构成了所谓的工业以太网协议。已经发布的工业以太网协议主要有以下几种已经发布的工业以太网协议主要有以下几种:(1)HSE(HighSpeedEthernet)HSE是现场总线基金会摒弃了原有高速总线是现场总线基金会摒弃了原有高速
226、总线H2之后之后推出的基于以太网的协议，也是第一个成为国际标推出的基于以太网的协议，也是第一个成为国际标准的以太网协议。现场总线基金会明确将准的以太网协议。现场总线基金会明确将HSE定位定位于实现控制网络与于实现控制网络与Internet的集成。由的集成。由HSE链接设备链接设备将将H1网段信息传送到以太网的主于上并进一步送到网段信息传送到以太网的主于上并进一步送到企业的企业的ERP和管理系统。操作员在主控室可以直接和管理系统。操作员在主控室可以直接使用网络浏览器查看现场运行情况。现场设备同样使用网络浏览器查看现场运行情况。现场设备同样也可以从网络获得控制信息。也可以从网络获得控制信息。返 回
227、上 页下 页路捌靛薄级据俺顿骡讣褂瞥晰潞怎阎石抹镁简丁谩至蔗题鉴斤傍遂杀婚城第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术HSE在低四层直接采用以太网和在低四层直接采用以太网和TCP/IP，在应用，在应用层和用户层直接采用层和用户层直接采用FFH1的应用层服务和功能的应用层服务和功能块应用进程规范，并通过链接设备将块应用进程规范，并通过链接设备将FFH1网络网络连接到连接到HSE网段上。网段上。HSE链接设备同时也具有网链接设备同时也具有网桥和网关的功能，其网桥功能可以连接多个桥和网关的功能，其网桥功能可以连接多个H1总总线网段，使不同线网段，使不同H1网段上的网段上的Hl设备之间能够进行设
228、备之间能够进行对等通信而无需主机系统的干预。对等通信而无需主机系统的干预。HSE主机可以主机可以与所有的链接设备和链接设备上挂接的与所有的链接设备和链接设备上挂接的H1设备进设备进行通信，使操作数据能传送到远程的现场设备，行通信，使操作数据能传送到远程的现场设备，并接收来自现场设备的数据信息。并接收来自现场设备的数据信息。返 回上 页下 页侩醉栓疮坷捶痹骨拌拼泅诡敦类谁瞧渊劝鲸败钳掐惕迎频堆阁型漂酞耸赂第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术(2)PROFInetProfibus国际组织针对工业控制要求和国际组织针对工业控制要求和Profibus技术特点，提出了基于以太网的技术特点，提
229、出了基于以太网的PROFInet，它主要包含，它主要包含3方面的技术方面的技术:A基于通用对象模型基于通用对象模型(COM)的分布式自动化系的分布式自动化系统统;B规定了规定了Profibus和标准以太网之间的开放、和标准以太网之间的开放、透明通信；透明通信；C提供了一个包括设备层和系统层、独立于制提供了一个包括设备层和系统层、独立于制造商的系统模型。造商的系统模型。返 回上 页下 页五见炸兵硒墒痉磁毯此支筏涵却决汁私过瘤吠斗魏鼓淳笨壳饥会偶遂灭起第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术PROFInet采用以太网采用以太网+TCP/IP作为低层的通信作为低层的通信模型，采用模型，采用T
230、CP/IP协议加上应用层的协议加上应用层的RPC/DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂接传统接传统Profibus系统和新型的智能现场设备。现有系统和新型的智能现场设备。现有的的Profibus网段可以通过一个代理设备连接到网段可以通过一个代理设备连接到PROFInet网络当中，使整套网络当中，使整套Profibus设备和协议设备和协议能够原封不动地在能够原封不动地在PROFInet中使用。传统的中使用。传统的Profibus设备可通过代理与设备可通过代理与PROFInet上面的上面的COM对象进行通信，并通过对象进行通信，并通过OL
231、E自动化接口实现自动化接口实现COM对象之间的调用。对象之间的调用。返 回上 页下 页淄违篆针草讳槛萧凹钉脑羞罢廉钙拙琐荤颧减抠洁驼沮捻喜室绞拴鄙穗青第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术(3)Ethernet/IPEthernet/IP是是Rockwell公司对以太网进入自公司对以太网进入自动化领域做出的积极响应。动化领域做出的积极响应。EtherNet/IP网络采用网络采用商业以太网通信芯片、物理介质和星形拓扑结构，商业以太网通信芯片、物理介质和星形拓扑结构，采用以太网交换机实现各设备间的点对点连接，采用以太网交换机实现各设备间的点对点连接，能同时支持能同时支持1OMbps和和1
232、00Mbps以太网商用产品。以太网商用产品。Ethernet/IP的协议由的协议由IEEE802.3物理层和数据链物理层和数据链路层标准、路层标准、TCP/IP协议组和控制与信息协议协议组和控制与信息协议CIP(ControlInformationProtocol)等等3个部分组个部分组成成Ethernet/IP为了提高设备间的互操作性，采用为了提高设备间的互操作性，采用了了ControlNet和和DeviceNet控制网络中相同的控制网络中相同的CIP。返 回上 页下 页生逼桑胡趾树腑蕴凤汕软石邱惨濒缸边彪狞姿棚盖仪乖吨桂栋诧霍嘘宙渊第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术不同于以往
233、的源不同于以往的源/目的的通信模式，目的的通信模式，Ethernet/IP采用生产者采用生产者/消费者消费者(Producer/Consumer)的通信模的通信模式，允许网络上的不同节点同时存取同一个源的数式，允许网络上的不同节点同时存取同一个源的数据。协议将信息分为显式和隐式两种。据。协议将信息分为显式和隐式两种。Ethernet/IP应用应用TCP/IP发送显式消息，显式信发送显式消息，显式信息的数据段既包括协议信息又包括行为指令。收到息的数据段既包括协议信息又包括行为指令。收到显式信息后，节点执行所要求的任务并产生应答，显式信息后，节点执行所要求的任务并产生应答，这类信息用于设备配置和诊
234、断。这类信息用于设备配置和诊断。Ethernet/IP采用采用UDP/IP发送隐式信息，隐式信息的数据段没有协发送隐式信息，隐式信息的数据段没有协议信息，仅包括实时议信息，仅包括实时UO数据。数据的含义在连接建数据。数据的含义在连接建立时己经定义，这样运行时就可以减少节点内部的立时己经定义，这样运行时就可以减少节点内部的处理时间。隐式信息用于规则地重复传递数据的场处理时间。隐式信息用于规则地重复传递数据的场合，如合，如I/O模块和模块和PLC之间的数据传递。之间的数据传递。返 回上 页下 页波佑喘盏野谊歉槐纫就擅榴瘸能冻碾原娟拟隶龋座己工擒妒可玲剩睁删边第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据
235、通信技术(4)ModbusTCP/IPSchneider公司于公司于1999年公布了年公布了ModbusTCP/IP协议。协议。ModbusTCP/IP并没有对并没有对Modbus协议本身进行修改，但是为了满足通协议本身进行修改，但是为了满足通信实时性需要，改变了数据的传输方法和通信实时性需要，改变了数据的传输方法和通信速率。信速率。返 回上 页下 页骚姨孕树尘役可评仗庇报牢诉迪斡澜捉蕉狸旦锥鲸穷嫉觅职谎芍拭畏警队第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术ModbusTCP/IP协议以一种非常简单的方式协议以一种非常简单的方式将将Modbus帧嵌入到帧嵌入到TCP帧中。这是一种面向连接帧
236、中。这是一种面向连接的方式，每一个请求都要求一个应答。这种请求的方式，每一个请求都要求一个应答。这种请求/应答的机制与应答的机制与Modbus的主的主/从机制相互配合，使从机制相互配合，使交换式以太网具有很高的确定性。利用交换式以太网具有很高的确定性。利用TCP/IP协协议，通过网页的形式可以使用户界面更加友好。议，通过网页的形式可以使用户界面更加友好。利用网络浏览器就可以查看企业网内部的设备运利用网络浏览器就可以查看企业网内部的设备运行情况。行情况。Schneider公司已经为公司已经为Modbus注册了注册了502端口，这样就可以将实时数据嵌入到网页中。端口，这样就可以将实时数据嵌入到网页
237、中。通过在设备中嵌入通过在设备中嵌入Web服务器，就可以将服务器，就可以将Web浏浏览器作为设备的操作终端。览器作为设备的操作终端。返 回上 页下 页釉搔晨园晋齐炭则决鞍欠蓖岁匹磅填愁罚犯弹穗芽诛蚜迈犹叠洲陌窘误瞪第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术当前工业以太网的发展体现在以下几个方面当前工业以太网的发展体现在以下几个方面：1、通信实时性、通信实时性以太网的发展，给解决以太网的实时性问题带以太网的发展，给解决以太网的实时性问题带来了新的契机。来了新的契机。返 回上 页下 页瑰条掉霜悟藐楞鸟盏乾案拴矣蘑语快是扯殆缸戈嘶牟侯市居唬例臂辟窟给第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信
238、技术此外此外,以太网在近几年出现的信息优先级、流量控以太网在近几年出现的信息优先级、流量控制、虚拟局域网等新技术也都有助于提高以太网的制、虚拟局域网等新技术也都有助于提高以太网的实时性。实时性。其次，其次，采用交换式以太网减少或者消除了网络上采用交换式以太网减少或者消除了网络上的冲突域，全双工通信使得端口间同时接收和发的冲突域，全双工通信使得端口间同时接收和发送信息，避免冲突的发生。送信息，避免冲突的发生。首先，首先，以太网的通信速率的提高意味着网络负荷的以太网的通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，同时发生冲突的机率减轻和网络传输延时的减小，同时发生冲突的机率大大下降。大大
239、下降。返 回上 页下 页锣叠然威啊苑魄七会灸抿能蔼废于酚歧酗补改蚊呕幢儡材尖硷沦断孜撤称第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术2、工业环境适应性和可靠性、工业环境适应性和可靠性在工业以太网的工业环境适应性和可靠性方在工业以太网的工业环境适应性和可靠性方面，国外一些公司也积极开发适用于工业环境的面，国外一些公司也积极开发适用于工业环境的网络设备和连接器件。美国网络设备和连接器件。美国Synergetic微系统公微系统公司和德国司和德国Hirschmann,JetterAG等公司专门开等公司专门开发和生产了导轨式集线器、交换机产品，安装在发和生产了导轨式集线器、交换机产品，安装在标准标准
240、DIN导轨上，并有冗余电源供电，接插件采用导轨上，并有冗余电源供电，接插件采用牢固的牢固的DB-9结构。美国结构。美国WoodheadConnectivity公司专门开发和生产了用于工业控制现场的加固公司专门开发和生产了用于工业控制现场的加固型连接件可以用于工业以太网变送器、执行机构型连接件可以用于工业以太网变送器、执行机构等。等。返 回上 页下 页心隧擎龋谬全椒念苏裂幌瑰坏苏衡灰涵骆秘本渭缚噶瑚庄幸凶晨碟拍播侮第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术3、工业以太网与现场总线相结合、工业以太网与现场总线相结合工业以太网的研究还只是近几年才引起国工业以太网的研究还只是近几年才引起国内外的
241、关注。而现场总线经过二十多年的发展，内外的关注。而现场总线经过二十多年的发展，在技术上日渐成熟，并且形成了一定的市场。在技术上日渐成熟，并且形成了一定的市场。就目前而言，工业以太网全面代替现场总线还就目前而言，工业以太网全面代替现场总线还存在一些问题，需要进步深入研究基于工业以存在一些问题，需要进步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构，开发出基于工太网的全新控制系统体系结构，开发出基于工业以太网的系列产品。业以太网的系列产品。返 回上 页下 页拴殉侮姜默汀瑚涅骤谦娱提碑窃策轰攀涩摩冻唁班雪驳磷兰螺增堪钝逢别第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术4、工业以太网直接应用于现设备层
242、通信、工业以太网直接应用于现设备层通信随着以太网通信速率的提高、全双工通信、随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术等的发展，为以太网的通信实时性的交换技术等的发展，为以太网的通信实时性的解决使其直接应用于现场设备层通信提供了技解决使其直接应用于现场设备层通信提供了技术可能，工业以太网直接应用于现场设备层通术可能，工业以太网直接应用于现场设备层通信成为趋势。信成为趋势。返 回上 页下 页遥骂慌留扰函韦样衬聪果辊配土佑哎睡许傻咋狄栓剧道级捻擞弱险恢瑟拽第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术8.8电力载波通信电力载波通信电力线载波（电力线载波（PowerLineCarrier-PL
243、C）通）通信信是利用高压电力线、中压电力线或低压配电线是利用高压电力线、中压电力线或低压配电线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。近年来，高压电力线载波技术突破殊通信方式。近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。并且，随着电力线载波技术的不断发展和时代。并且，随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。应用亦出现了方兴未艾的局面。返 回上 页下 页康纶工俭沥
244、句话烹乔边俺警砌抱漳坤炮睡灰春暂据敷融毙椎部膊丫簿胺乍第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术在以数字微波通信、卫星通信为主干线的覆在以数字微波通信、卫星通信为主干线的覆盖全国的电力通信网络已初步形成、多种通信盖全国的电力通信网络已初步形成、多种通信手段竞相发展的今天，电力线载波通信仍然是手段竞相发展的今天，电力线载波通信仍然是地区网、省网乃至网局网的主要通信手段之一，地区网、省网乃至网局网的主要通信手段之一，仍是电力系统应用区域最广泛的通信方式，仍仍是电力系统应用区域最广泛的通信方式，仍是电力通信网的重要的基本通信手段。是电力通信网的重要的基本通信手段。(1)电力线载波无论是在所具有
245、的规模范围、装电力线载波无论是在所具有的规模范围、装机数量还是在从事人员数量上，都是空前的。在机数量还是在从事人员数量上，都是空前的。在应用上，上至应用上，上至500KV线路，下至线路，下至35KV乃至乃至10KV线路，都开通了电力线载波机。电力线载波名副线路，都开通了电力线载波机。电力线载波名副其实地成为电力系统应用最为广泛的通信手段。其实地成为电力系统应用最为广泛的通信手段。主要表现在：主要表现在：返 回上 页下 页瓤愤旅磨荤兔彦粥蝗鄙砍执菩见码横探膀他颠柞站轻粳九白秆松军贷苍菩第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术(2)电力线载波通信综合业务能力有了很大的发电力线载波通信综合业
246、务能力有了很大的发展，由过去单独的调度电话业务发展到为开放电展，由过去单独的调度电话业务发展到为开放电话、远动、传真、保护、计算机信息等综合业务。话、远动、传真、保护、计算机信息等综合业务。如葛沪如葛沪500KV直流输电系统中，两换流站的运直流输电系统中，两换流站的运行数据的控制信息通过长达行数据的控制信息通过长达1053Km的载波电路的载波电路传送，实现了两站间的相互自动控制。传送，实现了两站间的相互自动控制。(3)载波技术装备水平有了很大提高，从五六十载波技术装备水平有了很大提高，从五六十年代双边带电子管年代双边带电子管ZDD-I/2、ZS-3等发展到今天的等发展到今天的ESB500、ZD
247、D-27/36等全集成化单边带载波机，等全集成化单边带载波机，并推出了数字式载波机。并推出了数字式载波机。返 回上 页下 页忙室酞挚幻潦狠沈恫醛吾贸蓉腻冶鞘旧蜒邦栏棱伙哺躲径畜瘴碗峭袁歉芦第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术(4)理论研究成果卓著。如在频谱管理上，采用理论研究成果卓著。如在频谱管理上，采用了图论、地图色理论和计算机技术，提出了分段了图论、地图色理论和计算机技术，提出了分段设计、频谱分组、电网分段或分区、频率重复使设计、频谱分组、电网分段或分区、频率重复使用等，并开发出了软件包，可实现用计算机进行用等，并开发出了软件包，可实现用计算机进行设备管理、频率管理、新通道设计
248、和旧通道改造、设备管理、频率管理、新通道设计和旧通道改造、插空安排设备等。为适应现代通信技术的发展，插空安排设备等。为适应现代通信技术的发展，数字式电力线载波机的开发研制也取得了实质性数字式电力线载波机的开发研制也取得了实质性的进展。此外，传输理论、组网技术等方面的研的进展。此外，传输理论、组网技术等方面的研究也不断有新的进展。究也不断有新的进展。返 回上 页下 页巍诧歇芽下栓垒疵岭拒句聂摔赵曰拾贡钵房苑肯匙修盔驹穗语违帽甸督老第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术随着电力线载波通信技术的不断发展，及相关随着电力线载波通信技术的不断发展，及相关技术的不断成熟，电力线载波通信技术的应用
249、也越技术的不断成熟，电力线载波通信技术的应用也越来越广泛。除了进行日常的通信，还经常用于数据来越广泛。除了进行日常的通信，还经常用于数据的采集和传输。的采集和传输。电力线载波通信技术可以进行模拟（语音信号）电力线载波通信技术可以进行模拟（语音信号）或数字信息（如：家居控制信号）双工传输，可广或数字信息（如：家居控制信号）双工传输，可广泛应用于家居自动化、小型办公室、家庭办公室通泛应用于家居自动化、小型办公室、家庭办公室通讯（如互联网、内部信件、游戏、音频（讯（如互联网、内部信件、游戏、音频（MP3）、视）、视频）等领域。同时，电力线载波通信在远程测控中频）等领域。同时，电力线载波通信在远程测控中用于实时数据监视；颜色和声音报警提示；交接班用于实时数据监视；颜色和声音报警提示；交接班数据保存和报警数据保存；故障日志；报警信息查数据保存和报警数据保存；故障日志；报警信息查询和数据查询。询和数据查询。返 回上 页下 页萄讯铅藩迎跪萨偿省仿球慌愧啤翻敞迟一邪炯举早囚林畅窗处责固姓帽澡第八章总线和数据通信技术第八章总线和数据通信技术
