现场总线技术及其应用复习重点
第一章现场总述
1、现场总线的概念。
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。
2、控制系统发展经历的几个阶段。
基地式气动仪表控制系统，电动单元组合式模拟控制系统，集中式数字控制系统，集散控制系统DCS，现场总线控制系统
3、现场总线的技术特点和优点有哪些。
最显著特征：具有开放统一的通信协议
适应工业应用环境，要求实时性强，可靠性高，安全性好。多为短帧传送，通信的传输速率相对较低
特点：1）系统的开放性2）互可操作性3）通信的实时性与确定性4）现场设备的智能与功能自治性5）对现场环境的适应性
优点：1）节省硬件数目与投资2）节省安装费用3）节省维护开销4）用户具有高度的系统集成主动权5）提高了系统的准确性与可靠性
4、主要的现场总线有哪些？
FF、WorldFIP、Profibus PA、Profibus DP/FMS、InterBus、P-NET、SwiftNET、CAN、LonWorks(CF PPS WL)
osi参考模型的作用第二章网络与通信基础
1、控制信号包括哪三类？
1）一类控制连在总线上的设备；
2）另一类是用于改变总线操作的方式；
3）还有一些控制信号表明地址和数据的含义。
2、什么是总线操作？在数据传送过程中，“读”和“写”是怎样定义的？
（1）总线上命令者与响应者之间的连接→数据传送→脱开，这一操作序列成为一次总线“交易”（transa
ction），或总线操作。
脱开：disconnect指完成数据传送操作以后，命令者断开与响应者的连接。（2）“读”read操作是读来自响应者的数据；“写”write操作是向响应者写数据。
3、分析通信请求过程是怎样的？（结合图分析，参考ppt）
①向总线发出服务请求
②检测到服务请求，发应答信号以查询哪
个从设备发请求
③接收到应答信号，A节点将自己的标识码
发到总线上
4、总线仲裁的用途。
总线仲裁：arbitration ，用于裁决那一个主设备是下一个占有总线的设备。
5、通信系统由哪些部分组成？ 信源发送设备信道
接收设备信宿噪声
´发送端接收端
（1）信源：又称信息源，按不同性质分为模拟信息源和离散信息源。
（2）信宿：又称信息接受者。（信息源和信宿是信息的产生者和使用者）
（3）发送设备：将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号经过编码，并变为便于传送的信号形式，送往传输媒介。分信源编码和信道编码。
（4）信道：传输介质，传输介质指设备到接收设备之间信号传递所经媒介。
（5）接收设备：基本功能是完成发送设备的反编号，进行调解、译码、解密等。
（6）噪声源：在信源和接收设备之间，存在着各种各样的干扰信号，这些干绕信号的来源就是噪声源。
6、数据编码，掌握曼彻斯画法。
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7、比特率的定义。
二进制信号的信息速率用每秒比特（bps ）做单位，常称“比特率”。
8、信号传输的4种方式
串行、并行、同步、异步
9、通信方式
单工、半双工、全双工通信，掌握每种通信方式的定义和图示表示方法
单工通信：指传送的信息始终是一个方
向，而不进行与此相反方向的传送，如
图（a ）；单工通信线路一般采用二线制
半双工通信：指信息流可在两个方向上
传输，但同时刻只限于一个方向传输，
如图（b ）；必须改变信道方向。一般采
用二线制。
全双工通信：指同时作双向通信。
一般采用四线制结构。
10、熟悉几种常见的传输介质。
传输介质包括无线和有线两种，有线介质中常见的有双绞线、同轴电缆、仪表电缆、电力电缆、光纤、光缆等。
无线通信主要有微波通信（109~1010Hz）、红外通信（1011~1014Hz）与激光通信（1014~1015Hz）。
11、掌握分析网络互连的四个层次。掌握有哪些互连设备，这些互连设备分别用于哪些互连层次？
（1）在物理层，使用中继器repeater在不同网段之间复制位信号
（2）在数据链路层，使用网桥bridge在局域网之间存储或转发数据帧
（3）在网络层，使用路由器router在不同网络间存储转发分组信号
（4）在传送层及传送层以上，使用网关gateway进行协议转换，提供更高层次的接口。
（1）中继器起简单的信号放大作用，用于驱动很长的通信介质。
（2）网桥是存储转发设备，用来连接同一类型的局域网。网桥接收帧，并送到数据链路层进行差错校验，再送到物理层，通过物理传输介质送到另外一个子网或网段。网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议，不同传输速率、不同传输介质的网络
(3)路由器与网关，功能包括协议转换、信号传递、道路、分段、重装、流量控制、差错控制等。适用于网络应用系统。
(4)网关又被称为协议转换器，用以实现不同通信协议的网络之间、包括使用网络操作系统的网络之间的互连。
第三章OSI参考模型
1、OSI的定义。低层功能LLF，高层功能HLF分别包括哪几层。
OSI，Open System Interconnection，开放系统互连分层模型。是为异种计算机互连提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。
第1~3层功能称为低层功能LLF（物理层、数据链路层、网络层），即通信传送功能，是网络与终端均需具备的功能
第4~7层功能称为高层功能HLF（传输层、会话层、表示层、应用层），即通信处理功能，通常需由终端来提供
2、OSI参考模型按功能划分为哪7层。
物理层、数据链路层（实现无差错传输）、网络层（路由选择和中继功能）、传输层、会话层、表示层、应用层
3、物理层的功能与四个重要特征，了解物理接口标准EIA-232-D的规程特性(1)机械特性：规定了物理连接时所使用的可接插连接器的形状尺寸、连接器中引脚的数量和排列情况等
(2)电气特性：规定了物理连接器上传输二进制比特流时线路上信号电平的高低、阻抗及阻抗匹配、传输速率与距离限制
(3)功能特性：规定了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。物理接口信号线一般分为：数据线、控制线、定时线和地线
(4)规程特性：定义了信号线进行二进制比特流传输的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序
EIA-232-D是目前数据通信与网络中应用最广泛的一种标准，前身是RS-232-C EIA-232-D规程特性：规定了DTE与DCE之间控制信号与数据信号的发送时序、应答关系与操作过程
4、数据链路层的主要功能、了解高级数据链路控制协议HDLC。
主要功能：数据链路的建立和拆除；信息传输；传输差错控制；异常情况处理
5、网络层协议的四个主要功能。
主要功能：路径选择与中继、网络流量控制、网络的连接与管理等
6、传输层的内容，重点：处理底层不可恢复的差错。
（1）下层不可恢复的差错，指下层出现了规程错误，进入复位或重启恢复规程。（2）出现下层不可恢复的差错，应及时通知双方的传输层，以便双方准备好重新发、收改报文及后续报文
7、会话层与传输层的区别
（3）低三层保证分组的正确性、顺序性；传输层保证报文的正确性和顺序性。这种保证是由主机到主机之间的应答机构实现的。
8、表示层的功能和服务，语法转换的定义。
1）表示层要保证所传输的数据经传送后其意义不改变。
2）解决的问题是：如何描述数据结构并使之与机器无关。
3）主要功能是：通过一些编码规则定义在通信中传送这些信息所需要的传送语法。
4）表示层提供两类服务：（1）相互通信的应用进程间交换信息的表示方法（2）表示连接服务
语法转换：为保证同一数据对象在不同计算机中语义的正确性，必须对比特序列格式进行交换，把符合发送方语法的比特序列转换成符合接收方语法的比特序列，这一工作称之为语法转换。
9、应用层有哪些协议。
（1）FTAM：提供文件的传输、存取和管理。
（2）MHS：是ISO和ITU-T联合提出的有关服务系统的功能模型，源于CCITT的X.400规范。
（3）VTP提供虚拟终端仿真。
（4）DS：提供全球分布式管理的目录服务，源于CCITT的X.500规范。该目录服务的树型结构是：国家，单位(或组织)，部门和个人。
（5）CMIP：通用管理信息协议，提供网络管理能力。相关的通用管理信息服务(CMIS)定义了访问和控制网络对象、设备以及从对象设备接收状态信息的方法。
第四章FF基金会现场总线
1、了解FF基金会现场总线的主要技术，标准化功能模块FB、设备描述DD、
设备描述语言DDL的定义、系统测试技术。
FF的主要技术内容有：1.FF控制网络的通信技术  2.标准化功能块FB与功能块应用进程FBAP    3.设备描述DD与设备描述语言DDL    4.系统集成技术  5.系统测试技术
标准化功能块FB，Function Block与功能块应用进程FBAP，Function Block Application Process提供一
个通用结构，把实现控制系统所需的各种功能划分为功能模块，使其公共特征标准化，规定它们各自的输入、输出、算法、事件、参数与块控制图，并把它们组成可在某个现场设备中执行的应用进程。
设备描述DD，Device Description为控制系统理解来自现场设备的数据意义提供必要的信息，可看作控制系统或主机对某个设备的驱动程序。
设备描述语言DDL，Device Description Language是一种用以进行设备描述的标准编程语言。采用设备描述编译器，把DDL编写的设备描述的源程序转化为机器可读的输出文件。
系统测试技术包括通信系统的一致性与互可操作性测试技术、总线监听分析技术、系统的功能和性能测试技术。
2、FF参考模型包括哪几层，每层的主要功能是什么？
物理层，规定信号如何发送。
数据链路层，规定如何在设备间共享网络和调度通信。
应用层划分为两层：总线访问子层和总线报文规范子层。规定在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式。
用户层，用于组成用户所需要的应用程序。
3、通信模型的主要组成部分包括哪些？
通信实体、系统管理内核、功能块应用进程
4、FF协议数据的构成与层次。
5、网络可视定义；虚拟现场设备VFD定义。Virtual Field Device