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目次
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現場總線技術是近年來測量控制領域十分活躍的一項新技術。《網絡化控制系統：現場總線技術（第2版）/全國工程專業學位研究生教育國家級規劃教材》從介紹與現場總線技術相關的基本術語、基礎知識開始，較為詳細地闡述了基金會現場總線FF、PROFIBUS、工業以太網、LonWorks現場總線技術的概貌，并簡要討論了Modbus、CAN、DeviceNet以及ZigBee無線短程數據通信技術。全書圍繞解決現場總線控制網絡在開放性、實時性、互操作性、環境適應性等方面面臨的問題，討論多種現場總線在通信參考模型、介質訪問控制方式等方面的特點，以及構成現場總線節點與控制網絡的應用技術。
《網絡化控制系統：現場總線技術（第2版）/全國工程專業學位研究生教育國家級規劃教材》是全國工程碩士研究生的核心教材，也適合大專院校自動化、儀表專業的師生作為教學參考，還可作為現場總線系統設計、產品開發與應用系統技術人員的培訓教材。
《網絡化控制系統：現場總線技術（第2版）/全國工程專業學位研究生教育國家級規劃教材》是全國工程碩士研究生的核心教材，也適合大專院校自動化、儀表專業的師生作為教學參考，還可作為現場總線系統設計、產品開發與應用系統技術人員的培訓教材。
目次
第1章 緒論
1.1 現場總線技術簡介
1.1.1 現場總線技術與現場總線系統
1.1.2 現場總線數據通信系統
1.1.3 現場總線控制網絡
1.1.4 現場總線網絡化控制系統
1.1.5 全分布式控制系統
1.1.6 現場總線系統在企業網絡中的地位與作用
1.2 相關名詞術語
1.2.1 總線與總線操作
1.2.2 通信設備
1.2.3 報文與協議
1.2.4 通信術語
1.3 現場總線的技術發展
1.3.1 早期的現場總線技術 第1章 緒論
1.1 現場總線技術簡介
1.1.1 現場總線技術與現場總線系統
1.1.2 現場總線數據通信系統
1.1.3 現場總線控制網絡
1.1.4 現場總線網絡化控制系統
1.1.5 全分布式控制系統
1.1.6 現場總線系統在企業網絡中的地位與作用
1.2 相關名詞術語
1.2.1 總線與總線操作
1.2.2 通信設備
1.2.3 報文與協議
1.2.4 通信術語
1.3 現場總線的技術發展
1.3.1 早期的現場總線技術
1.3.2 現場總線技術的標準化
1.3.3 現場總線系統的特點
1.3.4 現場總線網絡與上層網絡的連接
練習題
第2章 串行通信與串行通信接口
2.1 通信編碼
2.1.1 數字編碼與編碼波形
2.1.2 曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼
2.1.3 模擬數據編碼
2.2 串行通信中的幾個環節
2.2.1 數據的串行化與串行傳輸
2.2.2 單字節數據的報文幀
2.2.3 通信連接與確認
2.2.4 串行通信的中斷請求與處理
2.2.5 輪詢
2.2.6 出錯處理
2.3 串行通信接口
2.3.1 EIA?232
2.3.2 EIA?485
2.3.3 通用串行總線USB
2.3.4 IEEE 1394
2.4 通信傳輸的差錯檢測
2.4.1 傳輸差錯的類型
2.4.2 差錯檢測
2.4.3 循環冗余校驗的原理與實現
2.5 傳輸差錯的校正
2.5.1 糾錯
2.5.2 自動重傳
2.5.3 前向差錯糾正
2.5.4 海明碼的編碼
2.5.5 海明碼的錯誤檢測與糾正
2.5.6 多比特錯誤的糾正
練習題
網絡化控制系統——現場總線技術（第2版）
第3章 控制網絡與網絡互連
3.1 控制網絡
3.1.1 現場總線控制網絡與計算機網絡
3.1.2 現場總線控制網絡的節點
3.1.3 現場總線控制網絡的任務與工作環境
3.1.4 現場總線控制網絡的實時性要求
3.2 網絡互連
3.2.1 網絡互連的通信參考模型
3.2.2 通信參考模型的分層功能
3.2.3 現場總線對OSI通信參考模型的簡化
3.2.4 幾種現場總線網絡的通信參考模型
3.2.5 網絡互連設備
3.3 網絡傳輸介質的種類
3.3.1 雙絞線
3.3.2 屏蔽電纜
3.3.3 同軸電纜
3.3.4 光纜
3.3.5 無線傳輸
3.4 網絡傳輸介質的性能
3.4.1 傳輸介質的頻率特性
3.4.2 介質帶寬
3.4.3 信噪比對信道容量的影響
3.4.4 導線傳輸介質的性能參數
3.5 網絡拓撲
3.5.1 環形拓撲
3.5.2 星形拓撲
3.5.3 總線拓撲
3.5.4 樹形拓撲
3.6 網絡傳輸介質的訪問控制
3.6.1 主從通信
3.6.2 載波監聽多路訪問／沖突檢測
3.6.3 載波監聽多路訪問／逐位仲裁
3.6.4 令牌
3.6.5 時分復用
3.6.6 幾種訪問控制方式的綜合
3.7 網絡操作系統
3.7.1 局域網操作系統
3.7.2 Netware與NetBEUI
3.7.3 Windows操作系統系列
3.7.4 UNIX
3.7.5 Linux
3.7.6 嵌入式操作系統
練習題
第4章 基金會現場總線FF
4.1 H1的通信參考模型與數據編碼
4.1.1 H1的通信參考模型
4.1.2 H1報文幀的結構
4.1.3 H1報文幀中的數據編碼
4.1.4 H1的通信信號
4.2 H1的通信調度
4.2.1 現場設備的類型
4.2.2 鏈路活動調度器LAS
4.2.3 通信調度的工作過程
4.2.4 總線上的時間
4.2.5 通信控制器
4.3 網絡與系統管理
4.3.1 網絡管理
4.3.2 設備標識與工作狀態
4.3.3 系統管理的功能與服務
4.3.4 系統管理信息庫SMIB
4.4 功能塊
4.4.1 功能塊的內部結構與功能塊連接
4.4.2 功能塊中的用戶應用塊
4.4.3 功能塊的塊參數
4.4.4 功能塊應用
4.5 FF的應用系統
4.5.1 H1網段的基本組成
4.5.2 H1網段的傳輸介質
4.5.3 H1網段的拓撲結構
4.5.4 網段的連線長度
4.5.5 H1網段的接地與屏蔽
4.5.6 應用系統的設計與運行
練習題
第5章 工業以太網
5.1 工業以太網簡介
5.1.1 工業以太網與以太網
5.1.2 以太網的工業級產品
5.1.3 以太網通信的非確定性問題
5.1.4 工業以太網應用層的控制功能
5.1.5 以太網的嵌入式控制節點
5.2 以太網的物理連接與數據封裝
5.2.1 以太網的物理連接
5.2.2 以太網的幀格式
5.2.3 以太網的數據封裝
5.3 TCPIP協議組
5.3.1 TCPIP協議組的構成
5.3.2 IP協議
5.3.3 用戶數據報協議
5.3.4 傳輸控制協議TCP
5.4 實時以太網
5.4.1 實時以太網及其通信參考模型
5.4.2 實時以太網的介質訪問控制
5.4.3 IEEE 1588精確時間同步協議
5.5 PROFINET
5.5.1 PROFINET的網絡連接
5.5.2 IO設備模型及其數據交換
5.5.3 組件模型及其數據交換
5.5.4 PROFINET通信的實時性
5.5.5 PROFINET與其他現場總線系統的集成
5.5.6 PROFINET的IP地址管理與數據集成
5.6 高速以太網HSE
5.6.1 HSE的系統結構
5.6.2 HSE與現場設備間的通信
5.6.3 HSE的柔性功能塊
5.6.4 HSE的鏈接設備
練習題
第6章 PROFIBUS
6.1 PROFIBUS概述
6.1.1 PROFIBUS的三個子集
6.1.2 PROFIBUS?DP的相關版本與行規
6.1.3 PROFIBUS的通信參考模型
6.1.4 PROFIBUS的主站與從站
6.1.5 PROFIBUS總線訪問控制的特點
6.2 PROFIBUS的通信協議
6.2.1 PROFIBUS的物理層及其網絡連接
6.2.2 PROFIBUS的數據鏈路層協議
6.2.3 PROFIBUS的令牌環
6.3 PROFIBUS?DP
6.3.1 PROFIBUS?DP?V0
6.3.2 PROFIBUS?DP的GSD文件
6.3.3 PROFIBUS?DP?V1
6.3.4 PROFIBUS?DP?V2介紹
6.4 PROFIBUS站點的開發與實現
6.4.1 PROFIBUS的站點實現
6.4.2 從站的實現方案
6.4.3 主站的實現方案
6.4.4 PROFIBUS的網絡監聽器
6.5 PROFIBUS?PA
6.5.1 PROFIBUS?PA的基本特點
6.5.2 DPPA的連接
練習題
第7章 LonWorks總線
7.1 LonWorks總線的技術概述
7.1.1 LonWorks總線的技術組成
7.1.2 LonWorks節點
7.1.3 路由器(router)
7.1.4 LonWorks的Internet連接設備
7.1.5 網絡管理
7.1.6 通信端口
7.2 LonTalk通信協議
7.2.1 LonTalk協議概述
7.2.2 LonTalk的物理層
7.2.3 LonTalk的地址命名
7.2.4 LonTalk的數據鏈層
7.2.5 LonTalk協議的網絡層
7.2.6 LonTalk協議的傳輸層和會話層
7.2.7 LonTalk協議的表示層和應用層
7.2.8 LonTalk協議的網絡管理和網絡診斷
7.2.9 LonTalk協議的報文服務
7.3 收發器與路由器
7.3.1 雙絞線收發器
7.3.2 電力線收發器
7.3.3 其他類型介質
7.3.4 路由器
7.4 LonMark對象與網絡變量
7.4.1 LonMark對象和功能模式
7.4.2 配置屬性
7.4.3 網絡變量
7.4.4 LonMark程序ID
7.5 LonWorks節點開發工具
7.5.1 LonBuilder多節點開發工具
7.5.2 NodeBuilder節點開發工具
7.6 LNS網絡操作系統與網絡工具
7.6.1 網絡操作系統LNS
7.6.2 LNS網絡工具
練習題
第8章 幾種現場總線技術簡介
8.1 Modbus
8.1.1 Modbus通信參考模型
8.1.2 串行鏈路的主從通信
8.1.3 站點狀態與時序
8.1.4 RTU傳輸模式
8.1.5 ASCII串行傳輸模式
8.1.6 Modbus TCPIP應用數據單元
8.1.7 Modbus通信網絡的體系結構
8.2 CAN總線
8.2.1 CAN總線的特點
8.2.2 CAN的通信參考模型
8.2.3 CAN總線報文幀的類型與結構
8.2.4 CAN的通信控制器與相關芯片
8.3 DeviceNet
8.3.1 DeviceNet技術簡介
8.3.2 DeviceNet的物理層和物理媒體
8.3.3 DeviceNet的對象模型
8.3.4 DeviceNet的連接與連接標識
8.3.5 DeviceNet的通信方式
8.3.6 DeviceNet的設備描述
8.4 無線短程低速數據通信技術ZigBee
8.4.1 ZigBee的技術特點
8.4.2 ZigBee的通信參考模型
8.4.3 ZigBee的設備類型
8.4.4 ZigBee的網絡拓撲結構
8.4.5 ZigBee的設備地址、尋址與路由
8.4.6 ZigBee的應用系統
8.5 現場總線的選擇
練習題
主要參考文獻
1.1 現場總線技術簡介
1.1.1 現場總線技術與現場總線系統
1.1.2 現場總線數據通信系統
1.1.3 現場總線控制網絡
1.1.4 現場總線網絡化控制系統
1.1.5 全分布式控制系統
1.1.6 現場總線系統在企業網絡中的地位與作用
1.2 相關名詞術語
1.2.1 總線與總線操作
1.2.2 通信設備
1.2.3 報文與協議
1.2.4 通信術語
1.3 現場總線的技術發展
1.3.1 早期的現場總線技術 第1章 緒論
1.1 現場總線技術簡介
1.1.1 現場總線技術與現場總線系統
1.1.2 現場總線數據通信系統
1.1.3 現場總線控制網絡
1.1.4 現場總線網絡化控制系統
1.1.5 全分布式控制系統
1.1.6 現場總線系統在企業網絡中的地位與作用
1.2 相關名詞術語
1.2.1 總線與總線操作
1.2.2 通信設備
1.2.3 報文與協議
1.2.4 通信術語
1.3 現場總線的技術發展
1.3.1 早期的現場總線技術
1.3.2 現場總線技術的標準化
1.3.3 現場總線系統的特點
1.3.4 現場總線網絡與上層網絡的連接
練習題
第2章 串行通信與串行通信接口
2.1 通信編碼
2.1.1 數字編碼與編碼波形
2.1.2 曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼
2.1.3 模擬數據編碼
2.2 串行通信中的幾個環節
2.2.1 數據的串行化與串行傳輸
2.2.2 單字節數據的報文幀
2.2.3 通信連接與確認
2.2.4 串行通信的中斷請求與處理
2.2.5 輪詢
2.2.6 出錯處理
2.3 串行通信接口
2.3.1 EIA?232
2.3.2 EIA?485
2.3.3 通用串行總線USB
2.3.4 IEEE 1394
2.4 通信傳輸的差錯檢測
2.4.1 傳輸差錯的類型
2.4.2 差錯檢測
2.4.3 循環冗余校驗的原理與實現
2.5 傳輸差錯的校正
2.5.1 糾錯
2.5.2 自動重傳
2.5.3 前向差錯糾正
2.5.4 海明碼的編碼
2.5.5 海明碼的錯誤檢測與糾正
2.5.6 多比特錯誤的糾正
練習題
網絡化控制系統——現場總線技術（第2版）
第3章 控制網絡與網絡互連
3.1 控制網絡
3.1.1 現場總線控制網絡與計算機網絡
3.1.2 現場總線控制網絡的節點
3.1.3 現場總線控制網絡的任務與工作環境
3.1.4 現場總線控制網絡的實時性要求
3.2 網絡互連
3.2.1 網絡互連的通信參考模型
3.2.2 通信參考模型的分層功能
3.2.3 現場總線對OSI通信參考模型的簡化
3.2.4 幾種現場總線網絡的通信參考模型
3.2.5 網絡互連設備
3.3 網絡傳輸介質的種類
3.3.1 雙絞線
3.3.2 屏蔽電纜
3.3.3 同軸電纜
3.3.4 光纜
3.3.5 無線傳輸
3.4 網絡傳輸介質的性能
3.4.1 傳輸介質的頻率特性
3.4.2 介質帶寬
3.4.3 信噪比對信道容量的影響
3.4.4 導線傳輸介質的性能參數
3.5 網絡拓撲
3.5.1 環形拓撲
3.5.2 星形拓撲
3.5.3 總線拓撲
3.5.4 樹形拓撲
3.6 網絡傳輸介質的訪問控制
3.6.1 主從通信
3.6.2 載波監聽多路訪問／沖突檢測
3.6.3 載波監聽多路訪問／逐位仲裁
3.6.4 令牌
3.6.5 時分復用
3.6.6 幾種訪問控制方式的綜合
3.7 網絡操作系統
3.7.1 局域網操作系統
3.7.2 Netware與NetBEUI
3.7.3 Windows操作系統系列
3.7.4 UNIX
3.7.5 Linux
3.7.6 嵌入式操作系統
練習題
第4章 基金會現場總線FF
4.1 H1的通信參考模型與數據編碼
4.1.1 H1的通信參考模型
4.1.2 H1報文幀的結構
4.1.3 H1報文幀中的數據編碼
4.1.4 H1的通信信號
4.2 H1的通信調度
4.2.1 現場設備的類型
4.2.2 鏈路活動調度器LAS
4.2.3 通信調度的工作過程
4.2.4 總線上的時間
4.2.5 通信控制器
4.3 網絡與系統管理
4.3.1 網絡管理
4.3.2 設備標識與工作狀態
4.3.3 系統管理的功能與服務
4.3.4 系統管理信息庫SMIB
4.4 功能塊
4.4.1 功能塊的內部結構與功能塊連接
4.4.2 功能塊中的用戶應用塊
4.4.3 功能塊的塊參數
4.4.4 功能塊應用
4.5 FF的應用系統
4.5.1 H1網段的基本組成
4.5.2 H1網段的傳輸介質
4.5.3 H1網段的拓撲結構
4.5.4 網段的連線長度
4.5.5 H1網段的接地與屏蔽
4.5.6 應用系統的設計與運行
練習題
第5章 工業以太網
5.1 工業以太網簡介
5.1.1 工業以太網與以太網
5.1.2 以太網的工業級產品
5.1.3 以太網通信的非確定性問題
5.1.4 工業以太網應用層的控制功能
5.1.5 以太網的嵌入式控制節點
5.2 以太網的物理連接與數據封裝
5.2.1 以太網的物理連接
5.2.2 以太網的幀格式
5.2.3 以太網的數據封裝
5.3 TCPIP協議組
5.3.1 TCPIP協議組的構成
5.3.2 IP協議
5.3.3 用戶數據報協議
5.3.4 傳輸控制協議TCP
5.4 實時以太網
5.4.1 實時以太網及其通信參考模型
5.4.2 實時以太網的介質訪問控制
5.4.3 IEEE 1588精確時間同步協議
5.5 PROFINET
5.5.1 PROFINET的網絡連接
5.5.2 IO設備模型及其數據交換
5.5.3 組件模型及其數據交換
5.5.4 PROFINET通信的實時性
5.5.5 PROFINET與其他現場總線系統的集成
5.5.6 PROFINET的IP地址管理與數據集成
5.6 高速以太網HSE
5.6.1 HSE的系統結構
5.6.2 HSE與現場設備間的通信
5.6.3 HSE的柔性功能塊
5.6.4 HSE的鏈接設備
練習題
第6章 PROFIBUS
6.1 PROFIBUS概述
6.1.1 PROFIBUS的三個子集
6.1.2 PROFIBUS?DP的相關版本與行規
6.1.3 PROFIBUS的通信參考模型
6.1.4 PROFIBUS的主站與從站
6.1.5 PROFIBUS總線訪問控制的特點
6.2 PROFIBUS的通信協議
6.2.1 PROFIBUS的物理層及其網絡連接
6.2.2 PROFIBUS的數據鏈路層協議
6.2.3 PROFIBUS的令牌環
6.3 PROFIBUS?DP
6.3.1 PROFIBUS?DP?V0
6.3.2 PROFIBUS?DP的GSD文件
6.3.3 PROFIBUS?DP?V1
6.3.4 PROFIBUS?DP?V2介紹
6.4 PROFIBUS站點的開發與實現
6.4.1 PROFIBUS的站點實現
6.4.2 從站的實現方案
6.4.3 主站的實現方案
6.4.4 PROFIBUS的網絡監聽器
6.5 PROFIBUS?PA
6.5.1 PROFIBUS?PA的基本特點
6.5.2 DPPA的連接
練習題
第7章 LonWorks總線
7.1 LonWorks總線的技術概述
7.1.1 LonWorks總線的技術組成
7.1.2 LonWorks節點
7.1.3 路由器(router)
7.1.4 LonWorks的Internet連接設備
7.1.5 網絡管理
7.1.6 通信端口
7.2 LonTalk通信協議
7.2.1 LonTalk協議概述
7.2.2 LonTalk的物理層
7.2.3 LonTalk的地址命名
7.2.4 LonTalk的數據鏈層
7.2.5 LonTalk協議的網絡層
7.2.6 LonTalk協議的傳輸層和會話層
7.2.7 LonTalk協議的表示層和應用層
7.2.8 LonTalk協議的網絡管理和網絡診斷
7.2.9 LonTalk協議的報文服務
7.3 收發器與路由器
7.3.1 雙絞線收發器
7.3.2 電力線收發器
7.3.3 其他類型介質
7.3.4 路由器
7.4 LonMark對象與網絡變量
7.4.1 LonMark對象和功能模式
7.4.2 配置屬性
7.4.3 網絡變量
7.4.4 LonMark程序ID
7.5 LonWorks節點開發工具
7.5.1 LonBuilder多節點開發工具
7.5.2 NodeBuilder節點開發工具
7.6 LNS網絡操作系統與網絡工具
7.6.1 網絡操作系統LNS
7.6.2 LNS網絡工具
練習題
第8章 幾種現場總線技術簡介
8.1 Modbus
8.1.1 Modbus通信參考模型
8.1.2 串行鏈路的主從通信
8.1.3 站點狀態與時序
8.1.4 RTU傳輸模式
8.1.5 ASCII串行傳輸模式
8.1.6 Modbus TCPIP應用數據單元
8.1.7 Modbus通信網絡的體系結構
8.2 CAN總線
8.2.1 CAN總線的特點
8.2.2 CAN的通信參考模型
8.2.3 CAN總線報文幀的類型與結構
8.2.4 CAN的通信控制器與相關芯片
8.3 DeviceNet
8.3.1 DeviceNet技術簡介
8.3.2 DeviceNet的物理層和物理媒體
8.3.3 DeviceNet的對象模型
8.3.4 DeviceNet的連接與連接標識
8.3.5 DeviceNet的通信方式
8.3.6 DeviceNet的設備描述
8.4 無線短程低速數據通信技術ZigBee
8.4.1 ZigBee的技術特點
8.4.2 ZigBee的通信參考模型
8.4.3 ZigBee的設備類型
8.4.4 ZigBee的網絡拓撲結構
8.4.5 ZigBee的設備地址、尋址與路由
8.4.6 ZigBee的應用系統
8.5 現場總線的選擇
練習題
主要參考文獻
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