DeviceNet现场总线协议分析与从站开发实践

"DeviceNet现场总线协议研究及从站开发" DeviceNet是一种基于Controller Area Network (CAN) 协议的现场总线系统，主要用于工业自动化领域。它由Open DeviceNet Vendor Association (ODVA) 维护，是其CIP (Common Industrial Protocol) 架构的一部分。现场总线技术是现代自动化设备的核心技术，DeviceNet因其面向对象的设计理念和广泛应用而备受关注。 本文主要涉及以下几个关键知识点： 1. **协议工程**：协议工程是设计、分析和实现通信协议的过程，它利用计算机网络协议的相关理论、工具和方法。在DeviceNet协议工程中，重点关注协议的设计、模型和实现。设计涉及协议的结构和功能，模型则用来描述协议的逻辑结构，实现则是将设计和模型转化为实际的硬件和软件代码。 2. **面向对象的方法**：DeviceNet协议全面采用了面向对象的思想，这意味着它将现实世界中的实体（如设备或服务）抽象为对象，每个对象都有自己的属性（数据）和行为（方法）。这种设计方法使协议更易于理解和维护，同时增加了可扩展性和灵活性。 3. **DeviceNet应用层协议**：分析了网络对象和节点内部对象模型，揭示了DeviceNet如何通过面向对象的模型、框架和通讯模式来实现数据交换。应用层协议包括了报文的发送和接收，对象的标识，以及显式和隐式的报文处理机制。 4. **从站开发**：文中详细介绍了开发DeviceNet从站的过程。从站硬件由单片机和CAN控制器构成的总线接口模块，以及DSP芯片为核心的智能仪表变送器电路组成。软件部分则着重于预定义的主从连接协议，包括报文处理模块、基本对象模块（如标识对象）和特定的报文处理模块（如轮询I/O报文处理）。 5. **测试与验证**：在DeviceNet开发测试环境中，对从站节点进行了功能和性能测试，通过报文分析确保了开发的从站软件严格遵循协议应用层的规定，具备基本的组2从站功能。此外，该从站还通过了ODVAChina的一致性测试和互操作性测试，表明其兼容性和可靠性。 6. **知识产权**：该课题成果是具有自主知识产权的DeviceNet从站，这在技术上意味着它可能具有独特的设计和优化，能够在市场上与其他DeviceNet产品竞争。 这篇硕士论文深入探讨了DeviceNet协议的原理和面向对象的实现方法，以及从站设备的开发实践，对于理解DeviceNet协议和开发相关应用具有很高的参考价值。