基于無(wú)線hart協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議模型設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-05-11 13:29 本頁(yè)面
【正文】 4 結(jié)論以無(wú)線HART協(xié)議為基礎(chǔ)根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議模型。所有的接收鏈接都將在沒(méi)有發(fā)送請(qǐng)求的基礎(chǔ)被全部服務(wù)，節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)有三種可能：1)數(shù)據(jù)包的目的地址就是節(jié)點(diǎn)地址。成功發(fā)送一個(gè)非廣播地址數(shù)據(jù)包，進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性和權(quán)限完整性檢驗(yàn)，TDMA狀態(tài)機(jī)進(jìn)入等待ACK狀態(tài)，如果無(wú)ACK應(yīng)答表明發(fā)送失敗。當(dāng)一個(gè)發(fā)送時(shí)隙產(chǎn)生，進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。如圖2所示。鏈路調(diào)度通過(guò)查詢(xún)活動(dòng)超幀表、鏈接表、數(shù)據(jù)等表從而決定下一個(gè)將要通信的時(shí)隙。底層節(jié)點(diǎn)通過(guò)接收高層節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包完成一次主動(dòng)同步過(guò)程。被動(dòng)同步為當(dāng)?shù)蛯庸?jié)點(diǎn)向高層節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，底層節(jié)點(diǎn)等待并接收高層節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包，并利用應(yīng)答數(shù)據(jù)包中所包含的時(shí)鐘偏移信息進(jìn)行時(shí)鐘調(diào)整。同樣假定和相等。圖1中描述了無(wú)線HART節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B間的一次通信，節(jié)點(diǎn)A在T1時(shí)刻發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包給節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)B在T2時(shí)刻接收到A所發(fā)送的數(shù)據(jù)包，節(jié)點(diǎn)B在T3數(shù)據(jù)包發(fā)送一個(gè)應(yīng)答數(shù)據(jù)包，節(jié)點(diǎn)A在T4時(shí)刻接收到B所發(fā)送的應(yīng)答數(shù)據(jù)包。無(wú)線HART為工業(yè)環(huán)境的無(wú)線通信協(xié)議，其對(duì)穩(wěn)定性、可靠性有著比一般通信網(wǎng)絡(luò)更高的要求。2)簇間通信 簇間通信主要是負(fù)責(zé)簇首與網(wǎng)關(guān)之間的通信，而其資源主要占據(jù)矩陣中兩行，其中上行網(wǎng)絡(luò)通信資源，一行為下行網(wǎng)絡(luò)通信資源。NORMAL通信資源分配以所建立的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以圖表和鄰居表為分配圖，根據(jù)所建立的兩層結(jié)構(gòu)進(jìn)行兩層分配。每個(gè)矩陣元素包含如下通信資源和鏈路的信息：占用標(biāo)志位，鏈路的源節(jié)點(diǎn)、鏈路的目的節(jié)點(diǎn)、鏈路的類(lèi)型。為了保證系統(tǒng)能在非常惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通信環(huán)境中實(shí)時(shí)、可靠的工作，無(wú)線HART采用TDMA和FDMA的混合信道分文機(jī)制。緩沖表主要用于節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)待發(fā)送數(shù)據(jù)，記錄著數(shù)據(jù)包的ID、優(yōu)先級(jí)、目的地址類(lèi)型、保存時(shí)間。一旦分配時(shí)隙，超幀應(yīng)該使能從而允許鏈路的調(diào)度。緩沖表存儲(chǔ)著待發(fā)送的數(shù)據(jù)同時(shí)記錄優(yōu)先級(jí)以及等待時(shí)間等狀態(tài)。 MAC協(xié)議分析無(wú)線HART鏈路調(diào)度主要通過(guò)以鄰居表位核心的五張表實(shí)現(xiàn)，其中超幀表記錄超幀的分配和使用狀態(tài)。無(wú)線HART數(shù)據(jù)包分為ACK、Advertise、Keep alive、Disconnect、Data5種類(lèi)型，分為命令、過(guò)程數(shù)據(jù)、一般、報(bào)警4種優(yōu)先級(jí)。 邏輯鏈路層 幀格式其中，地
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