22、工业数据传输与采集技术解析

工业数据传输与采集技术解析

在工业4.0和工业物联网（IIoT）的发展进程中，数据传输和采集技术起着至关重要的作用。本文将详细介绍多种工业数据传输协议和工业数据采集系统，帮助读者了解这些技术的特点、组件和应用场景。

1. 工业数据传输协议

1.1 控制器局域网（CAN）

CAN由博世开发，并在ISO11898 - 1标准下进行了标准化，是一种用于工业和汽车应用的串行通信总线。它最初是为解决车辆通信中大量布线的问题而设计的。
- 特点
- 定义了OSI模型的第1层和第2层，用于单线路系统中的车载通信。
- 是一种CSMA/CD协议，检测到冲突时，通过优先级仲裁过程优先传输优先级最高的消息。
- 用于传输车辆诊断信息和诊断代码。
- 采用多主层次结构访问总线，所有节点的消息在网络上广播。
- 有2048个不同的消息标识符，也表示每个消息的优先级。
- 使用反相逻辑进行信号传输，具有由隐性和显性状态表示的差分信号状态。
- 消息经过循环冗余校验（CRC），并依赖ACK消息指示消息传输成功。
- 组件
- 依靠四种主要消息类型进行操作：数据帧、错误帧、过载帧和远程帧。
- 数据帧包含起始位、标识符位、远程传输请求位等多个部分。
- 错误帧会导致所有CAN节点生成错误帧，直到错误源重新传输消息。
- 过载帧在节点接收数据的速率超过其处理能力时生成。
- 远程帧用于向节点请求数据。

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