11、工业数据通信、系统诊断、安全与保障全解析

工业数据通信、系统诊断、安全与保障全解析

1. 工业数据通信基础

工业数据通信中，一些术语如信号与能量频谱、信号带宽与吞吐量、信道有效带宽、中心频率和直流分量等十分重要。数据通信具备交付、准确性、及时性和抖动等特点。传输系统包含源、发射器、传输系统、接收器和目的地等组件，基于软件的协议在数据通信中起着主导作用。信号是信息或数据的电磁表示，数字传输遵循奈奎斯特定理的采样率和量化编码信号进行传输。

1.1 错误处理

传输错误分为单比特错误（1 比特被改变）和突发错误（任意比特被改变）。可通过冗余比特（如奇偶校验、二维奇偶校验、校验和、循环冗余校验）检测错误。错误控制采用前向（纠错）或反馈（检错）方法，单比特纠错和汉明码是常见的纠错码。

1.2 流量控制

在数据链路层，流量控制协调在数据被良好接收和确认之前可发送的数据量，避免数据丢失。主要问题包括停止 - 等待协议（涉及传输延迟、传播延迟、效率）、滑动窗口协议和自动重传请求（与错误和流量控制相关）。

1.3 数据链路协议

主要协议有高级数据链路控制、同步数据链路控制（SDLC）、平衡链路访问协议、用于调制解调器的 D 通道链路访问协议、逻辑链路控制（LLC）。

1.4 分组交换

分组交换是一种无连接的网络交换技术，用于在数字网络上传输分组数据。常见的有虚拟电路/连接、X25 协议和帧中继。

1.5 Modbus 协议

Modbus 是电子设备通过串行线路、以太网、TCP/IP 交换信息的常用协议。主要问题包括 Modbus RTU/Modbus ASCII