第31卷第5期2002年10月
文章编号:100220411(2002)052396205
信息与控制
InformationandControl
Vol.31,No.5 Oct.,2002
现场级无线通信协议研究
曾 鹏 于海斌 王 宏 王天然
(中国科学院沈阳自动化所 沈阳 110016)
摘 要:面对工业应用中对现场级无线通信的需求,本文以基于高速以太网的现场总线标准FFHSE为蓝本,结合无线以太网标准IEEE802.11b,构造了现场级无线通信协议栈.新的协议栈保持了基金会现场总线的通信模型,能够完成无线设备间的时间同步和实时通信.Ξ
关键词:无线通信;现场总线;高速以太网中图分类号:TP273 文献标识码:B
RESEARCHONFIELDLEVELIRELCOMMUNICATIONSS
ZENGPeng YUHai2bian2ran
(SofAu,AcademyofSciences)
Abstract:wunicationsrequestsinvokedbysomeindustrialapplications,.Thenewprotocolsarebasedontheweputfowirelesscommunicationsspecifications
.ThenewprotocolskeeptheFFcommunica2FFHSEsandintegratetheIEEE802.11bstandards
.tionsmodel.Itcannotonlysynchronizethewirelessdevicesbutalsoperformtherealtimecommunications
Keywords:wirelesscommunications,fieldbus,Ethernetwithhighspeed
1 概述(Introduction)
近年来,工业以太网的发展引起了工业控制界
的广泛的关注.随着交换式技术的出现和带宽的大幅提高,以太网已经成为企业级的主干网,并逐步进入控制领域.目前,各个现场总线组织都制订了基于以太网的现场总线标准,以高速以太网作为网络主干的新一代控制网络的体系结构已经开始形成. 虽然以太网具有带宽高、成本低、技术成熟、便于维护等优点,但在组网时仍然需要布线.在工业控制应用中,布线的成本有时会大大超过其他控制设备的成本,而且电缆的连接限制了现场设备的移动和网络结构的重组.
在基于以太网的现场总线基础上,使用无线网络技术设计新的工业通信体系,是解决上述问题的最佳方案.通过这种方式,控制网络在现场总线体系结构的基础上兼有了无线通信的优点.具体表现在: ①现场设备无需电缆即可与控制网络连接,减少了系统的维护费用.
②组网灵活、方便,同时又增加了现场设备的灵活性和可移动性.
③适用范围更为广泛.对于一些远距离控制,采用无线技术可扩大控制范围、延长控制距离;对于在一些不可预知的环境,尤其是不适于布线的强腐蚀恶劣环境,可以使用无线通信来完成对现场设备的控制.
现场总线基金会(FieldbusFoundation简称
FF)是一个致力于开发统一现场总线标准的国际性组织,已经制订出FFH1、FFHSE(HighSpeed
.其中FFHSE就是在物理层Ethernet)等总线标准
采用高速以太网作为传输媒介的高速现场总线标准.本文就以FFHSE通信协议栈为蓝本,研究设计现场级无线通信协议的一些问题.
2 无线以太网(WirelessEthernet)
IEEE802标准委员会在1997年通过了第一个
无线局域网的国际标准IEEE802.11.由于最初设
Ξ收稿日期:2002-02-20
基金项目:国家863计划专项经费资助,
中国科学院研究生科学与社会实践专项资助项目
5期曾 鹏等:
现场级无线通信协议研究397
计的速率1Mbps和2Mbps,无法满足用户的需求,IEEE在1999年9月公布了802.11的扩展版本802.11b.新标准定义的无线网络的传输速率可达到11Mbps(与以太网的传输速率相似),因此又被称为无线以太网.如图1所示,该标准包含了ISO
第31卷第5期2002年10月
文章编号:100220411(2002)052396205
信息与控制
InformationandControl
Vol.31,No.5 Oct.,2002
现场级无线通信协议研究
曾 鹏 于海斌 王 宏 王天然
(中国科学院沈阳自动化所 沈阳 110016)
摘 要:面对工业应用中对现场级无线通信的需求,本文以基于高速以太网的现场总线标准FFHSE为蓝本,结合无线以太网标准IEEE802.11b,构造了现场级无线通信协议栈.新的协议栈保持了基金会现场总线的通信模型,能够完成无线设备间的时间同步和实时通信.Ξ
关键词:无线通信;现场总线;高速以太网中图分类号:TP273 文献标识码:B
RESEARCHONFIELDLEVELIRELCOMMUNICATIONSS
ZENGPeng YUHai2bian2ran
(SofAu,AcademyofSciences)
Abstract:wunicationsrequestsinvokedbysomeindustrialapplications,.Thenewprotocolsarebasedontheweputfowirelesscommunicationsspecifications
.ThenewprotocolskeeptheFFcommunica2FFHSEsandintegratetheIEEE802.11bstandards
.tionsmodel.Itcannotonlysynchronizethewirelessdevicesbutalsoperformtherealtimecommunications
Keywords:wirelesscommunications,fieldbus,Ethernetwithhighspeed
1 概述(Introduction)
近年来,工业以太网的发展引起了工业控制界
的广泛的关注.随着交换式技术的出现和带宽的大幅提高,以太网已经成为企业级的主干网,并逐步进入控制领域.目前,各个现场总线组织都制订了基于以太网的现场总线标准,以高速以太网作为网络主干的新一代控制网络的体系结构已经开始形成. 虽然以太网具有带宽高、成本低、技术成熟、便于维护等优点,但在组网时仍然需要布线.在工业控制应用中,布线的成本有时会大大超过其他控制设备的成本,而且电缆的连接限制了现场设备的移动和网络结构的重组.
在基于以太网的现场总线基础上,使用无线网络技术设计新的工业通信体系,是解决上述问题的最佳方案.通过这种方式,控制网络在现场总线体系结构的基础上兼有了无线通信的优点.具体表现在: ①现场设备无需电缆即可与控制网络连接,减少了系统的维护费用.
②组网灵活、方便,同时又增加了现场设备的灵活性和可移动性.
③适用范围更为广泛.对于一些远距离控制,采用无线技术可扩大控制范围、延长控制距离;对于在一些不可预知的环境,尤其是不适于布线的强腐蚀恶劣环境,可以使用无线通信来完成对现场设备的控制.
现场总线基金会(FieldbusFoundation简称
FF)是一个致力于开发统一现场总线标准的国际性组织,已经制订出FFH1、FFHSE(HighSpeed
.其中FFHSE就是在物理层Ethernet)等总线标准
采用高速以太网作为传输媒介的高速现场总线标准.本文就以FFHSE通信协议栈为蓝本,研究设计现场级无线通信协议的一些问题.
2 无线以太网(WirelessEthernet)
IEEE802标准委员会在1997年通过了第一个
无线局域网的国际标准IEEE802.11.由于最初设
Ξ收稿日期:2002-02-20
基金项目:国家863计划专项经费资助,
中国科学院研究生科学与社会实践专项资助项目
5期曾 鹏等:
现场级无线通信协议研究397
计的速率1Mbps和2Mbps,无法满足用户的需求,IEEE在1999年9月公布了802.11的扩展版本802.11b.新标准定义的无线网络的传输速率可达到11Mbps(与以太网的传输速率相似),因此又被称为无线以太网.如图1所示,该标准包含了ISO