DeviceNet通信的特點及優勢一、什么是DeviceNet通信二、DeviceNet的網絡結構三、顯式連接與隱式連接四、DeviceNet通信的特點1/12一什么是DeviceNet通信DeviceNet由美國Allen-Bradley公司開發，是一種基于CAN（控制器局域網）總線技術的開放型現場總線協議標準，具有成本低、可靠性高、符合全球工業標準等特點，采用了OSI模型中的物理層、數據鏈路層及應用層。DeviceNet是一種總線結構的設備級網絡，它將PLC、操作員終端、傳感器、光電開關等工業設備接入總線網絡，從而減少了硬件連線，為低端設備和控制器之間提供了一種確定的、可靠的網絡連接和通信。2/12二DeviceNet的網絡結構DeviceNet采用總線型網絡拓撲結構，控制器和I/O設備通過總線實現通訊，每一個設備和控制器都是網絡上的一個節點。如圖2-1所示，DeviceNet典型的網絡結構是干線-分支結構，且允許在支線上采用多種分支結構。

圖2-1DeviceNet典型網絡結構示意圖3/12DeviceNet沿用了CAN協議標準所規定的總線網絡的物理層和數據鏈路層，應用層規范則是由廠商自主開發。二DeviceNet的網絡結構4/12圖2-2DeviceNet協議分層結構1、DeviceNet的物理層物理層協議規范定義了DeviceNet的總線拓撲結構及網絡元件，具體包括系統接地、粗纜和細纜混合結構、網絡端接地和電源分配。其中線纜包括：粗纜（多用作干線）和細纜（多用于分支線）。總線的線纜包括24V直流電源線和兩組雙絞信號線。DeviceNet提供的數據通信速率為128Kbps、256Kbps、512Kbps，每個網絡端最多可達64個節點。2、DeviceNet的數據鏈路層DeviceNet的數據鏈路層完全遵循CAN規范的定義，分為邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪問控制子層MAC。數據鏈路層的任務或功能主要包括：數據鏈路的建立和拆除、信息傳輸、傳輸錯誤控制以及異常情況處理。二DeviceNet的網絡結構5/123、DeviceNet的應用層（1）DeviceNet應用層采用通用工業協議（CIP），它定義了傳輸數據的語法和語義，如連接、報文、對象模型和設備描述等方面的內容。（2）DeviceNet有兩種主要的通信模型：源/目的模式和生產者/消費者模式。①源/目的模式該模式是以節點地址為中心的編碼方式，其通信數據格式包括了源設備地址、目的設備地址、0-8位的數據位以及差錯控制校驗碼，適合于點對點的通信，如圖2-3所示。多個節點之間進行通信時，源節點需要多次發送數據至不同節點，浪費帶寬，且難以實現多點同步動作。源節點地址目的節點地址數據循環冗余校驗碼圖2-3源/目的模式的通信數據格式二DeviceNet的網絡結構6/12②生產者/消費者模式該模式以數據為中心進行編碼，通信數據格式包括標識符、0-8位的數據位以及差錯控制校驗碼，如圖2-4所示。生產者是發送數據的節點設備，消費者是接收數據的節點設備。生產者在網絡上發送一個數據幀后，消費者根據標識符來判斷是否接收該數據。因此當一個設備需要與多個設備進行通信時，只需要發送一次數據，其余設備就都可以接收到該數據，避免了數據的重復發送。該模式采用了開放網絡技術，是DeviceNet網絡中最常用的一種通信模式。在這種模式下，系統可以實現點對點、多點以及廣播通信，支持主/從、多主或對等的通信結構，通信時各節點設備可以實現精確同步。標識符數據循環冗余校驗碼圖2-4生產者/消費者模式的通信數據格式二DeviceNet的網絡結構7/12三顯式連接與隱式連接DeviceNet應用層所采用的通用工業協議（CIP），規定了一種面向連接的通信方式，因此DeviceNet網絡上任意兩個節點在通信之前必須建立起邏輯上的連接，而且這種連接是可以動態建立和撤銷的。DeviceNet網絡支持使用顯式和隱式兩種連接方式，實現配置和控制的單點連接，且不同的連接方式分別對應不同的傳輸報文即顯示報文和隱式報文。1、顯式連接：可通過未連接信息管理器建立，是典型的點對點的請求-響應通信方式，為兩個設備之間提供了一般的、多用途的通信路徑。8/12三顯式連接與隱式連接CAN幀頭數據域CAN幀尾--標識符----協議區--特殊服務數據----校驗碼--幀結束標志圖3-1顯式報文格式顯示報文：采用CAN總線的標準數據幀格式，如圖3-1所示，包括了幀頭、幀尾以及數據域三部分。（1）幀頭中包含有標識符ID，用于描述數據的含義，以便其他節點設備進行判斷識別，并確定是否接收該數據，通常顯示報文采用優先級低的標識符。（2）數據域中包含有顯示報文的相關信息，如傳輸協議以及需要執行的服務等。（3）幀尾中包含校驗碼、幀結束標志等序列。顯式報文的接收方必須對接到的報文做出成功或錯誤的響應，通常這類報文對時間的要求不高，一般用于節點配置、設備參數修改和故障診斷等。9/12顯式連接與隱式連接2、隱式連接：又稱I/O連接，可以進行一對一或一對多的數據傳送，并定時按周期發出，這種連接方式不要求數據接收方對所接到的報文做出應答。I/O連接主要用于傳輸工業現場設備中實時性要求較高的數據報文（I/O報文），傳輸數據量較大。隱式報文（I/O報文）：采用CAN總線的標準數據幀格式，如圖3-2所示。I/O報文的幀頭中采用優先級高的標識符，為了滿足傳輸的實時性要求，I/O報文格式需要十分精簡，通常CAN數據域中只包括需要傳輸的過程數據，沒有任何與報文傳輸協議相關的內容。CAN幀頭數據域CAN幀尾--標識符--應用I/O數據--校驗碼--幀結束標志圖3-2隱式報文格式三10/12四DeviceNet通信的特點DeviceNet的主要特點如下：1、總線拓撲結構為干線-分支結構，最多可以連接64個節點，每個節點支持的I/O數量沒有限制；2、電源線和信號線都包含在網絡干線中，可以實現節點設備的統一供電；3、使用帶有11bit標識符的數據幀格式，支持對等、多主或主/從通信方式；4