網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器標(biāo)準(zhǔn)IEEE 14512 的TII 協(xié)議研究

1、.：.；行業(yè) HYPERLINK /commindustry2/index.asp?secondIndustryId=11 綜合 HYPERLINK /commindustry2/index.asp?secondIndustryId=28 控制與智能 HYPERLINK /commindustry2/index.asp?secondIndustryId=29 運(yùn)動(dòng)控制 HYPERLINK /commindustry2/index.asp?secondIndustryId=30 智能儀表 HYPERLINK

2、/commindustry2/index.asp?secondIndustryId=31 通訊網(wǎng)絡(luò) HYPERLINK /commindustry2/index.asp?secondIndustryId=32 傳感檢測(cè) HYPERLINK /commindustry2/index.asp?secondIndustryId=33 模型仿真 HYPERLINK /commindustry2/index.asp?secondIndustryId=34 軟件與軟件工程 頻道 HYPERLINK ca.nstl.go

3、v/commchannel/index.asp?firstChannelId=12 新聞動(dòng)態(tài) HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstChannelId=13 產(chǎn)業(yè)綜觀 HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstChannelId=14 專(zhuān)題專(zhuān)欄 HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstChannelId=15 根底知識(shí) HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstCha

4、nnelId=16 技術(shù)前沿 HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstChannelId=17 專(zhuān)業(yè)論文 HYPERLINK /appCase/index.asp?firstChannelId=21 運(yùn)用案例 HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstChannelId=22 資料教程 HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstChannelId=23 行業(yè)數(shù)據(jù) 效力 HYPERLINK ca.nstl.

5、gov/kjwx/index.asp 虛擬圖書(shū)館 HYPERLINK /commchannel/index.asp?firstChannelId=25 分析報(bào)告 HYPERLINK /hzxx/index.asp?firstChannelId=24 會(huì)展信息 HYPERLINK /zcfg/index.asp 政策法規(guī) HYPERLINK /zydh/index.asp 資源導(dǎo)航 窗體頂端用 戶(hù):密 碼:窗體底端網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器規(guī)范IEEE 1451.2 的TII 協(xié)議研討2006-8-7 15:50:21

6、 【文章字體：大中小】 HYPERLINK javascript:window.print(); 打印 HYPERLINK javascript:window.external.AddFavorite(mt.inin/stdautomation/collinfo/129150.asp,網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器規(guī)范IEEE%202151.2%20的TII%20協(xié)議研討) 收藏 HYPERLINK javascript:window.close(); 封鎖 一、引言傳感器與網(wǎng)絡(luò)相連，是信息技術(shù)開(kāi)展的一種必然趨勢(shì)。然而控制總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多種多樣，千差萬(wàn)別，內(nèi)部構(gòu)造、通訊接口、通訊協(xié)議各不一樣，以此來(lái)銜接各種變送器

7、包括傳感器和執(zhí)行器，那么要求這些傳感器或執(zhí)行器必需符合這些規(guī)范總線(xiàn)的有關(guān)規(guī)定。由于技術(shù)上、本錢(qián)上的緣由，傳感器的制造商無(wú)法使本人的產(chǎn)品同時(shí)滿(mǎn)足各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)要求，而這些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)本身有各自的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)不同的運(yùn)用對(duì)象，有本身的優(yōu)勢(shì)；但它們之間的不兼容性、不可互操作性和各自為戰(zhàn)的弊端，給寬廣用戶(hù)帶來(lái)了很大的不便。一個(gè)通用的、普遍接受的傳感器接口規(guī)范將使制造商、系統(tǒng)集成者和最終用戶(hù)受害，這就是IEEE 1451 規(guī)范產(chǎn)生最直接的緣由。在各方努力下，IEEE 和NIST 在1997 年、1999 年和2003 年先后公布了IEEE 1451.2、IEEE 1451.1 和IEEE 1451.3 規(guī)范

8、，同時(shí)3個(gè)任務(wù)組對(duì)規(guī)范進(jìn)展進(jìn)一步的擴(kuò)展研討，即IEEE P1451.4、IEEE P1451.4 和IEEE P1451.0。IEEE 1451.2 規(guī)范經(jīng)過(guò)一個(gè)變送器電子數(shù)據(jù)表Transducer Electronic Data Sheet，簡(jiǎn)稱(chēng)TEDS，使變送器模塊具有即插即用的功能，同時(shí)定義了一個(gè)銜接變送器到微處置器的變送器獨(dú)立接口Transducer Independent Interface，簡(jiǎn)稱(chēng)TII，并經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器NCAP把傳感器和執(zhí)行器銜接到網(wǎng)絡(luò)。二、TII 概述變送器獨(dú)立接口TII 是NCAP 與STIM 之間的硬件接口，它是經(jīng)過(guò)10 根按照SPI 規(guī)范串行通訊方式的引腳在

9、一同，如圖1 所示，每個(gè)管腳的功能分配見(jiàn)表1，管腳信號(hào)電平定義見(jiàn)表2，同時(shí)給出了每個(gè)信號(hào)的觸發(fā)電平和信號(hào)邏輯，需求留意的是表中所指出的信號(hào)是輸入還是輸出是相對(duì)STIM 而言的。其中NINT 是允許由STIM 根據(jù)ASSERT 的信號(hào)接口線(xiàn)，其他的信號(hào)線(xiàn)都是由NCAP 控制通訊和信息交換；NSDET 用來(lái)判別一個(gè)STIM 能否掛接在系統(tǒng)上，NCAK 僅僅是呼應(yīng)NCAP 的動(dòng)作；對(duì)于單個(gè)傳感器的場(chǎng)所，NTRIG是由NCAP 用來(lái)控制讀傳感器數(shù)據(jù)或向執(zhí)行器發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間，對(duì)于多傳感器的場(chǎng)所，NTRIG 的功能運(yùn)用較為復(fù)雜。STIM 和NCAP 之間的通訊根本過(guò)程可以看作是NCAP經(jīng)過(guò)DIN 和DCL

10、K 選通某一STIM，在寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，NCAP堅(jiān)持DCLK 并將數(shù)據(jù)加到DIN 上，在讀數(shù)據(jù)時(shí)，NCAP 堅(jiān)持DCLK并從DOUT 上讀入數(shù)據(jù)。在任一通訊方式中，NIOE可以看作是用來(lái)完成實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能觸發(fā)的片選，NCAK除了被STIM 用來(lái)做觸發(fā)呼應(yīng)外同時(shí)用作數(shù)據(jù)傳輸呼應(yīng)，為了接口簡(jiǎn)單起見(jiàn)，兩種功能不同時(shí)出現(xiàn)。從NCAP 的角度來(lái)看，STIM 可以看作是一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其中的數(shù)據(jù)和功能實(shí)現(xiàn)可以經(jīng)過(guò)相應(yīng)的功能地址獲取，每一個(gè)功能地址包括了被訪(fǎng)問(wèn)通道和需求實(shí)現(xiàn)的功能，每個(gè)STIM 可以接255 個(gè)通道。假設(shè)需求對(duì)一切的通道數(shù)據(jù)進(jìn)展訪(fǎng)問(wèn)，那么選擇通道0。TII 提供了電源和給STIM 的一個(gè)通用的地。

11、NCAP 提供最大75mA 的電流、電壓5V0.20VDC 給STIM。IEEE1451.2 規(guī)范提供了獨(dú)立于NCAP 的補(bǔ)充的電源，如必要可提供準(zhǔn)確的或高壓電源給傳感器，但是只需NCAP 可以提供電源給STIM 接口電路。TII 接口提供了NCAP 和STIM之間的讀寫(xiě)時(shí)序。最高級(jí)的協(xié)議是讀構(gòu)造、寫(xiě)構(gòu)造和觸發(fā)。下面就對(duì)TII 協(xié)議的詳細(xì)內(nèi)容作如下闡明。三、TII 協(xié)議研討協(xié)議規(guī)范了觸發(fā)功能的執(zhí)行和運(yùn)用物理TII 執(zhí)行時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸功能。NCAP 和STIM 都參與了每個(gè)協(xié)議，對(duì)它們各自特定的義務(wù)作了區(qū)分，一部分協(xié)議被分級(jí)定義。NCAP 和STIM 之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(讀寫(xiě)順序)如圖2所示。構(gòu)造

12、是字節(jié)序列的傳輸，字節(jié)傳輸是比特序列的傳輸。一切的觸發(fā)、讀構(gòu)造和寫(xiě)構(gòu)造的初始形狀都伴隨著NTRIG、NACK 和NIOE 線(xiàn)閑置。1觸發(fā)觸發(fā)普通在讀傳感器之前或?qū)懭雸?zhí)行器之后運(yùn)用，其詳細(xì)的過(guò)程是：NCAP 等待通道寫(xiě)通道TEDS 的繼續(xù)時(shí)間，NCAP 發(fā)信號(hào)觸發(fā)NTRIG，STIM 發(fā)信號(hào)觸發(fā)NACK，然后NCAP 閑置NTRIG 和STIM 閑置NACK，最后NCAP 等待通道讀通道TEDS 的繼續(xù)過(guò)程。2位傳送方法數(shù)據(jù)以比特流的方式從NCAP 經(jīng)DIN 到STIM 傳輸，從STIM 經(jīng)DOUT 到NCAP 傳輸，傳輸以以下的方式受DCLK 線(xiàn)的控制，其過(guò)程為：DCLK 高度空閑，在DCLK

13、的第一個(gè)下降沿，將要傳輸?shù)牡谝粋€(gè)字節(jié)由發(fā)送器觸發(fā)NCAP 在線(xiàn)路DIN 上，STIM 在線(xiàn)路DOUT 上，在隨后的DCLK 上升沿上，比特被接納者鎖存，后來(lái)的比特傳輸反復(fù)上述步驟。雖然一個(gè)全雙工的傳輸可以同時(shí)運(yùn)用DIN 和DOUT，但這規(guī)范并沒(méi)有運(yùn)用這一的功能,也就是，當(dāng)數(shù)據(jù)從NCAP到STIM 傳輸時(shí)，NCAP 忽略DOUT 線(xiàn)，同樣的，當(dāng)數(shù)據(jù)從STIM 到NCAP 傳輸時(shí)，STIM 忽略DIN 線(xiàn)。需求留意的是DCLK 不需求一個(gè)常數(shù)頻率或義務(wù)周期。3讀/寫(xiě)字節(jié)傳輸協(xié)議讀字節(jié)傳輸協(xié)議是從STIM 到NCAP 傳輸，寫(xiě)字節(jié)傳輸是從NCAP 到STIM 傳輸。一切的數(shù)據(jù)必需運(yùn)用比特傳輸協(xié)議并以

14、8 比特組的方式從NCAP 到STIM 傳輸，只需當(dāng)NCAP 檢測(cè)到NACK 線(xiàn)上的傳輸時(shí)，它才會(huì)繼續(xù)寫(xiě)字節(jié)傳輸。當(dāng)STIM 曾經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幹昧讼惹暗淖止?jié)并已預(yù)備執(zhí)行NCAP 時(shí)，它才在NACK 線(xiàn)上傳輸。與寫(xiě)字傳輸不同的是，只需當(dāng)NCAP 檢測(cè)到NACK 線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，它就會(huì)繼續(xù)讀字節(jié)傳輸。當(dāng)STIM 曾經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幹昧讼惹暗淖止?jié)并已預(yù)備N(xiāo)CAP 的執(zhí)行時(shí)，它將在NACK 線(xiàn)上傳輸。4讀/寫(xiě)構(gòu)造傳輸協(xié)議讀構(gòu)造協(xié)議的過(guò)程為：NCAP 進(jìn)入NIOE 線(xiàn)，NCAP 等待直到STIM 進(jìn)入NACK 線(xiàn)，NCAP 用寫(xiě)字節(jié)傳輸協(xié)議寫(xiě)功能地址，NCAP 用寫(xiě)字節(jié)傳輸協(xié)議寫(xiě)通道地址，NCAP 從最高有效位

15、到最低有效位用讀字節(jié)傳輸協(xié)議讀0 個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，NCAP 出NIOE 線(xiàn)，STIM 出NACK假設(shè)曾經(jīng)傳輸了奇數(shù)字節(jié)，根據(jù)讀字節(jié)傳輸協(xié)議，NCAK 就曾經(jīng)無(wú)效。讀構(gòu)造協(xié)議與寫(xiě)構(gòu)造協(xié)議類(lèi)似，其過(guò)程為：NCAP進(jìn)入NIOE 線(xiàn)，NCAP 等待直到STIM 進(jìn)入NACK 線(xiàn)，NCAP用寫(xiě)字節(jié)傳輸協(xié)議寫(xiě)功能地址，NCAP 用寫(xiě)字節(jié)傳輸協(xié)議寫(xiě)通道地址，NCAP 從最高有效位到最低有效位用讀字節(jié)傳輸協(xié)議讀0 或多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，NCAP 出NIOE 線(xiàn)，STIM 出NACK 線(xiàn)假設(shè)曾經(jīng)傳輸了奇數(shù)字節(jié)，根據(jù)字節(jié)讀傳輸協(xié)議，NCAK 就曾經(jīng)無(wú)效。NCAK 在高壓或在低壓終了取決于傳輸了奇數(shù)還是偶數(shù)字節(jié)，假設(shè)在

16、數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)造終了時(shí)是低壓，那么對(duì)閑置的NIOE 線(xiàn)來(lái)說(shuō)，將是一個(gè)有效的握手hand-shake。假設(shè)NCAK 出NIOE 線(xiàn)時(shí)是高壓，那么NCAP 就可以確認(rèn)STIM 曾經(jīng)在重新進(jìn)入NIOE 線(xiàn)前等待了至少為終了構(gòu)造檢測(cè)延遲時(shí)間的繼續(xù)時(shí)間，來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)造的終了。當(dāng)然，NCAP 和STIM 之間的TII 接口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議還有一些例外的情況，在此就不一一展開(kāi)了。四、結(jié)論TII描畫(huà)了銜接STIM和NCAP之間的數(shù)字接口，并定義了協(xié)議、時(shí)序和電氣規(guī)格等，以確保NCAP和STIM不同銜接間流暢的數(shù)據(jù)交換。這一通用的、普遍接受的TII接口規(guī)范將使傳感器具有即插即用的特性，使制造商、系統(tǒng)集成者和最終用戶(hù)都受害。本文從TII接口的物理管腳和信號(hào)定義出發(fā)，研討分析了觸發(fā)、TII中讀/寫(xiě)字節(jié)傳輸、讀/寫(xiě)構(gòu)造傳輸?shù)葏f(xié)議，為基于IEEE 1451.2的網(wǎng)絡(luò)化傳感器的適用化做了一點(diǎn)根底任務(wù)。當(dāng)然，應(yīng)該看到，網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器規(guī)范的普遍接受并走向產(chǎn)業(yè)化，以及適宜我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器規(guī)范的推出，都還需假以時(shí)日，有大量的任務(wù)需求來(lái)完成。信息來(lái)源：傳感器世界 HYPERLINK /about/bqxx.asp 版權(quán)聲明 HYPERLINK /kjwx/index