工业通信网络技术和应用PDF电子书下载

第1章 工业通信概论 1

1.1 信息和通信的原理 1

1.1.1 信息和信息的度量 1

1.1.2 信息的交换——通信 4

1.2 通信系统的基本概念 5

1.2.1 通信系统的基本模型 5

1.2.2 通信系统的分类 6

1.2.3 模拟通信系统和数字通信系统 9

1.3 工业通信系统概要 12

1.3.1 工业通信系统的发展 12

1.3.2 工业通信网的要求和特点 17

1.3.3 工业通信系统的发展趋势 19

1.3.4 常用的工业通信系统 21

1.3.5 常用的现场总线技术 23

1.4 通信协议和协议参考模型 29

1.4.1 通信协议概述 29

1.4.2 OSI参考模型中的有关术语 30

1.4.3 通信系统互连参考模型 32

第2章 数据通信原理及基础 37

2.1 通信系统概述 37

2.1.1 通信系统的基本概念 37

2.1.2 数据传输信道 39

2.1.3 接口和接口标准 40

2.2 信号与数据的传输 40

2.2.1 信号 40

2.2.2 数据的传输 43

2.3 信道及其主要技术指标 46

2.3.1 信道基础知识 46

2.3.2 数据通信系统的性能指标 47

2.3.3 工业通信传输媒体 50

2.4 信号的传输 53

2.4.1 通信线路的连接方式 53

2.4.2 数据传输的同步技术 55

2.4.3 信道的多路复用 58

2.5 工业通信系统的可靠性 59

2.5.1 常用的差错控制技术 59

2.5.2 工业现场的干扰及对系统的影响和电磁兼容性 61

2.5.3 硬件抗干扰技术 65

2.5.4 通信系统的接地和电源 71

第3章 总线接口技术介绍 74

3.1 总线概述 74

3.1.1 总线和总线规范 74

3.1.2 总线的分类 76

3.1.3 总线的组成和性能指标 79

3.1.4 总线的工作过程 81

3.2 常用的内部总线 84

3.2.1 I2C总线 85

3.2.2 SPI总线 88

3.2.3 UART/SCI总线 91

3.2.4 其他通用串行总线 92

3.3 PC总线 93

3.3.1 PC总线概述 94

3.3.2 早期的PC系列总线 97

3.3.3 PCI总线 100

3.3.4 新一代PC总线 103

3.3.5 其他计算机系统总线 111

3.4 显卡和显卡的通信接口 116

3.4.1 显卡的发展 116

3.4.2 显卡与系统的连接 118

第4章 工控机与测控仪器接口总线 128

4.1 概述 128

4.2 早期的工控机总线技术 129

4.2.1 STD总线 130

4.2.2 PC/104总线 131

4.2.3 VME总线 133

4.2.4 1553B总线 137

4.3 CompactPCI 141

4.3.1 CompactPCI的出现 141

4.3.2 CompactPCI总线标准 142

4.4 测量仪器总线 146

4.4.1 电子测量仪器和测量仪器总线的发展 147

4.4.2 传统的测试总线 150

4.4.3 PXI总线 156

4.4.4 LXI总线 161

4.4.5 未来的趋势——混合总线的测试系统 168

第5章 工业通信常用技术 171

5.1 串行通信技术及其发展 171

5.1.1 串行通信接口标准（EIA/RS系列） 171

5.1.2 RS-485总线 175

5.2 高速串行接口总线 178

5.2.1 高速串行总线的出现 178

5.2.2 FireWire串行总线（IEEE 1394） 179

5.2.3 USB接口总线 182

5.2.4 IEEE 1394和USB的比较及USB的发展 190

5.3 工业无线技术 193

5.3.1 无线通信基础 193

5.3.2 无线局域网技术 197

5.3.3 常用无线网络协议 201

5.3.4 射频识别技术（RFID）及其应用 214

5.4 电力线通信技术 216

5.4.1 电力线通信技术介绍 216

5.4.2 电力线通信技术原理 218

5.4.3 电力线通信面临的特殊问题 220

5.4.4 电力线通信的应用 222

第6章 常用的工业现场总线 224

6.1 现场总线概述 224

6.1.1 现场总线的本质和特点 224

6.1.2 现场总线的标准化 225

6.1.3 现场总线的发展趋势 227

6.2 基金会总线（FF） 229

6.2.1 基金会总线概述 229

6.2.2 FF通信模型的组成及相互关系 231

6.2.3 FF的系统组成 236

6.2.4 现场总线控制系统中的功能模块 238

6.3 LonWorks 242

6.3.1 LonWorks的技术特点 242

6.3.2 LonWorks的技术构成 243

6.3.3 LonWorks网络的节点 245

6.3.4 LonWorks支持软件系统组件 248

6.4 Profibus技术及其应用 249

6.4.1 Profibus概述 249

6.4.2 Profibus的通信协议 251

6.4.3 Profibus的实现 259

6.4.4 PROFInet 262

6.4.5 应用系统 268

6.5 其他常用现场总线 276

第7章 CAN Bus和汽车网络 280

7.1 汽车电子技术及通信 280

7.1.1 简述 280

7.1.2 汽车通信网络标准 282

7.1.3 车辆的内部通信 283

7.1.4 车辆的外部通信 283

7.2 CAN总线基础 284

7.2.1 CAN总线概述 284

7.2.2 CAN协议 286

7.2.3 CAN通信系统组成 292

7.2.4 CAN的应用层 294

7.3 车辆网络协议SAE J1939 297

7.3.1 J1939协议概述 297

7.3.2 J1939协议的物理层和数据链路层 300

7.3.3 J1939应用层 302

7.4 其它常用的汽车总线通信技术 308

7.4.1 车辆诊断和诊断通信 308

7.4.2 低速总线LIN通信 318

7.4.3 汽车线控技术和FlexRay 319

7.4.4 其他协议 323

7.5 车辆无线通信技术 324

7.5.1 GPS及其应用 324

7.5.2 车辆的远程通信和GPRS技术 329

7.6 车联网技术及其发展 333

7.6.1 车联网的组成 334

7.6.2 车联网应用及功能扩展 338

第8章 工业以太网技术及应用 341

8.1 以太网基础 341

8.1.1 以太网和工业以太网的发展 341

8.1.2 以太网通信协议 343

8.1.3 工业以太网的应用层 345

8.1.4 以太网的组件 348

8.2 工业以太网的发展 350

8.2.1 以太网的优点 350

8.2.2 以太网应用于工业现场存在的主要问题 351

8.2.3 工业以太网技术的发展 352

8.3 以太网的工业应用 355

8.3.1 应用系统 355

8.3.2 工业以太网在控制领域中的应用 356

8.3.3 工业以太网系统组网 357

8.4 嵌入式Web技术在控制系统中的应用研究 362

8.4.1 传统控制系统与Web控制系统比较 362

8.4.2 嵌入式Web技术在工业现场中的具体实现方式 364

8.4.3 嵌入式Web技术发展展望 366

参考文献 368