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第1章　现场总线技术概述1

1.1　现场总线简介1

1.1.1　现场总线的概念1

1.1.2　现场总线系统的特点3

1.1.3　现场总线给用户带来的好处5

1.1.4　主流现场总线简介6

1.2　现场总线技术的标准化12

1.2.1 HART技术以及标准化12

1.2.2　Profibus技术及标准化13

1.2.3　Modbus总线技术以及标准化13

1.2.4　CAN总线技术以及标准化17

1.2.5　LonWorks总线技术以及标准化22

1.2.6　Internet总线技术以及标准化24

1.2.7　无线网络技术以及标准化25

1.2.8 中国现场总线标准化工作的现状28

第2章　现场总线技术开发设计基础30

2.1　数据通信系统30

2.1.1　数据编码30

2.1.2　通信系统的数据传输方式34

2.1.3　通信系统传输差错控制及其检测35

2.1.4　通信系统的性能指标44

2.1.5　信息及其度量44

2.2　现场总线技术组网47

2.2.1　控制网络的特点47

2.2.2 网络拓扑58

2.2.3　网络互联设备58

2.2.4　网络的传输介质59

第3章　流行现场总线控制技术开发设计62

3.1　基于Hart的控制网络62

3.1.1　Hart协议命令概述62

3.1.2　开发环境介绍68

3.1.3　HART通信模块的硬件设计70

3.1.4　HART通信模块的软件设计76

3.1.5 Hart协议与其他现场总线技术的异同84

3.2　基于Modbus的控制网络84

3.2.1　Modbus现场总线协议分析84

3.2.2　Modbus协议实现87

3.2.3　Modbus协议通信测试91

3.2.4　开发环境介绍92

3.2.5　项目硬件设计97

3.2.6　项目软件编码99

3.2.7　Modbus的控制网络应用软件设计109

3.3　基于CAN总线的控制网络113

3.3.1 CAN总线协议113

3.3.2 CANopen现场总线标准123

3.3.3　Freescale开发平台139

3.3.4　项目硬件设计158

3.3.5　项目软件编码158

3.4　基于Internet的控制网络164

3.4.1　Internet现场总线协议标准164

3.4.2　开发环境介绍183

3.4.3　项目硬件设计190

3.4.4　项目软件编码195

3.5　基于LonWorks的控制网络203

3.5.1 LonWorks现场总线标准203

3.5.2　LonWorks开发环境介绍215

3.5.3　LonWorks双绞线节点参考设计项目硬件设计232

3.5.4　LonWorks？双绞线节点参考设计项目软件编码234

3.5.5　LonWorks电力节点参考设计项目硬件设计240

3.5.6　LonWorks电力节点参考设计项目软件编码243

3.6　基于ZigBee控制网络245

3.6.1　ZigBee现场总线标准245

3.6.2　开发环境介绍255

3.6.3　项目硬件设计255

3.6.4　项目软件编码257

3.7　基于Profibus控制网络258

3.7.1 Profibus现场总线标准258

3.7.2　Profibus产品的实现261

3.7.3 西门子MM440变频器通过Profibus-DP与PLC通信的实现263

3.7.4 Profibus DP总线、Profibus PA总线、Modbus总线的区别272

3.8　基于现场总线的智能照明控制协议与应用设计274

3.8.1　基于现场总线的智能照明控制概述274

3.8.2　DMX512信号格式及其应用278

3.8.3　基于DMX512的彩屏墙控制系统设计283

3.8.4　DMX512与CAN总线混合通信网的实现方法288

3.8.5　基于DMX512协议的灯光控制信号无线传输设计289

第4章　现场总线控制技术应用实例293

4.1　基于Hart的控制网络应用实例293

4.1.1　基于Hart的智能温度变送器设计293

4.1.2　基于Hart的智能电磁流量计的设计300

4.1.3　基于Hart的智能压差流量变送器设计302

4.2　基于Modbus的控制网络应用实例306

4.2.1 VC下实现基于Modbus协议的DCS与远程I/O系统通信306

4.2.2　基于Modbus协议的电火花控制系统310

4.2.3　基于Modbus的音乐喷泉的设计314

4.2.4　基于Modbus的质量流量测量计的设计316

4.2.5　基于Modbus协议的开关量控制模块设计320

4.3　基于CAN的控制网络应用实例326

4.3.1　基于CAN协议的智能传感器在柴油机监控系统中的应用326

4.3.2　基于CAN总线的智能停车场通信系统328

4.3.3　基于CAN bus的智能仪表组网技术333

4.3.4　基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统设计337

4.3.5　基于CAN总线的气象数据采集系统340

4.4　基于Internet的控制网络应用实例343

4.4.1　基于以太网现场总线的模拟量数据采集系统343

4.4.2　工业以太网通信在低压电器设计中的应用346

4.4.3 以太网现场总线在二代身份证RFID系统中的设计350

4.4.4 以太网现场总线在指纹门禁控制器中的应用354

4.4.5 工业以太网技术的数字化变电站356

4.5　基于LonWorks的控制网络应用实例363

4.5.1　LonWorks技术在工业锅炉自控系统中的应用363

4.5.2　基于LonWorks的变风量空调系统温度串级控制与PID控制的比较365

4.5.3　基于LonWorks总线技术的温室智能控制器设计370

4.5.4　LonWorks技术在温度控制系统中的应用374

4.5.5　基于LonWorks技术的智能节点设计376

4.6　基于无线数据通信的控制网络应用实例380

4.6.1 基于ZigBee的无线网络技术以及应用380

4.6.2　低功耗ZigBee无线传感器网络节点的设计384

4.6.3 基于ZigBee技术的矿井移动式瓦斯监测386

4.6.4 一种ZigBee网络的设计与实现390

4.6.5　基于精简协议栈的ZigBee网络节点分析394

4.7　基于Profibus的控制网络应用实例400

4.7.1 基于Profibus-PA接口压力变送器400

4.7.2 Profibus-DP总线温度采集402

4.7.3 用Profibus-DP现场总线控制ACS800系列变频器的方法407

4.7.4　基于SPC3的Profibus现场总线智能从站的设计409

4.8　多现场总线技术在污水处理控制中的应用实例412

4.8.1 多现场总线技术在污水处理控制中的应用412

4.8.2　利用多总线技术实现自动控制系统416

参考文献419