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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

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