哈尔滨工业大学工业控制网络试题A

工业控制网络试题A一、判断题（5分，每小题0.5分）1、载波监听多路访问/冲突检测机制和令牌访问控制方式属于两种不同类型的介质访问控制方式。

答：（ 对 ）2、DeviceNet 网络可上可以容纳多达128个节点，每个节点支持的I/O 数量没有限制。

答：（ 错 ）3、在DeviceNet 现场总线中，实例ID 值0表示类本身。

答：（ 对 ）4、CAN 已成为国际标准ISO11898和IEC62026。

答：（ 错 ）5、CAN 可以分为物理层和数据链路层，其数据链路层又可以分为逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层。

答：（ 对 ）6、CAN 数据帧中的远程发送请求位即RTR 位为隐性。

答：（ 错 ）第 1 页 （共 11 页）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：7、所有DeviceNet 模块均被要求参与一个重复MAC ID 检验算法。

答：（ 对 ）8、ControlNet 现场总线采用生产者/消费者网络模型，支持位选通、轮询、状态改变/周期等I/O 数据触发方式。

答：（ 错 ）9、双绞线各个线对螺旋排列的主要目的是使各线对之间的电磁干扰最小。

答：（ 对 ）10、OSI参考模型有6层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层和应用层。

答：（错）二、单选题（共10分，每题1分）1、CAN的正常位时间由同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2这4个时间段组成，1次采样时其采样点位于A. 同步段的终点B. 传播时间段的终点C. 相位缓冲段1的终点D. 相位缓冲段2的终点答：（ C ）2、下面哪个现场总线国际标准是关于低压开关设备和控制设备的国际标准？A. IEC61158B. IEC62026C. ISO11898D. ISO11519 答：（ B ）3、在DeviceNet中，报文组被分为几组？A. 2B. 3C. 4D. 以上都不是答：（ C ）第2 页（共11 页）试题：工业控制网络班号：姓名：4、DeviceNet的网络速度为250kbps时，总线长度应为A. 125mB. 250mC. 500mD. 以上都不是答：（ B ）5、CAN总线定时寄存器1（BTR1）的BIT7位即SAM位为“1”时，总线被采样A. 1次B. 2次C. 3次D. 4次答：（ C ）6、DeviceNet位选通命令和响应报文可在一个主站与它的位选通从站间快速传送的I/O数据是A. 任意量B. 大量的C. 少量的D. 以上都不是答：（ C ）7、根据DeviceNet预定义主／从连接组的规定，若从站有状态改变事件要主动告知主站，使用的报文是A. 组1报文ID DB. 组1报文ID FC. 组2报文ID 2D. 组2报文ID 5 答：（ A ）8、CAN总线中，若具有下列报文ID的4个标准格式数据帧争用总线，胜出的是A. 11001000001B. 11001000010C. 11001100001D. 11001101001 答：（ A ）第3 页（共11 页）9、ISO11898对CAN 总线典型电平规定如下： A. 显性：V CAN –H ＝V CAN –L ＝2.5V ，V diff =0V ； 隐性：V CAN –H ＝3.5V ，V CAN –L =1.5V ，V diff =2V 。

B. 隐性：V CAN –H ＝V CAN –L ＝2.5V ，V diff =0V ； 显性：V CAN –H ＝3.5V ，V CAN –L =1.5V ，V diff =2V 。

C. 显性：V CAN –H ＝1.75V ，V CAN –L =3.25V ，V diff =-1.5V ； 隐性：V CAN –H ＝4V ，V CAN –L ＝1V ，V diff =3V 。

D. 隐性：V CAN –H ＝1.75V ，V CAN –L =3.25V ，V diff =-1.5V ； 显性：V CAN –H ＝4V ，V CAN –L ＝1V ，V diff =3V 。

答：（ B ）10、下列选项中哪个不属于数字数据编码方式？ A. 单极性码 B. 非归零码 C. 归零码D. 幅度键控数据编码 答：（ D ）三、填空题（共20分，每空0.5分）1、在CAN 总线中存在5种不同的错误类型，即 位错误 ， 填充错误 ， CRC 错误 ， 形式错误 ， 应答错误 。

2、DeviceNet 使用CAN 的 标识符区 将报文分为不同的报文组，其显式报文使用CAN 的 数据场 来传送DeviceNet 所定义的信息，一个显式报文的报文体包含一个服务区和服务特有数据。

3、常见的网络拓扑结构有 星 形、 环 形、 总线 形（其中1个可以是树形），网络中常见的传输介质有 双绞线 、 同轴电缆 、 光纤/光缆/光导纤维电缆 （或电话线、无线、卫星通信）。

4、标准格式的CAN 数据帧最短为 44 位，不计填充位最长为108位，总线长度最长可达_10_km ，通信位速率最高可达 1M bps ，报文标识符可达 2032 个，采用 非破坏性逐位仲裁 机制来解决总线访问冲突。

第 4 页 （共 11 页）5、国际标准IEC61158对现场总线的定义是：安装在制造或 过程 区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的 数字式 、 串行 、 多点 通信的数据总线称为现场总线。

6、ControlNet 现场总线中，网络速度为5Mbps ，网络刷新时间为2-100ms ，物理介质为RG6同轴电缆、光纤，使用中继器的网络节点数最多为99个、不带中继器的网络节点数最多为48个，使用 隐性令牌传递 机制获取媒体访问权。

7、有证实服务包括请求、指示、响应和证实四个原语。

8、链接生产者对象是负责数据低端发送的部件，链接消费者对象是负责数据低端接收的部件，连接对象类分配和管理与I/O 连接和显式信息连接相关的内部资源。

四、简答题（15分，每小题3分） 1. 简述DeviceNet 与CAN 的主要区别。

答：CAN 的最高通信速率可达1Mbps ，DeviceNet 只用了125 kbps 、250 kbps 、500kbps 三种速率；DeviceNet 只使用了CAN2.0A 中的有关定义，并不支持CAN2.0B 中的扩展报文格式；在CAN 定义的4种帧类型中，DeviceNet 不使用其中的远程帧。

（3个采分点，每个1分）2. 简述ControlNet 的MAC 机制。

答：为隐形令牌传送机制。

各个节点监视所收到的每个MAC 帧的源MAC ID ，且每个DLL 在MAC 帧结束时将“隐性令牌寄存器”设为所收到的MAC ID 加1。

若 “隐性令牌寄存器”等于本地MAC ID ，则节点可发送一个MAC 帧。

（3个采分点，每个1分）第 5 页 （共 11 页）3. 简述服务与协议的关系。

答：服务与协议是两个完全不同的概念。

服务是底层的协议向上层协议提供的一组原语（操作），尽管服务定义了该层能够代表他的上层完成的操作，但丝毫也未涉及这些操作是如何完成的。

服务定义了两层之间的接口，上层是服务用户，下层是服务提供者。

协议是通信同层对等实体之间交换的帧、报文、分组的格式及意义的规则，实体利用协议来实现他们的服务定义。

只要不改变他提供给用户的服务，实体可以任意改变他们的协议。

这样，服务和协议就被完全分离开来。

或（服务通过协议完成，协议通过服务体现；服务代表功能、能力，协议代表标准化；用户只能见到服务；协议控制同层实体间的通信，服务由下层向上层提供。

）（3个采分点，每个1分）4. DeviceNet传送类-触发属性的各传送类的区别是什么？答：传送类0：收到报文后只是通知应用数据已被消费。

传送类2：链接消费者的消费动作会立即触发相关链接生产者进行发送，无须应用的介入。

传送类3：当链接消费者收到一个报文时，它将其传送给消费_连接_路径属性中指定的应用对象。

此应用对象继而确认该接收数据事件。

若该应用对象确认该接收数据事件有效，则要求触发一个生产。

若应用对象检测出一个错误，则根据内部逻辑，它可触发也可不触发一个生产。

（3个采分点，每个1分）5. 请列出现场总线的6个技术特点。

答：（1）现场通信网络；（4）现场设备互连网络；（2）数字通信网络；（5）结构与功能高度分散的系统；（3）开放互连网络；（6）现场设备的互操作性与互换性；（6个采分点，每个0.5分）第6 页（共11 页）五、请写出图中各个英文简称对应的中文全称。

（本题2.5分）SAP：服务访问点IDU：接口数据单元SDU：服务数据单元PDU：协议数据单元ICI：接口控制信息（5个采分点，每个0.5分）六、请根据图中给出的数据和时钟波形画出对应的曼彻斯特编码波形。

（本题2.5分）（每画对3位数据对应的曼彻斯特编码1分，每画对2位数据对应的曼彻斯特编码0.5分）第7页（共11 页）第n + 1接口第n层数据时钟10100110曼彻斯特编码曼彻斯特编码或七、已知CAN 网络使用的独立CAN 控制器SJA1000的晶振频率为24MHz ，若总线定时寄存器BTR0=01Hex ，BTR1=1BHex ，则CAN 网络的通信速率是多少？（相关表格参见附页）（本题5分）答：t CLK =1/f XTAL =1/24M=1/24微秒 （0.5分）因BTR0=01Hex ，则=CLK t 4⨯=1/6微秒 （1分） 因BTR1=1BHex ，则（0.5分）=SCL SCL t 12)1128(t =+++⨯ （1分）=SCL SCL t 2)11(t =+⨯ （1分）CAN 网络的位时间：52.15t t t t t SCL TSYG2TSEG1SYNCSEG ==++=微妙 （0.5分） CAN 网络的通信速率：400kbps （0.5分）第 8 页 （共 11 页）本题得分试题：工业控制网络班号：姓名：八、请以图解的方式详细描述DeviceNet现场总线中MAC ID本题得分为0的客户机与MAC ID为6的服务器之间成功建立显式信息连接的过程。

假设两个节点都是UCMM能力设备，双方约定将来在组1报文上通信，客户机使用报文ID A，服务器使用报文ID 3，类和实例ID都用8位表示，且服务器返回的连接实例ID为2。

（本题5分）答：第9 页（共11 页）试 题：工业控制网络 班号： 姓名：九、DeviceNet 现场总线预定义主从连接组标识符如附页所示，现使用轮询连接，主站的MAC ID=01，从站的MAC ID 分别为8、11、12、62。

试给出主站发给每一个从站的轮询命令报文的CID 和每一个从站轮询响应报文的CID 。

（相关表格参见附页） （本题5分）答：从站8，主站轮询命令报文CID=10 001000 101,0x445从站轮询响应报文CID=0 1111 001000,0x3C8;从站11，主站轮询命令报文CID=10 001011 101, 0x45D从站轮询响应报文CID=0 1111 001011, 0x3CB;从站12，主站轮询命令报文CID=10 001100 101, 0x465从站轮询响应报文CID=0 1111 001100, 0x3CC;从站62，主站轮询命令报文CID=10 111110 101, 0x5F5从站轮询响应报文CID=0 1111 111110, 0x3FE 。