《现场总线》历年期末试卷答案

10、多路复用：在数据通信或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路，可以利用一条信道传输多路信号，这种方法称为信道的多路利用，简称多路复用。

11、网桥：网桥是存储转发设备，用来连接同一类型的局域网。网桥将数据帧送到数据链路层进行差错校验，再送到物理层，通过物理传输介质送到另一个子网或网段。它具有寻址与路径选择的功能，在接收到帧之后，要决定正确的路径将帧送到相应的目的站点。

12、网络协议：就是为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。协议总是指某一层的协议，准确地说，它是对同等层实体之间的通信制定的有关通信规则和约定的集合。

三．简答题：

1.中继器与放大器的区别。

中继器不同于放大器，放大器从输入端读入旧信号，然后输出一个形状相同、放大的新信号。放大器的特点是实时实形地放大信号，它包括输入信号的所有失真，而且把失真也放大了。也就是说，放大器不能分辨需要的信号和噪声，它将输入的所有信号都进行放大。而中继器则不同，它并不是放大信号，而是重新生成它。当接收到一个微弱或损坏的信号时，它将按照信号的原始长度一位一位地复制信号。因而，中继器是一个再生器，而不是一个放大器。

2. 简述链路活动调度器的五种基本功能。

按照基金会现场总线的规范要求，链路活动调度器应具有以下五种基本功能:

①向设备发送强制数据CD。

②向设备发送传递令牌PT，使设备得到发送非周期数据的权力，为它们提供发送非周期数据的机会

③为新入网的设备探测末被采用过的地址。当为新设备找好地址后，把它们加入到活动表中。

④定期对总线发布数据链路时间和调度时间。

⑤监视设备对传递令牌PT的响应，当设备既不能随着PT顺序进入使用，也不能将令牌返回时，就从活动表中去掉这些设备。

3.请简述现场总线技术的特点

答：系统开放性，互可操作性，通信的实时性与确定性，现场设备的智能性与功能自治性，对现场环境的适应性。

a)开放性：相关标准的一致性和公开性；系统集成的透明性和开放性；产品竞争的公正性和公开性。

b)交互性：上层网络与现场设备之间具有相互沟通的能力；现场设备之间具有相互沟通能力；不同厂家的同类设备可以相互替换。

c)自治性：单独的现场设备即具有自动控制的基本功能，可以随时诊断自己的运行状况，实现功能的自治。

d)适应性：专为恶劣环境而设计的，对现场环境具有很强的适应性。

4.现场总线通信模型有哪些主要特点？

答：

a)场总线通信模型是对OSI参考模型进行简化，通常只采用OSI模型的第1层和第2层及最高层应用层。目的简化通信模型结构，缩短通信开销，降低成本及提高实时性能。

b)各种类型现场总线并存，并在各自的应用领域获得良好应用效果。

c)通信数据的信息量较小，因此，相对其他通信网络来说，通信模型相对简单，结构更紧凑，实时性更好，通信速率更快，成本更低。

5.基金会现场总线的通信模型包括哪些层次，各自的作用是什么？

分为4层，从下至上分别为物理层、数据链路层、应用层、用户层。

物理层规定了信号如何发送；

数据链路层规定如何在设备间共享网络和调度通信；

应用层则规定了在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式；

用户层则用于组成用户所需要的应用程序，如规定标准的功能块、设备管理，实现网络管理、系统管理等。

6.工业以太网络有哪些特点？

(1)工业生产现场环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体的存在，要求工业级的产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘和防水。

(2)工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需要采取防爆措施保证安全生产。

(3)工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性等。

(4)工业网络器件的供电，通常是采用柜内低压直流电源标准，大多的工业环境中控制柜内所需电源为低压24V直流。

(5)采用标准导轨安装，安装方便，适用于工业环境安装的要求。工业网络器件要能方便地安装在工业现场控制柜内，并容易更换。

8．简述什么是令牌传递总线方式？

这种方式和CSMA/ CD 方式一样, 采用总线网络拓扑, 但不同的是在网上各工作站按一定顺序形成一个逻辑环。每个工作站在环中均有一个指定的逻辑位置, 末站的后站就是首站, 即首尾相连。每站都了解先行站( PS) 和后继站( NS) 的地址, 总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。

四、计算题：

1.CRC校验码是网络通信中普通采用的形式，假设待发送的消息为1000100101，生成多项式选用G=X5+X4+X2+1，CRC校验码为多少，发送方发出的信息为什么？解:

根据待发送的消息10 0010 0101,可得

信息字段代码:

952()1m x x x x =+++ 代码为: 10 0010 0101

生成多项式: 542()1G x x x x =

+++ 代码为:11 0101

5141075()m x x x x x x =+++ 代码为:100 0100 1010 0000

5()m x x 再与()G x 进行模2的除法运算，相当于按位异或，即

1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1

------------------------------------ 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1

------------------------------------ 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1

------------------------------------

0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1

------------------------------------ 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1

------------------------------------ 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1

------------------------------------ 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 ------------------------------------

0 0 0 0 1 1 <--------------余数 即校验码 发送方发出的信息：1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 11

2.用速率为2400bps 的调制解调器（无校验位，一位停止位），30秒内最多能传输多少个汉字（一个汉字为两个字节）。 （1）30秒传输位数 （2）每个汉字传输位数 （3）30秒传输的汉字数 解：（1）30秒传输位数：2400×30=72000位

（2）每个汉字传输位数：（8＋1＋l ）×2=20位 （3）30秒传输的汉字数：72000÷20=3600个

五、作图题：

1.试分别画出数字量：（1）65H 和（2）BAH 的不归零、归零及差分曼彻斯特编码的信号波形图。

2. 某企业想要建设工业以太网，其现场设备包括Profibus DP 的设备、模拟数字信号的采集、设备的流程控制等，按照工业以太网的三层网络标准，请画出相应的以太网络图，并列出主要的设备及其功能。 答：其主要以太网图形如下：

65H 转换为二进制是：01100101B

BAH 转换为二进制是：10111010B