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DeviceNet协议是一种专为工厂自动控制领域而定制,基于CAN总线的开放式现场总线标准。DeviceNet采用主干线和分支线的总线结构,为工业设备之间提供一种串行的通讯连接,在很大程度上减少了复杂和昂贵的IO接线,并提供设备级的诊断功能。DeviceNet是符合全球工业标准的高性能、低成本的通信网络,目前,越来越多的工控网络采用DeviceNet网络实现。目前我国工业现场使用的DeviceNet网络,硬件方面大多为国外大公司的成品设备,如Rockwell公司的PowerFlex700se变频器和PanelView终端等;软件方面大多为专业的组态软件,如Rslinx和RsNetWorx for DecviceNet等。通常我们无法接触到现场总线内部的细节,即对DeviceNet网络的运转机制、报文传输、网络通讯流程、协议栈的实现以及自定义设备的设计缺乏研究。工业生产中大多依赖国外现有的成品模块来搭建系统,缺乏核心技术。本文致力于DeviceNet现场总线内部的运转机制的研究,主要包括三个方面的内容:DeviceNet网络通讯流程的分析以及每一步通讯流程中的报文传输分析;DeviceNet网络监控终端的设计;DeviceNet网络协议栈的软件实现以及自定义DeviceNet设备的设计。我们采用如下的研究方法:首先,我们利用已有的DeviceNet设备如CompactLogix、Button、自动门控制器和光电感应器等搭建一个DeviceNet网络,分析DeviceNet网络内部的运转机制和服务流程,以及在每一步通讯流程中网络资源的分配、报文传输和数据处理;其次,我们设计一个DeviceNet网络监控终端,用来实时捕获网络上传输的数据包,并对报文的格式和含义进行解析,同时通过对大量报文的分析,我们可以得到DeviceNet网络当前的运行状态以及网络上各个设备的状态;最后,在以上协议分析的基础上,通过软件编程建立DeviceNet协议栈,即实现DeviceNet网络的运转机制和服务流程,协议栈自下而上分为硬件层、协议层和应用层,同时在网络协议栈的基础上我们给出自定义DeviceNet设备的通用设计方案,即针对具体设备完成各个通用类和自定义类的属性数据和服务函数的定义。通过以上的研究,我们可以深入了解DeviceNet协议的细节,了解网络的运转机制和服务流程,实时对网络上的设备进行监测和控制,并且可以建立自定义DeviceNet工业设备。以上的研究对于DeviceNet网络的维护和管理,提高产品的核心竞争力,设计更为先进、高效的现场总线通讯协议有重要的意义。