Разработка коммуникационной сети датчиков в среде LabVIEW
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
- UART, п/п RS-485 - приёмопередатчик RS-485, RX - порт приёмника UART, TX - порт передатчика UART. Приемник, получая на дифференциальных входах (AB) разность потенциалов (UAB) переводит их в цифровой сигнал на выходе RO. Стандартными порогами чувствительности приёмника являются 200 мВ. То есть, когда UAB > +200 мВ - приемник определяет 1, когда UAB < -200 мВ - приемник определяет 0. Если разность потенциалов в линии настолько мала, что не выходит за пороговые значения - правильное распознавание сигнала не гарантируется.
Рисунок 6 - Схема подключения приёмопередатчика RS-485
Стандартные параметры интерфейса представлены в таблице 1. RS-485 обеспечивает передачу данных со скоростью до 10 Мбит/с. Максимальное расстояние передачи зависит от скорости: при скорости 10 Мбит/с максимальная длина линии - 120 м, при скорости 100 кбит/с - 1200 м. Если необходимо организовать связь на расстоянии большем 1200 м или подключить больше устройств, чем допускает нагрузочная способность передатчика - применяются специальные повторители (репитеры).
Таблица 1 - Стандартные параметры интерфейса RS-485
Допустимое число передатчиков / приемников32 / 32Максимальная длина кабеля1200 мМаксимальная скорость связи10 Мбит/сДиапазон напряжений 1 передатчика+1.5тАж+6 ВДиапазон напряжений 0 передатчика-1.5тАж - 6 ВДиапазон синфазного напряжения передатчика-1тАж+3 ВДопустимый диапазон напряжений приемника-7тАж+12 ВПороговый диапазон чувствительности приемника200 мВМаксимальный ток короткого замыкания передатчика250 мАДопустимое сопротивление нагрузки передатчика54 ОмВходное сопротивление приемника12 кОмМаксимальное время нарастания сигнала передатчика30% бита
Среди достоинств стандарта RS-485 можно отметить следующие:
хорошая помехоустойчивость;
большая дальность связи;
однополярное питание +5 В;
простая реализация приёмопередатчиков;
возможность широковещательной передачи;
многоточечность соединения;
не высокая стоимость используемого кабеля.
Недостатками стандарта являются:
низкая скорость передачи на дальнее расстояние (не более 100 кбит/с для расстояния 1200 м);
необходимость подведения питания ко всем связанным сетью приёмопередатчикам.
1.4.2Стандарт Ethernet 10BASE-T (IEEE 802.3L)
Технология Ethernet была разработана корпорацией Xerox PARC в 1973 году и описывается стандартами IEEE группы 802.3. Стандарт IEEE 802.3L описывает физический интерфейс Ethernet, позволяющий передавать данный со скоростью 10 Мбит/c по разделяемому неэкранированному кабелю UTP (рисунок 7).
Рисунок 7 - Кабель UTP
В качестве сетевой топологии в стандарте Ethernet 10BASE-T используется звёздообразная топология на основе концентратора (многопортового повторителя). Наличие концентратора в многоточечных сетях является обязательным. Конечные узлы соединяются с концетратором по топологии точка-точка с помощью двух витых пар. Одна витая пара требуется для передачи данных от станции к повторителю (выход Тх сетевого адаптера), а другая - для передачи данных от повторителя к станции (вход Rх сетевого адаптера) - рисунок 8. Расстояние между концентратором и конечным узлом не должно превышать 100 м. Максимально возможное количество узлов ограничивается величиной 1024.
При создании сети Ethernet на витой паре с большим числом конечных узлов концентраторы можно соединять друг с другом иерархическим способом, образуя древовидную структуру. Независимо от числа концентраторов в сети сохраняется одна общая для всех интерфейсов разделяемая среда.
Рисунок 8 - Сеть стандарта 10Bаse-T
Физическая структуризация сетей, построенных на основе витой пары, повышает надёжность и упрощает обслуживание сети, поскольку в этом случае появляется возможность контролировать состояние и локализовывать отказы отдельных кабельных отрезков, подключающих конечные узлы к концентраторам. В случаях обрыва, короткого замыкания или неисправности сетевого адаптера работа сети может быть быстро восстановлена путём отключения соответствующего сегмента кабеля.
Для контроля целостности физического соединения между двумя непосредственно соединёнными портами в стандарте 10Bаse-T введён тест LIT. Эта процедура заключается в том, что в те периоды, когда порт не посылает или получает данных, он посылает своему соседу импульсы длительностью 100 нс через каждые 16 мс. Если порт принимает такие импульсы от своего соседа, то он считает соединение работоспособным.
В стандарте 10Bаse-T для получения доступа к сети используется метод CSMA/CD. С помощью данного метода все узлы сети на разделяемой среде имеют возможность немедленно (с учётом задержки распространения сигнала в физической среде) получить данные, которые любой из узлов начал передавать в общую среду, иначе говоря среда к которой подключены все узлы работает в режиме коллективного доступа (Мultiply Access, MA). Чтобы получить возможность передавать информацию, интерфейс-отправитель должен убедиться, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием основной гармоники сигнала, которая ещё называется несущей частотой (Carrier Sense, CS).
Среди достоинств стандарта Ethernet 10BASE-T можно отметить следующие:
широкая распространённость, наличие стандартизированных протоколов передачи данных;
хорошая помехоустойчивость;
возможность широковещательной передачи;
высокая скорость передачи данных.
Недостатками стандарта являются:
низкая дальность передачи (до 100 м);
наличие