春季学期工业控制网络试题答案.docx

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1、哈工大2009年春季学期班级工业控制网络试题A学号姓名题号二三四五六七八九总分分数评卷人本题得分注意一、填空题（18分，每空0.5分）行为1、COntn）INet的MAC帧由前同步、起始界定符、规范源MAC1D、链路数据包、CRC和结束界定符组成。ControINet使用隐形令牌传递机制获取媒体访问权。遵守2、DeviceNet的位选通命令和响应报文可在一个主站与它的从站间考2传送少量的I/O数据，而轮询命令和响应报文可在一个主站与它的轮询的从站间传送.任意量的I/O数据。管导核字主领审签3、DeviceNet主站是为过程控制器采集和分配I/O数据的设备。DeviceNet对象用于提供到Dev

2、iceNet上的一个物理连接的配置及状态。DeViCeNet的网络速度可为125kbus、250kbps和500kbpsy总线长度最长可达500m。4、CAN远程帧由6个不同的位场组成，按由先到后发到总线上的顺序，分别是：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。第1页（共12页）试题：工业控制网络班号：姓名：5、CAN总线借助位填充或非归零码规则进行编码。CAN的总线长度最长可达10km,通信速率最高可达IMbps。6、TCPzIP参考模型的4层分别是：主机至网络层、互联网层、传输层和应用层。7、无证实服务包括请求和指示2个原语。8、国际电工委员会IEC61158对现场总线的定义是：

3、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。9、进入国际标准IEC62026的现场总线包括ASi、DeviceNet.SDS和SeriP1eX。10、模拟数据编码的三种编码方法为幅键键控ASK、频移键控FSK、和相移键控PSKo本题得分二、单选题（共14分，每题1分）KCAN总线定时寄存器I（BTR1）的BIT7位即SAM位为“1”时，总线被采样A.1次B.2次C3次D.4次答：（C）2、下列哪种现场总线是建筑业国际公认的现场总线标准？A. 1onworksB. HARTC. CC-1inkD. Sensop1ex2答：（A）第2页

4、（共12页）试题：工业控制网络班号：姓名：3、下列设备中哪个不属于总线设备？A.普通按钮开关B.变送器/传感器C.执行器D.现场总线网桥/网关答：（A）4、SJA1oOo的最大时钟频率为多少？A. 24MHzB. 30MHzC. 20MHz答：（A）说明总线被严D. 16MHz5、CAN总线在进行故障界定时，当错误计数值大于多少时,重干扰？A. 96B. 119C. 127D. 2556、标准格式的CAN数据帧，若不计填充位A.最短为42位，最长为105位B.最短为42位，最长为109位C.最短为44位，最长为108位D.最短为44位，最长为110位7、双绞线按规则螺旋结构排列的目的是A.使各

5、线对之间易于区别B.使各线对之间的电磁干扰最小C.使各线对的韧性更强D.以上皆不是第3页（共12页）8、在DeViCeNet现场总线中，若显式请求报文的服务区字节内容为0x05,则在该报文的响应报文中的服务区字节内容为：A. 0x00B. 0x05C. 0x85D. 0xC5答：（C）9、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？A.须发送的数据超过7字节B.须发送的数据超过8字节C.生产一连接一长度属性值超过7D.生产一连接一长度属性值超过8答：（D）10、Contro1Net不支持下面哪种I/O数据触发方式？A.位选通B.轮询C.状态改变D.周期答：（A）1

6、1、Co1ItrOINet的最大网络速度为A.500kbpsB. IMbpsC. 2MbpsD. 5Mbps答：（D）12、根据DeViCeNet预定义主/从连接组报文规定，若主站有DO轮询命令要发给从站，则使用下面哪一个报文？第4页（共12页5A.组1报文IDDB.组2报文ID5C.组1报文IDFD.组2报文ID2答：（B）13、DeViCeNet规范规定，DeViCeNet使用几芯电缆？A.2B.3C.4D.5答：（D）14、目前使用的DeviceNet传送类触发属性的传送类包括：A.类0、类1、类2、类3B.类0、类1、类2C.类0、类2、类3D.类1、类2、类3答：（C）本题得分四、简

7、答题（18分，每小题3分）1.CAN总线采用非破坏性逐位仲裁机制解决总线访问冲突问题，请简述其基本原理。答：当多个节点同时开始向总线发送报文时，通过逐一比较发送位与监听到的位，发送较低优先级报文的节点会主动停止发送，而发送最高优先级报文的节点会不受任何影响地继续发送，从而使总线冲突仲裁时间降至最低。2 .请列出现场总线的6个技术特点。答：（1）现场通信网络；（2）数字通信网络；（3）开放互连网络；（4）现场设备互连网络；（5）结构与功能高度分散的系统；（6）现场设备的互操作性与互换性；（6个采分点,每个0.5分）3 .当监听总线状态后,可采用三种CSMA坚持退避算法,简述这三种CSMA坚持退避

8、算法的基本原理。答：第一种为不坚持CSMA。假如介质是空闲的，则发送。假如介质是忙的，则等待一段随机时间，重复第一步。第二种为1坚持CSMA。假如介质是空闲的，则发送。假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，立即发送。假如冲突发生，则等待一段随机时间，重复第一步。第三种为P-坚持CSMAo假如介质是空闲的，则以P的概率发送,或以（I-P）的概率延迟一个时间单位后重复处理。该时间单位等于最大的传输延迟。假如介质是忙，继续监听直到介质空闲，重复第一步。（3个采分点，每个1分）4 .简述TCP/IP参考模型和OS1参考模型的关键差别。答:（1）OS1参考模型把3个主要概念服务、接口、协议之间的区别明

9、确化了；TCP/IP参考模型最初没有明确区分服务、接口和协议。（2）OS1参考模型产生在协议发明之前,没有偏向于任何特定的协议，非常通用；TCP/IP参考模型正好相反，首先出现的是协议，模型实际上是对已有协议的描述，不会出现协议不能匹配模型的情况。（3）OS1模型有7层，而TCP/IP模型只有4层。（4）OS1模型在网络层支持无连接和面向连接的通信,但在传输层仅有面向连接的通信；TCP/IP模型在网络层仅有一种通信模式（无连接），但在传输层支持两种模式，给了用户选择的机会。（4个采分点，每个1分，答对其中3个就给3分）第6页（共12页）5,通信方式一般分为三种，简述这三种通信方式的区别。答：单

10、工通信就是指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送；半双工通信是指信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输；全双工通信是指能同时作双向通信。(3个采分点，每个1分)6.简述在数据链路层和物理层中DeViCeNet和CAN的主要区别。答：CAN的最高通信速率可达1Mbps,DeviceNet只用了125kbps、250kbps、50OkbPS三种速率；DeViCeNet只使用了CAN2.OA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)本题得分J六、CAN总线的发送器和接

11、收器均使用独立CAN控制器SJA1000,采用CAN2.0A技术规范，发送器发送的4个报文的ID分别为：(1)11001100001；(2)11001101001；(3)11001000001；(4)110010010010欲使接收器只接收报文(1)、(3),应如何设置接收器SJA1000的ACR和AMR?(本题4分)答：AMR：I111I11O（2分）ACR：xxxxxxx（2分）答案不唯一，X表示可为0，也可为1。本题得分七、已知CAN网络使用的独立CAN控制器SJA1OOO的晶振频率为24MHz,若总线定时寄存器BTRO=I1Hex,BTR1=2AHex,则CAN网络的通信速率是多少？设

12、CAN网络中标准格式的数据帧包含3个字节有效数据，则其最小CAN中断时间是多少？（相关表格参见附页）（本题6分）答:td=1fxA1=124M=124微秒（0.5分）因BTRo=IIHex,贝IJt,d=2t（32BRP.5+16BRP.4+8BRP.3+4BRP.2+2BRP.1+BRP.0+1）=36Xte1K=3/2微秒（1分）因BTR1=2AHex,则tsYNCSEG=1tsc（05分）tsG1=tsc（8TSEG1.3+4TSEG1.2+2TSEGU+TSEG1.0+1）tz（821）=11tt-（1分）tEG2=tsc（4TSEG2.2+2TSEG2.1+TSEG2.0+1）=ts

13、c1（2+1）=3tsck（1分）CAN网络的位时间：t=Qyncseg+tsegi+tsyg2=15tSC1=22.5微妙（0.5分）CAN网络的通信速率：44.4kbps（0.5分）最小CAN中断时间：22.5x（44+3+24）=1597.5微妙（1分）第8页（共12页）第10页（共12页）附页参考信息:标识符位标识用途16进制范围1098765432100组1报文ID源MACID组1报文000-3ff011O1源MACID从站的I/OCOS或周期报文0111O源MACID从站的位选通响应报支01I11源MACID从站的I/O轮询响应或COS/周期应答报文10MACID组2报文ID组2报

14、文400-5ff10源MACID000主站的I/O位选通命令报文10源MACID001保留给主站使用-使用为TBD10目的MACID01O主站的COS或周期应答报文1O源MACID011从站的显式响应报文10目的MACID100主站的显式请求报文10目的MACID101主站的1/0轮询/COS/周期报文10目的MACID110仅限组2未连接显式请求报文(保留)1O目的MACID111重复MACID检跄报文图1预定义主/从连接组标识符区定义BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BITIBITOSJW.1SJW.0BRP.5BRP.4BRP.3BRP.2BRR1BRRO图2SJA1000的总线定时寄存器0(BTRO)各位说明BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BITOSAMTSEG2