哈工大2009年春季學(xué)期

班級

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)試題A學(xué)號

姓名

題

—-―二四五七八九總分

號

分

數(shù)

評卷

人

本題得分

注

意一、填空題（18分，每空0.5分）

行

為1、ControlNet的MAC幀由前同步、起始界定符、

規(guī)

范源MACID、鏈路數(shù)據(jù)包、CRC和結(jié)束界定符組成。

ControlNet使用隱形令牌傳遞機制獲取媒體訪問權(quán)。

遵

守2、DeviceNet的位選通命令和響應(yīng)報文可在一個主站與它的從站間

考

；傳送.少量的I/O數(shù)據(jù)，而輪詢命令和響應(yīng)報文可在一個主站與

它的輪詢的從站間傳送一任意量的I/O數(shù)據(jù)。

主管3、DeviceNet主站是為過程控制器采集和分配I/O數(shù)據(jù)的設(shè)備。

領(lǐng)

導(dǎo)

審

核

簽

字DeviceNet對象用于提供到DeviceNet上的一個物理連接的配置

及狀態(tài)。DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)速度可為上Jkbps、250kbps和

500kbpsy總線長度最長可達(dá)500m。

4、CAN遠(yuǎn)程幀由6個不同的位場組成，按由先到后發(fā)到總線上的

順序，分別是：幀起始、仲裁場、控制場、CRC場、

應(yīng)答場和幀結(jié)束。

第1頁（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名：

5、CAN總線借助位填充或非強規(guī)則進(jìn)行編碼。CAN的總線長度

最長可達(dá)10km,通信速率最高可達(dá)1MbDS。

6、TCP/IP參考模型的4層分別是：主機至網(wǎng)絡(luò)層、互聯(lián)網(wǎng)層

傳輸層和應(yīng)用層。

7、無證實服務(wù)包括請求和指示2個原語。

8、國際電工委員會IEC61158對現(xiàn)場總線的定義是：安裝在制造或

過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字

式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。

9、進(jìn)入國際標(biāo)準(zhǔn)IEC62026的現(xiàn)場總線包括AS?i、DeviceNet、

SDS和Seriplex。

10、模擬數(shù)據(jù)編碼的三種編碼方法為幅鍵鍵控ASK、頻移鍵控FSK、

和相移鍵控PSKo

本題得分二、單選題（共14分，每題1分）

-----------KCAN總線定時寄存器1（BTR1）的BIT7位即SAM位為“1”

時，總線被采樣

A.1次

B.2次

C.3次

D.4次答：（C）

2、下列哪種現(xiàn)場總線是建筑業(yè)國際公認(rèn)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)？

A.Lonworks

B.HART

C.CC-Link

D.Sensoplex2答：（A）

第2頁（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號：姓名：

3、下列設(shè)備中哪個不屬于總線設(shè)備？

A.普通按鈕開關(guān)

B.變送器/傳感器

C.執(zhí)行器

D.現(xiàn)場總線網(wǎng)橋/網(wǎng)關(guān)答：（A）

4、SJA1000的最大時鐘頻率為多少？

A.24MHz

B.30MHz

C.20MHz

D.16MHz答：（A）

5、CAN總線在進(jìn)行故障界定時，當(dāng)錯誤計數(shù)值大于多少時，說明總線被嚴(yán)

重干擾？

答：（A

6、標(biāo)準(zhǔn)格式的CAN數(shù)據(jù)幀，若不計填充位

A.最短為42位，最長為105位

B,最短為42位，最長為109位

C.最短為44位，最長為108位

D.最短為44位，最長為110位答：（C

7、雙絞線按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的目的是

A.使各線對之間易于區(qū)別

B,使各線對之間的電磁干擾最小

C.使各線對的韌性更強

D.以上皆不是答：（B

第3頁（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號：姓名：

8、在DeviceNet現(xiàn)場總線中，若顯式請求報文的服務(wù)區(qū)字節(jié)內(nèi)容為0x05,

則在該報文的響應(yīng)報文中的服務(wù)區(qū)字節(jié)內(nèi)容為：

A.0x00

B,0x05

C.0x85

D.0xC5答：（C）

9、在DeviceNet現(xiàn)場總線I/O連接中，使用分段協(xié)議取決于下面哪種情況?

A.須發(fā)送的數(shù)據(jù)超過7字節(jié)

B,須發(fā)送的數(shù)據(jù)超過8字節(jié)

C.生產(chǎn)一連接.長度屬性值超過7

D.生產(chǎn)一連接—長度屬性值超過8答：（D）

10、ControlNet不支持下面哪種I/O數(shù)據(jù)觸發(fā)方式？

A.位選通

B,輪詢

C.狀態(tài)改變

D.周期答：（A）

11、ControlNet的最大網(wǎng)絡(luò)速度為

A.500kbps

B.1Mbps

C.2Mbps

D.5Mbps答：（D）

12、根據(jù)DeviceNet預(yù)定義主/從連接組報文規(guī)定，若主站有I/O輪詢命令要

發(fā)給從站，則使用下面哪一個報文？

第4頁（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

A.組1報文IDD

B.組2報文ID5

C.組1報文IDF

D.組2報文ID2答：（B）

13、DeviceNet規(guī)范規(guī)定，DeviceNet使用幾芯電纜？

A.2

B.3

答：（D）

14、目前使用的DeviceNet傳送類.觸發(fā)屬性的傳送類包括:

A.類0、類1、類2、類3

B.類0、類1、類2

C.類0、類2、類3

D.類1、類2、類3答：（C）

本題得分四、簡答題（18分，每小題3分）

1.CAN總線采用非破壞性逐位仲裁機制解決總線訪問沖突問

題，請簡述其基本原理。

答：當(dāng)多個節(jié)點同時開始向總線發(fā)送報文時，通過逐一比較發(fā)送位與監(jiān)聽到

的位，發(fā)送較低優(yōu)先級報文的節(jié)點會主動停止發(fā)送，而發(fā)送最高優(yōu)先級報文

的節(jié)點會不受任何影響地繼續(xù)發(fā)送，從而使總線沖突仲裁時間降至最低。

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

2.請列出現(xiàn)場總線的6個技術(shù)特點。

答：（D現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)；（2）數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)；（3）開放互連網(wǎng)絡(luò)；（4）現(xiàn)場設(shè)備互連網(wǎng)

絡(luò)；（5）結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng)；（6）現(xiàn)場設(shè)備的互操作性與互換性；（6個采分點,

每個0?5分）

3.當(dāng)監(jiān)聽總線狀態(tài)后，可采用三種CSMA堅持退避算法，簡述這三種CSMA

堅持退避算法的基本原理。

答：第一種為不堅持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。假如介質(zhì)是忙的，則等

待一段隨機時間，重復(fù)第一步。第二種為1?堅持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。

假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送。假如沖突發(fā)生，則等待一段隨

機時間，重復(fù)第一步。第三種為P?堅持CSMAo假如介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送,

或以（1-P）的概率延遲一個時間單位后重復(fù)處理°該時間單位等于最大的傳輸延遲。

假如介質(zhì)是忙，繼續(xù)監(jiān)聽直到介質(zhì)空閑，重復(fù)第一步。（3個采分點，每個1分）

4.簡述TCP/IP參考模型和OSI參考模型的關(guān)鍵差別。

答：（DOSI參考模型把3個主要概念服務(wù)、接口、、協(xié)議之間的區(qū)別明確化了；TCP/IP

參考模型最初沒有明確區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)議。（2）OSI參考模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)明之前,

沒有偏向于任何特定的協(xié)議，非常通用：TCP/IP參考模型正好相反，首先出現(xiàn)的是協(xié)

議，模型實際上是對已有協(xié)議的描述，不會出現(xiàn)協(xié)議不能匹配模型的情況。（3）OSI模

型有7層，而TCP/IP模型只有4層。（4）OSI模型在網(wǎng)絡(luò)層支持無連接和面向連接的通信,

但在傳輸層僅有面向連接的通信；TCP/IP模型在網(wǎng)絡(luò)層僅有一種通信模式（無連接），

但在傳輸層支持兩種模式，給了用戶選擇的機會。（4個采分點，每個1分，答對其中3個

就給3分）

（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

5.通信方式一般分為三種，簡述這三種通信方式的區(qū)別。

答：單工通信就是指傳送的信息始終是一個方向，而不進(jìn)行與此相反方向的

傳送；半雙工通信是指信息流可在兩個方向上傳輸，但同一時刻只限于一個

方向傳輸；全雙工通信是指能同時作雙向通信。

(3個采分點，每個1分)

6.簡述在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層中DeviceNet和CAN的主要區(qū)別。

答：CAN的最高通信速率可達(dá)1Mbps,DeviceNet只用了125kbps、250

kbps、500kbps三種速率；DeviceNet只使用了CAN2.0A中的有關(guān)定義，并

不支持CAN2.0B中的擴展報文格式；在CAN定義的4種幀類型中，

DeviceNet不使用其中的遠(yuǎn)程幀。

(3個采分點，每個1分)

本題得分n六、CAN總線的發(fā)送器和接收器均使用獨立CAN控制器

---------SJA1000,采用CAN2.0A技術(shù)規(guī)范，發(fā)送器發(fā)送的4個報文

的ID分別為：(1)11001100001；(2)11001101001；(3)11001000001；(4)

11001001001。欲使接收器只接收報文(1)、(3),應(yīng)如何設(shè)置接收器SJA1000

的ACR和AMR?(本題4分)

答：AMR：11111110（2分）

ACR：xxxxxxxO（2分）

答案不唯一，x表示可為0,也可為1。

第7頁（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

本題得分七、已知CAN網(wǎng)絡(luò)使用的獨立CAN控制器SJA1000的晶振

頻率為24MHz,若總線定時寄存器BTRO=llHex，

BTRl=2AHex,則CAN網(wǎng)絡(luò)的通信速率是多少？設(shè)CAN網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)準(zhǔn)格式

的數(shù)據(jù)幀包含3個字節(jié)有效數(shù)據(jù)，則其最小CAN中斷時間是多少？（相關(guān)

表格參見附頁）（本題6分）

答：tci*二1/fxTAL=l/24M=1/24微秒（0.5分）

因BTR（）=llHex,則

t.d=2xtoKx（32xBRP.5+16xBRP.4+8xBRP.3+4xBRP.2+2xBRP.1+BRP.O+1）

=36xtCLK=3/2微秒（1分）

因BTRl=2AHex,則

tSYNCSEG=1Xtsc|a）；分）

tjsEGI=tscix（8xTSEG1.3+4xTSEG1.2+2xTSEG1.1+TSEG1.0+1）

—tez-..X（8+2+1）=11tseL（1分）

tTSEG2=tscix（4xTSEG2.2+2xTSEG2.1+TSEG2.0+1）

—tsCLX（2+1）=3tseL（1分）

CAN網(wǎng)絡(luò)的位時間:

t=tsYNCSEG+^TSEGI+^TSYG2=15tscL=22.5微妙（0.5分）

CAN網(wǎng)絡(luò)的通信速率：44.4kbps（0.5分）

最小CAN中斷時間：22.5x（44+3+24）=1597.5微妙（1分）

第8頁（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

本題得分八、所有DeviceNet模塊均被要求參與一個重復(fù)MACID檢測

------算法，設(shè)某個DeviceNet模塊被分配的MACID為05、供貨

商ID為0105Hex、序列號為05060708Hex,且該模塊只提供一個到DeviceNet

上的連接，請以圖解的方式給出其發(fā)送的重復(fù)MACID檢驗請求報文的標(biāo)

識符及其內(nèi)容。（本題4分）

答：

組2報文

—目的MACID=05

----重復(fù)MACID檢臉

Rcq/Rsn標(biāo)志=0(請求).端口號=0

一供貨商ID=0105

?——序列號:05060708(16進(jìn)制)

標(biāo)識符=10(X)0101111,數(shù)據(jù)=0()()5010807()605

（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

本題得分］九、DeviceNet現(xiàn)場總線預(yù)定義主從連接組標(biāo)識符如附頁所示,

--------現(xiàn)使用位選通連接，主站的MACID=OL從站的MACID分

別為5、9、14、15、60o試給出主站發(fā)給各個從站的位選通命令報文的CID

和每一個從站位選通響應(yīng)報文的CID。（相關(guān)表格參見附頁）

（本題6分）

答：主站位選通命令報文CID=10000001000,0x408

從站5,從站位選通響應(yīng)報文CID=01110000101,0x385;

從站9,從站位選通響應(yīng)報文CID=01110001001,0x389;

從站14,從站位選通響應(yīng)報文CID=01110001110,0x38E;

從站15,從站位選通響應(yīng)報文CID=01110001111,0x38F;

從站60,從站位選通響應(yīng)報文CID=011101H100,0x3ACo

（每個CID1分）

第10頁（共12頁）

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

附頁

參考信息:

標(biāo)識符位16進(jìn)制

標(biāo)識用途

109876543210范圍

0組1報文ID源MACID組1報文000-3ff

01101源MACID從站的I/Ocos或周期報文

01110源MACID從站的位選通響應(yīng)報文

01111源MACID從站的I/O輪詢響應(yīng)或cos/周期應(yīng)答

報文

10MACID組2報文ID組2報文400-5ff

10源MACID000主站的I/O位選通命令報文

10源MACID001保留給主站使用-使用為TBD

10目的MACID010主站的COS或周期應(yīng)答報文

10源MACID011從站的顯式響應(yīng)報文

10目的MACID100主站的顯式請求報文

10目的MACID101主站的I/O輪詢/COS/周期報文

10目的MACID110僅限組2未連接顯式請求報文(保留)

10目的MACID111重復(fù)MACID檢驗報文

圖1預(yù)定義主/從連接組標(biāo)識符區(qū)定義

BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BITO

SJW.ISJW.OBRP.5BRR4BRR3BRP.2BRRIBRP.O

圖2SJA1000的總線定時寄存器0(BTRO)各位說明

BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BITO

SAMTSEG2.2TSEG2.1TSEG2.0TSEGI.3TSEG1.2TSEG1.1TSEG1.0

圖3SJA1000的總線定時寄存器1(BTR1)各位說明

[(ID.1O-ID.3)=(AC.7-AC.O)]v(AM.7-AM.0)=11111111

圖4SJA1000的BasicCAN模式報文濾波公式

試題：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)班號:姓名:

附頁

參考信息:

內(nèi)容

字節(jié)

偏移量76543210

0R/R物理端口號

1低字節(jié)

供貨冏ID

2

高字節(jié)

3低字節(jié)

4