物联网系列-工业协议详解

2023-04-22 13:01:18 605

大家知道，工业互联网IIOT今后会是国家重点发展的领域，符合中国制造2025国家战略，今天为大家总结下工业领域自下而上的协议和应用。

软件接口	OPC
应用层	ModBus
数据链路层	CAN、ProfiBus
物理层	RS232、RS485

工业4.0的核心就是“互联网+制造”，所以互联网在工业4.0就占重要地位。工业互联网与传统互联网，移动互联网有很多的区别，主要区别点在于实时性、确定性、可靠性。

一、物理层

物理层最常见的协议是RS232，在串?通讯时，要求通讯双?都采??个标准接?，使不同的设备可以?便地连接起来进?通讯。

RS-232-C接?是?前最常?的 ?种串?通讯接?。

RS-232-C是*电??业协会EIA（Electronic IndustryAssociation）制定的?种串?物理接?标准。

RS是英?“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表?修改次数（“RS-232-C”中的“-C”只不过表?RS-232的版本，所以与“RS-232”简称是?样的）。

RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括?个主通道和?个辅助通道。

?业控制的RS-232??般只使?RXD、TXD、GND三条线。通常 RS-232 接?以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，?般个?计算机上会有两组 RS-232 接?，分别称为 COM1 和 COM2。

二、数据链路层

数据链路层主要有CAN、ProfiBus协议。

CAN控制器局域网络

CAN（Controller Area Network）是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。

CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

Profibus

PROFIBUS – DP的DP即Decentralized Periphery。它具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。它与PROFIBUS－PA（Process Automation ）、PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )共同组成了PROFIBUS标准。

PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准，在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动，PROFIBUS是程序总线网络（PROcess FIeld BUS）的简称。PROFIBUS和用在工业以太网的PROFINET是二种不同的通信协议。

三、应用层

Modbus

modbus协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一个控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其他设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。

Modbus是采用请求/应答方式的应用层消息协议，非常方便实现在低级设备和*设备间通信，它包含三个独特的协议数据单元：modbus请求、modbus应答以及modbus异常应答。modbus请求中包含功能码和请求。modbus功能码有公共功能码、用户定义功能码和保留功能码三种类型。

modbus可以采用多种通信方式，如modbus RTU与Modbus ASCII、Modbus TCP、Modbus Plus。

四、软件接口层

OPC

OPC（OLE for Process Control，用于过程控制的OLE）是世界上最广为应用的信息交换的互操作标准，它具有安全性、可靠性以及平台独立性。

工业网络协议总体上可以归类为内部私有网络协议，其协议规约是由厂商根据自己的设备自行规定的，没有统一的协议标准。

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