DeviceNet通讯协议

特点：基于CAN，支持多主结构。提供电源和通信功能。

应用场景：主要用于连接工业设备，如驱动器、传感器和执行器。

它最初是由罗克维尔自动化旗下品牌 Allen Bradley （也就是我们经说的AB）开发的，他们决定与其他公司分享这项新技术，并使其成为一个开放的网络，

DeviceNet 遵循开放系统或互连osi模型。该模型使用7层及物理层数据链路，网络传输，会话演示和应用层。基于通用工业协议（CIP）并使用从 CIP 上三层开始的模型。底层四层以适应 DeviceNet 应用。物理层由电缆、节点、T 接头、干线、支线拓扑中的分接头和终端电阻组合而成

DeviceNet 通过使用节点的连接 ID 与设备建立连接。连接 ID 由设备的 MAC ID 和消息 ID 组成。节点地址的有效范围是0到63，总共有64个可能的连接 ID。其优点是使 DeviceNet 能够通过查看 MAC ID 来识别重复的地址，并向用户发出需要修复的信号。

现在我们已经了解了 DeviceNet 应用层的结构，让我们看看 DeviceNet 中我们可以使用的部分。DeviceNet 背后的优异之处在于它将电源和信号连接到一根电缆中，节省了成本并减少了对多根电缆的需求，从而占用了更多空间。

有五种类型的电缆：其中三种是圆形的，两种是扁平的。它们有粗圆形、细圆形、圆形 Quick Link、扁平行和 Quick Link Light 扁平行。您选择哪一种取决于应用的距离和物理限制。您可以将圆形粗或细电缆用于干线或支线，扁平线用于干线 Class 1 Drop Cable 用于支线。他们都使用双绞线，一对用于24伏 DC 电源，一对用于信号接地。过程中还使用了屏蔽线。选择适合您应用的电缆主要取决于距离，因为允许最大数据速率的长度有特定限制。

干线距离通过两个变量测量：干线距离和总支线长度。DeviceNet 数据速率为125千比特每秒、250千比特每秒或500千比特每秒。所需的长度越长，数据速率就越慢，反之亦然。粗圆形电缆的最大长度范围为1640英尺（每秒125千比特），细圆形电缆对于125千比特、250千比特和500 kbps 三种数据速率的最大长度相同，均为328英尺。Quick Link 扁平电缆的长度范围为1378英尺（每秒125千比特）到246英尺（每秒500千比特）。Quick Link Light 扁平电缆的长度范围为1148英尺（每秒125千比特）到180英尺（每秒500千比特）。由于没有预先确定的电线长度，您可以将扁平电缆连接到线路上的任何位置，因此这种选择非常适合设备放置。

干线要求在干线的每一端都有一个121欧姆、1.25%瓦或更大的终端电阻，并直接跨信号线蓝色和白色连接。终端电阻可以降低电磁干扰。如果没有它们在正确的位置，DeviceNet 将无法正常工作。

支线将设备连接到干线。您选择的数据速率决定了允许的总支线长度。支线的最大限制是从任何设备到干线的最大电缆距离为20英尺，每个数据速率的最大总传输长度为512英尺（每秒125千比特）、256英尺（每秒250千比特）和128英尺（每秒500千比特）。这两次表明速率越高，网络所能到达的距离就越短，而数据速率越低，网络所能到达的距离就越远。

您可以使用多种类型的 T 接头和连接器将干线连接到设备。设备可以直接连接到干线或通过分支或菊花链连接到这些分接头和连接器。此选择将影响总分支长度计算，因为直接连接被视为零分支，而分支或菊花链会增加该计算。这些连接经过专门设计，可以在不中断网络的情况下更换设备。

一、报文类型

DeviceNet定义了两种类型的报文：显式消息（Explicit Message）和I/O消息（Implicit Message）。

• 显式消息：用于点对点通信，支持请求-响应模式，具有高实时性和可靠性。显式消息常用于配置、故障诊断等场景。

• I/O消息：用于广播通信，不支持请求-响应模式，但具有低延迟和高吞吐量。I/O消息适用于实时性要求较高和面向控制的数据。

二、报文结构

DeviceNet报文的结构包括报文头、数据区和校验和。

• 报文头：包含报文类型、数据长度等信息。报文头总共有4个字节，分别是报文类型字节、报文长度字节、报文ID字节和报文访问控制字节。

• 数据区：包含具体的数据内容，可以是控制指令、监测数据等。数据区的长度由报文长度字节决定。

• 校验和：用于校验报文的完整性。校验和通常位于报文的末尾，占用两个字节。

三、通讯协议

DeviceNet通讯协议基于CAN总线，采用生产者-消费者模型，同时也支持主从模式。在通讯过程中，设备通过MAC ID进行唯一性检测，确保通讯的准确性和安全性。

四、通讯过程示例

以下是一个简化的DeviceNet通讯过程示例：

1. 建立连接：在通讯开始之前，需要建立显式连接或I/O信息连接对象。

2. 发送请求：主设备（请求方）向从设备（响应方）发送一个显式请求报文。该报文包含请求的命令或数据。

3. 接收响应：从设备接收到请求报文后，根据请求的内容进行处理，并返回一个响应报文给主设备。响应报文可能包含执行结果、状态信息或错误代码等。

4. 解析响应：主设备接收到响应报文后，解析其内容以获取所需的信息或确认操作结果

我们再用送信方式举例

一、DeviceNet报文是什么？

DeviceNet报文就像是一种专门用于工业设备之间沟通的“信件”。这种“信件”按照特定的格式来写，确保接收方能够正确理解发信方的意图。

二、DeviceNet报文的类型

1.显式消息：这种消息就像是点对点的“私信”，用于特定设备之间的沟通，比如配置设备或诊断故障时使用。它要求对方收到后给出明确的回复，就像你问别人一个问题，期待得到一个确切的回答。

2.I/O消息：这种消息更像是广播式的“通知”，可以同时发给多个设备，不需要对方回复。它适用于需要快速传递控制指令或数据的场景，比如告诉生产线上的多个机器该做什么。

三、DeviceNet报文的结构

DeviceNet报文主要由三部分组成：

1.报文头：这部分就像是“信件”的信封，上面写着这封信是谁发的（发信人ID）、要给谁（收信人ID）、信有多长（数据长度）以及这封信是关于什么的（报文类型）等信息。

2.数据区：这部分就是“信件”的正文，包含了发信人想要传达的具体信息或命令。

3.校验和：这部分就像是“信件”的防伪标记，用来确保这封信在传递过程中没有被篡改或损坏。

四、DeviceNet通讯过程示例

假设有两台设备，一台是主设备（就像电脑），另一台是从设备（就像打印机）。现在主设备想要告诉从设备打印一份文件，它们之间的通讯过程可能如下：

1.建立连接：首先，主设备和从设备之间要建立一个连接，就像打电话之前要先拨号一样。

2.发送请求：主设备向从设备发送一个显式请求报文，告诉它需要打印的文件名和一些打印设置。

3.接收响应：从设备收到请求后，会根据请求的内容进行处理。如果一切正常，它会返回一个响应报文给主设备，告诉它已经准备好打印了。

4.解析响应：主设备收到响应报文后，会解析其中的内容，确认从设备已经准备好打印了。