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1、测控网络技术复习题第 1 章 复习思考题1. 控制网络与信息网络的主要区别是什么？信息网络 控制网络主要任务将大量的信息在网络上传输，达到资源 共享的目的 。将 控 制 信 息 在 网 络 上 传 输 ， 达 到系 统 同 步 或 控 制 的 目 的 。对 网 络的要求连 通 性 ； 稳 定 性 实时性；可靠性；确定性特 点 数 据 包 大 ， 发 送 频 率 相 对较 低 ； 对 实 时 性 没 有 苛 刻 的 要 求数据包较小，发送频率较高；实 时 性 要 求 较 高 ；要求数据的确定性和可重复性2. 什么是集中控制系统，什么是集散控制系统，各有何特点？集中控制系统以计算机为基础加上扩展

2、I/O 接口构成。其主机与控制设备之间需一对一的物理连接。信息只能单向传输。不同的信号需不同的连线传递，抗干扰能力差。风险高度集中，可靠性降低。系统整体性、协调性好集散控制系统即“分散控制、集中管理” 。即管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，若干台下位机下放分散到现场实现分布式控制，上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。其测量变送仪表一般为模拟仪表；（模拟数字混合系统） 。受计算机系统早期存在的系统封闭型的影响，互换、互操作性差。专用的网络系统。 （封闭型）3. 与传统的控制系统相比，现场总线控制系统有何突出特点？现场总线的特点： 系统的开放性互可操作性与互用性现场设备

3、的智能化与功能自治性系统结构的高度分散性(分散功能块 )对现场环境的适应性4. 现场总线控制系统的基本组成？现场设备微处理器芯片以及外围电路组成。 （智能仪表）传感器,执行器,路由器,用户接口,网关等。传输介质双绞线、同轴电缆、射频、光纤、电线等。5. 典型的现场总线通信协议模型？为了满足实时性要求，也为了实现工业网络的低成本，现场总线采用的通信模型大都在 OSI 模型基础上进行了不同程度的简化。大多采用了其中的第 1 层、第 2 层和第 7层，即物理层、数据链路层和应用层，并增设了第 8 层，即用户层。6. 典型的现场总线技术有哪些？FF（Foundation Fieldbus）基金会现场总

4、线PROFIBUS(Process Field Bus) 过程现场总线LonWorks（ Local Operating Network）局部操作网络CAN（Controller Area Net）控制局域网络HART(Highway Addressable Remote Transducer)可寻址远程传感器数据通路DeviceNet第 2 章 复习思考题1. 数字通信系统由哪几部分组成？各部分的主要功能？相对于模拟通信，数字通信有何特点？答：数字通信由硬件部分和软件部分两部分组成。其硬件部分包括发送设备、接收设备和信道。其发送设备的主要作用是对信号进行编码，变换为适合在新岛内传输的信号。接

5、受设备的作用是从带有干扰的信号中正确的恢复出原信号，并进行解码、解密等。信道的作用是传输信号的载体。而软件部分则决定了通信的语法、语义和时序。数字通信的优点有： （1 ）抗干扰、抗噪声性能强。由于传输的信号是二进制信号（“ 0”和“ 1”两种状态） ，只要不影响判决的正确性，即使波形失真也不会影响再生后的信号波形。 （而在 模拟通信中，如果模拟信号叠加上噪声后，即使噪声很小，也很难消除它。 ）数字信号经中继再生后可消除噪声积累。（2 ）差错可控。 （纠错编码技术）（3 ）易加密，保密性好。（4 ）易于与现代技术相结合。缺点：（1 ）频带利用率不高。数字信号占用频带宽。例如：一路模拟电话占 4K

6、Hz 带宽；一路数字电话占 20KHz64KHz 的带宽。（2 ）需要严格的同步系统。因此，设备比较复杂，体积比较大。2. 数字通信系统的主要性能指标有哪些？答：（1）有效性。指通信系统传输信息的速率问题，即快慢问题。用传输速率( 码元传输速率波特率，信息传输速率比特率)和频带利用量（单位带宽内的码元传输速率或信息传输速率）来衡量。（2 ）可靠性。指通信系统传输信息的质量问题，用误码率衡量。（3 ）通信信道的频率特性。信号数据传输速率越高，所需的有效频带越宽。换言之，传输系统的频带越宽，系统能传输的数据率越高。（4 ）连续信道的信道容量。信道在单位时间内可能传送的最大比特数，或称为最大数据传输

7、速率。3. 什么是码元速率？什么是信息速率？它们之间的关系如何？答：码元速率 RB 是指单位时间（每秒种）内传输码元的数目。信息速率 Rb 是指单位时间（每秒种）内传输的信息量。 它们之间的关系： 二进制： = M 进制： =M4. 在 1200bit/s 的电话线路上，经过测试，在 1 小时内共有 108bit 误码信息，该系统的误码率是多少？ 108bit/1200*60*60bit=2.5*5. 已知某标准电话信道带宽为 3.4KHz。如果要求信道的信噪比为 40dB,试求信道容量 C；如果信道的最大信息传输速率为 9600bit/s，试求信道所需的最小信噪比。 由 C=B (1+S/N

8、)C信道容量 bpsB信道带宽 HzS/N信噪比So，C=3400 (1+40)=18215.6bit/s9600=3400 (1+S/N)S/N=6.08dB6. 已知某信源发送 10Mbit 的信息，设信道带宽为 8kHz，信噪比为 20dB，问传送这一信息需要多少时间？由 C=B (1+S/N)，C=8000 (1+20)=35138.5hz/35138.5=28.46s7. 什么是数字基带传输？数字频带传输？在数字基带传输系统中同步提取电路的作用是什么？ 数字基带传输是指在数字通信的信道上直接传送数据的基带信号，即按数据波的原样进行传输，不包含有任何调制，是最基本的数据传输方式。数字频

9、带传输是在计算机网络系统的远程通信中把数字信息调制成频带数字信号后再发送和传输，到达接收端时再把频带数字信号解调成原来的数字信号的传输技术。同步提取电路可以提取收到信号中的定时信息。8. 试采用曼彻斯特码、差分曼彻斯特码和单极性非归零码对数据流 1001001110 编码。曼彻斯特码: 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0差分曼彻斯特码1 0 0 1 0 0 1 1 1 0单极性非归零码1 0 0 1 0 0 1 1 1 09. 什么是调制与解调？调制是利用改变一个周期信号（载波）的一个或多个属性来传送信息的调制信号的过程。解调是调制的逆过程，是将信息恢复成基带的过程10. 什么是信号的包络

10、解调法和相干解调法？包络检波是指利用包络线将输出信号从已调信号检出的幅度解调。相干解调也叫同步检波，是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘，以次恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。11. 什么是数字调制？它和模拟调制有哪些异同点？数字调制是指用基带数字信号控制高频载波，把基带数字信号变换为频带数字信号的过程。主要区别：模拟调制需要对载波信号的参量连续进行调制。（强调已调参量与代表消息的模拟信号之间的比例特性）数字调制则用载波信号的某些离散状态来表征所传输的信息。（强调已调参量与代表消息的数字信号之间的对应关系）12. 已知调制信号 m(t) = cos(2000

11、 t) + cos(4000 t)，载波为 cos104 t，进行单边带调制，试确定该 SSB 信号的表示式，并画出频谱图13. 常用差错控制方法有哪些？各有什么特点？前向纠错法、反馈重发纠错法、混合纠错方式前向纠错法的特点：接收端自动纠错，解码延时固定，实时性好;无需反馈信道，能用于单向传输信道。特别适用于单点向多点 同时传送的方式，如广播方式。为获得高的纠错能力，纠错码需较大的冗余度（2550） ，传输效率下降。FEC 方式控制规程简单，但实际的译码设备比较复杂。反馈重发纠错法的特点：通信效率低(整个系统可能长期处于重传状态）由于反馈重发的随机性，因此用户收到的信息也是随机到达的。因此，A

12、RQ 方式不大适合实时传输系统。控制规程和过程比较复杂。混合纠错方式的特点：可降低 FEC 方式的复杂性可改善 ARQ 方式信息连贯性差，通信效率低的特点可使整个系统的误码率达到很低的水平。14. 写出下列信息序列方阵校验码的编码：11001101001000111010110011110000采用偶校验的方式：11001101100100011110101100011110000010110010011001101100100011110101100011110000010110010015. 已知信息码为 1010001101，设生成多项式 G（x）=+1，求循环校验码。多项式比特序列：1

13、10101数字比特序列：101000110100000101000110100000/110101=110100110016. 什么是频分多路复用？什么是时分多路复用？各有何特点？频分多路复用是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种多路复用技术。时分多路复用是指以时间作为信号分隔的参量，即信号在时间上分开，但所占用的频带是重叠的一种多路复用技术。频分多路复用的特点：系统效率较高，充分利用了传输媒介的带宽，技术成熟。对信道的非线性失真有较高的要求设备复杂，不易于小型化技术本身不提供差错控制功能，不便于性能监测。正逐渐被时分复用技术取代。时分多路复用的特点：抗

14、干扰能力强数字电路便于集成，有利于设备小型化，降低成本。由于直接提供数字传输信道，因此非常适合于数据传输和其它数字信号传输。便于加密适合光纤传输易于与数字程控交换系统相结合，构成综合数字网17. 什么是位同步？帧同步？位同步：在接收端产生一个码元定时脉冲序列，其重复频率与相位要和接收码元一致，以保证接收点的定时脉冲重复频率和接收端码元速率相同，保证取样判决时刻对准最佳取样判决位置。帧同步：在接收端识别出每帧的起始时刻，从而正确的分离各路信号。18. 简述数字锁相环的工作原理。数字锁相环通过闭环跟踪的方法使本地时钟能跟踪发送时钟的变化。首先，鉴相器把输入信号相位与压控振荡器输出信号相位进行比较，

15、输出一个反映两信号相位差大小的误差电压。环路滤波器将误差电压中的高频成分和噪声滤除掉后，加到压控振荡器上。而后，在环路滤波器输出的误差电压的作用下，压控振荡器使频率向输入信号频率靠近，直到最后频率相等而相位同步实现锁定。19. 何为介质控制访问方式？计算机通信中常用的介质控制访问方式有哪些？各有何特点？当同一时间有几个设备同时争用传输介质时，需用某种介质访问控制方式来协调各设备访问介质的顺序，以便设备之间交换数据。这种用于解决介质争用冲突的方法叫介质控制访问方式计算机通信中常用的介质控制访问方式有 CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测） 、令牌（标记）访问控制方式、时分复用等。 CSMA

16、/CD 信息传输时间是不确定的。CSMA/CD 一般采用总线网络拓扑。令牌（标记）环形访问控制方式具有较高的信息传输的确定性。适合在实时系统中使用。可靠性低。环上任何站点出故障，将使整个环路通信瘫痪。时分复用共享介质的每个节点预先分配好一段特定的占用总线的时间。20. 什么是线路交换？什么是报文交换？什么是分组交换？线路交换技术是一种直接的交换方式，它为一对需要进行通信的装置（站）之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，既可是物理通道又可是逻辑通道（使用时分或频分复用技术） 。报文交换是一种信息传递的方式。报文交换不要求在两个通信结点之间建立专用通路。其基本思想是先将用户的报文存

17、储在交换机的存储器中，当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或用户终端，报文交换系统又称“存储转发”系统。在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换“分组交换”与“报文交换”技术类似，但规定了交换机处理和传输的数据长度（称之为分组） ，不同用户的数据分组可以交织地在网络中的物理链路上传输。是目前应用最广的交换技术，它结合了线路交换和报文交换两者的优点，使其性能达到最优。例：试采用曼彻斯特码、差分曼彻斯特码和单极性非归零码对数据流 1011001010 编码。12.已知调制信号 m(t) = cos(2000 t) + cos(400

18、0 t)，载波为 cos104 t，进行单边带调制，试确定该 SSB 信号的表示式，并画出频谱图第 3 章 复习思考题1. ISO/OSI 参考模型的层次结构。2. 异步通信协议和同步通信协议各有何特点？典型的异步通信协议和同步通信协议有哪些？异步通信协议的特点：（1）对收发双方的时钟同步要求不高，允许接收端和发送端的位周期之间存在一定误差。 （因为收发双方每传输一个字符就重新校正一次同步关系，不易造成时钟误差的累积） （2）由于每个字符都加了起止位，并且字符之间夹有不定长度的时间间隙，从而降低了信息传输的效率。一般用于数据速率较慢的场合。同步通信协议的特点：收发之间必须有确定的时间关系，不仅

19、要保持块的同步，而且也要保持位的同步。3. HDLC 协议中是如何实现数据透明传输的？在 HDLC 信息帧格式中，N（S）和 N（R）分别表示什么，有何作用？保证数据透明性的措施：“ 0 比特插入与删除技术”在一帧起始与结束标志之间，每当出现 5 个连续的二进制“ 1”后，发送器就会插入一个附 加的“ 0”。从而保证除了标志外，帧内没有多于 5 个连续“ 1”的情况出现。接收时，检测到起始标志后，随时检查出现 5 个连续 “ 1”之后的比特，如为“ 0”，则删除；如为“ 1”，再检测下一个比特。如果第7 个比特是“ 0”，则表示为标志，表明这一帧的结束；如为“ 1”，则表示是错误，接收站拒收该

20、帧。发送顺序号 N(S)：指明当前发送帧的编号。接收顺序号 N(R)：期望接收的帧序号，同时表明 N1 号帧及其之前各帧已收妥。(“捎带技术”)N(S)和 N(R)用于全双工通信的帧的发送与接收顺序控制、差错控制与流量控制等通信控制。第 4 章 复习思考题1. RS-232 和 EIA-485 总线电气接口电路有什么区别？RS232 是非平衡型，信号发生器和接收器均采用非平衡工作方式。每个信号使用一根导线，所有信号公用一根地线。工作时至少需要数字地线、发送线和接受线三条线（异步传输） ，还可以加其它控制线完成同步等功能。EIA-485 是平衡型，采用半双工工作，发收不能同时进行。但它采用平衡差

21、分电路，其抑制共模干扰；不受节点间接地电平差异的影响，只需要一对双绞线。2. RS232 电平和 TTL 电平之间有什么区别？如何将 RS232 电平与 TTL 电平接口？EIA-232-D：采用正负电压表示信号的逻辑状态。由于逻辑 1 和逻辑 0 用相反的电压表示，两种状态之间的电压差较大，可提高数据传输的可靠性。提高抗干扰能力，增加传输距离。TTL 电平：以高低电平表示逻辑状态。MAX232 可实现 TTL/CMOS 电平（0 5V）与 RS232 电平(10V)的双向电平转换。工作电压5V。 （内部有电压倍增电路和转换电路）3. 异步串行通信规程中的起始位与停止位的作用是什么？在异步串行

22、通信中，一个字符是靠起始位和终止位来进行字符同步的。4. 通用异步通信控制器 INS 8250 的主要功能是什么？怎样实现其内部诸多寄存器的寻址？INS 8250 的寄存器具有 10 个 8 位寄存器除数寄存器是 16 位的，占用两个连续的 8 位端口。内部寄存器用引脚 A0A2 来寻址；同时还要利用通信线路控制寄存器的最高位，即除数寄存器访问位 DLAB 的 0 和 1 两种状态，来区别共用 1 个端口地址所访问的两个寄存器5. 如何组建基于 EIA485 的测控网络？EIA485 网络的基本调度管理方法是怎样的？（1 ） 网络拓扑 工业数据通信中的 485 网络大多采用总线或树形拓扑。如果

23、 485 网络中的每个节点都具有全双工端口，还可以使用环形拓扑。（2 ） 添加地线由于 EIA485 节点间的信号传输需要通过接地线形成电流通路。在节点连接中添加一根接地线是确保节点间形成接地通路的可行方法。这时需要 3 根线作为节点间的总线通路。（3 ） 电气隔离可分为信号隔离（光耦合方式） ，电源隔离（变压器耦合方式） 。（4 ） 屏蔽与接地采用屏蔽电缆可以有效阻止电磁干扰对导线上通信信号的影响。屏蔽层通常只在一点接地，如果系统使用单一电源，屏蔽地就在该电源附近。（1 ）主从协议主从协议是控制网络中常用的通信协议。网段的一个节点被指定为主节点，其他节点为从节点。由主节点负责控制该网段上的所

24、有通信连接。为了保证每个节点都有机会传送数据，主节点通常对从节点依次 逐一轮询，形成严格的周期性报文传输。主节点不停 地传送报文给从节点，并等待相应的从节点的应答报文。（2 ）通用串行协议通用串行协议是一种采用串行通信和主从式介质访问控制方式实现自控设备间通信的工业控制网络协议。其总线操作过程与 PROFIBUS 现场总线基本相同。（3 ） Modbus 与 Modbus PlusModbus 通信协议也是工业控制网络中用于对自控设备进行访问控制的主从式通信协议，由 Modicon 公司开发，在工业控制中得到广泛应用。6. Modbus 通信协议的 RTU 报文帧包括哪些内容？包括：前导标志码

25、、地址域、功能域、数据域、校验域、结束码第 5 章 复习思考题1. CAN 测控网络技术的主要特征是什么？1.通信方式灵活，多主站依据优先权进行总线访问，网络上任一节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息，而不分主从。2.借助接收滤波的多地址帧传送。CAN 协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码。而采用对通信数据报文进行编码。报文标识码可由 11 或 29 位二进制数组成，因此可定义 211 或 229 个不同报文。不同的节点可接收相同的数据，这使 CAN 组成的通信网在点对点、点对多点及广播方式之间没有区别。3.采用非破坏性的基于优先权的位仲裁技术。以报文为单位进行数据传递、

26、广播给网络中所有节点。每个报文的起始部分有一个唯一的 11 位或 29 位的标识符 ID。在总线访问期间，标识符定义了一个静态的（固定的）报文优先权。标识符值越高的报文优先级越低,反之越高。11 位标识符就意味着有 211=2048 种数据帧, 也就有 2048 种优先权。4.CAN 上的节点数理论上可以为 211 或 229，采用扩展帧格式，其个数几乎不受限制。但为了保证信号的稳定、有效以及实时处理能力,实际节点数现在只能达到 110 个。5.网络上的信息可以分成不同的优先级，可以满足不 同的实时要求。 6.CAN 采用短帧结构。每一个报文的数据段为 8 个字节，通信时间短，保证了通讯的实时

27、性；受干扰概率低，具有极好的检错效果。7.CAN 总线采用 CRC 检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。8.直接通讯距离可达 10km（速率 5kb/s 以下） ，最高通讯速率可达 1Mb/s（此时距离最长为 40m） 。9通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。10 CAN 节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。2. CAN 总线定义了哪两种互补的逻辑状态？为什么说它是实现 CAN 按位仲裁的基础？“显性”或“隐性” 。显性数值表示逻辑“0” ，而隐性数值表示逻辑 “1”。在“隐性”状态下，VCAN-H 和 VCAN-L 被固定于

28、平均电压电平， Vdiff 近似为 0。在总线空闲或“隐性”位期间，发送“隐性”状态。 “显性”状态以大于最小值的差分电压表示。当在总线上同时发送显性和隐性位时，其结果是总线数值为显 性（即“0”与“1”的结果为“0” ） ，实现“线与”逻辑。所以说它是实现 CAN 按位仲裁的基础3. CAN 报文标识符的作用是什么？报文标识符的 RTR 是远程发送请求位，在数据帧中必须是 “显位” ，在远程帧中是“隐位” 。报文标识符的 IDE 是标识符扩展位，标准格式中的为“显性” 、扩展格式中的为“隐性”。报文标识符的 DLC 是数据长度代码，可用来规定数据长度。SRR 是替代远程请求位，可以替代远程请

29、求。4. 与以太网的 CSMACD 介质访问控制方法相比，CAN 的按位仲裁方式有什么优点和局限性？CAN 总线解决总线冲突的方法比以太网的 CSMACD 方法有很大的改进：CAN 控制器发送数据时，按字节的高位到低位的顺序进行串行发送在发送的同时进行接收，同时将收到的数据与发送的数据逐位进行比较。标识符二进制数值低的报文具有更高的优先级。仲裁丢失的节点等到总线空闲后，再重新进行报文发送。在总线仲裁阶段之后，发送节点仍将发送数据与接收数据逐位进行比较，这叫做“位校验” 。若接收数据与发送数据不一致，则出现“位出错” ，节点发送出错帧。除发送节点和总线脱离节点外，其他节点均为接收节点。接收节点不

30、停地接收总线上的传输报文，由此不停地监测总线传输的错误状态。每个监听到总线上有传输错误的节点，都会发激活或认可错误帧，故总线上的错误帧是由多个节点发送的错误标志叠加而成的。CAN 的位仲裁方式的不足和局限性：当具有高优先级的节点以足够高的频率向总线上发送数据时，那么具有较低优先级的节点可能每次要求向总线上发送数据时，同时都有一个具有更高优先级的节点同时也要求发送，那么每次具有较低优先级的节点都会在总线竞争中失败，从而导致它一个数据都发送不出去，或者数据具有较大延时。对于测控应用来说，当延时超过某个预定值时，接收到的数据就已经失去了实际意义。在采样或控制过程中，各个节点发送的数据对于控制来说具有

31、同等的重要性是平等的。5. CAN 报文帧的类型有哪些？各有何作用？标准帧和扩展帧的主要区别是什么？ 数据帧:将数据从发送器传输到各个接收器。远程帧:请求发送具有同一标识符的数据帧。错误帧:任何单元检测到总线错误就发出错误帧。过载帧:为相邻数据帧或远程帧之间提供附加的延时。扩展帧含有 29 位标识符，标准帧含有 11 位标识符6. 数据帧和远程帧的主要区别是什么？ 远程帧的远程发送请求位是隐性，远程帧不存在数据场。但远程帧中数据长度码的值（08 ）要与对应数据帧的数据字节数相同。7. 具有相同标识符的数据帧和远程帧哪个优先权更高？远程帧的优先级更高，因为远程帧的远程发送请求位是隐性，而标识符值

32、越高的报文优先级越低, 反之越高。8. CAN 总线位流编码方式？帧中的位流按照非归零方法编码。这意味着，在位总计时间内产生的位电平为常数。一个完整的位电平要么是“显性” ，要么是“隐性” 。按帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 序列的顺序编码。当发送器在发送位流中检测到 5 个数值相同的连续位时，它在实际发送位流中，自动插入一个补码位。数据帧或远程帧的其余位场（CRC 界定符、ACK 场和帧结束）和错误帧和超载帧为固定格式，不进行位填充。9. CAN 总线采用了什么同步方式？CAN 总线没有专用的时钟信号线，其采用硬同步和重同步。 硬同步只在报文帧的开始执行。在空闲周期后网络中每个 CA

33、N 控制器会用接收到的第一个隐性到显性跳变沿来初始化它当前的位周期定时，并使该硬同步引起的跳变沿处于重新开始的位时间的 SYNC_SEG 内。重新同步表示在位流中每个有效的信号边沿都可对接收信号的时钟进行检测。每接收到一个隐性到显性的跳变沿就执行一次。10. CAN 接收滤波的作用是什么？以 SJA1000CAN 通信控制器为例，说明接收滤波的方式。CAN 控制器监听接收总线上的所有报文，只有通过 CAN 控制器的报文筛选器筛选的报文才能进入 CAN 的报文接收缓冲区，为该节点所接收并传送给应用程序。SJA1000 验收滤波器有 4 个验收码寄存器 ACR0 ,ACR1, ACR2 ,ACR3

34、 和 4 个验收屏蔽寄存器 AMR0,AMR1,AMR2, AMR3。SJA1000 在 PeliCAN 模式下共有四种滤波方式：扩展帧单滤波标准帧扩展帧双滤波标准帧单滤波是指只有一个由 4 个验收码寄存器和 4 个验收屏蔽寄存器组成的验收滤波器，总线上的信息只有通过了它的验收滤波，才予以接收。对标准帧而言，11 位标识符和RTR 位对应 ACR0、ACR1、AMR0、AMR1 ，其中 ACR1 和 AMR1 的低四位未使用。对扩展帧而言，29 位标识符和 RTR 位分别对应 4 个 ACR 和 4 个 AMR ，只是 ACR3 和 AMR3的低 2 位未使用。双滤波比单滤波要复杂一些，4 个

35、验收码寄存器和 4 个验收屏蔽寄存器在双滤波方式下共构成两个滤波器，接收的信息帧通过任意一个滤波器即可予以接收。对于标准帧而言，滤波器 1 由 ACR0、ACR1 、AMR0、AMR1 以及 ACR3、AMR3 的低四位组成，对应 11 位标识符、RTR 位和数据场第 1 字节，共 20 位参与了滤波，验收滤波的具体过程与单滤波相同。对于扩展帧而言，滤波器 1 由 ACR0、ACR1、AMR0 和 AMR1 构成，不包含ACR3 和 AMR3，29 位标识符中也只有高 16 位参与了滤波。11. CAN 协议定义了哪 5 种错误类型？（1 ）位出错（2 ）填充位出错（3 ） CRC 出错（4

36、）帧格式出错（5 ）应答出错12. 以 SJA1000 为例，画出 CAN 总线节点的基本组成原理框图。13. SJA1000 与 51 系列单片机接口方式。SJA1000 的片选由微控制器的 P2.7 口控制，否则这个片选输入必须接到 VSS。它也可以通过地址译码器控制。14. SJA1000 初始化的主要作用是什么？ 配置模式寄存器，为应用选择工作模式配置时钟分频寄存器，使用 BasicCAN 模式还是 PeliCAN 模式配置验收码寄存器和验收屏蔽寄存器，定义接收报文的验收码和对报文和验收码进行比较的相关位定义验收屏蔽码配置总线定时寄存器，定义总线的位速率、位周期内的采样点位置和在一个位

37、周期里采样的数量配置控制寄存器，定义 CAN 总线输出管脚 TX0 和 TX1 的输出模式，定义 TX0 和 TX1 输出管脚配置。15. 在初始化时，SJA1000 必须处于复位模式还是工作模式？复位模式16. 如何通过查询方式接收和发送 CAN 报文？周期查询状态寄存器，主控制器等待直到发送缓冲器被释放。发送缓冲器被释放后，主控制器将新的报文写入发送缓冲器，并置位命令寄存器的发送请求 TR 标志，此时SJA1000 将启动发送。SJA1000 把收到的报文放在接收缓冲器，主控制器把它读入并放到本地的报文存储器，然后释放接收缓冲器并对报文操作。17. CAN 总线收发器 PCA82C250

38、/PCA82C251 的主要作用是什么？PCA82C250/251 收发器是协议控制器和物理传输线路之间的接口。它们可以用高达1Mbit/s 的位速率在两条有差动电压的总线电缆上传输数据。PCA82C250 可以作为物理媒体连接（驱动器和接收器特性） ，PCA82C251 可以作为媒体相关接口（总线连接器） 。18. 典型的 CAN 应用层协议有哪些？CAL 协议、 CANOpen 协议、DeviceNet 协议、SDS 协议、 CANKingdom 协议、J1939 协议。19. 什么是面向节点的协议？什么是面向报文的协议？节点之间的数据交换是基于对节点寻址实现的。数据帧中通常包含了目的地址

39、和节点的源地址。因此，每个帧都是发往一个指定的节点或一组节点。面向节点的通信是通过连接定位和确认的数据通信的基础。几乎所有传统的数据通信系统都是基于对节点寻址的原理。数据的交换是建立在帧或报文标识符的基础之上的。报文通过节点标识符进行传输，而报文本身带有一个唯一的特定标识符(报文标识符) 。报文的目的地并不根据标识符进行定义，而是单独由节点来决定是否接收传输的报文。这样一个报文就可能不会被任何节点接收，或者被一个或多个节点所接收。因此，面向报文进行传输的原则和面向节点传输的原则是有着根本区别的。面向报文的传输在现代通信系统中的应用正持续的增加，它常常和面向节点的传输组合起来使用。20. 举例说

40、明 CAN 测控网络技术的应用。CAN-bus 和 Ethernet 在城市电力设备现场的远程监控中综合应用：该方案应用于电力设备禁入区，能轻松实现对现场的远程监控，并做到无人看守。同时，在不同地方不同部门在授权的情况下均可对任意现场实施监测和控制。便于对突发事件及时进行记录和处理。网络中，现场多节点 CAN-bus 网络是用各种监控手段覆盖各个区域。将监控信号通过CAN-bus 总线传输到 CANET-100 网关上，再由 CANET-100 通过 Internet 发送到控制主机上。该操作可逆。目前该系统成功应用于华东地区电力设备监控现场。二、名词解释不归零制 NRZ：在一个码元的全部时间

41、内发出或不发出电流（单极性） ，以及发出正电流或负电流（双极性） 。每一位编码占用了全部码元的宽度。这种编码方式称为不归零码NRZ。多路复用：在数据通信或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路，可以利用一条信道传输多路信号，这种方法称为信道的多路利用，简称多路复用。奇偶校验码：是一种通过增加 1 位冗余位使得码字中“1”的个数恒为奇数或偶数的编码方法。这是一种检错码。通信协议：是一套语义和语法规则，用来规定通信双方在通信过程必须遵循的控制信息交换的规则的集合。数据传输速率：指每秒能传输的二进制信息的位数，单位记做 bps 或 b/s。循环冗余码

42、：又称 CRC 码，是一种漏检率很低，便于实现、应用广泛的检错码。此部分内部要求能根据生成多项式 G（x） ，为要发磅的数据串计算出冗余位；或能根据生成多项式G x ，校验收到的数据串是否有错。数据：是运送信息的实体。信号：则是数据的电气的或电磁的表现。模拟数据：运送信息的模拟信号。模拟信号：连续变化的信号。基带信号：来自信源的信号。带通信号：经过载波调制后的信号。数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。数字数据：取值为不连续数值的数据。码元：在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但

43、不能双方同时发送（当然也不能同时接收） 。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。四、简答题1、 简述调制解调器的主要功能答：信号转换；确保信源和信宿两端同步；提高数据在传输过程中的抗干扰能力；实现信道的多路复用。2、 物理层要解决什么问题？（1）物理层要解决的主要问题： .物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本曾的协议与服务。.给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力。为此，物理层应解决物理连接的

44、建立、维持和释放问题。.在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。3、 简要说明 ISOOSI 的网络协议体系结构 ? 答：OSI 包括 7 层，它们分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。物理层：实现透明的比特流传输。数据链路层：在网络的相邻节点之间建立、维持和释放数据链路。网络层：在两个端系统之间的通信子网上建立、维持和终止网络连接。传输层：为会话层实体间的通信提供端到端的透明的数据传送。会话层：组织、管理和同步两个实体之间的会话连接和它们之间的数据交换。表示层：为应用层实体提供信息的公共表示方面的服务。应用层：为应用进程提供访问 OSI 的手段。4 物理层的接口有哪

45、几个特性？各包含什么内容？答：（1）机械特性：指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。（4）规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。5 常用的传输媒体有哪几种？答：常见的传输媒体有以下几种1.双绞线2.同轴电缆3.光导纤维4.无线电微波通信6、数据链路层中的链路控制包括哪些功能？答： 数据链路层中的链路控制包括以下功能：链路管理；帧同步；流量控制；差错控制；将数据和控制信息分开；透明传输；寻址。7、网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在

46、哪一层？答： 络适配器能够对数据的串行和并行传输进行转换,并且能够对缓存数据进行出来,实现以太网协议,同时能够实现帧的传送和接受,对帧进行封闭等.网络适配器工作在物理层和数据链路层。8 局域网的主要特点是什么？答：（1）局域网的主要特点。从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：共享传输信道。在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上；1. 地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内联网，如一座楼或几种的建筑群内。一般来说，局域网的覆盖范围约为10m10km 内或更大一些；2. 传输速率高。局域网的传输速率一般为 1100Mb/s，能支持计算机之间

47、的告诉通信，所以时延较低。3. 误码率低，因近距离传输，所以误码率很低，一般在 10-810 -11之间。4. 多采用分布式控制和广播式通信。在局域网中各站是平等关系而不是主从关系，可以进行广播或组播。9 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？答：常用的局域网的网络拓扑有（1）总线网 （2）星形网 （3）环形网 （4）树形网。现在最流行的是星形网。五、计算题1、 在数字传输系统中，码元速率为 600 波特，数据速率为 1200bps，则信号取几种不同的状态？若要使得码元速率与数据速率相等，则信号取几种状态？（请给出公式与计算步骤）解：C=Blog2L C=1200bps,B

48、=600 波特，得 L=4信息取 4 位状态 当 L=2 时，码元速率与数据速率相等 2、 用速率 2400bps 的调制解调器，无校验，一位停止位，一分钟内最多传输多少个EBCDIC 字符？解：1 分钟传输位数 2400bps60=144000(位) 每个 EDCDIC 字符传输位数（8+1+1）=10（位） 1 分钟传输的 EBCDIC 字符数 144000/10=14400（个） 3、带宽为 3KHz 的信道。a) 不考虑噪声的情况下，其最大数据传输速率为多少？ Smax=2W=2*3=6000Baudb) 若信号电平分为 16 级，重做 a) Smax=2Wlog.2L=2*3log.

49、223=18Kbpsc) 若信噪比 S/N 为 30dB，其最大数据传输速率为多少 ?Smax=Wlog.2(1+S/N) 10lgS/N=30 S/N=1000Smax=3* log.2(1+1000)3* log.2210=30Kbps4、 采用相幅调制 PAM 技术在带宽为 32KHz 的无噪声信道上传输数字信号，每个相位处都有两种不同幅度的电平。若要达到 192Kbps 的数据速度，至少要有多少种不同的相位？解：5、 速率为 9600bps 的 MODEM，若采用无校验位，一位停止位的异步传输方式，试计算 2 分钟内最多能传输多少个汉字（双字节）？6、 在数据传输过程中，若接收方收到发送方送来的信息为 10110011010，生成多项式为 G（x）=x4+x3+1, 接收方收到的数据是否正确？（请写出判断依据及推演过程）解：接收正确 接收信息/G（X） ，余数为零，则正确，否则出错推演过程：余数为 0，接收正确7 要发送的数据为 1101011011。采用 CRC 的生成多项式是 P(x)=x4+x+1 。试求应添加在数据后面的余数。 数据在传输过程中最后一个 1 变成了 0，问接收端能否发现？ 若数据在传输过程中最后