1、现场总线未来发展报告班级：11 电气 3 班 姓名：吴相辉 学号：201131200326现场总线技术多种多样，不同行业有着不同的标准，这里我主要根据未来发展前景与应用技术总结 ZigBee、CAN、WSN 与基金会现场总线 FF 四种现场总线的未来发展。WSN 总线：WSN 是无线传感器网络(Wireless Sensor Network)的简称，在我们所学的现场总线技术及其应用一书中并没有详细的介绍，其实 ZigBee的研究与发展正是有 WSN 而来，故此，我首先介绍了此项技术，相信随着无线技术与传感器技术的发展，WSN 会在未来有着一席之地。WSN 指由大量无处不在的、具有通信与计算能力
2、的微小传感器节点根据具体应用环境被合理分布密集布设在无人值守的监控区域而构成的、能够根据环境自主完成指定任务的“智能”自组织自治测控网络系统。WSN 的网络节点是由传感器、微处理器 MCU、无线收发等几个基本模块组成，WSN 受应用环境、拓扑结构等影响形成了如下特点:（1）网络覆盖空间范围较大；（2）网络节点数量大、体积小、成本低；（3）网络传感器节点存储空间和计算能力有限，并且各节点间通信距离、传输的数据量和通信速率有一定限制；（4）WSN 是动态性自组织网络，动态拓扑、多跳路由使网络的动态重构和灵活通信易于实现；（5）网络自动管理和协作性较高；（6）网络以数据为中心，采用的是多对一形式的数
3、据传输模式，而传统网络是采用点对点的传送方式。WSN 技术自 20 世纪 90 年代末，用于军事上战场信息的收集以来，如今经历了二十余年的发展，技术已经逐趋成熟。目前 WSN 并广泛应用于航空航天、国防军事、制造业、工农业环境监测、医疗救护、交通管理等各个领域。相信随着计算机技术、微电子技术和无线通信等技术的深入融合性研究，以及传感器的快速发展，使无线传感器网络的性能逐步优化，必将推动新的产业浪潮。ZigBee 无线网络通信：ZigBee 源于 WSN 技术的发展，是一项新兴的无线通讯技术，其名称源于蜜蜂采蜜的过程中飞行的“Z”字型的舞蹈轨迹。每只蜜蜂相当于一个网络节点的角色，而蜂王就是统一组
4、织工作的网络协调器，各种蜜蜂有不同分工：负责采蜜的蜜蜂，相当于传感器网络节点；负责传送信息的蜜蜂相当于路由器。蜜蜂的自身体积小，所需要的能量少，飞行的距离也不是很远，一次采集的花粉也很少，恰好对应了 zigBee 网络节点的特点，因此有人把 zigBee 技术称为“紫蜂”技术。ZigBee 技术开始于 2000 年底，由美国电子和电气工程师协会（IEEE)组建IEEE802.15.4 工作组，2001 年成立 ZigBee 联盟，我国华为公司在 2006 年加入 ZigBee 联盟，与目前 180 多个联盟企业共同研发 ZigBee 产品。随着技术不断的进步，ZigBee 已经逐步成为了主流技
5、术标准。主要用于军事和民用领域，尤其在那些要求设备成本较低、数据传输量不多、使用电池供电、设备的工作时间较长的环境中，如工控自动化监测、能源采集、钢铁冶炼中的温度监控、环保监控、楼宇自动化、流量过程数据采集、社区安防、智能家居、煤气、水、电抄表等领域，ZigBee 技术发挥了巨大优势。未来，在工业控制、环境监测、医疗方面、矿井安全监测。ZigBee 无线网络技术以其数据采集与传输的方便性，必将获得广泛的应用，由此预测其发展的进步也必是可观的。CAN 总线技术：CAN 为 Controller Area Network（控制器局域网）的缩写，是高效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。现场总线
6、技术是自动化技术的热点发展趋势之一，而 CAN 是全球最具影响力和潜力的现场总线之一。其最早在德国用于汽车嵌入式 CAN 总线的控制，形成汽车电子控制网络系统，进行车载电子装置 ECU 间的信息交换。1987 年，Intel 公司生产第一款CAN 控制芯片到现今，CAN 的控制化标准进程还在继续，各公司对于 CAN 设备和芯片产品也在不断推陈出新，CAN 总线应用研究还在不断深入，其应用范围也在不断扩大，发展前景十分广阔。目前 CAN 设计独特灵活和价格低廉，数据通信具有较高的可靠性、灵活性和实时性，节点发生错误时具有自动关闭输出功能等优势，现已广泛被工业现场监控系统、大型仪器设备互连技术、数
7、据采集系统、传感器网络、控制智能、环境监测、农业智能化网络、楼宇测控以及交通、小区安防、医疗等众多领域广泛采用。基金会现场总线 FF：FF 总线的前身是 ISP 和 WorldFIP 标准。ISP 是可互操作系统协议( interoperable system protocol) 的简称。发展与 1992年，以美国 Fisher-Rousemount 公司为首的联合了横河、ABB、西门子、英维斯等 80 家公司制定的 ISP 协议和以 Honeywell 公司为首的联合欧洲等地 150 余家公司制定的 WorldFIP 协议于 1994 年 9 月合并的。FF 总线适用于过程自动化的低速部分，
8、参考 ISO/OSI 模型，支持总线供电，支持本质安全防爆环境，令牌总线访问机制等技术。适用的高速部分 FF- HSE 则采用基于 Ethernet ( IEEE80213) + TCP/IP 的六层结构,主要用于制造业( 离散控制) 自动化以及逻辑控制、 批处理和高级控制等场合。目前 FF 技术已经广泛的应用于石油化工、天然气、冶金、电力、造纸、制药等过程工业领域。在日常生活中，化工产品触手可及，化工生产关乎民生、关系国民经济命脉。而化工装置生产过程复杂，大都具有高温、高压工况，存在有毒、有害、易燃易爆的介质。因此安全对化工生产性极为重要，工程设计中必须设法降低不安全或危险因素，使其控制在可接受范围之内。因此在这方面来说 FF 总线技术还是有着无可取代的作用在。现在总线的标准很多，而且各不相同，在阅读大量资料的前提下，以上便是本人对于现场总线的四种的调差与了解，限于自己的知识有限，阅读面有限，有些问题的看法必然会有片面性，希望老师指正。
