第25讲：智能化仪器仪表中通信及电磁兼容技术基础

1、智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第2424讲：智能化仪器仪表中的通信讲：智能化仪器仪表中的通信 及电磁兼容技术基础及电磁兼容技术基础长春工程学院能源动力学院长春工程学院能源动力学院 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础本讲主要内容本讲主要内容一、串行数据通信一、串行数据通信 二、串行通信总线标准和接口技术二、串行通信总线标准和接口技术 三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲

2、：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 1、数据通信的概念、数据通信的概念 （1）数据通信概念）数据通信概念 （2）数据通信方式）数据通信方式 2、串行通信的传送方式、串行通信的传送方式 发送机发送机发送机接收机发送机接收机接收机接收机接收机发送机数据应答数据应答数据应答数据应答（a）单工通信（b）半双工通信（c）全双工通信并行通信并行通信串行通信串行通信双线全双工双线全双工单工通信单工通信 半双工通信半双工通信智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础

3、智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 3、异步通信和同步通信、异步通信和同步通信 （1）异步通信）异步通信 （2）同步通信）同步通信 停止起始01010 10 10 10 10 10 10 10 10 11110校检空闲8位数据字符同步符同步符1 1同步符同步符2 2信息流信息流校验校验1 1校验校验2 2智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 4、波特率和接收、波特率和接收/发送时钟发送时钟 （1）波特率）波特率 ：数据

4、传送速率，每秒钟传送二进制代码的位数，数据传送速率，每秒钟传送二进制代码的位数，b/s。 （2）接收）接收/发送时钟发送时钟 接收接收/发送时钟频率发送时钟频率 = n * 波特率波特率 n: 频率系数频率系数 1、16、64 （3）允许的波特率误差）允许的波特率误差 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 5、串、串-并转换和设备同步并转换和设备同步 （1）串）串-并转换并转换 （2）设备同步）设备同步 （3）串行通信协议）串行通信协议 起始位起始位 数据

5、位数据位 奇偶校验位奇偶校验位 停止位停止位 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 6、通信介质的选择、通信介质的选择 （1）同轴电缆）同轴电缆 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 6、通信介质的选择、通信介质的选择 （2）双绞线）双绞线 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表

6、中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 6、通信介质的选择、通信介质的选择 （3）光缆）光缆 室内单芯室内单芯 室内多芯室内多芯 室外铠装室外铠装 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 6、通信介质的选择、通信介质的选择 （4）电话线）电话线 （5）电力线）电力线 （6）无线）无线 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪

7、表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 7、关于网络通信、关于网络通信 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础一、串行数据通信一、串行数据通信 7、关于网络通信、关于网络通信 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础二、串行

8、通信总线标准和接口技术二、串行通信总线标准和接口技术 1、串行通信总线需要解决的几个问题、串行通信总线需要解决的几个问题 （1）通信速度）通信速度 （2）通信距离）通信距离 （3）抗干扰能力）抗干扰能力 2、常用串行通信总线标准、常用串行通信总线标准 （1）RS-232C总线标准接口总线标准接口 使用二进制进行交换的数据终端设备和数据通信设备之间的接口。使用二进制进行交换的数据终端设备和数据通信设备之间的接口。 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础二、串行通信总线标准和接口技术二、串行通

9、信总线标准和接口技术 2、常用串行通信总线标准、常用串行通信总线标准 （1）RS-232C总线标准接口总线标准接口 第第1 1芯芯 1CD1CD： 载波检测载波检测2RXD2RXD：数据接收：数据接收3TXD3TXD：数据发送：数据发送4DTR4DTR：数据终端准备好：数据终端准备好5GND5GND：参考地：参考地6DSR6DSR：通信设备准备好：通信设备准备好7RTS: 7RTS: 请求发送请求发送8CTS: 8CTS: 允许发送允许发送9RI: 9RI: 振铃指示振铃指示智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中

10、的通信及电磁兼容技术基础二、串行通信总线标准和接口技术二、串行通信总线标准和接口技术 2、常用串行通信总线标准、常用串行通信总线标准 （2）RS-485总线标准接口总线标准接口 A A B B 节点节点1 1 节点节点2 2 节点节点N N （3）20mA电流环总线标准接口电流环总线标准接口 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础二、串行通信总线标准和接口技术二、串行通信总线标准和接口技术 2、常用串行通信总线标准、常用串行通信总线标准 （4）USB接口接口 设计题目：分布式粮仓温度测量系

11、统设计设计题目：分布式粮仓温度测量系统设计 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础二、串行通信总线标准和接口技术二、串行通信总线标准和接口技术 3、工业现场总线简介、工业现场总线简介 良 工良 工良 工良 工良 工CPUI/O, AD/DA etc. Modules 大量的电缆和连接 !现场总线产生的背景现场总线产生的背景智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础良 工良 工良 工良 工良

12、 工CPUNetwork Scanner DeviceNet 接口 二、串行通信总线标准和接口技术二、串行通信总线标准和接口技术 3、工业现场总线简介、工业现场总线简介 4、智能电网建设中的串行通信技术、智能电网建设中的串行通信技术 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础 1、电磁兼容性、电磁兼容性 是设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自是设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共

13、存状态，即该设备不会由于受到处于同一电磁环境中的其功能的共存状态，即该设备不会由于受到处于同一电磁环境中的其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级，也不会使同一电磁环它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级，也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允境中其它设备（分系统、系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允 许的降级。许的降级。2、电磁兼容性研究内容、电磁兼容性研究内容 （1）电磁干扰特性及其传播耦合理论）电磁干扰特性及其传播耦合理论（2）电磁危害和分析）电磁危害和分析（3）环境电磁脉冲及其防护）环境电磁脉冲及其防护（4）信息设备电磁泄露及其防护技术）信息设备电

14、磁泄露及其防护技术（5）电磁兼容性标准规范）电磁兼容性标准规范（6）电磁兼容性测量和试验技术）电磁兼容性测量和试验技术（7）电磁兼容性控制与设计）电磁兼容性控制与设计（8）电磁兼容性预测和分析）电磁兼容性预测和分析智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础 3、电磁干扰的来源、电磁干扰的来源 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及

15、电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础 4、电磁干扰的传播途径、电磁干扰的传播途径 智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础 5、电磁兼容控制策略、电磁兼容控制策略 主动预防、整体规划、对抗与疏导相结合的方针。主动预防、整体规划、对抗与疏导相结合的方针。控制方法控制方法 传输通道抑制传输通道抑制空间分离空间分离时间分离时间分离频域管理频域管理电气隔离电气隔离滤滤

16、波波屏屏 蔽蔽接接 地地布布 线线地点位置控制地点位置控制自然地形隔离自然地形隔离方位角控制方位角控制电磁场矢量电磁场矢量方向控制方向控制时间共同准则时间共同准则雷达脉冲同步雷达脉冲同步主动时间分离主动时间分离被动时间分离被动时间分离频谱管理频谱管理滤波滤波频率调制频率调制数字传输数字传输光电传输光电传输变压器隔离变压器隔离光电隔离光电隔离继电器隔离继电器隔离DC/DC变换变换电动电动-发电机组发电机组智能化仪器仪表原理及应用智能化仪器仪表原理及应用第第25讲：讲：智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础智能化仪器仪表中的通信及电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础三、智能化仪器仪表中的电磁兼容技术基础 6、常用抗干扰措施、常用抗干扰措施 硬件措施硬件措施 滤波技术应用滤波技术应用 屏蔽技术应用屏蔽技术应用 接地技术应用接地技术应用 软件措施软