数据传输方式分为串行传输和并行传输。串行传输就是数据依次逐位地在通信信道上进行传输。串行传输具有简单易于实现的特点,并且适合远距离传输,可靠性很高。并行传输则是每个数据位使用自己特定的导线,接收方也有相应的导线位,数据在各自的信道中进行传输,相比较串行传输,并行传输需要很多的传输通道,因此不太适合远距离传输,一般适合近距离设备传输[2]。21571
串行总线有现场总线、RS-232,RS-485和USB等等。现场总线最初定义为现场设备之间共同使用的信号传输线,后来发展成为在生产设备现场,在设备之间实现双向串行多节点数字通信技术。随着技术不断发展,现在已经广泛应用于各行各业。现场总线技术是在上世纪80年代发展起来的,它能够很好地将底层现场设备和外界控制设备联系起来,使得整个生产现场变成一个可控的通信系统和网络系统。现场总线的数据通信系统是由接收设备、发送设备、现场总线、通信协议和传输报文等组成。如今的现场总线已经不是简单的一对一的通信模式,而是发展为一个复杂的网络体系,一根双绞线上可以联通几个甚至几十个现场设备。总之,现场总线是控制系统运行的动脉、通信的枢纽,是一种很好解决现场设备通信的方式。论文网
RS-232标准是比较早的出现在数据传输系统中的,也是用途比较广的一种串行通信方式。这种通信方式具有简单方便和成本低的特点,所以现在一直在使用。然而RS-232本身有先天的不足之处,所以就发展出RS-485总线。
RS-485既支持全双工工作模式,又支持半双工工作模式。同时,RS-485支持主从式多机通信,当采用4线连接时,RS-485只能实现点对多通信模式,也就是说只有1个主设备,多个从设备;当采用两线连接时,则可实现多点双向通信。在多点通信模式中,通常采用一个设备作为主设备,其余为从设备。RS-485总线现在可连接的设备数已经从32个发展至最多400个。最大通信距离大约1千多米,要想实现远距离传输,则需要中继器。
USB的全称为通用串行总线,是一个比较新型的通信接口,现在也普遍应用于电脑中。最早由康柏、IBM、微软和NEC等多家公司共同提出的。USB具有许多优点,比如接口体积小,支持热插拔,数据传输速率高和成本低等等,所以已经广泛应用于数据传输系统中。
USB已经发展处USB1.0、USB1.1、USB2.0等多个版本,USB连接器也有两种不同的版本,分别为A型和B型。USB连接器的引脚由4组成,分别是总线电源、数据-、数据+和电缆地,电源通过Vbus和GND供电,电压一般为4.74-5.25V。数据信号则是通过Data+和Data-引脚差分方式串行传输[3]。
2 基于以太网的数据传输技术
由于嵌入式系统的灵活性和专用性,嵌入式系统已广泛应用于人类生活,工业,国防和航天等等。随着网络的发展,嵌入式系统和网络的结合,已经成为非常普遍的应用。谈到网络,就必须说到应用最为广泛的以太网。
以太网是一种局域网基本介质接入技术,它具有简单性与极高的灵活性,所以已得到迅猛的发展。以太网的发展历程大致分为以下几个阶段:
(1)在上世纪70年代,Xerox公司率先发明以太网,虽然这只是早期的以太网。Xerox Palo Alto研究中心的研究者将早期以太网作为Xerox Altos实验室互联网络。早期以太网传输速率仅有2.94Mbit/s。
(2)基带局域网(LAN)规范了一种叫做载波侦听多路访问/碰撞检测(CSMA/CD)传输规范,并且其信号以10Mbit/s速率在同轴电缆上运行。
(3)发展至1980年,又诞生了一种基于以早期太网技术的IEEE 802.3规范标准。由因特尔公司、数字设备公司和Xerox公司合作开发了以太网2.0方案,并且这个方案和IEEE 802.3标准兼容。可以运用双绞线对、同轴电缆等各种缆线。
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