开发者学习笔记【阿里云物联网助理工程师认证（ACA）：有线通信网络技术及常用场景（四）】
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有线通信网络技术及常用场景（四）
四、PLC通讯技术
PLC 通信是指 PLC 与 PLC、PLC 与计算机、PLC 与现场或者远程I/O 之间的数据交换。
（一）PLC通信方式
它的通信方式有两种，一种是并行通信，另外一种是串行通信。
并行通信，并行通信是以字节或字为单位的数据传输方式，除了8根或16根数据线、一根公共线外，还需要数据通信联络用的控制线。并行通信的传送速度快，但是传输线的根数多，成本高，一般用于近距离的数据传送。并行通信一般用于 PLC 的内部，如 PLC 内部元件之间、 PLC 主机与扩展模块之间或近距离智能模块之间的数据通信。
串行通信，串行通信是以二进制的位 (bit) 为单位的数据传输方式，每次只传送一位，除了地线外，在一个数据传输方向上只需要一根数据线，这根线既作为数据线又作为通信联络控制线，数据和联络信号在这根线上按位进行传送。
串行通信需要的信号线少，最少的只需要两三根线，适用于距离较远的场合。计算机和 PLC 都备有通用的串行通信接口，工业控制中一般使用串行通信。串行通信多用于 PLC与计算机之间、多台 PLC 之间的数据通信。
在串行通信中，传输速率常用比特率(每秒传送的二进制位数）来表示，其单位是比特/秒（bit/s） 或 bps。传输速率是评价通信速度的重要指标。常用的标准传输速率有300、600、1200、2400、4800、9600和19200 bps等。不同的串行通信的传输速率差别极大，有的只有数百 bps，有的可达100Mbps。
（二）PLC单工通信和双工通信
单工通信只能沿一个方向进行发送数据和接收数据。双工通信可以沿两个方向传输，每一个站既可以发送数据，也可以接收数据。
双工方式又分为全双工和半双工两种方式。数据发送和接收分别有两根或者两组不同的数据线发送。双方都在同一个时刻能够接收和发送信息，这种方式称之为全双工。
半双工方式用同一根线或者同一组线接收和发送数据，通信的双方在同一个时刻只能发送数据或接收数据。在 PLC 通信中，常用半双工和全双工通信，一般不用单工通信。
（三）PIC异步通信和同步通信
异步通信，通信双方需要对所采用的信息格式和数据的传输速率作相同的约定。接收方检测到停止位和起始位之间的下降沿后，将它作为接收的起始点，在每一位的终点接收信息。
由于一个字符中包含的位数不多，即使发送方和接收方的收发频率略有不同，也不会因两台机器之间的时钟周期的误差积累而导致错位。异步通信传送附加的非有效信息较多，它的传输效率校低，一般用于低速通信，PLC 一般使用异步通信。
同步通信，以字节为单位（一个字节由8位二进制数组成），每次传送1~2个同步字符、若干个数据字节和校验字符。同步字符起联络作用，用它来通知接收方开始接收数据。在同步通信中，发送方和接收方要保持完全的同步，这意味着发送方和接收方应使用同一时钟脉冲。在近距离通信时，可以在传输线中设置一根时钟信号线。
在远距离通信时，可以在数据流中提取出同步信号，使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。由于同步通信方式不需要在每个数据字符中加起始位、停止立和奇偶校验位，只需要在数据块（往往很长）之前加一两个同步字符，所以传输效率高，但是对硬件的要求较高，一般用于高速通信。
（四）PLC基带传输和频带传输
基带传输是按照数字信号原有的波形（以脉冲形式）在信道上直接传输，它要求信道具有较宽的通频带。基带传输不需要调制解调，设备花费少，适用于较小范围的数据传输。基带传输时，通常对数字信号进行一定的编码，常用数据编码方法有非扫零码 NRZ、曼彻斯特编码和差动曼彻斯特编码等。后两种编码不含直流分量、包含时钟脉冲、便于双方自同步，所以应用广泛。
频带传输是一种采用调制解调技术的传输形式。发送端采用调制手段，对数字信号进行某种变换，将代表数据的二进制“1”和“0”，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以适应在模拟信道上传输；接收端通过解调手段进行相反变换，把模拟的周制信号复原为“1”或“0”。
常用的调制方法有频率调制、振幅调制和相位调制。具有调制、解调功能的装置称为调制解周器，即 Modem。频带传输较复杂，传送距离较远，若通过市话系统配备 Modem，则传送距离可不受限制。
PLC 通信中，基带传输和频带传输两种传输形式都有采用，但多采用基带传输。
本节知识总结
1.以太网通信技术及常用场景
2.光纤通信技术及常用场景
3.总线通信技术及常用场景
4.PLC 通信技术及常用场景
随堂思考
1. 单工通信方式和双工通信方式的区别
单工通信它是通信的双方就有一条线道，并且它的通信数据只能由一个方向流向另外一个方向,反过来它是不可以的。
双工通信我们又分为全双工通信和半双工通。
全双工通信，是在通信的两端之间有两条信道，双方可以同时在信道上发送数据和接收数据。
半双工它也只是有一条线道，但是这条线道它可以两个方向。
比如A往B发送数据。A往B发送数据的时候，A发B收B不能发，反过来B也可以借助这条信道发送信号给A这个时候是B发A收，这个就是半双工。
2. 什么是系统总线
系统总线又称为内总线或板级总线，是微机中各插件板与系统版之间的总线，用于插件板一级的互联。因为该总线是用来连接微机各功能能部件而构成一个完整的微机系统，所以称之为系统总线
3. 以太网总线型拓扑结构的特点
优点：
第一个网络结构简单，节点的插入、删除方便，利于网络扩展。
第二个是所需要的设备少，造价低，安装和使用方面。
第三个优点是有较高的可靠性，因为单点的故障不会涉及整个网络。
缺点：
传输距离有限，故障诊断和隔离比较困难，容易发生数据碰撞，线路征用的现象比较严重。
