智能建筑中BACnet MSTP控制模块研究与实现 - 图文(8)

消除字节消除错误前导同步1CRC校验错误数据CRC校验CRC校验正确空闲超时错误非前导同步前导同步重复前导同步CR帧过C校验错长误无数据前导CRC2非本站无数据帧超超时错误时同步帧类型目的帧头数据CRC 1数据帧头CRC校验帧头校验2错误源长度2长度1数据字节

图2-8 接收帧状态机

2.2.2.2发送帧过程

一个MS/TP帧的发送过程如下：

（1）如果TsilenceTimer

（3）传输前导字节X“55”，X“FF”；每个字节传输完毕TsilenceTimer=0； （4）初始化HeaderCRC= X“FF”；

（5）传输帧类型、目的地址、源地址、数据长度，计算头校验信息，每个字节传输完毕后TsilenceTimer=0；

（6）一个完整的头校验信息传输完毕后TsilenceTimer=0； （7）如果有数据要传输，初始化数据校验位X“FFFF”；

（8）传输数据，计算数据校验值，每个字节传输完毕后TsilenceTimer=0； （9）传输完完整的数据校验信息，每个字节传输完毕后TsilenceTimer=0； （10）在小于Tpostdrive时间内等待校验数据传输完毕后的停止位； （11）禁止数据传输。 （12）返回。 2.2.2.3主节点有限状态机

BACnet MS/TP使用一个有限状态机描述主节点的运行，主节点状态机如图2-9所示。状态之间的转换是通过一系列条件和紧随着满足条件的动作来描述。每个转换最后的动作是进入一个新状态，新状态可以当前状态相同。

初始化状态：当一个主节点上电或重启，它必须无条件进入初始化状态。

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 收到非本站有效帧收到不需要帧收到不正确帧收到数据无应答丢失令牌看见帧收到数据需要应答空闲应答延迟应答应答数据请求收到主节点轮询无令牌站有外效帧帧收到见令用牌使者本本非收到非到到意站收收收令牌有看到意帧外帧效产生令牌重发送令牌传递令牌等待应答主节找到新点轮后续收到询完者主节毕点轮询应答超时不正收到确帧收延迟到应帧答应答主节点轮询轮询下一个主节点发送维护主节点轮询单一主节点重新发送维护主节点轮询单一主节点宣布单一主节点图2-9 主节点状态机

空闲状态：等待一帧的到来。

使用令牌状态：该状态运行节点发送一个或多个数据帧，这些既可以是BACnet数据帧也可以是专有帧。

等待回复状态：节点等待另一个节点的应答。

令牌就绪状态：节点发送另一个数据帧，或者传递令牌，或者启动一个主节点轮询循环。

传递令牌状态：监听一个后续节点是否使用该节点刚才传给它的令牌。 无令牌状态：如果静止计时器大于Tno_token就进入无令牌状态，表示在该段时间内没有网络活动。为了决定该节点是否创建一个令牌，继续延长超时。

主节点轮询：在该状态，为了发现一个后续节点，该节点监听一个事先发送主节点轮询帧的回复。

应答数据请求状态：当收到一个BACnet数据期待回复帧、测试帧或一个期待回复的专有帧时进入该状态。

重置询牌轮令点送节发主护维并发送等待令牌使用完毕无帧发送不等待发送发送另一帧单一主节点使用令牌

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 2.3 MS/TP介质访问控制算法

MS/TP网络的介质访问控制采用令牌机制，只有持有令牌的节点才可以发送数据。为了阐述清楚该算法，对相应的几个参数解释如下：

Npoll：执行主节点轮询前收到或使用的令牌数，默认为50。

Nmax-master：该参数指节点的设备对象中Max_Master属性值。Max_Master值指定了主节点的最高允许地址。Max_Master值必须小于或等于127。如果节点中Max_Master不可写，它的值应设为127。

Nmax_info_frames：该参数指节点的设备对象中Max_Info_Frames属性值。Max_Info_Frames值指定了它传递令牌前可以发送的最大信息帧数。Max_Info_Frames在不同节点可以取不同值。这可用于对特定节点分配大致的可用带宽。如果Max_Info_Frames不可写，它的值应设为1。

2.3.1 令牌传递算法

BACnet MS/TP是一种令牌传递协议。只有拥有令牌才能够发出服务请求，例如请求数据。接收待答复请求的设备没有令牌也能进行响应。基于这种特点，很容易理解MS/TP主节点和从节点的区别。一个从节点是只能响应的设备。一个主节点可以是服务请求的发起者。

只允许拥有令牌的主节点发起消息交换提供了一种机制，一个网络中可以存在多个主节点，并且可以避免争抢和冲突。Ethernet使用不同系统，它总允许冲突并提供一种回复机制。通过改善令牌传递规则例如指定拥有令牌主节点传送帧数目，可以提供一种在单个网络中平衡不同设备性能的机制。

如果增加一个从设备，至少需要对网络中的一个主节点编程以实现与该从节点的数据交换。如果增加一个能够接受令牌的主节点，在它作为主节点之前，网络中其他设备需要先发现该新设备。网络中的每个主节点都会周期性的轮询新的主节点。每个主节点知道网络中下一个主节点，因为那就是它将要传递令牌的节点。因此，每个主节点都必须在其自身地址和下个主节点地址范围之间进行主节点轮询。这样，如果地址1主节点的下个主节点地址为11，那么它必须在地址2到10之间寻找新的主节点。主节点11必须从地址12开始寻找，依此类推。最高数字的主节点必须以…127，0，…方式轮询新的主节点。当设备接受到主节点询问帧时（叫“主节点轮询”消息），它应该立即回应。在上面例子，如果主节点1不能发现主节点2，那它就应该试着去发现3号节点。

该规范只要求主节点每接受或使用50次令牌就至少进行一次主节点轮

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 询。我们可以看出，如果每个主节点频繁地轮询大量新主节点，将会花费很多的带宽。因此在BACnet MS/TP中有一个叫做Max_Master的参数。每个主节点都可以设定自己的Max_Master值。通常它设置为127，但假设主节点50是网络中最高主节点，并且它的Max_Master设置为64。这样它就永远也发现不了地址比Max_Master大的新主机点，也就是它没法发现地址在65到127间的主节点。这通常是在网络中新设备不被发现的原因。

一个BACnet MS/TP设备在它获得至少Npoll-1次令牌后才开始搜索新的主节点。如果一设备存在大网络中（20个节点以上），并且Npoll设为一个很高的值，那么从它自身地址和下一站地址间发现新设备将花费很长时间。

例如，网络中有三个设备：0x02、0x03和0x07，这些设备的Npoll都是255，并接受了254次令牌。

0x02收到令牌，TokenCount增至255。0x02就会进入主节点轮询模式，试图发现新设备。NS（下一站）恰巧也是PS（轮询站），TokenCount归零，没有发送出主节点轮询消息。0x02把令牌传递给0x03。

0x03收到令牌，TokenCount增至255。0x03就会进入主节点轮询模式，试图发现新设备。它会在0x04-0x06之间轮询新的主节点。如果没发现新主节点就会把令牌传递给0x07。

0x07收到令牌，TokenCount增至255。0x07会进入主节点轮询模式，试图发现新设备。它会在0x08-Nmax-master以及0x00-0x01之间轮询新主节点。但是0x07的Nmax_info_frames是5，它只能轮询5个新主节点就要把令牌传递给0x02。0x07下次收到令牌将继续每5帧一次从上次的位置轮询新主节点。

2.3.2 多令牌检测算法

如果在MS/TP网络中出现多个令牌，尽管网络会继续运行，但会发送冲突，影响网络的流量。因此，最好不出现多了令牌现象。 …… 此处隐藏：2566字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……