工业以太网与智能建筑[1]

图2 企业管控一体化网络结构图

　　② 智能建筑的系统集成 城市信息化、数字化的发展、智能建筑（包括智能化住宅小区），已成为数字化城市的信息站点，要实现信息共享，必须实现控制网与信息网的纵向集成，即控制网与TCP/IP的以太网集成。各子系统（空调、给排水、供电……）由控制网互联再经网关接入TCP/IP以太网，或者各子系统经网关直接接入TCP/IP以太网。
智能建筑集成系统网络结构如图3所示。

图3 智能建筑系统集成网络结构图

　　由于各子系统及各现场设备通讯协议是多样化的，这两种集成模式都要开发网关，以实现协议的转换和统一，这样加大了系统集成技术的复杂性，提高了成本。有人大胆提出能否用TCP/IP协议作为一个统一的协议，各子系统及各现场设备直接接到以太网上以简化系统集成的技术难度，降低成本，使控制信号直接由以太网传输，工业以太网的概念因此被提出。
2 以太网与CSMA/CD
(1) 以太网
　　以太网（Ethernet）1975年由美国XEROX公司研制成功，由于采用无源介质（如双绞线、同轴电缆等）来传播信息，所以以历史上把传播电磁波称为“以太”（Ether）来命名。
　　1980年由DEC、INTEL、XEROX三家联合推出了EthernetV2，是世界上第一个局域网规范。1983年IEEEE802委员会以DIX EthernetV2为基础推出了IEEE803，采用了CSMA/CD介质访问控制技术。
　　802.3是指采用CSMA/CD的网络，而以太网的标准由DIX EthernetV2定义，在不严格的情况下，可以称之为802.3局域网，也就是以太网。
　　工业以太网就是将商用以太网应用到工业控制系统，两种网络并没有本质的区别，两者是兼容的。
(2) CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，载波监听多路访问/冲突检测）
CSMA/CD最早是由CSMA改进而来。
① CSMA（载波监听多路访问）：一个站要发送信号，首先要监听总线，以决定介质是否存在其它站发来的信号。
• 如果介质是空闲的，则可以发送；
• 如果介质正处于工作状态，则等待一段间隔后重试，当听到介质处于忙状态，CSMA有几种不同的方法处理，可得到的侦听信号：非坚持CSMA、1—坚持CSMA、P—坚持CSMA。
② CSMA/CD不但先听后发，而且还边听边发，总线上发生了冲突，而且一旦冲突被检测到，便停止发送该帧，放弃自已的帧。为了使其它站也能知道产生了冲突，监听到冲突的站还向总线上传播一个干扰阻塞信号，通知总线各站冲突已发生，这样通道的容量不致因传送已损坏的帧而浪费。随着网络负载的加大，碰撞的机会会增加，网络效率明显下降。