DeviceNet

DeviceNet是一種用佇自動化技術的現場總線標準，由美國的 Allen-Bradley 公司佇一九九四年開發。DeviceNet 使用控制器區域網路（CAN）為其底層的通訊協定，其應用層有針對無仝款的設備所定義的行規（profile）。 主要的應用包括資訊交換、安全設備佮大型控制系統。佇美國的市場佔有率較懸。

DeviceNet 由開放 DeviceNet 廠商協會（Open DeviceNet Vendors Association，ODVA）所維護，是該協會的通用工業協定（Common Industrial Protocol）中的一部份。

歷史

DeviceNet 通訊協定是由美國的 Allen-Bradley 公司（後來予洛克威爾自動化公司合併）所開發，以 Bosch 公司開發的控制器區域網路（CAN）為著其通訊協定的基礎。DeviceNet 徙栽矣來自 ControlNet（另外一个由 Allen-Bradley 公司開發的通訊協定）的技術，閣配合控制器區域網路的使用，所以成本較傳統以 RS 鋪四百八十五為基礎的通訊協定欲低，但是閣有較好的勇健性。

為著欲推展 DeviceNet 佇咧世界各地的使用，洛克威爾公司決定欲共技術分享予其他的廠商。後來 DeviceNet 通訊協定是由位佇美國的獨立組織開放 DeviceNet 廠商協會（ODVA）管理。ODVA 維護 DeviceNet 的規格、也提供一致化測試）， 確保廠商的產品是符合 DeviceNet 通訊協定的規格。

後來 ODVA 將 DeviceNet 通訊佮其他相關的通訊協定整合成通用工業協定（CIP）， 其中包括以下的通訊協定

• EtherNet / IP（其實 N 為大寫，此處的 IP 毋是網際協議，為「Industrial Protocol」的簡稱）
• ControlNet
• DeviceNet
• CompoNet

技術簡介

一 . 定義 OSI 模型七層架構內面的物理層、數據鏈路層佮應用層二 . 網路內底除了信號外，也包括電源，支援網路自供電機能（一般用佇小型的設備內底，如光電監測器、限位開關抑是近接開關等） 三 . 允准三種比特率：一百二五 kbit / s、兩百五十 kbit / s 佮五百 kbit / s，無仝比特率下的主幹線（trunk）長度佮比特率成反比四 . 網路中會使用扁平電纜五 . 單一網路中上濟會當有六十四个節點，節點地址（佇咧 DeviceNet 中稱做 MAC ID）由零到六十三六 . 有重複地址偵測的功能七 . 支援主站－對站（master-slave）佮捀對捀（peer-to-peer）通訊架構，毋過大部份的設備是佇前者的網路架構下跤運作八 . 允准單一網路中多重主站的功能九 . 會當佇高雜訊的環境之下使用

架構

物理層

DeviceNet 網路使用幹線（trunkline）-分支線（dropline）的網路拓撲，允准佇網路內底使用分接頭，一方面簡化配線佮存取網路。而且欲對網路加入抑是徙掉設備攏真簡單，減少生產線停機佮除錯的時間，提高網路的靈活性。

DeviceNet 提供百二五 kbit / s、兩百五十 kbit / s 佮五百 kbit / s 三種無仝的資料傳輸速度。依使用的通訊線種類無仝，DeviceNet 允准的通訊線長度嘛有無仝，若使用圓的粗電纜，通訊線長度上長會當到五百公尺，一般的圓電纜長度會當到一百公尺，扁平型的電纜佇比特率一百二十五 kbit / s 時會當到三百八十公尺，五百 kbit / s 時陣干焦到七十五公尺。

數據鏈路層

DeviceNet 使用控制器區域網路（CAN）為其數據鏈路層。CAN 是一種差動的串列總線，其低成本佮懸幹擾性做其優點。CAN 的每一个訊息攏有其對應的訊息標識符，訊息標識符合會當用來決定無仝訊息的優先順序，網路頂懸的設備嘛根據訊息標識符仔來判斷是毋是需要處理這一个訊息。DeviceNet 使用訊息標識符為十一位元的 CAN 二孵空 A，CAN 資料被的格式如下

` ` ` 一 Bit=> 鋪啟始位元十一 Bits=> 訊息標識符（ID） 一 Bit=> 遠逝需求（RTR）位元六 Bits=> 控制欄位零交八 Bytes=> 資料欄位十五 Bits=> CRC 序列一 Bit=> CRC 分隔位元一 Bit=> 確認（ACK）位元一 Bit=> 確認分隔位元七 Bits=> 板結束 > 二 Bits=> 鋪排隔 ` ` `

佇咧送出資訊配的時陣會先送出被啟始位元進行同步，訊息標識符及遠逝需求位元會用來決定訊息的優先權，CAN 使用 CSMA 的技術，佇網路咧閒的時陣，任何設備攏會當試圖送出資料上傳，咧送出資料的時陣，設備嘛會同步確認網路頂頭資料佮送出資料敢有一致，此作法會當避免濟台設備同時試圖送出資料，嘛會當驗證送出資料的正確性。而且阮兩台抑是多台的設備同時來試圖送出資料的時陣，會利用訊息標識符佮遠逝需求位元進行位元仲裁（Bitwise Arbitration）， 欲講上細的資料上細的訊息有優先權，會當繼續傳送，其他設備會停止送出訊息，其實到網路有閒才會閣再送出資料。

後壁的六个位元為控制欄位，其中兩个位元固定，後壁四个位元標示實際資料的長度。資料欄位中則為實際的資料，長度會當由零到八个個位元組不等，需要控制欄位中標示的長度一致。佇資料欄位後壁的是十五个位元循環趁食的校驗（CRC）欄位，會當收著資料的時陣確認資料敢有正確。CAN 提供了真濟錯誤檢查佮故障隔離（fault confinement）的機制，適合雜訊較大的環境下使用。

應用層的

DeviceNet 是一个以連接（connection）概念為基礎的通訊協定，若是欲佮一設備通訊，就需要佮設備建立連接，會當透過無相連接訊息管理器（UCMM）佮無連接埠頭來建立連接，了後就會當佮這个設備進行通訊。設備藉著連接會當傳送抑是接收顯式（Explicit）訊息佮 I / O 訊息。

顯式訊息的資料包括有資料佮協議內容，一般會用請求 / 應答的方式進行。典型的顯式訊息包括組態資料佮對無及時性要求的資料。I / O 訊息嘛叫做隱式（imlicit）訊息，一般攏是有及時性要求的資料，資料當中無包含通訊協議，所以傳送端佮接收端攏需要先知影訊息中資料的定義，其實優點是通訊的效率較懸。佇咧 DeviceNet 中，二个設備欲建立隱式訊息連接進前，需要透及用顯式訊息進行設定，只要連結設定完成，即可透過 CAN 識別符將訊息傳送予對應的彼个節點。

一致性咧試

DeviceNet 設備的製造商會當透過一致性測試，宣告其產品佮 DevicNet 規範相容。ODVA 佇全球有三个獨立的測試實驗室，製造商會當共產品交入去認證。

廠商咧進行一致性咧試進前，愛向 ODVA 進行註冊供應商，索取供應商 ID，才閣買 DeviceNet 規範佮一致性測試的軟體佮對應的硬體界面卡。廠商會當家己測試其實 DeviceNet 產品，佇咧家己測試完成了後提交 ODVA 的測試實驗室閣再來驗證。若驗證無通過，廠商需要再進行修改佮測試，一直到通過測試實驗室的獨立驗證為止。

參見

• 控制器區域網路（CAN）
• CANopen：另外一種以 CAN 為基礎的工業通訊協定
• 通用工業協定
• EtherNet / IP
• ControlNet

外部連結

• DeviceNet 通訊協定簡介（英文）
• DeviceNet 技術佮其產品開發