ASI总线概述
ASI（Actuator-Sensor-Interface）是履行器-传感器-接口的英文缩写，它是一种用在操控器（主站）和传感器/履行器（从站）之间双向交流信息的总线网络，它归于现场总线（Fieldbus）下面底层的监控网络体系。一个ASI总线体系通过它主站中的网关能够和多种现场总线（如FF、Profibus、CANbus）相衔接。ASi主站能够作为上层现场 总线的一个节点服务器，在它的下面又能够挂接一批ASi从站。ASi总线首要运用于具有开关量特征的传感器和履行器体系，传感器能够是各种原理的方位挨近 开关以及温度、压力、流量、液位开关等。履行器能够是各种开关阀门，电/气转换器以及声、光报警器，也能够是继电器、接触器、按钮等低压开关电器。当然 AS-i总线也能够衔接模拟量设备，仅仅模拟信号的传输要占有多个传输周期。有必要留意的是在衔接主站和从站的两芯电缆上除传输信号外，一同还供给作业电源。
ASI总线功用
在ASi总线不同的运用状况下，功用牢靠包含下列内容，首要是通讯数据的牢靠性方面，ASi总线在许多方面采纳了抗搅扰办法。在接纳数据时，有必要进行错 误查验，此办法十分有用，出过错后信息能够重发。别的如体系部件呈现毛病时主站会很快检测到毛病信息，并主动与产生毛病的从站堵截通讯联系，告诉操作人员 毛病地址，以便及时进行修理。主站还具有网络运转监督功用，在任何时刻用户都能得到体系中一切从站当时运转状况的完好材料。
ASI总线传输速率
在ASi总线体系中，主站和从站之间选用了串行双向数字通讯办法。由于报文较短，如若在有一个主站和31个从站的体系中，ASI的通讯周期大约为5ms，也就是说主站在5ms内就能够对31个从站轮番拜访一遍。
ASI总线运用
ASi总线是一个主从体系，主站和一切的从站可双向交流信息，当主站与上层现场总线进行通讯时，主站担当了AS-i和上层网络信息交流的出入口，因ASi首要传输的是开关量，所以它的数据结构比较简略，用户仅需关怀数据格式、传输率和参数装备等。
ASI总线信号传输体系
1 传输电缆
ASI总线引荐运用的电缆型 号为CENELEC或DIN VDE 0281[CENE-90]，而且要标明HO5VV-F2x1.5,这是一种两芯、横截面积为1.5mm2的柔性电源线，它既廉价又随处可见。另一种是具 有相同电特性的ASI专用扁平电缆，它在安装上十分便利。由于ASI电缆既要传输信号又是要供给电源，所以在挑选电缆时有必要留意两个方面的技能指标：榜首 是通讯频谱特性，第二是直流阻抗特性。在以为有较大搅扰的状况下，则需求挑选运用屏蔽电缆，如型号为（N）YMHCY-02×1.5的电缆，但它也有必要满 足规则的频谱特性要求。特别要留意的是屏蔽层在ASI电源端只能接地，而不能接在ASI+和ASI-端。
ASI电源的电压为29.51-31.5VDC，每个从站向传感器/履行器供给的电源电压 VDC（+10[%]或-15[%]）。在一个ASI总线体系中，ASI电源可给31个从站供给的最大电流为2A，因而每个从站均匀耗费的电流为 65mA。假如从站带动的履行器功率较大，所需电流大于65mA时，则有必要外接辅佐电源。整个体系答应在ASI电缆上的最大压降为3V，因而电缆的横截面 积不能小于1.5mm2，这样才干确保网络中每个从站都能得到规则的电压值。
ASI电缆的等效电路模型，分为两芯电缆和带屏蔽层两芯电缆两种模型。电阻（R’）、电容 （C’）、电感（L’）和电导（G’）值为ASI电缆的等效参数。传输速率为167Kb/s时，两芯电缆总的极限参数规模为：R’=20-50mΩ /m，L’=200-600nH/m，C’=35-70pF/m，G’=1-3μS/m。在相同的传输速率下，带屏蔽层的两芯电缆的极限参数 为：R’s=10mΩ/m，Ls’=800nH/m，Cs’=300pF/m，Gs’=15μS/m。
ASI电缆的复数阻抗与传输速率之间的联系对体系的呼应特性具有十分重要的含义。在传输速率为167Kb/s时，阻抗为80-120Ω，而低于或高于167Kb/s时，阻抗会敏捷下降，因而当选用167Kb/s的传输速率时，将得到最大的信号幅值。
2 信号调制进程
ASI信号在传输前要进行调制，选用什么调制办法要考虑许多的要素。例如附加在电源电压上的传输信号有必要是交变的；主站和从站之间的双向通讯要求双主都 能够产生简略、有用和节省时刻的窄带传输信号；运用非屏蔽电缆时不该有太多的搅扰等等。ASI信号的调制选用交变脉冲调制办法（APM），这是一种在基频 进行调制的串行通讯办法。
主站宣布的恳求信号位序列首要转换为能履行相位改换的位序列，即曼彻斯特II编码，这样就产生 了相应的传输电流。当传输电流通过电感元件时会产生电压骤变，就产生了恳求信号电压。每一个添加的电流产生一个负电压脉冲，而每一个减小的电流产生一个正 电压脉冲，通过这种办法从站很简略得到恳求信号。由于信号是叠加在电源上的，所以信号电压有时会大于从站的电源电压。在从站内并不需求电感元件，这就使得 智能型传感器/履行器上的带有Slave Chip元件的一体化从站电路更小、更简略、更经济。在从站中接纳电缆上的恳求信号电压并转化为初始的位序列，就完成了一次主站向从站的恳求信号的转换过 程。
信号传输的电压脉冲被规划成正弦平方波办法，但要考虑到低频搅扰的影响，通过挑选适宜的传输波形能够进步牢靠性。通过这种调制后的信号在规则的拓扑结构中，每两位脉冲信号的距离只要6μs。
3 电源和数据解耦
ASI电源和与之相连的数据解耦电路，ASI电源能够供给29.5-31.6VDC电压，彻底满意世界电工委员会（IEC）对安全阻隔低电压的技能要 求，最大可输出2A电流，并具有牢靠的短路过载维护。数据解耦电路由两个50μH的电感和两个39Ω的电阻彼此并联组成，通过电感能够将传输信号的电流脉 冲转变为电压脉冲，一同它还具有避免数据传输频率信号通过电源而形成短路的效果，两个电阻代表了网络的鸿沟终端。为使电路信号噪声最低，有必要选用高对称性 的电路结构，两个%&&&&&%CE和两个电感L应彻底持平，接地址要牢靠接地，若选用屏蔽电缆，屏蔽层也应接到地上。假如2A电流仍不能满意从站的要求，就有必要采 用带有辅佐电源的从站形式或运用带有附加电源的中继器。
4 拜访办法和报文
ASI总线体系为主从结构，选用恳求-应对的拜访办法。主站先宣布一个恳求信号，信号中包含从站的地址。接到恳求的从站会在规则的时刻内给予应对，在任 何时刻只要1个主站和最多31个从站进行通讯。一般拜访办法有两种：一种是带有令牌传递的多主机拜访办法；另一种是CSMA/CD办法，它带有优先级挑选 和帧传输进程。而ASI的拜访办法比较简略，为了下降从站的费用、进步灵活性，一方面在不添加传输周期的条件下尽量包含更多的参数和信息，另一方面传输周 期的时刻应能主动调整，例如体系中只要6个从站时，传输周期为1ms，而有31个从站时周期约为5ms。假如在网上有时刻短的搅扰时，主站没有收到从站的应 答信号或收到的是过错无效的信号时，主站能够重发信息而无需重复整个传输周期。
ASI总线的总传输速率为167Kb/s，它包含一切功用上必要的暂停。答应的网络传输速率为53.3Kb/s，从这一点看它的传输功率为32[%]，与其它现场总线体系比较，这个数值较好。但在电磁搅扰的环境下应采纳进一步办法，以确保数据传输的牢靠性。
一个ASI报文由主站恳求、主站暂停、从站应对和从站暂停4个环节组成。一切的主站恳求都是 14位，从站应对为7位，每一位的时刻长度为6μs。主站暂停最少为3位，最多为10位。假如从站是同步的话，在主站3位暂停后从站就能够发送应对信号。 假如不是同步信号，那么从站就有必要在5位暂停后发送应对信号，由于在这段时刻内从站会在接纳到完好有用的恳求信号后监测主站的暂停状况，看看是否还会有其 它信息。可是假如主站在10个暂停位后没有接纳到从站的应对信号的开端位，主站会以为不再有应对信号而宣布下一个地址的恳求信号。从站的暂停只要1位或2 位的时刻。
在ASI报文中主站恳求由以下具体信息组成：
ST 开端位 主站恳求开端，0为有用，1为无效。
SR 操控位 数据/参数/地址位或指令位，0为数据/参数/地址位，1为指令位。
A0～A4 从站地址位 被拜访的从站地址（5位）。
I0～I4 信息位 要传输的信息（5位），恳求类型。
PB 奇偶校验位 在主站恳求信息中不包含完毕位为1的各位总和有必要是偶数。
EB 完毕位 恳求完毕，0为无效，1为有用。
在ASI报文中从站应对由以下具体信息组成：
ST 开端位 从站应对开端，0为有用，1为无效。
I0～I3 信息位 要传输的信息（4位），应对类型。
PB 奇偶校验位 在从站应对信息中不包含完毕位为1的各位总和有必要是偶数。
EB 完毕位 应对完毕，0为无效，1为有用。
5 主站恳求和从站应对
在ASI主从结构中，主站所宣布的报文在体系数据交流中占有重要的位置。主站的恳求报文共有9种：
（1）数据交流 要求从站把丈量数据上传给主站，而主站又能够把操控指令下达给从站。
（2）写参数 设置从站功用，如传感器的丈量规模、激活定时器、在多传感器体系中改动丈量办法等。
（3）地址分配 只要当从站地址为00H时才有用。从站接到这个恳求后，用06H答复，标明已收到了主站的正确恳求，从站从此就能够在这个新地址被呼叫了，一同把这个新地 址存储在从站的EEPROM中，这个进程大约需求15ms。这种办法使主站能够对运转中损坏后从头置换的从站主动进行原有地址的设置。
（4）复位 把被呼叫的从站地址康复到初始状况，从站用06H答复，整个进程需2ms。
（5）删去操作地址 暂时把被呼叫的从站地址改为00H，这个报文一般和“地址分配”报文一同运用。当新地址确认后，从站用06H答复。假如运用指令“Reset-ASI- Slave”就能够康复原地址。（6）读I/O装备。读ID编码 从站的I/O设置和ID编码在出厂时现已确认，不能改动。
（7）结合运用的意图是确认从站的身份。
（8）状况读取 读取从站状况缓冲器中的4个数据位，以取得在寻址和复位进程中呈现的过错信息。
（9）读出状况和状况删去 读出从站状况缓冲器的内容，然后删去。
在以上9种主站恳求报文中，数据和参数的传输有两种，设置和改动从站地址的有两种，对从站进行辨认和查询的有5种。表1列出的是主站9种报文的称号和内容。
6 传输毛病特征
假如在非屏蔽电缆上进行高速ASI传输通讯，那么电磁兼容性（EMC）问题就十分重要了。发射搅扰和现场的场强辐射搅扰都不该超越欧洲规范 EN55011给出极限值，ASI体系的抗搅扰才能在IEC801文件中已有具体的阐明。很多的ASI体系测试数据标明，由于传输信号选用了正弦平方波， 因而ASI体系的发射搅扰坚持在IEC的规则值以下。ASI体系关于静态放电在26M-1GHz频率规模内的电磁高速瞬间搅扰的反抗才能可到达3级。在最 坏的状况下，通讯将呈现毛病，但体系具有检测功用并能够对报文进行重发。由于是短信息，重发不会添加周期时刻，只要在报文产生严重过错时，才会添加报文的 周期长度。当位传输过错率在70b/s时，体系周期大约为5ms；假如过错率再高一点，周期时刻改变不大，ASI仍能坚持它一切的功用。只要差错超越 5000b/s时，正常的数据传输才难以保持。
当ASI电缆被堵截时（如过错短接或毛病断开），主站将不能拜访坐落断点另一侧的从站，而坐落 主站一侧的从站仍能够被主站呼叫。通过办理服务程序主站能够确诊和宣布毛病信号，但条件是数据解耦电路和电源这时应在同一侧，不然体系就会彻底瘫痪。假如 在ASI体系中没有运用中继器，那么当电源产生毛病时，ASI体系将停止作业，有关毛病的信息也不会得到。但假如运用了中继器，因中继器能够向网络供电， 那么电源毛病的影响就会减小，体系将保持部分功用。
ASI总线的传输体系是衔接网络体系中主站、从站、电源、操控器、传感器/履行器的通路和桥梁。报文信号在传输体系中要通过屡次的改换和康复，并要反抗各种外界的搅扰以确保精确、方便、牢靠的信息交流，它是ASI总线体系中重要的组成部分。
