基于UDP的局域網(wǎng)高可靠實時測控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-05-31 17:32
近年來,局域網(wǎng)技術(shù)在測控系統(tǒng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本課題結(jié)合某遙測系統(tǒng)地面測控子系統(tǒng),基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、串口通信技術(shù)、可靠性分析技術(shù),對測控軟件進行技術(shù)研究與實現(xiàn)。課題綜合分析了網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢;介紹局域網(wǎng)測控系統(tǒng)的概念、組成、實現(xiàn)特點和面臨的問題;在基于系統(tǒng)需求與開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)上,采用模塊化的軟件設(shè)計過程,完成局域網(wǎng)測控系統(tǒng)通信及其控制軟件。課題的工作重心主要包括以下幾個方面:(1)在C/S通信模式下實現(xiàn)各子系統(tǒng)間多路不同協(xié)議數(shù)據(jù)的融合與轉(zhuǎn)換;(2)為實現(xiàn)測控系統(tǒng)對設(shè)備控制的跨平臺性,使系統(tǒng)的運行不依賴于特定的硬件設(shè)備,本文采用面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計方法利用美國NI公司VISA底層虛擬儀器通信庫開發(fā)出虛擬設(shè)備的上層控制驅(qū)動類,并集成在系統(tǒng)軟件中,實現(xiàn)了系統(tǒng)與受控設(shè)備間的通用接口,優(yōu)化了控制邏輯,達到跨平臺訪問和控制硬件的目的。(3)通過對比TCP和UDP協(xié)議在局域網(wǎng)測控系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)缺點,采用FTA可靠性分析方法對實時可靠通信協(xié)議進行分析,以分析結(jié)果為指導(dǎo),提出了基于UDP的可靠通信協(xié)議(Reliable UDP for Measure&Control Prot...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
局域網(wǎng)測控系統(tǒng)
14圖2-2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)的關(guān)系圖(5)跨平臺性基于網(wǎng)絡(luò)的測控系統(tǒng)往往需要實現(xiàn)平臺無關(guān)性。網(wǎng)絡(luò)化的測控特性決定了測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),軟硬件接口標準化,兼容性強,達到系統(tǒng)的設(shè)計不依賴特定的設(shè)備供應(yīng)商、計算機軟硬件技術(shù)。比如很多測控系統(tǒng)的開發(fā)都采用標準的工業(yè)設(shè)計標準接口,如通過對一些設(shè)備所通用的與總線進行通信的高級應(yīng)用編程接口如VISA 開發(fā)出一些設(shè)備通用的上層驅(qū)動從而實現(xiàn)跨平臺性。2.4 基于局域網(wǎng)的測控系統(tǒng)實現(xiàn)方式 根據(jù)上一章節(jié)的分析,基于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備控制等功能。網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)采用計算機網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸通道,最重要的功能是實現(xiàn)控制命令和反饋信息的傳送,所以系統(tǒng)需要完成的核心任務(wù)便是開發(fā)出能實現(xiàn)命令轉(zhuǎn)發(fā)與回信接收的網(wǎng)絡(luò)測控程序。首先我們需要了解網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與通信網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。
統(tǒng)的實際應(yīng)用,結(jié)合測控系統(tǒng)的一般硬件構(gòu)成,本節(jié)給出局域網(wǎng)測控系統(tǒng)的總體體系結(jié)構(gòu)圖,包括軟件和硬件部分,如圖 2-3 所示。圖2-3 局域網(wǎng)測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)參考模型 硬件層:硬件層包括計算機硬件、被控設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通信硬件,處于此參考模型的最底層,為上一層提供最基本的硬件保障。 操作系統(tǒng):提供系統(tǒng)的編程接口、方便進程之間的通信和協(xié)調(diào)。主要的操作系統(tǒng)有 Windows、Linux、Power PC、VxWorks 等等。為上一層提供開發(fā)環(huán)境和工作環(huán)境。 由于硬件層和操作系統(tǒng)為整個網(wǎng)絡(luò)化的測控系統(tǒng)提供了開發(fā)和運行平臺,二者可以統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的平臺層。 中間層:也可叫做軟件層,是整個局域網(wǎng)測控系統(tǒng)的核心層。主要提供數(shù)據(jù)處理接口、制定網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)共享等。本論文主要在中間層即系統(tǒng)軟件展開研究。 應(yīng)用服務(wù)層:為工程人員提供用戶接口,即人機交互界面。比如設(shè)備參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置,采集數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)顯示等。2.4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議2.4.2.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在計算機網(wǎng)絡(luò)中要做到正確的數(shù)據(jù)傳輸,就必須遵守一些事先?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于TCP的集散式環(huán)境參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 白婷,趙建偉,黃定衛(wèi),李楠,張瑩. 計算機測量與控制. 2010(06)
[2]電信級以太網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 李煜. 通信世界. 2009(02)
[3]大型通信臺站信息系統(tǒng)軟件測試問題的探討[J]. 樂鑫喜. 艦船科學(xué)技術(shù). 2008(S1)
[4]可靠性工程師資格考試輔導(dǎo)教材之五——軟件測試設(shè)計方法與策略[J]. 周新蕾,林佳,楊潔. 質(zhì)量與可靠性. 2008(03)
[5]以太網(wǎng)分布式測試系統(tǒng)中實時傳輸技術(shù)研究[J]. 陳衛(wèi),翟正軍,王季. 計算機測量與控制. 2008(02)
[6]以太網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集同步和實時傳輸研究[J]. 游雪峰,文玉梅,李平. 儀器儀表學(xué)報. 2006(04)
[7]分布式測控系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)研究[J]. 易勇,高唯一,吳波,古天祥. 儀器儀表學(xué)報. 2005(S1)
[8]分布式測控系統(tǒng)概念剖析[J]. 易勇,趙衛(wèi)東,吳波,古天祥. 儀器儀表學(xué)報. 2005(S1)
[9]艦船綜合平臺管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信與集成技術(shù)研究[J]. 吳向軍. 艦船電子工程. 2005(05)
[10]網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)分析與展望[J]. 羅杰,段建民,陳建新. 微計算機信息. 2005(12)
博士論文
[1]網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)容錯控制研究[D]. 霍志紅.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]遠程智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究[D]. 王虓.北方工業(yè)大學(xué) 2010
[2]基于網(wǎng)絡(luò)的分布式測控系統(tǒng)研究[D]. 侯強.西北工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3208668
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
局域網(wǎng)測控系統(tǒng)
14圖2-2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)的關(guān)系圖(5)跨平臺性基于網(wǎng)絡(luò)的測控系統(tǒng)往往需要實現(xiàn)平臺無關(guān)性。網(wǎng)絡(luò)化的測控特性決定了測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),軟硬件接口標準化,兼容性強,達到系統(tǒng)的設(shè)計不依賴特定的設(shè)備供應(yīng)商、計算機軟硬件技術(shù)。比如很多測控系統(tǒng)的開發(fā)都采用標準的工業(yè)設(shè)計標準接口,如通過對一些設(shè)備所通用的與總線進行通信的高級應(yīng)用編程接口如VISA 開發(fā)出一些設(shè)備通用的上層驅(qū)動從而實現(xiàn)跨平臺性。2.4 基于局域網(wǎng)的測控系統(tǒng)實現(xiàn)方式 根據(jù)上一章節(jié)的分析,基于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備控制等功能。網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)采用計算機網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸通道,最重要的功能是實現(xiàn)控制命令和反饋信息的傳送,所以系統(tǒng)需要完成的核心任務(wù)便是開發(fā)出能實現(xiàn)命令轉(zhuǎn)發(fā)與回信接收的網(wǎng)絡(luò)測控程序。首先我們需要了解網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與通信網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。
統(tǒng)的實際應(yīng)用,結(jié)合測控系統(tǒng)的一般硬件構(gòu)成,本節(jié)給出局域網(wǎng)測控系統(tǒng)的總體體系結(jié)構(gòu)圖,包括軟件和硬件部分,如圖 2-3 所示。圖2-3 局域網(wǎng)測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)參考模型 硬件層:硬件層包括計算機硬件、被控設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通信硬件,處于此參考模型的最底層,為上一層提供最基本的硬件保障。 操作系統(tǒng):提供系統(tǒng)的編程接口、方便進程之間的通信和協(xié)調(diào)。主要的操作系統(tǒng)有 Windows、Linux、Power PC、VxWorks 等等。為上一層提供開發(fā)環(huán)境和工作環(huán)境。 由于硬件層和操作系統(tǒng)為整個網(wǎng)絡(luò)化的測控系統(tǒng)提供了開發(fā)和運行平臺,二者可以統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的平臺層。 中間層:也可叫做軟件層,是整個局域網(wǎng)測控系統(tǒng)的核心層。主要提供數(shù)據(jù)處理接口、制定網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)共享等。本論文主要在中間層即系統(tǒng)軟件展開研究。 應(yīng)用服務(wù)層:為工程人員提供用戶接口,即人機交互界面。比如設(shè)備參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置,采集數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)顯示等。2.4.2 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議2.4.2.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在計算機網(wǎng)絡(luò)中要做到正確的數(shù)據(jù)傳輸,就必須遵守一些事先?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于TCP的集散式環(huán)境參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 白婷,趙建偉,黃定衛(wèi),李楠,張瑩. 計算機測量與控制. 2010(06)
[2]電信級以太網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 李煜. 通信世界. 2009(02)
[3]大型通信臺站信息系統(tǒng)軟件測試問題的探討[J]. 樂鑫喜. 艦船科學(xué)技術(shù). 2008(S1)
[4]可靠性工程師資格考試輔導(dǎo)教材之五——軟件測試設(shè)計方法與策略[J]. 周新蕾,林佳,楊潔. 質(zhì)量與可靠性. 2008(03)
[5]以太網(wǎng)分布式測試系統(tǒng)中實時傳輸技術(shù)研究[J]. 陳衛(wèi),翟正軍,王季. 計算機測量與控制. 2008(02)
[6]以太網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集同步和實時傳輸研究[J]. 游雪峰,文玉梅,李平. 儀器儀表學(xué)報. 2006(04)
[7]分布式測控系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)研究[J]. 易勇,高唯一,吳波,古天祥. 儀器儀表學(xué)報. 2005(S1)
[8]分布式測控系統(tǒng)概念剖析[J]. 易勇,趙衛(wèi)東,吳波,古天祥. 儀器儀表學(xué)報. 2005(S1)
[9]艦船綜合平臺管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信與集成技術(shù)研究[J]. 吳向軍. 艦船電子工程. 2005(05)
[10]網(wǎng)絡(luò)化智能測控技術(shù)分析與展望[J]. 羅杰,段建民,陳建新. 微計算機信息. 2005(12)
博士論文
[1]網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)容錯控制研究[D]. 霍志紅.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]遠程智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究[D]. 王虓.北方工業(yè)大學(xué) 2010
[2]基于網(wǎng)絡(luò)的分布式測控系統(tǒng)研究[D]. 侯強.西北工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3208668
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