面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的跨網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法的研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時間:2022-01-11 22:30
在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中,設(shè)備之間通常具有較強(qiáng)的時序約束關(guān)系,全網(wǎng)需要維護(hù)一致的時間。同時,網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、能量管理、確定性調(diào)度時也需要精準(zhǔn)的時間服務(wù)作為支撐。因此,時鐘同步對于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。物聯(lián)網(wǎng)由于其全面感知、可靠傳輸和智能處理等特點(diǎn),在工業(yè)自動化、環(huán)境監(jiān)測以及智能城市等領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。其中,以工業(yè)無線技術(shù)為核心的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是其主流發(fā)展方向之一。在實(shí)際應(yīng)用部署中,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將工業(yè)回程網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場無線網(wǎng)絡(luò)相融合。因此,如何有效進(jìn)行工業(yè)回程網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場無線網(wǎng)絡(luò)之間跨網(wǎng)絡(luò)的時鐘同步,成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所面臨的一個有挑戰(zhàn)性的問題。此外,在實(shí)際開發(fā)和應(yīng)用中,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的邊界網(wǎng)關(guān)大多采用模塊化設(shè)計,且未配備硬件同步單元。所以,如何以較低的復(fù)雜度完成跨網(wǎng)絡(luò)同步功能,也成為需要解決的重要問題。針對上述問題,本文提出了基于邊界網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的低復(fù)雜度跨網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法,并以我國自主制訂的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation,面向工業(yè)過程自動化的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò))為例,對該方法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。主要...
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
CY2420通信模塊
試結(jié)果進(jìn)行分析和討論。.1 測試平臺.1.1 測試系統(tǒng)搭建根據(jù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用部署中的構(gòu)建情況,搭建如圖 5.1 所示網(wǎng)試平臺。整個測試系統(tǒng)主要由 MT7620 交換機(jī)和實(shí)驗室自主研制的邊IA-PA 路由、節(jié)點(diǎn)設(shè)備構(gòu)成,對所實(shí)現(xiàn)的跨網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法進(jìn)行測試?yán)üI(yè)回程網(wǎng)絡(luò)和兩個 WIA-PA 現(xiàn)場子網(wǎng)。其中,工業(yè)回程網(wǎng)絡(luò)包括兩兩個邊界網(wǎng)關(guān),每個 WIA-PA 子網(wǎng)由一個邊界網(wǎng)關(guān)、兩個 WIA-PA 路IA-PA 節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。子網(wǎng)間通過邊界網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)經(jīng)以太網(wǎng)鏈路相連通,換機(jī)作為全網(wǎng)時鐘源。測試平臺實(shí)物圖如圖 5.2 所示。時鐘源 交換機(jī)
圖 5.2 跨網(wǎng)絡(luò)時鐘同步測試平臺.2 軟件平臺本文的開發(fā)和測試過程中所涉及的軟件主要包括 OpenWrt 交叉編譯環(huán)on 集成開發(fā)環(huán)境、SecureCRT 超級終端、Wireshark 軟件、sscom 串口調(diào)試 Packet Sniffer 協(xié)議分析軟件,它們主要功能如表 5.1 所示。表 5.1 軟件平臺號 軟件名稱 軟件功能 OpenWrtOpenWrt 是一個嵌入式 Linux 發(fā)行版本。相較于其他嵌入式 操作系統(tǒng),OpenWrt 對于各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組件的支持更為完善,有良好的穩(wěn)定性、兼容性和可擴(kuò)展性,因此在工業(yè)控制、路由智能家居等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。 CLionCLion 是一款針對 C 和 C++語言開發(fā)而設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境。夠同時支持 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng),對 GCC 編譯器、C
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]面向WIA-PA工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的確定性調(diào)度算法[J]. 王恒,陳鵬飛,王平. 電子學(xué)報. 2018(01)
[2]基于IEEE802.15.4e標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全時間同步策略[J]. 楊偉,何杰,萬亞東,王沁,李翀. 計算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(09)
[3]幾種新興智能制造模式研究評述[J]. 周佳軍,姚錫凡,劉敏,張劍銘,陶韜. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2017(03)
[4]應(yīng)用IEEE 1588的配電網(wǎng)終端隊列時延不對稱通信路徑的時鐘同步補(bǔ)償算法[J]. 錢超,徐迅,梅軍,喻潔,鄭建勇,王勇,稽文路,張明. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(12)
[5]一種基于平均場的無線自組織網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法[J]. 陳旿,孫建華,高小杰,李膽膽,左穎,洪亮. 計算機(jī)學(xué)報. 2016(05)
[6]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用概述[J]. 李士寧,羅國佳. 電信網(wǎng)技術(shù). 2014(03)
[7]基于IEEE 1588的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法[J]. 陳旿,孫建華,于振興,侯維葦,洪亮. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2014(03)
[8]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 趙敏華,李莉,呼娜. 計算機(jī)工程. 2014(02)
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 李逸明,李斌,錢明理,王龍辰. 中國醫(yī)療器械雜志. 2013(05)
[10]面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 錢志鴻,王義君. 電子與信息學(xué)報. 2013(01)
本文編號:3583564
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
CY2420通信模塊
試結(jié)果進(jìn)行分析和討論。.1 測試平臺.1.1 測試系統(tǒng)搭建根據(jù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用部署中的構(gòu)建情況,搭建如圖 5.1 所示網(wǎng)試平臺。整個測試系統(tǒng)主要由 MT7620 交換機(jī)和實(shí)驗室自主研制的邊IA-PA 路由、節(jié)點(diǎn)設(shè)備構(gòu)成,對所實(shí)現(xiàn)的跨網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法進(jìn)行測試?yán)üI(yè)回程網(wǎng)絡(luò)和兩個 WIA-PA 現(xiàn)場子網(wǎng)。其中,工業(yè)回程網(wǎng)絡(luò)包括兩兩個邊界網(wǎng)關(guān),每個 WIA-PA 子網(wǎng)由一個邊界網(wǎng)關(guān)、兩個 WIA-PA 路IA-PA 節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。子網(wǎng)間通過邊界網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)經(jīng)以太網(wǎng)鏈路相連通,換機(jī)作為全網(wǎng)時鐘源。測試平臺實(shí)物圖如圖 5.2 所示。時鐘源 交換機(jī)
圖 5.2 跨網(wǎng)絡(luò)時鐘同步測試平臺.2 軟件平臺本文的開發(fā)和測試過程中所涉及的軟件主要包括 OpenWrt 交叉編譯環(huán)on 集成開發(fā)環(huán)境、SecureCRT 超級終端、Wireshark 軟件、sscom 串口調(diào)試 Packet Sniffer 協(xié)議分析軟件,它們主要功能如表 5.1 所示。表 5.1 軟件平臺號 軟件名稱 軟件功能 OpenWrtOpenWrt 是一個嵌入式 Linux 發(fā)行版本。相較于其他嵌入式 操作系統(tǒng),OpenWrt 對于各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組件的支持更為完善,有良好的穩(wěn)定性、兼容性和可擴(kuò)展性,因此在工業(yè)控制、路由智能家居等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。 CLionCLion 是一款針對 C 和 C++語言開發(fā)而設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境。夠同時支持 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng),對 GCC 編譯器、C
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]面向WIA-PA工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的確定性調(diào)度算法[J]. 王恒,陳鵬飛,王平. 電子學(xué)報. 2018(01)
[2]基于IEEE802.15.4e標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全時間同步策略[J]. 楊偉,何杰,萬亞東,王沁,李翀. 計算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(09)
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[4]應(yīng)用IEEE 1588的配電網(wǎng)終端隊列時延不對稱通信路徑的時鐘同步補(bǔ)償算法[J]. 錢超,徐迅,梅軍,喻潔,鄭建勇,王勇,稽文路,張明. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(12)
[5]一種基于平均場的無線自組織網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法[J]. 陳旿,孫建華,高小杰,李膽膽,左穎,洪亮. 計算機(jī)學(xué)報. 2016(05)
[6]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用概述[J]. 李士寧,羅國佳. 電信網(wǎng)技術(shù). 2014(03)
[7]基于IEEE 1588的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時鐘同步方法[J]. 陳旿,孫建華,于振興,侯維葦,洪亮. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2014(03)
[8]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 趙敏華,李莉,呼娜. 計算機(jī)工程. 2014(02)
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 李逸明,李斌,錢明理,王龍辰. 中國醫(yī)療器械雜志. 2013(05)
[10]面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 錢志鴻,王義君. 電子與信息學(xué)報. 2013(01)
本文編號:3583564
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