本文關(guān)鍵詞：基于CY2420的WIA-PA協(xié)議棧的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： CY2420 鏈路調(diào)度 信道切換 WIA-PA協(xié)議棧 工業(yè)無線技術(shù)

【摘要】：工業(yè)無線技術(shù)是新興的面向工業(yè)和過程自動化應(yīng)用的短距離無線通信技術(shù),是當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域的一個新的研究熱點(diǎn)。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))標(biāo)準(zhǔn)是我國工業(yè)無線控制領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn),同時是經(jīng)過國際電工委員會批準(zhǔn)的國際標(biāo)準(zhǔn)。WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)針對工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)中的確定性調(diào)度和信道干擾等問題提出了自己的解決方案,但這些解決方案均需要以完整的協(xié)議棧軟件作為支撐。同時,為推動WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和應(yīng)用,重慶郵電大學(xué)聯(lián)合臺灣達(dá)盛電子研制了工業(yè)無線核心芯片CY2420,該芯片對工業(yè)無線通信中的通信調(diào)度和信道跳頻等關(guān)鍵技術(shù)提供了硬件支持,但需要軟件的匹配支持才能發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。因此,有必要對CY2420的技術(shù)特征進(jìn)行挖掘,設(shè)計實(shí)現(xiàn)具有CY2420功能特色的WIA-PA協(xié)議棧。本文的研究目標(biāo)在于設(shè)計實(shí)現(xiàn)基于CY2420芯片的WIA-PA協(xié)議棧,并以此為基礎(chǔ),對協(xié)議棧中的鏈路調(diào)度方法和信道切換方法進(jìn)行研究。本文的主要工作如下:1.針對WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的通信調(diào)度和信道跳頻機(jī)制進(jìn)行分析,并對CY2420在通信調(diào)度和信道跳頻方面的技術(shù)特性進(jìn)行研究。2.對WIA-PA協(xié)議棧進(jìn)行總體設(shè)計和分層實(shí)現(xiàn),重點(diǎn)提出一種基于CY2420的軟硬件聯(lián)合調(diào)度方法,建立了調(diào)度表功能模型和調(diào)度隊列緩存模型,設(shè)計了對應(yīng)的驅(qū)動機(jī)制,并在協(xié)議棧中對該鏈路調(diào)度方法的主要功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。3.對工業(yè)環(huán)境下的信道干擾問題進(jìn)行研究,提出一種適用于WIA-PA設(shè)備的信道切換方法,該方法通過不同范圍的信道狀態(tài)評估機(jī)制對信道質(zhì)量進(jìn)行評估,并根據(jù)評估結(jié)果主動越過存在信道干擾的鏈路,以此實(shí)現(xiàn)對信道干擾的規(guī)避,并在協(xié)議棧中對該方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。4.構(gòu)建測試網(wǎng)絡(luò),對設(shè)計實(shí)現(xiàn)的基于CY2420的WIA-PA協(xié)議棧進(jìn)行測試驗證,并對測試結(jié)果進(jìn)行分析。測試結(jié)果表明,本文設(shè)計實(shí)現(xiàn)的基于CY2420的WIA-PA協(xié)議�？梢杂行诰駽Y2420在通信調(diào)度和信道跳頻方面的功能特性,改善了協(xié)議棧軟件調(diào)度運(yùn)行的可靠性和工業(yè)環(huán)境下WIA-PA設(shè)備的抗干擾能力,提高了工業(yè)環(huán)境下WIA-PA設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性,本文的研究工作對推動WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用具有較高的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：CY2420 鏈路調(diào)度 信道切換 WIA-PA協(xié)議棧 工業(yè)無線技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-12
• 第1章 引言12-18
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 存在的問題15-16
• 1.3 論文主要工作16-17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 第2章 WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)概述與CY2420關(guān)鍵技術(shù)分析18-32
• 2.1 WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)概述18-28
• 2.1.1 WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)框架18-21
• 2.1.2 WIA-PA通信調(diào)度機(jī)制21-26
• 2.1.3 WIA-PA信道跳頻機(jī)制26-28
• 2.2 CY2420關(guān)鍵技術(shù)分析28-31
• 2.2.1 CY2420功能架構(gòu)28-29
• 2.2.2 CY2420通信調(diào)度技術(shù)29-31
• 2.2.3 CY2420信道跳頻技術(shù)31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第3章 WIA-PA協(xié)議棧的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)32-58
• 3.1 WIA-PA協(xié)議�？傮w設(shè)計32-33
• 3.1.1 WIA-PA協(xié)議棧框架設(shè)計32-33
• 3.1.2 基于CY2420的功能設(shè)計33
• 3.2 WIA-PA協(xié)議棧分層實(shí)現(xiàn)33-43
• 3.2.1 應(yīng)用層狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)34-37
• 3.2.2 網(wǎng)絡(luò)層狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)37-40
• 3.2.3 數(shù)據(jù)鏈路層狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)40-43
• 3.3 鏈路調(diào)度方法的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)43-57
• 3.3.1 鏈路調(diào)度方法的需求分析43-44
• 3.3.2 鏈路調(diào)度方法的總體設(shè)計44-45
• 3.3.3 鏈路調(diào)度方法的模型設(shè)計45-49
• 3.3.4 鏈路調(diào)度方法的功能實(shí)現(xiàn)49-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第4章 信道切換方法的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)58-76
• 4.1 信道切換方法的需求分析58-59
• 4.2 信道切換方法的設(shè)計59-71
• 4.2.1 基于鏈路規(guī)避的信道選擇方法的設(shè)計59-61
• 4.2.2 信道狀態(tài)評估方法設(shè)計61-66
• 4.2.3 信道計算方法設(shè)計66-67
• 4.2.4 平滑處理方法設(shè)計67
• 4.2.5 信道信息匯報機(jī)制設(shè)計67-68
• 4.2.6 表屬性與幀格式設(shè)計68-71
• 4.3 信道切換方法的實(shí)現(xiàn)71-75
• 4.3.1 信道切換方法在協(xié)議棧中的實(shí)現(xiàn)框架71-72
• 4.3.2 基于鏈路規(guī)避的信道選擇方法的實(shí)現(xiàn)72-73
• 4.3.3 單點(diǎn)級信道評估方法的實(shí)現(xiàn)73-74
• 4.3.4 子網(wǎng)級信道評估方法的實(shí)現(xiàn)74
• 4.3.5 全網(wǎng)級信道評估方法的實(shí)現(xiàn)74-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 第5章 測試與結(jié)果分析76-100
• 5.1 測試平臺構(gòu)建與軟硬件組成76-78
• 5.1.1 測試平臺構(gòu)建76-77
• 5.1.2 測試平臺的硬件組成77-78
• 5.1.3 測試平臺的軟件組成78
• 5.2 CY2420基礎(chǔ)功能測試驗證78-86
• 5.2.1 CY2420調(diào)度表功能測試78-82
• 5.2.2 CY2420跳信道功能測試82-86
• 5.3 WIA-PA鏈路調(diào)度方法的測試驗證86-92
• 5.3.1 WIA-PA鏈路調(diào)度功能測試86-90
• 5.3.2 WIA-PA鏈路調(diào)度性能測試90-92
• 5.4 WIA-PA信道切換方法的測試驗證92-97
• 5.4.1 WIA-PA信道切換功能測試92-95
• 5.4.2 WIA-PA信道切換性能測試95-97
• 5.5 WIA-PA工業(yè)應(yīng)用測試案例97-99
• 5.6 本章小結(jié)99-100
• 第6章 結(jié)束語100-102
• 6.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)100
• 6.2 后續(xù)研究工作100-102
• 參考文獻(xiàn)102-106
• 致謝106-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果107-108

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：522561