基于分布式中间件的传感器网络软件体系结构研究

传感器网络的特点决定了其软件开发具有特殊的需求,需要新的程序设计方法和技术.本文研究的目的在于提出一种开发框架,从根本上简化传感器网络的应用软件开发.本文提出了一种基于中间件的传感器网络软件体系结构,该体系结构包括节点软件体系结构和整个网络软件体系结构两个部分.中间件支持节点间协作数据处理、网络自组织、路由和能量优化等机制.采用该体系结构,可以实现基于中间件的灵活、可扩展的传感器网络程序设计方法.     

基于互联网的嵌入式远程监控系统的研究

随着计算机技术、通信技术与网络技术的发展,工业生产对控制系统的网络化、开放性提出了越来越高的要求,产生了网络化控制系统这类全新的控制系统。通过网络化控制系统可以很方便的实现控制器与现场传感器、执行器的通信,此外通过工业以太网能够实现生产过程的远程监控。本文提出了一种基于Internet的嵌入式远程监控系统的体系结构,以中药滴丸生产线为对象进行了系统设计,介绍了监控系统的关键单元技术。     

分层递阶控制系统体系结构的Hopfield网络模型

在分析了分散控制、分布式控制和分层递阶控制系统体系结构的基础上，提出了分层递阶控制系统体系结构的Hopfield网络模型，指出这一模型可以用常规的DCS系统和现场总线控制系统来实现，并能实现其混合形式。通过比较发现这两种控制系统各有优缺点，DCS适用于大型递阶控制系统，而FCS适用于小型递阶控制系统，当FCS用于大型递阶控制系统时，必须采用物理上的递阶结构形式。     

符合SCORM规范的网络教材编辑工具的设计与实现

在对现有网络教材存在问题分析的基础上,通过对SCORM规范体系结构的研究提出了一个符合SCORM规范的网络教材编辑工具的实现方法。并利用Test Suite 1．3版工具进行了标准测试,结果表明：利用本工具开发的教材包能够在RTE1．3环境中进行浏览及学习。     

一种基于J2EE的火车订票系统的设计

火车网上订票系统是通过网络查询信息,进行火车票的预订、购买、支付的电子商务系统。订票在购票交易过程中扮演着十分重要的角色。系统深入探讨了J2EE应用系统开发过程及其相关技术,提出了订票系统解决方案,在此基础上重点解决了系统体系结构、订票篮设计及系统安全三个关键问题。     

一种传感器网络应用的面向服务体系结构*

为了解决传感器网络和Internet之间的互联以及应用问题,提出了面向服务的体系结构。该体系结构将传感器网络应用的接口和交互作为一种网页服务进行封装。这样用户可以通过HTTP来查找、定位和唤醒这些服务。将传感器网络按功能分为核心服务集合和辅助服务集合。通过应用层的接口来调用传感器网络的功能,为应用开发者提供一个统一的标准,不需要考虑底层的实现,加强了应用开发的通用性和开发速度。描述了该体系结构的实验环境,并与典型应用场景相结合,融合核心服务和辅助服务。研究显示,该体系结构可以促进传感器网络应用的快速发展,有着广阔的发展前景。     

SIMATIC TDC在酸洗冷连轧系统中的应用

为了提高酸洗冷连轧控制系统的处理能力,提出了以逻辑控制单元为基础的模块化程序设计的新概念,并将其作为构建控制系统的基本框架。在阐述了核心控制器(SIMATICTDC)的硬件特性与网络构成的基础上,提出了基于西门子STEP7系统软件的体系结构,并采用CFC语言进行了程序设计。通过对鞍钢天铁冷轧线的控制系统实例分析,验证了模块化程序设计思想、SIMAT-ICTDC、STEP7软件在实现提高酸洗冷连轧控制系统处理能力方面的有效性。     

基于网络的试题库管理系统的设计

网络化的试题库管理是教育信息化发展的必然趋势,本文对网络试题库管理系统的基本功能、体系结构、开发环境及相关技术进行了分析,提出了一个基于网络的试题库管理系统的设计方案.     

网络隔离体系结构研究*

阐述了物理隔离与网络隔离的概念、内涵,对网络隔离技术进行了分类,阐述了实际正在开发的一种网络隔离体系结构,提出了网络隔离技术的参考模型。     

卫星网络控制系统体系结构研究

随着卫星网络规模的不断扩大,其组网模式的复杂性使得网络管理员的工作任务变得更加艰巨.因此如何设计一个合理而有效的体系结构是卫星网络控制系统的一个关键问题.针对卫星网络的动态拓扑、高速运动、智能化等特点,提出了一种基于动态分布式分层分域的卫星控制系统的体系结构DDLZSNCSS,并对卫星网络控制系统的体系结构D13LZSNCss的功能进行了分析.通过引入层和域,可以有效提高星地一体化的卫星网络控制系统中各个通信元素的整体性与协作能力.     

网络控制系统的性能优化研究

网络控制系统(NCS)是基于网络的分布式控制系统。文章结合网络调度和系统控制,以网络的可调度性和系统稳定性为约束条件,给出了NCS的性能优化模型,并利用基于Matlab/Simulink的实时控制系统仿真软件包True Time对其进行了仿真。仿真结果表明:该方法既提高了控制系统的性能,又优化了网络调度性能,提高了网络资源的利用率。     

具有通信约束的网络化控制系统容错控制研究

Implementing a control system over a communication network induces inevitable time delays that may degrade performance and even cause instability. One of the most effective ways to reduce the negative effect of delays on the performance of networked control system (NCS) is to reduce network traffic. In this paper, adjustable deadbands are explored as a solution to reduce network traffic in NCS. A method of fault-tolerant control of networked control system is presented, which takes into account system response as well as network traffic. The integrity design for a kind of NCS with sensor failures and actuator failures is analyzed based on robust fault-tolerant control theory and information scheduling. After detailed theoretical analysis, the paper also provides the simulation results, which further validate the proposed scheme.     

网络控制系统的网络安全研究

基于网络控制系统(networkedcontrolsystem,NCS)的基本概念,分析了NCS网络安全体系结构和动态需求,讨论了确保NCS网络安全的各种安全机制,提出了自律分散NCS安全体系策略,指出了如何设计具有自律可控性和自律可协调性的NCS安全体系的思想方法,并给出了相应的模型结构。     

网络控制系统的信息安全研究

基于网络控制系统(networkedcontrolsystem,NCS)的网络空间特性,分析了NCS信息安全的体系结构,讨论了针对NCS的各种安全策略,提出了自律分散NCS安全体系,设计具有自律可控性和自律可协调性的NCS安全体系的新方法,给出了NCS的信息安全评价标准,指出了NCS的网络信息安全应进一步研究的若干问题。     

Self-organization of reconfigurable protocol stack for networked control systems

In networked control systems (NCS), the control performance depends on not only the control algorithm but also the communication protocol stack. The performance degradation introduced by the heterogeneous and dynamic communication environment has intensified the need for the reconfigurable protocol stack. In this paper, a novel architecture for the reconfigurable protocol stack is proposed, which is a unified specification of the protocol components and service interfaces supporting both static and dynamic reconfiguration for existing industrial communication standards. Within the architecture, a triple-level self-organization structure is designed to manage the dynamic reconfiguration procedure based on information exchanges inside and outside the protocol stack. Especially, the protocol stack can be self-adaptive to various environment and system requirements through the reconfiguration of working mode, routing and scheduling table. Finally, the study on the protocol of dynamic address management is conducted for the system of controller area network (CAN). The results show the efficiency of our self-organizing architecture for the implementation of a reconfigurable protocol stack.     

基于网络模型的综合多速率采样预测控制器

针对网络控制系统(NCS)中存在的网络延迟和数据丢包问题以及网络控制系统的多采样率特性,将预测控制器和网络延迟补偿器相结合,提出一种基于网络模型的综合多速率采样预测控制器.预测控制器利用多步预测、滚动优化、反馈校正控制策略补偿了传感器-控制器传输延迟,网络延迟补偿器补偿了控制器-执行器传输时延和一些未知网络延迟.仿真试验表明,该算法对网络延迟和数据丢包具有一定的补偿作用,提高了网络资源利用率并且保证闭环网络控制系统渐近稳定.     

基于网络控制系统的水下自主航行器制导系统结构

在现代控制系统中,网络控制系统可以用最小成本实现柔性系统,该柔性系统可以完成包括功能可重新配置的许多任务;网络控制系统采用公用的总线结构,使得系统具有更加有效的灵活功能、更好的资源共享、降低系统的维护成本,网络控制系统的最大问题是由于网络而产生的时延和数据包的丢失;研究了基于网络控制原理的水下自主航行器制导系统,详细分析了水下自主航行器网络控制系统的稳定性问题和基于时间触发的TTCAN高层协议;论文旨在通过对水下自主航行器网络控制系统结构的研究,指出其结构的意义和进一步的研究领域.     

基于Matlab环境的网络控制系统仿真平台

网络控制系统NCS(NetworkedControlSystem)是一种分布式实时控制系统,网络控制系统的设计与研究涉及系统控制与网络调度两个方面,目前集成的控制与调度仿真工具很少。该文对网络控制系统的仿真平台进行了分析,给出了Matlab构建的网络控制系统框架,分析了网络控制系统仿真模型,介绍了一种基于Matlab的网络控制系统的理想仿真工具TrueTime。     

网络化控制系统的研究综述

通过实时数据通信网络形成闭环回路的控制系统称为网络化控制系统。文章系统地阐述了网络化控制系统的产生、发展及典型系统。通过当前的研究现状分析了网络化控制系统的结构及特性,特别是延迟特性。从不同的应用角度着重讨论了网络化控制系统的控制方法。最后指出了进一步的研究问题。     

ADAPTIVE DYNAMIC MATRIX CONTROL FOR NETWORK‐BASED CONTROL SYSTEMS WITH RANDOM DELAYS

Random transfer delays in network‐based control systems (NCSs) degrade the control performance and can even destabilize the control system. To address this problem, the adaptive dynamic matrix control (DMC) algorithm is proposed. The control algorithm is derived by applying the philosophy behind DMC to a discrete time‐delay model. A method to estimate the network‐induced delays is also presented to facilitate implementation of the control algorithm. Finally, an NCS platform based on the TrueTime simulator is constructed. With it, the adaptive DMC algorithm is compared with the conventional DMC algorithm under different network conditions. Simulation results show that the proposed adaptive DMC algorithm can respond to various network conditions adaptively and achieve better control performance for NCSs with random transfer delays.