粒子群算法在优化PROFIBUS总线中的应用

针对PROFIBUS在煤矿井下应用中存在的问题,分析了PROFIBUS现场总线协议结构,建立了PROFIBUS总线基于随机动态产生高优先级信息的发送时延模型,采用改进的粒子群算法优化目标令牌循环时间的选取．降低了通信网络高优先级信息的发送延迟,使其符合PROFIBUS网络实时性的要求。     

粒子群算法在煤矿网络优化中的研究

针对PROFIBUS在煤矿井下应用中存在的问题,分析了PROFIBUS现场总线协议结构,构建了PROFIBUS协议下基高优先级信息的发送时延模型,并用粒子群算法来优化目标令牌循环时间的选取,以降低高优先级信息的发送延迟时间,使其符合PROFIBUS网络实时性的要求。     

综合业务网中IEEE802.4优先级控制准公平性探讨

令牌总线介质访问协议提供了选择优先级的机制,优先级机制的功能是把网络信道首先分配给优先级较高的信息帧,而当高优先级帧足够发送时,才发送优先级较低的帧。通常信息帧优先级分为4个级别。考虑到综合业务高负载的特点,需要对IEEE802.4优先级协议进行改进。其出发点是既要尽可能保证高优先级信息的发送,又防止出现低优先级信息(特别是优先级最低信息)长时间得不到发送的局面。该文提出的策略,比较合理地解决了这一问题。其实质是在合理范围内牺牲高优先级业务的服务质量,适当换来部分提高低优先级业务的服务质量。模拟实验验证,该文改进的IEEE802.4协议是适合于综合业务数字网优先级控制的。     

基于模糊控制的实时任务调度策略研究

研究了工业控制网络的实时应用特性，建立周期信息和非周期信息发送优先级的模糊控制模型，并提出了一种新的实时信息调度方法。分析了信息调度的实时性和总线的利用效率，并与典型的现场总线实时能力作了比较，分析说明了基于模糊控制的实时任务调度策略(FCSS)较好地解决了周期信息和非周期信息的实时发送问题，可以有效解决控制网络实时信息的传输和总线资源利用率之间的矛盾。     

基于CAN总线的矿用新能源电机车通信网络设计

针对矿用新能源电机车控制信息高实时性的要求,设计了基于CAN 2.0B和DeviceNet协议的电机车通信控制网络。给出了包括并联均流通信网络、充放电通信网络、数据采集通信网络的总线网络拓扑结构。以STM32F1系列ARM芯片为核心,结合优先级分层接收方法和分时发送策略对通信网络节点进行软硬件设计,通过理论计算和试验进行网络平均负载率对比分析,验证了CAN总线通信网络稳定裕量大,满足电机车通信可靠性要求。     

引入以太网技术是现场总线技术发展的一个必然趋势

工业控制领域需要一种高速廉价的网络。在过去几年，以太网标准有了许多进步，特别是确定性、速度和信息优先级等方面。交换技术的快速发展大大消除了以太网应用于控制领域的障碍。目前许多组织和公司致力于将以太网与现场总路线实现无缝连接，发展的趋势是以太网越来越向底层延伸。还介绍了现场总线基金会的HSE和PROFIBUS联合会的PROFIBUS以太网发展计划。     

基于轮询方式综合业务总线LAN的优先级控制

为了保证话音、视频、数据等综合业务在计算机网络通信中的服务质量QOS,需要解决优先级控制问题。为此,在保证高优先级帧尽可能优先发送,同时适当兼顾低优先级,特别是最低优先级帧发送的前提下,首次提出了“改进型轮询方式”,从而扩展了轮询介质访问方式在综合业务总线LAN中的应用。模拟实验表明,改进后的协议提高了综合业务总线LAN的QOS。     

综合业务网中FDDI协议优先级控制准公平性探讨

对FDDI优先级协议进行了改进,既尽可能保证高优先级信息的发送,又防止出现低优先级信息（特别是优先级最低信息）长时间得不到发送的局面。模拟实验验证,改进的FDDI协议能够满足综合业务数字网优先级准公平性要求。     

工业控制中现代通讯技术的应用

本文介绍了带钢热镀锌机组控制系统的构成,及控制系统各组成部分的特点。通过工业以太网及PROFIBUS现场总线构成的通讯网络来完成各种数据的接收和发送,实现对生产线机组各设备的控制。     

CAN总线通信过程的Stateflow建模与仿真

控制器局域网（CAN）是一种广泛应用于实时通信系统中的现场总线,其建模和仿真是对CAN总线通信性能进行综合评估和优化设计的必要手段。针对CAN总线通信性能指标优化设计问题,文章采用Simulink／Stateflow仿真工具对CAN通信过程的建模方法进行了深入研究,给出了仿真模型并对仿真实例进行了研究分析,得到了信息到达时间间隔,通道忙闲率,高优先级发送引起的受阻率等网络特性对总线通信性能吞吐量和平均端到端延时的影响,从而有效地分析了CAN总线的实时通信性能,提出了优化通信性能指标设计时重要参数的选取方法。     

一种支持业务优先级的卫星网络信道动态接入策略

针对远程作战飞机接入卫星信道的业务具有优先级且高优先级业务存在突发性影响信道利用率与吞吐量的问题,提出了一种支持业务优先级的卫星网络信道动态接入策略。该接入策略通过引入认知无线电技术构建频谱池以共享信道,设置高优先级业务透明接入信道的同时通过预留信道保证低优先级业务成功接入信道,未接入信道的业务采用排队模型等待接入。仿真结果表明,该策略能够高效地保证高优先级业务接入信道的成功率,有效降低接入时延;同时较好地减小高优先级业务的突发性对低优先级业务接入的影响,有效地提升了卫星信道的综合利用率,降低了低优先级业务的接入时延,保证了低优先级业务接入卫星网络的吞吐效率。     

802．11 WLAN区分服务机制及其性能分析

针对无线Ad Hoc网络不能区分数据流优先级的问题,提出一种基于802.11DCF退避算法的改进机制,该机制通过减少高优先级数据流的MAC层重传次数,使发送高优先级数据流（如实时数据流）的节点更容易连接信道,高优先级数据流占有更多带宽资源,从而减少传输时延。分析结果表明,该算法能有效提高高优先级数据流的传输性能。     

WiMAX Mesh网络中一种分布式时隙分配算法

提出了一种基于资源预留的WiMAX Mesh网络支持QoS的微时隙动态分配算法。通过区分数据流优先级的方式将业务分为高优先级业务和低优先级业务两类,对高优先级的业务在每帧中预留一定的微时隙作为分配高优先级业务的时隙,预留时隙大小可以根据网络时隙使用状态动态地进行调整。仿真表明该算法在满足高优先级业务QoS的同时兼顾业务的请求失败率与时隙的利用率,降低了分组的平均时延。     

面向现场级工业无线网络混合流量分级调度的时隙分配策略

工业无线传感网络在关键位置监测和控制系统中发挥着越来越重要的作用. 然而复杂工业现场混合关键流量共存, 无法满足关键数据传输低时延和高可靠性要求, 突发流量会导致网络时延大幅抖动甚至网络拥塞, 给工业生产造成严重的后果. 针对上述情况, 本文提出了流量分区超帧架构, 考虑到设计复杂度和应用场景需求设计了R-MAC(时隙预留接入协议)和C-MAC(时隙争用接入协议). 上述两种协议以帧抢占的方式保障突发流量的实时接入, 采用了不同的重传机制提升周期性高优先级数据传输的可靠性. 最后本文对两种协议进行了评估, 与实时工业无线传感网络WirelessHART相比, 限定了突发流量的最差接入时延上界, 实现了多优先级流量服务差异化, 提升了高优先级流量的平均成功接入率.     

Priority shaping of source traffic in ATM B-ISDN

A source traffic shaper based on prediction of the behaviour of the ATM B-ISDN access policer is discussed. Using this approach, it is possible, within a policed virtual circuit, to reduce both loss and delay of the high-priority cells at the expense of delay of the low-priority cells. The priority-based traffic shaping is beneficial for sources generating cell streams with differing service requirements, e.g. multimedia sources.     

PROFIBUS通信性能测试与参数设置分析

PROFIBUS现场总线协议的实时性是评价其性能的关键因素,因此,如何研究和计算实时性能参数显得尤为重要. 针对这一问题,在对PROFIBUS总线存取协议深入分析的基础上,设计了基于PROFIBUS-DP通信性能测试平台. 通过测试平台分析和计算了包信息率、传输效率、网络平均利用率、网络吞吐量、传输延迟和令牌循环时间等实时性能参数,并给出了总线循环时间与主站个数及报文数量之间的关系之间的关系,从而定性定量分析了PROFIBUS-DP现场总线的实时性能.     

Backbone networks using rotation counters

We use simulations to evaluate the performance of an RCP ring network for network interconnection. The RCP (Rotation Counter Protocol) is a token ring protocol that has in its token a special field for counting down of the number of packets transmitted in one cycle. By correlating the queuing performance of each station through the counter, the delay of the high-priority data can be made almost independent and the delay jitters made small, Thus, RCP can be utilized in real-time control environment or integrated services environment. The performance of the backbone networks is investigated, using voice and data integration; the performance measures are mean voice delay, delay jitters, and mean data delay. Various buffering schemes for voice packets are compared. The effect of asymmetric data load is examined, and RCP is found to be capable of minimizing the loading effect of one station to the other     

无线Mesh网中具有QoS保障的MAC算法

(中南民族大学电子信息工程学院,武汉 430074)