无线HART安全技术的研究与设计

针对无线HART网络协议,对协议的安全技术进行研究与分析,列举无线HART面临的安全威胁及协议中的相关措施,同时指出在安全方面的漏洞。对于安全技术重要的组成部分,设计并实现了一种基于资源有限的嵌入式平台下的安全管理器,采用合适的密钥生成算法,预先生成的机制以及数据交换的操作方式满足了协议规定的实时性要求,占用系统资源较小。     

基于无线短程网络的HART协议概述

首先介绍了无线短程网络的意义和特点,并在着重介绍无线HART的基本网络技术-时间同步Mesh协议TSMP特点的基础上,讲述了无线HART应用以及发展前景。     

一种低开销无线HART路由策略

无线HART协议是一种新兴的适用于工业领域的高可靠性无线传感器协议规范。本文基于无线HART网络特点,提出一种低开销的路由策略,其基本思想是将全网Graph拓扑结构转化为双树拓扑结构,上行路由采用无线HART协议中提出的Graph路由方式,而下行路由采用多路径方式。此策略简化了Graph路由方式,降低网络管理器的Graph拓扑以及节点的路由存储开销,同时降低全网络的路由维护开销。测试表明,此策略在保证网络通信可靠性的基本条件下有效的降低了路由开销。     

基于无线HART通信技术的仪表管理与诊断系统的设计

工业无线技术是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术.文章针对HART智能仪表的广泛使用现状和工业无线需求两方面的考虑,提出了一种基于无线HART通信技术的仪表管理与诊断系统的设计方案.文章首先基于HART通信技术,提出了系统的体系结构,接着论述了无线HART协议和无线HART的四层次模型,并且详细...     

基于无线HART协议的适配器设计

基于无线HART协议的适配器,以MSP430F系列单片机为核心,结合CC2520数据收发模块和信号分离/合成模块,实现了上位机对HART仪表中数字信息的管理.适配器通过微处理器控制数据收/发模块与上位机通信,解析上位机指令,控制信号分离/合成模块实现对HART仪表数字信息的读取和写入.基于无线HART协议的适配器在HA...     

无线事务协议的实现研究

无线事务协议为整个无线应用协议体系结构提供可靠的面向连接的传输服务。文章首先对无线事务协议的协议特性和功能进行分析和研究,并在此基础上给出该协议软件的实现框架。     

基于通信链路质量的无线HART图路由算法实现

图路由是无线HART提出的路由机制,目前对图路由算法的研究较少.提出了一种基于通信链路质量的无线HART图路由算法,引入路径稳定度作为判断链路质量的机制.采用基于路径稳定度的分层算法,保证跳数最少和通信可靠性;依据层间节点的路径稳定度选择层间路由,保证层间路由冗余性和可靠性,实现了无线HART的图路由算法,并应用到无线HART网络管理者中.     

无线传感器网络安全路由协议研究与分析

研究了无线传感器网络路由协议,介绍了3种经典的无线传感网路由协议,并在生存时间、健壮性、可扩展性、能量损耗、抗攻击性等方面对无线传感网路由协议进行了比较,在此基础上,给出了无线传感网路由协议各自的应用范围.     

基于无线HART网络的时钟同步算法研究

无线HART是一种适用于过程自动化领域的TDMA无线通信网络,全网节点的时钟同步是通信安全、可靠、无冲突的前提。本文首先分析了无线HART通信协议以及IEEE STD 802.15.4标准,并在其基础上设计并实现适用于无线HART通信网络的时钟同步算法。     

基于开源处理器的传感器节点SOPC设计

采用软硬件协同设计的方法,基于开源处理器OpenRISC1200设计一种面向无线HART网络应用的传感器节点可编程片上系统(SOPC),实现节点任务处理等基本功能.整个硬件系统首先进行功能仿真,然后使用ISE工具综合、评估了整体性能,最后下载到FPGA中进行软件开发与验证.针对实际应用,移植了实时操作系统RAW-OS和无线HART协议栈,编写相应的程序完成测试,结果表明:所设计的节点片上系统(SOC)功能稳定可靠.     

艾默生智能无线技术在江苏金翔三期油库罐区计量系统中的应用

由艾默生雷达液位计构成的常规罐区计量系统存在信号电缆接线或信号电缆本身出现问题时对储罐失去监视的问题。本文介绍应用艾默生公司智能无线技术解决储罐计量,实现对罐区数据的安全性、可靠性的采集和仪表管理。艾默生智能无线技术具备自组织的Mesh网络特点,装有无线THUM?适配器的雷达液位计可作为路由节点,通讯路径冗余,抗干扰能力强。本文就江苏金翔三期油库工程,探讨无线技术在油库计量应用方案配置及体会。     

基于无线HART的涡街流量计设计

为了扩大涡街流量计的应用范围,设计了一种基于WirelessHART的涡街流量计,重点分析了硬件上的方案设计、WirelessHART模块、涡街信号调理模块和软件上的主函数流程图,最后通过无线HART网关和无线HART网络管理器,测试了无线HART涡街流量计的各项技术功能,测试结果证明该流量计无线HART通信正常可靠。     

基于闭环调整策略的无线HART时间同步方法

时间同步是无线传感器网络的关键技术之一。无线HART是用于复杂工业环境的WSN通信协议.为了解决其时间同步问题,文章提出了一种基于闭环调整策略的时间同步方法 CATS。该方法通过测量同步节点之间的时间偏差,获得同步节点之间时间偏差对象模型参数,建立内部受控对象模型,实现节点间的时间偏差的短周期闭环调整。在CC2430通信模块上的实测表明:该方法具有同步精度高、环境适应性好、计算复杂度低等特点,为复杂工业领域中无线HART的时间同步提出了较优的方案。     

基于虚拟OID计算的WSN网络管理方法

为降低无线传感器网络(WSN)管理过程中代理节点的能量消耗,提出基于本地轮询和虚拟对象标示符(OID)计算的网络管理方法,并实现相应的网络管理操作原语。利用虚拟OID技术降低网络管理过程中的信息传递量,通过本地轮询策略减少网络管理站和代理节点的信息交换量。实验结果表明,该方法可降低代理节点的能量消耗,设计的操作原语符合WSN管理的需求。     

基于Bootstrap采样粒子滤波的WirelessHART时间同步算法﹡

针对无线HART传感器网络时间同步精度较低、能耗过大等问题,提出了一种基于Bootstrap采样的粒子滤波时间同步算法。在未知网络延迟分布的情况下,为了减少观测次数,对发送端和接收端的时间戳观测值进行Bootstrap采样,采用混合粒子滤波算法,获得精确的时钟偏移,从而不仅降低了无线HART传感网络时间同步误差,而且使能耗减小。最后,实验表明,对于无线HART网状分层网络,当观测量达到10以上时,粒子滤波算法获得的时间偏差的均方误差约是最大似然估计算法的50%,而基于Bootstrap采样的粒子滤波算法获得的时间偏差的均方误差约是最大似然估计算法的35%,仿真的结果验证了该方法的可行性和有效性。     

HART现场总线走向WirelessHART现场网络

有线技术与无线技术的融合,促使HART现场总线走向WirelessHART现场网络。全面论述了WirelessHART工业无线传感器网络技术的优点、数据传送技术、时间同步网状网络协议(TSMP)、系统架构、网络系统应用以及WirelessHART无线网络的组网与设计。详细阐述了最近研发的具有WLAN能力的WirelessHART智能网关,它节省了回程电缆,从而大大提高网络的灵活性,并进一步降低成本。WirelessHART是面向过程控制和资产管理可靠的协议。近年来,工业过程自动化用户选用WirelessHART通信协议已超过其他标准。该通信协议是目前采用最多的无线传感器网络国际标准。最后,讨论了工业传感器网络技术的发展趋势。     

霍尼韦尔OneWireless工业无线方案 工业无线系统与DCS控制系统的集成为用户带来更大的价值

本文集中介绍霍尼韦尔公司的工业无线DMZ设计和无线仪表系统的应用经过与过程控制系统Experion DCS的内嵌式集成,带给用户更大的价值。实现了一个无线主干网络架构,覆盖整个装置区域,同时支持多种无线应用,包括无线变送器（采集温度、压力、差压、液位、模拟量、开关量、阀位、腐蚀、振动、HART信号等）、移动操作站、无线巡检、可燃气体监测和即时定位,以及现场Modbus TCP/IP设备的无线转接等。     

无线网状网技术研究

无线网状网是一种新兴的无线局域网技术。通过分析无线局域网的现状,详细讨论了无线网状网的功能特点,同时对比几种厂商的无线网状网解决方案,对无线网状网的组网方式和实现方式进行了探讨。研究工作为无线网状网的设计提供了良好的技术依据。     

非打扰式无线传感器网络测试仪的设计与实现

无线传感器网络的测试工具对于传感器网络的深入研究和应用具有重要意义。提出了一种非打扰式的无线传感器网络测试方法,并介绍了基于该方法的无线传感器网络测试仪的设计思路和详细实现。该测试仪采用可编程逻辑阵列(FPGA)高速采集传感器节点的内部互连信息,并将采集的信息通过额外网络传输到测试服务器进行集中处理,还原节点状态信息和获取整个无线网络的通信情况,避免了对传感器网络节点运行和无线通信的影响。实验测试表明,该测试仪可以很好地获取节点状态,并在数据采集的过程中不干扰节点的正常工作。     

一种无线传感器网络与Internet的集成方案

目前对传感网的研究主要解决如何在满足特定应用要求的网络指标下，尽可能节约能耗从而延长网络生存期。这些研究假设WSN为一个能够感知真实物理环境的孤立网。然而，实际客户通常处在远离WSN的Internet上，需要一种有效的方式使客户能驱动WSN收集数据并将其快速地传输给客户，因此该文基于对现有研究进行分析总结，提出了一种能够面对多种挑战的传感网与IP网集成方案，采用用户代理、应用代理、注册代理、资源管理器架设WSN与Internet之间的桥梁。通过组件描述和查询操作流程分析，说明了该集成方案较已有框架更加灵活、可靠、能量有效，从而使Internet不同种类的应用能够尽可能快速地获得低成本的WSN查询服务。