多总线的采煤机齿轮箱试验台监控系统设计

针对采煤机齿轮箱试验台的分布和数据传输的要求,设计了一种多总线的采煤机齿轮箱试验台监控系统,详细介绍了该系统的拓扑结构和通信的实现。基于各种通信协议的特点,该系统采用Modbus,Profibus-DP,TCP/IP总线方式实时采集现场数据并传输到主控制器,实现了数据的远程监控;基于组态软件WinCC开发出系统的通信状态监测界面,实现了通信状态的实时在线监测,方便工作人员及时了解整个系统的通信状态。     

一种基于Internet的分布式软件生产线框架

提出了一种Internet环境下的分布式软件生产线框架DSPLF(Distributed Software Production Line Frame-work)。该框架详细描述了分布式软件生产线的体系结构,阐述了分布式软件生产线体系结构中各组成模块及其相互关系,在此基础上给出了基于该框架创建、运行分布式软件生产线的方法和详细流程,并实现了一条基于该框架的监控软件生产线。     

基于XML技术的分布式现场总线远程监控系统设计

针对传统的基于OPC技术的现场总线监控系统存在的若干问题和现场总线远程监控的要求，在微软的Windows分布式Internet结构开发模型基础上，结合XML和SOAP分布式组件模式技术，提出了一种新的分布式现场总线远程监控系统框架体系结构．这个体系结构解决了传统监控系统所存在的问题，使现场总线远程监控成为可能，并使系统具有良好的扩展性．     

状态监控软件通用框架设计及应用

考虑到状态监控软件在任何工业系统中都是不可或缺的重要组成部分,设计了一套状态监控软件的通用框架.状态监控任务的特点包括监控协议不确定且经常发生变化,监控界面的组织经常要根据用户的要求反复修改,状态监控软件本身的测试环境复杂多样以致测试困难.详细讨论了该框架的设计如何适应状态监控任务的特点.随后给出了在精简版.NET之上对该通用框架设计的实现过程,然后利用这套实现的框架开发了磁浮列车状态监控软件这个具体的监控软件,并为其建立了一套可模拟被监控系统行为的测试环境,以测试状态监控软件的有效性和正确性.     

矿灯智能充电监测管理系统设计

针对目前矿灯充电监测管理系统存在扩展性不强、通信方式单一、故障点难以定位等问题,设计了一种矿灯智能充电监测管理系统。该系统充电单元实时采集矿灯状态,控制单元通过RS485总线接收矿灯状态信息并通过CAN总线发送至CAN转以太网模块,然后通过以太网上传至服务器,监控软件根据服务器上传的数据显示矿灯状态,同时可下发矿工信息至充电单元。测试结果表明,该系统可准确地采集矿灯状态,实现对矿灯的实时监控和矿工的信息管理。     

基于现场总线的工业设备网络控制系统

介绍了基于现场总线技术的工业设备网络控制系统的体系结构。采用现场总线技术构造数字通信系统 ,实现对现场设备的实时监控和统一管理。设计了基于CAN总线的智能控制器 ,并重点阐述了该控制器设计中所涉及的数据采集、网络接口、抗干扰等关键技术。实践表明 ,该系统的实施有助于提高企业的生产和管理水平。     

OPC XML-DA在现场总线远程监控系统中的应用研究

针对传统客户/服务器模式的现场总线监控系统中存在的问题,提出了三层架构B/S模式的现场总线远程监控系统,并着重探讨了基于WebService的OPCXML-DA系统的框架模型和体系结构。最后,分析了系统在Internet通信中的信息安全性。     

一种光纤智能结构的监控系统设计

提出并设计了一种基于光纤智能结构的新型健康监控系统。系统的硬件由光源组、光学系统、光电传感器、监控主机及PC机组成;系统的软件分为监控主机软件和监控计算机软件,监控主机的程序完成光电信号的采集与处理,并负责与PC机通信,进行结构状态分析和创建监控记录。在航空飞行器常用复合材料E51典型试件中,以网状交叉方式埋入特殊传感光纤(间隔为3 cm),构成光纤智能结构,对该结构进行健康监控试验研究,并作数据分析和损伤位置判定。结果表明:该监控系统性能稳定且效果明显,对智能结构多种状态的检测具有实时、有效且可靠的优点,为光纤智能结构的状态监控提供了新方法。     

分布式多路传输总线通讯仿真系统

本文论述了基于ＧＪＢ２８９－８７标准的分布式多路传输总线仿真系统的系统体系结构和硬、软件设计思想，并对其中关键的技术给予了详细的说明。该仿真系统为航空电子综合化系统的仿真提供了实时通讯环境和实验数据。     

一种IEEE1394总线监控卡的设计与实现

IEEE1394总线具有带宽高、延迟低、实时性强等特点,广泛应用于航空、航天领域。由于其差分总线上传输数据不透明,且协议复杂给设计开发带来极大困难。文中针对1394总线的原理和特点,分析了1394总线的监控需求,提出一种软硬协同实现的1394b总线监控方案。给出了相关的软件和硬件设计,实现网络中实时传输数据的监视和控制,采用软件对数据进行记录、存储、分析以及图形化显示,方便了数据的观测和结果分析。该设备的应用可为1394总线设备的开发与测试提供有效支持。     

基于模糊重用库的容错软件开发

容错设计是改进软件可靠性的有效途径，然而由于设计多样性的实现很困难且开销大，导致该项技术目前仅应用于一些安全关键系统之中，为此，提出了一种将重用技术引入到容错软件开发过程中的应用框架，框架以模糊重用库为核心，增强的可靠性开发模型为基础，参数化可靠性指标为相异性设计的依据，简化了容错软件的开发过程，在方法和实践上改进了软件系统的可靠性，介绍了重用库结构，增强的可靠性开发方法，基于重用的相异性设计及其容错软件开发的支持。     

基于构件的可信软件系统冗余机制及可靠性分析

在高可信软件的设计和开发中,软件容错是提高系统可信性的一种实现技术之一. 容错性就是指软件在故障出现时保证提供服务的能力,对退化故障进行容错的一种处理方式就是依靠冗余技术. 本文在分析结构冗余及其对可信性的影响的基础上,在基于构件的可信软件系统中提出了对核心构件进行冗余的机制,包括单个构件的双模冗余结构、组合构件的双模冗余结构和构件的三取二冗余及其扩展结构,并给出了其故障检测和判断方法. 同时,在各种冗余结构的基础上对系统可靠性能进行分析.     

MCU平台的嵌入式系统软件设计研究

嵌入式系统的运行需要可靠性和实时性的保证,因此良好的可靠性和实时性是嵌入式系统软件设计的重要标准。同时为了使软件系统的鲁棒性更强,嵌入式系统的设计需要一个非常好的软件架构。这里介绍了一种基于MCU平台的嵌入式系统软件架构方法。在这个方法中,事件驱动机制的引入满足了对软件架构的要求,主程序中不仅采用了优先调度机制,同时也加入了软件抗干扰措施,这些都使系统的实时性和可靠性得到了明显的提高。设计实验比较由该方法得到的软件架构与原始软件架构的实时性,得出由该方法优化后的软件架构确实具有更好的性能。     

基于混合智能优化算法的复杂软件可靠性分配

软件可靠性是系统设计、研究和运行过程中必须考虑的关键因素之一.与目前大多数软件可靠性分配的研究主要局限于简单的串并联模型不同,本文将最优化算法应用于大型复杂软件系统的可靠性分配.针对分布估计算法收敛速度快,全局搜索能力强,但是易于陷入局部最优;而差分进化算法局部搜索能力强,但搜索速度略慢的问题,本文提出一种元启发式算法——基于罚函数的混合分布估计和自适应交叉差分进化的优化算法（PHEDA-SCDE）,该算法收敛速度快,全局搜索能力强且不易陷入局部最优.基于四种特定的体系结构风格——顺序、并发、循环、容错,对复杂软件可靠性进行评估.为不失算法通用性,本文采用三个仿真算例进行实验,分别为单输入单输出系统,单输入多输出系统和多输入多输出系统.实验结果表明,PHEDA-SCDE算法在软件可靠性分配方面与同类算法相比,具有明显的可行性和有效性.     

GO法在软件体系结构可靠性分析中的应用

GO法是一种系统可靠性分析方法,可将GO法应用到软件体系结构的可靠性分析中。根据软件体系结构自身的特点及构件之间的关系,分别建立了软件体系结构六种基本结构的GO模型,并进行了定量GO运算。通过一个实例,说明了应用GO法对软件体系结构的可靠性进行分析的全过程。实践表明:运用定量GO运算能够方便地计算出整个软件体系结构的可靠度,通过定性GO分析还可评估各构件及连接件的重要性,对后期系统的设计与开发具有一定的指导意义。     

基于混沌工程的微服务韧性风险识别和分析

微服务架构近年来已成为互联网应用所采用的主流架构模式.然而相比传统的软件架构，微服务架构更加复杂的部署结构使其面临更多能导致系统发生故障的潜在威胁，且微服务架构系统故障的症状也更加多样化.在可靠性等一些传统的软件度量已不能充分体现微服务架构系统故障应对能力的情况下，微服务的开发者们开始使用“韧性”（Resilience）一词描述微服务架构系统的故障应对能力.为了提高微服务架构系统的韧性，开发者们往往需要针对特定的系统环境扰动因素设计应对机制.如何判断一个系统环境扰动因素是否为影响微服务系统韧性的风险因素，以及如何在系统运行发布之前尽可能多地寻找到这些潜在的韧性风险，都是微服务架构系统开发过程中待研究的问题.在作者在先前研究中提出的微服务韧性度量模型的基础上，结合混沌工程，本文提出了针对微服务架构系统的韧性风险识别和分析方法.韧性风险的识别方法通过不断的向微服务架构系统引入随机系统环境扰动并观察系统服务性能的变化，寻找系统潜在的韧性风险，大幅减少了软件风险识别过程中的人力成本.对于识别到的韧性风险，通过收集执行混沌工程过程中的系统性能监控数据，韧性风险分析方法将利用因果搜索算法构建出各项系统性能指标之间的影响链路，并将可能性较高的链路提供给运维人员作为进一步分析的参考.最后，通过在一个微服务架构系统上实施的案例研究展示了本文提出的韧性风险识别和分析方法的有效性.     

基于结构的软件可靠性建模研究进展

软件体系结构作为提高软件系统质量、支持复杂软件开发和复用的重要手段,已经成为软件工程的一个重要研究领域,软件结构的研究对软件可靠性度量也带来的新的问题。分析和总结近年来基于软件体系结构的可靠性建模方法,并对其今后若干研究方向进行了探讨。     

一种中间件服务容错配置管理方法

提出一种基于运行时刻软件体系结构的容错管理方法,支持开发者和管理员针对不同中间件服务失效定制合适的故障检测和修复机制.首先,运行时刻软件体系结构自动构造构件依赖视图和错误传播①视图,为理解和分析整个系统的可靠性提供全局视图;然后,操作运行时刻软件体系结构配置容错机制;最后利用AOP技术将容错机制插装到中间件中,使其具备指定的容错能力.上述过程在一个可视化工具的辅助下半自动实施,并在J2EE中间件上得到验证.     

软件可靠性度量方法

分析软件故障暴露率与软件测试次数之间的关系,提出在保证可靠性测试结果客观准确的前提下,有效减少验证测试次数的方法。结合软件可靠性和体系结构相关理论,提出基于组件的软件失效率定量计算方法。研究并利用软件可靠性度量方法,提高了软件可靠性测试效率和可靠性评估准确性。     

Software architecture reliability analysis using failure scenarios

With the increasing size and complexity of software in embedded systems, software has now become a primary threat for the reliability. Several mature conventional reliability engineering techniques exist in literature but traditionally these have primarily addressed failures in hardware components and usually assume the availability of a running system. Software architecture analysis methods aim to analyze the quality of software-intensive system early at the software architecture design level and before a system is implemented. We propose a Software Architecture Reliability Analysis Approach (SARAH) that benefits from mature reliability engineering techniques and scenario-based software architecture analysis to provide an early software reliability analysis at the architecture design level. SARAH defines the notion of failure scenario model that is based on the Failure Modes and Effects Analysis method (FMEA) in the reliability engineering domain. The failure scenario model is applied to represent so-called failure scenarios that are utilized to derive fault tree sets (FTS). Fault tree sets are utilized to provide a severity analysis for the overall software architecture and the individual architectural elements. Despite conventional reliability analysis techniques which prioritize failures based on criteria such as safety concerns, in SARAH failure scenarios are prioritized based on severity from the end-user perspective. SARAH results in a failure analysis report that can be utilized to identify architectural tactics for improving the reliability of the software architecture. The approach is illustrated using an industrial case for analyzing reliability of the software architecture of the next release of a Digital TV.