基于WSAN的道路积水监控系统的设计与实现

强降雨及城市排水系统的老化,使得城市道路低洼处积水严重,对市民人身安全、财产、路基、城市交通产生不容忽视的影响;针对该问题,采用无线传感器/执行器网络(WSAN)技术,设计了道路积水监控系统;该系统分为传感/执行层、网络层和应用层三层;传感/执行层的传感器节点使用超声波传感器采集积水信息,执行器节点使用执行器水泵进行排水;网络层网关及汇聚节点使用ZigBee网络和GPRS网络相结合来实现传感/执行层与应用层之间的数据双向传输;应用层服务器储存采集的道路积水信息,调用百度地图API将实时信息显示在web端,并通过网络层发送指令控制积水区域内的执行器水泵动作,实现闭环控制;该系统能够简洁有效地实现道路积水信息的实时共享,可以实现及时排水,具有实际的应用价值。     

风电场SCADA系统时间同步技术研究

为了实现风电场SCADA系统的时钟同步,提出了基于物理层物理介质无关接口的时钟同步方法.详细分析了分布式网络主从节点间实现时间同步的过程,提出了基于介质无关接口准确获取网络数据帧离开和到达时刻的时间同步方法,通过对各从节点相对主节点的频率偏差修正、往返法测量链路时延以及实时计算交换时延补偿交换时延的不确定性,实现了主节点到从节点的高精度时间同步.试验证明,基于介质无关接口的开环时间传递能够实现25ns的高精度时钟同步.     

基于GPRS的电力监控终端网络接入方案

针对目前无线通信技术在电力监控系统中的应用,研究了一种通过GPRS网络将电力监控终端接入互联网的技术方案.该方案利用GPRS无线模块与GPRS网络间的无线信道作为物理层接口,在此之上通过PPP协议实现数据链路层,最后采用uIP软件协议栈实现精简的TCP/IP协议作为网络层和传输层.在应用层采用了自定义规约.由于协议各层次都是纯软件实现,因此本方案具有成本低廉、配置灵活的特点,并且在现场使用,效果良好.     

基于ISO/OSI体系的网络安全分析

网络信息安全是信息技术发展的基本要求。基于ISO／OSI体系结构,从数据链路层、网络层、应用层等方面提出了保险网络信息安全的对策和有效措施。     

IETF 6TiSCH工业物联网研究综述：标准、关键技术与平台

互联网工程任务组(IETF)正在制定一套基于IPv6的低功耗工业物联网协议栈6TiSCH,其主要应用于复杂的工业过程控制及自动化领域。IETF 6Ti SCH协议栈在网络层上引入IPv6协议,使得海量的物联网节点可以无缝接入互联网;在链路层引入了IEEE802.15.4e TSCH新协议,可以有效降低节点能耗和增强无线通信可靠性。OpenWSN开源项目提供了一套该协议栈完整实现的代码。对IETF 6TiSCH工业物联网的标准、关键技术与平台进行了系统总结。首先对其发展历程及现状进行了详细的介绍;接着分析了CoAP应用层协议、UDP传输层协议、IPv6网络层协议、IEEE802.15.4e链路层协议及其物理层标准协议;随后总结了其高精度时间同步、资源调度与安全等关键技术,并对其实现平台进行了深入剖析;最后对未来研究可能面临的挑战进行了展望。     

面向电力系统实时通信的应用层数据网关模型的设计

本文针对电力系统采用不同应用层协议通信,阻碍信息交换与共享的现状,提出一种面向电力系统实时通信的应用层数据网关模型。该模型成功地实现了信息在不同应用层协议间的传递、将分布在不同调度系统的实时数据及非实时数据通过远程网络统一管理起来。     

基于流水思想的虚拟网络广多播优化策略

对TCP/IP协议中的链路层广播、多播应用以及多处理器环境中基于共享内存的虚拟网络设备的实现进行分析。对比以太网和基于共享内存的虚拟网络条件下实现广播、组播时物理层及数据链路层的不同。分析VxWorks操作系统中基于共享内存的虚拟网络设备驱动程序对广播、组播的实现策略,并根据多龙芯2E处理器并行信号处理板的结构特点提出基于流水思想的优化策略。优化后的网络具有更好的实时性、节点负载均衡性和更高的传输效率。     

基于多网融合的智能实验室系统设计

针对智慧校园建设需求以及当前实验室人工管理滞后的现状,设计一款基于ZigBee网络和NB-IoT网络融合应用的智能实验室系统。分别从传感层、网络层、应用层阐述系统功能结构,分析设计终端节点的硬件接口、通信方式以及软件程序,实现了实验室环境、安防、电力数据实时监测以及设备智能控制功能。测试结果表明,该系统具有较好的稳定性,能提高实验室的教学管理功能。     

异构无线网络中基于效用的呼叫接纳控制及流量均衡策略

目前国内外对于异构无线网络中联合呼叫接纳控制和流量均衡策略的研究大多停留在网络层以上,即认为不同的网络具有不同的覆盖面积和网络容量,而没有考虑不同网络在物理层和链路层的具体特性.本文在对UMTS和WLAN底层特性分析的前提下,结合应用层为用户设定的效用函数,利用跨层信息提出了一种新的联合呼叫接纳控制及流量均衡策略.仿真结果表明该策略可以使异构无线网络中所有呼叫的效用总和最大.     

LAN网间互连产品市场展望

LAN网间互连产品用于实现LAN之间的互连。这些产品分为两大类:桥接器和路由器。桥接器用于实现同型网络如Ethernet网与另一Ethernet网的互连,其功能只涉及OSI模型中的物理层和数据链路层。路由器的能力超过桥接器,其功能涉及物理层、数据链路层和网络层,因而能够利用广泛的网络协议事实现异型网络之间的互连。     

合成孔径雷达成像处理器数据传输与互连技术

数据传输与互连技术是合成孔径雷达(SynthesisApertureRadar,简写为SAR)实时成像处理系统设计的关键技术之一。本文将当前的数据传输与互连技术分成基于网络、总线、交叉开关和专用技术等4类,分析了性能,并讨论了未来互连技术的发展方向。在此基础上,结合SAR信号处理的需求,提出了基于数据帧结构的通用串行分组交换数据传输技术,设计了物理层和链路层,并采用现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,简写为FPGA)完成了该技术的实现和测试。针对不同的SAR系统拓扑结构,分析了数据传输性能指标,结果表明,该技术能够完成SAR系统的高速数据传输和模块之间互连。     

基于CAN总线实时令牌网的设计

基于CAN总线物理层和数据链路层设计了一个实时令牌传输网络.该网络具有令牌网传输实时性的优点,克服了以太网延时的不确定性.同时又利用CAN总线的仲裁特性,实现了网络的初始化和重构算法.经实际测试证明,本设计能够可靠地实现站点之间的数据传输,实现了网络传输的目标.     

基于IXA的MPLS实现策略

MPLS（Multi-Protocol Label Switch）是一个简化了网络中数据转发的复杂度工业标准,实现了交换技术的转发特性且保留了网络层路由的灵活性与扩展性。MPLS并不是链路层和网络层的合并,而是在网络层和链路层之间定义了一个封装,但是MPLS的实现却是一个问题;IXA是为适应现代高速网络的产物。解决了如何将任务繁重的网络转发功能从通用CPU中解放出来,利用专有的网络处理器来提高转发性能。在IXA上实现MPLS是迎合现代网络发展趋势的一种思路。     

物联网概述第3篇：物联网、物联网系统与物联网事件

物联网、物联网系统与物联网事件是物联网相关的三个概念层次。物联网应用体现在物联网系统中。物联网系统有三个层次,即应用层、网络层、物理层。应用层反映物联网系统的功能、服务要求;网络层是物联网系统实现的网络基础;物理层则是与物理对象连接、交互的底层环境。物联网系统的基本特点是“三化两性”,即无人化、自动化、智慧化、实时性与...     

面向煤矿井下的多协议融合网关设计

针对现有煤矿安全监测系统中信息传输可靠性差、异构数据融合度低的问题,设计了一款面向煤矿井下的多协议融合网关。该网关可同时接入不同协议类型的传感器,将多源数据以以太网协议数据的形式传输到远程服务器进行信息融合。在该网关中,物理层通过不同协议(RS232、RS485、CAN、ZigBee)传输介质和接口接收终端的数据信息;协议层对不同的数据格式进行解封,得到终端用户原始数据;系统层通过任务管理和通信调度完成多类型设备的接入;应用层设计用户函数和调用内核空间的网络层协议进行数据封装,得到以太网协议格式的数据后不需处理就可传送到上级节点,完成网关多类型协议数据到以太网协议数据的转换传输。测试结果表明,该网关可以实现RS232、RS485、CAN、ZigBee等协议数据转以太网协议数据的透明传输,且传输时延集中在15ms以内,传输数据丢包率低,具有很强的通信可靠性。     

基于ZYNQ处理器的EtherCAT从站通信系统设计

风电领域常用的CANopen现场总线运行速度慢且传输数据量小,当前通信周期为10 ms,数据量仅为96字节,无法满足日益增长的现场实时通信需求.为此,文章设计了一种EtherCAT从站通信系统方案,其采用ZYNQ7000作为从处理器以实现应用层功能,采用LAN9252控制器进行数据链路层和物理层之间的数据交互,从而实现...     

改进的遗传算法无线视频传感器网络协作路由技术研究

提出了适用于无线视频传感器网络的基于能量感知的跨层交互多路径协作路由技术.该技术首先采用了基于视频传感器节点感知距离的遗传优化算法,预测传输视频数据的能耗和剩余能量,结合无线信道质量和视频编码算法建立一种跨层协同的工作体系,优化节点传输视频数据的能耗、时延和带宽等因素;然后建立应用层、网络层和物理层跨层协同工作体系.仿真实验和数学分析表明,该技术不仅能够较好地满足视频传感器网络应用业务的多样性QoS数据传输性能需求,而且可以充分利用视频传感器网络受限的计算、存储能力和能量等资源.     

激光瓦斯监控站的通信系统研究

本系统研究了用HART协议的软硬件原理实现煤矿井下监控站与远程传感器之间的通信问题.采用A519IHRT调制解调芯片来实现符合HART协议的物理层,设计并实现了数据链路层和应用层软件,从而实现数据的远距离传送.     

基于滑模变结构的无线传感器网络拥塞控制

为解决无线传感器网络逐跳节点拥塞控制问题,在节点网络层与链路层之间引入水槽流入与流出的数学模型,提出一种针对逐跳节点级链路层帧缓冲区队列长度的拥塞控制模型,并采用基于趋近律的离散滑模控制结构作为该模型的控制器,控制过程简便且易于实现。仿真结果表明,与常规的PID控制、模糊PID控制相比,该模型在响应速度、延迟时间等方面性能较好。     

采集设备接入的框架设计与实现

随着嵌入式技术和网络通信技术的快速进步，物联网近些年来也有很大的发展，大量不同类型的终端设备都需要接入到网络中。但整个物联网结构从物理层、网络层再到应用层，每层之间采用不同的通信协议，这大大增加了集成系统实现的困难。提出一种支持自定义协议、多种终端设备的物联网接入框架的设计方案，并据此研制软件系统。通过自定义协议接入不同的设备，增强系统的扩展性和互操作性，并可以灵活处理设备的数据与事件。