EPA安全网关原理与应用设计

根据用于工业测量和控制系统的EPA网络安全规范,探讨EPA安全网关的功能需求,解决了EPA网络中的报文转发、安全隔离等关键技术问题,介绍了EPA安全网关的硬件和软件技术实现.将开发的EPA安全网关用于一个小型的工业控制网络实验系统中,测试表明,EPA安全网关起到了良好的报文转发和安全隔离作用.     

EPA的信息安全技术

针对基于EPA的工业测量与控制网络的特点，以工业控制为应用对象，在MAC层与网络层之间定义了EPA报文控制管理实体、在IP层定义了IP报文控制管理实体、在应用层定义了应用层安全管理实体，在网络物理区域采用安全网桥作为边界保护，从而保证与EPA控制网络连接的信息传输安全，使系统的安全损失减少到最小，并在受到攻击后能够迅速地恢复。经过组建网络测试，这些安全措施都能够有效地提高网络的安全性。     

EPA网络安全组态技术

针对工业控制中EPA网络的网关安全问题,基于EPA组态软件,提出EPA网络安全组态技术。设计EPA网络安全组态模块,通过组态功能块定义访问控制对象,设置加密密钥、校验密钥、校验算法。访问控制对象经编译后下载到安全设备中,决定安全设备的运行状态。测试结果表明,该技术可提升工业控制领域EPA网络控制的安全性和可靠性。     

基于EPA的功能安全通信方法研究和实现

在研究EPA协议栈的基础上．分析了工业控制网络的通信故障与功能安全机制的对应关系,描述了功能安全典型系统体系,建立了功能安全通信协议模型,设计TEPA功能安全通信过程,开发了EPA功能安全扩展协议层软件。测试结果表明,通过在EPA应用层中增加EPA功能安全应用访问实体以及将EPA通信报文中的用户数据单元进行扩展来实现关键安全措施．从而满足了安全相关领域通信的要求．保障了EPA系统的安全性和可靠性.     

EPA协议确定性调度测试系统的研究与实现

基于EPA通信规范与EPA协议一致性测试规范,研究了对EPA网络进行确定性调度测试的方法,阐述了EPA网络确定性调度测试的实现技术。实践证明,开发的EPA协议确定性调度测试系统,可读取/修改目标设备的组态信息,可还原EPA网络上的报文传输情况,并能对EPA网络进行确定性调度测试。     

ZigBee接入EPA网络的安全策略

针对ZigBee技术的特点,结合EPA控制网络的安全规范与工业现场实际应用的需要,提出ZigBee接入EPA网络的安全策略与基于安全组态的实现方法。测试表明,通过安全组态增加了设备鉴别、访问控制等安全措施的ZigBee接入点设备和现场设备,有效提高了EPA中ZigBee网络的安全性能,且运行稳定、工作可靠,满足了工作现场的多种需要。     

EPA网络安全方案的设计与实现

EPA标准是我国第一个拥有自主知识产权并被认可的工业自动化领域的国际标准.在分析EPA网络安全威胁的基础上,结合EPA络的安全需求,利用已有的信息安全技术,提出适用于EPA网络的安全机制,包括EPA设备鉴别、EPA访问控制、EPA完整性校验和EPA报文加密4种安全机制,从而构建EPA网络安全方案.通过搭建EPA安全系统,测试并验证EPA安全协议栈的安全性、计算开销、存储开销和时间开销.实验结果表明,以较小的代价极大地提高了EPA网络的安全性,有效保障EPA网络的可用性、完整性和保密性.     

对EPA控制网络接入ZigBee节点的设计

在EPA网络接入设备中,针对无线局域网、蓝牙等通信技术在工业测控中的传输、功耗、性能和安全性等方面所存在的缺点,在分析了EPA标准和ZigBee技术的基础上,给出了ZigBee节点接入EPA测控网络的实现方案。在AT91R40008的嵌入式系统控制下,对ZigBee到EPA控制网络的网关接入节点进行了软硬件设计,实现了符合标准规范的ZigBee终端EPA网络接入点,并构建了集成EPA和ZigBee的测控网络验证和试验系统。试验验证了该方案的可行性。     

EPA一致性与互操作性测试系统设计

针对工业控制领域的开放性问题,通过分析现场总线一致性与互操作性测试原理,设计和实现一个EPA一致性与互操作性测试系统,阐述该系统在功能、程序框架以及测试流程等方面的设计思想,针对测试前的输入文件进行规范设计。利用该系统对基于EPA标准的产品进行一致性与互操作性测试,实验结果验证了该设计方案的可行性。     

MRP协议在EPA实时以太网中的研究与应用

针对目前现场工业环境中EPA实时以太网通讯时数据传输的可靠性、确定性与实时性难以得到保证的问题,依据IEC62439网络冗余协议的特点,提出用于解决这一问题的EPA实时以太网网络MRP冗余通讯协议。设计并实现了应用于EPA实时以太网中的MRP网络冗余通讯和网络拓扑发现系统,当网络产生动荡后,可以以毫秒级的网络收敛速度使EPA实时以太网的网络再一次达到网络通讯稳定状态。最后,本文对该系统网络收敛性和网络拓扑发现功能进行了测试。测试结果表明,MRP冗余通讯解决方案能够满足EPA实时以太网的网络性能需求。     

基于EPA的工业自动化网络延迟分析及改善

设法减少各种延迟是提高工业控制网络实时性的主要途径.深入讨论了EPA网络的传输通信以及节点处理的延迟,采用过程分析法研究了影响EPA网络响应时间的各种因素,探讨了不同因素对基于EPA的工业控制网络实时性能的影响程度,比较得出影响EPA实时性能的主要因子.通过对延迟影响因素的可控和不可控性能的分析,给出了控制和改善EPA实时性能的有效方法.     

基于EPA的嵌入式控制器软件协议栈实现

首先提出基于AT91R40008与非PCI总线以太网控制器AX88796的EPA接口控制器硬件电路设计方法。之后在深入剖析EPA通信模型的基础上,重点阐述了如何移植由Adam Dunkels编写的开源TCP/IP协议栈uIP以满足EPA协议标准;针对AX88796的软件驱动模块,重点指出其驱动代码设计的关键点;就EPA通信模型的核心模块,如EPA服务、套接字映射接口、基于IEEE1588的时间同步、EPA管理信息库等的实现进行了深入研究。经过EPA一致性和EPA互操作性等测试平台测试,时钟同步精度目前可达到微秒级。     

EPA通信卡数据掉电保护的研究与实现

针对EPA通信卡的特点,讨论了EPA通信卡掉电保护的数据类型和保存时机,介绍了EPA通信卡的硬件结构以及Flash的划分,提出掉电保存与恢复的具体方案,并实现了相应的掉电保护程序.该方案已经在数种EPA智能仪表中得以应用,应用表明该方案能有效地实现对EPA通信卡中的现场数据的保存和恢复.     

EPA确定性通信与测试方法研究

EPA通过采用集中调度提高实时性的方案解决了以太网确定性通信的问题,文中详细论述了EPA确定性通信的原理和调度规程,并对通信调度规程的测试方法进行了深入研究,提出了通信调度测试平台的搭建以及测试流程,并对调度顺序、非周期数据声明报文等测试案例进行了分析.     

一种用于工业以太网的线性隔离放大器研究

介绍了一种用于工业以太网（EPA）智能模块中模拟信号放大的高精度线性隔离放大器，详细介绍了电路原理、工作过程以及为消除干扰，保证精度而采取的措施，成功地运用于某公司的国家创新基金项目，达到了预期的目的，可推广应用到其它需要高精度放大模拟信号的运用电路当中。     

基于EPA标准的电磁流量计的设计

在分析了电磁流量计的研究现状及其工作原理的基础上,提出了一款基于EPA标准的电磁流量计.该流量计不仅满足了电磁流量测量的相关技术指标,还通过了EPA协议一致性与互可操作性测试.     

基于EPA标准的温湿度变送器开发

该文阐述了温湿度测量技术的研究现状,分析了温湿度变送器的工作原理,提出了系统设计方案、硬件设计和软件开发流程.结合SHl-75温湿度传感嚣特性.对所开发的温湿度变送器在EPA标准网络中进行了测试.测试结果表明.该设备不仅全部达到了温湿度检测的相关技术指标.还通过了EPA协议一致性、互操作性和通信性能测试,具备了总线供电、低功耗、异常报警等特点.     

基于EPA的煤矿井下水泵控制系统

针对传统的煤矿井下水泵控制系统存在的缺陷,文章提出了一种基于EPA的煤矿井下水泵控制系统的设计方案,分析了井下中央泵房的构成及水泵控制系统的要求,阐述了EPA技术的特点,详细介绍了水泵控制系统的工作原理和组成。该水泵控制系统可实现完全分布式的自动控制,显著提高了系统的可靠性和可维护性。     

基于EPA标准的无线通信技术的应用研究

本文介绍了具有自主知识产权的《基于以太网的工业现场网络通信协议标准》,即《EPA标准》,并在EPA网络体系结构的基础上,讨论和分析在EPA网络中应用无线通信技术的可行性和方法,对实现无线设备通信的安全提出了建议。     

基于EPA的工业以太网确定性研究

通过对EPA通信结构和EPA通信调度策略的分析,讨论了EPA工业以太网中影响其确定性的可能因素,介绍了EPA网络中MAC介质访问层对各种传输数据的处理方法,得出了EPA工业以太网确定性的结论,为进一步设计实现EPA工业以太网提供了参考。