实时监控系统中的时分复用CAN协议

分析CAN总线的特点及其在实时数据传输过程中存在的问题和出现问题的原因。基于CAN的底层协议,设计一种时分原理的CAN应用层协议,对周期性和非周期性实时数据,设计两种不同的传输模式。解决了CAN的多主式模式中节点随机发送数据时因信息帧碰撞而产生的信息阻塞问题,并在实际项目中实现了这种通信模式,有利于实时数据的传输。     

华东电力系统数据通信增值网的设计

介绍了华东电力系统数据通信增值网的系统结构设计和增值网通信服务软件的设计思想。其重点是引入了前置通信服务机减少了主站的通信负荷,实现了不同网络通信协议的透明调用,扩展了电力部部颁应用层协议,提供了不同应用层协议的主站接入方式。     

BACnet协议应用层编码的研究和实现

BACnet协议应用于楼宇智能控制,目的是实现设备间的互操作。它使用面向对象式方法,将电气设备抽象为一个对象,并将设备的电气属性抽象为标准对象的标准属性,操作对象的属性由不同的应用层服务来实现,规定了各种电气设备在通信时应该遵循的协议规程。BACnet协议可以使用不同的底层通信,例如IP协议或者ARCNET协议。该文的协议实现算法不涉及数据链路层/物理层,研究应用层的实现方式。只要实现了应用层协议,下层的不同只体现在不同的协议控制信息上。     

基于IP网络的多媒体信息远程传输系统的设计

介绍了以视频信息为主的多媒体信息在IP网络中进行实时传输的纯软件实现方法，以UDP的方式进行通信，由编程进行差错控制，在应用层保证数据的可靠性，在数据报的基础上再进行一层封装，实现了自定义的通信帧，加强了系统的灵活性和可靠性。给出了图像与数据的采集、处理、传输及设备的远程控制的完整解决方案，使用SQL Server7.0数据库，通过ADO技术访问数据库，将视频和各类数据信息混合压缩处理，打包实时传输，协议透明，维护简单。     

基于μC/OS-Ⅱ的Modbus/TCP协议的实现与性能分析

Modbus/TCP是运行在TCP/IP协议之上的应用层实时报文传输协议;分析了Modbus/TCP协议构成,并在实时内核μC/OS-Ⅱ及嵌入式ARM软硬件环境下,将Modbus帧嵌入到TCP帧中,实现了Modbus/TCP协议;通过Modbus/TCP通信组件模型,实现了μC/OS-Ⅱ内核下的C/S通信;提出了嵌入式ARM平台上Modbus/TCP原型测试与性能分析方案;经测试,数据延迟在300帧/秒的发送速率下基本稳定在1.3ms以内,有用数据的传送量约为30kb/s;测试结果表明,Modbus/TCP协议具有较好的实时性与稳定性,能达到工业化标准。     

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。     

一种用低成本实现的Modbus/TCP转换器

1Modbus协议分析 Modbus协议是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议,它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。Modbus通信栈模型如图1所示。物理层协议以EIA/TIA-232、EIA/TIA-485串行链路协和以太网Ⅱ／802．3协议为代表。     

一类基于事件/动作的传感器网络通讯协议设计与实现

本文针对工业过程中的现场监控设备特点,提出了一种轻量级的传感器网络协议.该协议在链路层中通过引入异步事件及主/从通信等模式,提高了实时事件响应性能;同时采用事件/动作模型,提供了一种独立于开发者和使用者、又具备扩展性的应用层协议.本文还给出了链路层协议的FPGA参考实现、应用层协议的参考实现及应用实例.     

大型设备监控系统通信协议

针对大型设备监控系统在远程通信过程中大数据量传输及部分数据高实时性要求的特点,设计一种基于TCP的应用层通信协议,实现底层监测设备与监控中心间的可靠通信.协议提出了从监测设备到监控中心的安全登录方法,并能够根据实际需求,完成对个别参数或部件信息地实时传输.该协议具有较大的灵活性、可扩展性和安全性,能够满足大型设备监控系统中采集设备和监控中心之间的数据传输需求.     

基于B/S结构的远程实时监测系统

针对C／S结构的局限性,介绍了一种新型的基于B／S结构实现多数据点实时监测数据发布的方法,给出了一个由工作区数据汇合服务器、中间数据应用服务器、数据库服务器、Web服务器和ActiveX业务插件组成的实时监测系统模型,设计了能够可靠传送实时监测数据的应用层协议。为了保证数据在变化带宽网络的实时传输,提出了根据通信带宽自动调整分级传输精度的算法,在保证一定数据精度的情况下降低了网络时延对监测数据传输的影响。该方法和模型已经在多工作区、多数据点安全监测系统中得以实现和验证。     

以太网现场总线的跨平台网络通信

核聚变装置EAST极向场电源控制系统由三层网络组成:WINDOWS监测层、QNX实时控制层、现场总线执行层。其中现场总线层负责采集大量现场设备的状态并将其传递给实时控制层和监测层。本文描述了以太网现场总线控制器与QNX和WINDOWS不同操作系统之间的一种跨平台网络通信。实践表明基于MODBUSTCP/IP协议,利用SocketAPI建立的套接字使现场总线同时与两种操作系统之间进行通信是完全可行的,而且是高效的。     

引黄工程计算机监控系统中的数据通信规约

介绍了引黄工程WAN结构和配置,提出了引黄工程计算机监控系统中数据通信的分层分布式结构模式,其通信协议采用TCP/IP协议,传输层的数据格式为DNP3.0,现地层采用现场总线和RS LINK通信协议。这些协议的开放性以及现地协议的实时性,既满足了引黄工程后期建设对计算机监控系统开放和可扩充的要求,又实现了全线自动调度调节以及现地实时控制的功能。     

CRDT协议的TLA+描述与验证

无冲突复制数据类型（conflict-free replicated data types，简称CRDT）是一种封装了冲突消解策略的分布式复制数据类型，它能保证分布式系统中副本节点间的强最终一致性，即执行了相同更新操作的副本节点具有相同的状态.CRDT协议设计精巧，不易保证其正确性.旨在采用模型检验技术验证一系列CRDT协议的正确性.具体而言，构建了一个可复用的CRDT协议描述与验证框架，包括网络通信层、协议接口层、具体协议层与规约层.网络通信层描述副本节点之间的通信模型，实现了多种类型的通信网络.协议接口层为已知的CRDT协议（分为基于操作的协议与基于状态的协议）提供了统一的接口.在具体协议层，用户可以根据协议的需求选用合适的底层通信网络.规约层则描述了所有CRDT协议都需要满足的强最终一致性与最终可见性（所有的更新操作最终都会被所有的副本节点接收并处理）.使用TLA+形式化规约语言实现了该框架，然后以Add-Wins Set复制数据类型为例，展示了如何使用框架描述具体协议，并使用TLC模型检验工具验证协议的正确性.     

消防调度指挥系统的设计与实现

为了满足当前城市消防调度指挥系统快速反应的要求,介绍了一个根据这一要求设计的消防调度系统,该系统由四个子系统组成:通信子系统、消防信息管理子系统、消防地理信息系统(GIS)。该系统在实际应用中表明系统具有:实时性强、可靠性高、高度综合性、使用方便等特点。     

WSN应用层协议MQTT-SN与CoAP的剖析与改进

针对WSN网络通讯中急需适合其特点的应用层通讯协议的问题,剖析了两种主流的WSN应用层通讯协议并做出改进。通过剖析应用层通讯协议MQTT-SN与CoAP的设计理念与工作机制,展示了协议性能与适用的场景的差异。借助CoAP的优点进一步提出了MQTT-SN的改进方案,使之适合于点对点通讯与大块数据传输的情况。     

Ｕnix实时性研究

针对传统Ｕnix在实时应用方法存在的主要问题进行了分析,讨论了Ｕnix的实时特性和调度策略;并结合实际应用,通过附加一个实时库,增加一些实时功能的方法,阐述了Ｕnix在实时Ｉ／Ｏ、内存管理、进程调度、时钟和定时器等方面的实现策略。     

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.     

基于调控云的电网供区分析方法

为了解决调控云平台下电网大规模数据集的电网供区分析及其效率的问题,文中设计了基于调控云模型的电网供区分析方法.首先,本文定义了调控云电网供区数据模型.其次,在此数据模型基础上设计了一种电网供区分析方法并利用上述方法实现了电网供区分析展示应用.最后,针对某地区电网的调控云真实的厂站模型及拓扑数据进行实验验证,实验结果表明本文提出的基于调控云模型的电网供区计算方法能较好的分析出电网供区,满足实际电网调度的需求.     

网络层匿名通信协议综述

匿名通信系统是一种建立在应用层之上结合利用数据转发、内容加密、流量混淆等多种隐私保护技术来隐藏通信实体关系和内容的覆盖网络。然而,作为覆盖网络运行的匿名通信系统,在性能和安全保障上的平衡问题上存在不足。未来互联网架构的出现使构建基于基础设施的匿名通信系统成为可能。此类匿名通信系统将匿名设计为网络基础设施服务,通过为路由器配备加密操作,可解决匿名网络的可拓展性和性能限制的部分问题,因此也可称它们为网络层匿名通信协议。对现有的网络层匿名通信协议（LAP、Dovetail、Hornet、PHI和Taranet）进行了研究,介绍了网络层匿名通信协议的分类标准,简述其创新点和具体加密思想,并对它们如何在安全性和性能二者之间的权衡进行分析,也指出了这几种网络匿名通信协议的优势和不足,最后提出在匿名通信系统发展的过程中所面临的挑战和需要深入研究的问题。     

智能电网中家域网安全数据汇聚与调度方法研究

智能电网中通信网络的安全是实施智能电网的一个重要环节。用户信息的隐私保护是智能电网安全服务的一个主要任务。智能电网中用户信息隐私保护主要围绕智能电表数据的机密性和匿名性展开。本文以家域网作为智能电网通信网络的一个基本数据汇聚与调度单元,提出了一种安全的网内数据汇聚与调度方法,从而保证了智能家居设备的用电信息的机密性和匿名性。采用NS-2对本文提出的网内方法进行了仿真研究。仿真结果表明,本文提出的网内数据汇聚与调度方法与传统方法相比具有较高的实用性。