EPA网络芯片验证与测试

提出一种EPA网络芯片的验证方法。介绍EPA网络芯片的功能和结构,设计基于虚拟设备的EPA网络环境,从验证网络通信接口和调度正确性的角度,将设计的EPA网络芯片接入到已有EPA网络中进行测试。测试结果表明,该仿真系统的同步精度在1 μs以内,能满足使用需求,且验证了现场可编程逻辑门阵列作为从时钟程序的稳定性。     

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。     

基于本地时钟自校正的无线传感器网络同步方法

通过分析TPSN同步协议和造成时钟偏差不确定性的各种因素,结合无线传感器网络低功耗的特点及其对时钟同步算法精度的要求,针对TPSN未对时钟频率漂移进行估计的问题,提出一种节点本地时钟自校正方法,并设计了平均时钟偏差指标对一个同步周期内时钟精度进行评价。对比实验结果表明本方法易于实现,在保证同步精度的同时可以延长同步周期,减少同步开销,节约了能耗。     

基于加权最小二乘法的精确时钟同步算法研究与实现

提出了一种基于加权最小二乘法的从时钟频率自补偿算法。该算法采用从时钟频率自补偿算法解决了每两次PTP同步之间时钟漂移偏差逐步扩大的问题,并引入加权最小二乘法来求取频率自补偿算法中的动态补偿值。该算法在以Altera Cyclone Ⅱ FPGA为主控芯片的开发平台上通过了验证,测试结果表明,算法的引入显著提高了PTP的同步精度,同步精度达到1μs。     

工业无线网络的现状及发展趋势

概要介绍工业无线网络的特点及面临的难题。通过对ZigBee、无线HART、SP100这3种工业无线标准特点及应用的介绍描述工业无线网络的发展现状。最后,探讨工业无线网络的发展趋势。     

基于多目标决策的工控系统设备安全评估方法研究

目前的工业控制系统(Industrial control systems, ICS) 安全评估方法中,往往利用专家经验对系统设备受攻击的可能性进行赋值, 主观性较强.针对这个问题,本文提出了一种系统设备受攻击可能性的量化计算方法. 工控系统设备受攻击的可能性与两个因素有关,该设备受攻击后, 造成系统损害的严重程度与异常检测算法发现异常的时间长短.因此, 通过对工控系统中的各个设备发动相同攻击,记录各个设备受攻击后系统敏感指标的变化情况与异常检测算法发现异常的时间, 将敏感指标变化情况与发现异常时间作为量化指标,提出基于多目标决策的量化计算方法, 计算出各个设备受攻击的可能性.本文以田纳西--伊斯曼过程(Tennessee-Eastman process, TEP)为例,验证了计算方法的可行性,得到了设备受攻击可能性的量化计算结果.     

基于簇头冗余的无线传感器网络可靠性研究

为了提高工业无线传感器网络的可靠性和可用性,使其能够长期自治地正常工作,提出了基于簇头冗余的工业无线传感器网络分簇路由算法.当工作簇头能量不足时,将主动切换到冗余簇头工作状态. 冗余簇头通过冗余测试结果判断工作簇头是否发生故障并接管工作簇头的数据转发任务.当边际节点不能与本簇簇头通信时,将利用备份簇头进行数据转发.对于不能与任何簇头直接通信的孤立节点,采用基于概率模型的多跳路由机制进行数据转发.为了降低功耗,该算法将冗余簇头设置为轻度睡眠状态,当冗余测试周期到来时,关闭射频前端器件.利用自行研制的节点,组建了实验系统,完成了簇头冗余切换、边际节点通信和孤立节点路由恢复的实验.实验结果表明该分簇路由算法具有较高的可靠性.     

FF功能块应用进程的图形化组态设计

首先介绍了基金会现场总线中功能块应用进程、功能块连接、功能块链接对象、功能块参数的关联。然后运用面向对象的图形化组态程序设计方法，实现了基金会现场总线功能块应用进程的图形化组态。     

基于概率的EPA-Wireless时钟同步方法

针对EPA-Wireless协议中采用单报文广播的时钟同步(SPB)方法存在同步时间长、发送报文数目多、协议的宏周期长等问题,提出基于概率的用于EPA-Wireless同步(PBS)方法.PBS只需分配较少的同步机会,每个机会中所有节点都以相等的概率发送同步报文.理论上PBS只需更少的时间和报文来保持节点和网关之间的同步,并且可以减少EPA-Wireless的宏周期;此外PBS方法更加节能,并且可以减少网络流量.PBS方法的性能不会随着节点数目增多而明显下降.使用PBS,从节点与网关时钟之间的时钟偏差比SPB大,但是该偏差不会影响到协议的功能.将该方法在组建的无线网络上进行实验,结果表明,PBS可以降低80%以上的同步时间,证实了与理论结果完全致.     

中央空调计费系统

针对中央空调传统收费方式的弊端提出了按实际使用情况进行计费的方案,介绍了该方案的原理、结构和主要模块及其功能。