工业互联网平台异构协议兼容适配要求标准解读

为规范工业互联网平台内部及平台间信息交换、数据指令上传下达等异构协议兼容适配场景,解决各类生产设备、信息系统之间接口不统一等问题,中国电子技术标准化研究院牵头编制了《工业互联网平台异构协议兼容适配要求》国家标准。通过对标准要点进行解读,详细阐述工业互联网平台异构协议兼容适配框架和相关要求,介绍了工业互联网平台异构协议接入关键技术要求,并对该标准的推广应用进行分析,为工业互联网平台开展协议适配的技术、方法改进提供相关依据。

面向异构协议兼容的工业互联网平台关键技术研究

该文从工业互联网数据接入和异构协议解析需求出发,分析了我国工业设备种类多、协议多样、难以实现互联的现状,提出了一套解决异构协议兼容问题的工业互联网平台关键技术研究方法,从平台的设备接入、协议解析及组态开发应用进行系统性研究,对协议兼容适配技术、App组态开发技术进行研究和开发,旨在解决我国设备种类多,工业互联网数据采集的应用难题,让工业设备数据上云无忧,为企业数字化转型提供能力支撑,为现在的工业互联网连接和智能化应用发展打下坚实基础。

针对异构协议的动态解析器模型

介绍了异构协议报文格式和特点,通过使用XML语言描述可扩展协议报文的方法,以简单协议解析为基础,将解析器功能模块化,从而设计此异构协议动态解析器模型.应用此模型实现不必重新编译,只需进行少量代码修改,即可完成异构协议报文自动模型匹配,进而完成报文数据解析.针对两种简单协议进行模型应用,结果表明使用XML语言描述协议报文的方法及可重构的解析器能够有效地描述和解析异构协议报文,获得可靠的解析结果.

一种支持异构协议解析的可配置解析器设计

针对当前网络转发设备难以快速应对不断出现的新型网络协议的现状,设计了一种支持异构协议的可重配置解析器。首先,通过配置用户定制模块,实时更新用于解析逻辑的解析树,快速实现新型协议的添加、删除;然后,在满足传统互联网解析需求的同时,引入数据链路层的可配置性,将异构协议解析进行统一;最后,通过相应的解析树映射算法将用户定制的协议映射到硬件结构中,并通过匹配域的压缩,减少了所用的硬件资源。实验结果表明,与已有的方案相比,节省了20%的slice资源和17%的BRAM资源,并实现了176 Gbps的解析速度。

适配器模式在异构协议接入IEC61850的转换研究

根据IEC61850标准本身的特点,比较分析异构协议和IEC61850的差异,对其转换功能需求进行分析,以IEC61850的通信体系为基础,采用面向对象的技术提出将适配器模式应用于异构协议接入IEC61850的转换研究。该研究不仅能够实现原有的异构协议向IEC61850的接入,并且异构协议之间也可以通过IEC61850为桥梁实现信息的交互,解决了智能变电站建设中异构协议与IEC61850的信息传递和多种厂家异构协议相互不兼容的问题。

MT7628与OpenWrt的MQTT异构协议设计

针对现阶段工业物联网数据冗余、带宽浪费以及不同结构的通信协议之间不能兼容适配等问题,设计了一种基于消息队列遥测传输协议(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)的异构协议,异构协议通过工业物联网网关实现。网关采用MT7628作为主控芯片,OpenWrt作为嵌入式操作系统,以RS485/232串口和RJ45网口作为硬件接口采集工业设备数据,通过异构协议兼容、适配采集到的不同设备数据,最后通过MQTT协议转发给服务器。实验结果表明,在发布相同内容的情况下,采用异构协议格式的报文相比传统JSON格式的报文,节省了73.4%的流量。

多源异构协议的用电信息采集模块设计及实现

文中根据现有用电信息系统组成结构进一步扩展了当前的面向对象协议,并设计得到了多源异构协议。使用的新终端所包含的二个台对设计的一种基于多源异构协议的用电信息采集模块系统进行验证。传统面向对象协议终端每天进行数据采集的时间都比多源异构协议终端长。传统面向对象协议终端在各台中采集数据时需花费的时间存在明显的波动性,多源异构协议终端对应的时间波动性则较小。该协议使用电信息采集系统维护成本获得明显下降并促进数据采集效率的迅速提升。

面向软件定义互连系统的多协议交换电路

为满足软件定义互连系统中异构协议融合互连的需求,提出一种两级多协议交换电路,该电路通过融合共享缓存与Crossbar这2种交换架构,实现对多种异构协议的报文转发需求的兼顾。同时,提出一种基于时隙的多级仲裁调度方法,实现调度过程中时间与空间的解耦。仿真结果表明,所设计的交换电路能够弹性适应绑定模式变化引起的交换规模及端口缓存、端口带宽需求变化,缓存资源利用率相较传统组合输入输出排队(CIOQ)架构最高提高87.5%,转发时延低至数十纳秒,不仅适用于RapidIO、光纤通道(FC)、Ethernet、外设部件互连快速总线(PCIe)单一协议交换,而且适用于多种协议组合的混合协议交换。

基于异构WSNs负载平衡的CTP协议设计

为解决CTP协议的负载不均衡和不支持异构网络等问题,提出一种基于异构负载均衡CTP协议HLBCTP。在原有CTP协议ETX计算基础上添加节点能量状态因子和节点流量因子,综合选择链路中更好的下一跳节点;选用功耗最小的RFD节点作为特殊节点转发数据,为其设计专用的路由协议。NS2仿真结果表明,HLBCTP协议能够有效改善原有CTP负载不均衡问题,提高异构网络的生命周期,能够保持较好的网络性能。

电力信息采集系统监测中的多源异构通信协议

电力信息采集系统监测中,上下数据收集所遵循的协议是不同的,也造成了电力系统所收集的数据信息与电能表收集数据不同,无法确保产品的复用性。现代,我国电力终端在不同功能的作用下,其模块数据的也无法取得统一,导致通信功能不完善,使得系统终端在进行数据收集时,消耗时间过长。因此,本文通过对电力信息采集系统监测中多源异构通信协议总体设计研究,对多源异构通信协议的设计分析,多源异构通信协议的实现。此次研究的主要目的是为了提高电力信息采集效率。

PIFET-协议无关的灵活加密传输机制

随着网络技术的发展,各类新型网络协议层出不穷。然而,当前异构网络缺乏完善、有效的安全机制,数据传输过程中面临着隐私泄露的风险,可能带来一系列安全问题。针对上述挑战,该文提出了一种协议无关的灵活加密传输机制(PIFET),通过提高数据的机密性和加密的灵活性,进一步保障异构数据的通信安全。首先,基于可编程平台设计了面向异构协议的灵活加密传输的系统架构;在此基础之上,根据异构数据的传输需要和安全需求,实现了灵活的加密机制,提供了两种不同安全等级的加密方法;最后,提出了面向隧道模式的字段灵活可选的加密机制。实验结果表明,PIFET为用户提供了多种安全级别的、可定义的加密方法,满足了不同数据类型的加密需求。字段灵活可选的加密机制减少了不必要的加密量,从而降低了延迟,提高了系统的时间效率。

异构网络协议转换器构造技术研究

A protocol converter can solve the problem of communication between heterogeneous and distributed com-puter networks. This paper proposes a novel approach to construct a converter for these protocols. This approach in-cludes following steps:getting reduced protocol model by merging states and shielding insignificant message; con-structing protocol converter by reduced protocols; dividing merged states and getting a protocol converter. This ap-proach can improve computational complexity.

用电信息采集系统中多源异构通信协议设计

数据采集终端中上下行数据通信遵循的通信协议不同,导致主站接收数据与电能表采集数据的质量不同,也无法保证产品的复用性。现有的面向对象协议对终端不同功能模块数据统一通信的支持还不完善,导致终端的数据采集耗时较长。因此需要设计一种支持多源异构数据的通信协议,保证终端的各功能模块能够快速、统一的进行数据通信,有效提高数据采集效率。对现有的面向对象通信DLT698.45协议进行扩展,在各个功能模块中增加了相应的属性和方法,实现对不同功能模块中多源异构数据通信的支持。实验测试中使用多源异构通信协议的终端在功能和性能上明显优于面向对象通信协议,将多源异构协议应用到终端产品中可以增强终端的各项功能支持,同时显著提高数据采集效率。

无线传感器网络UDHR协议的设计与实现

针对无线传感器网络(WSN)数据流的特点,提出一种WSN上下行路由异构的协议(UDHR),上下行路由可采用不同的算法,适合于时间驱动、事件驱动以及查询的数据收集模式。利用OMNeT++平台对UDHR协议进行建模仿真,结果表明该协议开销小、扩展性好、健壮稳定。并且在自主开发的Testbed平台上实现了该路由协议,利用该平台可实时观察整个WSN网络拓扑变化、网络开销、监测每个节点能量消耗以及数据收集等情况。

依附于协同模式的异构无线网络协议模型设计研究

CC(协同通信)即为现阶段的一项热点技术,HWNS(异构通信网络)中的协同主要是在深化通信网的先决条件下,对各通信网间的通信实体进行全面的整合,使其可以协同为相同的通信过程与目标服务,进而使HWNS中的相关通信资源被最大限度的利用,在为相同的通信与目标服务的过程中,这些被全面融合的各通信实体,能够发挥出在各自独立运行状态下所不具备的能力。文章将以依附于协同模式的异构无线网络协议模型设计研究作为切入点,在此基础上予以深入的探究,相关内容如下所述。

面向物联网环境的网络管理消息转换机制研究

针对物联网的特点,分析当前SNMP协议难以满足物联网网络管理发展的现状,结合NETCONF协议在物联网网络管理的优势,提出将NETCONF用于物联网网络管理.结合物联网特征建立基于NETCONF的管理端、代理端,提出并实现了一种网络管理消息转换机制,该消息转换机制具有自适应能力,将基于XML的管理消息自适应地转换为当前代理需要的报文格式.消息转换器主要针对当前网络环境下广泛应用的网络管理标准SNMP协议,实现了与SNMP的兼容,探讨了与ANMP和其他网络管理协议的转换方法.最后,通过实验证明了这种消息转换机制的可行性和有效性,为物联网环境下融合异构协议的网络管理平台提供理论依据和参考.

通用数采监控系统数据集成设计与实现

针对目前数采监控系统缺乏统一的数据共享集成模式问题,提出了一种可对不同数采监控系统进行统一管理的数据共享集成方案。该方案构建了一种异构数据协议模型,通过配置的方式生成不同数采系统的数据协议格式,并能将任意自定制协议进行动态注册或撤消。通过对各采集系统发送的数据进行实时协议识别、数据解析、数据分发与监控显示等处理,实现异构采集数据的共享集成和集中监控。

某通信信息系统的综合集成

介绍了某通信枢纽的大型信息系统的综合集成,提出了异构协议信息集成的解决方案,阐述了某大型通信信息系统的体系构建和信息集成方法以及软硬件设计。该系统采用分布式接入、分布式控制和分层控制,通过采集执行层、区域控制层、核心控制层和综合应用层的架构设计,很好的解决了现场设备较为分散、接口复杂而造成难以接入的问题,并使得现场设备的集中远控和各类信息的综合集成得以实现。

某通信信息系统的综合集成

在本文中，笔者介绍了某通信枢纽的大型信息系统的综合集成，提出了异构协议信息集成的解决方案，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

现场总线控制系统的输煤系统DCS接入改造

面对电厂管控一体化的新要求,将原有辅控系统的分散控制系统(DCS)接入改造成为需要解决的现实问题。以某电厂输煤控制系统现有设备为出发点,分析研究辅控系统设备Modicon PLC接入主控系统西门子PCS7的可能方案,选用构建异构通信协议兼容的现场总线控制系统的实施方案,通过配置网间协议变换器、PLC和DCS设备及参数,实现输煤辅控系统的DCS接入。该改造方案投资少、见效快,一体化改造后的输煤控制系统是PLC与DCS的两级监控系统,可为现有电厂全厂一体化建设提供可行性方案。