基于FINS协议的Controller Link网监控系统设计

Controller Link(CLK)网是OMRON开发的一种应用广泛的工厂自动化(FA)网络,其节点为可编程序控制器(PLC)和计算机,FINS是OMRON FA网络的通信协议。CLK网可以实现节点间的数据链接及信息通信功能。在工程应用中,要求在计算机节点上监控网络中的各个PLC节点。该文利用Visual C++6.0设计了基于FINS协议的CLK网监控系统,并成功地用于城市污水处理系统的实时监控。

基于OPC UA的分布式数据采集处理系统架构研究

随着物联网与互联网融合的不断深化,感知层与应用层之间的互联互通要求不断提高。针对现有数据采集系统存在的规范性、扩展性和适应性不足的问题,文章提出一套基于对象连接与嵌入过程控制统一架构(object linking and embedding for process control unified architecture,OPC UA)协议的分布式数据采集处理系统架构。对数据采集处理系统各个模块进行功能解耦和架构重组,分别介绍该系统硬件和软件架构;针对发布订阅模式下负载的特异性,提出一种改进的适用于OPC UA分布式订阅的负载均衡算法;最后在某车企实例验证该系统架构。结果表明,基于OPC UA的分布式数据采集处理系统数据采集处理效果良好,证明了该系统架构的可行性及有效性。

基于TMS320C6711的Camera Link相机控制的实现

在分析了面阵CCD相机1M30的Camera Link协议接口特点的基础上,设计了一种具有较强通用性的DSP系统对Camera Link相机的控制方案.采用定时器和软件编程等手段,解决了DSP芯片TMS320C6711的多通道缓存串口(MCBSP)与1M30间异步串行通信的传输速率及数据格式问题,成功设置相机参数;研究了在串行数据中产生帧同步接收信号(FSR)的可行性及失败原因.借助定时器产生的周期性脉冲信号及中断,使MCBSP可靠地接收相机反馈信息;根据相机曝光时序特点,用程序实现对相机的正常曝光控制.

基于Host Link协议的蠕动泵流量精确控制系统

针对工程实例中长距离控制蠕动泵时现场电磁干扰和模拟信号的衰减等导致蠕动泵流量出现很大误差的问题,提出了用数字信号代替模拟信号的传输方案,即由中央控制室内上位计算机通过Host Link通信协议远距离控制现场PLC,再由现场PLC通过模拟量短距离控制蠕动泵的方案,提高了信号传输的抗干扰能力,实现了蠕动泵流量的精确控制.工程实例表明:采用上述方案代替原有的0~10V模拟控制方案,利用LabVIEW的VISA函数实现上位计算机与OMRON公司CP1H型PLC之间的Host Link通信,将上位计算机控制信号传至80m外蠕动泵工作现场,可将原流量控制精度从6.89%提高到1.07%.

基于状态反馈的无人机通信接入拥塞动态控制研究

为解决复用信道内的通信接入拥塞问题,需要控制无人机通信链路中数据信息样本的实时累积量,故基于状态反馈研究无人机通信接入拥塞动态控制方法;建立信道复用模型,并借助MAC连接协议,定义通信数据包,实现对无人机集群通信节点接入行为的处理;按照状态反馈模型完善状态观测器结构,求解通信数据的离散化反馈表达式,在划分通信优先级条件的同时,确定无人机队列的实时调度关系,完成无人机通信行为控制;根据动态阈值窗口定义条件,确定通信链路长度,再联合相关通信数据样本,计算链路时延量的具体数值,完成动态控制方法的设计;实验结果表明,应用设计方法可将通信链路中数据信息样本实时累积量控制在5.7×10^(13)MB之下,能够较好解决复用信道内的通信接入拥塞问题,符合实际应用需求。

基于改进机器学习的无人机中继通信数据调度控制研究

为解决无人机通信网络中数据调度行为中断概率过大的问题,实现对通信资源的合理分配,提出基于改进机器学习的无人机中继通信数据调度控制方法;设计基本网络架构,联合BMRC协议,设置URLLC数据链路单元,联合相关通信数据样本,求解通信中断概率的具体数值,实现对无人机中继通信网络资源的联合优化处理;分别计算时隙分配参量与带宽分配参量,并以此为基础,确定无人机中继位置,实现对中继通信资源的调度;按照机器学习算法标准,定义PCA改进特征,从而完善改进机器学习算法,再联合最优控制器闭环,实现对通信数据调度行为的控制;实验结果表明,改进机器学习算法作用下,随着中继数据累积量的增大,无人机通信网络中数据调度行为中断概率的最大值只能达到7.3%,有效降低了中断概率,符合合理分配通信资源的实际应用需求。

基于自整定PID算法的无线通信网络传输链路拥塞控制方法

由于无线通信网络数据量大、拓扑结构复杂,导致传输链路拥塞控制效果差,为实现对链路拥塞现象的有效控制,提出基于自整定比例-积分-微分(PID)算法的无线通信网络传输链路拥塞控制方法。以无线自组网按需平面距离向量路由(AODV)协议作为链路拥塞控制的约束条件,保证传输链路中数据的调度格式。利用线性PID控制器设计无线通信网络传输链路拥塞控制器,灵活适应不同的拥塞控制需求。针对线性PID控制器参数设置精度较差的问题,引入自整定PID算法,通过计算占空比与阈值比对,得出传输链路拥塞状态的检测与预测结果。考虑链路容量计算拥塞控制量并反馈至自整定PID算法拥塞控制器,通过慢启动、拥塞避免、拥塞解除等操作完成拥塞控制任务。实验结果表明,无线通信网络中传输链路队列长度的平均值为29.2 Mbit,链路占比平均值为1.9%,平均传输速率为8.1 MiByte/s,验证了所设计方法的有效性。

安全控制与通信网络CC-Link Safety规范概述

本文介绍了符合IEC 61784-3类型8的CC-Link Safety安全控制与通信网络协议的应用范围、网络结构、系统站配置、通信规范、安全协议等主要内容。

一种基于Zynq平台的协议转换设备设计

针对通信领域设备种类众多、接口类型复杂的问题,文章设计了一种简易的数据协议转换设备,支持以太网数据和同步低压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)的全双工转换功能。硬件平台的核心是Zynq,主要功能由超高速集成电路硬件描述语言(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)逻辑软件实现,包括以太网数据收发、大容量数据缓存处理、高级数据链路控制(High-level Data Link Control,HDLC)封装、HDLC解封装以及参数控制等。实验表明,此设备具有较强的时效性,操作灵活、转换性能较高,在通信领域具有较高的实用价值。

基于三菱CC-Link协议及分布式IO的可视化混料罐控制系统设计

本项目设计的混料罐控制系统采用三台PLC,基于CC-Link网络通信协议,将一台PLC作为主站,其余作为从站的控制模式,用于实现两种液体自动混合、搅拌、加热和放料系统的硬件组成,软件设计等。同时利用MCGS触摸屏进行监控,模拟显示并实时监控自动混料系统的全部工作过程。

基于Host Link协议的PLC监控软件设计

以VB6.0为平台,设计了上位机对PLC的监控软件。上位机与PLC之间的通信基于欧姆龙(OMRON)内嵌FINS命令的HostLink协议。利用VB的ActiveX控件MSComm实现了PLC与上位机之间的串行通信。上位机通过对PLC的读/写,实现了对现场数据的采集、存储和配方操作。实验表明,利用此监控软件可以有效地对工业现场设备进行监控和管理。

多跳虚拟MIMO系统中随机接入的MAC方案

针对多跳虚拟多输入多输出系统及其动态资源分配进行研究。基于信道模型构建多跳虚拟多输入多输出系统的传播和连接模型,并提出一种分布式MAC方案。通过一个帧ALOHA协议把时间轴分割成帧(每一帧由给定数量的时隙构成),将时隙资源独立分配给每一跳,多跳链中的每个虚拟天线阵列随机选择一个时隙,实现在每一跳上的节点独立选择无线资源;对基于帧ALOHA协议的系统性能进行详细分析,得到它们的解析表达式。仿真结果表明,所提方案有较好的系统性能,优于集中式资源分配方案。

支持四维航迹运行的新一代民机数据链技术综述

支持四维航迹运行是未来民用航空运输技术发展的主要趋势之一,四维航迹运行对数据链应用、数据链协议栈以及数据链链路传输技术提出了新的要求。在研究国外四维航迹运行新技术基础上,分析了支持四维航迹运行的管制员-飞行员数据链通信、合约式自动相关监视等数据链应用新特点,介绍了支持四维航迹运行的未来数据链协议栈——基于互联网协议的航空电信网工作原理,分析了支持四维航迹运行的宽带卫星通信链路、L频段数字航空通信系统的链路特性。

适用于数据中心低延迟高吞吐量TCP的动态标记配置策略

在数据中心流量传输过程中,传输性能的好坏很大程度上取决于数据中心TCP是否可以满足长短数据流不同的传输性能需求,即长流的高吞吐率和短流的低排队延迟。由于数据中心网络应用主要是在线数据密集型应用(online data intensive application,OLDI)产生大量长流和短流混合的数据流,使长流占用大部分瓶颈链路带宽,造成短流高延迟,影响应用的服务质量。文章提出的动态标记配置(Dynamic-marking Configuration,DMC)策略动态调整瓶颈链路队列长度门限,实现流量的低延迟和高吞吐量传输,并降低数据流错过最后期限的比例。

远程遥控装载机的延时补偿控制研究

为了解决现有工程车辆远程遥控系统因网络延时导致控制系统不稳定问题,设计了一套针对装载机的延时补偿控制系统,在无线局域网中,采用精准时间协议计算延时时间;将装载机的动臂等效成一个二连杆结构进行运动学和动力学建模;利用Smith预估器进行延时补偿。通过OPNET进行网络环境模拟仿真、Simulink进行控制系统仿真,仿真结果表明:精准时间协议能够准确地计算出延时时间,在10 ms的延时下Smith预估器取得了良好的控制效果,为工程车辆远程遥控延时补偿提供了一种低成本方案。

网络控制系统的实时特性分析及数据传输技术

由于应用环境的要求，网络控制系统中传输的数据包括实时数据和非实时数据，实现高速、快响应的网络控制系统的关键是最大限度的降低实时数据的传输延迟，并保证可靠快速的非实时数据传输。文章在分析网络控制系统中数据特点的基础上，结合网络控制系统的典型通信协议模型分析了其实时特性，给出了信息延迟的组成模型，并基于数据链路层针对实时性的实现分析了几种典型的数据传输技术。

基于现场可编程门阵列战术数据链中自适应轮询接入控制协议的设计与实现

在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议(APACP)。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链理论对系统进行建模,得到系统平均排队队长和平均轮询周期的解析解;利用数学软件MATLAB和现场可编程门阵列仿真验证协议的正确性。仿真结果表明,APACP能够根据战术数据链网络拓扑结构的动态变化自动调整轮询顺序,明显降低系统平均排队队长和平均轮询周期,克服传统轮询接入控制协议中空轮询的问题,节约了服务时间,提高了服务效率,改善了系统性能。

USB协议层

USB协议层描述了USB主机与USB设备交互时的语法和协议 ,从中定义了字段、包、事务和传送的结构 ,以及由字段到包、由包到事务、由事务到传送所组成的组织层次关系。协议同时还规范了数据链路的建立 ,正常或异常传送处理的动态过程。字段中分同步、包标识符、地址、帧号、数据和CRC校验等字段。包中分标记、帧起始、数据、握手 4类包。事务中有批处理、控制、中断和同步 4类事务。传送可分为控制、批处理、中断和同步 4类传送。字段、包、事务和传送的命名和定义 ,实质上是为了满足不同需求的传送内容 ,在链路建立。

3GPP LTE协议栈RLC层AM传输模式的设计与实现

针对3GPP最新发布的LTE(long term evolution)Release 8标准,研究了LTE空中接口协议栈无线链路控制(radio link control,RLC)的子层确认(acknowledged mode,AM)传输模式的设计与实现机制。主要介绍了LTE无线接入网空中接口协议栈的结构,详细阐述了空中接口协议栈中RLC的AM数据传输模式的运行原理,最后根据协议设计了一种具体在协议栈软件中实现AM传输模式的方法。

嵌入式信息家电系统中蓝牙子系统的研究与开发

描述了在家庭中利用蓝牙散射网实现对信息家电集中控制的解决方案,对其中最具代表性的最小微微网单元——蓝牙子系统的具体实现做了详细阐述。充分考虑到家电的处理器资源限制和敏感的成本因素,该子系统使用特定的应用层协议来解决仅支持微微网的蓝牙设备在散射网中通讯的问题、家电注册问题以及非对等层通信问题。