基于WIA-PA的工业无线网络网关设备

阐述基于WIA-PA的工业无线网络系统及其网关的总体设计,给出WIA-PA网关架构。分析网关设备的软硬件系统,对模块进行划分,并给出模块设计与处理流程。搭建系统对网关设备进行了测试,测试结果表明了网关设备设计的正确性和合理性。

面向WIA-PA工业无线传感器网络的确定性调度算法

WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation)是我国自主制定的工业无线传感器网络标准,确定性调度技术是其中一项关键技术.但目前已有的确定性调度算法主要集中在通用传感器网络或Wireless HART,ISA100.11a等遵循国外标准的工业无线传感器网络中,未能针对WIA-PA网络进行优化设计.鉴于此,本文提出了一种适用于WIA-PA网络的基于回溯法的最优确定性调度算法,能够获取调度解的最大成功率;并以此为基础,进一步提出了一种基于最小时间裕度优先的时分多址调度算法(Least Slack First on Time Division Multiple Access,LSF-TDMA).仿真实验结果表明,所提出的LSF-TDMA算法能够满足WIA-PA网络端到端数据传输的确定性需求,在调度解获取成功率接近于最优的同时,有效降低了算法复杂度.

基于WIA和GPRS的无线网络煤矿安全监测系统设计

通过研究WIA和GPRS技术,提出了一种基于WIA和GPRS的无线网络矿井安全监测系统方案。该方案借助WIA技术在低功耗无线通信和GPRS网络远程数据传输的优势,利用系统及CC2431微控制器和CC1101无线射频收发芯片作为WIA-PA无线网络节点,通过监测各传感器参数的变化,为远程控制提供依据。该方案较传统有线方案,具有功耗低、成本低、可靠性高等特点。

WIA-PA网络的入网认证和密钥更新机制研究

WIA-PA是我国自主研发的、用于工业过程自动化的无线网络规范。研究了WIA-PA网络所处工业现场环境恶劣、节点资源非常受限的现状,提出并分析了由中间节点发起认证请求和散列函数生成安全信息的入网认证方案,以及使用单向散列函数的密钥更新方案。入网认证方案减小了通信消耗和组网时间,密钥更新方案实现了消息认证和消息源认证。分析结果表明,入网认证方案保证了所有入网节点的合法性,密钥更新方案保证了更新密钥的安全有效。

一种适用于WIA-PA网络的分层入侵检测方法

工业无线技术是满足工业应用高可靠、低能耗等特殊需求的一类无线传感器网络技术。针对WIA-PA(wireless net-works for industrial automation-process automation)工业无线网络的特点,分析了工业无线网络入侵检测的重要性,设计了一种基于全信道分析仪的分层WIA-PA网络入侵检测和安全数据处理架构,提出了一种适用于WIA-PA网络的分层入侵检测方法,在此基础上,设计并实现了基于WIA-PA的安全管理系统。测试表明,基于全信道分析仪的入侵分析系统能够有效检测网络入侵攻击,基于安全管理者的设备安全入网、密钥管理和安全服务能够在无线环境中得到较好的应用,有效地解决了工业无线网络内部资源受限的问题,提高了WIA-PA网络通信的安全性能。

基于WIA-PA的农业微灌监控系统设计

针对农业灌溉问题中信息监测点分散的情况,设计了一种基于WIA-PA无线传感器网络技术的监控系统。监控系统以具有WIA-PA无线数据传输功能的CC2430芯片为核心,以STM32F107作为监控系统节点的主控制器的监控系统。管理者通过远程服务器发送控制命令道传感器节点调节相关参数,从而实现远程测量与控制。实验表明本系统运行效果良好,功耗小,具有很好的应用价值。

基于工业无线网络WIA技术的储油罐监测系统

在分析现有的储油罐区监测技术的基础上,提出了一个基于工业无线网络WIA技术的储油罐监测系统方案,详细介绍了该方案的系统运行原理、系统结构及系统功能.

WIA-PA网络中的无冲突资源调度算法

在使用TDMA和FDMA机制的WIA-PA网络中,由于其无线多跳的mesh结构,时隙和信道的调度复杂变得更为复杂.本文归纳分析了多信道无线多跳mesh网络中资源冲突的类型,提出了一种对时隙和信道进行调度的算法.算法利用无线mesh网络中数据传输的路由特征,以网关为根,使用广度优先搜索算法构造uplink路由,对路由图中的节点着色,从而确定每个链接使用的时隙;然后根据链接在路由中的层次,为连续三个层上的链接分配互不相同信道.算法使用至多2倍图的度数减2个时隙,使用不多于三个信道保证了各链接的无冲突传输.最后,分析证明了算法的有效性,并通过仿真验证了算法的性能.

工业无线网络WIA标准体系与关键技术

工业无线技术是一种本世纪初新兴的、面向设备间信息交互的无线网络技术,适合在恶劣的工业现场环境下使用,具有强抗扰、低功耗、实时通信等技术特征,是对现有无线技术在工业应用方向上的功能扩展和技术创新,并将最终转化为新的无线技术标准。本文介绍我国在工业无线技术方面的研究进展,重点介绍具有自主知识产权的工业无线网络核心技术以及相关国家标准体系的建设情况。

第四十七讲:WIA-FA工厂自动化无线网络

工业无线传感器网络以其低成本、易使用、易维护等优点,具有广泛的应用前景,已成为降低工业测控系统成本、扩展应用范畴的革命性技术。WIA-FA无线网络系统是专门针对工厂自动化高实时、高可靠性要求而研究开发的一组工厂自动化无线数据传输解决方案,适用于工厂自动化或者其它对速度及可靠性要求较高的应用场景建立的工业无线局域网络,是工厂自动化生产线实现在线可重构的重要使能技术,将助推我国制造业的转型升级。

工业无线网络WIA-PA网络研究与设计

该文介绍了基于802.15.4标准的WIA-PA工业无线网络,并分析了网络节点能耗情况,提出相应的节能策略。将节能策略引入到网络研发中,从硬件和软件两个方面来降低网络节点的能量消耗,在保证网络可靠性的基础上尽量延长WIA-PA网络生存时间,最后对节点进行性能测试。实验结果表明,该方法有效地节约了网络能量,对WIA-PA网络的设计与实现具有一定的借鉴与指导作用。

工业无线网络WIA—PA终端节点设计

针对在恶劣的工作环境下工业无线网络WIA-PA的可靠性问题,分析了WIA-PA的特点,详细介绍了WIA-PA终端节点的硬件及软件设计。测试结果表明,设计的WIA-PA终端节点的射频距离在没有外界干扰的情况下为600m,在有外界干扰的情况下为400m,满足WIA-PA的需求。

第五十讲 基于WIA-PA工业无线网络的电镀废水浓度监测系统

为防止电镀基地中各电镀企业废水的违规排放,针对龙溪电镀基地设计开发了基于WIA-PA工业无线网络的电镀废水浓度监测系统。利用WIA-PA工业无线网络数据传输稳定、部署扩展方便等优点,使整个工程可以快速完成传感器数据到应用系统之间的稳定传输。应用层软件实现了实时监测废水排放浓度情况,并增加了预警报警安全管理功能,实际应用结果表明,系统较以前传统的人工巡逻监测方式在监测速度和稳定性上有很大提高,为以后的电镀基地智能化统一管理平台的应用打下了基础。

基于WIA-PA无线网络的镀锌电流密度监测系统设计

设计了一种基于WIA-PA无线网络的镀锌电流密度监测系统。研究发现:当电流密度为4A/dm^2时,镀层表面质量最好,耐蚀性最强。利用该系统对镀锌电流密度进行监测,令其保持在最佳状态。实验结果表明,该系统的监测精度较高。

工业无线通信技术 第十八章 基于工业无线网络WIA技术的管道泄漏监测系统

在分析现有的管道泄漏监测技术的基础上,提出了一个基于工业无线网络WIA技术的管道泄漏监测系统方案,详细介绍了该方案的系统运行原理、系统结构及系统性能及特点。

WIA-PA网络安全机制的设计与实现

WIA-PA是我国具有自主知识产权的工业无线标准,是工业无线领域三大主流国际标准之一。该文针对WIA-PA网络的特点,以WIA-PA安全标准为依据,提出了网络密钥管理机制保证密钥的安全性、安全入网机制鉴别加入节点身份的合法性和安全数据流传输机制能保障数据的机密性和完整性。经搭建测试平台验证:安全机制提高了网络的安全性,增强了WIA-PA网络抵抗威胁和攻击的能力,而且分析表明在节点资源开销方面合理,具有较好的性能。

WIA-PA网络关键技术的设计与实现

WIA-PA(wireless network for industrial automation-process automation)是IEC认可的工业无线国际标准。WIA-PA网络具有网状和星型混合拓扑结构、自适应调频能力、CSMA与TDMA混合访问机制等技术特点,能够适应复杂工业环境和满足苛刻工业需求。为了在嵌入式平台上实现WIA-PA网络系统,通过分析WIA-PA的这些技术特点和体系结构,得出了原型网络实现的关键技术,并给出了目前采用的策略和技术方法,如时间管理、时间同步、网络安全和网状组网等。最后利用搭建的原型网络验证了设计的可行性和合理性。

面向WIA-PA网络的并行组网方法

基于TDMA技术的工业无线网络在工厂里的使用越来越广泛。在分析WIA-PA工业无线网络在组网过程中出现漏斗效应而造成速度缓慢的问题后,提出了一种面向WIA-PA工业无线网络的快速并行组网方法,它通过改造网络的超帧结构,根据剩余能量、链路状况和启动时间选择加入时机,并改进了加入过程中的资源分配算法,实现了路由设备的并行组网,降低了通信冲突,避免了资源冲突。实验结果表明,该算法提高了组网过程的效率,缩短了组网时间。

基于Web的WIA-PA一致性测试系统的设计和实现

从无线传感器网络协议一致性测试的角度,对WIA-PA协议测试技术进行了分析和研究,阐述了WIA-PA协议一致性测试的主要内容,提出了一种基于Web的WIA-PA一致性测试系统和测试方法,并通过典型测试实例的实现,说明该方法用于协议一致性测试的可行性。

WIA-PA网络时间同步误差测试方法与实现

通过对WIA-PA协议中时间同步误差的分析,提出了利用无线同步报文信息触发的测量方法。在此基础上,开发了WIA-PA的网络测试平台和测试流程。实验结果表明,这种测试技术能够准确地测试被测设备的时间同步精度是否符合WIA-PA标准,并具有可行性和灵活性。