基于Modbus/TCP的电容式扭矩传感器数据采集系统设计

扭矩传感器通常安装于机械设备的旋转关节处,用于扭矩的测量。电容式扭矩传感器需要配备专门的数据采集系统才能使用,且数据采集系统的性能直接影响传感器的精确测量。针对实验室自主研制的电容式扭矩传感器的应用需求,设计了一种基于Modbus/TCP协议的数据采集系统。系统以STM32为主控芯片,通过控制电容数字转换芯片AD7147实现电容信号采集与转换,然后由W5500以太网芯片将数据上传到自主开发的上位机软件中进行处理、显示与存储。实验测试表明:系统最大测量误差为1.47%,数据输出频率为1000 Hz。

多道次搅拌摩擦加工制备生物可降解β-TCP/WE43复合材料

通过多道次搅拌摩擦加工(MP-FSP)制备了医用可降解β-TCP/WE43复合材料,通过金相、扫描电子显微镜和能谱分析对β-TCP/WE43复合材料的显微组织进行了表征,并对该复合材料的力学性能、耐蚀性能和腐蚀摩擦磨损性能进行了测试分析.研究结果表明,在三道次搅拌摩擦加工后,β-TCP颗粒在镁基体中分散性较好,且搅拌区晶粒细小.多道次搅拌摩擦加工可以有效改善β-TCP颗粒在镁基体内的分布和细化晶粒,从而同时提高复合材料的机械性能、耐蚀性能和耐腐蚀磨损性能.该研究结果可为生物降解的镁基植入物的开发提供重要指导.

基于可浮动标准球体的机器人TCP标定方法研究

机器人末端工具的工具中心点(TCP)坐标参数是机器人离线编程的基础。首先,提出一种基于可浮动标准球体的机器人TCP标定方法,以已知半径的可浮动标准球体为标定目标,控制机器人各关节的运动,TCP从多个不同姿态接触球体表面,根据接触状态信息及球体下降高度,构建目标函数,针对球面接触点位置分析,提出接触点选取的准则;然后,通过设计双目视觉系统,识别定位球心坐标,确定自适应邻域模式的粒子群算法所需的参数范围,完成目标函数的优化求解,获得TCP参数,提出结合视觉定位功能引导TCP至规划点的在线标定策略;最后,对提出的方法进行实验验证。验证结果表明:相较于传统接触式标定方法,所提出的标定方法精度有很大提高,可靠性也得到了进一步保证。

基于Modbus TCP协议的计算机与PLC的通信

简要介绍了Modbus TCP协议。研究了基于Modbus TCP协议实现上位机和PLC通信的方法。PLC选用台达DVP-12SE型机,上位机采用Visual C++6.0编程,向PLC发送Modbus TCP命令,与PLC进行信息交换。给出端口初始化、发送数据和接收数据等各部分程序代码。该方法为进一步开发PLC监控系统提供了有价值的参考。

基于Modbus-TCP的大型仪器运行监控与实践教学研究

为克服传统高校大型仪器管理不足、利用率差、维护性差、共享性差等问题,本文综合利用ModbuS-TCP技术、PLC技术、计算机网络技术、组态技术,能够实现对大型仪器设备的实时监控、利用率统计和设备管理等需求。

针对车地传输TCP协议优化的TTI-RTT拥塞控制算法

为适应铁路5G专用移动通信系统动态易变的网络环境,解决现有算法中存在的吞吐量减少、传输时延增加、检测数据车地传输可靠性难以保证的问题,在分析传输控制协议(TCP)传输拥塞控制过程,以及对比TCP-Reno,TCP-Vegas和TCP-Westwood 3种基础拥塞控制算法存在问题的基础上,提出一种联合传输时间间隔(TTI)和往返时延(RTT)的拥塞控制算法——TTI-RTT算法,即将RTT的成对比较测试统计量和网络当前拥塞因子联合起来作为网络拥塞判断标准,根据反映网络拥塞程度的拥塞因子动态调节加性和乘性因子,并在传输控制协议拥塞控制的不同条件下灵活调整传输时间间隔。采用NS-3仿真软件,构建考虑高速铁路5G-R无线信道误码影响的点对点通信网络拓扑结构,对TTI-RTT拥塞控制算法进行仿真验证,并与3种基础算法进行性能比较。结果表明:不同丢包率下所提算法的平均吞吐量均保持在9 Mb·s^(-1)以上,较基础算法中吞吐量最高且最稳定的TCP-Reno算法增加了约5.9%,且实时吞吐量稳定性具有显著改善。

茉莉花TCP基因家族全基因组鉴定及其表达分析

为探讨茉莉花TCP基因家族在其生长发育过程中的作用,基于茉莉花的基因组数据,利用生物信息学方法对茉莉花TCP(JsTCP)基因进行了全基因组鉴定及分析,并分析了TCP基因家族在花发育不同时期和花粉-柱头互作中的表达水平。结果显示,茉莉花全基因组中共鉴定出27个TCP基因家族成员,命名为JsTCP1~JsTCP25,其蛋白包含208~539个氨基酸残基,分子量为22.95~56.96 ku,等电点为5.70~9.97,均为不稳定的亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果显示,JsTCPs均位于细胞核内。染色体定位结果显示,JsTCPs不均匀分布在10条染色体上。基因结构分析结果显示,JsTCPs具有1~5个外显子以及0~4个内含子。蛋白保守基序和系统进化分析结果显示,JsTCPs均含保守的TCP结构域,可分为ClassⅠ和ClassⅡ2个亚类。启动子顺式作用元件的分析结果显示,JsTCPs启动子上含有多个植物激素响应、胁迫响应和生长发育相关等元件。表达模式分析结果显示,24个JsTCPs基因在茉莉花花发育不同时期表达,22个基因在花粉-柱头互作中表达。总之,本研究鉴定了27个茉莉花TCP基因家族成员,并发现家族成员在花发育不同时期和授粉后不同时期特异表达。

滇杨TCP基因家族的全基因组鉴定与分析

【目的】鉴定滇杨(Populus yunnanensis)TCP基因家族,为滇杨TCP基因功能研究及遗传改良提供理论依据。【方法】基于滇杨全基因组数据,通过BLAST对滇杨TCP基因家族进行鉴定,利用生物信息学方法分析了该家族成员的理化性质、基因结构、染色体分布、系统进化、启动子分析及密码子特性,并利用RT-qPCR对TCP基因家族的亚族基因CYC/TB1在滇杨不同组织的表达情况进行试验。【结果】滇杨中共鉴定得到38个TCP基因,可分为PCF、CYC/TB1和CIN三个亚族;TCP基因在滇杨染色体上分布不均,其中4号染色体含有的TCP基因数量最多;同一进化分支的TCP家族成员的Motif及基因结构具有高度的一致性,而不同分支之间呈现一定的多样性;TCP基因家族启动子区域显著富集生长发育、激素及逆境响应的顺式元件;滇杨染色体上分别有23个、37个与拟南芥和毛果杨具有共线性的TCP基因;密码子偏好性分析显示大多数成员偏好以A和T(U)结尾,且自然选择对该家族成员密码子偏好性影响较大;CYC/TB1亚族中的4个基因在侧芽中的表达量均显著高于其他部位,具有明显的组织特异性。【结论】鉴定了滇杨TCP家族成员,揭示了CYC/TB1亚族成员在滇杨侧芽的生长中起到重要作用,为滇杨TCP基因功能和调控网络的解析提供了一定的理论基础。

Modbus TCP协议安全风险分析及对策研究

工业互联网作为新一代信息技术与工业系统深度融合的产物,正推动着工业生产方式的变革。然而,工控网络协议在设计之初因注重效率提升和功能实现忽视了一些安全性问题,加之应用中的安全漏洞和异常行为,导致其存在严峻的安全隐患。文章介绍了工业互联网的发展背景、趋势和工控网络协议特点,分析了当前应用最广泛的典型工控网络协议Modbus TCP的安全风险,研究了数据加密、数据完整性检测、身份认证及异常入侵检测等安全对策,提出一套Modbus TCP协议安全方案。该方案包含采用AES算法和RSA算法的数据加密和解密模块、采用SM3算法的数据完整性检测模块、采用动态口令认证技术的身份认证模块和基于数据特征的异常入侵检测系统,同时引入PKI进一步加强工控系统的安全性,为其他工控网络协议的安全防范提供借鉴和参考。

鸭茅TCP基因家族成员鉴定及表达分析

TCP转录因子家族在叶片发育中发挥重要作用,鸭茅是世界著名的多年生禾本科牧草,叶片是其主要的收获部位,且营养价值丰富。本研究鉴定了鸭茅(Dactylis glomerata)TCP基因家族成员,并对所有成员进行了理化性质、基因结构、染色体定位、进化关系、保守基序和结构域、启动子顺式作用元件以及表达量等分析。发现鸭茅TCP基因家族共有22个成员被划分成3个亚家族;它们都含有TCP蛋白典型结构域;成员间蛋白的亲水性较好,等电点和相对分子质量有差异;α螺旋和无规则卷曲是鸭茅TCP蛋白主要的二级结构,亚细胞定位预测主要定位于细胞核;22个成员的启动子顺式作用元件可分为4类,分别是光响应元件、植物激素响应元件、抗病创伤胁迫响应元件以及其他元件;此外,DgTCP8和DgTCP20在叶片中的表达量较高且可响应生长素和赤霉素的表达。本文为深入探究鸭茅TCP基因在叶片发育中的功能提供依据,为叶片优良鸭茅品种的选育奠定基础。

枣树novel-miR16靶基因ZjTCP4鉴定及生物信息学分析

TCPs转录因子主要通过调节细胞增殖和植物激素途径来调控植物器官发生和形态构型,探究枣树ZjTCP4转录因子的序列特征及其表达特性,以期为TCP转录因子响应干旱胁迫的机理研究提供参考,也可以为后续对枣树分子育种奠定基础。novel-miR16的二级结构具有miRNA典型的发夹结构,为枣树miR319家族成员;靶基因ZjTCP4的降解位点多数都在novel-miR16结合位点的第10和11个核苷酸的位置;生物信息学分析表明,ZjTCP4基因的全长cDNA序列为1386 bp,预测编码452个氨基酸的多肽,预测编码蛋白的等电点(pI)为6.51,分子量为49091.55 u;应该是一个膜内或膜外蛋白,为非分泌性蛋白,为亲水性蛋白质,定位于细胞核;枣树ZjTCP4基因编码的氨基酸序列与拟南芥AtTCP4最为相似,与拟南芥AtTCP17,AtTCP 18和AtTCP 12的相似性也较高;枣树novel-miR16在响应干旱胁迫的过程中上调表达,而其靶基因ZjTCP4在干旱胁迫下下调表达。枣树novel-miR16通过靶向调控ZjTCP4转录因子响应干旱胁迫,干旱胁迫下枣树novel-miR16的上调表达导致靶基因ZjTCP4(CCG006181)下调表达来提高枣树的耐旱性。

基于电力云边协同的非侵入式Modbus TCP协议安全增强方法

分布式电源(distributed resources,DR)中智能边缘设备数据传输的安全问题为电力系统带来了安全隐患。Modbus TCP(transmission control protocol)协议作为边缘设备采用的通信手段之一,其协议安全性的不足使得系统易遭到网络空间的攻击。为保障电力设备数据传输安全,对现有安全手段进行整理,分析现有安全手段在DR应用场景下的不足,提出一种非侵入式Modbus TCP协议安全增强方法。该方法采用云边协同的架构,利用电力控制中心云平台管理访问控制原则,将实际访问控制决策模块部署在边缘设备,并通过细粒度的访问控制组合限制恶意行为。依据Modbus协议参考指南,搭建DR应用场景进行渗透测试,验证该方法能有效防御重放攻击和中间人攻击,可将安全开销控制在百微秒以内,显著优于其他安全手段,满足DR对实时性的需求。

基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计

根据墨西哥某城市地铁指挥控制系统的设计需求,列车自动监控(ATS)系统与频移键控(FSK)系统之间数据交互采用网络接口,基于Modbus/TCP协议实现相应的以太网通信。为此提出基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计方案:利用Modbus/TCP协议的扩展灵活性,在传统Modbus/TCP协议的基础上进行扩展,实现ATS与FSK系统间的模拟列控信息、列车检测信息、FSK传输配置信息、网络配置信息的安全可靠传输;为了高效便捷地将从网口接收的信息解析后传输给FSK系统,选择在ARM/Linux+FPGA平台上实现通信接口。测试验证结果表明:该通信接口设计方案结构清晰且方便移植,能够正确有效地实现ATS与FSK系统间通信。

菊苣TCP基因家族鉴定与分析

TCP转录因子参与调控植物多种生理过程,包括植物叶片发育、花发育、分枝的形成等方面。菊苣(Cichorium intybus L.)是一种优良牧草,但目前还未有关于其TCP基因家族研究的报道。本研究基于菊苣全基因组数据,利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)、生菜(Lactuca sativa L.)TCP基因家族的氨基酸序列,对菊苣TCP基因家族成员进行鉴定筛选,最终得到39个菊苣TCP基因家族成员。接着利用生物信息学方法对这些成员进行分析发现,39个成员不均匀分布在9条染色体上;氨基酸数目为113~498,分子量为12425.84~56266.57Da;所有成员分为3个亚家族;均含有保守的basic-helix-loop-helix(bHLH)结构域;顺式作用元件分析发现,菊苣TCP家族成员具有多种激素、非生物胁迫和生长发育响应元件;对CIN类TCP基因在菊苣各组织和高温胁迫下进行表达分析发现,这些成员可能参与菊苣的叶片发育调控且对高温胁迫响应。本研究可以为改良菊苣牧草品质提供理论依据。

苦荞TCP转录因子全基因组鉴定及非生物胁迫分析

TCP是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。该研究利用生物信息学方法对苦荞TCP家族进行全基因组鉴定,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析苦荞TCP基因在干旱胁迫和盐胁迫下的表达特征。结果表明:(1)在苦荞的基因组中鉴定出28个TCP家族成员,它们不均匀地分布在苦荞的8条染色体上。(2)多数的苦荞TCP基因包含1~5个外显子。(3)系统发育分析将苦荞TCP家族分为5个亚家族,种内TCP蛋白多聚集在同一分支上。(4)共线性分析表明,5个苦荞TCP基因来自全基因组复制事件。(5)顺式元件分析显示,苦荞TCP基因的启动子区域的顺式响应元件主要包含胁迫响应元件和激素响应元件两大类。(6)转录组数据分析结果显示,所有苦荞TCP基因在检测组织中均有表达。(7)qRT-PCR结果显示,FtTCP3、FtTCP6、FtTCP12和FtTCP13基因在干旱胁迫和盐胁迫下的表达量发生变化,其中FtTCP3在6 h干旱处理和盐处理时表达量均达到峰值,说明FtTCP3基因在苦荞应对干旱胁迫和盐胁迫中起正向调控作用。该研究结果为了解TCP基因家族的进化和功能提供了新的见解,为苦荞TCP基因家族的功能研究和利用奠定了基础。

二穗短柄草TCP转录因子的全基因组鉴定及其对非生物胁迫的响应

二穗短柄草是一年生温带早熟禾亚科植物,具有遗传资源丰富、与禾谷类作物亲缘关系密切等特点,是一种重要的禾谷类模式植物。TEOSINTE BRANCHED1/CINCINNATA/PROLIFERATING CEL FACTOR(TCP)家族是植物特异转录因子,广泛调控植物生长发育。然而,有关二穗短柄草TCP转录因子的信息仍不清楚。本文对二穗短柄草的TCP基因进行了全基因组鉴定,共鉴定出了21个TCP基因(BdTCPs)。分类结果显示,21个BdTCPs主要分为以下两个亚组:11个PROLIFERATING CEL FACTOR(PCF)基因(Ⅰ类)、7个CINCINNATA(CIN)基因和3个CYCLOIDEA(CYC)基因(Ⅱ类)。序列分析表明,二穗短柄草TCP蛋白均包含TCP/TCP superfamily结构域,且外显子-内含子结构各不相同。Motif分析表明,二穗短柄草TCP家族成员均含有Motif 1和Motif 2,暗示这两个基序是其发挥功能所必需的保守区域。顺式作用元件分析表明,所有BdTCPs的启动子区域都含有植物激素和环境响应元件,暗示BdTCPs基因可能参与非生物胁迫响应。荧光定量PCR结果显示,21个BdTCPs均对盐胁迫不敏感,但其中2个基因(BdTCP10、BdTCP15)参与了干旱胁迫的瞬时响应,且表达量均发生了极显著上调,表明Bd TCP10和BdTCP15基因在二穗短柄草应对干旱胁迫中起正调控作用。上述结果为进一步研究TCP在调控二穗短柄草的生长发育及其在非生物胁迫响应中的作用提供了重要线索。

基于TCP通信协议与区块链的财务信息数据共享方法

为了优化财务信息数据共享效果,提高数据共享传输的安全性与完整性,本文开展了基于TCP通信协议与区块链的财务信息数据共享方法研究。首先,采用预查询技术,检索财务信息数据,找出共享所需要的数据;其次,利用区块链技术,对检索到的财务信息数据进行加密处理,保证数据的安全性;在此基础上,利用TCP通信协议,设计数据共享传输机制,实现财务信息数据安全共享。实验结果表明,提出的方法应用后,数据共享误码率较低,说明该方法共享的财务信息数据更加准确,数据的可信度、安全性与完整性较高。

面向ModbusTCP协议的安全增强方案分析

Modbus TCP协议是基于Modbus串行协议与TCP/IP协议的结合而形成的一种工业以太网通信协议,自1999年提出以来,已广泛应用于工业控制系统(Industrial Control System,ICS)。然而,该协议最初设计时并未考虑现代网络安全需求,存在诸多安全漏洞,易成为攻击者的攻击目标,严重威胁工控系统的安全性。因此,对Modbus TCP协议进行安全增强研究具有重要意义。本文综述了基于Modbus TCP协议的主要安全增强方案,详细分析了其技术实现方法及适用场景,并对不同方案的优缺点进行了系统比较,旨在为Modbus TCP协议的安全防护提供有效的解决方案和研究思路。这些安全增强方案的实施,可以有效提高Modbus TCP协议在工控系统中的抗攻击能力,从而提升工控系统的整体安全性。

一种基于双目立体视觉的焊接机器人TCP标定方法

焊接机器人末端焊枪的工具中心点(tool central point,TCP)参数是确保焊接机器人系统能够顺利运行的关键。在工业环境中,研究一种高效而准确的TCP校准方法是至关重要的。本文基于双目立体视觉测量技术结合标定板定位以及镜面成像原理,提出了一种适用于工业制造现场的快速TCP参数标定法。该方法具备非接触式测量、快速校准和高精度等优势,避免了传统接触式TCP校准过程中接触判断造成的误差。实验结果表明,本文所提方法的校准精度显著高于传统接触式标定,满足了工业现场对高精度和快速TCP标定的需求。

基于路由协议的Semi-TCP网络层实现方法

为提高移动自组网的网络性能和推进Semi-TCP方法的实际应用,提出基于路由协议的Semi-TCP网络层逐跳拥塞控制实现方法。通过在网络层的路由协议中加入拥塞信息广播机制,控制节点对数据包的发送频率,保持链路高速传输数据的同时,降低拥塞程度。在EXata仿真平台进行了验证,在设计的动态拓扑实验中,文中方法的吞吐量相比TCP New Reno提高了169.57%,在引入多TCP应用竞争链路后比原Semi-TCP方法提高19.52%,证明了文中方法的有效性。