基于IEEE1451协议和ARM+DSP的网络适配处理器设计

基于智能化、网络化、IEEE1451标准的设计思想和ARM及DSP技术,提出了一种通用NCAP设计方案,其主要特点是:可在线实时编程,内嵌WEB-SERVER,支持以太网接口和本地高速USB接口。详细介绍NCAP的实现方法,并对其软硬件结构和功能做了具体阐述。

基于IEEE 1451.5标准的风力发电机状态监控系统设计

针对现有风力发电机监控系统的传感器接口复杂、系统传输协议不规范问题,设计一种基于IEEE 1451.5标准的风力发电机状态监控系统。系统主要由无线智能变送器(WTIM)、网络适配器(NCAP)、云平台和上位机构成。WTIM基于IEEE 1451.5协议实现传感器数据采集标准化,实现用于传感器的电子数据表格(TEDS)。云平台基于消息队列遥测传输(MQTT)搭建中间件供NCAP与上位机通信,上位机实现远程监控。经过测试,该系统可通过远程上位机对风机状态实时监控,在风力发电行业中具有一定的使用价值。

基于IEEE 1451的WirelessHART智能传感器软件设计

传统的IEEE 1451系列标准可移植性及灵活度差、进入工业现场总线市场慢,本文针对IEEE 1451系列标准进行了分析,结合WirelessHART无线通信技术,设计了符合IEEE 1451.5标准的通用智能传感器接口软件,实现了智能传感器的无线组网、电子数据表格(TEDS)上传、数据交换等功能。

基于IEEE1451.2协议的变送器接口TⅡ设计与实现

IEEE1451.2标准定义了智能变送器接口模块STIM和网络适配处理器NCAP之间的TⅡ接口协议,使传感器具有了即插即用功能,文中主要完成了TⅡ的设计。分析了变送器独立接口TⅡ模块的定义和工作原理;进行了变送器独立接口TII硬件电路设计,并给出了工作模式;进行了接口的时序测量。研究表明:设计的变送器独立接口TⅡ,在时序等性能上符合IEEE1451.2标准,可应用于IEEE1451.2的网络化传感器研究。

网络化智能传感器标准IEEE 1451.2的TII协议研究

为了使传感器具有即插即用功能,IEEE1451.2标准定义了STIM和NCAP之间的TII接口及其协议。从TII接口的物理管脚和信号定义出发,研究分析了触发、TII中读/写字节传输、读/写结构传输等协议,为基于IEEE1451.2的网络化传感器的实用化做了一点基础工作。

基于IEEE 802.1AS的多跳时钟同步算法与系统实现

针对现有IEEE 802.1AS协议中单一主时钟无法保障多跳网络下高精度同步的问题,提出一种基于多属性决策的冗余时钟同步方法.首先,基于链路拥塞程度、节点拓扑属性和时钟源质量系数对时钟属性值进行建模;其次,采用多属性决策算法选取最佳主时钟并生成冗余时钟序列表;最后,利用FPGA(Field Programmable Gate Array)平台设计并实现冗余时钟同步系统,同时搭建真实网络环境对所提方法进行测试.结果表明,相较于现有方法,时钟同步精度提升了68%,主时钟失效后重新同步所需收敛时间减小了60%.

基于IEEE1451和TCP/IP协议智能传感器的研制

IEEE1451标准提供了一种开发即插即用智能传感器的框架。结合IEEE1451标准开发出用于以太网的智能传感器,详细介绍了其设计思想,硬件结构,软件设计等。

基于IEEE 1451标准的物联网网关协议转换

为解决物联网中传感网络与互联网间协议转换,提出一种基于IEEE 1451标准的物联网网关的体系结构。该体系结构利用IEEE 1451标准的3个子系列:IEEE 1451.0、IEEE 1451.2、IEEE 1451.5,通过AT91SAM9X35微处理器实现网关,解决了物联网网关协议转换问题,使得网关分别具有有线和无线的接入能力。

高速公路V2V通信中C-V2X和IEEE802.11p通信协议的比较

在概述C-V2X和IEEE802.11p通信技术发展概况及特征的基础上,依托OMNET++仿真平台,采用Veins和SUMO联合仿真技术建立起高速公路通信仿真场景,并进行C-V2X和IEEE802.11p通信协议丢包率和端到端时延等参数值的计算分析与性能比测。结果表明,C-V2X通信技术是高速公路新型信息基础设施建设的重要部分,因具备高可靠、高传输效率、低时延等优势,而成为国际主流公路通信标准;C-V2X和IEEE802.11p通信技术在安全应用时延方面均满足要求,但C-V2X在丢包率方面比IEEE802.11p更优。

C-V2X和IEEE802.11p协议下高速公路V2V通信技术比较

在概述C-V2X和IEEE802.11p通信协议优劣势的基础上,依托OMNET++和SUMO联合仿真平台,对不同车辆数目及运行速度影响通信性能的问题展开分析,并对C-V2X和IEEE802.11p通信协议的端到端时延、丢包率等进行了比较研究。结果表明,C-V2X和IEEE802.11p通信协议均能满足高速公路通信安全性方面的时延要求,但C-V2X在丢包率方面明显较优。

基于IR-UWB的高吞吐量、低延时MAC协议硬件设计

针对IEEE 802.15.4高速数据传输的应用场景,提出一种具有高吞吐量和低延时特性的定制化MAC协议。基于HRP UWB PHY对数据传输模型和吞吐量深入分析,并结合MAC协议的冲突避免载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid,CSMA-CA)和保障时隙(Guaranteed Timeslot,GTS)实时传输的特性,设计了该机制有效的管理流程。最后在Vivado中使用Verilog HDL对MAC控制器进行硬件设计和验证。仿真结果表明,与经典IEEE 802.15.4 MAC协议相比,该MAC控制器的吞吐量提高了26%,同时数据传输时延降低了17%。

IEEE 1451网络化智能传感器的通用建模方法及应用

为提高网络化智能传感器的互操作性,在分析IEEE 1451标准传感器的定义和功能需求的基础上,利用统一建模语言(UML),分别从静态用例建模、动态顺序描述和系统部署3个层面构建了一系列面向网络化测控的通用型智能传感器系统模型,搭建了一款可用于在线检测绝缘子污秽状况的网络化智能传感器。相对于从传感器原型开始开发,该方法减少了60%以上的开发时间。实验结果表明,利用UML统一建模方法可以有效描述基于IEEE 1451标准的网络化智能传感器的简化模型,为后续研制及优化高性能的智能传感器提供理论参考和模型基础。建立的传感器模型具有通用性和可扩展性,能关联不同的物理接口;结合实际需求,可在该模型的基础上快速扩展构建所需的网络化智能传感器,能实现传感器的"即插即用"和实现良好的网络互操作性。

基于IEEE1451的机器人网络感知系统研究

机器人所需要的多种传感器和执行器的兼容与接口问题日益突出 ,为降低建立和维护机器人感知系统的成本与复杂度 ,提高可靠性 ,本文基于智能化、网络化的设计思想 ,借助 IEEE1 45 1智能变送器接口标准和现场总线技术 ,搭建了一个分布式、开放的机器人网络化感知系统。并针对传感器即插即用和传感器静、动态标定与性能评估等需求 ,详细介绍了感知系统的软硬件构成与网络接口设计。实测结果表明 ,系统运行稳定 ,实时性良好 ,为机器人实现更高级智能 ,完成更复杂任务提供了一个可靠的平台。

IEEE1451智能传感器接口标准研究

对 IEEE145 1标准中的智能传感器功能模型和信息模型进行了具体分析 ,并且结合网络化智能传感器通用开发平台的设计实现的体验 ,对 IEEE145 1的设计思想做出评价。IEEE145 1标准成功之处是对变送器电子数据表 TEDS的设计 ,较好地解决了传感器自动校正的问题。IEEE145 1智能传感器信息模型是一个通用模型 ,但在实现上有一定难度 ,缺乏功能相对简单的模型子集。另外 ,IEEE145 1标准把智能传感器划分为 STIM和 NCAP两个模块 ,必要性不强。最后讨论了智能传感器标准的未来发展。

基于IEEE 802.11高速无线局域网的速率自适应MAC协议研究

目前的IEEE 802.11标准在物理层提供了对多种发送速率的支持,然而在MAC层却没有规定速率自适应的方法。该文研究了高速IEEE 802.11无线局域网中的速率自适应方案。首先,提出了EACK协议,EACK使用基本速率发送MAC头,并在ACK帧中携带信道信息,因而能够较快速地响应信道的变化,同时具有少的开销;其次,在EACK基础上,提出了一种恒定发送时间(CEACK)的策略,CEACK能够克服传统IEEE 802.11DCFMAC协议的理论吞吐量上限,并且具有更好的时间公平性能,能够应用于高速的无线局域网。

基于IEEE1451的靶场分布式无线传感器网络构建方案

为了解决兵器试验靶场“异常弹”和散布大的弹箭的弹着点定位问题,提出了基于IEEE1451标准和ZigBee、WiFi通信协议构建一种异构分簇网络的方案;论文首先介绍了IEEE 1451协议族,阐述了系统总体结构,对比了三中无线通讯协议,优选出ZigBee、WiFi通信协议构建无线传感器网络;针对靶场分布式测试结构,给出了簇头资源分配方案和簇头节点、网关节点硬件设计方案及结构设计方案;最后,分析了IEEE1451协议的实现形式,并详细讨论了服务器端的软件设计、功能模块划分;实验结果表明:该方案实现了靶场上多节点多通信方式的无线传感器网络构建,网络具有良好的稳定性、扩展性及远程控制能力,为其他无线传感器网络构建提供了很好的应用案例。

基于IEEE 1451的无线网络化智能传感器探讨

传感器技术和网络技术的结合产生了网络化智能传感器 ,由此制订了 IEEE14 5 1网络化智能传感器标准。随着技术的发展 ,根据应用的需要 ,人们又提出研制无线网络化智能传感器。本文介绍无线网络化智能传感器的提出背景和研究现状 ,分析无线网络化智能传感器的技术可行性 ,设计一种基于嵌入式网络模块的、用于机器人手爪的无线网络化智能传感器的实现方案。

IEEE 802.1x协议的认证机制及其改进

在分析IEEE802.1x协议认证机制的基础上,针对IEEE802.1x缺乏源真实性和完整性保护的缺陷,提出IEEE802.1x协议认证机制的改进方案(AIP)。该方案通过在EAPOL包中增加了一个Protection字段,可弥补IEEE802.1x的中间人攻击和会话劫持等缺陷。经性能分析,该方案相对原方案而言,具有源真实性和完整性保护等优点。

IEEE1588精确时间协议的研究与应用

为了解决TD-SCDMA系统中无线基站NodeB与无线网络控制器RNC之间的时间同步技术问题,改变全球定位系统作为惟一解决方案的现状,研究了IEEE1588V1及IEEE1588V2技术原理,综合比较了已有的网络时间协议NTP、简单网络时间协议SNTP等时间同步技术,结果表明,IEEE1588具有更高时间同步精度,符合TD-SCDMA系统时间同步精度要求。根据目前电信网络体系,设计了基于现有网络并结合IEEE1588技术的组网方案。

IEEE 1588协议在工业以太网中的实现

为满足电力等分布式测控系统对时钟同步的高精度要求,采用TI公司支持IEEE 1588协议的Cortex-M3核ARM芯片作为微处理器,设计并实现一种基于中断优先级的前/后台框架的精密时钟网络服务器。由于选用轻量级TCP/IP协议栈(LwIP)和简化同步协议设计底层通信软件,能减轻处理器负担,实时性能得到改善。测试实验结果表明,该设备同步精度高、稳定性好、成本低,具有较好的应用前景。