一种基于ModBus-TCP协议的主从式测控技术及其应用

ModBus协议是流行的现场总线之一,相比以串口通信为基础的ModBus-ASCII及ModBus-RTU协议,ModBus-TCP协议具有简单、高效、稳定的优势,为构建工业测控网络系统提供了更为理想的选择。介绍基于ModBus-TCP的主从式测控网络,以单片机系统为核心,可实现对本地恒温实验装置的数据采集、闭环控制、数据通信及远程监测功能。给出了系统的体系结构及硬软件设计方案,可为类似远程测控方案的实现提供借鉴。

Modbus和Modbus-TCP协议转换研究

目前无论Modbus,Profi-bus还是Hostlink等,都是基于差分电路而设计的,这样通信距离最多也只有500 m,而且还要考虑到现场布线的可行性,防爆要求等,现场总线的传输距离已经远远无法满足远程监控的要求。文章通过对Modbus和Modbus-TCP协议的研究,采用Modbus协议将现场所有设备在本地电脑获取,然后转换成Modbus-TCP协议,通过以太网、WiFi等设备传送到远距离的客户端,甚至可以通过路由器连上Internet传送到互联网可及的任何角落,为客户提供一种远程监控的解决方案。

基于Modbus-TCP协议的S7-1200 PLC与RFID射频读写器通信程序设计

以IC-11HMRW型RFID射频读写器为例,研究了基于Modbus-TCP通信协议下的RFID射频读写器与Siemens S7-1200 PLC之间的以太网通信,同时通过硬件环境搭建及TIA博途软件程序编写,实现了PLC与RFID读写器之间的读取与写入数据的操作,经实验证明该通信系统运行稳定,程序设计方案可行。

单片机Modbus-TCP协议栈设计及其在低压配电系统中的应用

充分利用单片机资源,建立TCP/IP协议栈,并嵌入Modbus应用协议完成Modbus到TCP的协议转换。利用Modbus-TCP协议栈在低压配电系统中组建工业以太网。测试表明,该系统运行稳定。

基于Modbus-TCP协议的智能电表与西门子PLC通讯

通过智能电表加装以太网模块,与PLC进行Modbus-TCP通讯,编写PLC程序读取智能电表相关参数的地址,再通过PLC和触摸屏通讯,实现在触摸屏中详细显示智能电表的各种参数,如电压、电流、频率、功率、功率因素等。

基于施耐德M580平台与Modbus-TCP协议的工控系统通信方法研究

随着工控系统自动化、智能化水平的不断提升,通信方式的数据传输在工控领域应用日益增多,本文针对应用Modbus-TCP协议在施耐德M580平台上实现不同工控系统间数据通信的两种方法的实现原理及在某水电站的应用效果进行了研究,并给出了相应的使用建议。

蓄电池管理系统接入边缘物联代理Modbus-tcp协议设计与实现

变电站为保障通信和控制的畅通,装备了大量的备用蓄电池和配套的电池管理系统。边缘物联代理设备是泛在电力物联网感知层的网络连接设备,实现采集终端与物联管理平台之间的互联、边缘计算及区域自治等功能。由于电池管理系统不具备边缘计算功能,所以,将电池管理系统接入边缘物联代理,遇到紧急情况,可利用边缘物联代理设备的强大边缘计算能力实现对电池故障的紧急处理和响应。各个厂家的电池管理系统上传数据接口不统一,协议不一致,导致电池管理系统难以互通和普及推广。针对这个问题,设计了一套简化的Modbus-tcp协议帧结构,实现电池管理系统与边缘物联代理间的数据传输,具有高可靠,大容量接入,高速传输,容易实现的优点,可作为变电站电池管理系统接入的边缘物联代理的标准参考。

网络协议软件漏洞挖掘技术综述

网络协议软件部署和应用非常广泛,在网络空间提供了诸如通信、传输、控制、管理等多样化的功能.近年来,其安全性逐渐受到学术界和工业界的重视,及时发现和修补网络协议软件漏洞,成为一项重要的课题.网络协议软件由于部署形态多样、协议交互过程复杂、相同协议规范的多个协议实现存在功能差异等特点,使得其漏洞挖掘技术面临诸多挑战.首先对网络协议软件漏洞挖掘技术进行分类,对已有关键技术的内涵进行界定.其次,进一步综述网络协议软件漏洞挖掘4个方面的技术进展,包括网络协议描述方法、挖掘对象适配技术、模糊测试技术和基于程序分析的漏洞挖掘方法,通过对比分析归纳不同方法的技术优势及评价维度.最后,总结网络协议软件漏洞挖掘的技术现状和挑战,并提炼5个潜在研究方向.

CARINA:一种高效的解决IoT互操作性的应用层协议转换方案

为了解决物联网设备众多、协议众多,以及协议架构和应用场景不同引发的物联网设备互操作性问题,针对应用层使用广泛的HTTP等4种协议,提出了一种基于协议包解析和关键方法映射的高效可扩展的应用层协议转换方案。考虑到4种协议的基础架构、消息格式、通信模式以及应用场景具有较大差异,该方案通过对协议原始数据包进行解析和关键信息提取,然后统一以键值对的形式进行信息存储,解决了不同协议信息存储的统一性问题。通过构造关键方法映射表,将不同协议的方法进行映射,实现了不同协议之间的互联。实验结果表明,基于所提方案实现的协议转换系统能很好地完成4种协议之间的消息转换。相比同类型的Ponte方法,在相同实验条件下,所提方案的转换速度都优于Ponte,甚至在某些情况下表现出了将近10倍的速度差距,同时支持多出一倍的转换类型。实验结果验证了所提方法在可扩展性和转换时间等效率方面相比同类型的协议转换算法具有显著提升。

IKEChecker:语法引导的IKE协议有状态模糊测试

互联网密钥交换(IKE,internet key exchange)协议用于在IPSec(internet protocol security)协议中进行身份验证和密钥协商,其安全性对保护IP通信至关重要,复杂的协议逻辑导致协议实现中难免存在安全漏洞。模糊测试是检测协议实现中潜在漏洞的有效手段,但将现有模糊测试工具直接应用于IKE协议时,存在生成测试用例质量不高、难以探索深层状态空间等局限性。针对上述问题,设计了基于IKE协议语法的变异策略来减少无效测试用例的生成,同时增加测试用例的多样性;引入了基于进化策略的变异调度方案来自动优化变异算子的概率分布,进一步提高生成高质量测试用例的概率;设计了消息处理器用来维护协议交互上下文信息并执行密码学相关的操作,从而支持在黑盒条件下对IKE协议进行测试,并实现对深层协议交互行为和状态空间的探索。基于上述方法实现了IKE协议有状态模糊测试工具IKEChecker,该工具支持对IKEv1和IKEv2协议进行测试。对两种广泛使用的支持IKE协议实现的开源软件strongSwan和Libreswan进行测试,发现4个未公开漏洞;通过与其他模糊测试工具对比,评估了IKEChecker在漏洞检测方面的效率。

网络通信中嵌入式TCP/IP协议单片机技术的应用

嵌入式系统已经是当前网络通信的主要技术。单片机在嵌入式系统开发与实现中的多个环节发生作用。为此,文章重点探讨在网络通信系统嵌入式协议中单片机的具体应用。首先对嵌入式协议技术的总体架构与技术细节进行了汇总;其次对单片机技术及其作用进行了探讨;最后从多个方面分别分析了单片机在具体电路中的应用。以期为后续的产品开发与技术应用奠定基础。

适用于智能家居的格上基于身份多方认证密钥协商协议

随着物联网应用的日益普及,物联网设备终端数量激增、种类多样、层次复杂,常处于不可控的环境之中,因此,确保数据传输过程的安全性和隐私性至关重要。对基于物联网架构的智能家居服务进行探讨得出,启用智能家居应用需涉及多个方面,如用户、云、物联网智能集线器(the IoT smart hub,ISH)和智能设备,它们需要多方验证以进行安全通信。由此提出了一种针对智能家居应用的格上基于身份多方认证密钥协商协议,并证明在eCK模型下是安全的。其安全性可以归约到环上带误差学习(ring learning with errors,RLWE)问题的困难性,能够抗量子计算攻击。所提协议由一个格上基于身份的加密方案转换而成,无须公钥证书,避免了部署一个庞大的公钥基础设施(public key infrastructure,PKI)。通过信息交互实现显式认证,且可具有一定的匿名性质,与其他相关的后量子格上多方认证密钥协商协议方案相比,该协议在安全性和执行效率方面更具优势。

论仲裁协议对代位权行使的影响——兼评《合同编通则解释》第36条

由于代位权的行使涉及债权人、债务人和债务人的相对人三方主体,因此在两方主体间存在仲裁协议时,该协议是否应当约束第三方,在实践中经常发生争议,为统一裁判规则,《合同编通则解释》第36条就仲裁协议对代位权的影响作出了规定,该条并没有承认代位仲裁协议当然对债权人产生拘束力,从而维护了仲裁中合同相对性规则的适用,该条也明确了即使存在仲裁协议,债权人也可以通过诉讼程序行使代位权,但债权人行使代位权时要受仲裁协议的影响。依据这些规定,债务人的相对人在一审辩论终结前已申请仲裁的,应中止代位权诉讼。这些规定有效衔接了代位权与仲裁协议的关系,体现了对当事人私法自治的尊重,而且也解决了司法实践中长期以来存在的争议。

离婚协议中“赠与子女财产”条款的性质及其法律适用

在离婚的协商过程中,男女双方通过协议将财产赠与子女,是常见的一种离婚财产处分方式。但由于司法实践对于离婚协议中“赠与子女财产”条款性质认识不同,该条款产生的法律纠纷在法律适用上并不统一。为了给相关纠纷的解决提供一个统一的法律适用标准,通过理论与实践中对该类条款性质认定的不同观点与学说分别进行分析,得出结论:将离婚协议中“赠与子女财产”条款定性为“利益第三人合同”更具合理性。在这一定性的前提下,选择适用《民法典》第522条的规定处理相关纠纷,更能兼顾作为利益第三人受赠子女的利益保护。

基于MQTT协议的轻量化文本信息分发技术研究

随着卫星通信网络的发展,基于卫星通信网络实现手机、平板电脑等移动通信设备之间的通信成为研究的热点。由于其采用无线电波进行信号传输,且需要经过多个中继站进行信号的转发和处理,导致存在网络延时大、丢包率高以及信道狭窄等问题。针对文本信息在卫星通信网络下的分发过程存在效率低下、可靠性不高的问题,设计一种基于MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议的轻量化文本信息分发技术。该技术使用MQTT协议作为消息传输协议,在文本信息分发前对MQTT协议进行主题设计、发布订阅机制设计、设备连接设计以及设备心跳设计,确保设备之间的连通性;在文本信息的分发过程中,设计数据校验加密算法、文本信息轻量化处理方法和离线消息存储机制,保证文本信息分发的安全性、可靠性。实验结果表明:相较于传统的基于JSON数据的文本信息分发技术,该技术在提高文本信息分发效率的同时,可确保信息分发的安全性、完整性和稳定性。

基于多协议融合的弱电机房一体化管控及其策略研究

随着高校信息化建设和应用的深入,弱电机房及其内部的智能化设备数量与日俱增。设备的安全运行状态监测和机房环境监测报警成为学校信息化运维管理工作中的重要内容。不同类型监测设备、管控设备之间的通信协议严重影响了运维管理效率和质量。通过构建多协议融合一体化管控平台,可实现数据传输、协议转换、数据分析预警、智能管控一体化,加强不同系统间设备的互联互通,提升管理效率和水平。

一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC协议

现有太赫兹无线局域网定向MAC(Medium Access Control)协议中,节点移动情况下PNC(PicoNet)发送beacon帧时存在部分控制字段浪费、CTAP(Channel Time Allocation Period)中PNC与DEV(Device)进行波束赋形开销偏大等问题。为此,提出了一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC(Mobility-aware Directional MAC,MA-MAC)协议。该协议采用基于卡尔曼算法的节点扇区预测机制对移动节点的扇区范围进行迭代预测,采用基于DEV扇区预测的beacon帧内容填充机制对beacon帧中时隙分配字段进行填充,采用基于节点扇区预测的快速波束赋形机制使得PNC与DEV之间波束赋形操作简化。通过仿真验证,与基于IEEE 802.15.3c的太赫兹无线局域网定向MAC协议和现有协议进行对比,MA-MAC协议下网络吞吐量得到了提升,网络平均时延、网络整体控制开销得到了改善。

基于邻节点数目和位置信息改进的AODV路由协议

针对在节点密度大的网络下按需平面距离向量(AODV)路由协议延时大、网络拥塞、分组抵达率低等问题,提出了基于邻居节点数目和节点位置信息改进的AODV-C协议。当网络中的无人机(UAV)节点的邻居节点数量较少时,只允许前进区域上的节点转发数据包;数量较多时,在前进区域内且距离源节点远的邻居节点转发数据包,限制数据包的转发节点数量和转发的区域。仿真结果表明:改进的路由协议与AODV、AODVE相比,提高了路由稳定性与可靠性,能够更好地适应节点密度大的网络环境。

高效低时延分级多PAN太赫兹无线网络MAC层优化协议

针对现有分级多PAN太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的子网形成方案不合理以及私有CTA(Channel Time Allocation)与子网内实际负载不匹配等问题,提出了一种高效低时延的MAC层优化协议.该协议采用基于泛听的按需形成子网机制避免了子网分布不均匀以及因子网形成后没有节点加入而造成的私有CTA资源浪费的问题.在子网形成后,子微微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)根据子网内实际负载情况自适应选择私有CTA时隙资源优化机制,让有数据传输需求的节点及时将数据发出.仿真结果表明,所提出的方案能有效地降低数据帧平均接入时延,提高吞吐量以及数据帧的传输成功率.

基于排队论的一种高吞吐量信道分配协议设计

针对复杂多变的认知无线电系统中难以为次用户高效分配信道的问题,提出了一种高吞吐量信道分配协议——TKMA协议。该协议根据主用户(PU)活动、次用户(SU)实时业务需求、信道条件等信息构建用户信道的效用矩阵,在保障PU通信质量的前提下以SU系统总效用值最大化为目标进行信道分配,并利用改进Kuhn-Munkras算法结合轮询调度进行求解。为了评估该协议性能,建立了通用的多用户多信道认知无线电系统模型,利用排队理论描述数据包传输过程,并通过马尔可夫稳态求解推导出SU的性能指标。实验结果表明,与以往提出的化简方法和传统的公平随机分配协议相比,使用TKMA协议在SU系统总的吞吐量、平均时延、平均队长、拒绝率等指标上都取得了更优的结果,证明了所提协议和系统模型的有效性。