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。

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。

TCP1表达对HL60和HL60/A 细胞增殖及细胞内药物蓄积的调控作用及其机制

目的:研究TCP1表达对HL60及HL60/A细胞增殖及细胞内药物蓄积的影响及其机制。方法:利用慢病毒转染技术构建敲低、过表达TCP1的HL60/A细胞和HL60细胞及其对照组细胞,Western blot评估敲低、过表达效率。采用CCK-8法检测细胞增殖能力;激光共聚焦显微镜及流式细胞术检测细胞内的药物蓄积;流式细胞术及Western blot检测膜转运蛋白(MRP1、P-gP)及p-AKT的表达水平。结果:在HL60/A细胞中敲低TCP1的表达能够抑制细胞增殖,增加细胞内药物蓄积,降低转运蛋白MRP1及P-gP的表达,在HL60细胞中过表达TCP1能够促进细胞的增殖,减少细胞内药物蓄积,提高转运蛋白MRPI及P-gP的表达。同时利用PI3K抑制剂LY294002抑制PI3K/AKT信号能够拮抗TCP1过表达所致的细胞增殖活性增强、细胞内药物蓄积减少及MRP1、P-gP表达的升高。结论:TCP1能够促进细胞增殖,并通过激活PI3K/AKT信号促进转运蛋白MRP1、P-gP的表达,降低细胞内的药物蓄积。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

基于静态及动态博弈模型的IP路由及TCP拥塞研究

随着互联网技术的发展,网络环境逐渐趋于复杂化,此背景下的传统IP路由以及传输控制协议拥塞控制已经表现不佳,亟需新的优化改进。因此,研究基于博弈论,引入了静态及动态博弈模型,并以此进行IP路由以及传输控制协议拥塞控制的优化。研究构建虚拟网络环境,对改进策略进行了验证测试。实验结果表明改进策略在路由成本上显著超越传统方法,达到最佳成本值4.42,较传统策略的最佳值降低了5.74。同时,在网络流量的动态变化上,新方法表现出更小的波动和更高的稳定性,证明了其在应对网络拥塞方面的高效性。这一研究不仅在理论上推进了对网络路由和拥塞控制的理解,更在实践中展现了明显的优势。研究所提出的改进策略不仅能优化网络资源的分配,减少拥塞,还能进一步优化网络系统的稳定性和可靠性。

TCP协议以及多路径传输协议研究进展

文章主要研究了TCP传输协议以及MPTCP多路径网络传输的研究进展。首先,文章对TCP的传输原理以及各项问题和应用进行研究,引用若干典型案例阐述TCP传输协议的优势及其存在的局限性,给出相应建议和改进措施;其次,提出了MPTCP多路径网络传输是当下一种提高网络速度可行、高效的方式,但MPTCP在公平性、安全性、网络速度等方面还存在问题,故未达到可以全面普及的程度;最后,详细介绍了MPTCP多路径网络传输协议的发展趋势与难题,提出采用做多路径传输的代理的方式可以优化传输性能。

石榴TCP基因家族的生物信息学与表达分析

TCP是植物特有转录因子家族之一,参与植物的叶发育、花发育、分枝发育、芽的休眠、果实的成熟及花色苷的生物合成等生长发育过程。本研究以石榴基因组数据和转录组数据为材料,分析了石榴TCP基因家族成员的理化性质、系统进化关系、保守结构域、基因结构和表达情况。结果表明,石榴基因组有22个TCP基因,TCP蛋白氨基酸长度在221~644 aa之间,蛋白分子量为23.23~70.76 ku。石榴TCP基因可分为ClassⅠ(PCF)和ClassⅡ(CYC/TB1和CIN)两大类。大多数PgTCP基因无内含子。CIN亚族成员PgTCP1、PgTCP3、PgTCP4、PgTCP5含有miR319调控位点。PgTCP1和PgTCP3在叶片中表达量高,PgTCP1和PgTCP14在花中表达量高。PgTCP22在果皮发育中表达量降低,PgTCP2和PgTCP5在外种皮发育中表达量降低。该研究结果可为石榴TCP家族基因功能研究,探索TCP调控石榴果实发育及品质形成提供参考,为石榴的分子育种提供科学依据。

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。

芦竹TCP家族的基因鉴定与盐胁迫下的表达分析

芦竹(Arundo donax)生长周期短,纤维素及粗蛋白含量高,是一种新型的经济能源饲草,具有广阔的应用前景。TCP是一类植物特有的转录因子,在调控植物生长发育过程中具有重要作用,但目前该基因家族在芦竹中的分布以及生物学功能未见报道。本研究以芦竹为对象,利用生物信息学方法对AdTCP基因家族的基本理化性质、染色体定位、基因间的共线性关系、基因结构、蛋白的保守基序、多序列比对以及与其他物种的亲缘进化关系进行了系统分析,并运用实时荧光定量PCR测定了盐胁迫下7个AdTCP基因的相对表达量。结果表明,芦竹含有37个AdTCP基因,分布在不同染色体上,其蛋白理化性质各不相同,且均为亲水性、不稳定蛋白,多数定位在细胞核中。AdTCP家族基因结构中均只含有外显子,无内含子,共线性分析鉴定出22个片段复制基因对;其家族蛋白包含15个不同的保守基序,序列相似性为30.52%。通过与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)TCP基因进行亲缘关系比较,结果发现82个TCPs可以分为TCP-P和TCP-C两大亚家族,其中TCP-P仅包含PCF分支,而TCP-C包含CYC与CIN两个分支。随着盐胁迫浓度的升高,7个AdTCP基因的表达量呈现先上升后下降的趋势,说明AdTCP参与盐胁迫响应过程。本研究为解析芦竹基因功能及创制芦竹新种质奠定了基础。

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。

Real-Time 4-Mode MDM Transmission Using Commercial 400G OTN Transceivers and All-Fiber Mode Multiplexers

Weakly-coupled mode division multiplexing(MDM)technique is considered a promising candidate to enhance the capacity of an optical transmission system,in which mode multiplexers/demultiplexers(MMUX/MDEMUX)with low insertion loss and modal crosstalk are the key components.In this paper,a low-modal-crosstalk 4-mode MMUX/MDEMUX for the weakly-coupled triple-ring-core few-mode fiber(TRC-FMF)is designed and fabricated with side-polishing processing.The measurement results show that a pair of MMUX/MDEMUX and 25 km weakly-coupled TRC-FMF MDM link achieve low modal crosstalk of lower than−17.5 dB and insertion loss of lower than 11.56 dB for all the four modes.Based on the TRC-FMF and all-fiber MMUX/MDEMUX,an experiment for 25 km real-time 4-mode 3-λwavelength division multiplexing(WDM)-MDM transmission is conducted using commercial 400G optical transport network(OTN)transceivers.The experimental results prove weakly-coupled MDM techniques facilitate a smooth upgrade of the optical transmission system.