文档介绍：浙江工商大学
硕士学位论文
基于单总线传感器网络协议的上位机监控设计与系统实现
姓名:朱微微
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:琚春华
20080201
基于单总线传感器网络协议的上位机监控设计与系统实现摘要在纺织、化工、食品、水处理等行业中普遍使用了大量的传感器、执行器路层中引入了帧类型和非破坏性逐位仲裁机制,显示区分事件、主从通讯、在单总线传感器网络协议的基础上,本文研究如何实现上位机的实时监控和控制器等来完成工业现场流程的监控和自动化。随着工厂生产自动化和管理信息化发展的要求,如何对这些节点进行有效的管理与监控成为人们研究的热门课题。本文针对目前传感器网络协议所存在的问题,提出了一种轻量级的单总线传感器网络协议,该协议由物理层、链路层、应用层三部分组成。其中在链节点识别等消息及它们的优先级;而在应用层中引入了事件/动作模型,提供了一种独立于开发者和使用者、又具备扩展性的应用协议。和设置。因此,本课题的研究工作主要包括以下几个方面:⒀芯坑肷杓埔桓鲎远ㄒ迩崃考兜牡プ芟叽ǜ衅魍缧椋蛊淠苈传感器网络节点存储资源少、计算简单、实时性要求高的特点。⑼ü鼳丶迪滞绱谕ㄐ牛诖嘶∩鲜迪稚衔换韵挛换监控和设置,包括总线复位、读取从节点表、设置节点通道状态、配置事件和动作信息以及读取下位机数据等。⒂呕莶杉氪砉蹋迪钟泄厥莸牟杉⒔馕觥踩ā⒈4妗
刷新、显示和备份等功能。⑼瓿墒凳奔嗫刈榧纳杓疲沟酶米榧氪ǜ衅鹘诘阋灰欢杂Γ凳显示节点运行状态和数据等。⑸杓朴胧迪忠桓錾衔换嗫叵低场本课题的创新之处在于:在通信协议中引入事件/动作模型,将节点抽象为多个通道组成的对象,每个通道上定义了一些事件源和动作,通过节点事件和动作配置,从而减轻了主机的负担,提高了网络的响应速度。支持客户朋艮务器、发布方/接受方、源点/收点等多种通信模式,以及多线程和中断的数据访问方式,从而提高了数据采集的效率和组网的灵活性。引入了快速辅助信息相结合的校验方法,提高了采集数据的精度,并且实现了简单的故障诊断和错误处理机制。支持自定义参数的设置,满足不同开发商的需求。关键词:单总线传感器网络协议;数据采集和处理;;监控组件;
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签名::煎:堕当偷独创性声明了明确的说明并表示谢意。关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人为获得浙江工商大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作日期:┠辍墼本学位论文作者完全了解浙江工商大学有关保留、使用学位论文的规定:浙江工商大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文,并且本人电子文档的内容和纸质论文的内复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。●
第一章引言课题背景在纺织、化工、食品、水处理等行业中普遍使用了大量的传感器、执行器和控制器来完成工业现场流程的监控和自动化。如对一个蚨秩萘康牧盖榧觳庀低忱此担隽肝麓感器就多达只以上,分布在方圆椒角椎募嗫厍蚰凇K孀殴こ远管理信息化发展的要求,如何获取、控制这些传感器/执行器/控制器的信息和状态以及如何将这些信息整合到企业的低澈凸芾砭霾呦低持谐晌Q芯康闹氐恪如果采用传统的模拟传感器加上多路采集卡厂下位机的方式,现场布线非常复杂,需要使用大量的电缆来连接传感器与主机,同时主机还要承担信号的调理、放大、标定、校正等工作,使得底层接口不能做到标准化和通用化,调试比较复杂。这些都严重地束缚了测控系统在复杂性、精度和可靠性等方面发展的潜力。因此有必要采用一个传感器/执行器与主机的接口标准,使传感器/执行器/控制器具有即插即用功能,具备一定的自治能力,大主机只需通过数字化的总线网络和这些前端设备进行交互。这将大大有利于减少测控系统的搭建、配置及编程工作,缩短硬件安装时间,减化应用程序结构,降低测量系统的总成本。从七八十年代丌始的集散控制系统,,到现在的现现场前端的传感器/执行器/控制器,而使主机从事设备的管理工作。如早期现场总线的设计目标是将可编程逻辑控制器方式连接起来。而在⒄沟墓讨校局涞耐ㄐ挪捎昧思扑慊ㄐ胖械木钟蛲A口和存储配置单元,具有疍、疉等功能。如提出的畐芟咝橐约捌涮供的畐琲蚇驹曛匦陆獻能变送器接口标准,部分的测控工作鏏/;弧⑿藕疟甓ā⑾咝位U不