基于模糊擁塞控制算法的嵌入式協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的研制.pdf

1、近年來,現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展推動著工業(yè)控制系統(tǒng)結構朝著網(wǎng)絡化、開放性的方向邁進.現(xiàn)場總線技術的出現(xiàn)為工業(yè)控制領域帶來了一場深刻的變革;但因其多種總線標準互不兼容的問題,影響了自動化系統(tǒng)的開放性與互操作性.而工業(yè)以太網(wǎng)作為控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化發(fā)展的新方向,有望取代現(xiàn)場總線,成為唯一的工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡標準.但現(xiàn)階段,由于現(xiàn)場總線在市場占有率和用戶接受度等方面的已有優(yōu)勢以及工業(yè)以太網(wǎng)存在的總線供電、本質(zhì)安全等一系列問題,實現(xiàn)"E網(wǎng)到

2、底"的構想仍有諸多問題有待解決.由此,為了進一步推動工業(yè)以太網(wǎng)技術在工業(yè)現(xiàn)場的成功應用,且充分考慮用戶在現(xiàn)場總線方面的已有投入,本文提出一種折中且較易實現(xiàn)的工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡架構——工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線互連的混和網(wǎng)絡架構來解決上述問題.在這種混合網(wǎng)絡架構中,協(xié)議轉(zhuǎn)換技術是完成工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線間的協(xié)議轉(zhuǎn)換的核心技術.針對工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線間的協(xié)議轉(zhuǎn)換問題,本文選擇了工業(yè)以太網(wǎng)和DeviceNet現(xiàn)場總線兩種協(xié)議作為研究對象.在對這兩種

3、通訊協(xié)議以及它們之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換機理進行研究的基礎上,設計并開發(fā)了基于DSP(數(shù)字信號處理芯片)的嵌入式協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置中的協(xié)議轉(zhuǎn)換部分,成功地實現(xiàn)了兩種通訊協(xié)議之間的無縫連接.本文還針對工業(yè)控制網(wǎng)絡對實時性、一致性等性能的較高要求,構建了一套測試系統(tǒng),采用了幾種不同的測試方法對協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置進行了性能測試,并根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的有效性、實時性并預測了網(wǎng)絡擁塞情況.在上述基礎上,針對協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置性能優(yōu)化的問題,將模糊邏輯的思想引入網(wǎng)