基于圖像的工業(yè)控制網(wǎng)絡調度與協(xié)議的研究.pdf

1、圖像具有巨大的信息量，并且比其他形式的信息更具有直觀性、確切性和生動性，圖像信息逐步成為現(xiàn)代工業(yè)控制的重要依據(jù)和方法。當圖像信息介入傳統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡之后，這類網(wǎng)絡控制系統(tǒng)具有了新的特性：網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型多樣，對網(wǎng)絡的服務質量(QoS)保證要求高。選擇合適的資源調度策略和優(yōu)化網(wǎng)絡傳輸協(xié)議均能補償或改善大數(shù)據(jù)量的介入對控制性能的影響。
　　 本文從資源調度和網(wǎng)絡傳輸協(xié)議的角度出發(fā)，設計了報文分類器，提出了基于時間片的動態(tài)

2、緩存調度算法，并依據(jù)此調度算法思想進行了具體實現(xiàn)；制定了具有容錯機制的UDP協(xié)議。主要內(nèi)容如下：
　　 提出了多維報文分類的思想：根據(jù)報文頭信息制定多維規(guī)則，每一維規(guī)則賦予不同的權值，對報文進行多維規(guī)則過濾，報文的權值等于該報文各規(guī)則的權值之和Wi，一定范圍的Wi分配到一個隊列，這樣就將基于鏈接的任務流歸整為滿足各自QoS需求的基于優(yōu)先級的服務流，為具有區(qū)分服務的資源調度提供基礎。
　　 設計了基于輪循的動態(tài)調度算法：以

3、時間片t為每一個隊列輪循服務，優(yōu)先級高的先服務，避免高優(yōu)先級任務長時間占用資源；建立了優(yōu)先級補償模型，使優(yōu)先級得到有利的偏向補償，在保證公平的前提下，減小突發(fā)數(shù)據(jù)的排隊延時抖動。運用此算法，針對資源受限的多媒體工業(yè)控制網(wǎng)絡適應流和非適應流共存的現(xiàn)狀，設計了快速識別非適應流，并對其占用資源進行限制的調度方法，保護了適應流的資源占有率。
　　 設計了隊列自適應長度的算法，以滿足系統(tǒng)動態(tài)時延的需求。對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡演算理論進行了發(fā)展運用，

4、推導了多輸入的到達曲線和基于輪循的服務曲線。推導并計算了滿足動態(tài)排隊延時的最大隊列長度。
　　 制定了新的協(xié)議TERUDP(Tolerate Error Reliable UDP)，提出了新的丟包界定方法以及有效時延和無效時延的概念，在不改變傳統(tǒng)UDP高效性的前提下，提高了可靠性，降低了網(wǎng)絡的丟包率，增加了網(wǎng)絡有效數(shù)據(jù)傳輸利用率。使UDP具有了擁塞感知能力，避免了過分爭用帶寬的弊端。
　　 新的調度算法和優(yōu)化后協(xié)議的運用