分布式測控系統(tǒng)建模及其系統(tǒng)實時性研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化，計算機技術(shù)與通信技術(shù)得到了高速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了將計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與現(xiàn)代測控技術(shù)相結(jié)合的分布式測控系統(tǒng)。分布式測控系統(tǒng)實現(xiàn)了測控的現(xiàn)場化、遠程化、網(wǎng)絡(luò)化，其研究成為倍受關(guān)注的熱點。但是，現(xiàn)有的分布式測控系統(tǒng)的理論研究尚不成熟，其解決方案存在著較大的局限性，技術(shù)性能也有待于進一步提高。本論文以四川省教育廳、成都市科技局重點科研項目“網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)性能評價的建模與驗證技術(shù)研究”和“基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的測

2、控系統(tǒng)建模與性能測量研究”為背景，對分布式測控系統(tǒng)的建模、體系結(jié)構(gòu)和實時性等方面進行了理論研究和實踐探索。 論文提出了系統(tǒng)EFPS抽象數(shù)學(xué)模型并應(yīng)用到分布式測控系統(tǒng)的建模之中。在比較了兩種典型對象建模技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)EFPS模型的定義并討論EFPS模型各要素的內(nèi)涵，對EFPS模型的優(yōu)點及所解決的問題進行了分析。對系統(tǒng)EFPS模型的關(guān)鍵要素實體展開討論，從硬件實體、軟件實體和抽象實體的角度，指出實體間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并提出EF

3、PS模型的應(yīng)用中四要素確定原則。論文還用EFPS模型建立了分布式測控系統(tǒng)的描述模型，將分布式測控系統(tǒng)看作一個由各個部分構(gòu)成的有機整體，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行機理上進行形式化描述，作為分布式測控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、實時性能研究的起點。 論文討論了分布式測控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。分布式測控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)依賴于計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)用于測控系統(tǒng)已暴露出一些缺陷。論文結(jié)合近期開展的新一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究，第一次使用非層次服務(wù)元網(wǎng)絡(luò)

4、體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建分布式測控系統(tǒng)，研究了基于服務(wù)元網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分布式測控系統(tǒng)的實現(xiàn)。論文從實時性出發(fā)，第一次使用端到端虛電路構(gòu)建分布式測控系統(tǒng)。端到端虛電路能區(qū)別對待網(wǎng)絡(luò)測控節(jié)點間不同端口的數(shù)據(jù)流，能較好地解決分布式測控系統(tǒng)的實時性、確定性、健壯性等關(guān)鍵指標(biāo)。 論文研究了分布式測控系統(tǒng)實時性。首先，介紹實時系統(tǒng)及服務(wù)質(zhì)量的基本概念，討論分布式測控系統(tǒng)實時性的特點及實時模型，提出了實時服務(wù)質(zhì)量RQoS的定義及指標(biāo)體系，建立了抽象的實時

5、服務(wù)質(zhì)量數(shù)學(xué)函數(shù)并闡述實時服務(wù)質(zhì)量的應(yīng)用；第二，論文還用OPNET建模仿真工具，對服務(wù)元網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模型、節(jié)點模型、各節(jié)點的進程模型進行了建模分析，論文的OPNET建模工作，為進一步研究基于服務(wù)元網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分布式測控網(wǎng)絡(luò)的實時性能打下基礎(chǔ)。第三，論文用OPNET建模仿真工具對傳統(tǒng)共享式Ethernet、交換式Ethernet、帶路由器的分布式測控系統(tǒng)進行實時性仿真實驗。在此基礎(chǔ)上，對基于服務(wù)元網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分布式測控系統(tǒng)進行仿真