異構(gòu)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)集成架構(gòu)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來,現(xiàn)代工業(yè)過程與生產(chǎn)現(xiàn)場日益復(fù)雜,使得原有的有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)很難或無法滿足工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備通信的需求。與此同時(shí),無線通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展,其應(yīng)用已逐步進(jìn)入到現(xiàn)代化的工業(yè)制造領(lǐng)域。然而,面向工業(yè)應(yīng)用的無線通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尚不成熟、完善,在未來的很長一段時(shí)間,還無法完全取代工業(yè)現(xiàn)場的有線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。因此,對于無線與有線通信網(wǎng)絡(luò)的集成與融合的研究就顯得尤為必要。IEEE802.15.4a是最新發(fā)布的適合工業(yè)應(yīng)用的無線通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),其物理層

2、的切普擴(kuò)頻技術(shù)能夠有效抑制工業(yè)環(huán)境中的噪聲和電磁干擾。為了推動(dòng)和促進(jìn)IEEE802.15.4a無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場控制與制造領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用,本文開展了對于IEEE802.15.4a無線通信網(wǎng)絡(luò)與當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)場的有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成架構(gòu)的研究。
　　 本文首先介紹了IEEE802.15.4a標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)以太網(wǎng)、以及幾種無線/有線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的集成技術(shù)。隨后介紹了一種基于令牌控制的無線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)(WICN)MAC層協(xié)議,詳細(xì)闡述了該協(xié)議

3、的幀格式、組網(wǎng)規(guī)則以及運(yùn)行機(jī)制。然后,針對令牌控制的無線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)(WICN)與有線以太網(wǎng),提出了一種無線/有線異構(gòu)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的傳輸層集成架構(gòu),并設(shè)計(jì)了基于共享數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型和基于數(shù)據(jù)映射的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制?；谠摷杉軜?gòu)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器包括無線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)(WICN)主站模塊與TCP服務(wù)器端模塊,它們擁有各自獨(dú)立的輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。協(xié)議轉(zhuǎn)換器還設(shè)立一個(gè)公共的共享數(shù)據(jù)區(qū),該共享數(shù)據(jù)區(qū)分為上行鏈路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和下行鏈路數(shù)據(jù)