EPA網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧開發(fā)及一致性測(cè)試研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信和控制技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用成為當(dāng)前控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但是，以太網(wǎng)自身存在的通信延遲不確定性、缺乏統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議等缺陷，成為其進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域的主要技術(shù)障礙。 EPA(Ethernet for Plant Automation)是現(xiàn)場設(shè)備層的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)解決方案。它通過對(duì)ISO/IEC8802-3協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行擴(kuò)展，增加了一個(gè)通信調(diào)度管理實(shí)體，用于對(duì)報(bào)文發(fā)送進(jìn)行調(diào)度以避免碰撞，解

2、決了以太網(wǎng)的通信延遲不確定性。此外，針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中設(shè)備管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃枨?，EPA還定義了統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議棧，解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中以太網(wǎng)設(shè)備間的互通問題。 研究了EPA應(yīng)用層協(xié)議棧原理。根據(jù)協(xié)議棧的模塊化結(jié)構(gòu)，采用面向?qū)ο蟮乃枷爰癈++程序設(shè)計(jì)語言，在嵌入式Linux系統(tǒng)的應(yīng)用層中開發(fā)了管理信息庫類EPA_SMIB、套接字映射實(shí)體類EPA_SMPE、系統(tǒng)管理實(shí)體類EPA_SME和應(yīng)用訪問實(shí)體類EPA_AAE類的成員函數(shù),實(shí)現(xiàn)

3、了EPA應(yīng)用層實(shí)體需要的各項(xiàng)服務(wù)。 研究了EPA鏈路層協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，分析了EPA通信調(diào)度管理實(shí)體的報(bào)文調(diào)度規(guī)則。以軟件/硬件定時(shí)器的方式實(shí)現(xiàn)了周期報(bào)文的定式發(fā)送；通過內(nèi)核QoS接口實(shí)現(xiàn)了報(bào)文的優(yōu)先級(jí)緩存；通過修改Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中鏈路層部分相關(guān)位置代碼，實(shí)現(xiàn)了EPA鏈路層通信調(diào)度管理實(shí)體的協(xié)議狀態(tài)機(jī)。 選擇一致性測(cè)試作為驗(yàn)證所開發(fā)的EPA協(xié)議棧功能正確性的方法。根據(jù)EPA協(xié)議一致性測(cè)試原理，組建了一致性測(cè)試平臺(tái)。使