基于SOPC的嵌入式网络化测控网关设计

为了实现测控设备的网络化远程访问控制,必须设计用于IEEE 488等测控接口总线协议与网络协议转换的网关设备,给出了一种基于SOPC技术的嵌入式网络化测控网关设计方法,其中借鉴了基于组件的模块化设计思想,采用固件分层设计和多语言混合编程模式,能够融合多种测控协议,将LAN、GPIB、USB、RS232等接口集成到了一个系统上,实现了嵌入式web服务器功能,客户端能够基于IE等浏览器实现测控设备的远程访问控制;最后给出了系统综合验证方法,结论表明:系统功能完善,符合网络化、模块化、通用化和智能化的发展方向。     

基于TD-LTE的智慧油田测控系统的研究与实现

对基于TD-LTE的智能测控系统的设计进行了研究,进行了软硬件系统架构及组网性能的分析,提出了下一代IPV6协议的电子标签式设备管理模式。该智能测控系统以AT91SAM9263EK为微处理器,以Linux为操作系统平台,为传感器连接、电量监测、示功仪测量等扩展了各种接口,实时获取各个从站数据存储到modbus对应4个区地址内,并动态映射到sqlite3数据库中,实现了位移、载荷和电流数据的同步,通过4G网络以MODUBS/TCP协议发送到数字中心。管理软件轮询采集各油井的各项参数,存储到本地Oracle数据库,为大数据挖掘分析作标准数据储备,对设备的运行状态、意外突发远程启停井等做全生命周期管理,实现了全油区油水井管理物联化、数字化、自动化的新型管理体系的目标。     

SMUX协议及其在EPON中的应用

着重介绍了SMUX协议的内容及工作原理,并讨论了SMUX协议作为SNMP代理的扩充的实现方法,给出了在EPON系统中利用SMUX协议实现分布式网络结构的具体方案。     

中性束注入器离子源测试台可编程逻辑控制系统

 为实现对离子源测试台系统现场设备的实时监控,设计了一套基于现场总线（Profibus）通讯协议的可编程逻辑控制器（PLC）系统。根据综合测试台测控要求确定PLC系统硬件配置,组建单主站Profibus-DP网络实现高速分布式I/O系统。该系统实时监测现场设备状态并与中性束注入总控实时交换数据,协调控制现场设备按序稳定运行。全图形化的人机操作界面实现了系统运行的可视化操作,数据的实时存储和显示为物理操作人员提供了实验分析依据。整个系统控制稳定可靠,重复性好,兼容性及扩展能力强。     

多脉冲强流直线感应加速器测控系统中仪器通信与控制

多脉冲强流直线感应加速器(LIA)测控系统中仪器设备数量大、种类多、总线类型复杂,其通信和控制直接影响装置运行的可靠性。在硬件上将众多仪器根据功能划分成不同的子系统,每个子系统仪器设备通过必要协议转换后和相应的前端设备服务器连接,然后接入测控系统网络;仪器设备的通信控制软件采用LabVIEW平台进行开发,前端设备服务器中的本地控制程序通过VISA或UDP协议与仪器通信,远程通信采用DataSocket技术;为了应对强烈的电磁干扰和高压冲击,对仪器供电系统以及Marx充电线路进行了多处隔离,同时采取优化网络结构和数据流向、采用UDP协议以及主从模式总线仲裁等措施提高软件的可靠性。这套系统目前应用于多脉冲强流LIA装置的调试试验中,运行稳定可靠,完全满足实验要求。     

基于W5300的多通道模拟信号源的设计与实现

为产生飞行器测试所需的多种模拟信号:3路RS422信号、8路RS485信号、7路个数频率均可调的脉冲信号、以及6路多种带电指令,设计了基于以太网技术的高速模拟信号源。信号源由FPGA实现中央逻辑控制,采用统一的数字通信协议,通过以太网接口芯片W5300与上位机完成速率达40Mbps的通信,实现了多路模拟信号的高速远程传输。试验表明,该系统可靠性高、通用性强,能够高效全面地完成对飞行器的各项功能测试,满足项目需要。     

基于CAN总线的高可靠成像控制系统设计

为了实现多套成像设备的智能化控制,设计了基于CAN总线的成像控制系统,并给出了设计中关键技术的解决方法;首先,给出了可靠性高的热备份CAN总线控制系统硬件设计原理;其次,介绍了基于FPGA的CAN总线协议芯片—SJA1000逻辑控制原理与方法;最后结合实际工程项目阐述了控制系统的工作过程;试验结果表明,该设计性能稳定、可靠性高,能够满足多台成像系统的智能化控制;设计理念和方法具有通用性,系统的可扩展性强。     

嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现

IEEE 1588时钟同步协议用于解决分布式网络测控系统中远距离仪器设备之间的同步问题;在分析IEEE 1588时钟同步实现原理的基础上,提出一种嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现方案;采用专用PHY芯片DP83640在物理层为PTP报文加盖硬件时间戳,设计网络设备驱动与PTP硬件时钟控制驱动,并在用户层利用Linux系统标准API实现IEEE 1588协议软件;实验结果表明,两台设备直接相连时,时钟同步精度可稳定在±100 ns以内。     

基于ARM和nRF905组网的智能家居系统设计

针对家居中电器种类和数目繁多且分散于各室造成控制不便,提出了一种利用nRF905射频模块实现无线通信的智能家居控制系统。系统对射频数据传输协议进行了设计,给出了室内多个微控制器的组网方案。用户通过手机短信或万能遥控器把对家电的控制信号发送至基于ARM平台搭建的主控中心,再由主控中心发送至若干个通信节点或智能插座,万能遥控器通过射频信号实现对家电的近距离遥控,手机通过GSM通信实现对家电的远程遥控。通信节点基于STC89C52RC单片机设计,能够实现对多种红外家电的控制并具备安防报警功能,智能插座则用于控制非遥控家电。实验表明,该系统可使网络中各节点、插座得到有效的控制,数据传输稳定、功能丰富、可扩展性强,具备较高的应用价值。     

电容储能型重频强流电子加速器控制系统北大核心CSCD

针对电容储能型重频强流电子加速器对自动控制的要求,研制了一套基于LabVIEW和PIC单片机的远程触发控制系统。本系统用普通的数据采集卡和单片机硬件实现了复杂的电路控制和时序控制,具有信号采集、调用表格数据、控制晶闸管触发等功能,以实现储能电容对变压器原边电容的稳定谐振充电。将该控制系统应用在重频强流电子加速器平台,重复频率运行时,能够保持原边电容充电的一致性和稳定性,系统长时间运行可靠、稳定、抗干扰能力强。     

同步数字体系网管信息提取与插入系统的设计

现有的不同厂家的SDH设备网管信息不能实现互通,为了解决这一问题,提出了一种SDH网管信息提取和插入系统的软硬件设计方案,主要包括网管信息的提取和插入、HDLC数据的封装和拆封、利用主控制器和USB模块进行数据传输,从而实现网管信息的高速上传并在上位机实时显示和保存功能。最后对该系统进行了测试验证,结果表明该系统能分析不同的SDH设备网管信息,为网管信息互通提供了基础信息。     

基于多星级网络的智能自适应用电管理系统设计与实现

为提高多密集用电端的用电管理能力,提高电能使用效率达到节能减排,深入研究并设计了一种基于多星级网络的智能自适应用电管理系统。完成了系统的架构规划,重点研究并设计了无线自适应分控系统、多路自适应智能控电系统的数据采集及通信协议和用户软件。应用软件的测试表明,该系统智能化、模块化程度高,市场前景广阔。     

微小型无线光电传感网络的实验系统设计

基于nRF905低功耗、高灵敏度无线收发的一体芯片实现了一种微小型无线光电传感网络实验系统。讨论了实验系统的硬件节点、网络通信协议及软件的设计。实验结果表明,在19.2kbit/s速率下,系统中任意两节点可实现30m(室内)至150m(室外空旷地带)范围内的无线通信。该系统具有硬件设计简单、软件及其协议编程方便等优点,可微型化、低成本的应用于无线光电传感器网络系统。     

多旋翼无人机地面控制站软件系统设计与开发

针对多旋翼无人机自主飞行实时监控需求,开发了一套完整的多旋翼无人机地面控制站软件系统。根据多旋翼无人机地面控制站软件总体设计分析,基于功能模块化思想,分别设计并实现了飞行监控、飞行任务管理、二维与三维结合的导航电子地图以及数据库技术等功能,为无人机的实时监控提供了有力保障。地面控制站软件系统的三个用户主界面简约美观,能够实时切换,便于地面操作员对无人机的飞行监管。最后,通过某型多旋翼无人机的飞行作业,对地面控制站软件系统进行了全方位测试。实验测试有效地证实了该地面控制站软件系统具有完善的监控功能,操作简便,完全满足无人机地面控制站需求,已经作为标配软件提供给用户使用。     

网络疑似入侵环境下的最优接口访问控制模型仿真

在网络疑似入侵环境下通过最优接口访问控制实现网络入侵的可靠性拦截,保障网络安全。传统方法采用自由链路分散控制模型进行网络入侵检测和接口访问控制,在受到较大的特征干扰下,入侵访问控制和拦截性能不好。提出一种基于自适应循环堆栈接口调度的网络疑似入侵环境下的最优接口访问控制模型。进行接口访问控制模型总体设计及组件模块分析,接口访问控制系统包括通信库、协议库、核心控制库和资源库,采用小波包自适应波束调制方法进行入侵检测算法设计,作为接口访问控制系统软件核心。通过SDICmdCon寄存器设置网络疑似入侵环境下的最优接口的内核,在嵌入式Linux环境下通过自适应循环堆栈接口调度实现接口访问控制的软件开发。仿真结果表明,采用该模型进行网络入侵检测,准确检测性能较好,通过最优接口访问控制,实现对网络入侵数据的准确识别和拦截。     

基于光纤光栅波长路由的光纤自愈网

介绍了一种基于光纤光栅波长路由的全光双纤单向自愈环网,环内四节点具有16×10Gbit/s的传输能力。利用啁啾光纤光栅(CFBG)的波长可选择特性,实现了分布式的上下话路和波长选择功能,同时有效地补偿了传输色散。网络管理参照了网络管理协议(SNMP)的网络管理模型,通过对网络的重要参数进行实时监测来控制网络运行。实验结果表明,当环上任一处光缆发生故障时,通信业务能够自动恢复,恢复时间小于50ms,可实现网络的快速自愈,符合ITU-T G.841的建议规定。     

分布式风光互补智能发电站集中监测管理系统

为了解决分布在野外偏远地区的监测站供电和管理问题,利用风光互补发电的方法为系统提供电力,并将电能储存在蓄电池里,分别提供24V的直流和220V的交流电供负载使用。集中监测管理系统采用C/S架构设计,主要由电力监测站、集中监测中心和传输网络组成,电力监测站作为客户端负责采集太阳能电池板、风机和蓄电池的状态参数,通过GPRS网络与集中监测中心服务器建立的TCP/IP网络连接将采集到的信息按照规定的数据协议上传,服务器接收、处理、分析和显示来自各监测站的数据,并存储在数据库ACCESS2003里。实验结果表明,设计的系统能够远程有效监测发电功率、蓄电池劣化甄别、剩余电量、和发电站运行状态等信息,实现了分布式站点电力的集中管理。     

基于无线传感网的温室花卉自适应调控系统

针对传统温室控制系统大多只是简单地采集环境参数如空气温湿度,并且缺乏长期评估和有效反馈机制的问题,文章提出了一种基于无线传感网的温室花卉自适应调控方法,并实现了一个综合传感、决策、执行反馈的软硬件系统。为此,系统中设计了基于Zigbee的传感器节点模块、传输网关和控制指令集。传感器节点模块可以灵活地布置并实时可靠的传输数据。中间件系统则通过控制指令集接收传感数据和发送反馈控制指令。上层应用管理软件可以实时查看花卉、温室和设备的实时状态以及各种参数。运行结果表明,本系统可以实时采集温室温湿度,并结合专家规则通过中间件系统对花卉生长环境进行有效的评估和精准的反馈调控,达到了在降低温室花卉培育成本的同时,也提高了高端花卉培育成功率的目的。     

基于阵列光电侦察系统空间观测数据融合方法

利用阵列式网络具有探测覆盖面积大、可靠性高、环境适应性强等技术优点，在组网内各侦察设备获得目标连续随时间变化的方位角、俯仰角等信息基础上，提出了基于阵列光电系统观测数据的坐标转换和数据融合方法。系统侦察站采用m×n阵列布站组网，目标进入侦察覆盖区域后各侦察站全方位观察，获得目标的角位置信息与时间数据，实时发送至中心站进行坐标转换与数据融合处理，实现对空间目标的快速探测及坐标定位。同时设计了相关算法软件并进行了外场实验，在1×3侦察阵列下完成了对空域目标的侦察观测，根据中心站数据处理结果实时建立了被测目标的三维航迹。实验结果表明:提出的坐标转换与数据融合处理方法，能够有效提升阵列光电系统的实际应用能力。