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基于无线通信技术的SCADA系统的设计与实现

作者：朱俊 Publish: 2007-5-11 Hits:-

【中文题名】

基于无线通信技术的SCADA系统的设计与实现

【英文题名】

Design and Implemementation of SCADA System Based on Wireless Communication Technology

【学科专业】

控制理论与控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-5-11

【中关键词】

SCADA,GPRS,射频,通信协议,PPP,

【英关键词】

SCADA,GPRS,RF,Communication Protocal,PPP,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统

【论文摘要】

数据采集与监控系统(SCADA)是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。随着工业自动化技术和无线通信技术的飞速发展,工业企业对SCADA系统的可靠性、实时性和灵活性提出了更高的要求。针对这些要求,本文提出了一种基于射频技术和GPRS技术的SCADA系统,通过先进的无线通信技术,将工业现场的实时数据采集到企业管理层。 SCADA系统的通信方式是决定其性能的最主要因素之一,因此选择合适的通信方式以及通信协议成为了系统设计和实现的重点。在通信方式的选择上,针对现场数据采集系统有线连接通信方式的连线繁多、移动性差的缺点,采用射频技术进行短程无线数据传输,提高了系统的灵活性;针对目前流行的几种远程通信技术的不足,引入GPRS作为本系统的远程数据传输方式,提高了系统的实时性并降低了成本。在通信协议方面,设计了现场数据采集系统的单点对多点的分层通信协议,使用了检错和纠错编码技术,实现了停等、超时重发协议,提高了系统的抗干扰能力;GPRS应用层则采用了PPP协议,设计了心跳算法,保证了数据传输的可靠性和完整性。基于无线通信技术的SCADA系统的实现,全部采用无线的通信方式,彻底摆...

【论文题纲】

摘要	4-5
ABSTRACT	5-10
第一章绪论	10-14
1.1 课题研究背景与意义	10-12
1.1.1 无线通信技术的飞速发展	10-11
1.1.2 SCADA 系统的发展	11-12
1.2 课题研究的主要内容	12-14
第二章SCADA系统总体设计方案与设计原则	14-26
2.1 系统总体设计方案描述	14-17
2.1.1 通信系统结构介绍	14-15
2.1.2 系统总体实现方案	15-17
2.2 系统关键技术介绍	17-21
2.2.1 短程无线通信技术简介	17-20
2.2.2 GPRS 无线通信技术简介	20-21
2.3 系统设计原则	21-25
2.3.1 可靠性原则	21-22
2.3.2 实用性原则	22-23
2.3.3 安全性原则	23-24
2.3.4 经济性原则	24-25
2.4 本章小结	25-26
第三章现场短程无线通信子系统的设计	26-48
3.1 现场无线通信子系统设计方案概述	26-27
3.2 短程无线通信模块的设计	27-38
3.2.1 无线射频收发芯片的选用原则	27-28
3.2.2 无线射频模块通信距离的计算	28-30
3.2.3 CC1020 射频芯片的特性	30-31
3.2.4 基于CC1020 的短程无线通信模块的设计	31-38
3.3 现场无线通信子系统通信协议的设计	38-47
3.3.1 通信信道模型分析	38-39
3.3.2 无线通信协议的基本要求	39
3.3.3 本系统单点对多点通信协议的实现	39-47
3.4 本章小结	47-48
第四章 GPRS远程无线通信子系统的设计	48-72
4.1 GPRS 技术的研究	48-53
4.1.1 GPRS 简介	48-49
4.1.2 GPRS 的网络结构	49-51
4.1.3 GPRS 的主要特点	51-52
4.1.4 GPRS 的应用与发展	52-53
4.2 GPRS 无线终端的硬件设计	53-59
4.2.1 GPRS 终端设计方案概述	53-55
4.2.2 GPRS 终端的电路设计	55-59
4.3 GPRS 终端的软件实现	59-71
4.3.1 系统总体通信结构	60
4.3.2 协议数据流程	60-62
4.3.3 选用PPP 协议的理由	62-63
4.3.4 PPP 协议的原理和结构	63-67
4.3.5 PPP 协议的软件实现	67-71
4.4 本章小结	71-72
第五章系统设计中的难点解决	72-76
5.1 系统研制过程中出现的难点及解决方法	72-75
5.1.1 射频电路板的设计	72-73
5.1.2 短程无线通信模块收发状态的转变	73-74
5.1.3 GPRS 终端登录GPRS 网络的可靠性保证	74
5.1.4 GPRS 网络可靠连接的保证	74-75
5.1.5 GPRS 终端掉线的检测	75
5.2 本章小结	75-76
第六章结论与展望	76-78
6.1 本课题研究总结	76-77
6.2 系统前景展望	77-78
参考文献	78-81
缩略语	81-82
致谢	82-83
攻读学位期间发表的学术论文目录	83

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.382775



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