| 【中文题名】 | 无线工业控制网络WICN系统设计 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-24 |
| 【中关键词】 | 无线通信,工业控制网络,协议,nanoNET,TRX,TinyOS |
| 【英关键词】 | wireless communication,industrial control network,protocol,nanoNET TRX transceiver,TinyOS,temperature acquisition, |
| 【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>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
本文介绍了无线通信在工业应用中的背景和意义，指出了当前无线通信在工业应用中存在的问题，简要描述了一些当前的无线通信标准、物理层技术和嵌入式实时系统。
论文从基于满足工业现场的实时控制要求出发，提出了一种全新的适合无线工业控制网络的通信协议架构。协议详细定义了控制帧和数据帧的结构，并对网络的形成与维护做了详细地规定，然后采用了免费的离散事件仿真工具OMNeT++对其进行仿真并与载波侦听多址协议CSMA进行了对比分析，随后又对本文所提出WICN协议与当前研究的热门协议ZigBee进行了性能对比分析。
为了验证该协议，本文又分析了工业环境下对所采用器件的要求，采用了德国Nanotron公司的基于切普技术的nanoNET TRX和高性能的RISC控制器ATmega128，并设计与实现了具有高性能、低功耗的适用于工业控制环境的WICN硬件平台。采用嵌入式实时系统TinyOS构建了适用WICN平台的嵌入式TinyOS平台，编写了如实现控制nanoNET TRX和温度传感器DS18B20的组件等面向WICN平台的功能组件。
最后在基于移植有TinyOS嵌入式实时系统的WICN平台实现了一个... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-5 |
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目录 |
5-7 |
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第一章 引言 |
7-13 |
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1.1 课题的背景及意义 |
7-8 |
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1.2 无线通信研究领域的动态及发展趋势 |
8-9 |
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1.3 无线通信在工业控制中应用所面临的问题 |
9-11 |
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1.4 课题来源 |
11 |
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1.5 本文研究任务及主要内容 |
11-13 |
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第二章 无线局域网和嵌入式实时系统概述 |
13-23 |
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2.1 无线局域网协议标准概述 |
13-15 |
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2.2 无线局域网物理层技术 |
15-18 |
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2.3 嵌入式实时系统概述 |
18-22 |
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2.4 本章小结 |
22-23 |
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第三章 WICN网络协议模型概述 |
23-36 |
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3.1 WICN的通信模型 |
24-25 |
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3.2 令牌环的建立和维护 |
25-27 |
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3.3 帧的格式 |
27-29 |
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3.4 令牌环的自愈机制 |
29-30 |
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3.5 移动站点STA的加入和退出 |
30-31 |
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3.6 WICN协议仿真试验及结果分析 |
31-33 |
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3.6.1 OMNeT++简介 |
31-32 |
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3.6.2 WICN协议仿真 |
32-33 |
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3.7 WICN与ZigBee的比较 |
33-35 |
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3.8 本章小结 |
35-36 |
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第四章 WICN系统平台的设计与实现 |
36-51 |
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4.1 WICN系统模型 |
36-37 |
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4.2 WICN硬件芯片的选择 |
37-42 |
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4.2.1 无线收发芯片的选择 |
37-39 |
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4.2.2 微控制器的选择 |
39-41 |
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4.2.3 WICN节点与PC机接口芯片选择 |
41 |
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4.2.4 WICN节点数据采集外设 |
41-42 |
|
4.3 WICN系统硬件平台设计 |
42-45 |
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4.3.1 硬件电气信号连接设计 |
42-43 |
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4.3.2 硬件原理图和PCB设计与制作 |
43-45 |
|
4.4 WICN系统软件平台设计 |
45-50 |
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4.4.1 基于TinyOS的WICN平台的创建 |
46-49 |
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4.4.2 WICN平台的运行过程 |
49-50 |
|
4.5 本章小结 |
50-51 |
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第五章 WICN的温度数据采集应用 |
51-58 |
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5.1 节点应用程序构建 |
51-56 |
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5.2 基于实验室环境的温度实测 |
56-57 |
|
5.3 本章小结 |
57-58 |
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第六章 总结与展望 |
58-60 |
|
致谢 |
60-61 |
|
参考文献 |
61-63 |
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附录A 模块nanoSPIP的内容 |
63-65 |
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附录B 配件nanoSPIC的内容 |
65-66 |
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附录C 内核模块RealMainP的内容 |
66-67 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
67 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384899 |
