| 【中文题名】 | 工业以太网在智能建筑中的应用研究 |
| 【英文题名】 | The Application Research of Industrial Ethernet in Intelligent Building |
| 【学科专业】 | 电工理论与新技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 智能建筑,工业以太网,TCPIP,实时性,服务质量, |
| 【英关键词】 | Intelligent Building,Industrial Ethernet,TCP/IP,Real-time,Quality of Service, |
| 【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】 |
现场总线是当今自动化领域的一项重要技术,在智能建筑中得到了广泛的应用。但是,现场总线的发展出现了多种国际标准共存的局面。由于标准之间的互不兼容,致使现场总线的开放性、可互操作性等难以得到实现。而智能建筑是由不同厂商的控制系统组成,当用现场总线作为控制系统时,难以进行系统集成,不能充分发挥现场总线的特点。随着Internet的广泛应用,以太网技术得到了飞速的发展。将以太网技术直接应用于智能建筑的控制现场,就可以实现从管理层、监控层到现场设备层的通信协议的统一,从而实现了办公自动化与楼宇自动化的无缝集成。
论文在概述了智能建筑的基本内容之后,对楼宇自动化控制系统的发展历程进行了简单的介绍,指出了现场总线存在的不足。从工业控制网络的特点和发展要求出发总结了以太网所具有的优势和存在的问题。分析了传统以太网的“不确定性”产生的原因,并对通信延迟、以太网的通信模型和TCP/IP协议进行了深入研究。根据工业以太网的实现特点对TCP/IP协议进行了精简。结合当前以太网的新技术给出了改进以太网实时能力的几种方法:使用全双工交换式以太网技术、虚拟局域网技术、服务质量和IPv6技术等。对工业以太网的可靠性、网络安... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
5-6 |
|
ABSTRACT |
6-11 |
|
第1章 绪论 |
11-21 |
|
1.1 论文研究的背景和意义 |
11 |
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1.2 智能建筑概述 |
11-12 |
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1.3 智能建筑的定义 |
12-13 |
|
1.4 智能建筑的构成 |
13-15 |
|
1.5 楼宇自动化网络控制系统 |
15-19 |
|
1.5.1 集散控制系统 |
15-16 |
|
1.5.2 现场总线技术 |
16-18 |
|
1.5.3 基于工业以太网的控制系统 |
18-19 |
|
1.6 国内外工业以太网的发展现状 |
19-20 |
|
1.7 本论文主要研究内容 |
20-21 |
|
第2章 ETHERNET 网络性能分析 |
21-32 |
|
2.1 开放系统互联参考模型 |
21-22 |
|
2.2 局域网标准协议体系 |
22-24 |
|
2.3 TCP/IP 网络参考模型 |
24-26 |
|
2.4 ETHERNET 通信技术分析 |
26-29 |
|
2.4.1 以太网的帧结构 |
26-27 |
|
2.4.2 以太网的不确定性 |
27-28 |
|
2.4.3 以太网通信时间延迟分析 |
28-29 |
|
2.5 以太网应用于工业现场的技术优点 |
29-30 |
|
2.6 小结 |
30-32 |
|
第3章 嵌入式TCP/IP 协议 |
32-42 |
|
3.1 网络层协议选择 |
33-36 |
|
3.1.1 ARP |
33-34 |
|
3.1.2 IP 协议 |
34-35 |
|
3.1.3 ICMP |
35-36 |
|
3.2 传输层协议选择 |
36-39 |
|
3.3 应用层协议选择 |
39-40 |
|
3.4 工业以太网的TCP/IP 协议簇 |
40 |
|
3.5 TCP/IP 协议的实现 |
40-41 |
|
3.6 小结 |
41-42 |
|
第4章 工业现场以太网的关键技术 |
42-58 |
|
4.1 传统以太网应用于工业控制系统时存在的问题 |
42 |
|
4.2 工业以太网的实时性改进措施 |
42-49 |
|
4.2.1 采用降低网络负载或者采用高速以太网 |
43 |
|
4.2.2 采用全双工交换技术 |
43-44 |
|
4.2.3 采用虚拟局域网技术 |
44-46 |
|
4.2.4 定义数据包的优先级 |
46-48 |
|
4.2.5 优化网络拓扑结构 |
48 |
|
4.2.6 lPv6 |
48-49 |
|
4.3 工业以太网的网络安全性 |
49-51 |
|
4.4 工业以太网的可靠性 |
51-53 |
|
4.5 工业以太网的总线供电 |
53 |
|
4.6 以太网技术的网络仿真分析 |
53-57 |
|
4.6.1 网络仿真建模 |
53-54 |
|
4.6.2 帧长度和节点数不同的通信延迟 |
54-55 |
|
4.6.3 不同通信速率下通信时延比较 |
55-56 |
|
4.6.4 共享式集线器和交换式集线器的通信时延 |
56 |
|
4.6.5 仿真结论 |
56-57 |
|
4.7 小结 |
57-58 |
|
第5章 工业以太网在智能建筑中的应用 |
58-66 |
|
5.1 基于以太网的智能建筑自动化系统 |
58-59 |
|
5.2 智能建筑自动化系统的网络架构设计 |
59-61 |
|
5.2.1 分布层网络 |
59 |
|
5.2.2 核心层网络 |
59-60 |
|
5.2.3 VLAN 与区域控制器 |
60-61 |
|
5.3 基于B/S 架构的远程监控 |
61-65 |
|
5.3.1 系统方案介绍 |
61-62 |
|
5.3.2 基于Web 技术的数据访问的设计 |
62-63 |
|
5.3.3 楼宇设备的远程监控系统的实现 |
63-65 |
|
5.4 小结 |
65-66 |
|
结论 |
66-68 |
|
参考文献 |
68-71 |
|
致谢 |
71-72 |
|
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
72 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385705 |
