基于多點網絡的水廠自動監控系統設計Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works劉 美 俊(湖南工程學院，湘潭411101)摘要針對水廠工作水泵多、現場離控制站距離遠的特點，提出了一種基于MPI多點網絡的自動監控系統的設計方法，分析了系統的工作原理，介紹了系統中數據的采集與處理、主站與從站的通信原理以及系統軟件的設計。由于這種系統的主、從站PLC之間采用MPI網絡通信，具有運行可靠、性能價格比高的特點，所以適用于中小規模水廠的分布式監控場合。關鍵詞多點網絡主站從站監控系統Abstract Ina ccordancew ithth efe atuersof w aterw orks,i. e. ，manyp umpsin o perationa ndth ep umps， farfor mt hec ontrolst ation,th em ethodo fdesigninga na utomati(〕monitoringa ndc ontorlsy stemb asedo nM PIis p resented.Th eo perationalpr incipleo fth esy stemi san alyzed,th ed atac olection,data processing; communication between master station and slave station as wel as design and system software are discussed. Because MPI network communicationis used among master station, slave stations and PLC, the system is reliable and high cost-efective. It is， suitable for smal and mediumsized water works for distrbuted monitoring and control.Keywords MPI Masterst ation Slaves tation Monitoringa ndc ontorlsy stem 自來 水 廠 的自動控制系統一般分為兩大部分，一對組態硬件要求較高，投資較大。相對而言，MPI網是水源地深水泵的工作控制，一是水廠區變頻恒壓供絡速度可達187.5 M bps，通過一級中繼器傳輸距離可水控制，兩部分的實際距離通常都比較遠。某廠水源達Ikm 。根據水廠的具體情況，確定以MPI方式組地有3臺深井泵給水廠區的蓄水池供水。水廠區的成網絡，主站PLC為S7-300系列的CPU3121FM，從任務是對水池的水進行消毒處理后，通過加壓泵向管站為S7-200系列的CPU222。這樣既滿足了系統要路恒壓供水。選用Siemens公司的S7系列可編程控求，又相對于Profibus網絡節省了三分之一的成本，制器(PLC)和上位機組成實時數據采集和監控系統， 這種分布式監控系統具有較高的性能價格比。系統對深水泵進行遠程控制，對供水泵采用變頻器進行恒中PLC的物理層采用RS - 485接口，網絡延伸選用壓控制以保證整個水廠的電機設備安全、可靠地運帶防雷保護的中繼器，使系統的安全運行得到了保行。證。MPI網絡的拓撲結構如圖1所示。1 多點網絡(NWI)監控系統的組成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多點網絡與Profibus現場總線網絡兩種組網方式。Profibus現場總線的應用目前較為普遍，通用性較好，它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA組成。Profibus - DP型用于分散外設間的數據傳輸，傳輸速率為9.6kbps一12Mbps，主要用于現場控制器與分散1/0之間的通信，可滿足交直流調速系統快速響應的時間要求，特別適合于加工自動化領域的應用;Profibus - FMS主要解決車間級通信問題，完成中等傳輸速度的循環或非循環數據交換任務，適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理層和數據鏈路層，適用于過程自動化的總線類型。
上傳時間： 2013-10-09
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隨著 微 電 子技術的飛速發展，電子產品越來越微型化，集成化，自動化，低廉化，進而推動著其它許多產業的發展。特別進人21世紀以來，生物技術與電子技術的結合，成為高科技領域的研究熱點。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系統”〔’〕(microto talan alysissy stems，即ptTAS)，通俗地稱為“建在芯片上的實驗室”(Lab on a chip)或簡稱芯片實驗室(Lab chip)，主要組成部分為電泳芯片，同時是進樣，分離和檢測為一體的微型裝置，其在電泳實驗中的高效檢測性能為生物化學分析儀器發展提供了一種借鑒。p.TAS廣泛應用于生物醫學、環境檢測、食品衛生、科學以及國防等眾多領域。目前 應 用 的大多為多通道的毛細管電泳芯片，這也是芯片發展的一個必然趨勢。這不僅對電泳芯片本身的設計和制作提出了更高的要求，也對傳感器和數據處理技術提出了新的挑戰。考慮成本，集成度，控制能力以及可靠性方面的因素，本系統采用單片機作為實時數據處理、控制以及通訊的硬件平臺。如果系統中既有實時的通信任務，同時又有其他實時任務，采用一個廉價的單片機，資源會比較緊張，不僅實現困難，結構復雜，而且效果可能不滿意。而采用高性能的處理器，又浪費了其有效資源，所以本系統采用兩個MCU協同工作，以并行/分布式多機的思想，構成了電泳芯 片核心的雙單片機系統結構。微全 分 析 系 統 進行的多項實時任務，可以劃分為以下 幾個模塊:①采集模塊。負責對外圍檢驗設備進行控 制以及對傳送過來的信號進行采集和分析;②交互模 塊。通過液晶顯示，鍵盤掃描，以及打印等實現實驗人 員對前端采集電路的交互操作;③雙單片機控制和通 信模塊。協調雙單片機之間的數據傳輸和指令傳輸 ;④網絡傳輸模塊。其中一個單片機通過以太網發送接 收數據到上位機。本文提出一種實時多任務的雙單片 機控制和通信系統[31的設計，一個MCU基于TCP /IP網絡模塊的實現。
上傳時間： 2013-11-15
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介紹了一種由三個DSP嵌入式子系統構成的基于CAN總線的分布式系統。該系統具有多路信號實時處理、過程控制、與外部測控中心實時交互等功能。
上傳時間： 2013-11-15
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在非結構型點對點網絡中增加節點時，造成的拓撲失衡問題會導致信息發送延遲時間和跳躍次數的增加。提出了面向分布式的拓樸改進方法，闡述了關鍵技術部分。通過模擬實驗表明，該方法可以有效降低網絡的跳躍次數與網絡等待時間，滿足了實際環境中實時處理的需要。
上傳時間： 2013-11-04
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移動自組織網絡（MANET）是一種不需要基礎設施投入的自主無線通信網絡，多個移動設備分布式協同工作，提供必要的網絡通信功能，在傳感器網絡、緊急救援、軍事等領域據具有廣泛的潛在應用。為闡明MANET關鍵技術，首先介紹了MANET的應用場合，然后著重闡明了設計與開發過程中面臨的路由，服務與資源發現，互聯網接入，安全等關鍵問題，這對促進MANET研發具有重要意義。
上傳時間： 2013-10-30
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針對目前工控領域，現場數據采集分散管理的不足，該文采用了Modbus RTU通信協議和串口通信技術，設計了主從式通信的采集系統，實現對各個現場的遠程集中監控，即集散控制系統。詳細闡述了在C#環境下基于Modbus RTU通信協議的上位機和DAM-3504系列三相多功能電量采集模塊經過GPRS網絡的主從式串行通信的實現。經過現場測試驗證，表明該方案運行穩定，操作簡便，能夠對采集的數據進行實時顯示，解決了對現場的統一監控和分布式管理的問題，為工業控制現場提供了一套可行性方案。
上傳時間： 2013-10-29
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針對現有IEEE802.11n協議中存在的節點間競爭信道時沖突概率較大和系統吞吐量受限的問題，提出一種新的基于主導節點競爭的MAC信道接入機制。該方法根據節點的地理位置將所有節點分成若干個獨立的區域組，每個組設一個主導節點，由主導節點競爭信道；當主導節點競爭到信道后，組中其他成員節點在主導節點發送完數據之后，根據主導節點發送的輪詢幀中的調度信息輪流發送數據。理論分析和仿真結果表明，與傳統分布式協調功能DCF信道接入機制相比，文中方法能提高系統的整體性能，減小站點之間競爭信道時的碰撞概率，在節點數量較多時系統的整體性能更優。
上傳時間： 2014-01-21
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傳統的基于位置信息的服務（LBS）的隱私保護需要LBS提供者（簡稱LSP）與用戶之間通過第三方作為中介來進行信息交換，但這種模式極易遭到攻擊者攻擊。為此提出一種基于K-匿名機制的隱形空間算法KABSCA（k-anonymity based spatial cloaking algorithm ），通過移動設備獨立建立一個分布式網絡直接與LSP通訊進而避免了第三方的安全威脅。仿真實驗顯示:使用這種算法，用戶可以享受到高質量的信息服務以及高度的隱私保護。
上傳時間： 2013-11-06
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很多不同的廠家生產各種型號的計算機，它們運行完全不同的操作系統，但TCP.IP協議族允許它們互相進行通信。這一點很讓人感到吃驚，因為它的作用已遠遠超出了起初的設想。T C P / I P起源于6 0年代末美國政府資助的一個分組交換網絡研究項目，到9 0年代已發展成為計算機之間最常應用的組網形式。它是一個真正的開放系統，因為協議族的定義及其多種實現可以不用花錢或花很少的錢就可以公開地得到。它成為被稱作“全球互聯網”或“因特網(Internet)”的基礎，該廣域網（WA N）已包含超過1 0 0萬臺遍布世界各地的計算機。本章主要對T C P / I P協議族進行概述，其目的是為本書其余章節提供充分的背景知識。 TCP.IP協議 縮略語 ACK (ACKnowledgment) TCP首部中的確認標志 API (Application Programming Interface) 應用編程接口 ARP (Address Resolution Protocol) 地址解析協議 ARPANET(Defense Advanced Research Project Agency NETwork) (美國)國防部遠景研究規劃局 AS (Autonomous System) 自治系統 ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 美國信息交換標準碼 ASN.1 (Abstract Syntax Notation One) 抽象語法記法1 BER (Basic Encoding Rule) 基本編碼規則 BGP (Border Gateway Protocol) 邊界網關協議 BIND (Berkeley Internet Name Domain) 伯克利I n t e r n e t域名 BOOTP (BOOTstrap Protocol) 引導程序協議 BPF (BSD Packet Filter) BSD 分組過濾器 CIDR (Classless InterDomain Routing) 無類型域間選路 CIX (Commercial Internet Exchange) 商業互聯網交換 CLNP (ConnectionLess Network Protocol) 無連接網絡協議 CRC (Cyclic Redundancy Check) 循環冗余檢驗 CSLIP (Compressed SLIP) 壓縮的S L I P CSMA (Carrier Sense Multiple Access) 載波偵聽多路存取 DCE (Data Circuit-terminating Equipment) 數據電路端接設備 DDN (Defense Data Network) 國防數據網 DF (Don’t Fragment) IP首部中的不分片標志 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 動態主機配置協議 DLPI (Data Link Provider Interface) 數據鏈路提供者接口 DNS (Domain Name System) 域名系統 DSAP (Destination Service Access Point) 目的服務訪問點 DSLAM (DSL Access Multiplexer) 數字用戶線接入復用器 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) 直接序列擴頻 DTS (Distributed Time Service) 分布式時間服務 DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol) 距離向量多播選路協議 EBONE (European IP BackbONE) 歐洲I P主干網 EOL (End of Option List) 選項清單結束 EGP (External Gateway Protocol) 外部網關協議 EIA (Electronic Industries Association) 美國電子工業協會 FCS (Frame Check Sequence) 幀檢驗序列 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 光纖分布式數據接口 FIFO (First In, First Out) 先進先出 FIN (FINish) TCP首部中的結束標志 FQDN (Full Qualified Domain Name) 完全合格的域名 FTP (File Transfer Protocol) 文件傳送協議 HDLC (High-level Data Link Control) 高級數據鏈路控制 HELLO 選路協議 IAB (Internet Architecture Board) Internet體系結構委員會 IANA (Internet Assigned Numbers Authority) Internet號分配機構 ICMP (Internet Control Message Protocol) Internet控制報文協議 IDRP (InterDomain Routing Protocol) 域間選路協議 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering) （美國）電氣與電子工程師協會 IEN (Internet Experiment Notes) 互聯網試驗注釋 IESG (Internet Engineering Steering Group) Internet工程指導小組 IETF (Internet Engineering Task Force) Internet工程專門小組 IGMP (Internet Group Management Protocol) Internet組管理協議 IGP (Interior Gateway Protocol) 內部網關協議 IMAP (Internet Message Access Protocol) Internet報文存取協議 IP (Internet Protocol) 網際協議 I RTF (Internet Research Task Force) Internet研究專門小組 IS-IS (Intermediate System to Intermediate System Protocol) 中間系統到中間系統協議 ISN (Initial Sequence Number) 初始序號 ISO (International Organization for Standardization) 國際標準化組織 ISOC (Internet SOCiety) Internet協會 LAN (Local Area Network) 局域網 LBX (Low Bandwidth X) 低帶寬X LCP (Link Control Protocol) 鏈路控制協議 LFN (Long Fat Net) 長肥網絡 LIFO (Last In, First Out) 后進先出 LLC (Logical Link Control) 邏輯鏈路控制 LSRR (Loose Source and Record Route) 寬松的源站及記錄路由 MBONE (Multicast Backbone On the InterNEt) Internet上的多播主干網 MIB (Management Information Base) 管理信息庫 MILNET (MILitary NETwork) 軍用網 MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) 通用I n t e r n e t郵件擴充 MSL (Maximum Segment Lifetime) 報文段最大生存時間 MSS (Maximum Segment Size) 最大報文段長度 M TA (Message Transfer Agent) 報文傳送代理 MTU (Maximum Transmission Unit) 最大傳輸單元 NCP (Network Control Protocol) 網絡控制協議 NFS (Network File System) 網絡文件系統 NIC (Network Information Center) 網絡信息中心 NIT (Network Interface Tap) 網絡接口栓（S u n公司的一個程序） NNTP (Network News Transfer Protocol) 網絡新聞傳送協議 NOAO (National Optical Astronomy Observatories) 國家光學天文臺 NOP (No Operation) 無操作 NSFNET (National Science Foundation NETwork) 國家科學基金網絡 NSI (NASA Science Internet) （美國）國家宇航局I n t e r n e t NTP (Network Time Protocol) 網絡時間協議 NVT (Network Virtual Terminal) 網絡虛擬終端 OSF (Open Software Foudation) 開放軟件基金 OSI (Open Systems Interconnection) 開放系統互連 OSPF (Open Shortest Path First) 開放最短通路優先 PAWS (Protection Against Wrapped Sequence number) 防止回繞的序號 PDU (Protocol Data Unit) 協議數據單元 POSIX (Portable Operating System Interface) 可移植操作系統接口 PPP (Point-to-Point Protocol) 點對點協議 PSH (PuSH) TCP首部中的急迫標志 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 逆地址解析協議 RFC (Request For Comments) Internet的文檔，其中的少部分成為標準文檔 RIP (Routing Information Protocol) 路由信息協議 RPC (Remote Procedure Call) 遠程過程調用 RR (Resource Record) 資源記錄 RST (ReSeT) TCP首部中的復位標志 RTO (Retransmission Time Out) 重傳超時 RTT (Round-Trip Time) 往返時間 SACK (Selective ACKnowledgment) 有選擇的確認 SLIP (Serial Line Internet Protocol) 串行線路I n t e r n e t協議 SMI (Structure of Management Information) 管理信息結構 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 簡單郵件傳送協議 SNMP (Simple Network Management Protocol) 簡單網絡管理協議 SSAP (Source Service Access Point) 源服務訪問點 SSRR (Strict Source and Record Route) 嚴格的源站及記錄路由 SWS (Silly Window Syndrome) 糊涂窗口綜合癥 SYN (SYNchronous) TCP首部中的同步序號標志 TCP (Transmission Control Protocol) 傳輸控制協議 TFTP 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上傳時間： 2013-11-13
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云計算（cloud computing）中涉及了分布式處理、并行處理和網格計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機技術和網絡技術。本文從云計算的體系架構和服務角度出發，對云計算中實現的訪問控制管理、數據管理和虛擬化功能所使用加密算法和虛擬化等關鍵技術，用計算機和網絡知識分析了這些技術存在的問題，提出了需要改進的方向。
上傳時間： 2013-10-16
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