工業(yè)無(wú)線接入點(diǎn)集中管控與資源調(diào)度機(jī)制研究.pdf

1、近幾年，工業(yè)自動(dòng)化中，無(wú)線控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著成效。無(wú)線控制系統(tǒng)的易于搭建部署，成本低等特點(diǎn)推動(dòng)了工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)的發(fā)展，使其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域擁有巨大的發(fā)展空間。傳統(tǒng)的工業(yè)無(wú)線管控網(wǎng)絡(luò)由于其傳輸速率低下，無(wú)法滿足不斷發(fā)展的工業(yè)應(yīng)用需求，本文將把無(wú)線局域網(wǎng)WLAN(Wireless Local Network)關(guān)鍵技術(shù)引入工業(yè)領(lǐng)域，而現(xiàn)有無(wú)線局域網(wǎng)雖然可以支持高速應(yīng)用，但由于網(wǎng)絡(luò)特性所限，無(wú)法應(yīng)用于高實(shí)時(shí)性和可靠性需求的工業(yè)場(chǎng)景。

2、
　　為了滿足高速工業(yè)應(yīng)用的需求，項(xiàng)目組對(duì)現(xiàn)有無(wú)線局域網(wǎng)的MAC層協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，即基于TDMA的IEEE802.11MAC協(xié)議，本文結(jié)合智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)中控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離和邏輯化集中式控制、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)資源適配等體系機(jī)制，提出了工業(yè)無(wú)線接入點(diǎn)集中管控系統(tǒng)的多跳網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)及其網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度機(jī)制，可較好地滿足高速工業(yè)應(yīng)用對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性的需求。
　　本文對(duì)集中式管控系統(tǒng)的控制管理層和基礎(chǔ)設(shè)施層進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)中的管控消

3、息格式進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。管控層的核心組件集中控制器根據(jù)控制轉(zhuǎn)發(fā)消息來(lái)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管控，從而滿足服務(wù)網(wǎng)絡(luò)資源適配和控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的應(yīng)用需求。具體實(shí)現(xiàn)為將網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的資源抽象與配置參數(shù)綁定起來(lái)，通過(guò)采用具體的控制轉(zhuǎn)發(fā)消息作為控制消息的傳輸載體，集中控制器對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施層的組件進(jìn)行管控操作。關(guān)于時(shí)隙、信道和路由這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源，本文闡述了詳細(xì)的調(diào)度設(shè)計(jì)并予以實(shí)現(xiàn)，通過(guò)集中控制器中時(shí)隙調(diào)度和信道調(diào)度的算法機(jī)制以及路由調(diào)度的圖路由機(jī)制，將時(shí)隙

4、調(diào)度、信道調(diào)度和路由調(diào)度一起結(jié)合為鏈路調(diào)度的配置消息下發(fā)到基礎(chǔ)設(shè)施層來(lái)實(shí)現(xiàn)上述三個(gè)調(diào)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)時(shí)調(diào)度。在上述設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)完成后，本文通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL(Dynamic Link Library)進(jìn)行了可編程功能的擴(kuò)展。
　　本文最后對(duì)實(shí)現(xiàn)的工業(yè)無(wú)線接入點(diǎn)集中管控系統(tǒng)進(jìn)行了全面測(cè)試，包括系統(tǒng)基礎(chǔ)測(cè)試、集中管控功能測(cè)試和資源調(diào)度資源測(cè)試。
　　本文通過(guò)引入邏輯控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離、開(kāi)放式的編程接口、集中式的管控和高效