基于NS-3的大型地震数据传输系统仿真实现
发布时间：2021-09-01 13:47
未来高密度大规模地球物理勘探的需求,对地球物理勘探系统的数据传输能力提出了更大的挑战。数据传输系统作为网络的一种,需要采用网络的方法对其进行研究,其中计算机仿真是一种方便、有效的分析网络的方法。依靠成熟的网络仿真环境中的网络设备、链路以及协议模型等,仿真法能够方便的模拟实际的网络特性,为不同设计方案提供可靠的参考依据。然而单纯使用网络仿真器进行仿真,不利于仿真的完整性和逼真度,不利于协议代码的重用。论文以大型地震数据传输系统仿真为中心,首先分析了系统仿真的必要性。在综合考虑实际站体硬件特性和站体上运行的嵌入式系统特点基础上,结合当前地震数据传输系统结构和特点阐述了系统仿真所需的仿真平台,并基于该平台完成了对大型分布式地震数据传输系统的仿真工作,该仿真系统最大限度地还原了站体实际行为。软件部分以FreeRTOS模拟器为平台,将实际站体中运行的代码移植到模拟器;硬件部分通过NS-3网络仿真器最大限度模拟站体行为和站体间数据通信细节。最后利用配置文件动态搭建拓扑结构。与单纯使用网络仿真器相比,该方法在扩展性、完整性、逼真度和复用性等方面得到充分保障。文章主要分为五章:第一章为绪论。在介绍地震...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１数据采集系统拓扑结构图??
高速数据传输协议对数据进行打包发送至上级，是数据采集系统中采样数据传??输的起点［｜５］。它的性能对整个数据采集系统所能达到的性能指标起到决定性作??用。采集站链状结构图如图２．２所示。??采集站的主要功能包括：（１）、为前端采集单元提供采样时钟和控制信号，??使所有采集单元同步采集过程；（２）、与上级电源站进行命令交互并将采集模块??获得的采样数据打包传送给数据传输系统；（３）对相邻采集站的数据进行转发，??即将目标地址与自己不匹配的帧转发至其所在ＬＶＤＳ链路上相邻的下一个节??点。??〇腳钭＿??末端站体?数据流方向??＜???图２．２数据采集系统中采集站链状结构图??２．２．２电源站??电源站是采集站的直接上级管理站体，由电池供电。采集系统的带道能力??取决于各个电源站的供电性能和数据传输速率，一般而言，电源站的性能越高，??整个采集系统横缆的带道能力越高。具有高带道能力的系统所需的电源站数目??较少，系统设计简单，因此更加方便野外施工ｔｌ６１。电源站链状结构图如图２．３??所示。??电源站的主要功能包括：（１）、管理下级采集站，给采集站供电，低电压警??报；（２）汇总各端口连接的采集站传送的数据，将数据打包传到上级交叉站；??（３）、百兆以太网链路层数据转发
据的上一级汇总站体，交叉站的数据汇总量更大，因此其对传输速率具有更高??的要求，与电源站相似，交叉站的性能在一定程度上也决定了整个地震采集系??统的带道能力［１６］。交叉站链状结构图如图２．４所示。??数据流方向??＂?■轉?Ｕ??ＢＭＵ?百兆以太网?ＬＶＤＳ??ｙ／?末端站体??＃＃＃＃＃?？?４?ｎｉｌ．Ｉ??图２．４数据采集系统中交叉站站链状结构图??交叉站的主要功能包括（１）、接受主机命令，管理下级电源站；（２）、汇总??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新网络仿真器NS3的研究综述[J]. 茹新宇,刘渊,陈伟. 微型机与应用. 2017(20)
[2]基于MTEM空间成像特征的陷落柱富水性研究[J]. 张亮. 山西煤炭. 2014(05)
[3]计算机网络仿真技术及仿真工具[J]. 张贤军,李鹤. 舰船电子工程. 2013(01)
[4]论地震勘探仪器的技术特征及发展前景[J]. 陈玉萍. 中国石油和化工标准与质量. 2012(09)
[5]一种符合POSIX规范的FreeRTOS模拟器的设计与实现[J]. 宋洪治,武杰,张杰. 小型微型计算机系统. 2012(06)
[6]新型网络模拟器NS-3研究[J]. 张登银,张保峰. 计算机技术与发展. 2009(11)
[7]浅析ARIES采集站工作原理[J]. 祝彩霞,安北平,冯宇,王泰昆. 物探装备. 2009(02)
[8]数据通信中的重发差错控制系统[J]. 方桂娟. 三明大学学报(综合版). 1998(S1)
[9]自动选择重发方案的改进[J]. 龙世渚,曹汉房. 华中理工大学学报. 1994(11)
博士论文
[1]地球物理勘探设备中数据采集部分若干关键技术研究[D]. 田楷云.中国科学技术大学 2015
[2]一种可扩展的大规模地球物理勘探数据采集系统研究[D]. 刘列峰.中国科学技术大学 2014
[3]大型地震传感器网络仿真平台的实现[D]. 宋洪治.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]MTEM勘探系统中电源站的设计[D]. 董庆运.中国科学技术大学 2015
[2]基于NS-3的LTE星地融合网络的性能仿真研究[D]. 张哲.西安电子科技大学 2015
本文编号：3377089
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１数据采集系统拓扑结构图??
高速数据传输协议对数据进行打包发送至上级，是数据采集系统中采样数据传??输的起点［｜５］。它的性能对整个数据采集系统所能达到的性能指标起到决定性作??用。采集站链状结构图如图２．２所示。??采集站的主要功能包括：（１）、为前端采集单元提供采样时钟和控制信号，??使所有采集单元同步采集过程；（２）、与上级电源站进行命令交互并将采集模块??获得的采样数据打包传送给数据传输系统；（３）对相邻采集站的数据进行转发，??即将目标地址与自己不匹配的帧转发至其所在ＬＶＤＳ链路上相邻的下一个节??点。??〇腳钭＿??末端站体?数据流方向??＜???图２．２数据采集系统中采集站链状结构图??２．２．２电源站??电源站是采集站的直接上级管理站体，由电池供电。采集系统的带道能力??取决于各个电源站的供电性能和数据传输速率，一般而言，电源站的性能越高，??整个采集系统横缆的带道能力越高。具有高带道能力的系统所需的电源站数目??较少，系统设计简单，因此更加方便野外施工ｔｌ６１。电源站链状结构图如图２．３??所示。??电源站的主要功能包括：（１）、管理下级采集站，给采集站供电，低电压警??报；（２）汇总各端口连接的采集站传送的数据，将数据打包传到上级交叉站；??（３）、百兆以太网链路层数据转发
据的上一级汇总站体，交叉站的数据汇总量更大，因此其对传输速率具有更高??的要求，与电源站相似，交叉站的性能在一定程度上也决定了整个地震采集系??统的带道能力［１６］。交叉站链状结构图如图２．４所示。??数据流方向??＂?■轉?Ｕ??ＢＭＵ?百兆以太网?ＬＶＤＳ??ｙ／?末端站体??＃＃＃＃＃?？?４?ｎｉｌ．Ｉ??图２．４数据采集系统中交叉站站链状结构图??交叉站的主要功能包括（１）、接受主机命令，管理下级电源站；（２）、汇总??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新网络仿真器NS3的研究综述[J]. 茹新宇,刘渊,陈伟. 微型机与应用. 2017(20)
[2]基于MTEM空间成像特征的陷落柱富水性研究[J]. 张亮. 山西煤炭. 2014(05)
[3]计算机网络仿真技术及仿真工具[J]. 张贤军,李鹤. 舰船电子工程. 2013(01)
[4]论地震勘探仪器的技术特征及发展前景[J]. 陈玉萍. 中国石油和化工标准与质量. 2012(09)
[5]一种符合POSIX规范的FreeRTOS模拟器的设计与实现[J]. 宋洪治,武杰,张杰. 小型微型计算机系统. 2012(06)
[6]新型网络模拟器NS-3研究[J]. 张登银,张保峰. 计算机技术与发展. 2009(11)
[7]浅析ARIES采集站工作原理[J]. 祝彩霞,安北平,冯宇,王泰昆. 物探装备. 2009(02)
[8]数据通信中的重发差错控制系统[J]. 方桂娟. 三明大学学报(综合版). 1998(S1)
[9]自动选择重发方案的改进[J]. 龙世渚,曹汉房. 华中理工大学学报. 1994(11)
博士论文
[1]地球物理勘探设备中数据采集部分若干关键技术研究[D]. 田楷云.中国科学技术大学 2015
[2]一种可扩展的大规模地球物理勘探数据采集系统研究[D]. 刘列峰.中国科学技术大学 2014
[3]大型地震传感器网络仿真平台的实现[D]. 宋洪治.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]MTEM勘探系统中电源站的设计[D]. 董庆运.中国科学技术大学 2015
[2]基于NS-3的LTE星地融合网络的性能仿真研究[D]. 张哲.西安电子科技大学 2015
本文编号：3377089
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