艇载控制网络实时调度系统设计与实现

发布时间：2024-03-31 23:50

　　由于海洋科技和军事的发展,水下无人艇研究具有重要的意义。本文针对以太网在艇载控制系统通信中的实时性和确定性问题,提出一种基于主从模式的周期性时间触发实时通信调度方案。该方案在不改变以太网网络层和传输层(如UDP/IP)协议的前提下,在应用层实现了艇载控制系统的软实时通信调度。为保证水下无人艇通信的实时性,本文根据目标无人艇的双交换机网络架构特点,设计了一种主从并行通信调度方案。该调度方案在满足艇载控制系统数据交换需求的前提下,在同一时隙并行调度分别连接在两个交换机上的两个控制单元。既避免了交换机中当某端口出现报文发送冲突时存储转发所带来的延时不确定性问题,又有效压缩了一个宏调度周期内微调度周期的数量,提高了通信的实时性。设计实现了负责艇载控制系统通信调度的水下主控单元,该控制单元采用加固工控机硬件和VxWorks实时操作系统,以提高运行的可靠性和实时性。采用了模块化、多任务架构设计实现水下主控单元软件,并利用上述通信调度方案,实现艇载各控制单元之间的周期性数据交换。在总体设计阶段,对软件功能模块进行了划分,给出了软件总体架构;在详细设计与实现阶段,对软件模块的设计流程和涉及的功能函数及...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图5-1单机测试平台

60图5-1单机测试平台5.2.2联合测试环境搭建（1）调试工具水面综合处理单元计算机、数据管理及显示单元计算机、艇载主控单元计算机、导航系统计算机、运动规划及控制单元计算机、综合运动控制单元计算机、应急单元计算机、数据存储单元计算机、抛载系统计算机、电力及推进系统计算机、....

图5-2联合测试平台

并且从各单元接收反馈报文。验证调度功能、报文处理功能等的正确性。联合调测试平台如下图5-2所示：图5-2联合测试平台5.3单元及模块测试对网络通信进行调试时，在笔记本电脑上运行网络调试助手，按上文中指定的IP和端口号设置笔记本IP和网络调试助手中IP和端口号，因....

图5-3系统运行仿真曲线

63图5-3系统运行仿真曲线5.5本章小结本章主要介绍了水下无人艇主控单元软件的测试环境、测试方法，包括测试环境的搭建方法，软件测试方法的介绍。其中单机测试主要验证主控系统软件报文发送、报文介绍功能。系统测试主要验证主控系统软件的调度逻辑，系统通信是否正常。

本文编号：3944684