面向工业物联网的跨网络时钟同步方法的研究与实现

发布时间：2022-01-11 22:30

　　在工业网络中,设备之间通常具有较强的时序约束关系,全网需要维护一致的时间。同时,网络在进行数据融合、能量管理、确定性调度时也需要精准的时间服务作为支撑。因此,时钟同步对于工业网络的正常运行至关重要。物联网由于其全面感知、可靠传输和智能处理等特点,在工业自动化、环境监测以及智能城市等领域中应用较为广泛。其中,以工业无线技术为核心的工业物联网是其主流发展方向之一。在实际应用部署中,工业物联网将工业回程网络和现场无线网络相融合。因此,如何有效进行工业回程网络和现场无线网络之间跨网络的时钟同步,成为工业物联网所面临的一个有挑战性的问题。此外,在实际开发和应用中,工业物联网的边界网关大多采用模块化设计,且未配备硬件同步单元。所以,如何以较低的复杂度完成跨网络同步功能,也成为需要解决的重要问题。针对上述问题,本文提出了基于边界网关转发的低复杂度跨网络时钟同步方法,并以我国自主制订的工业无线网络标准WIA-PA（Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation,面向工业过程自动化的工业无线网络）为例,对该方法进行了实现。主要... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

CY2420通信模块

试结果进行分析和讨论。.1 测试平台.1.1 测试系统搭建根据工业物联网在实际应用部署中的构建情况，搭建如图 5.1 所示网试平台。整个测试系统主要由 MT7620 交换机和实验室自主研制的边IA-PA 路由、节点设备构成，对所实现的跨网络时钟同步方法进行测试括工业回程网络和两个 WIA-PA 现场子网。其中，工业回程网络包括两两个边界网关，每个 WIA-PA 子网由一个边界网关、两个 WIA-PA 路IA-PA 节点构成。子网间通过边界网关和交换机经以太网链路相连通，换机作为全网时钟源。测试平台实物图如图 5.2 所示。时钟源 交换机

图 5.2 跨网络时钟同步测试平台.2 软件平台本文的开发和测试过程中所涉及的软件主要包括 OpenWrt 交叉编译环on 集成开发环境、SecureCRT 超级终端、Wireshark 软件、sscom 串口调试 Packet Sniffer 协议分析软件，它们主要功能如表 5.1 所示。表 5.1 软件平台号 软件名称 软件功能 OpenWrtOpenWrt 是一个嵌入式 Linux 发行版本。相较于其他嵌入式 操作系统，OpenWrt 对于各类网络协议组件的支持更为完善，有良好的稳定性、兼容性和可扩展性，因此在工业控制、路由智能家居等领域应用较为广泛。 CLionCLion 是一款针对 C 和 C++语言开发而设计的集成开发环境。够同时支持 Windows 和 Linux 操作系统，对 GCC 编译器、C

【参考文献】：
期刊论文
[1]面向WIA-PA工业无线传感器网络的确定性调度算法[J]. 王恒,陈鹏飞,王平.  电子学报. 2018(01)
[2]基于IEEE802.15.4e标准的工业物联网安全时间同步策略[J]. 杨伟,何杰,万亚东,王沁,李翀.  计算机研究与发展. 2017(09)
[3]几种新兴智能制造模式研究评述[J]. 周佳军,姚锡凡,刘敏,张剑铭,陶韬.  计算机集成制造系统. 2017(03)
[4]应用IEEE 1588的配电网终端队列时延不对称通信路径的时钟同步补偿算法[J]. 钱超,徐迅,梅军,喻洁,郑建勇,王勇,稽文路,张明.  电网技术. 2015(12)
[5]一种基于平均场的无线自组织网络时钟同步方法[J]. 陈旿,孙建华,高小杰,李胆胆,左颖,洪亮.  计算机学报. 2016(05)
[6]工业物联网技术及应用概述[J]. 李士宁,罗国佳.  电信网技术. 2014(03)
[7]基于IEEE 1588的无线传感器网络时钟同步方法[J]. 陈旿,孙建华,于振兴,侯维苇,洪亮.  系统工程与电子技术. 2014(03)
[8]基于无线传感器网络的水质监测系统设计[J]. 赵敏华,李莉,呼娜.  计算机工程. 2014(02)
[9]无线传感器网络及其在医疗领域的应用[J]. 李逸明,李斌,钱明理,王龙辰.  中国医疗器械杂志. 2013(05)
[10]面向物联网的无线传感器网络综述[J]. 钱志鸿,王义君.  电子与信息学报. 2013(01)



本文编号：3583564