WIA-PA网络与时间敏感网络转换机制的研究与实现

发布时间：2024-03-20 22:04

　　随着工业化与信息化的不断融合,一些新型的工业网络不断涌现,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)和时间敏感网络(Time Sensitive Networking,TSN)是其中的典型代表。WIA-PA是我国自主制定的工业无线网络标准,具有方便部署、能耗低、实时性强、组网灵活、确定性传输等特点,已成为IEC的正式国际标准。TSN是IEEE 802.1工作组开发的一套改变了以太网不确定性的实时传输标准,能够实现周期性数据和非周期性数据、实时性数据和大容量的非实时性数据同时被传输。在实际的工厂网络中,网络往往由有线、无线等多种网络混合组成,无线网络已成为有线网络的有益补充,不同工业网络之间的协议转换问题愈来愈重要。但目前针对WIA-PA与TSN的研究主要集中在各自本身,还没有关于两个网络相互转换的研究,制约了这两种新型网络在实际工厂网络中的联合部署。鉴于此,本文研究和提出了WIA-PA网络与时间敏感网络转换机制,实现两个网络之间的协议转换与特性保持。论文的...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 WIA-PA网络研究现状
        1.2.2 时间敏感网络研究现状
        1.2.3 存在的问题
    1.3 论文主要工作
    1.4 论文组织结构
第2章 WIA-PA网络与时间敏感网络关键技术分析
    2.1 WIA-PA网络及其标准概述
        2.1.1 WIA-PA拓扑结构
        2.1.2 WIA-PA协议栈结构
        2.1.3 WIA-PA虚拟通信关系
        2.1.4 WIA-PA数据流
    2.2 时间敏感网络及其标准概述
        2.2.1 时间敏感网络协议概述
        2.2.2 时间敏感网络的时钟同步
        2.2.3 时间敏感网络的流预留
    2.3 本章小结
第3章 WIA-PA网络与时间敏感网络转换机制研究
    3.1 问题分析
    3.2 WIA-PA与 TSN转换机制总体设计
    3.3 WIA-PA与 TSN帧格式转换方法
        3.3.1 数据链路层帧格式转换
        3.3.2 整网帧格式转换
    3.4 WIA-PA与 TSN优先级和流识别策略
        3.4.1 优先级转换
        3.4.2 流识别转换
    3.5 WIA-PA与 TSN地址转换方法
        3.5.1 TSN网络寻址方式
        3.5.2 WIA-PA地址与MAC地址转换
        3.5.3 WIA-PA地址与IPv6 地址转换
    3.6 WIA-PA与 TSN跨网时钟同步方案
    3.7 WIA-PA与 TSN带宽预留机制
    3.8 本章小结
第4章 WIA-PA网络与时间敏感网络转换机制实现
    4.1 需求分析
    4.2 软件总体结构
    4.3 WIA-PA与 TSN优先级和流识别转换的实现
    4.4 WIA-PA与 TSN地址转换的实现
    4.5 WIA-PA与 TSN跨网时钟同步的实现
    4.6 WIA-PA与 TSN带宽预留的实现
    4.7 本章小结
第5章 测试与结果分析
    5.1 测试平台的搭建与软硬件组成
        5.1.1 测试平台的搭建
        5.1.2 硬件平台
        5.1.3 软件平台
    5.2 WIA-PA网络与时间敏感网络转换功能测试
        5.2.1 优先级与流识别转换测试
        5.2.2 地址转换测试
        5.2.3 帧格式转换测试
        5.2.4 带宽预留测试
        5.2.5 时钟同步测试
    5.3 WIA-PA网络与时间敏感网络转换性能测试
        5.3.1 转换时间测试
        5.3.2 资源占用测试
        5.3.3 同步精度测试
    5.4 本章小结
第6章 结束语
    6.1 主要工作与创新点
    6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3933374