分布式检测系统的网络通信研究

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1、重庆大学硕士学位论文分布式检测系统的网络通信研究姓名：游雪峰申请学位级别：硕士专业：仪器科学与技术指导教师：文玉梅20060401中文摘要摘要随着现代科学技术、工业技术和国防技术的发展，检测对象变得越来越复杂，地域分布也越来越广，对各种信息的综合分析变得越来越重要，这对检测仪器系统的结构提出了更高的要求，相应地就产生了分布式检测技术。快速、便捷、远距离的通信对于这类分布式检测仪器系统至关重要，现代网络通信技术的发展使其成为分布式检测仪器系统一个非常好的选择。同时，分布式检测仪器系统中的网络通信又不完全等同于民用和商业应用的计算机网络

2、，不同的检测仪器系统可能对其网络通信有不同的要求。本文首先介绍了现代计算机网络的原理体系结构，重点介绍了目前世界通用的TCP/IP协议体系中的一些主要协议，并通过分析比较各层协议的主要功能和特点，选择了分布式管网检测网络仪器系统中使用的协议栈，设计了分布式数据采集网络系统软件。根据实际应用的需要，本文还重点解决了网络通信中的实时数据传输问题，分析了各采集单元之间数据采集的同步误差源，提出同步误差的减小方案。在分布式数据采集系统中，同步误差不仅有采集命令从发送到执行过程中引入的初始同步误差，还包括采集过程中由于各采集单元实际采样率不同

3、引入的累积同步误差。本文根据采集命令的传输过程，将初始同步误差源分成命令发送、命令传输和命令执行三个部分来分析，并提出通过网络广播发送、网络协议简化以及选择硬件等方式来减小。对于累积同步误差，则通过修正控制A/D的定时/计数器的计数初值、分段数据采集等方式来进行抑制。在由8位单片机构成的数据采集系统中，同时实现网络通信、数据采集和其他一些功能使得资源非常紧张，在此基础上实现采集数据的实时传输比较困难，本文提出通过合理使用采集单元的中断源、设置双缓存来实现采集数据的实时传输功能。对网络速度和可靠性的实验测试证明对标准网络协议的改进和简

4、化是可行的；对同步误差的实验测试结果验证了对同步误差源的分析和减小同步误差的方案的正确性；最后将设计的分布式网络数据采集系统应用于自来水管网泄漏智能检测定位系统的实验结果证明本文设计的系统具有实用性。关键词：分布式检测，网络通信，TCP/IP，同步误差，实时传输★本项目由国家自然科学基金（NO.60374045）资助。I英文摘要AbstractWithdevelopmentofmodernscienceandtechnology,industrytechnologyandnationaldefensetechnology,detec

5、tedobjectsbecomemoreandmorecomplex,distributiveareabecomeswiderandwider,integratedanalysestoeachkindofinformationbecomemoreandmoreimportant.Becauseofahigherrequirementforthestructureofdetectioninstrumentsystem,distributivedetectioninstrumentsystemscanbeappliedinmanyfie

6、lds.Rapid,convenientandremotecommunicationsareveryimportanttothedesignofdistributivedetectioninstrumentsystems.Withthedevelopmentofmodernnetworkandcommunicationtechnology,networkinstrumentsbecomeagoodselectionfordistributeddetectioninstrumentsystem.Sincethenetworkcommu

7、nicationofdistributivedetectioninstrumentsystemisdifferentfromcivilandbusinesscomputernetworks,differentdetectioninstrumentsystemsmayhavedifferentrequirementsforthenetworkcommunication.Thispaperintroducestheprincipleandsystemstructureofmoderncomputernetwork,especiallyi

8、ntroducessomekeyprotocolsofuniversalTCP/IPstandard.Byanalyzingfunctionsandtraitsoftheseprotocols,itselectstheprotocol