浅谈reed-solomon纠错码研究及在modbus通信协议中的应用

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1、分类号UDC潮密级】8I学位论文Reed-Solomon纠错码研究及在Modbus通信协议中的应用———————。。。一39I6。(题名和副题名)张扬庆(作者姓名)指导教师姓名簦堕至亘9塑电子科技大学成都(职务、职称、学位、单位名称及地址)申请专业学位级别硕士专业名称计算机应用技术论文提交日期2Q!Q：曼论文答辩日翅至Q!Q：至学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2010年月日注1：注明《国际十进分类法UDC))的类号。独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。虢攀壶日期洲。年y胁日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：乏迹导师签名：

3、～B期：c7-纠0年■月艿日^，^一(，◆摘要Reed．Solomon纠错码算法作为编解码领域中出色的算法被广泛应用于各个方面。尤其在数据恢复方面的应用较为突出。算法本身又构建于有限域的数学运算之上，从而凸现了有限域运算在计算机领域中的重要位置。Modbus通信协议是一种工业领域里控制器间的通信协议。并因为其优良的特性逐渐成为工业以太网通信中的标准。协议自身对帧格式的定义简洁而明了，方便了通信双方的交互。同时也为组建Modbus网络提供了软件上的统一性。若以Modbus通行协议为基础构建服务端，单纯的对客户端请求进行响应而不对接收到的数据进行保留并备份，

4、无法保证服务端的数据可靠性和完整性。本论文正是针对上述问题，以Reed．Solomon纠错码算法为主要的实现和研究对象，在深入分析Modbus通信协议机理的基础上，将算法应用到Modbus协议当中，并对算法在有限域上面的基本运算进行了创新性和探索性研究。主要内容为：1．研究了Modbus通行协议的通信原理，并对协议帧进行了详细的描述和总结。同时以某些典型的协议帧为例，进行了实例化说明。2．依据对Modbus通信协议的研究，构建Modbus服务端。其中详细描述了服务端的设计、构建和实现。3．详细研究了Reed．Solomon纠错码算法的实现原理，并以RAI

5、D系统为例称述了该算法在系统中的应用方式。着重研究了基于同一有限域上的两个算法在基本数学运算。从抽象的数学理论角度，证明了它们在有限域上的运算一致性。4．参照Reed-Solomon纠错码算法的理论内容，用自己的模块定义方式实现了该算法。同时对编程过程中遇到的问题做了分析和总结。5．将Reed—Solomon纠错码算法实现模块和Modbus通信协议模块相结合，实现了算法在该通信协议中的应用。关键词：Modbus通信协议，Reed-Solomon纠错码算法，RAID系统，有限域tq一●一——一些璺型塑ABSTRACTReed-SolomonCoamgfor

6、Falllt=Toleranceisanexcellentalgorithmonencodinganddecodingfields，whichiswidelyusedinallaspects．Inparticular,theapplicationofdatarecoveryismoreprominent．Algorithmitselfdependsonmathematicaloperationsonfinitefield,whichhighlightsimportantposilionoftheoperationsonfinitefiddinthecom

7、puterindustry．Modbuscommunicationprotocolisancommunicationprotocolbe“veencontrollersintheindustrialfield．AndbecauseofitsexcellentpropertiesithasbeenbecomingastandardindustrialEthemetcommunicationsprotocol，w}lose丘锄efonnatisdefinedconciselyanddearly,tofacilitatethecommumcationofbot

8、hsides．Meanwhile,theprotocolprovidestheu