基于cy2420的wia-pa协议栈的设计与实现

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1、分类号TP393密级公开UDC004.7学位论文编号D-10617-308-(2016)-03072重庆邮电大学硕士学位论文中文题目基于CY2420的WIA-PA协议栈的设计与实现英文题目ResearchandImplementationofWIA-PAProtocolStackbasedonCY2420学号S130301071姓名夏枢洋学位类别工学硕士学科专业控制科学与工程指导教师王平教授王恒教授完成日期2016年5月28日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。尽我所知，除了文中特别

2、加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庆邮电大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的人员对本文研究做出的贡献均已在论文中作了明确的说明并致以谢意。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本人完全了解重庆邮电大学有权保留、使用学位论文纸质版和电子版的规定，即学校有权向国家有关部门或机构送交论文，允许论文被查阅和借阅等。本人授权重庆邮电大学可以公布本学位论文的全部或部分内容，可编入有关数据库或信息系统进行检索、分析或评价，可以采用影印、缩印、扫描或拷贝等复制手段保存、汇

3、编本学位论文。（注：保密的学位论文在解密后适用本授权书。）作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要工业无线技术是新兴的面向工业和过程自动化应用的短距离无线通信技术，是当前工业控制领域的一个新的研究热点。WIA-PA（WirelessNetworksforIndustrialAutomation-ProcessAutomation，面向工业过程自动化的工业无线网络）标准是我国工业无线控制领域的国家标准，同时是经过国际电工委员会批准的国际标准。WIA-PA标准针对工业无线网络中的确定性调度和信道干扰

4、等问题提出了自己的解决方案，但这些解决方案均需要以完整的协议栈软件作为支撑。同时，为推动WIA-PA标准的发展和应用，重庆邮电大学联合台湾达盛电子研制了工业无线核心芯片CY2420，该芯片对工业无线通信中的通信调度和信道跳频等关键技术提供了硬件支持，但需要软件的匹配支持才能发挥其技术优势。因此，有必要对CY2420的技术特征进行挖掘，设计实现具有CY2420功能特色的WIA-PA协议栈。本文的研究目标在于设计实现基于CY2420芯片的WIA-PA协议栈，并以此为基础，对协议栈中的链路调度方法和信道切换方法进行研究。本文的主要工作如

5、下：1.针对WIA-PA标准的通信调度和信道跳频机制进行分析，并对CY2420在通信调度和信道跳频方面的技术特性进行研究。2.对WIA-PA协议栈进行总体设计和分层实现，重点提出一种基于CY2420的软硬件联合调度方法，建立了调度表功能模型和调度队列缓存模型，设计了对应的驱动机制，并在协议栈中对该链路调度方法的主要功能进行实现。3.对工业环境下的信道干扰问题进行研究，提出一种适用于WIA-PA设备的信道切换方法，该方法通过不同范围的信道状态评估机制对信道质量进行评估，并根据评估结果主动越过存在信道干扰的链路，以此实现对信道干扰的规

6、避，并在协议栈中对该方法进行实现。4.构建测试网络，对设计实现的基于CY2420的WIA-PA协议栈进行测试验证，并对测试结果进行分析。测试结果表明，本文设计实现的基于CY2420的WIA-PA协议栈可以有效挖掘CY2420在通信调度和信道跳频方面的功能特性，改善了协议栈软件调度运行的可靠性和工业环境下WIA-PA设备的抗干扰能力，提高了工业环境下WIA-PA设备运I重庆邮电大学硕士学位论文摘要行的稳定性，本文的研究工作对推动WIA-PA网络的实际应用具有较高的参考价值。关键词：CY2420，链路调度，信道切换，WIA-PA协议栈

7、，工业无线技术II重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractIndustrialwirelesstechnologyisanemergingshortrangewirelesstechnologyforindustrialautomationandprocessautomation.Itbecomesanewtechnicalfocusinindustrialcontrolfield.Asanationalstandardforindustrialwirelesscontrolfield,WIA-PA(Wireles

8、sNetworksforIndustrialAutomation-ProcessAutomation)hasbeenvotedtobeanIECinternationalstandard.WIA-PAputsforwardsolutionsford