面向信息物理融合的火灾探测系统的设计与实现.pdf

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1、ADissertationSubmittedtoZhejiangU："er‘tyfortheDegofUn1Vers1tDegreeMasterofEngineering⑧TITLE：旦皇苎主g旦垒旦鱼至堡旦!金堡皇垒主垒主主Q旦Q至垒堡Y坠皇!二里hY墨至鱼垒里二Q!至皇垒主皇鱼￡至!鱼旦金主金鱼主至Q垒§Y§主金堡Author：Supervisot：△苎墨Q鱼i垒主旦￡!Q至：L坚K望ij望垒College：gQ里里皇g皇Q至gQ堡乜堕主皇!§鱼i皇望Q皇垒旦垒l里堡h旦Q里QgYSubmittedDate：丛垒!Qh：星Q!圣浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的

2、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。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝望盘鲎或其他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。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝’江盘鲎有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝婆盘堂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和传播，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

3、学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字Et期：年月日签字日期：年月日浙江大学硕j}：学位论文摘要随着科技进步和社会发展，工业控制自动化领域成了信息物理融合系统(Cyber-physicalsystems，CPS)一个重要的应用领域。CPS是一种基于3C(Computation，Communication，Contr01)技术的新型智能系统，它能有效协调和分配资源，提供灵活、高效、智能的网络化信息服务，实现工控系统在广域时空下的环境感知。CPS由信息空间和物理空间组成，信息物理空间融合的本质是在共享空间中发现和建立对偶关系。本文论述的火灾探测系统引入CPS思

4、想，在不损失工业控制系统实时性和可靠性的前提下，使原本单一、封闭和孤立的火灾探测系统拥有网络化、可扩展性佳，支持远程协作，终端接入方便等优点。本系统通过建立服务层次上的对偶关系，使网关、数据服务器、监控终端和管理服务器四大子系统协同运作，实现对烟感探测设备的网络化管理。本文主要介绍面向信息物理融合的火灾探测系统的设计与实现。第一，本文在系统需求的基础上，给出了面向信息物理融合的火灾探测系统的系统模式设计和系统架构方案，并详细描述了系统通信报文栈的设计、封装与实现。第二，本文描述了网关子系统和网关．RS485网络的设计，以及实现中使用的关键技术，介绍了控制串口设备的编程方法，给出了

5、网关子系统串口管理、网络管理、初始化管理、实时状态管理、传感器通信和日志管理六大模块的实现方式。第三，本文介绍了数据服务器子系统的设计，以及如何通过多线程编程和异步Socket编程提高系统运行效率的方法。给出了数据服务器子系统连接管理、报文调度管理和日志管理三大模块的实现方式，具体描述了报文调度管理模块的实现方法。第四，本文介绍了监控终端子系统的设计，以及如何在系统中设置定时器来定期执行任务的方法。给出了监控终端子系统身份验证模块、实时监控模块、设i浙江大学硕士学位论文摘要备管理模块、连接管理模块和日志管理模块五大模块的实现方式，具体描述了设备管理模块的实现方法。第五，本文描述了

6、管Nil务器子系统的设计，给出了权限管理系统和负载均衡系统的具体实现方式以及负载均衡算法的详细设计，同时给出了连接管理和日志管理的两大模块的实现方法。关键词：信息物理融合系统，对偶关系，火灾探测系统，异步Socket，通信报文栈浙江人学硕．I：学位论文AbstractWithtechnologyimprovementandsocialdevelopment，CPS(Cyber-physicalsystems)playsanimportantroleinindustryautomatizationarea．CPSisamodemintelligentsystembasedon3C(

7、Computation，Communication，Contr01)technology．Itcoordinatesandallocatesresourceseffectively,providesflexible，efficientandintelligentnetworkedinformationservices，andachievesenvironmentalperceptioninwide—areaspacetimeinindustrialcontrolsystems．C