智能控電網(wǎng)絡(luò)要求以以太網(wǎng)為主體融合多種協(xié)議設(shè)備來實(shí)現(xiàn)信息化,異構(gòu)網(wǎng)關(guān)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合功能的關(guān)鍵設(shè)備。目前國內(nèi)外市場(chǎng)上的異構(gòu)網(wǎng)關(guān)設(shè)備普遍存在著功能單一、價(jià)格昂貴、可靠性不高等缺點(diǎn),制約了其在智能控電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。文章深入研究了異構(gòu)網(wǎng)關(guān)硬件可靠性、多協(xié)議融合、高效通信機(jī)制和數(shù)據(jù)一致性問題,設(shè)計(jì)出一種基于STM32嵌入式系統(tǒng)的工作于以太網(wǎng)協(xié)議族與RS-485/ModBus現(xiàn)場(chǎng)總線的多協(xié)議融合嵌入式網(wǎng)關(guān)。通過在小區(qū)智能控電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用,網(wǎng)關(guān)的功能、可靠性得到了驗(yàn)證。因其多協(xié)議融合特性,對(duì)于復(fù)雜控制網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)匯聚類應(yīng)用具有較強(qiáng)的適用性,相比同類產(chǎn)品,多協(xié)議融合嵌入式控電網(wǎng)關(guān)不僅功能更加豐富,且可靠性更高,具備較高的應(yīng)用價(jià)值。 

【文章來源】：電力信息與通信技術(shù). 2020,18(10)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

網(wǎng)關(guān)任務(wù)框架

圖3展示了本文設(shè)計(jì)的TCP發(fā)送調(diào)度機(jī)制,網(wǎng)關(guān)當(dāng)前發(fā)送包的ACK值記為G＿ACKn,SEQ值記為G＿SEQn,載荷長(zhǎng)度為G＿LENn,客戶端當(dāng)前應(yīng)答包的ACK值記為C＿ACKn,下標(biāo)n代表網(wǎng)關(guān)發(fā)送包和客戶端應(yīng)答包序次。通過上述機(jī)制有效提高了網(wǎng)關(guān)和客戶端的通信效率。2.2.3 以太網(wǎng)接收任務(wù)

2.2.1 以太網(wǎng)協(xié)議設(shè)計(jì)異構(gòu)網(wǎng)關(guān)要把從現(xiàn)場(chǎng)總線采集的應(yīng)用數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包格式發(fā)送給Internet節(jié)點(diǎn),網(wǎng)關(guān)作為局域網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)要求具有穿透子網(wǎng)訪問能力。不同子網(wǎng)間節(jié)點(diǎn)依靠網(wǎng)際協(xié)議(IP)進(jìn)行網(wǎng)間尋址。發(fā)送數(shù)據(jù)包進(jìn)入目的子網(wǎng)后需要依靠數(shù)據(jù)包中的目的節(jié)點(diǎn)IP查找到介質(zhì)訪問控制(Media Access Control,MAC)地址,并更新源節(jié)點(diǎn)的目的IP-MAC映射表,完成地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol,ARP)。在完成ARP后,源節(jié)點(diǎn)就可以通過傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol,TCP)或用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User Datagram Protocol,UDP)將數(shù)據(jù)發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)。在整個(gè)通信過程中還需要通過互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議(Internet Control Message Protocol,ICMP),在網(wǎng)關(guān)、路由器之間傳遞控制消息[13]。此外,還需要在網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁訪問,對(duì)網(wǎng)關(guān)的參數(shù)進(jìn)行配置。因此異構(gòu)網(wǎng)關(guān)至少要實(shí)現(xiàn)IP、ARP、ICMP、TCP、UDP、HTTP等協(xié)議。為保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性,有以下保障機(jī)制:以太網(wǎng)發(fā)包間隔控制,減少?zèng)_突概率;包調(diào)度機(jī)制,檢測(cè)丟包并重發(fā)丟失包;ARP定時(shí)更新。以太網(wǎng)客戶端和異構(gòu)網(wǎng)關(guān)通常要求保持持久連接,采用心跳包定時(shí)器,在鏈路空閑時(shí)段定時(shí)發(fā)送空包以進(jìn)行連接保活(Keep Alive)[14],同時(shí)評(píng)估鏈路是否已經(jīng)中斷,如中斷則啟動(dòng)重連機(jī)制。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3485763