本文關鍵詞：基于CY2420的WIA-PA協(xié)議棧的設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： CY2420 鏈路調(diào)度 信道切換 WIA-PA協(xié)議棧 工業(yè)無線技術

【摘要】：工業(yè)無線技術是新興的面向工業(yè)和過程自動化應用的短距離無線通信技術,是當前工業(yè)控制領域的一個新的研究熱點。WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation,面向工業(yè)過程自動化的工業(yè)無線網(wǎng)絡)標準是我國工業(yè)無線控制領域的國家標準,同時是經(jīng)過國際電工委員會批準的國際標準。WIA-PA標準針對工業(yè)無線網(wǎng)絡中的確定性調(diào)度和信道干擾等問題提出了自己的解決方案,但這些解決方案均需要以完整的協(xié)議棧軟件作為支撐。同時,為推動WIA-PA標準的發(fā)展和應用,重慶郵電大學聯(lián)合臺灣達盛電子研制了工業(yè)無線核心芯片CY2420,該芯片對工業(yè)無線通信中的通信調(diào)度和信道跳頻等關鍵技術提供了硬件支持,但需要軟件的匹配支持才能發(fā)揮其技術優(yōu)勢。因此,有必要對CY2420的技術特征進行挖掘,設計實現(xiàn)具有CY2420功能特色的WIA-PA協(xié)議棧。本文的研究目標在于設計實現(xiàn)基于CY2420芯片的WIA-PA協(xié)議棧,并以此為基礎,對協(xié)議棧中的鏈路調(diào)度方法和信道切換方法進行研究。本文的主要工作如下:1.針對WIA-PA標準的通信調(diào)度和信道跳頻機制進行分析,并對CY2420在通信調(diào)度和信道跳頻方面的技術特性進行研究。2.對WIA-PA協(xié)議棧進行總體設計和分層實現(xiàn),重點提出一種基于CY2420的軟硬件聯(lián)合調(diào)度方法,建立了調(diào)度表功能模型和調(diào)度隊列緩存模型,設計了對應的驅(qū)動機制,并在協(xié)議棧中對該鏈路調(diào)度方法的主要功能進行實現(xiàn)。3.對工業(yè)環(huán)境下的信道干擾問題進行研究,提出一種適用于WIA-PA設備的信道切換方法,該方法通過不同范圍的信道狀態(tài)評估機制對信道質(zhì)量進行評估,并根據(jù)評估結果主動越過存在信道干擾的鏈路,以此實現(xiàn)對信道干擾的規(guī)避,并在協(xié)議棧中對該方法進行實現(xiàn)。4.構建測試網(wǎng)絡,對設計實現(xiàn)的基于CY2420的WIA-PA協(xié)議棧進行測試驗證,并對測試結果進行分析。測試結果表明,本文設計實現(xiàn)的基于CY2420的WIA-PA協(xié)議�？梢杂行诰駽Y2420在通信調(diào)度和信道跳頻方面的功能特性,改善了協(xié)議棧軟件調(diào)度運行的可靠性和工業(yè)環(huán)境下WIA-PA設備的抗干擾能力,提高了工業(yè)環(huán)境下WIA-PA設備運行的穩(wěn)定性,本文的研究工作對推動WIA-PA網(wǎng)絡的實際應用具有較高的參考價值。
【關鍵詞】：CY2420 鏈路調(diào)度 信道切換 WIA-PA協(xié)議棧 工業(yè)無線技術
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN92;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-12
• 第1章 引言12-18
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 存在的問題15-16
• 1.3 論文主要工作16-17
• 1.4 論文組織結構17-18
• 第2章 WIA-PA標準概述與CY2420關鍵技術分析18-32
• 2.1 WIA-PA標準概述18-28
• 2.1.1 WIA-PA標準框架18-21
• 2.1.2 WIA-PA通信調(diào)度機制21-26
• 2.1.3 WIA-PA信道跳頻機制26-28
• 2.2 CY2420關鍵技術分析28-31
• 2.2.1 CY2420功能架構28-29
• 2.2.2 CY2420通信調(diào)度技術29-31
• 2.2.3 CY2420信道跳頻技術31
• 2.3 本章小結31-32
• 第3章 WIA-PA協(xié)議棧的設計與實現(xiàn)32-58
• 3.1 WIA-PA協(xié)議�？傮w設計32-33
• 3.1.1 WIA-PA協(xié)議棧框架設計32-33
• 3.1.2 基于CY2420的功能設計33
• 3.2 WIA-PA協(xié)議棧分層實現(xiàn)33-43
• 3.2.1 應用層狀態(tài)機的實現(xiàn)34-37
• 3.2.2 網(wǎng)絡層狀態(tài)機的實現(xiàn)37-40
• 3.2.3 數(shù)據(jù)鏈路層狀態(tài)機的實現(xiàn)40-43
• 3.3 鏈路調(diào)度方法的設計與實現(xiàn)43-57
• 3.3.1 鏈路調(diào)度方法的需求分析43-44
• 3.3.2 鏈路調(diào)度方法的總體設計44-45
• 3.3.3 鏈路調(diào)度方法的模型設計45-49
• 3.3.4 鏈路調(diào)度方法的功能實現(xiàn)49-57
• 3.4 本章小結57-58
• 第4章 信道切換方法的設計與實現(xiàn)58-76
• 4.1 信道切換方法的需求分析58-59
• 4.2 信道切換方法的設計59-71
• 4.2.1 基于鏈路規(guī)避的信道選擇方法的設計59-61
• 4.2.2 信道狀態(tài)評估方法設計61-66
• 4.2.3 信道計算方法設計66-67
• 4.2.4 平滑處理方法設計67
• 4.2.5 信道信息匯報機制設計67-68
• 4.2.6 表屬性與幀格式設計68-71
• 4.3 信道切換方法的實現(xiàn)71-75
• 4.3.1 信道切換方法在協(xié)議棧中的實現(xiàn)框架71-72
• 4.3.2 基于鏈路規(guī)避的信道選擇方法的實現(xiàn)72-73
• 4.3.3 單點級信道評估方法的實現(xiàn)73-74
• 4.3.4 子網(wǎng)級信道評估方法的實現(xiàn)74
• 4.3.5 全網(wǎng)級信道評估方法的實現(xiàn)74-75
• 4.4 本章小結75-76
• 第5章 測試與結果分析76-100
• 5.1 測試平臺構建與軟硬件組成76-78
• 5.1.1 測試平臺構建76-77
• 5.1.2 測試平臺的硬件組成77-78
• 5.1.3 測試平臺的軟件組成78
• 5.2 CY2420基礎功能測試驗證78-86
• 5.2.1 CY2420調(diào)度表功能測試78-82
• 5.2.2 CY2420跳信道功能測試82-86
• 5.3 WIA-PA鏈路調(diào)度方法的測試驗證86-92
• 5.3.1 WIA-PA鏈路調(diào)度功能測試86-90
• 5.3.2 WIA-PA鏈路調(diào)度性能測試90-92
• 5.4 WIA-PA信道切換方法的測試驗證92-97
• 5.4.1 WIA-PA信道切換功能測試92-95
• 5.4.2 WIA-PA信道切換性能測試95-97
• 5.5 WIA-PA工業(yè)應用測試案例97-99
• 5.6 本章小結99-100
• 第6章 結束語100-102
• 6.1 主要工作與創(chuàng)新點100
• 6.2 后續(xù)研究工作100-102
• 參考文獻102-106
• 致謝106-107
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果107-108

【參考文獻】

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本文編號：522561