基于ISO 11783标准的农业车辆CAN总线通讯原理与应用

农业车辆串行通信网络的国际标准ISO 11783是应用CAN总线的网络协议,为了推广应用该标准,论文通过分析CAN信息帧,阐明了ISO 11783的29位识别符、协议数据单元格式等,说明了ISO 11783标准下CAN总线通讯的原理,列举了拖拉机照明系统中应用ISO 11783标准的消息结构实例.     

基于基函数的网络协议分析方法

网络协议分析可以帮助安全人员分析网络漏洞。但网络协议分析面临着协议种类越来越多、协议状态空间越来越复杂的问题。首先提出了基于基函数的网络协议结构表征方法,然后在此基础上给出了基于基函数组合模式的分层协议分析方法。之后针对私有协议,提出了一种可自学习的基函数及其组合模式扩展方式。最后给出了基于基函数的网络协议分析流程。性能分析实验表明提出的方法优于传统的匹配方法和统计方法。     

基于Internet网络协议的信息隐藏技术

本文针对网络通信数据,分析各种数据的特征,利用网络协议的缺陷,提出基于Internet网络协议的信息隐藏方法。     

基于控制器局域网络总线的发动机电子控制单元硬件在环试验台的通信系统设计

基于J1939协议的控制器局域网(controller area network,CAN)总线通信网络的开发一直是硬件在环通信平台的难点和重点,针对发动机电子控制单元(electronic control unit,ECU)硬件在环仿真平台的通信特点,应用NI VeriStand软件和NI PXI平台的CAN通信模块,构建了一套CAN总线通信网络。平台依据CAN2.0B规范并结合J1939高层协议构建硬件在环通信网络,实现ECU与上位机和组合仪表的CAN数据交互。试验台构建一套完整发动机CAN总线通信网络,完成发动机ECU硬件在环CAN总线信息收发解析、数据记录及组合仪表实时显示。     

基于NS2的控制器局域网网络管理模拟系统

为了提高控制器局域网(Controller area network,CAN)环境下OSEK/VDX直接网络管理(Network management,NM)系统的开发效率,本文提出了一种CAN网络管理模拟系统。其通过对经典网络协议模拟模块的分析与对CAN总线协议特性的抽象,利用Network Simulator 2实现了对CAN总线协议与网络拓扑的模拟,并由直接NM模块实现了网络管理功能。实验证明,该模拟系统不仅可生成与真实系统一致的结果,而且可在开发过程中有效地实现对分布式系统统一的参数调整与测试。     

PROFIBUS现场总线技术及发展分析

分析PROFIBUS现场总线发展现状，对PROFIBUS-DP现场总线技术的协议结构、通信原理、网络系统结构和设备分类等网络技术问题进行了阐述。将PROFIBUS与基金会现场总线FF、LONWORKS、控制局域网CAN及HART总线等几种目前已成熟的现场总线技术进行比较、分析，提出了PROFIBUS在应用中的几点优势。PROFIBUS与其他网络协议兼容形成开放的系统是PROFIBUS现场总线应用技术及网络的发展趋势。     

可重构交换机报文解析器的设计

将以太网交换机转发引擎芯片处理网络数据帧作为研究背景,为满足解析和提取报文关键字段的需求,设计了一种支持软件定义网络(SDN)的可重构报文解析器. 该解析器由若干个结构相同的基本处理单元(PE)和一个提取单元(extractor)级联而成,其中每一个基本处理单元负责解析一层协议的报文头部,它的个数取决于待处理网络协议的层级数,解析器能够实现对网络数据帧关键字段的完整解析和提取. 为验证解析器的功能,根据网络协议对报文解析器进行了实例化,同时将网络封包分析软件撷取的真实网络封包作为输入数据帧,进行功能仿真并得到最终的提取结果,与网络封包软件结果进行对比,结果显示一致.     

基于相似度匹配的网络协议语法分析方法

为解决网络协议语法分析方法中,依赖人工干预、分析效率低下、分析范围较小等问题,提出一种基于相似度匹配的网络协议语法分析方法.通过嗅探采集网络原始数据包,解析基础协议并对数据包进行预处理,提取9维不同角度的特征,建立了网络协议语法相似分析模型,分析网络协议细节语法特征.通过将TCP协议作为已知协议,对UDP、DNS、QQ等3种不同类型的协议测试,结果表明这3类协议报头中,33%以上的字段能在TCP协议中找到对应的相似语法,而且平均准确率均在96%以上,该方法不需人工干预,可以提高分析效率、减少限制条件、扩大分析范围,并能较为有效地分析出网络协议语法特征.      

CANopen总线在轨道车辆通信网络中的应用

CANopen协议作为CAN总线的应用层扩展协议,对CAN总线协议的不足进行了补充,并在工业控制领域得到了广泛应用。本文对CANopen在列车网络控制系统中的应用进行了描述;分析了CANopen列车总线网络通信的设计,对CANopen总线作为列车级总线的网络拓扑结构进行了设计;最后通过CAN总线分析工具CANAlyzer在实际应用车辆上对不同工况下的通信数据传输进行了采集和分析,数据显示CANopen在传输数据量较小的总线网络中应用较好。     

基于ARM的CAN与RS-232设备以太网接入设计

针对CAN、RS-232接口的工业设备的远程监控问题,提出了以ARM为控制核心,采用μC/OS-Ⅱ实时操作系统,将来自CAN或RS-232接口的上传数据进行相应的协议解析,再添加TCP/IP、以太网协议封装,将数据转发到以太网上;将来自RJ45接口的以太网下发数据进行以太网、TCP/IP协议解析,再进行CAN或RS-232协议封装,将数据下发至相应的接口上.采用ARM芯片LPC2292、网卡芯片DM9000等设计和制作了协议转换系统的硬件电路,并开发了相关软件.其中RS-232、CAN的传输速率可调,USB支持常用的12 Mbps全速设备,以太网传输速率为10 Mbps/100 Mbps自适应,转换时间小于20 ms.基于ARM的协议转换系统实时性强,转换速度快,使用范围广,工作可靠,性能良好,具有实用性.     

RS232-CAN协议转换器的设计及应用

为解决RS232接口设备传输距离短、不便于组网等问题,根据CAN(ControllerArea Network)总线的传输距离远、抗干扰能力强、便于组网等特点,设计了基于CAN总线技术、串行通信技术和单片机技术的RS232-CAN协议转换器,给出了协议转换器的设计原理、软硬件设计方法及实际应用中的注意事项。该转换器使信号的传输距离达到10 km,通信速率可调,可组成具有多达110个节点的多机使用网络,对RS232接口设备及RS232接口设备与CAN接口设备的联机使用有重要意义。     

容错模式下TTCAN系统矩阵的实时调度

TTCAN协议是一种CAN总线高层协议,在现行CAN协议的基础上引入了时间触发机制.由于消息组中的消息具有多样性,各个消息的周期可能相差很大.针对这一问题,采用最大公约数(GCD)方法来加以解决;利用遗传算法对调度表进行优化,提高了网络利用率,并且提高了事件触发任务的实时性能.对调度表的容错性能进行了分析,并提出了基于后面优先原则的仲裁窗方法.实验结果表明,该算法优化系统网络调度,保证了传输的实时性.     

数字电视中间件系统的广播传输协议

提出了一种通过DSM-CC数据轮播协议来传送树型文件系统的方案,该方案考虑到对象轮播协议的复杂性,在DVB数据轮播协议的基础上,通过名字描述符和父组描述符重建文件系统,基于广播文件系统与传统磁盘文件系统的差异,在方案实现上又针对软件系统的数据接收和缓存部分进行了优化设计。     

控制器局域网位时序处理器的设计与实现

在控制器局域网（controller area network,CAN）总线通信中,位时序的处理关系到CAN能否正确地收发数据.基于总线标称位时间的周期结构及位同步的工作原理,提出CAN 2.0协议标称位时间的一种优化方法,即将传统的标称位时间由4个互不交叠的段简化成3个互不交叠的段,并在此基础上提出一种基于同步状态机的CAN总线位时序处理器的设计方法,提供可编程的时间段来补偿传播延迟时间和相位漂移,并对设计的电路进行仿真与验证.结果表明,相对于CAN协议规范标称位时间的4个互不交叠的段,减少了整个位时序处理过程使用的寄存器,简化了执行位同步的步骤,能更简便地处理CAN总线通信的位时序,实现了CAN总线协议中对位定时和位同步的控制,更好地优化了CAN网络的性能.     

异构数据库高效数据交换引擎设计

针对异构数据库之间数据交换软件的数据交换不规范、网状数据不通畅、数据同步无保证等问题,设计了一个通用安全高效的数据交换引擎.该设计采用影子表法获取数据,利用文本差异比较得出变化的数据量,并运用差异分析算法解析出数据变化结果集.设计中的数据交换规则与数据更新结果存储均采用了XML文件格式作为媒介,为了保证数据的安全性与可靠性,设计要求对需要传输的数据进行加密处理,并采用可靠的TCP作为数据传输协议的载体.实验表明,该文设计的异构数据库交换引擎可以高效率地完成异构数据库之间可靠、安全的数据交换.     

大数据分析中基于 MapReduce 的空间权重创建方法研究

大数据空间分析是 Cyber-GIS 的重要方面。如何利用现有的网络基础设施（比如大规模计算集群）对大数据进行并行分布式空间分析仍然是一大难题。为此,提出一种基于 MapReduce 的空间权重创建方法。该方法依托Hadoop 框架组织计算资源,基于 MapReduce 模式从大规模空间数据集中高效创建出空间权重：大空间数据被分为多个数据块,将映射器分布给计算集群中的不同节点,以便在数据中寻找出空间对象的相邻对象,由约简器从不同节点处收集相关结果并生成权重文件。利用 Amazon 公司弹性 MapReduce 的 Hadoop 框架,从人工空间数据中创建基于邻近概念的权重矩阵进行仿真。实验结果表明,该方法的性能优于传统方法,解决了大数据的空间权重创建问题。     

带宽优化的深空快速文件传输协议

针对目前深空文件传输协议可靠传输服务中存在的文件传输时延较长或带宽利用率较低的问题,利用CCSDS文件传输协议(CCSDS file delivery protocol,CFDP)在延迟NAK模式下(deferred NAK)的文件传输时延随协议数据单元(protocol data unit,PDU)长度减小而递减的函数关系,通过优化文件重传阶段的PDU长度,实现高带宽利用率下的文件快速传输. 理论分析和仿真结果表明,在典型的地球-火星通信场景下,本文提出的文件传输协议与CFDP协议相比可以以小于1%的通信带宽为代价缩短文件传输时延约12%,与RSFDP协议相比可以在文件传输时延增加约15%的条件下将通信带宽降低约3%.      

基于事件驱动型的WSN跨层MAC协议

传统的S-MAC(self-organizing medium access control)协议采用了协商一致的睡眠调度机制,在网络中形成虚拟簇的同时引入自适应侦听过程,但是由于增加了睡眠时间而限制了网络吞吐量,导致网络开销较大和端到端传输时延较长.为此,提出一种基于事件驱动型的跨层媒体接入控制协议(event driven cross layer-media access control,EDC-MAC).采用跨层优化的方法,同时考虑网络层和MAC层,并且依据网络数据传输的特点将网络分为非事件状态和事件激活状态.有效地节约了能量,并减少了事件汇报时延.此外,当节点被激活处于事件激活状态时,采用分簇的方法将事件区域内的节点动态分簇,有效地减少了传输数据的能量开销.通过理论分析和仿真验证了EDC-MAC协议在相同数量感知节点情况下相对S-MAC协议能够平均减少时延35％左右,提高网络剩余能量10％左右.     

基于一种改进的一维卷积神经网络电机故障诊断方法

故障诊断对于保障电机正常运行有着重要意义,卷积神经网络（CNN）对单一电机故障有着良好的诊断效果.然而传统CNN在处理不同尺寸的数据上存在局限性.针对这一问题,提出了一种基于空间金字塔池化和一维卷积神经网络相结合的故障诊断方法与参数优化策略.该方法不仅使网络可以处理不同尺寸的数据,还降低了网络结构的复杂性和所需运算量.所提出的参数优化策略从理论上解决了诊断过程中可能会发生的金字塔池化的尺度失配问题.仿真结果表明,与传统网络相比,所提出的方法提高了网络结构的鲁棒性与泛化能力,可以更加快速准确地实现电机的故障诊断.