帅邈[1]2017年在《基于DNP的电力设备监控系统高速安全通信设计与实现》文中指出随着电力的不断进步与急速发展,其在社会生产、生活和国家经济发展起着不可替代作用,但是由于电力资源的分布区域与电力负荷集中区域存在着不协调的问题,需要通过输电线路将电能输送至负荷中心,实现电能的跨区域传输,在电力传输过程中需要用到多种设备,这些设备的安全运行与电网的平稳运行密切相关。面对人们对电能质量的要求越来越高,对电力配送电设备的运行状况进行监控与保护显得尤为重要。本文在对项目的需求进行分析后,致力于设计一套适用于大多数类型电力配送电监控系统的大流量高速数据传输与安全保护系统。使其能够将监测到的设备运行参数及时的传输到控制中心,以便系统及时的进行设备故障诊断与电能调度,同时保障电力信息在传输过程中面对恶意攻击时能够进行有效的防御。本文主要是围绕在两方面。首先是大流量数据高速传输,针对需要传输的数据量非常庞大,设计了RTU终端的通信电路,综合分析后选取了部分满足需求且具有改进空间的分布式通信协议DNP,根据需求在协议预留的扩展改进区设计了即可保障数据传输高速性与可靠性的数据块请求确认传输模式和数据安全传输的通信协议握手模式。接着是安全通信,分析了电力系统信息在传输时可能面临到的假冒设备、越权操作、数据窃取、重放攻击,数据篡改、伪造攻击等危险,设计了用于对操作人员以及设备进行验证以及接入系统的验证服务系统、防止操作人员以及设备越权操作的对象权限管理系统、对加密密钥的生成与管理的模块、防止数据被窃取和篡改设备运行信息以及控制命令引入数据加密系统和数据签名系统组合形成多次防护措施。最后对设计的各个模块进行了单一功能和系统集成的测试,以验证设备在用于实际生产应用中的可靠性与安全性。
关越[2]2013年在《航空发动机分布式控制系统通信总线研究》文中研究指明航空发动机分布式控制系统的通信总线对控制系统重量、成本以及可靠性和控制性能具有至关重要的影响。本文在航空发动机分布式控制中CAN总线应用研究基础上，开展时间触发CAN总线通信协议以及IEEE-1451智能变送器接口标准的研究，以提高发动机分布式控制总线的实时性和确定性以及总线接口的互换性。设计了基于FPGA的TTCAN总线level2控制器，该总线控制器包含了CAN通信模块、TTCAN时间同步系统以及用于连接NIOS-II处理器的Avalon-MM片上总线接口等，设计了TTCAN的同步算法。经过Modelsim软件仿真和硬件系统验证，该总线控制器通信良好，并且具有较高的同步精度。设计了基于IEEE-1451.2标准的变送器独立接口（TII）通信控制器，在硬件系统上完成分布式控制系统IEEE-1451智能传感器采样实验，结果表明IEEE-1451智能传感器系统能够良好完成的数据采集通信功能，且通信接口系统带宽足以满足航空发动机分布式控制系统需求。建立了航空发动机分布式通信系统实验平台，包括智能转速传感器、智能燃油计量活门和发动机分布式控制器节点。并且针对发动机某稳态工作点设计了PID控制器，借助Simulink工具搭建数字仿真平台，仿真验证所设计的PID控制器系统阶跃响应符合需求。建立硬件仿真平台，在硬件仿真平台上结果与数字仿真结果对比，表明TTCAN总线和IEEE-1451标准建立的发动机分布式控制系统能够保证传输的确定性，实验证明该通信系统发动机控制性能的影响近似忽略。提出了基于遗传算法的发动机分布式通信总线拓扑结构优化方法，针对该方法分别计算了树型、总线型和环形等多种拓扑结构，在线路长度上均较传统集中式星型结构有较大提升，在此基础上优化了一种冗余拓扑结构方案，该结构有较好可靠性和长度上的平衡。
董昌坤[3]2013年在《基于HDFS的分布式云存储系统的设计与实现》文中研究说明随着信息技术的飞速发展,特别是移动互联网、物联网等的发展,数据呈现出了爆发式增长,我们已经步入了海量数据的时代。传统的存储管理方式已经不再满足当前的存储现状,如何有效的存储、管理、维护这些数据已经成为了一个热点问题。云存储技术的飞速发展,使得云存储成为了一种新型的数据存储解决方案。越来越多的开发者和企业将数据迁移到云端平台上,以降低数据管理和运维成本,并减轻海量数据的冲击,但是云存储目前还处于发展阶段,各种技术和相应的法律法规并不成熟和完善,因此存储在云端的数据并不是万无一失的,很有可能因为一些突发事件导致用户数据的丢失,或者机密数据的信息泄露,考虑到这些因素企业内部比较敏感重要的数据是不适合存放在现有的商用云存储系统之上的。本文在综合分析了目前国内外云存储技术的发展现状,借鉴了目前最稳定、最成熟的云存储产品Amazon S3中的技术方案,考虑到企业内部现有的硬件存储设备,提出了一个具有高可扩展性、高可靠性、兼容不同存储设备的分布式云存储解决方案——基于HDFS的分布式云存储系统。该系统分为叁个部分：底层数据存储部分、中间逻辑处理部分、前端访问部分,整个系统是构建在分布式文件系统HDFS之上的,充分利用了其在数据灾备、容错纠错、数据恢复方面的优秀表现,在底层存储系统之上设计实现了文件读写模块,在兼容Amazon S3协议的基础上,设计实现了面向前端请求的代理模块、核心业务逻辑处理模块、基于数据库的元数据存储模块,提供了两种服务访问方式：Web前端浏览器访问、SDK访问方式,为了确保数据请求在传输过程中的安全性和完整性,设计实现了安全控制模块,这样就构建了一个具有高可扩展、高容错、可靠、安全的分布式云存储系统,最后本文完成了整个云存储系统的分布式部署和测试。
宋维[4]2006年在《一种分布式入侵检测基础架构的设计与实现》文中研究指明在目前众多的保证网络系统安全性的手段当中，入侵检测系统占有一个非常重要的位置。但是随着网络带宽的不断增高，网络数据流量逐渐加大，以往集中式的入侵检测系统往往有严重的丢失数据包现象，并给系统造成很大的负载。另外，随着现代网络环境中交换机的大量使用，传统的网络嗅探器不能再监听到在其它主机之间来回传递的数据包。所以，以往通过嗅探器来捕获所有网络数据包的方法已经不再可行。因此，入侵检测系统的数据采集和分析部分都有必要以分布式的方式来实现。 本文针对目前高速网络环境下的入侵检测系统所面临的各种挑战，提出了一个分布式入侵检测系统的基本架构，并实现了其中的数据采集、过滤、存储和分布式通信协议部分。基于Windows操作系统的NDIS中间层驱动程序架构和文件映射机制，实现了入侵检测系统的数据捕获和过滤功能，并在实际的100Mbit／s网络环境中测试了其性能；为了方便日后对入侵分析算法的研究，以内核态动态链接库的形式封装入侵分析算法模块，使其成为本系统的一个可以随时更换的模块；为了提高系统的入侵分析灵活性和可扩展性，将数据采集、存储和分析的功能融合到每一个可以在网络主机上独立运行的Agent当中；为了支持不同Agent之间的分布式通信，实现了各个数据采集点和分析引擎的分布式通信协议，并在NS2环境下模拟了分布式入侵分析过程中的Coordinator选举算法。 对基于NDIS中间层驱动程序的内核态数据捕获机制的实现和系统构件分布式通信协议的设计在入侵检测领域中是一种大胆的尝试，它丰富了入侵检测系统基础架构设计的手段，并为日后对入侵检测算法的研究提供了良好的实验平台。
糜凌[5]2005年在《油冷器压力脉冲试验台分布式测控系统的设计与实现》文中研究说明计算机测控技术在工业控制领域有着广泛的应用,而分布式技术的引入,为计算机测控技术的平台扩展和网络化提供了良好的条件。本文以车用油冷器压力脉冲试验台为应用对象,系统地研究了油冷器压力脉冲试验台分布式测控系统的设计与实现方法。 本文从整体的角度出发分析和归纳了油冷器压力脉冲试验台分布式测控系统的需求,设计了系统的软、硬件结构,确定了系统的总体流程,并研究和完成了系统的功能、数据库和人机界面设计,从而实现了系统的总体设计。 为构建分布式系统通信模型,本文选用TCP/IP协议作为系统的网络协议。介绍了TCP/IP模型,研究了TCP/IP的子协议:TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)协议的作用和区别。根据分布式系统通信模型的功能要求,采用了客户-服务器作为分布式系统的体系架构,在应用TCP协议和UDP协议的基础上设计了分布式系统通信模型。介绍了基于TCP/IP协议的套接字编程,讨论和研究了应用基于套接字的TCP和UDP协议和多线程技术进行网络通信的实现方法,并给出了网络模型实现过程中主要问题的解决方案。 本文研究了系统中几个关键功能的设计和实现过程,包括:上、下位机通讯、压力定标、故障处理、数据通道、数据查询等功能。①讨论和确定了上、下位机的通讯协议、通讯实现技术,结合需求,设计和实现了上、下位机的通讯过程,并讨论和解决了实现过程中遇到的问题。②分析了压力定标的作用和意义,设计和实现了压力定标功能和有利于减少用户工作量和提高定标准确性的自动定标功能。③对故障种类进行归纳,根据不同故障的情况以及用户的需求,设计和实现了不同故障情况的处理。④讨论了数据通道和数据查询功能的作用和意义,研究和实现了数据通道和数据查询的功能。 讨论和给出了整个系统的运行效果和实例。 本文最后对整个系统的设计和实现做了总结,并提出了改进的方向。 现场调试和企业实际情况表明该系统的性能稳定可靠,基本实现了设计目标。据使用本课题系统的单位证实,该测控系统技术目前在国内居于领先地位。
许雪琦[6]2004年在《分布式智能化状态监测与故障诊断系统的设计与研究》文中提出分布式智能化监测与诊断系统(DIMDS)的研究和应用已成为现代工业和科技发展的迫切需求。本文深入研究了面向复杂系统的DIMDS分析和设计方法、求解理论及应用技术。论文的主要内容及创新成果如下:1.采用进程代数理论分析了DIMDS原理和特征,提出了基于Agent的DIMDS层次化逻辑结构,以及系统中主要的Agent结构和功能特点; 基于实际系统的开发工作,总结出面向Agent的DIMDS分析、设计和实现的流程框架。2.对DIMDS中的关键部分――多Agent诊断系统(MADS)进行了逻辑结构分析; 详细研究了MADS的组织结构、通信机制和协同求解机制; 并进一步提出了分布式协同诊断求解的两种方式――群组诊断和移动诊断。3.提出将进程代数中的π演算进行原语扩展为D ?δπ演算,应用于MADS协同诊断求解行为的建模分析; 结合形式化框架的方法,分析描述了MADS的求解目标、结构和规则; 揭示了分布式协同诊断求解的实质,对系统分析和设计提供了实际指导。4.研究了DIMDS的信息融合计算理论,证明了由计算空间描述的故障诊断信息融合问题的求解是可计算的,并且能够提高求解的准确性; 提出了DIMDS的信息融合系统层次结构; 针对典型的分布式通信系统的故障诊断,提出了信息融合策略,包括“0-1”分布融合算法以及基于D-S证据理论的概率分布融合算法。5.将本文的研究成果成功地应用于某分布式通信系统的网元管理系统(BSS-EMS)的开发,详细阐述了系统的故障和告警管理功能以及任务进程协同功能的分析和设计过程。本文基于进程代数、MAS、信息融合等理论,构建了DIMDS的设计和研究基础框架,为系统分析、设计和应用提供切合实际的指导。应用实践证明,本文提出的设计和研究方法能够提高分布式监测与诊断系统的智能性和准确性,使系统具有良好的实用性和发展前景,同时也证实了论文研究目标的正确性和前瞻性。
秦玉函[7]2018年在《嵌入式实时多处理系统的通信中间件技术研究》文中进行了进一步梳理嵌入式实时多处理系统由于其精简快速的软硬件处理模式,在国防军事、可穿戴设备和智能家居等领域具有很广泛的适用性。基于高速信号处理背景,在嵌入式多处理系统研究探索一个高效可靠的软件模型和有效的中间件技术显得尤为必要。本文针对嵌入式多处理系统,设计了一个开放式软件架构,并重点研究作为软件框架支撑的通信中间件的设计与实现。本文首先研究分析并行计算的基本思想和大数据软件平台。从中探索一种适用于嵌入式多处理系统的软件架构模型,并对主流的通信中间件相关技术:DDS数据分发服务、MQ消息队列的原理和特点进行探究。然后着重介绍了软件架构的分层模型、各层次的功能特性、以及模块化的构件开发概念。接下来重点研究软件架构中,通信中间件技术的设计原理与具体实现。本文在嵌入式实时操作系统上,设计并实现了提供发布订阅功能的通信中间件。根据主题发现方式将通信中间件分为分布式和中心化两种实现方式,并着重介绍其关键技术。通信中间件能够直接支持共享内存、Rapid I/O和TCP/IP叁种链路协议,为用户提供统一的发布订阅接口。最后在嵌入式多处理平台下对通信中间件在系统中的应用进行测试。结果表明,两种通信中间件具有各自特点,能够充分利用嵌入式多处理平台资源,支持不同的底层链路协议,建立正确的主题连接关系和进行高速数据传输,能够达到预期要求。
张鑫[8]2007年在《分布式防火墙的入侵检测系统基础架构的设计与实现》文中进行了进一步梳理计算机网络的飞速发展给我们带来极大的便利,但是网络也有其缺陷,那就是网络安全方面的问题。网络中存在多种不安全因素,例如计算机病毒、木马程序、网络黑客等等。怎样解决网络安全问题也成为一个非常重要的课题。在目前保障网络安全的方法中,入侵检测是一种非常重要的方法。入侵检测技术是指通过监视网络上的各种数据包和主机上的各种审计数据来分析是否有黑客试图进入系统的技术。随着网络的发展,传统的集中式的入侵检测系统已经不能满足需要。因此需要提出一个分布式的入侵检测系统。考虑windows操作系统的普及性,我们在windows系统上实现了数据采集模块。为了提高系统的入侵检测分析的灵活性和普及性,将数据采集、存储、分析等功能融合到每一个可以在网络主机上独立运行的Agent当中。每个Agent都可以独立地在网络上进行数据采集和入侵分析,同时也可以同其他Agent通信和共享入侵分析数据和结果。
胡玉民[9]2013年在《基于分布式控制方式病房综合呼叫通信系统的设计与实现》文中认为单片机问世以来，由于其体积小，功能相对强大，非常适合于嵌入式系统的需要，得到了广泛的发展和应用，目前仍然处于高速发展的阶段。在实际的工程应用中，一般均要构成一个单片机系统，从而实现数据的传输与交换，如串行异步通信，几乎所有的单片机在芯片内部都集成了硬件的串行异步通信单元。病房呼叫管理系统，是患者与医护人员进行迅速沟通信息最简捷、高效的途径，将病人的需求信息零延时地传达给医护人员，从而能够使得医护人员在第一时间掌握病人的病情，进而及时采取相应的措施。病房呼叫管理系统可以高效、合理地调度医疗资源，减轻医护人员的劳动强度，提高病患的舒适度，使医院的日常管理工作更加规范统一。进一步的提高医院的医护水平，构建一个智能化、信息化的现代化医院。本课题源于某医科大学附属医院综合呼叫管理系统的日常运行和维护过程，以及医院的迅速发展及医院基础设施的扩建所需。课题主要对分布式控制系统、开放系统标准化协议、电磁兼容理论进行了系统的研究与分析，选择分布式控制系统及主流的总线式技术进行设计。本文对呼叫系统的通信方式进行了介绍与分析，包括串行异步通信的原理、电路结构、通信数据格式；串行异步通信在实际工程中的应用；多机通信的实现方式以及这种方式通信协议的具体设计方式；对各种信号电平的抗干扰性能、干扰对物理线路产生的影响，进行了充分的分析和研究。提出了主机对系统子机进行寻址、定位的方法，总结出“双绞线+差分信号的传输方式具有最佳抗干扰性能”的结论；进一步分析了提高抗干扰能力、增强通信距离的工程措施。在对分布式通信系统深刻研究的基础上，通过充分分析各项功能、指标和要求，设计并完成了一套病房呼叫管理系统的原理样机，包括一台主机和叁台子机。通过对呼叫系统中主机对子机群呼叫功能、群通话功能进行了探讨，设计了一套实用化的病房综合呼叫通信系统。
刘峰[10]2003年在《仪用主从耦合分布式并行处理容错系统体系结构研究》文中指出信息社会的物质基础是信息获取、处理、显示、存储传输和交互技术，其中仪器系统是最重要的技术内容之一。现代医学仪器和科学仪器技术是传统仪器技术的继承和发展，它以信息获取、处理和控制为基础达到对客观对象内在的、本质的客观规律、功能和结构的认识，进而人机交互，最终实现有效使用的目的。现代仪器系统是在传统基础上更强调系统信息处理能力。信息获取过程需要实时动态地观测客观对象的多参数和多层次的信息，信息处理过程需要对这些获取到的信息进行高效和高质量的快速实时处理。两者紧密地结合从而保证了现代仪器系统完成信息融合和系统特征建模的任务。为了构建高性能/价格比的现代医学仪器和科学仪器系统，本文对现代仪器用主从耦合分布式并行处理容错系统体系结构进行了较为深入的研究。 本文概述了信息化仪器系统的发展过程、现状和方向，并综述了主从耦合和分布式并行处理系统体系结构的主要研究。 首先论述了系统体系研究和构建的方法学，提出了适用于现代仪器系统设计构建的重要原则和系统化设计构建的生存周期模型。在研究了主从耦合和通用分布式并行处理体系结构的基础上，根据现代仪器信息化系统的重要特征，创新地提出了基于通信体系和容错体系融合的、适度集中的主从耦合分布式并行处理容错系统体系结构。 主从耦合分布式并行处理系统的设计和构造是一项巨大的系统工程，具有投资大、周期长、涉及技术领域广和复杂性高等特点。因此本论文在系统体系研究和构建的方法学的指导下，以Petri网理论和离散事件仿真技术为基础，构建了模块层次式系统性能评价系统，对系统进行层次化的性能建模仿真和瓶颈分析，获得了系统在不同工作负载条件下的性能特征，为仪器系统体系结构的设计和实现策略提供了重要的性能量化指标和指导依据。 通信体系结构的设计与构建是本文研究的重点。主从耦合并行处理系统是具有两个或多个处理单元(Process Element)的集合，它们相互通讯以协同求解一个给定的复杂因果问题的计算建模处理系统。通信体系与处理单元之间的高效融合是解决主从耦合并行处理系统中所有问题的基础。 主从耦合并行系统中处理的并行性提高了系统性能，但同时处理的时空局部性也能提高性能，这是构建主从耦合并行系统过程中需要平衡的重要问题——并行程度。具有更高并行特性的细粒度处理需要处理单元间高性能的同步模型和所提供机制的强大支持。本文提出了高效硬件同步系统方案——全动态栅栏同步模型，并给出了相应的编程原语。 在本文提出的主从耦合和的分布式并行处理体系结构中，适度集中的并行处理节点通过多通道共享总线的拓扑互联形成了高性能的关键处理环节。共享并行总线是处理节点之间高性能通信的重要资源，为了提高资源的利用效率，本文提出了基于时间优先权并具有仲裁事务缓冲机制的仲裁方案。 现代仪器用主从耦合并行处理系统需要更加灵活和更高性能的单元间通信服务作为支撑，为此本文研究并构造了分布式活动信箱(Distributed Active Mailbox Messaging，DAMM)通信子系统。DAMM对主从耦合的并行系统的高性能通信网络功能进行了必要抽象，减少了协议的处理层次，使得通信网络的性能特征可以直接为用户所调用，满足了用户对实时性事件处理的需求。同时DAMM提供了必要的共享核心资源管理(中断、时间、协议和缓存管理等)能力，提高了通信服务原语的抽象层次，方便了应用编程和核心实现。 系统运行可靠性要求主从耦合分布式并行处理系统必须具有可靠的故障容错能力。复杂的主从耦合并行系统产生了主从耦合和适度的分布式容错管理问题，以及现代仪器系统的特点是数据量大和处理模型复杂，这些要求系统在尽量少的冗余资源条件下力求保证自身的浙乞〔口弋学体d匕学t立七仑文可靠性。在理论上要求系统局部故障条件下，避免产生系统整体失效的可能性，所以系统中的处理问题主要集中在监测系统失效和故障事件的机制(硬件和软件、局部和系统)、系统状态阶段性保存、系统状态较完整恢复等方面，这些都是研究重点。其中关键在于主从祸合的自动转换机制。 为此本文提出了层次式(硬件和软件层次)多机制(状态空间监测和超时监测)系统错误和失效监测体系方案，以及在与通信系统融合的基础上提出了适用于系统状态阶段性保存的轻量级和重量级结合的校验点方案和恢复方案。 现代仪器用主从藕合分布式并行处理容错体系结构的研究涉及面广，涉及问题复杂，构造实现难度大，除了研究了仿真系统及其集成问题以便在系统未构成前可以在仿真系统上进行深入和广泛的实验研究之外，并描述了仿真系统的整体结构。本文最后给出了未来研究发展方向。
参考文献：
[1]. 基于DNP的电力设备监控系统高速安全通信设计与实现[D]. 帅邈. 华南理工大学. 2017
[2]. 航空发动机分布式控制系统通信总线研究[D]. 关越. 南京航空航天大学. 2013
[3]. 基于HDFS的分布式云存储系统的设计与实现[D]. 董昌坤. 北京邮电大学. 2013
[4]. 一种分布式入侵检测基础架构的设计与实现[D]. 宋维. 东北大学. 2006
[5]. 油冷器压力脉冲试验台分布式测控系统的设计与实现[D]. 糜凌. 浙江大学. 2005
[6]. 分布式智能化状态监测与故障诊断系统的设计与研究[D]. 许雪琦. 天津大学. 2004
[7]. 嵌入式实时多处理系统的通信中间件技术研究[D]. 秦玉函. 浙江大学. 2018
[8]. 分布式防火墙的入侵检测系统基础架构的设计与实现[D]. 张鑫. 吉林大学. 2007
[9]. 基于分布式控制方式病房综合呼叫通信系统的设计与实现[D]. 胡玉民. 哈尔滨工业大学. 2013
[10]. 仪用主从耦合分布式并行处理容错系统体系结构研究[D]. 刘峰. 浙江大学. 2003
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