Принципы построения информационно-управляющих систем на основе IP-сетей для встраиваемых применений

• Автор: Востриков, Антон Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, АББРЕВИАТУР И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ . .

1.1 Основополагающие работы и базовые стандарты.

1.2 ОСТРОЕНИЕ ИУС ПА ОСНОВЕ 1РСЕТЕЙ И ИНIЕРНЕТ.

1.3 Математические модели описания сетевых систем.

1.4 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЖАТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ.

1.5 Задача повышения надежности функционирования

1.6 Выводы к Главе

2 ВЫБОР ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ РПЛАТФОРМ

2.1 Принципы построения 1Рплатформ и структурнофункциональное
проектирование
2.1.1 Логическое проектирование протоколов информационного
взаимодействия компонентов РИУС на основе Рсетей.
2.1.2 Выбор протокола транспортного уровня
2.1.3 Выбор надтранспортного протокола
2.1.4 Задача выбора режима обмена информацией.
2.1.5 Синтез структуры пакета протокола надтранспортного уровня.
2.1.6 Тестовые эксперименты.
2.2 Надежность функционирования РРИУС
2.2.1 Общие вопросы надежности
2.1.2 Надежность программного обеспечения компонентов 1РРИУС.
2.1.3 Фазы работы ИУС и выполнения программы
2.1.4 Проблема автотестирования.
2.1.5 Тестирование компонентов 1РРИУСреального времени.
2.1.6 Практические методы повышения надежности
2.3 Защита информации как составляющая задачи обеспечения надежности
РГРИУС
2.4 Выводы к Главе.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ IРСЕТЕЙ как коммуникационной СРЕДЫ ДЛЯ РИУС .
3.1 Экспериментальные исследования с использованием компонентов Р
платформы
3.1.1 Эксперименты по передаче информации различной природы через 1Р
сети между компонентами Рплатформы
3.1.1.1 Передача команд управлении и цифрового сигнала едачиков через локальную Рсезь
3.1.1.2 Передача команд н цифрового сигнала с датчиков через сеть Интернет
3.1.1.3 Передача аудиопотока через локальную 1Рсегь.
3.1.1.4 средача аудиопотока через сегь Интернет.
3.1.1.5 Передача сжатого вндсоиогока через локальную 1Рсеть схема Икамера ПК
3.1.1.6 Передача сжатого вилеолотока через локальную IРсеть схема 1Ркамера Рмоиитор.
3.1.1.7 Передача сжатою видсонотока через сеть 1РНАЫ с использованием телефонной сети общего
пользования.
3.1.1.8 Передача сжатого видсонотока через сеть 1Л вырожденная последняя миля.

3.1.1.9 Серия экспериментов с молельной РРИУС в сетевой срслс типа IХб
3.1.2 Обобщенные результаты экспериментов и выводы.
3.1.2.1 Особенности трафика в РИУС
3.1.2.2 римсненис протоколов транспортною уровня
3.1.2.3 Особенности информационного обмена в командном канале
3.1.2.4 Особенности передачи данных в канале мониторинга.
3.1.2.5 Условия возможности реали зации РРИУС с обратной связью по видеоканалу.
3.1.2.6 Режимы обмена информацией
3.2 Экспериментальное исследование открытой сети i как
КОММУНИКАЦИОННОЙ СРЕДЫ ДЛЯ РИУС
3. 2.1 Обзор экспериментальных исследовании Iсред
3.2.2 Описание проведенных экспериментов
3.1.1.1 Методика проведения экспериментов.
3.1.3 Описание и обработка полученных результатов.
3.1.1.1 Результаты исследований зависимости исследуемых параметров от суточного
и недельного циклов.
3.1.1.2 Результаты исследований зависимости исследуемых параметров от эпизодических
глобальных пиковых нагрузок.
3.1.1.3 Обработка и обобщенный анализ результатов исследований
3.2 Выводы к Главе.
4 ОПИСАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ РЕАЛИЗАЦИЙ, ОСНОВАННЫХ НА РЕЗУЛЬТАТАХ Р А БОТЫ 1
4.1 Рвиднокамера и Рвидеомонитор.
4.2 IУСТРОЙСТВО СКОРА ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ.
4.3 Стендовая база для выбора архитектуры и отладки ком онен ов систем
УПРАВЛЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ
4.1.1 Стенд для исследования тяговых характеристик двигателя внутреннего сгорания
4.4 Использование Iвидеокамер для контроля над состоянием
СЕЛЬХОЗКУЛЬТУР
4.5 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕЛЕКОНФЕРЕНЦИЙ
4.6 Система удаленного видеомониторинга, управления и анализа
состояния воздушной среды
4.7 Учебнолабораторный контроллер смарткарт.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Методы повышения надежности функционирования информационноуправляющих систем реального времени встраиваемого класса, основанные на использовании комплексного программноаппаратного подхода к контролю хода реализации алгоритма управления метод иерархического контроля внутри системы, аппаратнопрограммный метод контроля процессограммы, метод автокоитроля целостности линии вводавывода. Вплоть до недавнего времени глобальная вычислительная сеть Интернет развивалась как коммуникационная среда, сохраняющая работоспособность в экстремальных ситуациях, для обеспечения чисто информационных функций. В силу этого, многие технические и логические решения, используемые В 1РССГЯХ. По этой причине представляется целесообразным рассмотреть основополагающие работы в этой области. Первой работой, положившей начало интенсивной деятельности в области исследования и создания вычислительных сетей с коммутацией пакетов, к числу которых относится Интернет, считается труд Леонарда Клейнрока i Информационный поток в больших коммуникационных сетях Ii I i ii 7. Массачусетский Технологический Институт. В нем впервые были поставлены и решены в аналитическом виде задачи, связанные с оценкой необходимой пропускной способности узлов, оценкой плотности распределения вероятностей доставки сообщений и т. Доказан ряд теорем, составивших основу теории коммутации пакетов ii . Основные выводы, сделанные в этой работе, в последующем были подтверждены модельными экспериментами. Следует отметить, что для теории коммутации пакетов и дальнейшего процесса стандартизации протоколов Интернет, кропотливая проверка сделанных теоретических заключений на практике считается подходом дефакто и реализовывается на практике до сих пор. В августе года Дж. К. Р. Ликлайдер . У. Кларком . Оперативное общение людей посредством компьютера i ii 8, в которой они описывают разработанную концепцию сети для распределенных общественных взаимодействий и рассматривают социальные и научные выгоды, а также перспективы создания общедоступных вычислительных сетей Массачусетский Технологический Институт. Пионерскую работу по гой же тематике в Советском Союзе выполнил В. Г. Лазарев в г 9. Первоначально он сформулировал принципы построения и функционирования систем адаптивного динамического распределения информационных потоков. И несколько позднее на их основе был разработан метод распределенного управления выбором путей передачи информации, получивший название метода рельефов. Следующей работой, давшей серьезное развитие теории коммутации пакетов, считается серия публикаций П. Барана Р. Вагап О распределенных коммуникационных сетях ii ii , опубликованных в году. Можно сказать, что Барану первому принадлежит формулировка концепции реальной структуры национальной сети США с коммутацией пакетов, получившей в конечном итоге название Интернет. В качестве заключения в этой работе была приведена оценка стоимости создания и общего объема затрат на поддержание распределенной системы, имеющей в своем составе 0 маршрутизаторов и 0 серверов. Его опенка показала, что для создания и эксплуатации такой системы в течение лет потребовалось бы млн. Временем зарождения Интернет считается конец х гг. Агентство перспективных исследовательских проектов v Министерства обороны США позднее переименованное в начало сотрудничать с университетами и другими исследовательскими организациями в области новых технологий обмена данными. Все эти организации совместно разработали Сеть агентства перспективных исследовательских проектов v первую сеть с коммутацией пакетов. Экспериментальный вариант этой сети из четырех узлов был запущен в эксплуатацию в г. Первые протоколы работали медленно и часто приводили к сбоям сетевых коммуникаций. В статье Винтона Г. Серфа и Роберта Е. Кана Протокол для пакетных сетевых взаимодействий А Ii журнал I i ii, май г. В этой работе были заложены основы для последующей разработки протокола Интернет I и протокола управления передачей . Стек I обладает уникальными характеристиками, которые обеспечивают долговечность этих протоколов.