EPA路由设备开发

摘要

近年来，随着新技术的介入和具有实时功能的以太网协议的产生，工业以太网逐步成为工业控制网络的主流技术。EPA(Ethernet for PlantAutomation)作为我国第一个具有自主知识产权的现场总线国际标准，其应用推广对于我国工业的发展具有重大意义。在工业现场环境中，拥有几十个甚至上百个节点已经成为可能，作为EPA网络互联中起着重要作用的EPA路由设备，已是必不可少的EPA设备。基于以上考虑，本文对EPA路由设备的软件开发作了初步研究。
　　 本文从介绍EPA标准入手，在对EPA路由设备进行需求分析的基础上，分析了EPA控制网络体系结构中位于不同边界层的EPA路由设备所具有的功能，设计了EPA路由设备的软、硬件整体结构框架。第三章介绍了位于过程监控层与现场设备层之间的EPA网桥及其通信模型，采用透明网桥技术，实现了基于数据链路层的EPA数据报文的转发；第四章介绍了位于企业管理层与过程监控层之间的三端口交换机及其通信模型，采用扩展访问列表技术检测EPA数据报文，实现了对非法EPA设备和非法主机在上位机组态软件的报警显示，以及应用RIP协议动态维护交换机的路由表，实现了基于网络层的EPA数据报文的转发；第五章介绍了位于Internet与企业管理层之间的EPA网关及其通信模型，采用网关网络伪装技术，实现了位于外网的上位机对EPA设备的远程组态功能。
　　 最后对EPA路由设备进行了功能测试和性能测试，对EPA路由设备的相关性能做出了分析，包括对测试系统、测试平台以及测试目的、测试方法和过程的介绍，给出了测试的数据分析和结果。测试结果表明达到了EPA路由设备设计的要求，能够有效地实现相关功能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 EPA标准简介

1.3 EPA路由设备简介

1.4 研究内容和论文组织结构

1.5 本章小结

第二章 EPA路由设备系统结构分析

2.1 EPA分层结构介绍

2.2 EPA路由设备功能分析

2.3 EPA路由设备硬件设计

2.4 EPA路由设备软件设计

2.5 本章小结

第三章 EPA网桥软件开发

3.1 EPA网桥系统结构框架

3.2 交换模块实现

3.2.1 交换模块系统设计

3.2.2 交换转发子模块简介

3.2.3 交换转发子模块实现

3.2.4 端口维护子模块简介

3.2.5 端口维护子模块设计

3.2.6 端口维护子模块实现

3.3 本章小结

第四章 三端口交换机软件开发

4.1 三端口交换机系统结构框架

4.2 监控模块实现

4.2.1 监控模块系统设计

4.2.2 报文检测子模块简介

4.2.3 报文报警子模块简介

4.2.4 监控模块实现

4.3 路由模块实现

4.3.1 路由模块系统设计

4.3.2 路由转发子模块简介

4.3.3 路由维护子模块简介

4.3.4 路由维护子模块设计

4.3.5 路由模块实现

4.4 本章小结

第五章 EPA网关软件开发

5.1 EPA网关系统结构框架

5.2 远程组态模块实现

5.2.1 远程组态模块系统设计

5.2.2 远程组态模块设计

5.2.3 远程组态模块实现

5.3 本章小结

第六章 EPA路由设备应用与测试

6.1 测试概述

6.2 功能测试

6.2.1 远程组态功能测试

6.2.2 交换/路由功能测试

6.2.3 监控功能测试

6.3 性能测试

6.3.1 测试设置

6.3.2 吞吐量测试

6.3.3 丢包率测试

6.3.4 延迟测试

6.4 本章小结

第七章 结论及未来的工作

7.1 结论

7.2 未来的工作

致 谢

参考文献

附录攻硕期间从事的科研工作及取得的研究成果