船舶综合平台管理系统半物理仿真平台的网络构建技术研究

论文摘要

舰船综合平台管理系统(IPMS)是目前船舶自动化系统的最新发展方向，它是实现船舶信息化、船岸一体化的基础。为开展IPMS的技术研究、仿真试验、验证研究成果和设计方法的有效性，掌握IPMS的关键技术，开发满足工程应用要求的IPMS，结合舰船动力实验楼及各种动力试验台架的建设，开展了IPMS半物理仿真平台的开发工作。本文主要针对IPMS半物理仿真平台的网络构建技术进行了理论和应用研究。本文首先通过分析IPMS的关键技术，阐述了IPMS半物理仿真平台的功能与组成，论述了IPMS半物理仿真平台网络构建的必要性和网络的设计要求。其次，重点对IPMS半物理仿真平台网络体系结构和网络互联与系统集成进行了研究，尤其是对基于网关和OPC技术的多种现场总线和工业以太网之间互联与系统集成的方案进行了深入的对比论证和研究，提出了最为合理的网络构建方案，为IPMS半物理仿真平台提供了一个优良的网络平台。最后，以通用串行总线和CAN总线的互联为对象，开发了具有高实时性和可靠性的底层异构网络互连设备：双路冗余的通用现场总线与CAN总线网关。解决了实时冗余切换和可靠性设计问题，保证了网关两侧冗余网络结构的完整性，为其它底层异构网络互连与系统集成提供了应用实例和技术基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 船舶综合平台管理系统
• 1.2 IPMS半物理仿真平台建设的必要性及意义
• 1.3 IPMS半物理仿真平台的建设背景与主要研究内容
• 第2章 IPMS半物理仿真平台
• 2.1 IPMS的关键技术
• 2.2 IPMS半物理仿真平台的功能与组成
• 2.3 网络在IPMS半物理仿真平台中的作用及其设计要求
• 2.4 本章小结
• 第3章 IPMS半物理仿真平台网络体系结构分析
• 3.1 智能体理论与IPMS的层次结构
• 3.1.1 智能体概念
• 3.1.2 智能体的结构和分类
• 3.1.3 IPMS的层次结构
• 3.2 多智能体系统与IPMS半物理仿真平台的网络体系结构
• 3.2.1 多智能体系统概念
• 3.2.2 多智能体系统体系结构
• 3.2.3 IPMS半物理仿真平台的网络体系结构
• 3.3 本章小结
• 第4章 IPMS半物理仿真平台的网络互联与系统集成
• 4.1 现场总线技术
• 4.1.1 现场总线的技术特征
• 4.1.2 IPMS半物理仿真平台中的现场总线
• 4.2 工业以太网技术
• 4.2.1 工业以太网体系结构
• 4.2.2 工业以太网实时通信技术
• 4.2.3 工业以太网可靠性技术
• 4.3 网络互联与系统集成
• 4.3.1 OSI参考模型
• 4.3.2 网络互联与系统集成的方法
• 4.4 IPMS半物理仿真平台网络互联与系统集成设计
• 4.4.1 低级通信接口设备与现场总线的集成
• 4.4.2 多种异构网络互联与系统集成
• 4.5 IPMS半物理仿真平台的集成框架
• 4.6 本章小结
• 第5章 双路冗余的通用串行总线与CAN总线网关开发
• 5.1 概述
• 5.2 方案设计
• 5.2.1 网关的设计要求
• 5.2.2 网关的设计方法和结构
• 5.3 硬件设计
• 5.3.1 总体设计
• 5.3.2 中央处理板MPU
• 5.3.3 通用串行总线扩展接口板SCB
• 5.3.4 互连接口板COB
• 5.4 软件设计
• 5.4.1 总体设计
• 5.4.2 主程序设计
• 5.4.3 中断程序设计
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢