高速公路隧道监控系统通信协议的设计

论文摘要

高速公路隧道监控系统是为保证隧道安全可靠运营而建立的,它是隧道交通和隧道内环境、通风设备、照明设备以及供电设备的监视、检测和控制系统。高速公路隧道监控系统能及时地采集隧道内的各种信息,对其进行分析、判断、决策,并对隧道采取恰当的控制措施、减少偶发事件的影响,使得隧道内的交通流平稳、安全、通畅地运行。本文依托于重庆重大科技攻关项目。重庆以山城著称,高速公路隧道居多。为充分发挥隧道监控系统的功能,重庆欲建立高速公路隧道区域联网监控系统。但目前高速公路隧道监控系统控制复杂,使用设备繁多,同种设备若干不同厂家生产,通信协议亦不尽相同。因此,要构建高速公路隧道区域联网监控系统,高速公路隧道监控系统通信协议标准化研究有非常重要的意义。论文首先讲述了OSI参考模型和TCP/IP参考模型这两种模型的结构,学习了电力系统104通信协议;分析了高速公路隧道监控系统框架结构及通信协议需求;设计出了高速公路隧道监控系统通信协议。最后,利用MicrosoftVisual C++6.0编制了高速公路隧道监控系统通信程序,对协议延时进行了详细的分析;从而验证了本论文所提协议的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 公路隧道监控系统发展概况
• 1.3 常用PLC介绍
• 1.4 电力系统中的远动协议
• 1.5 论文的主要研究内容
• 第2章 协议参考模型及104通信协议
• 2.1 OSI协议参考模型
• 2.2 TCP/IP参考模型
• 2.3 电力系统104通信协议
• 2.3.1 防止报文丢失和报文重复传输
• 2.3.2 控制站与被控站的初始化
• 2.3.3 时间同步
• 2.4 本章小结
• 第3章 高速公路隧道监控系统需求分析
• 3.1 高速公路隧道监控系统结构分析
• 3.2 高速公路隧道监控系统总体功能需求
• 3.3 高速公路隧道监控系统各子系统功能需求
• 3.3.1 中心监控子系统
• 3.3.2 交通、通风、照明监控子系统
• 3.3.3 电力监控子系统
• 3.3.4 火灾报警、电视监控、紧急电话及广播子系统
• 3.4 高速公路隧道监控系统可靠性要求
• 3.5 高速公路隧道监控信息传输特点
• 3.6 本章小结
• 第4章 高速公路隧道监控系统通信协议设计
• 4.1 协议结构
• 4.2 应用层帧格式
• 4.3 应用层具体设计
• 4.3.1 应用服务数据单元（ASDU）设计
• 4.3.2 报文处理流程
• 4.3.3 时间同步过程
• 4.4 本章小结
• 第5章 协议实现
• 5.1 协议测试环境
• 5.2 监控中心主程序
• 5.3 系统通信程序流程
• 5.3.1 系统整体流程
• 5.3.2 SOCKET套接字编程
• 5.3.3 遥控流程
• 5.3.4 可变限速标志控制流程
• 5.3.5 时间同步控制流程
• 5.3.6 遥信处理流程
• 5.3.7 遥测处理流程
• 5.3.8 火灾报警控制流程
• 5.4 实现结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 协议的延时测试与分析
• 6.1 过程延时分析
• 6.2 实验结果
• 6.3 实验结果分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间完成的论文和参与项目