Разработка и реализация протокола обмена данными для локальной сети распределенных аппаратных модулей

Roman Raisovich Bakunov, Rustam Abubakirovich Fayzrakhmanov, Anton Sergeevich Mekhonoshin


Аннотация


Статья посвящена решению актуальной проблемы, связанной с разработкой сетевого протокола для обмена данными в локальной сети распределенных микропроцессорных модулей. В состав распределенной системы сбора и обработки данных может входить множество различных по своему составу и функционалу аппаратных модулей, как с сетевыми интерфейсами, так и без. Разработанный протокол позволяет стандартизировать формат обмена данных и средств их передачи путем создания локальной сети на базе микроконтроллерных модулей с интерфейсами SPI, RS-232, RS-485. Описана архитектура сети, типы сетевых устройств и их назначение, приводится спецификация сетевого протокола, в которой подробно рассмотрен порядок обмена данными, типы передаваемых пакетов и их формат. Отличительными особенностями разработанного протокола является возможность построения локальной сети из дешевых аппаратных модулей без встроенных сетевых интерфейсов, высокая надежность, функциональность, возможность обнаружения и коррекции ошибок. Приводится пример использования сетевого протокола в системе сбора данных с органов управления тренажерного комплекса оператора перегрузочных процессов.

Ключевые слова


интерфейс передачи данных; сетевой протокол; аппаратные модули; локальная сеть; SPI; RS-232; RS-485; UART

Литература


Fayzrakhmanov, R.A., Frank, T., Bakunov, R.R., Mekhonoshin, A.S., Fyodorov, A.B. Recognition of operating modes of distributed electricity consumers. Russian Electrical Engineerin, 2012, vol. 83, issue 11, pp. 613-616.

Файзрахманов Р.А., Мехоношин А.С., Бакунов Р.Р., Федоров А.Б., Бикметов Р.Р. Особенности разработки и реализации мобильных пультов тренажерного комплекса оператора портального крана // Инженерный Вестник Дона, 2012, №4. URL: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/1267 (Дата обращения: 26.09.15).

Fayzrakhmanov R.A., Murzakaev R.T., Mezentsev A.S., Shilov V.S. Applying the greedy algorithm for reducing the dimensionality of the dynamic programming method in solving the one-dimensional cutting stock problem. Middle-East Journal of Scientific Research, 2014, vol 19 (3), pp.412-416.

Fayzrakhmanov R.A., Murzakaev R.T., Mezentsev A.S., Shilov V.S. Application of the Group Decoder for Solving the Orthogonal Materials Cutting Problem. World Applied Sciences Journal, 2013, vol. 28 (10), pp.1361-1365.

Fayzrakhmanov, R.A., Bakunov, R.R. Recognition of operating modes of distributed electrical customers by means of adaptive filtration. Russian Electrical Engineering, 2013, vol. 84, issue 11, pp. 630-633.

KeyStone Architecture Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART). URL: http://www.ti.com/lit/ug/sprugp1/sprugp1.pdf (Дата обращения: 26.09.15).

ARM Учебный курс. USART. URL: http://easyelectronics.ru/tag/uart (Дата обращения: 26.09.15).

RS-232 Recommended Standard. Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange. URL: http://www.softelectro.ru/rs232_en.html (Дата обращения: 26.09.15).

Serial Programming RS-485. URL: https://en.wikibooks.org/wiki/Serial_Programming/RS-485 (Дата обращения: 26.09.15).

RS-485 рекомендованный стандарт электрических характеристик генераторов и приемников для использования в балансных многоточечных системах. URL: http://www.softelectro.ru/rs485.html (Дата обращения: 26.09.15).

BASICS OF THE RS-485 STANDARD. URL: http://www.bb-elec.com/Learning-Center/All-White-Papers/Serial/Basics-of-the-RS-485-Standard.aspx (Дата обращения: 26.09.15).

RS485 & Modbus Protocol Guide. URL: http://www.cromptonusa.com/rs485_guide.pdf (Дата обращения: 26.09.15).

uLan protocol for RS-485 9-bit network. URL: http://sourceforge.net/projects/ulan/ (Дата обращения: 26.09.15).

Последовательный интерфейс SPI. URL: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/interface/spi/ (Дата обращения: 26.09.15).

Матвеев Д. А. Разработка протокола сетевого взаимодействия микроконтроллеров в оптическом кольце на основе UART // Электроника и информационные технологии, 2010, №2 (9). URL: http://fetmag.mrsu.ru/2010-2/pdf/NetworkProtocol.pdf (Дата обращения: 26.09.15).

Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Технологии разработки программного обеспечения: Учебник для вузов. 4-е изд. Стандарт третьего поколения. СПб.: Питер, 2012. 608 с.

Таненбаум Э.С., Стеен М. Ван. Распределенные системы. Принципы и парадигмы : пер. с англ. Спб.: Питер, 2003. 880 с.

Murzakaev, R.T. , Shilov, V.S., Mezentsev, A.S. On the nesting layout in view of technological gaps for joint cutting. Russian Electrical Engineering, 2014, vol. 85, issue 11, pp. 668-672.

Таненбаум Э.С., Уэзеролл Д. Компьютерные сети : пер. с англ. / 5-е изд. Спб.: Питер, 2014. 955 с.

Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы : учебное пособие для вузов. 4-е изд. Спб: Питер, 2011. 943 с.




DOI: https://doi.org/10.12731/wsd-2015-10.2-624-637

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share


(c) 2016 В мире научных открытий



ISSN 2658-6649 (print)

ISSN 2658-6657 (online)

HotLog Яндекс цитирования