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工业物联网感知层中的核心技术研究进展
编辑:计算机科学与技术学院 王军     发布时间:2018-10-15

王军教授及所带团队主要从事工业物联网领域方面的研究工作,一方面做面向工业物联网感知层中的核心技术研究,另一方面利用其研究成果积极推进面向工业典型应用的物联网演示与验证平台建设。目前这两方面的研究均获得了国家、省部级等科研基金的资助,获得了突破性的进展,发表SCI、EI收录论文30余篇,取得了一系列具有自主知识产权的阶段性成果和省市自然学术成果奖多项,其部分技术已经直接转化为经济和社会效益。现阶段作为联合体沈阳化工大学方负责人正在参与国家级示范工程项目-国家工信部智能制造专项,高精电子新材料智能工厂集成应用示范项目,总额3.8亿元。

一、面向工业物联网感知层中的核心技术研究

(1)在网络体系结构层面,建立了基于UWB的工业网络化控制系统的体系结构,使工业控制网络系统实现定位、信息识别、控制、监测及诊断等一体化。提出了基于UWB的工业无线网络化控制系统的拓扑结构和相关机制。在不需要额外的硬件设备可实现无线链路的冗余,即仅一个可行的选择路径能服务于许多原来的路径,且这个路径又服务于一个备份的路径,以提高传输路径冗余度等,如图1和2所示。相关成果获省学术成果二等奖1项,三等奖3项。


图1基于双频二级拓扑结构的无线Profibus


图2 支持PROFIBUS与UWB无线通信集成的设备模型

(2)在无线网络协议层面,针对工业网络化控制系统的通信任务在数据链路层中的调度问题,提出了TSHAF-MAC协议,该协议根据工业级物联网中周期性通信任务和非周期性通信任务来分配每一个超帧中的竞争期和非竞争期,如图3。兼顾了上层下达的周期性通信任务和非周期性通信任务在数据链路层中的实时调度,能够有效缓解无线技术在工业环境中通信质量严重下降给工业网络应用带来的负面影响。该项科技成果获得了发明专利授权,并在辽宁省实现了成果转让。


图3 TSHAF-MAC协议进程模型

二、面向工业典型应用的物联网演示与验证平台及示范项目建设

利用面向工业物联网核心技术的研究成果建立了省内先进的工业物联网的石油开采过程监控仿真实验平台,如图4所示;


图4工业物联网的石油工业开采过程监控仿真实验平台

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