基于VxWorks阵列天线主控系统多节点网络通信的研究-物理电子学专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1．设计了软件系统整体结构，用于控制阵列天线系统。首先，采用UDP通信协议， 实现基于VxWorks阵列天线主控系统与其他多个系统之间的多节点网络通信； 其次，设计了双缓冲队列的通信机制，同时设置了任务优先级来对内存共享进 行保护，使得操作能够正常有序地进行：最后，设计了网络监测功能，用于实 时的监测网络是否发生错误。 2．设计了专用的应用层通信协议。根据系统的需求，定制了专用的应用层协议， 保证数据收发有序的进行，并对协议进行了测试，结果表明定制的应用层协议 能够正常有序的实现系统所需的功能操作。 3．由于UDP通信存在数据丢包的风险，为了改善阵列天线主控系统和其他系统 之间数据传输的可靠性，采用了UDT协议，结果表明该协议的应用显著降低了 通信过程中的丢包现象。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：赢士归 日期：厶Ib．og．≯口 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 随着技术的快速发展，天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被 广泛地应用。阵列天线是一种含有较多的天线单元有规律或无序的组合组成的，有很 好的辐射特性。研究显示，阵列天线包括很多优点，但因为阵列天线具有单元数量较 多、工作环境比较特殊以及要求其有较强的稳定性等特征，这对其控制系统提出了很 高的要求。本文根据某阵列天线的控制要求，对基于VxWorks阵列天线主控系统快速、 高实时、稳定的多节点网络通信进行了研究。 为实现阵列天线主控系统与其他系统之间的多节点网络通信，对软件结构进行了 设计。首先，在充分调研的基础上，采用UDP通信模式来实现多节点网络通信过程； 其次，对通信软件结构进行研究和设计实现，包括双缓冲队列、多任务、任务间同步 通信、内存保护等内容；最后，为提高数据在网络传输过程中的可靠性，对网络监测 过程进行了分析，并设计了相关程序。软件结构集成调试结果表明，阵列天线主控系 统可以实现与其他多个系统之间的实时、稳定的通信，达到了设计目的。 在已建立的多节点网络通信架构上，针对某阵列天线主控系统与其他多个系统之 间的实际通信需求，制定了专用的应用层通信协议，并进行了软件设计实现和实验验 证。首先，根据实际控制需要，给出了VxWorks主控系统与其他系统之间的通信内容 和控制时序；其次，定义了适合于该系统的专用应用层通信协议，该应用层协议具有 简单、快捷、实时性高等特点；最后，对VxWorks主控系统和其他系统之间的网络通 信功能进行了调试，主要包括与天线控制界面系统、总控数据下发系统、总控任务设 置系统的调试以及网络性能之间的测试。调试结果表明，VxWorks主控系统与其他系 统之间能够实现应用层协议的通信要求，且数据传输速度快，抖动较小，但存在少量 的丢包情况，基本满足了控制系统的需求。 针对上述通信过程中丢包问题进行了分析研究，采用了基于UDP的可靠协议(UDT) 来解决UDP通信过程中的丢包问题，并完成了该部分的优化设计。优化后的通信系统 丢包率接近于零，通信的可靠性得到了显著的提高。设计完成的基于VxWorks阵列天 线主控系统的网络多节点网络通信软件，己在某阵列天线主控系统中得到了实际的应 用。 关键词： 阵列天线；VxWorks；多节点通信协议；双缓冲队列； 万方数据 AbstractWith Abstract With the rapid development of technology，array antenna is widelv used in telecommunications，broadcasting，television，radar，navigation and other radio systems．The array aIlte姐a has multiple antenna elements and requires complex work environment high electromagnetic stability，presenting a very high demand for its control system control system，though related studies have