基于SNMP的LonWorks现场总线网络管理的研究

摘要

近年来,由于其开放性、互操作性和较高的性能价格比等优点,LonWorks现场总线在工业控制领域广泛应用.但是,LonWorks现场总线由于其自身独特的信息结构和通信协议,与企业信息网络交流不便,这样严重制约了企业信息化的发展.建立在Intranet/Internet基础上的开放式的、透明的、能实现工业控制网络与信息网络无缝结合的、集管理控制一体化的全开放网络,是现代企业提出的要求.当前的解决方案多采用基于Web的Java和CGI技术,通过TCP/IP网络进行远程LonWorks设备的监控和管理;或使用Echelon公司提供的专用设备i.LON1000将LonWorks网络与以太网无缝集成,对现场设备进行监控和管理.但是,这些方案存在成本高、技术复杂等缺点.该文创新地将SNMP协议引入到LonWorks控制网络的管理中,通过以太网(Ethernet)将LonWorks控制网络与企业信息网络进行开放的、无缝的集成,采用动态数据交换(DDE)技术完成了LonWorks现场信息的提取,利用SNMP协议实现了LonWorks现场网络的监控和管理.通过实例系统的成功运行证明了基于SNMP的LonWorks网络管理系统的可行性,为控制网络系统的管理提供了一个新的途径.该方案的优点在于:以太网成本低,易维护,易与Intranet/Internet集成;SNMP协议简单,发展比较完善,易于实现;面向对象的编程模式具有很好的扩展性.第二章对LonWorks现场总线的通信协议LonTalk进行了详细的阐述,介绍了组建LonWorks网络的LonWorks网络设备和网络工具.第三章阐述了简单网络管理协议框架的三个组成部分:管理信息结构(SMI)、管理信息库(MIB)和简单网络管理协议(SNMP),并对简单网络管理协议三个版本的内容作了比较.第四章介绍了DDE技术,分析了基于DDE的LonWorks现场信息提取过程.第五章,讨论了基于SNMP的LonWorks网络管理系统的实现方案,包括系统的功能、结构;实现了基于DDE的LonWorks现场信息提取;对SNMP++类库进行了介绍,分析了SNMP++类,形成了被管对象的MIB文件,完成了基于SNMP的网络管理代理程序的设计、开发.在以上的分析、讨论基础上,通过实例系统的成功运行,论证了SNMP协议应用于LonWorks控制网络管理这一方案的可行性.最后一章,分析了方案的优点,并展望了网络管理的未来发展.

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

1.1LonWorks现场总线网络发展背景

1.2 现场总线网络管理的必要性

1.3 LonWorks现场总线网络管理的国内外发展概况

1.4本课题的研究意义

第2章LonWorks现场总线

2.1网络节点

2.2通信仂议LonTalk

2.2.1 LonTalk协议对应的ISO/OSI模型

2.2.2信道类型(Channel Types)

2.2.3媒体访问(Media Access)

2.2.4寻址(Addressing)

2.2.5网络变量(Network Variable)

2.3 LonWorks网络的通信方式

2.3.1网络变量通信

2.3.2显式报文通信方式

2.4 LonWorks网络的组建

2.4.1 LonWorks组网设备

2.4.2网络工具(Network Tools)

2.5小结

第3章简单网络管理协议

3.1 SNMP的发展历程

3.2 SNMP的管理模型

3.2.1模型的工作方式

3.2.2管理信息的表示

3.2.3 言息的获取方式

3.2.4委托代理(Proxy Agent)

3.2.5安全问题

3.3 SNMP的网络管理标准

3.3.1 SNMP管理信息结构(SMI)

3.3.2 SNMP的管理信息库(MIB)

3.3.3 SNMP协议

3.3.4 SNMPv2

3.3.5 SNMPv3

3.4小结

第4章DDE与LNS DDE Server

4.1 DDE技术概述

4.2 LNS与DDE

4.2.1 LNS DDE Server

4.2.2现场信息的提取

4.3 DDE消息包编址(Addressing DDE Messages)

4.3.1主题(Topic)

4.3.2项目(Item)

4.4读写网络变量(Reading and Writing Network Variables)

4.4.1指定网络变量(Specifying aNetwork Variable)

4.4.2接收网络变量的更新(Receiving Ongoing Network Variable Updates)

4.4.3发送网络变量的更新(Sending a Network Variable Update)

4.5小结

第5章基于SNMP的LonWorks网络管理的实现方案

5.1网络管理的体系结构

5.2基于SNMP的LonWorks网络管理系统功能、结构

5.2.1以太网应用于工业控制领域

5 .3基于SNMP的LonWorks网络管理的实例实现

5.3.1基于DDE的现场信息提取

5.3.2 Agent代理程序的设计和实现

5.4基于SNMP的LonWorks网络管理系统的可行性论证

5.4.1管理站

5.4.2管理对象的浏览访问

5.4.3实验验正

5.5小结

第6章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢