高速公路隧道监控系统通信协议的设计

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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