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基于嵌入式网络技术的网络化自动抄表系统的研究

周志洪  
【摘要】:自动抄表技术(Automatic Meter Reading)是将数据自动采集、传输和处理应用于自来水、电力、天燃气(以下简称水、电、气)供应与管理系统中的一项新技术。它从根本上克服了传统的人工抄表模式的弊端,给水、电、气管理的现代化带来了新的希望。我国对自动抄表技术的研究起步较晚,但是发展速度很快。随着水、电、气市场管理改革的不断深入、对自动抄表技术的研究必将成为热点与方向。 本文的主要内容如下: 叙述了自动抄表系统的发展历程,分析了其中的关键问题,提出了基于嵌入式网络技术的网络化自动抄表系统,解决了自动抄表系统中的这些问题。详细描述了它的组成架构,还说明了它的应用情况。 提出了一种基于8位MCU的嵌入式网络实现方案,该方案无疑是性价比极高的。并根据协议子集划分和简化思想,设计了一套嵌入式网络应用协议ENAP(Embedded Network Application Protocol) 由于嵌入式网络以及各种定制的嵌入式TCP协议将得到及其广泛的应用,本文对定制的嵌入式TCP协议可能对Internet产生的影响进行了分析,解释了为什么大量“小”数据包会极大浪费网络带宽资源。并提出了有效的解决方案——在嵌入式TCP协议中实现Nagle算法,并更进一步对Nagle算法进行了分析并发现其引入的延时可以对算法进行改进得以消除。使用了NS-2网络仿真软件对嵌入式TCP中的Nagle算法进行网络仿真和验证。 本文的主要创新点如下: 根据自有知识产权的基于8位MCU的嵌入式网络技术在国内首先研制出三种低成本,高性能,高可靠性的网络化自动抄表解决方案。该方案已经得到推广应用,并已被推荐为行业标准。 在8位MCU上实现了嵌入式网络技术,设计了具有完全自主知识产权的嵌入式网络应用协议。 在嵌入式TCP协议的基础上实现了改进的Nagle算法,使用NS-2网络仿真器对嵌入式网络协议进行了仿真和验证。


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