浅议基于ace和tao的现场总线实时综合网络的研究与实现

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1、电子科技大学硕士学位论文基于ACE和TAO的现场总线实时综合网络的研究与实现姓名：曹垒申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：雷航20070501摘要在军事应用和工业控制等领域，不同环境下的计算机系统可能会安装着支持不同标准的、不同特点和不同性能要求的现场总线设备。与此同时，虽然制定有现场总线的国际标准，但是由于采用了不同的网络技术，现场总线技术不能实现统一。由于以上的原因，多种现场总线同时出现在一个应用系统中，使得系统开发和维护的难度大大增加。系统开发者和维护者不得不考虑两个重要问题：一是异构总线如何互相通信；二是如何减少系统开发与操作的复杂性，即能否提供一种统一的访

2、问接口，用一种统一的操作方式来屏蔽异构总线的开发和访问差异。为了实现不同现场总线的互操作能力以及为用户提供统一的访问接口，达到屏蔽各种现场总线异构性的目的，本论文提出了基于自适应通信环境ACE(AdaptiveCommunicationEnvironment)和实时中间件TAO(TheACEOrb)的现场总线实时综合网络系统。其中ACE是一种经过良好设计的主机基础设施中间件，是面向对象的框架和工具包，它为通信软件实现了核心的并发和分布式模式，帮助通信软件的开发获得更好的灵活性、效率、可靠性和可移植性。TAO是基于实时CORBA的设计要求，提供高效、可预测、且能实现端到端的服务质

3、量(QoS，qualityofservice)配置的ACE0RB。针对综合网络需要完成的任务，首先研究了现场总线协议之间的相互转换方法，达到异构总线互相通信的目的；其次研究了综合网络系统通过以太网进行统一传输的方式，因为以太网的普及已经使得它介入现场总线领域成为一种趋势。然后，研究了统一接口的提供和保障系统实时性能的一些方法和技术，并且基于TAO的实时调度服务，描述了综合网络系统的调度模型，使得系统具有实时调度的能力。最后根据以上的研究成果，进行了部分IU端和客户端的软件设计和开发。综合网络系统因为以中间件ACE和TAO为基础，所以系统具备了它们本身的优势。与传统的协议转换设备

4、相比，综合网络系统不再局限于一对一的协议转换，具有与对象位置、编程语言、操作系统、通信协议的无关性，能够使用户在不用过多考虑总线间编程差异的情况下对自己的实时应用进行开发。关键词；综合网络，协议转换，互操作，TAO，现场总线AbstractInmilitaryapplicationandindustrycontrol，theremaybesomekindsoffield-busdevices，whichsupportdifferentstandardsandhavedifferentattributes。equippedatthedifferenttimeandenvironm

5、ents．Althoughaninternationalstandardaboutfield-bushasbeenmade，thefield—busescannotbeunifiedbecausetheyusethedifferentnetworktechnology．Duetothereasonsmentionedabove，manykindsoffield—busesarefoundinoneapplicationsystematatime，andit’Sharderthanbeforetodevelopandmaintainsuchkindofsystems．111ede

6、velopersandmaintainershavet0nlinkabouttwoimportantproblems，interoperationamongthecertainkindsoffield-busesanduniformaccessinterfacestoshieldtheheterogeneityandsimplifytheprocedureofdevelopmentandoperation。Inordertoimplementtheintemperationofthefield-busesandsupplytheuniformaccessinterfacesfo

7、rtheusersSOtheheterogeneityofthedifferentfield—busesCanbeshield，thereal—timefieldbusintegrativenetworkbasedonACE(AdaptiveCommumcationEnvironment)andTAO(TheACEOrb)isresearched．ACEisnotonlyawelldesignedhostinfrastructuremiddlewarebutalsoanobject-orie