基于μC/OS-Ⅱ的Modbus/TCP协议的实现与性能分析

Modbus/TCP是运行在TCP/IP协议之上的应用层实时报文传输协议;分析了Modbus/TCP协议构成,并在实时内核μC/OS-Ⅱ及嵌入式ARM软硬件环境下,将Modbus帧嵌入到TCP帧中,实现了Modbus/TCP协议;通过Modbus/TCP通信组件模型,实现了μC/OS-Ⅱ内核下的C/S通信;提出了嵌入式ARM平台上Modbus/TCP原型测试与性能分析方案;经测试,数据延迟在300帧/秒的发送速率下基本稳定在1.3ms以内,有用数据的传送量约为30kb/s;测试结果表明,Modbus/TCP协议具有较好的实时性与稳定性,能达到工业化标准。     

Modbus/TCP通信协议在MATLAB/Simulink环境下的实现

在MATLAB/Simulink环境下,为了实现三联供系统仿真实验装置与优化调度系统双向间的实时数据通信,利用编写S函数的方式构建采用Modbus/TCP协议的数据通信模块。通过与标准Modbus/TCP设备间的数据通信,证明该通信方式稳定性好、可靠性高、实时性强,不仅能够满足仿真研究平台的通信要求,还可广泛应用于其他基于Modbus/TCP协议的软件网络通信环境。     

基于MODBUS/UDP的控制系统开发

随着工业以太网发展,实时通信逐步从应用TCP协议转而采用UDP协议.本文介绍一种基于以太网技术的控制系统,系统应用Modbus/UD主从通信,同时基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统应用优先级技术,从保证了系统的确定性和实时性.本文介绍了系统体系结构、节点软硬件设计,最后给出了Modbus/UD主从通信情况测试和结论.     

基于优先级控制的NCS数据传输性能研究

NCS对实时性数据传输性能要求的提高使得传统WFQ算法无法保证实时业务QoS，本文，指出了WFQ算法的公平调度原则存在的不足，提出了一种基于优先级分配带宽的调度算：PLLQ。仿真结果显示，PLLQ算法不仅改善了强实时业务的延时性能，并且解决了非实时性业务延时过长的缺点，提高了NCS的数据传输性能。     

基于VC的Modbus/TCP协议模型通信测试软件的实现

Modbus/TCP协议是Modbus协议族在工业以太网上的解决方案。Modbus/TCP协议具有侦错能力强、数据传输量大、实时性好、开放性好等特点。所以得到广泛的采用。文章依据Modbus/TCP协议的要求,利用winsock和多线程机制实现该协议的通讯测试软件。     

基于Modbus/TCP协议实现人机界面与下位机通信

在以通用伺服电机控制系统为下位机的基础上,开发了以实时内核μC/OS-II、DSP、CPLD控制模块为核心的软硬件平台。通过移植uIP协议栈到DSP,在通信应用层上将Modbus帧嵌入到TCP帧中,简单可靠地实现了Modbus/TCP协议。同时将Modbus/TCP协议与μC/OS-II实时内核进行整合,更好地保证了系统调度的实时性。     

μC/OS-II中任务调度算法的改进

介绍μC/OS-II嵌入式实时操作系统的特点,分析单一的基于优先级调度算法存在的不足.根据嵌入式应用不同的实时性要求,将应用划分为实时任务、分时任务和后台任务三种类型.针对分时任务,新增加时间片调度算法,给出调度算法的实现方法,同时增加任务创建和销毁的接口;降低基于μC/OS-II操作系统的嵌入式产品开发难度和设计成本,有利于该操作系统的应用推广.     

轻量级TCP/IP协议栈机制分析与优化

轻量级TCP/IP协议栈( LwIP)主要应用于资源受限的嵌入式设备。为满足嵌入式设备对实时性的要求,分析LwIP的内部机制,对其进行性能瓶颈分析,并根据分析结果设计、实施LwIP的实时性和优先级管理优化方案。 LwIP的主要性能瓶颈是内存拷贝和校验过程,据此给出优化后的内存拷贝算法和校验算法。为满足紧急数据对更高优先级的要求,给出LwIP协议栈优先级管理机制,能够确保高优先级标记的紧急数据包优先传输于普通数据包。实验结果表明,该优化方法可以显著提高LwIP的实时性能。     

嵌入式操作系统实时调度算法研究

在嵌入式操作系统中,实时调度算法性能的好坏直接对系统的实时性起着决定性的作用。因此,该文介绍实时调度和实时调度算法的概念,分析了目前常见的静态优先级调度算法和动态优先级调度算法的不同。     

μCModbus：一种实时与并发的Modbus/TCP协议栈设计与实现

Modbus/TCP作为主流的工业以太网标准之一,在工业控制现场得到了广泛的应用.但是Modbus/TCP协议本身并不保证实时性和对数据的并发处理能力.设计并实现了一种基于μC/OS-Ⅱ的Modbus/TCP协议栈——μCModbus,完全兼容Modbus/TCP标准,并提供时实时性和并发处理的能力.测试结果表明,μCModbus具有良好的实时性和并发处理能力,有较高的可用性.     

嵌入式操作系统实时调度算法研究

在嵌入式操作系统中，实时调度算法性能的好坏直接对系统的实时性起着决定性的作用。因此，该文介绍实时调度和实时调度算法的概念，分析了目前常见的静态优先级调度算法和动态优先级调度算法的不同。     

UDP/IP协议下Modbus协议的研究与实现

工业以太网中Modbus/TCP已经成为以太网通信行业事实上的标准.本文对该通信标准进行深入的研究并进行改进,提出在UDP/IP协议上实施Modbus协议,随后从实时性和可靠性两个方面分析了Modbus/UDP协议栈的优点,然后结合实验室开发的一个测控终端组建测试系统对该协议栈进行实验检验.理论和实际表明:Modbus/UDP协议可操作性好容易实现、实时性和可靠性高,组网方便灵活.     

Nut/OS和μC/OS-II的实时调度算法比较

进程调度是计算机的灵魂.在实时系统里,要使重要紧急的进程一经唤醒便被优先调度运行,系统就必须有基于进程优先级的实时调度策略.通过深入考察和对比μC/OS-II和Nut/OS对实时调度算法的实现,可以深刻理解实时操作系统.     

μC/OS-Ⅱ中任务调度算法的改进

介绍μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统的特点，分析单一的基于优先级调度算法存在的不足。根据嵌入式应用不同的实时性要求，将应用划分为实时任务、分时任务和后台任务三种类型。针对分时任务，新增加时间片调度算法，给出调度算法的实现方法，同时增加任务创建和销毁的接口；降低基于μC/OS-Ⅱ操作系统的嵌入式产品开发难度和设计成本。有利于该操作系统的应用推广。     

一种实时进程调度算法的研究

在实时系统中,进程调度算法性能的好坏直接对系统的实时性起着决定性的作用。因此,该文介绍实时调度和进程调度算法的相关定义,对常见的动态优先级调度算法和静态优先级调度算法的不足之处进行了解析。据此提出了一种基于优先级的动态分配策略(Dynamic allocation strategy based on priority)的进程调度算法。     

基于多参数的μC/OS-Ⅱ任务优先级和调度方法

在μC/OS-Ⅱ进行实时任务调度时，可以使用单一的调度算法分配任务优先级。优先级判定标准的片面性、“错过率”较高的截止期，影响了μC/OS-Ⅱ的实时调度性能。该文提出了多参数任务优先级分配策略和μC/OS-Ⅱ任务的调度方法，实验证明，该方法截止期的平均错过率为60.1%，有效地改善了μC/OS-Ⅱ的实时调度性能。     

一种实时进程调度算法的研究

在实时系统中,进程调度算法性能的好坏直接对系统的实时性起着决定性的作用。因此,该文介绍实时调度和进程调度算法的相关定义,对常见的动态优先级调度算法和静态优先级调度算法的不足之处进行了解析。据此提出了一种基于优先级的动态分配策略（Dynamic allocation strategy based on priority）的进程调度算法。     

μC/OS-Ⅱ优先级反转与死锁问题的解决

μC/OS-Ⅱ没有真正实现优先级继承协议解决优先级反转,也没有提供有效的死锁解决方法。对任务管理机制改进后,扩展了同优先级任务的时间片轮转调度算法,实现了真正的优先级继承协议;并且使用资源请求、分配矩阵来表示资源分配情况,在任务申请资源阻塞时进行死锁的检测与解除。通过性能分析与测试验证证明了改进算法的有效性和实时性。     

面向OPC监控平台的Modbus/TCP协议网关研究

工业以太网两设备之间通信的协议主要是Modbus/TCP协议。对传统Modbus协议和Modbus/TCP协议数据帧的格式进行分析,特别为了保证工业以太网OPC监控系统数据的安全性和可靠性,提出网络接口冗余切换算法和网络接口MAC地址绑定,能保证OPC监控系统的实时安全性。在Modbus/TCP协议的工业以太网上实现水泥OPC监控系统,以OPCServer系统和OPCClient系统,两个子系统实现工业机器的参数和数据的控制,并在互连网上进行动态显示。根据动态的数据和参数,对机器进行有效的控制和操作,也可以进行远距离的查询数据,确保整个系统和机器的安全。     

一种跨平台的实时TCP/IP协议栈设计

为提高异构系统下网络通信的实时性,提出一种跨平台的实时TCP/IP协议栈(RTTCP/IP)实现方法。运用操作系统适配技术屏蔽底层数据处理的差异性,增强协议栈的可移植性和可扩展性;通过简化TCP/IP协议栈的结构,减少协议栈对系统资源的占用;采用内存映射技术,将内核空间地址映射到用户空间,避免用户与内核间的数据拷贝操作;引入基于时分多址的介质访问机制和数据包优先级策略,防止网络传输冲突,解决数据包优先级倒置问题。测试结果表明,RTTCP/IP实现方法能够减少系统开销和通信延迟,提高系统实时性和稳定性。