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01. 成果簡(jiǎn)介  實(shí)時(shí)以太網(wǎng)是未來(lái)工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向。目前，實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的最先進(jìn)的技術(shù)之一為時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)（Time Triggered Ethernet）技術(shù)。時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)將時(shí)間觸發(fā)技術(shù)的確定性、容錯(cuò)機(jī)制和實(shí)時(shí)性能同普通以太網(wǎng)的靈活性、動(dòng)態(tài)性能以及“盡力而為”相結(jié)合，為同步的、高度可靠嵌入式計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)、容錯(cuò)設(shè)計(jì)提供支持。時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)起源于奧地利的維也納技術(shù)大學(xué)，在工業(yè)控制、汽車(chē)電子、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。  本團(tuán)隊(duì)研發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)性掌握了時(shí)間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)，具體包括高精度高可靠時(shí)間同步技術(shù)、基于全局時(shí)間的確定性調(diào)度技術(shù)、基于冗余鏈路的數(shù)據(jù)可靠性傳輸技術(shù)、基于線(xiàn)性規(guī)劃的數(shù)據(jù)流規(guī)劃技術(shù)和面向動(dòng)態(tài)需求的快速數(shù)據(jù)流規(guī)劃技術(shù)。形成了時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)交換芯片、接口芯片、交換機(jī)、終端接口卡和終端設(shè)備等原型產(chǎn)品，以及設(shè)計(jì)/部署/管理軟件工具集。與同類(lèi)產(chǎn)品相比，具有自主化、實(shí)時(shí)性、確定性、高可靠等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。如下圖所示，時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)為信息應(yīng)用和控制應(yīng)用提供了統(tǒng)一傳輸通道，同時(shí)保證了服務(wù)質(zhì)量。圖1. 時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)原理  根據(jù)工業(yè)通信和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案獨(dú)立供應(yīng)商HMS Networks發(fā)布的2019工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)份額報(bào)告顯示，越來(lái)越多的工業(yè)設(shè)備正不斷連接到工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，2019年新連接節(jié)點(diǎn)數(shù)預(yù)期可增長(zhǎng)10%。其中，工業(yè)以太網(wǎng)的市場(chǎng)份額持續(xù)快速增長(zhǎng)，而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)2019年將首次出現(xiàn)下降。工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)占據(jù)新安裝節(jié)點(diǎn)的59%（去年是52%），而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)占據(jù)35%（去年是42%）。根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)市場(chǎng)將保持較快增長(zhǎng)，本成果技術(shù)具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。02. 應(yīng)用前景 本成果技術(shù)作為底層通信網(wǎng)技術(shù)，可被應(yīng)用于汽車(chē)電子、航空航天、船舶裝備、軌道交通、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人為趙曦濱副教授、博士生導(dǎo)師，清華大學(xué)信息系統(tǒng)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，清華大學(xué)-中車(chē)四方所智能裝備工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合研究中心副主任，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智能制造專(zhuān)委會(huì)委員。長(zhǎng)期從事企業(yè)信息化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、智能制造等理論與實(shí)踐工作。近年來(lái)，作為負(fù)責(zé)人和主要成員主持參與了省部級(jí)以上項(xiàng)目等20余項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)項(xiàng)目（863、973和自然科學(xué)基金）19項(xiàng)，省部級(jí)科研項(xiàng)目7項(xiàng)，全國(guó)博士后基金項(xiàng)目1項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外重要期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中SCI/EI收錄60余篇，合作專(zhuān)著1部，申報(bào)發(fā)明專(zhuān)利30余項(xiàng)，其中已獲授權(quán)5項(xiàng)。團(tuán)隊(duì)成員還包括萬(wàn)海副研究員。05. 合作方式 投融資。06. 聯(lián)系方式 郵箱：wanhai@tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

產(chǎn)品詳細(xì)介紹雙口，RJ-45+BNC

本技術(shù)基于通用工業(yè) PC 的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，無(wú)需實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高 性能實(shí)時(shí)同步控制。基于此平臺(tái)可構(gòu)建高性能實(shí)時(shí)同步工業(yè)控制系統(tǒng)，控制軸 數(shù)可柔性擴(kuò)展，各控制節(jié)點(diǎn)之間可進(jìn)行分布式布局，且方便與設(shè)計(jì)、管理網(wǎng)絡(luò) 的信息集成。特別適合于需要高速、高精、同步控制的伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和過(guò) 程控制系統(tǒng)。目前已初步形成復(fù)雜控制器開(kāi)發(fā)平臺(tái)和基于 CoDeSys 軟 PLC 的控 制平臺(tái)。具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，性?xún)r(jià)比高。已在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人控制 系統(tǒng)、生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)、紡織機(jī)械（高速多軸無(wú)紡布交叉鋪網(wǎng)機(jī)等）控制系統(tǒng) 155 成功應(yīng)用。

項(xiàng)目概況 千兆位以太網(wǎng)是一種高速以太網(wǎng)，其數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá) 1Gb/s,仍采用 CSMA/CD 的訪(fǎng)問(wèn)控 制機(jī)制并與現(xiàn)有的以太網(wǎng)兼容，在布線(xiàn)系統(tǒng)的支持下，可以使原來(lái)的快速以太網(wǎng)平滑升級(jí)并 能充分保護(hù)用戶(hù)原來(lái)的投資。本項(xiàng)目從綜合布線(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、需求、設(shè)計(jì)依據(jù)、組成、 產(chǎn)品選型、管槽設(shè)計(jì)和管線(xiàn)鋪設(shè)及系統(tǒng)測(cè)試等方面，提供智能化辦公大樓綜合布線(xiàn)系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，并進(jìn)行系統(tǒng)工程的測(cè)試與驗(yàn)收。 主要特點(diǎn) 該項(xiàng)目涉及綜合布線(xiàn)的“一區(qū)、兩間、三個(gè)子系統(tǒng)及管理”，即工作區(qū)、設(shè)備間、進(jìn)線(xiàn) 間、配線(xiàn)子系統(tǒng)、干線(xiàn)子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)及管理系統(tǒng)的布線(xiàn)安裝與施工技術(shù)。千兆位以 太網(wǎng)綜合布線(xiàn)系統(tǒng)除具有一般快速以太網(wǎng)綜合布線(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之外，更重要的是要合理 選擇 UTP、光纜及接插件。 技術(shù)特點(diǎn) 依據(jù)千兆位以太網(wǎng)布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)綜合布線(xiàn)系統(tǒng)，按照千兆位以太網(wǎng)布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè) 試與驗(yàn)收。 60 技術(shù)指標(biāo) 執(zhí)行 IEEE 802.3 制定的千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，包括 802.3z 和 802.3ab 兩個(gè)布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。 市場(chǎng)前景 目前，千兆位以太網(wǎng)技術(shù)已成為新建網(wǎng)絡(luò)和改造網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)。按照千兆位以太網(wǎng)布 線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)綜合布線(xiàn)系統(tǒng)，進(jìn)行線(xiàn)纜選型、布線(xiàn)施工、系統(tǒng)工程測(cè)試與驗(yàn)收等關(guān)鍵技術(shù)是目 前市場(chǎng)的熱點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用發(fā)展前景。 

隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，在“信息消費(fèi) ”主張的引領(lǐng)下， 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備大量部署。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝，測(cè)試，維護(hù)離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀。其主 要功能是： 1. 網(wǎng)線(xiàn)測(cè)試功能：線(xiàn)距，線(xiàn)序，開(kāi)路，短路測(cè)試。 2. 網(wǎng)口測(cè)試功能：鏈接建立；單工雙工；鏈接速度識(shí)別， 10M/100M/1000M。 3. 網(wǎng)絡(luò)連通性測(cè)試功能： PING、TRACE、ARP SCAN 等。 4. 完全的 RFC2544 測(cè)試：吞吐量，延遲，幀丟失率，背靠背。 5. 誤碼測(cè)試、封包測(cè)試、流量速率測(cè)試功能。 6. 服務(wù)功能識(shí)別功能：FTP、WEB、EMAIL、DHCP、DNS、IPTV 等。 7. 遠(yuǎn)程連接測(cè)試功能。 8. 參數(shù)設(shè)置功能。IPV4/1PV6 兼容。

本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)以太網(wǎng)時(shí)鐘同步方法及系統(tǒng)，其系統(tǒng)包括本地時(shí)鐘模塊、物理層芯片模塊、漂移補(bǔ)償模塊和偏移補(bǔ)償模塊; 其方法基于該系統(tǒng)，首先根據(jù)參考時(shí)鐘、累加片內(nèi)延時(shí)、本地時(shí)間戳， 結(jié)合預(yù)設(shè)的自動(dòng)漂移因子 N，獲得漂移補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償周期和漂移極性， 根據(jù)補(bǔ)償極性和補(bǔ)償周期調(diào)整時(shí)鐘計(jì)數(shù)，完成漂移補(bǔ)償;然后根據(jù)參 考時(shí)鐘、本地時(shí)間戳、累加片內(nèi)延時(shí)，以及預(yù)設(shè)的自動(dòng)偏移因子 M 和 幀傳輸線(xiàn)延時(shí)，獲取偏移補(bǔ)償值，從站在下次本地時(shí)間計(jì)數(shù)時(shí)加上所 述偏移補(bǔ)償值，完成偏移補(bǔ)償，完成漂移補(bǔ)償

本項(xiàng)目以通信和控制為核心功能，以實(shí)時(shí)性和可靠性為基本要求，主控系 統(tǒng)由兩個(gè)冗余配置的控制卡構(gòu)成，兩個(gè)控制卡具有完全相同的軟硬件配置，工 作于主從模式的雙機(jī)熱備狀態(tài)中。控制卡要實(shí)現(xiàn)與上層工程師站和操作員站的 以太網(wǎng)通信，與底層測(cè)控板卡的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) CAN 通信，還要能夠解析、運(yùn)行和存 儲(chǔ)工程師站下載的基于功能框圖的控制算法。 歷經(jīng)近四十年的發(fā)展， DCS（分布式控制系統(tǒng)）在功能和性能上穩(wěn)步提升， 提高了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，為企業(yè)的生產(chǎn)管理提供了重要的參考數(shù)據(jù)，在 大型復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中確立了不可替代的地位。而且，DCS 不斷與新的控制技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合，呈現(xiàn)出新的結(jié)構(gòu)模式和更加優(yōu)異的性能。通過(guò)對(duì) DCS 控制站主控系統(tǒng)的研究，依據(jù)具體的功能需求，本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了基于 ARM 微控 制器與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的 DCS 控制站主控系統(tǒng)。 

本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)機(jī)器人示教盒，包括中央處理器、協(xié)處理器、手動(dòng)操作單元、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器和顯示單元，中央處理器分別與協(xié)處理器、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器和顯示單元電連接，手動(dòng)操作單元通過(guò)協(xié)處理器與中央處理器電連接，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)用于運(yùn)行的程序，手動(dòng)操作單元用于手動(dòng)輸入控制指令，中央處理器用于讀取動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行程序并將其處理為運(yùn)行指令，輸出到控制器以控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行，或通過(guò)協(xié)處理器讀取從手動(dòng)操作單元輸入的手動(dòng)操作信息并處理為運(yùn)行指令，輸出到控制器以控制工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行，顯示單元用于顯示運(yùn)行指令。本發(fā)