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远程控制技术是指通过接入网络的计算机或者手持终端安全登陆到远处计算机或者其他设备,并对它们进行透明安全配置和控制的一项信息技术。在操作人员不能亲临现场或对环境条件有苛刻要求的场合,例如井下作业、应急通讯、高辐射实验室等,使用可靠安全远程控制技术的可远程控制设备就能很好满足其苛刻的要求。而新一代信息技术—物联网的实现也要架构在安全、可靠、多链路的远程控制技术之上。
本文在提出有效的安全多链路可靠通信关键算法的基础上,设计并实现了一种稳定性高、安全性好的可远程控制节点系统。该系统包括安全多链路可靠的硬件系统以及关键算法软件部分。在硬件系统上,采用了PowerPC MPC8315e+ATmega128 MCU模块的双嵌入式系统的方案,由MPC8315e来实现多链路的拓展。而位置、环境的监控功能则由ATmega128 MCU来实现。MPC8315e和ATmega128相互监控工作状态,以保证系统稳定可靠工作。在多链路通信方面,硬件系统装载了WCDMA接入模块,TD-SCDMA接入模块,CDMA2000接入模块和ADSL接入模块,形成了多条链路共存的可通信环境;在软件系统方面,采用嵌入式Linux作为运行平台,结合安全多链路可靠平台软件、远程控制软件和配置/控制软件一起实现系统功能。
在安全多链路可靠平台软件的链路性能指标测量和可靠性分析模块中,我们提出了自适应阈值分析+归一化算术平均分配权重的链路可靠性分析法。相比固定阈值分析法,解决了线性回归的不稳定性,预测准确度得到了提高。相比动态阈值分析法,算法复杂度得到了降低。
在安全多链路可靠平台软件的多链路安全协同工作模块中,本文提出了两套多链路安全协同工作技术方案:方案一.基于Multilink-PPP协议的多链路安全捆绑技术;方案二.策略路由+IPSec的多链路切换技术。根据两套方案各自的优缺点,最终采用了以方案一为主启方案,方案二为备用方案的主/备方案。相比单独使用方案一或者方案二而言,我们的主备共存的方案有效提高了系统运行的可靠性。另外,在方案一中,论文还就Multilink-PPP的分片调度算法提出了基于链路可靠性程度的分片调度算法,提高了多链路传输速率和数据分片重组的效率。
最后,论文描述了无风扇机架式的安全多链路可靠通信系统的实现,完成了安全多链路可靠平台软件、虚拟串口远程控制软件和远程配置/控制软件的开发。测试结果表明,本文提出的软/硬件系统及算法设计均达到了预期目标。