● 摘要
IEEE1394总线可以高效率、高可靠的同时传递工业现场的各种仪器仪表数据、视频监控数据。实现IEEE1394局域网到广域网的扩展，将IP协议和IEEE1394协议结合变得十分有意义。目前许多学者在硬件和链路层实现两者之间的转化，开发困难，移植性差。本课题研究在应用层中将两种协议结合，建立多种数据传输于一体的工业测控网络。本文在工业现场中建立IEEE1394/UPnP软件桥，实现IEEE1394协议和UPnP协议的结合，不仅扩大IEEE1394的网络范围，而且对IEEE1394网络的控制和访问更加智能化。并且根据两种协议在视频传输过程中的QoS差异，在软件桥中加入视频QoS控制模块，保证视频数据的高质量传输。论文主要研究工作如下：1、建立基于IEEE1394技术和UPnP技术的工业测控网络模型，分析网络模型中的各个部分的内部结构和功能。其中IEEE1394/UPnP软件桥是实现将IEEE1394设备连接到UPnP网络的关键，完成了IEEE1394/UPnP软件桥的协议栈结构设计和功能分析。2、分析了在IEEE1394/UPnP软件桥中处理的数据类型，根据层次化设计的思想将软件桥划分为三个层次实现，分别是UPnP模块，协议转换模块和1394堆栈模块。UPnP模块是实现和广域网连接的外部接口。协议转换模块实现了具体的协议转换过程，解决两者之间的寻址差异，传输速率差异和协议转化问题。3、完成了软件桥中的视频传输模型并且分析在两种链路中视频传输的特点以及IP网络中视频传输的控制方法，提出了RTP/RTCP和ECN（显示拥塞通告）相结合的拥塞控制方法，利用RTCP封装ECN相关信息，获取网络相关参数，控制码流，减少视频传输丢包率，提高视频质量。4、根据整个测控网络的模型，编写了UPnP控制点对整个UPnP软件桥的服务发现功能，设备描述功能，控制和访问功能进行测试。在NS2下建立一个视频传输评价体系，并对视频传输的QoS指标包括丢包率和峰值信噪比（PSNR）进行了分析。