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远程故障诊断系统通信技术研究

作　者: 韩玮
导　师: 翟正军
学　校: 西北工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 远程故障诊断系统数据无损压缩技术字典模型混合加密多重认证级联数据压缩数据预处理
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 245次
引　用: 2次
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内容摘要

远程故障诊断技术是传统故障监测、诊断维护与计算机网络、数据库、人工智能等相关学科相结合的综合技术，它利用计算机网络，实现异地对现场设备的故障监测和诊断。本文首先对远程故障诊断系统应用对象进行了分析，设计了专家诊断层、测试诊断中心层、现场设备层及测试对象层四层结构、三种网络的系统网络架构，重点研究了现场测试设备层与诊断中心层之间的数据通信和传输的问题。论文在详细分析数据特点及处理流程的基础上，深入挖掘数据压缩技术及数据安全传输技术之间的逻辑关系，设计了一种基于处理单元的远程故障诊断系统通信模块结构。将数据压缩技术和数据安全传输技术等相关技术进行了有效的整合，在TCP协议的应用层中增加数据压缩／解压、数据加密／解密、数据认证及数据预处理等功能模块，有效地解决了现场测试设备层与诊断中心层之间的测试数据传输量大、安全性要求高等问题。针对军事装备的测试应用的测试数据的网络传输的安全性问题，论文在详细比较众多数据加密技术的基础上，将单钥密码系统、双钥密码系统和数据认证算法结合，设计了一种多重认证、混合加密的数据安全通信方法，有效保证了测试数据的网络传输的安全性和完整性。在分析和比较了多种数据压缩算法的基础上，针对LZW算法字典列表长度有限、查找时间长等问题，利用加入了动态延伸列表长度、根据压缩比例调整已有的字典内容和哈希函数查找等方法，对LZW算法提出了改进措施。引入MPEG帧间压缩的思想，设计了一种新的“周期性差值压缩方法”。将改进的LZW数据压缩算法相结合，构成了更有效的级联数据压缩方法。通过比较不同的数据预处理方法，采用浮点数归整等预处理技术，对要进行数据压缩的测试数据进行处理。论文通过数据预处理技术和级联压缩技术的组合使用，有效地提高数据压缩的比率和效率，提高了系统对大量测试数据的压缩效率。所设计的远程故障诊断系统通信各功能模块均在VC++6.0下实现，并对压缩算法和加密算法进行了验证。结果表明，所设计的通信模块与算法，能够在不增加网络系统负担的基础上，实现数据压缩和数据安全传输的功能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-15
  1.1 远程故障诊断系统通信技术  9-11
    1.1.1 远程故障诊断系统通信技术产生的背景  9-10
    1.1.2 国内外研究现状  10-11
  1.2 远程故障诊断系统通信技术中的关键技术  11-12
    1.2.1 远程故障诊断系统通信数据压缩技术  11-12
    1.2.2 远程故障诊断系统通信安全技术  12
  1.3 本课题研究的目的和意义  12-13
  1.4 本文的主要研究内容和章节安排  13-15
第二章远程故障诊断系统通信技术分析  15-27
  2.1 远程故障诊断系统分析  15-17
  2.2 远程故障诊断系统数据通信问题分析  17-20
    2.2.1 远程故障诊断系统中的通信安全问题  17-19
    2.2.2 远程故障诊断系统大数据量通信问题  19-20
    2.2.3 远程故障诊断系统数据通信问题解决思路  20
  2.3 远程故障诊断系统中通信模块的设计  20-25
    2.3.1 通信模块的设计要求  21-22
    2.3.2 通信模块的功能概述  22-23
    2.3.3 通信模块的总体设计  23-25
  2.4 小结  25-27
第三章远程故障诊断系统通信安全技术研究  27-51
  3.1 远程故障诊断数据通信安全结构研究  27-29
  3.2 远程故障诊断系统加密算法分析  29-39
    3.2.1 单钥密码算法分析  30-34
    3.2.2 公钥密码算法分析  34-36
    3.2.3 信息认证算法分析  36-39
  3.3 远程故障诊断系统中的通信安全模块设计  39-42
    3.3.1 通信安全技术—安全信道的建立  40-41
    3.3.2 通信安全技术—数据传输  41-42
  3.4 通信模块中数据安全传输功能的实现与验证  42-49
    3.4.1 安全信道建立  43-44
    3.4.2 数据传输的设计与实现  44-46
    3.4.3 数据加密模块的验证  46-49
  3.5 小结  49-51
第四章远程故障诊断系统通信数据压缩技术研究  51-67
  4.1 远程故障诊断系统数据压缩算法的选择  51-56
    4.1.1 基于字典模型的压缩算法的分析与比较  53-56
  4.2 远程故障诊断系统数据压缩算法的设计  56-61
    4.2.1 LZW算法改进  56-60
    4.2.2 周期性差值预测编码方法研究  60-61
  4.3 通信模块中数据压缩算法的实现与验证  61-66
    4.3.1 测试数据预处理  61-62
    4.3.2 压缩算法的实现  62-63
    4.3.3 数据压缩模块的验证  63-66
  4.4 小结  66-67
第五章远程故障诊断系统中通信模块的实现及验证  67-75
  5.1 远程故障诊断系统中通信模块实现  67-71
    5.1.1 系统控制台模块的实现  68
    5.1.2 系统数据压缩/解压模块的实现  68-69
    5.1.3 系统数据加密/解密功能的实现  69-70
    5.1.4 数据输入/输出模块的实现  70
    5.1.4 功能管理模块的实现  70-71
  5.2 远程故障诊断系统中通信模块验证  71-73
  5.3 小结  73-75
第六章总结和展望  75-77
  6.1 工作总结  75-76
  6.2 技术展望  76-77
参考文献  77-79
在校期间发表论文  79-81
致谢  81-82

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