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01. 成果簡介  實時以太網是未來工業控制系統網絡技術的發展方向。目前，實時網絡技術中的最先進的技術之一為時間觸發以太網（Time Triggered Ethernet）技術。時間觸發以太網將時間觸發技術的確定性、容錯機制和實時性能同普通以太網的靈活性、動態性能以及“盡力而為”相結合，為同步的、高度可靠嵌入式計算與網絡、容錯設計提供支持。時間觸發以太網起源于奧地利的維也納技術大學，在工業控制、汽車電子、航空航天等領域得到了廣泛的應用。  本團隊研發了具有完全自主知識產權的時間觸發以太網系統，系統性掌握了時間觸發網絡核心技術，具體包括高精度高可靠時間同步技術、基于全局時間的確定性調度技術、基于冗余鏈路的數據可靠性傳輸技術、基于線性規劃的數據流規劃技術和面向動態需求的快速數據流規劃技術。形成了時間觸發以太網交換芯片、接口芯片、交換機、終端接口卡和終端設備等原型產品，以及設計/部署/管理軟件工具集。與同類產品相比，具有自主化、實時性、確定性、高可靠等技術優勢。如下圖所示，時間觸發以太網為信息應用和控制應用提供了統一傳輸通道，同時保證了服務質量。圖1. 時間觸發以太網原理  根據工業通信和工業物聯網解決方案獨立供應商HMS Networks發布的2019工業網絡市場份額報告顯示，越來越多的工業設備正不斷連接到工業網絡，2019年新連接節點數預期可增長10%。其中，工業以太網的市場份額持續快速增長，而現場總線2019年將首次出現下降。工業以太網現占據新安裝節點的59%（去年是52%），而現場總線占據35%（去年是42%）。根據當前的發展趨勢，工業實時以太網市場將保持較快增長，本成果技術具有良好的產業化前景。02. 應用前景 本成果技術作為底層通信網技術，可被應用于汽車電子、航空航天、船舶裝備、軌道交通、工業自動化等領域。03. 知識產權 已申請發明專利1項。04. 團隊介紹 團隊負責人為趙曦濱副教授、博士生導師，清華大學信息系統安全教育部重點實驗室副主任，清華大學-中車四方所智能裝備工業物聯網聯合研究中心副主任，中國自動化學會高級會員，中國自動化學會智能制造專委會委員。長期從事企業信息化、工業網絡、工業網絡安全、智能制造等理論與實踐工作。近年來，作為負責人和主要成員主持參與了省部級以上項目等20余項，其中國家級項目（863、973和自然科學基金）19項，省部級科研項目7項，全國博士后基金項目1項。在國內外重要期刊上發表學術論文70余篇，其中SCI/EI收錄60余篇，合作專著1部，申報發明專利30余項，其中已獲授權5項。團隊成員還包括萬海副研究員。05. 合作方式 投融資。06. 聯系方式 郵箱：wanhai@tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

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本技術基于通用工業 PC 的標準以太網接口，無需實時操作系統可實現高 性能實時同步控制。基于此平臺可構建高性能實時同步工業控制系統，控制軸 數可柔性擴展，各控制節點之間可進行分布式布局，且方便與設計、管理網絡 的信息集成。特別適合于需要高速、高精、同步控制的伺服運動控制系統和過 程控制系統。目前已初步形成復雜控制器開發平臺和基于 CoDeSys 軟 PLC 的控 制平臺。具備完全自主知識產權，性價比高。已在機床數控系統、機器人控制 系統、生產線控制系統、紡織機械（高速多軸無紡布交叉鋪網機等）控制系統 155 成功應用。

項目概況 千兆位以太網是一種高速以太網，其數據傳輸速率達 1Gb/s,仍采用 CSMA/CD 的訪問控 制機制并與現有的以太網兼容，在布線系統的支持下，可以使原來的快速以太網平滑升級并 能充分保護用戶原來的投資。本項目從綜合布線系統的設計原則、需求、設計依據、組成、 產品選型、管槽設計和管線鋪設及系統測試等方面，提供智能化辦公大樓綜合布線系統的設 計和實現方案，并進行系統工程的測試與驗收。 主要特點 該項目涉及綜合布線的“一區、兩間、三個子系統及管理”，即工作區、設備間、進線 間、配線子系統、干線子系統、建筑群子系統及管理系統的布線安裝與施工技術。千兆位以 太網綜合布線系統除具有一般快速以太網綜合布線系統設計的特點之外，更重要的是要合理 選擇 UTP、光纜及接插件。 技術特點 依據千兆位以太網布線標準設計實現綜合布線系統，按照千兆位以太網布線標準進行測 試與驗收。 60 技術指標 執行 IEEE 802.3 制定的千兆位以太網標準，包括 802.3z 和 802.3ab 兩個布線標準。 市場前景 目前，千兆位以太網技術已成為新建網絡和改造網絡的首選技術。按照千兆位以太網布 線標準設計綜合布線系統，進行線纜選型、布線施工、系統工程測試與驗收等關鍵技術是目 前市場的熱點，具有很好的應用發展前景。 

隨著通信產業的發展，物聯網技術的普及，在“信息消費 ”主張的引領下， 網絡基礎設備大量部署。網絡設備安裝，測試，維護離不開網絡測試儀。其主 要功能是： 1. 網線測試功能：線距，線序，開路，短路測試。 2. 網口測試功能：鏈接建立；單工雙工；鏈接速度識別， 10M/100M/1000M。 3. 網絡連通性測試功能： PING、TRACE、ARP SCAN 等。 4. 完全的 RFC2544 測試：吞吐量，延遲，幀丟失率，背靠背。 5. 誤碼測試、封包測試、流量速率測試功能。 6. 服務功能識別功能：FTP、WEB、EMAIL、DHCP、DNS、IPTV 等。 7. 遠程連接測試功能。 8. 參數設置功能。IPV4/1PV6 兼容。

本發明公開了一種工業以太網時鐘同步方法及系統，其系統包括本地時鐘模塊、物理層芯片模塊、漂移補償模塊和偏移補償模塊; 其方法基于該系統，首先根據參考時鐘、累加片內延時、本地時間戳， 結合預設的自動漂移因子 N，獲得漂移補償的補償周期和漂移極性， 根據補償極性和補償周期調整時鐘計數，完成漂移補償;然后根據參 考時鐘、本地時間戳、累加片內延時，以及預設的自動偏移因子 M 和 幀傳輸線延時，獲取偏移補償值，從站在下次本地時間計數時加上所 述偏移補償值，完成偏移補償，完成漂移補償

本項目以通信和控制為核心功能，以實時性和可靠性為基本要求，主控系 統由兩個冗余配置的控制卡構成，兩個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熱備狀態中。控制卡要實現與上層工程師站和操作員站的 以太網通信，與底層測控板卡的現場總線 CAN 通信，還要能夠解析、運行和存 儲工程師站下載的基于功能框圖的控制算法。 歷經近四十年的發展， DCS（分布式控制系統）在功能和性能上穩步提升， 提高了工業生產的自動化程度，為企業的生產管理提供了重要的參考數據，在 大型復雜工業生產過程中確立了不可替代的地位。而且，DCS 不斷與新的控制技術和通信技術相結合，呈現出新的結構模式和更加優異的性能。通過對 DCS 控制站主控系統的研究，依據具體的功能需求，本項目實現了基于 ARM 微控 制器與嵌入式實時操作系統的 DCS 控制站主控系統。 

本發明公開了一種工業機器人示教盒，包括中央處理器、協處理器、手動操作單元、動態存儲器和顯示單元，中央處理器分別與協處理器、動態存儲器和顯示單元電連接，手動操作單元通過協處理器與中央處理器電連接，動態存儲器中存儲用于運行的程序，手動操作單元用于手動輸入控制指令，中央處理器用于讀取動態存儲器中存儲的工業機器人運行程序并將其處理為運行指令，輸出到控制器以控制工業機器人的運行，或通過協處理器讀取從手動操作單元輸入的手動操作信息并處理為運行指令，輸出到控制器以控制工業機器人運行，顯示單元用于顯示運行指令。本發