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【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)通信;平面數(shù)據(jù)通信網(wǎng);產(chǎn)業(yè)規(guī)模
在不同計算機之間、計算機與數(shù)據(jù)終端之間進行數(shù)據(jù)傳送時,依賴于數(shù)據(jù)通信;通信網(wǎng)作為一種網(wǎng)絡(luò),整體的結(jié)構(gòu)組成較為復(fù)雜,在信息傳遞過程中發(fā)揮著重要的作用,能夠為多個用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù);平面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包含著豐富的內(nèi)容,滿足了有線電話、自動轉(zhuǎn)報業(yè)務(wù)等通信需求,為我國通信事業(yè)發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
1數(shù)據(jù)通信分析
1.1特點分析
結(jié)合當(dāng)前數(shù)據(jù)通信的實際發(fā)展概況,可知其在數(shù)據(jù)傳送中有著獨特的優(yōu)勢,確保了各計算機之間或者計算機與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的正常通信。數(shù)據(jù)通信實踐應(yīng)用中為各類數(shù)據(jù)的存儲、傳送、交換等提供了可靠保障,給非話音通信業(yè)務(wù)開展帶來了積極的促進作用。因此,需要注重數(shù)據(jù)通信特點分析,以便實現(xiàn)其高效利用,滿足不同領(lǐng)域的實際生產(chǎn)需求。數(shù)據(jù)通信特點包括:①依賴于通信協(xié)議。在不同計算機之間進行正常通信時,需要在通信協(xié)議的支持下進行鏈路連接、對話、流量控制等,確保各計算機之間通信有效性;②可靠性高。相比電話通信,數(shù)據(jù)通信的可靠性更高,主要在于其誤碼率控制要求高;③非實時性。通過對存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式的使用,使得不同的數(shù)據(jù)通信實際應(yīng)用中產(chǎn)生的延遲時間有所差異,應(yīng)根據(jù)實際情況選擇有效的數(shù)據(jù)通信。
1.2不同的交換方式
在數(shù)據(jù)通信的支持下,有利于構(gòu)建出功能強大的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)使用包含了不同的數(shù)據(jù)交換方式,且各交換方式使用過程中產(chǎn)生的作用效果有著一定的差異性。具體表現(xiàn)在以下方面:(1)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的電路交換方式。該數(shù)據(jù)交換方式使用中依賴于通信雙方共同認(rèn)定的固定電路,通過對這些電路的有效連接,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳送。(2)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的報文交換方式。該數(shù)據(jù)交換方式使用先應(yīng)將報文數(shù)據(jù)文件視為一個整體,在合理的方式作用下輸入到既定的電路中,并以報文為單位,在所有的交換節(jié)點處進行數(shù)據(jù)的高效處理,實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲及轉(zhuǎn)發(fā)。其中的數(shù)據(jù)包傳送中包含了保報文數(shù)據(jù)、地址信息及其它信息。相比電路交換方式,報文交換方式使用中并不需要預(yù)先設(shè)置通路,其本質(zhì)上是一種面向無連接的通信方式,最大限度地提高了信道的利用效率。但是,受到自身技術(shù)因素的影響,該數(shù)據(jù)交換方式使用中存在著時延問題。(3)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的分組交換方式。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)應(yīng)用過程中,通過對報文長度的有效分析并進行分割,能夠在設(shè)置的格式作用下將分割好的報文視為包,送入到信道中進行數(shù)據(jù)間的傳輸交換,確保了數(shù)據(jù)傳送高效性。該數(shù)據(jù)交換方式使用中具有無互損、信道利用效率高等優(yōu)點,但與之相關(guān)的協(xié)議及設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,影響著通信網(wǎng)的運行效率。實際操作中若對分組交換進行改進得到快速分組交換機電路交換技術(shù)時,有利于優(yōu)化數(shù)據(jù)通信網(wǎng)性能。
2平面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)分析
(1)性能可靠的X.25分組交換網(wǎng),通過對X.25協(xié)議的高效利用,構(gòu)建出性能可靠的分組交換網(wǎng),能夠為數(shù)據(jù)信息的高效傳遞提供保障。該網(wǎng)絡(luò)中對分組的類型、格式等有著很高的要求,包含了物理層、鏈路層及網(wǎng)絡(luò)層,為用戶提供了良好的通信連接服務(wù)。像交換性虛電路、數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)等,隸屬于X.25分組交換網(wǎng)范疇,滿足了不同數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)開展需求。(2)功能強大的幀中繼網(wǎng)。通過對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中節(jié)點分組吞吐能力及中繼線工作中傳輸效率的重點考慮,在可靠的X.25分組交換技術(shù)支持下,得到了、幀中繼網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)使用實現(xiàn)了信道的有效利用,減少了網(wǎng)絡(luò)時延,擴大了通信網(wǎng)絡(luò)容量,實際的傳輸效率高,具有良好的市場發(fā)展前景。(3)性能優(yōu)越的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)。作為一種全程的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)使用中能夠根據(jù)用戶需求,為其提供固定的數(shù)字電路。該電路不用時亦可拆除,滿足了用戶的實際需求。該網(wǎng)絡(luò)使用的優(yōu)勢在于:信息傳遞效率高,傳遞過程中的誤碼率得到了有效控制;時延小,基本保持在小于100msd的范圍內(nèi);數(shù)據(jù)傳輸中的透明性良好,信道利用率高。與此同時,應(yīng)注重異步傳輸模式的合理運用,滿足寬帶綜合業(yè)務(wù)開展的多優(yōu)化需求。
3結(jié)束語
綜上所述,數(shù)據(jù)通信及平面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳送、信息傳遞過程中發(fā)揮著重要作用,有利于實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高效利用。因此,需要在各領(lǐng)域發(fā)展中加深對數(shù)據(jù)通信及平面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的理解,不斷優(yōu)化我國通信網(wǎng)絡(luò)實踐應(yīng)用中的服務(wù)功能,為大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)處理效率的不斷提高提供保障。
參考文獻
[1]邢寧哲,紀(jì)雨彤.基于分布式探針的電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)綜合監(jiān)測方法[J].電力信息與通信技術(shù),2016(01).
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)通信;計算機;網(wǎng)絡(luò);信道
中圖分類號:TP393文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2012)08-1809-02
數(shù)據(jù)通信是依照通信協(xié)議,利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個功能單元之間傳遞數(shù)據(jù)通信信息。它可以實現(xiàn)計算機與計算機、計算機與終端或者終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的特點是:計算機之間以及任何計算機中間的通信;計算機之間通信過程需要有嚴(yán)格的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn);數(shù)據(jù)通信對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸蠛芨?;通信中的通信量具有突發(fā)性;信源與信宿采用的設(shè)備多樣在速率、編碼、同步通信規(guī)程等方面有很大差別;傳輸效率較高。數(shù)據(jù)在通信過程中必須建立通信線路和通信雙方的物理通道;建立數(shù)據(jù)鏈路和通信雙方的同步聯(lián)系;傳送控制和數(shù)據(jù)信息;結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸和物理通道。計算機之間以及任何計算機中間的通信必須要有傳輸信道。傳輸信道是有不同的傳輸媒體和相關(guān)設(shè)備組成。根據(jù)傳輸方式不同可分為有線數(shù)據(jù)通信和無線數(shù)據(jù)通信。它們都是通過傳輸信道將計算機與數(shù)據(jù)終端聯(lián)系起來的,使得多地之間的數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)軟、硬件和信息資源共享。
1通信系統(tǒng)傳輸
1.1電纜通信
主要有雙絞線通信,基于同軸的PCM時分多路數(shù)字基帶傳輸?shù)募夹g(shù)。它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠(yuǎn)、布線容易、價格低廉。
1.2微波通信
分為模擬電話微波通信和數(shù)字微波通信。微波通信具有容量大、頻帶寬、質(zhì)量好并可傳至很遠(yuǎn)的距離,可以用于各種電信業(yè)務(wù)的傳送,還具有良好的抗災(zāi)性能,對水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)以及地震等自然災(zāi)害。模擬微波系統(tǒng)每個收發(fā)信機最大可以工作于2700路通信,它采用的調(diào)制方式是SSB/FM/FDM。數(shù)字微波同時傳送三萬多路數(shù)字電話電路(2.4Gbit/s)。它采用的調(diào)制方式是BPSK、QPSK、QAM等。
1.3光纖通信
光纖通信已經(jīng)在現(xiàn)代通信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用,因其通信容量大,通信傳輸距離長,抗干擾性能力強等特點,得以脫穎而出,是主要的傳輸工具。
1.4衛(wèi)星通信
利用人造衛(wèi)星做為中轉(zhuǎn)站實現(xiàn)多點之間信息的傳遞,應(yīng)用在一些高端領(lǐng)域。其特點是通信距離遠(yuǎn),通信容量大,覆蓋面積大,不受地域限制、不受大氣層的影響,具有很高的可靠性。
1.5移動通信
涵蓋多個通信頻段,能夠應(yīng)用在陸、海、空移動通信中。它采用了頻分多址(FDMA),時分多址(TDMA),碼分多址(CDMA)技術(shù)。數(shù)字移動通信關(guān)鍵技術(shù)有多址接入技術(shù)、信源編碼技術(shù)、信道編碼技術(shù)、數(shù)字調(diào)制技術(shù)、擴頻技術(shù)、時域均衡技術(shù)、分集技術(shù)。
2數(shù)據(jù)通信的原理
數(shù)據(jù)終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組終端(PT)是具有X.25協(xié)議接口,能直接接入分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信終端設(shè)備。它可通過一條物理線路與網(wǎng)絡(luò)連接,并可建立多條虛電路,同時與網(wǎng)上的多個用戶進行對話。非分組終端(NPT)需經(jīng)過分組裝拆設(shè)備,才能連到交換機端口。通過分組交換網(wǎng)絡(luò),分組終端之間,非分組終端之間,分組終端與非分組終端之間都能互相通信。數(shù)據(jù)終端(DTE)它包括計算機、終端、協(xié)議翻譯器、多路分解器、打印設(shè)備等。數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)通常只有調(diào)制解調(diào)器和部分交換機COM接口。該設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)終端的用戶網(wǎng)絡(luò)接口。它提供了網(wǎng)絡(luò)的一條物理連接,以及轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備組成,數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)或傳輸介質(zhì)上收發(fā)比特。DCE與DTE必須相互交換,通過交換電路完成對數(shù)據(jù)或控制信息交換。交換網(wǎng)線路要通過呼叫請求,線路連接建立,通信結(jié)束后線路拆除過程。專線連接無需上述過程。計算機系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。
3數(shù)據(jù)通信的分類
3.1有線數(shù)據(jù)通信
3.1.1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在公共DDN網(wǎng)絡(luò),DDN可向用戶提供速率在一定范圍內(nèi)可選的異步或同步傳輸、半固定連接的端到端數(shù)字信道。其異步傳輸速率為50bit/s至19.2Kbit/s,同步傳輸速率為600bit到64Kbit/s。半固定連接是指信道為非交換行,由網(wǎng)絡(luò)管理人員在計算機用命令對數(shù)字交叉連接設(shè)備進行操作,并控制傳輸速率到達地點和路由轉(zhuǎn)換。DDN可為公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、各種專用網(wǎng)、無線尋呼系統(tǒng)、可視圖文系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)傳真、會議電視、ISDN以及計算機網(wǎng)絡(luò)提供中繼信道或用戶的數(shù)據(jù)通信信道。DDN可為幀中繼、虛擬專用網(wǎng)、LAN以及不同類型的網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)內(nèi)連接。利用DDN實現(xiàn)集團用戶計算機局域網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng),采用數(shù)據(jù)終端單元(DTU)進入DDN,不僅提供傳輸速率為9.6Kbit/s以上,而且誤碼率很小,通信質(zhì)量和可靠性都得到保證。由于DDN獨立于公用電話交換網(wǎng),所以DDN為集中操作維護中心提供傳輸通道,不論交換機處于什么狀態(tài),它都能將信息送到集中操作維護中心。
3.1.2分組交換網(wǎng)
分組交換網(wǎng)是一種采用分組交換方式的數(shù)據(jù)通信網(wǎng),它所提供的網(wǎng)絡(luò)功能相當(dāng)于ISO/OSI參考模型的低三層:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層功能。ITU的X.25建議就是針對分組交換網(wǎng)而制定的國際標(biāo)準(zhǔn)。因此,分組交換網(wǎng)有時也稱為X.25網(wǎng)。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)點是方便于不同類型終端間的相互通信,線路利用率高,在一條電路上同時可開放多條虛擬通路,網(wǎng)絡(luò)可靠性高,信息傳輸時延小,經(jīng)濟性能好,信息傳輸質(zhì)量以及線路利用率高。在分組交換中,由于采用了“虛電路”技術(shù),使得在一條物理線路上可同時提供多條信息通路,即實現(xiàn)了線路的統(tǒng)計時分復(fù)用,這是其它網(wǎng)絡(luò)所無法做到的。
3.1.3幀中繼網(wǎng)
幀中繼是在分組交換基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種交換技術(shù),他比分組交換技術(shù)更加適合現(xiàn)代通信網(wǎng)的需要。幀中繼就是減少節(jié)點處理時間技術(shù),由于幀傳送不會出現(xiàn)差錯,幀的目的地址出現(xiàn)就立即轉(zhuǎn)發(fā)該幀,其某些工作由用戶端處理,大大減少幀時延。因此幀中繼網(wǎng)吞吐量很大。
3.2無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信是通過電磁波傳送數(shù)據(jù)信息的一種通信手段。它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,實現(xiàn)移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)通信。也就是計算機間或計算機于人之間的無線通信。它的優(yōu)點是:相比之下用無線數(shù)傳模塊建立,成本廉價;無線的方式可以迅速組建起通信鏈路,建設(shè)工程周期短;不受地理環(huán)境限制,適應(yīng)性好;相比有線通信有更好的擴展性;出現(xiàn)故障時則能快速找出原因,更容易實現(xiàn)設(shè)備維護。
4網(wǎng)絡(luò)及其協(xié)議
4.1計算機網(wǎng)絡(luò)
計算機網(wǎng)絡(luò)就是通過雙絞線、同軸電纜、光纖、衛(wèi)星通信、移動通信、微波通信等有線或無線通道將多臺計算機聯(lián)系起來,實現(xiàn)相互通信,進行信息交換。每個用戶通過網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。計算機網(wǎng)絡(luò)按范圍劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和網(wǎng)際網(wǎng)。局域網(wǎng)指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)成的計算機組。屬于一個學(xué)校、工廠、機關(guān)或一個系統(tǒng)組建的小范圍網(wǎng)。城域網(wǎng)又稱都市網(wǎng)。城域網(wǎng)它的覆蓋范圍一般為一個城市。廣域網(wǎng)屬于如一個國家或洲際網(wǎng)絡(luò)。
局域網(wǎng)是目前使用最多的計算機網(wǎng)絡(luò),一個系統(tǒng)能運用多個局域網(wǎng)絡(luò),如一個系統(tǒng)財務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財務(wù)賬目,學(xué)校使用局域網(wǎng)來進行網(wǎng)絡(luò)化教學(xué),工廠使用局域網(wǎng)進行產(chǎn)品種類和數(shù)量的統(tǒng)計,交通系統(tǒng)使用局域網(wǎng)進行信號燈的控制,人事部門使用局域網(wǎng)來管理人員狀況、檔案信息以及人才的流動等。
4.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議、小文件傳輸協(xié)議、時間協(xié)議、虛擬終端協(xié)議、傳輸控制協(xié)議、簡單郵件傳送協(xié)議、路由信息協(xié)議、點對點協(xié)議、IPv6 Internet協(xié)議、Internet控制信息協(xié)議、開放最短路優(yōu)先協(xié)議、安全超文本傳輸協(xié)議、超文本傳輸協(xié)議、高層數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議、文件傳輸協(xié)議、動態(tài)主機配置協(xié)議、邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議、地址解析協(xié)議。
最常用的是傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)際協(xié)議即TCP/IP協(xié)議,TCP/IP協(xié)議特點是具有開放體系結(jié)構(gòu),并且管理簡單容易。作為互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議,沒有它就根本不可能上網(wǎng),任何和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的操作都離不開TCP/IP協(xié)議。在整個因特網(wǎng)上IP地址是唯一的,IP協(xié)議是由32位二進制數(shù)組成的。如198.168.30.254就表示連接到因特網(wǎng)上的計算機使用的IP地址。
5總結(jié)
總而言之,隨著Internet網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)通信技術(shù)得以普及和廣泛的使用,數(shù)據(jù)通信的新技術(shù)新設(shè)備不斷更新,仍然固守的話會被這個時代淘汰,需要我們不斷學(xué)習(xí)新知識、了解和掌握數(shù)據(jù)通信技術(shù)。目前,在各個層次、各個領(lǐng)域中數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展,語音、視頻、數(shù)據(jù)、圖像等各種數(shù)據(jù)通信在各個領(lǐng)域、各個層面都得到廣泛使用。特別是在通信領(lǐng)域數(shù)據(jù)通信得到了廣泛應(yīng)用。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)通信應(yīng)用研究
1 數(shù)據(jù)通信的基本概念
1.1 數(shù)據(jù)通信的原理 數(shù)據(jù)是指把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式,在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)通常被廣義地理解為在網(wǎng)絡(luò)中存儲、處理和傳輸?shù)亩M制數(shù)字編碼。數(shù)據(jù)是信息的載體,它是信息的表示形式,數(shù)據(jù)按一定規(guī)則、形式組織起來時,就可以傳達某種意義,這種具有某種意義的數(shù)據(jù)集合就是信息。數(shù)據(jù)通信就是利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)信息傳遞的一種通信方式。
1.2 數(shù)據(jù)通信的通信方式、交換方式及適用范圍
1.2.1 數(shù)據(jù)通信方式 ①串行通信。發(fā)送設(shè)備將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù),逐位在通信線上傳輸并送達接受設(shè)備,接收端將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回并行方式,供接收方使用。串行通信傳播速度慢,但覆蓋面廣。②并行通信。并行通信傳輸在兩個設(shè)備之間有多個數(shù)據(jù)位同時使用,發(fā)送方將這些數(shù)據(jù)位通過數(shù)據(jù)線傳給接受方,接受方可同時收到多個數(shù)據(jù)。并行通信傳統(tǒng)速度快,主要用于近距離通信。
1.2.2 數(shù)據(jù)通信交換方式及適用范圍 ①電路交換通信。電路交換是指兩臺計算機或終端使用一條相同的物理鏈路進行信息傳輸,且該鏈路是一直使用的、不與其他終端共享的。該電路交換方式實時性強,成本低,一般在一些公用的電話、電報、數(shù)據(jù)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)中使用。②報文交換通信。報文交換通信是在線路較忙時先把用戶的報文存儲于交換機中,當(dāng)輸出電路負(fù)載小時再將該報文傳送到接收方。報文交換通信方式適用于終端之間傳輸速率或協(xié)議不同的數(shù)據(jù)通信,可提高電路利用率。③分組交換通信。分組交換通信是把接受到的整份報文分為幾個數(shù)據(jù)包,先分組儲存在中轉(zhuǎn)器內(nèi),然后再轉(zhuǎn)發(fā)到接收方。分組交換通信傳輸成本低,傳輸質(zhì)量高,適合比較大的數(shù)據(jù)信息。
2 數(shù)據(jù)通信的分類
2.1 有線數(shù)據(jù)通信
2.1.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的基礎(chǔ)是數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò),它是以光纜、數(shù)字微波、數(shù)字衛(wèi)星電路為基礎(chǔ),通過數(shù)字傳輸而形成的一個具有優(yōu)秀傳輸質(zhì)量、利用率高、價格便宜的一種有線數(shù)字傳輸。
2.1.2 分組交換網(wǎng) 分組交換網(wǎng)是一種新型的交換網(wǎng)絡(luò),同時它也是有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。它的原理是將一條信息平均分成多分并分組,以組的形式儲存轉(zhuǎn)發(fā),因此它的交換延時較低,具有實時通信功能,并且它在同一條電路上開放多條虛擬電路,由此多個用戶就可以同時利用信息。
2.1.3 幀中繼網(wǎng) 幀中繼網(wǎng)是由幀中繼節(jié)點機和傳輸鏈路構(gòu)成的。它將X.25協(xié)議規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和用戶設(shè)備之間每段鏈路上的數(shù)據(jù)差錯重傳控制推到網(wǎng)絡(luò)邊緣的終端來執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)只是用于糾錯,從而大大簡化了節(jié)點機之間的處理過程。其功能特點為:通過幀中繼協(xié)議以幀的方式進行數(shù)據(jù)傳送;傳輸鏈路通過邏輯連接,實現(xiàn)了動態(tài)分配;處理效率很高,信息處理量比較大,通信的延時較低;采用了簡化的分組交換技術(shù)提供PVC/SVC。
2.2 無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信不依賴于有形媒介進行信息傳遞,而是利用無線電波的傳播傳遞信息,不限于終端是否固定,可實現(xiàn)移動狀態(tài)下的通信。無線數(shù)據(jù)通信是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,通過與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)相聯(lián),使移動用戶擁有有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的功能。
3 數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用
3.1 有線數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用
3.1.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路(DDN的應(yīng)用范圍有:①可提供一定強度的中高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。例如局域網(wǎng)互聯(lián)、大中型主機互聯(lián)、ISP等。②為分組交換網(wǎng)提供中繼電路。③提供點對點、一點對多的業(yè)務(wù)。④提供中繼幀的業(yè)務(wù)。同時也擴大了DNN的業(yè)務(wù)范圍。⑤提供語音、圖像等通信。⑥提供虛擬專用業(yè)務(wù)。其應(yīng)用的領(lǐng)域很廣泛,各種領(lǐng)域均能發(fā)現(xiàn)它的影子。它不僅適用于氣象、公安、鐵路、醫(yī)院等行業(yè),也涉及到一些實時性較強的數(shù)據(jù)交換,如證券業(yè)、銀行等。還有無線移動通信網(wǎng)利用了DDN聯(lián)網(wǎng)后,也提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和快速自愈能力。
3.1.2 分組交換網(wǎng)的應(yīng)用 提供了SVC和PVC,其分組的業(yè)務(wù)資費比較便宜,是架設(shè)內(nèi)部廣域網(wǎng)最經(jīng)濟的一種選擇??蓡吸c也可多點連接,在建立多點連接時代替昂貴的DDN專線,大大縮減了建立多點連接的代價。因為X.25協(xié)議比較復(fù)雜,所以適用于64K的低速場合。如POS機、郵電部、ChinaPAC等。
3.1.3 幀中繼技術(shù)的應(yīng)用 幀中繼有許多好處,其中比較實用的有如下幾點:①降低網(wǎng)絡(luò)互連費用,幀中繼能再一條物理鏈接上提供多條邏輯連接,所以用戶接入的費用也相對的降低了。②簡化了網(wǎng)絡(luò)功能,提高了網(wǎng)絡(luò)性能。幀中繼技術(shù)采用了光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng),簡化了網(wǎng)絡(luò)處理功能,因此幀中繼能明顯地改善網(wǎng)絡(luò)功能和響應(yīng)的時間,大大縮短了網(wǎng)絡(luò)延時。它通過充分利用高層協(xié)議的性能,簡化了物理網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,同時也保證了高層網(wǎng)絡(luò)的各種功能不受到任何的影響。③采用了國際的標(biāo)準(zhǔn),與各種廠商的產(chǎn)品相互兼容,這也大大提高的幀中繼的利用率。因為幀中繼的協(xié)議比較簡單,所以各個廠商在產(chǎn)品之間的兼容性和互通互聯(lián)性上比較容易實現(xiàn)。幀中繼的應(yīng)用十分廣泛,下面是一些應(yīng)用的例子:①通過LAN進行互聯(lián)。大約有90%以上的用戶采用這種方式連入幀中繼網(wǎng)。其比較適合處理LAN用戶傳送大量的突發(fā)性數(shù)據(jù)。很多大企業(yè)、銀行、政府部門都是通過這種LAN的方式來將總部與各地分支機構(gòu)進行WAN互聯(lián)。②圖像傳送。幀中繼網(wǎng)絡(luò)的高速率、低延時、低費用等特點受到大多數(shù)用戶的親睞,其種種優(yōu)點比較適合于傳輸圖片和圖像等多媒體信息。例如遠(yuǎn)處醫(yī)療系統(tǒng)就采用了這種幀中繼網(wǎng)絡(luò),因為在遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)中傳送一張普通的X光片就需要占用8MB/s的寬帶,而幀中繼網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)延時和費用方面都比較能讓人接受。③通過利用幀中繼網(wǎng)能夠建立一種虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)是一種邏輯網(wǎng)絡(luò),在虛擬網(wǎng)內(nèi)各個節(jié)點都能夠共享細(xì)膩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的資源,此數(shù)據(jù)也僅僅限制在虛擬網(wǎng)內(nèi),對于虛擬網(wǎng)外的用戶不會產(chǎn)生任何的影響。同時也有利于信息的保密性。
3.2 無線數(shù)據(jù)通信 無線數(shù)據(jù)通信由于可應(yīng)用于移動用戶,故也稱為移動數(shù)據(jù)通信。它已經(jīng)在人們的日常生活中普遍應(yīng)用。無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般包括基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和專用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)?;緮?shù)據(jù)業(yè)務(wù)常見的有廣播、傳真、Emai、無線網(wǎng)(WLAN)的建立等。專用業(yè)務(wù)是某個行業(yè)特殊的用途,如GPS汽車導(dǎo)航衛(wèi)星定位、計算機輔助調(diào)度、個人移動數(shù)據(jù)通信、3G手機網(wǎng)絡(luò)的普及等,都屬于無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍。
4 結(jié)束語
數(shù)據(jù)通信的快速發(fā)展給人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)等均帶來了極大的便利,其通信技術(shù)日趨完善,應(yīng)用前景也日益廣泛。相信在不久的將來,數(shù)據(jù)通信會遍布人類生活的每個角落,成為信息交流與共享的有力手段,也將成為現(xiàn)代通信生活中必不可少的工具。
參考文獻:
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焦?fàn)t四大車的通信方式大多采用無線或感應(yīng)無線的通信方式。在感應(yīng)無線的通信方式中,編碼電纜既作為位置檢測使用,又作為數(shù)據(jù)通信使用。將編碼電纜應(yīng)用在移動機車的定位上是相當(dāng)成功的,但將其應(yīng)用在數(shù)據(jù)通信上,其缺點是明顯的。首先感應(yīng)無線通信的工作頻率較低(100kHz左右),容易受到電氣干擾;其次其通信環(huán)路過長,設(shè)備復(fù)雜,穩(wěn)定性較差,成本高。近年來,無線電通信技術(shù)飛速發(fā)展,已由過去的模擬方式發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)字方式,其特點是硬件設(shè)備簡單、通信速度快、通信誤碼率低。因此采用無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)解決焦?fàn)t四大車的通信問題是未來的發(fā)展方向。
1.1通信技術(shù)
(1)擴頻通信基本原理擴頻通信,即擴展頻譜通信(Spread SpectrumCommunication),它與光纖通信、衛(wèi)星通信,一同被譽為進入信息時代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。擴頻通信是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機編碼(擴頻序列:Spread Sequence)調(diào)制,實現(xiàn)頻譜擴展后再傳輸;接收端則采用相同的編碼進行解調(diào)及相關(guān)處理,恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。(2)擴頻通信的理論基礎(chǔ)擴頻通信的可行性,是從信息論和抗干擾理論的基本公式中引伸而來的。擴展頻譜換取信噪比要求的降低,正是擴頻通信的重要特點,并由此為擴頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。總之,我們用信息帶寬的10 0倍,甚至10 0 0倍以上的寬帶信號來傳輸信息,就是為了提高通信的抗干擾能力,即在強干擾條件下保證可靠安全地通信。這就是擴展頻譜通信的基本思想和理論依據(jù)。
2 位置檢測的基本原理
2.1編碼電纜的結(jié)構(gòu)
編碼電纜由電纜芯線、模芯和電纜護套構(gòu)成。芯線有兩種,即基準(zhǔn)線(R線)和地址線(G0線—G9線)?;鶞?zhǔn)線R在整個電纜段中不交叉,地址線是按格雷碼的編碼規(guī)律來編制的,G0每隔2P交叉一次,G1每隔4P交叉一次,G2每隔8P交叉一次,以此類推,G9在整個電纜段中只交叉一次,P為依靠電纜本身能識別的最小長度。
2.2位置檢測的基本原理
圖1為編碼電纜位置檢測原理示意圖。移動機車上安裝一個天線箱(發(fā)射天線),天線箱距離扁平電纜10 ~30 c m,天線箱發(fā)射的高頻信號通過電磁感應(yīng)被地面的編碼電纜接收,R線為平行敷設(shè)的一對線,接收到的信號作為基準(zhǔn)信號,G0 ~ G9在不同的位置有不同的交叉點,其接收到的信號在經(jīng)過偶數(shù)個交叉后,相位與基準(zhǔn)信號相同,在經(jīng)過奇數(shù)個交叉點后,相位與基準(zhǔn)信號的相位相反,若規(guī)定同相位時地址為“0”,反相位時地址為“1”,則在編碼電纜的某一位置得到唯一10位的地址編碼,此對應(yīng)與機車的一個地址。例如圖中G0~G9的地址碼為:001…1。位置檢測單元將地址碼轉(zhuǎn)換成十進制的米數(shù),即可檢測出機車離編碼電纜始端的距離,從而得到機車的位置。
3 感應(yīng)無線定位和通信系統(tǒng)
數(shù)據(jù)通信受到變頻調(diào)速器諧波干擾,變頻器工作時,作為一個強大的干擾源,其干擾途徑一般分為輻射、傳導(dǎo)、電磁耦合、二次輻射和邊傳導(dǎo)邊輻射等,諧波的頻率為幾十千赫茲到幾百千赫茲。主要途徑如圖2所示。從圖2可以看出,變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對周圍的無線電接收設(shè)備產(chǎn)生強烈的影響。下面介紹感應(yīng)無線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信和地址檢測的模式,并說明變頻調(diào)速器對感應(yīng)無線通信干擾的原因。
3.1數(shù)據(jù)通信的模式
感應(yīng)無線通信的工作頻率為:地面站:79kHz,車載站:49k Hz,這個頻率正好在變頻調(diào)速器的諧波范圍,于是產(chǎn)生了同頻干擾。數(shù)據(jù)通信的流程如圖3所示。由于地面站的數(shù)據(jù)是通過編碼電纜發(fā)射的,而編碼電纜是單線圈結(jié)構(gòu),發(fā)射效率較低,要保證車上的接收質(zhì)量,必須提高車上接收的靈敏度,因此車上的接收天線是多線圈的,并配有信號放大器,因此靈敏度較高,在接收地面站信號時也很容易接收到變頻器的諧波,造成同頻干擾。車上接收到錯誤的數(shù)據(jù)后就不能往地面站回發(fā)數(shù)據(jù),只能等待接收下一幀數(shù)據(jù)。若干擾仍存在,通信就中斷了。為了消除變頻調(diào)速器的諧波干擾,常采用如下兩種方法。(1)增加一個參數(shù)一樣的接收線圈。采用放大器差分輸入(減法器)的辦法來消除干擾,但同時也把有用的信號差分掉了,為了防止有用信號被差分(相減)掉,這兩個線圈必須保持一定的距離。這樣它們接收到的干擾信號就不相等了,因此,用差分相減的辦法不能完全消除變頻調(diào)速器的諧波干擾。(2)采用無線擴頻通信技術(shù)。其工作頻率2.4GHz,避開了變頻調(diào)速器諧波干擾,是一種徹底解決變頻調(diào)速器的諧波對數(shù)據(jù)通信干擾的辦法。本系統(tǒng)采用的就是無線擴頻通訊技術(shù)。
3.2地址檢測模式
感應(yīng)無線通信系統(tǒng)中,編碼電纜既用作地址檢測,又用作數(shù)據(jù)通信,因此地址檢測和數(shù)據(jù)通信只能分時進行,地址檢測建立在數(shù)據(jù)通信之上。即在一個通信同期內(nèi),有一段時間用于車上調(diào)制器發(fā)送載波,以便地面站檢測地址,如圖4所示。由于變頻調(diào)速器的干擾,車載站接收到錯誤的數(shù)據(jù)后不能回發(fā)數(shù)據(jù),也就不能發(fā)送載波(用于地址檢測)了,因此地址檢測便不能實現(xiàn)。
3.3變頻調(diào)速器的諧波對感應(yīng)無線數(shù)據(jù)通信干擾
編碼電纜既用作地址檢測,又用作數(shù)據(jù)通信,通過編碼電纜和車上天線箱的電磁感應(yīng)實現(xiàn)車載站和地面站的數(shù)據(jù)交換。近年來,變頻調(diào)速器在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。但它工作時頻率豐富的諧波對周圍的設(shè)備帶來了嚴(yán)重的干擾。其嚴(yán)重后果有:(1)影響無線電設(shè)備的正常接受;(2)影響周圍機器設(shè)備的正常工作,使它們因接受錯誤的信號而產(chǎn)生錯誤動作。所以數(shù)據(jù)通信應(yīng)采用抗干擾能力強,尤其是抗變頻調(diào)速器諧波干擾的通信技術(shù)。
(1)數(shù)據(jù)通信適配器主要構(gòu)成數(shù)據(jù)通信適配器,主要由通信接口單元、通信控制單元、微處理器單元(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、編碼解碼、加密糾錯等)、數(shù)據(jù)存儲單元、調(diào)制解調(diào)單元、電平轉(zhuǎn)換單元、電源管理單元等構(gòu)成,如圖1所示。通信接口單元,主要用于數(shù)據(jù)分配、交換、控制及傳輸通道、傳輸速率和傳輸規(guī)程等。通信控制單元,主要用于對數(shù)據(jù)信息傳輸進行收發(fā)狀態(tài)控制和串/并狀態(tài)轉(zhuǎn)換等。數(shù)據(jù)存儲單元,主要用于對數(shù)據(jù)信息傳輸過程的緩沖存儲和等待處理等。微處理器(單片機)單元,主要完成信息傳輸中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、編碼解碼、加密糾錯及時鐘控制等。調(diào)制解調(diào)單元,主要完成對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進行輸出調(diào)制和輸入解調(diào)的相關(guān)變換等。電平轉(zhuǎn)換單元,主要完成數(shù)據(jù)通信適配器與電臺及計算機之間的電平匹配等。電源管理單元,主要提供給數(shù)據(jù)通信適配器各單元所需要穩(wěn)定可靠的工作電壓等。(2)窄帶無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要組成窄帶無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),主要由計算機(信息終端)、數(shù)據(jù)通信適配器、窄帶無線電臺(通信終端)等組成,如圖2所示。窄帶無線數(shù)據(jù)通信適配器主要完成窄帶無線電臺(通信終端)的模擬信道與計算機(信息終端)之間的信息轉(zhuǎn)換控制和交換處理功能,實現(xiàn)在窄帶無線電臺(模擬信道)系統(tǒng)之間的點對點和點對多點的數(shù)據(jù)通信。窄帶無線數(shù)據(jù)通信適配器主要完成窄帶無線電臺(通信終端)的模擬信道與計算機(信息終端)之間的信息轉(zhuǎn)換控制和交換處理功能,實現(xiàn)在窄帶無線電臺(模擬信道)系統(tǒng)之間的點對點和點對多點的數(shù)據(jù)通信。(3)數(shù)據(jù)通信適配器基本工作原理數(shù)據(jù)通信適配器主要通過配置特殊存儲器及控制指令,可使系統(tǒng)在串口同步通信方式下工作,其數(shù)據(jù)信息的發(fā)送過程是以高速輸入(從計算機輸出)以中低速輸出(輸入于電臺),而數(shù)據(jù)信息的接收過程以中低速輸入(電臺接收)而以高速輸出(送入計算機)。用微處理器的P1口控制收發(fā)轉(zhuǎn)換電路,使適配器工作在不同的模式,其收發(fā)功耗極低。當(dāng)工作在發(fā)送方式時,對相應(yīng)的接口進行控制,并在驅(qū)動程序的作用下,發(fā)送時CPU請求發(fā)送數(shù)據(jù),發(fā)送地址和有效載荷數(shù)據(jù)送給轉(zhuǎn)換電路,電臺轉(zhuǎn)發(fā),將要發(fā)送的信息經(jīng)過輸出端口發(fā)射出去;接收時,電臺處于收信,通過輸入端口進來的信息經(jīng)接口控制,則接收地址和有效載荷數(shù)據(jù)送入轉(zhuǎn)換電路,此時,接收信息經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后,傳輸?shù)捷斎氪谒徒o計算。微處理器具有通用的串行通信接口,它允許多位串行數(shù)據(jù)流以預(yù)設(shè)的速率及外部時鐘確定的速率有序的移入與移出。數(shù)據(jù)通信適配器主要采用的是微處理器與計算機及無線電臺之間的數(shù)據(jù)處理傳輸和收發(fā)轉(zhuǎn)換控制等基本原理,其兩端的速率分別與串口傳輸速率和無線信道傳輸速率相同,并分別由UART0、UARTl控制信息的接收與發(fā)送。窄帶無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)工作時,首先在通信控制程序或應(yīng)用軟件的作用下,把計算機輸出的信息經(jīng)過發(fā)送控制后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲器,再送入微處理器(單片機),并進行相應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換和編碼加密處理,然后通過相關(guān)電路和軟件的控制及通信設(shè)置,按照規(guī)定的傳輸速率,以合適的匹配電平經(jīng)輸出電路控制傳送給無線電臺。接收信息時,把經(jīng)過輸入電路所接收的模擬信息傳輸給微處理器(單片機),經(jīng)過信息的模數(shù)轉(zhuǎn)換及解碼識別和糾錯處理后,再將數(shù)據(jù)信息經(jīng)單片機的輸出端口傳送到計算機。
2數(shù)據(jù)通信適配器主要設(shè)計方案
(1)接口通信電路以微處理器(單片機)為核心的數(shù)據(jù)通信適配器能夠提供透明的數(shù)據(jù)接口,適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶通信協(xié)議。串行通信只需較少的端口就可以實現(xiàn)微處理器與計算機及無線通信電臺之間的通信。通信中的信息發(fā)送可以通過串行通信方式與計算機的串口相接。計算機串行接口采用的是RS232標(biāo)準(zhǔn)的電平和邏輯關(guān)系,而微處理器(單片機)采用的是TTL電平和邏輯關(guān)系。由于RS232和TTL各自規(guī)定了自己的電氣標(biāo)準(zhǔn),互不兼容,因此,RS232與TTL電路接口時需要進行電平轉(zhuǎn)換,系統(tǒng)采用MAX323系列驅(qū)動芯片,該芯片是一款低功耗寬電壓供電的通信芯片,可以完成TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換及串口通信控制。通過計算機與單片機內(nèi)部提供的串口通信模塊,配合接口電路軟件驅(qū)動和電平轉(zhuǎn)換芯片的設(shè)計,即可實現(xiàn)串口通信及數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌l(fā)收控制。同時設(shè)計數(shù)據(jù)發(fā)送與接收的狀態(tài)指示燈,以指示串口和微處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸情況。(2)通信協(xié)議規(guī)程數(shù)據(jù)通信適配器中的微處理器(單片機)提供兩個串口和兩種接口方式,COM1接口用于微處理器與計算機之間的通信。計算機使用標(biāo)準(zhǔn)RS232串口與數(shù)據(jù)通信適配器相連接,采用雙工通信方式,按照標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議,串口數(shù)據(jù)傳輸速度為57600bpts,每幀格式為1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,在通信控制程序的驅(qū)動下,計算機向模塊發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)為發(fā)送狀態(tài),其余時隙則自動設(shè)置為接收狀態(tài)。COM2接口定義為RS232接口,用于微處理器(數(shù)據(jù)適配器)輸出輸入端口的通信,傳輸速率(信道速率)為2400bpts~9600bpts(根據(jù)窄帶無線電臺的帶寬確定),主要通過軟件編程進行設(shè)置。在通信應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)存儲器的作用控制下,可對較大容量的數(shù)據(jù)信息通過分段打包和斷續(xù)發(fā)送與接收的方式進行傳輸。(3)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路在數(shù)據(jù)通信過程中,數(shù)據(jù)通信適配器必須對傳輸信息進行相應(yīng)的數(shù)模(D/A)和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后才能正常使用。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理,主要使用微處理器內(nèi)部自帶的SD16位的數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊,并通過軟件編程來實現(xiàn)16位數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理功能,其數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊主要實現(xiàn)波形與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,Timer對時鐘進行分頻,從而提高時鐘頻率,使數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換時能有更快的采樣率或轉(zhuǎn)換速度,以保持轉(zhuǎn)換的精度,實現(xiàn)更高頻率的波形產(chǎn)生。在外部使用可編程控制的放大器對波形進行調(diào)整,利用濾波器對波形進行優(yōu)化,以滿足更好的精度和波形要求。(4)數(shù)據(jù)存儲電路數(shù)據(jù)通信適配器主要利用微處理器內(nèi)部FLASH存儲器,存放Bootloader、模塊驅(qū)動程序和應(yīng)用程序。為了確保系統(tǒng)能夠傳輸較大容量的信息,并防止系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通信中斷,信息無法發(fā)送出去而造成數(shù)據(jù)丟失,在設(shè)計中采用了IS62LV系列數(shù)據(jù)存儲器。數(shù)據(jù)存儲器具有較大的容量(系統(tǒng)設(shè)計容量為64kbit)和較低的功耗、高可靠性及高速率的數(shù)據(jù)存取功能。在發(fā)送信息時將計算機送來的信號首先經(jīng)過輸入緩存,經(jīng)過輸入緩存后對信號進行放大,然后再經(jīng)微處理器內(nèi)部SD16進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后把數(shù)據(jù)存入專用數(shù)據(jù)存儲器,在接收信息時將無線電臺送來的信息送入SD16進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和緩存,然后再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入專用數(shù)據(jù)存儲器。(5)調(diào)制解調(diào)電路在窄帶無線信道上,存在有較為嚴(yán)重的各種電磁干擾,在數(shù)據(jù)通信時,如果采用PSK,ASK調(diào)制方式,將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸過程中的誤碼率增大、可靠性降低。因此,在系統(tǒng)方案設(shè)計中,選用了CMX469系列芯片完成信息傳輸過程中的調(diào)制與解調(diào)功能,并利用了微處理器自有抗干擾能力強的GFSK調(diào)制方式,GFSK是高斯頻移鍵控方式,它能有效地克服窄帶無線數(shù)據(jù)通信過程中,由于存在各種干擾所造成的誤碼,同時,為有效提高數(shù)據(jù)傳輸速率,選取了對調(diào)制方式更加有利的同步通信方式,這與異步傳輸方式相比,其窄帶無線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率提高了20%左右。(6)電源管理電路電源是數(shù)據(jù)通信適配器單元集成的重要部分之一。設(shè)計中,為了減少體積,增加使用的方便性,在不影響數(shù)據(jù)通信適配器整體使用的情況下,一是采用了計算機主板上的USB或其內(nèi)部其它相應(yīng)的±5V電源供電;二是采用了電臺內(nèi)部相應(yīng)的±5V電源供電,運用電源管理的方法對電源進行分配,主要使用AMS1117系列電源開關(guān)作電源控制,在整個電路中通過整流變換、濾波穩(wěn)壓等方式,將提供的±5V電源轉(zhuǎn)換成電路中所需要穩(wěn)定可靠的±3V電源等,并通過微處理器(單片機)的數(shù)字信號控制電源的使用,充分提高了電源的利用率,有效降低了數(shù)據(jù)通信適配器的功耗。
3數(shù)據(jù)通信適配器主要軟件設(shè)計
數(shù)據(jù)通信適配器所采用的微處理器(單片機)的內(nèi)核CPU結(jié)構(gòu)是按照精簡指令集和高透明指令的宗旨來設(shè)計的,使用C語言編程與標(biāo)準(zhǔn)的C語言編程有著較高的兼容性,且在軟件設(shè)計過程中用選擇模塊化方法,確保程序結(jié)構(gòu)化的一目了然,因此,軟件編程用C語言,其程序設(shè)計提高了開發(fā)調(diào)試效率,編寫的串口通信控制軟件穩(wěn)定可靠、可移植性好,并為系統(tǒng)的擴展運用提供了重要作用。在軟件模塊設(shè)計中,主要有數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換、編碼加密、解碼糾錯及發(fā)送接收等模塊程序,當(dāng)系統(tǒng)在工作狀態(tài)下,對程序?qū)嵭谐跏蓟幚?,然后通過指令控制可進行發(fā)送,當(dāng)完成這一程序后,自動進入接收模式。如果在此過程中發(fā)生了中斷事件,則可自動判斷中斷源位置,并連接相關(guān)的中斷服務(wù),處理完中斷控制后,再進入收發(fā)過程控制。初始化程序主要用于中斷有關(guān)服務(wù)程序的入口和出口,并對微處理器(單片機)及收發(fā)控制等進行設(shè)置,其流程如圖3所示。中斷控制程序,主要對整個系統(tǒng)進行初始化,以便于系統(tǒng)正常地進行工作。在中斷中,將得到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū),并設(shè)置標(biāo)識,同時將發(fā)送指針或接收指針向后移動,主程序中會進行數(shù)據(jù)的相關(guān)處理,等待中斷結(jié)束,重新請求執(zhí)行程序,其流程如圖4所示。收發(fā)程序主要用于進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、控制和編碼解碼。發(fā)送程序?qū)⒔⒌臄?shù)據(jù)包通過微處理器(單片機)串口2接收送至輸出端口;接收程序主要完成電臺所接收的信息,經(jīng)過微處理器(單片機)串口將接收的模擬信息進行處理和存儲,然后將數(shù)據(jù)信息通過串口1給計算機,其流程如圖5所示。
4主要抗干擾技術(shù)設(shè)計
為了有效地降低系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中的誤碼率,提高其抗電磁干擾能力,在設(shè)計過程中,一是采用了高斯頻移鍵控(GFSK)調(diào)制方式和曼徹斯特編碼/解碼及其糾錯編解碼技術(shù),使用內(nèi)置完整的通信協(xié)議和CRC校驗電路;二是軟件設(shè)計使用了高效的循環(huán)交織糾檢錯編碼和編碼加密的方法,并對于超過糾錯范圍的差錯,可采用檢錯重發(fā),以及采用多次發(fā)送的選擇法等技術(shù)手段。能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸過程中,由于隨機干擾造成的隨機錯誤和突發(fā)干擾造成的突發(fā)性錯誤進行有效的糾錯,能夠自動濾除信息傳輸過程中,由于空間電磁波干擾及相關(guān)因素導(dǎo)致在所產(chǎn)生的錯誤數(shù)據(jù)和及虛假信息,其抗突發(fā)干擾和靈敏度有較大的改善,具有較強的抗干擾能力和低誤碼率,系統(tǒng)特別適合長期工作和在較為惡劣環(huán)境下使用的要求。
5結(jié)束語
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)通信;原理;交換方式;范圍;分類
概述:數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。要在兩地間傳輸信息必須有傳輸信道,根據(jù)傳輸媒體的不同,
有有線數(shù)據(jù)通信與無線數(shù)據(jù)通信之分。但它們都是通過傳輸信道將數(shù)據(jù)終端與計算機聯(lián)結(jié)起來,而使不同地點的數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)軟、硬件和信息資源的共享。
1 數(shù)據(jù)通信的交換方式通常數(shù)據(jù)通信有三種交換方式:
1.1 電路交換
電路交換是指兩臺計算機或終端在相互通信時,使用同一條實際的物理鏈路,通信中自始至終使用該鏈路進行信息傳輸,且不允許其它計算機或終端同時共享該電路。
1.2 報文交換
報文交換是將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中(內(nèi)存或外存),當(dāng)所需輸出電路空閑時,再將該報文發(fā)往需接收的交換機或終端。這種存儲―轉(zhuǎn)發(fā)的方式可以提高中繼線和電路的利用率。
1.3 分組交換
分組交換是將用戶發(fā)來的整份報文分割成若干個定長的數(shù)據(jù)塊(稱為分組或打包),將這些分組以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸。第一個分組信息都連有接收地址和發(fā)送地址的標(biāo)識。在分組交換網(wǎng)中,不同用戶的分組數(shù)據(jù)均采用動態(tài)復(fù)用的技術(shù)傳送,即網(wǎng)絡(luò)具有路由選擇,同一條路由可以有不同用戶的分組在傳送,所以線路利用率較高。
2 各種交換方式的適用范圍
2.1 電路交換方式通常應(yīng)用于公用電話網(wǎng)、公用電報網(wǎng)及電路交換的
公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(CSPDN) 等通信網(wǎng)絡(luò)中。
前兩種電路交換方式系傳統(tǒng)方式;后一種方式與公用電話網(wǎng)基本相似,但它是用四線或二線方式連接用戶,適用于較高速率的數(shù)據(jù)交換。正由于它是專用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng),其接通率、工作速率、用戶線距離、線路均衡條件等均優(yōu)于公用電話網(wǎng)。其優(yōu)點是實時性強、延遲很小、交換成本較低;其缺點是線路利用率低。電路交換適用于一次接續(xù)后,長報文的通信。
2.2 報文交換方式適用于實現(xiàn)不同速率、不同協(xié)議、不同代碼終端的終端間或一點對多點的同文為單位進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)通信
由于這種方式,網(wǎng)絡(luò)傳輸時延大,并且占用了大量的內(nèi)存與外存空間,因而不適用于要求系統(tǒng)安全性高、網(wǎng)絡(luò)時延較小的數(shù)據(jù)通信。
2.3 分組交換是在存儲―轉(zhuǎn)發(fā)方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,但它兼有電
路交換及報文交換的優(yōu)點
它適用于對話式的計算機通信,如數(shù)據(jù)庫檢索、圖文信息存取、電子郵件傳遞和計算機間通信等各方面,傳輸質(zhì)量高、成本較低,并可在不同速率終端間通信。其缺點是不適宜于實時性要求高、信息量很大的業(yè)務(wù)使用。
3 數(shù)據(jù)通信的分類
3.1 有線數(shù)據(jù)通信
3.1.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、DDN 節(jié)點、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成。DDN 是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN 是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)包括用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質(zhì)量不如前。DDN 的主要特點是:
1) 傳輸質(zhì)量高、誤碼率低:傳輸信道的誤碼率要求小。
2) 信道利用率高。
3) 要求全網(wǎng)的時鐘系統(tǒng)保持同步,才能保證DDN 電路的傳輸質(zhì)量。4) DDN 的租用專線業(yè)務(wù)的速率可分為2.4-19.2kbit/s,N×64kbit/s(N=1-32);用戶入網(wǎng)速率最高不超過2Mbit/s。
5)DDN 時延較小。
3.1.2 分組交換網(wǎng)
分組交換網(wǎng)(PSPDN) 是以CCITT X.25 建議為基礎(chǔ)的,所以又稱為X.25 網(wǎng)。它是采用存儲―轉(zhuǎn)發(fā)方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數(shù)據(jù)段,并在每個數(shù)據(jù)段上加上控制信息,構(gòu)成一個帶有地址的分組組合群體,在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)點是在一條電路上同時可開放多條虛通路,為多個用戶同時使用,網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能,但網(wǎng)絡(luò)性能較差。
3.2 無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信也稱移動數(shù)據(jù)通信,它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸,因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。而移動數(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的,因而有可能實現(xiàn)移動狀態(tài)下的移動通信。狹義地說,移動數(shù)據(jù)通信就是計算機間或計算機與人之間的無線通信。它通過與
有線數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián),把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴展到移動和便攜用戶。
4 網(wǎng)絡(luò)及其協(xié)議
4.1 計算機網(wǎng)絡(luò)
計算機網(wǎng)絡(luò)(Computer Network),就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺以上計算機互聯(lián)的集合。通過網(wǎng)絡(luò)各用戶可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,如文檔、程序、打印機和調(diào)制解調(diào)器等。計算機網(wǎng)絡(luò)按地理位置劃分,可分為網(wǎng)際網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)四種。Internet是世界上最大的網(wǎng)際網(wǎng);廣域網(wǎng)一般指連接一個國家內(nèi)各個地區(qū)的網(wǎng)絡(luò),全國公安系統(tǒng)的信息中心互聯(lián)起來,也是一個廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)一般分布距離在100~1000 公里之間;城域網(wǎng)又稱為都市網(wǎng),它的覆蓋范圍一般為一個城市,方圓不超過10~100 公里;局域網(wǎng)的地理分布則相對較小,如一棟建筑物,或一個單位、一所學(xué)校,甚至一個大房間等。
局域網(wǎng)是目前使用最多的計算機網(wǎng)絡(luò),一個單位可使用多個局域網(wǎng),如財務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財務(wù)帳目,勞動人事部門使用局域網(wǎng)來管理人事檔案、各種人才信息,公安刑偵部門使用局域網(wǎng)來管理犯罪信息系統(tǒng)、交警部門使用局域網(wǎng)來管理機動車輛、駕駛員信息等等。
4.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是兩臺計算機之間進行網(wǎng)絡(luò)對話所使用的語言,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很多,有面向字符的協(xié)議、面向比特的協(xié)議,還有面向字節(jié)計數(shù)的協(xié)議,但最常用的是TCP/IP 協(xié)議。它適用于由許多LAN 組成的大型網(wǎng)絡(luò)和不需要路由選擇的小型網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP 協(xié)議的特點是具有開放體系結(jié)構(gòu),并且非常容易管理。
TCP/IP 實際上是一種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是有關(guān)協(xié)議的集合,它包括傳輸控制協(xié)議(Transport Control pro-tocol) 和因特網(wǎng)協(xié)(InternetProtocol)。TCP 協(xié)議用于在應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù),IP 協(xié)議用于在程序與主機之間傳送數(shù)據(jù)。由于TCP/IP 具有跨平臺性,現(xiàn)已成為Internet的標(biāo)準(zhǔn)連接協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為如下四層:
1) 網(wǎng)絡(luò)接口層:負(fù)責(zé)接收和發(fā)送物理幀;
2) 網(wǎng)絡(luò)層:負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點之間的通信;
3) 傳輸層:負(fù)責(zé)起點到終端的通信;
4) 應(yīng)用層:提供諸如文件傳輸、
電子郵件等應(yīng)用程序要把數(shù)據(jù)以TCP/IP 協(xié)議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機,數(shù)據(jù)需經(jīng)過上述四層通信軟件的處理才能在物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
目前的IP 協(xié)議是由32 位二進制數(shù)組成的,如202.0.96.133 就示連接到因特網(wǎng)上的計算機使用的IP 地址,在整個因特網(wǎng)上IP 地址是唯一的。
【關(guān)鍵詞】電力遠(yuǎn)動技術(shù);RTU;數(shù)據(jù)通信;供電系統(tǒng)
一、認(rèn)識遠(yuǎn)動終端RTU
(一)RTU的定義
RTU即遠(yuǎn)動終端,它是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠、變電站的一種具有四遙遠(yuǎn)動功能的自動化設(shè)備。
(二)RTU的功能概述
1、遠(yuǎn)方功能
RTU與調(diào)度中心之間通過遠(yuǎn)距離信息傳輸所完成的監(jiān)控功能。
①遙測(YC,Tele-measurement):遠(yuǎn)程量測值。RTU將采集到的廠站運行參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心(上傳)。包括:P、Q、U、I、檔位、溫度等,容量達幾十到上百個(路)。
②遙信(YX,Tele-indication, Tele-signalization):遠(yuǎn)程狀態(tài)信號。RTU將采集到的廠站設(shè)備運行狀態(tài)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心(上傳)。
③遙控(YK,Tele-command):遠(yuǎn)程命令。調(diào)度中心發(fā)給RTU的改變設(shè)備運行狀態(tài)的命令。
④遙調(diào)(YT,Tele-adjusting):遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)命令。調(diào)度中心發(fā)給RTU的調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)的命令。
⑥統(tǒng)一時鐘:具有對時功能。接收調(diào)度中心的校時命令。統(tǒng)一時鐘為了不同廠站之間事故分析以及電度量凍結(jié)。
⑦轉(zhuǎn)發(fā):接收其它RTU送來的遠(yuǎn)動信息,按規(guī)約組裝轉(zhuǎn)發(fā)給指定的調(diào)度中心。
2、當(dāng)?shù)毓δ?/p>
就是RTU自身或連接的顯示記錄設(shè)備的實現(xiàn)監(jiān)控功能。
①CRT顯示:與RTU直接連接(或通過當(dāng)?shù)毓ぷ髡荆┑腃RT可顯示RTU采集的四遙、YXBW等信息。
②漢字報表打?。簩崿F(xiàn)三類打?。憾〞r打印、事件記錄打印和召喚打印。
③本機鍵盤顯示器:RTU自帶的操作面板,實現(xiàn)循測、定測和顯時功能。
④RTU自檢、自調(diào)功能:反映RTU的自身的可維護能力。插件損壞診斷,程序“走飛”時的自恢復(fù)能力、主備通道監(jiān)視功能。
(三)RTU的基本結(jié)構(gòu)
1、硬件組成
①主控系統(tǒng):管理各個子系統(tǒng)、人機聯(lián)系、調(diào)度通信
②若干子系統(tǒng):每個子系統(tǒng)單獨CPU,包括YC、YX、YC、YT、DI、DD 等子系統(tǒng)。
③I/O 總線連接主控系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)
2、軟件組成
單獨子系統(tǒng)是由主控程序和若干功能子系統(tǒng)所組成。
①主控程序:與子系統(tǒng)的通信程序、調(diào)度通信程序、數(shù)據(jù)處理、人機聯(lián)系程序。
②功能子系統(tǒng):與主系統(tǒng)通信發(fā)送/接收、輸入/ 輸出程序等。
二、供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的數(shù)據(jù)通信
(一)供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的數(shù)據(jù)通信傳輸方式
供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的數(shù)據(jù)通信傳輸方式主要包括并行傳輸與串行傳輸,兩種不同的傳輸方式,其中目前電網(wǎng)調(diào)度自動化中大量使用的是串行傳輸。
①并行傳輸,用8根線(另1根公共線)將數(shù)字通信雙方連接起來,每1次可以同時傳送8位碼元,這種方式稱為并行傳輸。其優(yōu)點是速度快(高達百兆字節(jié));缺點是信號線多,不適于遠(yuǎn)距離傳輸(
②串行傳輸,用1回線將數(shù)字通信雙方連接起來,每1次傳送1位碼元,這種方式稱為串行傳輸。其優(yōu)點是信號線少,適于遠(yuǎn)距離傳輸;缺點是速度慢,適于少量數(shù)據(jù)的傳送。
(二)供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的數(shù)據(jù)通信的原理
計算機并行方式處理數(shù)據(jù),而數(shù)據(jù)傳送用串行方式,故需要進行并/串轉(zhuǎn)換。其中在發(fā)送端的并/串轉(zhuǎn)換器進行如下操作:CPU控制發(fā)送緩沖器移位寄存器在發(fā)送脈沖控制下字節(jié)的低位先發(fā)。發(fā)空后用中斷提示。發(fā)送時鐘控制發(fā)送速度。接收端的串/并轉(zhuǎn)換器與送端的并/串轉(zhuǎn)換器工作原理類似。
(三)供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的數(shù)據(jù)通信的差錯控制
第一、誤碼率。數(shù)據(jù)傳輸后發(fā)生的錯誤碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)的之比,稱為誤碼率。電網(wǎng)遠(yuǎn)動要求誤碼率小于10E-5,計算機通信要求誤碼率小于10E-6。誤碼與線路質(zhì)量、干擾及其傳輸速度有關(guān)。
第二、差錯控制。指能在接收端,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤的控制措施和方法,其中供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的數(shù)據(jù)通信的差錯控制的主要方法就是奇偶效驗。
三、供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)說明
(一)電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的重要性
數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化以及配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的重要部分,現(xiàn)代電力系統(tǒng)離開了通信系統(tǒng)是不可能正常運行的。電力系統(tǒng)自動化對供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動技術(shù)的電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本要求如下:
1)通信可靠性:遠(yuǎn)距離傳輸、誤碼低、糾錯能力。2)建設(shè)費用低:較高的性價比。3)滿足目前和將來數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?)通信方式具有實用性和靈活性。5)信道不受電網(wǎng)故障的影響,電網(wǎng)故障時的強烈電磁干擾對通信設(shè)備和線路影響。6)易操作與維護。
(二)電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成
電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成如下:
數(shù)據(jù)終端調(diào)制解調(diào)器通信處理機調(diào)制解調(diào)器主計算機。
①數(shù)據(jù)終端:廠站端RTU設(shè)備。
②調(diào)制解調(diào)器:二進制數(shù)據(jù)與模擬信號的轉(zhuǎn)換設(shè)備,模擬信號適于遠(yuǎn)傳。近距離傳輸可直接采用數(shù)字通信。
③通信線路:傳送數(shù)據(jù)信號的線路,公網(wǎng)或?qū)>W(wǎng),直接連接或經(jīng)通信處理機網(wǎng)絡(luò)連接。
④通信處理機:承擔(dān)通信控制任務(wù)(緩沖匹配、誤碼檢測、故障檢測、路由選擇、信道建立等)
⑤主計算機:類似于數(shù)據(jù)終端,指調(diào)度計算機系統(tǒng)。
結(jié)語
鑒于電力生產(chǎn)的特點,發(fā)電廠、調(diào)度站和變電站之間的信息交換只能借助通道技術(shù)來實現(xiàn)。因此,要使發(fā)送出去的數(shù)據(jù)到對方后,能夠被接收方識別、接收和處理,就要對傳送的數(shù)據(jù)信息格式作嚴(yán)格的規(guī)定,這就是遠(yuǎn)動規(guī)約的一個內(nèi)容。而基于這一規(guī)定的遠(yuǎn)動技術(shù)的實現(xiàn)及其在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用,更是有效的促進了電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。
參考文獻
[1]陳峰.鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)技術(shù)探析[J].中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),2011(13).
關(guān)鍵詞:USB;驅(qū)動程序;主控制軟件
1USB的功能與特點
USB是從傳統(tǒng)I/模式中創(chuàng)新而來,在整個PC機外部構(gòu)建起新型外設(shè)連接方式形成的數(shù)據(jù)接口形態(tài)。USB具有以下方面特點。第一,熱插拔,即可以在USB連接的任何一臺PC機上,運用PC機內(nèi)部操作系統(tǒng)運用USB數(shù)據(jù)接口。第二,接口共享。USB數(shù)據(jù)接口具有多個外設(shè)連接方式,可以同時控制連接126個外連設(shè)備。第三,方便靈活。USB數(shù)據(jù)接口在應(yīng)用過程中具有非??焖俚膫鬏斔俣?,可以有效應(yīng)用鼠標(biāo)、鍵盤、游戲外設(shè)等工具,并且具有高質(zhì)量磁盤存儲效率[1]。
2USB下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計方式
2.1USB驅(qū)動程序
USB驅(qū)動程序是由一些例程集合而成,(分發(fā)例程、入口例程、卸載例程等)應(yīng)用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),實現(xiàn)良好應(yīng)用價值。因此,專業(yè)人員需要通過利用DriverStudio向?qū)梢粋€高質(zhì)量USB驅(qū)動程序框架,寫入必要產(chǎn)品編碼和制作商編碼,以便于更好開展USB驅(qū)動程序加載。在ADDDevice例程中,專業(yè)人員創(chuàng)建一個USBDCSDevice符號連接方式,運用IoCreateSymbolicLink函數(shù)使USB驅(qū)動程序與其他設(shè)備有效連接。專業(yè)化人員在完成設(shè)備初始化之后,需要有效連接應(yīng)用設(shè)備對象,并且通過CreateFile函數(shù)打開USB接口。在整個USB驅(qū)動程序設(shè)計過程中,專業(yè)人員采用DebugView軟件開展程序調(diào)試,進行本機網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序觀察,有效支持Win98/NT/2K/XP運行。
2.2串口和中斷電路
(1)串口。在工業(yè)控制過程中,外部串行設(shè)備、計算機之間主要是應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸通道來實現(xiàn)的。其中,RS232接口連接器主要是應(yīng)用9針外殼、25針串口、9個20mA電流環(huán)信號腿等組成。(2)系統(tǒng)串口設(shè)計。在整個WIN32API中,主要應(yīng)用文件方式開展系統(tǒng)訪問,其操作方式與API基本保持一致。而本系統(tǒng)主要應(yīng)用API函數(shù)CreateFile有效打開串口,以異步讀寫方式打開文件;專業(yè)人員配置必要串口形態(tài),改變設(shè)備控制塊DCB,應(yīng)用函數(shù)SetupComm來接收或者發(fā)送緩沖區(qū)大小文件。為進一步簡化開發(fā)程序,本系統(tǒng)在操作中需要有效將API函數(shù)在一個CSerial類型異步方式中打開串口,更好進行串口調(diào)試,創(chuàng)建一個工作線程序,在后臺有效監(jiān)視串口信息,方便系統(tǒng)調(diào)試。(3)中斷產(chǎn)生電路實現(xiàn)。中斷控制是USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)電路一個重要組成部分,主要作用是清除中斷信號。中斷控制電路主要是合理調(diào)整T1S、T100ms、T12ms、T4ms周期中斷信號,提升中斷控制能力。
2.3設(shè)備端通信實現(xiàn)方案
USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要采用TMS320F2812嵌入式DSP控制模板作為系統(tǒng)設(shè)備終端,并且有效應(yīng)用一個外擴USB2.0標(biāo)準(zhǔn)接口。(1)DSP2812基本系統(tǒng)。DSP2812基本系統(tǒng)主要開展以下的配置方式。第一,時鐘。TMS320F2812嵌入式DSP控制模板需要多個時鐘。專業(yè)人員主要選擇應(yīng)用30MHz外部晶體作為重要時鐘形態(tài)。第二,存儲空間。本系統(tǒng)應(yīng)用的哈佛結(jié)構(gòu)DSP部件,在邏輯上具有4M×16位數(shù)據(jù)空間和程序空間,形成良好的映射分布方式。第三,中斷。TMS320F2812嵌入式DSP控制模板具有復(fù)雜中斷方式,一方面需要有關(guān)人員開展PIE中斷,另一方面需要開展CPU中斷,提升整個系統(tǒng)應(yīng)用質(zhì)量和水平。(2)USB接口。在整個TMS320F2812嵌入式DSP控制模板上,專業(yè)設(shè)計人員采用CY7C68001芯片,并且有效集成USB2.0串行接口引擎、USB2.0收發(fā)器,實現(xiàn)F2812、CY7C68001芯片之間并行異步存儲連接,實現(xiàn)良好應(yīng)用水平。(3)設(shè)備端程序設(shè)計。本系統(tǒng)應(yīng)用CCS2000軟件編寫DSP程序,最終實現(xiàn)USB設(shè)備端程序應(yīng)用價值。其主要流程為:開始—設(shè)備初始化—USB自舉—USB初始化—進入主循環(huán)程序等待中斷信號—結(jié)束。
2.4主控制軟件設(shè)計
在USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中,主控制軟件主要是控制中斷產(chǎn)生電路、進行主要設(shè)備信息數(shù)據(jù)讀取、方便用戶提供一個實用與方便的人機交互界面,提升主控制軟件應(yīng)用水平。在設(shè)計中應(yīng)用的主要部件有:1個主菜單、1個控制框、1個信息顯示框、1個曲線顯示框。用戶可以依據(jù)自身需求,合理應(yīng)用其中的數(shù)據(jù)信息操作平臺,開展主要信息數(shù)據(jù)軟件啟動、停止、復(fù)位中斷等操作。
3結(jié)束語
綜上所述,USB具有熱插拔、接口共享、方便靈活特點,有關(guān)人員應(yīng)用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),采用DebugView軟件進行系統(tǒng)調(diào)試,應(yīng)用API函數(shù)CreateFile有效打開串口以異步讀寫方式打開文件,并且依據(jù)自身需要合理配置主控制軟件,提升USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用水平,更好滿足人們需求。
參考文獻
作用
從前,當(dāng)民航客機離開機場進入航路的時候,飛機雖然可以與空管系統(tǒng)的地面站聯(lián)絡(luò),但基本上就和航空公司失去了直接聯(lián)系。因為一般話音電臺的通信距離只有三四百公里,超過這一距離,飛行員就無法同起飛機場的地面通話了,或者無法同所屬的航空公司保持直接的通信聯(lián)系了。也就是說,飛機在飛行中出了問題不能立即報告所屬航空公司,航空公司有什么重要事情也無法直接立即告訴飛行中的飛機。中國民航甚高頻數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)正是為了解決這一問題而建立的。它可為航空公司、航空管制部門、航空行政管理部門、機場、信息服務(wù)機構(gòu)和社會公眾機構(gòu)等,提供地面與飛機間的雙向、實時、可靠的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。比如,飛機在飛行途中發(fā)生了一些意外的情況而又難以排除時,飛行員便可以借助中國民航的甚高頻數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),把各種飛行參數(shù)以及發(fā)動機狀態(tài)等內(nèi)容及時傳送給航空公司,以便各方面協(xié)調(diào)解決問題,杜絕事故隱患。此外,航空公司還可通過這一系統(tǒng)隨時了解飛機所處的位置,以便對飛機進行實時監(jiān)控,更好地調(diào)度本公司飛機的運營。這一系統(tǒng)對空管部門的作用更大,因為它是采用報文形式傳輸數(shù)據(jù)的,飛行員可以根據(jù)打印出來的報告來處理問題。在報告中,各種參數(shù)一目了然,也就杜絕了由于空管人員口誤而造成的指揮錯誤。
組成
中國民航甚高頻數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由飛機機載數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備(ACARS)、遠(yuǎn)端地面站、網(wǎng)絡(luò)管理與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),以及用戶網(wǎng)絡(luò)五大部分組成。
飛機機載數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備主要有兩個作用:一是在飛機上接收航空公司傳來的信息;二是從飛機上向航空公司發(fā)出信息。這套設(shè)備主要由安裝在飛機駕駛艙內(nèi)的多功能控制顯示組件(MCDU)、管理組件(MU)、打印機,以及甚高頻電臺等組成。其特點是操作簡單、可靠,大部分飛行參數(shù)是管理組件自動生成的,飛行員只需要按幾個按鍵就可以把這些資料發(fā)送出去,極大地減輕了飛行員的工作壓力,并且可以做到準(zhǔn)確無誤。
遠(yuǎn)端地面站是飛行中的飛機與地面進行信息交換的中繼站,類似于城市中廣泛使用的移動電話的基站。它可以為航空公司和飛機轉(zhuǎn)發(fā)信息,主要由天線、時間源、電臺、無線電轉(zhuǎn)換模塊、單板機、路由器、UPS電源、專線和撥號備份調(diào)制解調(diào)器等組成。
網(wǎng)絡(luò)管理與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)是民航甚高頻數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中最重要的組成部分,用來完成各種上行、下行數(shù)據(jù)的采集,數(shù)據(jù)備份和系統(tǒng)監(jiān)控功能。該部分系統(tǒng)主要由后端處理器、數(shù)據(jù)鏈管理系統(tǒng)、日志處理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)路由器等部分組成。
地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將系統(tǒng)的各個部分連接起來;而用戶網(wǎng)絡(luò)則主要是指航空公司或空管部門的內(nèi)部通信聯(lián)絡(luò)網(wǎng),各種通信信息通過他們各自的網(wǎng)關(guān)進入他們的內(nèi)部網(wǎng),最后送到各部門。
工作方式