導語：如何才能寫好一篇數(shù)據(jù)通信論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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論文摘要:隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應運而生,它實現(xiàn)了計算機與計算機之間,計算機與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務需求的變化及通信技術的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。

數(shù)據(jù)通信是以“數(shù)據(jù)”為業(yè)務的通信系統(tǒng),數(shù)據(jù)是預先約定好的具有某種含義的數(shù)字、字母或符號以及它們的組合。數(shù)據(jù)通信是20世紀50年代隨著計算機技術和通信技術的迅速發(fā)展,以及兩者之間的相互滲透與結合而興起的一種新的通信方式,它是計算機和通信相結合的產(chǎn)物。隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應運而生,它實現(xiàn)了計算機與計算機之間,計算機與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務需求的變化及通信技術的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。

1通信系統(tǒng)傳輸手段

電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調(diào)制方式:SSB/FDM?；谕S的PCM時分多路數(shù)字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。

微波中繼通信:比較同軸,易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調(diào)制,通信容量6000路/頻道。數(shù)字微波采用BPSK、QPSK及QAM調(diào)制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調(diào)制技術提高微波通信容量,可在40M頻道內(nèi)傳送1920~7680路PCM數(shù)字電話。

光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸?shù)奶匦赃M行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發(fā)展用戶光纖通信網(wǎng)。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數(shù)超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術發(fā)展迅速,并有各種設備應用,接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網(wǎng)絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數(shù)字信號處理單元兩部分組成。

衛(wèi)星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術使用模擬調(diào)制、頻分多路及頻分多址。數(shù)字衛(wèi)星通信采用數(shù)字調(diào)制、時分多路及時分多址。

移動通信:GSM、CDMA。數(shù)字移動通信關鍵技術:調(diào)制技術、糾錯編碼和數(shù)字話音編碼。

2數(shù)據(jù)通信的構成原理

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。分組型終端有計算機、數(shù)字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、局域網(wǎng)(LAN)等各種專用終端設備;非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器(MODEM),它的作用是進行模擬信號和數(shù)字信號的轉換;如果傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實現(xiàn)信號碼型與電平的轉換,以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過呼叫過程建立連接,通信結束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。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

數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)。數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、DDN節(jié)點、數(shù)字信道和網(wǎng)絡控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復用設備組成的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN是把數(shù)據(jù)通信技術、數(shù)字通信技術、光遷通信技術以及數(shù)字交叉連接技術結合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡。數(shù)字信道應包括用戶到網(wǎng)絡的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應該是數(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。

分組交換網(wǎng)。分組交換網(wǎng)(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的,所以又稱為X.25網(wǎng)。它是采用存儲——轉發(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)絡性能較差。

幀中繼網(wǎng)。幀中繼網(wǎng)絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網(wǎng)3部分組成。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術發(fā)展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi),加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。

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)路的應用擴展到移動和便攜用戶

4.1計算機網(wǎng)絡

計算機網(wǎng)絡(ComputerNetwork),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)絡各用戶可實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享,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。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,一個單位可使用多個局域網(wǎng),如財務部門使用局域網(wǎng)來管理財務帳目,勞動人事部門使用局域網(wǎng)來管理人事檔案、各種人才信息等等。

4.2網(wǎng)絡協(xié)議

網(wǎng)絡協(xié)議是兩臺計算機之間進行網(wǎng)絡對話所使用的語言,網(wǎng)絡協(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)絡和不需要路由選擇的小型網(wǎng)絡。TCP/IP協(xié)議的特點是具有開放體系結構,并且非常容易管理。

TCP/IP實際上是一種標準網(wǎng)絡協(xié)議,是有關協(xié)議的集合,它包括傳輸控制協(xié)議(TransportControlProtocol)和因特網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol)。TCP協(xié)議用于在應用程序之間傳送數(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的標準連接協(xié)議。網(wǎng)絡協(xié)議分為如下四層:網(wǎng)絡接口層:負責接收和發(fā)送物理幀;網(wǎng)絡層:負責相鄰節(jié)點之間的通信;傳輸層:負責起點到終端的通信;應用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數(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就表示連接到因特網(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。

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隨著信息技術的發(fā)展，以信息技術、計算機技術為主的高新技術被廣泛的應用在社會多個生產(chǎn)領域，它們已經(jīng)成為高新技術的代名詞。而計算機數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡技術作為分布交互仿真的關鍵技術之一，它也是造成我國信息技術與國外信息技術差距的主要原因。因此我們有必要對分布交互仿真的概念和特征進行研究和分析。

1.1分布交互仿真概念

分布交互仿真是一種綜合性仿真環(huán)境，它一般采用協(xié)調(diào)一致的結構、標準和協(xié)議，通過網(wǎng)絡設備將分散在各地的仿真設備進行互聯(lián)，其特點主要表現(xiàn)為分布性、交互性、異構性、時空一致性和開放性。分布交互仿真技術主要解決兩個問題：一是使大規(guī)模復雜系統(tǒng)的仿真成為可能；二是降低仿真成本。分布交互式仿真技術可以實時計算并生成一個反映實體對象變化的三維圖形環(huán)境。通過計算機等設備，實驗人員不僅可以“進入”這種虛擬環(huán)境（主要是視覺聽覺環(huán)境），直接觀察事物的內(nèi)在變化并與其發(fā)生相互作用，還能通過開放式的中斷處理來模擬各種隨機事件，給人一種“身臨其境”的真實感。

1.2分布交互仿真的發(fā)展

在分布式交互仿真發(fā)展的早期階段,通訊層和應用層是很難截然分開的。在應用層,為了能將實體的數(shù)據(jù)傳給其它實體,每個仿真應用都為自己所生成的實體定義了一個結構或數(shù)據(jù)塊,其中包括了傳送實體信息所必要的數(shù)據(jù)定義。這樣的數(shù)據(jù)可稱之為“不規(guī)范的數(shù)據(jù)”?？梢哉f,這種數(shù)據(jù)定義方式完全滿足了實體間數(shù)據(jù)交換的需要,但缺點是每個實體的數(shù)據(jù)定義各不相同。每個仿真應用中不但要有本地實體的數(shù)據(jù)定義,還要有其它節(jié)點的實體的數(shù)據(jù)定義,才能在接到一個數(shù)據(jù)包后按照正確的格式來理解它。當網(wǎng)絡中要增加一個新實體時,其它仿真應用中都要增加這一實體的數(shù)據(jù)定義。也就是說,每增加一個實體就要對網(wǎng)絡中所有的仿真應用進行一次修改。

1.3分布交互方針的特征

分布交互仿真最大的特征便是沒有中央服務器。分布交互仿真是嚴格的對等網(wǎng)絡結構,在它里面所有數(shù)據(jù)傳送給所有仿真應用,而數(shù)據(jù)的拒絕與接收依賴于接收者的需要。取消了中央服務器,分布交互仿真減少了由于一個仿真應用向另一個仿真應用傳送信息的時間延遲。時間延遲嚴重影響網(wǎng)絡仿真的實時性和有效性。舉例說明,當一仿真應用向目標開火以后,被擊中的目標必須盡可能快知道將要發(fā)生的軍事行動,使其作出相應的防衛(wèi)反應,通訊設備的延遲引入可能導致對方力量的加強,戰(zhàn)場態(tài)勢的變化。

2分布交互仿真中數(shù)據(jù)通信的研究

隨著信息技術為主的高新技術發(fā)展和廣泛應用，計算機數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡技術得到前所未有的重視，它已成為分布交互仿真技術中的關鍵所在，這也是造成我國分布交互仿真技術與國外存在差距的主要原因之一。同時，由于我國沒有分布交互仿真技術規(guī)范和標準，這使得我國的分布交互仿真技術研究存在多樣、復雜以及多元化特征，因此就需要我們在工作中給予高度重視也探索。在目前的實時數(shù)據(jù)通信技術分析中，它主要包含了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性、及時性，數(shù)據(jù)發(fā)送的可行性、方便和快捷性，信息接收系統(tǒng)的智能性和自動化要求。

2.1數(shù)據(jù)通信的應用現(xiàn)狀

經(jīng)過的一段時間的研究表明，分布交互仿真技術中實體的數(shù)量在不斷增多，仿真性能和仿真優(yōu)越性也發(fā)生了翻天覆地的變化，這就給接受領域的額工作人員大大的增加了負擔，使得整個管理實體數(shù)量發(fā)生了一個瓶頸。此外，在這種交互方式中，我們需要滿足人們在回路上存在的仿真需要，但是對事件驅動、時間驅動上存在的仿真問題則無需要給予過多的重視和分析。

2.2實時數(shù)據(jù)通信協(xié)議分析

實施數(shù)據(jù)通信是基于網(wǎng)絡條件下的計算機數(shù)據(jù)分析，它在應用的過程中是以網(wǎng)絡通信部分和實現(xiàn)基礎為標準的，它在應用中需要解決的問題就是如何將信息從網(wǎng)絡的一個節(jié)點快速、準確的傳遞給另外一個節(jié)點，這個過程中是一個快速、及時傳遞的過程，它和人與人之間的交流一樣，采用合理、簡單的語言進行溝通無疑要比復雜的語言快捷的多。因此，在通信協(xié)議的制定中，它是針對網(wǎng)絡通信為基礎開展的，協(xié)議利用是否合理、科學和科學將直接關系到網(wǎng)絡通信的實現(xiàn)，也決定著網(wǎng)絡通信工作的開展。在一個分布式交互仿真系統(tǒng)中，必須要以科學的通信標準進行控制。在目前的交互仿真系統(tǒng)中，常見的協(xié)議包含了TCP/IP協(xié)議，它在應用中是以傳輸控制協(xié)議、網(wǎng)絡訪問協(xié)議為核心，它已經(jīng)廣泛的被世界多個國家重視和認可。目前,HLA網(wǎng)關能轉化各種協(xié)議使用的PDU類型:實體狀態(tài)、開火、爆炸和碰撞,這些能夠支持DIS的仿真器。HLA網(wǎng)關預定是以聯(lián)邦對象模型(FOM)為依據(jù)的數(shù)據(jù),它們放在設置文件中,且在運行時改變。另外RTI還提供詢問、刪除以及時間管理等服務。

3結束語

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在數(shù)據(jù)通信中應用多線程技術，主要是通過編程設計實現(xiàn)的，其設計的框架主要包括以下幾方面：Scheduler——在主循環(huán)方面，主要是通過scheduler實現(xiàn)的，事件處理程序存在時，將向scheduler發(fā)出聲明，從而實現(xiàn)對事件的監(jiān)視，反之，在事件發(fā)生時，scheduler將通知事件處理程序。

eventHandler——在事件處理程序基類方面，主要是通過eventHandler實現(xiàn)的，eventHandler中具有一個通用接口setevent()，從而保證了scheduler對事件的監(jiān)視，同時在接口中，還擁有回調(diào)函數(shù)checkevent()和event-callback()，從而實現(xiàn)了事件的處理。inputHandler——在事件處理程序子類方面，主要是通過inputHandler實現(xiàn)的，主要的功能便是對文件輸入信息數(shù)據(jù)的各種處理，在子類的基礎上可以派生出其他的類，同時還能夠實現(xiàn)對函數(shù)event-callback()的重寫，從而對文件輸入信息數(shù)據(jù)在執(zhí)行時進行某種特定的操作。

timerHandler——在eventHandler類的子類方面，主要是通過timerHandler實現(xiàn)的，主要的功能便是對定時器的各種處理，在子類的基礎上也可以派生出其他的類，并且也可以實現(xiàn)對函數(shù)event-callback()的重寫，進而通過特定的操作，處理超時定時器[3]。

各類的主要操作為：SetInput()，將這個函數(shù)接受一個指向fd-set結構的指針，將其代表的文件描述符置1；SetTimeout()，將這個函數(shù)接受一個指向timeval結構的指針，將設置定時器在超時前所需要的時間；InputReadCallback()，將這個函數(shù)進行輸入處理；CheckInput()，將這個函數(shù)接受一個指向fd-set結構的指針，并對其文件上描述符上的數(shù)據(jù)進行檢查，從而準備好輸入；TimeoutCallback(),將這個函數(shù)進行超時處理；CheckTimeout()，將這個函數(shù)對比傳遞到timeval結構中，從而確定當前時間值是否超時，如果存在超時，則要調(diào)用TimeoutCallback。這一系統(tǒng)運用的是國際標準，從而保證了系統(tǒng)的互連與互操作性，同時這一系統(tǒng)的設計，提升了其實現(xiàn)，降低了其維護的難度，如圖1所示。

2總結

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網(wǎng)絡編碼實際上是將路由和編碼的信息進行相互交換的方式。傳統(tǒng)路由主要是實現(xiàn)信息的存儲和轉發(fā)，網(wǎng)絡編碼則能夠接收到幾個不同的數(shù)據(jù)組，然后將其融合編碼信息，增大傳輸信息的數(shù)量，從而能大大提高網(wǎng)絡的利用效率，結束了傳統(tǒng)中認為獨立比特不可壓縮的理論。它的工作原理是利用有限域中的運算，將接收到的幾個不同的數(shù)據(jù)組，在網(wǎng)絡不同的結點中進行重新編碼組合，然后將編碼過的數(shù)據(jù)以多播的形式轉發(fā)給各個目的結點，并由目的結點對其解碼還原，得到原始數(shù)據(jù)，這樣就實現(xiàn)了通信。網(wǎng)絡編碼的主要優(yōu)勢是提高了網(wǎng)絡通信的系統(tǒng)性能，提高通信效率，這是因為網(wǎng)絡編碼增大了每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)，從而能夠很好地提高網(wǎng)絡通信的性能，不僅增加了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的吞吐量，也提高了寬帶的利用效率，還能平衡各網(wǎng)絡目的結點之間的負載能力。在當前人們越來越依賴無線通信技術的的背景下，網(wǎng)絡編碼對提高網(wǎng)絡安全、提高資源利用率等方面也有十分重要的作用。

2基于網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)通信技術研究

網(wǎng)絡編碼在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信中具有十分明顯的優(yōu)勢，其理論研究價值和應用前景都是不言而喻的。世界上一些高等學府和科研機構都展開了對網(wǎng)絡編碼的研究，并且在多個方面取得了不小的成果。

2.1網(wǎng)絡協(xié)議結構

當前網(wǎng)絡編碼研究中涉及到的主要部分還是在網(wǎng)絡層方面，特別是如何有效地將路由協(xié)議與網(wǎng)絡編碼有機結合，是基于網(wǎng)絡編碼的網(wǎng)絡結構研究的重要方面。有一部分研究已經(jīng)深入到網(wǎng)絡編碼如何有效結合協(xié)議結構中其他協(xié)議層，例如網(wǎng)絡編碼與MAC層協(xié)議或者與傳送層TCP協(xié)議等等的結合問題。因為網(wǎng)絡編碼的特性與傳統(tǒng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信的方式有很大的區(qū)別，所以為了不更改已普遍應用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡協(xié)議，將網(wǎng)絡編碼與其融合將會遇到各種各樣新的問題，例如，它們之間的兼容性、網(wǎng)絡編碼對網(wǎng)絡協(xié)議結構是否會產(chǎn)生不利的影響。這些問題都是后來研究者需要解決的問題，同時也為研究基于網(wǎng)絡編碼的網(wǎng)絡協(xié)議結構提供了框架性借鑒，使得網(wǎng)絡編碼能夠與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡協(xié)議有機融合，提高網(wǎng)絡通信性能。

2.2數(shù)據(jù)傳送模型

網(wǎng)絡編碼具有的最重要的功能之一就是將數(shù)據(jù)智能化處理，這主要是通過對編碼策略的設計來實現(xiàn)，而碼構造算法是編碼策略設計的基礎。碼構造算法主要是針對網(wǎng)絡中間結點的編碼方式，它需要保證目的結點能夠有效識別出傳遞的編碼信息并進行正確解碼。所以碼構造算法包含了編碼和解碼兩個內(nèi)容，并且要求其算法復雜程度低，易于實施應用。碼構造算法主要有三種：代數(shù)型、線性型、隨機型。線性網(wǎng)絡編碼能將中間結點接受的各路信息進行線性組合，這種編碼運算較簡單，所以得到了普遍應用。

2.3路由協(xié)議

基于網(wǎng)絡編碼的路由協(xié)議的優(yōu)化設計能夠有效提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳遞效率和性能，它是能夠將網(wǎng)絡編碼應用到實際中的重要基礎，而且將路由協(xié)議與網(wǎng)絡編碼進行更高層次的融合是十分重要的研究課題，可以為以后開發(fā)新的網(wǎng)絡提供借鑒和指導?；诰W(wǎng)絡編碼的路由協(xié)議研究主要有兩個方面：獨立路由協(xié)議和編碼感知的路由協(xié)議，它們主要的不同點是路由協(xié)議產(chǎn)生的過程中能否主動編碼，也就是說路由協(xié)議是否能夠提高編碼的利用效率。

2.4數(shù)據(jù)傳輸性能保障機制

實際應用中，網(wǎng)絡環(huán)境復雜多變，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐蝗恍院途W(wǎng)絡拓撲結構不穩(wěn)定都可能導致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，例如造成數(shù)據(jù)丟失或者傳輸延遲等。所以基于網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)傳輸技術的開發(fā)應該結合實際的網(wǎng)絡環(huán)境，研究出能確保數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)谋Ｕ蠙C制和編碼策略，尤其需要盡可能減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時間和保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。所以，基于網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)通信中，利用QoS保證機制是當前研究的重要課題之一。當前已研究出來幾個解決方案，比如建立數(shù)據(jù)延遲時間的模型，從模型中找出延遲的解決方案；利用多速率編碼器來分析各路中傳輸速率不同的數(shù)據(jù)，從而減小數(shù)據(jù)在編碼器中的傳輸時間。

3結語

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1.重知識、輕能力。電子信息工程專業(yè)學生既要掌握廣泛的人文社會科學知識和扎實的數(shù)理基礎知識，掌握電路與電工學、信號與系統(tǒng)、計算機、電磁場與電磁波等專業(yè)基礎知識，掌握電子系統(tǒng)設計、軟件開發(fā)、信號與信息處理等專業(yè)方向知識，更要具備自學能力、信息獲取與表達能力、系統(tǒng)認知能力、創(chuàng)新思維能力、工程實踐能力、系統(tǒng)開發(fā)能力以及團隊協(xié)作能力。新時代對人才，特別是對創(chuàng)新型人才的要求，已經(jīng)從知識體系走向能力體系[2]。對于數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程來說，知識點多、更新快，因此，培養(yǎng)學生獲取知識、應用知識的能力比單純傳授知識本身更重要。該課程傳統(tǒng)的開卷考核方式和閉卷的考核方式對課本的依賴程度較高，考試內(nèi)容側重于理論知識，忽視了對各種能力的考核。學生往往借助死記硬背的方法獲得較高的分數(shù)，從而使學生養(yǎng)成了錯誤的學習觀念，不利于對學生創(chuàng)新能力和應用能力的培養(yǎng)。

2.形式單一。一門課程的考核應該全面考核該課程涉及的各種知識以及應用這些知識的能力，不同的知識或能力應采取不同的考核形式。目前一般都是通過期末一張試卷考核，無論是采取開卷還是閉卷形式，都無法全面考核學生的真實知識和能力。閉卷考試比較死板，注重知識，弱化運用；開卷考試雖靈活，但輕基礎。由于受限于試卷篇幅和答題時間，單次考試無法兼顧知識和能力，只能側重于知識點的考核，導致學生緊抓書本，視野狹窄，缺乏綜合運用知識的能力和創(chuàng)新能力。考試期末“一錘定音”，只重結果、不重過程。通過一次考試決定學生一門課程的最終成績，存在極大的偶然性。必然導致學生平時不學，考前突擊復習，造成很多學生只注重考試期的臨陣磨槍，而忽視了平時的過程學習。必然出現(xiàn)學生纏著教師劃范圍、指重點，學生也只是簡單地復習重點內(nèi)容，無法把握知識體系，更談不上知識的應用了。另外，僅考期末考試，大大削弱考試的反饋作用，不利于教師及時調(diào)整教學內(nèi)容和方法，也不利于發(fā)揮考試對學生平時的激勵和引導作用。

二、考試改革的主要方法

1.全過程。所謂全過程就是考核持續(xù)在整個教學過程中完成，不是僅僅局限在期末考核。全過程的考核能夠更加真實地反映學生的學習狀況，能夠更好地反饋教學效果，及時指導教師調(diào)整教學方法和手段，及時幫助學生重新分配時間和精力、調(diào)節(jié)側重點，更好地完成學業(yè)。除期末考試外，在每次教學過程中進行學風考評，在每一章節(jié)的教學結束后進行知識點檢測，在每個專題進行中，培養(yǎng)和反饋學生綜合運用知識的能力。通過遍布整個教學過程中的考核，督促學生全面深入地掌握各門課程的內(nèi)涵與外延，給予學生展示學習狀況、心得體會和思考探討的機會，全面充分地評價學生的學業(yè)，避免一次考試定終身的弊端，以提高考核的合理性、公平性和真實性。在數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡的教學過程中，全過程考核主要涉及這樣幾個階段。①教學過程中，隨堂小測驗?？梢栽谝还?jié)課結束時進行，檢查本節(jié)課的教學效果，也可以在一節(jié)課開始時進行，檢查前面學習過的內(nèi)容。②單元結束后，設置單元小考。單元小考不宜過于頻繁，一門課設置二三次即可。③自學環(huán)節(jié)的評價。在整門課程的教學過程中，安排一兩個章節(jié)由學生自學，在課堂上師生共同評價自學效果。④期末考試，全面考核教學情況。各個階段的考核應該合理調(diào)配，保證每兩次課有一次考核，要么單元測試，要么自學評價，要么隨堂小測驗，使得學生緊緊跟住教學活動，及時掌握相應知識，培養(yǎng)相應能力。

篇6

關鍵詞：MSM6882；最小頻移鍵控；無線數(shù)據(jù)通信

1引言

計算機與數(shù)據(jù)終端的普及使得無線數(shù)據(jù)通信技術在很多領域得到廣泛應用。在無線數(shù)據(jù)傳輸設備中，調(diào)制解調(diào)器是不可缺少的一環(huán)。調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制方式主要有頻移鍵控（FSK）、相對相移鍵控（DPSK）等，其中最小頻移鍵控（MSK）調(diào)制方式是FSK方式中較好的一種。MSK調(diào)制方式是連續(xù)相位頻率鍵控（CP－FSK）方式的特殊情況，其調(diào)制系數(shù)為0．5。MSK信號在碼元轉換瞬間沒有相位突變，因而信號頻譜在頻帶之外的滾降會加快，占用頻帶比PSK信號窄，但卻具有與PSK相同的性能，非常適合在無線通信中使用。

MSM6882是日本OKI公司生產(chǎn)的采用MSK調(diào)制方式的調(diào)制解調(diào)芯片。它的工作溫度為－25℃～70℃，采用DIP22或SOC24封裝，其主要特點如下：

片內(nèi)濾波器采用開關電容結構；

數(shù)據(jù)傳送波特率1200／2400bps可選；

片內(nèi)發(fā)送濾波器可作為音頻信號濾波器單獨使用；

接收定時再生電路有兩種同步方式供用戶選擇；

片內(nèi)集成有振蕩電路；

調(diào)制可采用正弦或余弦方式；

采用單5V電源供電（MSM6882－5）。

2MSM6882的引腳功能

MSM6882的引腳排列如圖1所示，其引腳功能描述如下：

X1、X2：晶體輸入腳。當外接時鐘時，X1懸空。

MCS：時鐘頻率選擇端。該腳為“0”時，外部晶振或時鐘選擇3．6864MHz，為“1”時，外部晶振或時鐘選擇7．3728MHz。

ME：調(diào)制器使能端。該端為“0”時，TI腳與發(fā)送低通濾波器相連，為“1”時，調(diào)制器與發(fā)送低通濾波器相連。

SD：發(fā)送數(shù)據(jù)輸入腳。

ST：發(fā)送時鐘輸出腳。使用時可用ST信號的上升沿同步SD腳的信號。

SIN：正弦調(diào)制方式選擇。

PRE：發(fā)送數(shù)據(jù)預置選擇。為“0”時，SD腳信號輸出至AO腳。

BR：波特率選擇位。其選擇方式見表1所列。

表1波特率選擇表

時鐘頻率（MHz）MCSBR波特率（bps）

7.3728112400

101200

3.6864001200

SG：片內(nèi)模擬信號地。

GND：芯片電源地。

TI：音頻信號輸入。

AO：調(diào)制信號輸出。

AI：解調(diào)信號輸入。

CDT，CDO：芯片測試腳。正常使用時，CDT腳應接地，CDO腳懸空。

RD：接收數(shù)據(jù)端。經(jīng)解調(diào)后的信號由此腳串行輸出。

RT：接收數(shù)據(jù)時鐘。使用時可用RT信號的下降沿同步RD腳數(shù)據(jù)。

CF：快速鎖相控制。該端為“1”時，RD腳和RT腳的輸出信號相位差大于22．5°，相位校正將快速完成；如果相位差小于22．5°，相位校正以低速進行。而在該腳為“0”時，無論RD腳和RT腳的輸出信號相位差為多少，相位校正均以低速進行。通常情況下該腳接高電平，即選擇快速鎖相方式。

CT：同步方式選擇。為“0”時，鎖相環(huán)在50比特內(nèi)完成相位同步。為“1”時，鎖相環(huán)在18比特內(nèi)完成相位同步。

FT：自環(huán)測試控制。通常接高電平。

VDD：芯片電源端口。

3MSM6882的內(nèi)部結構原理

MSM6882的內(nèi)部結構如圖2所示。該電路主要由三個部分組成：發(fā)送電路、接收電路和時鐘發(fā)生電路。發(fā)送電路包括調(diào)制器、發(fā)送低通濾波器和兩個RC低通濾波器。它在PRE和SIN輸入信號控制下可完成對輸入二進制數(shù)據(jù)的調(diào)制或輸入音頻信號的濾波。在完成調(diào)制功能時，首先由調(diào)制器將輸入數(shù)據(jù)調(diào)制為MSK信號，再由發(fā)送濾波器和兩個RC低通濾波器濾除高頻分量并加以平滑后，輸出到線路上。在完成音頻濾波功能時，發(fā)送濾波器將與調(diào)制器斷開而與TI端接通，從而直接將輸入的音頻信號濾波并送至線路。

接收電路由RC低通濾波器、混頻器、接收帶通濾波器、限幅器、采樣保持電路、延遲檢測器、檢測后置濾波器和定時再生器組成。接收信號經(jīng)接收濾波器濾除雜波后，可由限幅器和采樣保持電路變換為方波信號輸入延遲檢測器。然后由延遲檢測器恢復出解調(diào)數(shù)據(jù)，經(jīng)檢測濾波送入定時再生電路以提取接收時鐘，最后將接收時鐘和解調(diào)數(shù)據(jù)輸出。

圖3

時鐘發(fā)生電路可為整個電路提供時序信號。

篇7

1.1有線通訊方式

原控制系統(tǒng)中，自行小車主控制系統(tǒng)DP主站采用S7-300PLC，控制兩條環(huán)行線上6臺自行小車。自行小車采用ET200SPLC作為DP從站，控制自行小車自身動作。自行小車通過車體上安裝集電極和預裝在軌道內(nèi)的滑觸線在移動中接觸進行取電，提供給移動的小車。自行小車在環(huán)形軌道上行走，與主站通過導軌放大器+滑線+碳刷的形式獲取信號電源和DP總線通信控制信號。

1.2有線通訊弊端

滑觸線碳刷滑動取電技術雖然已經(jīng)非常成熟，但使用上存在先天不足，碳刷與滑線之間的可靠緊密接觸依賴碳刷組件上的彈簧壓緊機構來實現(xiàn)。碳刷彈簧機構的調(diào)整，不宜過松，更不宜過緊，很難達到一個理想的平衡狀態(tài)，只能周而復始地定期檢查、調(diào)整、更換碳刷和滑線。環(huán)形空中自行小車通過集電器上的碳刷在滑觸線上采集/傳輸控制信號。自行小車抓取工件升降的過程中會產(chǎn)生抖動，碳刷隨之也會發(fā)生抖動，造成信號丟失、通訊中斷，使系統(tǒng)的可靠性降低。另外，自行小車在環(huán)行線軌道上左右擺動和上下晃動極易導致滑線與碳刷接觸不良，經(jīng)常造成總線通訊信號掉線，產(chǎn)生通訊中斷、信號丟失、網(wǎng)絡報警等故障，故障率一直很高。環(huán)線空中自行小車長期運行后，碳刷和滑觸線磨損，導致碳刷破裂、接觸不良，也會使控制信號丟失。此外，碳刷長期和滑觸線摩擦，大量碳粉會滯留在滑觸線分段處或滑觸線上，造成信號的誤傳輸，使系統(tǒng)的可靠性降低。另外，這種碳刷滑動通訊方式極易導致碳刷磨損、拉壞，需頻繁更換大量碳刷和滑線，維修成本很高。

2無線通信方案設計

2.1無線解決方案的構想

自行小車線控制系統(tǒng)改造是在仍生產(chǎn)使用的老線原有基礎上進行升級改造，改造難度大，而且改造時間很短，改造還受到原有老系統(tǒng)的限制，風險很大。我們的方案規(guī)劃始終圍繞著：確?？煽啃?，減少現(xiàn)場施工量，減少編程調(diào)試時間，并且實現(xiàn)全信息采集的出發(fā)點進行。我們的改造原則是：保持原控制系統(tǒng)硬件主體結構不變，在此基礎上，在控制系統(tǒng)局部增加、配置新的模塊和電路，從而實現(xiàn)無線通信功能，以較低成本投入，達到高的效益和產(chǎn)出，有利于維護系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠和安全，最終達到改造的目的。我們選用最先進的無線網(wǎng)絡通信技術,通過無線網(wǎng)絡通信來解決滑觸線數(shù)據(jù)通信受限非常適合，無線的優(yōu)勢特點也很好地滿足了我們此次改造的需求。經(jīng)過測試無線通信覆蓋區(qū)域、信號強度、抗干擾、實時性及數(shù)據(jù)交換量對網(wǎng)絡速度的影響等多方面性能指標，通過后，最終我們確定采用邦納電氣的ModbusRTU無線技術和產(chǎn)品。

2.2ModbusRTU無線技術特征

近年來，隨著控制技術、計算機技術、通訊技術、網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，自動化控制領域開始出現(xiàn)了基于網(wǎng)絡通訊的開放型無線通信控制技術，其特點是可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、通訊速度快、數(shù)據(jù)傳輸量大、維護成本低。無線控制技術打破了傳統(tǒng)有線控制系統(tǒng)的結構形式，在適用范圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力方面，較之現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)都有明顯的優(yōu)勢。無線通訊是未來自動化發(fā)展的趨勢之一，應用越來越廣泛。ModbusRTU是為PLC設計的一種通信協(xié)議，可以很方便地進行Modbus網(wǎng)絡組態(tài)。DataRadio是美國邦納公司最新開發(fā)出來的系列無線產(chǎn)品，是一種工作在2.4GHzISM頻段的工業(yè)無線串口通訊設備，遵循ModbusRTU傳輸協(xié)議，用于工業(yè)無線局域網(wǎng)的通訊，用于擴展Modbus工業(yè)網(wǎng)絡或串行通訊網(wǎng)絡的通訊距離，具有安全、可靠、耐用、高速、高效的特點，可以替代有線和傳統(tǒng)通訊中所使用的硬接線，實現(xiàn)可靠的通信連接。它采用ModbusRTU傳送模式，可與Modbus串行網(wǎng)絡實現(xiàn)無縫連接。

2.3新無線方案的總體構思

新無線方案中，可以完全取消2極信號滑線、2個主導軌放大器、6個小車放大器和24片小車信號碳刷，取而代之的是主站DataRadio無線模塊和從站DataRadio無線模塊。在主控系統(tǒng)DP主站一側設置協(xié)議轉換器，將DP主站發(fā)送給DP從站的通訊數(shù)據(jù)轉換為Modbus協(xié)議，通過主站DataRadio，將數(shù)據(jù)發(fā)送給小車上的從站DataRadio，從站DataRadio接收到數(shù)據(jù)以后，通過從站上的協(xié)議轉換器，將無線MODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)再轉換為PROFIBUS總線數(shù)據(jù)，傳送給小車ET200SDP從站。ET200S接收到此數(shù)據(jù)后就可進行處理和調(diào)用。

3無線通信系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1地面主控系統(tǒng)

地面主控系統(tǒng)以S7-300PLC為主控核心，以CPU315-2DP為profibus-DP總線網(wǎng)絡的主站，處理所有地面與小車、小車與小車之間以及輸送系統(tǒng)與工藝設備的數(shù)據(jù)交換及生產(chǎn)線的所有信息采集與監(jiān)控。由于PROFIBUS總線協(xié)議無法實現(xiàn)無線傳輸，要實現(xiàn)無線通信，必須將PROFIBUS總線協(xié)議轉換為ModbusRTU協(xié)議，而邦納的DaTaRadio無線產(chǎn)品支持ModbusRTU無線協(xié)議。因此，我們在主控系統(tǒng)中，配置了一個NT50-DP-RS協(xié)議轉換器和一個邦納DataRadio無線收發(fā)器。NT50轉換器用于將S7-300PLC一側的Profibus總線協(xié)議轉換為ModbusRTU協(xié)議，提供給無線收發(fā)器使用。主DataRadio無線收發(fā)器遵循ModbusRTU協(xié)議，以無線方式向三個小車上的從DataRadio發(fā)送和接受通信數(shù)據(jù)。

3.2車載控制系統(tǒng)

六臺小車的車載控制系統(tǒng)以ET200SPLC為核心，以IM151-7CPU為Profibus-DP總線網(wǎng)絡的從站，完成小車啟動、停止、前進、后退，吊具的上升下降、夾緊松開及各工序工藝時間的控制，實現(xiàn)小車的智能化。我們在車載控制系統(tǒng)中，同樣配置了一個NT50轉換器和一個從DataRadio無線收發(fā)器。小車從DataRadio用于接收來自主DataRadio以ModbusRTU協(xié)議方式發(fā)送過來的無線通信數(shù)據(jù)，再將此無線數(shù)據(jù)以ModbusRTU協(xié)議有線方式傳送給NT50轉換器，NT50轉換器對收到的數(shù)據(jù)進行處理轉換，將ModbusRTU協(xié)議轉換為Profibus-DP協(xié)議，再將數(shù)據(jù)以Profibus協(xié)議有線方式傳遞給小車的ET200SPLCDP從站進行處理，從而實現(xiàn)車載PLC與地面主控PLC的數(shù)據(jù)交換。

3.3無線通信網(wǎng)絡架構的建立

我們根據(jù)兩條環(huán)行線分布特性，首先分段布控，先建單網(wǎng)，再建雙網(wǎng)，最后雙網(wǎng)聯(lián)控，建立“一控三雙向同步收發(fā)”機制，開發(fā)出“自行小車—控三雙向同步收發(fā)Modbus-RTU無線通訊雙網(wǎng)絡控制系統(tǒng)”。我們在總裝環(huán)形線和底板環(huán)行線各自分布特點的基礎上，建立兩個各自獨立的網(wǎng)絡，分別控制總裝環(huán)形線三臺自行小車和底板環(huán)行線三臺自行小車。這樣，信號通信強度大大增強，信號的抗電磁干擾能力也大大提高，這種雙網(wǎng)絡無線架構大大提高了通信的穩(wěn)定性和可靠性。兩個網(wǎng)絡在內(nèi)部各自獨立，單獨控制，互不干擾，互無影響，但在外部都在S7-300PLC的統(tǒng)一控制之下，又是互相聯(lián)系的，即單控又聯(lián)控，各有職責分工，在主控PLC的統(tǒng)一控制和調(diào)度下協(xié)調(diào)、有序、順暢地工作?？傃b無線網(wǎng)絡和底板無線網(wǎng)絡在結構上完全相同，只是網(wǎng)絡參數(shù)和地址設定有所不同，下面以底板無線網(wǎng)絡為例進行說明。

4通信程序的開發(fā)

我們在主控系統(tǒng)DP主站的CPU和小車DP從站的CPU中分別開發(fā)編制了通信控制程序，二者的通信程序基本相同，只是雙方的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)正好顛倒，主控系統(tǒng)的輸入?yún)^(qū)連接自行小車的輸出區(qū)，主控系統(tǒng)的輸出區(qū)連接自行小車的輸入?yún)^(qū)。我們首先將主控系統(tǒng)DP主站所有要發(fā)送給小車DP從站的數(shù)據(jù)打包，集中存儲在CPU的DB12數(shù)據(jù)塊中，再在程序中調(diào)用系統(tǒng)標準功能塊SFC15數(shù)據(jù)寫入程序，CPU在PLC主站的過程映像地址區(qū)分配輸出地址W#16#34，即24字節(jié)輸出映像區(qū)PQB52-PQB75。在SFC15寫數(shù)據(jù)命令下，CPU將程序中DB12數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)先打包，再通過主站的PQB52-PQB75輸出映像區(qū)集中發(fā)送出去。在小車PLC程序中，需要調(diào)用系統(tǒng)標準功能塊SFC14數(shù)據(jù)讀出程序，在小車PLC從站的過程映像地址區(qū)分配輸入地址W#16#40，即24字節(jié)輸入映像區(qū)PIB64-PIB87，用來接收主站發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。在SFC14讀數(shù)據(jù)命令下，CPU將輸入地址區(qū)PIB64-PIB87接收到的打包數(shù)據(jù)再集中解包，存儲到CPU程序中的DB27數(shù)據(jù)塊中，可供主控系統(tǒng)PLC各程序調(diào)用。同理，自行小車將發(fā)送給主控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)先集中打包到DB11數(shù)據(jù)塊中，在小車CPU的SFC15寫數(shù)據(jù)命令下，CPU為地址映像區(qū)分配輸出地址W#16#D，即24字節(jié)輸出映像區(qū)PQB13-PQB37，指定此接口用來發(fā)送數(shù)據(jù)。在主控系統(tǒng)一端，CPU在SFC14讀數(shù)據(jù)命令下，為地址映像區(qū)分配24字節(jié)輸入地址區(qū)PIB13-PIB37，指定該接口接收數(shù)據(jù)。輸入地址區(qū)接收到來自小車的數(shù)據(jù)后，先解包再存儲到DB13數(shù)據(jù)塊中。

5結束語

篇8

狀態(tài)檢修是以狀態(tài)評價為前提，并結合設備分析診斷結果等因素加以考慮，然后做出時間及項目安排的一種主動檢修方式。傳統(tǒng)的檢修方法只能反映檢修時設備的狀態(tài)，比較片面。而狀態(tài)檢修則是對整個過程的監(jiān)測。某供電公司根據(jù)狀態(tài)檢修方式設計的信息通信設備系統(tǒng)狀態(tài)檢修流程圖，如圖1所示，包括了基本信息、巡視數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測系統(tǒng)等諸多內(nèi)容，與傳統(tǒng)的檢修方式比自然更加科學，但同時也帶來了新的問題，例如如何有效處理海量數(shù)據(jù)、如何將處理后得到的設備數(shù)據(jù)用于狀態(tài)評價服務等。為解決這兩個關鍵點，在此建立相適應的數(shù)據(jù)處理模型和評價模型，并對其可行性加以驗證。假設狀態(tài)檢修周期是一個月，計算周期是一天。

2數(shù)據(jù)處理模型分析

針對不同的設備，評價標準也各有差異。為全面反映設備的運行狀態(tài)，評價標準中含有多項指標，均有專家系統(tǒng)為其打出的分值。在此將指標主要分為兩大類，一是連續(xù)變化型，二是開關型。

2.1面積法

先將周期內(nèi)采集的所有數(shù)據(jù)轉換為面積數(shù)據(jù)，將其作為評價模型的輸入。此方法主要用于連續(xù)變化型指標的處理。通過在線監(jiān)測系統(tǒng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計曲線，可反映指在特定階段內(nèi)的運行狀況；而后挑選設備的一個指標，將其評價標準與相應的統(tǒng)計曲線置于同一個坐標系中，以方便觀察分析。評價標準會將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設備超標運行的異常面積。面積越大、異常時間越久，表明設備超標越嚴重，則評價時給的分數(shù)就低；相反，超標越輕，得分越多?？筛鶕?jù)實際運行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設備指標的異常程度。通常需要考慮兩種情況，即當某一指標有且只有一條評判標準線和某一指標有多條評判標準線。此外，設備在實際工作時，隨著時間的變動，電力系統(tǒng)負荷也在起伏變動。這必然會影響到信息通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流量，所以就同一個指標而言，在其不同的運行階段，應制定相適應的標準。標準變化的幅值與時間區(qū)間可參考電力系統(tǒng)負荷曲線、系統(tǒng)運行經(jīng)驗以及各通信設備運行特點而具體確定。須注意的是，在求面積時，還應觀察設備指標是否長時間運行在規(guī)定的最高告警線上方。并根據(jù)實際情況設計一個合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應的處理。

2.2統(tǒng)計方法

適用于開關型指標。該方法具有離散性，所以不適宜采用曲線模型處理，可借助概率統(tǒng)計的方法加以處理。即將周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息轉換為概率，作為評價模型的輸入。同時規(guī)定采集結果為真時，其值為1，否則為0。該方法有兩個步驟，先求取參考值，然后確定處理結果。

3評價模型

3.1閾值型評分模型

主要適用于給定正常運行邊界或者是極限運行范圍的指標，其中，i表示設定的指標運行邊界或者是指標極限運行條件；ki（i=0，1）表示設備每種狀態(tài)下的應扣除的分數(shù)。

3.2曲線型評分模型

主要適用在指標偏離基準越大扣分越多的情況。本文選擇指數(shù)函數(shù)作為評分模型，基本模式如下：y=ax－1該模型輸入x為連續(xù)變化型數(shù)據(jù)處理的結果S或者是開關型指標最后為0的狀態(tài)量的個數(shù)。在實際計算中，指標類型不同，確定底數(shù)a的方式也不同。4.3邏輯與型評分模型主要適用于某一指標由若干狀態(tài)共同決定的情況，其基本模型如下：x=x1∩x2∩…xi∩…∩xn其中，布爾值1代表狀態(tài)良好；布爾值0表示故障；xi代表評分對象中第i個狀態(tài)的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設備每種狀態(tài)下的應扣除分數(shù)。最終評分方法則分為三個步驟，先篩選，確保篩選后的數(shù)據(jù)包含有分值和時間；再判斷，最后加以處理。

4模型可行性的驗證

采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數(shù)據(jù)。已知評價標準為設備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴重故障警戒為90%，該指標滿分5分。經(jīng)過對所有指標模型的實際校驗，本文提出模型均符合現(xiàn)有實際系統(tǒng)，能夠滿足信息和通信系統(tǒng)狀態(tài)檢修的基本要求。但必須經(jīng)過長期實際運行檢驗，不斷修正參數(shù)和完善模型，最終才能達到更加符合實際、更加精確的評價效果。

5結語

篇9

關鍵詞安全管理,區(qū)間信號,數(shù)據(jù)庫設計,計算機輔助測試

城市軌道(簡稱城軌)交通區(qū)間信號系統(tǒng)是安全性苛求系統(tǒng)。在區(qū)間安全性控制和防護設備的研制、生產(chǎn)、使用過程中,運用現(xiàn)代技術手段對設備的可靠性和安全性進行科學、高效、全面、按標準的檢測和評估,以取代目前國內(nèi)主要依靠專家經(jīng)驗進行的手工測試和實際線路試運行的非完善的方法,是十分迫切和必需的。在我國城市軌道交通領域,這方面的研究尚處于起步階段。本文的研究正是基于這一背景。文中所建測試平臺對城際鐵路同樣適用。

1區(qū)間信號系統(tǒng)測試平臺的結構

城軌交通區(qū)間信號系統(tǒng)測試評估平臺(以下簡稱平臺)硬件采用分布式結構,如圖1所示。平臺由主控機、數(shù)據(jù)庫機和仿真機組成[1]。被測系統(tǒng)通過網(wǎng)絡與平臺互聯(lián)。網(wǎng)絡通信采用TCP/IP協(xié)議。

圖1平臺分布式硬件結構示意圖

平臺軟件系統(tǒng)結構框圖如圖2所示。其中:主控及測試案例自動生成子系統(tǒng)一方面向仿真子系統(tǒng)發(fā)送區(qū)間狀態(tài)的仿真設置命令,另一方面動態(tài)監(jiān)控現(xiàn)場信號狀態(tài)等,實現(xiàn)測試案例的動態(tài)擴展和連續(xù)加載、測試結果的動態(tài)判定,并將測試結果存入數(shù)據(jù)

圖2區(qū)間信號測試系統(tǒng)的軟件結構庫。傳輸信道仿真及區(qū)間現(xiàn)場仿真子系統(tǒng)為被測系統(tǒng)提供了一個模擬的傳輸仿真及現(xiàn)場環(huán)境。數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)在被測系統(tǒng)與仿真信道之間進行數(shù)據(jù)處理及轉換。測試用基礎數(shù)據(jù)生成子系統(tǒng)通過讀取區(qū)間拓撲數(shù)據(jù)文件,生成區(qū)間測試用基礎數(shù)據(jù)。專用數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)負責存儲各種測試用基礎數(shù)據(jù)和測試結果。本文重點闡述平臺專用數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)。

2平臺專用數(shù)據(jù)庫設計

平臺的數(shù)據(jù)庫不僅是一般意義上的數(shù)據(jù)庫應用,它還負責協(xié)調(diào)各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。平臺數(shù)據(jù)的類型與結構在一定程度上反映了整個平臺的測試水平。基于對平臺數(shù)據(jù)以及平臺分布式結構的考慮,經(jīng)過深入的比較,選擇SQLServer作為平臺的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫設計一般分為四步:需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計。應用數(shù)據(jù)庫設計理論,平臺專用數(shù)據(jù)庫設計的具體步驟如圖3所示。

圖3數(shù)據(jù)庫的設計過程

2.1需求分析

平臺的數(shù)據(jù)按其對時效性的不同要求可以分為動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)兩大類[2]。動態(tài)數(shù)據(jù)是指具有嚴格時效性的數(shù)據(jù),并且隨著時間推移而動態(tài)刷新;靜態(tài)數(shù)據(jù)則指相對穩(wěn)定,不隨時間變化的數(shù)據(jù)。

2.1.1動態(tài)數(shù)據(jù)及其傳輸

平臺動態(tài)數(shù)據(jù)是維持平臺正常運行的基礎,主要包括下列3類數(shù)據(jù):

·列車運行仿真命令、故障及干擾仿真命令。由主控機發(fā)出,用于控制仿真子系統(tǒng)進行相應仿真活動。

·區(qū)間信號設備狀態(tài)及動作信息。指仿真機所模擬的實際區(qū)間信號設備的狀態(tài)(如軌道區(qū)段是否有車占用等),主控機采集這些信息用于動態(tài)判定及顯示測試過程的實際狀態(tài)。

·測試結果信息。平臺的測試結果記錄是一種比較特殊的動態(tài)數(shù)據(jù),包括經(jīng)信道傳輸前后的實時電信號(數(shù)據(jù))。它們是評價被測系統(tǒng)的重要依據(jù),必須完整、正確地記錄。

動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸首先必須滿足實時性要求,當不能及時傳送時,根據(jù)數(shù)據(jù)特性的不同,或丟棄,或重發(fā)。例如被測系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)如不能及時傳送,或數(shù)據(jù)有誤,則該數(shù)據(jù)必須丟棄。主控機發(fā)給仿真子系統(tǒng)的故障及干擾仿真命令、列車運行仿真命令,在網(wǎng)絡傳輸出現(xiàn)差錯的情況下,為了確保命令被正確執(zhí)行,必須重發(fā)。

2.1.2靜態(tài)數(shù)據(jù)及其復制

生成和校驗正確后的靜態(tài)數(shù)據(jù),在平臺對被測系統(tǒng)進行測試的過程中不再變化,具有相對的穩(wěn)定性。同樣需要對靜態(tài)數(shù)據(jù)進行存儲、查詢、校驗和修改等操作。平臺靜態(tài)數(shù)據(jù)可分為以下幾類:

·信號設備數(shù)據(jù)。記錄發(fā)送端、接收端、閉塞分區(qū)的排序序列號與設備名稱之間的映射關系,設備的一些屬性特征。例如:閉塞分區(qū)的編號、名稱、位置、長度,道岔的編號、名稱、位置、類型等。

·基本數(shù)據(jù)。包括區(qū)間基本特征、鋼軌線路的一次參數(shù)、鋼軌線路四端網(wǎng)參數(shù)、列車運行線路等重要數(shù)據(jù)。其中區(qū)間基本特征數(shù)據(jù)包括閉塞制式、軌道電路類型、道碴與枕軌類型、坡度、曲線及長度等。列車運行線路數(shù)據(jù)包括線路運行方向、經(jīng)由閉塞分區(qū)編號、經(jīng)由發(fā)送端、接收端編號。

·區(qū)間現(xiàn)場拓撲數(shù)據(jù)。包括閉塞分區(qū)、發(fā)送端、接收端的位置和相互關系。這種描述有兩方面用途,一方面用于現(xiàn)場仿真的動態(tài)顯示,另一方面是作為測試用基礎數(shù)據(jù)生成的原始依據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)的復制是通過開放式數(shù)據(jù)庫互連(ODBC)機制實現(xiàn)的。

2.2概念設計

在數(shù)據(jù)庫設計中,筆者使用實體-聯(lián)系(ER)模型作為概念設計的工具,得到概念設計的E-R圖。E-R圖由實體、聯(lián)系和屬性3個基本成分組成。測試用基礎數(shù)據(jù)所處理的基本實體是城市軌道交通區(qū)間的信號設備:接收端、發(fā)送端、閉塞分區(qū);設備之間的關系也就是最直接的實體間聯(lián)系。通過E-R圖,可以十分清楚地描述測試用基礎數(shù)據(jù)的結構。圖4為列車運行線路數(shù)據(jù)的E-R圖。

圖4列車運行線路ER圖

2.3邏輯設計

關系數(shù)據(jù)庫的邏輯設計過程是把概念設計的結果(如E-R圖)轉換成關系模式的過程。為了消除關系模式的存儲異常問題,需要對其進行規(guī)范化。

在本子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模式的規(guī)范化設計過程中,既要考慮減少數(shù)據(jù)冗余、消除存儲異常情況,也要考慮現(xiàn)場仿真、主控等子系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)及運算的花費。規(guī)范化測試用基礎數(shù)據(jù)的關系子模式包括:發(fā)送端表、接收端表、閉塞分區(qū)表、列車運行線路表、區(qū)間基本特征表、鋼軌線路一次參數(shù)表、鋼軌線路四端網(wǎng)參數(shù)表等。

2.4物理設計

物理設計要根據(jù)具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)和相應的操作系統(tǒng)、計算機硬件所能支持的存儲結構、存取方法以及資源來進行設計。SQLServer提供索引或表鍵機制來幫助SQLServer優(yōu)化對查詢的響應。在測試平臺上,對結果數(shù)據(jù)的查詢,是將記錄計數(shù)號與測試項目的組合作為索引。這是因為大多數(shù)的查詢都要直接或間接地將該兩項作為SQL語句中WHERE子句后的首列。

3平臺專用數(shù)據(jù)庫接口的實現(xiàn)

平臺采用客戶端/服務器體系,后臺數(shù)據(jù)庫服務器采用SQLServer,前臺應用程序開發(fā)工具采用VisualC++。前臺應用程序對數(shù)據(jù)庫的訪問是通過ODBC機制實現(xiàn)的。

VisualC++對ODBC提供了兩種支持:一種是API函數(shù)[3];另一種是對API函數(shù)進行封裝的MFCODBC類,包括CDatabase(數(shù)據(jù)庫類),CRecordSet(記錄集類)和CRecordView(可視記錄集類)。兩種方式在平臺上分別應用于不同的場合。

·ODBCAPI使客戶應用程序能夠從底層設置和控制數(shù)據(jù)庫,完成一些高層數(shù)據(jù)庫技術無法完成的功能。例如檢測數(shù)據(jù)庫是否連接、數(shù)據(jù)源配置是否正確等。

·MFCODBC類封裝了多種數(shù)據(jù)庫訪問功能,使用簡單方便。平臺專用數(shù)據(jù)庫定義了11個CRecord2Set類的子類,每一個子類對應專用數(shù)據(jù)庫中的一個表,例如,B-JSSet類對應接收端表,B-BSFQSet類對應閉塞分區(qū)表。

4結語

建立在SQLServer上的平臺專用數(shù)據(jù)庫要兼顧通用數(shù)據(jù)庫的設計要求和區(qū)間測試平臺的特殊性。只有綜合考慮這兩方面的因素,才能使專用數(shù)據(jù)庫既高效又安全。當然,隨著平臺水平的不斷提高,專用數(shù)據(jù)庫的功能必將隨之擴展,日趨完善。

參考文獻

1吳芳美.鐵路安全軟件測試評估.北京:中國鐵道出版社,2001.23

篇10

論文關鍵詞：數(shù)據(jù)通信,電力數(shù)據(jù)網(wǎng),遠動通信,幀結構

1.1 數(shù)據(jù)通信一般概念

數(shù)據(jù)通信技術是近年來通信技術發(fā)展最快的的一個分支。一般地說，只要是以編碼的方式表示信息，用某種信號形式在信道上傳送這些編碼的通信都叫做數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信所傳送的信息可以是數(shù)據(jù)、文字、圖象、聲音等各種內(nèi)容，可以通過電話網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、專用數(shù)據(jù)網(wǎng)等各種通信信道進行通信。

計算機通信主要指計算機之間和計算機與終端之間的數(shù)據(jù)通信。廣義而言，數(shù)據(jù)通信也就是計算機通信，為通信而構成的網(wǎng)絡也就是計算機網(wǎng)絡，只是計算機網(wǎng)絡側重于解決計算機資源的共享和負荷的分擔，而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)則側重于傳輸和交換。

1.2 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)

隨著各級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的建立和運行，各級系統(tǒng)之間信息交互的需求已經(jīng)越來越迫切。傳統(tǒng)的解決方法是用所謂“轉發(fā)”方式，即采用與RTU 通信相似的規(guī)約，通過點到點信道在兩個主站系統(tǒng)之間傳遞信息。這種方法不夠靈活，更不便于多個主站之間相互共享信息。因此，建立電力數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過計算機網(wǎng)絡在各級調(diào)度中心的主站系統(tǒng)之間共享信息，是必然的趨勢。

1996年，原國家電力部已經(jīng)在國家電力調(diào)度中心和全國各大網(wǎng)調(diào)和獨立省調(diào)之間建立了電力數(shù)據(jù)一級網(wǎng)。96年以后，各大網(wǎng)調(diào)到省調(diào)之間的電力數(shù)據(jù)二級網(wǎng)也基本建立起來。目前，各省到地區(qū)/市之間的三級網(wǎng)也正在建設中。

電力數(shù)據(jù)網(wǎng)可以支持實時和非實時的各種網(wǎng)絡應用。為了在各級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)之間共享實時信息，原國家能源部于1992年了“電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信應用層協(xié)議”，作為國家電力行業(yè)標準，即DL 476-92。遵照這個標準，國家電力調(diào)度中心和各大網(wǎng)調(diào)/獨立省調(diào)已經(jīng)實現(xiàn)了調(diào)度自動化系統(tǒng)之間的實時數(shù)據(jù)通信。

截止到1997年，IEC TC57委員會已經(jīng)制定了有關標準，即遠動應用服務元素（TASE.2）協(xié)議，也稱控制中心間通信協(xié)議ICCP，可使電網(wǎng)控制中心與其它電網(wǎng)控制中心、區(qū)域控制中心、獨立發(fā)電廠等通過廣域網(wǎng)（WAN）進行數(shù)據(jù)交換。今后電力數(shù)據(jù)網(wǎng)上的實時信息交換將逐步向這些國際標準過渡。

1.3 分站的各種通信方式

目前，電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡分站和主站之間的通信方式主要有兩種：一種是循環(huán)式，適用于點對點的遠動通道結構，其主要特點是以廠站端為主動方，循環(huán)不斷地向調(diào)度端發(fā)送遙測、遙信等數(shù)據(jù)。另一種是問答式，它的主要特點是主站掌握通信的主動權，主站可以按需要指定分站傳送某一個或某種類型的遠動數(shù)據(jù)，傳送中有差錯時主站可要求重傳。問答式遠動的分站為了準備遙測、遙信等數(shù)據(jù)，和循環(huán)式一樣需要相應的硬件和軟件，以一定的掃描速度來采集遙信和遙測等數(shù)據(jù)，并判別是否有遙信變位，遙測越閾值等情況發(fā)生。和循環(huán)式不同的是這些數(shù)據(jù)采集之后并不立即發(fā)送，而是先行存儲，等主站需要時才將它們按規(guī)定的格式組裝發(fā)送?？梢妴柎鹗竭h動中分站的工作，對遙信、遙測而言可分為兩步，一是數(shù)據(jù)準備，以一定的掃描頻率采集實時數(shù)據(jù)，適當處理后存儲待用，二是按主站的要求組裝發(fā)送。問答式遠動主站的工作主要是輪流詢問各個分站，并接收分站送來的信息加工處理。和循環(huán)式相比主要是增加了主動輪詢各分站的任務。至于遙控、遙調(diào)，在循環(huán)式中主動權也在主站，因此問答式和循環(huán)式?jīng)]有什么差別。

當用計算機通信技術實現(xiàn)遠動功能時，分站和主站的硬件部分，無論是按循環(huán)式或按問答式工作，都必須提供數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等的物質(zhì)條件，因而硬件部分對于循環(huán)式或問答式并沒有實質(zhì)性的差別。問答式和循環(huán)式的主要差別在于軟件，即在于主站和分站之間的對話方式。

廠站端遠動裝置遙測、遙信部分的主要功能是組織好遙測、遙信等遠動信息發(fā)往調(diào)度端。遠動數(shù)據(jù)的傳送應按約定的格式進行，收發(fā)兩端應事先對傳送速率、同步方式、數(shù)據(jù)結構等相互約定，共同遵守。這些約定稱為通信規(guī)約。發(fā)送端按通信規(guī)約的規(guī)定及時組織好要發(fā)送的遠動字，然后按字節(jié)逐一遞交給串行通信接口，再經(jīng)調(diào)制器發(fā)往信道。調(diào)度端經(jīng)解調(diào)器解調(diào)按規(guī)定格式逐一接收。

1.3.1 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)循環(huán)式遠動通信

循環(huán)傳送方式的幀結構和字結構

循環(huán)式遠動系統(tǒng)中，廠站端按約定的規(guī)則循環(huán)不斷地向調(diào)度端發(fā)送遠動數(shù)據(jù)?；镜膸袷揭娤聢D，每幀由若干遠動字組成，以同步字SYN開頭。一幀結束后再按規(guī)約規(guī)定傳送下一幀，如此不斷循環(huán)。以微機構成的遠動裝置通常以8位的字節(jié)作為基本單位，例如一個遠動字占用6個字節(jié)，共48位，同步字可采用三組EB90H，也是48位。

上圖循環(huán)式遠動的幀結構

遠動字基本結構見下圖，其中第1個字節(jié)為地址字，用以識別各個遠動字。地址字也稱點號或功能碼。最后一個字節(jié)為校驗碼，用作抗干擾保護。中間的4個字節(jié)為遠動數(shù)據(jù)。如為遙測遠動字則可傳送2個遙測量，每個遙測量占2個字節(jié)共16位，其中12位為遙測量的數(shù)值，另4位用作標志位，表明遙測量的數(shù)值是否有效等。如為遙信遠動字，則可傳送2組遙信數(shù)據(jù)，每組2個字節(jié)16位，總共4個字節(jié)32位，可以傳送32個開關量的狀態(tài)。

8 8 8 8 8 8

上圖循環(huán)式遠動的字結構

1.3.2 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)問答式遠動通信

目前問答式遠動裝置的分站端大多采用模塊式結構，一般按功能劃分，以模塊為單位。遙測量、遙信量等分別存放在指定的模塊中。每個模塊都有自己的地址。一個模塊包含若干個字，例如8個字，每個字有16位，需要訪問有關數(shù)據(jù)時可直接指定模塊地址、字地址。傳送的報文以8位字節(jié)為單位，附加起始位和停止位，但不帶奇偶校驗位。其報文格式、各種信息類型以及主站與分站之間的應答過程，此處就不再加以詳述。

1.3.3 遠動中的一般幀格式

遠動中的信息，不論循環(huán)式或問答式，通常都以幀為單位進行傳輸。為了保證可靠、快速和高效率地傳送信息，對于遠動中幀格式的安排，一般要考慮如下一些基本問題。

（1）明確區(qū)分一幀的首尾，例如設置幀分界符，幀開始標志、幀長信息。幀的結束標志等。

（2）標明源站或目的站的地址。

（3）明確各種命令／響應幀的功用，規(guī)定相應的功能代碼。

（4）采用抗干擾保護，確定發(fā)生差錯后的重發(fā)以及防止幀丟失或重復的措施。

（5）保證用戶數(shù)據(jù)的透明性，對用戶數(shù)據(jù)應不加限制。

（6）根據(jù)接收站的緩沖器容量，為避免接收的數(shù)據(jù)過量而造成溢出，設置數(shù)據(jù)流控制。

（7）規(guī)定信息的數(shù)據(jù)格式。

（8）減少無效信息，提高傳輸效率。

各個遠動設備的制造廠，對于上列問題的技術觀點不盡相同，因而所采取的措施亦各有差異。需要傳送的用戶數(shù)據(jù)有各種具體情況，長短不一。幀的長度可按實際情況而定的，稱為可變幀長。某些幀的長度可事先確定不再改變的，稱為固定幀長。一般的幀結構格式如下圖所示，圖中幀分界符F表明一幀的開始；幀長字段L表明本幀的長度；控制字段C表明本幀信息的特征；地址字段A表明源站或目的站的地址；信息字段I安排用戶信息；幀校驗碼字段FCC按抗干擾要求可以配置不同的校驗碼。

上圖一般幀結構格式

上圖中的這些字段并非每一幀都必須備齊，對于固定幀長的幀就毋需幀長字段。有的響應幀，如肯定確認和否定確認幀，有時會沒有信息字段和校驗碼字段。

參考文獻

[1]陽憲惠.工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡.清華大學出版社,2003,(6).

[2]劉斌.電力線通信技術與實踐.機械工業(yè)出版社,2011,(6).

[3]楊剛.電力線通信技術.電子工業(yè)出版社，2011,(6).