導(dǎo)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(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

論文摘要:隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及與計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運(yùn)而生,它實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間,計(jì)算機(jī)與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)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(wù)的通信系統(tǒng),數(shù)據(jù)是預(yù)先約定好的具有某種含義的數(shù)字、字母或符號(hào)以及它們的組合。數(shù)據(jù)通信是20世紀(jì)50年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,以及兩者之間的相互滲透與結(jié)合而興起的一種新的通信方式,它是計(jì)算機(jī)和通信相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及與計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運(yùn)而生,它實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間,計(jì)算機(jī)與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)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(zhǎng)途通信。調(diào)制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時(shí)分多路數(shù)字基帶傳輸技術(shù)。光纖將逐漸取代同軸。

微波中繼通信:比較同軸,易架設(shè)、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(shù)。采用64QAM、256QAM等多電平調(diào)制技術(shù)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(zhǎng)距離傳輸?shù)奶匦赃M(jìn)行的,具有通信容量大、通信距離長(zhǎng)及抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。目前用于本地、長(zhǎng)途、干線傳輸,并逐漸發(fā)展用戶光纖通信網(wǎng)。目前基于長(zhǎng)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(shù)發(fā)展迅速,并有各種設(shè)備應(yīng)用,接入設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。光纖通信設(shè)備有光電轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)處理單元兩部分組成。

衛(wèi)星通信:通信距離遠(yuǎn)、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(shù)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(shí)分多路及時(shí)分多址。

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

2數(shù)據(jù)通信的構(gòu)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(jì)算機(jī)、數(shù)字傳真機(jī)、智能用戶電報(bào)終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設(shè)備(PAD)、用戶分組交換機(jī)、專用電話交換機(jī)(PABX)、可視圖文接入設(shè)備(VAP)、局域網(wǎng)(LAN)等各種專用終端設(shè)備;非分組型終端有個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、可視圖文終端、用戶電報(bào)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(shè)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(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的轉(zhuǎn)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(jié)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(jì)算機(jī)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

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(diǎn)、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(shí)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(chǔ)的,所以又稱為X.25網(wǎng)。它是采用存儲(chǔ)——轉(zhuǎn)發(fā)方式,將用戶送來的報(bào)文分成具用一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段,并在每個(gè)數(shù)據(jù)段上加上控制信息,構(gòu)成一個(gè)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(diǎn)是在一條電路上同時(shí)可開放多條虛通路,為多個(gè)用戶同時(shí)使用,網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)態(tài)路由選擇功能和先進(jìn)的誤碼檢錯(cuò)功能,但網(wǎng)絡(luò)性能較差。

幀中繼網(wǎng)。幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來的。幀中繼技術(shù)是把不同長(zhǎng)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(dòng)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(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)之間的通信。而移動(dòng)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(shí)現(xiàn)移動(dòng)狀態(tài)下的移動(dòng)通信。狹義地說,移動(dòng)數(shù)據(jù)通信就是計(jì)算機(jī)間或計(jì)算機(jī)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(kuò)展到移動(dòng)和便攜用戶

4.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(ComputerNetwork),就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺(tái)以上計(jì)算機(jī)互聯(lián)的集合。通過網(wǎng)絡(luò)各用戶可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,如文檔、程序、打印機(jī)和調(diào)制解調(diào)器等。計(jì)算機(jī)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(gè)國家內(nèi)各個(gè)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)。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(gè)城市,方圓不超過10-100公里;局域網(wǎng)的地理分布則相對(duì)較小,如一棟建筑物,或一個(gè)單位、一所學(xué)校,甚至一個(gè)大房間等。

局域網(wǎng)是目前使用最多的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),一個(gè)單位可使用多個(gè)局域網(wǎng),如財(cái)務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財(cái)務(wù)帳目,勞動(dòng)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(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對(duì)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(jì)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(diǎn)是具有開放體系結(jié)構(gòu),并且非常容易管理。

TCP/IP實(shí)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(TransportControlProtocol)和因特網(wǎng)協(xié)議(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(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。由于TCP/IP具有跨平臺(tái)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:網(wǎng)絡(luò)接口層:負(fù)責(zé)接收和發(fā)送物理幀;網(wǎng)絡(luò)層:負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信;傳輸層:負(fù)責(zé)起點(diǎn)到終端的通信;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(tái)計(jì)算機(jī)傳送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī),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(jìn)制數(shù)組成的,如202.0.96.133就表示連接到因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)使用的IP地址,在整個(gè)因特網(wǎng)上IP地址是唯一的。

篇2

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為主的高新技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在社會(huì)多個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，它們已經(jīng)成為高新技術(shù)的代名詞。而計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為分布交互仿真的關(guān)鍵技術(shù)之一，它也是造成我國信息技術(shù)與國外信息技術(shù)差距的主要原因。因此我們有必要對(duì)分布交互仿真的概念和特征進(jìn)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(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將分散在各地的仿真設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為分布性、交互性、異構(gòu)性、時(shí)空一致性和開放性。分布交互仿真技術(shù)主要解決兩個(gè)問題：一是使大規(guī)模復(fù)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(shù)可以實(shí)時(shí)計(jì)算并生成一個(gè)反映實(shí)體對(duì)象變化的三維圖形環(huán)境。通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備，實(shí)驗(yàn)人員不僅可以“進(jìn)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(jī)事件，給人一種“身臨其境”的真實(shí)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(yīng)用層是很難截然分開的。在應(yīng)用層,為了能將實(shí)體的數(shù)據(jù)傳給其它實(shí)體,每個(gè)仿真應(yīng)用都為自己所生成的實(shí)體定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)塊,其中包括了傳送實(shí)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)”。可以說,這種數(shù)據(jù)定義方式完全滿足了實(shí)體間數(shù)據(jù)交換的需要,但缺點(diǎn)是每個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)定義各不相同。每個(gè)仿真應(yīng)用中不但要有本地實(shí)體的數(shù)據(jù)定義,還要有其它節(jié)點(diǎn)的實(shí)體的數(shù)據(jù)定義,才能在接到一個(gè)數(shù)據(jù)包后按照正確的格式來理解它。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中要增加一個(gè)新實(shí)體時(shí),其它仿真應(yīng)用中都要增加這一實(shí)體的數(shù)據(jù)定義。也就是說,每增加一個(gè)實(shí)體就要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有的仿真應(yīng)用進(jìn)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(wù)器。分布交互仿真是嚴(yán)格的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在它里面所有數(shù)據(jù)傳送給所有仿真應(yīng)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(wù)器,分布交互仿真減少了由于一個(gè)仿真應(yīng)用向另一個(gè)仿真應(yīng)用傳送信息的時(shí)間延遲。時(shí)間延遲嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)仿真的實(shí)時(shí)性和有效性。舉例說明,當(dāng)一仿真應(yīng)用向目標(biāo)開火以后,被擊中的目標(biāo)必須盡可能快知道將要發(fā)生的軍事行動(dòng),使其作出相應(yīng)的防衛(wèi)反應(yīng),通訊設(shè)備的延遲引入可能導(dǎo)致對(duì)方力量的加強(qiáng),戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)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(shù)為主的高新技術(shù)發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到前所未有的重視，它已成為分布交互仿真技術(shù)中的關(guān)鍵所在，這也是造成我國分布交互仿真技術(shù)與國外存在差距的主要原因之一。同時(shí)，由于我國沒有分布交互仿真技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這使得我國的分布交互仿真技術(shù)研究存在多樣、復(fù)雜以及多元化特征，因此就需要我們?cè)诠ぷ髦薪o予高度重視也探索。在目前的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信技術(shù)分析中，它主要包含了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、及時(shí)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(dòng)化要求。

2.1數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)過的一段時(shí)間的研究表明，分布交互仿真技術(shù)中實(shí)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(lǐng)域的額工作人員大大的增加了負(fù)擔(dān)，使得整個(gè)管理實(shí)體數(shù)量發(fā)生了一個(gè)瓶頸。此外，在這種交互方式中，我們需要滿足人們?cè)诨芈飞洗嬖诘姆抡嫘枰菍?duì)事件驅(qū)動(dòng)、時(shí)間驅(qū)動(dòng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信協(xié)議分析

實(shí)施數(shù)據(jù)通信是基于網(wǎng)絡(luò)條件下的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析，它在應(yīng)用的過程中是以網(wǎng)絡(luò)通信部分和實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)的，它在應(yīng)用中需要解決的問題就是如何將信息從網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)快速、準(zhǔn)確的傳遞給另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)過程中是一個(gè)快速、及時(shí)傳遞的過程，它和人與人之間的交流一樣，采用合理、簡(jiǎn)單的語言進(jìn)行溝通無疑要比復(fù)雜的語言快捷的多。因此，在通信協(xié)議的制定中，它是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)開展的，協(xié)議利用是否合理、科學(xué)和科學(xué)將直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)現(xiàn)，也決定著網(wǎng)絡(luò)通信工作的開展。在一個(gè)分布式交互仿真系統(tǒng)中，必須要以科學(xué)的通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(yīng)用中是以傳輸控制協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)訪問協(xié)議為核心，它已經(jīng)廣泛的被世界多個(gè)國家重視和認(rèn)可。目前,HLA網(wǎng)關(guān)能轉(zhuǎn)化各種協(xié)議使用的PDU類型:實(shí)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(guān)預(yù)定是以聯(lián)邦對(duì)象模型(FOM)為依據(jù)的數(shù)據(jù),它們放在設(shè)置文件中,且在運(yùn)行時(shí)改變。另外RTI還提供詢問、刪除以及時(shí)間管理等服務(wù)。

3結(jié)束語

篇3

在數(shù)據(jù)通信中應(yīng)用多線程技術(shù)，主要是通過編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，其設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)的，事件處理程序存在時(shí)，將向scheduler發(fā)出聲明，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的監(jiān)視，反之，在事件發(fā)生時(shí)，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(shí)現(xiàn)的，eventHandler中具有一個(gè)通用接口setevent()，從而保證了scheduler對(duì)事件的監(jiān)視，同時(shí)在接口中，還擁有回調(diào)函數(shù)checkevent()和event-callback()，從而實(shí)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(shí)現(xiàn)的，主要的功能便是對(duì)文件輸入信息數(shù)據(jù)的各種處理，在子類的基礎(chǔ)上可以派生出其他的類，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)函數(shù)event-callback()的重寫，從而對(duì)文件輸入信息數(shù)據(jù)在執(zhí)行時(shí)進(jìn)行某種特定的操作。

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

各類的主要操作為：SetInput()，將這個(gè)函數(shù)接受一個(gè)指向fd-set結(jié)構(gòu)的指針，將其代表的文件描述符置1；SetTimeout()，將這個(gè)函數(shù)接受一個(gè)指向timeval結(jié)構(gòu)的指針，將設(shè)置定時(shí)器在超時(shí)前所需要的時(shí)間；InputReadCallback()，將這個(gè)函數(shù)進(jìn)行輸入處理；CheckInput()，將這個(gè)函數(shù)接受一個(gè)指向fd-set結(jié)構(gòu)的指針，并對(duì)其文件上描述符上的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，從而準(zhǔn)備好輸入；TimeoutCallback(),將這個(gè)函數(shù)進(jìn)行超時(shí)處理；CheckTimeout()，將這個(gè)函數(shù)對(duì)比傳遞到timeval結(jié)構(gòu)中，從而確定當(dāng)前時(shí)間值是否超時(shí)，如果存在超時(shí)，則要調(diào)用TimeoutCallback。這一系統(tǒng)運(yùn)用的是國際標(biāo)準(zhǔn)，從而保證了系統(tǒng)的互連與互操作性，同時(shí)這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提升了其實(shí)現(xiàn)，降低了其維護(hù)的難度，如圖1所示。

2總結(jié)

篇4

網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)際上是將路由和編碼的信息進(jìn)行相互交換的方式。傳統(tǒng)路由主要是實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)編碼則能夠接收到幾個(gè)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(luò)的利用效率，結(jié)束了傳統(tǒng)中認(rèn)為獨(dú)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(yùn)算，將接收到的幾個(gè)不同的數(shù)據(jù)組，在網(wǎng)絡(luò)不同的結(jié)點(diǎn)中進(jìn)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(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)目的結(jié)點(diǎn)，并由目的結(jié)點(diǎn)對(duì)其解碼還原，得到原始數(shù)據(jù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了通信。網(wǎng)絡(luò)編碼的主要優(yōu)勢(shì)是提高了網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)性能，提高通信效率，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)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(luò)通信的性能，不僅增加了網(wǎng)絡(luò)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(luò)目的結(jié)點(diǎn)之間的負(fù)載能力。在當(dāng)前人們?cè)絹碓揭蕾嚐o線通信技術(shù)的的背景下，網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)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(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究

網(wǎng)絡(luò)編碼在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，其理論研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景都是不言而喻的。世界上一些高等學(xué)府和科研機(jī)構(gòu)都展開了對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼的研究，并且在多個(gè)方面取得了不小的成果。

2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)編碼研究中涉及到的主要部分還是在網(wǎng)絡(luò)層方面，特別是如何有效地將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼有機(jī)結(jié)合，是基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究的重要方面。有一部分研究已經(jīng)深入到網(wǎng)絡(luò)編碼如何有效結(jié)合協(xié)議結(jié)構(gòu)中其他協(xié)議層，例如網(wǎng)絡(luò)編碼與MAC層協(xié)議或者與傳送層TCP協(xié)議等等的結(jié)合問題。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)編碼的特性與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)編碼與其融合將會(huì)遇到各種各樣新的問題，例如，它們之間的兼容性、網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)是否會(huì)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(shí)也為研究基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)提供了框架性借鑒，使得網(wǎng)絡(luò)編碼能夠與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有機(jī)融合，提高網(wǎng)絡(luò)通信性能。

2.2數(shù)據(jù)傳送模型

網(wǎng)絡(luò)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(duì)編碼策略的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，而碼構(gòu)造算法是編碼策略設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。碼構(gòu)造算法主要是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中間結(jié)點(diǎn)的編碼方式，它需要保證目的結(jié)點(diǎn)能夠有效識(shí)別出傳遞的編碼信息并進(jìn)行正確解碼。所以碼構(gòu)造算法包含了編碼和解碼兩個(gè)內(nèi)容，并且要求其算法復(fù)雜程度低，易于實(shí)施應(yīng)用。碼構(gòu)造算法主要有三種：代數(shù)型、線性型、隨機(jī)型。線性網(wǎng)絡(luò)編碼能將中間結(jié)點(diǎn)接受的各路信息進(jìn)行線性組合，這種編碼運(yùn)算較簡(jiǎn)單，所以得到了普遍應(yīng)用。

2.3路由協(xié)議

基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳遞效率和性能，它是能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用到實(shí)際中的重要基礎(chǔ)，而且將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)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(luò)提供借鑒和指導(dǎo)。基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議研究主要有兩個(gè)方面：獨(dú)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(diǎn)是路由協(xié)議產(chǎn)生的過程中能否主動(dòng)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(jī)制

實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐蝗恍院途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定都可能導(dǎo)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(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的開發(fā)應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，研究出能確保數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)谋Ｕ蠙C(jī)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(shí)間和保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。所以，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信中，利用QoS保證機(jī)制是當(dāng)前研究的重要課題之一。當(dāng)前已研究出來幾個(gè)解決方案，比如建立數(shù)據(jù)延遲時(shí)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(shí)間。

3結(jié)語

篇5

1.重知識(shí)、輕能力。電子信息工程專業(yè)學(xué)生既要掌握廣泛的人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)和扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)知識(shí)，掌握電路與電工學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、電磁場(chǎng)與電磁波等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、信號(hào)與信息處理等專業(yè)方向知識(shí)，更要具備自學(xué)能力、信息獲取與表達(dá)能力、系統(tǒng)認(rèn)知能力、創(chuàng)新思維能力、工程實(shí)踐能力、系統(tǒng)開發(fā)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。新時(shí)代對(duì)人才，特別是對(duì)創(chuàng)新型人才的要求，已經(jīng)從知識(shí)體系走向能力體系[2]。對(duì)于數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程來說，知識(shí)點(diǎn)多、更新快，因此，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)的能力比單純傳授知識(shí)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(duì)課本的依賴程度較高，考試內(nèi)容側(cè)重于理論知識(shí)，忽視了對(duì)各種能力的考核。學(xué)生往往借助死記硬背的方法獲得較高的分?jǐn)?shù)，從而使學(xué)生養(yǎng)成了錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)觀念，不利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2.形式單一。一門課程的考核應(yīng)該全面考核該課程涉及的各種知識(shí)以及應(yīng)用這些知識(shí)的能力，不同的知識(shí)或能力應(yīng)采取不同的考核形式。目前一般都是通過期末一張?jiān)嚲砜己耍瑹o論是采取開卷還是閉卷形式，都無法全面考核學(xué)生的真實(shí)知識(shí)和能力。閉卷考試比較死板，注重知識(shí)，弱化運(yùn)用；開卷考試雖靈活，但輕基礎(chǔ)。由于受限于試卷篇幅和答題時(shí)間，單次考試無法兼顧知識(shí)和能力，只能側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)的考核，導(dǎo)致學(xué)生緊抓書本，視野狹窄，缺乏綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。考試期末“一錘定音”，只重結(jié)果、不重過程。通過一次考試決定學(xué)生一門課程的最終成績(jī)，存在極大的偶然性。必然導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)不學(xué)，考前突擊復(fù)習(xí)，造成很多學(xué)生只注重考試期的臨陣磨槍，而忽視了平時(shí)的過程學(xué)習(xí)。必然出現(xiàn)學(xué)生纏著教師劃范圍、指重點(diǎn)，學(xué)生也只是簡(jiǎn)單地復(fù)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容，無法把握知識(shí)體系，更談不上知識(shí)的應(yīng)用了。另外，僅考期末考試，大大削弱考試的反饋?zhàn)饔茫焕诮處熂皶r(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，也不利于發(fā)揮考試對(duì)學(xué)生平時(shí)的激勵(lì)和引導(dǎo)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(gè)教學(xué)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(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，能夠更好地反饋教學(xué)效果，及時(shí)指導(dǎo)教師調(diào)整教學(xué)方法和手段，及時(shí)幫助學(xué)生重新分配時(shí)間和精力、調(diào)節(jié)側(cè)重點(diǎn)，更好地完成學(xué)業(yè)。除期末考試外，在每次教學(xué)過程中進(jìn)行學(xué)風(fēng)考評(píng)，在每一章節(jié)的教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)檢測(cè)，在每個(gè)專題進(jìn)行中，培養(yǎng)和反饋學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。通過遍布整個(gè)教學(xué)過程中的考核，督促學(xué)生全面深入地掌握各門課程的內(nèi)涵與外延，給予學(xué)生展示學(xué)習(xí)狀況、心得體會(huì)和思考探討的機(jī)會(huì)，全面充分地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)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(shí)性。在數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)過程中，全過程考核主要涉及這樣幾個(gè)階段。①教學(xué)過程中，隨堂小測(cè)驗(yàn)。可以在一節(jié)課結(jié)束時(shí)進(jìn)行，檢查本節(jié)課的教學(xué)效果，也可以在一節(jié)課開始時(shí)進(jìn)行，檢查前面學(xué)習(xí)過的內(nèi)容。②單元結(jié)束后，設(shè)置單元小考。單元小考不宜過于頻繁，一門課設(shè)置二三次即可。③自學(xué)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)。在整門課程的教學(xué)過程中，安排一兩個(gè)章節(jié)由學(xué)生自學(xué)，在課堂上師生共同評(píng)價(jià)自學(xué)效果。④期末考試，全面考核教學(xué)情況。各個(gè)階段的考核應(yīng)該合理調(diào)配，保證每?jī)纱握n有一次考核，要么單元測(cè)試，要么自學(xué)評(píng)價(jià)，要么隨堂小測(cè)驗(yàn)，使得學(xué)生緊緊跟住教學(xué)活動(dòng)，及時(shí)掌握相應(yīng)知識(shí)，培養(yǎng)相應(yīng)能力。

篇6

關(guān)鍵詞：MSM6882；最小頻移鍵控；無線數(shù)據(jù)通信

1引言

計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)終端的普及使得無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)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(duì)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(hào)在碼元轉(zhuǎn)換瞬間沒有相位突變，因而信號(hào)頻譜在頻帶之外的滾降會(huì)加快，占用頻帶比PSK信號(hào)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(diǎn)如下：

片內(nèi)濾波器采用開關(guān)電容結(jié)構(gòu)；

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(hào)濾波器單獨(dú)使用；

接收定時(shí)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(dāng)外接時(shí)鐘時(shí)，X1懸空。

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

ME：調(diào)制器使能端。該端為“0”時(shí)，TI腳與發(fā)送低通濾波器相連，為“1”時(shí)，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(shí)鐘輸出腳。使用時(shí)可用ST信號(hào)的上升沿同步SD腳的信號(hào)。

SIN：正弦調(diào)制方式選擇。

PRE：發(fā)送數(shù)據(jù)預(yù)置選擇。為“0”時(shí)，SD腳信號(hào)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(shí)鐘頻率（MHz）MCSBR波特率（bps）

7.3728112400

101200

3.6864001200

SG：片內(nèi)模擬信號(hào)地。

GND：芯片電源地。

TI：音頻信號(hào)輸入。

AO：調(diào)制信號(hào)輸出。

AI：解調(diào)信號(hào)輸入。

CDT，CDO：芯片測(cè)試腳。正常使用時(shí)，CDT腳應(yīng)接地，CDO腳懸空。

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

RT：接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘。使用時(shí)可用RT信號(hào)的下降沿同步RD腳數(shù)據(jù)。

CF：快速鎖相控制。該端為“1”時(shí)，RD腳和RT腳的輸出信號(hào)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(jìn)行。而在該腳為“0”時(shí)，無論RD腳和RT腳的輸出信號(hào)相位差為多少，相位校正均以低速進(jìn)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(shí)，鎖相環(huán)在50比特內(nèi)完成相位同步。為“1”時(shí)，鎖相環(huán)在18比特內(nèi)完成相位同步。

FT：自環(huán)測(cè)試控制。通常接高電平。

VDD：芯片電源端口。

3MSM6882的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理

MSM6882的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。該電路主要由三個(gè)部分組成：發(fā)送電路、接收電路和時(shí)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(gè)RC低通濾波器。它在PRE和SIN輸入信號(hào)控制下可完成對(duì)輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)的調(diào)制或輸入音頻信號(hào)的濾波。在完成調(diào)制功能時(shí)，首先由調(diào)制器將輸入數(shù)據(jù)調(diào)制為MSK信號(hào)，再由發(fā)送濾波器和兩個(gè)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(shí)，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(hào)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(cè)器、檢測(cè)后置濾波器和定時(shí)再生器組成。接收信號(hào)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(hào)輸入延遲檢測(cè)器。然后由延遲檢測(cè)器恢復(fù)出解調(diào)數(shù)據(jù)，經(jīng)檢測(cè)濾波送入定時(shí)再生電路以提取接收時(shí)鐘，最后將接收時(shí)鐘和解調(diào)數(shù)據(jù)輸出。

圖3

時(shí)鐘發(fā)生電路可為整個(gè)電路提供時(shí)序信號(hào)。

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(tái)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(dòng)作。自行小車通過車體上安裝集電極和預(yù)裝在軌道內(nèi)的滑觸線在移動(dòng)中接觸進(jìn)行取電，提供給移動(dòng)的小車。自行小車在環(huán)形軌道上行走，與主站通過導(dǎo)軌放大器+滑線+碳刷的形式獲取信號(hào)電源和DP總線通信控制信號(hào)。

1.2有線通訊弊端

滑觸線碳刷滑動(dòng)取電技術(shù)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(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。碳刷彈簧機(jī)構(gòu)的調(diào)整，不宜過松，更不宜過緊，很難達(dá)到一個(gè)理想的平衡狀態(tài)，只能周而復(fù)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(hào)。自行小車抓取工件升降的過程中會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，碳刷隨之也會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，造成信號(hào)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(dòng)和上下晃動(dòng)極易導(dǎo)致滑線與碳刷接觸不良，經(jīng)常造成總線通訊信號(hào)掉線，產(chǎn)生通訊中斷、信號(hào)丟失、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警等故障，故障率一直很高。環(huán)線空中自行小車長(zhǎng)期運(yùn)行后，碳刷和滑觸線磨損，導(dǎo)致碳刷破裂、接觸不良，也會(huì)使控制信號(hào)丟失。此外，碳刷長(zhǎng)期和滑觸線摩擦，大量碳粉會(huì)滯留在滑觸線分段處或滑觸線上，造成信號(hào)的誤傳輸，使系統(tǒng)的可靠性降低。另外，這種碳刷滑動(dòng)通訊方式極易導(dǎo)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(shè)計(jì)

2.1無線解決方案的構(gòu)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(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，改造難度大，而且改造時(shí)間很短，改造還受到原有老系統(tǒng)的限制，風(fēng)險(xiǎn)很大。我們的方案規(guī)劃始終圍繞著：確保可靠性，減少現(xiàn)場(chǎng)施工量，減少編程調(diào)試時(shí)間，并且實(shí)現(xiàn)全信息采集的出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行。我們的改造原則是：保持原控制系統(tǒng)硬件主體結(jié)構(gòu)不變，在此基礎(chǔ)上，在控制系統(tǒng)局部增加、配置新的模塊和電路，從而實(shí)現(xiàn)無線通信功能，以較低成本投入，達(dá)到高的效益和產(chǎn)出，有利于維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠和安全，最終達(dá)到改造的目的。我們選用最先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),通過無線網(wǎng)絡(luò)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(shì)特點(diǎn)也很好地滿足了我們此次改造的需求。經(jīng)過測(cè)試無線通信覆蓋區(qū)域、信號(hào)強(qiáng)度、抗干擾、實(shí)時(shí)性及數(shù)據(jù)交換量對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度的影響等多方面性能指標(biāo)，通過后，最終我們確定采用邦納電氣的ModbusRTU無線技術(shù)和產(chǎn)品。

2.2ModbusRTU無線技術(shù)特征

近年來，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化控制領(lǐng)域開始出現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)通訊的開放型無線通信控制技術(shù)，其特點(diǎn)是可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、通訊速度快、數(shù)據(jù)傳輸量大、維護(hù)成本低。無線控制技術(shù)打破了傳統(tǒng)有線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，在適用范圍、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性以及抗故障能力方面，較之現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都有明顯的優(yōu)勢(shì)。無線通訊是未來自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)之一，應(yīng)用越來越廣泛。ModbusRTU是為PLC設(shè)計(jì)的一種通信協(xié)議，可以很方便地進(jìn)行Modbus網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(kuò)展Modbus工業(yè)網(wǎng)絡(luò)或串行通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊距離，具有安全、可靠、耐用、高速、高效的特點(diǎn)，可以替代有線和傳統(tǒng)通訊中所使用的硬接線，實(shí)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(luò)實(shí)現(xiàn)無縫連接。

2.3新無線方案的總體構(gòu)思

新無線方案中，可以完全取消2極信號(hào)滑線、2個(gè)主導(dǎo)軌放大器、6個(gè)小車放大器和24片小車信號(hào)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(cè)設(shè)置協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將DP主站發(fā)送給DP從站的通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器，將無線MODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)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(jìn)行處理和調(diào)用。

3無線通信系統(tǒng)的實(shí)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(luò)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(shè)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(shí)現(xiàn)無線傳輸，要實(shí)現(xiàn)無線通信，必須將PROFIBUS總線協(xié)議轉(zhuǎn)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?cè)谥骺叵到y(tǒng)中，配置了一個(gè)NT50-DP-RS協(xié)議轉(zhuǎn)換器和一個(gè)邦納DataRadio無線收發(fā)器。NT50轉(zhuǎn)換器用于將S7-300PLC一側(cè)的Profibus總線協(xié)議轉(zhuǎn)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(gè)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(tái)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(luò)的從站，完成小車啟動(dòng)、停止、前進(jìn)、后退，吊具的上升下降、夾緊松開及各工序工藝時(shí)間的控制，實(shí)現(xiàn)小車的智能化。我們?cè)谲囕d控制系統(tǒng)中，同樣配置了一個(gè)NT50轉(zhuǎn)換器和一個(gè)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(zhuǎn)換器，NT50轉(zhuǎn)換器對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，將ModbusRTU協(xié)議轉(zhuǎn)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(jìn)行處理，從而實(shí)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(luò)架構(gòu)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(jī)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(luò)控制系統(tǒng)”。我們?cè)诳傃b環(huán)形線和底板環(huán)行線各自分布特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立兩個(gè)各自獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，分別控制總裝環(huán)形線三臺(tái)自行小車和底板環(huán)行線三臺(tái)自行小車。這樣，信號(hào)通信強(qiáng)度大大增強(qiáng)，信號(hào)的抗電磁干擾能力也大大提高，這種雙網(wǎng)絡(luò)無線架構(gòu)大大提高了通信的穩(wěn)定性和可靠性。兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)部各自獨(dú)立，單獨(dú)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(zé)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。總裝無線網(wǎng)絡(luò)和底板無線網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上完全相同，只是網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和地址設(shè)定有所不同，下面以底板無線網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行說明。

4通信程序的開發(fā)

我們?cè)谥骺叵到y(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(chǔ)在CPU的DB12數(shù)據(jù)塊中，再在程序中調(diào)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)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(chǔ)到DB13數(shù)據(jù)塊中。

5結(jié)束語

篇8

狀態(tài)檢修是以狀態(tài)評(píng)價(jià)為前提，并結(jié)合設(shè)備分析診斷結(jié)果等因素加以考慮，然后做出時(shí)間及項(xiàng)目安排的一種主動(dòng)檢修方式。傳統(tǒng)的檢修方法只能反映檢修時(shí)設(shè)備的狀態(tài)，比較片面。而狀態(tài)檢修則是對(duì)整個(gè)過程的監(jiān)測(cè)。某供電公司根據(jù)狀態(tài)檢修方式設(shè)計(jì)的信息通信設(shè)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(cè)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(xué)，但同時(shí)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(shè)備數(shù)據(jù)用于狀態(tài)評(píng)價(jià)服務(wù)等。為解決這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在此建立相適應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模型和評(píng)價(jià)模型，并對(duì)其可行性加以驗(yàn)證。假設(shè)狀態(tài)檢修周期是一個(gè)月，計(jì)算周期是一天。

2數(shù)據(jù)處理模型分析

針對(duì)不同的設(shè)備，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也各有差異。為全面反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中含有多項(xiàng)指標(biāo)，均有專家系統(tǒng)為其打出的分值。在此將指標(biāo)主要分為兩大類，一是連續(xù)變化型，二是開關(guān)型。

2.1面積法

先將周期內(nèi)采集的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為面積數(shù)據(jù)，將其作為評(píng)價(jià)模型的輸入。此方法主要用于連續(xù)變化型指標(biāo)的處理。通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計(jì)曲線，可反映指在特定階段內(nèi)的運(yùn)行狀況；而后挑選設(shè)備的一個(gè)指標(biāo)，將其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)曲線置于同一個(gè)坐標(biāo)系中，以方便觀察分析。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設(shè)備超標(biāo)運(yùn)行的異常面積。面積越大、異常時(shí)間越久，表明設(shè)備超標(biāo)越嚴(yán)重，則評(píng)價(jià)時(shí)給的分?jǐn)?shù)就低；相反，超標(biāo)越輕，得分越多。可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設(shè)備指標(biāo)的異常程度。通常需要考慮兩種情況，即當(dāng)某一指標(biāo)有且只有一條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線和某一指標(biāo)有多條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線。此外，設(shè)備在實(shí)際工作時(shí)，隨著時(shí)間的變動(dòng)，電力系統(tǒng)負(fù)荷也在起伏變動(dòng)。這必然會(huì)影響到信息通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流量，所以就同一個(gè)指標(biāo)而言，在其不同的運(yùn)行階段，應(yīng)制定相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)變化的幅值與時(shí)間區(qū)間可參考電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及各通信設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)而具體確定。須注意的是，在求面積時(shí)，還應(yīng)觀察設(shè)備指標(biāo)是否長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在規(guī)定的最高告警線上方。并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一個(gè)合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應(yīng)的處理。

2.2統(tǒng)計(jì)方法

適用于開關(guān)型指標(biāo)。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(jì)的方法加以處理。即將周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為概率，作為評(píng)價(jià)模型的輸入。同時(shí)規(guī)定采集結(jié)果為真時(shí)，其值為1，否則為0。該方法有兩個(gè)步驟，先求取參考值，然后確定處理結(jié)果。

3評(píng)價(jià)模型

3.1閾值型評(píng)分模型

主要適用于給定正常運(yùn)行邊界或者是極限運(yùn)行范圍的指標(biāo)，其中，i表示設(shè)定的指標(biāo)運(yùn)行邊界或者是指標(biāo)極限運(yùn)行條件；ki（i=0，1）表示設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除的分?jǐn)?shù)。

3.2曲線型評(píng)分模型

主要適用在指標(biāo)偏離基準(zhǔn)越大扣分越多的情況。本文選擇指數(shù)函數(shù)作為評(píng)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(jié)果S或者是開關(guān)型指標(biāo)最后為0的狀態(tài)量的個(gè)數(shù)。在實(shí)際計(jì)算中，指標(biāo)類型不同，確定底數(shù)a的方式也不同。4.3邏輯與型評(píng)分模型主要適用于某一指標(biāo)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(píng)分對(duì)象中第i個(gè)狀態(tài)的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除分?jǐn)?shù)。最終評(píng)分方法則分為三個(gè)步驟，先篩選，確保篩選后的數(shù)據(jù)包含有分值和時(shí)間；再判斷，最后加以處理。

4模型可行性的驗(yàn)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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴(yán)重故障警戒為90%，該指標(biāo)滿分5分。經(jīng)過對(duì)所有指標(biāo)模型的實(shí)際校驗(yàn)，本文提出模型均符合現(xiàn)有實(shí)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(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，不斷修正參數(shù)和完善模型，最終才能達(dá)到更加符合實(shí)際、更加精確的評(píng)價(jià)效果。

5結(jié)語

篇9

關(guān)鍵詞安全管理,區(qū)間信號(hào),數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試

城市軌道(簡(jiǎn)稱城軌)交通區(qū)間信號(hào)系統(tǒng)是安全性苛求系統(tǒng)。在區(qū)間安全性控制和防護(hù)設(shè)備的研制、生產(chǎn)、使用過程中,運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段對(duì)設(shè)備的可靠性和安全性進(jìn)行科學(xué)、高效、全面、按標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)和評(píng)估,以取代目前國內(nèi)主要依靠專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的手工測(cè)試和實(shí)際線路試運(yùn)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(lǐng)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(cè)試平臺(tái)對(duì)城際鐵路同樣適用。

1區(qū)間信號(hào)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)

城軌交通區(qū)間信號(hào)系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱平臺(tái))硬件采用分布式結(jié)構(gòu),如圖1所示。平臺(tái)由主控機(jī)、數(shù)據(jù)庫機(jī)和仿真機(jī)組成[1]。被測(cè)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)與平臺(tái)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)通信采用TCP/IP協(xié)議。

圖1平臺(tái)分布式硬件結(jié)構(gòu)示意圖

平臺(tái)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。其中:主控及測(cè)試案例自動(dòng)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(shè)置命令,另一方面動(dòng)態(tài)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)狀態(tài)等,實(shí)現(xiàn)測(cè)試案例的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和連續(xù)加載、測(cè)試結(jié)果的動(dòng)態(tài)判定,并將測(cè)試結(jié)果存入數(shù)據(jù)

圖2區(qū)間信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)庫。傳輸信道仿真及區(qū)間現(xiàn)場(chǎng)仿真子系統(tǒng)為被測(cè)系統(tǒng)提供了一個(gè)模擬的傳輸仿真及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)在被測(cè)系統(tǒng)與仿真信道之間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)換。測(cè)試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成子系統(tǒng)通過讀取區(qū)間拓?fù)鋽?shù)據(jù)文件,生成區(qū)間測(cè)試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。專用數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)各種測(cè)試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果。本文重點(diǎn)闡述平臺(tái)專用數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。

2平臺(tái)專用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫不僅是一般意義上的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,它還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。平臺(tái)數(shù)據(jù)的類型與結(jié)構(gòu)在一定程度上反映了整個(gè)平臺(tái)的測(cè)試水平。基于對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)以及平臺(tái)分布式結(jié)構(gòu)的考慮,經(jīng)過深入的比較,選擇SQLServer作為平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)一般分為四步:需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)理論,平臺(tái)專用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的具體步驟如圖3所示。

圖3數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程

2.1需求分析

平臺(tái)的數(shù)據(jù)按其對(duì)時(shí)效性的不同要求可以分為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)兩大類[2]。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是指具有嚴(yán)格時(shí)效性的數(shù)據(jù),并且隨著時(shí)間推移而動(dòng)態(tài)刷新;靜態(tài)數(shù)據(jù)則指相對(duì)穩(wěn)定,不隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。

2.1.1動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)及其傳輸

平臺(tái)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是維持平臺(tái)正常運(yùn)行的基礎(chǔ),主要包括下列3類數(shù)據(jù):

·列車運(yùn)行仿真命令、故障及干擾仿真命令。由主控機(jī)發(fā)出,用于控制仿真子系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)仿真活動(dòng)。

·區(qū)間信號(hào)設(shè)備狀態(tài)及動(dòng)作信息。指仿真機(jī)所模擬的實(shí)際區(qū)間信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)(如軌道區(qū)段是否有車占用等),主控機(jī)采集這些信息用于動(dòng)態(tài)判定及顯示測(cè)試過程的實(shí)際狀態(tài)。

·測(cè)試結(jié)果信息。平臺(tái)的測(cè)試結(jié)果記錄是一種比較特殊的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),包括經(jīng)信道傳輸前后的實(shí)時(shí)電信號(hào)(數(shù)據(jù))。它們是評(píng)價(jià)被測(cè)系統(tǒng)的重要依據(jù),必須完整、正確地記錄。

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸首先必須滿足實(shí)時(shí)性要求,當(dāng)不能及時(shí)傳送時(shí),根據(jù)數(shù)據(jù)特性的不同,或丟棄,或重發(fā)。例如被測(cè)系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)如不能及時(shí)傳送,或數(shù)據(jù)有誤,則該數(shù)據(jù)必須丟棄。主控機(jī)發(fā)給仿真子系統(tǒng)的故障及干擾仿真命令、列車運(yùn)行仿真命令,在網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)差錯(cuò)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(fù)制

生成和校驗(yàn)正確后的靜態(tài)數(shù)據(jù),在平臺(tái)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的過程中不再變化,具有相對(duì)的穩(wěn)定性。同樣需要對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢、校驗(yàn)和修改等操作。平臺(tái)靜態(tài)數(shù)據(jù)可分為以下幾類:

·信號(hào)設(shè)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(hào)與設(shè)備名稱之間的映射關(guān)系,設(shè)備的一些屬性特征。例如:閉塞分區(qū)的編號(hào)、名稱、位置、長(zhǎng)度,道岔的編號(hào)、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(yùn)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(zhǎng)度等。列車運(yùn)行線路數(shù)據(jù)包括線路運(yùn)行方向、經(jīng)由閉塞分區(qū)編號(hào)、經(jīng)由發(fā)送端、接收端編號(hào)。

·區(qū)間現(xiàn)場(chǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)。包括閉塞分區(qū)、發(fā)送端、接收端的位置和相互關(guān)系。這種描述有兩方面用途,一方面用于現(xiàn)場(chǎng)仿真的動(dòng)態(tài)顯示,另一方面是作為測(cè)試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成的原始依據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)的復(fù)制是通過開放式數(shù)據(jù)庫互連(ODBC)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

2.2概念設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中,筆者使用實(shí)體-聯(lián)系(ER)模型作為概念設(shè)計(jì)的工具,得到概念設(shè)計(jì)的E-R圖。E-R圖由實(shí)體、聯(lián)系和屬性3個(gè)基本成分組成。測(cè)試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)所處理的基本實(shí)體是城市軌道交通區(qū)間的信號(hào)設(shè)備:接收端、發(fā)送端、閉塞分區(qū);設(shè)備之間的關(guān)系也就是最直接的實(shí)體間聯(lián)系。通過E-R圖,可以十分清楚地描述測(cè)試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。圖4為列車運(yùn)行線路數(shù)據(jù)的E-R圖。

圖4列車運(yùn)行線路ER圖

2.3邏輯設(shè)計(jì)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)過程是把概念設(shè)計(jì)的結(jié)果(如E-R圖)轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式的過程。為了消除關(guān)系模式的存儲(chǔ)異常問題,需要對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化。

在本子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模式的規(guī)范化設(shè)計(jì)過程中,既要考慮減少數(shù)據(jù)冗余、消除存儲(chǔ)異常情況,也要考慮現(xiàn)場(chǎng)仿真、主控等子系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)及運(yùn)算的花費(fèi)。規(guī)范化測(cè)試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)系子模式包括:發(fā)送端表、接收端表、閉塞分區(qū)表、列車運(yùn)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(shè)計(jì)

物理設(shè)計(jì)要根據(jù)具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)和相應(yīng)的操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件所能支持的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法以及資源來進(jìn)行設(shè)計(jì)。SQLServer提供索引或表鍵機(jī)制來幫助SQLServer優(yōu)化對(duì)查詢的響應(yīng)。在測(cè)試平臺(tái)上,對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)的查詢,是將記錄計(jì)數(shù)號(hào)與測(cè)試項(xiàng)目的組合作為索引。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的查詢都要直接或間接地將該兩項(xiàng)作為SQL語句中WHERE子句后的首列。

3平臺(tái)專用數(shù)據(jù)庫接口的實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)采用客戶端/服務(wù)器體系,后臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用SQLServer,前臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)工具采用VisualC++。前臺(tái)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的訪問是通過ODBC機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

VisualC++對(duì)ODBC提供了兩種支持:一種是API函數(shù)[3];另一種是對(duì)API函數(shù)進(jìn)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(tái)上分別應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。

·ODBCAPI使客戶應(yīng)用程序能夠從底層設(shè)置和控制數(shù)據(jù)庫,完成一些高層數(shù)據(jù)庫技術(shù)無法完成的功能。例如檢測(cè)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(jiǎn)單方便。平臺(tái)專用數(shù)據(jù)庫定義了11個(gè)CRecord2Set類的子類,每一個(gè)子類對(duì)應(yīng)專用數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)表,例如,B-JSSet類對(duì)應(yīng)接收端表,B-BSFQSet類對(duì)應(yīng)閉塞分區(qū)表。

4結(jié)語

建立在SQLServer上的平臺(tái)專用數(shù)據(jù)庫要兼顧通用數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)要求和區(qū)間測(cè)試平臺(tái)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(dāng)然,隨著平臺(tái)水平的不斷提高,專用數(shù)據(jù)庫的功能必將隨之?dāng)U展,日趨完善。

參考文獻(xiàn)

1吳芳美.鐵路安全軟件測(cè)試評(píng)估.北京:中國鐵道出版社,2001.23

篇10

論文關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信,電力數(shù)據(jù)網(wǎng),遠(yuǎn)動(dòng)通信,幀結(jié)構(gòu)

1.1 數(shù)據(jù)通信一般概念

數(shù)據(jù)通信技術(shù)是近年來通信技術(shù)發(fā)展最快的的一個(gè)分支。一般地說，只要是以編碼的方式表示信息，用某種信號(hào)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(jìn)行通信。

計(jì)算機(jī)通信主要指計(jì)算機(jī)之間和計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)通信，為通信而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)也就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，只是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)側(cè)重于解決計(jì)算機(jī)資源的共享和負(fù)荷的分擔(dān)，而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)則側(cè)重于傳輸和交換。

1.2 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)

隨著各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建立和運(yùn)行，各級(jí)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(zhuǎn)發(fā)”方式，即采用與RTU 通信相似的規(guī)約，通過點(diǎn)到點(diǎn)信道在兩個(gè)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(gè)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在各級(jí)調(diào)度中心的主站系統(tǒng)之間共享信息，是必然的趨勢(shì)。

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(dú)立省調(diào)之間建立了電力數(shù)據(jù)一級(jí)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(jí)網(wǎng)也基本建立起來。目前，各省到地區(qū)/市之間的三級(jí)網(wǎng)也正在建設(shè)中。

電力數(shù)據(jù)網(wǎng)可以支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。為了在各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間共享實(shí)時(shí)信息，原國家能源部于1992年了“電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議”，作為國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即DL 476-92。遵照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，國家電力調(diào)度中心和各大網(wǎng)調(diào)/獨(dú)立省調(diào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。

截止到1997年，IEC TC57委員會(huì)已經(jīng)制定了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即遠(yuǎn)動(dòng)應(yīng)用服務(wù)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(dú)立發(fā)電廠等通過廣域網(wǎng)（WAN）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。今后電力數(shù)據(jù)網(wǎng)上的實(shí)時(shí)信息交換將逐步向這些國際標(biāo)準(zhǔn)過渡。

1.3 分站的各種通信方式

目前，電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)的遠(yuǎn)動(dòng)通道結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是以廠站端為主動(dòng)方，循環(huán)不斷地向調(diào)度端發(fā)送遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)。另一種是問答式，它的主要特點(diǎn)是主站掌握通信的主動(dòng)權(quán)，主站可以按需要指定分站傳送某一個(gè)或某種類型的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，傳送中有差錯(cuò)時(shí)主站可要求重傳。問答式遠(yuǎn)動(dòng)的分站為了準(zhǔn)備遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)，和循環(huán)式一樣需要相應(yīng)的硬件和軟件，以一定的掃描速度來采集遙信和遙測(cè)等數(shù)據(jù)，并判別是否有遙信變位，遙測(cè)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(chǔ)，等主站需要時(shí)才將它們按規(guī)定的格式組裝發(fā)送。可見問答式遠(yuǎn)動(dòng)中分站的工作，對(duì)遙信、遙測(cè)而言可分為兩步，一是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，以一定的掃描頻率采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，適當(dāng)處理后存儲(chǔ)待用，二是按主站的要求組裝發(fā)送。問答式遠(yuǎn)動(dòng)主站的工作主要是輪流詢問各個(gè)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(dòng)輪詢各分站的任務(wù)。至于遙控、遙調(diào)，在循環(huán)式中主動(dòng)權(quán)也在主站，因此問答式和循環(huán)式?jīng)]有什么差別。

當(dāng)用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)功能時(shí)，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(chǔ)、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(duì)于循環(huán)式或問答式并沒有實(shí)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(duì)話方式。

廠站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置遙測(cè)、遙信部分的主要功能是組織好遙測(cè)、遙信等遠(yuǎn)動(dòng)信息發(fā)往調(diào)度端。遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的傳送應(yīng)按約定的格式進(jìn)行，收發(fā)兩端應(yīng)事先對(duì)傳送速率、同步方式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(shí)組織好要發(fā)送的遠(yuǎn)動(dòng)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(yuǎn)動(dòng)通信

循環(huán)傳送方式的幀結(jié)構(gòu)和字結(jié)構(gòu)

循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)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(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)。基本的幀格式見下圖，每幀由若干遠(yuǎn)動(dòng)字組成，以同步字SYN開頭。一幀結(jié)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(jī)構(gòu)成的遠(yuǎn)動(dòng)裝置通常以8位的字節(jié)作為基本單位，例如一個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)字占用6個(gè)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(yuǎn)動(dòng)的幀結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)動(dòng)字基本結(jié)構(gòu)見下圖，其中第1個(gè)字節(jié)為地址字，用以識(shí)別各個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)字。地址字也稱點(diǎn)號(hào)或功能碼。最后一個(gè)字節(jié)為校驗(yàn)碼，用作抗干擾保護(hù)。中間的4個(gè)字節(jié)為遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)。如為遙測(cè)遠(yuǎn)動(dòng)字則可傳送2個(gè)遙測(cè)量，每個(gè)遙測(cè)量占2個(gè)字節(jié)共16位，其中12位為遙測(cè)量的數(shù)值，另4位用作標(biāo)志位，表明遙測(cè)量的數(shù)值是否有效等。如為遙信遠(yuǎn)動(dòng)字，則可傳送2組遙信數(shù)據(jù)，每組2個(gè)字節(jié)16位，總共4個(gè)字節(jié)32位，可以傳送32個(gè)開關(guān)量的狀態(tài)。

8 8 8 8 8 8

上圖循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)的字結(jié)構(gòu)

1.3.2 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)問答式遠(yuǎn)動(dòng)通信

目前問答式遠(yuǎn)動(dòng)裝置的分站端大多采用模塊式結(jié)構(gòu)，一般按功能劃分，以模塊為單位。遙測(cè)量、遙信量等分別存放在指定的模塊中。每個(gè)模塊都有自己的地址。一個(gè)模塊包含若干個(gè)字，例如8個(gè)字，每個(gè)字有16位，需要訪問有關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)可直接指定模塊地址、字地址。傳送的報(bào)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(yàn)位。其報(bào)文格式、各種信息類型以及主站與分站之間的應(yīng)答過程，此處就不再加以詳述。

1.3.3 遠(yuǎn)動(dòng)中的一般幀格式

遠(yuǎn)動(dòng)中的信息，不論循環(huán)式或問答式，通常都以幀為單位進(jìn)行傳輸。為了保證可靠、快速和高效率地傳送信息，對(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)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(shè)置幀分界符，幀開始標(biāo)志、幀長(zhǎng)信息。幀的結(jié)束標(biāo)志等。

（2）標(biāo)明源站或目的站的地址。

（3）明確各種命令／響應(yīng)幀的功用，規(guī)定相應(yīng)的功能代碼。

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

（5）保證用戶數(shù)據(jù)的透明性，對(duì)用戶數(shù)據(jù)應(yīng)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(shè)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(gè)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的制造廠，對(duì)于上列問題的技術(shù)觀點(diǎn)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(zhǎng)短不一。幀的長(zhǎng)度可按實(shí)際情況而定的，稱為可變幀長(zhǎng)。某些幀的長(zhǎng)度可事先確定不再改變的，稱為固定幀長(zhǎng)。一般的幀結(jié)構(gòu)格式如下圖所示，圖中幀分界符F表明一幀的開始；幀長(zhǎng)字段L表明本幀的長(zhǎng)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(yàn)碼字段FCC按抗干擾要求可以配置不同的校驗(yàn)碼。

上圖一般幀結(jié)構(gòu)格式

上圖中的這些字段并非每一幀都必須備齊，對(duì)于固定幀長(zhǎng)的幀就毋需幀長(zhǎng)字段。有的響應(yīng)幀，如肯定確認(rèn)和否定確認(rèn)幀，有時(shí)會(huì)沒有信息字段和校驗(yàn)碼字段。

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