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【關鍵詞】數據通信;平面數據通信網;產業規模
在不同計算機之間、計算機與數據終端之間進行數據傳送時,依賴于數據通信;通信網作為一種網絡,整體的結構組成較為復雜,在信息傳遞過程中發揮著重要的作用,能夠為多個用戶提供優質服務;平面數據通信網包含著豐富的內容,滿足了有線電話、自動轉報業務等通信需求,為我國通信事業發展打下了堅實的基礎。
1數據通信分析
1.1特點分析
結合當前數據通信的實際發展概況,可知其在數據傳送中有著獨特的優勢,確保了各計算機之間或者計算機與數據終端設備之間的正常通信。數據通信實踐應用中為各類數據的存儲、傳送、交換等提供了可靠保障,給非話音通信業務開展帶來了積極的促進作用。因此,需要注重數據通信特點分析,以便實現其高效利用,滿足不同領域的實際生產需求。數據通信特點包括:①依賴于通信協議。在不同計算機之間進行正常通信時,需要在通信協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,數據通信的可靠性更高,主要在于其誤碼率控制要求高;③非實時性。通過對存儲轉發交換方式的使用,使得不同的數據通信實際應用中產生的延遲時間有所差異,應根據實際情況選擇有效的數據通信。
1.2不同的交換方式
在數據通信的支持下,有利于構建出功能強大的數據通信網。該網絡使用包含了不同的數據交換方式,且各交換方式使用過程中產生的作用效果有著一定的差異性。具體表現在以下方面:(1)數據通信網中的電路交換方式。該數據交換方式使用中依賴于通信雙方共同認定的固定電路,通過對這些電路的有效連接,實現了數據傳送。(2)數據通信網中的報文交換方式。該數據交換方式使用先應將報文數據文件視為一個整體,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,在所有的交換節點處進行數據的高效處理,實現數據存儲及轉發。其中的數據包傳送中包含了保報文數據、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先設置通路,其本質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,受到自身技術因素的影響,該數據交換方式使用中存在著時延問題。(3)數據通信網中的分組交換方式。在數據通信網應用過程中,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據間的傳輸交換,確保了數據傳送高效性。該數據交換方式使用中具有無互損、信道利用效率高等優點,但與之相關的協議及設備結構較為復雜,影響著通信網的運行效率。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時,有利于優化數據通信網性能。
2平面數據通信網分析
(1)性能可靠的X.25分組交換網,通過對X.25協議的高效利用,構建出性能可靠的分組交換網,能夠為數據信息的高效傳遞提供保障。該網絡中對分組的類型、格式等有著很高的要求,包含了物理層、鏈路層及網絡層,為用戶提供了良好的通信連接服務。像交換性虛電路、數據報業務等,隸屬于X.25分組交換網范疇,滿足了不同數據報業務開展需求。(2)功能強大的幀中繼網。通過對數據通信網中節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分組交換技術支持下,得到了、幀中繼網。該網絡使用實現了信道的有效利用,減少了網絡時延,擴大了通信網絡容量,實際的傳輸效率高,具有良好的市場發展前景。(3)性能優越的數字數據網。作為一種全程的數據傳輸網絡,該網絡使用中能夠根據用戶需求,為其提供固定的數字電路。該電路不用時亦可拆除,滿足了用戶的實際需求。該網絡使用的優勢在于: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;數據傳輸中的透明性良好,信道利用率高。與此同時,應注重異步傳輸模式的合理運用,滿足寬帶綜合業務開展的多優化需求。
3結束語
綜上所述,數據通信及平面數據通信網在數據傳送、信息傳遞過程中發揮著重要作用,有利于實現數據信息的高效利用。因此,需要在各領域發展中加深對數據通信及平面數據通信網的理解,不斷優化我國通信網絡實踐應用中的服務功能,為大數據時代數據處理效率的不斷提高提供保障。
參考文獻
[1]邢寧哲,紀雨彤.基于分布式探針的電力數據通信網綜合監測方法[J].電力信息與通信技術,2016(01).
關鍵詞:數據通信;計算機;網絡;信道
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)08-1809-02
數據通信是依照通信協議,利用數據傳輸技術在兩個功能單元之間傳遞數據通信信息。它可以實現計算機與計算機、計算機與終端或者終端與終端之間的數據信息傳遞。數據通信系統的特點是: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格的通信協議和標準;數據通信對數據傳輸的可靠性要求很高;通信中的通信量具有突發性;信源與信宿采用的設備多樣在速率、編碼、同步通信規程等方面有很大差別;傳輸效率較高。數據在通信過程中必須建立通信線路和通信雙方的物理通道;建立數據鏈路和通信雙方的同步聯系;傳送控制和數據信息;結束數據傳輸和物理通道。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設備組成。根據傳輸方式不同可分為有線數據通信和無線數據通信。它們都是通過傳輸信道將計算機與數據終端聯系起來的,使得多地之間的數據終端實現軟、硬件和信息資源共享。
1通信系統傳輸
1.1電纜通信
主要有雙絞線通信,基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸的技術。它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、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字微波通信。微波通信具有容量大、頻帶寬、質量好并可傳至很遠的距離,可以用于各種電信業務的傳送,還具有良好的抗災性能,對水災、風災以及地震等自然災害。模擬微波系統每個收發信機最大可以工作于2700路通信,它采用的調制方式是SSB/FM/FDM。數字微波同時傳送三萬多路數字電話電路(2.4Gbit/s)。它采用的調制方式是BPSK、QPSK、QAM等。
1.3光纖通信
光纖通信已經在現代通信網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衛星通信
利用人造衛星做為中轉站實現多點之間信息的傳遞,應用在一些高端領域。其特點是通信距離遠,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。數字移動通信關鍵技術有多址接入技術、信源編碼技術、信道編碼技術、數字調制技術、擴頻技術、時域均衡技術、分集技術。
2數據通信的原理
數據終端(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協議接口,能直接接入分組交換數據網的數據通信終端設備。它可通過一條物理線路與網絡連接,并可建立多條虛電路,同時與網上的多個用戶進行對話。非分組終端(NPT)需經過分組裝拆設備,才能連到交換機端口。通過分組交換網絡,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。數據終端(DTE)它包括計算機、終端、協議翻譯器、多路分解器、打印設備等。數據通信設備(DCE)通常只有調制解調器和部分交換機COM接口。該設備與通信網絡連接構成網絡終端的用戶網絡接口。它提供了網絡的一條物理連接,以及轉發業務。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備組成,數據通信設備(DCE)負責網絡或傳輸介質上收發比特。DCE與DTE必須相互交換,通過交換電路完成對數據或控制信息交換。交換網線路要通過呼叫請求,線路連接建立,通信結束后線路拆除過程。專線連接無需上述過程。計算機系統中的通信控制器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。
3數據通信的分類
3.1有線數據通信
3.1.1數字數據網(DDN)
數字數據網(DDN)的應用主要表現在公共DDN網絡,DDN可向用戶提供速率在一定范圍內可選的異步或同步傳輸、半固定連接的端到端數字信道。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,由網絡管理人員在計算機用命令對數字交叉連接設備進行操作,并控制傳輸速率到達地點和路由轉換。DDN可為公用數據交換網、各種專用網、無線尋呼系統、可視圖文系統、高速數據傳真、會議電視、ISDN以及計算機網絡提供中繼信道或用戶的數據通信信道。DDN可為幀中繼、虛擬專用網、LAN以及不同類型的網絡提供網內連接。利用DDN實現集團用戶計算機局域網的聯網,采用數據終端單元(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,通信質量和可靠性都得到保證。由于DDN獨立于公用電話交換網,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,它都能將信息送到集中操作維護中心。
3.1.2分組交換網
分組交換網是一種采用分組交換方式的數據通信網,它所提供的網絡功能相當于ISO/OSI參考模型的低三層:物理層、數據鏈路層和網絡層功能。ITU的X.25建議就是針對分組交換網而制定的國際標準。因此,分組交換網有時也稱為X.25網。分組交換網最突出的優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,網絡可靠性高,信息傳輸時延小,經濟性能好,信息傳輸質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,使得在一條物理線路上可同時提供多條信息通路,即實現了線路的統計時分復用,這是其它網絡所無法做到的。
3.1.3幀中繼網
幀中繼是在分組交換基礎上發展起來的一種交換技術,他比分組交換技術更加適合現代通信網的需要。幀中繼就是減少節點處理時間技術,由于幀傳送不會出現差錯,幀的目的地址出現就立即轉發該幀,其某些工作由用戶端處理,大大減少幀時延。因此幀中繼網吞吐量很大。
3.2無線數據通信
無線數據通信是通過電磁波傳送數據信息的一種通信手段。它是在有線數據通信的基礎上發展起來的,實現移動狀態下的數據通信。也就是計算機間或計算機于人之間的無線通信。它的優點是:相比之下用無線數傳模塊建立,成本廉價;無線的方式可以迅速組建起通信鏈路,建設工程周期短;不受地理環境限制,適應性好;相比有線通信有更好的擴展性;出現故障時則能快速找出原因,更容易實現設備維護。
4網絡及其協議
4.1計算機網絡
計算機網絡就是通過雙絞線、同軸電纜、光纖、衛星通信、移動通信、微波通信等有線或無線通道將多臺計算機聯系起來,實現相互通信,進行信息交換。每個用戶通過網絡可實現網絡資源共享。計算機網絡按范圍劃分為局域網、城域網、廣域網和網際網。局域網指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組。屬于一個學校、工廠、機關或一個系統組建的小范圍網。城域網又稱都市網。城域網它的覆蓋范圍一般為一個城市。廣域網屬于如一個國家或洲際網絡。
局域網是目前使用最多的計算機網絡,一個系統能運用多個局域網絡,如一個系統財務部門使用局域網來管理財務賬目,學校使用局域網來進行網絡化教學,工廠使用局域網進行產品種類和數量的統計,交通系統使用局域網進行信號燈的控制,人事部門使用局域網來管理人員狀況、檔案信息以及人才的流動等。
4.2網絡協議
網絡協議分為用戶數據報協議、小文件傳輸協議、時間協議、虛擬終端協議、傳輸控制協議、簡單郵件傳送協議、路由信息協議、點對點協議、IPv6 Internet協議、Internet控制信息協議、開放最短路優先協議、安全超文本傳輸協議、超文本傳輸協議、高層數據鏈路協議、文件傳輸協議、動態主機配置協議、邊界網關協議、網絡管理協議、地址解析協議。
最常用的是傳輸控制協議和網際協議即TCP/IP協議,TCP/IP協議特點是具有開放體系結構,并且管理簡單容易。作為互聯網的基礎協議,沒有它就根本不可能上網,任何和互聯網有關的操作都離不開TCP/IP協議。在整個因特網上IP地址是唯一的,IP協議是由32位二進制數組成的。如198.168.30.254就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址。
5總結
總而言之,隨著Internet網技術的不斷發展,數據通信技術得以普及和廣泛的使用,數據通信的新技術新設備不斷更新,仍然固守的話會被這個時代淘汰,需要我們不斷學習新知識、了解和掌握數據通信技術。目前,在各個層次、各個領域中數據通信網絡綜合業務數字網方向發展,語音、視頻、數據、圖像等各種數據通信在各個領域、各個層面都得到廣泛使用。特別是在通信領域數據通信得到了廣泛應用。
參考文獻:
關鍵詞:數據通信應用研究
1 數據通信的基本概念
1.1 數據通信的原理 數據是指把事件的某些屬性規范化后的表現形式,在計算機網絡系統中,數據通常被廣義地理解為在網絡中存儲、處理和傳輸的二進制數字編碼。數據是信息的載體,它是信息的表示形式,數據按一定規則、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據集合就是信息。數據通信就是利用數據傳輸技術將數據信息傳遞的一種通信方式。
1.2 數據通信的通信方式、交換方式及適用范圍
1.2.1 數據通信方式 ①串行通信。發送設備將并行數據轉換成串行數據,逐位在通信線上傳輸并送達接受設備,接收端將數據轉換回并行方式,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備之間有多個數據位同時使用,發送方將這些數據位通過數據線傳給接受方,接受方可同時收到多個數據。并行通信傳統速度快,主要用于近距離通信。
1.2.2 數據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、數據網等網絡中使用。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,當輸出電路負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議不同的數據通信,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據包,先分組儲存在中轉器內,然后再轉發到接收方。分組交換通信傳輸成本低,傳輸質量高,適合比較大的數據信息。
2 數據通信的分類
2.1 有線數據通信
2.1.1 數字數據網 數字數據網的基礎是數字傳輸網絡,它是以光纜、數字微波、數字衛星電路為基礎,通過數字傳輸而形成的一個具有優秀傳輸質量、利用率高、價格便宜的一種有線數字傳輸。
2.1.2 分組交換網 分組交換網是一種新型的交換網絡,同時它也是有線數據通信的基礎網絡。它的原理是將一條信息平均分成多分并分組,以組的形式儲存轉發,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 幀中繼網是由幀中繼節點機和傳輸鏈路構成的。它將X.25協議規定的網絡節點之間、網絡節點和用戶設備之間每段鏈路上的數據差錯重傳控制推到網絡邊緣的終端來執行。網絡只是用于糾錯,從而大大簡化了節點機之間的處理過程。其功能特點為:通過幀中繼協議以幀的方式進行數據傳送;傳輸鏈路通過邏輯連接,實現了動態分配;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提供PVC/SVC。
2.2 無線數據通信
無線數據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,可實現移動狀態下的通信。無線數據通信是在有線數據通信的基礎上發展起來的,通過與有線數據網相聯,使移動用戶擁有有線數據網路的功能。
3 數據通信的應用
3.1 有線數據通信的應用
3.1.1 數字數據電路(DDN的應用范圍有:①可提供一定強度的中高速數據通信業務。例如局域網互聯、大中型主機互聯、ISP等。②為分組交換網提供中繼電路。③提供點對點、一點對多的業務。④提供中繼幀的業務。同時也擴大了DNN的業務范圍。⑤提供語音、圖像等通信。⑥提供虛擬專用業務。其應用的領域很廣泛,各種領域均能發現它的影子。它不僅適用于氣象、公安、鐵路、醫院等行業,也涉及到一些實時性較強的數據交換,如證券業、銀行等。還有無線移動通信網利用了DDN聯網后,也提高了網絡的可靠性和快速自愈能力。
3.1.2 分組交換網的應用 提供了SVC和PVC,其分組的業務資費比較便宜,是架設內部廣域網最經濟的一種選擇。可單點也可多點連接,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協議比較復雜,所以適用于64K的低速場合。如POS機、郵電部、ChinaPAC等。
3.1.3 幀中繼技術的應用 幀中繼有許多好處,其中比較實用的有如下幾點:①降低網絡互連費用,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簡化了網絡功能,提高了網絡性能。幀中繼技術采用了光纖數字傳輸系統,簡化了網絡處理功能,因此幀中繼能明顯地改善網絡功能和響應的時間,大大縮短了網絡延時。它通過充分利用高層協議的性能,簡化了物理網絡的復雜性,同時也保證了高層網絡的各種功能不受到任何的影響。③采用了國際的標準,與各種廠商的產品相互兼容,這也大大提高的幀中繼的利用率。因為幀中繼的協議比較簡單,所以各個廠商在產品之間的兼容性和互通互聯性上比較容易實現。幀中繼的應用十分廣泛,下面是一些應用的例子:①通過LAN進行互聯。大約有90%以上的用戶采用這種方式連入幀中繼網。其比較適合處理LAN用戶傳送大量的突發性數據。很多大企業、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進行WAN互聯。②圖像傳送。幀中繼網絡的高速率、低延時、低費用等特點受到大多數用戶的親睞,其種種優點比較適合于傳輸圖片和圖像等多媒體信息。例如遠處醫療系統就采用了這種幀中繼網絡,因為在遠程醫療系統中傳送一張普通的X光片就需要占用8MB/s的寬帶,而幀中繼網在網絡延時和費用方面都比較能讓人接受。③通過利用幀中繼網能夠建立一種虛擬專用網。虛擬專用網是一種邏輯網絡,在虛擬網內各個節點都能夠共享細膩網絡內的資源,此數據也僅僅限制在虛擬網內,對于虛擬網外的用戶不會產生任何的影響。同時也有利于信息的保密性。
3.2 無線數據通信 無線數據通信由于可應用于移動用戶,故也稱為移動數據通信。它已經在人們的日常生活中普遍應用。無線數據業務一般包括基本數據業務和專用數據業務。基本數據業務常見的有廣播、傳真、Emai、無線網(WLAN)的建立等。專用業務是某個行業特殊的用途,如GPS汽車導航衛星定位、計算機輔助調度、個人移動數據通信、3G手機網絡的普及等,都屬于無線數據業務的應用范圍。
4 結束語
數據通信的快速發展給人們的日常生活及工業生產等均帶來了極大的便利,其通信技術日趨完善,應用前景也日益廣泛。相信在不久的將來,數據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,也將成為現代通信生活中必不可少的工具。
參考文獻:
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焦爐四大車的通信方式大多采用無線或感應無線的通信方式。在感應無線的通信方式中,編碼電纜既作為位置檢測使用,又作為數據通信使用。將編碼電纜應用在移動機車的定位上是相當成功的,但將其應用在數據通信上,其缺點是明顯的。首先感應無線通信的工作頻率較低(100kHz左右),容易受到電氣干擾;其次其通信環路過長,設備復雜,穩定性較差,成本高。近年來,無線電通信技術飛速發展,已由過去的模擬方式發展到現在的數字方式,其特點是硬件設備簡單、通信速度快、通信誤碼率低。因此采用無線數據通信技術解決焦爐四大車的通信問題是未來的發展方向。
1.1通信技術
(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、衛星通信,一同被譽為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式。擴頻通信是將待傳送的信息數據被偽隨機編碼(擴頻序列:Spread Sequence)調制,實現頻譜擴展后再傳輸;接收端則采用相同的編碼進行解調及相關處理,恢復原始信息數據。(2)擴頻通信的理論基礎擴頻通信的可行性,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用奠定了基礎。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。
2 位置檢測的基本原理
2.1編碼電纜的結構
編碼電纜由電纜芯線、模芯和電纜護套構成。芯線有兩種,即基準線(R線)和地址線(G0線—G9線)。基準線R在整個電纜段中不交叉,地址線是按格雷碼的編碼規律來編制的,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(發射天線),天線箱距離扁平電纜10 ~30 c m,天線箱發射的高頻信號通過電磁感應被地面的編碼電纜接收,R線為平行敷設的一對線,接收到的信號作為基準信號,G0 ~ G9在不同的位置有不同的交叉點,其接收到的信號在經過偶數個交叉后,相位與基準信號相同,在經過奇數個交叉點后,相位與基準信號的相位相反,若規定同相位時地址為“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換成十進制的米數,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 感應無線定位和通信系統
數據通信受到變頻調速器諧波干擾,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、電磁耦合、二次輻射和邊傳導邊輻射等,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,變頻器產生的輻射干擾對周圍的無線電接收設備產生強烈的影響。下面介紹感應無線通信系統中數據通信和地址檢測的模式,并說明變頻調速器對感應無線通信干擾的原因。
3.1數據通信的模式
感應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速器的諧波范圍,于是產生了同頻干擾。數據通信的流程如圖3所示。由于地面站的數據是通過編碼電纜發射的,而編碼電纜是單線圈結構,發射效率較低,要保證車上的接收質量,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據后就不能往地面站回發數據,只能等待接收下一幀數據。若干擾仍存在,通信就中斷了。為了消除變頻調速器的諧波干擾,常采用如下兩種方法。(1)增加一個參數一樣的接收線圈。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速器的諧波干擾。(2)采用無線擴頻通信技術。其工作頻率2.4GHz,避開了變頻調速器諧波干擾,是一種徹底解決變頻調速器的諧波對數據通信干擾的辦法。本系統采用的就是無線擴頻通訊技術。
3.2地址檢測模式
感應無線通信系統中,編碼電纜既用作地址檢測,又用作數據通信,因此地址檢測和數據通信只能分時進行,地址檢測建立在數據通信之上。即在一個通信同期內,有一段時間用于車上調制器發送載波,以便地面站檢測地址,如圖4所示。由于變頻調速器的干擾,車載站接收到錯誤的數據后不能回發數據,也就不能發送載波(用于地址檢測)了,因此地址檢測便不能實現。
3.3變頻調速器的諧波對感應無線數據通信干擾
編碼電纜既用作地址檢測,又用作數據通信,通過編碼電纜和車上天線箱的電磁感應實現車載站和地面站的數據交換。近年來,變頻調速器在工業控制中得到了廣泛的應用。但它工作時頻率豐富的諧波對周圍的設備帶來了嚴重的干擾。其嚴重后果有:(1)影響無線電設備的正常接受;(2)影響周圍機器設備的正常工作,使它們因接受錯誤的信號而產生錯誤動作。所以數據通信應采用抗干擾能力強,尤其是抗變頻調速器諧波干擾的通信技術。
(1)數據通信適配器主要構成數據通信適配器,主要由通信接口單元、通信控制單元、微處理器單元(數據轉換、編碼解碼、加密糾錯等)、數據存儲單元、調制解調單元、電平轉換單元、電源管理單元等構成,如圖1所示。通信接口單元,主要用于數據分配、交換、控制及傳輸通道、傳輸速率和傳輸規程等。通信控制單元,主要用于對數據信息傳輸進行收發狀態控制和串/并狀態轉換等。數據存儲單元,主要用于對數據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據轉換、編碼解碼、加密糾錯及時鐘控制等。調制解調單元,主要完成對傳輸的數據信息進行輸出調制和輸入解調的相關變換等。電平轉換單元,主要完成數據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,主要提供給數據通信適配器各單元所需要穩定可靠的工作電壓等。(2)窄帶無線數據通信系統主要組成窄帶無線數據通信系統,主要由計算機(信息終端)、數據通信適配器、窄帶無線電臺(通信終端)等組成,如圖2所示。窄帶無線數據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)之間的信息轉換控制和交換處理功能,實現在窄帶無線電臺(模擬信道)系統之間的點對點和點對多點的數據通信。窄帶無線數據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)之間的信息轉換控制和交換處理功能,實現在窄帶無線電臺(模擬信道)系統之間的點對點和點對多點的數據通信。(3)數據通信適配器基本工作原理數據通信適配器主要通過配置特殊存儲器及控制指令,可使系統在串口同步通信方式下工作,其數據信息的發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),而數據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口控制收發轉換電路,使適配器工作在不同的模式,其收發功耗極低。當工作在發送方式時,對相應的接口進行控制,并在驅動程序的作用下,發送時CPU請求發送數據,發送地址和有效載荷數據送給轉換電路,電臺轉發,將要發送的信息經過輸出端口發射出去;接收時,電臺處于收信,通過輸入端口進來的信息經接口控制,則接收地址和有效載荷數據送入轉換電路,此時,接收信息經過轉換處理后,傳輸到輸入串口送給計算。微處理器具有通用的串行通信接口,它允許多位串行數據流以預設的速率及外部時鐘確定的速率有序的移入與移出。數據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據處理傳輸和收發轉換控制等基本原理,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送。窄帶無線數據通信系統工作時,首先在通信控制程序或應用軟件的作用下,把計算機輸出的信息經過發送控制后傳輸到數據存儲器,再送入微處理器(單片機),并進行相應的數模轉換和編碼加密處理,然后通過相關電路和軟件的控制及通信設置,按照規定的傳輸速率,以合適的匹配電平經輸出電路控制傳送給無線電臺。接收信息時,把經過輸入電路所接收的模擬信息傳輸給微處理器(單片機),經過信息的模數轉換及解碼識別和糾錯處理后,再將數據信息經單片機的輸出端口傳送到計算機。
2數據通信適配器主要設計方案
(1)接口通信電路以微處理器(單片機)為核心的數據通信適配器能夠提供透明的數據接口,適應任何標準或非標準的用戶通信協議。串行通信只需較少的端口就可以實現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標準的電平和邏輯關系,而微處理器(單片機)采用的是TTL電平和邏輯關系。由于RS232和TTL各自規定了自己的電氣標準,互不兼容,因此,RS232與TTL電路接口時需要進行電平轉換,系統采用MAX323系列驅動芯片,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電平之間的轉換及串口通信控制。通過計算機與單片機內部提供的串口通信模塊,配合接口電路軟件驅動和電平轉換芯片的設計,即可實現串口通信及數據信息傳輸的發收控制。同時設計數據發送與接收的狀態指示燈,以指示串口和微處理器之間的數據傳輸情況。(2)通信協議規程數據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。計算機使用標準RS232串口與數據通信適配器相連接,采用雙工通信方式,按照標準通信協議,串口數據傳輸速度為57600bpts,每幀格式為1位起始位,8位數據位,1位停止位,在通信控制程序的驅動下,計算機向模塊發送數據設為發送狀態,其余時隙則自動設置為接收狀態。COM2接口定義為RS232接口,用于微處理器(數據適配器)輸出輸入端口的通信,傳輸速率(信道速率)為2400bpts~9600bpts(根據窄帶無線電臺的帶寬確定),主要通過軟件編程進行設置。在通信應用軟件和數據存儲器的作用控制下,可對較大容量的數據信息通過分段打包和斷續發送與接收的方式進行傳輸。(3)數據轉換電路在數據通信過程中,數據通信適配器必須對傳輸信息進行相應的數模(D/A)和模數(A/D)轉換后才能正常使用。數據的轉換處理,主要使用微處理器內部自帶的SD16位的數模和模數轉換器模塊,并通過軟件編程來實現16位數模和模數轉換處理功能,其數模和模數轉換模塊主要實現波形與數據的轉換,Timer對時鐘進行分頻,從而提高時鐘頻率,使數模及模數轉換時能有更快的采樣率或轉換速度,以保持轉換的精度,實現更高頻率的波形產生。在外部使用可編程控制的放大器對波形進行調整,利用濾波器對波形進行優化,以滿足更好的精度和波形要求。(4)數據存儲電路數據通信適配器主要利用微處理器內部FLASH存儲器,存放Bootloader、模塊驅動程序和應用程序。為了確保系統能夠傳輸較大容量的信息,并防止系統數據傳輸通信中斷,信息無法發送出去而造成數據丟失,在設計中采用了IS62LV系列數據存儲器。數據存儲器具有較大的容量(系統設計容量為64kbit)和較低的功耗、高可靠性及高速率的數據存取功能。在發送信息時將計算機送來的信號首先經過輸入緩存,經過輸入緩存后對信號進行放大,然后再經微處理器內部SD16進行數模轉換后把數據存入專用數據存儲器,在接收信息時將無線電臺送來的信息送入SD16進行模數轉換和緩存,然后再將轉換后的數據存入專用數據存儲器。(5)調制解調電路在窄帶無線信道上,存在有較為嚴重的各種電磁干擾,在數據通信時,如果采用PSK,ASK調制方式,將會導致數據傳輸過程中的誤碼率增大、可靠性降低。因此,在系統方案設計中,選用了CMX469系列芯片完成信息傳輸過程中的調制與解調功能,并利用了微處理器自有抗干擾能力強的GFSK調制方式,GFSK是高斯頻移鍵控方式,它能有效地克服窄帶無線數據通信過程中,由于存在各種干擾所造成的誤碼,同時,為有效提高數據傳輸速率,選取了對調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據傳輸速率提高了20%左右。(6)電源管理電路電源是數據通信適配器單元集成的重要部分之一。設計中,為了減少體積,增加使用的方便性,在不影響數據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或其內部其它相應的±5V電源供電;二是采用了電臺內部相應的±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系列電源開關作電源控制,在整個電路中通過整流變換、濾波穩壓等方式,將提供的±5V電源轉換成電路中所需要穩定可靠的±3V電源等,并通過微處理器(單片機)的數字信號控制電源的使用,充分提高了電源的利用率,有效降低了數據通信適配器的功耗。
3數據通信適配器主要軟件設計
數據通信適配器所采用的微處理器(單片機)的內核CPU結構是按照精簡指令集和高透明指令的宗旨來設計的,使用C語言編程與標準的C語言編程有著較高的兼容性,且在軟件設計過程中用選擇模塊化方法,確保程序結構化的一目了然,因此,軟件編程用C語言,其程序設計提高了開發調試效率,編寫的串口通信控制軟件穩定可靠、可移植性好,并為系統的擴展運用提供了重要作用。在軟件模塊設計中,主要有數據處理轉換、編碼加密、解碼糾錯及發送接收等模塊程序,當系統在工作狀態下,對程序實行初始化處理,然后通過指令控制可進行發送,當完成這一程序后,自動進入接收模式。如果在此過程中發生了中斷事件,則可自動判斷中斷源位置,并連接相關的中斷服務,處理完中斷控制后,再進入收發過程控制。初始化程序主要用于中斷有關服務程序的入口和出口,并對微處理器(單片機)及收發控制等進行設置,其流程如圖3所示。中斷控制程序,主要對整個系統進行初始化,以便于系統正常地進行工作。在中斷中,將得到的數據存入數據緩沖區,并設置標識,同時將發送指針或接收指針向后移動,主程序中會進行數據的相關處理,等待中斷結束,重新請求執行程序,其流程如圖4所示。收發程序主要用于進行數據的轉換、控制和編碼解碼。發送程序將建立的數據包通過微處理器(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,然后將數據信息通過串口1給計算機,其流程如圖5所示。
4主要抗干擾技術設計
為了有效地降低系統在數據傳輸過程中的誤碼率,提高其抗電磁干擾能力,在設計過程中,一是采用了高斯頻移鍵控(GFSK)調制方式和曼徹斯特編碼/解碼及其糾錯編解碼技術,使用內置完整的通信協議和CRC校驗電路;二是軟件設計使用了高效的循環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,以及采用多次發送的選擇法等技術手段。能夠對數據傳輸過程中,由于隨機干擾造成的隨機錯誤和突發干擾造成的突發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因素導致在所產生的錯誤數據和及虛假信息,其抗突發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,系統特別適合長期工作和在較為惡劣環境下使用的要求。
5結束語
關鍵詞:數據通信;原理;交換方式;范圍;分類
概述:數據通信是通信技術和計算機技術相結合而產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,根據傳輸媒體的不同,
有有線數據通信與無線數據通信之分。但它們都是通過傳輸信道將數據終端與計算機聯結起來,而使不同地點的數據終端實現軟、硬件和信息資源的共享。
1 數據通信的交換方式通常數據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(內存或外存),當所需輸出電路空閑時,再將該報文發往需接收的交換機或終端。這種存儲―轉發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來的整份報文分割成若干個定長的數據塊(稱為分組或打包),將這些分組以存儲轉發的方式在網內傳輸。第一個分組信息都連有接收地址和發送地址的標識。在分組交換網中,不同用戶的分組數據均采用動態復用的技術傳送,即網絡具有路由選擇,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用于公用電話網、公用電報網及電路交換的
公用數據網(CSPDN) 等通信網絡中。
前兩種電路交換方式系傳統方式;后一種方式與公用電話網基本相似,但它是用四線或二線方式連接用戶,適用于較高速率的數據交換。正由于它是專用的公用數據網,其接通率、工作速率、用戶線距離、線路均衡條件等均優于公用電話網。其優點是實時性強、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后,長報文的通信。
2.2 報文交換方式適用于實現不同速率、不同協議、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發的數據通信
由于這種方式,網絡傳輸時延大,并且占用了大量的內存與外存空間,因而不適用于要求系統安全性高、網絡時延較小的數據通信。
2.3 分組交換是在存儲―轉發方式的基礎上發展起來的,但它兼有電
路交換及報文交換的優點
它適用于對話式的計算機通信,如數據庫檢索、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、信息量很大的業務使用。
3 數據通信的分類
3.1 有線數據通信
3.1.1 數字數據網(DDN)
數字數據網由用戶環路、DDN 節點、數字信道和網絡控制管理中心組成。DDN 是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說DDN 是把數據通信技術、數字通信技術、光遷通信技術以及數字交叉連接技術結合在一起的數字通信網絡。數字信道應包括用戶到網絡的連接線路,即用戶環路的傳輸也應該是數字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質量不如前。DDN 的主要特點是:
1) 傳輸質量高、誤碼率低:傳輸信道的誤碼率要求小。
2) 信道利用率高。
3) 要求全網的時鐘系統保持同步,才能保證DDN 電路的傳輸質量。4) DDN 的租用專線業務的速率可分為2.4-19.2kbit/s,N×64kbit/s(N=1-32);用戶入網速率最高不超過2Mbit/s。
5)DDN 時延較小。
3.1.2 分組交換網
分組交換網(PSPDN) 是以CCITT X.25 建議為基礎的,所以又稱為X.25 網。它是采用存儲―轉發方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數據段,并在每個數據段上加上控制信息,構成一個帶有地址的分組組合群體,在網上傳輸。分組交換網最突出的優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,網絡具有動態路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能,但網絡性能較差。
3.2 無線數據通信
無線數據通信也稱移動數據通信,它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。有線數據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。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的,因而有可能實現移動狀態下的移動通信。狹義地說,移動數據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
有線數據網互聯,把有線數據網路的應用擴展到移動和便攜用戶。
4 網絡及其協議
4.1 計算機網絡
計算機網絡(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的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享,如文檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分,可分為網際網、廣域網、城域網和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網;廣域網一般指連接一個國家內各個地區的網絡,全國公安系統的信息中心互聯起來,也是一個廣域網。廣域網一般分布距離在100~1000 公里之間;城域網又稱為都市網,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。
局域網是目前使用最多的計算機網絡,一個單位可使用多個局域網,如財務部門使用局域網來管理財務帳目,勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各種人才信息,公安刑偵部門使用局域網來管理犯罪信息系統、交警部門使用局域網來管理機動車輛、駕駛員信息等等。
4.2 網絡協議
網絡協議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言,網絡協議很多,有面向字符的協議、面向比特的協議,還有面向字節計數的協議,但最常用的是TCP/IP 協議。它適用于由許多LAN 組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網絡。TCP/IP 協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絡協議,是有關協議的集合,它包括傳輸控制協議(Transport Control pro-tocol) 和因特網協(InternetProtocol)。TCP 協議用于在應用程序之間傳送數據,IP 協議用于在程序與主機之間傳送數據。由于TCP/IP 具有跨平臺性,現已成為Internet的標準連接協議。網絡協議分為如下四層:
1) 網絡接口層:負責接收和發送物理幀;
2) 網絡層:負責相鄰節點之間的通信;
3) 傳輸層:負責起點到終端的通信;
4) 應用層:提供諸如文件傳輸、
電子郵件等應用程序要把數據以TCP/IP 協議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機,數據需經過上述四層通信軟件的處理才能在物理網絡中傳輸。
目前的IP 協議是由32 位二進制數組成的,如202.0.96.133 就示連接到因特網上的計算機使用的IP 地址,在整個因特網上IP 地址是唯一的。
【關鍵詞】電力遠動技術;RTU;數據通信;供電系統
一、認識遠動終端RTU
(一)RTU的定義
RTU即遠動終端,它是電網調度自動化系統中安裝在發電廠、變電站的一種具有四遙遠動功能的自動化設備。
(二)RTU的功能概述
1、遠方功能
RTU與調度中心之間通過遠距離信息傳輸所完成的監控功能。
①遙測(YC,Tele-measurement):遠程量測值。RTU將采集到的廠站運行參數按規約傳送給調度中心(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):遠程狀態信號。RTU將采集到的廠站設備運行狀態按規約傳送給調度中心(上傳)。
③遙控(YK,Tele-command):遠程命令。調度中心發給RTU的改變設備運行狀態的命令。
④遙調(YT,Tele-adjusting):遠程調節命令。調度中心發給RTU的調整設備運行參數的命令。
⑥統一時鐘:具有對時功能。接收調度中心的校時命令。統一時鐘為了不同廠站之間事故分析以及電度量凍結。
⑦轉發:接收其它RTU送來的遠動信息,按規約組裝轉發給指定的調度中心。
2、當地功能
就是RTU自身或連接的顯示記錄設備的實現監控功能。
①CRT顯示:與RTU直接連接(或通過當地工作站)的CRT可顯示RTU采集的四遙、YXBW等信息。
②漢字報表打印:實現三類打印:定時打印、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,實現循測、定測和顯時功能。
④RTU自檢、自調功能:反映RTU的自身的可維護能力。插件損壞診斷,程序“走飛”時的自恢復能力、主備通道監視功能。
(三)RTU的基本結構
1、硬件組成
①主控系統:管理各個子系統、人機聯系、調度通信
②若干子系統:每個子系統單獨CPU,包括YC、YX、YC、YT、DI、DD 等子系統。
③I/O 總線連接主控系統和各個子系統
2、軟件組成
單獨子系統是由主控程序和若干功能子系統所組成。
①主控程序:與子系統的通信程序、調度通信程序、數據處理、人機聯系程序。
②功能子系統:與主系統通信發送/接收、輸入/ 輸出程序等。
二、供電系統中遠動技術的數據通信
(一)供電系統中遠動技術的數據通信傳輸方式
供電系統中遠動技術的數據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,其中目前電網調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。其優點是速度快(高達百兆字節);缺點是信號線多,不適于遠距離傳輸(
②串行傳輸,用1回線將數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。其優點是信號線少,適于遠距離傳輸;缺點是速度慢,適于少量數據的傳送。
(二)供電系統中遠動技術的數據通信的原理
計算機并行方式處理數據,而數據傳送用串行方式,故需要進行并/串轉換。其中在發送端的并/串轉換器進行如下操作:CPU控制發送緩沖器移位寄存器在發送脈沖控制下字節的低位先發。發空后用中斷提示。發送時鐘控制發送速度。接收端的串/并轉換器與送端的并/串轉換器工作原理類似。
(三)供電系統中遠動技術的數據通信的差錯控制
第一、誤碼率。數據傳輸后發生的錯誤碼元數與總傳輸碼元數的之比,稱為誤碼率。電網遠動要求誤碼率小于10E-5,計算機通信要求誤碼率小于10E-6。誤碼與線路質量、干擾及其傳輸速度有關。
第二、差錯控制。指能在接收端,發現數據傳輸錯誤的控制措施和方法,其中供電系統中遠動技術的數據通信的差錯控制的主要方法就是奇偶效驗。
三、供電系統中遠動技術的電網調度自動化數據通信系統說明
(一)電網調度自動化數據通信系統的重要性
數據通信系統是電網調度自動化以及配電網自動化系統的重要部分,現代電力系統離開了通信系統是不可能正常運行的。電力系統自動化對供電系統中遠動技術的電網調度自動化數據通信系統的基本要求如下:
1)通信可靠性:遠距離傳輸、誤碼低、糾錯能力。2)建設費用低:較高的性價比。3)滿足目前和將來數據傳輸的要求。4)通信方式具有實用性和靈活性。5)信道不受電網故障的影響,電網故障時的強烈電磁干擾對通信設備和線路影響。6)易操作與維護。
(二)電網調度自動化數據通信系統的構成
電網調度自動化數據通信系統的構成如下:
數據終端調制解調器通信處理機調制解調器主計算機。
①數據終端:廠站端RTU設備。
②調制解調器:二進制數據與模擬信號的轉換設備,模擬信號適于遠傳。近距離傳輸可直接采用數字通信。
③通信線路:傳送數據信號的線路,公網或專網,直接連接或經通信處理機網絡連接。
④通信處理機:承擔通信控制任務(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:類似于數據終端,指調度計算機系統。
結語
鑒于電力生產的特點,發電廠、調度站和變電站之間的信息交換只能借助通道技術來實現。因此,要使發送出去的數據到對方后,能夠被接收方識別、接收和處理,就要對傳送的數據信息格式作嚴格的規定,這就是遠動規約的一個內容。而基于這一規定的遠動技術的實現及其在供電系統中的應用,更是有效的促進了電力系統的快速發展。
參考文獻
[1]陳峰.鐵路電力遠動系統技術探析[J].中國高新技術產業,2011(13).
關鍵詞:USB;驅動程序;主控制軟件
1USB的功能與特點
USB是從傳統I/模式中創新而來,在整個PC機外部構建起新型外設連接方式形成的數據接口形態。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機內部操作系統運用USB數據接口。第二,接口共享。USB數據接口具有多個外設連接方式,可以同時控制連接126個外連設備。第三,方便靈活。USB數據接口在應用過程中具有非常快速的傳輸速度,可以有效應用鼠標、鍵盤、游戲外設等工具,并且具有高質量磁盤存儲效率[1]。
2USB下數據通信系統設計方式
2.1USB驅動程序
USB驅動程序是由一些例程集合而成,(分發例程、入口例程、卸載例程等)應用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數據通信系統,實現良好應用價值。因此,專業人員需要通過利用DriverStudio向導生成一個高質量USB驅動程序框架,寫入必要產品編碼和制作商編碼,以便于更好開展USB驅動程序加載。在ADDDevice例程中,專業人員創建一個USBDCSDevice符號連接方式,運用IoCreateSymbolicLink函數使USB驅動程序與其他設備有效連接。專業化人員在完成設備初始化之后,需要有效連接應用設備對象,并且通過CreateFile函數打開USB接口。在整個USB驅動程序設計過程中,專業人員采用DebugView軟件開展程序調試,進行本機網絡驅動程序觀察,有效支持Win98/NT/2K/XP運行。
2.2串口和中斷電路
(1)串口。在工業控制過程中,外部串行設備、計算機之間主要是應用數據傳輸通道來實現的。其中,RS232接口連接器主要是應用9針外殼、25針串口、9個20mA電流環信號腿等組成。(2)系統串口設計。在整個WIN32API中,主要應用文件方式開展系統訪問,其操作方式與API基本保持一致。而本系統主要應用API函數CreateFile有效打開串口,以異步讀寫方式打開文件;專業人員配置必要串口形態,改變設備控制塊DCB,應用函數SetupComm來接收或者發送緩沖區大小文件。為進一步簡化開發程序,本系統在操作中需要有效將API函數在一個CSerial類型異步方式中打開串口,更好進行串口調試,創建一個工作線程序,在后臺有效監視串口信息,方便系統調試。(3)中斷產生電路實現。中斷控制是USB數據通信系統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整T1S、T100ms、T12ms、T4ms周期中斷信號,提升中斷控制能力。
2.3設備端通信實現方案
USB數據通信系統主要采用TMS320F2812嵌入式DSP控制模板作為系統設備終端,并且有效應用一個外擴USB2.0標準接口。(1)DSP2812基本系統。DSP2812基本系統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。專業人員主要選擇應用30MHz外部晶體作為重要時鐘形態。第二,存儲空間。本系統應用的哈佛結構DSP部件,在邏輯上具有4M×16位數據空間和程序空間,形成良好的映射分布方式。第三,中斷。TMS320F2812嵌入式DSP控制模板具有復雜中斷方式,一方面需要有關人員開展PIE中斷,另一方面需要開展CPU中斷,提升整個系統應用質量和水平。(2)USB接口。在整個TMS320F2812嵌入式DSP控制模板上,專業設計人員采用CY7C68001芯片,并且有效集成USB2.0串行接口引擎、USB2.0收發器,實現F2812、CY7C68001芯片之間并行異步存儲連接,實現良好應用水平。(3)設備端程序設計。本系統應用CCS2000軟件編寫DSP程序,最終實現USB設備端程序應用價值。其主要流程為:開始—設備初始化—USB自舉—USB初始化—進入主循環程序等待中斷信號—結束。
2.4主控制軟件設計
在USB數據通信系統中,主控制軟件主要是控制中斷產生電路、進行主要設備信息數據讀取、方便用戶提供一個實用與方便的人機交互界面,提升主控制軟件應用水平。在設計中應用的主要部件有:1個主菜單、1個控制框、1個信息顯示框、1個曲線顯示框。用戶可以依據自身需求,合理應用其中的數據信息操作平臺,開展主要信息數據軟件啟動、停止、復位中斷等操作。
3結束語
綜上所述,USB具有熱插拔、接口共享、方便靈活特點,有關人員應用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數據通信系統,采用DebugView軟件進行系統調試,應用API函數CreateFile有效打開串口以異步讀寫方式打開文件,并且依據自身需要合理配置主控制軟件,提升USB數據通信系統設計與應用水平,更好滿足人們需求。
參考文獻
作用
從前,當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的地面站聯絡,但基本上就和航空公司失去了直接聯系。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。中國民航甚高頻數據通信系統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、信息服務機構和社會公眾機構等,提供地面與飛機間的雙向、實時、可靠的數據通信服務。比如,飛機在飛行途中發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據通信系統,把各種飛行參數以及發動機狀態等內容及時傳送給航空公司,以便各方面協調解決問題,杜絕事故隱患。此外,航空公司還可通過這一系統隨時了解飛機所處的位置,以便對飛機進行實時監控,更好地調度本公司飛機的運營。這一系統對空管部門的作用更大,因為它是采用報文形式傳輸數據的,飛行員可以根據打印出來的報告來處理問題。在報告中,各種參數一目了然,也就杜絕了由于空管人員口誤而造成的指揮錯誤。
組成
中國民航甚高頻數據通信系統主要由飛機機載數據收發設備(ACARS)、遠端地面站、網絡管理與數據處理子系統、地面數據通信網絡,以及用戶網絡五大部分組成。
飛機機載數據收發設備主要有兩個作用: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出信息。這套設備主要由安裝在飛機駕駛艙內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送出去,極大地減輕了飛行員的工作壓力,并且可以做到準確無誤。
遠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發信息,主要由天線、時間源、電臺、無線電轉換模塊、單板機、路由器、UPS電源、專線和撥號備份調制解調器等組成。
網絡管理與數據處理子系統是民航甚高頻數據通信系統中最重要的組成部分,用來完成各種上行、下行數據的采集,數據備份和系統監控功能。該部分系統主要由后端處理器、數據鏈管理系統、日志處理系統、網絡路由器等部分組成。
地面數據通信網絡負責將系統的各個部分連接起來;而用戶網絡則主要是指航空公司或空管部門的內部通信聯絡網,各種通信信息通過他們各自的網關進入他們的內部網,最后送到各部門。
工作方式