數(shù)據(jù)通信的定義精選(九篇)

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第1篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

關(guān)鍵詞：USBTMC協(xié)議;SlaveFIFO;VISA;USB接口;測量儀器

引言

USB接口數(shù)據(jù)通信模塊是基于USB接口程控的測量診斷類儀器的重要組成部分，須滿足高速度、大數(shù)據(jù)量、高頻率的數(shù)據(jù)傳輸。為了方便與其他儀器組系統(tǒng)時數(shù)據(jù)通信使用統(tǒng)一的接口，必須實現(xiàn)對VISA庫的支持。為實現(xiàn)上述要求，USB數(shù)據(jù)通信方式采用了塊傳輸和控制傳輸結(jié)合的模式，并實現(xiàn)了通用串行總線測試測量類協(xié)議（USBTMC）及其子協(xié)議（USBTMC-USB488），具有較高的實用性和通用性。

1USB接口數(shù)據(jù)通信過程

1.1SlaveFIFO模式的數(shù)據(jù)通信本文描述的某港機(jī)設(shè)備故障診斷儀器采用高性能低功耗的DSP芯片TMS320C6747作為主控芯片，采用小體積封裝的Cypress公司CY7C68014A為USB控制芯片?？紤]到對數(shù)據(jù)實時性要求以及程序升級等因素，USB功率探頭采用了USB控制芯片內(nèi)置CPU利用率很高的傳輸模式：SlaveFIFO。該模式使外部主機(jī)和DSP處理器讀寫端點FIFO緩沖區(qū)，不需要USB控制芯片內(nèi)部的CPU干預(yù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。CY7C68014A通過CPLD與DSP的連接框圖，如圖1所示。本設(shè)計配置兩個端點：端點2為OUT端點，用于接收主機(jī)發(fā)給DSP的命令數(shù)據(jù)；端點6為IN端點，用于接收DSP發(fā)給主機(jī)的測量和配置參數(shù)數(shù)據(jù)。FLAGA-FLAGD引腳用于標(biāo)記FIFO的狀態(tài)，本設(shè)計將FLAGA引腳配置為端點2的空標(biāo)志，F(xiàn)LAGB引腳端點6的滿標(biāo)志。這些配置在USB控制芯片的固件程序中完成[1]。1.2USB通用協(xié)議分析USB通用協(xié)議定義了USB總線體系結(jié)構(gòu)、USB數(shù)據(jù)流模型、USB總線機(jī)械特性、電器特性、協(xié)議定義、USB設(shè)備架構(gòu)、編程接口以及其他設(shè)計所需要的特性。一個完整的USB系統(tǒng)分為主機(jī)、USB設(shè)備和主機(jī)與設(shè)備的連接3部分[2]。在本文中主機(jī)是連接港機(jī)設(shè)備故障診斷儀器的筆記本電腦，其主要作用是檢測USB設(shè)備的插入拔出，管理數(shù)據(jù)流，對設(shè)備進(jìn)行必要的控制，查詢設(shè)備狀態(tài)信息和對USB設(shè)備供電等。下述為一個USB系統(tǒng)完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

2USBTMC協(xié)議

USB通用協(xié)議格式可以實現(xiàn)通用基本的USB數(shù)據(jù)通信，但使用通用的協(xié)議需要用戶安裝自定義的設(shè)備驅(qū)動，不能與其他儀器測量設(shè)備方便地兼容。本設(shè)計采用的是專門針對測試測量儀器儀表的一類USB協(xié)議：USBTMC（USBTestandMeasurementClass）協(xié)議。一個完整的USB傳輸事務(wù)中，USBTMC協(xié)議的令牌階段和握手階段數(shù)據(jù)格式符合USB通用協(xié)議規(guī)范，但在數(shù)據(jù)階段的數(shù)據(jù)包中增加了數(shù)據(jù)頭。在BULK-OUT端點傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)前要增加12位數(shù)據(jù)頭[3]，如表1所示。不同的MsgID值有不同的命令消息細(xì)節(jié)格式，BULK-OUT端點數(shù)據(jù)均為下行數(shù)據(jù)，即主機(jī)向USB控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)，在USB功率探頭系統(tǒng)中，多為主機(jī)向功率探頭發(fā)送的程控命令數(shù)據(jù)。BULK-IN端點的數(shù)據(jù)格式與BULK-OUT端點類似，只是具體的數(shù)據(jù)位定義不同，在此不再累述。

3USB功率探頭數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)

3.1固件程序USB固件程序存在于USB控制芯片的EEPROM中，它控制著USB通信的整個過程。在固件程序中通過設(shè)置芯片各個寄存器的值來配置芯片引腳、時鐘、工作模式等。USB控制芯片的啟動采用“重列舉”的軟配置模式，其列舉過程如下：（1）調(diào)用用戶初始設(shè)置函數(shù)TD_Init()，設(shè)置USB接口為未配置狀態(tài)，使能中斷。（2）在一段時間間隔內(nèi)，若未收到SETUP令牌包，開始重新枚舉設(shè)備。（3）一旦檢測到SETUP令牌包，固件架構(gòu)啟動工作分配器，這個工作分配器按順序重復(fù)執(zhí)行如下工作：首先調(diào)用用戶函數(shù)TD_Poll()，判斷設(shè)備控制傳輸請求是否為未定的，如果不是，解析命令請求，加以響應(yīng)。然后判斷USB內(nèi)核報告了USB中止事件，若確定中止調(diào)用用戶函數(shù)TD_Suspend()。若返回成功，則測試回復(fù)事件，反之，將微處理器放入中止模式，當(dāng)檢測到回復(fù)事件時，調(diào)用TD_Resume()[4,5]。在固件程序中，定義了USB設(shè)備各種描述符來對USB設(shè)備進(jìn)行配置。設(shè)備描述符定義了設(shè)備總體信息，其中的PID、VID的定義即為“重列舉”過程中第二次列舉到的信息。接口描述符定義了設(shè)備各個接口的特點，包括端點數(shù)量，使用的設(shè)備類和子類等，本設(shè)計中只定義了一個接口，3個端點，端點2為OUT端點，端點6為IN端點，端點1為中斷IN端點。并且定義了接口使用設(shè)備類為USBTMC（代碼0xFE）。3.2DSP端的實現(xiàn)DSP端完成了設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算等所有數(shù)據(jù)操作，設(shè)置單獨的線程查詢主機(jī)的程控命令。當(dāng)主機(jī)有數(shù)據(jù)發(fā)送，DSP檢測到FLAGA標(biāo)志的置位，接收主機(jī)發(fā)送來的命令數(shù)據(jù)。當(dāng)解析執(zhí)行完命令，接收到返回數(shù)據(jù)命令之后，按USBTMC命令的BULK-IN數(shù)據(jù)頭格式加載數(shù)據(jù)頭，然后通過端點6發(fā)送給主機(jī)端。3.3主機(jī)端的數(shù)據(jù)發(fā)送若主機(jī)端采用Windows系列操作系統(tǒng)，且安裝了支持USBTMC類設(shè)備的VISA庫，插入USB診斷測量設(shè)備之后，系統(tǒng)將自動識別。用戶只需要調(diào)用VISA提供的接口函數(shù)就可以對USB功率探頭進(jìn)行相關(guān)操作，這樣，不同的硬件接口可以使用統(tǒng)一API函數(shù)調(diào)用。主機(jī)端應(yīng)用程序調(diào)用VISA庫控制儀器的基本流程如下：通過viFindRsrc()函數(shù)查詢插在USB接口上的USBTMC設(shè)備。通過viOpen()函數(shù)打開USB功率探頭。通過viWrite()函數(shù)、viRead()函數(shù)、viQueryf()函數(shù)進(jìn)行程控命令發(fā)送、讀取等操作。通過viClose()函數(shù)關(guān)閉設(shè)備。3.4實現(xiàn)效果與驗證主機(jī)端安裝了支持USBTMC的VISA庫，系統(tǒng)自動將插入的USB診斷測量設(shè)備識別為USBTest&MeasurementClass設(shè)備，如圖3所示。經(jīng)測試，使用SlaveFIFO傳輸模式使得USB設(shè)備單次讀數(shù)時間小于4ms，達(dá)到250讀數(shù)/s的傳輸速率，完全滿足了設(shè)備故障診斷儀器要求。

4總結(jié)

第2篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；PC機(jī)；串行通信；工程實踐

就當(dāng)前工程應(yīng)用的實際情況來看，串行數(shù)據(jù)通信在其中發(fā)揮著重要的作用，以51系列單片機(jī)為例，在串行數(shù)據(jù)通信工程中，該設(shè)備的合理應(yīng)用，使得單片機(jī)與計算機(jī)或其他串行設(shè)備之間的有序連接更為便捷高效，通過異步通信口的設(shè)置，保證串行數(shù)據(jù)通信各項工作的順利開展。而Mscomm控件作為串口操作的主要控件，在工程實踐圖形化接口中發(fā)揮著重要的作用，能夠保證單片機(jī)與計算機(jī)串行數(shù)據(jù)通信的順利實現(xiàn)。本文就單片機(jī)與PC機(jī)串行數(shù)據(jù)通信的工程實踐進(jìn)行簡要分析，以促進(jìn)串行數(shù)據(jù)通信的順利高效實現(xiàn)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 RS232接口方式

在串行數(shù)據(jù)通信工程實踐中，直接RS232接口方式在，在單片機(jī)系統(tǒng)板上對電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行合理設(shè)置，在普通串行電纜與PC機(jī)串行口有序連接的基礎(chǔ)上，便能夠?qū)崿F(xiàn)串行數(shù)據(jù)通信。在這一過程中，電平轉(zhuǎn)換芯片的規(guī)格為MAX232或MAX202。相關(guān)工程實踐表明，RS232直接接口方式在串行數(shù)據(jù)通信工程中能夠促進(jìn)多機(jī)系統(tǒng)的順利實現(xiàn)，如圖1所示，其在傳輸距離上存在一定局限性，因此在單片機(jī)與PC機(jī)串行數(shù)據(jù)通信工程實踐中的應(yīng)用相對較少。

1.2 RS485接口方式

RS485接口方式在串行數(shù)據(jù)通信工程實踐中主要是以雙絞線實現(xiàn)通訊連接，促進(jìn)TTL-RS485與RS485-RS232之間的電平轉(zhuǎn)換，在低波特率條件下，其實際通信距離可以達(dá)到千米以上，特殊情況下會受到現(xiàn)場環(huán)境的影響。在串行數(shù)據(jù)通信工程中，MAX1483以及MAX485電平轉(zhuǎn)換器具有良好的應(yīng)用效果。RS485-RS232轉(zhuǎn)換器屬于成品轉(zhuǎn)換器，型號多樣且性能不同，在不同的串行數(shù)據(jù)通信應(yīng)用條件下，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際需求以及電平轉(zhuǎn)換器的實際驅(qū)動能力對其進(jìn)行合理選取。RS485通信接口方式如圖2所示，在構(gòu)建RS485分布式測控系統(tǒng)的過程中，為保證單片機(jī)與PC機(jī)串行數(shù)據(jù)通信的有效性，在工程實踐中應(yīng)當(dāng)充分考慮系統(tǒng)總線的負(fù)載能力，以保證所購買轉(zhuǎn)換器的合理性。為保證分布式測控系統(tǒng)構(gòu)建的可靠性，應(yīng)當(dāng)充分做好總線阻抗匹配工作，對終端電阻進(jìn)行合理加接，并在布線過程中調(diào)整好通信子機(jī)與通信總線之間的距離，最大程度上避免子機(jī)練級過長而導(dǎo)致數(shù)據(jù)波形變化或誤碼率升高而影響通信工作的正常進(jìn)行，切實促進(jìn)工程實踐中各類問題的妥善解決。

1.3 Modem接口方式

使用Modem傳輸數(shù)據(jù)是解決工程上遠(yuǎn)程通信難題的最好方法之一。使用Modem的單片機(jī)系統(tǒng)接入公用電話網(wǎng)或小型交換機(jī)能滿足工程中所需遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信的要求。單片Modem和通用型Modem都可以很方便地和單片機(jī)接口。單片機(jī)與單片Modem連接不需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。在使用通用型Modem時則需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換（RS232電平）。計算機(jī)和Modem連接只要采用專用的Modem串口電纜連接即可。計算機(jī)或單片機(jī)可通過AT指令對Modem進(jìn)行配置和設(shè)定。Modem通信接口方式如圖3所示。

2 硬件電路實現(xiàn)

2.1 RS232通信方式

MAX232基礎(chǔ)上的TTL-TS232電平轉(zhuǎn)換電路如圖4所示，其中MAX232為雙足電平轉(zhuǎn)換器，其在RS232通信中具有良好的應(yīng)用價值，尤其是在搶答器的設(shè)計中能夠?qū)υ撾娐愤M(jìn)行合理應(yīng)用，切實保證搶答器的主控復(fù)位指令以及正確強(qiáng)大傳送等功能的順利實現(xiàn)，從而真正促進(jìn)單片機(jī)與PC機(jī)串行數(shù)據(jù)通信工程實踐的有序進(jìn)行，全面提高串行數(shù)據(jù)通信質(zhì)量。

2.2 RS485通信方式

在單片機(jī)與PC機(jī)串行數(shù)據(jù)通信過程中，可以通過多機(jī)通信方式或非多機(jī)通信方式實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)通信，就多級通信方式的實際應(yīng)用情況來看，其能夠?qū)?shù)據(jù)幀和地址幀進(jìn)行有序區(qū)分，促進(jìn)信息的有序傳遞。在不采用多機(jī)方式的條件下，可以利用多字節(jié)數(shù)據(jù)包方式對信息進(jìn)行傳遞，應(yīng)當(dāng)注意的是要對數(shù)據(jù)包的格式進(jìn)行預(yù)先定義，并對通信協(xié)議進(jìn)行合理約定，從而保證數(shù)據(jù)通信效率。

2.3 Modem通信方式

Modem通信接收和發(fā)送只比RS232、RS485多了幾根聯(lián)絡(luò)線。實際上在建立數(shù)據(jù)通信后就可以同一般的串口通信操作進(jìn)行接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，但必須使請求發(fā)送.電平有效。通用3456的信號和計算機(jī)連接要一一對應(yīng)，不能錯接。更簡單的Modem接口可以不使用聯(lián)絡(luò)線，即將DTR接+5V，軟件上設(shè)置忽略各信號。

3 軟件實現(xiàn)

在軟件設(shè)計過程中，不同通信方式下的下位機(jī)軟件設(shè)計具有高度一致性，其中比較特殊的是Modem通信方式中需要進(jìn)行初始化設(shè)計。在串口中斷接收程序中，在明確接收緩沖區(qū)首址的基礎(chǔ)上，掌握好具體晶振和接受字節(jié)計數(shù)，其中斷接收程序流程框圖如圖5所示。通過研究分析可知，在多機(jī)通信條件下，在接收過程中應(yīng)當(dāng)率先對地址與PC機(jī)的相符性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，若存在不符情況，應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)簡單接收計數(shù)，以合理節(jié)約不相關(guān)的處理時間。

在此基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)掌握好Modem的操作時序，以切實提高M(jìn)odem撥號程序設(shè)計的合理性。就其操作時序來看，應(yīng)當(dāng)充分做好配置和撥號工作，待CD指示燈亮起，表示Modem握手完畢，方可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行發(fā)送和接收。相關(guān)串行數(shù)據(jù)通信工程實踐表明，一般的Modem都支持標(biāo)準(zhǔn)AT命令集，以保證串行數(shù)據(jù)通信的順利實現(xiàn)。串口通信測試程序能夠直接對RS232、RS485和Modem通信進(jìn)行準(zhǔn)確測試。

結(jié)束語

單片機(jī)與PC機(jī)串行數(shù)據(jù)通信工程實踐表明，當(dāng)數(shù)據(jù)量適宜且傳輸速率要求不高的條件下，單片機(jī)與PC機(jī)之間能夠通過RS232、RS485以及Modem作為基本通信方式來實現(xiàn)不同通信距離條件下的串行數(shù)據(jù)傳輸，最大程度上滿足串行數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用需要，提高信息傳輸?shù)木珳?zhǔn)性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]王靜.基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)串口通信[D].長江大學(xué)，2013.

第3篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)通信 結(jié)構(gòu)分析 發(fā)展探討

近年來， 數(shù)據(jù)通信技術(shù)在我國各行各業(yè)中的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大， 數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。新時期的歷史生產(chǎn)管理形式已經(jīng)逐漸向著自動化、數(shù)字化、信息化和智能化的方向發(fā)展。因此，可以預(yù)測，數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展前景非常廣闊。

1、數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成環(huán)節(jié)及其交換形式的分析

為了促進(jìn)數(shù)據(jù)通信工程的穩(wěn)定發(fā)展，我們首先要進(jìn)行其構(gòu)成原理的分析，促進(jìn)其數(shù)據(jù)終端的有效分類，實現(xiàn)對其非分組型終端及其分組型終端的有效應(yīng)用，確保整體運(yùn)作環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保工程的綜合效益的提升。

在此過程中，我們要進(jìn)行分組型終端系統(tǒng)的健全，實現(xiàn)對其計算機(jī)環(huán)節(jié)、相關(guān)用戶分組交換機(jī)、用戶分組裝拆設(shè)備環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用，確保其各個環(huán)節(jié)的終端設(shè)備的有效應(yīng)用。為了滿足數(shù)據(jù)通信工程的綜合效益的提升，我們也要進(jìn)行非分組型終端系統(tǒng)的應(yīng)用，確保其個人計算機(jī)終端環(huán)節(jié)及其其他專用終端環(huán)節(jié)的優(yōu)化，促進(jìn)其數(shù)據(jù)通信模式的深化，確保其電路交換環(huán)節(jié)及其相關(guān)信息傳輸環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其相關(guān)信息的共享。

為了滿足實際工作的需要，我們也要進(jìn)行其報文交換環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保相關(guān)交換機(jī)的存儲器的有效應(yīng)用，確保其相關(guān)電路環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其交換機(jī)環(huán)節(jié)及其終端環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用，確保其方式環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其電路的利用效率及其中繼線利用效率的提升，確保其分組交換環(huán)節(jié)及其相關(guān)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其網(wǎng)內(nèi)傳輸系統(tǒng)的健全。

在實際工作中，我們要進(jìn)行其報文交換形式的應(yīng)用環(huán)節(jié)分析，確保其對相關(guān)數(shù)據(jù)通信模式的深化應(yīng)用，確保其分組交換環(huán)節(jié)等的發(fā)展。

該模式自身的優(yōu)點是非常多的，具備一系列的電路交換的優(yōu)勢，及其報文交換模式的優(yōu)勢，滿足了實際工作的需要。它適用于對話式的計算機(jī)通信，如數(shù)據(jù)庫檢索、圖文信息存取、電子郵件傳遞和計算機(jī)間通信等各方面，傳輸質(zhì)量高、成本較低，并可在不同速 率終端間通信。其缺點是不適宜于實時性要求高、信息量很大的業(yè)務(wù)使用。

2、數(shù)據(jù)通信分類環(huán)節(jié)的分析

為了滿足數(shù)據(jù)通信工程的發(fā)展需要，我們要進(jìn)行其相關(guān)種類的分析，促進(jìn)其有線數(shù)據(jù)通信環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其相關(guān)光纖及其數(shù)字微波的有效應(yīng)用，確保其相關(guān)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的健全，確保其DDN 系統(tǒng)的健全，通過對其光纖通信技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)及其數(shù)字交叉連接技術(shù)的有效應(yīng)用，確保其數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的健全，我們也要進(jìn)行其分組交換網(wǎng)系統(tǒng)的健全。又稱為X.25 網(wǎng)，將用戶送來的報文分成具用一定長度的數(shù)據(jù)段，并在每個數(shù)據(jù)段上加上控制信息，構(gòu)成一個帶有地址的分組合群體，在網(wǎng)上傳輸。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。

數(shù)據(jù)通信工程的穩(wěn)定發(fā)展，離不開對其統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，這一模式實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)資源的有效應(yīng)用，確保其相關(guān)信息流的共享，確保其網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率的提升。在此過程中，通過對其虛電路技術(shù)的有效應(yīng)用，滿足用戶的數(shù)據(jù)信息工作的穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)其相關(guān)環(huán)節(jié)的帶寬的有效分配，促進(jìn)其分組動態(tài)分配性的提升，實現(xiàn)對一系列的突發(fā)性業(yè)務(wù)的質(zhì)量效率的提升，確保其交換功能的提升，滿足了實際工作的需要。幀中繼通常的幀長度比分組交換長，達(dá)到1024-4096 字節(jié)/ 幀，因而其吞吐量非常高，其所提供的速率為2048Mbit/s。幀中繼沒有采用存儲_ 轉(zhuǎn)發(fā)功能，因而具有與快速分組交換相同的一些優(yōu)點。其時延小于15ms。無線數(shù)據(jù)通信也稱移動數(shù)據(jù)通信，它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計算機(jī)或計算機(jī)之間的通信。

3、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)環(huán)節(jié)的分析

3.1 數(shù)據(jù)通信工程的穩(wěn)定發(fā)展，離不開對其計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化。

通過對其光纜環(huán)節(jié)、及其計算機(jī)環(huán)節(jié)等的應(yīng)用，確保其計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的健全，確保其網(wǎng)絡(luò)資源的有效共享，實現(xiàn)對打印機(jī)、相關(guān)程序的有效共享，通過對其局域網(wǎng)的應(yīng)用，確保其工作環(huán)節(jié)的優(yōu)化。如財務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財務(wù)帳目，勞動人事部門使用局域網(wǎng)來管理人事檔案、各種人才信息，公安刑偵部門使用局域網(wǎng)來管理犯罪信息系統(tǒng)、交警部門使用局域網(wǎng)來管理機(jī)動車輛、駕駛員信息等等。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義并不復(fù)雜，它是計算機(jī)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對話的語言模式，它的種類是非常多的，其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)量也是比較的，比如其面向比特的協(xié)議等但最常用的是TCP/IP協(xié)議。它適用于由許多LAN 組成的大型網(wǎng)絡(luò)和不需要路由選擇的小型網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP 協(xié)議的特點是具有開放體系結(jié)構(gòu)，并且非常容易管理。

3.2 我們也要進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路應(yīng)用范圍的分析，其包括一系列的各種專用網(wǎng)、公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)及其可視圖文系統(tǒng)等，這一系列的環(huán)節(jié)。

這一系列模式的應(yīng)用，滿足了其數(shù)據(jù)信道環(huán)節(jié)的運(yùn)行的需要，滿足了其相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的健全，滿足了實際數(shù)據(jù)通信工作的發(fā)展需要。利用DDN 實現(xiàn)大用戶局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；如我區(qū)各專業(yè)銀行、教育、科研以及自治區(qū)公安廳與城市公安局的局域網(wǎng)互聯(lián)等。提供租用線，讓大用戶自己組建專用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)；使用DDN 作為集中操作維護(hù)的傳輸手段。

為了滿足數(shù)據(jù)信息工作的發(fā)展需要，我們要進(jìn)行其分組交換網(wǎng)絡(luò)的有效應(yīng)用，確保其相關(guān)電路業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其相關(guān)通信平臺的有效應(yīng)用，確保其相關(guān)增值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。確保其電子信箱系統(tǒng)的健全，滿足實際工作的需要。在分組交換網(wǎng)平臺上用戶把需發(fā)送的信息以規(guī)定的格式送入電子信箱的存儲空間，由電子信箱系統(tǒng)處理和傳輸后，送到接收用戶的電子信箱并通知收信人。電子數(shù)據(jù)交換是計算機(jī)、通信和現(xiàn)代管理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，又被稱為“無紙貿(mào)易”。

4、數(shù)據(jù)通信的發(fā)展前景

數(shù)據(jù)通信技術(shù)在我國中的應(yīng)用前景非常廣闊， 應(yīng)用范圍也將逐漸擴(kuò)大?，F(xiàn)階段，數(shù)據(jù)通信已成為當(dāng)今通信發(fā)展的一種主導(dǎo)性力量，實現(xiàn)數(shù)字化、綜合化以及寬帶化、智能化的連接，各種大量信息源的信息高速公路將是通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向。尤其是隨著數(shù)據(jù)、圖像、話音等各種類型的數(shù)據(jù)通信在各個層次以及各個領(lǐng)域中的綜合性利用， 將會是數(shù)據(jù)通信未來發(fā)展的美好前景。展望未來數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，很多的因素將會使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)保持持續(xù)的高需求以及高增長。比如，傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)向IP 網(wǎng)的轉(zhuǎn)移方面會實現(xiàn)快速的發(fā)展，在其中最為明顯的將是IP 電話，近些年來，IP 電話的使用率在不斷提高，尤其是隨著軟交換等技術(shù)的發(fā)展， 會進(jìn)一步加快這種轉(zhuǎn)移的速度；隨著寬帶接入技術(shù)的不斷普及與應(yīng)用，在家中上班、電子商務(wù)以及遠(yuǎn)程醫(yī)療、教學(xué)等將會得到更快的發(fā)展，不斷滿足人們的需求。此外，隨著下一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)以及發(fā)展將會帶動更多的需求， 目前依然處于初始階段的機(jī)對機(jī)的應(yīng)用也將會逐漸趨向成熟。

以后網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展還得看人們的根本需求" 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展必將更適宜社會發(fā)展的需求，滿足人們的要求，使用更方便，安全性更高"網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展是一個社會發(fā)展的必然產(chǎn)物， 任何事物都不能阻礙其發(fā)展的步伐"當(dāng)然，作為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)面臨很大的挑戰(zhàn)， 需要我們大家不懈的努力，以實現(xiàn)他的發(fā)展目標(biāo)"

參考文獻(xiàn)

[1]馮景瑜，盧光躍，包志強(qiáng).認(rèn)知無線電安全研究綜述[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報，2012（02）

第4篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)通信 DDN網(wǎng)絡(luò) ATM網(wǎng)絡(luò) IP網(wǎng)絡(luò) IP承載網(wǎng)

一、數(shù)據(jù)通信的概念、組成和原理

數(shù)據(jù)通信(data communication)是指兩臺設(shè)備之間通過某種形式的傳輸介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換。這些通信設(shè)備必然成為由軟件與硬件組成的通信系統(tǒng)的一部分。一個通信系統(tǒng)要達(dá)到的最基本目的是完成雙方的數(shù)據(jù)交換。

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),作用是進(jìn)行模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實現(xiàn)信號碼性與電平的轉(zhuǎn)換,以及新路接續(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、專用信道與交換網(wǎng)路之分。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)。數(shù)據(jù)通信的交換方式一共有三種分別為電路交互、報文交換和分組交換。

二、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)

吉林省的DDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備采用新橋設(shè)備作為中心節(jié)點,為用戶提供有9600kbit/s和N*64kbit/s速率的接入帶寬。

我省DDN目前結(jié)構(gòu)可分為三層。第一層為省網(wǎng)核心層,由各地市省網(wǎng)DDN節(jié)點組成,該層負(fù)責(zé)全省跨地市DDN電路的轉(zhuǎn)接和為其他數(shù)據(jù)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供中繼承載體;第二層為網(wǎng)絡(luò)接入層,由市網(wǎng)DDN核心節(jié)點組成,該層各節(jié)點負(fù)責(zé)本地區(qū)用戶的電路連接或轉(zhuǎn)接,同時該層各節(jié)點還負(fù)責(zé)匯接各市內(nèi)分局、縣局DDN節(jié)點的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);長春和吉林兩市的市網(wǎng)DDN采用的市NEWBRIDGE新橋設(shè)備。第三層為本地區(qū)用戶接入層,由小型DDN節(jié)點和DDN接入設(shè)備組成,該層負(fù)責(zé)本地用戶接入.

在本地用戶接入設(shè)備中,采用的支路板分別有2B1Q、DNIC、RS232、V.35、E1等。由于DDN設(shè)備投入的時間比較早,所以大多數(shù)的接入段采用模擬線接入方式,用戶端采用調(diào)制解調(diào)器(MODEM)設(shè)備,根據(jù)用戶的不同需求,分別提供V.24和V.35接口的調(diào)制解調(diào)器。RS232板卡及V.35板卡接入方式就更加多樣化,可以采用modem方式接入或者光端機(jī)加協(xié)議轉(zhuǎn)換器方式。

三、ATM網(wǎng)

ATM的英文全稱為“asynchronous transfer mode”,中文名為“異步傳輸模式”, ATM主要具有以下優(yōu)點:

(1)ATM使用相同的數(shù)據(jù)單元,可實現(xiàn)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的無縫連接。

(2)ATM支持VLAN(虛擬局域網(wǎng))功能,可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活的管理和配置。

(3)ATM具有不同的速率,分別為25、51、155、622Mbps,從而為不同的應(yīng)用提供不同的速率。

四、IP城域網(wǎng)

Internet通過TCP/IP協(xié)議把許多不同的物理網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來,向用戶提供統(tǒng)一的服務(wù),其基本思想是通過提供通用網(wǎng)絡(luò)服務(wù),使低層網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)向用戶及應(yīng)用程序開放,從而建立一個統(tǒng)一的、協(xié)作的、提供通信服務(wù)的通信系統(tǒng)。采用的方法是在底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和高層用戶之間增加TCP/IP協(xié)議,TCP/IP協(xié)議為連接跨越不同網(wǎng)絡(luò)和不同的硬件平臺的互連網(wǎng)絡(luò)提供信息,向用戶提供通用服務(wù)。

長春市的IP網(wǎng)絡(luò)緊跟世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)有163IP網(wǎng)、IP城域網(wǎng)、Iptv網(wǎng)等。在企事業(yè)及政府工作中普通的ADSL寬帶互聯(lián)網(wǎng)的性能及穩(wěn)定性能已經(jīng)不能滿足用戶對網(wǎng)絡(luò)帶寬及QOS的要求;光纖互聯(lián)網(wǎng)不存在ADSL的非對稱現(xiàn)在規(guī)則,其上傳及下載的帶寬都是同樣的速率,其特性正符合大中型企業(yè)及政府的需要。

長春市IP163網(wǎng)全網(wǎng)分為核心層、匯聚層、接入層。核心層由兩臺路由器組成,匯聚層由21臺BRAS(272#ERX現(xiàn)作為備件,全網(wǎng)承載數(shù)據(jù)20臺),10臺交換機(jī)和5臺路由器組成,接入層由54臺交換機(jī)和1062臺AD節(jié)點組成。長春市163網(wǎng)在青島路節(jié)點和寬平節(jié)點安放華為NE5000E核心路由器組成雙星型網(wǎng)絡(luò),骨干節(jié)點采用華為8016骨干路由交換機(jī)、華為8508骨干路由交換機(jī)以及中興T160G骨干路由交換機(jī),在這幾種交換機(jī)上設(shè)置千兆光口板、百兆光口板以及百兆電口板,其中千兆光口板用作路由器之間的中繼端口;現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)及和政府機(jī)關(guān)的外網(wǎng)連接都已經(jīng)實現(xiàn)了光纖互聯(lián)網(wǎng),早些年倡導(dǎo)的光纖到桌面已經(jīng)不只是一句口號而是一步步實現(xiàn)。百兆電口主要作為ADSL節(jié)點和認(rèn)證服務(wù)器的上聯(lián)端口用,長春市BRAS接入服務(wù)器設(shè)備采用華為ME60接入服務(wù)器、華為5200G接入服務(wù)器以及愛立信SE-800接入服務(wù)器。全網(wǎng)出口總帶寬為100G。在1062臺AD設(shè)備中, 1000M中繼帶寬節(jié)點有425個,100M中繼帶寬節(jié)點495個,200M中繼帶寬節(jié)點142個。

五、IP承載網(wǎng)(NGN)

IP承載網(wǎng)是各運(yùn)營商以IP技術(shù)構(gòu)建的一張專網(wǎng),用于承載對傳輸質(zhì)量要求較高的業(yè)務(wù)(如軟交換、視訊、重點客戶VPN等)。IP承載網(wǎng)一般采用雙平面、雙星雙歸屬的高可靠性設(shè)計,精心設(shè)計各種情況下的流量切換模型,采用MPLS TE、FRR、BFD等技術(shù),快速檢測網(wǎng)絡(luò)斷點,縮短故障設(shè)備/鏈路倒換時間。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要求其承載的業(yè)務(wù)輕載,并部署二層/三層QOS,保障所承載業(yè)務(wù)的質(zhì)量。通過采取以上措施,使IP承載網(wǎng)既具備IP網(wǎng)絡(luò)的低成本、擴(kuò)展性好、承載業(yè)務(wù)靈活等特點,同時具備傳輸系統(tǒng)的高可靠性和安全性。

長春通信NGN承載網(wǎng)項目是為了滿足長春2006年軟交換建設(shè)對承載網(wǎng)絡(luò)的需求,并把該網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成依仗具有較高Qos、可靠性和可維護(hù)、可管理的電信級IP承載網(wǎng)。

整個網(wǎng)絡(luò)采用雙星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在二樞紐和青島路分別部署兩臺P設(shè)備,。在匯聚節(jié)點設(shè)置八臺NE40E作為PE設(shè)備接入核心的軟交設(shè)備Soft3000、UMG8900,這八臺NE40E分別雙上行到兩臺P設(shè)備上,同時網(wǎng)絡(luò)在接入層放置了14臺NE40作為CE連接AG設(shè)備(UA5000)。

整個網(wǎng)絡(luò)采用MPLS-VPN方案,將信令和媒體分別通過兩個VPN來承載,確保兩個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全。

在整個網(wǎng)絡(luò)中端到端的在PE之間部署B(yǎng)FD,,保證鏈路的中斷能夠被快速感知,和VPN FRR,保證流量通道的快速切換。

在各個PE節(jié)點間部署VPN FRR,通過VPN FRR和BFD的聯(lián)動保證在鏈路發(fā)生中斷后,VPN隧道能快速切換。

在整個網(wǎng)路上通過differ-serv方式來進(jìn)行Qos保證,將媒體流定義為EF流,將信令流定義為AF2流,在各個設(shè)備上通過WFQ方式對各種數(shù)據(jù)流進(jìn)行帶寬保證。

參考文獻(xiàn):

第5篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)場總線；LonWorks；WorldFIP；以太網(wǎng)

前言

現(xiàn)場總線的發(fā)展與應(yīng)用對全面實現(xiàn)設(shè)備自動化起到巨大的推動作用，實現(xiàn)了變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的采集、處理和共享。隨著變電站規(guī)模越來越大，現(xiàn)場總線傳輸速率低、成本高等局限性逐漸顯現(xiàn)出來，而以太網(wǎng)的出現(xiàn)解決了這些方面的困擾，以太網(wǎng)的可靠性高， 靈活性好， 傳輸速率高等特點， 使其成為綜合自動化變電站廣泛應(yīng)用的通信方式。

1 現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)的定義與應(yīng)用

1.1 現(xiàn)場總線的定義

現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。

1.2 以太網(wǎng)的定義

以太網(wǎng)指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測）技術(shù)，并以10M/S的速率運(yùn)行在多種類型的電纜上。

1.3 在揭陽市變電站綜自系統(tǒng)中三種網(wǎng)絡(luò)方式的應(yīng)用情況

現(xiàn)階段，在揭陽市變電站中， 網(wǎng)絡(luò)通信方式主要有3種：（1）北京四方、許繼等生產(chǎn)商的LonWorks 總線；（2）南瑞繼保公司采用的WorldFIP 總線；（3）以太網(wǎng)。揭陽市64座綜合自動化變電站中，用LonWorks 總線作為數(shù)據(jù)通信介質(zhì)的變電站有7座；用WorldFIP作為數(shù)據(jù)通信介質(zhì)的變電站有16座；用以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)通信介質(zhì)的變電站有43座。

2.現(xiàn)場總線

國內(nèi)不同的自動化廠站現(xiàn)場總線由于總線類型、具體協(xié)議各不相同， 總線的選擇也無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。下面對揭陽市變電站現(xiàn)用的兩種類型的總線作出詳細(xì)介紹。

2.1 LonWorks總線

LonWorks是美國Echelon公司于1991 年推出的一種現(xiàn)場總線。LonWorks的核心是Neuron神經(jīng)元處理芯片和Lon Talk通信協(xié)議。

Neuron芯片是LonWorks的核心， 其顯著特點是既能管理通信， 又具有I/O 的控制功能， 芯片內(nèi)部有3個8位處微理器。包括媒體訪問控制處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和應(yīng)用處理器， 其中第一個媒體訪問控制處理器實現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第1層和第2層，第二個網(wǎng)絡(luò)處理器實現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第3層和第6層， 第三個應(yīng)用處理器實現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第7層執(zhí)行用戶編寫的代碼及用戶代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務(wù)。

Lon Talk協(xié)議是LonWorks技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它遵循由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）定議的開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型。它提供OSI參考模型所定義的全部七層服務(wù)，是支持LonWorks節(jié)點間可靠能信和有效使用通信介質(zhì)的各種服務(wù)的集合。Neuron芯片的三個處理器分別承擔(dān)OSI七層協(xié)議的服務(wù)功能，下表中列出了七層協(xié)議相關(guān)內(nèi)容。

2.2 WorldFIP總線

WorldFIP現(xiàn)場總線定義了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層3層通信協(xié)議。物理層有專用線路驅(qū)動芯片管理介質(zhì)冗余。在一條通道出現(xiàn)故障的情況下， 另一條能自動切入。物理層具有信號檢錯并通知網(wǎng)絡(luò)管理以及雜音偵聽并中斷鏈路層服務(wù)的機(jī)制。這為總線的熱備份、冗余提供了方便， 提高了總線的安全性。鏈路層提供兩種類型的傳輸服務(wù)：變量交換和消息傳遞。變量是指周期性數(shù)據(jù)， 而消息是指非周期性數(shù)據(jù)。連接到WorldFIP總線上的設(shè)備， 執(zhí)行兩種功能：（1）總線仲裁器。管理對傳輸介質(zhì)的訪問。它只調(diào)度通信， 不調(diào)度進(jìn)程；（2）產(chǎn)生者、使用者功能。向總線/從總線接收信息。應(yīng)用層為數(shù)據(jù)訪問和進(jìn)程間同步提供服務(wù)， 這些服務(wù)包括： 本地讀寫、遠(yuǎn)程讀寫、刷新服務(wù)、指示服務(wù)和數(shù)據(jù)有效性驗證。

3 以太網(wǎng)

目前，以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為變電站綜自系統(tǒng)的主流，以太網(wǎng)以其通信速率高、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度高、功能強(qiáng)大等優(yōu)點在變電站自動化系統(tǒng)中得到越來越多的應(yīng)用。以太網(wǎng)中重要的通訊設(shè)備是“網(wǎng)卡”， 采用TCP/IP協(xié)議，每一個通訊單元均要有唯一的IP地址。

網(wǎng)卡是工作在鏈路層的網(wǎng)絡(luò)組件，是局域網(wǎng)中連接計算機(jī)和傳輸介質(zhì)的接口，不僅能實現(xiàn)與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、介質(zhì)訪問控制、數(shù)據(jù)的編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。

TCP/IP 協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。協(xié)議采用了4層的層級結(jié)構(gòu)，分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。每一層都呼叫它的下一層所提供的協(xié)議來完成自己的需求。通俗而言：TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一網(wǎng)設(shè)備規(guī)定一個地址，IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機(jī)的地址（源地址）和接收它的主機(jī)的地址（目的地址）。

揭陽市220kV鐵山變電站綜自系統(tǒng)主要由WorldFIP現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)相結(jié)合而成，設(shè)備生產(chǎn)商是南京南瑞繼保公司，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：

4 結(jié)束語

在變電站自動化系統(tǒng)中， 現(xiàn)場總線作為站控層和間隔層之間的通信網(wǎng)絡(luò)，改變了以往站內(nèi)通信實時性差、自我封閉等缺點，而將以太網(wǎng)應(yīng)用到綜自系統(tǒng)中，更是突破了LonWork和WorldFIP總線的局限性，適應(yīng)了高壓大型變電站自動化系統(tǒng)的要求。本文對LonWorks，WorldFIP及以太網(wǎng)的主要組成元件，通信協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)的說明，并結(jié)合鐵山變電站的實際情況，畫出其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

現(xiàn)場總線類型多，這里只介紹揭陽市變電站中現(xiàn)用的兩種現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)的應(yīng)用，本文有很多不完善的地方，還有待對課題進(jìn)一步的深入研究。

5 致謝

本論文的編寫已經(jīng)結(jié)束，我在此要感謝所有支持和幫助過我的同事，感謝他們?yōu)楸疚奶岢隽藢氋F的意見！

6 參考文獻(xiàn)

第6篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

關(guān)鍵詞：地鐵供電；SCADA系統(tǒng)；調(diào)試；

中圖分類號：U231+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、 SCADA系統(tǒng)概述

1 、SCADA系統(tǒng)的特征

1.1 實時性

SCADA系統(tǒng)的實時性與多任務(wù)性是其重要特征之一，當(dāng)然根據(jù)行業(yè)的不同，SCADA系統(tǒng)對實時性與多任務(wù)性的要求也不一樣，如在地鐵電力等領(lǐng)域?qū)崟r性要求很高，而供水供氣等行業(yè)對實時性要求較低。

1.2 開放性

SCADA系統(tǒng)大多遵循國際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足開放性的要求。系統(tǒng)的軟件多采用全開放式的體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展能力，也有利于更好地與其它相關(guān)系統(tǒng)的連接與廣泛集成。

2、 SCADA 系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)分析

2.1 數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

SCADA 系統(tǒng)通常會包含以下幾種類型的數(shù)據(jù)通信：現(xiàn)場測控儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與各下位機(jī)智能節(jié)點之間的通信；下位機(jī)系統(tǒng)與 SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器之間的通信；監(jiān)控中心不同功能計算機(jī)之間的通信和監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與遠(yuǎn)程客戶端之間的通信。由于SCADA 系統(tǒng)中的各種智能化、數(shù)字化設(shè)備越來越多，分布范圍越來越廣，功能越來越強(qiáng)，所需要的數(shù)據(jù)通信能力和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求也越來越高。因此，數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在SCADA 系統(tǒng)中的作用越來越重要。

2.1.1 數(shù)據(jù)通信技術(shù)

數(shù)據(jù)通信技術(shù)從本質(zhì)上來說是一種信息傳遞技術(shù)，其現(xiàn)代概念可定義為：利用光、電技術(shù)手段，借助光波或電磁波，實現(xiàn)從一地向另一地迅速而準(zhǔn)確的信息傳遞和交換。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計算機(jī)為中心，通過數(shù)據(jù)傳輸信道將分布在各處的數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接起來，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信為目的的系統(tǒng)。它一般由數(shù)據(jù)信息的發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、傳輸介質(zhì)、傳輸報文、通信協(xié)議等組成。數(shù)據(jù)傳輸信號分為模擬信號和數(shù)字信號。數(shù)據(jù)的傳輸模式按數(shù)據(jù)代碼的傳輸順序可分為：并行傳輸和串行傳輸；按數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞娇煞譃椋和絺鬏敽彤惒絺鬏?；根?jù)數(shù)據(jù)的傳輸方向與時間的關(guān)系可分為：單工傳輸、半雙工傳輸和全雙工傳輸；按數(shù)據(jù)信號特點可分為：基帶傳輸、頻帶傳輸和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

基于 PC 遠(yuǎn)程監(jiān)控的 SCADA 技術(shù)的實現(xiàn)離不開現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展。現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)是由現(xiàn)代通信網(wǎng)元組成的集合體，用以支持實現(xiàn)組織內(nèi)外部的語音、數(shù)據(jù)、多媒體形式的通信要求。

通信網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成要素是終端設(shè)備、傳輸鏈路、交換設(shè)備和接入設(shè)備。除了這些硬件設(shè)備外，為了保證網(wǎng)絡(luò)能正確、穩(wěn)定、可靠、合理的運(yùn)行，使用戶間可以快速建立連接并有效交換信息，達(dá)到通信質(zhì)量一致、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和信息透明性等要求，還必須有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理的軟件，如標(biāo)準(zhǔn)、信令、協(xié)議等?，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的分類標(biāo)準(zhǔn)多樣：可以按傳輸介質(zhì)分為導(dǎo)線、電纜、光纜通信網(wǎng)和微波、短波、移動、衛(wèi)星通信網(wǎng)等；按技術(shù)分為 PDH 通信系統(tǒng)、SDH 通信系統(tǒng)、DWDM 通信系統(tǒng)、CDMA移動通信網(wǎng)、ATM 網(wǎng)絡(luò)、幀中繼（FR）網(wǎng)等；按業(yè)務(wù)類型可分為電報網(wǎng)、電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、計算機(jī)通信網(wǎng)、多媒體通信網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等；按地域可分為本地通信網(wǎng)、長途通信網(wǎng)和國際通信網(wǎng)或局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）等；按照網(wǎng)絡(luò)屬性可分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

2.2 I/O 接口和數(shù)據(jù)采集

I/O 接口技術(shù)是伴隨著計算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的，它是連接 CPU 與其設(shè)備并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的信息通道。在 SCADA 系統(tǒng)中，I/O 接口技術(shù)被廣泛采用在系統(tǒng)上、下位機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備信息通信中。通常 I/O 通道除了有模數(shù)（A/D）、數(shù)模（D/A）、數(shù)字輸入（DI）、數(shù)字輸出（DO）等設(shè)備外，還包括一些輔助部件，如多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、放大器、采樣保持器等。這些輔助設(shè)備既可以部分地與 I/O 設(shè)備做在一起構(gòu)成相對獨立的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，也可以做成獨立的卡件（如端子板形式），再將這些卡件通過電纜與 I/O 設(shè)備連接，構(gòu)成輸入/輸出通道。I/O 接口主要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)緩沖、信號轉(zhuǎn)換、驅(qū)動功能、中斷管理和隔離功能。

2.3自動控制技術(shù)

自動控制就是利用各類自動控制裝置和儀表（包括工業(yè)控制計算機(jī)）代替人的操作，使生產(chǎn)過程或機(jī)器設(shè)備自動地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，或使它的某些參數(shù)（如溫度、壓力、流量、成分、電流、電壓、轉(zhuǎn)速等）按預(yù)定要求變化或在一定的精度范圍內(nèi)保持恒定。 反饋是通過檢測裝置將系統(tǒng)的輸出返回到系統(tǒng)的輸入端，與設(shè)定值進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號作為控制器的輸入量。自動控制和反饋是自動控制系統(tǒng)中的兩個重要概念?？刂葡到y(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)、線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)等。

2.4 軟件系統(tǒng)架構(gòu)

傳統(tǒng)的軟件系統(tǒng)架構(gòu)有 C/S、B/S 模式等。隨著 2000 年后軟件架構(gòu)進(jìn)入應(yīng)用普及階段，商業(yè)化的架構(gòu)風(fēng)格迅速出現(xiàn)并普及開來。市場上具有代表性的技術(shù)風(fēng)格有：N 層的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)風(fēng)格、面向服務(wù)的架構(gòu)風(fēng)格（SOA）等。

（1）N 層的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)N 層的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)模式是為了區(qū)別傳統(tǒng)的二層和三層 C/S 模式的一種更加靈活的層次式架構(gòu)風(fēng)格。分層設(shè)計是一種最常見的架構(gòu)設(shè)計方法，它能夠有效地使設(shè)計簡化，使設(shè)計的系統(tǒng)機(jī)構(gòu)清晰，便于提高復(fù)用能力和產(chǎn)品維護(hù)能力。

（2）面向服務(wù)的架構(gòu)風(fēng)格（SOA）

面向服務(wù)的體系架構(gòu)將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)件在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。

二、SCADA 系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試

1、 SCADA 系統(tǒng)調(diào)試的難點和必要性

SCADA 系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的分布式測控系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)調(diào)試工作是

聯(lián)系設(shè)備建設(shè)和系統(tǒng)運(yùn)營的紐帶，是完善系統(tǒng)功能使其適合運(yùn)營需要的必要步驟，目前，系統(tǒng)監(jiān)控點數(shù)均已達(dá)幾十萬點，為完成系統(tǒng)監(jiān)控功能，必須對所有接入點進(jìn)行 100%測試；系統(tǒng)接口眾多，包含集成的子系統(tǒng)和互聯(lián)系統(tǒng)，工程協(xié)調(diào)難度大；系統(tǒng)調(diào)試工作量大，系統(tǒng)調(diào)試工作往往得根據(jù)現(xiàn)場施工安裝進(jìn)度的變化而更改計劃，且經(jīng)常會因為子系統(tǒng)不具備測試條件或測試一次不能通過而增加系統(tǒng)調(diào)試的時間；系統(tǒng)調(diào)試周期長，從子系統(tǒng)單機(jī)調(diào)試到系統(tǒng)最終驗收測試；系統(tǒng)性能要求高，增加了系統(tǒng)調(diào)試的要求。但是，為滿足 SCADA 系統(tǒng)的監(jiān)控功能能夠按期實現(xiàn)，必須編制系統(tǒng)高效的系統(tǒng)調(diào)試計劃，并按計劃執(zhí)行；并且，為縮短系統(tǒng)工程驗收時間，常常是將系統(tǒng)調(diào)試測試報告作為系統(tǒng)驗收測試的參考。

2、 SCADA 系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容

系統(tǒng)調(diào)試分為單機(jī)調(diào)試、集成子系統(tǒng)調(diào)試和綜合聯(lián)調(diào)三個階段。其中，單機(jī)調(diào)試的目的是為了檢驗設(shè)備安裝到現(xiàn)場后是否正常，設(shè)備配置是否正確；集成子系統(tǒng)調(diào)試是為了檢驗 SCADA 系統(tǒng)與各子系統(tǒng)是否連通，是否具備各子系統(tǒng)的基本功能；綜合聯(lián)調(diào)是為了檢驗 SCADA 系統(tǒng)與互聯(lián)系統(tǒng)是否連通，是否具備基本功能和聯(lián)動功能。單機(jī)調(diào)試的內(nèi)容包括：上電后各設(shè)備、模塊工作指示燈狀態(tài)應(yīng)正常；設(shè)備的硬件配置、軟件配置、網(wǎng)絡(luò)地址配置、預(yù)置參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計要求。集成子系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容包括：SCADA 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試；集成子系統(tǒng)與現(xiàn)場監(jiān)控對象的接口調(diào)試；集成子系統(tǒng)現(xiàn)場級監(jiān)控設(shè)備的功能測試；集成子系統(tǒng)與 SCADA 系統(tǒng)軟件平臺的接口調(diào)試；SCADA 系統(tǒng)的集成子系統(tǒng)的專業(yè)功能測試；冗余設(shè)備無擾動自動切換測試。其中，內(nèi)外部接口測試應(yīng)符合接口測試規(guī)范；點對點、端到端測試應(yīng)按 100%且同時進(jìn)行；集成子系統(tǒng)專業(yè)功能應(yīng)符合設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王開滿,張慎明,江平·軌道交通自動化監(jiān)控系統(tǒng)的特點及其發(fā)展趨勢[ J]·城市軌道交通研究·2006(02)·

第7篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

［關(guān)鍵詞］航空；電信網(wǎng)；應(yīng)用

1ATN背景

近年來,空中交通流量的飛速增長給現(xiàn)有通信導(dǎo)航系統(tǒng)帶來了巨大壓力。為了解決這些問題,1991年國際民航組織經(jīng)過深入的研究,引入通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通管理(簡稱CNS/ATM)新航行系統(tǒng)概念,以期通過應(yīng)用數(shù)據(jù)通信和衛(wèi)星技術(shù)改善現(xiàn)有的空管系統(tǒng)。新一代航空電信網(wǎng)是新航行系統(tǒng)的重要組成部分,是實施CNS/ATM新航行系統(tǒng)的前提。

ATN并非一種全新的底層通信網(wǎng)絡(luò),而是采用基于國際標(biāo)準(zhǔn)的公共接口服務(wù)和協(xié)議,集成地面、空地和航空電子數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)子網(wǎng)互聯(lián)來實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),是全球地空一體化的航空專用通信網(wǎng)絡(luò),可提供安全、可靠、高效的航空通信服務(wù)。ATN可以提供空中交通服務(wù)通信(ATSC)、航空運(yùn)行控制(AOC)、航空管理通信(AAC)、航空旅客通信(APC)四類服務(wù)。目前在國際民航組織的推動下,ATN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面進(jìn)入部署實施階段。

2ATN的應(yīng)用程序

ATN由若干應(yīng)用程序和通信服務(wù)組成,是一個互聯(lián)網(wǎng)的概念,通過盡可能整合并使用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)資源,為航空界(包括空管、航空管理部門、航空運(yùn)營商、航空器制造企業(yè))提供統(tǒng)一的通信服務(wù),并根據(jù)不同組織的要求,提供不同質(zhì)量的通信服務(wù)。ATN提供的應(yīng)用程序包括地空應(yīng)用和地地應(yīng)用。

2.1地空應(yīng)用

(1)上下文管理(CM)

CM的作用類似于域名解析系統(tǒng),提供機(jī)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng),或兩個地面系統(tǒng)之間交互、更新數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)用信息,包括應(yīng)用的名稱、地址、版本號等。

(2)自動相關(guān)監(jiān)視(ADS)

ADS應(yīng)用自動向用戶提供來自于機(jī)載導(dǎo)航定位系統(tǒng)的報告,包括飛機(jī)標(biāo)識、四維坐標(biāo)和附加數(shù)據(jù)。ADS系統(tǒng)提供自身位置與其他信息報告,可用于空中交通管理和飛機(jī)位置的監(jiān)控。

(3)管制員與機(jī)組人員之間數(shù)據(jù)鏈通信(CPDLC)

CPDLC應(yīng)用的主要功能是提供管制員與機(jī)組人員之間的信息交換,與管制人員和機(jī)組人員的對話通過CPDLC來維護(hù)。它提供四個功能：管制員機(jī)組人員之間信息交換功能、數(shù)據(jù)當(dāng)局之間的移交、許可的下行移交、地面前向移交。

(4)飛行情報服務(wù)(FIS)

FIS應(yīng)用允許機(jī)組人員通過數(shù)據(jù)鏈向地面航行情報信息系統(tǒng)請求和接收數(shù)字化自動航站情報。FIS數(shù)據(jù)鏈服務(wù)可以提供給空中和地面用戶,是現(xiàn)存的語音通播方式的補(bǔ)充。

2.2地地應(yīng)用

(1)ATS(空中交通服務(wù))信息處理服務(wù)(ATSMHS)

航班計劃數(shù)據(jù)通過AMHS接收。AMHS定義了兩種應(yīng)用,一類是ATS信息服務(wù),采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行信息處理；另一類是透傳方式,AFTN(航空固定電信網(wǎng))信息的傳輸方式。

(2)ATS(空中交通服務(wù))設(shè)備間數(shù)據(jù)通信(AIDC)

AIDC用于在ATS單位間交換數(shù)據(jù)以支持空中交通管制移交。支持的服務(wù)包括航班通知、航班協(xié)調(diào)、管制移交、通信移交、監(jiān)視數(shù)據(jù)的傳輸?shù)?。AIDC是嚴(yán)格地用于ATS單位之間交換控制信息的ATC應(yīng)用,不支持其他機(jī)構(gòu)間的信息交換。

3ATN的體系結(jié)構(gòu)

ATN網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)件是通信子網(wǎng)、ATN路由器和終端系統(tǒng)。通信子網(wǎng)定義為一個基于特定通信技術(shù)的通信網(wǎng),用于ATN系統(tǒng)之間傳遞信息的物理手段,并非是ATN的組成部分。各種地地和地空子網(wǎng)為ATN的終端系統(tǒng)之間提供多條數(shù)據(jù)通路支持。ATN路由器負(fù)責(zé)連接不同的通信子網(wǎng),并跨越不同的子網(wǎng)傳送基于QOS的分組。ATN終端系統(tǒng)處理應(yīng)用層服務(wù)和上層協(xié)議棧,以便與對等的終端系統(tǒng)進(jìn)行通信。

3.1ATN通信子網(wǎng)

ATN的通信子網(wǎng)可以是現(xiàn)存的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),也可以是正在發(fā)展的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。地空子網(wǎng)包括：航空移動衛(wèi)星服務(wù)(AMSS)、甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈(VHF)、二次雷達(dá)S模式(SSRModeS)、高頻地空數(shù)據(jù)鏈(HF)、Gatelink。地地子網(wǎng)包括：局域網(wǎng)(如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI)、廣域網(wǎng)(如X.25、幀中繼、ATM、ISDN)。另外,公共ICAO數(shù)據(jù)交換網(wǎng)(CIDIN)、改進(jìn)的X.25通信服務(wù)等均可用于ATN子網(wǎng)。機(jī)載子網(wǎng)：與地面系統(tǒng)類似,機(jī)載的各種通信網(wǎng)絡(luò)也可以作為ATN子網(wǎng)。如基于ARINC規(guī)范429和629的子網(wǎng)、以太網(wǎng)和FDDI網(wǎng)。

3.2ATN路由器

當(dāng)飛機(jī)移動,到達(dá)飛機(jī)所通過的網(wǎng)絡(luò)將改變。ATN支持動態(tài)路由,以適應(yīng)飛機(jī)移動和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖儭Ｂ酚善魇侵虚g系統(tǒng),包含OSI參考模型的下三層。根據(jù)不同類型,由不同的路由協(xié)議組成。

3.3ATN終端系統(tǒng)

ATN終端系統(tǒng)與其他ATN終端系統(tǒng)進(jìn)行通信,向ATN應(yīng)用提供端到端通信服務(wù)。ATN包括全部七層協(xié)議棧。ATN終端系統(tǒng)是自動化設(shè)備的接口,也是人機(jī)接口。

4ATN的應(yīng)用進(jìn)展

4.1國際上ATN的應(yīng)用進(jìn)展

(1)ATN地地應(yīng)用

作為第一個ATN地地應(yīng)用,航空信息處理系統(tǒng)AMHS(ATSMessageHandlingSystem)是代替現(xiàn)有自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)AFTN的ATN應(yīng)用,可以提供更可靠、更安全、功能更強(qiáng)大的信息傳輸服務(wù)。美日間于2005年投入運(yùn)行開通了的AMHS線路。歐洲地區(qū)的西班牙于1998年年底,AMHS系統(tǒng)投入運(yùn)行。2006年2月,法蘭克?！R德里之間AMHS線路投入運(yùn)行。2005年,阿根廷國內(nèi)的AMHS系統(tǒng)投入實際運(yùn)行。2006年2月,科威特安裝部署了AMHS產(chǎn)品。2006年10月,牙買加在國內(nèi)安裝了AMHS系統(tǒng)。

中國北京作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點,將連通區(qū)內(nèi)11個國家和地區(qū),并連接中東和歐洲地區(qū)。中國香港作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點,連通區(qū)內(nèi)7個國家和地區(qū)。澳大利亞、泰國、新加坡、印度尼西亞、蒙古、中國香港、中國澳門、孟加拉等國家和地區(qū)正進(jìn)行內(nèi)部ATN實施與部署工作；日本、泰國、中國香港、澳大利亞建立了ATN技術(shù)實驗平臺開展相關(guān)測試工作；目前中、泰、港三方已完成第一、第二、第三階段ATN技術(shù)測試工作。

4.2國內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)展

國內(nèi)的應(yīng)用分兩個階段：第一階段為2001—2005年,主要的工作為編制《空管航空電信網(wǎng)技術(shù)政策、應(yīng)用和發(fā)展技術(shù)白皮書》；ATN實驗室建立和技術(shù)準(zhǔn)備；研究與開發(fā)工作；國際ATN/AMHS技術(shù)測試工作。第二階段為2006—2010年,主要的工作為ATN/AMHS過渡與實施；ACARS向VDLMode2過渡。

2002年民航總局空管局根據(jù)國內(nèi)民航通信網(wǎng)絡(luò)的狀況以及國外的ATN實施狀況,編制了《空管航空電信網(wǎng)技術(shù)政策、應(yīng)用和發(fā)展白皮書》,2006年進(jìn)行了修訂,作為民航通信發(fā)展和相關(guān)方面的技術(shù)依據(jù)。地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)逐步由AFTN向ATN/AMHS網(wǎng)絡(luò)過渡。地空傳輸網(wǎng)絡(luò)建成以甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈為主要傳輸手段的地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),在必要的環(huán)境下以高頻地空數(shù)據(jù)鏈為輔助傳輸手段,逐步由ACARS網(wǎng)絡(luò)向ATN/VDLM2過渡。

目前在北京部署已建設(shè)ATN骨干節(jié)點,并部署ATN路由器和AFTN/AMHS網(wǎng)關(guān)系統(tǒng),進(jìn)行與國際民航組織計劃的與周邊國家和地區(qū)的技術(shù)測試工作;下一步的工作是建設(shè)ATN骨干網(wǎng)絡(luò),與AFTN并行,逐步向ATN過渡。

中國民航于1995年開始著手建設(shè)民航VHF地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),1998年建成一期工程,2001年完成二期工程建設(shè),建成當(dāng)時能提供全國絕大部分航路和大部分機(jī)場覆蓋能力的VHF地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是國際民航界除美國航空通信公司(ARINC)和國際航空通信協(xié)會(SITA)外,世界第三大地空VHF數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

目前國內(nèi)可支持的地空數(shù)據(jù)通信應(yīng)用支持飛機(jī)飛行的各個階段。在空中交通管制與服務(wù)領(lǐng)域,我國僅在少數(shù)機(jī)場和區(qū)域?qū)嵤┝瞬糠謶?yīng)用,效果良好,包括：數(shù)字式飛機(jī)起飛前放行系統(tǒng)(PDC)、數(shù)字式自動化航站信息服務(wù)系統(tǒng)(D-ATIS)、數(shù)字化航路氣象服務(wù)(D-VOLMET)、航空氣象資料下傳(AMDAR)。

航空公司可以利用VHF數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)對飛機(jī)飛行全階段實施及時有效的監(jiān)視與服務(wù),對保障飛行安全、增加航班保障能力、提高旅客服務(wù)水平有顯著作用。具體應(yīng)用包括：飛行動態(tài)監(jiān)視、地空雙向數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析、機(jī)務(wù)維修、旅客服務(wù)等。但是由于目前機(jī)載設(shè)備配套軟件系統(tǒng)配置不完整，或需要投入一定的時間和費(fèi)用開展應(yīng)用的配置,缺乏人員培訓(xùn)等原因,雖然飛機(jī)具備進(jìn)行地空數(shù)據(jù)通信的基本條件,但無法或只能部分開展應(yīng)用。

第8篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

關(guān)鍵詞 SOPC技術(shù)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號TP332 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）58-0162-01

SOPC技術(shù)源自SOC技術(shù)，主要特征為可編程性。一般SOPC的設(shè)計環(huán)境為SOPC Builder，主要集成于QuartusII中。在SOPC Builder中，具有友好的用戶圖形界面，用戶可以通過界面中提供的IP庫選擇組件，如I/O、Flash、處理器等，并選擇相應(yīng)參數(shù)。另外，SOPC還有一個非常重要的功能：設(shè)計SOPC過程中，如果用戶提出特殊要求，但是IP庫中卻沒有，用戶就可以通過自定義邏輯來滿足要求。

1 SOPC技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計總體思路

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為DSP信號處理系統(tǒng)的一部分，整個系統(tǒng)包括放大信號、信號采樣、信號濾波、高速處理數(shù)字信號、與計算器的數(shù)據(jù)傳輸接口相連等若干個部分。其中，放大信號主要是調(diào)理輸入信號，符合采樣要求；信號采樣是將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；信號濾波主要為了避免產(chǎn)生信號混疊現(xiàn)象；高速處理數(shù)字信號是建立在隨機(jī)共振模型基礎(chǔ)上，完善各種計算方法。

在應(yīng)用Verilog HDL設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)自動在FIFO中存儲數(shù)據(jù)以及硬件控制A/D轉(zhuǎn)換，通過DSP系統(tǒng)輸出的具體時間來確定采樣頻率。隨著采樣數(shù)據(jù)的增加，直到達(dá)到一幀，F(xiàn)IFO就會向DSP發(fā)出中斷申請信號，由DSP系統(tǒng)將DMA開啟，并完成數(shù)據(jù)的讀取過程。在這期間，數(shù)據(jù)采集不中斷，可實現(xiàn)連續(xù)性的實時數(shù)據(jù)采集與處理。在設(shè)計SOPC過程中，有些系統(tǒng)的功能可以直接通過IP數(shù)據(jù)庫來完成，但是有時候IP庫中的功能不夠靈活。為了解決這一問題，就可通過客戶的自定義功能來滿足邏輯性。

2 系統(tǒng)配置與數(shù)據(jù)通信

2.1 系統(tǒng)配置

在該系統(tǒng)中，應(yīng)用了大規(guī)模的FPGA嵌入式雙NIOSII軟核處理器，每個處理器都設(shè)定了獨立的時鐘，確保雙核工作時間，同時提供了可以自行控制的獨立區(qū)域。系統(tǒng)的主控制軟件基于C語言設(shè)計，部分邏輯模塊采取VHDL程序設(shè)計。因此，內(nèi)部模塊之間的數(shù)據(jù)交換具有一定可測試性，且可靠性較高，系統(tǒng)處理效率高。系統(tǒng)的主控器件是FPGA32位嵌入式的CPU系統(tǒng)，系統(tǒng)中各個功能模塊在雙核處理器的配合下完成工作。在SOPC內(nèi)核中，CPU分別與外部邏輯單元連接、外設(shè)控制接口，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的采集和存儲功能。另外，在系統(tǒng)中實現(xiàn)Avalon和SDRAM的總線相連，兼容實現(xiàn)雙核CPU功能，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性，確保圖像數(shù)據(jù)采集存儲的真實性、完整性。

2.2 數(shù)據(jù)通信

在該系統(tǒng)中，兩個處理器分別獨立，但是共享同一個SDRAM，在SDRAM的內(nèi)部區(qū)域合理分配，確保每個處理器之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，提高處理器的獨立性。在整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA中的雙核處理器之間數(shù)據(jù)通信包括信息的傳遞和協(xié)調(diào)，通過SOPC技術(shù)中自有的Mutex核以及Mailbox核協(xié)調(diào)兩個處理器之間的正常工作，確保系統(tǒng)通信的正常運(yùn)行。系統(tǒng)中的CPU處理器都設(shè)有LED等，以此作為調(diào)試的參照，當(dāng)軟核CPU運(yùn)行時，可以共享存儲器中的堆棧數(shù)據(jù)并接受外部命令，通過FPGA中的Mailbox核遠(yuǎn)程連接作用，向CPU2中傳遞信息，當(dāng)CPU1中發(fā)出的信息傳遞到CPU2之后，調(diào)試相關(guān)時序，確保雙核正常工作。當(dāng)兩個處理器處于同一個共享的存儲器中進(jìn)行通信時，可能產(chǎn)生ID沖突，造成采集數(shù)據(jù)的損壞。因此，該系統(tǒng)中應(yīng)引進(jìn)Mutex內(nèi)核，當(dāng)其中一個CPU結(jié)束對ID地址的訪問之后，自動將Mutex釋放，避免雙處理器進(jìn)行共享訪問時，占用了同一個ID地址資源。

3 基于SOPC技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 硬件的實現(xiàn)

通過集成于QuanusII中的SOPC Builder生成處理器，還包括一些外設(shè)功能，如Flash、SDRAM等，此時涉及的問題就是如何配置組件的參數(shù)。例如，需要使用什么樣的串口波特率、NIOS微處理器等。用戶可以根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)計。如果需要32位處理器的系統(tǒng)實現(xiàn)，再加上大容量寄存器文件，那么在對NIOS處理器進(jìn)行配置時，就可以選擇32位NIOS處理器以及512個存儲器。這樣，通過靈活選擇組件的參數(shù)，提高了SOPC設(shè)計的靈活性。最后，通過Verilog HDL編寫用戶邏輯，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集?？紤]到用戶邏輯應(yīng)該和NIOS處理器實現(xiàn)通信，就應(yīng)增設(shè)address和chipselect兩大信號。其中，address為地址信號，chipselect為片選信號，在數(shù)值是“1”時，NIOS的處理器選為用戶邏輯；只有通過address信號，才能將用戶邏輯與總線中的NIOS處理器實現(xiàn)通信。最后，將整個項目編譯完畢，并將后綴“sof”的文件下載到開發(fā)板的編程芯片中。

3.2 軟件的實現(xiàn)

軟件的實現(xiàn)是一個應(yīng)用程序，在該部分中，主要考慮與NIOS總線相連接的用戶邏輯問題。用戶可以通過自定義的address和chipselect信號，通過SOPC Builder 自動分配到用戶的邏輯地址。這樣，對于訪問用戶邏輯，就可以實現(xiàn)訪問用戶邏輯的分配地址。

目前，SOPC已成為未來電子設(shè)計的發(fā)展方向，已經(jīng)不再停留在單元電路層面，更重要的是集成信號采集、信號輸出、信號處理等功能，最終成為一個具有應(yīng)用價值的電子系統(tǒng)芯片。

參考文獻(xiàn)

[1]柳秀山.基于SOPC的環(huán)境信息遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)的研究[J].通信技術(shù)，2009(7).

第9篇：數(shù)據(jù)通信的定義范文

1 I2C總線的特點及基本通信協(xié)議

I2C總線是Philips公司開發(fā)的一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線?串行數(shù)據(jù)線和串行時鐘線?即可使連接于總線上的器件之間實現(xiàn)信息傳送，同時可通過對器件進(jìn)行軟件尋址，而不是對硬件進(jìn)行片選尋址的方式來節(jié)約通信線數(shù)目，從而減少了硬件所占空間。因為總線已集成在片內(nèi)，所以大大縮短了設(shè)計時間，此外，在從系統(tǒng)中移去或增加集成電路芯片時，對總線上的其它集成芯片沒有影響。

1．1 I2C總線的主要特點

I2C總線通常由兩根線構(gòu)成：串行數(shù)據(jù)線（SDA）和串行時鐘線（SCL）；總線上所有的器件都可以通過軟件尋址，并保持簡單的主從關(guān)系，其中主器件既可以作為發(fā)送器，又可以作為接收器；

I2C總線是一個真正的多主總線，它帶有競爭監(jiān)測和仲裁電路。當(dāng)多個主器件同時啟動設(shè)備時，總線系統(tǒng)會自動進(jìn)行沖突監(jiān)測及仲裁，從而確保了數(shù)據(jù)的正確性；

I2C總線采用8位、雙向串行數(shù)據(jù)傳送方式，標(biāo)準(zhǔn)傳送速率為100kB／s，快速方式下可達(dá)400kB／s；同步時鐘可以作為停止或重新啟動串行口發(fā)送的握手方式；連接到同一總線的集成電路數(shù)目只受400pF的最大總線電容的限制。

1．2 I2C總線數(shù)據(jù)通信基本協(xié)議

利用I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時，應(yīng)遵守如下基本操作：

（1）總線應(yīng)處于不忙狀態(tài)，當(dāng)數(shù)據(jù)總線（SDA）和時鐘總線（SCL）都為高電平時，為不忙狀態(tài)；

（2）當(dāng)SCL為高電平時，SDA電平由高變低時，數(shù)據(jù)傳送開始。所有的操作必須在開始之后進(jìn)行；

（3）當(dāng)SCL為高電平時，SDA電平由低變?yōu)楦邥r，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。在結(jié)束條件下，所有的操作都不能進(jìn)行；

（4）數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)換開始后，當(dāng)時鐘線SCL為高電平時，數(shù)據(jù)線SDA必須保持穩(wěn)定。若數(shù)據(jù)線SDA改變時，必須在時鐘線SCL為低電平時方可進(jìn)行。

2 AT89C51與MAX517的I2C數(shù)據(jù)通信

2．1 MAX517簡介

MAX517是MAXIM公司生產(chǎn)的8位電壓輸出型DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它帶有I2C總線接口，允許多個設(shè)備之間進(jìn)行通訊。

MAX517采用單5V電源工作。該芯片的引腳圖見圖1所示。各引腳的具體說明如下：

1腳（OUT）：D／A轉(zhuǎn)換輸出端；

2腳（GND）：接地；

3腳（SCL）：時鐘總線；

4腳（SDA）：數(shù)據(jù)總線；

5、6腳（AD1，AD0）：用于選擇哪個D／A通道的轉(zhuǎn)換輸出?由于MAX517只有一個D／A，所以，使用時，這兩個引腳通常接地。

7腳（VCC）：電源；

8腳（REF）：參考。

2．2 MAX517的工作時序

圖3

    圖2是MAX517的一個完整的轉(zhuǎn)換時序。首先應(yīng)給MAX517一個地址位字節(jié)。MAX517在收到地址字節(jié)位后，會給AT89C51一個應(yīng)答信號。然后，在給MAX517一個控制位字節(jié)，MAX517收到控制位字節(jié)位后，再給AT89C51發(fā)一個應(yīng)答信號。之后，MAX517便可以給AT89C51發(fā)送8位的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)（一個字節(jié)）。AT89C51收到數(shù)據(jù)之后，再給MAX517發(fā)一個應(yīng)答信號。至此，一次轉(zhuǎn)換過程完成。

MAX517的一個地址字節(jié)格式如下：

BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT001011AD1AD00其中，前三位010出廠時已設(shè)定。對于MAX517，BIT4和BIT3這兩位應(yīng)取為1。因為一個AT89C51上可以掛4個MAX517，而具體是對哪一個MAX517進(jìn)行操作，則由AD1、AD0的不同取值來控制。

MAX517的控制字節(jié)格式如下：

BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0R2R1R0RSTPDXXA0在該字節(jié)格式中，R2、R1、R0已預(yù)先設(shè)定為0；RST為復(fù)位位，該位為1時復(fù)位所有的寄存器；PD 為電源工作狀態(tài)位，為1時，MAX517工作在4μA的休眠模式，為0時，返回正常的操作狀態(tài)；A0為地址位，對于MAX517，該位應(yīng)設(shè)置為0。

2．3 MAX517與AT89C51的硬件連接

AT89C51是ATMEL公司的89系列單片機(jī)的一種電路，是市面上應(yīng)用相當(dāng)廣泛的一種產(chǎn)品。

圖3所示為MAX517與AT89C51的硬件連接電路。該硬件電路中，采用MAX813作為看門狗電路,既可自動復(fù)位，也可手工復(fù)位。利用該電路可以用數(shù)碼管來顯示0－255個數(shù)字量,圖中,采用MAX7219作為數(shù)碼驅(qū)動電路,若將MAX517的輸出引腳連接到示波器上，還可以顯示相應(yīng)的模擬電壓的變化情況。

3 MAX517與AT89C51的通信子程序

該系統(tǒng)應(yīng)將MAX517作為從設(shè)備，AT89C51作為主設(shè)備。首先主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送一個地址字節(jié)58H，之后從設(shè)備則發(fā)一個應(yīng)答信號，主設(shè)備接到應(yīng)答后，再發(fā)給從設(shè)備一個控制字節(jié)00H，當(dāng)從設(shè)備接到該控制字節(jié)后，再發(fā)給主設(shè)備一個應(yīng)答。之后主設(shè)備便可發(fā)給從設(shè)備要轉(zhuǎn)換的8位數(shù)據(jù)。其工作流程圖見圖4所示。具體的程序代碼如下：

程序開始時，定義P1．6，P1．7為SDA，SCL；

／／起始條件子函數(shù)

void Start（void）

{

SDA＝1；

SCL＝1；

NOP；

SDA＝0；

NOP；

}

／／停止條件子函數(shù)

void Stop(void)

{

SDA＝0;

SCL＝1;

NOP;

SDA＝1;

NOP;

}

／／應(yīng)答子函數(shù)

void Ack(void)

{

SDA＝0;

NOP;

SCL＝1;

NOP;

SCL＝0;

}

／／發(fā)送數(shù)據(jù)子程序，Data為要發(fā)送的數(shù)據(jù)

void Send(uchar Data)

{

uchar BitCounter＝8; ／／位數(shù)控制

uchar temp; ／／中間變量控制

do{

temp＝Data;

SCL＝0;

NOP;

if((temp＆0x80)＝＝0x80)

／／如果最高位是1

SDA＝1;

else

SDA＝0;

SCL＝1;

temp＝Data＜＜1; ／／左移

Data＝temp;

BitCounter－－;

}while(BitCounter);

SCL＝0;

}

／／讀一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，并返回該字節(jié)值

uchar Read(void)

{

uchar temp＝0;

uchar temp1＝0;

uchar BitCounter＝8;

SDA＝1;

do{

SCL＝0;

NOP;

SCL＝1;

NOP;

if(SDA) ／／如果SDA＝1

temp＝temp｜0x01;

else

temp＝temp＆0xfe;

if(BitCounter－1)

{

temp1＝temp＜＜1;

temp＝temp1;

}

BitCounter－－;

}while(BitCounter);

return(temp);

}?