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雨衰的機理及影響
1、雨衰的產(chǎn)生
當(dāng)電波穿過降雨的區(qū)域時,雨不僅吸收電渡能量,而且對電波產(chǎn)生散射。這種吸收和散射共同形成電波衰減?散射還能導(dǎo)致大范圍無線電干擾,并對電波存在去極化效應(yīng),稱這些衰減和干擾為雨衰。
這種衰減呈現(xiàn)非選擇性能和緩慢的時變特性,是導(dǎo)致信號劣化,影響系統(tǒng)可用性的主要因素。因此,雨衰問題也就成為系統(tǒng)設(shè)計過程中必須考慮的重要問題。雨衰的大小與雨滴直徑與波長的比值有著密切的關(guān)系,當(dāng)信號的波長比雨滴大時,散射衰減起決定作用。當(dāng)電磁波的波長比雨滴小時,吸收損耗起決定作用。無論是吸收或散射作用,其效果都使電波在傳播方向遭受衰減;當(dāng)電磁波的波長和雨滴直徑越接近時衰減越大,一般情況下(比如中短波)電磁波的波長遠大于雨滴直徑,故衰減很小,C波段信號受雨衰的影響也可以忽略。對于10GHz以上的電磁波,雨衰的影響就非常明顯了,在鏈路計算中必須考慮雨衰的影響。頻率越高,雨衰的影響越大,大雨和暴雨對電磁波的衰減要比小雨大得多。圖1是國際無線電咨詢委員會(CCIR)(現(xiàn)為國際電聯(lián)(ITU))提供的雨衰與頻率和降雨大小的關(guān)系圖,從圖1中可以很清楚地看出Ku波段信號受雨衰的影響。如圖1所示,降雨對電波的衰耗為實線,而云、霧引起的衰減為虛線。Ku波段頻率較高[(12-18)GHz],波長與雨滴的大小可比擬,受雨衰的影響比較嚴(yán)重。由圖1和圖2可看出,在Ku波段,中雨(雨量為4mm/h)以上的降雨引起的衰耗相當(dāng)嚴(yán)重。若電波穿過雨區(qū)路徑長度為10km時,對于Ku波段上行線路,衰耗為2dB左右,下行線路的衰耗為1dB左右;在暴雨(雨量為100 mm/h)情況下,每公里的損耗強度較大,但雨區(qū)高度一般小于2km,暴雨引起的衰耗將超過10dB以上。隨著降雨強度的加大,在Ku波段降雨衰減系數(shù)也急劇增加,其降雨衰減量與降雨強度幾乎成正比。而對于C波段[(4-6)GHz]來說,雨衰的影響就不是很明顯,中雨區(qū)上行線路的衰耗為1dB左右,下行衰耗僅為0.4dB左右,即使是暴雨區(qū)上行線路總衰耗值也僅為1dB左右。
2、降雨噪聲
降雨引起的對電磁波吸收衰減也會對地球站產(chǎn)生熱噪聲影響,這種降雨噪聲折合到接收天線輸入端就等效為天線熱噪聲,對接收信號的載噪比有很大的影響,這種影響與衰減量的大小和天線結(jié)構(gòu)有關(guān)。
根據(jù)經(jīng)驗,每衰減0.1dB,噪聲溫度增加約57K。一般情況下,天線的仰角越高,降雨噪聲的影響越小。這是因為電磁波穿過降雨路徑較短,衰減量就小一些。 在沒有雨衰時,噪聲溫度不增加;在沒有波導(dǎo)損耗時,噪聲溫度只和降雨衰減量有關(guān)。由于噪聲溫度的增加直接影響到接收系統(tǒng)的G/T值,也就是直接影響到接收信號的載噪比,對信號可用度的影響甚至比降雨衰減更明顯,在鏈路計算時必須考慮其影響。
3、去極化現(xiàn)象
降雨不僅會使電波衰減,還會產(chǎn)生去極化作用,所以降雨對電波的吸收和散射特性也與入射波的極化波面有關(guān)。由于空氣阻力使雨滴變成略微扁平的形狀,在雨滴的兩個軸向引起的衰減稱為微分衰減,相位移稱為微分相移。這種現(xiàn)象對單極化傳輸系統(tǒng)影響并不大,但對于正交極化復(fù)用的雙極化傳輸系統(tǒng),會造成極化隔離度降低,導(dǎo)致正交極化的信號互相干擾加大。這種降雨引起的去極化現(xiàn)象,對線極化和圓極化都有影響。我們常使用交叉極化鑒別度來表示極化純度。一般情況下,當(dāng)天線仰角大于15°時,交叉極化鑒別度在超過年平均時間的0.1%時,可望達到27dB,0.01%時為20dB,0.001%時為15dB。如圖3所示。暴雨區(qū)Ku波段的微分衰減可達2dB左右(雨區(qū)高度按2km計算)。對于正交極化復(fù)用的衛(wèi)星系統(tǒng),降雨引起的去極化作用會使極化隔離度降低,產(chǎn)生極化誤差,導(dǎo)致干擾增加。
降低雨衰影響的措施
考慮Ku頻段抗雨衰策略時,首先應(yīng)準(zhǔn)確得到某一特定區(qū)域的降雨衰減。它要求進行長期的觀察測量,得到長期連續(xù)的降雨實測數(shù)據(jù)(如連續(xù)多年的每分鐘降雨率),獲取該區(qū)域精確的降雨統(tǒng)計特性,并通過實測數(shù)據(jù),計算該區(qū)域的降雨衰減。通過迭代,補充完善降雨統(tǒng)計特性,以獲取該區(qū)域在各種條件下降雨衰減的真實情況。在此基礎(chǔ)上可以采取如下抗雨衰策略:
1、鏈路的備余量
它是傳統(tǒng)通信鏈路設(shè)計中常用的方法。如C頻段衛(wèi)星通信鏈路通常留3dB余量,Ku頻段衛(wèi)星通信鏈路通常留6dB余量。在一些降雨較少的地區(qū)(如沙漠地區(qū)),完全可通過鏈路余量來滿足系統(tǒng)可用度要求;在高降雨地區(qū),完全靠這種方法不現(xiàn)實,應(yīng)在具備適當(dāng)鏈路余量的基礎(chǔ)上,綜合考慮其他方法。但這種方式將會占用過多的衛(wèi)星資源,在晴空時造成資源浪費,下大雨時,可能又不夠用。
2、功率控制
對于Ku波段的衛(wèi)星通信系統(tǒng),建議在地球站設(shè)置上行鏈路自適應(yīng)功率控制(AUPC),或者進一步采用以網(wǎng)絡(luò)管理為基礎(chǔ)的全網(wǎng)自動功率控制(APC)或動態(tài)功率控制(DPC)系統(tǒng),才能有效地對抗降雨衰耗的影響。
(1)上行鏈路自適應(yīng)功率控制(AUPC)。如果系統(tǒng)設(shè)計采用傳統(tǒng)的功率余量方法,將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的通信容量,而且降雨的時間比例較小。因此,必須采用自適應(yīng)功率控制技術(shù)以提高系統(tǒng)通信容量并保證鏈路的可靠性。其基本原理是:各地球站在監(jiān)測來自衛(wèi)星的信號強度的同時,計算鏈路降雨衰耗,然后自適應(yīng)調(diào)整地球站的發(fā)射功率,從而動態(tài)地補償鏈路的雨衰,使信號保持在一個合適的工作電平,從而使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收到地球站發(fā)射的信號電平與晴空時基本相同。在更先進的衛(wèi)星系統(tǒng)中還能做到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進行自適應(yīng)功率控制,這樣能更好地克服雨衰對Ku波段衛(wèi)星通信的影響。上行功率控制又分成開環(huán)上行功率控制和閉環(huán)上行功率控制兩種。
設(shè)備的開環(huán)上行功率控制是地球站利用接收衛(wèi)星信標(biāo)信號電平的變化量測出下行線路的雨衰值,進而去控制地球站發(fā)送設(shè)備的中頻衰耗器或射頻衰耗器,使衰減器減小的數(shù)值與上行線路雨衰值大體相同。開環(huán)上行功率控制工作原理比較簡單,所用設(shè)備較少,投資較小,但精度較低。
閉環(huán)上行功率控制是地球站將接收來的衛(wèi)星信標(biāo)信號,與通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器環(huán)回信號或某一特定信道的通信業(yè)務(wù)信號的C/N(或S/N)值進行比較,然后去控制地球站的上行功率。這樣一來,上行信號的雨衰值和上行功率控制的控制量有較高的準(zhǔn)確度。因此在閉環(huán)上行功率控制中必須將控制信道與通信信道分開,所用設(shè)備較多,費用較高。
(2)自動功率控制(APC)。上行功率控制是針對衛(wèi)星通信上行線路的降雨衰耗所采取的技術(shù)措施,但對于衛(wèi)星通信的下行線路也要充分考慮降雨衰耗。為了解決這一問題,己成功研制了同時控制上行線路和下行線路降雨衰耗的自動功率控制系統(tǒng)(APC),這種動態(tài)功率控制是以衛(wèi)星通信的網(wǎng)管系統(tǒng)為基準(zhǔn)的。該網(wǎng)管系統(tǒng)能實時地測出各個地球站的接收電平值,將該值與基準(zhǔn)電平(晴天時的正常接收電平值)進行比較,將比較結(jié)果通過網(wǎng)管信息傳輸通道傳送給相應(yīng)的地球站,控制該地球站的發(fā)信設(shè)備的輸出功率。因此,采用自動功率控制能使衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性大大提高,也使衛(wèi)星通信得到了廣泛的應(yīng)用,大大地節(jié)約衛(wèi)星通信的資源。
3、采用編碼及降速率技術(shù)
在雨衰較大時,可以采用前向糾錯編碼技術(shù)(FEC)來減小傳輸?shù)恼`碼率。通過減小編碼率來獲得編碼增益的提高,如編碼率為1/2的卷積碼,當(dāng)采用維特比譯碼時,其編碼增益可達5dB。當(dāng)然減小編碼率也必須有個限度,一方面當(dāng)編碼率減小到一定程度時,若再進一步減小編碼率,多獲得的編碼增益將改善很??;另一方面減小編碼率會導(dǎo)致系統(tǒng)容量的減小。此外,還可以通過自適應(yīng)速率降低技術(shù)(ARP)來克服雨衰的影響,通過減少衰減信道的數(shù)據(jù)速率來增加信道容量,降低速率所帶來的增益與速率減少成正比,例如速率減少至1/4時,增益為5dB。使用糾錯編碼和降速率技術(shù),可以補償不同程度的雨衰;但隨著深度的增加,有效可用容量減少。
4、空間分集技術(shù)
在多雨或衛(wèi)星仰角很低的地區(qū),由于Ku波段的特點,降雨衰減非常大,采用空間分集技術(shù)(也稱站分集技術(shù))是一種很有效的辦法。其原理是基于降雨的空間分布不均勻性,在相隔一定距離的兩個地點設(shè)置地球站,通過兩個地球站進行信號的分集接收,類似于地面蜂窩移動通信的空間分集技術(shù),也可以單獨切換到雨衰較小的地球站進行單鏈路通信。主要從分集改善因子和分集增益兩個指標(biāo)來衡量分集改善的質(zhì)量,其分集改善的效果隨兩站間距離的增大而增大。但超過一定距離后,其改善程度就非常小。在空間分集帶來增益好處的同時,也是需要付出代價的。網(wǎng)絡(luò)投資成本大幅上漲,而且需要非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。需要指出的是空間分集技術(shù)不僅僅局限于兩個站址,可以采用多個站址同時分集接收,當(dāng)然其代價就更高了。
5、極化方式的選擇和天線的選擇
不同雨滴形狀對信號的衰減也不相同。隨著雨滴的體積的增大,雨滴在水平方向的直徑也逐漸增大。
此時,雨滴對水平極化波的衰減比對垂直極化波的衰減大,這也意味著在10GHz以上頻率,垂直極化波比水平極化波的抗雨衰性能要好。接收天線的增益與接收天線的口徑有著直接的關(guān)系,因此適當(dāng)加大接收天線的口徑,可以較明顯地提高天線增益??趶皆酱?,其增益越高,系統(tǒng)覆蓋范圍越大。當(dāng)然,其成本也會明顯增加。
6、采用低噪聲高增益的優(yōu)質(zhì)高頻頭(LNB)現(xiàn)用于接收Ku頻段衛(wèi)星信號的LNB,一般噪聲系數(shù)為0.8dB,噪聲系數(shù)在0.6dB便是十分低的噪聲,如使用噪聲系數(shù)為0.7dB的,其增益可達到60dB。如果受某些因素的制約,而不想或無法去增大接收天線的口徑,可首先考慮使用低噪聲高增益的優(yōu)質(zhì)LNB,而且這要比增大天線口徑的成本低。
CMMB風(fēng)起云涌
1.CMMB走進生活
在前不久的北京奧運會那段全民關(guān)注的日子里,在北京的朋友也許會經(jīng)??吹接腥四弥謾C在收看奧運直播節(jié)目。如果你湊近了瞧瞧的話,會發(fā)現(xiàn)這種電視手機的效果已經(jīng)可以和家里的電視相媲美了,它就是傳說中的CMMB電視手機――那么什么是CMMB呢?
CMMB是英語Ch i na Mobi le Mu lt imed i aBroadcasting 的簡稱,翻譯過來就是“中國移動多媒體廣播”。CMMB是國內(nèi)自主研發(fā)的移動終端系統(tǒng),它面向手機、PDA、MP3、MP4、數(shù)碼相機和筆記本電腦等多種移動設(shè)備,利用S波段衛(wèi)星信號實現(xiàn)“天地”一體覆蓋,支持全國漫游,能夠接收到25套高清電視節(jié)目和30套廣播節(jié)目(圖1)。2006年10月24日,國家廣電總局正式確定采用CMMB作為我國自主研發(fā)的移動多媒體廣播行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
一口氣說了這么多,這下你多少對CMMB有點了解了吧?雖然現(xiàn)在CMMB離你的生活可能還比較遙遠,但是它在北京奧運會上已經(jīng)大放異彩。截止目前,全國37個城市,主要是省會城市和直轄市已經(jīng)開通了CMMB服務(wù),現(xiàn)正處于免費試運營階段。到明年,CMMB將在全國范圍內(nèi)全面進入商業(yè)運營。到那時,隨時隨地的電視就將全面走進我們的生活。
2.CMMB優(yōu)勢明顯
如果你已經(jīng)對了CMMB有了個初步的認識,接下來咱們再一起來看看它還有哪些好處。
前文已經(jīng)說過,CMMB是一種移動即時信息終端系統(tǒng)。它可以為用戶提供數(shù)字廣播電視節(jié)目、綜合信息和緊急廣播等公共服務(wù)。因此用戶在擁有CMMB設(shè)備后,除了接收電視外,還可以在突發(fā)事件或重大事件發(fā)生時,通過CMMB設(shè)備接收到政府或其他部門的緊急廣播。試想,大到地震、暴雨等自然災(zāi)害,小到堵車、天氣預(yù)報等生活消息,人們都可以通過CMMB設(shè)備在第一時間內(nèi)掌握。這其中的積極意義,已是不言自明。
此外,CMMB使用范圍廣泛。在安裝了CMMB標(biāo)準(zhǔn)信道解調(diào)芯片之后,無論是手機、PDA、MP3播放器,還是數(shù)碼相機、筆記本電腦均可以作為小型接收終端(圖2)。相對于目前移動信息主力接收設(shè)備的手機來說,CMMB采用衛(wèi)星通信,衛(wèi)星通信與手機以基站為基礎(chǔ)的通信相比,在信號接收范圍和流暢程度方面均有非常明顯的優(yōu)勢。
CMMB信號質(zhì)量已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的改變。與先前信號較差的普通電視手機相比,CMMB設(shè)備的電視視頻可以達到每秒25幀。這個速度和家用電視機已經(jīng)基本相同,收看起來不會出現(xiàn)延遲拖影現(xiàn)象。同時,由于信號接收的改善,“鬼影重重”和“滿天雪花”的情況將不會在CMMB設(shè)備上出現(xiàn)(圖3)。
在CMMB誕生之前,我們在手機上看視頻節(jié)目總是會感覺節(jié)目太少。而CMMB由國家廣電總局管理,具有豐富的電視內(nèi)容資源。想讓CMMB設(shè)備和自家的電視機一樣接收到幾十個頻道的節(jié)目,這并不是什么難事。
CMMB的運營體系是中央和地方相結(jié)合的方式,這就使用戶全國漫游變?yōu)榱丝赡?。只要是衛(wèi)星節(jié)目,你走到全國各地都能看。
CMMB還有一大優(yōu)勢就是它收費低廉。由于CMMB采用了衛(wèi)星通信的發(fā)送方式,因此它不會像IP通信那樣按流量收費,而是會以包月方式收費,這和平時我們繳納的閉路電視費差不多。另外考慮到CMMB還具有國家媒體信息功能,它的收費不能也不可能會太高。
CMMB,移動新享受
在對CMMB有了全面認識之后,你是不是有點摩拳擦掌,準(zhǔn)備去買一部CMMB設(shè)備了呢?目前市場中的CMMB設(shè)備主要有GPS、數(shù)碼播放器和手機三種。CMMB GPS價格不菲,CMMB數(shù)碼播放器的便攜性又稍差,還是CMMB手機最為實用――一機在手,娛樂通訊兩不誤。
對于手機要求比較高的商務(wù)人士和智能手機玩家,你們可以考慮聯(lián)想最新上市的Window Mobile手機ET880。除了智能系統(tǒng)為手機在商用和娛樂方面帶來的強大支持以外,ET880的CMMB播放器具有頻道切換快,播放流暢的特點。它還支持節(jié)目錄制、抓屏拍照、電視節(jié)目向?qū)У缺姸鄠€性化的功能。用它來看CMMB電視,將會是一種享受(圖4)。
酷派6168則是商務(wù)人士的另一個選擇。作為首款TD網(wǎng)絡(luò)的CMMB電視手機,它將兩個功能完美地融合在一起,而CMMB視頻的播放流暢度也相當(dāng)不錯。無論從手機造型,還是安全功能、商務(wù)軟件等等方面都流露出濃烈的商務(wù)氣息。只不過它“長得”實在太“硬派”,不太適合MM使用(圖5)。
其它通訊準(zhǔn)備種類繁多,僅無線電對講機就有多種。北京新名東升科技發(fā)展有限公司本著“為社會創(chuàng)造安全產(chǎn)品及服務(wù)”為己任,弘揚“立德善道、善于學(xué)習(xí)、追求卓越、責(zé)任鑄就輝煌”的企業(yè)精神推出的WH558、WH668、WH568、WH66、WH28、H23、W3600K9Ⅱ等種類齊全、功能強大的對講機,成為此次會展對講機中的佼佼者。
原國營第七八三廠(現(xiàn)在四川九洲電氣集團)的應(yīng)急機動指揮通訊系統(tǒng),有指揮、通訊、保障、信息采集強大的功能,針對國內(nèi)形勢的變化以及可能發(fā)生的重大突發(fā)性事件,為高端信息化時期踢狗應(yīng)急準(zhǔn)備和做好處置能力。該系統(tǒng)充分考慮了機動靈活、平戰(zhàn)結(jié)合的特點,有機集成了多種硬軟件設(shè)備,構(gòu)建了具有多種通訊手段及保障措施的可靠移動指揮通信平臺。既能滿足現(xiàn)場指揮需要,也能與同定指揮中心聯(lián)網(wǎng)協(xié)作,實現(xiàn)統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調(diào)度、資源共享的優(yōu)勢。電子通訊系統(tǒng)作為應(yīng)急機動指揮的重要組成部分,在改指揮系統(tǒng)中尤為重要。它分為短波通信、超短波通信、集群通信、VSAT衛(wèi)星通信、無線電寬帶圖像傳輸系統(tǒng)、有線通信及指揮調(diào)度、報警控制、視頻會議特點。從時間和速度上。從地面和空間上增強指揮的及時性、靈活性、機動性。是和平時代事發(fā)現(xiàn)場的救援指揮中心。
國際海事衛(wèi)星車載型用戶終端是美國Glocom公司設(shè)計的第10了類車載型衛(wèi)星用戶終端。有外形小、防水、安裝簡單、配置堅毅等特點,成為國家、省、市、縣政府應(yīng)急指揮中心必選。
日本艾可慕IC-2720H雙波段移動電臺是雙波段動式電臺,通過VHF/UHF全功能操作提供VHF/VHF,UHF/UHF同時接收能力,簡單的按鍵操作就可以改變發(fā)射波段。同時還有IC-F6028H(B)、IC-7200等車載電臺等功能巨大的電臺。
IC-7000 HF/VHF/UHF全模式收發(fā)信機里有數(shù)字中頻濾波器、手動陷波濾波器、數(shù)字式雙PBT(通頻帶調(diào)整)以及更多的先進電路單元。在這個緊湊型無線電臺里,提供了出眾處理能力的兩個DSP芯片,合成出最新的數(shù)字特性。它是HF、50MHz、144MHz和430/440MHz多頻段車載電臺,具有先進的高品質(zhì)中頻DSP數(shù)字信號處理能力,其技術(shù)特性和技術(shù)優(yōu)勢甚至超越以往的基站式機型,通過DSP系統(tǒng),AGC自動增益控制的能量可以從一個信號濾波器輸出。你可能沒有料到AGC是模塊化的,數(shù)字中頻濾波器和手動陷波濾波器都是設(shè)計在AGC電路里面的。對于各操作模式,根據(jù)慢速、中速、快速(或者AGC關(guān)閉),AGC時間常數(shù)是靈活可調(diào)的。還有相當(dāng)數(shù)量國外先進電臺和對講機也進入此次會展。
北京港中通訊是專業(yè)經(jīng)營日本YAESU八重洲對講機、日本COEMT慧星天線、威泰克斯對講機、摩托羅拉對講機、建伍對講機、好易通對講機、健伍對講機、北峰對講機、好靈通對講機、科立訊對講機、HYT對講機、以及對講機耳機、對講機電池等的產(chǎn)業(yè),此次推出的FTDX-5000、FT=2000、FT-950、FT-897D、FT-SB7D等電臺和對講機也獨占一角。
此次會展還有相關(guān)其他產(chǎn)品展出,參展產(chǎn)品涵蓋了從救災(zāi)救援設(shè)備到特種車輛,從災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測設(shè)備到應(yīng)急通訊指揮系統(tǒng),從救災(zāi)儲備物資到活動板房,從減災(zāi)通訊衛(wèi)星、無人機到地面減災(zāi)設(shè)備,從大型救災(zāi)設(shè)備到家庭個人應(yīng)急產(chǎn)品等各個領(lǐng)域。
一、應(yīng)急通信概述
現(xiàn)代意義提及的應(yīng)急通信,通常指的是發(fā)生由自然或人為引起的突發(fā)性緊急狀況,或者舉行重要集會、會議以及節(jié)假日等通信需求驟然增加的情況下,調(diào)動通信資源,完成救援保障、大規(guī)模的緊急救助以及必要通信所需要的技術(shù)手段或者方法。應(yīng)急通信本身具有如下特點:(1)通信的臨時性;(2)時間的突發(fā)性;(3)地點及容量的不確定性;(4)地理環(huán)境的復(fù)雜性;(5)業(yè)務(wù)的多樣化;(6)現(xiàn)場應(yīng)用的高度自主性等。就應(yīng)急通信的特點來說,應(yīng)急通信設(shè)備應(yīng)能自成體系,不依賴于公網(wǎng),才能更好的進行應(yīng)急保障。應(yīng)急通信系統(tǒng)在搭建時,也要求裝備便于攜帶、電源自備、快速組網(wǎng)、功耗小、業(yè)務(wù)涵蓋音視頻及數(shù)據(jù)傳輸、性能優(yōu)良等特點。目前,從總體技術(shù)層面劃分,應(yīng)急通信分為有線和無線兩種方式。無線應(yīng)急通信仍然是以電磁波傳輸信息,是目前有效的傳輸手段。
二、《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運維》課程建設(shè)背景
高等職業(yè)教育主要以適應(yīng)社會需要為目的,以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線來設(shè)計學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案,高等職業(yè)教育畢業(yè)生應(yīng)具有專業(yè)理論知識適中有發(fā)展性、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用操作能力強等特點,本著應(yīng)用為目的來創(chuàng)建課程及教學(xué)內(nèi)容體系。四川郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為通信類高職院校唯一一個國家骨干高職院校,在財政部、教育部組織的驗收中獲“優(yōu)秀”,也是中國人民定向培養(yǎng)直招士官試點院校,中國人民武裝警察部隊定向培養(yǎng)直招士官培養(yǎng)院校,承擔(dān)著重要的通信類高職人才培養(yǎng)任務(wù)。校內(nèi)建有應(yīng)急通信實驗室,同時建有移動通信類各種實訓(xùn)室,涵蓋2/3/4G及優(yōu)化等方面。應(yīng)急通信實驗室建設(shè)涵蓋了應(yīng)急調(diào)度指揮子系統(tǒng)、衛(wèi)星通信子系統(tǒng)、微波通信子系統(tǒng)、短波通信子系統(tǒng)及無線網(wǎng)子系統(tǒng)等。架構(gòu)如圖1所示。與實驗室配套的專業(yè)課程《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運維》的設(shè)置,也走在了高職院校前列,為培養(yǎng)應(yīng)急通信技能型人才做出了前瞻性的實踐。
三、《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運維》一體化課程建設(shè)思路及措施
《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運維》課程的設(shè)置,是通信類專業(yè)、士官生培養(yǎng)必不可少的。這門課程對理論和實踐方面要求都比較高,前續(xù)需要學(xué)習(xí)《數(shù)字通信原理》這樣的專業(yè)課,同時在前序課程中,經(jīng)過大量的練習(xí),提高自己在實踐技能方面的操作水平。
1、課程建設(shè)思路《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運維》設(shè)置為通信類專業(yè)的專業(yè)限選課,為教學(xué)做一體化的課程,以項目制為導(dǎo)向,實施主講負責(zé)制,教師不僅講授理論,還要帶領(lǐng)學(xué)生實訓(xùn),完成項目。課程著重技術(shù)應(yīng)用與實踐,以培養(yǎng)學(xué)生組建及維護應(yīng)急通信系統(tǒng)為主要目的。
2、課程教學(xué)對象《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運維》課程教學(xué)對象為大二、大三年級的通信類專業(yè)、學(xué)生、士官生。每班限選人數(shù)為40~45人。
3、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置《應(yīng)急通信系統(tǒng)組建與運維》課程教學(xué)內(nèi)容分為三大模塊,基本素質(zhì)模塊、專業(yè)技能模塊及專業(yè)擴展模塊?;舅刭|(zhì)模塊為應(yīng)急通信系統(tǒng)原理,主要介紹應(yīng)急通信常用手段、系統(tǒng)組成,以及電源、衛(wèi)星通信、短波通信、集群通信、微波通信等原理。專業(yè)技能模塊為應(yīng)急通信系統(tǒng)組建,主要介紹應(yīng)急通信系統(tǒng)各子系統(tǒng)設(shè)備及其搭建與維護,除了專業(yè)知識教學(xué)外,該部分還穿插有各手段的實訓(xùn)課程。專業(yè)擴展模塊,設(shè)置有模擬場景下的多個系統(tǒng)的搭建、聯(lián)動等項目。整個教學(xué)內(nèi)容以任務(wù)引領(lǐng)為主線,將原理、設(shè)備及操作契合在一起。在完成該課程的學(xué)習(xí)后,學(xué)生能掌握應(yīng)急通信系統(tǒng)的各部分原理,熟悉各子系統(tǒng)常用設(shè)備的操作使用,熟悉一定的應(yīng)急組織預(yù)案,為日后走上應(yīng)急相關(guān)崗位打下基礎(chǔ)。課程內(nèi)容設(shè)置如表1所示。
4、課程教學(xué)模式該課程教學(xué)開展在多媒體教室、應(yīng)急通信實驗室內(nèi)或者室外的調(diào)度場地上。采取以任務(wù)引領(lǐng)型的教學(xué)做一體的教學(xué)方式,所有理論教學(xué)均為實踐打基礎(chǔ),以實踐需要來加入理論教學(xué)。該模式下,將工作任務(wù)引入為中心,從而選擇與組織課堂教學(xué)。應(yīng)急通信課程的學(xué)習(xí)任務(wù),是整個課程的重要載體,設(shè)計時滿足幾個要求:(1)內(nèi)容要具有項目形式:項目的規(guī)模可大可小,一個大項目,也可以包含多個小任務(wù)和項目。如:“運動會場景下的系統(tǒng)對接與調(diào)測”這個項目,就可以包含“衛(wèi)星通信系統(tǒng)搭建”、“調(diào)度與其余子系統(tǒng)的對接”及“調(diào)度與保障的實現(xiàn)”這樣三個小任務(wù)。(2)要有專業(yè)知識及技術(shù)含量:既然該課程還是一門專業(yè)課,那就必須把相關(guān)原理類專業(yè)知識的傳授作為重要目的,將技能的訓(xùn)練作為主要目的。在教學(xué)課時中把專業(yè)知識及技能訓(xùn)練系統(tǒng)的整合在一起,將應(yīng)急通信類知識及設(shè)備操作技能進行循序漸進的設(shè)置。(3)設(shè)計合適的教學(xué)時長:應(yīng)急通信類設(shè)備的搬運、組裝及操作占用的時間較長,每個任務(wù)應(yīng)設(shè)計合理的教學(xué)課時。按照教學(xué)的一般規(guī)律,小任務(wù)時長在2~4個課時。(4)教學(xué)中要設(shè)置障礙:教師可以在課程教學(xué)中對設(shè)備設(shè)置障礙,采用解決問題的引導(dǎo)方式,這是一個非常有效的方法。在錯誤和失敗中實現(xiàn)進步,這正是用到了這一學(xué)習(xí)規(guī)律的非常重要的功能。實際場景中,設(shè)備在復(fù)雜的環(huán)境中經(jīng)過顛簸運輸,可能會出現(xiàn)障礙。引導(dǎo)學(xué)生在實踐過程中排除之,不僅使課程貼近現(xiàn)實環(huán)境,也可以提高其綜合能力。(5)團隊式的教學(xué):集體學(xué)習(xí)的方法可以通過學(xué)生的合作、溝通來提高效率,培養(yǎng)其在特殊環(huán)境下的應(yīng)急協(xié)作精神和溝通能力。(6)教學(xué)方式應(yīng)當(dāng)靈活:不同的場景下,教師可采取不同的教學(xué)方式。如先講后練、邊講邊練、部分講部分練或以練代講后總結(jié)點評等多種形式。不管哪種,重要的是要讓學(xué)生掌握系統(tǒng)原理、搭建及排障技能。
5、課程考核體系課程的考核分為三部分:項目完成考核、論文考核、平時考核。(1)項目考核:項目考核占比60%,課程設(shè)置了六個項目,每個占比10%??己藗?cè)重于學(xué)生的設(shè)備安裝、系統(tǒng)對接能力及項目報告三方面。選擇項目考核為主,是適應(yīng)一體化教學(xué)的隨時考、項目中考試、考試中實踐的方式,不再期末集中考試。(2)論文考核:論文考核占比30%,由于課程期末不進行期末集中考試,在課程結(jié)束時采用課程論文的方式來考察學(xué)生對于應(yīng)急通信該門課程的掌握程度。期末論文以應(yīng)用為主,要求學(xué)生以某一場景為例,按照課堂所學(xué)知識來組建應(yīng)急系統(tǒng)方案,繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,完成多種業(yè)務(wù)的傳輸?shù)取F渲?,論文有固定的格式模板,學(xué)生必須按照格式完成。該部分考核除了考察了學(xué)生的知識掌握,還考察了學(xué)生的計算機應(yīng)用能力等。(3)平時考核:平時考核占比10%,主要是考勤及課堂表現(xiàn)。
6、能力培養(yǎng)目標(biāo)在進行該課程學(xué)習(xí)以后,學(xué)生可以培養(yǎng)出以下能力:(1)特殊場景下的團隊協(xié)作能力:應(yīng)急系統(tǒng)搭建時,需要團隊的協(xié)作,實際工作當(dāng)中也迫切需要這種能力。課程教學(xué)當(dāng)中,教師對學(xué)生進行分組,按組對設(shè)備進行不同的搬運、組裝、調(diào)試及維護等操作,大大提升了學(xué)生的自主協(xié)作能力。(2)應(yīng)急通信系統(tǒng)的組建能力:課程設(shè)置的專業(yè)教學(xué)模塊內(nèi)容涵蓋應(yīng)急通信的常用手段及設(shè)備,學(xué)生學(xué)習(xí)后可以自行組裝子系統(tǒng),完成業(yè)務(wù)傳輸,獲得系統(tǒng)組建能力。(3)應(yīng)急通信系統(tǒng)的維護能力:在系統(tǒng)組建的過程中,教師會設(shè)置多種障礙,學(xué)生要想實現(xiàn)相應(yīng)的功能,需要對問題現(xiàn)象進行分析,排除故障,實現(xiàn)正常通信,獲得相應(yīng)的維護能力,保證設(shè)備的正常運行。(4)初步方案寫作能力:學(xué)生的期末論文要求制定具體的方案,完成論文,從而能夠在前期課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,獲得方案的寫作能力。
四、效果總結(jié)及問題改進
經(jīng)過校內(nèi)實施,不同專業(yè)、不同班級的學(xué)生,積極性很高,興趣很強,由被動接受變?yōu)橹鲃忧笾?,課堂氣氛活躍,教學(xué)效果顯著,較難的專業(yè)知識掌握也變得容易。本人在教學(xué)實施過程中進行了總結(jié)和經(jīng)驗提煉,發(fā)現(xiàn)了如下問題:
1、應(yīng)急通信大型實訓(xùn)時,由于多個系統(tǒng)對接,所處室內(nèi)室外場景較多,調(diào)度點分散,教師課堂控制力被弱化;
2、課程所需的專業(yè)知識跨度較大,課堂時間有限,學(xué)生需課后主動大量學(xué)習(xí):
3、因從事過應(yīng)急通信的教師較少,教師隊伍需要較多強化培訓(xùn)。針對第一個問題,筆者本人在在第一、二個場地較為集中的項目實施時,注意觀察學(xué)生的主動性傾向,選取他們?yōu)閳F隊負責(zé)人,加上調(diào)度系統(tǒng)的大屏幕分屏調(diào)度、對講系統(tǒng)的通話,從而實現(xiàn)了對團隊的控制,團隊成員的控制則交由團隊負責(zé)人處理,較好的解決了第一個問題。其余問題將在課程的實施中持續(xù)改進。
隨著我國公路建設(shè)的加快和國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,對公路客貨運輸?shù)男枨蟛粩嘣黾?,公路運輸也日益繁忙,而公路交通事故及運輸安全問題也越來越突出。公路長途客貨運輸由于線路和運行時間較長,其安全狀況難以監(jiān)督控制。采用車輛動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)對車輛尤其是長途車輛進行安全監(jiān)控,是保障公路運輸安全的重要措施。
2國內(nèi)外發(fā)展概況
2.1交通運輸與車輛定位系統(tǒng)的發(fā)展
隨著電子信息技術(shù)越來越多地進人交通運輸部門,逐步生成一個新的工程領(lǐng)域,即智能運輸系統(tǒng)(功telligentTransPortationSystem,簡稱仃S)。所謂智能運輸系統(tǒng),就是通過采用先進的電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等高新技術(shù),形成的一種信息化、智能化、社會化的新型現(xiàn)代交通系統(tǒng)。GPS車輛定位技術(shù)是仃S的核心技術(shù)之一。GPS(GlobalPositioningSystem)即全球定位系統(tǒng),是美國在20世紀(jì)70年代開始研制第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它具有海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航定位的能力。GPS導(dǎo)航定位具有精度高、全天候、高效率、多功能、操作簡便、使用廣泛等特點,在海、陸、空移動物體的導(dǎo)航、制導(dǎo)、定位、測量等方面得到了廣泛應(yīng)用。世界上GPS應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是在車輛上,它幾乎占整個用戶量的三分之二。目前車載GPS系統(tǒng)大致可分為兩類,一類如日本的車輛自主導(dǎo)航系統(tǒng),另一類為車輛跟蹤系統(tǒng),如美國的緊急救援系統(tǒng)、中國的調(diào)度指揮系統(tǒng)。
2.2國外車輛跟蹤系統(tǒng)現(xiàn)狀
國外車輛定位跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展大體分為兩大流派:美國派和歐洲派。美國派主張利用各類無線網(wǎng)絡(luò),如常規(guī)(VHF/L舊F)、集群(T扭吐edRadio)、衛(wèi)星系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩網(wǎng),以及其他可利用的手段;歐洲派則主推GPS/GSM系統(tǒng)。GPS車輛定位跟蹤系統(tǒng)通常由車載子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)和控制中心子系統(tǒng)三大部分組成。目前GPS車輛定位跟蹤系統(tǒng)主要有五種通用類型:l)無源跟蹤系統(tǒng):這是一種最廉價的車輛跟蹤方式,無需實時傳送數(shù)據(jù),因而一次購置設(shè)備以后不用再支付其它無線網(wǎng)絡(luò)的運行服務(wù)費用。它實際是駕駛員的工作記錄,把行車的路線軌跡存儲起來以供回來后重新送入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。這種系統(tǒng)也可用于其它的野外采集數(shù)據(jù)后人工回復(fù)數(shù)據(jù)的場合。2)有源跟蹤系統(tǒng):這是最典型的一種車輛跟蹤方式,必須配有無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),無線網(wǎng)絡(luò)可以用衛(wèi)星通信系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)等。3)點名應(yīng)答系統(tǒng):許多情況下系統(tǒng)無需連續(xù)跟蹤,但要保證在任何需要的時候能隨時找到這一車輛。由于系統(tǒng)中使用了微控器,所以系統(tǒng)兼?zhèn)淞擞性锤櫤忘c名應(yīng)答雙重功能。但必須在控制器中建立合適的碼,它能在收到控制中心的指令后實現(xiàn)兩種模式的相互切換。4)失竊車輛尋找系統(tǒng):這是點名應(yīng)答系統(tǒng)的一種變形系統(tǒng)。5)車載監(jiān)控系統(tǒng):該系統(tǒng)適用于作為移動指揮中心,與控制中心一樣配有電子地圖和監(jiān)控軟件。
2.3國內(nèi)車輛跟蹤系統(tǒng)現(xiàn)狀
我國GPS車輛跟蹤系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用,是從九十年代初開始的。從1999年開始,GPS車輛定位跟蹤系統(tǒng)的市場出現(xiàn)了快速增長勢頭,相應(yīng)的技術(shù)也有了提高和發(fā)展。國家信息產(chǎn)業(yè)部為推動我國衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展,成立了衛(wèi)星定位系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作組,以便創(chuàng)造一個有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量水平和技術(shù)的政策環(huán)境和經(jīng)營環(huán)境。目前我國GPS車輛定位跟蹤系統(tǒng)在城市交通車輛安全動態(tài)監(jiān)管方面得到了應(yīng)用,例如運鈔車、救護車、救火車、公安巡邏車、迎賓車等特種專用車輛的定位跟蹤等。在出租車上和防止車輛被盜等方面也都有所應(yīng)用。GPS車輛定位跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于集裝箱等長途貨運車,貨主就可隨時掌握貨物情況并進行相應(yīng)的調(diào)動指揮,這對加速貨運周轉(zhuǎn)、縮短空駛里程、保障安全都將十分有效。
3主要技術(shù)方案設(shè)計
3.1關(guān)健方案選擇
目前常用的幾種無線電通信方式有:l)常規(guī)無線電臺通信系統(tǒng)根據(jù)我國國家無線電管理委員會分配給陸地移動通信的頻率范圍以及各種其它因素的綜合考慮,真正適合當(dāng)前作陸地移動通信的有15OMHz,23OMHZ(數(shù)據(jù)傳輸用),900MHz等幾個工作頻段,而900MF匕作為GSM公用移動通信頻段,實際留給常規(guī)無線電臺的頻率資源非常有限。此外,限制在車輛動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中使用的另一個問題是它的覆蓋范圍。它的一般作用距離限制在40kill左右,不適用于長距離范圍的應(yīng)用。2)集群電臺通信系統(tǒng)集群系統(tǒng)是移動通信專用網(wǎng),它采用大區(qū)聯(lián)網(wǎng)方式工作。集群系統(tǒng)的主要優(yōu)點是共用頻率資源,共享覆蓋區(qū)。由于采用大區(qū)聯(lián)網(wǎng)方式,因而可得到較寬的業(yè)務(wù)覆蓋區(qū),適合于已經(jīng)建有集群通信網(wǎng)的地區(qū)和業(yè)務(wù)覆蓋范圍較大的GPS車輛定位跟蹤系統(tǒng)。由于集群系統(tǒng)不是專為GPS系統(tǒng)而建,就有一個業(yè)務(wù)分配的問題。如果所有信道都隨機分配給GPS業(yè)務(wù)和非CPS業(yè)務(wù),在兩者業(yè)務(wù)都繁忙時,就會發(fā)生相互影響;如果撥出一部分信道給GPS信息傳輸專用,那本身和常規(guī)無線電臺無多大差別。而且集群系統(tǒng)信令傳輸要占去相當(dāng)長的時間,每一個頻道的利用率必然要低于常規(guī)無線電臺。實踐證明,在集群系統(tǒng)留給GPS定位信息傳輸可用的信道不多的情況下,這種傳輸方式并不適宜較多車輛的GPS定位傳輸系統(tǒng)應(yīng)用。3)短波電臺通信方式對于丘陵、山區(qū)或通信條件落后的偏遠的地方,用短波電臺傳輸GPS信息也是一種較好的選擇。但由于短波通信存在嚴(yán)重的電波衰落現(xiàn)象,它的允許傳輸速率較低,一般可用范圍是300一600飾s,比超短波段電臺的2400一9600bPs小得多。因而每個頻點內(nèi)允許使用的車輛數(shù)較少。另外短波通信雖然可傳輸100小2000km或更遠的地方,但在60~10()larn范圍為它的盲區(qū)。4)衛(wèi)星通信方式采用通信衛(wèi)星系統(tǒng),可將GPS信息傳送到那些目前其它通信手段無法碩蓋的地區(qū),這是一種非常好的通信方式,但這種通信系統(tǒng)目前的主要缺點是通信費用較高,因而也不適于車輛動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)采用。5)GSM公用移動通信網(wǎng)通信系統(tǒng)采用GSM公用移動通信網(wǎng)進行傳輸GPS信息的應(yīng)用系統(tǒng),就是利用移動通信的短消息服務(wù)功能來實現(xiàn)GPS信息傳輸。短消息服務(wù)是GSM中唯一不要求建立端—端路徑的業(yè)務(wù),而且它是通過信令控制信道進行信息傳輸?shù)?,在僅有話音傳輸時,信令信道十分空閑,這就為利用短消息服務(wù)傳輸GPS信息提供了良好的條件。此外在利用短消息服務(wù)傳輸GPS信息的同時,仍然可以進行通話,真正做到了數(shù)話兼容的目的,從而為GPS定位跟蹤系統(tǒng)增加了許多為用戶服務(wù)功能的可能。由于GSM數(shù)字公用移動通信網(wǎng)班蓋范圍廣,系統(tǒng)可靠性好,這種通信方式非常適合在長距離GPS車輛定位跟蹤系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。由于“車輛動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)”在長途車輛上使用,要求有連續(xù)的長距離班蓋范圍的通信環(huán)境,其所應(yīng)用的系統(tǒng)也應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性和經(jīng)濟適用性。采用GSM公用移動通信網(wǎng)通信系統(tǒng)作為通信平臺,是目前比較好的解決方案。
3.2Gls開發(fā)方式選擇
地理信息系統(tǒng)根據(jù)其內(nèi)容可分為兩大基本類型:應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)和工具型地理信息系統(tǒng)。目前應(yīng)用型Gls開發(fā)的有三種實現(xiàn)方式。3.2.1獨立開發(fā)指不依賴于任何GIS工具軟件,從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結(jié)果輸出,所有的算法都由開發(fā)者獨立設(shè)計,然后選用某種程序設(shè)計語言,如VisualC料、Delphi等,在一定的操作系統(tǒng)平臺上編程實現(xiàn)。這種方式的好處在于無須依賴任何商業(yè)Gls工具軟件,減少了開發(fā)成本,但一方面對于大多數(shù)開發(fā)者來說,能力、時間、財力方面的限制使其開發(fā)出來的產(chǎn)品很難在功能上與商業(yè)化GIS工具軟件相比。3.2.2單獨二次開發(fā)指完全借助于Gls工具軟件提供的開發(fā)語言進行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。Gls工具軟件大多提供了可供用戶進行二次開發(fā)的宏語言,如Maphifo公司研制的MaplnfoProfessional提供了MapBasic語言等等。用戶可以利用這些宏語言,以原Gls工具軟件為開發(fā)平臺,開發(fā)出自己的針對不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序。進行二次開發(fā)的宏語言功能較弱,用它們來開發(fā)應(yīng)用程序仍然不盡如人意。3.2.3集成二次開發(fā)集成二次開發(fā)是指利用專業(yè)的GIS工具軟件,如戶JcView、M叩hifo等,實現(xiàn)Gls的基本功能,以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具,如Delphi、Visua1C抖、VisualBasic、powerBuilder等為開發(fā)平臺,進行二者的集成開發(fā)。車輛動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用了集成二次開發(fā)形式,它的優(yōu)點是既可以充分利用GIS工具軟件對空間數(shù)據(jù)庫的管理、分析功能,又可以利用其它可視化開發(fā)語言具有的高效、方便等編程優(yōu)點。
3.3地圖的獲取
3.3.1空間地理數(shù)據(jù)的獲取方式l)使用數(shù)字化儀:使用手扶跟蹤數(shù)字化儀,通過人工選點或跟蹤線段產(chǎn)生坐標(biāo)數(shù)據(jù)。2)利用掃描儀:利用掃描儀把圖紙信息掃描后以柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式存儲,再經(jīng)其它圖象處理軟件進一步處理改善圖象質(zhì)量,并把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)格式。鍵盤鍵入:在計算機終端上輸人地圖數(shù)據(jù)。購買商業(yè)性數(shù)據(jù):目前常見的電子地圖產(chǎn)品有:衛(wèi)星影象圖—地球資源衛(wèi)星獲得、.產(chǎn)、‘產(chǎn)內(nèi)、︸4的地表景觀影象數(shù)據(jù);電子地形圖—通過分層技術(shù)將多種地理要素分成獨立的信息層,每層具有同一屬性的地理要素,如等高線、行政界線、道路、水系等;專題電子地圖等。5)從其它部門獲得數(shù)字拷貝:根據(jù)某些部門標(biāo)準(zhǔn)的原始數(shù)據(jù)文件,進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換,最終形成Maplnfo可以識別的數(shù)據(jù)格式。
3.3.2應(yīng)用分析
在上述各種方式中,前兩種方式獲取數(shù)據(jù)比較精確,也十分專業(yè),但是均需要購買昂貴的專用設(shè)備及數(shù)字化軟件包(常用的有ALTOCAD、CorelDraw等),成本太高;純粹的手工操作費時費力,容易出錯,已無法滿足現(xiàn)時的需要。因此車輛動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)采用購買地圖數(shù)據(jù)文件,在M叩hifo中調(diào)人,并對文件進行配準(zhǔn),采用手工輸入和繪制方法,自定義新的圖層并繪制相關(guān)地理對象。
4系統(tǒng)試驗
4.1系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成
測試系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心驗設(shè)備主要由車載終端、GSM、GSM無線網(wǎng)絡(luò)、車載設(shè)備三部分組成。系統(tǒng)試通信系統(tǒng)、監(jiān)控中心及相應(yīng)的實驗車輛等組成。
4.2系統(tǒng)主要功能
系統(tǒng)軟件由主控程序調(diào)用各功能模塊,完成包括導(dǎo)航定位處理、地圖顯示、地圖維護、指令信息與報位信息處理、自動報警維護處理、歷史軌跡管理與回放、移動目標(biāo)管理等功能,在子功能完成后返回主控模塊。
4.2.1主控功能
主控功能是對接收用戶從鼠標(biāo)、鍵盤輸人的命令,按照不同的命令要求調(diào)度各個功能模塊完成相應(yīng)的功能。
4.2.2導(dǎo)航定位處理模塊功能
1)對定位單元進行控制,包括對定位單元進行初始化,接收定位數(shù)據(jù)等。2)定位數(shù)據(jù)和其它信息的處理。3)實時記錄GPS定位數(shù)據(jù),保存軌跡。
4.2.3地圖顯示功能模塊功能
監(jiān)控系統(tǒng)軟件為地圖處理提供了極大的靈活性和一致性??梢酝瑫r打開多幅矢量圖和柵格圖,也可以多次打開同一幅地圖,從而能夠同時顯示不同地圖所對應(yīng)的不同區(qū)域以及同一地圖的不同部分。根據(jù)定位數(shù)據(jù)或用戶的要求,顯示相應(yīng)地區(qū)的數(shù)字地圖,并做到對數(shù)字地圖進行放大、縮小、漫游顯示。當(dāng)車輛移動位置發(fā)生變化時,相應(yīng)的地圖顯示也能夠自動切換或漫游。
4.2.4報警處理模塊功能
移動目標(biāo)可向監(jiān)控中心發(fā)送報警信號,并采取相應(yīng)措施。這些措施包括:對于報警區(qū)域及性質(zhì)進行控制,通過在地圖上顯示報警區(qū)域的形狀及其填充模式,對報警進行直觀的監(jiān)視和控制,同時可以改變報警的性質(zhì)。例如:為了對某條固定線路上運行的車輛進行監(jiān)控,可將報警由駛?cè)藞缶優(yōu)閷ζ涔潭ň€路進行駛出報警。另外針對車輛超速而引發(fā)事故的不安全因素,可對道路進行分段超速報警。
4.2.5歷史軌跡管理與回放模塊功能
支持對多條軌跡的存儲、管理和回放功能,以方便事后分析。l)軌跡存儲,將車輛在行駛過程中接收到的GPS信號轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖到y(tǒng)可以識別的文件格式進行存儲。2)軌跡管理,通過友好的菜單界面對軌跡按性質(zhì)或車組進行分組管理。3)軌跡仿真,軌跡仿真即為軌跡重放,將存儲的軌跡數(shù)據(jù)進行仿真處理,將以前的軌跡,進行重新播放。
4.2.6指令信息與報位信息處理模塊功能
指令信息與報位信息處理模塊使用戶能夠?qū)囕v進行實時監(jiān)控和管理。配合通訊網(wǎng)路可以進行車輛報位,可以發(fā)送信息。在主控制窗口的底部,有一狀態(tài)欄,該欄可以標(biāo)識車輛的各種常用的狀態(tài)??梢詷?biāo)識目標(biāo)車輛的經(jīng)度、緯度、速度和方向等參數(shù),可以精確地了解車輛的基本行駛狀態(tài),如行駛的方向、目前所在的位置及當(dāng)前的速度等。
4.2.7移動目標(biāo)管理模塊功能
移動目標(biāo)管理模塊主要完成對移動目標(biāo)的跟蹤和管理。該模塊的具體運行機制和“指令信息與報位信息處理模塊”中的部分有所重合,要求目標(biāo)車輛輸人連續(xù)不斷的報位信息,這樣該模塊就可以實現(xiàn)對目標(biāo)車輛行駛軌跡的仿真處理。
4.2.8地圖維護模塊
該模塊的主要功能是針對地圖進行諸如添加、刪除、設(shè)置報警顯示等操作,并將操作修改的結(jié)果予以保存。由于這些操作均涉及到對“層”中“對象”的進行修改。如果要修改必須調(diào)出相應(yīng)的層,因此地圖維護模塊還涉及到地圖“層”的維護。
5系統(tǒng)測試與應(yīng)用
系統(tǒng)前期研究側(cè)試分別在北京市區(qū)道路和京滬高速路上進行,以保持研究測試環(huán)境與實際車輛運行環(huán)境一致性。同時將此技術(shù)成果應(yīng)于公路運輸企業(yè)中,在京滬高速路上完成“車輛動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)”項目技術(shù)的實際應(yīng)用。
5.1環(huán)婉試驗
京滬高速公路較長而且系統(tǒng)運行條件比較單一,北京市區(qū)道路狀況較為復(fù)雜,要求的精度更高。在北京市區(qū)道路上進行系統(tǒng)的試驗與調(diào)試,不僅能真實地反應(yīng)實際道路的測試結(jié)果,而且能更好地校正相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)。因此本系統(tǒng)試驗主要以北京市區(qū)道路為主,京滬長途高速路為輔。
5.2技術(shù)的應(yīng)用實施
京護高速公路縱貫我國東部六省市,全長1262km。京滬高速公路采用結(jié)點運輸方式,在沿線一些城市站點允許旅客乘降和小件快運貨物的收發(fā),由此產(chǎn)生大量的車輛、客、貨信息流?;贕SM、GPS技術(shù)開發(fā)的“車輛動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)”的實施,實現(xiàn)了對車輛的超速檢測、安全報警、調(diào)度指揮等的長途車輛運輸安全生產(chǎn)的監(jiān)督管理目的,同時促進了企業(yè)營運客車的運輸安全規(guī)范化管理。
關(guān)鍵詞:光纖;光纖通信;通信技術(shù);通信網(wǎng)絡(luò)
Abstract: the optical fiber communication is one of the basic power to promote the development of the whole communication network, optical fiber communication is the use of light waves in optical fiber transmission of information communication mode, is the modern communication network of the major means of transmission, this paper briefly describes the development history and its advantages of optical fiber communication, introduces the structure and principle of light transmission of optical fiber, optical fiber communication in all aspects of application and its development trend.
Key words: optical fiber; Optical fiber communication; Communication technology; Communication network
中圖分類號:[TN913.7]文獻標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
光纖通信是以光作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的通信方式。光纖是通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)良傳輸介質(zhì),光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信。光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命,光纖通信技術(shù)發(fā)展所涉及的范圍,無論從影響力度還是影響廣度來說都已經(jīng)遠遠超越其本身,并對整個電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。
1.光纖通信技術(shù)概述及應(yīng)用領(lǐng)域
1.1光纖通信技術(shù)概述
光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測器。光纖通信的原理是在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號,然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化,并通過光纖發(fā)送出去。在接收端,檢測器收到光信號后把它變換成電信號,經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。
光纖通信之所以發(fā)展迅猛,主要緣于它具有以下特點:通信容量大、傳輸距離遠;信號串?dāng)_小、保密性能好;抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量好;光纖尺寸小、重量輕、便于敷設(shè)和運輸;材料來源豐富,環(huán)境保護好,有利于節(jié)約有色金屬銅;無輻射,難于竊聽;光纜適應(yīng)性強,壽命長。
1.2光纖通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
光纖通信的應(yīng)用領(lǐng)域是很廣泛的,主要用于市話中繼線,光纖通信的優(yōu)點在這里可以充分發(fā)揮,逐步取代電纜,得到廣泛應(yīng)用。還用于長途干線通信過去主要靠電纜、微波、衛(wèi)星通信,現(xiàn)以逐步使用光纖通信并形成了占全球優(yōu)勢的比特傳輸方法;用于全球通信網(wǎng)、各國的公共電信網(wǎng)(如我國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線);它還用于高質(zhì)量彩色的電視傳輸、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)視和調(diào)度、交通監(jiān)視控制指揮、城鎮(zhèn)有線電視網(wǎng)、共用天線(CATV)系統(tǒng),用于光纖局域網(wǎng)和其他如在飛機內(nèi)、飛船內(nèi)、艦艇內(nèi)、礦井下、電力部門、軍事及有腐蝕和有輻射等中使用。
它適合于光纖模擬通信系統(tǒng)中,而且也適用于光纖數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。在光纖模擬通信系統(tǒng)中,電信號處理是指對基帶信號進行放大、預(yù)調(diào)制等處理,而電信號反處理則是發(fā)端處理的逆過程,即解調(diào)、放大等處理。在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中,電信號處理是指對基帶信號進行放大、取樣、量化,即脈沖編碼調(diào)制(PCM)和線路碼型編碼處理等,而電信號反處理也是發(fā)端的逆過程。對數(shù)據(jù)光纖通信,電信號處理主要包括對信號進行放大,和數(shù)字通信系統(tǒng)不同的是它不需要碼型變換。
2.光纖通信的發(fā)展過程
光纖通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段,它的發(fā)展歷史只有一二十年,已經(jīng)歷三代:短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖。采用光纖通信是通信史上的重大變革,美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設(shè)電纜通信線路,而致力于發(fā)展光纖通信。中國光纖通信已進入實用階段。光纖通信的誕生和發(fā)展是電信史上的一次重要革命與衛(wèi)星通信、移動通信并列為20世紀(jì)90年代的技術(shù)。進入21世紀(jì)后,由于因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展和音頻、視頻、數(shù)據(jù)、多媒體應(yīng)用的增長,對大容量(超高速和超長距離)光波傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)有了更為迫切的需求。
通信的發(fā)展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程,光頻作為載頻已達通信載波的上限,因為光是一種頻率極高的電磁波 ,因此用光作為載波進行通信容量極大,是過去通信方式的千百倍,具有極大的吸引力,光通信是人們早就追求的目標(biāo),也是通信發(fā)展的必然方向。
光纖通信與以往的電氣通信相比,主要區(qū)別在于有很多優(yōu)點:它傳輸頻帶寬、通信容量大;傳輸損耗低、中繼距離長;線徑細、重量輕,原料為石英,節(jié)省金屬材料,有利于資源合理使用;絕緣、抗電磁干擾性能強;還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優(yōu)點,可在特殊環(huán)境或軍事上使用。
3.光纖通信工程技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用
近幾年來,隨著技術(shù)的進步,電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放,光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面,以下對光纖通信工程技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用做簡要探討。
3.1 波分復(fù)用技術(shù)
波分復(fù)用技術(shù)(WDM)是將一系列載有信息、但波長不同的光信號合成一束,沿著單根光纖傳輸;在接收端再用某種方法,將各個不同波長的光信號分開的通信技術(shù)。這種技術(shù)可以同時在一根光纖上傳輸多路信號,每一路信號都由某種特定波長的光來傳送,這就是一個波長信道。
近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅速,目前1.6Tbit/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用,同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復(fù)用(OTDM)技術(shù),與WDM通過增加單光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同,OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量,其實現(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限,可以把多個OTDM信號進行波分復(fù)用,從而大幅度提高傳輸容量。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小,降低了對色散管理分布要求,且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應(yīng)能力較強,因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)中。
3.2光孤子通信
光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖,由于它在光纖的反常色散區(qū),群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡,因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后,波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現(xiàn)長距離無畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。
光孤子技術(shù)未來的前景是:在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信,時域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)行速率10-20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術(shù)和減少ASE,光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000Km以上;在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當(dāng)然實際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題,但目前已取得的突破性進展使人們相信,光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系統(tǒng)中,有著光明的發(fā)展前景。
3.3全光網(wǎng)絡(luò)
信號只是在進出網(wǎng)絡(luò)時才進行電/光和光/電的變換,而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在即為全光網(wǎng)絡(luò)。因為在整個傳輸過程中沒有電的處理,所以PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用,提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點代替電節(jié)點,節(jié)點之間也是全光化,信息始終以光的形式進行傳輸與交換,交換機對用戶信息的處理不在按比特進行,而是根據(jù)其波長來決定路由。
但是全光網(wǎng)絡(luò)中沒有路由協(xié)議這類東西。目前,光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行在點到點或環(huán)路拓撲結(jié)構(gòu)中。點到點是指,光脈沖要么由設(shè)備A傳送到設(shè)備B,要么不傳送。如果電纜出現(xiàn)中斷,點到點方式?jīng)]有后備連接。像SONET的自動保護交換這樣的環(huán)路技術(shù)提供了略好一些的冗余性,一旦電纜出現(xiàn)中斷,環(huán)路可以繞過去。而任何更復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)都需要路由技術(shù)。 路由決策屬于光網(wǎng)絡(luò)的邊緣,只要全光網(wǎng)絡(luò)很小并且簡單。如果交換機制造商真正想增加銷售量,他們就需要在他們的設(shè)備中提供更多的智能。全光網(wǎng)絡(luò)的另一主要障礙是找到一種緩沖光的方式。沒有一種光設(shè)備可以像電子設(shè)備緩沖數(shù)據(jù)包那樣減緩光的傳播速度或存儲光。無法緩沖光使得全光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在任何存在擁塞的環(huán)境中不具有實用性。目前,全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展仍處于初期階段,但它顯示出良好的發(fā)展前景。無法緩沖光的情況可能會改變。但目前還面臨較大的困難,還需不懈堅持研究才能投入實際應(yīng)用。
3.4新一代的光纖
近幾年來隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長,電信網(wǎng)正開始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展,而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢,開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前,為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要,已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。
3.5光接入網(wǎng)
過去幾年間,網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都已更新了好幾代。不久,網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)。而另一方面,現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上的巨大反差說明接入網(wǎng)已確實成為制約全網(wǎng)進一步發(fā)展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術(shù)手段是光接入網(wǎng)。接入網(wǎng)中采用光接入網(wǎng)的主要目的是:減少維護管理費用和故障率:開發(fā)新設(shè)備,增加新收入;配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,減少節(jié)點,擴大覆蓋;充分利用光纖化所帶來的一系列好處:建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò),迎接多媒體時代。
結(jié)論
從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看,光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時代也會在不遠的將來如愿到來。光纖通信相關(guān)的技術(shù)發(fā)展日新月異,而這一次發(fā)展涉及的范圍更廣,影響人們?nèi)粘I?、工作、娛樂等各個方面,真正使通信與信息產(chǎn)業(yè)成為推動社會進步與經(jīng)濟發(fā)展的強大動力。
參考文獻
[1]陸江鋒.通信工程建設(shè)項目管理效率和質(zhì)量的求索.決策與信息,2006(4).
【關(guān)鍵詞】Android;定位;搜索;應(yīng)用程序
1.引言
當(dāng)前3G網(wǎng)絡(luò)在中國已得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,隨著國家對移動運營商4G網(wǎng)絡(luò)牌照的發(fā)放,可以預(yù)見智能手機終端用戶將呈現(xiàn)愈加迅猛的增長,手機網(wǎng)絡(luò)各項數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將進入了井噴式的流量“爆發(fā)期”。最近報告預(yù)測,2012年全球移動廣告及移動內(nèi)容產(chǎn)值將達670億美元,整體移動媒體行業(yè)產(chǎn)值將達1498億美元,移動數(shù)據(jù)流量產(chǎn)值將增長9.5%,達到828億美元,其中應(yīng)用及服務(wù)相關(guān)的產(chǎn)值將增長16.1%,達到176億美元,占總體移動媒體收益的11.8%。和手機移動設(shè)備有關(guān)的手機搜索、手機定位、身份識別、手機監(jiān)控、流媒體應(yīng)用等許多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都得到了廣泛應(yīng)用。專家普遍認為定位和搜索就是手機移動互聯(lián)網(wǎng)的潛力應(yīng)用所在,不同于傳統(tǒng)的功能式手機,andriod智能手機在請求權(quán)限允許的前提下,具有隨時隨地都可以訪問到用戶需要的信息的能力。由于andriod平臺手機的開放性、豐富的硬件選擇性和便捷的無縫結(jié)合Google應(yīng)用,已經(jīng)成為連接用戶和移動互聯(lián)網(wǎng)的重要紐帶。因此基于andriod平臺的手機做起定位及搜索可以更加方便快捷,手機就可以做到真正的知己知彼。用戶只需簡單地在andriod平臺手機嵌入谷歌分析標(biāo)簽,就能發(fā)現(xiàn)最有價值的關(guān)鍵詞,并且使用這一信息,通過豐富的、分段式的、戰(zhàn)略型顯示來覆蓋移動互聯(lián)網(wǎng)上的搜索數(shù)據(jù)。
2.Andriod平臺手機定位
2.1 手機定位的方式
常見的手機定位方式一般是使用GPS模塊,其定位精度取決于很多方面,比如來自于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星鐘差及軌道差等因素,但一般輔以模塊內(nèi)部的RTC,可獲得較高精度的時間參考量值。GPS定位通??梢栽陟o態(tài)與動態(tài)情況下進行切換,且動態(tài)定位精度優(yōu)于靜態(tài)定位。需要指出的是,GPS走的是衛(wèi)星通信的通道,在沒有網(wǎng)絡(luò)連接的情況下也能用。
andriod基站定位另外一種常見的定位方式。首先要通過TelephonyManager得到手機的信號信息,比如基站的國家編碼,小區(qū)id等,然后通過網(wǎng)絡(luò)訪問一些定位服務(wù),獲取并返回對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)。基站定位的精確度不如GPS,但好處是能夠在室內(nèi)用,只要網(wǎng)絡(luò)通暢就行。
android的Wifi定位與基站定位原理類似。需要把WIFI的MAC地址提取出來,并上傳給google服務(wù)器,通過訪問網(wǎng)絡(luò)上的定位服務(wù)以獲得經(jīng)緯度坐標(biāo)。考慮到Wifi定位和基站定位都需要使用網(wǎng)絡(luò),因此在Android上一般都把它們統(tǒng)稱為Network方式。
最后需要解釋一點的是AGPS方式。很多人將它和基站定位混為一談,但其實AGPS的本質(zhì)仍然是GPS,只是它會使用基站信息對獲取GPS進行輔助,然后還能對獲取到的GPS結(jié)果進行修正,所以AGPS要比傳統(tǒng)的GPS更快,準(zhǔn)確度略高。
2.2 Android平臺手機接口
Android上如果需要獲取定位信息,一般使用異步方式。
其中部分代碼:
(01)locManager=(LocationManager)this.getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);
(02)locListener=new Location-Listener(){@Override public void onStatusChanged(String
(03)provider,int status,Bundle extras){//TODO Auto-generated method stub}@Override (下轉(zhuǎn)第26頁)(上接第14頁)
(04)publicvoidonProviderEnabled (Stringprovider){//TODOAuto-generated-methodstub}
(05)@Override public void onPro-viderDisabled(String provider){//TODO Auto-generated
(06)method stub}@Override public void onLocationChanged(Location loc-ation){//TODO
(07)Auto-generated method stub mobileLocation=location;}};
(08)locManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 0,0,locListener).
3.Android平臺手機合理定位方案
編譯器可以通過aidl文件生成一段代碼,通過預(yù)先定義的接口達到兩個進程內(nèi)部通信進程的目的。如果需要在一個Activity中,訪問另一個Service中的某個對象,需要先將對象轉(zhuǎn)化成AIDL可識別的參數(shù)(可能是多個參數(shù)),然后使用AIDL來傳遞這些參數(shù),在消息的接收端,使用這些參數(shù)組裝成自己需要的對象。得到定位管理對象,通過它可以得到當(dāng)前位置信息,還可以通過它添加位置監(jiān)聽器。當(dāng)在添加位置監(jiān)聽器的時候并沒有一起設(shè)置監(jiān)聽器的觸發(fā)時間間隔,第一個參數(shù)的通知的最大時間間隔,第二個則是最小時間間隔。通過這些方法的設(shè)置我們就可以定時得到當(dāng)前的位置信息了。
圖1 定位搜索機構(gòu)示意圖
4.結(jié)束語
以Android平臺構(gòu)建起的手機操作系統(tǒng)有巨大的開放性優(yōu)勢,并且由于其良好的可擴展性,如今已經(jīng)有越來越多的移動廠商把andriod移植到其他移動式電子產(chǎn)品上。Android在定位及搜索技術(shù)中正發(fā)揮著它獨特的作用,服務(wù)提供商及應(yīng)用開發(fā)人員為他們的用戶新的軟件應(yīng)用成為可能,Android平臺提供給第三方開發(fā)商一個十分寬泛、自由的環(huán)境,不會受到各種條條框框的阻擾,因此在定位及搜索方面有著極大應(yīng)用前景。
參考文獻
[1]張云濤,余宙.Echpse精要與高級開發(fā)技術(shù)[M].2006:33-35.
[2]李小斌.基于JZME的移動設(shè)備編程技術(shù)[J].微機發(fā)展,2008:60-62.
[3]曾岳敏.基于android的移動應(yīng)用編程[J].2008.
[4]龔黎云,彭宇峰,高傳善.JZME類庫的實現(xiàn)及優(yōu)化[J].計算機應(yīng)用與軟件,2005.
[5]孟文生,王紅.移動電子商務(wù)研究[J].計算機技術(shù)與發(fā)展,2008:235-237.
[論文摘要] 本文比較詳細地介紹了二灘公司一個在建和一個在運行的水電站通信組網(wǎng)方式,并對各水電站到該公司電站運行集控中心的通信方式進行了構(gòu)想,也對建立通信網(wǎng)管網(wǎng)的必要性進行了簡單的介紹,同時對水電站通信組網(wǎng)方式的合理性及經(jīng)濟性進行了一定的探討
1.引言
我國的(大型)水電站一般都地處高山峽谷,河床狹窄,兩岸山體地勢陡峭。自然地理條件十分惡劣。而根據(jù)地形條件和樞紐布置需要,地下廠房引水發(fā)電系統(tǒng)設(shè)在山體內(nèi),主廠房及相應(yīng)的機電設(shè)備基本布置在地下洞室內(nèi)。而根據(jù)工程需要,交通及相關(guān)隧道和洞室里程數(shù)在數(shù)十公里到一百多公里。不管是是建設(shè)期還是在運行期,水電站對通信的需求大且重要。而且水電站的站址一般都遠離通信發(fā)達的地市級城市,建站前的通信并極不發(fā)達,甚至是通信的盲區(qū)。這就要求通信網(wǎng)在建設(shè)時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際需求組建良好網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),在保證通信暢通的前提下,節(jié)約投資,同時又能兼顧電站運行時的大部分通信,而在電站運行前,只需建設(shè)部分生產(chǎn)通信即可。下面就二灘水電開發(fā)公司在建的錦屏水電站和在運行的二灘電站的通信組網(wǎng)方式進行介紹,探討水電站通信組網(wǎng)方式的合理性,希望能為水電站的建設(shè)和運行的通信組網(wǎng)方式提供相關(guān)借鑒。
2.水電站建設(shè)期通信組網(wǎng)方式
這部分主要介紹是錦屏水電站通信組網(wǎng)方式。
2.1合理引進社會通信資源組建從施工區(qū)到通信相對發(fā)達的區(qū)域中心城市的干線傳輸網(wǎng)并建設(shè)場內(nèi)無線通信網(wǎng)絡(luò)和有線通信網(wǎng)絡(luò)
錦屏電站地處四川省涼山彝族自治州鹽源縣和木里縣境內(nèi),施工場地分散,施工前期距西昌市公路里程約200km,在建站前交通極不發(fā)達,周圍無可利用的公網(wǎng)通信,建設(shè)者們根據(jù)這一條件,與涼山州所有社會通信資源提供者(電信公網(wǎng)運營商)進行了洽談,很多電信公網(wǎng)運營商因前期施工艱難、運行時維護困難、投資巨大且回收無把握而退卻,只有兩家(一家從事無線通信,一家從事有線通信)愿意,并與業(yè)主方簽訂了相關(guān)合作協(xié)議。兩家基本上各司其職、互不干涉,不產(chǎn)生不良競爭,工作的重心基本上只需放在網(wǎng)絡(luò)的運行維護上,對提高網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量、保證通信暢通有很大的好處。
有線通信網(wǎng)絡(luò)是負責(zé)傳統(tǒng)的pstn和ip網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),能解決固定語音通信、傳真和因特網(wǎng)等的需求,主要滿足各露天營區(qū)人員聚居的地方。
而無線通信,主要是移動通信。隨著現(xiàn)代人對手機的依賴性越來越大,加之施工現(xiàn)場場地分散,對外專用交通公路的里程很長,且公路也沒有移動信號覆蓋,故在施工區(qū)域和對外專用交通公路移動信號的覆蓋方案基本是這樣的:在露天區(qū)域,采用的是宏小區(qū)基站,采用定向天線或全向天線,這樣移動信號覆蓋的區(qū)域相對比較廣,對有山峰阻擋部分山溝無移動信號的作業(yè)區(qū),可采取在山峰合適的地方加裝同頻或移頻轉(zhuǎn)發(fā)附近基站信號的裝置,滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的需要;在主要交通隧道和主要洞室,則采用一體化基站或直放站,采用定向天線,基站方式一般能覆蓋5公里,直放站能覆蓋1公里多一點,這要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況決定;而對于正在開挖的重要洞室,因作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境特別惡劣,可能會有強巖爆、塌方、地面涌水等安全隱患存在,因而在掌子面作業(yè)現(xiàn)場,保障通信暢通顯得尤為重要,需要覆蓋,而在該洞室的其它段,因?qū)νㄐ诺男枨蟛皇呛軓娏遥瑸楣?jié)約投資,可以不考慮覆蓋,這就可以采用根據(jù)作業(yè)面的改變而搬移直放站或一體化基站的辦法來解決作業(yè)現(xiàn)場對通信的需求。
2.2 依托高等級電壓輸電線路的opgw(地線復(fù)合光纜)建設(shè)干線傳輸線路
這種輸電線路主要是110kv電力線路,指的是從地市級電網(wǎng)的某個變電站到施工區(qū)域的某個變電站,在電站建設(shè)期,為施工現(xiàn)場提供電源,而在電站運行期,是需要作為電站的備用電源而永久留下來的,這趟線路是需要業(yè)主投資,業(yè)主可以與地市電業(yè)局共用opgw的纖芯,opgw這種光纜可靠性和安全性都很高,故障率極低,基本不需維護。錦屏工地對外opgw光纜從建成到現(xiàn)在還沒出現(xiàn)過中斷的問題??紤]地市級電網(wǎng)通信需求和業(yè)主自己通信的需求,一般建議使用16芯的opgw。其中業(yè)主使用的部分,在滿足自己需要的前提下,可以考慮提供給進入施工區(qū)電信公網(wǎng)運營商作為備用路由。這是因為從通信相對發(fā)達的地方到電站施工現(xiàn)場,這些區(qū)域經(jīng)常發(fā)生泥石流、塌方、飛石等,往往這些事故發(fā)生時,運營商通信光纜經(jīng)常被砸斷,并且一般是幾處同時被砸斷,經(jīng)常造成施工現(xiàn)場與外部通信中斷,少則幾小時,多則幾天才能搶通。如果業(yè)主能將自己的這部分光纜提供幾芯給電信運營商(包括以后電站運行時),作為施工現(xiàn)場到外面匯接局的備用路由,通信暢通的保障率將為大大提高。
2.3依托場內(nèi)施工電網(wǎng)合理建設(shè)自有的場內(nèi)臨永結(jié)合通信網(wǎng)
水電站建在高山峽谷中,施工場地特別分散,錦屏電站尤其如此,場內(nèi)散布了14個變電站或開關(guān)站為施工提供相關(guān)電源,而且還有不下10處散集的施工人員居住處,因分布分散,部分是電信運行商不愿意進行有線通信覆蓋的,因為投資大且沒有什么收益,而這些點的大部分點,如一些變電站,是在電站運行期還需留下來繼續(xù)使用的,因而通信問題是需要永久解決的,因此,在連接各變電站的電力線路上架設(shè)opgw光纜或adss光纜,組建自有的場內(nèi)臨永結(jié)合通信網(wǎng)是十分必要的,這不但能給自用工程施工工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、大壩施工監(jiān)視系統(tǒng)等提供通信網(wǎng)絡(luò),也能給電信運行商提供通信備用通道,能很好地解決場內(nèi)內(nèi)部通信的需求。
2.4 應(yīng)急通信的建設(shè)
這主要指的是衛(wèi)星通信,相對前面而言,這部分通信網(wǎng)的就不用建設(shè)了,只需購買不同的衛(wèi)星終端,數(shù)量足夠即可。這在工程前期特別重要,因為那時前面的所述的通信網(wǎng)絡(luò)基本還沒建成,對外溝通就指靠它們了,當(dāng)然在前面那些網(wǎng)絡(luò)建成之后也能備不時之需。
3.水電站運行時的通信組網(wǎng)方式
3.1二灘水電站的通信組網(wǎng)方式介紹
二灘水電站的通信組網(wǎng)方式主要有如下三種:
3.1.1與四川省調(diào)之間的直接連接。這部分由二(灘)—自(貢)—成(都)微波和川西南opgw光纖環(huán)網(wǎng)(屬四川電網(wǎng))組成。因為現(xiàn)在的通信網(wǎng)絡(luò)都趨向于光纖網(wǎng),故二—自—成微波鏈路基本不傳輸重要的電力數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。二灘電站是作為川西南opgw光纖環(huán)網(wǎng)的一個網(wǎng)元,所以,四川省調(diào)所需的二灘水電站的所有運行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息是通過這個主用通道來傳輸?shù)?。?dāng)然二灘水電站與四川省調(diào)之間的調(diào)度、行政電話是通過這兩個通道來連接的。
3.1.2通過電信公網(wǎng)到四川省調(diào)。因為,目前電信行業(yè)幾乎所有的干線鏈路都是由光纖環(huán)網(wǎng)組成。這部分鏈路主要是租用2m電路專用通道(二灘—四川省調(diào))作為電力運行相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膫溆猛ǖ馈?nbsp;
這兩個通道相互備用,能很好地保障電站電力相關(guān)運行數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確、安全地傳輸?shù)秸{(diào)度。
3.1.3通過攀枝花電信公網(wǎng)傳輸語音和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息。
這個通道主要是滿足員工日常生活和工作中對語音和網(wǎng)絡(luò)信息的需求。
4.各電站到二灘公司集控中心通信組網(wǎng)方式的構(gòu)想
目前,二灘公司集控中心還在籌建中,因為,到時該集控中心要集中監(jiān)視和控制二灘公司所有電站機組的運行狀態(tài)等,故電站到集控中心的通信(主要解決電力生產(chǎn)的數(shù)據(jù)傳輸)是很重要的,通過對3的介紹,相信大家也知道了怎么解決,那就是向四川電網(wǎng)專用通信網(wǎng)及電信公網(wǎng)分別租用相應(yīng)2m電路,組成相互熱備用通道,滿足電力生產(chǎn)需要。
5.建立通信網(wǎng)管網(wǎng)
通信網(wǎng)管網(wǎng)能很好地監(jiān)控到通信設(shè)施及設(shè)備的運行狀態(tài),對及時發(fā)現(xiàn)通信設(shè)施及設(shè)備的故障和減少通信中斷時間是很好的手段。特別是在電站建設(shè)期,施工環(huán)境灰塵大、施工車輛時常撞斷通信光纜及撞壞通信設(shè)備、時有發(fā)生的施工正常非正常停電等,這些都市導(dǎo)致通信局部中斷的因素,當(dāng)然這些主要是指運用商的通信網(wǎng)絡(luò)。因而不管是在運營商的通信網(wǎng)絡(luò)還是在業(yè)主的通信網(wǎng)絡(luò),不管是在干線還是在支線通信網(wǎng)絡(luò),建立通信網(wǎng)管網(wǎng),監(jiān)控通信設(shè)施及設(shè)備的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)通信設(shè)施及設(shè)備的故障,減少通信中斷時間,這是保障通信暢通是十分必要的。
6.結(jié)語
雅礱江的水電站工程項目是我國西電東送的骨干電源之一,加之這些水電站基本地處偏僻,自然條件惡劣,為提高雅礱江流域水電站的施工管理水平和保證電站發(fā)電及防汛的安全穩(wěn)定運行,電站與電網(wǎng)調(diào)度及本公司集控中心等的通信暢通就尤為重要,錦屏電站施工通信網(wǎng)完全組建完之后,錦屏電站施工現(xiàn)場與外界的通信就沒有中斷過,而二灘電站與四川省調(diào)的各種通信也沒有出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象。因此,在雅礱江的水電站建設(shè)期以電信運營商通信網(wǎng)為主,以業(yè)主建設(shè)通信網(wǎng)為輔,并相互提供網(wǎng)絡(luò)支持,而在電站運行期,通過租用電網(wǎng)專用通信網(wǎng)和電信公網(wǎng)的2m電路來解決電站到集控中心通信,這種通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式是合理的,也是經(jīng)濟的,對保障通信暢通提供了強力的支持。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);物流專業(yè);應(yīng)用;情境教學(xué)
中圖分類號:G712 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)09-0173-03
隨著中國近幾年物流業(yè)的蓬勃發(fā)展,國內(nèi)對物流人才的需求量越來越大,要求也越來越高。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的誕生進一步推進了物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而,對于這個新興技術(shù)的應(yīng)用,在當(dāng)今物流人才培養(yǎng)方面,許多院校卻沒有跟上步伐。因此,在新形勢下,合理利用物聯(lián)網(wǎng)進行物流專業(yè)教學(xué),對學(xué)生理解并掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對提高物流專業(yè)教學(xué)效果有著非常重要的意義。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本特點
物聯(lián)網(wǎng),顧名思義,就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,其核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)。物流網(wǎng)概念早在1999年便已提出,其定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器以及其他各類傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接,以實現(xiàn)在任何時刻、任何地點條件下人與人、物與物、人與物之間的互聯(lián)、互通,進行信息交換和通訊,最終實現(xiàn)智能化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)與移動通信之后的又一次信息技術(shù)革命。它可以廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境、交通、醫(yī)療、制造、科研、教育等各領(lǐng)域,其中,應(yīng)用最廣泛的就是物流領(lǐng)域。
物聯(lián)網(wǎng)的最大好處是能夠提高社會的智能化、自動化水平,把原來不能實現(xiàn)或者難以實現(xiàn)的功能實現(xiàn)了。通過把沒有智慧的“物”植入無線智能芯片,使得人類的感知更靈敏,控制更自如,生活更方便。
利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進行物流專業(yè)課程教學(xué)
物流是極具時代特征和實踐操作性的一門學(xué)科,在教學(xué)中最明顯的特點就是要突出對學(xué)生行業(yè)知識及技術(shù)技能的培養(yǎng)。在新形勢下,將物聯(lián)網(wǎng)這種新興技術(shù)引入物流專業(yè)課程的教學(xué),對提高物流專業(yè)教學(xué)效果,使學(xué)生掌握前沿技術(shù)技能有著非常重要的意義。
(一)利用物聯(lián)網(wǎng)讓學(xué)生了解和掌握定位跟蹤技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,與人們生活結(jié)合最緊密的就是定位跟蹤管理。定位跟蹤的對象可以是人,也可以是物品。通過定位跟蹤管理或以其為基礎(chǔ),才能發(fā)展出更多的應(yīng)用,實現(xiàn)“物物相聯(lián)”。
定位跟蹤管理可以應(yīng)用于諸多物流領(lǐng)域,如人員定位跟蹤、車輛定位跟蹤、物品定位跟蹤、集裝箱定位跟蹤、飛機輪船定位跟蹤等。定位跟蹤技術(shù)除了射頻識別技術(shù)(RFID)以外,還涉及二維條碼技術(shù)、GPS、GIS、無線通信、衛(wèi)星通信等等。
在物流管理專業(yè)中,《運輸管理》課程的核心就是運輸調(diào)度、線路規(guī)劃和商品貨物的跟蹤管理。利用物聯(lián)網(wǎng),可以事先選定某一物流公司某批同時裝運的貨物,通過實時信息傳輸來掌握車輛貨物的運行狀態(tài),包括運行路線,貨物的裝卸貨、轉(zhuǎn)運、分撥等一系列過程。最后,跟蹤與記錄該批貨物的運行軌跡,運行軌跡在圖上進行形象直觀的回放,形象地反映貨物當(dāng)天行走的軌跡。
對于《配送管理》課程,通過物聯(lián)網(wǎng),學(xué)生可以了解商品集貨、分裝、配送及選擇配送線路等過程。
這樣,在進行專業(yè)課教學(xué)時,就可將理論與實際相結(jié)合,使學(xué)生對所學(xué)的知識點有更加理性和感性的認識。
(二)利用物聯(lián)網(wǎng)讓學(xué)生了解和掌握識別技術(shù)
物品的標(biāo)識類似于人的身份證,對物品進行標(biāo)識有助于實現(xiàn)企業(yè)的現(xiàn)代化和數(shù)字化管理。不僅如此,對物品進行標(biāo)識是實施定位跟蹤的前提條件。物品定位跟蹤的原理就是經(jīng)自動采集設(shè)備感應(yīng)貼有RFID標(biāo)簽的物品,由定位中間軟件計算得出該RFID標(biāo)簽的位置和狀態(tài)信息,以此來判斷物品的位置和狀態(tài)信息,并顯示在位置地圖界面上。當(dāng)物品的位置發(fā)生變化時,人們便可以感知到。
在《配送管理》課程中,通過物聯(lián)網(wǎng),學(xué)生可以了解到商品的采購、進庫、盤點、分揀、出庫等操作環(huán)節(jié),可以比較系統(tǒng)地掌握商品的配送流程;通過商品標(biāo)識條碼管理,了解商品的基本屬性,包括商品的分類、批次等信息;通過商品包裝RFID標(biāo)簽管理,可以了解包裝箱號以及放入包裝箱內(nèi)的物資信息。
在《倉儲管理》課程中,通過物聯(lián)網(wǎng),可以讓學(xué)生了解倉庫管理中的出入庫管理、盤點管理、庫位識別等真實情境。
在《庫存管理》課程中,通過物聯(lián)網(wǎng),學(xué)生可以更加清楚地知曉庫存商品的一系列管理過程:(1)錄入過程:通過掃描送貨單據(jù)上的二維條碼,將商品的文字、圖形信息快速、準(zhǔn)確地錄入。(2)出入庫商品自動清點:通過安裝在貨架上的RFID讀寫器讀取出入貨架的商品包裝箱上的RFID標(biāo)簽信息,快速取得包裝箱內(nèi)的商品信息。(3)庫內(nèi)商品盤點:使用手持RFID讀寫器讀取包裝箱上的RFID標(biāo)簽,獲取商品信息,掃描貨位標(biāo)識條碼,經(jīng)過確認后,數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)中,系統(tǒng)自動顯示盤點結(jié)果,包括庫位信息及相應(yīng)庫位內(nèi)存放的商品信息。(4)庫位識別:采用圖形顯示貨位布局,選取某一貨位,貨架上相應(yīng)位置的有源RFID標(biāo)簽進行聲光提示。
在《供應(yīng)鏈管理》課程中,利用物聯(lián)網(wǎng)還可以清楚地讓學(xué)生們了解物資的流通過程,如零部件的采購、產(chǎn)品的加工、產(chǎn)成品包裝和分銷等環(huán)節(jié)。
(三)利用物聯(lián)網(wǎng)讓學(xué)生了解和掌握遠程控制技術(shù)