數據通信的基本原理范文

導語：如何才能寫好一篇數據通信的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

數據加密的基本過程就是通過對信息銘文進行一定的加密算法得到一個密文，并通過密文在網絡介質中進行傳播，然后在通信的接收端接受到密文以后通過秘鑰獲得信息的內容。DES數據加密算法過程是典型的數據加密方法，具體的實現過程為加密過程和解密過程。數據加密的標準采用的是美國政府采用的密碼體系,加密和解密使用的相同的算法，基本的實現過程是對明文按照64比特塊加密，得到64b的密文，加密過程有56b個參考秘鑰，19個不同的站。除了第一站、倒數第一站、倒數第二站有特定規范外，其余的16位均采用完全不同的函數。其保密性關鍵在于對于秘鑰的保密過程，當前對于DES加密的破譯非常的復雜，當前還沒有發現比窮舉法更好的破解辦法，而從理論上講使用窮舉法破解DES加密過程基本上是不可能實現的，因此DES數據加密算法應用于計算式通信有著非常好安全性[1]。

二、DES數據加密算法在計算機通信技術的中的應用

1.DES數據加密算法應用于計算機通信的優勢。美國標準局對于DES數據加密算法的評價非常的高，認為該算法能夠滿足對于數據的加密要求，其用于計算機通信完全能夠滿足對于信息的保護。DES數據加密算法對于計算機通信過程中數據的加密具體表現在：首先DES數據加密算法能夠提高數據保護的實際效果[2]，避免數據在通信過程中被非法竊取和破解，并能夠通過算法及時的避免數據在未被擦覺的情況下被篡改，其次是DES數據加密算法的復雜性非常的高，能夠適用于計算機通信技術的應用要求，而且破譯的過程非常的困難，進一步地保護的通信數據的安全性，目前對于DES數據加密算法破譯的最好辦法就是窮舉法，即使是美妙計算100萬次的計算機也要經過2000年才能找出破解的辦法，能夠滿足當前數據通信的數據安全；第三是盡管DES數據加密算法非常的復雜，但是其安全性并不是依賴于其本身的復雜程度，主要跟其明文加密秘鑰系統的有關，因此在應用于計算機通信的多個場景，適用性非常的廣；最后是我們分析其加密的歷程發現，這種加密的方法可以非常廣泛的應用于金融和通信領域，而且很多ATM的加密方式就是以DES數據加密算法為基礎的。

2.DES數據加密算法在計算機通信中應用的優化。由于DES數據加密算法本身具有公開性的[3]，所以對于DES數據加密算法的分析和優化非常容易做到，我們在應用于計算機數據通信的過程中，能夠切合實際的情況，針對性的對DES數據加密算法進行調整，使得算法更加適合于數據通信的過程。為此我們可以在計算機數據通信中運用DES數據加密算法的思想進行算法分析，在充分地了解DES數據加密算法的加密原理后，利用程序數據語言設計出專門應用于計算機通信以及硬盤數據加密的DES數據加密算法程序，通過配置在計算機加密卡中建立一個數據加密模塊。特別是近幾年我國計算機通信技術的發展迅速，在設計這個數據加密模塊的時候要考慮到后期的擴展性問題，例如我們可以將硬盤控制模塊和數據加密解密模塊獨立分開進行設計，以提高數據加密模塊的兼容效果，適用于更多的計算機數據通信的類型。并且適當的采用我國自主設計的加密算法和標準，擺脫國外算法地限制，并根據我國當前的計算機數據通信業務的特點，擴大加密卡和加密芯片的適用性。

三、結語

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一、背景

 

網絡技術的發展需要大批高素質、創新型的專業技術人才，良好的實踐教學體系是培養具有工程實踐能力、創新能力的高素質人才的關鍵。大學生網絡技術競賽圍繞著相關領域的研究熱點和前沿技術，給出問題的完整解決方案，具有實用性、競技性、趣味性和激勵性，能夠培養學生的學習興趣，提高其工程實踐能力，激發其創新思維。

 

二、數據通信專業實踐教學的問題

 

隨著數據通信專業的展開，構建數據通信專業實踐教學體系得到了廣泛重視，我們在實驗設置、實習基地建設、創新型實驗、項目驅動以及大學生競賽等方面做了積極探索。數據通信專業實驗普遍采用層次化的實驗教學模式，將實驗分為驗證型、設計型、綜合型和創新型實驗。人們通過驗證型和設計型實驗鞏固基礎知識，力求通過綜合型和創新型實驗培養學生的工程實踐能力和創新能力。

 

在數據通信專業實踐教學中，我們發現還存在以下問題：一、重理論輕實驗，重驗證輕設計，實驗內容與實際應用脫離，實驗模式死板，學生只是機械地被動模仿，難以提高學生的學習積極性;二、教師在研項目和工程無法引入學生參與，另外這些項目還沒有與教學實驗有機地統一起來。

 

三、競賽驅動的數據通信專業實踐教學體系

 

1.網絡技術大賽是實踐教學的良好載體

 

約翰·杜威提出的“做中學”是當前工程教學領域廣為接受的教學方法，“做中學”也就是“從活動中學” “從實踐經驗中學”，“做中學”是比“聽中學”更好的學習方法。大學生網絡技術大賽活動是以大學生為參賽主體，通過全國或者指定區域內的高校相互競爭比賽，讓大學生在綜合應用所學理論知識的基礎上，解決相關領域的應用問題。

 

2.競賽驅動的實踐教學體系

 

以網絡技術大賽為驅動，我們提出“以賽求用，以賽促學，在競賽中培養工程實踐能力和創新能力”的數據通信專業實踐教學體系。在競賽中，數據通信專業學生與學校的特色專業學生相結合，著重培養學生解決問題的基本技能、工程實踐能力和創新思維。競賽驅動的實踐教學體系以學生為主體，教師給予引導，各門課程提供技術支持，實驗室提供設備和場地。

 

四、課程和實驗、實踐教學改革

 

1.專業課程改革

 

為了配合競賽驅動的實踐教學改革，我們在三方面對專業課教學做了優化和改革。第一，將網絡設備配置原理與運用課程提前到第1學期。這部分內容原理簡單，實用性強，容易驗證，學生能夠很快接受并掌握其應用。第二，考慮到我院很多學生在校時間僅有一年，我們將一些相關課程改為選修課和自學課程，從而讓有興趣的學生可以得到更充分的知識補充。第三，部分課程的評價方式可以用競賽結果代替，在保證學生充分的動手實踐能力培養的同時，以降低學生的學習負擔。

 

優化和改革后的課程與競賽驅動的教學實踐體系相統一。能夠很好地促進學員對課程知識的學習和操作技能的掌握。

 

2.實驗規劃和實驗內容改革

 

數據通信專業實驗在以下幾個方面做了重新規劃和改革。(1)設置了分層遞進的實驗體系。設置了“驗證型一設計型一綜合型”分層遞進的實驗體系。驗證型實驗用于基礎知識、基本原理驗證;設計型和綜合型實驗內容用于多門課程的綜合應用。(2)實驗內容改革。實驗內容除了選用教材指定的實驗內容外，鼓勵學生在教師的指導下，選擇競賽項目分解模塊作為實驗內容，以逐步實現競賽項目中的各個部分。③實驗模塊化。實驗項目與競賽相結合，使得實驗項目多樣化。為提高效率和興趣，在完成基本型、設計型、綜合型實驗以及競賽中的各種基本實現方法后，我們將其模塊化，做好實驗積累，降低后續實驗的實現難度。

 

3.網絡技術大賽考核方式

 

在培養學生分析問題、解決問題的能力和提高學生的動手能力、工程實踐能力方面，科技競賽與綜合實踐課程的目的基本是一致的，往往網絡技術大賽對學生提出更高的要求。將網絡技術大賽與綜合實踐課程掛鉤，學生在網絡技術大賽中獲得較好的成績，或者認證考核通過后，可以代替相關課程的考核成績，獲得相應的學分。競賽考核與課程、學分掛鉤，有效地提高了學生的參賽興趣和參賽主動性，降低了學生的學習負擔。

 

五、實踐效果

 

自2012年以來，我們在數據通信、網絡安全等專業方向逐步進行競賽驅動的實踐教學體系的改革和探索，取得了很好的教學效果。

 

1.激發了學生的學習興趣，促進了專業課程的學習

 

我院每年有20-30人參加H3C全國大學生網絡技術大賽，有10-15人參加華為ICT技能大賽，另外還有200-300人為了準備參加大賽而考取HCNA、HCNP、H3CNE和H3CSE認證證書，基本涵蓋數據通信專業所有學生和其他專業的部分學生。

 

2.學生綜合素質得到提高，得到用人單位的好評

 

經過網絡技術大賽的鍛煉，學生的綜合素質得到顯著提高。在競賽項目的實現過程中，學生的動手實踐、工程應用能力和創新思維有了顯著提高。特別是在全國大學生網絡技術大賽中取得優良成績的學員。

 

數據通信專業具有很強的實踐性和綜合應用性。工程實踐能力和創新能力對數據通信專業的學生尤為重要，良好的實踐教學體系是培養學生的工程實踐能力和創新能力的關鍵。網絡技術大賽是實踐教學的良好載體，大學生實踐教學與網絡技術大賽相結合，形成“以賽求用，以賽促學，在競賽中培養工程實踐能力和創新能力”的競賽驅動實踐教學體系，該實踐教學體系很好地貫徹了“做中學”教學模式，取得了良好的教學效果。

篇3

2011年前長沙學院通信工程專業數據通信類的核心課程為兩門：數據通信和路由交換技術，其中數據通信主要講述數據通信的原理性內容；路由交換技術則對其實踐應用進行講解，共112學時；經過5年的教學實踐發現這種方式既能讓學生打下厚實的理論基礎也能讓學生較好掌握相關的應用技能，很好地實現了人才培養目的。但學校從2012年起對培養方案的總課時進行壓縮，經討論筆者將這兩門課程壓縮成一門，取名為數據通信與網絡，共80學時。造成該課程內容多且繁雜，又不能因為縮減課時而降低教學質量，教學難度進一步加大：該選用哪本教材，理論與實踐如何協調，如何有效組織教學，就成為筆者考慮的重點。為此，筆者先對教材進行了甄選，通過對多個出版社的相關教材調查發現，傳統教材理論充足，實踐內容過少，或純實踐操作，無理論支撐；如果為本門課分別選實踐與理論兩本教材的話，又不能有效組織教學。通過對華為、中興、思科等企業進行調研，筆者發現有些企業的培訓教材能很好地滿足要求，經過對比筆者最后選擇了世界500強企業思科公司的面向本科院校開發的數據通信與網絡培訓教材作為筆者的上課教材。

然后，筆者按照數據通信與網絡的理論模型和就業市場對學生能力的需求（圖1），把本課程的知識體系結構分解為以下幾大部分：數據通信的基礎知識部分：主要由數據通信的原理、數據編碼與壓縮、差錯控制和交換機術的分類與原理幾部分組成；計算機網絡的基本原理部分：OSI和TCP/IP模型與各層的原理、通信安全與QoS這兩個部分組成；實踐應用能力部分：網絡設備的安裝配置、網絡故障的分析排除、網絡規劃與設計3部分。這三大部分不但把傳統的數據通信類課程的知識點都包括進去了，還著重加強了應用型的能力的培養。通過對課程內容進行精心規劃，對課程中關鍵性的內容和實踐點進行挑選，制訂考試大綱、教學大綱和教學日歷，既保證了課程的整體性和內在的邏輯聯系，又保證能在較短的時間內有效地進行教學管理，按質按量完成教學內容。從培養目標來講，也同時兼顧了就業和考研的需求，還將原來110個課時的教學縮減為80個課時，較好達到了教學改革的目的。實驗教學是課程的重要組成部分，沒有合理的實驗實訓內容的組織，應用型人才的培養就無從談起。以就業能力體系結構（圖1）為核心，結合本課程自身的知識體系結構，筆者將實踐分為三個層次。第一層次為原理型實驗，采用sniffer等軟件從互聯網上抓包對OSI/TCPIP協議進行認知；第二層次為針對關鍵知識點的獨立應用型實驗，以交換機、路由器和操作系統的單個協議或服務的安裝配置為主；第三層次單獨安排了2周的針對整個知識體系結構的數據通信與網絡課程設計，從網絡需求分析、物理拓撲結構設計、邏輯拓撲結構設計、網絡設備操作、故障排除與文檔編寫等方面對學生能力進行綜合性訓練。如圖2所示，這三個層次是遞進的，后一目標的實現是前一目標的拓展與提高。圍繞這三個層次，筆者共設計12個分解實驗，3個綜合性的課程設計。這12個實驗項目均為當前網絡技術領域較新穎、具有較高實用價值的實驗項目，具有一定的可操作性，根據這些實驗項目編寫專門的實驗指導用書，每個實驗項目都包含必做內容和選做內容，選做內容即為拓展內容。3個綜合性的課程設計題目，每個學生要選作其中一個；根據給出的具體參數不一樣，每個題目都可以變化出多個具體的項目，相互之間有很大的差異性，排除了學生間相互抄襲的可能，提高課程設計的效果。整個實踐過程所涉及的軟硬件設備，筆者都采用現網運行的設備或軟件，很好地實現了學校和企業之間的無縫對接就業。

二、開展校企合作，加強實踐教學

培養應用型人才的核心就是培養學生的實踐動手能力。要想真正做好實踐教學，最好的方法是和企業開展校企合作，從企業獲取實驗設備、教材、教學方法、工程案例等材料。企業是工程應用的直接實踐者，也是學生的最終去處，直接從企業獲取資料，采用相關的案例教學，才能真正實現應用型人才的培養。專業數據通信與網絡方向的校企合作主要體現在以下幾方面：

1.獲得企業設備捐贈數據通信類課程的技術發展較快，對高校數據網絡實驗室的設備檔次、性能和可操作性的要求就越來越高；而且應用型的數據通信現網設備價格昂貴，對于資金不是很充足的高校來講是不可能一步建設好這樣一個實驗室的。筆者實驗室的建設就經歷了三個階段：第一階段為自籌16萬資金購買設備，這對于一個班級的學生來講是遠遠不夠的；第二個階段是與思科公司進行校企聯合獲得該公司上百萬元的軟硬件捐贈；第三個階段為2012年獲得財政部的省部共建資金，進一步充實擴大實驗規模。經過這三個階段的建設，目前實驗室的設備不管是規模還是檔次，都已經達到上課的要求。而且筆者還專門做了3套路由交換設備用于學生課外進行遠程實驗，3套安全設備和兩套無線設備為某些學有余力的學生利用來進行課外自學。

2.采用企業的最新仿真軟件進行教學和實訓對于超過10個節點的課程設計來講，實驗室的設備再多，也不可能達到它的要求。很多企業都開發出了虛擬實驗的軟件用于進行大規模部署設備的仿真實驗，筆者從思科公司那里拿到了虛擬實驗軟件，采用虛擬+實際設備的方式進行課程設計階段中的邏輯拓撲結構設計、網絡設備配置，故障排除，全網性能測試驗證等階段的工作。學生拿到仿真軟件，利用自己的電腦隨時可以動手操作，提高了他們的參與度，取得了很好的教學效果。

3.從企業獲取先進的教學資料和完整的工程案例企業處在技術發展的最前沿，從企業獲取的資料往往是最新的，放入教學最能吸引學生，學生的知識結構基本與社會上正在用的一致，能取得最好教學和就業效果。數據通信與網絡課程的教學筆者分為課堂教學和課后教學兩個部分，課堂教學就是通常的實驗、理論教學和課程設計。工程案例經過一定的修改能夠很好地變成講課和課程設計的素材。課后教學筆者采用的是思科公司網絡技術學院課程，每個學期初給學生分配好賬號，組織好學習小組，并將學習計劃下發到每個學生。學生利用課后時間進行網上學習、作業、考試、虛擬實驗和遠程實驗，極大地提高了學習效果。

三、結束語

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關鍵詞: 連續運行參考站(CORS)系統;實時定位

中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A文章編號：

Abstract:This paper introduces the reference of continuous operation station system basic principle and advantage, starting to dial up the Internet to to the last from get fixed solution of the whole operation flow the explanation, according to different stages in the problems of puts forward specific solutions.

Key word:Continuously operating reference station ( CORS ) system;Real time positioning

1引 言

CORS理論源于1980年代中期加拿大提出的主動控制系統。該理論認為全球定位系統（GPS）主要誤差源來自于衛星星歷，若能利用一批永久性參考站，可為用戶提供高精度的預報星歷以提高測量精度。隨著之后基準站點概念的提出, 這一理論的實用化得到了推進。它的主要理論基礎，就是在同一批測量的GPS站點中選出一些點位可靠、對整個測區具有控制意義的測站，采取較長時間的連續跟蹤觀測，通過這些站點組成的網絡的解算，獲取覆蓋該地區和該時間段的“局域精密星歷”及其他改正參數，用于測區內其他測站觀測值的精密解算。

隨著全球導航衛星系統（GNSS）、計算機、數據通信和互聯網絡等技術的不斷發展成熟，利用多基準站網絡（RTK）技術建立的連續運行參考站系統（CORS）應運而生，它很好地解決了大范圍區域內厘米級精度的實時定位的問題，并在現代社會的發展進程中發揮著越來越重要的作用。近年來，國內不同行業已經陸續建立了一些專業性的衛星定位連續運行網絡，目前，為滿足國民經濟建設信息化的需要，一大批城市、省區和行業正在籌劃建立（或者已經建立）類似的連續運行網絡系統，一個新的建網正在到來。

3 CORS系統基本原理

連續運行參考站系統可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網(LAN／WAN)技術組成的網絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值(載波相位，偽距)，各種改正數、狀態信息，以及其他有關GPS服務項目的系統。

該系統在一定區域范圍內建立若干個連續運行的永久性基準參考站，通過網絡連接，構成網絡化的GNSS綜合服務系統?？梢詾楦骷壌蟮販y量和測繪部門提供高精度、連續性的參考基準，并可向科研機構、導航、時間和災害部門提供各種數據服務，也可服務于交通管理、城市建設、工程施工、氣象監測、國土資源、森林資源調查等，滿足任何需要位置信息的部門或者單位，提供準確可靠的位置數據資料。

目前應用較廣的臺站網技術有VRS,FKP和LEICA的MAC技術。與常規RTK不同，VRS網絡中，各固定參考站不直接向移動用戶發送任何改正信息，而是將所有的原始數據通過數據通訊線發給控制中心。同時，移動用戶在工作前，先通過GSM的短信息功能向控制中心發送一個概略坐標，控制中心收到這個位置信息后，根據用戶位置，由計算機自動選擇最佳的一組固定基準站，根據這些站發來的信息，整體的改正 GPS的軌道誤差，電離層，對流層和大氣折射引起的誤差，將高精度的差分信號發給移動站。這個差分信號的效果相當于在移動站旁邊，生成一個虛擬的參考基站，從而解決了 RTK作業距離上的限制問題，并保證了用戶的精度。

CORS主要由控制中心、連續運行基準站、數據通信和用戶部分幾個子系統構成。

控制中心是整個系統的核心，既是通信控制中心，也是數據處理中心。它通過通信連線與所有的固定參考站建立聯系，通過無線網絡與移動用戶進行通信，由計算機實時系統控制整個系統的運行。所以控制中心的軟件既是數據處理軟件，也是系統管理軟件。

連續運行基準站就是固定的GPS信號接收系統，分布在整個網絡中，一個CORS網絡可包括無數個站，但最少要3個站，站與站之間的距離可達70公里（高精度GPS網絡的站間距離為10～20公里）。

CORS的數據通信包括固定參考站到控制中心及控制中心到用戶的通信聯系。參考站到控制中心的通信網絡負責將參考站的數據實時地傳輸給控制中心，而后者是指如何將網絡改正數據由控制中心傳送給用戶。

用戶部分就是用戶的接收機，加上無線通信的調制解調器及相關的設備。

3CORS系統的優勢

CORS系統徹底改變了常規RTK測量作業方式，在測量領域里它所帶來的影響是空前的，目前的城市CORS系統在為用戶提供數據服務方面，一是為野外用戶提供實時差分定位服務信息；二是為事后處理用戶提供原始參考站觀測數據。其主要優勢體現在：1）改進了初始化時間、擴大了有效工作的范圍；2）采用連續基站，用戶隨時可以觀測，使用方便，提高了工作效率；3）擁有完善的數據監控系統，可以有效地消除系統誤差和周跳，增強差分作業的可靠性；4）用戶不需架設參考站，真正實現單機作業，減少了費用；5）使用固定可靠的數據鏈通訊方式，減少了噪聲干擾；6）提供遠程INTERNET服務，實現了數據的共享；7）擴大了GPS在動態領域的應用范圍，更有利于車輛、飛機和船舶的精密導航；8）為建設數字化城市提供了新的契機。

4網絡RTK入網使用流程

對于GNSS流動站，在利用連續運行參考站進行實時定位前，一般要通過以下幾個步驟:

(1)必要的硬件設備配置。和常規RTK設備所不同的是，除了要擁有GNSS/GPS接收機外，還必須要有能夠進行數據通信的GPRS/CDMA模塊。目前情況下，一些新型的GNSS/GPS接收機本身內置了GPRS/CDMA模塊，通過Ntrip協議可以直接接入CORS系統，或者雖沒有內置的GPRS/CDMA模塊，但可以通過在接收機采集首簿上插入無線上網卡來接入CORS系統。而一些早期的接收機首簿只支持外掛GPRS/CDMA模塊方式接入。一般對老接收機的改造方案：使用支持Ntrip協議的GPRS/CDMA通信模塊，通過串口連接到接收機，在電腦上課對模塊進行GPRS/CDMA好Ntrip協議的參數設置。

（2）用戶注冊。GNSS流動站接收機在使用前，需要獲得CORS中心授權給予的用戶名和密碼。

（3）購買SIM卡。GNSS流動站接收機與CORS中心的數據通信方式為無線通信網絡。一般情況下，選擇中國電信的CDMA或者中國移動的GPRS.

（4）相關參數設置。在以上條件都具備后，需要進行相關參數設置。例如，GPRS/CDMA無線上網參數設置，CORS中心服務器的IP地址和端口設置、CORS中心授權的用戶名和密碼設置、數據源列表好節點名稱的設置等。不同品牌不同型號的接收機設置會略有不同。

（5）開始使用。以上步驟都完成后，就可以按照相應的步驟進行網絡RTK作業。

5常見問題分析

以上準備過程完成后，就可以進行網絡RTK作業。GNSS流動站在進行網絡RTK作業時，要最終得到固定解，需要通過以下幾個過程才能實現：

（1）必要的硬件設備配置和相關設置正確無誤。

（2）GNSS流動站訪問CORS中心的服務器。對流動站進行撥號無線上網，在網絡聯通后，流動站會根據設置的CORS中心服務器的IP地址和端口成功登陸服務器。

（3）隨后流動站向服務器發送Ntrip請求，服務器驗證流動站的用戶名和密碼。

（4）驗證通過后，流動站鎖住衛星，向服務器發送概略坐標的GGA信息，服務器收到流動站的請求后發送差分改正信息給流動站，流動站收到改正信息后很快得到浮動解。

（5）如衛星分布合理、點位環境良好、網絡通訊穩定，流動站很快從浮動解變為固定解。

了解了GNSS流動站要得到固定解需要以上幾個過程后，可以將流動站在作業過程中遇到的問題進行如下分類：

1、產品的軟、硬件故障

處理方法：見客戶支持部分的各廠家信息，具體問題和各廠家聯系。

2、網絡無法連接

處理方法：

a.檢查所使用的GPRS/CDMA卡是否開通了網絡服務。

b.檢查所使用的GPRS/CDMA卡是否有足夠的話費余額。

c. 檢查所使用的GPRS/CDMA網絡是否覆蓋作業區域。

d.檢查儀器中網絡通訊參數的設置。

3、網絡有連接但數據鏈不通

處理方法：

a.檢查GNSS流動站接收機是否已鎖定衛星并得到導航解。

b.檢查CORS中心授權的用戶名和密碼輸入是否正確。

c.如設備需要手工輸入域（節點名稱、源列表），則需要檢查CORS中心授權域（節點名稱、源列表）輸入是否正確。

d.檢查作業地區的GPRS/CDMA網絡是否穩定，網絡延遲是否嚴重。

4、數據鏈路通暢但是長時間無法得到固定解

處理方法：

a. 檢查作業地區的GPRS/CDMA網絡是否穩定，網絡延遲是否嚴重。

b.檢查可用衛星數是否滿足要求。

c.檢查作業地區周圍是否有較大的電磁場干擾源。

d.如果沒有上述問題則重新啟動接受終端進行初始化。

5、測量得到的數據質量較差

處理方法：

a.重新初始化。

b. 檢查作業地區周圍是否有較大的電磁場干擾源。

c.檢查觀測時段的衛星分布及衛星狀態。

d.檢查數據通訊延遲是否嚴重。

6 靜態測量

靜態方法主要是利用系統基準站的原始觀測數據和用戶所觀測的數據聯合處理完成的，具體內容如下：

觀測時間：1-2時段，1-3小時（根據控制點等級而定）

采 樣 率：15秒

使用儀器：雙頻GPS接收機

處理軟件：接收機廠商提供的商業軟件，廣播星歷

測量精度：平面點位精度一般在 3cm。

應用領域：城市控制測量，工程控制測量

使用方法：1、靜態儀器直接觀測。2、通過網絡下載CORS基準站數據。3、利用商業軟件進行基線處理。4、利用商業軟件進行平差計算，得到控制點坐標。

7 結 語

由于城市CORS系統建設和應用的時間還比較短，在實際應用領域中還不是很完善，在利用連續運行參考站進行網絡RTK作業時，使用過程中不可避免地會遇到一些問題，這就要求我們必須深入學習CORS的基本理論，在工作中要詳細了解CNSS流動站從撥號上網開始到最后得到固定解的整個作業流程，然后針對在不同階段的問題，予以不同的方法進行分析處理。

參考文獻：

[1] 李癥航黃勁松.GPS測量與數據處理[M]．武昌：武漢大學出版社.2005.

[2]徐紹全，張華海.楊志強等.GPS測量原理及應用[M].武漢，武漢大學出版社，2003.

[3]侯至群.丁仁軍 KMCORS系統一些應用問題的探討[J].城市勘測.2007（6）

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電力線通信技術簡稱PLC（power line communication），是利用配電網低壓線路傳輸高速數據、語音信號、圖像等多媒體業務的一種通信方式。互聯網通過光纜連接到用戶小區大樓的總配電室后，只需通過調制解調器連接到用戶的室內電源插座上，再通過電力線連接樓宇配電變壓器端的PLC主控設備，即可完成網線的接入，不用撥號便能在線接收和發送信息，而且傳遞信息的速度比ISDN快30多倍。隨著科技的快速發展，電力線已經成為一種新型的寬帶接入技術，并且有著良好的發展前景。

隨著社會的進步和技術的發展，多媒體業務不斷增長，人們對網絡帶寬的要求也隨之增長。 通信網正向著IP化、寬帶化方向發展。通信網由傳輸網、交換網和接入網三部分組成。目前，我國傳輸網已經基本實現數字化和光纖化；交換網也實現了程控化和數字化；而接入網仍然是通過雙絞線與局端相連，只能達到56kb／s的傳輸速率，不能滿足人們對多媒體信息的迫切需求。對接入網進行大規模改造，以升級到FTTC(光纖到路邊)甚至FTTH(光纖到戶)，需要高昂的成本，短期內難以實現。XDSL技術實現了電話線上數據的高速傳輸，但是大多數家庭電話線路不多，限制了可連接上網的電腦數，而且在各房間鋪設傳輸電纜極為不便。最為經濟有效而且方便的基礎設備就是電源線，把電源線作為傳輸介質，在家庭內部不必進行新的線路施工，成本低。電力線作為通信信道，幾乎不需要維護或維護量極小，而且可以靈活地實現即插即用。此外，由于不必交電話費，月租費便宜。電力線高速數據傳輸使電力線做為通信媒介已成為可能。鋪設有電力線的地方，通過電力線路傳輸各種互聯網的數據，就可以實現數據通信，連成局域網或接入互聯網。通過電源線路傳輸各種互聯網數據，可以大大推進互聯網的普及。此項技術還可以使家用電腦及電器結合為可以互相溝通的網絡，形成新型的智能化家電網，用戶在任何地方通過Internet實現家用電器的監控和管理；可以直接實現電力抄表及電網自動化中遙信、遙測、遙控、遙調的各項功能，而不必另外鋪設通信信道。因此，研究電力 線通信是十分必要的。

1 OFDM基本原理 正交頻分復用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一種正交多載波調制MCM方式。在傳統的數字通信系統中，符號序列調制在一個載波上進行串行傳輸，每個符號的頻率可以占有信道的全部可用帶寬。OFDM是一種并行數據傳輸系統，采用頻率上等間隔的N個子載波構成。它們分別調制一路獨立的數據信息，調制之后N個子載波的信號相加同時發送。因此，每個符號的頻譜只占用信道全部帶寬的一部分。在OFDM系統中，通過選擇載波間隔，使這些子載波在整個符號周期上保持頻譜的正交特性，各子載波上的信號在頻譜上互相重疊，而接收端利用載波之間的正交特性，可以無失真地恢復發送信息，從而提高系統的頻譜利用率。圖1給出了正交頻分復用OFDM的基本原理。考慮一個周期內傳送的符號序列(do，d1，…，dn-1)每個符號di是經過基帶調制后復信號di=ai+jbi，串行符號序列的間隔為t=l／fs，其中fs是系統的符號傳輸速率。串并轉換之后，它們分別調制N個子載波(fo，f1，…，fn-1)，這N個子載波頻分復用整個信道帶寬，相鄰子載波之間的頻率間隔為1／T，符號周期T從t增加到Nt。合成的傳輸信號D(t)可以用其低通復包絡D(t)表示。

若以符號傳輸速率fs為采樣速率對D(t)進行采樣，在一個周期之內，共有N個采樣值。令t=mt，采樣序列D(m)可以用符號序列(do，d1，…，dn-1)的離散付氏逆變換表示。即 因此，OFDM系統的調制和解調過程等效于離散付氏逆變換和離散付氏變換處理。其核心技術是離散付氏變換，若采用數字信號處理(DSP)技術和FFT快速算法，無需束狀濾波器組，實現比較簡單。

2 電力線數傳設備硬件構成 電力線數據傳輸設備的硬件框圖如圖2所示。

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【論文摘要】：在許多基于單片機的應用系統中，系統需要實現遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。

在許多基于單片機的應用系統中，系統需要實現遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案，主要應用于近距離的無線數據傳輸，也有用于近距離無線網絡接入。從早期的IRDA規范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊，由于它的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合，進行"點對點"的直線數據傳輸，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。

1. 紅外通信的基本原理

紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。

簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。

2. 紅外通訊技術的特點

紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：

⑴ 通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發;

⑵ 主要是用來取代點對點的線纜連接；

⑶ 新的通訊標準兼容早期的通訊標準；

⑷ 小角度（30度錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；

⑸ 傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經。

3. 紅外數據通訊技術的用途

紅外通訊技術常被應用在下列設備中：

⑴ 筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；

⑵ 打印機、鍵盤鼠標等計算機外圍設備；

⑶ 電話機、移動電話、尋呼機；

⑷ 數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；

⑸ 工業設備和醫療設備；

⑹ 網絡接入設備，如調制解調器。

4. 紅外數據通訊技術的缺點

⑴ 通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;

⑵ 目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;

⑶ 紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，功能單一，擴展性差。

5. 紅外通信技術對計算機技術的沖擊

紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。

紅外通信標準規定的發射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發內置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的，故不需要調制解調器。

紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。

6. 紅外通信技術開辟數據通信的未來

目前，符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(PCS)和全球移動通信系統(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的， 所以PCS數字電話系統可在任何一種PC機上使用， 包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數據通信。而且，由于該系統不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機) 也可以采用紅外接口裝置。

預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產生沖擊，對未來數據通信產生重大影響。

參考文獻

[1] 蔣俊峰. 基于單片機的紅外通訊設計[J]. 電子設計應用， 2003， 11.

[2] 曾慶立. 遠距離紅外通訊接口的硬件設計與使用[J]. 吉首大學學報(自然科學版)， 2001， 4.

[3] 鄧澤平. 一種多用途電度表的紅外通訊問題[J]. 湖南電力， 2003， 4.

[4] 朱磊， 郭華北， 朱建. 單片機89C52在多功能電度表中的應用研究[J]. 山東科技大學學報(自然科學版)， 2003， 2.

篇7

關鍵詞：VxWorks；實時操作系統；嵌入式操作系統；串行通信

[Abstract]Combiningwiththeapplicationofwindtunnelmeasureandcontrolsystemwithembeddedreal-timeoperatingsystemVxWorks,withtheserialcommunicationinitasanexample,municationmechanism，environmentconfigureandcorrespondingprogramexamplesareprovided.

[Keywords]VxWorks；RTOS；embeddedoperatingsystem；SerialCommunication

1前言

目前市場上比較著名的實時操作系統有：VxWorks、PSOS、Nucleus、QNX、VRTX、WindowsCE、Palm0S、Lynx0S等。其中，VxWorks是一個具有微內核、可裁剪的高性能強實時操作系統，在實時操作系統市場上處于領先地位。它以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術及實時性要求極高的領域中，如衛星通訊、彈道制導、飛機導航等。在美國的F-16戰斗機、B-2隱形轟炸機和愛國者導彈上，甚至火星探測器上都使用了VxWorks實時操作系統。在嵌入式實時操作系統中使用串口通信，不僅可擴展嵌入式設備通信能力，而且可擴大其應用范圍。

2VxWorks簡介

VxWorks是由wRS(windRiverSystems，Inc．)公司開發的一套具有微內核、高性能、可伸縮的實時操作系統，支持廣泛的網絡通信協議，并能夠根據用戶的需求進行組合，其開放式的結構和對工業標準的支持使開發者只需做最少的工作即可設計出有效的適合于不同用戶要求的系統。除了性能出眾的操作系統之外，wRS公司還提供了優秀的實時操作系統開發工具Tornado。Tornado由三個高度集成的部分組成：Tornado工具，一整套強有力的交叉開發工具；VxWorks運行系統，是運行在目標機上的高性能、可裁剪的實時操作系統；連接目標機和宿主機的通信選項，加以太網、串行線路、在線仿真等。Tornado能夠支持Windows、Unix等流行的工作平臺和PowerPC、X86、ARM等幾乎所有的目標處理器，所提供的工具可用于所有目標機，并具有兩種調試模式(系統模式和任務模式)。除了基本的功能和開發工具外，Tornado還具有先進的系列網絡產品，極大地擴展了Tornado的網絡特性，并增強了嵌人式微處理器的網絡特性。[1]

3串口通信基本原理

串口在嵌入式系統當中是一類重要的數據通信接口，其本質功能是作為CPU和串行設備間的編碼轉換器。當數據從CPU經過串行端口發送出去時，字節數據轉換為串行的位；在接收數據時，串行的位被轉換為字節數據。應用程序要使用串口進行通信，必須在使用之前向操作系統提出資源申請要求(打開串口)，通信完成后必須釋放資源(關閉串口)。

串口通信的優點是開發簡單，在傳輸數據量不大、要求速度不高而傳輸距離較大的通信場合得到廣泛應用。

在VxWorks中，將I/O系統設計成為任何類型的設備提供一個簡單、統一、獨立于設備的接口，任何對于串口的操作都可以視為對一個文件的操作，而不必了解串口設備或程序驅動實現的細節。在串口通信軟件的設計中，當串口初始化完成后，在使用之前利用open()打開相應串口，然后進行配置。

VxWorks提供終端和偽終端設備驅動。Tty驅動針對實終端；pty針對仿真終端的程序。Tty設備有兩種操作模式：raw模式和line模式。在raw模式下，每個剛從設備輸入的字符對讀者都是有效的；在line模式下所有輸入字符被存儲，直到NEWLINE字符輸入。設備選項字使用帶FIOSETOPTIONS功能的ioctl()程序來設置。[2]

配置完成后，依據串口打開時的讀寫標志，調用函數write()、read()對串口進行只讀操作、只寫操作或同時進行讀寫操作。

為提高數據接收的實時性，可采用中斷方式，利用VxWorks提供的select函數的事件觸發機制，將讀串口的任務阻塞使其一直等待數據，當有數據來到的時候該任務會立刻自動響應，提高系統的實時性。

4環境配置

在本實時應用系統中采用486機作為目標機，串口通信時目標機VxWorks系統啟動盤的制作步驟：

(1)修改通用配置文件\\Tornado\target\config\pc486\config.h。在config.h文件中加入以下宏定義：

#defineINCLUDE_WDB

#defineINCLUDE_WDB_TTY_TEST

#undefWDB_COMM_TYPE

#defineWDB_COMM_TYPEWDB_COMM_SERIAL/*定義通信方式為串口聯結*/

#defineWDB_TTY_CHANNEL1/*通道號*/

#defineWDB_TTY_BAUD9600/*串口速率，可設置至38400*/

#defineWDB_TTY_DEV_NAME"tyCo/1"

#defineCONSOLE_TTY0

#defineDEFAULT_BOOT_LINE"fd=0，0（0，0）hostname：/fd0/vxWorks\h=主機

ipe=目標機ipu=主機上的登錄用戶名"

(2)在Tornado集成環境中執行菜單命令Project>MakePC486>CommonTargets>clean刪除以前生成的文件，執行菜單命令Project>MakePC486>BootRomTargets>bootrom_uncmp編譯鏈接生成bootrom_uncmp；再選擇VxWorksTarget,編譯生成vxworks；

(3)拷貝\\Tornado\target\config\pc486\bootrom_uncmp至\\Tornado\host\bin下

(4)重命名文件bootrom_uncmp為bootrom；

(5)準備一張已格式化的空盤插入軟驅；

(6)在目錄\\Tornado\host\bin下執行命令mkboota:bootrom；

(7)拷貝\\Tornado\target\config\pc486\VxWorks至軟盤；

(8)將系統制作盤插入目標機軟驅，加電啟動目標機即載入VxWorkst系統。[3]

5程序示例

5.1在程序中加入下列頭文件

#include<vxWorks.h>

#include"strLib.h"

#include<string.h>

#include<sioLib.h>

#include<ioLib.h>

#include<stdio.h>

#include<ioctl.h>

#include<selectLib.h>

#include"types/vxTypesOld.h"

5.2打開串口

intopen_com1(void)//打開串口1函數

{intsfd；//串口設備文件描述符

sfd=open(”／tyCo／0”，0_RDWR，0)；//打開串口并返回串口設備文件描述符

if(sfd==ERROR)//如果不能打開串口1則打印出錯信息

printf("Youcan’topenportcom1!");

}

5.3配置串口

intconfig_com1(void)//串口1配置函數

{ioctl(sfd,FIOSETOPTIONS,OPT_LINE);//設置串口工作模式為行模式：LINE_MODE

ioctl(sfd,FIOBAUDRATE,9600);//設置串口波特率為9600bps

ioctl(sfd,FIOFLUSH,0);//清空輸入輸出緩沖

ioctl(sfd,SIO_HW_OPTS_SET,CS8|STOPB|PARENB|PARODD);

//設置8位數據位，2位停止位，帶校驗位，奇校驗

}

5.4串口接收數據

intaccept_com1(void)//從串口1接收數據函數

{while(1)

{char*accept_buf;

FD_ZERO(&fds_data);//位碼置零

FD_SET(sfd,&fds_data);//初始化位碼

width＝sfd+1;

//任務阻塞等待讀串口準備完畢；

if(select(width，&fds_data，NULL，NULL，NULL)==ERROR)

return(ERROR);

read(sfd,accept_buf,sizeof(accept_buf));//從串口讀字符

printf("acceptmessageis:%s\n\n",accept_buf);//輸出接收到的信息

}

}

5.5串口發送數據

intsend_com1(void)//向串口1發送數據函數

{char*send_buf="Datahadaccept!";//待發送數據

//任務阻塞等待寫串口準備完畢

if(select(width，NULL，＆data_fds，NULL,NULL==ERROR)

return(ERROR);

if(FD_ISSET(sfd，&fds_data))//檢查串口準備好就向串口寫數據

write(sfd，send_buf，sizeof(send_buf));

}

5.6關閉串口

close(sfd)；

6結束語

RS-232串口通信雖速率不高，但RS-422標準串行口通信則采用了雙線傳輸，大大增加了抗共模干擾的能力，最大數據傳輸速度可以達到10Mb/s，這對于遠程數據交換具有極大的優勢。

本文描述了在實時操作系統VxWorks中利用串口實現數據通信的方法，并給出了示例程序，目前已經在我們開發的風洞測控系統中獲得了應用。該方法可將其串口通信可適用于工業控制等多方面，具有廣泛的適應性。在嵌入式實時操作系統中使用串口通信，不僅可擴展嵌入式設備通信能力，而且可擴大其的應用范圍。

參考文獻：

1孔祥營，柏桂枝．嵌入式實時操作系統vxworks及其開發環境Tornodo[M]．北京:中國電力出版社，2002.01

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【關鍵詞】生產管理與監測；RS485；紡織車間

隨著我國紡織業的發展，許多國內很多紡織企業盡管實現了生產自動化，但也出現了企業管理和生產操作脫節的問題。目前，國內少數紡織企業通過生產管理信息管理自動化改造或實施ERP(企業資源計劃)系統等方法，較好的解決了企業管理和生產操作脫節的問題，取得了顯著的經濟效益。這類解決方案成本普遍較高，市場上實施成本在10萬元以下的生產管理自動化改造解決方案極少。本文研制的紡織車間集散型生產管理與監測系統定位于企業上層ERP與底層設備自動控制系統之間，協助企業建立快速反應的、有彈性、精細化的生產管理環境，提高勞動生產率。

1.紡織車間生產管理與監測系統總體方案設計

紡織車間生產管理與監測系統主要由安裝于紡織機的紡機生產監控儀與紡織車間管理軟件兩大部分組成，通過RS-485總線使織布車間的所有織機形成計算機控制與管理網絡，并建立相應的生產管理數據庫，實現了從制定計劃到生產過程監控，再到生產狀況的各種統計。

1.1 紡織車間生產管理軟件總體設計方案

紡織車間生產管理軟件將在Visual Studio 2005平臺開發完成，數據庫部分采SQL Sever 2005，管理軟件通過對數據庫進行訪問。管理軟件包括各類界面操作模塊、數據庫操作模塊、數據通信模塊，以及數據統計與分析模塊。需要實現紡織車間實時生產數據采集與統計、單臺紡織機參數設置、紡織車間員工考勤管理與工作量統計分析以及工資計算、紡織車間員工排班管理、單臺紡織機產品與產品統計分析、紡織機維修信息管理與故障率分析、紡織機異常分析等功能。

1.2 紡織車間生產監測儀總體設計方案

紡織車間生產監測儀一方面執行系統管理軟件的命令進行相應的控制操作，另一方面，把取得監測數據通過數據通道傳送給管理軟件，以便工作人員做出相應的操作。監測儀主要用于記錄員工在操作紡織機的生產過程產生的數據、產品型號，并根據上位機的要求，將一些重要信息發送到管理軟件的數據庫中。紡織機生產監控儀在以PIC16F946單片機為核心的硬件平臺上開發完成，其硬件電路由數據存儲模塊、產量檢測電路模塊、開關機執行電路模塊、人機對話電路模塊、RS485通信電路模塊、產量計算模塊組成。

2.紡織機生產監控儀設計

紡織生產監測儀的功能設計：

紡織生產監測儀主要用于記錄員工在操作紡織機的生產過程產生的數據、產品型號，并根據管理軟件的要求，將一些重要信息發送到管理數據庫中。該監測儀的功能可以分為布匹的生產產量計算模塊、員工信息和生產數據的設置模塊、RS-485數據通信模塊和信息存儲模塊與信息顯示，具體功能模塊如下：

(1)布匹的生產產量計算模塊

布匹的生產產量計算模塊由從傳感器取到的轉軸脈沖數和定時器的定時時間兩部分組成。其計數的基本原理是，當轉軸的轉速一定時，一秒鐘脈沖數為定值，一秒鐘生產的布匹長度為定值，所以員工生產的產量為每秒鐘的產量累加值。

(2)員工信息和生產數據的設置模塊

該模塊主要完成企業員工在生產時的信息錄入并保存，包含以下幾個子模塊。1)員工號設置：用于設置該機器的使用者，一個員工可以在多臺機器上工作，因此一個員工可以在多臺機器上設置自己的員工號。2)產品號設置：用于設置工作時的產品型號。3)機臺號設置：用于設置機器的工作臺號，該號碼不可以隨便改變，因此在設置機臺號時需要同時按下多個按鍵才能實現。4)機器檢修標志設置：設置該機器的檢修員工號，并向上位機的管理系統告知該機器正在檢修。5)定長設置：用于設置員工必須完成的最低生產產量。

(3)信息存儲

該模塊主要用于存儲設置數據、生產產量和掉電時重要的數據。

(4)RS-485數據通信模塊

該數據通信模塊的作用是接收上位機數據管理系統發出的命令，并執行相應的操作。該模塊應包括以下功能：1)485通信協議編制。2)管理軟件命令分析。3)命令執行與發送數據。

(5)人機界面模塊

該模塊主要由按鍵和LCD顯示組成，該模塊應包括以下功能：1)按鍵識別與處理。2)LCD顯示。

3.紡織車間生產管理軟件設計

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關鍵詞：RS-485；75176芯片

中圖分類號：TP273文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 07-0000-01

MCU-based RS-485 Communication Design

Chen Yong1,Guo Aiping2,Qin Yue1

(1.Artillery Command College,Information Department,Xuanhua075100,China;2.Staff Communication Training Base,Xuanhua075100,China)

Abstract:This paper discusses the rs-five 485 hardware circuit basic structure.Introduces the use of 75176 chip,analyzes the basic principle,

the circuit for the rs-five 485 control side DE described the design.This paper introduced the selection and use of serial card,and finally presents the basic method of RS485 software design flow general.

Keywords:RS-485;75176 chips

一、功能介紹

在許多工業過程控制中，需要用最少的信號線來完成通訊任務。目前廣泛應用的RS-485串行接口總線就是為了適應這種需要而產生的。它實際上就是RS-422總線的變形。兩者不同之處在于：RS-422為全雙工，而RS-485為半雙工；RS-422采用兩對平衡差分信號線，RS-485只需其中的一對。RS-485更適合多站互連。在MCU之間中長距離通信的諸多方案中，RS-485因硬件設計簡單、控制方便、成本低廉等優點廣泛應用于工廠自動化、工業控制、小區監控、水利自動報測等領域。但RS-485總線在抗干擾、自適應、通信效率等方面仍存在缺陷，一些細節的處理不當常會導致通信失敗甚至系統癱瘓等故障，因此提高RS-485總線的運行可靠性至關重要。

RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等。這些優點使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網絡一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9（針）。

在工業控制及測量領域較為常用的網絡之一就是物理層采用RS-485通信接口所組成的工控設備網絡。這種通信接口可以十分方便地將許多設備組成一個控制網絡。本文討論了基于單片機RS-485通訊的相關技術細節。

二、基于單片機RS-485通訊的設計

（一）支持RS485通訊的核心芯片75176簡要介紹

75176差分總線收發器是用于多點總線傳輸的雙向數據通信的單片集成電路。它是為平衡傳輸線而設計的，符合EIA RS-422/RS-485規范，將三態輸出的差分線驅動器和差分輸入線接收器合為一體，其差分輸出和差分輸入內連成差分輸入、輸出總線I/O口，而且驅動器和接收器均具備有源的外接控制端，以適應其分時享用公共總線和雙向傳輸信息之用。其總線口具有很寬的正、負共模電壓范圍。

驅動器吸收或供給電流可達60mA，具有很強的負載能力，而且具有正負電流限制和熱斷路保護，以防止線路故障，熱斷路在結溫150攝氏度時發生。

（二）電路基本原理

光電耦合器TLP521讓單片機與75176之間完全無電連接，提高了工作可靠性。當單片機P1.3=0時，光電耦合器的發光二極管發光，光敏三極管導通，輸出高電平（＋5V），選中RS485接口芯片的DE端，允許發送。當單片機P1.3=1時，光電耦合器的發光二極管不發光，光敏三極管不導通，輸出低電壓（0V），選中RS485接口芯片的RE端，允許接收。75176的R端（接收端）和D端（發送端）的原理與上述類似。

為了進一步提高系統的抗干擾性，還在發射端配置了匹配電阻和穩壓管。其中，匹配電阻可以防止遠距離通訊時阻抗不匹配時發生的反射現象。穩壓管則可以去掉信號的高頻干擾，對器件有保護作用。

（三）RS485串口的擴展

一般一臺計算機有兩個或者一個串口，而對于一臺播控計算機需要控制的設備遠遠不止兩臺設備，我們需要同時控制視頻服務器，錄像機、切換臺、字幕機等各種設備。所以就需要對串口進行擴展，我們可以使用串口擴展卡對串口進行擴展，比如我們在播控系統中使用的串口擴展卡MOXA CI-134。

MOXA CI-134是專為工業環境通信應用設計的RS-422/485四串口卡。它支持4個獨立的RS-422/485串口，在一對多點的通信應用下，最多可控制128個設備。為使RS-485 2線半雙工操作變得更加簡單，每片CI-134卡都具有數據流向自動控制（ADDC），不需軟件操作。因此，在Windows應用下不需額外的編碼就能控制RS-485半雙工協議。為達到工業環境對高可靠性產品的要求，本系列產品提供可選擇的光電隔離（2KV）和浪涌保護（25KV ESD）功能。

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關鍵詞：計算機網絡；教學改革；應用型人才

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1“計算機網絡”課程的主要特點

(1) 內容廣泛，教與學難度大

“計算機網絡”課程是計算機類專業的一門專業課程，更是計算機網絡專業的核心課程，包括數據通信技術基礎知識、網絡體系結構、局域網、廣域網、網絡設備、網絡安全等。其內容廣泛且大部分非常抽象，學生學起來較枯燥、難以理解。

(2) 實踐、應用性強

“計算機網絡”課程包含許多實踐性的內容，如路由器、交換機等網絡設備的配置、局域網絡的組建、應用服務器的搭建等，光靠課堂上講是不可能使學生理解和掌握的，必須進行實踐訓練。

(3) 時效性強，更新快

通信技術以及計算機技術的迅猛發展使得計算機網絡技術也不斷推陳出新，這就要求我們必須及時更新教學內容才能跟上時代的步伐。

而在“計算機網絡”課程的教學中存在著教學內容與現實脫離、教學模式不適應課程特點、實驗教學環節薄弱等方面的問題，不能滿足社會對學生所學知識的要求。因此，對“計算機網絡”課程教學的改革勢在必行。

2教學改革

(1) 教學內容的改革

“計算機網絡”是一門公認的較難教授的課程，全國大多數院校本科計算機網絡課程教學大綱要求學生掌握網絡通信基本原理，主要討論計算機網絡OSI/RM七層體系結構和TCP/IP體系結構。課程內容主要包括計算機網絡基本概念、網絡體系結構，然后按照網絡體系結構分別闡述物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層的基本原理和協議。學生學后難以理解，不少學生可能感覺到學過與沒學一個樣，并無實際作用。

為了培養高級工程應用型人才，計算機網絡的教學應緊緊圍繞著網絡建設、應用和管理這一主線進行，突出實用性、先進性，可將教學內容分為計算機網絡基礎知識、局域網技術、網絡設備與互聯、網絡安全、網絡應用與管理等五部分內容。

在計算機網絡基礎知識中，主要介紹網絡的概念、分類、數據通信技術和網絡體系結構。在介紹體系結構時，簡化OSI參考模型的內容，擴充事實標準TCP/IP的內容，將OSI參考模型與TCP/IP參考模型二者相結合；在介紹網絡協議的原理與作用時，注重幾個常用協議，不用的完全可以不講或少講；但象IP地址規劃、配置，則應作為一個重點。也就是說，內容應新，要減少那些淘汰了的內容。

在局域網技術中，應重點介紹局域網的組成和常用的局域網，如交換式以太網技術和虛擬局域網技術，而令牌網、10BASE2、10BASE5以太網等，則可以簡化其內容。

在網絡設備與互聯中，則應以交換機、路由器設備為主，介紹廣域網接入技術。象網橋、集線器等網絡設備，僅介紹其基本概念即可；而交換機、路由器，除掌握其概念、原理，還應要求學生學會其基本配置；廣域網接入技術中，應簡化目前已經基本淘汰的如X.25、幀中繼技術等部分內容，增加了已經走向人們身邊的接入技術，如作為TCP/IP網絡骨架的路由器技術。

在網絡安全中，應重點介紹常見的網絡安全技術，引進新的技術充實教學內容。除Windows安全中心(包括注冊表的入侵與防范、Windows防火墻技術等)外，還可增加NAT、ACL、防火墻等內容。

網絡應用與管理中，需重點介紹網絡系統與服務等，應演示常用的網絡命令、建立常用的服務器、配置服務器等。

(2) 教學方法和手段的改革

在教學過程中，應充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，激發學生的興趣，推行“互動式”、“啟發式”、“案例教學”等各種有利于學生創新能力培養的教學方法。

① 激發學習興趣

學生在學習活動中，興趣是最好的老師，在教學中應設法激發學生的學習興趣，把“教師要求學生學”改變為“學生主動要求學”。比如學生普遍有一定的計算機操作能力，能熟練地上網，對網絡有興趣，則第一次上課就可以首先介紹計算機網絡的重要性和在現實生活中的具體應用，還可以讓學生發言，談談自己使用網絡的情況，并互相交流。這樣，學生對網絡的宏觀有個輪廓印象，明白了網絡的實用性，增加了學習的興趣和動力。

② 互動式、啟發式教學

采用互動式、啟發式教學，引導學生進行思考。在每一章的開始，可以先提出通信過程中的問題，然后啟發學生“如何解決這些問題？”如，在講分層體系結構時，先提出問題“如何實現兩臺主機之間點對點的通信？”。為實現這一目的，需要通信雙方在物理傳輸媒體、接口、信號編碼、調制方式、通信速率等物理指標上遵循統一約定，這就是物理層標準的目的；而物理層不能保證可靠傳輸，可能出現誤碼而且無法實現流量控制、連接控制等功能，所以要在點對點線路上實現可靠通信，還需要借助于數據鏈路層協議；在數據鏈路層和物理層協議的控制下雖可實現點對點可靠通信，但實際網絡不可能在任何兩臺主機之間存在點對點線路，所以采用了以路由器為核心的網狀結構，由路由器對數據報進行逐級轉發，這就是網絡層協議，……。由此逐步啟發學生掌握分層的體系結構思想。

③ 案例教學

采用案例教學，鼓勵有實際經驗的教師將網絡工程案例引入課堂教學。工科院校的學生應該重在能力的培養，注重的是理論聯系實際。通過案例教學，學生可以學習到設備選型、組網規劃、網絡技術應用等網絡方案設計的方法和策略，學習如何使用最合理可行的解決方案實現客戶需求。另外，組網案例具有可復制性，比如中小型企業網絡組建和規劃案例在大部分企業中都是適用的。

④ 教學手段的多樣化

在教學方法改革的同時還應充分利用多媒體教學、網絡課堂等現代化教學手段。由于計算機網絡課程中專業術語抽象，概念多，不易理解，靜態的文字課件往往很難描述清楚，因此采用多媒體教學的手段在課件中大量引入動畫、動態視頻、聲音等多種形式，使抽象的信息形象化，可幫助學生理解、加深印象、引起興趣。如網絡體系結構中每一層協議數據單元及其封裝過程都是十分抽象的，可以采用圖形與動畫方式，把每一層封裝的過程演示出來，既生動形象又易于理解和掌握。此外，還可以充分利用校園網絡資源，建立網絡課堂，提供課件、授課錄像以及試題庫，使課堂教學得以延伸，方便學生課外學習。

(3) 實驗教學的改革

“計算機網絡”是一門工程應用特征非常明顯的課程。工科院校在進行課程改革時，應該以提高學生工程應用能力為目的，以市場為導向，形成一個較為完整、系統的實驗教學體系。

① 規范實驗室建設

為了保障計算機網絡課程實驗教學的正常進行，組建一個計算機網絡的專業實驗室是必要的。這個實驗室應包含多種設備：二層交換機、三層交換機、路由器、防火墻

等，其網絡拓撲結構應該能夠靈活組合，并且可以進行多區域分布實驗。實驗室的建立，可以是對現有實驗室進行改造，添加一些專業的網絡設備，也可以聘請專業的公司建立如Cisco網絡實驗室、銳捷網絡實驗室等等。

② 改革實驗內容

計算機網絡實驗內容的選擇是整個實驗教學設計最重要的一環，也是當前實驗教學改革的重點和突破口。因此在設計實驗內容的時候，既要涵蓋教材中主要的知識點，又要兼顧對學生動手能力和創新意識的培養，而且所設計的實驗內容還應該具備實用性和可操作性。因此，計算機網絡課程實驗可以分以下幾個層次進行：驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。

 驗證性實驗，主要用于驗證網絡的各種協議，讓學生更形象地理解理論知識。主要實驗包括以太網幀的構成、IP地址分類與數據包組成、IP地址轉換協議、ICMP和UDP數據報的傳送、TCP數據通信、HTTP協議、TELNET、SNMP及其他。

 綜合性實驗，目的是為了讓學生更好地應用網絡知識，提高實踐能力。主要實驗包括熟悉網卡、網線、集線器、交換機、路由器等硬件設備，以及網絡工具、并制作雙絞線；學會交換機、路由器的安裝、配置，組建局域網，配置虛擬局域網，進行安全性設置；學習Internet的接入和使用，配置WEB、FTP、DNS、DHCP等服務器。

 設計性實驗，目的是讓學生進一步掌握UDP及TCP協議的工作原理，掌握SOCKET編程的基本方法，實現網絡數據傳輸。主要實驗是用SOCKET套接字進行網絡程序設計。

③ 工程化訓練以及專業資格認證

建立實訓基地，加強企業合作，組織成績優良的學生到合作企業中參加網絡工程實施工作，以工程的方式鍛煉學生應用能力；此外還可以組織學生參加實驗室、辦公室網絡、宿舍局域網等基礎網絡組建，通過工程化訓練培養學生從事網絡工程實施的能力。

同時，鼓勵學生參加專業資格認證考試，如Cisco公司的CCNA、CCNP，華為3com公司的HCNE、HCSE，銳捷的RCNA、RCNP等。通過取得專業資格認證來提高學生就業競爭力。

3教學效果與總結

幾年的教學實踐證明，新的教學方案端正了學生的學習態度、提高了他們的學習積極性和主動性，也充分訓練了他們解決實際問題的能力。隨著計算機網絡技術的飛速發展，社會對學生能力的要求在不斷的變化，我們還需進一步努力探索，以使計算機網絡的教學水平不斷進步、提高。

參考文獻

[1] 謝小蓮. 關于“計算機網絡”課程教學的思考[J]. 中國冶金教育,2008,(4):29-31.

[2] 陳愛國,馮斌. 網絡實驗室建設與實驗教學改革[J]. 中國現代教育裝備,2007,(5):38-40.

[3] 仲紅. “計算機網絡”課程的教學改革與實踐[J]. 安徽理工大學學報:社會科學,2007,9(1):88-90.

[4] 孫文清,蘭影杰. 高職計算機網絡課程教學改革與實踐[J]. 職業技術教育,2006,27(20):18-19.

Teaching Reform Based on The Training of Engineering Talent in Computer Network Curriculum

WEN Zhi-ping

(Nanjing Institute of Technology, Nanjing, Jiangsu 211167)