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數據通信的含義范文1
關鍵詞：數據通信技術；原理；分類；應用
前言
數據通信傳輸是利用信道將信息實現了傳輸功能，其可以利用有線進行通信的傳輸，也可以利用無線進行傳輸，這時所說的數據并不是我們平進所講的數據，其是指具有某種含義的數字、字母或符合的組合。數據通信是一項新的通信方式，其是計算機技術和通信技術相互結合及滲透的結果。其隨著計算機的廣泛應用發展起來，實現了不同地點之間數據的傳輸，使信息資料共享成為可能。
1 技術介紹
1.1 通信系統傳輸手段
電纜通信：雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式：SSB/FDM?；谕S的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信：比較同軸，易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調制，通信容量6000路/頻道。數字微波采用BPSK、QPSK及QAM調制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調制技術提高微波通信容量，可在40M頻道內傳送1920～7680路PCM數字電話。
光纖通信：由于激光在光纖中可以進行長距離傳輸，而且其通信容量較大，通信距離長，而且具有較強的抗干擾性，因此在目前通信傳輸中得以廣泛的應用，而且發展成為光纖通信網。而且光纖通信可以容納超萬門的通話路數，具有較強的通信能力。在近些年來，光纖通信技術得以快速的發展，同時其各種設備也應用到光纖通信中來。
衛星通信：通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前，成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。
移動通信：GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術：調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。
1.2 數據通信的構成原理
數據終端（DTE）有分組型終端（PT）和非分組型終端（NPT）兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端（TeLetex）、用戶分組裝拆設備（PAD）、用戶分組交換機、專用電話交換機（PABX）、可視圖文接入設備（VAP）、局域網（LAN）等各種專用終端設備；非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備（DCE）組成，如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調制解調器（MODEM），它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換；如果傳輸信道為數字信道，DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換，以及線路接續控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區分外，還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網線路之分。
2 數據通信的分類
2.1 有線數據通信
數字數據網（DDN）。數字數據網由用戶環路、DDN節點、數字信道和網絡控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。DDN作為數字通信網絡，其是將數字通信、光纖通信及數字交叉連接等技術有效的結合起來，數字信道中的網絡連接線路及用戶的環路傳輸都是數字的，但在實際應用中還有采用電纜及雙絞線的，使其傳輸質量受到較大的影響。
分組交換網。分組交換網（PSPDN）是以CCITTX.25建議為基礎的，所以又稱為X.25網。其功能是實現對報文進行存儲及轉發，同時在實現這一功能時，需要將報文按照一定長度的數據段進行劃分，在每個數據段上加上控制信息，從而形成一個帶有地址的分組組合群體利用網絡進行傳輸。其可以在一條電路上分出若干條虛線路，從而供多個用戶同時進行使用，可以提供動態路由選擇功能和誤碼檢錯功能，但卻存在著一個較大的弊端，即網絡性能處于較差的水平。
幀中繼網。幀中繼網絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網三部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內，加上尋址和控制信息后在網上傳輸。
2.2 無線數據通信
無線數據通信是在有線數據通信的基礎上發展起來的，也可稱之為移動數據通信，而與有線數據不同之處即是不是通過有線進行傳輸的，是利用無線電流來進行數據的傳遞的，所以其適用范圍更廣，不僅可以使終端與計算機或計算機之間進行通信，同時可以實現計算機與人之間的通信，即實現移動通信。
3 數據通信的應用
3.1 有線數據通信的應用
3.1.1 數字數據電路（DDN）的應用范圍有：①可提供一定強度的中高速數據通信業務。例如局域網互聯、大中型主機互聯、ISP等。②為分組交換網提供中繼電路。③提供點對點、一點對多的業務。④提供中繼幀的業務。同時也擴大了DNN的業務范圍。⑤提供語音、圖像等通信。⑥提供虛擬專用業務。
DDN可以應用到多個領域內，具有非常強的適應性，有效的促進了數據交換的發展，而且在無線移動通信網上利用后，增強了聯網功能，不僅有效的提高了網絡的可靠性，同時也使網絡的自愈能力得以有效的提高。
3.1.2 分組交換網的應用
在進行內部廣域網的架設時，利用分組交換網使其業務資費更加便宜，是最為經濟的一種選擇。同時可以進行單點及多點連接，而且通過分組交換網進行分組連接，比DDN專線的成本有很大程度上的降低，所以有效的降低了成本，對于64k的低速場合具有非常好的適用性。
3.1.3 幀中繼技術的應用
幀中繼有許多好處，其中比較實用的有如下幾點：①降低網絡互連費用，由幀中繼技術可以在一條物理鏈接中進行多條邏輯連接，所以一條物理鏈接可以接入多個用戶，這樣可以有效的降低用戶接入的費用。②簡化了網絡功能，提高了網絡性能。由于在幀中繼技術中其傳統系統利用光纖來進行傳輸，所以使其網絡處理功能得以進一步簡化，有效的強化了網絡的功能及縮短了網絡響應的時間。同時由于高層協議的性能，使物理網絡的復雜化得以進一步簡化，有效的保證了高層網絡的獨立性。③同時幀中繼技術中采用了國際的標準，有效的提高了各種產品的兼容性，從而使其利用率得到較大的提升。而且其協調較為簡單，所以為各大廠商之間產品實現兼容性和互通互聯性奠定了良好的基礎，使其很容易實現。
3.2 無線數據通信
當前移動用戶所應用的都是無線數據通信，所以也稱之為移動數據通信，這種技術在我們的日常生活中使用的較為普遍，其業務可以分為兩大類，即基本數據業務和專用數據業務，基本業務較為常見，如廣播、傳真等，而專用業務是某個行業的特殊用途，如汽車導航衛星定位、3G手機網絡等。無線數據通信的應用范圍較為廣泛，而且隨之技術的不斷完善和發展，其將得到更廣泛的應用。
4 結束語
目前在我們的工作和生活當中，數據通信技術已得到廣泛的應用及普及，而且其新技術處于頻繁的更新過程中，所以需要我們加強對新知識和新技術的學習和應用，及時了解和掌握數據通信技術的發展態勢，從而使數據通信業務得到在各個領域及各個層次中都得以廣泛的應用，對社會的發展及進步起到積極的推動作用。
參考文獻
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[2]周斌.數據通信與計算機網絡的發展[J].信息系統工程，2011（1）.
數據通信的含義范文2
關鍵詞：串行通信；VB6；數據解析；數據轉化
中圖分類號：S972.7+6 文獻標識碼：A
1 相關技術
1.1 vb6.0簡介
Visual Basic是基于Windows平臺的可視化程序設計語言,具有簡單易學、功能強大、軟件費用支出低、見效快等特點。它提供了快捷的編程方法，使得專業人員得心應手開發應用程序；VB6.0可以開發出美觀大方的界面，其代碼效率已達到Visual C++的水平。在面向對象程序設計方面，VB6.支持封裝、繼承和多態的面向對象特征。Visual Basic6.0包含學習版、專業版和企業版，用戶可以根據實際情況靈活選擇；Visual Basic 6.0 可以開發出高性能的企業應用程序和Web的應用程序。
1.2 串口通信
串口是計算機上常用的接口，串口協議是計算機上一種非常通用設備通信的協議，它可以很好的支持儀器儀表設備間的數據通信，用于采集遠程設備發出的數據。串口通信使用方法比較簡單，按位發送和接收字節；因為串口通信是異步傳輸，可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據，可以實現遠距離通信。一般來說，串口可以支持長度可達1200米的ASCII碼字符的傳輸；在串口通信時，需要設置四個重要的參數：波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。
1.3 MSChart控件
MSChart控件，是一個圖形統計和報表圖形顯示控件，它提供了許多很好的圖形處理方法，支持Web和WinForm兩種應用程序方式，包含英文版，中文版。在編寫程序時，MSChart控件提供了很好的數據功能，它可以跟一個數據網格（DataGrid對象）關聯，該數據網格顯示了采集到的數據，數據網格還可以繪制出高質量的曲線，并且都可以動態的改變，類似于Windows操作系統的進程管理器。
2 通信原理與通信協議分析分析
2.1 通信原理
在油田數據通信系統中，采用RS-232串口進行數據通信和傳輸，用來實現計算機和其它設備進行數據通信功能。在數據采集時，計算機使用了VB中的通信控件來完成數據的發送和接收，使用VB解析指令來完成數據的轉換。下面是計算機與其它設備采集數據的設計原理圖，如圖所示：
2.省略mport=2 含義：選取的是com2端口
Mscomm1.settings=“9600,N,8,1” 其代碼含義如下：
9600表示波特率為9600，N表示：無奇偶校驗；8表示：數據位為8，1表示：停止位為1
4 數據采集曲線的繪制
4.1 調用Mschart組件
在VB中，Mschart組件是一個外部Activex控件，專門用于實現圖標功能，可以方便創建包括條形、餅形、線形等不同類型的三維圖表。在使用該控件時，需要完成標題、坐標、數據點的設定，其中，數據點中的數據是源于采集到的數據，也就是不斷變化的點。
本系統程序設計時，自動調用了Mschart組件繪圖組件，描述了實時測量的數據的趨勢曲線圖，并隨著時間變動實時更新，以便分析。
4.2 編寫繪圖函數
編寫繪圖函數，可以方便調用，很容易繪制出點、直線、矩形、圓和橢圓等圖形，使得繪圖變得十分輕松。在繪圖時，以Picturebox作為畫板，在其中顯示實時數據曲線。對于畫線功能，可以使用VB中畫線（line）函數來實現，它的語法為:
object.Line[Step1](x1，y1)[Step2](x2，y2)，[color]
其中，可選項Step1設置起點坐標相對于當前圖形位置圖標的偏移量；(x1，y1)指定直線的起點坐標或矩形的左上角坐標；可選項Step2設置終點坐標相對于當前圖形位置圖標的偏移量；(x2，y2)指定直線的終點坐標或矩形的右下角坐標；color是指繪畫所用的RGB顏色，可以被忽略。
結束語
本文是在windows環境下利用VB6.0串行通信技術完成了油田數據通信系統中的數據采集功能，并對其實現過程作了詳細的設計與實現。
參考文獻
數據通信的含義范文3
【關鍵詞】數據通信；交換方式；應用前景
一、引言
數據通信是以“數據”為業務的通信系統，數據是預先約定好的具有某種含義的數字、字母或符號以及它們的組合。隨著計算機技術與計算機遠程信息處理應用的發展，數據通信應運而生，它實現了計算機與計算機之間、計算機與終端之間的傳遞。隨著電信技術的迅速發展，數字數據網（DDN），分組交換技術（X.25），幀中繼（FR）和異步轉移模式，IP交換等多種數據交換技術應運而生。下面將對交換方式和具體的數據交換技術進行分析和說明。
二、數據通信的交換方式
（一） 電路交換
電路交換，該方式是指能為任意一個入網用戶提供一條臨時的專用物理信道，這條物理信道是由通路中各節點內部在空間或時間上完成信道接續而構成的。在通信中自始至終使用該鏈路進行信息傳輸，不許其他計算機或終端同時共享該電路，通信結束才釋放該信道。
（二） 報文交換
報文交換，在這種交換方式中，收、發用戶之間不存在直接的物理信道。它是將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中（內存或外存），當所需輸出電路空閑時，再將該報文發往需要接收的交換機或終端。
（三） 分組交換
分組交換，也稱為包交換，它是將用戶發來的數據分割成若干個一定長度的數據包（稱為分組或打包）。在每個包前面加一個分組頭，其中的地址標志指明該分組將發往何處，然后由分組交換機根據每一組的地址標志，將它們轉發到相應的目的地，這一過程稱為分組交換。
三、數字數據網（DDN）
（一） 工作方式
數字數據網是一種高帶寬、高質量的公共數字數據通信網，其傳輸信息的信道為數字信道。數字數據網屬于同步數字傳輸網，不具備交換功能。采用同步轉移模式的數字時分復用技術，用戶數據信息根據事先約定的協議，在固定的時隙以預先設定的通信帶寬和速率傳輸。
（二） 特點
數字數據網（DDN）的特點有：（1）DDN是透明傳輸網，采用交叉連接技術和時分復用技術，由智能化程度高的用戶端設備來完成協議的轉換，不受任何規程的約束，是全透明網，面向各類數據用戶。（2）傳輸速率高。在DDN網內的數字交叉連接復用設備能提供2Mbps或N×64Kbps（≤2M）速率的數字傳輸信道。（3）連接方式靈活。不僅能和用戶終端設備進行連接，也可以和用戶網絡連接，從而為用戶提供靈活的組網環境。
（三） 提供的業務
由于DDN網是一種全透明的網絡，能夠提供多種業務來滿足各類用戶的需要。因此，它可為分組交換網和公共計算機互聯網絡等提供中繼電路；可提供點對點和一點對多點的業務；可提供幀中繼業務；可提供語音、圖象、G3傳真和智能用戶電報等業務；可提供虛擬專用網業務。（1）組建公用數字數據通信網；（2）為公用數據交換網、各種專用網、無線尋呼系統等提供中繼或數據信道；（3）為幀中繼、虛擬專用網、LAN以及不同類型的網絡提供網間連接；（4）利用DDN實現大用戶局域網。
四、分組交換技術（X.25）
（一） 工作方式
分組交換方式是在傳統的存儲轉發方式交換的基礎上發展起來的一種新型交換方式。其工作過程是分組終端將用戶要發送的數據分割成一定長度的分組，每個分組有一個分組頭，用以指明該分組發往的目的地址，然后按順序送分組交換網發送。
（二） 特點
分組交換動態分配線路資源，傳輸速率高；能為不同種類的終端互通提供方便；X.25網絡能與公用電話網、用戶電報、低速數據網及其他專用網互連。具體內容如下：（1）分組多路通信。由于每個分組都包含有控制信息，所以分組型終端可以同時與多個用戶終端進行通信，可把同一信息發送到不同用戶。（2）交織傳輸。（3）多規程兼容。分組網中最常用的協議是X.25，它由CCITT提出，包括3個層次：物理層，鏈路層、分組層。除了X.25規程之外，通過某些規程變換手段，能于不同規程的終端之間進行通信。
（三） 提供的業務
分組交換網能提供永久虛電路（PVc）及交換虛電路（SVc）等多種業務。利用分組交換網的通信平臺，還可以開發與提供一些增值數據業務：（1）電子信箱業務：又稱電子郵件。它是以存儲-轉發方式進行信息交換。在分組交換網平臺上，用戶發送信息按規定格式送電子信箱的存儲空間，再由電子信箱系統處理和傳輸后，送到接收用戶的電子信箱并通知收信人。（2）電子數據交換業務（EDI）是計算機、通信和現代管理技術相結合的產物，又稱“無紙貿易”。EDI是電子單證代替了紙面單證，由傳統的多點對多點的聯系變為網絡i型奶昔傳遞。
五、幀中繼（FR）
（一） 工作方式
幀中繼是一種在分組交換技術基礎上對原來的分組交換協議做了簡化的數據傳輸新技術，它在OSI第2層上用簡化的方法傳送和交換數據，幀中繼交換僅完成OSI物理層和鏈路層核心層的功能。而將流量控制、糾錯控制等留給終端去完成，大大簡化了節點機之間的協議，提高了傳送速率。
（二） 特點
幀中繼（FR）的特點有：（1）網絡資源利用率高。（2）傳輸速率高。（3）費用低廉。（4）兼容性好。（5）組網功能強。
（三） 提供的業務
幀中繼采用面向連接的交換技術，能提供交換虛電路（SVC）和永久虛電路（PVC），但目前僅采用交換虛電路。其常用于：（1）組建幀中繼公開網，提供幀中繼業務。（2）在分組交換機上安裝幀中繼接口，提供業務。（3）為用戶提供低成本的虛擬寬帶業務。（4）在專用網中，采用復用物理接口可減少局域網互聯時的橋接器、路由器和控制器所需的端口數量，并減少互連設備所需通信設施的數量。
六、異步轉換模式（ATM）
（一） 工作方式
異步轉移模式是建立在電路交換和分組交換基礎之上的一種面向連接的寬帶交換技術，它采用定長分組將數據圖象、語音等信息分解成固定長度53B的信息，這種定長分組叫做信元。ATM以信元為單位進行傳輸、復接、交換和統計復用，復用時只要獲得空信元就可以插入信息發送出去，信息插入的位置是非周期性的。
（二） 特點
異步轉換模式（ATM）的特點有：（1）采用面向連接的工作方式，通過建立虛電路來進行數據傳輸，同時也支持無連接業務。（2）采用固定長度的數據包，有利于寬帶高速交換。（3）ATM采用異步時分復用技術。（4）ATM技術簡化了網絡功能與協議。
（三） 提供的業務
ATM可以提供同步數字序列傳送網的全部功能，并向用戶提供任意速率和能進行統計復用的變速率信道，以提高網絡的經濟效益；支持面向連接和無連接數據通信業務和幀中繼業務；用于局域網互聯，或組成虛擬局域網；用于Internet，提供更高的速度；還可以用于電視領域。
七、IP交換
（一） 工作方式
IP交換即三層交換技術，在網絡標準模型中的第三層實現了分組的高速轉發，效率大大提高。簡單地說，三層交換技術就是“二層交換技術 + 路由轉發”。它只對數據流的第一個數據包進行路由地址處理，按路由轉發，隨后按已計算的路由在ATM網上建立虛電路VC。以后的數據包沿著VC以直通的方式進行傳輸，不再經過路由器，從而將數據包的轉發速率提高到第2層交換的速率。
（二） 特點
IP交換的特點有：（1）IP交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發送信息。（2）采用存儲轉發的傳輸方式。（3）通雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。
（三） 提供的業務
面向連接，適合多業務環境，QoS保障，用于寬帶IP骨干傳輸。
八、結束語
綜上所述幾種數據交換技術，其特點和用途有交叉和重疊。對于用戶來講，選擇何種技術，應根據自己的需要，從經濟性、發展性等角度予以取舍，爭取各種數據通信技術在各個層次、各個領域得到綜合利用。
參考文獻：
[1] 張煦，數據通信在近年發展趨勢[J]，電信工程技術與標準化，2005，（4）.
[2] 糜正琨，楊國民.交換技術[M].北京：清華大學出版社，2006.
數據通信的含義范文4
地震觀測臺網常用的通信方式
地震觀測利用通訊技術實現觀測數據的遠程傳輸，在我國，遠程地震觀測數據傳輸開始于1966年，最初采用電話線路，雖然傳輸能力有限，但卻將地震觀測帶入了實時的時代。隨著現代通信的發展，不同的通信模式，如無線短波、微波、衛星通信、DDN專線等，在地震觀測中都發揮過重要作用(中國地震局監測預報司，2003)。這些通信模式總體可分為兩大類，即有線通信和無線通信(紀越峰等，2002)。
1有線通信
有線通信是目前地震觀測通信的主要手段，在實時地震觀測中，SDH光纖通信已大量得到應用。SDH光纖有線通信的優點在于其強抗干擾性、高穩定性、時延小、大帶寬、高傳輸速率以及保密性較好等。在“十五”期間建設的中國數字強震動臺網中，部分臺站利用的是PSTN公用電話網撥號，其雖然可以滿足僅以獲取強震動記錄為目的的強震動觀測的需求，但實時性差，從使用的情況看，可靠性和效率也不高。有線通信的弊端為需要布設專門的通信線路，抗擊自然災害能力差，易受雷擊和人為破壞。
2移動通信
移動通信技術近年來飛速發展，在我國正由2G向3G通信過渡。由于不需要鋪設通信線路，移動通信的主要優點就在于架設非常方便，還能避免雷擊導線引入以及線路損毀導致的故障，降低了故障發生的幾率。在幾種通信方式中，移動通信技術使費最低。但在2G時代，該種通信技術存在著信號穩定性差、時延較長、帶寬窄、容易堵塞等問題?！笆濉逼陂g，2G移動通信技術也有所應用，在一些測震固定臺和流動臺，CDMA1x被用于實時傳輸數據(肖武軍等，2009)，但效果明顯差于光纖通信。在強震動臺網中，CDMA1x也有較大范圍的應用(崔建文等，2007)，但不進行數據的實時傳輸。3G通信速率、帶寬、時延等指標有非常大提升，測試表明，3G通信(CDMA2000、WCDMA)能有效地實現地震數據的實時傳輸。但目前3G網絡的覆蓋面還不大，限制了其在地震觀測中的應用。3G通信雖然在性能上較2G有了很大的改善，但仍然存在著抗干擾能力弱、傳輸質量不太穩定等問題。
3衛星通信
在所有通信手段中，衛星通信的抗災能力是最強的，因此，作為應對災難性地震的通信手段，VSAT衛星通信在一些國家級基準地震臺中得以應用(任鎮，李大輝，2010)，并被用于地震應急通信(李永強等，2007)。衛星通信的優勢為不受地理條件的限制，且通信質量穩定可靠。衛星通信優點明顯，但也存在著時延長、運行成本高等明顯的缺點，對于VSAT衛星通信，采用較大尺寸的天線，需要精確對星，在遭遇強烈振動時，由于天線劇烈晃動，很難保證通信的正常。
地震預警和烈度速報對通信的需求
由于要實現的目標不同，地震預警和烈度速報對通信的要求也有較大的差異，在時間尺度上，地震預警以秒計，烈度速報則可以按分鐘來計時。從可靠性來講，兩種系統都要求在破壞性地震發生時，臺站通信正常，以保證系統基本功能。對通信的需求應從單個臺站和臺網系統兩個方面考慮。單個臺站的性能是臺網整體性能的基礎，臺網作為一個整體具備應對局部失效的能力。作為一個需要長期運行的系統，地震預警和烈度速報采用的通信方式除在通信質量上滿足要求外，還應易于實現、維護、且經濟適用的。如果選擇的通信方式在通信指標上能滿足要求，但建設難度高、成本大，或者后期難于維護和運行費用難以承受，則是不可取的。從易于實現、維護、經濟可承受等因素考慮，應該基于現有的有專業部門維護和保障的公共通信網絡來實現地震預警和烈度速報的數據通信。
1地震預警對通信的需求
地震預警對通信的基本要求是以盡可能少的時間將數據傳送到數據中心。采用小時延高速網絡是一個行之有效的辦法，此外，在傳輸機制上，也應盡可能減少影響通信效率的因素，如信息安全檢查、數據誤碼效驗等。其通信的性能指標考慮如下。在《中國數字測震臺網技術規程》(中國地震局，2005)中，誤碼率的測試時間為連續24h，誤碼率優于10－7的指標反映的是在一段時間內允許誤碼發生的平均值，反映的是總體符合要求，但可能出現的情況是，誤碼集中出現在很短的時段內，局部狀況嚴重惡化，如24h的誤碼集中在1s內出現，這樣將影響分析結果。因此，在24h的誤碼率測試中，除規定24h內誤碼率優于10－7外，每個小時的誤碼率也要優于10－7。這時在無效驗機制下，可保障傳輸的數據仍然是可靠的。(3)時延時延是指一個數據包從一個網絡的一端傳送到另一個端所需要的時間。產生時延的環節有很多，主要是由傳輸媒質時延和網元時延組成的，可以表示為T=Ts+Tp.(1)式中，T為數據包由發出到接收的時延(耗時);Tp是信號在介質中傳播耗時產生的傳輸媒質時延，與傳輸距離成正比，在地面上，Tp時延僅占總時延很小一部分，但在衛星通信中，Tp則是不可忽略的一個部分;Ts是網元時延，由發送端、接收端和中間路由轉換等設備處理數據時產生。產生網元時延的原因很多，包括使用的網絡設備、網絡協議、轉發節點數量、數據包的大小等。由于時延與數據包的大小有關，為統一時延標準，以Ping命令在數據發送端得到數據接收端回應的時間的一半為通信的時延。Ping命令發送的是32bit的測試數據包。在中國地震信息網的測試顯示，一般情況下，省級區域內，SDH光纖通信的時延小于10ms，跨省區范圍內，不大于100ms。衛星通信域而公共移動通信≤1000ms。(4)抗毀需求本文僅討論臺網通信抗擊地震沖擊的能力。破壞性地震也可能導致地面通信的中斷，要保證地震中地震波數據的正常傳輸，有效的解決辦法是配置衛星通信。但就實現地震預警系統的功能而言，是否需要配置衛星通信系統，值得探討。地震對通信系統的破壞機制主要有兩類:一是強烈的振動直接導致通信設備損壞，二是建筑物倒塌、地形、地貌發生變化導致線路、通信設施損壞。從震害經驗看，強烈振動直接損壞通信系統的可能性較小，如在日本“3•11”地震中，雖然最大的加速度峰值近3g，但網絡通信基本沒有受到影響，而汶川地震中通信的大面積中斷，與建筑物的大量倒塌、大面積的山體滑坡、斷層錯動、地表破裂密切相關(溫瑞智等，2011)。由于建筑物、山體和巖石都有一定的抗破壞能力，因此，建筑物的倒塌、山體的滑坡和地表破裂等現象的產生，需要有一定的強烈地震動作用時間，即在強破壞性S波作用一定的時間后才產生破壞。這一時間目前沒有相關的研究，這里假定為10s，則從地震開始，地震導致通信中斷的時間應不小于12s(假設臺站位于震中，震源深度6km)，因此，在最不利的情況下，預警系統也有12s的獲取觀測數據的時間。如果利用12s的記錄進行預警，考慮到近8s的數據傳輸和處理時間，則預警盲區將大于70km，從汶川地震中震害分布來看，在非破裂方向上，震中距(斷層距)大于70km后，人員死亡的數量已很少(王艷茹等，2009)。因此，就預警的功能而言，在大地震沖擊下，在最不利條件下，地面通信系統可維持12s的通信時間已基本可滿足預警的需要，布設具有衛星通信功能的預警臺站，并不能實質性地改善預警系統的性能，僅就實現預警的功能而言，預警臺網系統并非必須配備衛星通信。綜上所述，如果不考慮其它因素，如非地震引起的滑坡、泥石流等對地震預警系統臺網通信的影響，則地震的沖擊不足以使預警系統喪失預警的功能?；诘孛嫱ㄐ啪邆淇箵舻卣饹_擊的能力，系統應是可靠的。
2地震烈度速報對通信的需求
從烈度速報的機制、社會對烈度速報的響應和需求來看，震后10min內給出速報結果是合理和可行的。由于對數據的及時性要求不高，對網絡通信的要求也就低于地震預警系統對網絡通信的要求，故而可以采取一些會額外增加傳輸時間的措施來提高傳輸結果的可靠性。其通信的性能指標考慮如下:(1)速率烈度速報系統數據通信可采用兩種方式，一種是實時傳輸，另一種為事件記錄傳輸。實時傳輸時，以常規3通道、24bit、100sps的臺站觀測設備性能考慮，則其通信速率的基本要求是有≥7.2kbps的穩定信道。對于事件傳輸，按10min給出速報結果考慮，要求地震發生后10min內將觀測記錄傳輸到數據處理中心。同樣以3通道、24bit、100sps的臺站觀測設備性能考慮，對于像汶川地震規模的地震，在強有感范圍內，記錄的持續時間不超過3min，其記錄的數據量1296kbit，在記錄結束后，將有近7min的時間可用于數據傳輸，則只要有3.1kbps穩定的通信速率，即可滿足要求。(2)誤碼率由于地震烈度速報可采用效驗機制，對于誤碼率的要求，可低于預警系統，這里設定為10－6，實際應用中還可更低。對于3通道采樣率100sps的24bit數采，其含義為在每個小時傳送的數據中，產生錯誤的數據量少于25.2個，這種傳輸錯誤將通過效驗機制糾正。誤碼率的測試與預警系統相同。(3)時延。時延的大小并不會影響烈度速報系統功能的實現。因此，對于烈度速報臺網的通信，時延不作要求。(4)抗毀需求。與預警系統僅僅只利用前10s地震記錄不同，烈度速報需要利用整個觀測記錄來計算觀測點的烈度值。如果地震造成通信中斷，則采用實時傳輸的烈度速報臺僅能將通信中斷前的數據回傳，而采用事件傳輸方式的烈度速報臺，數據全部丟失，數據不完整或缺失將影響烈度速報系統功能的實現。因此，要保證獲取極震區烈度速報觀測數據，衛星通信是必須的。由于衛星通信設備的使用費昂貴，只能有部分臺站實現衛星通信，這就需要考慮合理的衛星通信臺站布設，以盡可能少的衛星通信臺站滿足烈度速報系統基本功能的需求。造成地面通信中斷的主要原因為建筑物的倒塌、山體滑坡以及地面開裂。地震烈度在Ⅷ度以上，可產生上述震害現象。因此，衛星通信臺站應布設在Ⅷ度以上震區。雖然我們不知道未來地震Ⅷ度以上震區的分布，但對于不同的震級強度，可以估計Ⅷ度以上震區的大小，衛星通信臺站的布設應使在發生可產生地震烈度大于Ⅷ度以上區域的地震時，有一個衛星通信臺站落在Ⅷ度以上區域內。一般而言，當震級達到6級時，就出現Ⅷ度破壞區域，其Ⅷ度區的面積不大于100km2(孫繼浩，2011)，如果要使衛星通信臺站落到Ⅷ度區內，則衛星通信臺站的間距應小于10km。在我國，這實際上已超過烈度速報臺網可布設的密度。如果我國以20km的間距布設烈度速報臺網，這相當于在云南全省布設1000個臺站，如果其中有1/4的臺站，即250個臺站采用衛星通信，臺站的間距已達到60km，相當于3600km2內有一個衛星通信臺站，但250個衛星通信臺仍是個比較龐大的數量，且這種密度已很難滿足烈度速報基本功能的需求。因此，平均布設衛星通信臺站是不可取的，應該從地震發生的特點來尋求問題的解決方案。從以往的震害經驗來看，對通信系統產生沖擊的一般是7級以上的地震，而7級以上地震都有明確的構造背景，如果僅在可發生大地震的斷層帶布設衛星通信臺站，則衛星臺密度就可加大，能得到更好的烈度速報效果。以汶川地震為例，其斷層為龍門山斷裂帶，斷層破裂長度約300km、寬度最大30km。按40km的臺間距圍繞斷層布設衛星通信臺站，則只需16個臺站即可將汶川地震極震區的狀況作很好的描述。因此，通過在具有發生大地震危險性的斷層帶上布設衛星通信烈度速報臺，就可以滿足在烈度速報臺網實現烈度速報基本功能、抗擊大地震沖擊的要求。
適用于地震預警系統和烈度速報系統的通信模式
1地震預警系統數據通信模式
有線通信具有抗干擾能力強、通信質量穩定可靠的特點。在有線通信中，光纖通信已替代傳統的金屬線纜，應用于通信主干網、各種支線通信甚至局域網中。經過多年的發展，在通信技術方面，SDH技術已成為主流，以往在測震臺網中有較廣泛應用的DDN專線技術已被通信公司逐步淘汰。同步數字體系(SynchronousDigitalHierarchy，簡稱為SDH)，是一種基于時分復用的同步數字透明傳輸技術。SDH對網絡單元接口有嚴格的規范要求，具有全球統一的網絡節點接口。SDH網絡具有較強的生存率，由于嚴格同步，保證了整個網絡穩定可靠，誤碼率低。從“十五”開始，中國地震局建立了基于SDH的全國地震信息網絡，許多地震觀測臺站實現了數據的SDH網絡傳輸。由運營商提供的無線通信目前有兩類，其一是還在快速發展的移動通信，其二是衛星通信。(1)移動通信投入商用的移動通信已發展到第三代3G通信，在我國，目前3G通信還處于普及之中，2G通信仍然在大量使用。在第二代移動通信發展的GPRS、CDMA1x數據傳輸技術中，CDMA1x具有比GPRS更大的帶寬，最高峰值速率可達307.2kbps。從理論上講2G通信完全可以滿足地震觀測實時數據的傳輸(7.2kbps)，但由于語音和數據共享信道，隨著網絡用戶數量增加，每個用戶可以使用的帶寬也將降低，導致數據傳輸的不穩定。但由于無線移動通信組網方便，在正常情況下，如沒有通信量的突然增加，利用CDMA1x基本可以滿足地震觀測實時數據的傳輸(7.2kbps)，因此，在我國地震觀測中CDMA1x也有應用，尤其是現場應急地震流動觀測。
3G通信是工作在2GHz頻段的寬帶移動通信系統(紀越峰等，2002)。相比于2G移動通信，其數據傳輸速率有了大幅提升，最高傳輸速率達14Mbps。原則上，在3G信號正常的情況下，3G通信已能很好地支持地震觀測實時傳輸。但3G通信也是多用戶共享帶寬，也存在2G通信隨用戶數量增加傳輸速率降低的問題，一旦通信量突然大量增加，會出現堵塞現象，則通信的質量將嚴重下降。我國運行的3G標準有3個，即中國移動運營的TD-SCDMA、中國聯通運營的WCDMA和中國電信運營的CDMA2000。相比之下，中國電信運營的CDMA2000覆蓋面最廣，信號質量最好，實際測試顯示其具有良好的實時地震數據傳輸能力。(2)衛星通信衛星通信利用人造地球衛星作為中繼站轉發或反射無線電波，在2個或多個地面站之間進行通信。目前可用于公共網絡通信的衛星主要有VSAT和BGAN衛星系統。衛星通信具有通信距離遠、使用成本與通信距離無關的特點。由于衛星通信的電磁波主要在大氣層以外的宇宙空間傳播，而宇宙空間被認為是無影響的均勻介質，因此，通信信號穩定、通信質量可靠。但衛星通信也存在時延長、投資大、使用費用高等不足。①VSAT衛星系統VSAT衛星通信技術是20世紀80年代興起的，我國主要是采用亞洲2號通信衛星?！熬盼濉逼陂g，根據國家數字地震臺網建設需求，中國地震局建立了通信范圍覆蓋全國的專用VSAT衛星通信網(中國地震局監測預報司，2003)。地震衛星通信網主站設在北京，設計能力為800～1000個遠端VSAT小站，它主要承擔了國家和首都圈地震臺網數字地震數據的傳輸、地殼運動基準臺站(GPS臺站)數據的傳輸、地震應急通信等。目前已有多個VSAT衛星小站遍布全國各地，其地理位置北至黑龍江黑河，南至西沙群島，東至烏蘇里江，西至新疆塔什庫爾干。VSAT衛星需要精確對星，天線體積較為龐大，直徑一般在1.2m。在強烈地震沖擊下，很難正常工作。②BGAN衛星通信BGAN是國際海事衛星組織所主導的寬頻全球區域網絡系統(BroadbandGlobalAreaNetworkSys-tem)的第四代衛星通信系統。它是基于IP技術的移動衛星寬帶數據通信業務，提供可靠的、高速的數據解決方案(最高速率可達144kbps)。BGAN衛星通信具有天線尺寸小、容易對星，采用全向天線，可實現動中通，因此，具有良好的抗震性能。雖然通信設備投入不高，但使用費用高昂，僅能短時間應急使用。
在通信的質量、性能上，全光纖SDH技術應該說是所有通信技術中最優異的，完全可以滿足預警臺站的數據通信要求，是最可取的通信模式。從性能上講，DDN技術也能很好地滿足地震預警數據傳輸的需求，但隨著SDH技術的不斷推廣應用，通信運營商對DDN的支持將逐漸減弱，其投入的設備面臨使用期內淘汰的風險。但SDH最小帶寬2Mbps，相對于7.2kbps的預警數據傳輸需求而言，浪費較大。相比于有線通信，無線通信除不用鋪設通信線纜，建設簡便且使用費低廉外，在速率、穩定性、質量等方面都較有線通信差。由于衛星通信費用高昂，在必須采用無線通信時，宜選擇3G通信中的CDMA2000或者WCDMA系統，臺站移動信號應不小于－50dBm。在有線通信和移動通信都不可達到的地方，使用VSAT衛星通信系統。一般通信時采用的都是帶寬共享機制，有線通信的大帶寬保證了不易出現通信堵塞現象，對于移動通信而言，其帶寬容量按正常狀況下設計，但遇突發事件時，用戶短時間集中上網，大幅突破正常容量，造成每個用戶可使用帶寬嚴重下降，通信不暢。而地震就屬這種突發事件，為保障地震時預警臺站數據通信的帶寬需求，在信道上應開辟預警臺站數據通信專門帶寬通道，為預警臺站留有足以保證地震實時數據正常傳輸的帶寬。這種機制的安排對于移動通信尤為重要。就實現預警系統功能而言，采用衛星通信并不能增強預警系統抗擊地震沖擊的能力，但可以增加獲取的地震信息量。為了獲取更多的地震信息，需要適當配置一些衛星通信臺站，但在極震區，在激烈震動下，常規的VSAT通信設備不能準確對星，因此，應采用對星更簡便的BGAN衛星通信技術。但BGAN衛星使用費非常高昂，45元/分鐘，應考慮將BGAN通信作為地面通信的一種備份使用，在地面通信正常時，通信由地面系統完成，當地面通信中斷時，立刻轉為衛星通信。
2烈度速報系統數據通信模式
烈度速報臺站對數據傳輸的實時性要求比預警系統要低，因此，適用于預警系統的通信方式都適用于烈度速報系統。從降低運行成本考慮，在有3G網絡(CDMA2000、WCDMA)覆蓋的地方，應考慮采用3G網絡?？梢赃M行事件傳輸的通信方式有很多，只要滿足能在地震發生后10min內將數據傳輸到處理中心即可，但采用在線通信方式更有利于后期臺網運行維護。利用SDH網絡實現臺站事件的數據傳輸在技術上不存在問題，但在SDH網絡可以應用時，臺站數據采用實時傳輸將更直觀有效。在我國，CDMA1x已大量應用于強震動臺站事件數據傳輸，且運行狀況良好。但隨著3G網絡的普及，對CDMA1x的支持將會被逐漸放棄。因此，在有3G網絡的地區，采用3G網絡不僅會得到越來越強的技術支持，而且其通信速率也高許多，利于盡快回傳事件記錄。
與地震預警僅能利用地震初始幾秒的記錄不同，要可靠地確定地震烈度，需要盡可能完整的地震動記錄。在大震導致地面通信系統破壞時，利用衛星通信將地震觀測數據傳送到數據中心非常必要。在地面通信中斷的情況下，采用VSAT衛星或者BGAN衛星通信技術來實時傳送地震動數據，或者傳送事件數據，在技術上不存在問題，但無論前期投入還是后期維護，成本都會很高，應該尋求其它的衛星通信方式。烈度速報系統通過對地震動記錄的處理，獲取了一系列用于進行烈度速報的參數。采用實時數據傳輸或者事件數據傳輸時，一般是將這種處理的功能設置在數據中心。如果將數據處理的功能設置在臺站，將處理得到的參數傳送到數據中心，則臺站數據傳送的量將得以極大的縮減，這時，就可以利用我國的北斗衛星導航系統的通信功能實現烈度速報數據的衛星通信。北斗衛星導航系統是中國自行研制開發的區域性有源三維衛星定位與通信系統(CNSS)，該系統不僅具有定位、授時功能，還具有獨特的通信功能，用戶可以一次傳送200個漢字的短報文信息，能夠滿足傳輸地震烈度參數的要求(姚作新，2012)。對于需要配置衛星通信的烈度臺站，同時配備地面通信和北斗衛星雙系統，正常情況下，臺站的數據通信通過地面通信系統完成，北斗衛星通信僅在地面通信系統遭受破壞時啟動。
討論
1烈度速報臺數據在預警中的應用
雖然地震預警臺站要求盡可能密集布設，但由于臺站建設環境要求嚴、成本高，在臺網的密度上會比烈度速報臺網要小。將烈度速報臺應用于地震預警中，可增加預警系統獲取地震信息的能力。烈度速報臺與預警臺最大的區別在于，烈度速報臺對數據傳輸實時性的要求比預警系統低。當然，可以參照預警系統的要求提高烈度速報臺網數據通信的性能，但由此而帶來的是烈度速報臺網維護成本的增加。應探討在不改變烈度速報臺運行模式的情況下，應用烈度臺的觀測數據。如前所述，實現烈度速報功能的數據傳輸可采取實時或者事件傳輸的模式。對于實時傳輸方式，可直接應用于預警數據的處理中。因此，需要探討的是非實時傳輸數據時烈度臺站數據在預警中的應用。預警的數據處理是要從地震波中提取可用于反映地震源特征的一系列參數，實時傳輸數據時，是將這種處理設置在數據中心。如果在臺站配置數據處理終端，對地震波進行預警參數的提取，然后發回數據中心，則只要臺站與數據中心的通信聯絡不中斷，在數據中心端獲取的預警參數與由中心處理得到的參數將不存在差異。在采用移動通信CMDA1x或者3G作為事件數據傳輸方式時，臺站與數據中心的通信始終是在線的。因此，烈度速報臺站采用移動通信傳輸事件數據模式時，可利用通信信道一直在線的特點，在臺站配置數據處理終端，通過傳送預警參數的方式，實現烈度速報臺站數據在預警中的應用。
2先進通信技術的應用
通信技術發展非常迅速，在進行相關規劃時，雖然要采用成熟的技術，但也要有一定的預見性，避免采用即將過時的技術，造成投入的設備在使用期限內就被淘汰。目前，有兩個新的通信技術值得關注，其一是IPv6，另外一個就是第四代移動通信系統。4.2.1IPv6技術目前網絡通信使用的是IPv4技術，它的最大問題是網絡地址資源有限，且分配嚴重不均，在總共40億個地址中，北美占了30億個，而亞洲只有4億個，到2012年，中國的IP地址資源將會枯竭。IPv6技術的提出主要就是為解決IPv4地址資源不足的問題。IPv6地址量理論上達到2128個，幾近無限。因此，從長遠來看，IPv6是個完整的解決方案。但IPv6從提出到現在已近20年，一直未能進入實用，原因主要在于，IPv6不能兼容IPv4，要將IPv4過渡到IPv6，前期巨大的投入將被放棄，這是運營商和廣大網絡使用者所不能承受的;此外，一些其它技術的應用也較大程度地減緩了IP資源消耗的速度，如NAT。另外，也有一些新技術，如suIP(超級IP)(孫文勝等，2008)、IPv9(胡順等，2008)，能基于前期投入的基礎上發展，因此，IPv6最終是否能得到普及，并不明朗。但IPv6已被確立為我國下一代互聯網技術，在預警系統和烈度速報系統相應的設備中通過軟件的方法實現對IPv6的支持，將有利于今后網絡的過渡，保護投資。4.2.2第四代移動通信技術移動3G技術在我國還處于推廣階段，但移動4G技術已基本成熟，中國移動正開展大規模商用試驗，4G的應用也應有所考慮，因此，在選用3G技術時，應考慮今后的升級。
數據通信的含義范文5
關鍵詞：電力 通訊 無線檢測
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言：高電壓運行過程中由于高壓電會產生強電磁場，對無線電波干擾很大，因此需要選擇適當頻率的無線網絡實施。此外，測溫設備用電池供電，須體積小、易安裝、功耗低、待機時間長。ZigBee無線網絡具備低成本、短時延、免執照頻段、高安全、近距離、低復雜度，低功耗等優點，滿足高壓母線測溫的條件，是解決的良好途徑。
一、系統設計
1. 系統框架
本文提出一種較理想的電力母線實時溫度在線監測方案：以 ZigBee技術為無線傳感器網絡，以太網或高速RS-485網絡為骨干網， CC2430低功耗單片機
為傳感器控制核心，采用一線式數字溫度傳感器DS18B20為溫度采集裝置的高壓母線溫度測量方案。
2. 該無線溫度測量系統由三部分組成：
1）.無線傳感器節點：負責采集監測點的溫度數據，通過ZigBee網絡發送；
2）ZigBee網絡管理器：負責收集無線傳感器節點發出的溫度數據，上傳到測溫主機。
3）.數據管理系統：負責對數據接收終端進行工作參數設定，接收從系統中各個 ZigBee網關終端上傳的測溫數據，并作保存，分析和管理等；
測溫數據可在系統實時數據庫中作長期存儲記錄，供隨時查詢顯示。無線溫度采集器可直接安裝在電力母線上，一個ZigBee網絡管理器能管理多個無線傳感器節點，網絡管理器通過高速骨干網絡傳輸到系統實時數據庫服務器，由監控終端實時顯示數據，溫度變化曲線圖，能打印相關報表，當母線溫度異常時，管理終端通過多種報警方式提醒相關人員采取措施。
4）.無線傳感器節點
無線溫度傳感器節點是該網絡的基本單元，它負責獲取溫度數據和數據的預處理，并將其傳輸到ZigBee網絡管理器。無線溫度傳感器節點由下列部分組成：內部集成符合IEEE802.15.4標準的2.4GHz射頻(RF)收發器的CC2430無線單片機；美國Dallas公司推出的DS18B20單線數字溫度傳感器等。DB18B20直接通過單線與CC2430單片機I/O口連接，不必另增加專門的總線控制器，從而減小無線溫度傳感器節點的體積，以節約硬件成本。其系統結構如圖1所示：
圖1無線溫度傳感器結構
3. ZigBee網絡管理器
在該系統中的ZigBee網絡管理器集成了網絡中網關和協調器的功能，具備至關重要的作用：一方面采用 ZigBee無線網絡方式與無線溫度傳感器節點連接，并且以固定的時間間隔對無線溫度傳感器節點進行測溫以及讀取它的工作參數，同時存入內存，這需要每個終端為所管理的無線溫度傳感器節點設置編號表，以免發生錯亂；另一方面采用或以太網與測溫主機連接，受控于測溫主機的命令而做出一系列的反映，具備接收并存儲傳感器數據、管理相對應的ZigBee子網、傳輸數據給測溫主機、報警功能、設定和修改終端工作參數、工作狀態指示和顯示時鐘等功能。網絡管理器結構如圖2所示：
圖2ZigBee網絡管理器結構
無線溫度傳感器節點的工作參數（發射頻率、發射功率、采樣間隔）可事先通過撥碼開關設置，該節點與ZigBee網絡管理器之間以發送無線數據包的方式通信，其數據格式為：
開始標志STX(AAH)
傳感器編號 ID（4Byte）
溫度數據：溫度數據Temp占2個字節，其最高位（D15）表示正負
狀態字節：從采集器發往接收終端的狀態字節的含義（D7為故障標志，D6～D0為故障碼，D4～D3為采樣間隔，D2為發射功率，D1D0為電池電量）
校驗碼 CRC8（1Byte）
結束標志 ETX（55H）
二、關鍵技術設計
1. 系統網絡設計
發電廠和變電站的高壓開關柜中的電力母線眾多，網絡傳感器需大量分布，具備監控數據量大及實時性好的特點。ZigBee網絡采用片狀結構和網狀網絡結構，可組成 65000個節點的大網絡，能滿足網絡傳感器節點的需求。但ZigBee協調器（主節點）與 ZigBee路由、ZigBee網關之間的線路傳輸數據量大，速率最高僅為250kbps，無法滿足該系統的要求；并且ZigBee網絡采用CSMA／CA的媒質訪問控制機制、確認幀的應答方式和CRC-16 ITU的校驗機制，所有節點在一個網絡中的沖突域很大，影響傳輸效果。
為提高骨干網的傳輸效率，減小無線網絡傳輸信號碰撞，縮短延時時間，更利于提高數據傳輸效率，方便系統管理與維護，在設計該系統時對做了以下改進：
將整個無線傳感器網絡分成多個子網，引入蜂窩網絡結構，每個六邊型區域構建一個ZigBee網絡（如圖 3所示），相鄰區域使用不同的頻率，不相鄰區域使用相同的頻率。
圖3蜂窩網絡結構（小區制）
2.可靠性設計
系統中溫度傳感器節點與ZigBee網絡管理器間的數據通信在無線傳輸過程中，由于受傳輸距離、現場狀況等諸多因素的影響，傳感器節點與ZigBee網絡管理器之間通信常會發生無法預測的錯誤。因此，在設計ZigBee通信協議棧時需從以下幾點考慮數據傳輸的可靠性：
1)在物理層對發送數據進行CRC校驗以保證傳輸的正確性。
MAC層數據通信采用GTS模式，保證ZigBee無線網絡中數據通信的可靠性。
傳輸層提供可靠傳輸服務，要求接收方響應確認幀。
2)傳感器節點調用ZigBee協議棧應用層數據服務接口，便將溫度數據傳輸到 ZigBee網絡管理器。
ZigBee網絡管理器和監視中心主機之間的數據通信是基于以太網或RS-485網絡，采用 AX88796以太網控制器（或工業級 MAX485）芯片實現數據傳輸，各種機制和算法保證了數據可靠傳輸。無線溫度傳感器節點和ZigBee網絡管理器設置的有“看門狗”軟件，硬件電路作了抗干擾設計。系統數據庫采用穩定可靠的實時數據庫Infoplus，管理終端與服務器分開，保證系統穩定可靠運行。
3.節點低功耗設計
在電力母線溫度監測系統中，傳感器節點安裝后需長時間的持續工作，除了選擇高能量電池，更應重點考慮節點的節能問題。若要降低溫度采集器的能耗，須選擇低功耗芯片，以減少芯片的工作時間。采用內部集成符合IEEE802.15.4標準2.4GHz射頻 (RF)收發器的CC2430無線單片機和數字溫度傳感器DB18B20芯片，能滿足傳感器網絡對低功耗的要求；CPU以最快速度執行任務，然后進入休眠模式，通過中斷喚醒單片機和射頻收發器。在設計ZigBee通信協議棧時，各層均實施節能機制，降低節點能耗，降低信號發射功率。MAC層數據通信采用GTS模式，在保證時隙內發送數據，其它時隙進入休眠模式。芯片還采用CSMA-CA技術來避免數據發送時的競爭和沖突，減少了不必要的能量消耗。經上述節能措施，再選用高能量電池，可極大增加無線溫度傳感器的工作時間。
結束語 ：
無線溫度傳感器網絡以ZigBee網絡通信為核心，結合蜂窩網絡結構和高速局域網的優點,減少信號碰撞，增強系統骨干網傳輸能力；采用低成本、低功耗的CC2430無線單片機和數字溫度傳感器獲取數據，實現了高壓測溫一次設備和二次監測設備的電隔離、保證系統的安全可靠性；實現了高壓母線溫度監測數據的自動化測量，很好解決了高壓環境下，母線溫度實時監測的問題
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數據通信的含義范文6
【關鍵詞】 ARM GPRS 無線視頻 監控系統
一、引言
目前在圖像監視領域，有線方式的視頻監視系統較為普遍，而在設備分布廣泛和數據不易采集的場合，如：公安、消防、城管執法、銀行押運、電力搶險、海事執法、海關邊防、軍事偵察等領域，監控場所的環境又比較復雜。在這些復雜的環境下，無法實現有線網絡架設，視頻監控點和視頻監控接收端通常又處于移動狀態下，此時，有線視頻監視方式受到了固有物理布線的限制而顯得無能為力，但遠程無線視頻監視方式則沒有這種限制。
隨著無線通信技術的飛速發展、互聯網的廣泛普及，實時動態圖像的采集、壓縮和遠程無線傳輸技術成為了無線通信、計算機領域的重要研究課題?；跓o線通信網絡的無線監控技術可以很好滿足這一社會需求。無線Internet是依托現有的移動通信技術接入Internet，是對有線Internet網的有益補充，目前國內現有的移動通信網絡有GSM網絡，GPRS網絡、CDMA1X網絡，利用無線通道傳輸話音、數據、視頻己經可以實現。
遠程監控技術的出現，是計算機網絡技術與故障監控技術相結合的必然結果，它具有靈活性好、移動性強、布點靈活、工程量小與工程周期短等優點。與有線視頻監視系統相比，無線視頻監視系統具有很大的優越性，其研究也具有重大的經濟意義和現實意義。
二、系統硬件設計
嵌入式遠程無線視頻監控系統的硬件平臺主要包括兩部分：監控終端和監控中心。其中監控終端主要由攝像頭、A/D轉換模塊、MPEG-4圖像壓縮模塊、嵌入式平臺、GPRS Modem組成；監控中心是一臺連入Internet網絡的工控機，負責協調控制系統中各個模塊的動作，管理監控內容。系統組成框圖如圖1所示。
考慮到系統監控中心所用的PC機需要長時間運行，并且處理大量數據，本設計監控中心PC機采用工控機?？紤]到成本限制，本系統的視頻采集端選用價格低廉的模擬攝像頭。通過A/D轉換模塊將攝像頭采集到的模擬視頻信號轉變為數字視頻信號，再進行視頻圖像的編碼壓縮。在GPRS網絡上傳輸的視頻圖像數據應該是經過JPEG編碼壓縮的，所以監控終端的核心硬件要完成JPEG圖像編碼壓縮、接入GPRS網以及協調各模塊的工作。使用以SIEMENS MC55模塊為核心的GPRS Modem來接入GPRS網絡。MC55模塊支持語音和數據通信，而且模塊自帶TCP/IP協議棧。使用SAMSUNG公司的ARM9系列芯片S3C2410A協調硬件工作，并完成視頻數據的無線網絡發送。
視頻數據由普通模擬攝像頭來完成圖像采集，然后將采集到的模擬視頻信號通過A/D轉換芯片SAA7111A，并送至BF533處理器，進行MPEG-4圖像壓縮處理，經過壓縮的視頻圖像信號通過SPI（serial Peripheral Interface，串行外設接口）接口發送到主控嵌入式平臺S3C2410A來完成視頻數據的無線網絡發送。通過SIEMENS公司MC55 GPRS Modem來接入GPRS網絡。最后通過無線網絡運營商的網關服務器，接入Internet，這樣系統監控中心就可以通過網卡同Internet相連。
三、系統軟件設計
遠程無線視頻監控系統利用現有的GPRS移動通信網絡，采用數字視頻壓縮技術和嵌入式技術，實現對遠程現場的實時視頻信號的高效采集、壓縮、發送和處理。系統軟件總體框架如圖2所示。在程序設計過程中采用了模塊化的思想，使用模塊化思想設計的程序可讀性好、易于修改，而且可移植性好。由于系統軟件比較大，功能比較多，利用模塊化思想設計程序還有助于理清思路，從而加快程序開發進程。
系統軟件總的來說由監控終端軟件，監控過程通信軟件和監控中心管理軟件三部分組成，其中監控過程通信軟件的開發需要在監控中心和監控終端上同時進行。監控終端軟件和部分監控過程通信軟件是在嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ上開發的，與支撐硬件一起構成了系統的嵌入式終端。三個部分在完成不同功能的同時又互相協調工作，最終完成視頻圖像采集、處理、傳輸和顯示，以及現場重要數據的獲取、傳輸和顯示。
由于系統軟件包含了監控中心管理軟件，監控過程通信軟件和監控終端軟件三部分，中心和終端兩部分需要協調工作，二者通過GPRS網絡和Internet網絡傳送數據。軟件運行時監控中心軟件先于監控終端軟件啟動，中心“判斷數據含義”是指判斷接收到的數據對應的幀類型，包括幀有效，幀結束，無視頻信號，幀丟失等；終端“初級幀處理”是指對從視頻模塊輸出的數據幀進行初步處理，使之適用于網絡傳輸。另外獲取現場數據要啟動一個新線程，系統關閉時，這個線程也隨之終止。
四、結論
本設計是針對公安系統的無線視頻監控設計，綜合嵌入式技術和GPRS網絡實現遠程無線視頻圖像的實時采集和無線傳輸。提出一種基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統和GPRS網絡的無線圖像、數據的采集與傳輸的通用解決方案，結合GPRS網絡傳輸的特點，建立了監控終端到監控中心的實時視頻傳輸系統，實現了高品質的實時視頻傳輸。
此外本系統設計可以考慮做一下改進：（1）采用CDMA通信網絡進行視頻傳輸。目前CDMA移動通信網絡日趨成熟，我們采用CDMA1X數據通訊技術進行壓縮視頻的無線傳輸，傳輸速率更高，傳輸視頻圖像更加流暢；（2）改進編碼算法，提高壓縮比。可以改進當前MPEG-4編碼算法中的主要模塊如采用1/4象素的運動估計，或者改用最新的H.264數字視頻壓縮編碼技術來提高壓縮比及視頻質量。參 考 文 獻
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