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简述数据通信的特点范文1
在计算机网络技术、通信技术以及数据库技术飞速发展的时代,越来越多的人依赖于计算机网络信息系统来获取各种信息化的通信数据。现代,无论企事业单位还是民营企业,均通过建立局域网来进行信息共享,以便于获取各种通信数据。但,人们在享受数据通信网络带来便利的同时,其网络维护和网络安全的问题也逐步被大家所重视。本文主要是通过对计算机信息管理进行分析,找出网络安全存在的问题,剖析其维护网络安全的有效措施,使其安全、稳定和可靠。
关键词:
计算机;安全漏洞;信息管理;网络安全;应用
引言
在现在这个发展阶段,各个行业的飞速发展都或多或少受到计算机网络技术的影响,可以反过来说,计算机网络技术促进了各个行业的发展进步,进而推动了社会经济的发展。然而,从另外的角度上看,由计算机网络技术引发的网络安全问题也导致风险的出现。故而,就需要耗费很多的精力去研究计算机网络技术所导致的安全问题,针对具体问题进行分析,拿出相应的措施,强化前期预防,防治结合,逐步优化计算机网络技术。
1简述网络安全和信息管理
计算机网络信息安全对于计算机来说,至关重要,就是防止计算机受到恶意破坏,系统因此能够良好运行。目前这个阶段,计算机网络信息安全最重要的是体现在信息、运行以及数据等方面,而用户的操作以及习惯都能够影响着网络的安全。另外,黑客、病毒以及非法入侵等都影响着其计算机的安全。信息管理指的是对网络信息的管理,换言之就是安全管理互联网信息和信息服务等方面。在计算机具体的应用过程中,其自身信息管理作用重大,究其根本就是保证网络安全。通常,网络信息管理主要工作内容是服务器传输、服务器信息、基础运行信息、用户信息、网络信息资源等几个方面。网络安全不只是简单的技术问题,也是商业和社会性的重要问题,其最终的目的是维护通信数据的安全及稳定。但是,维护数据通信网络的稳定性,并不像产品一样能够立即给企业带来直接的经济效益,通过网络安全确保数据通信稳定,能够使企业信息传输和共享准确,这些准确的信息对于企业的决策起着至关重要的作用。
2阐述计算机网络安全应用中所存在的一些问题
2.1原本存在的安全漏洞
在软件和新系统上市之后,还存在着很多的安全漏洞,又不能很轻易的进行修复,所以,严重的影响着计算机网络的信息安全。
2.2计算机病毒
计算机病毒常常隐匿于计算机的程序、文件以及数据当中,其一经触及,就会不可避免的危害到计算机的安全运行,进而会导致计算机的瘫痪、死机、信息丢失甚至是盗取,从而影响到计算机的运行速度,并且,信息的丢失以及篡改还会对相关人员的人身财产安全造成威胁。计算机病毒一个很明显的特点是有一定的隐蔽性和潜伏期,不触及并不能说明无病毒,而一经触及,其传染性就非常强,通过网络以及程序等各种传播途径,从而使计算机很快就会感染上病毒,对计算机的网络信息安全造成的威胁很大。
2.3计算机系统维护不当
计算机系统虽然一直在升级管理,但仍有一定的风险,因为不能完全保证对于一些威胁因素能够应对有效,从而产生危害。同时,要保证计算机系统的软硬件安全,能够做到及时更新和升级,但是也会因为防火墙的阻止,导致一些系统漏洞出现,因此,计算机系统是否安全,将不仅仅取决于此。与维护是否得当紧密联系。
3总结计算机信息在网络安全的应用中的有效措施
当今阶段,发展迅猛的数据通信网络影响着人们的日常生活,占有不可小觑的社会地位,只有采用有效的维护网络安全的措施,最大限度的降低网络风险,才能让人们更加放心的使用。
3.1养成及时备份数据的习惯
为有效的确保计算机网络内关键数据信息的安全性,防止由于计算机出现故障抑或是遭遇突发事件的情况下导致数据的篡改、丢失、非法访问乃至被破坏的问题,就要及时的对计算机中的关键数据予以备份,生成备份数据并保存起来。此外,在对关键数据予以备份时,要注意建立备份的记录,生成备份档案,以有效防止由于系统故障而出现信息的丢失以及损坏。
3.2运用防病毒技术
现阶段伴随计算机技术的飞速前进,在有效利用网络的同时,也存在一定的问题。网络病毒愈来愈严重,因此对于防治计算机病毒以及杀毒问题,现在已经发展成为非常重要的事情。网络安全除了计算机系统安全外,有需要对病毒提前进行预防,过程中需要对症下药,进行合理查杀,另外,检测需要有效、具体分为如下三个阶段:第一个阶段是对单台计算机进行提前预防病毒:因为病毒的种类以及危害力相对有限,所以,预先将其进行设定,大多数情况都会在萌芽阶段进行消灭掉。因为病毒大多是通过软件或者硬盘进行传播,所以,提前预防这类病毒效果明显,几乎能够完全抑制;第二个阶段为网络防毒:系统安装有预防病毒的软件,能够非常彻底的把网络里的病毒清理干净;第三个阶段为网关防毒:该方式本质上其实就是所说的防火墙技术,它把外环及内网的环境予以分隔,以实现计算机系统比较好的信息安全。
3.3安装防火墙
大多数情况下,影响网络安全的重要因素就是出现网络漏洞,因此,必须制定修补系统漏洞的措施,经常使用的就是防火墙技术,它是在网络的外接口处利用防火墙控制网络层,能够更改限制、鉴别穿越防火墙的数据流,以此达到维护网络安全的目的。为了避免信息丢失而给自身带来不必要的损失,它利用防火墙最大限度的阻止黑客攻击,防火墙对网络安全的维护具有非常重要的作用,能够阻止网络上的不安全因素扩展到局域网的内部。防火墙作为计算机网络的首道安全防线,其所起的作用十分重要。按照结构的差异能将防火墙分成2方面:一个是软件防火墙,它能够直接设置在计算机内,运用一定的设置对计算机网络实行管理和安全防控,目前国内的计算机相关用户运用最为普遍的是360防火墙;另一个是硬件防火墙,它是把硬件设置于计算机的外部和内部的网络交接处,这种防火墙的成本相对而言较高,但是它的功能也更加强大一些。
3.4入侵检测技术应用
对计算机予以入侵检测是现在发展非常热门的一种技术,其主要是综合运用规则方法、推理、网络通信、密码学以及人工智能等很多不同的手段,主要目的是达到对计算机网络内面临的入侵问题予以充分的监控。这里面,入侵分析的技术又可以分成统计分析以及签名分析2种手段:前者的重点监测对象为计算机系统被攻击的情况,运用其监测到的攻击模式得出签名,并且于DS系统的代码内予以相应编写;后者主要是将统计学为前提,在系统运行正常的时候结合其运行的模式来判断某个行为正常以及安全与否,进而有效避免系统被入侵,达到确保计算机网络安全的目标。
3.5完善网络管理
不断强化对网络的安全管理,完善、健全安全管理的制度,应严格遵循安全制度进行有关操作。内部网络仅能用来处理和工作相关的事宜,严禁进行和工作无关的事。为有效保障网络的安全运行,要强化日常的维护,定期对软硬件予以检测、升级及维护,及时对系统予以更新。对特殊机械的运用要有完整记录,以最大程度保障网络安全。
3.6利用网络加密技术
前述提到的防火墙、网关检测和VPN均是被动型的网络安全技术,而加密和认证技术是通过密码技术对网络安全实施的主动型安全措施,包含有数据保密与身份认证等方面的技术。还有一种技术是利用网络进行加密,保证各种信息不容易被盗取,其网络安全的意义就在于此。网络加密技术是维护网络安全的一个提升,它能够确保信息完整,保证公共网络传输保密安全,还能防止其他用户远程访问内网的现象发生,是一种身份认证技术,传输信息完整、可靠、安全。除了以上,还有虚拟专用网技术和漏洞扫描技术,都在一定程度上,保护了用户的信息。与此同时,还应在网络系统中加入相应的安全应用,例如:系统安装的各种软硬件,不能只安装必要部分,会形成潜在的安全漏洞;尽量不要采取将主机与服务器分开的外包方式,这样非常容易将信息数据丢失,出现安全问题。
4结语
当今,为了适应高科技所带来的信息化发展,在计算机信息技术和网络快速发展的同时,数据通信已成为了通信的主导力量,在未来的时间里,智能化、数字化、综合化的通信网络将会与更多的信息接应,其稳定性、安全的性能更将成为人们所关注的重点。随着社会的发展,人们对网络安全问题将会有更高的要求,加强数据通信网络的维护,规范网络安全问题的管理,让数据通信更加安全、可靠,将成为数据通信行业所研究的重点课题。
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简述数据通信的特点范文2
【关键词】新型自动气象站;DZZ6型;分析;对比
自动气象站在我国气象部门投入业务运行多年,已经能满足气象业务的需要和环境的要求,随着地面气象观测自动化进程的不断加快,以及新技术在自动气象站上的应用,使得自动气象站的新一代型号投入业务运行已势在必行。
1 新型自动气象站
新型自动气象站基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建,采用了国际标准并遵循标准、开放的技术路线进行设计。自动气象站的核心是基于CAN(Controller Area Network)控制器区域网、总线技术和国际标准CANopen协议进行设计,涉及物理层、数据链路层和应用层的标准定义。
1.1 新型自动气象站的系统新技术
在新型自动气象站中应到了两项比较新的技术,即:嵌入式系统技术和外部现场总线技术。
1.1.1 嵌入式系统技术
嵌入式系统的数据综合处理能力非常强大,在新型自动站系统中引入了嵌入式系统,可以大大提高自动气象站的数据处理能力,使很多复杂的数据分析、处理计算功能在数据采集器端得以实现。嵌入式系统丰富的外设处理单元、多种通讯端口,可以方便地实时自动气象站的数据通讯处理、远程访问的功能。
嵌入式系统是以高性能CPU数据处理器为核心处理器,嵌入操作系统,配置相关的组件,构成单板电脑系统。高性能的CPU一般是指32位CPU,包括:ARM7系列、ARM9系列以及现在比较新的ARM Cortex M3系列或其他系列CPU等。嵌入式操作系统实时性比较好的操作系统,一般可以嵌入:?C/OS-II、FreeRTOS、?Clinux等。这些操作系统的特点是:实时性比较好,规模相对比较小,所需要的硬件资源也不大,但其功能相对简单一点。对于功能要求比较多的可以选用Linux操作系统或WindowCE操作系统。这些操作系统的特点是:功能比较齐全,基本上具备标准电脑的全部功能,所构成的系统又称单板电脑。
部件配置基本上按照标准电脑的部件配置,包括:Flash存储器、RAM存储器、CF卡(或SD卡)存储器、以太网络接口电路以及TCP/IP通讯协议、USB通讯端口、多个RS232/RS485串口、CAN总线。
1.1.2 外部总线技术
外部总线是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元,并完成数据传输、通讯处理功能。外部总线的功能就是实现多个数据处理控制、数据处理单元之间的数据通讯;外部总线的的电气结构要求简单,而且数据传输要稳定可靠。
目前在实际应用中外部总线的方式有很多种,使用最多的是RS485方式和CAN总线方式,另外应用比较多的还有SDI-12方式。
要想外部总线的结构简单、而且数据传输可靠,基本上都是采用差分信号方式传输,所以数据传输只需要两根线。RS485和CAN总线都是采用两根线进行数据传输。因为是传输差分信号,所以采用双绞线跟有利于提高信号传输的可靠性。以前是所有的设备都挂接在一条通讯线上,因此必须要有一个通讯控制协议,才能够确保数据通讯的稳定可靠。
(1)RS485通讯方式
RS485方式只能实现一主多从的通讯控制方式,即:一个主数据控制器处理单元,控制整个系统数据传输的流程,在任何时刻要保证只能由一个设备向总线上传输数据。RS485方式的电气结构简单,方便实现,其缺点是需要相对比较复杂的软件控制处理协议,用来实现数据通讯控制。
(2)CAN通讯方式
CAN总线方式与RS485最大的区别在于,其具有硬件控制机制,由硬件控制器实现在发送数据时出现的冲突管理,确保数据传输的可靠性。
CAN总线方式的电路运行可靠,有专用的控制协议,其缺点实现起来相对比较复杂。
(3)SDI-12通讯方式
SDI-12主要用于多传感器的数据通讯,有多根线构成,+12V直流电源、电源地线和数据线。
1.2 新型自动气象站的系统结构
新型自动气象站采用了先进的嵌入式系统技术和外部现场总线技术,其采用的是“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+设备”的结构设计方式。其采集器采用的“主/分采集器”结构方式,是充分考虑到了能够实现全要素、综合观测的能力,同时具备高性能、多功能的数据处理能力,以及任意扩展的能力。
新型自动气象站由硬件和软件两大部分组成。硬件包括采集器:1个主采集器和若干个分采集器、外部总线、传感器、设备四部分。采用了标准化、开放式的技术路线进行规划设计,从原则意义上讲采集器和传感器的接入处理部件等都遵循了统一设计、统一标准的原则,因此不同厂家的产品是可以进行互换的。软件包括嵌入式软件、业务软件二部分。嵌入式系统软件承担嵌入式系统的运行管理,各外部设备的运行管理。嵌入式系统软件使用Linux 2.6.1为内核的Linux操作系统管理软件。业务应用软件专门用于自动站数据采集、处理的操作管理,该软件是Linux操作系统下的应用软件。
新型自动气象站的设备主要包括电源、终端计算机、通信接口和外存储器。
1.3 新型自动气象站的技术指标
(1)系统配接GPS授时器,能够确保系统时钟的准确性;
(2)系统具有以太网络RJ45的接口,可以通过网口对采集系统进行访问;支持 WEB 访问、telnet、FTP 等网络功能。
(3)支持大容量CF卡,可以大量存储观测数据文件,至少能够存储6个月全要素分钟数据和小时,数据文件采用标准的FAT结构方式。
(4)与终端计算机的通讯采用串口直接连接方式,或远程无线传输方式。
(5)系统运行环境方面,要满足-40~80℃温度环境和0%~100%的相对湿度环境下,系统工作运行良好。
(6)电源供电采用+12VDC方式,可采用交流、太阳能或风能充电方式,补充电能。
(7)交流电源电压:AC220V ±10%;采集器供电:DC7~15V;主采集器功耗:
2 新一代DZZ6型自动气象站
DZZ6型自动气象站是以自动气候站为基础,采用目前较稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术,设计基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站,满足地面气象观测温度、湿度、气压、雨量、风向、风速、蒸发、草面温度、地表温度、以及浅层地温和深层地温的观测。
2.1 DZZ6型自动气象站系统组成
DZZ6型自动气象站主要是采集器,供电系统,传感器,通信系统组成。可以挂接的传感器分别有:EL15-1C型风速传感器、EL15-2C型风向传感器、DHC1型温湿度传感器、PTB330型气压传感器、WZP1型温度传感器、WZP2型气温传感器、SL2-1型雨量传感器、AG2.0型蒸发传感器等。
DZZ6型自动气象站的系统组成:(1)主采集器:传感器电信号的采集;对其他分采集器的数据进行过滤,计算,存储。(2)地温采集器:采集地温传感器输送的电信号;传输到主采集器。(3)温湿度智能传感器采集器:采集温度和湿度传感器的电信号,并传输到主采集器。(4)传感器:将对应气象要素的变化转换成电量的相应变化。(5)供电系统:蓄电池、充电电源、空气开关、防雷模块。(6)通信模块:将输出的RS232信号转换成RS422信号,模块成对出现,在采集器中的模块是将RS232转换为RS422传输,同理在计算机端,也同样有一个通信模块将RS422转换成RS232信号,直接通过串口传输到计算机中。一般的RS232传输距离只有15m左右,所以将其变为RS422传输距离将达到1.2km左右。(7)防雷板:主要对采集器进行保护。
2.2 DZZ6型自动气象站的采集器
DZZ6型自动气象站的采集器由一个主采集器以及温湿智能分采集器、地温观测分采集器和辐射观测分采集器组成。
2.2.1 主采集器
DZZ6型自动气象站的主采集器是自动气象站的核心,由硬件和嵌入式软件组成。硬件包含高性能的嵌入式处理器、高精度的 A/D 电路、高精度的实时时钟电路、大容量的程序和数据存储器、传感器接口、通信接口、CAN总线接口、外接存储器接口、以太网接口、监测电路、指示灯等,硬件系统能够支持嵌入式实时操作系统的运行。
主采集器嵌入式处理器有如下特点:(1)支持嵌入式实时操作系统的运行并具有内置的 Watchdog 功能,采用当前主流ARM9系列的32位处理器;(2)选择 16 位以上的 A/D 转换电路,满足传感器的测量要求;(3)实时时钟电路能保证误差 15s/月的要求;(4)程序存储器应为非易失性的,容量满足嵌入式软件的容量要求,并具有 50% 的余量;(5)数据存储器为非易失性的,容量满足数据存储的要求,并具有 50% 的余量;(6)随机存储器RAM满足嵌入式软件的运行要求,并且有 30% 的余量。
主采集器主要有两大功能:一是完成基本气象要素传感器和各个分采集器的采样数据,对采样数据进行控制运算、数据计算处理、数据质量控制、数据记录存储,实现数据通信和传输,与终端微机或远程数据中心进行交互;二是担当管理者角色,对构成自动气象站的其他分采集器进行管理,包括网络管理、运行管理、配置管理、时钟管理等以协同完成自动气象站的功能。
主采集器直接挂接的传感器,如:气温、湿度、气压、降水量(翻斗或容栅式、大翻斗式,称重式)、风向(10m高度)、风速(10m高度)、总辐射、蒸发和能见度,同时也可挂接各类分采集器如:温湿度分采集器,气候观测分采集器,辐射观测分采集器,地温观测分采集器,土壤水分观测分采集器等智能化传感器等。各类分采集器又能挂接若许传感器,所以使DZZ6型自动气象站的可扩展性非常强大。
2.2.2 分采集器
DZZ6型自动气象站一般有由一个主采集器和三个分采集器,三个分采集器分别是温湿智能分采集器、地温观测分采集器和辐射观测分采集器。
分采集器由硬件和嵌入式软件组成。硬件包含高性能的嵌入式处理器、高精度的 A/D 电路、高精度的实时时钟电路、大容量的程序存储器、参数存储器、传感器接口、通信接口、CAN总线接口、监测电路、指示灯等,硬件系统能够支持嵌入式实时操作系统的运行。
分采集器负责所接入传感器对应气象要素的测量,在工作状态对挂接的传感器按预定的采样频率进行扫描,收到主采集器发送的同步信号后,将获得的采样数据通过总线发送给主采集器。
主采集器和分采集器或部分智能传感器之间采用CAN总线方式实现双工通信。物理介质可以为双绞线、光纤等。CAN总线具有较高的性价比、结构简单、器件容易购置且价格便宜、开发技术容易掌握。
3 新一代DZZ6型与DZZ2型自动气象站的对比
DZZ2型自动气象站是目前气象部门正在投入业务运行的自动气象站型号,DZZ2型自动气象站主要由TYQ200 型采集器、电池、太阳能板等组成,与Pt100温度传感器、单翻斗式雨量传感器、EL15系列风速风向传感器配套使用。DZZ2观测站适用于室外观测,并通过GPRS方式与手机短信方式或者有线方式进行数据的传输。
DZZ6型自动气象站作为第二代自动气象站进入各类国家级台站进行业务观测。新一代DZZ6型自动气象站与DZZ2型自动气象站的主要区别在于采集器的不同,以及可扩展型的不同。
3.1 与DZZ2型自动气象站的采集器的对比
DZZ2型自动气象站的采集器是TYQ200型采集器,其采用ST公司的CPU,ARM7内核, 256K FLASH 64K RAM. 基本可实现单片系统,使用512K EEPROM存储系统参数,根据系统网络通信参数配置,将监测到的气象要素数据通过网络发送到中心服务器,同时该采集器也通过网络接受中心服务的远程集中管理与配置,实现了网络化的智能管理,并且能够采集实时温度、风向、风速、湿度和气压等要素。该采集器自身具备无线数据通信功能,可支持中国移动的GSM/GPRS无线网络,采集器具体包含GPRS实时在线方式、短信方式、短信备份方式三种通信工作模式。
与DZZ6型自动气象站的主采集器比较,DZZ2型采用的是ARM7内核CPU,而DZZ6型采用的是ARM9内核CPU。ARM7引系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器 ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构; ARM9内核是5级流水线,提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。 ARM7没有MMU,ARM720T是MMU的 ,ARM9主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列ARM9是有MMU的,ARM940T只有Memory protection unit.不是一个完整的MMU。ARM9的时钟频率比ARM7更高,采用哈佛结构区分了数据总线和指令总线, ARM7处理器采用3级流水线,而ARM9采用5级流水线, 5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内,在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在同样的加工工艺下,ARM9TDMI处理器的时钟频率是ARM7TDMI的1.8~2.2倍。
3.2 与DZZ2型自动气象站的技术指标的对比
在工作温度方面,DZZ2型自动气象站为-35~50℃,而DZZ6型自动气象站为-50~50℃;在数据存储方面,DZZ2型自动气象站的数据存储空间为内部含1.7M Flash存储,可外扩到300M Flash存储;DZZ6型自动气象站的数据存储可外扩到2G的存储空间;在实时时钟方面,DZZ6型自动气象站采用了相应的GPS授时器。
3.3 与DZZ2型自动气象站的通讯方式的对比
DZZ6型自动气象站采用总线制分布式结构,大大提高自动气象站的操作性和扩展性,其采用外部总线技术的RS485方式和CAN总线方式,可扩展能力强,可扩展为CAN、RS485、RS232、USB、RJ45和CF;而DZZ2型自动气象站采用串口通信的RS232和RS485,仅有两个扩展口。
新一代DZZ6型自动气象站还能实现传感器的随意增减和热插拔,从而提高自动气象站的扩展性和通用性。
4 结束语
新型自动气象站通过采用总线制分布式或网络型结构,能够大大提高自动气象站的操作性和扩展性;改进和完善数据采集器的结构,使数据采集器能实现传感器的随意增减和热插拔,从而提高自动气象站的扩展性和通用性。同时,新型自动气象站还从观测的实际需求出发,针对自动气象站和气象传感器的技术指标修改、制定云、天气现象等的仪器观测规范,实现多种气象传感器在自动气象站的业务应用。
参考文献
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简述数据通信的特点范文3
关键字:测绘工程3S技术应用发展趋势
Abstract: in a nutshell mapping is were determined and depicted subject to earth as the research object, according to this concept, surveying and mapping engineering is the application of correlation measurement instrument was used to determine the natural geographical factors of the earth's surface and artificial facilities, and according to the data to draw the corresponding map. With the development of technology of Surveying and mapping, surveying and mapping work in this area began to expand, and even become a global engineering of Surveying and mapping, and in the application of Surveying and mapping technology is used more advanced geospatial technology, this technology is based on the 3S technology as the representative of the. In this paper, as a starting point, analysis and application of 3S technology in surveying and mapping, and simply discusses the future development trend
Keywords: 3S application engineering of Surveying and mapping technology development trend
中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:
近年来3S技术在我国测绘工程中发挥了重要的作用,它以其方便快捷和海量数据等优势,为测绘工作提供了精确的数据,下面本文对3S技术进行简单的分析介绍,之后对其在测绘工作中的应用进行详细的论述,并指出其今后的发展趋势。
一 3S技术简述
3S技术,即空间定位系统(GPS)技术、地理信息系统(GIS)技术以及遥感(RS)技术,3S技术是目前测绘工作中应用最为广泛的技术,它是测绘系统中对空间信息获取、信息管理更新以及分析应用的技术支撑。
GPS技术,是以卫星为基础进行的无线定位和导航系统,它能够为航空抗天、海洋和陆地等提供空间定位数据;GIS技术是目前发展较为成熟的一项技术,在测绘中应用较为普遍,该技术主要是通过建立起不同尺度的空间数据库,向相关者提供形式多样的空间数据查询、分析以及各种决策功能;RS技术在进行空间大面积资源调查、地理空间数据监测、提高空间、时间和光谱分辨率方面起到了重要的作用。
随着科技的发展,3S技术也在实现技术上的突破,他们的最大技术价值在于3S的集成技术,综合利用他们的测绘有点进行技术渗透,取各技术的有点实现技术融合,建立起集成化的3S技术体系。
二 3S技术在测绘中的具体应用
上文中简要的论述了3S技术的基本情况,下面本文就从他们在测绘工作中的具体应用方面进行详细的论述。
(一)空间定位系统技术在测绘中的应用
空间定位系统技术即GPS技术,它最初是美国研制的一种应用于军事目的的全球定位系统,它是由地面控制系统、卫星系统以及用户接收机三个系统组成的,由卫星发射的信号能够实现对全球范围的覆盖,无论在任何地方都能够接受到卫星发射的信号,确定出自己的准确位置,因而其在测绘中能够精确地测定出相关位置的经纬度,实现准确定位。
在测绘工程中,GPS应用广泛。首先能够控制城市建设中的测绘精度。为了满足城市规划建设的测绘需要,城市的控制网点具有精度高、控制面大且使用频繁的特点,随着城市化进程的加快,这些网点有了不同程度的破坏,从而影响了工程测量的进度和精确度,为了加快对测量数据的掌握,采用GPS技术,能够实现对静态物的高精度测绘,这样就能够为城市规划建设提供精确的测绘数据。
GPS技术还能应用于对地面控制上。GPS技术具有测绘速度快,测绘精度高,操作便捷省时省力的优势,因此在地面控制测绘中经常使用。随着该技术的不断发展完善,已经取代了传统的测绘方法,应用该技术建立起了全球性的高精度GPS网和全国性及区域性的高精度GPS网,能够实现对地面的精确控制。
GPS技术还广泛应用在地籍房产测绘工程中。利用该技术,能够实时的进行界桩位置的测定,并确定土地使用的范围面积,将测绘所得的数据进行处理后录入到GIS系统中,还能够获取精确的房产和地籍地图。
(二)地理信息系统技术在测绘中的应用
地理信息系统技术即GIS技术在资源和环境测绘领域发挥着重要的作用,它不仅能够有效的对空间各种资源进行管理,还能够进行快速的分析测试,为决策提供科学的依据。GIS技术的测绘对象是点线面这样的空间数据,在测绘中实现对他们的定位分析和描述。将GIS技术引入到测绘工程中,能够实现以一种全新的思想和手段解决和分析复杂问题的途径。
GIS技术在测绘中广泛应用,首先能够实现对空间信息的获取处理与交换。构建和维护空间数据信息是一项复杂且难度较大的工作,而GIS技术能够实现对空间数据处理的快捷化,空间数据具有很强的时空性和实效性,不同的数据需要进行不同的更新维护,而GIS技术能够很好的进行这一方面的处理工作。
GIS技术还能够实现对测绘数据的管理。它能够实现对测绘数据的多样化管理,如鲫鱼文件系统方式的管理模式、技术文件系统和数据库混合的管理模式、基于空间数据库的组织管理模式等。
GIS技术与测绘学的关系密切,工程测量、地籍测量以及航空测量等都为GIS中的空间实体提供者各种不同比例尺的精确定位数据,同时各种技术如GPS技术和RS技术还能够为其提供实时的动态测绘信息,使得该技术向更高层次的方向发展。GIS技术同时以地理学为依托,为其在测绘工程中的应用也奠定了基础。
(三)遥感技术在测绘中的应用
遥感技术是在测绘科学、电子科学、计算机科学以及空间科学等多学科渗透融合的基础上发展起来的,由于其综合了多学科的长处,本身具有科学性和应用性,因此广泛地应用,尤其是在测绘工作中应用更为广泛。
遥感技术在测绘中的应用首先表现在对地形图的测绘中。遥感技术能够应用立体摄影测量的方法获取地面上的三维信息。遥感技术和雷达相结合,能够在测绘中实现更大的突破。雷达卫星具有全天候、不受云雾等天气的影响,将其与遥感技术相结合,能够测绘出更加精确的数据。
遥感技术在测绘中的应用还表现在能够制作出正射影像图。遥感影像是通过遥感技术获取地面上物体的图像,正射影像图在对遥感影像进行处理的同时能够增强图像的效果,生成具有地理空间坐标的遥感影像。卫星遥感正射影像图在测绘中应用广泛,能够在城市规划、土地利用和土壤测绘制图方面起到重要的作用。
利用遥感技术还能够实现对遥感专题地图的制作,对测绘起到很大的帮助作用。在制作的过程中需要选择好空间分辨率和比例尺、破布分辨率以及波段的选择、对于时间分辨率和时相的选择也需要注意。
(四)3S技术的集成应用
3S技术在测绘工程中发挥着重要的作用,每项技术都有其优势,但是也不能够忽视其劣势,为了提高测绘的精确度,在实际测绘中可是实现三种技术的集成应用,在测绘中充分发挥三种技术的特长,形成对地测绘以及信息处理与分析综合能力的提高。
三 3S技术今后的发展趋势
上文中对于3S技术在测绘中的应用进行了详细的论述,由前可知,3S技术的应用正朝着集成化的方向发展,这也是其今后发展的一个大趋势。集成化在测绘中的应用主要表现在以下几个方面。首先,GPS技术主要在测绘中实时的提供测绘目标,其中包括了各种信息运载平台的空间位置等;而GIS技术则在测绘中需要对多种来源的时空数据进行综合的分析处理,实现集成管理和动态监测,建立起新的集成信息平台;RS技术在测绘中则需要对目标进行实时的检测,对测绘目标的环境进行检测,及时的发现地球表面的各种信息变化情况,及时更新数据库。
但是不能忽视的是,目前情况下3S技术的集成应用还处于发展时期,对三种技术的有机结合和在线连接方面的技术处理还不到位,对于信息的技术处理和整体的把握还缺乏过硬的技术支持。但是随着技术的不断进步,3S技术的集成发展在测绘中的应用也会更加广泛,形成一个发展大趋势。目前三种技术的集成也取得了一定的成绩,如在应用航空遥感技术进行地籍测绘中,就应用到了GPS技术接受测绘的数据和目标的地理位置,再通过遥感技术进行信息图像的处理,并将处理结果输送到GIS系统中,这样就很好的综合应用了三种技术,虽然离着三种技术的集成发展还有一定的差距,但是已经能够基本上实现三种技术的综合发展利用。
要实现3S技术的集成发展,需要有高科技的支持和系统技术的配合,从上文的论述中不难看出,要实现三种技术的集成发展并不是一件统一的事情。目前来看,在测绘中三种技术相互协作进行测绘,还是得到了实时的动态数据,且数据的精确性还是很高的,经过一段时期的发展,这种技术的集成在测绘中也会得到广泛的应用,使得测绘朝着信息化的方向发展。
3S技术在集成发展的过程中还在很大程度上对数据通信技术有依赖性,在这个过程中,大容量、动态性实时性以及高速度的数据通信是不能缺少的,目前,随着多媒体通信卫星和宽带通信技术的发展,为数据通信技术的发展提供了良好的环境基础,也对3S技术的集成发展创造了良好的空间。综上所述,3S技术正在信息社会高速发展的环境下,朝着集成的方向迈进,3S技术实现集成化发展将会带动测绘行业的快速进步。
结束语:随着经济的发展和技术的进步,高科技在测绘中的应用也更为广泛,其中最有代表性的当属3S技术。在测绘工程中,三种技术相互协作,为测绘提供了精确地数据信息。本文就以此为出发点,对空间定位系统技术、地理信息系统技术以及遥感技术进行了简单的介绍,并对其在测绘中的应用进行了详细的论述。随着技术的发展和测绘质量水平要求的提高,三种技术的应用要实现集成化的发展,这是今后发展的一个大趋势,本文又对这一趋势进行了简单的说明。希望通过本文的论述对于今后3S技术在测绘中的应用有所帮助,并能够实现3S技术的集成化发展,提高测绘的质量,促进测绘工作朝着更远的方向发展。
参考文献:
[1] 莫丽君 论3S技术在地籍测绘中的应用 技术与市场,2012年第02期
[2] 刘钢锋 郭庆丰 浅谈3S技术在工程测量中的应用级发展前景 城市建设理论研究,2012年第24期
[3] 王涛 王晓明 3S技术在国土资源测绘中的应用 科技与生活,2011年第16期
[4] 石金峰 刘学斌 赵天雪 3S技术与测绘学科发展的关系 辽宁工程技术大学学报(自然科学版),1996年第04期
[5] 戴大宝 3S技术在国土资源测绘中的应用探索 城市建设理论研究,2012年第14期
简述数据通信的特点范文4
关键词:供电;电能计量;自动抄表;技术;分析
0 引言
电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节,传统的电能量结算是依靠人工定期到现场抄读数据,在实时性、准确性和应用性等方面都存在不足。而用电客户不仅要求有电用,而且要求用高质量的电,享受到更好的服务。因此提高电力部门电费实时性结算水平,建立一种新型的抄表方式已成为所有电力部门的共识。再加上供电部门对防窃电技术也提出了更高的要求。
1 自动抄表系统的构成
电能计量自动抄表系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性,推进了电能管理现代化的发展进程。
典型的电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统等三部分组成:
1.1 前端采集子系统 按照采集数据的方式不同,电能计量自动抄表系统可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。
本地自动抄表系统的电能表一般加装红外转换装置,把电量转换为红外信号,抄表时操作人员到现场使用便携式抄表微型计算机,非接触性地读取数据。
远程自动抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端,它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构,即由安装于用户生活小区单元的采集器收集十几到几十个电能表的读数,而安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。
1.2 通信子系统 通信子系统是把数据传送到控制中心的信道。为了适应不同的环境条件以及成本要求,通信子系统的构成有多种方案。按照通信介质的不同,通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输和低压电力线载波传输等四种。
光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点,适合上层通信网的要求。但因其安装结构受限制且成本高,故很少在自动抄表系统中使用。
无线通信适用于用户分散且范围广的场合,在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。其优点是传输频带较宽,通信容量较大(可与几千个电能表通信),通信距离远(几十千米,也可通过中继站延伸)。目前,GPRS 无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。主要缺点是需申请频点使用权,且如果频点选择不合理,相邻信道会相互干扰。
租用电话线通信是利用电话网络,在数据的发出和接收端分别加装调制解调器。该方法的数据传输率较高且可靠性好,投资少;不足之处是线路通信时间较长(通常需几秒甚至几十秒)。
低压电力线载波通信利用低压电力线作为系统前端的数据传输信道。其基本原理是:在发送数据时,先将数据调制到高频载波上,经功率放大后耦合到电力线上。此高频信号经电力线路传输到接收方,接收机通过耦合电路将高频信号分离,滤去干扰信号后放大,再经解调电路还原成二进制数字信号。电力线载波直接利用配电网络,免去了租用线路或占用频段等问题,降低了抄表成本,有利于运营管理,发展前景十分广阔。但是,如何抑制电力线上的干扰,提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。
1.3 中心处理子系统 中心处理子系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成,是整个电能计量自动抄表系统的最上层,所有用户的用电信息通过信道汇集到这里,管理人员利用软件对数据进行汇总和分析,作出相应的决策。如果硬件允许,还可直接向下级集中器或电能表发出指令,从而对用户的用电行为实施控制,如停、送电远程操作。
2 自动抄表技术的发展状况
2.1 电能表 传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展,使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要。预计今后相当一段时间内,电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种仪表为主。
2.2 采集器和集中器 采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置,由单片机、存储器和接口电路等构成,现在已经出现了较成熟的产品。
2.3 通信信道 通信子系统是电能计量自动抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重,在西方发达国家,对于电能计量自动抄表技术的研究起步较早,电力系统包括配电网络较规范、完备,所以低压电力线载波技术被广泛应用;在我国,受条件所限,较多使用电话线通信。近来,随着对扩频技术研究的深入,低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决,因此,低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。
3 自动抄表技术的发展趋势分析
3.1 电力线载波通信 电力线载波通信,是将信息调制为高频信号(一般为 50~500 kHz)并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道,不必另外铺设通信信道,大大节省投资,维护工作量少,可灵活实现“即插即用”。目前,国内 10 kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟,但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平,这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。
3.2 无线扩频通信 扩频技术是一种无线通信方式,把发送的信息转换为数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号,以扩展信号的频谱,通过相关接收,用相同的频码序列解扩,最后经信息解调,恢复出原始信息。扩频通信距离一般可达几十千米,其最大的优点在于抗干扰能力较强,因此具有较强的安全保密性。扩频技术在电能计量自动抄表系统的典型应用方式是:采集器通过电力线载波把数据传至集中器,再由设置在集中器附近的扩频电台把数据发送给中央处理站的接收电台。
3.3 复合通信 在应用于电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中,各种通信模式都有优缺点,任何一种采用单一通信技术的方案均很难完全满足需要。为解决这类矛盾,提出了复合通信方案。
复合通信方案是在自动抄表的不同通信阶段采用不同的通信方式,组成实现电能自动抄表的复合通信网络。在数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段(电能表到采集器,采集器到集中器),可以采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式;而在集中器到中央处理站段,则可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式,需根据实际情况统筹考虑。混合使用的各种通信方式之间要有很好的相容性,不能相互干扰,这其中涉及到运筹学、最优规划等方面的研究与设计。
3.4 自动抄表的安全性 自动抄表的安全性主要包括自动抄表过程的安全性和中心处理子系统的计算机网络安全性。电能计量自动抄表系统的抄表过程是分散的采集器、集中器与中心处理站间交换数据的过程。通信中既要保证所抄数据的安全、可靠传输,又必须确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。
中心处理子系统的安全性主要是指其包含的计算机网络安全性,而主要的安全隐患来自以下 4 个方面:黑客、病毒、合法人员的失误和网络系统自身的脆弱性。保护及防范的措施是综合运用密码技术、身份验证技术、访问控制技术、防火墙技术、安全内核技术、网络反病毒技术、信息泄漏防治技术、网络安全漏洞扫描技术和入侵检测技术等。
4 小结
电力营销效率的提高,取决于营销部门对配网信息、用户现状和需求的了解程度,以及对各种数据分门别类加以采集分析并有效利用。电能计量自动抄表系统,能够充分采集用户的各种数据信息,对数据进行集中存储和统一分析,对于加强需求侧管理,具有重要意义。
参考文献:
[1]蒋俊峰.自动抄表技术研究[ J].电测与仪表, 2005, 40(10): 41-44, 24.
简述数据通信的特点范文5
关键词:配电线路;过负荷;监控装置;设计与应用
中图分类号:F294 文献标识码:A
目前在配电设计中常用的有微型断路器、塑壳断路器、熔断器。其中微型断路器主要应用于家用及类似场所过电流保护,额定电流不超过125A;工业类场合使用的多为塑壳断路器,电流最大可达1250A。因此,我们需一种装置,能够针对不同类型的脱扣特性,在线路过负荷时,发出告警信号,提醒用户及时采取措施。
1 简述智能化配电线路过负荷监控装置的应用特点
1.1 智能系统配置。智能箱变采用的智能型元器件应配置电源、接口器件、通信介质、控制设备(上位机、智能仪表等)以满足智能化的要求。智能箱变采用Profibus-DP标准的、开放型的现场总线技术将具有通讯能力的元器件(从站)与之连接,从而实现主站通过总线对开关、电网的远程测量、调节、控制、通讯;或采用智能控制仪对高低压侧进行本地或远程的测量、调节、控制、通讯。
1.2 智能化系统管理的整体效应及作用分析。智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接,实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。针对低压电气系统直接面向控制终端,设备多、分布广,而且现场条件复杂,系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点,智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式,具有强抗干扰能力,主要控制功能由设备层智能化元件完成,形成网络集成式全分布控制系统,以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。
2 深入剖析配电线路过负荷监控装置的主要表现和措施应用
2.1 变电站倒闸操作管理措施。变电站的倒闸操作是变电站运行人员最重要的日常工作之一,工作内容就是将运行或备用的设备通过各种技术或组织手段转换为稳定且安全的状态。从操作任务的接受到整个操作过程的结束,其中涉及很多细节,稍有不慎就会酿成大错,轻者造成设备损坏和对外停电,重者会使电网发生振荡甚至使电网瓦解,造成大面积停电,严重时还会危及操作人员的生命安全。如果是配合检修、扩建、改建等工作进行的倒闸操作,运行人员还要为检修施工人员设置安全屏障以保证检修施工人员在工作中的人身安全。
2.2 运行故障的主要表现。编程不合理,直接影响数据的传输速度和可靠性,可能造成计算机多次重复运算或进行不必要的运算,加大运算工作量,造成计算机运行的CPU负荷率高,当CPU负荷率过高时,产生雪崩反应而使系统不堪重负而崩溃。变电所内的直流系统、微机保护的信息一般均采用计算机数据通信方式获得,由于不同的设备生产厂可能采用不同通信规约,造成规约纷杂,转换工作量大。若选用超量的信息,则可能造成CPU资源不足,降低数据交换的轮询速度,造成网络阻塞,引起通信中断,严重的可能引起死机。
3 概述配电线路过负荷监控装置设计与应用的几个问题
3.1 现场配电箱和开关箱的应用。在配电箱的技术操作上,可以采用统一的铁质配电箱,对于固定的配电箱应用,应该注意几个问题,一是注意配电箱的底部与地面的距离控制在1.3m-1.5m之间,在设置地点上,应选择平坦的地方,在配电箱的周围用上一些防雨的设施加强保护,并做好安全标志的悬挂,以免造成不必要的伤害。二是要注意配电箱内部的两级漏电保护,并结合总配电箱来设置漏电保护器,可以在分配电箱的负荷侧装设漏电保护器,再在开关箱的负荷侧装设漏电保护器,构建配电箱两级保护的防漏电模式。
3.2 Y型高效电动机在电信工程电气技术中的应用。Y型高效电动机与一般的电动机进行比较,可降低损耗高达30%之多,最多可以提高7%左右的工作效率;从投资回收期来看,是比较短的,长则为1-2年时间,短则只需几个月的时间。一般情况下,应该尽可能地将高效电动机作为首选。以Y系列(IP44)三相异步电动机为例,由于其属于全封闭自扇冷式笼型三相异步机,具有高效节能、振动小、噪音低、起动转矩大且可靠性高的优点,不管是功率等级还是安装尺寸都与IEC标准完全相符,是一种多功能的电动机,被广泛应用于各行各业之中。但其安装过程中,应做好正反转电路的设计,具体可参照下图进行电路设计,如图所示。
3.3 过载零线防火措施的应用。在安全可靠性的基础上,要实现节能技术的全面应用,就需要做好过载零线的防火,尤其是在进户处,更要注重负载零线有足够的机械强度和载流量。这样,就需要防止在三相电不平衡的情况下,造成负载零线的电流过大,导致全面发热,尤其是在发生短路的时候,会破坏绝缘层的保护,造成起火等严重后果。同时,在涉及到~380/220V低压系统的运行状态时,如果负载很高,造成负载零线的断裂,就会出现电位严重偏移,并且致使电灯泡以及各种用电设备的电压都超过380V,就会带来一定的危险,因此,要全面加强过载零线的保护应用措施,从而有效减少各种事故的发生。
3.4 接地线的连接和加固。接地母线与主接地极的连接要用焊接。接地导线与接地母线的连接最好用焊接,无条件时,可用直径不小于10mm的镀锌螺栓加防松装置拧紧连接,连接处应镀锡或镀锌。其连接和加固方法用裸线绑扎时,沿接地母线轴向绑扎长度不得小于100mm;在混凝土及料石砌碹的机电硐室里,接地母线或辅助接地母线应用铁钩或卡子固定在接近地面的碹墙上。
3.5 接地电阻的测量方法。煤矿井下接地电阻的测量是一个重要的技术工序,是必不可少的一个环节。在具体的管理上,应该有专门的人员来进行管理,尤其是接地网的接地电阻,应该有专门的负责人员,在每季度测定一次的基础上,对新安装的接地装置,在使用之前,也进行接地电阻的测定,并建立接地电阻测定的数据库管理,定时进行分析,将测定数据等记录进行严格管理,结合一定的安全保护措施,尽量保证接地电阻测定的精准性,为接地保护提供精准的数据依靠。
参考文献
[1]任志程,周中.电力电测数字仪表原理与应用指南[M].中国电力出版社,2007.
[2]崔立.配电箱运行中存在的问题及注意事项[J].电力安全技术,2003(06).
[3]杨志强,舒伟.城市新建住宅项目用电负荷计算及变压器容量选择[A].2009年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C].2009年.
简述数据通信的特点范文6
引言
GSM网是目前移动通信体制中最成熟、最完善、应用最广的一种系统。数据业务作为GSM网络的一种基本业务,已得到越来越多的系统运营商和开发商的重视,基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。以GSM网络作为无线数据传输网络,可开发出多种前景极其乐观的应用,如无线远程检测和控制、无线自动警报等。本文基于GSM的数据业务设计一种实时性比较强、数据率为9.6kbps的具有报警和定位的终端。
1 C8051F021简述
C8051F021是集成在一块芯片上的混合信号系统级单片机,芯片上有32位数字I/O端口(引脚),与标准8051的端口(P0~3)相同。C8051F021在功能上有所增强,每个I/O端口都可独立地设置为推挽或开漏输出和弱上拉,这为一些低功耗系统设计提供了节省电源的手段,而其最突出优点就是改进了可以控制片内数字资源与外部I/O引脚相连的交叉开头网络。通过设置交叉开关控制寄存器,将人的数字资源输入输出配置为端口I/O引脚,这就允许用户根据自己的特定应用将通用I/O端口与所需数字资源相结合。C7051F021具有双串口、多中断源、低功耗、高速度、低电压工作(3.3V)、高容量存储器等特性,这些特性满足本终端核心处理器的要求:低功耗、集成度高、可扩展性好等。
2 终端结构框图
终端系统是由C8051F021单片机、GSM模块、GPSOEM接收模块、键盘和液晶显示器组成,如图1所示。C8051F021单片机是用来实时采集终端外围设备数据并进行相应的处理;GSM模块即GSM无线调制解调器,完成和GSM网的接续,负责通过串口接收来自单片机所采集到的数据,并以无线电磁波的形式发送,或接收来自远程计算机发来的信息并传递给单片机处理;GPSOEM的主要功能是接收卫星发射导航电文的信号,并进行码测量或相位测量,然后根据导航电文提供的卫星位置和时钟差校正信息,计算GPS接收机的当前位置,在单片机的控制下传输定位数据;键盘包括数字键和功能键,数字键用来设置呼叫远程主机的号码,功能键具有相应的报警功能如火警、匪警等和辅助功能;液晶显示器用来显示操作信息和提示信息。由于移动终端不需采集和存储大量的数据,仅采集GPS-OEM模块的导航数据、报警类型数据和存储呼叫远程主机的号码数据和系统程序,所以C8051F021自带的存储器容量即64KB+128 Flash和4KB+256B RAM已满足本终端的需要,故不需扩展外部存储器。
3 工作原理
在终端中,由GPS-OEM模块完成位置定位。GSM模块完成与GSM网通信接续,用户按键盘上的报警按钮后,单片机通过串口实时读取来自GPS-OEM发出的导航电文,从中提取经度、纬度、速度、时间、航向定位数据,并和相应的报警类型数据重新组合形成新的数据格式。同时,以ATD<号码>指令进行拨号在接,连接成功后通过所建立的数据链路实时传输数据,监控中心计算机接收数据并进行经纬度数据坐标变换、误差校正等处理,在电子在图上实时显示出当前监控的终端地理位置,并实时地跟踪移动终端,并以声光的形式提示工作人员,以便及时处理警情。移动终端也可随时接来自监控中心的控制命令,并依命令执行相应的动作。
4 终端I/O配置和初始化程序
由于本系统需要配置UART0、SMBus、UART1、INT0和INT1(8位),存储器的工作模式为片内方式。P1端口作为4×4键盘的接口,P2、P3口作为通用的I/O端口,其中INT0用作远程主机呼叫终端时的中断处理,INT1用作键盘中断处理。故C8051F021单片机的EMIF和I/O端口配置如下。
①设EMI的配置寄存器EMI0CF=0x00,因为本应用无扩展存储器和存储器映像的I/O设备,即存储器工作模式为片内方式;同时将EMIFLE(XBR2.5)设置为0,这样P037、P0.6、P0.5的引脚将由交叉开关或端口锁存器来决定,不被交叉开关忽略。
②按UART0EN=1、UART1EN=1、SMB0EN=1、INT0E=1、INT1E和EMIFLE=0设置XBR0、XBR1和XBR2为XBR0=0x05、XBR1=0x14、XBR2=0x04。
③配置P1端口为数字输入模式,即P1MDIN=0xFF。P1端口低4位为键盘输出,高4位为输入,P1MDOUT=0x0FH(P1.0~P1.3为推挽方式,P1.4~P1.7为漏极开路方式),P1|=0xF0。
④使能交叉开关,即XBARE=1,XBR2=0x44。因为EMIFLE=0,交叉开关译码器将不跳过P0.7、P0.6、P0.5引脚,所以按优先权交叉开关译码表进行分配。UART0具有最高优先权,故P0.0分配给TX0、P0.1分配给RX0;SMBus的SDA、SCL分别分配在P0.2、P0.3引脚;UART1的TX1、RX1分别分配在P0.4、P0.5引脚;INT0分配在P0.6引脚;INT1分配在P0.7引脚。
⑤设置UART0的TX0引脚(TX0,P0.0)、UART1的TX1引脚(TX1、P0.4)为推换输出方式,即P0MDOUT=0x11。RX0、SDA、SCL、RX1、INT0和INT1是由交叉开关分配输入的,因此与其端口配置寄存器的值无关。
⑥P2、P3作为一般I/O端口初始化输入状态,即P2MDOUT=0x00、P2=0xFF和P3MDOUT=0x00、P3=0xFF。
引脚分配如表1所列。
表1 单片机引脚分配
引脚P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1P2P3功能TX0RX0SDKSCLTX1RX1INT0INT1键盘通用通用初始化程序如下:
void System_init(){
WDTCN=0xdeh; //禁止看门狗
WDTCN=0xadh;
EMI0CF=0x00;
XBR0=0x05; //使能UART0、SMBus
XBR1=0x14; //使能UART1,使能交叉开关和弱上拉,禁止外部寄存器低端口ALE、WR、RD由交叉开关寄存器或地址锁存器决定I/O端口配置
P0MDOUT=0x11; //TX0、TX1为推挽输出,RX0、SDA、SCL、RX1、INT0和INT1是由交叉开关分配输入的,因此与其端口配置寄存器的值无关
P2MDOUT.0=0x0; //把P2.0位初始化为输入方式,用作LCD的命令/数据的辨别
P2.0=1;
//初始化为4×4键盘接口
P1MDIN=0xFFH; //配置P1端口为数字输入模式
P1MDOUT=0x0FH; //配置P1.0~P1.3为推挽方式,P1.4~P1.7为漏极开路方式
P1|=0xF0; //P1端口低4位为输出,高4位为输入
P3MDOUT=0x00; //将P3口设置为输入方式
P3=0xFF;
IE=0x85; //使能INT0、INT1并按默认的优先权进行切换
}
;UART0初始化函数;定时器1为UART0波特率源
void UART0_init(){
SCON0=0x50; //UART工作模式为1,8位数据位,使能RX
TMOD=0x20; //定时器1工作模式2,8位自动重载
TH1=-(SYSCLK/9600/16);//按波特率设置定时器1的重载值
TL1=TH1; //设置定时器1的初始值
CKCON|=0x10; //使用系统时钟SYSCLK作为时基
PCON|=0x80; //SCOD0=1
TR1=1; //启动定时器1
}
;UART1初始化函数;配置定时器4为串口波特率源
void UART1_Init(void){
SCON1=0x50; //SCON1:模式1,8位UART,使能RX
T4CON=0x30; //停止定时器;清除中断标示;使能UART波特率模式
RCAP4=-(SYSCLK/9600/32);//按波特率设置定时器T4重载值
T4=RCAP4; //给定时器4赋初值
T4CON|=0x04; //(TR4=1)启动定时器4
TI1=1; //清除HW_UART接收和发送中断
}
;SMBus初始化函数
void SMBus_init(){
SMB0CN=0x04h; //配置SMBus在应答周期发送确认ACK
SMBOCR=0x60; //时钟速率大约10μs,根据SMBOCR公式计算
SMB0CN|=0x40h; //使能SMBus
}