自主寻址（精选7篇）
自主寻址 篇1
Modbus通信协议是由Modicon公司开发出来的,它具有简单,公开,通用性强并且使用方便等优点,故而在工业领域得到广泛的应用。但是标准的Modbus串行链路协议在通信前必须得知道通信对方的地址,不能自主寻址,这在未知对方地址的情况下通信有些困难。对于这一特性本文将对该协议进行改进,使之达到即插即用的效果,但该方案在传输效率方面将有一定的损失。
1 Modbus串行链路协议的不足
Modbus串行链路是一个主-从协议,并且提供功能码规定的服务。在同一时刻,只有一个主节点连接于总线上,但是有一个或多个子节点(最大编号为247)连接于同一个串行总线上。该通信总是由主节点发起,子节点收到来自总结点的请求之后进行相应的数据处理,并且各子节点之间从不互相通信。
为了使子节点能和主节点通信,每个节点都必须拥有自己唯一的地址,并且在发送数据时把地址一起发送出去,其数据帧的格式如图1所示[1]。
由图1可知,当主节点给子节点发送数据帧时,必须要知道该子节点的地址,并把地址附加到数据帧的地址字段部分,这样发送出去的数据才有可能被该子节点接收并识别,两个节点才有可能进行通信。如果主节点已知晓全部子节点的存在,则系统正常地运行,但是一旦有新的子节点的加入,由于主节点未知有新节点的加入,则该新节点将处于被主节点忽略的状态。要想使新加入的子节点也能正常通信,必须对该协议进行适当改进。
2 类Modbus协议设计框架
本文借鉴TCP/IP协议中路由表的机制[2],对Modbus串行链路协议进行改进。该设计的中心思想是在主节点的数据存储区中设置一个子地址表,该子地址表包含所有子节点的地址,连接状态等信息。进行通信时只需先进行子地址表的更新,之后的数据通信部分仍和Modbus协议一致。为了能够把新接入网络的子节点纳入进来,必须对子地址表进行定期的更新,这对系统的传输效率有一定的影响。
3 子地址表的设计
本文设计的子地址表和TCP/IP协议中路由表有些差异,不仅含有子节点的地址,还包含子节点的通信状态和数据的存储地址。每个子节点可以由实际物理终端的生产序列号识别,但是通常该生产序列号占用字节较多,如果把它作为通信地址,则系统的通信效率将降低,为此可以把该生产序列号作为子节点的实际物理地址,而在子地址表中再设置一个相对应的虚拟地址。由于子节点最大编号为247,所以该虚拟地址只需设置为一个字节即可。
该子地址表的结构体可表示为:
在结构体中设置通信标志位主要是因为在通信时有可能出现通信中断的状况,有了此标志位可以实时地检测对应子节点的通信状况。并且考虑到在更新子地址表时,如果每次全部更新则将加重系统的负担,若每次只更新已经断开的子节点的子地址表,则将进一步降低协议改进对传输效率的影响。
在这里子节点的通信标志位可设为三种情况,0:连接刚断开,1:连接良好,2:连接彻底断开。在通信时,如果主节点多次请求仍未收到子节点的应答,则将子地址表中对应子节点的通信状态设置为0(连接刚断开)。如果在下次更新子地址表,进行连续3次自主寻址仍未连接上,则将通信状态设置为2(连接彻底断开)。其广播时钟中断处理流程图如图2所示。
考虑到数据帧中数据量较大,直接放在子地址表中显的比较臃肿,所以可以另外开辟一段专门存放数据的存储空间,只需把数据空间的首地址存放到相对应的子节点的子地址表中即可。
4 应答机制的设计
在进行协议的改进中,为了使系统能够正常的工作,应答机制的设计十分重要。在这里主要包含的是地址自主查询应答机制的设计。
4.1 地址查询帧的设计
在自主寻址时,主节点首先查询子地址表,并把子地址表中的子地址信息组装成帧,帧中包含子地址表中各子节点的虚拟地址和连接状态位。该查询帧的帧格式为:
0x00|0x41|0x0*|0x00|0x0*|0x02|……|CRC
查询帧的第一字节0x00表示是广播帧,所有节点都能接收到。第二个字节0x41采用Modbus协议中的用户功能定义码[3],在这里定义为地址查询码。后几个字节(0x0*|0x00|0x0*|0x02|……)就是各子节点的连接状态信息,其中前一字节表示该节点的虚拟地址,后一节点表示该节点的连接状态。最后一字节是整个数据帧的校验码,由主节点计算并附加上去。
4.2 地址回复帧的设计
当一子节点接收到主节点发送发过来的地址查询帧时,为了提高系统的数据传输率,在这里采用有选择的回应。如果查询帧中包含该子节点的虚拟地址,并且显示连接状态为1(连接良好),那么该子节点无需回复应答帧,这样可以减少回复应答帧的子节点的个数,也就可以减少子节点应答时的冲突概率。如果是其他情况,则需回复应答帧,其流程图如图3所示。
当地址查询帧中没有本节点的虚拟地址时,说明本节点是新接入的节点,这时需要发送回复帧,告知主节点本节点的存在。为了减小各子节点之间冲突的概率,在主节点每个广播数据包之后等待100 ms,10 ms为一个时间槽,共10个时间槽,从节点以自己的生产序列号为种子产生一个(0～49)之间的随机数,并监听总线状态,若到自己的时间槽则发送数据,进行虚拟地址申请。若在监听过程中,发现主节点的广播数据包后的占有率大于70%,则扩大产生随机数的范围,增加10,即从(0～49)到(0～59),若占有率小于30%,则缩小产生随机数的范围,减少10,即从(0～49)到(0～39),以此类推。
当查询帧中含有本节点的虚拟地址,但是通信状态显示是0(连接刚断开),为了使该节点尽快地恢复连接,在这里产生0～10之间的随机数,这样该节点恢复连接的概率将最大化。
当查询帧中含有本节点的虚拟地址,但是通信状态显示是2(连接彻底断开)时,将和查询帧中没有本节点的虚拟地址情况下一样,产生一个(0～49)之间的随机数,并等待自己的时间槽发送数据。
在发送回复帧时,采用带ACK的CSMA/CA[4]机制报告子节点的存在。在主节点发送广播数据包后,子节点通过CSMA/CA机制向主节点发送报告节点存在数据包,主节点收到并确认后,以后将通过单播方式进行轮询通信。
在CSMA/CA机制中,首先子节点发送请求传输报文:
0x00|0x43|0x82|0x84|0x83|0x**|0x**|0x**|CRC
该帧中0x43采用的也是Modbus协议中的用户功能定义码,在这里定义为请求链接码。后几个字节(0x82|0x84|0x83)是RTS的ASCII编码,当主节点接收到时就知道这是子节点发送过来的请求传输报文。0x**|0x**|0x**字节代表的是发送此报文的子节点的生产序列号。
当主节点接收到请求传输报文帧时,其将产生相应的允许传输报文:
0x00|0x43|0x67|0x84|0x83|0x**|0x**|0x**|CRC
子节点接收到该数据帧是,先通过0x**|0x**|0x**|判断该数据帧是否发送给本节点的,如果是则说明连接成功,此时子节点就可以进行相应子地址表的更新。此时子节点的将产生数据帧:
0x00|0x42|0x**|0x**|0x**|CRC
该数据帧起到子节点(0x**|0x**|0x**)虚拟地址请求的功能,并采用0x42功能码实现。
4.3 地址确认帧的设计
当主节点接收到子节点虚拟地址请求帧时,首先在子地址表中查询是否已经存在该节点,如果存在,则直接把该节点的虚拟地址作为地址确认帧发送回去;如果不存在,则在子地址表中新建一条子地址信息,并把该信息发送回去。此处的地址确认帧为:
0x00|0x42|0x**|0x**|0x**|0x**|CRC
该帧与虚拟地址请求帧唯一的不同就是在该子节点(0x**|0x**|0x**)字节的后面加上了一个表示该子节点虚拟地址的字节(0x**)。
当发送完该字节时,主节点中就保存了子节点的地址信息,并把该子节点的通信状态设置为1(连接良好),在后续的通信中就可以自由地选择所需子节点进行通信。
5 测试
在这里采用了两块STM32开发板作为实验板,一个作为主节点,一个作为子节点,并按上面的方案编写程序,其寻址帧流程示意图如图4所示。
寻址帧结果分析:首先主节点发送主节点帧(1)——地址查询帧,由于开始时子地址表为空,所以地址查询帧中未含有任何子节点的信息。子节点收到主节点的信息后响应并发送子节点帧(1)——请求传送报文帧,该帧中含有该子节点的物理地址,针对该子节点的请求,主节点发送主节点帧(2)——允许传送报文帧,子节点收到该报文之后,发送子节点帧(2)——虚拟地址申请帧,进行虚拟地址的申请,然后主节点立马给该子节点分配一虚拟地址并以帧(3)的形式发送出去。这样主节点就自动获取了子节点的地址,接下来就可以自由通信。
如果在主从节点中各设置一个LED小灯指示通信状态,在实验中将会发现小灯先是慢闪几次,然后快速闪烁,慢闪即是主节点在自动寻址,快闪即表示通信成功。
6 结束语
本文针对标准的Modbus串行链路协议在通信前必须得知道通信对方的地址这一特性,对它进行了相应改进,使得主节点在通信中可以自动寻找子节点的地址,达到即插即用的效果。当然这种改进是以稍微降低通信效率为前提的。这种协议对于不是经常满负荷运行的通信十分有效。该方案已经在实验中取得初步成功,并且达到了既定效果。
参考文献
[1]GB/T19582.2—2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范第2部分:Modbus协议在串行链路上的实现指南,2008
[2]张庆红,程国建.浅析路由表原理在网络中的应用.网络安全技术应用,2010;4:45—46
[3]GB/T19582.3—2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范第1部分:Modbus应用协议,2008
[4]谢希仁.计算机网络(第4版).北京:电子工业出版社,2003;6:130—134
物联网资源寻址特性研究 篇2
资源寻址系统一般包含五个关键要素:资源名称、资源地址、寻址机制、更新机制以及安全机制。其中资源名称是指资源寻址系统中用于惟一标识资源的名称, 资源寻址系统中所有的资源名称构成该资源寻址系统的名字空间;资源地址是指资源寻址系统中用于定位资源的位置信息, 资源寻址系统中所有的资源地址构成该资源寻址系统的地址空间;寻址机制是指通过资源名称查找或者检索到与其对应的资源地址的方式, 它是资源寻址系统必须完成的核心功能;更新机制是指资源寻址系统中资源名称和资源地址对应关系的更新方式;安全机制是指资源寻址系统中保证寻址和更新安全和合法性的方式。这五个关键要素可以说是设计任何资源寻址系统时必须要考虑的因素, 因此本文将从这五个方面对物联网资源寻址的特性进行分析。
一、物联网资源名称的特性分析
资源名称是相对于与其对应的资源寻址系统而言的, 而且同样具有一定的分级结构, 其分级结构可以分为单级的和多级的两种类型, 分别称作单级的分级结构和多级的分级结构。其中, 单级的分级结构是指资源名称的分级结构仅分为一级, 资源名称的各部分之间是平行关系;多级的分级结构是指资源名称的分级结构分为多级, 资源名称的各级部分之间可以存在一定的从属关系。
物联网资源名称的特性, 即物联网资源名称具有多级的分级结构, 但其分级结构具有异于互联网资源名称的两种特性, 即未知性以及分散性。其中未知性会导致具有该特性的物联网资源名称不能直接作为基于分级式寻址算法的资源寻址系统的输入, 分散性会导致具有该特性的物联网资源名称不能直接作为物联网资源寻址系统的输入。因此物联网资源名称不能如同互联网资源名称一样直接参与资源寻址, 而需要先对其进行转换操作以去除其可能存在的特性。因此将物联网资源名称区分为原始物联网资源名称和转换物联网资源名称两种类型。其中原始物联网资源名称是指未经过任何转换操作的物联网资源名称, 其分级结构可能具有分散性或未知性, 而可能无法正常参与物联网资源寻址。而转换物联网资源名称是指经过转换操作已经去除分级结构的分散性或未知性的物联网资源名称, 其可以直接参与物联网资源寻址。
二、物联网资源地址的特性分析
资源地址是指访问资源的入口地址。而从资源寻址技术研究的角度来讲, 资源地址是指对应于资源名称的一次资源寻址操作结束后得到的结果。
物联网资源地址包含直接资源地址和间接资源地址两种类型, 其中直接资源地址即为物理地址, 可以直接作为资源的最终通信地址;间接资源地址是资源的相对地址, 不能直接作为资源的最终通信地址, 但可以直接作为其他资源寻址系统的资源名称, 用以进一步获取资源的相关地址。但由于物联网资源名称存在上述特性, 导致物联网资源寻址的输出不再仅是物联网资源地址, 还需要是生成转换物联网资源名称所需的转换信息。该转换信息包含标准分级结构信息和扩展分级结构信息两种类型, 其中标准分级结构信息是指用于去除物联网资源名称分级结构的未知性所需的转换信息, 扩展分级结构信息是指用于去除物联网资源名称分级结构的分散性所需的转换信息。经过转换操作后的转换物联网资源名称可以作为与其对应的物联网资源寻址系统的输入, 因此其看作是一种间接资源地址, 转换信息相应的可以看作是生成这种间接资源地址所需的信息。
三、物联网资源寻址机制的特性分析
资源寻址机制是指资源寻址系统通过资源名称查找或检索到与其对应的资源地址的方式, 其是资源寻址必须完成的核心功能。
相应地, 物联网资源寻址机制需要支持物联网资源名称的转换。因此物联网资源寻址机制不仅包含若干一元资源寻址函数, 还包含若干二元资源转换函数。物联网资源寻址函数中的寻址算法可以采用扁平式和分级式两种类型。具有分散特性分级结构的物联网资源名称必须结合资源寻址函数输出的相关资源地址信息, 经过资源转换函数运算转换成转换资源名称后才可以作为其他资源寻址函数的输入再次进行运算, 直至得到直接资源地址为止。而具有隐含特性分级结构的物联网资源名称必须结合资源寻址函数输出的相关资源地址信息, 经过资源转换函数运算转换成转换资源名称后才可以作为基于分级式寻址算法的资源寻址函数的输入再次进行运算, 直至得到直接资源地址为止。
四、物联网资源寻址更新机制的特性分析
资源寻址更新机制是指资源寻址系统中资源名称和资源地址对应关系的更新方式, 包括资源寻址系统数据库内容的更新机制, 以及其缓存内容的更新机制。其中资源寻址系统数据库内容的更新主要涉及更新管理模式的问题, 即资源寻址系统数据库内容更新的范围划分, 资源寻址系统数据库更新管理者的创建以及相应权限的设定等问题。缓存内容的更新主要涉及更新时效问题, 其是为提高资源寻址系统寻址效率而必须考虑的问题。并且它的及时更新也随着新的网络服务的产生变得不可忽视。目前有关缓存更新机制较为成熟的有DNS的分布式缓存机制。DNS采用TTL值来控制分布式缓存更新的时间。对于更新需要十分及时的寻址服务, 例如ENUM服务要求已更新的信息可以及时地反映到解析中去, 可以将TTL值设置的比较小, 从而提高缓存更新的效率。
物联网资源寻址涉及到全球物流供应链中物品真实信息的寻址定位, 因此物联网资源寻址系统所面临的更新压力将远远超过互联网。物联网资源寻址更新机制需要更加方便、准确和及时, 以便能够在全球物流供应链中提供实时的寻址服务。
五、物联网资源寻址安全机制的特性分析
资源寻址安全机制是指资源寻址过程中提供的安全保障机制, 以使资源名称和资源地址的对应关系能够准确地提供给符合权限要求的查询者。具体而言, 某些敏感的资源名称只能够被具有特定权限或者特定范围内的用户访问, 并且在寻址过程中, 其数据不应该被监听乃至伪造, 要保证一定程度的安全。因此资源寻址安全机制应该对资源寻址的真实性、完整性、保密性以及可控性等方面提供有效支持。通常的做法是采用SSL (Secure socket layer, 安全嵌套层) 或者TLS (Transport Layer Security, 传输层安全) 来实现传输的安全, 采用PKI (Public Key Infrastructure, 公钥基础设施) 体系的数字认证公私钥的签名方式或者Kerberos方式来对资源寻址的真实性、完整性以及保密性进行控制, 而采用ACL (Access Control List, 访问控制列表) 以及基于角色的访问控制 (Role-basedAccess Control) 来对资源寻址的可控性提供支持。目前互联网中的DNS系统并没有对资源寻址安全机制进行过多的考虑, 可以说DNS是不安全的资源寻址协议, 而DNSSEC协议也没有能够对查询者的可控性提供支持。
物联网资源寻址为全球物流供应链中真实的物品提供寻址服务, 其资源寻址安全机制需要从资源寻址的真实性、完整性、保密性以及可控性各个方面提供完备的保障机制, 尤其对可控性方面即隐私保护方面具有更高的要求, 例如物联网资源寻址系统中某物品资源名称对应的资源地址的记录数量, 更甚至于某物品资源名称是否存在记录这样的信息都可能作为商业机密而需要被保护。
本文通过对资源寻址系统的五个关键要素的分析, 归纳出物联网资源寻址所具有的特性, 从根本上表明了互联网资源寻址模型不能适用于物联网资源寻址, 最终将对解决物联网资源寻址关键技术, 具有非常重要的现实意义。
摘要：全球性质的物联网显然存在跨域通信的问题, 因此物联网同样需要一套完善的资源寻址技术的支持, 以满足其资源寻址需求, 促进物联网互联互通。本文通过对资源寻址中资源名称、资源地址、寻址机制、更新机制以及安全机制等五个关键要素的分析, 总结归纳出物联网资源寻址特性, 既有利于设计出符合物联网资源寻址需求的物联网资源寻址模型, 也是解决物联网资源寻址关键技术的必要前提。
关键词：物联网,互联网,资源寻址
参考文献
[1]毛伟.互联网资源标识与寻址技术研究[J].博士学位论文.中国科学院计算技术研究所, 2006.
[2]毛伟, 孙洵, 王峰.一种互联网资源标识与寻址技术:HandleSystem[J], 计算机应用研究, 2004 (05) :252-254, .
[3]周洪波.物联网:技术、应用、标准和商业模式[M].北京:电子工业出版社, 2010:23.
[4]吴功宜.智慧的物联网[M].北京:机械工业出版社, 2010:36.
经纬网格寻址中最短路径算法优化 篇3
对经纬网格进行二维剖分, 进而利用最短路径的方法, 求两个之间的最短距离, 是解决天气数值预报中模式计算的核心问题。进行最短路径的计算, 就必须首先将其按结点和边的关系抽象为图的结构, 这称为构建网络的拓扑关系。只有建立了拓扑关系, 才能进行网络路径分析。于是最短路径计算实现的关键在于网络拓扑结构的建立和高效能最短路径算法。文中针对解决实际最短路径问题较为有效的Dijkstra算法进行并行优化。即如图1所示从源点甲地出发, 到达图上丁地的最短路径。
2 流程伪代码
这里采用了贪心的策略, 利用宽度优先一层层搜索, 直到遍历所有结点或已经找到最短路径。算法伪代码如下:
2.1 优化一
对Dijkstra (G, w, s) 取最短路径是运用map-reduce方法, 对D的更新在main函数中进行。
2.2 优化二
对阵列D进行更新的时候运用map-reduce方法, 对D的更新采用了一种单map多个reduce的暴力方法:
Step1:用map函数获取D[i]!=INFINITY且没有取得最短路径的所有节点及其邻接节点的信息。
Step2:采用多个reduce函数同时对阵列D进行更新, 输出 (路径长, 节点) 的元组, 通过后台进行排序, 获取一次迭代得到的最短路径。
3 实验结果
程序都进行了相对严谨的测试。对于不同N值的程序得到了相同的结果, 跟串行程序的结果也一样。程序结果列举如图2所示。图1为N=10时, 零点到所有顶点的最短路径结果显示。根据上方的邻接矩阵可以很容易匹配上下面的打印结果。图3为N=1024时的打印结果, 两个程序结果一致, 另外本人还写了一个串行的求单点最短路径的程序, 输出结果均与之相符。
4 结论
依据最短路径算法分析, 采用贪心策略和MapReduce编程模型实现路径计算过程中优先级队列的一系列操作, 从而提高算法的计算性能。解决数值预报中地理空间范围内两点间的最短路径求解难题, 该结果的合理应用为数值预报模式中最短路径求解提供参考依据。
摘要：最短路径分析地理信息系统中的空间经纬网络寻址中的计算瓶颈, 对其算法进行优化很有必要。针对最短路径中经典的Dijkstra算法, 采用贪心策略和MapReduce编程模型实现路径计算过程中优先级队列的一系列操作, 从而提高了算法的计算性能。
GSM-R系统位置寻址技术探讨 篇4
1 基于位置寻址的业务需求
1) 基于位置的寻址主要解决移动用户呼叫固定用户, 包括司机 (或者手持终端用户) 呼叫调度员或车站值班员。2) 主叫用户使用短号码发起呼叫。3) 不同位置与呼叫目标之间的联系应可以灵活改变, 支持调度区域的灵活调整。4) 基于位置寻址的基本方式是基于小区的位置寻址。
2 基于小区l D的位置寻址方案
2.1 CO O定位
位置寻址涉及一个移动台的定位问题。目前, 主要采用C00定位、TOA、TDOA、GPS辅助定位等。
COO定位法是最简单的一种, 它的基本原理是根据移动台所处的小区ID号来定位调度区段及车站管辖范围。
2.2 基于小区l D的位置寻址方案
小区特定路由使用两个参数来确定目的地址:
1) 被叫方地址 (短码) , 按照铁道部关于《铁路GSM-R数字移动通信系统编号计划 (V3.0) 》 (铁运[2013]3号) 规定, 1200表示连接到当前的列车调度员;1300表示连接到当前的车站值班员。被叫方地址 (如1200) 是由移动台通过空中接口Um向MSC提供的。
2) 小区识别码GCI, 在每次呼叫中, BSS都要向MSC提供移动台当前小区的小区识别码。
2.2.1 在智能网SCP设立寻址转换表的寻址过程
移动台发出的每个短号码, 包含了移动台所在的位置小区和目的号码信息, 其具体的流程如下:1) 移动用户使用短号码发起主叫。2) BSS系统向BSC的业务交换点提供主叫用户所在小区的ID码。3) MSC根据主叫用户号码请求HLR提供ISDN号码。4) HLR对移动用户进行智能网业务鉴权判断。5) 鉴权后, MSC/SSP将短号码和主叫小区的GCI发给智能网SCP。6) SCP将路由关系查询到被叫的路由号码, 传递给MSC。7) MSC将目的号码路由送给网关移动业务交换中心 (GMSC) 。8) GMSC将对其目的号码呼叫至固定交换机网络。9) 建立移动台与被叫固定电话之间的通话。
2.2.2 信令流程
基于GSM-R智能网方式实现基于位置的寻址, MSC需要增加SSP的功能, 分析被叫短号码, 触发智能网业务, 智能网中存储实际电话号码, 小区 (CGI) 以及短号码之间的关联。
MSC在收到移动台发送的SETUP消息后, 分析被叫号码, 满足触发智能网的条件, 向SCP发送Intisl DP, 其中包含被叫短号码, 用户所在的小区信息, SCP根据被叫信息, 获取短号码对应的真实号码, 向MSC/SSP返回Connect消息, MSC收到真实的号码, 根据该号码进行该号码进行路由, 向相应的FAS台发起呼叫。
在SETUP消息中, 将被叫方信息元 (Called Party Number) 设为短码来触发基于位置的寻址。在信令流中, COM-L3-INFO消息中的Complete Layer3信息元素包含了CGI, 其结构如表1示。
3 精确位置寻址 (Elda)
3.1 业务引入
由于GSM-R小区未必和铁路调度辖区范围、车站辖区范围能完全吻合, 所以基于小区ID的位置寻址将不能完全满足铁路应用的要求。
精确位置寻址是位置寻址的扩充, 是利用外部精确的物理定位信息来进行的位置寻址, 基本方式是通过列控系统提供的比较精确的列车当前位置信息进行寻址, 寻址精度大大提高。
3.2 业务特征
精确位置寻址的基本方式是基于列车当前的精确位置信息。移动台采用GPS定位系统和机车运行安全监控记录装置作为列车位置信息源, 也可采用其他系统作为辅助手段。精确位置信息使用GPS和公里标信息。
3.3 精确位置寻址方案探讨
行车调度信息主要包括车次号、调度命令、列尾等。目前使用的定位方法包括电子计轴器法, 测速定位法, GPS等。
1) GPS定位法:在机车的综合无线通信设备上安装了GPS接收机模块, 可以通过车载计算机将GPS接收机计算出的列车位置给地面GPRS接口服务器, 通过铁路信息平台传送到CTC指挥中心。
2) 用测速仪与应答器结合定位:机车综合通信设备首先注册GSM-R网络并进行PDP激活操作。同时对机车数据采集编码器发送的信息进行实时分析, 结合测速仪装置和不同闭塞区段应答器的位置间隔及精确位置信息比准确定位列车, 以公里标的方式存贮在TAX箱中。在每一个闭塞区段内传送车次、公里标、速度等信息到CTC/TDCS中心。
3.4 列车位置信息的格式与传送流程
传送的列车信息包括公里标位置、所在线路区段、车次号和年月日时等信息。
传送流程是机车综合无线通信设备及CIR, 通过无线空中接口向地面的基站BTS按照信息格式和内容发送信息, 通过Abis口传送到基站控制器MSC, 再通过Lb口发送到移动业务位置中心SMLC。
4 结束语
铁路生产调度指挥都是围绕着列车来进行的, 因此列车的位置信息是铁路信息化建设的重要数据。基于位置的寻址是在GSM-R自身强大的数据功能之上, 专门针对铁路特殊业务需求开发的功能之一, 可以满足铁路调度集群业务的需求, 实时实现列车位置的跟踪, 完成信息的传递。
参考文献
自主寻址 篇5
在中、短波发射台站,遥控等无线传输技术被广泛应用于各种设备。作为遥控设备控制的核心,无线通信的稳定性和可靠性至关重要。本文给出一种基于数传模块的无线寻址接收器的设计。它的不同之处在于实现稳定无线接收的前提下,又能实现接收不同地址下的数据。显然,这样的无线收发系统避免了固定地址接收中所带来的不便,既降低了通信成本又提高了通信质量,还具有使用灵活等优点。
2系统结构设计
本系统在实现过程中主要是采用PT2262/PT2272芯片、超外差接收模块和AT89C52单片机,将无线电技术与单片机技术相结合,用单片机控制解码芯片的地址端,可以在保证系统原有收发功能的基础上,实现智能化寻址和数据接收。系统设计框图如图1所示。
3硬件设计
3.1基本原理
本系统由发送端、接收模块、单片机、解码电路、以及显示电路四部分组成。在单片机中预先存入多组地址,上电后,单片机向解码芯片PT2272的八个地址端连续发送地址,接收模块将发送端发出的地址有效接收,当接收到的地址与单片机中存入地址一致时,解码芯片工作,同时将接收到的数据送入单片机保存,最后通过单片机将数据送入显示电路显示。当接收到的地址与单片机中地址不同时,解码芯片不工作。通过上述过程即可实现点对多点的数据传输,从而实现智能化寻址功能。
3.2硬件选择
由于芯片的种类和数量比较多,芯片的选择在设计中是至关重要的。选择芯片时应考虑以下几点因素:功耗发射功率、接收灵敏度、收发芯片所需的外围元件数量、芯片成本等。本次设计主要选用的主要芯片为:PT2262/PT2272芯片,315MHZ超外差接收模块,AT89C52单片机等;
3.2.1 PT2262/2272
(1)芯片介绍。PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编解码电路,最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平)。
(2)工作原理。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。当有按键被按下时,PT2262得电工作,其第17脚为高电平,输出经调制的串行数据信号。接收模块接收后送至解码芯片PT2272,两者地址码经过两次比较核对,确认匹配后,Vt脚被置为高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,数据位输出相应的数据。如果发送端一直按住按键,编码芯片则会连续发射。
(3)地址编码设定原则。在通常使用中,一般采用8位地址码和4位数据码,PT2262/PT2272的第1~8脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:悬空、接正、接地三种状态。3的8次方为6561,所以地址编码不重复的数量为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用。出厂时PT2262和PT2272的八位地址端全部悬空,这样可以很方便选择各种编码状态。如果想改变地址编码,只要将PT2262和PT2272的1~8脚设置相同即可。例如当PT2262的第1脚接正、第6脚接地,其它引脚悬空,那么PT2272只要也第1脚接正、第6脚接地其它引脚悬空就能实现配对接收。
(4)PT2262和PT2272的振荡电阻的选择。PT2262和PT2272中OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率,所以说其振荡电阻还必须匹配,否则接收距离会变近,甚至无法接收。在实际使用中只要对振荡电阻稍做改动就能配套使用。在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间越长。大部分产品都是用2262/1.2M=2272/200K组合的,少量产品用2262/4.7M=2272/820K。一般电阻可在430k—470k之间选择即可。电阻匹配如表1所示。
3.2.2超外差接收模块
超外差接收模块有5个引出端,分别是:ANT端、两个GND端、一个VCC端、一个数据输出端。其中VCC为5V供电端,GND为接地端,ANT端焊盘需焊接一根天线,数据输出端与解码芯片PT2272的14管脚(数据信号输入端)相接。
3.2.3 AT89C52
本次采用MCS-51系列的AT89C52单片机,它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存贮器的低电压、高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C52是一种高效微控制器,无需扩展外部存储器。256字节的RAM和32线I/O口为很多控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
3.3具体电路设计
(1)解码芯片PT2272与超外差接收模块的连接:将PT2272的14管脚与接收模块的数据输出端相连接。当地址匹配时可将接收模块接收到的信号送入解码芯片PT2272。
(2)解码芯片PT2272与单片机AT89C52的连接:
将PT2272的8位地址端(1——8管脚)分别与AT89C52的P1口(1——8管脚)相连接,使得单片机中预先存入的地址可不断送至PT2272的8位地址端。
将PT2272的4位数据端(10——13管脚)分别与AT89C52的P0口的4位(39——36管脚)相连接,使得当接收到的地址与单片机预设的某地址符合时,实现数据传输。
将PT2272的17管脚与单片机的P3.2(12管脚)通过反相器74LS06相连接。这是因为解码芯片PT2272工作时产生瞬态高电平,而单片机的INT0端为低电平有效,所以在两者之间采用反相器,以产生低电平信号。
(3)显示部分的连接:在AT89C52的P2口的4位(21——24)上分别接上四个发光二极管,以满足最终显示结果的需要。
电路设计图如图2所示。
4软件设计
程序开始运行,单片机不断的将预先存入的多组地址送至解码芯片PT2272的8位地址端,与发送端送来的地址相比较,当二者相一致时,进入中断处理子程序,开始接收发送端送来的四位数据并且通过AT89C52的P0口将其存入单片机中,最后调用子程序在P2口显示。系统主要程序包括:主程序和中断服务子程序。流程图分别如图3和4所示。
5结语
利用数传模块和单片机等芯片构成的无线寻址接收器,经过实际测试,完全实现设计功能要求,具有电路易于实现、性价比高、实用性强等优点。在中、短波广播发射台实际使用中可以根据具体功能进行相应扩展,尤其是对于一些机动性要求较强的设备或一些不方便到达现场的地方,它的优点十分突出。
参考文献
[1]丁元杰.单片微机原理及其应用[M].北京:机械工业出版社,2006.5-15.
自主寻址 篇6
本文对现有各种导航寻址技术进行研究, 尝试探讨适用于公专变计量箱现场导航寻址系统的建设方法, 用较为经济的方法综合运用各类导航技术, 对公专变计量箱位置进行较为准确的定位导航, 将辖区内的公专变计量箱纳入信息化、可视化管理, 提升现场工作的效率。
2 现状与问题分析
2.1 公专变计量箱位置记录不符合导航需要
目前投用的公专变计量箱在建设时往往未考虑导航寻址的需求, 选址地点是与市政、用电户协商后的折中选择, 难以使用道路、门牌号等清晰定位数据来标识。现场情况也是千差万别, 厂区、工矿、山区、农村、城市、平房、楼宇等都有。公专变计量箱安装时坐标采集手段还不常见, 位置信息大多采用邻近道路作为记录, 而箱名、箱号普遍与变压器一样使用线路加地区, 或线路加用户等方式命名, 这类记录信息误差较大, 按照道路到达现场后, 难以准确定位计量箱位置, 只能依靠人工排摸, 不仅耗时耗力, 也要求人员对当地具有较高熟悉程度, 在人员调动或紧急排障时严重影响效率。
2.2 卫星导航信号在部分区域难以覆盖
近年来, 随着科技的进步, 有些电网公司开始给现场人员配备具有内置GPS卫星导航模块的手持终端寻址导航仪[2], 卫星导航信号一般的频率在10 0 0M H z-20 0 0M H z间, 穿透能力较弱, 在户外使用尚可, 但在建筑楼宇等卫星信号不良区域, 会有较大误差, 甚至无法导航。此外, 计量点周边的大功率无线电发射塔、大面积水域等也会对GPS信号产生干扰, 影响导航效果。
2.3 电网GIS系统路网信息更新不及时
电网地理信息系统 (GIS) 是由电力企业独立承建的, 集电力设备、设施地理数据采集、维护和位置查询、导航为一体的统一信息平台, 该系统的特色在于专门针对电网设备设施建设, 数据覆盖较为集中准确, 也实现了一定的现场导航和路径规划功能[3]。但其缺点在于路网信息获取渠道单一, 对于新增或临时变动的路网信息难以及时更新, 往往发生现场与系统信息不一致的问题, 有时甚至会影响现场工作效率。
2.4 导航寻址有“最后10米”的难题
GPS民用精度理论只有10米左右, 而公专变计量箱现场安装的复杂性导致这最后10米难于准确定位。例如, 安装在城市建筑楼宇之间的公专变计量箱, 半径10米的区域内可能间隔多道墙壁或拐角遮挡物, 这时单纯依赖卫星导航就无法解决寻址问题。
3 解决方案
3.1 总体分析
要解决公专变计量箱现场导航寻址的问题, 第一, 必须建立健全公专变计量箱位置管理数据, 研究从安装到管理维护的资产全生命周期管理流程;第二, 应该将多种导航方式有机结合, 根据目标所在环境条件选择最佳的导航技术;第三, 可以考虑与已经成熟运行并不断完善的, 基于3G/4G移动互联网的民用导航平台互相整合, 有效利用智能手机等通用便携终端, 解决GIS路网信息不全, 建设成本高等问题;第四, 运用图像、文字记录等辅助定位信息, 以及超声波测距等现场定位技术, 解决现场寻址最后10米的问题。
3.2 公专变计量箱位置管理数据建设
为了建立准确的位置数据模型, 需要如表1所示的关键字段。
以上各字段数据要整合管理, 对与已经建成的公专变箱应该进行数据的统一采集, 并且持续根据现场反馈进行更新。对于新建的公专变箱设点选址应该充分考虑上述因素, 尽量选择各字段值清晰, 易于分辨的环境。各字段的采集方法如下:
(1) 坐标、临近道路、临近建筑:目前, 智能手机等移动通信设备都具有精度较高的卫星定位能力, 部分已经可以取代车载导航设备。从成本的角度考虑, 可以采用智能手机配合专用APP的方式, 在安装过程中利用百度、高德等民用路网数据平台的定位API, 实现基础定位与逆地理编码, 由于临近程度较难判定, 可以按照固定的距离选择多个点, 统计多条数据, 在完成采集后再进行人工筛选。
(2) 所在线路:根据已完成的公专变设备与供配电线路勾稽关系可以直接生成。
(3) 俯视平面图、现场照片:可以采用拍照设备配合小型无人机等航拍设备进行采集。
(4) 备注:主要通过人工记录的方式采集。以上数据字段除俯视平面图和现场照片外, 其他数据长度均不大, 便于在现场导航时跟随工单下发, 而俯视平面图和现场照片可以采用“需要时下发”的方式由现场工作人员主动触发下载。
由于公专变计量箱位置信息由单一信息变为复合式的数据类型, 必须设立惟一的主键加以区分, 因此传统的公专变计量箱命名方式不再适用, 应该采用数字或字母加数字的序列号形式, 确保编号不重复。
3.3 多种导航技术结合
目前, 最常用的卫星导航技术在车辆行驶导航中已经取得广泛应用, 但是在部分公专变计量箱现场条件下, 存在信号弱, 无法定位等问题。解决这个问题必须将多种导航技术结合起来使用, 导航技术主要可以分为以下几类:
(1) 卫星定位导航, 原理是通过接收导航卫星发射的导航电文, 利用导航电文中的卫星时间和卫星位置数据, 列方程组计算出用户所在位置, 再根据已知路网数据及目标位置数据, 实时计算到达目标的最佳路径。因为未知变量包括用户在空间地理坐标系统中的三个坐标 (x/y/z) , 以及用户时钟与卫星时钟的偏差△t, 因此至少需要接收4颗卫星的导航电文才能得出值。这种导航技术的优点在于位置较为精确, 可以在行驶过程中根据新的定位信息实时修正, 缺点在于依赖卫星信号, 在卫星信号被遮蔽的情况下导航效果不佳。
(2) A-GPS技术, 即辅助卫星定位技术, 主要通过移动通信网络, 利用基地台代送辅助卫星信息, 弥补受遮盖室内的定位效果, 这种方式将卫星导航定位的覆盖范围由卫星信号区域拓展到基站覆盖区域, 有效减轻了导航定位对卫星信号的依赖度, 但是不足在于需要无线通信网络覆盖, 并且仍然需要GPS信号进行基础定位, 在脱离GPS的情况下定位误差较大。
(3) 路网导航, 根据目标点在路网上的位置和自身位置, 在路网数据系统中进行运算, 计算每个拐点及拐向, 形成导航路径表, 结合道路指示牌进行导航。这种导航技术只能到达目标所在道理或建筑的大致范围, 而且不能根据路况动态的调整行进路线, 但是不依赖于GPS信号, 仍然可以成为路网建设较成熟的城市环境中的补充手段。
(4) 惯性导航, 其原理是利用速度、方向以及加速度传感器计算车辆的运动曲线, 估算自身所在位置。这种导航技术的误差最大, 但是仍然可以作为卫星导航失效时的替代, 对于目标地较空旷的乡村环境, 在失去卫星导航时可以使用惯性导航配合目视观测来定位目标计量箱。
一般的, 现场手持终端的APP应该同时具备以上导航技术, 优先考虑使用A-GPS技术结合卫星定位进行导航, 同时实时回馈自身位置, 当失去无线通信网络覆盖时自动切换至卫星导航, 当失去卫星信号时人工通知管理后台自身路网位置, 由管理平台通过短信等方式发送导航路径表进行路网导航。如果在乡村环境, 则由APP根据手持终端传感器取值进行惯性导航, 同时配合目测。
3.4 民用导航平台
电力系统现有的地理信息系统 (GIS) 已经完成相当规模的建设[2], 但是由于路网数据只由本企业和有限合作方维护更新, 普遍存在更新不及时, 新信息添加滞后以及建筑标识不全等问题, 在实际导航应用中效果有限。
此外, 电力系统自有的GIS系统尚未建立完整成熟的导航API, 在实时导航路径的运算生成上存在问题, 如果独立开发, 一方面不符合电网信息系统集中化的趋势, 另一方面成本较高。
国内一些大型的民用导航路网平台, 由于具有用户量大, 用户反馈及时, 商户信息自发添注等优势, 因此其路网信息更新及时快速。由于其民用特征, 导航API已经过长期实践验证, 并且开放了免费的调用接口, 可以作为GIS未完全成熟前的替代方案。目前, 国内主流的导航路网平台包括百度地图平台和高德地图平台。两者对比如表2所示。
综合两大平台对比, 可以发现百度地图平台的主要优势在于用户量更大, 建筑信息标注更丰富, 而高德地图平台因为从事道路导航较早, 路网信息更为丰富。考虑到公专变计量箱所在建筑信息可以人工添加, 不能成为决定影响因素。高德地图的关键优势在于坐标系统直接采用国测局提供的G C J 0 2加密算法, 较为通用, 而百度经过自家开发的BD-09二次加密, 限制了坐标数据的通用性。此外, 高德地图直接支持室内定位, 便于后期扩展复杂建筑室内的公专变计量箱定位功能, 因此具有更大的扩展空间。
采用公用的民用导航平台, 需要解决与架设在电力内网的管理系统进行信息交互的问题, 如果采用一般的GPRS数据通信, 难以解决信息安全问题。因为需要交互的数据主要是坐标信息, 而坐标信息可以采用纯文本的传输方式, 因此, 可以采用文本短信的传输方式, 一般的文本短信支持最大140个字节的数据量, 可以满足坐标信息的传输要求。
3.5 解决“最后10米”问题
因为一般民用导航技术的精度最高在10米左右, 在到达公专变计量箱所在的临近道路或临近建筑时, 往往距离计量箱实际位置还有一点距离, 因为建筑遮挡或者视角盲区, 找到计量箱还需要花费一定的时间, 为了解决这个问题, 可以考虑以下方法:
(1) 辅助的图文信息, 例如现场平面图、现场特征照片以及必要的位置描述信息。对于建筑遮挡和视角盲区, 通过俯拍的现场平面图可以良好的解决问题, 平面图上可以添加方向和标注, 现场特征照片主要用来解决无标识建筑相似性, 通过特征照片可以区分。而位置描述信息主要用来解决建筑内的安装地寻找, 尤其是涉及到多层建筑时, 对层数的描述对现场寻址非常有效。
(2) 超声波现场测距, 在辅助的图文信息仍无法准确定位计量箱的情况下, 可以在公专变计量箱上安置超声波发射器, 超声波的频率在20k Hz以上, 经过空气传播时, 随着传播距离的增大, 声压有较为明显的衰减, 频率越高, 衰减越快, 利用这一点可以通过专用手持终端上的超声波探测器给出距离声源的距离, 从而进行定位寻址。国内可选用HC-SR04超声测距模块作为应用参考, 其功率峰值一般在100m W, 测量距离可以达到4米, 一般的配合辅助图文信息, 可以起到良好的定位效果。
(3) 醒目标示, 如果考虑方案成本, 在公专变计量箱体上添加醒目标示或遥控声光装置, 也能够解决近距离寻址问题。
4 试点建设情况
贵州省安顺供电公司建设了“公专变计量箱导航系统”并运行至今, 系统采用了智能手机作为手持终端, 完成了200个试点计量箱的位置信息采集工作。在实际工作中, 采用工单的形式, 通过短信将目标计量箱位置信息下发到智能手机, 利用专为安卓系统智能手机开发的公专变计量箱导航定位APP规划、导引, 自动分析出最优路径, 规划模式有车行、人行等多种模式。导航APP采用了国内成熟的高德地图API作为路网平台, 基本覆盖了安顺市区及城乡各主要路网数据并持续更新, 基本满足了现场全面覆盖。贵州为多山地区, 在GPS信号不够的情况下, 系统采用了路网导航结惯性导航的技术进行补充, 在到达目的地寻找计量箱准确位置时, 提供现场特征照片和俯视平面图。
系统建成至今完成导航182次, 平均缩短检修排障时间0.57小时。并在此基础上建设了人员到场确认系统, 大幅度提高了巡视工作效率, 改变电力线路巡视需要依赖少数熟悉当地情况人员的现状。此系统建设成本较低, 无须投入大量人力物力对路网信息进行更新维护, 实际运行效果良好, 有相当的推广应用价值。
5 结束语
公专变计量箱导航系统的建设运用, 对辖区试点计量箱的位置信息做到了精确的定位和记录, 将计量箱纳入日常信息化管理中, 并在现场实际工作中, 采用智能手机内置的APP导航软件, 基本满足了贵州安顺地区山地地形的导航寻址需求, 缩短了寻址路径距离与时间, 取得了一定的成效。
参考文献
[1]夏凌云, 安中印.基于轨迹导航的电力巡检业务应用[J].软件导刊, 2014, 13 (12) :86-88
[2]樊飞玲, 何玲, 任峰, 王刚.基于GPS定位技术的可视化计量资产管理分析[J].产业与科技论坛, 2012, 11 (22) :87-88
[3]熊得智, 江滔泓, 黄志刚.计量装置GIS系统的设计与运用[J].电力信息化, 2013, 11 (6) , 61-65
自主寻址 篇7
数字可寻址照明接口(DALI)是一个专门为照明控制和通讯设计的数据技术协议,它最大的特点是为系统内的每个灯具分配独立地址,能够根据照明的需求单独控制或任意分组。由于其控制灵活、结构简单、布线容易,在发展之初就得到了国际主要芯片、灯具、镇流器制造商OSRAM、PHILIPS、TRIDONIC等的大力支持。
随着人民生活水平的提高和节能减排意识的增强,对照明的需求趋向个性化、舒适化和节能化,DALI技术的出现很好地满足了这些需求,能够根据实际的照明需求灵活地控制开关、亮度和颜色,实现满足功能前提下的真实节能,受到了用户单位和消费者的广泛欢迎。
随着众多基于DALI技术照明产品的涌现,市场上对这类产品产生了新的要求,即照明产品应具有一些统一的、基本的控制功能,相互之间可以兼容和替换。
1 标准要求
1.1 标准的发展概况
为了满足其功能适用性和兼容性的要求,国际电工委员会(IEC)对DALI协议做了规定,首先以附录的形式存在于IEC 60929标准中,随着技术的发展和用户需求的提升,IEC对DALI协议的规定也在不断地改进,在2009年出版了数字可寻址照明接口系列标准IEC 62386。我国的国家标准GB/T 30104系列标准等同采用IEC 62386,已于2013年发布,并已在2014年11月1日实施。
控制装置作为DALI指令的接收者、执行者和反馈者,在整个控制环节中扮演着极其重要的角色,且数量众多,对其功能适用性和兼容性的需求也特别强烈。本文将根据标准的要求对控制装置DALI功能的检测方法进行分析。
1.2 标准简介
目前,IEC62386数字可寻址照明接口系列标准已发布了12个标准,分别为:
IEC 62386-101《数字可寻址照明接口第101部分:一般要求系统》;
IEC 62386-102《数字可寻址照明接口第102部分:一般要求控制装置》;
IEC 62386-103《数字可寻址照明接口第103部分:一般要求控制设备》;
IEC 62386-201《数字可寻址照明接口第201部分:控制装置的特殊要求荧光灯(设备类型0)》;
IEC 62386-202《数字可寻址照明接口第202部分:控制装置的特殊要求自容式应急照明(设备类型1)》;
IEC 62386-203《数字可寻址照明接口第203部分:控制装置的特殊要求放电灯(荧光灯除外)(设备类型2)》;
IEC 62386-204《数字可寻址照明接口第204部分:控制装置的特殊要求低压卤钨灯(设备类型3)》;
IEC 62386-205《数字可寻址照明接口第205部分:控制装置的特殊要求白炽灯电源电压控制器(设备类型4)》;
IEC 62386-206《数字可寻址照明接口第206部分:控制装置的特殊要求数字信号转变成直流电压(设备类型5)》;
IEC 62386-207《数字可寻址照明接口第207部分:控制装置的特殊要求LED模块(设备类型6)》;
IEC 62386-208《数字可寻址照明接口第208部分:控制装置的特殊要求开关功能(设备类型7)》;
IEC 62386-209《数字可寻址照明接口第209部分:控制装置的特殊要求颜色控制(设备类型8)》
对于不同设备类型的控制装置,可以参照不同的标准,不过对控制装置来说,最主要的内容已包含在第101部分和第102部分中,主要情况简介如下:
第101部分规定的电气要求,如:控制输出端标记、控制接口特性、控制输入端的绝缘系统、额定电压信号限值及逻辑关系、额定电流信号限值、信号上升和下降时间限值等,保证了电气信号的识别,在硬件方面打下了兼容性的基础。
第102部分规定的传输协议结构、变量和指令等,在软件层面统一了基本功能,保证了兼容性。标准中还详细描述了各个指令的测试程序,为DALI控制装置的检测奠定了基础。
其余的20X部分根据设备类型的特殊性能和使用要求,补充了一些指令及其测试程序。
1.3 检测内容
DALI控制装置的检测内容为标准规定的一系列指令,包括来自第102部分的70余项通用指令(见表1)和第20X部分的特殊指令。以LED模块用控制装置为例,其特殊指令见表2。
2 检测过程
2.1检测系统
下面以LED模块用控制装置为例,说明检测系统的结构和连接情况。
图 1 LED 用 DALI 控制装置检测系统结构和线路连接示意图
——LED模块用DALI控制装置测试软件包含了表1和表2所列的全部103个测试流程,满足标准对LED模块用DALI控制装置的要求。
——控制设备为DALI信号发生器,通过USB线与电脑进行通讯,能够响应软件下发的指令,形成对应的符合标准要求的电平信号,通过其“DA+”和“DA-”接口发给LED模块用DALI控制装置,还能接收和识别LED模块用DALI控制装置反馈的信息,传送给电脑,用于判定。
——示波器用于测量标准要求测量的电流、电压和时间值,需要在测试软件中填入相应的测量结果,用于判定。
——光度计用于测量标准要求测量的相对光输出值,光度计和示波器相连,光输出值将以电流的形式显示在示波器上,将测量结果输入到测试软件,用于判定。
——被测装置由带有DALI功能的LED模块用控制装置及其配套光源组成。
2.2 检测过程
DALI控制装置的检测可以简单地理解为主控设备与控制装置之间的交流过程,即主控设备发出指令,控制装置能够接收到指令,并且能够正确理解指令所包含的信息,然后作出相应的动作响应,将相关信息反馈给主控设备,主控设备通过比较预期的反馈与实际的反馈来判定该指令是否通过了验证。
检测流程如图2所示。
检测过程如下:
——测试人员先按要求连接相关线路,确认线路连接正确无误后,上电,系统将自检,自检完成后指示灯转为绿色;
——打开测试软件,进入测试界面。测试界面上将显示标准规定的所有LED模块用DALI控制装置应进行的103个测试程序,选定后点击开始,测试系统将自动开始测试。图3为设备连接后开始测试的实物图。
图 3 DALI 控制装置检测系统和测试软件界面
——有些测试程序需要读取示波器上的测量值(见表1的备注),测试人员需要将测得的值填入测试软件中,测试软件会比较填入的测量值和预期值来判定是否合格。
——测试完成之后,软件将提示测试完成,并告知测试结果为“合格”或“不合格”,最后将测试结果保存到指定的文件夹,如图4所示。
3 结语
经过测试的产品能在功能适用性和兼容性上具有良好的应用,产品制造商应提高对标准的重视,在设计研发阶段多考虑标准的要求,在定型阶段按照标准进行测试,使其符合标准要求。通过整个行业内制造商的自觉性来提高该类产品的整体竞争力,从而帮助消费者消除维护和使用上的顾虑,促进市场的良性扩展。