接口方案（精选12篇）
接口方案 篇1
摘要：随着新时期广播电视业务与技术的发展, 播出系统的安全性及与其他系统间的连通性受到各级电视台的广泛关注。秦皇岛电视台基于广电总局《电视台数字化网络化建设白皮书》的指导思想, 结合自身特点, 制订了播出系统与其他系统互联的相应接口规范及流程。本文介绍播出系统节目单接口和播出系统与备播系统的接口。
关键词：播出系统,接口,Web Service
0 引言
秦皇岛电视台于1985年1月24日筹备，同年2月20日开始试播。1991年9月，经河北省广播电视厅批准，由试播改为正式播出。秦皇岛有线电视台创办于1992年10月，1993年8月6日正式开播。1998年8月，秦皇岛电视台与秦皇岛有线电视台合并为秦皇岛电视台。
1999年，秦皇岛电视台在河北省同行业中率先实行频道化管理体制，设新闻频道、公共频道、影视频道和图文信息节目，主打栏目有《秦皇岛新闻》、《今日报道》、《法制民生》、《纪录》、《面对面》和《星光乐园》等。目前，秦皇岛电视台每天累计播出69小时，节目覆盖秦皇岛三区四县以及周边部分地市。
随着新时期广播电视业务与技术的发展，如何提高播出系统的安全性，并在安全可靠的基础上提高播出系统与其他系统间的连通性，如何共享资源，提高设备利用率，降低生产成本，成为了各级电视播出机构均十分关注的问题。随着电视台数字化、网络化等技术的飞速发展，随着IT和网络技术不断渗透, 电视台网络化系统平台建设规模日趋庞大, 逐步形成了很多“信息孤岛”、“应用孤岛”。为了规范电视台网络化建设，国家广播电影电视总局科技司发布了《电视台数字化网络化建设白皮书》，对电视台网络化建设的总体规划、指导方针、系统构建、典型方案等进行了全面论述。
基于《电视台数字化网络化建设白皮书》的指导思想，我台结合节目生产、播出控制分别由中科大洋和北大方正两家公司提供的特点，制订了相应的接口规范及流程。
本文介绍播出系统节目单接口和播出系统与备播系统的接口。
1 播出系统节目单接口
按照秦皇岛电视台的节目制作和播出流程，对于除广告外的一般性节目，由总编室制作并生成节目单，播出系统按照节目单进行上载及播出，即“先编单后上载”模式。由于我台所使用的数字硬盘播出系统是由北大方正提供的方正无忧播出系统，而总编室所采用的是大洋节目生产管理系统，因此有必要对双方约定一个兼备稳定性、安全性、高效的接口方案，该接口在标准化、规范化的基础上同时具备一定的兼容性和可扩展性。
方正无忧播出系统以Web Service的形式提供了节目单入库接口，总编室完成节目单的生成后，调用播出系统的节目单入库接口，传入播出节目单，接口程序对传入的播出节目单进行常规逻辑检查，检查通过后处理该节目单，并将该节目单提交至播出系统数据库，同时将传入播出节目单的检查结果返回给总编室。
为了适应广告类型素材的播出要求，方正无忧播出系统提供了广告素材段落打包软件，可以将若干条广告素材打包为一个逻辑段落，以段落包的形式播出，方便了广告时段的管理，满足了重复使用、统计反馈的播出要求。因此，对于广告素材，我台使用“先上载后编单”的模式，即上载值班人员提前通过视频服务器上载广告素材，使用段落打包软件将广告素材组合打包。总编室在节目单中预留广告时段，通过节目单入库接口提交至播出系统数据库后，由播出值班人员将广告段落包追加至相应节目单，同时播出系统进行逻辑检查并按节目单播出。
为了实现总编室对播出系统素材库的查询，方正无忧播出系统以Web Service的形式提供了在线素材库查询接口服务，并支持模糊查询。总编室可以通过大洋节目生产管理系统调取播出系统在线素材库，获取素材唯一ID、时长、素材名称、素材删除日期、物理ID等信息进行节目单的编辑。
通常情况下，节目单中的节目由节目生产管理系统分配唯一标识，即节目代码，与具体素材一一对应。播出系统根据节目属性中标明的节目唯一ID实现与素材关联。在节目单中标明来源是播出磁带上载的节目，方正无忧播出系统生成磁带上载任务列表，由播出人员上载。
播出节目单入库与素材准备是两个独立的过程，总编室可以提前一周发送预播节目单。距播出24小时前，总编室可以修改节目单通过网络发送至播出系统节目单入库接口，方正无忧播出系统会自动识别并更新节目单。24小时内的节目，由播出值班人员直接在播出线上进行修改操作。
接口中输入输出参数均使用符合XML结构的字符串，提供了灵活的可扩展性与通用性。
2 播出系统与备播系统接口
为了更大程度地确保安全播出，我台除播出系统自身完善的主备备份机制外，还使用了老播出系统作为独立应急备份播出系统。方正无忧播出系统与大洋备播系统分别提供了Web Service服务接口及相关的后台服务，以实现相应功能。
备播系统的后台服务首先调用方正无忧播出系统的出库通知服务，由方正无忧播出系统生成出库申请记录并提交播出系统数据库。部署在方正无忧播出系统的后台服务采用轮询的方式检索数据库是否有未处理的出库申请记录，如果存在，则将相应素材通过FTP下载至备播系统，并调用备播系统的出库结果反馈服务以反馈结果。备播系统的出库结果反馈服务处理该结果，更新出库申请表记录并提交备播数据库，同时部署在备播系统的后台服务轮训备播数据库是否有未处理的出库申请通知，如果存在，则继续上述流程，如图1。
在播出系统与备播系统的接口中，所提交成品文件包的命名规则应符合Windows文件命名规则，输入参数的节目代码从节目生产管理系统获得。节目代码对应成品文件包的关系为一对一关系，始终保持不变，即无论成品文件包从制作域迁移到播出域还是到音像资料馆，对应关系不变。成品文件包包括节目素材文件及节目元数据信息描述文件。
为了保证文件传输的准确性，接口中还定义了MD5校验字段，用于传输后的文件校验。节目元数据信息描述文件亦采用XML格式，便于日后功能扩展。
3 总结
秦皇岛电视台硬盘播出系统改造于2008年10月2日完成并成功上线运行，由于涉及多厂商合作及老系统改造，因此各个系统间的互联互通则是全台整体稳定运行的重要因素。在各厂商的大力支持和配合下，采用上述接口完成了这一工作，使得秦皇岛电视台的网络化建设上了一个新台阶。
自新系统启用至今，通过节目单入库接口，总编室和播出线的工作得到了高效的衔接，提高了播出安全性与时效性;通过播出系统与备播系统接口，实现了重要内容的异系统实时备播，提高了播出安全系数。同时，上述技术的使用，为秦皇岛电视台提供了先进的平台和技术保障，为秦皇岛电视台全台数字化、网络化、信息化建设打下了坚实的基础。
参考文献
[1]国家广播电影电视总局科技司, 中国电视台数字化网络化建设白皮书 (2006) , 2008, 2.
[2]国家广播电影电视总局科技司, 电视台数字化网络化建设白皮书 (2007) , 2008, 2.
[3]北京北大方正电子有限公司, 秦皇岛电视台方正无忧播出系统接口规范V1.0, 2008, 2.
接口方案 篇2
车站客运服务信息系统包括客票系统、旅客服务信息系统、行包信息系统、门禁系统、综合布线等系统，其中旅客服务信息系统包括车站级集成管理平台、客运广播系统、综合显示系统、视频监控系统、时钟系统、旅客携带物品安全检查设备、信息查询系统、入侵报警系统、求助系统及客运作业管理系统等。
2.2系统设置简况
(1)客票系统
客票系统主要采用中心、区域、车站三级架构。铁路总公司客票中心主要负责全路票务管理、售票交易、电子支付、列车服务及营销决策等服务，地区客票中心主要负责客票核心数据处理、交易、共享、管理、客运营销辅助决策、系统监控、自动售检票等服务，车站主要负责售票的实时交易服务。通过全国快速便捷的超大型售票网络，目前全国日均售票量达400余万，峰值售票量已达800万。下面主要介绍下车站客票系统。
车站客票系统主要包括应急服务器、管理终端、窗口售票设备、自动售票机、自动取票机、自动检票机、补票机、实名制验证/复位和客票安全等设备。通过这些设备可以为旅客提供从购票、取票、进站、检票到出站的全过程、多元化的出行服务，方便旅客的同时也提升了车站运营管理能力。如下图所示：
(2)旅客服务信息系统
旅客服务信息系统可采用中心、区域、车站三级架构，或采用中心、车站两级架构，也可采用车站单级架构。现代高速铁路多采用中心、区域、车站三级架构。车站旅客服务信息系统包括车站级集成管理平台、客运广播、综合显示、视频监控、时钟、旅客携带物品安全检查设备、信息查询、入侵报警、求助及客运作业管理等系统。各子系统覆盖了旅客购票、进站、候车、上车、下车、出站、接站等一系列服务。如下图所示：
接口方案 篇3
关键词：单片机；IDE；硬盘接口
【中图分类号】 TP368.1 【文献标识码】 B【文章编号】 1671-1297（2012）09-0326-01
一 方案比较
由于本系统是与硬盘存储相连，所以单片机的选择也很重要，考虑到硬盘是以扇区来存储数据的，并要保留设置参数，不易掉电，因此有三种方案：
方案一：采用比较熟悉的80C51单片机，须外扩掉电不丢失的EEPROM存储器。
方案二：采用内部带有EEPROM、片内RAM 256B的单片机，如WINBOND公司的W78E52单片机。
方案三： 采用ATMEL公司生产的内部带有片内RAM512B的单片机，在实现扇区读写时，可以不用外扩数据存储器。
方案比较：方案一对于初学者来讲，80C51单片机再熟悉不过了，当为首选，但外扩存储器会增加硬件电路的复杂性，并占用单片机的I/O口。方案三，虽说在扇区一次读取时，不用外扩数据存储器，但考虑到对初学单片机的来说，需要先熟悉其精簡指令，在实现其功能时，需要一段时间。对于方案二，虽说W78E52片内只有256B，但考虑到本系统是把数据进行即时读写处理，所以不需要在掉电的时候保存读取的数据，因此从整个系统的开发时间和成本来说，方案三不适合。为了比较在附录中我给出了AT90S8515P控制硬盘接口的电原理图，以做参考。
本系统选用WINBOND公司的W78E52。它是整个系统的控制核心，完成对IDE硬盘，8255的初始化，接收单片机处理的数据并存储在硬盘上。W78E52是一款完全与8051兼容的8位单片机，片内ROM 8K，片内RAM 256B，适合硬盘数据的快速传输，它增加了Watchdog Timer和内部电源管理等功能，并且是目前少数可运行在最高40MHz晶振的单片机之一。本系统中的单片机W78E52运行在40MHz晶振下，以提高运行速度。所以方案二较好。
二 各单元电路方案
本系统要控制IDE驱动器，IDE驱动器有40个引脚，而单片机I/O口有限，而且，单片机还要用于其它功能的实现和控制。方案比较：
直接用I/O口通过74ls373锁存，74ls244驱动来控制IDE驱动器接口。要用到两个I/O口。
通过扩展I/O口芯片来扩展有限的I/O口，可以减少单片机资源的利用。如：8255可编程I/O接口芯片。
因此从资源利用来说，方案二较好。所以需要外扩I/O口。
I/O口扩展方式主要有两种：总线扩展法和串行口扩展法。在这里，用总线扩展法。总线扩展法又分为简单I/O接口扩展和可编程I/O接口扩展。本系统采用8255芯片来实现I/O口的扩展。
8255A可编程I/O接口扩展
本系统采用可编程8255A并行I/O扩展口。8255A是Intel公司生产的可编程输入输出接口芯片，它具有3个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，可通过程序改变其功能，因而使用灵活，通用性强，可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。
内部结构：8255内部包括三个并行数据输入/输出端口，两个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和8位总线缓冲器。各部分功能概括如下：
工作方式控制电路：工作方式控制电路有两个，一个是A组控制电路，另一个是B组控制电路。这两组控制电路具有一个控制命令寄存器，用来接受中央处理器发来的控制字，以决定两组端口的工作方式，也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或者按位置“1”。
A组控制电路用来控制A口和C口的上半部分（PC7-PC4）。B组控制电路用来控制B口和C口的下半部分（PC3-PC0）。
总线数据缓冲器：总线数据缓冲器是一个三态双向8位缓冲器，作为8255与系统总线之间的接口，用来传送数据、指令、控制命令以及外部状态信息。
读/写控制逻辑电路：
读/写控制逻辑电路接受CPU发来的控制信号RD、WR、RESET、地址信号A1-A0等，然后根据控制信号的要求，将端口数据读出，发往CPU，或者将CPU送来的数据写入端口。
工作方式0：
工作方式0是一种基本的输入/输出工作方式，在这种方式下，三个端口都可以由程序设置为输入或输出，没有固定的用于应答的联络信号。其基本的功能可概括如下：
可具有两个8位端口（A、B）和两个4位端口（C口的上半部分和下半部分）。
任何一个端口都可以设定为输入或者输出，各端口的输入、输出可构成16种组合。
数据输出时可以锁存，输出时不锁存。按照方式0工作时，CPU可以通过简单的传送指令对人以一个端口进行读/写，这样各端口就可以作为查询式输入/输出接口。按照查询方式工作时，A口、B口可作为两个数据输入/输出端口，C口的某些位可作为这两个端口的控制/状态信号端。
工作方式1是一种选通式输入/输出工作方式。在这种工作方式下，选通信号与输入/输出数据一起传送，由选通信号对数据进行选通。其基本功能可概括如下：
3个端口分为两组，即A组和B组。
每一组包括一个8位数据端口和一个4位的控制/状态端口。
每一个8位数据端口均可设置为输入或者输出，输入输出均可锁存。
4位端口作为8位数据端口的控制/状态信号端口。
本系统能够用到的工作方式0、1，所以就不用介绍工作方式2。
8255A在投入工作前必须设定工作方式，工作方式有初始化程序对8255A的控制寄存器写入控制字来决定。控制字共有两种。
8255的连接是同过W78E52的PO口进行I/O扩展，用74LS573锁存器来确定8255的3个I/O口的地址，本系统中8255的A口起始地址是FF7CH ，B口的起始地址是FF7DH，C口的起始地址是FF7EH，控制口的起始地址是FF7FH。在进行数据读写时首先确定8255的工作方式，用哪个口进行数据传输，本系统才用工作方式0、1进行数据读取，用MOVX DPTR，#X和MOV @DPTR，A来进行数据操作和对硬盘的智能控制。
基于单片机的IDE硬盘接口系统，除了单片机和硬件的连接外，还需要了解硬盘的结构，文件的存储格式，IDE驱动器的端口定义和编程的种种细节问题，所以下面通过3、4、5 章来介绍硬盘的工作原理，FAT文件系统，IDE硬盘驱动器的原理。
参考文献
[1] 李华.《MCS-51系列单片机实用接口技术》.北京.北京航空航天大学出版社，1993 P71-79
[2] 陈利学，孙彪，赵玉连.《微机总线与接口设计》.成都.电子科技大学出版社，1988 P45-90
[3] 徐厚俊.《IDE接口和IDE硬盘驱动器》.新浪潮，1996.P17
[4] 吴宁，陈文革，张建.《微型计算机硬件技术基础》.高等教育出版社，2003.P280-283
客服系统接口优化方案 篇4
1 深入分析接口数据
分别对忙天和平日接口数据进行统计评估, 发现忙天和平日除接口交互数量有较大差距外, 各接口排序和调用比例基本相同, 排序和调用排前三的巨量接口分别为“欠费判断接口”, “余额查询接口”, “用户品牌查询接口”, 且三大接口占总接口交互量的90%左右。如下图1所示。
2 接口优化方案
经过分析比较, 决定排名前三的三大接口均需优化, 为保障优化效果, 降低优化过程中系统改造难度, 决定分两步优化三个接口:
(1) 用户品牌查询接口优化:将用户品牌数据通过BOSS系统计算出来, 存放在客服本地数据库中, 并每天一次从BOSS系统同步用户品牌数据到客服系统, 保障用户品牌变化信息及时更新;改造热线主流程, 先从本地获取用户品牌, 如本地无数据, 说明为新开卡用户, 此时再调用接口到BOSS取用户品牌数据。
(2) “欠费查询接口”和“余额查询接口”优化:新建“欠费及余额查询接口”用于合并“欠费查询接口”和“余额查询接口”, 通过一次存取接口同时获取用户欠费数据和用户余额数据, 合二为一, 减少接口调用次数, 给BOSS接口资源减压。
3 方案实施效果
改进完成后, 客服接口平日每天数据交互量由1100万次缩减到500万次左右, 减少54%;BOSS中间件主机日平均负载降低10%, 峰值负载降低20%;IVR通话均长由改造前的34秒降低到改造后的29秒, 自动查询效率提高15%;网络压力亦随之减少。同时对BOSS服务开通主机和帐务主机都形成一定幅度的减压效果。客服系统分层接入服务运行更加稳定, IVR自动查询服务更加快捷, 客户使用热线感知更好, 满意度更高。
4 结语
通过优化客服-BOSS接口, 减少接口交互总次数, 中间件主机的负载率得到降低, 同时缓解了网络压力, 避免了系统间的故障发生率, 提高客服接口运行稳定度, 提升热线分层接通率和自动查询成功率, 同时为BOSS系统减轻资源负荷, 提升用户使用热线感知和客户满意度。
摘要：目前我公司客服系统每月接入话务量超一亿次, 每天接入话务量达300多万, 月初每天话务量达到500多万, 平日每天客服系统与BOSS系统接口数据交互量在1100万次以上, BOSS系统提供给外部接口的资源有70%以上均被客服系统占用, 使BOSS系统服务开通主机、中间件主机甚至BOSS和客服系统连接网络都承受很大压力。在实际运营中, 由于网络闪断, 接口延迟, BOSS中间件堵塞等多种原因, 常造成客服系统出现分层失败、IVR自动查询缓慢等故障, 影响客户使用热线感知和客户满意度。
关键词：接口优化,客服系统,BOSS,系统,热线感知,资源负荷
参考文献
[1]杜宗志.BOSS系统优化的设计与实现[D].山东大学, 2009
[2]中国移动浙江公司客服深度整合建设方案, 2009
接口方案 篇5
PJ3定点医疗机构门诊业务API嵌入式接口技术方案说明 API嵌入式接口简介
PJ3系统API嵌入式接口技术方案是现在大多数医院采用的共享数据接口方案的补充接口方案，限门诊类业务。医院HIS系统调用医保后台动态链接库实现与医保前置服务器实时的通信和数据交互，从而可以把医保业务嵌入到医院HIS系统中，实现医院HIS系统对医保业务的集成。API嵌入式接口是采用VC开发工具编写的接口程序，需要医院管理信息系统对收费子系统等进行二次开发。广州市已经采用API嵌入式接口技术方案的医院有广州市第一人民医院、孙逸仙纪念医院、中山大学附属第三医院、广州市红十字会医院、广州军区陆军总医院等等，均取得了很好的应用效果。实施API嵌入式接口的好处
与现有的医保接口流程相比，使用API嵌入式接口技术方案后门诊、门慢前台业务人员在挂号、收费、结算时不需要在医院与医保系统之间切换，在医院HIS系统就可以完成医保登记、收费、结算等等，无需按照现行接口模式在医院HIS系统及医保系统间切换操作。这样就大大简化了前台业务人员的操作流程，节省了时间，提高了收费人员的工作效率，缓解了前台业务的压力，大大减少了就医病人排队等候的时间，为参保人提供了很大的方便。API嵌入式接口改造流程简介
在医院与创智公司签订合同之后，由创智公司联系医院提供API嵌入式接口技术方案文档和必要的动态连接库。医院HIS开发商到创智公司广州工作现场测试环境调试通信与登录验证。HIS开发完后进行联调测试，测试通过后相关方一Powersi®创智和宇 1 PJ3定点医疗机构门诊业务API嵌入式接口技术方案说明
并验收通过、确认后可以上线使用。API嵌入式接口属于创智公司针对广州地区特别研发提供的增值技术服务，为医疗机构提供接口授权、开发、培训、验收等服务，创智公司收取3万元/每医疗机构的服务费用。具体技术文档详见：
《PJ3定点医疗机构门诊业务API嵌入式接口技术方案》
USB：全能接口 篇6
1996年，经过两年的开发后，论坛发布了通用串行总线接口标准的第一版USB 1.0。不过USB 1.0的推广并没有获得太大的成功。它的发展初期经历了一些困难，USB 1.0的带宽只有1.5Mb/s，而且用来扩展USB接口数量的集线器也经常出现故障。但后来推出的USB 1.1解决了大部分问题，并且为USB赢得了越来越多的兼容硬件。
虽然USB 1.1初获成功，但直到21世纪初才真正有了突破。新的USB 2.0标准将可用带宽扩大到480Mb/s，为以USB接口命名的U盘成为人们数码生活中不可缺少的一项产品铺平了道路。在普遍使用3.5英寸软盘的年代，U盘8MB的容量显得大得惊人，而现在，指甲盖大小的U盘储存几百GB大小的文件也不是什么问题了。
当USB接口被电脑用来连接U盘、外置硬盘和光驱之后，USB 2.0标准的速度也被认为有些慢了。所以被称为“超高速”的USB 3.0标准推出了。它的带宽达到了5Gb/s，而最近更新的USB 3.1又将带宽加倍，达到了10Gb/s。
接口方案 篇7
煤矿生产调度指挥系统担负着矿山生产指挥任务, 调度指挥系统为日常调度指挥生产提供科学依据, 为抢险救灾提供准确数据、争取宝贵时间。在信息技术高度发达的今天, 如何把生产一线的各种信息及时、准确、高效地收集到一起, 经过科学的处理, 合理地提供给调度指挥人员, 既是工业测控系统整合的一个难点, 又是系统整合的一个重点。调度指挥系统的软件开发是整个工业测控系统的灵魂, 如何对矿山企业已有的测控系统设计统一的通信通道和接口是本文研究的重点。
1 煤矿现有工业测控系统分析
工业测控系统是一个集成系统, 它以矿井各环节的监测监控系统为基础, 并在此基础上实现各系统信息的集成, 形成全矿井统一数据, 以此实现数据的浏览、处理、分析。煤矿常用的工业测控系统包括矿井安全监控系统、洗煤厂集控系统、胶带集控系统、井口考勤系统、压风机监控系统、井下电网监控系统、配电监控系统等。这些监测监控系统基本上都采用集散系统结构, 拓扑结构多采用总线型, 多为封闭系统, 系统中使用的通信协议和信息交换标准都是由自己制定, 严格保密, 互不兼容, 标准五花八门, 十分混乱。每种系统都需要建立自己的网络系统, 造成重复投资, 通信资源利用率低下;系统软件功能比较单一, 动画图形和网络支持能力较弱, 系统开放性差。
因此, 设计统一的数据通信标准和研究相关的数据接口技术是非常必要的。
2 总体规划
建立煤矿调度指挥系统网络平台, 连接各工业测控系统, 与办公网络实行数据单向传输, 防止病毒入侵及人为破坏, 在办公网可以浏览生产数据。
建立包括以下系统的软件平台:技术管理系统、供电系统、排水系统、通风系统、运输系统、大型设备运行管理系统、瓦斯监测系统、人员定位系统、选煤厂集控系统、工作面自动化系统、矿井救灾系统。
建立调度系统软件平台, 在数据服务器数据库的支撑下, 采用功能最为强大和稳定的GE公司开发的IFIX组态软件建立统一组态界面, 将底层数据直观、分层次显示, 做到数据共享。
建立数据服务器, 采用功能强大和稳定的IFIX数据库为中央控制室使用, 以SQL Server 2000数据库作为后台数据库, 统一数据格式, 统一数据传输协议, 采集各系统底层数据, 为调度生产系统、公司调度系统提供数据支持。
现有工业测控系统采用技术手段将底层数据写到数据库指定位置, 供系统集成使用, 新上监控系统必须和现有数据格式保持一致, 写入数据服务器, 由IFIX统一处理数据, 形成一个有机的软件平台。
3 系统整合目的
(1) 建立独立的工业以太网络连接以上各种监测监控系统, 与办公网物理隔离, 防止病毒入侵。以调度室机房为节点, 用光纤连接上述各系统。
(2) 建立工业数据服务器, 把上述各系统底层数据采集到数据服务器, 以数据服务器为支撑平台, 开发煤矿生产系统。
(3) 历史数据存储:数据存储量为2 000点, 时间间隔不大于5 s, 存储时间不小于3个月。系统可方便调用历史数据。
(4) 工业网络与办公网实行数据单向传输, 杜绝病毒对各工业测控系统的入侵, 数据传输速度为2 000点, 滞后不超过3 s。
(5) 办公网设数据服务器, 作为办公网及公司调度系统的数据支撑。
(6) 可根据权限在办公网上查看全矿的生产数据。
(7) 以上系统为生产测控系统预留数据接口, 便于新老系统有机结合。
4 测控系统网络构架和通信接口设计
4.1 测控系统网络总体构架
测控系统网络构架如图1所示。系统基于IFIX组态软件, 建立IFIX后台实时数据库, 并以SQL Server作为系统冗余数据库, 保证组态软件和各类用户高级语言编写的扩展系统接口充足。考虑到系统开发过程的模块化和维护过程简单化以及充分利用已建立好的网络系统, 笔者在现有的控制系统服务器中安装Winsocket服务端通信程序, 将采集的原始实时数据进行OPC、DLL及串口协议等方式转换, 将转换完成的统一格式的点位数据发送至中央控制室, 再由安装于中央控制室服务器上的Winsocket接收端程序和DDE服务程序将接收到的点位数据翻译为DDE点位数据供IFIX处理。
根据定义的通信协议和各子系统的点位数据, 在服务器上的IFIX中添加远程OPC服务器, 定义刷新周期, 动态添加组和数据项, 通过IFIX将实时数据显示出来, 并根据实际情况周期性或者触发性地存储相关监测历史数据到SQL Server数据库。
4.2 各类系统数据接口设计
4.2.1 基于文本数据的接口设计
如某安全监控系统内部预留了2个文本文件, 一个为设备定义, 一个为实时数据, 并且这2个文本文件所在的目录已经进行了共享, 笔者在不改变现有安全监测监控系统正常工作状态的情况下, 对读取到的信息进行解析, 最后将实时数据利用自建的Socket数据发送器按统一的传输协议发送至中央控制室供处理, 如图2所示。
4.2.2 具备OPC服务器的系统接口设计
如胶带集控系统采用了组态王软件为系统软件, 如果具有OPC服务器, 可采用自建的OPC客户端提取实时数据;如果组态软件系统不具备OPC服务器 (如早期版本的WinCC) , 可以通过其提供的DLL数据接口提取实时数据。考虑到系统的维护成本及可靠性, 应采用自建OPC客户接收程序和Socket数据发送器按统一的传输协议发送至中央控制室供处理。具备OPC服务器的系统接口设计如图3所示。
4.2.3 无OPC服务器的系统的接口设计
井下6 kV电网监控系统采用高级编程语言 (如VC) 开发, 没有相应的通用协议, 井上有一台计算机通过串口控制相应的分站, 分站再遥测或遥控井下的设备, 可通过2种方法接入数据:一是直接从计算机的串口上分出一个口, 然后通过这个分出的串口接收原始数据, 最后对该原始数据进行解析并最终显示;二是在该监控计算机上安装一个客户端, 通过自建的Socket数据发送器按统一的传输协议发送至中央控制室供处理。无OPC服务器的系统接口设计如图4所示。
4.2.4 井口考勤系统接口设计
井口考勤系统的数据库为SQL Server, 可以通网络直接读取该数据库, 然后通过网络解析语言 (如ASP等) 显示出来, 并可根据实际情况显示历史数据。
4.3 集控中心数据接口设计
考虑到控制数据的安全性和可靠性, 对网络数据需要进行安全性检查, 对错误的数据要进行分析;考虑到系统的扩展性和多平台系统的操作, 需要对各数据接口编译的数据进行统一化操作, 可将控制数据通过XML技术包装为SOAP数据包统一发送至集控中心, 集控中心的数据接口完成SOAP的解析, 然后将解析出的数据传送至OPC服务器, 读取请求点数据或者将数据写入请求点。如果收到的SOAP包为读取请求, 则根据解析出请求的Item从OPC服务器中读取出相应Item的点位值;如果收到的SOAP包为写请求包, 则判断解析出请求的Item是否可写, 如果可写则向服务器写入数据, 并将数据返回到客户端, 如果该Item不可写, 则发送错误信息给SOAP封装层。结合SOAP封装解析层和OPC客户端层, 中间件数据处理流程如图5所示。
当解析出SOAP包的具体要求后, 就该建立OPC客户程序访问OPC服务器, 实现SOAP包所请求的内容。OPC客户端访问服务器端的过程实际上就是一个典型的客户访问进程外组件的过程。在VC++中设计OPC客户端步骤如下所述:
(1) 初始化COM库, 函数为CoIntialize () ;
(2) 通过OPC服务器的ProgId查询CLSID, 查询函数为CLSIDFromProgID ("", &clsid) , 例如知道IFIX的ProgID为Intellution.OPCiFix, 则通过IFIX的ProgId可以用上述函数得出IFIX的CLSID为OPC Data Access 2.0 Server for IFIX, 得到了CLSID就可以创建OPC服务器对象;
(3) 创建OPC服务器对象, 并查询对象的IID-IOPCServer接口, 函数为CoCreateInstance () ;
(4) 添加一个Group对象, 并查询对象的IOPCItemMgt接口, 函数为AddGroup;
(5) 为Group添加Item, 函数为AddItems;
(6) 读数据, 函数为Read;
(7) 写数据, 函数为Write;
(8) 程序退出, 依次删除Item, 函数为RemoveItems, 删除Group (RemoveGroup) ;
(9) 释放OPC 资源, 关闭COM库。
在VC++中编译OPC客户端程序, 首先要下载OPC基金会发布的头文件资料:opcda.h、opcda_i.c、OpcError.h。将它们拷贝到程序所在文件夹。在这些头文件中定义了所有接口函数, 只需要根据需要调用这些函数即可。以下是在VC++中创建的客户端部分重要代码及其说明[9]。
程序头文件中加入以下代码, 定义各种指针:
Item就是从SOAP请求包里解析出的Item, 接下来根据从SOAP包里解析出的命令要求来操作Item, 或者读取数据或者写入数据。
4.4 数据二次开发
大型现代化矿井生产过程当中产生的数据种类繁多、内容庞大, 可利用数据仓库技术, 深层次地挖掘、分析当前和历史的生产数据以及相关环境的相关数据, 自动快速获取其中有用的决策信息, 为指挥生产提供快速、准确和方便的决策支持。通过对生产和计划的完成情况及相关环境数据进行多角度多层次的分析, 可使企业的决策者及时掌握企业的运行情况和发展趋势, 提高企业的管理水平。
5 结语
本文针对目前矿山企业常用的各类控制系统, 提出了相应的数据接口设计方案, 给出了集中控制的测控系统网络结构, 将现有的监测监控系统在不改变其结构、不影响其性能和正常运行的前提下集成起来, 构建全矿井安全生产综合调度系统, 实现了监测监控系统实时数据的集成, 在煤矿中央调度室就可以实现对全矿安全生产过程及设备状态监测。通过全矿的安全监测内部计算机网络, 各职能部门也可随时浏览各系统的运行状态, 并可对出现问题及时处理, 达到科学、高效管理矿井生产的目的。
参考文献
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Iur-g+接口测试方案分析 篇8
随着TD-SCDMA网络规模不断扩大,如何将全新的3G网络与GSM网络充分融合,成为中国移动的一个巨大挑战,而两张网络之间的互操作问题则是挑战的重点之一。通过分析传统的2G/3G语音切换信令流程可知,切换信令串行通过了所有网元,其时延大大降低了系统对切换判决的及时性、准确性,也降低了切换的成功率。
Iur接口是3G系统中两个RNC之间的逻辑接口,用来传送RNC之间的控制信令和用户数据。在应用中发现了上述问题后,为提高2G/3G网络之间切换的成功率,3GPP的R5版本协议中在GERAN里引入了Iur-g+接口[1,2]。该接口可以支持两个BSC之间、BSC和RNC之间的测量、负载信息交互,避免因网络资源紧张而造成的切换失败,同时可以提前进行无线资源的准备,有效地降低了切换的时延。
1Iur-g+接口的位置
图1给出Iur-g+接口的位置[3,4]。Iur-g+接口的出现改变了原有的切换流程,虽然不需要终端的配合,但是对系统侧BSC,RNC之间,以及核心网的配合上仍提出了一定的要求。
2Iur-g+接口原理及效果
标准的Iur-g+包含信息交互、公共测量两个流程[1,2]。信息交互流程用于在RNC和BSC之间交换不同系统下配置的小区无线资源容量信息,而公共测量流程则以负荷(LOAD)的方式在RNC与BSC之间报告当前无线资源占用情况,使双方可以用切换目标系统的负荷作为切换判决条件。
2.1 正常切换信令流程
在增加了Iur-g+接口后,无线侧3G→2G的切换信令流程有所调整,图2为调整后的3G→2G正常切换的信令流程[2,4,5]。
从流程图中可以看到,新增的Iur-g+接口信令改变了原有的RNC与核心网之间的信令顺序。BSC收到RNC发出的重定位请求后,以IMSI为标识,为用户分配相应的无线资源,RNC在收到资源确认消息后,向核心网发出重定位请求,并在空口缓发定时器规定的时间到达后直接向UE发送切换指令;同时,核心网与BSS之间仅需要根据IMSI标识建立承载后,即可为UE提供服务,而RNC在收到核心网发来的重定位指令后不再对UE进行任何处理。
这种切换的处理方式将原有的串行信令流程中的部分流程变为并行处理,因此提高了切换的时延,同时,由于切换时首先进行了BSS侧的无线资源分配,标准中还增加了BSC资源预留失败流程[4,6,7],还提高了在GSM高负荷区域的切换功率。
2.2 现网测试结果
根据厂家的支持情况,早在2009年5月—2010年1月间,现网已有部分同厂家BSC/RNC之间的Iur-g+接口进行了测试。从测试的结果可以看到,主要KPI在开启Iur-g+重定位流程后没有出现下降的情况。通过开启Iur-g+功能后,提高了切换准备成功率;而优化的切换流程缩短了切换的时延,也有效地提高了切换成功率。
表1是XX市现场进行测试时的数据,可以看到切换准备成功率提高了2%左右,而切换成功率也提高了0.74%。
3Iur-g+接口测试方案
3.1 测试目标
根据Iur-g+接口的主要功能,测试主要关注切换成功率的改善情况,同时还需要分析以下消息及其流程[8,9]:Iur-g+接口消息流程[4];Iur-g+接口公共测量流程[4,7];Iur-g+接口重定位流程[4,10]。
3.2 测试方案
根据Iur-g+接口测试目标,测试分为两阶段。第一阶段选取特殊场景进行路测,验证Iur-g+接口的可用性及对特殊场景的改善效果,第二阶段测试针对现网用户,进行大范围的网络性能检测,验证Iur-g+接口的稳定性等其他性能。
第二阶段测试仅需要在打开Iur-g+重定位流程后观察KPI、切换性能等指标,而在第一阶段测试方案中应包含以下重点内容。
(1) 搭建测试平台
测试平台包括RAN,BSS,NSS系统的所有网元,其中NodeB、BTS由于需求量较大、重新建设难度高,可直接使用现网设备。RNC,BSC的选择则考虑网络安全性选择新建实验网。由于测试中RNC,BSC需要分别进行共用MSC和跨MSC两种方式的切换测试,因此,核心网部分一般也建议采用现网网元升级的方式进行测试。
(2) 选择测试区域
根据Iur-g+的功能特点,其主要目标为降低切换时延、提高切换成功率,现网中主要应选取具有街角效应的快衰落场景、2G话务量较高导致切换准备成功率低的场景、高速移动场景进行测试。
(3) 系统升级方案
现网网元应根据各厂家的不同要求,进行软件版本的升级,以支持Iur-g+功能。
对于新建实验网方式进行测试的,可直接使新建网元具备相应版本软件。
(4) 系统数据倒换方案
根据测试的要求,测试区域必须在开启Iur-g+重定位流程与传统重定位流程之间每日切换,因此需要准备两套完整的设置数据,并做好替换脚本,在每天的固定时间进行数据倒换,使统计指标能够进行每日对比。
(5) 路测方案
在确定测试区域后,要根据这些区域的具体情况建立路测方案。需要注意的是,由于本测试是以检查2G/3G之间的切换流程为主要目标的,因此,本次路测也主要以产生2G/3G间的切换为目标。
同时,为达到增加切换次数的目的,有必要在测试区域采取降低发射功率、调整切换门限等人为因素来控制切换点位置、提高切换数量。
在测试完成后,剔除不合理数据,结合测试时同步采集的信令监控数据进行分析。
(6) 系统割接方案
系统割接包括基站割接,RNC,BSC的共MSC及跨MSC测试割接。
为保证2G/3G覆盖区域重合,首先将区域内的NodeB(BTS)割接至测试所使用的RNC(BSC)上。其次将新建的实验网设备(RNC/BSC)挂接在同一MSC下进行2G/3G共MSC的测试,完成后将RNC的Iu-CS接口割接至另一MSC下进行2G/3G跨MSC的测试。
在搭建实验网的测试环境下进行网络割接较为方便,无需调整数量繁多的基站割接,但跨局进行RNC割接时,修改局数据较多,应随时监控网络质量,以降低网络调整带来的风险。
以上是Iur-g+测试方案中的一些重点问题。在考虑上面技术问题的基础上,还需要注意的是,本次测试涉及了全网所有类型的网元,因此,在各维护部门之间的人力资源协调、工期协调方面都需要注意,避免影响测试进度。
3.3 测试方案分析
3.3.1 可行性
(1) 网络结构
如在现网基础上进行测试,可直接升级软件版本,方案中确认了升级进度与测试进度的配合;如采用新建RAN/BSS网元,可利用在建未入网的设备进行测试;
(2) 网络安全
不论是否利用现网RAN/BSS网元进行测试,在测试区域中的基站仍然要负载正常用户的业务,方案中利用晚间启闭Iur-g+功能,降低了对普通用户的影响,并且在系统升级、割接方面考虑到了方案的复杂性,尽可能降低测试对网络的影响。
3.3.2 有效性
覆盖面 测试方案包含了从核心网到终端之间的所有网元,可以检验在Iur-g+重定位流程开启的情况下,对其他网元的影响情况,和其他网元与该流程的配合情况。
测试区域 本方案的测试区域包含了大多数日常无线环境,并对Iur-g+接口应用效果较为明显的部分特殊场景进行了测试。
路由完整 测试方案包括了RNC/BSC共用MSC和跨MSC两种情况,使测试能够模拟规模应用后的所有信令交互流程。
用户模拟 在路测过程中,会产生大量3G→2G的切换过程,尽可能模拟用户行为对Iur-g+接口进行测试,并且在第二阶段测试用开启1～2个RNC的Iur-g+接口,完全利用普通用户的行为对Iur-g+接口进行测试。
综上所述,该方案能够可以在较少影响现网的情况下,有效地验证Iur-g+接口的性能,并能够记录下Iur-g+接口应用后各网元可能产生的问题,为Iur-g+接口正式应用打好基础。
4重点关注问题
4.1 对现网的影响
由于第二阶段测试的需求,测试基站必须使用现网基站以保证覆盖区域内的用户数量。这就需要在测试效果、工程难易度、对现网VIP用户的影响等多方面因素之间权衡,既要保证测试的有效性,也要降低对在网用户的影响。
同时,如果采用现网升级的方式进行测试平台的搭建,还需要注意各厂家软件升级的粒度为OMC。如果该OMC下挂网元数量较多,则会带来升级时间长、影响范围大、测试版本软件稳定性不高等问题。
因此,建议在有条件的情况下,第一阶段测试尽可能采用搭建专用测试平台的方式,减少软件升级范围,降低对现网的影响。在第二阶段测试时,选择少量RNC覆盖区域进行测试。
4.2 各种接口的传输方式
采用新建实验网的方式中,涉及到BSC、RNC与基站传输、软交换、SGSN等网元的连接,在现网传输、软交换端口等资源都比较紧张的情况下,需要合理的设置新增网元的位置、接口类型等。对于现网已经IP化的端口,应尽量使用IP接口链接,传统的E1链接方式由于涉及工程量大、割接复杂,不推荐使用。
4.3 测试场景的选择
测试场景要满足前面所述的几种特殊场景的要求,部分不易选取场景可以考虑使用人工调整的方式,满足测试要求,待第一阶段测试完成后,返回正常设置。
5结语
Iur-g+技术可提高3G→2G的切换成功率,降低切换时延,有效地提升用户在2G/3G网络切换区域的感受。本文通过分析Iur-g+接口测试的重点内容,并根据工作经验提出了部分注意事项,希望能够为后续Iur-g+接口测试工作起到一定的引导作用。
参考文献
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接口方案 篇9
西安本地电信网络大体可分为一个基础网 (传输网) , 六个业务网 (固定电话网、数字数据网、智能网、分组交换网、小灵通网、接入网和三个支撑网。随着网络规模的不断扩大, 网上设备的种类和数量也不断地增加, 整个网络的复杂性日益提高, 多厂商问题非常突出。
2 西安电信综合网管接入方案
网管接入方法的选择是西安综合网管建设方案的基础, 也是系统实现的关键。网管接入方法主要分为多厂商开放接口方式、数据库方式两种。
2.1 多厂商开放接口方式
适应电信运营网络多元化的设备现状, 支持多种协议, 提供丰富的数据接口, 能连接并管理包括ASCII/TL1、SNMP、CMIP/Q3等主要类型的设备;通过设置系统的应用服务网关, 可以连接其他厂商的应用系统、管理系统和数据库, 包括Sybase、MS SQL、Informix和Oracle等。满足西安电信的实际需要, 可实现各种网元设备、网元网管系统和专业网管系统的统一接入。
2.2 数据库方式
数据库方式采用自行开发的传输集中告警系统的计算机网络与厂商原有的子网管理系统网络实现对接, 通过改变子网管理系统内部的IP寻址方式进入厂商子网管理系统的数据库。
其优点是:开发成本较低、开发周期短、无需厂商配合;缺点是:采集信息单一、影响子网管理系统安全、厂商软件升级后将无法保证系统运行。
3 西安电信现有厂商网管的北向接口类型及实现方式
3.1 北向接口类型
根据西安电信现有厂商网管的种类, 本文对各厂商网关的北向接口类型进行了归纳, 逐一对各种接口进行分析, 详见表1。
3.2 各种接口的实现方式
3.2.1 数据库轮训方式
使用数据库方式采集告警数据, 根据具体采集方式的不同, 分为通过远端客户端连接和服务器本地直接连接两种, 连接无论对方是何种数据库, 在实施时, 通常包含如下信息:
a.数据库服务器的地址
b.数据库服务器的帐号/密码
c.数据库服务器的连接端口 (远程客户端连接时使用) ;
d.数据库服务器开放23端口, 同时提供有数据库访问权限的帐号/密码 (服务器本地连接时使用)
3.2.2 Socket连接方式
采用TCP或UDP协议作为告警信息收发的的通信协议类型, 由各网管厂商制订应用层的通信协议内容并以书面文档的形式提供。具体实施重点如下所述。
TCP方式实现过程:
() 对方服务器方式
a.对方开放的IP地址, 端口。
b.网络通路是否存在防火墙等设备, 如果有, 需要对相应的服务端口进行开放。
c.需要对方提供服务器接口协议规范文档。 (2) 对方客户端模式:
a.向对方提供我方的IP、端口
b.向对方提供我方的接口协议规范 (可选, 通常只要对方给过来就可以, 不需要具体规范)
c.需要对方网管配置到我方服务器的连接
UDP方式实现过程:
a.告警系统提供UDP发送的目的端口 (如果端口可随意设置, 可以决定端口号) 。
b.告警系统提供UDP发包的目的地址。
3.2.3 COR BA接口的实现过程
CORBA是面向对象的。因此, 首先把网管底层功能划分成各个功能集合, 每个集合对应一个CORBA对象。然后, 将每个集合具体提供的功能和数据分别抽象成COR-BA对象中的方法和数据结构。再用接121定义语言 (IDL) 描述出这些方法和数据结构。最后, 用IDL编译器将IDL分别生成接口的Client/Server框架C++源码并在接口函数中加入各自的业务逻辑代码编译成最终的应用程序。
4 小结
西安电信采用多厂商开放接口方式, 整个网络的复杂性日益提高, 多厂商问题非常突出, 对网络管理提出了更高的要求。西安电信综合网管系统已实现对本地网各相关专业网络的网元、网管以及专业网管系统的接入, 实现跨厂家、跨专业的, 在统一界面、同一窗口内对网络的告警管理、性能管理, 同时实现与资源信息、客户信息的互连和调用, 做到了互通和共享信息资源, 相互之间的信息交换, 充分发挥网络的运行效率。
摘要：在西安本地网网络运行过程中, 准确掌握系统的运行状态, 及时处理设备故障, 可以大大提高网络的资源利用率, 显著降低网络的运行和维护费用。为应对各专业多厂商、多技术、多业务发展的现状, 研究综合网管的接入方式与实现方法具有重要意义。西安如何将各专业网管系统逐步融合到综合网管平台之中成为了电信网管系统建设的重要课题。
接口方案 篇10
HD-SDI接口带宽可达2. 97 Gbit / s,可实时、无损传输1 920 ×1 080@ 60p的高清视频,但是HD-SDI接口对格式要求很严格,支持的格式种类只有1 280 × 720和1 920 × 1 080两种。IP方案采用H. 264编码,通过网络来传输视频码流,编码和传输本身有固有的延时,且为有损传输,无法满足对视频要求比较高的应用。
2008年,VESA( 视频电子标准组织) 发布了Display- Port[1]1. 1a标准,其单通道带宽最大可达2. 7 Gbit / s、对传输的视频格式要求不限以及其是免费的,因此越来越多地应用在消费电子产品上。
对此,本课题研究了一种基于Display Port接口修改而来的新型接口( High Definition Interface,HDI) ,用以解决HD-SDI和IP传输方案的缺陷。本文提出相关的设计方案和技术实现要点,实现了高带宽、实时、无损、不限格式传输视频的要求。
1 Display Port接口简介
1. 1 Display Port接口组成
Display Port接口主要由主通道( Main Lane) 、附属通道( Aux CH) 、热插拔检测( HPD) 管脚以及附属电源( DP PWR) 管脚组成。主通道用来传输音视频数据,附属通道用来进行连接管理和设备管理。热插拔检测是源设备检测接收设备是否连接上以及接收设备发起中断请求的管脚。附属电源管脚是源设备用来给中继器及接口转换器等设备供电的专用管脚。
主通道由1,2,4对高速、单向、高带宽、低延时通道组成,每一个单独的通道可选1. 6 Gbit /s和2. 7 Gbit /s两种传输速率。通道数量和传输速率由发送端需求和接收端的接收能力以及信道质量综合决定。所有的通道均用来传输数据,并不存在单独的通道用来传输时钟信号。信道编码采用ANSI 8B/10B编码规则( 参见ANSI X3. 230— 1994,第11节) ,时钟可从码流中恢复。
主通道码流在传输时被打包成“微封包”( 称之为传输单元) ,每个传输单元包含32 ~ 64个连接符号( 由发送端确定) 。码流在被打包后映射到主通道上,打包后的数据流速率将小于或等于连接符号速率,小于时将插入填充符号。正是这种特殊的“微封包”结构,使得Display Port的通道速率和具体要传输的视频格式是分开的。换句话说,在带宽足够的情况下,Display Port可以自由支持各种颜色格式、分辨率和帧率的视频。
附属通道是一对半双工、交流耦合的差分线,通道编码采用Manchester II编码,时钟也是从码流中恢复。附属通道的作用主要是进行连接管理和设备管理。在源设备检测到HPD信号时会发起回话,和接收设备进行“握手”。主通道通过发起“链路训练”来确定信道质量信号预加重等级等信息; 通过附属通道来读取接收设备的Dis- play Port配置数据( Display Port Configuration Data,DPCD) 和扩展显示识别数据( Extended Display Identification Da- ta,EDID) ,以此来获得接收设备的接收能力和显示能力。 在通道建立后,接收设备也可通过HPD管脚发起中断请求,来请求源设备发起会话,和主设备之间重新进行“握手”。主从设备通过这种“握手”过程来进行连接管理和设备管理。
1. 2 Display Port的体系结构
Display Port采用层次化、模块化设计思路,其体系结构如图1所示。整个系统分为物理层、链路层和应用层。 这种体系结构的好处是将来可分层进行升级,使升级的可操作性和容易度大大提高。同时,物理层和链路层分开, 使得调整物理层的通道速率而不改变链路的结构成为可能。
2关键技术
2. 1系统技术指标及关键技术
结合安防监控市场的现状,本次设计的接口需满足以下技术指标:
1) 接口带宽采用BNC和光纤接口,单通道;
2) 为了兼容现有的HD-SDI接口方案,通道速率需达到2. 97 Gbit /s;
3) 不限视频格式,能满足最大1 920 × 1 080@ 30p及1 600 × 1 200@ 30p的传输要求;
4) 无损、实时传输。
为满足以上技术指标,需要对标准的Display Port接口做以下修改:
1) 去掉附属通道
因为修改以后的物理接口是BNC和光纤接口,附属通道需去掉; 同时原来附属通道承载的功能,如Display- Port接口的初始化、连接管理、设备管理等功能也需要去掉。
2) 去掉热插拔检测功能
源设备默认连接一直存在,且不会出现问题; 接收设备禁用通过HPD管脚发起中断请求的功能。
3) 物理层单通道速率修改为2. 97 Gbit / s
为了兼容现在的HD-SDI的传输系统,通道速率必须和HD-SDI一样达到2. 97 Gbit /s。这样,原有的HD-SDI交换矩阵、中继器等设备就可以做到无缝升级。
2. 2芯片组选择及技术特征
本设计方案选用意法半导体公司的STDP6038[2]和STDP4028[3]芯片分别作为Display Port的收发芯片。其中STDP6038芯片还兼做VGA、HDMI的接收芯片。
STDP6038芯片能提供的性能特征如下:
1) 支持Display Port 1. 1a标准,四通道最大带宽为10. 8 Gbit /s;
2) 支持HDMI 1. 3标准,并兼容DVI输入;
3) 10位视频ADC,用于混合视频或者PC模拟视频( VGA) 的采集,最大支持1 080p或WUXGA分辨率视频输入;
4)内嵌一颗Intel X86架构的微控制器;
5)对于VGA输入,支持自动图像调整;
6)具有先进的可编程缩放功能;
7)双通道LVDS输出,可直接用来驱动LCD屏幕。
STDP4028芯片能提供的性能特征如下:
1) 支持Display Port 1. 1a标准,四通道最大带宽为10. 8 Gbit /s;
2) 支持LVTTL( 60位宽) 和LVDS( 四组) 视频输入, 可支持1 920 × 1 080@ 120 Hz或者2 560 × 1 600( WQX- GA) ,2 560 × 2 048( QSXGA) 60 Hz视频输入;
3) 内嵌一颗Intel X86架构的微控制器;
4) 支持多种位深和色深的视频输入,如RGB / YUV ( 4∶ 4∶ 4) -10 bit color; YUV( 4∶ 2∶ 2 /4∶ 2∶ 0) -12 bit color。
3演示板卡设计及技术实现
3. 1演示板卡设计
为验证方案的可行性,设计了相应的演示板卡。本演示板卡分为发送端和接收端,其功能框图如图2、图3所示。
本演示板卡用来验证基于Display Port接口修改而来的HDI接口的可行性。HDI接口的技术特征主要有单向性、不限视频格式、通道速率2. 97 Gbit /s等。
发送端的信号流向如下:
1) STDP6038对输入的VGA、HDMI信号进行解码, 输出奇偶两组LVDS信号( 4∶ 4∶ 4 RGB 8 bit) ; FPGA对接收到的视频数据做奇偶数据整合,RGB到YCb Cr颜色空间转换、4∶ 4∶ 4到4∶ 2∶ 2采样转换等处理后,输出信号给STDP4028芯片做发送。
2) STDP4028输出HDI信号,经过驱动后通过同轴电缆或者光纤进行传输。
接收端的信号流向如下:
1) STDP6038接收HDI信号,解码后输出奇偶两组LVDS信号( 4∶ 4∶ 4 RGB 8 bit) 。
2) FPGA对接收到的视频数据做奇偶数据整合, YCb Cr到RGB颜色空间转换,4∶ 2∶ 2到4∶ 4∶ 4采样转换等处理后,输出信号给CH7301接口芯片做VGA、DVI信号发送。
3) CH7301C输出VGA、DVI信号。
3. 2技术实现
本设计中对Display Port接口的修改都是基于对STDP6038和STDP4028而言的。 使用集成开发环境Paradigm C ++ ,通过修改相应的代码而实现HDI接口所要求的技术特性。
3. 2. 1单通道特性实现
在标准的Display Port设备中,源设备检测热插拔信号时会通过附属通道和接收设备之间进行“握手”,通过物理信道进行链接训练。要实现单行性,需要在源设备( STDP4028) 中做修改。
1) 关闭热插拔检测功能,热插拔管脚始终为连接状态。
2) 关闭附属通道的发送和接收功能,清楚链接训练的中断请求,禁止链接训练部分产生中断。
3) 将系统当前的状态手动设置为“Link Training Success”,使系统认为链接训练已完成。
4) 由于无法通过附属通道同道接收设备的接收能力参数,手动配置发送通道速率、通道数量、预加重等级等参数。
接收设备( STDP6038) 作为从设备,只要主设备不发起请求,STDP6038会一直处于静默状态。对应发送端做的修改,STDP6038主要是需要关闭附属的功能; 手动配置接收通道的通道速率、通道数量等参数。
3. 2. 2通道速率2. 97 Gbit / s特性实现
标准Display Port设备中,电气层的参考时钟是27 MHz,最大通道速率时对应的通道时钟为270 MHz。 且电气层和逻辑层是可以分开的,也就是通道时钟原则上是可以任意设置的。这部分主要是通过修改收发芯片电气层参考时钟来实现。
STDP6038芯片是通过修改LTCLK_FREQ_0和LT- CLK_FREQ_1两个寄存器的值来实现的。LCLK_FREQ的计算公式为
式中: freq_LCLK是期望的通道时钟,本设计中为148. 5 MHz; freq_RCLK的值由寄存器RCLK_FREQUEN- CY来确定,本设计取默认值243 MHz。 计算可得LCLK_FREQ[15: 0]值应为0x9C72。
STDP4028的实现分为两步: 第一步先将发送的PLL参考时钟设置为由内部的DDS输出( 设置CLOCK_CON- FIG_3寄存器值为0x20) ; 第二部设置DDS的频率输出为29. 7 MHz ( 设置LTCLK _FREQ _0寄存器值为0x2333) 。LTCLK_FREQ_0的计算公式为
式中: freq_RCLK为216 MHz,计算可得LTCLK_FREQ [15: 0]为9011( 0x2333) 。
3. 2. 3视频压缩消隐以及恢复消隐的实现
标准Display Port单通道带宽最大是2. 7 Gbit /s,如果视频数据采用YUV 4∶ 2∶ 2 16 bit格式,除去通道8B/10B转换时附加上的20% 的开销,视频的像素时钟最大为135 MHz,否则就会出现带宽超标、视频数据丢失。遗憾的是,有些视频数据的像素时钟会超过135 MHz,如1 920 × 1 080@ 60p的像素时钟为148. 5 MHz,1 600 × 1 200@ 60p的像素时钟为162 MHz。为了解决该问题,需要发送端对视频数据进行压缩消隐处理,将视频的行消隐区进行压缩,使压缩后的视频像素时钟小于135 MHz。同理,接收端必须对接收到的视频数据进行恢复压缩消隐,以还原原始的视频数据。实际操作中像素时钟不采用135 MHz的极限数值,而是留有一定的裕量。本设计中选用132 MHz作为阀值,像素时钟超过该值则必须进行压缩消隐处理。
由于本设计中STDP6038芯片既作为Display Port通道的接收芯片,又作为VGA、HDMI输入的接收芯片,所以压缩消隐和恢复压缩消隐的操作均由STDP6038来完成。 实际上是借用STDP6038内部的可编程缩放功能来实现。
如HDMI输入1 920 ×1 080@ 60p,输入和输出的分辨率相同,压缩消隐的过程如下:
恢复压缩消隐的操作刚好和上述过程相反,在此不再赘述。
3.2.4其他功能的实现
1)颜色空间转换
发送端FPGA需要将输入的RGB颜色空间的数据转换为YCb Cr,已节省带宽。颜色空间转换的公式为
式中: R,G,B的取值范围为0 ~255; Y的取值范围为16 ~ 235; Cb,Cr的取值范围为16 ~ 240。
接收端STDP6038在解码HDI信号后,需要将YCb Cr颜色空间的视频数据还原为RGB,公式为
2)自动位置调整
STDP6038在VGA输入时,输出的行、场信号和视频数据经常会对不齐,从而输出的图像会出现偏移的现象。 所以在VGA输入时,需要对输入信号进行一次位置调整。 根据信号的频率、边沿,自动计算画面的大小和水平垂直位置,获得最佳的显示效果。
4功能验证
PC机通过DVI接口输出图像到发送板卡,经过转换后从发送板卡的HDI接口输出,通过同轴电缆连接到接收板卡的HDI接口,最后通过接口板卡的DVI接口输出图像。实验环境如图4所示。实验中通过PC机选取输出了3种视频制式: 1 920 ×1 080@ 60p,1 600 ×1 200@ 60p和1 440 ×900@ 60p,测试视频选用《钢铁侠》的宣传片( 分辨率为1 920 ×1 080,帧率为29. 97 f/s,码流为16 Mbit/s) 。 输出的视频制式正确,颜色、位置、内容都正常; 测试视频播放非常流畅,无色块产生。实验结果完全符合设计要求,达到了实用水平。
5小结
防止USB接口泄密 篇11
想阻止所有的USB存储设备，让USB存储设备插入时不被系统识别吗？进入“USB存储安全设置”|“安全设置”窗口，点击“确定”进入如图1所示的窗口，勾选“启用USB存储设备过滤”，再选择“禁止读写”就可以了。
提示：使用该功能时，对当前已插入的USB储存设备不能生效，需要重新插入你的USB存储设备才行。另外，就是对于非USB设备设置不起作用。
要关闭该功能只要去掉“启用USB存储设备过滤”选择即可。设置成USB存储设备只读后，就会让所有插入的USB存储设备只能读不能写，也能很好地避免数据的泄露。在图1窗口中勾选“启用USB存储设备过滤”，再选择“只读”选项就可以了。要关闭该功能，同样是去掉“启用USB过滤”选择框即可。
以上两种控制USB接口的方法显然不是很好的，因为这样就连我们自己的USB存储设备也不能向电脑中拷贝数据了。还是使用下面的控制方法吧，既灵活又方便。
“指纹识别”是一项很方便的功能，当你需要阻止别的用户的USB存储设备的使用，而自己的USB设备可以正常使用时，不需要来回设置启用过滤与否。
写入指纹
进入“USB存储安全设置”|“高级设置”窗口，将你的USB设备连接到电脑的USB接口中，然后点击“写入指纹”按钮(如图2)，在下部的“执行结果”窗口中将显示操作成功与否的提示，成功后拨下USB设备，然后再插入到USB接口。现在我们的指纹识别功能还不起作用，还需要进行第二步设置。
启用指纹识别
在图1中勾选“启用指纹识别”选项，然后设置当指纹识别不能通过时，USB移动存储设备如何处理。如果选择“禁止读写”，那么没有通过指纹识别的USB移动存储设备将被完全阻止；如果选择“只读”，那么没有通过指纹识别的USB移动存储设备只可以读。需要关闭该功能时，只需去掉“启用指纹识别”的选择框就可以了。
需要说明的是，如果USB存储设备插入后USSE长时间没有响应，请手动重启计算机，再使用。这是软件的一个Bug，希望在下一版本中得到改进。
“内部保密”功能会使你的USB存储设备不能正常使用，这样即使你的U盘丢失也不用担心里面的数据泄漏。设置内部标志后USB存储设备将不可使用(类似U盘设备显示没有格式化，移动硬盘将找不到分区)。如果你要让它正常使用，请使用“清除内部标志”功能，这样你的USB存储设备又可以正常使用了。
首先还是把你的USB设备和电脑连接起来，然后点击“写入内部保密标志”按钮，对USB移动存储设备写入保密标志，这样你的USB移动存储设备在任何电脑上都无法使用了。
接口方案 篇12
监测系统采用模块化的设计思想, 将系统划分为解码、合成等独立相互协作的模块。相比其他协议信令数据的二进制比特流格式, 解码方法是依据协议规范将其读取翻译为有逻辑意义的信息[1], 鉴于LE接口信令格式的不同, 本文在分析CDMA2000网络中LE接口协议规范的基础上, 依协议规范要求, 提出一种以可读的可扩展标记语言 (Extensible Markup Language, XML) 文档的嵌套关系和开始 (结束) 标签为依据关键信息的递归解码方案。目前的呼叫详细记录 (Calling Detail Record, CDR) 合成方法中使用链地址法处理哈希冲突, 大量的哈希查找操作存在效率低的问题, 降低合成效率。针对目前的不足, 提出一种利用平衡二叉查找树结构存储冲突节点的哈希算法以提高查找匹配效率。结合现网数据, 该方案在增值业务监测系统中完成了测试与验证, 测试结果表明, 该设计方案效果良好。
1 LE接口概述
LE接口协议是用来查询移动台位置信息的应用层协议, 位于服务器定位平台 (Location Server) 与外部位置应用 (LCS Client) 之间, 其提供的位置服务包括标准位置立即服务、紧急位置立即服务、标准位置报告服务、紧急位置报告服务等[2]。
LE接口能够返回位置请求中目标移动终端的数字、文本等形式位置信息。定位流程如图1所示:首先, 外部位置应用向网关移动位置中心 (GMLC) 发送定位请求, GMLC通过归属位置寄存器 (HLR) 获取被定位用户的移动交换中心 (MSC) /服务支持节点 (SGSN) 地址;然后GLMC向MSC/SGSN发起定位请求, MSC/SGSN调用无线接入网中的定位网元进行定位;最后, 外部位置应用将定位结果以MMS, WAP PUSH等形式发给用户。
LE接口协议结构分为三层:传输层、元素层和服务层。LE接口底层为传输层, 定义了XML内容的传输承载协议, 常见的传输协议包括HTTP, WSP, SOAP等。传输层之上为元素层, 定义了服务层中共用的元素。最上层为服务层, 定义了LE接口能够执行的操作的核心集合, 定义基本服务[3,4]。
2 接口监测模块方案设计
LE接口信令监测系统采用模块化的设计思想, 通过将各模块封装成不同的动态链接库 (Dynamic Link Library, DLL) , 实现各功能模块间的耦合。结合运营商的相关规范要求, 对于LE接口监测系统模块的研究与开发主要分为划分数据的采集、消息缓存、消息解码、CDR合成等功能。整个监测模块的设计如图2所示, 首先数据采集后将数据保存在消息缓存中;然后解码器从消息缓存中取出消息后逐条进行解码, 获取相关字段信息, 协议栈调度注册的不同协议解码器, LE接口协议栈由底至上依次为Ethernet, IP, TCP, HTTP, LE;然后将解码所得到的信息交给协议分析合成器进行CDR合成, 同时得到当前协议相关的一次通信流程, 并将合成结果发送存盘;最后根据用户需求实现合成统计的结果显示。其中协议解码按功能分两种:基础解码, 提取原始数据中的关键信息供CDR合成调用;详细解码, 对原始数据逐字节逐比特的解码, 依据用户需要实现详细解码结果树显示。
2.1 协议报文格式分析
XML允许定义自己有意义的标记, 因此可以最大程度地定制文档, 但XML没有规则就无法顺利地进行正确数据交换;文档类型定义 (Document Type Definition, DTD) 定义合法的XML文档构建模块, 使用一系列合法的元素来定义文档的结构。本协议使用的DTD规定了协议格式, 并按照标准的DTD进行数据的交换。通过DTD, XML文件携带一个自身格式的描述, 从而可以一致地使用标准的DTD来交换数据。
XML文档的主要构建模块是类似
、
这样的标签。均由以下构建模块构成:元素, 属性, 实体, PCDATA, CDATA。元素是XML文档的主要构建模块;属性可提供有关元素的额外信息, 属性总是被置于某元素的开始标签中, 属性总是以名称或值的形式成对出现的;实体是用来定义普通文本的变量;被解析的字符数据 (Parsed Character Data, PCDATA) 为XML元素的开始标签与结束标签之间的文本, 是会被解析器解析的文本;字符数据 (Character Data, CDATA) , 是不会被解析器解析的文本[5]。
2.2 解码方案研究
可采用Cmark Up类来实现信令的解码, 它封装了XML文档文本、结构和当前位置, 提供了得到元素属性和数据的所有方法, 可以实现对XML语言的解析。但是该方法存在以下缺点:由于不同服务类型包含的元素不同, 导致程序代码的冗余, 函数Find Child Elem使用完全匹配元素名, 易产生因元素名称不匹配导致的消息解码错误或遗漏。在实验室环境中是可以实现解码的需求, 但是现网中要实现海量数据的处理, 要求更快的处理速率, 要优化系统的内存占用量和运算时间复杂度, 因此该方法不符合需求。
详细解码逻辑上是一棵树, 完成对一个信令数据包的解码, 将其翻译为有逻辑意义的信息, 通过函数Fill Tree将详细解码的父结点、本解码项对应的原始数据的起始 (终止) 偏移等信息添加到详细解码结果, 将解码信息实现树结构显示。通过研究信令内容结构, 提出一种可行的解码算法:读取消息缓存, 判断内存中当前指针指向的字符, 若取值为“〈”且其后不为“/”, 表明为开始标签, 则取该标签元素为字段变量Tag Name, 并将其作为子节点添加到详细解码树的父节点下。依据XML元素嵌套结构, 运用递归算法自然可得树中父 (子) 节点层次关系。若取得当前字符是“〉”, 之后字符为数值或字符串, 同时判断数值或字符串之后两个字节, 判断字符为“〈/” (即该标签对应的结束标志) , 取出开始、结束标签间的数据内容Tag Value, 并将Tag Value赋给函数解码该标签得到的标签变量Tag Name。这种解码算法的优势在于, 从信令数据中提取元素作为字段变量Tag Name, 不需在代码中枚举标签元素名, 也不需在代码中体现元素间具体的嵌套包含关系。很好地利用了XML文件的可读特点。基础解码作用是提取该PDU所包含的关键信息和上层SDU信息, 为上层的合成提供支持, 其算法与详细解码算法类似, 提取关键字段信息并传送给合成模块以备调用, 而不做父节点和开始 (终止) 偏移信息的提取添加。详细解码算法伪代码如下:
上述代码中, ch Buf为消息报文头指针, length为信令数据包长, int n Parent为树父节点, 字节偏移int n DecodeOffset表示本详细解码当前指针与起始位置的字节偏移。
2.3 合成方案设计
解码成功该协议之后数据传送给合成模块, 调用注册在此模块之上的所有合成器, LE接口合成流程图3所示。
现网中以消息为单位实现对各种协议和流程的海量数据进行实时处理, 首先对采集到的消息进行解码然后进行CDR合成, 与此同时建立完整的建立连接、通信、断开连接的通信流程。实时处理中CDR合成过程同一业务CDR的查找算法显得尤为重要。
通过阅读协议规范, 考虑到同一通信流程中的IP地址和TCP端口号Port是相同的, 因此用散列查找法, 选定IP地址值异或TCP端口值作为散列表的Key值。
从消息缓存取到一条消息, 一个通信流程的消息时间是紧邻的。首先进行超时检查处理, 超时则删除哈希表中KEY对应节点, 以避免Hash表内存空间的浪费和冗余, 因查询不必要的Key值而导致的效率低问题。然后判断该消息是否为请求消息, 如没有记录则新建新的CDR ID并添加新的CDR;同时添加超时到另一散列表, 该散列表也以IP和端口号为KEY值, 当再次读取消息依据KEY值, 比较消息时间和超时设定时间判断是否超时。若查询已经存在该CDR, 则修改CDR信息并保存;合成结束将该CDR的数据记录发送存盘, 同时删除该CDR在散列表中的记录节点, 同时删除超时检查。
处理哈希冲突常采用的方法如链地址法[6,7,8]、再散列法, 目前使用的链地址法原理是:连续的哈希地址 (桶号) 散列离散化存放于数组中, 数组中存放链表 (桶) 的头指针;当哈希地址冲突时, 即不同Key值对应同一哈希地址, 则将该节点插入到该数组存放的链表中, 桶内采取顺序存储方式。查找过程中, 哈希函数得到Key值对应的哈希地址, 桶内节点顺序比较Key值, 相等则取出该节点value值, 完成查找。链地址法处理冲突的优点是处理冲突简单, 非同义词不会产生哈希冲突。删除节点简单, 只需删去链表上相应的节点。通过研究链地址法, 发现以下问题:指针需要额外的空间, 影响平均查找速度, 最大的问题是链表采用顺序存储, 查找平均遍历的时间复杂度为O (n) , 如有相同哈希值的数据则采用顺序查找方式, 效率非常低。
CDR合成中Hash添加、查找、删除操作使用频繁, 查找运算的主要操作是关键字的比较, 查找过程的遍历时间复杂度是衡量一个查找算法好坏的标准, 是影响合成效率的最大因素。针对现网中海量数据处理中哈希遍历效率低的问题, 通过研究解决哈希冲突的方法, 提出改进的处理哈希冲突的算法, 以提高哈希查找效率。该方法是基于改进哈希平均遍历时间复杂度的:当哈希地址冲突时, 由采用链表的结构改进为平衡二叉查找树结构存储冲突节点。将树的根节点存放于哈希表数组中, 当哈希地址冲突时, 将节点插入到对应二叉查找树中, 树中每个节点中含有用来指向左子树的指针, 用于指向右子树的指针, 和用作节点大小比较的关键值KEY。树中关键字的存储满足二叉查找树性质:左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值;右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值。二叉查找树的期望遍历时间复杂度为O (lgn) , 在最坏的情况下会退化为线性结构, 操作的时间复杂度就变为了O (n) 。为了避免出现线性结构, 导致查询的查找长度过长, 查询效率降低。需要减小冲突时的查找长度, 减少查询响应时间。笔者的设计采用带有平衡条件的二叉查找树即AVL树, 树中节点增加一个平衡因子即左右子树高度差, 使二叉查找树左右子树的高度差不超过1。把新节点插入二叉查找树中, 然后自底向根节点折回, 当插入节点之后二叉树不平衡, 则在该节点上进行旋转来完成插入操作, 使高度差不大于1。从AVL树中删除节点, 通过把待删除的节点向下旋转成叶子节点, 然后直接删除该叶子节点来完成。因为在旋转成叶子节点期间最多有lgn个节点被旋转, 而每次AVL旋转耗费恒定的时间, 删除处理在整体上耗费O (lgn) 时间。查找、插入和删除在平均和最坏情况下都是O (lgn) , 比链式顺序查找效率提高了很多, 提高了出现冲突情况下的查找效率。
3 结果验证
图4所示为电信增值业务监测系统中对LE接口的现网监测结果。解码数据无误, 协议层次清晰;属于同一个CDR流程的不同消息以IP和TCP端口关联, 通过CDR合成得到通信流程, 经验证方案设计正确。
4 结束语
对LE接口协议及通信流程进行了深入分析和研究, 笔者以程序的正确性、健壮性、稳定性为出发点, 提出一种符合测试规范要求的接口信令监测系统的设计方案, 提出解码算法有效解决了信令解码问题, 并针对目前合成算法的不足, 提出一种改进哈希算法, 改变处理哈希冲突的算法, 有效解决了合成中的难题。该方案经过运营商现网测试, 能正确地、稳定地实现LE接口的业务监测。
参考文献
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[2]中国电信集团公司.RC 1.1.2, 中国电信CDMA业务网络接口协议技术规范-Le接口协议规范[S].2008.
[3]3GPP.TS 23.171, Functional stage 2 description of location services in UMTS[S].2001.
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[5]BRAY T, PAOLI J, SPERBERG-MCQUEEN C M.Extensible markup language (XML) 1.0 W3C recommendation:REC-xml-20001006[EB/OL].[2013-09-13].http://www.w3.org/TR/1998/RECxml-19980210/.
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