数据通信子系统

2024-08-08

数据通信子系统（精选12篇）

数据通信子系统篇1

0前言

DCS子系统主要由以下两部分组成:数据传输系统 (DTS) , DTS是数据传输网络, 用于为信号系统提供专有有线信息传输, 为中心与车站之间、车站与车站之间、控制中心设备之间、车站设备之间提供信息的高速通道, 确保信息的安全、可靠、及时传输。车-地通信系统 (TWC) 是目前比较先进的用于地铁数据传输的系统技术, 在这个系统中可以实现对地铁列车、地面指挥通信人员的有效沟通联系, 实现对通信数据的高效的可靠的传输, 实现列车与地面的无线数据通信。本设计中采用的车地无线传输网络已经某地铁2号线、机场线成功运用。DCS系统网络由三层网络构成, 从下至到上分别为冗余TWC无线网络、区域内冗余、控制中心、DTS骨干网及DTS局网冗余。每一层网络自成一个或多个独立冗余环网。每一个冗余环网都是双网结构, 任何一台网络设备均接入两个环内。此种结构可以保障假如某一个网段因为损坏而无法通讯, 网络设备也可以通过另一个网段进行通讯。

1 数据传输系统 (DTS)

数据传输系统 (DTS) 网络按照性能和功能要求, 分为区域DTS局域网、DTS骨干传输网和控制中心局域网三个子网络。在这个通信数据传输系统中, 首先是ATC专用网络, 在这个专用数据传输网络中, 提供良好的数据专线传输服务, 实现系统和数据的安全性能, 可以很好的实现对数据的加密和隐私, 对于地铁列车的数据通信传输中的系统来说, 如果在数据传输的过程中出现数据交换的故障或出错, 那么就可以通过其他的或冗余的通信传输网络进行数据传输的切换, 这个过程就是数据传输网络的生成树的快速收敛, 这样就可以实现网络冗余, 并且可以自动激活其他的交换设备, 在这个过程中数据通信的防火墙也可以实现冗余的方式, 按照上述的需求进行相关的配置, 对于系统其的具体的配置原理如附图所示:

2 车地通信系统 (TWC)

CITYFLO 650自动列车控制系统 (ATC) 是一种基于无线通信的列车控制系统 (CBTC) , 车地通信 (TWC) 以无线通信作为传输手段。通过该系统, 特定格式的数据信息能够在一定的传输速度和容错率下进行双向传输。在TWC系统中, 数据传输采用以太网并基于无线通信信道 (2.4GHZ) 传输。TWC通信子系统设备由以下设备组成:

(1) 无线通信处理器:在这个部分其主要的功能是进行RATP的信息的接收和处理, 对数据其的正确性进行检测, 确保其数据的可靠和准确。

(2) TWC核心机柜:在这个部分其主要的功能是进行数据的传送, 实现网络数据信息的冗余。

(3) RAP:在这个部分其主要功能是进行无线信号的接入和处理, 并且构建出环形的网络和信息, 使得数据信息可以在环形网中即便出现故障也可以完成相关数据的传送。

(4) 功率分配器:对于其中的接入点进行处理, 实现不同的接入点的连接, 这样就可以对各个节点进行电源的监督, 保障电源的有效供应。

(5) 泄漏波导管:在这个部分其主要的功能是进行车载信号设备的处理, 对于其进行信号的载波传送。

车载设备可以接收额定电源为+12到+32 VDC的宽范围输入, 超出此范围时, 可以根据需要使用一台DC-DC的变压器进行直流电压转换输出。车载无线单元与轨旁无线接入点 (RAP) 中的轨旁无线收发单元只是初始配置不同, 在硬件上完全一样。典型车载无线单元配置有2个车载天线。通过车载无线单元中内置的天线转换器对连接天线的2个端口进行选择以激活相应的天线。

3 结语

论文完成了数据通信子系统DCS的设计, 设计基于漏泄波导管的车地通信网络, 并在设计中着重考虑轨旁无线接入点RAP的布置、WLAN标准的选择、漏谢波导管的覆盖范围、车载天线和桂旁天线的类型等因素。

摘要：数据通信子系统 (DCS) 是一个专有通信系统, 由数据传输系统 (DTS) 和车-地通信系统 (TWC) 构成, 提供控制中心、轨旁、车载子系统的设备之间的双向、可靠、安全的数据交换。DCS子系统的骨干网采用HIPER-Ring技术组成高可靠性的工业级环网, 无线通信采用ISM2.4G开放频段的专用车地无线传输网络。

关键词：漏泄波导管,数据通信子系统,数据传输,车-地通信

参考文献

[1]魏赟, 鲁怀伟, 何朝晖.基于802.11协议的CBTC系统数据通信子系统的探讨, 铁道学报, 2013 (04) .

[2]廖大强, 邹杜, 印鉴.一种基于优先级的网格调度算法[J].计算机工程, 2014, 40 (10) :11-16.

数据通信子系统篇2

数据库(DataBase，简称DB)

严格地说，数据库是“按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库”。数据库能为各种用户共享，具有较小冗余度、数据间联系紧密而又有较高的数据独立性等特点。

数据库管理系统(DataBase Mangement System，简称DBMS)

数据库管理系统(database management system)是一种操纵和管理数据库的软件，用于建立、使用和维护数据库，简称dbms。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过dbms访问数据库中的数据，数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。它可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。

数据库管理系统主要提供如下功能。

1.数据定义：DBMS提供数据定义语言DDL(Data Definition Language)，供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL主要用于建立、修改数据库的库结构。DDL所描述的库结构仅仅给出了数据库的框架，数据库的框架信息被存放在数据字典(Data Dictionary)中。

2.数据操作：DBMS提供数据操作语言DML(Data Manipulation Language)，供用户实现对数据的追加、删除、更新、查询等操作。

3.数据库的运行管理：数据库的运行管理功能是DBMS的运行控制、管理功能，包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复，即保证事务的原子性。这些功能保证了数据库系统的正常运行。

4.数据组织、存储与管理：DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、存取路径等，需确定以何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率，选择合适的存取方法提高存取效率。

5.数据库的保护：数据库中的数据是信息社会的战略资源，随数据的保护至关重要。DBMS对数据库的保护通过4个方面来实现：数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库安全性控制。DBMS的其他保护功能还有系统缓冲区的管理以及数据存储的某些自适应调节机制等。

6.数据库的维护：这一部分包括数据库的数据载入、转换、转储、数据库的重组合重构以及性能监控等功能，这些功能分别由各个使用程序来完成。

7.通信：DBMS具有与操作系统的联机处理、分时系统及远程作业输入的相关接口，负责处理数据的传送。对网络环境下的数据库系统，还应该包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能以及数据库之间的互操作功能。

数据库系统(DataBase System，简称DBS)

数据库系统一般由4个部分组成：

(1)数据库(database，DB)是指长期存储在计算机内的，有组织，可共享的数据的集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

(2)硬件：构成计算机系统的各种物理设备，包括存储所需的外部设备。硬件的配置应满足整个数据库系统的需要。

(3)软件：包括操作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统(database management system，DBMS)是数据库系统的核心软件，是在操作系统(如Windows、Linux等操作系统)的支持下工作，解决如何科学地组织和存储数据，如何高效获取和维护数据的系统软件。其主要功能包括：数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。

(4)人员：主要有4类。

第一类为系统分析员和数据库设计人员：系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，他们和用户及数据库管理员一起确定系统的硬件配置，并参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员负责数据库中数据的确定、数据库各级模式的设计。

第二类为应用程序员，负责编写使用数据库的应用程序。这些应用程序可对数据进行检索、建立、删除或修改。

第三类为最终用户，他们利用系统的接口或查询语言访问数据库。

第四类用户是数据库管理员(data base administrator，DBA)，负责数据库的总体信息控制。DBA的具体职责包括：具体数据库中的信息内容和结构，决定数据库的存储结构和存取策略，定义数据库的安全性要求和完整性约束条件，监控数据库的使用和运行，负责数据库的性能改进、数据库的重组和重构，以提高系统的性能。

其实简单来说数据库,容纳数据的仓库，

数据库系统,数据库、数据库管理系统、硬件、操作人员的合在一起的总称

数据库管理系统,用来管理数据及数据库的系统。

数据库系统开发工具，以数据库管理系统为核心，用高级语言开发一套给傻瓜用户使用的数据库应用系统的软件。

数据库系统包含数据库管理系统、数据库及数据库开发工具所开发的软件(数据库应用系统)。

数据库系统开发工具开发出来的是数据库管理系统还是数据库管理工具??

管理工具，因为很多用户对数据库和数据库管理系统不会用，只会用简单的应用软件，所以需要有掌握技术的人员用数据库开发工具编软件给这些简单用户用。

数据库管理系统与数据库系统开发工具什么区别??

前者是后者开发软件的核心，后者除要以它为基准外，还要用高级语言编写程序。

在装操作系统时是不是已经装上了数据库管理系统??

没装，一般都得额外装，比如VFP，PB，SQLSEVER等。

顺便说一下，第一个人说的问题，

VF不是一个数据库管理系统，准确的说是一个数据库管理系统、数据库系统开发工具的综合体。高级用户，可以利用它直接管理数据库;而简单用户，要依赖高级用户用它所编写的应用程序来管理数据。

数据通信子系统篇3

关键词：数据通信工程应用分析管理深化研究总结应用前景

中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0068-01

1 关于数据通信环节的分析

数据通信就是通过通信系统的内部各个环节的运行，促进其数据信息的有效应用，通过对其信息技术的应用，以有效满足实际需要。数据通信技术经历了一个比较长的发展时期，它伴随着计算机通信技术的发展而发展，实现了计算机技术及其通信技术的相关环节的有效结合，它是一种应用范围比较广泛的通信模式，被社会各个行业所应用，满足了当今知识经济时代的发展需要。

电缆通信，就是我们常说的双绞线通信及其同轴电缆通信等，比如比较常见的长途通信、市话通信等，其主要的调制方式有FDM模式及其SSB模式，随着科学技术的发展，其PCM传输技术不断得到深化应用。所谓的微波中继通信具备周期短、投资小及其架设简便等的特点，得到了一定范围的应用，模拟电话微波通信技术通过其FDM及其SSB调制模式的应用，确保其现实工作的稳定开展。光纤通信也是一种比较普遍的通信模式，其实现了现实生活中的有效应用，它通过激光实现光纤内部的远距离信息传输，其具备大容量的通信资源、高强的抗干扰性，超常距离的通信应用，无论是长途传输还是本地传输，它都实现了有效的通信传输作用。

随着通信模式的深化应用，其单模光纤及其长波激光器不断得到应用，实现其了每路光纤通话路数的优化，促进了其光纤的通信纤力的提升。随着光纤通信技术的深入发展，其实现了对传输设备、交换设备、接入设备等的有效应用，确保其网络设备的健全，确保其光纤通信设备的有效应用。其光纤通信设备主要包括数字信号处理单元及其光电转换单位。卫星通信的发展确保了人们日常通信生活的质量效率，其具备远距离通信、大容量传输储存、高覆盖范围等的特点，具备通信的稳定性等特点，成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。移动通信：GSM、CDMA。数字移动通信关键技术，调制技术、纠错编码和数字话音编码。

数据通信模式分为两种、数字数据网络及其有线数据通信。DDN网络模式的应用，离不开其数字传输电路及其数字交叉复用设备组的应用，其通过对光缆的传输电路的应用，保障其数字传输的质量效率的提升，通过对其数字交叉连接复用设备的应用，实现数字电路的有效应用，保证了现实通信工作模式的健全。通过对DNN模式的应用，实现其数字数据传输网络的健全，通过对其光纤及其数字微波等数字信道的应用，利用数字交叉复用设备进行数字通信模式的健全。促进其光纤通信技术、数字通信技术等的综合应用，促进其相关网络速率的提升，确保人们日常网络生活的质量效率的提升。数字信道应包括用户到网络的连接线路，即用户环路的传输也应该是数字的，但实际上也有普通电缆和双绞线，但传输质量不如前。分组交换网。分组交换网是以CCITTX.25建议为基础的，所以又称为X.25网。它是采用存储转发方式，将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段，并在每个数据段上加上控制信息，构成一个带有地址的分组组合群体，在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能，但网络性能较差。

帧中继网也是一种比较重要的通信网络模式，其实现了对帧中继存取设备及其公共帧中继服务网络的应用，有助于其数据通信模式的健全，通过对其分组交换技术的深化应用，有助于帧中继网模式的发展，保证其帧中继技术的深入应用，满足网络数据信息传输的质量效率的需要。无线数据通信模式实现了有线数据通信模式的深入应用，方便日常通信生活的质量效率的提升。有线数据通信依赖于有线传输，只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的，因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说，移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联，把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户。

2 关于数据通信的应用环节分析

有线数据通信模式是数据通信系统的一个重要组成部分，其数字数据电路的应用范围是比较广泛的，比如其公用数字数据通信网的组件，保证其无线寻呼系统、公用数据交换网、可视图文系统的应用，保证其数据传输到质量效率的提升，确保其计算机网络系统的深化应用，保证其中继及其数据信道模式的深入发展，有助于数据通信应用模式的深化利用。为帧中继、虚拟专用网、LAN，以及不同类型的网络提供网间连接；利用DDN实现大用户局域网联网；如我区各专业银行、教育、科研以及自治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。提供租用线，让大用户自己组建专用数字数据传输网；使用DDN作为集中操作维护的传输手段，实现公安机关的统一指挥。

随着通信网络模式的深化，计算机应用技术的成熟，其可视图文业务不断得到深化应用，实现了对电信网络的有效应用，实现了信息服务系统的健全。其可视图文的业务系统主要分为专用数据库业务及其公用数据库业务等。随着帧中继技术的不断成熟，其帧中继业务得到了实际应用，实现了对分组交换机的应用，保证其虚拟宽带业务的发展。在专用网络中，通过对相关设备的应用，保障其通信设施系统的健全，确保其广域网及其局域网之间的有效连接。LAN与LAN的互联，远程计算机辅助设计、制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视等。

无线数据通信的应用。移动数据通信的基本数据业务的应用有电子信箱、传真、信息广播、局域网接人等。专用业务的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、GPS汽车卫星定位、远程数据接入等。

移动数据通信模式随着科学技术的发展而健全，实现了社会各个行业的广泛普及，其固定式应用就是通过对固定式应用系统的应用，保证实际工作的开展。移动式应用是指野外勘探、施工、设计部门等为发布指示或记录实时事件，通过无线数据网络实现业务调度、数据收集等均需采用移动式数据终端。

3 结语

数据通信子系统篇4

关键词：数据链,无线通信系统

1数据链系统的基本特征

1.1信息格式化

数据链一般具有一套相对完备的消息标准, 对包括指挥控制、侦察监视、平台协调、联合行动等静态和动态信息的参数规定进行描述。信息内容格式化是指固定长度或可变长度的信息编码, 数据链网络成员对编码的语义具有相同的理解和解释, 达到信息共享。

1.2传输组网综合化

数据链主要采用无线传输信道, 针对一些应用平台具有高机动性高灵活性的特点, 综合数字化技术进行处理, 具备跳频、扩频、猝发等通信方式以及加密手段, 使其具有抗干扰和保密功能。传输信息资源按照需求进行共享是数据链在组网过程中关注的重点, 每个网络节点既能接收也能共享网络中其他成员节点发送出的信息, 也能根据实时信息的缓急程度分配总的信息发送带宽和发送时间。

1.3传输介质多样化

数据链一般可以采用多种传输介质和方式, 能够适应各种应用平台的不同信息交换需求, 既有点到点的单链路传输, 也有点到多点和多点到多点的网络传输, 而且网络结构和通信协议都可以具有多种形式。数据链可采用短波通信、超短波通信、微波通信、卫星通信以及有线信道, 或者是组合信道传输信息以适应应用环境和应用需求的不同。

1.4链路对象智能化

数据链链接具有较强的数字化能力和智能化水平, 链接对象担负信息的采集、加工、传递等重要功能, 它们之间通过数据链形成紧密的关系, 实现信息的自动化流转和处理从而较好完成任务。紧密链接主要体现在两个层面:一是数据链的各个链接对象之间形成信息资源共享关系;二是各个链接对象内部功能单元信息的综合。

1.5信息交换实时化

数据链实时传输信息采用多种技术设计:一是设计始终把握传输可靠性稳定性要服从于实时性原则;二是采用相对固定的网络结构和快捷的信息传输路径, 而不采用繁杂的路由选择方案;三是选用高效实用的交换协议, 将有限的无线信道资源优先分配传输等级高的信息;四是综合考虑信道传输特性, 进行整体优化设计信号波形、通信控制协议、组网方式和消息标准等环节。

2 数据链系统与无线数字通信系统的关系

数据链的重要技术基础包括无线数字通信技术, 两者不是完全相等的。数据链一般要完成数据传送功能, 同时还要对数据进行处理, 提取出信息。并且, 数据链的组网方式与应用密切相关, 根据情况变化应用系统可以适时地调整网络配置和模式与之匹配。无线数字通信的主要功能仅仅是按一定的要求将数据从发端送到收端的透明传输, 通常只完成承载任务, 不关心所传输数据表征的信息。

2.1 与应用需求的关联程度不同

数据链网络设计是根据特定的任务, 决定每个具体终端可以访问的数据、传输的消息, 什么数据被中继。数据链的网络设计方案是根据任务确定的, 从预先规划的网络库中挑选一种设计配置, 在初始化时加载到终端上。数据链的组网配置直接取决于当前面临的任务、参与单元和使用区域。数据链的实际应用直接受指挥控制关系、平台系统控制要求、信息提供方式等因素的制约, 与应用的需要有着高度关联。而无线数字通信系统的配置和应用与这些因素的关联度相对较低, 相对于应用需求关系不紧。

2.2 实际使用中的目的不同

数据链用于提高指挥控制、态势感知及平台协同能力, 从而实现对平台的同步控制和提高平台应用的实时性。而无线数字通信系统则是用于提高数据传输能力, 达到实现传输数据的目的, 无线数字通信技术是数据链的主要技术基础之一。

2.3 信息传输要求不同

数据链传输的是应用单元所需要的实时信息, 要对数据进行合理的整合、处理, 提取出具有价值的信息;而无线数字通信一般是比较透明的传输, 总体上是为了保证数据传输质量, 对数据所包含的信息内容不作识别和处理。另外, 无线通信系统一般不考虑用户的绝对时间基准与空间位置的关系, 其相对时间同步解决传输的准确性问题。

2.4 具体使用的方式方法不同

数据链直接与指挥控制系统、传感器、平台链接, 可以实现“机一机”方式交换信息, 而无线数字通信系统一般以“人一机一人”方式传送信息。无线数字通信终端通常为即插即用方式, 在通信网络一次性配置好后一般不作变动。但是, 数据链设备的使用针对性很强, 在每次参加行动前都要根据当前的任务需求, 进行比较复杂的数据链网络规划, 必须使数据链网络结构和资源的规划与该次任务达到最佳匹配。

3 结束语

无线数字通信系统是解决各种用户和信息传输的普遍性问题, 而数据链是有针对性地完成用户使用时的实时信息交换任务。无线数字通信系统涉及传输信道、传输规程和信息交换, 但不关心信息内容等, 可形象地比喻成商品流通中的集装箱运输环节。数据链要求严格得多, 除了涉及这些内容以外, 还涉及到信息格式、信息内容、链接对象和实时性等。

参考文献

数据通信子系统篇5

计算机辅助地质填图属性数据采集子系统的动态数据模型

对于复杂的地质属性数据，使用常规的数据库数据模型，需要多界面录入数据，要耗费大量时间在界面的`切换上，培训使用系统困难;另外，系统完成封装后，模型和界面就被固定，无法做必要的实时扩充或更改.使用数据字典技术、数据逆向规范化技术和数据挖掘技术支持下的动态数据模型，并把数据录入模型与数据存储模型分离可以很好地解决以上问题，提高了系统的实用性、适应性和生命力.

作者：张夏林汪新庆吴冲龙作者单位：中国地质大学资源学院,刊名：地球科学-中国地质大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：EARTH SCIENCE年，卷(期)：26(2)分类号：P628+.4关键词：数据模型动态数据模型数据库地质填图计算机辅助地质填图系统

备份系统和数据篇6

在Windows 7中我们可以通过控制面板打开备份和还原功能，对系统和数据进行备份，而微软目前也已经在Windows 10中实现了该功能，通过“设置|更新和安全”，并选择“备份”，我们可以选择“使用文件历史备份”功能，通过将文件备份到另外的驱动器来保护文件。其次，单击下方“正在查找较旧的备份？”下的“转到备份和还原（Windows 7）”链接，我们可以打开Windows 7的备份还原工具，导入旧系统和数据备份。对于从Windows 7和Windows 8升级的用户来说，升级后一个月内可以通过“设置|更新和安全|恢复”中的“回退到Windows 8.1”（根据原系统版本不同，选项相应变化）回到原来的系统。另外，从Windows 8开始，可以在“设置|更新和安全|恢复”中单击按钮完全初始化系统，或者在不影响数据的情况下恢复系统到刚安装的状态，在Windows 10中也将让用户选择保留或删除个人数据，如果保留则在刷新系统后保持数据完好，但已安装的程序将被删除。

分散的系统备份功能

Windows 10仍然有系统恢复功能和支持文件快照的文件系统。如果需要备份单独的文件夹，则可以通过“设置|更新和安全|备份”选择“使用文件历史备份”功能，将指定的文件夹备份到USB硬盘驱动器之类的外部存储介质。该功能可以自动备份用户的个人文件夹，例如在固定的时间间隔备份文档、图片和音乐。如果用户使用微软的云存储服务，那么激活OneDrive将可以同步OneDrive文件夹。如果需要调整OneDrive文件夹的配置，则除了可以在资源管理器中右键单击OneDrive文件夹设置，也可以通过任务栏上的OneDrive图标配置和打开OneDrive文件夹以及查看同步设置。

数据通信子系统篇7

在中国民用航空领域中, 航空气象数据库系统需要具有飞行气象情报及气象资料的交换、备供、存储等能力, 由相关网络设施、通信分系统及数据库分等部分组成。石家庄正定国际机场目前使用的该系统, 与民航北京气象中心联网, 接收并汇交相关气象情报及资料, 向其汇交本地雷达、自观、报文等气象资料, 同时接收其下发的国内、国际飞行所需的综合航空气象情报信息, 为石家庄航空安全提供保障。下面将以通信分系统为例, 以软件设计角度对系统需求、概要、详细设计等三个阶段进行简单解析, 从而更加容易理解该系统的通信分系统。

1系统整体结构设计

由上图所示, 石家庄机场的航空气象数据库系统主要由气象数据收集处理和信息应用组成, 展示时气象信息使用用户通过局域网, 以web网页或飞行文件综合方式获取航空中所需气象情报。

业务处理部分主要包括气象数据库和通信分系统, 可通过通信系统收集处理民航报告、常规报告、自动观测资料 (AWOS) 、风温廓线仪、自动站资料、Bufr资料、Grib资料、Fax资料、卫星云图资料、本地图形图像资料、多媒体资料、雷达等资料, 随后, 通过预报综合平台及网页版的形式进行气象信息业务的展示。数据库管理子系统采用客户机服务器方式, 可对资料处理、数据库等进行实时监控和管理。有资料处理子系统和数据库管理子系统。

2通信分系统需求设计

通信分系统是航空气象数据库系统中最重要的组成部分, 它负责全系统的气象资料接收、检查与处理、发送, 及请求的应答。本通信分系统分为通信系统以及监控维护操作平台。为数据库分系统和数据交换服务器提供数据源, 支持一个数据源同时向多个本地相同数据库提供数据的功能。在系统设计时满足了以下需求。

2.1在通信分系统中需要配备一个通信前置机, 数据传输同时支持AFTN、PSTN和网络传输模式。

2.2以安全可靠为重点, 监控系统对监控的内容出现异常的情况下, 以声音、闪烁或者不同颜色进行告警。

2.3对气象资料的处理达到准确、及时, 保证地区中心通信主机与地区中心数据交换服务器上的数据实时、完整、一致。

2.4充分考虑操作的方便, 将监控和操作与通信分系统整合到一起, 开发以鼠标为主、键盘为辅的图形化操作界面。应有详尽的联机操作手册, 界面设计合理, 逻辑清晰, 使用方便, 颜色的搭配应美观大方。

2.5与其他分系统间的接口要尽量简单, 使各分系统故障时不影响其他分系统为基本考虑, 并易于界定故障点。

2.6利用通信中间件的开放性, 与其他分系统的信息传输, 尽量采用通信中间件。

2.7通信分系统应用软件应设有守护程序, 确保通信应用软件的主进程不间断运行。

3通信分系统概要设计

通信分系统在概要设计时要求有以下约束条件。

3.1安全可靠为重点, 对气象资料的处理达到准确、及时。

3.2充分考虑操作的方便, 将监控和操作与通信分系统整合到一起, 开发以鼠标为主、键盘为辅的图形化操作界面。应有详尽的联机操作手册, 界面设计合理, 逻辑清晰, 使用方便, 颜色的搭配应美观大方。

3.3与其他分系统间的接口要尽量简单, 使各分系统故障时不影响其他分系统为基本考虑, 并易于界定故障点。

3.4利用通信中间件的开放性, 与其他分系统的信息传输, 尽量采用通信中间件。通信分系统应用软件应设有守护程序, 确保通信应用软件的主进程不间断运行。

4通信分系统详细设计

通信分系统的详细设计, 是根据上述功能需求书、功能规格说明书和概要设计说明书完成的, 对通信分系统各个进程间的控制流程和数据流程, 说明了组成各个进程的主要模块, 每个模块的具体功能、输入、输出参数和数据流程, 以及通信分系统与数据库分系统、图形图象制作分系统之间的接口、输入输出、数据流程。

4.1系统程序结构

通信分系统的业务处理部分, 包括通信主机上的通信软件和通信分系统的监视、维护和操作界面。业务处理部分是实时系统, 负责不同气象要素收集、发送缺漏报文图形文件要报处理, 通过MQ管道技术和多进程方式, 提高数据处理效率, 通过内消息队列管理, 交换进程间信息及参数。异步线路资料的发送接收;气象资料的检查与处理;电报公报报告信息处理;监控、维护维修监控平台综合化;MQ通道管理报文处理发送;数据库落地文件的生成等, 都是该通信子系统所包括的功能。

4.2通信业务处理结构示意图 (图2)

4.3通信业务处理部分功能列表

4.4通信分系统起始程序 (inimss)

以系统起始程序为例, 该程序对整个分系统使用的全程区进行起始, 并按起始表格文件 ($homw/ini/mssini.ini) 的指定, 在全程区生成所有表格, 同时本程序还要起始作为信息交换的工作区 (即各子分区) 。

在本分系统中, 大部分进程需要使用全程区进行控制信息 (排队) 及数据信息交换。为了方便全程区的使用, 在每个使用全程区的程序中需要生成一个程序头, 存放全程区各个表格的指针。对于该表格的生成, 本分系统提供一个函数xmapse.c。xmapse.c的输入参数为全程区的名字, 结果是将程序头进行起始, 而该程序头的指针是pgl。

4.5监控导航

依据航空气象用户尤其是设备保障用户的需求, 提高监控维护的直观性和高效性, 需要将运行状态、维护维修界面图形化, 以监控部分导航条项为例, 它提供监控功能的总导航, 包括进程状态、线路状态、缓冲区及文件系统状态、排队状态、MQ队列及通道状态, 操作系统状态。加载并显示相关界面, 并将通过通信链路接收到的后台程序定时发送的监视信息显示在相关界面上。

5结束语

通信分系统软件是航空气象数据库系统工程中的一个重要系统, 在设计开发过程中, 从用户的功能需求、非功能需求和系统的外部接口关系为设计依据, 遵循工程的总体概念、体系结构和总体布局, 完成了通信分统软件进行功能分解和部件级 (CSC) 模块等设计。

通过对通信分系统的解读思路, 更可以完成对整个航空气象数据库系统的分析, 通过深入解读分析系统的办法, 提高了系统安全, 因为这是深入做该系统安全保障的重要手段。

摘要：石家庄国际机场目前在用的航空气象数据库系统是由通信分系统、数据库分系统、综合服务平台组成, 主要通过从多种渠道获取气象数据, 对数据进行各种后续处理, 并生成相关产品, 在保证数据库应用系统和数据安全的前提下向更多的用户提供气象信息服务。其中, 通信分系统是航空气象数据库系统的核心组成, 本文通过软件设计的角度, 从通信分系统的整体结构、规格需求、概要、详细设计角度, 通过设计小案例对通信分系统进行了简单解析, 可以了解航空气象数据库系的数据库分系统、服务平台的设计完成思路。

关键词：数据库,通信分系统设计

参考文献

数据通信子系统篇8

数据流 (data stream) 应用的出现引起了国内外专家和学者的关注, 数据流管理技术作为一种新兴的技术已经被广泛的研究, 目前通用的DSMS (data stream management system) 包括Telegraph CQ[1], Aurora[2]和STREAM[3]。

数据流的查询过程是持续的查询 (continuous query) [4], 持续查询所关心的并不是全部的数据, 而是近期最近到达的部分数据, 所以数据流中的持续查询采用滑动窗口 (moving window) 机制, 基于滑动窗口的查询。

本文基于通用流数据库[5,6], 构建一个空间数据流系统模型。在此过程中, 借鉴交通导航应用开展工作。这里的空间流数据库模型系统的主要工作仅包括增加空间数据类型、空间滑动窗口和空间谓词, 为了实现简单易懂的空间连续查询语言, 本文在设计时, 尽量和原有的空间数据库查询语言和连续查询语言做到统一。本文依据标准SQL和CQL设计空间数据类型和空间谓词, 并参考OGIS标准, 尽量不修改原有查询语言的结构, 采用通用的空间数据类型表示方法, 通过增加通用的关键词的方式, 扩展连续查询查询语言。

2 空间数据类型扩展

我们考虑交通导航LBS (Location Based Service) 应用, 在这种应用中, 需要知道移动对象前方道路的交通状况, 根据交通状况选择合适的运行路线。假定每个移动对象每隔30秒向导航服务中心报告移动对象当前的速度和位置信息。前方的交通状况由运行在前方的一定范围的移动对象数量和这些移动对象的平均速度来决定, 数量多并且平均速度小于40km/h就表示交通状况差, 否则交通状况良好。随着移动汽车位置的改变, 其维持的空间查询窗口也在不断的改变位置, 如果设计一种空间滑动窗口, 使之能够随着移动对象的改变而改变, 就可以解决这个问题。

根据例子应用的需要, 拟增加的空间数据类型有Poin和SSwin两种。Point用来表示一个移动对象, 而SSwin用来表示一个空间滑动窗口。

(1) Point[x:float, y:float], 在这里Point表示某个移动对象, 它的值为移动对象的二维空间坐标;

(2) SSwin[Point1, Point2], 表示某一空间滑动窗口, 为了简化问题, 此处的SSwin, 仅表示一个矩形的空间滑动窗口, 由两个Point标识。

3 增加空间滑动窗口查询函数

为了支持空间查询, 需要增加空间谓词和空间函数, 本文需要增加空间函数Inside, 用来判断空间移动物体是否在空间滑动窗口内。

(1) Inside (Obj, SSwin)

这里的SSwin表示空间滑动窗口, Obj表示移动对象位置, 此运算符的结果为整型, 当Obj在SSwin的内部时, 其值为0, 否则, 返回值为1。

(2) 空间滑动窗口的连续查询

通过以上增加了空间数据类型和空间谓词以后, 流数据库可以支持空间滑动窗口的连续查询。粗体字部分表示本文增加的空间谓词:

4 空间滑动窗口查询的实现

本文的空间流数据库模型的实现工作是基于STREAM流数据库管理系统, 通过修改此系统的代码, 实现空间流数据库系统。此系统是斯坦福大学开发的一个的通用的流数据管理模型。此数据库管理系统模型是开放源代码的。它能够处理对多个连续的数据流和存储关系的连续查询。它提供大量的复杂流查询, 用来处理高容量和高突发性的数据流。它提供丰富的连续查询语言, 有良好的交互操作界面。

本文的实现是要在流数据库管理系统的基础上进行扩展, 虽然仅是对原有系统的扩展, 但是需要做的工作仍然涉及到整个数据库管理设计的全过程。一个数据库管理系统的设计包括一系列的阶段, 一般遵循以下的顺序。同时以下这些步骤也是实现此空间流数据库的过程中, 主要的工作:

(1) 生成词法分析树:由抽象的查询语言生成词法分析树, 这个过程是数据流管理系统实现的最初阶段。根据上节定义的空间连续查询语法, 在本文的空间数据流系统中, 用Yacc生成查询语言的语法分析树。

(2) 语义分析:对词法分析树进行语义分析, 将词法分析树转换为系统能够识别的内部表示。这一步生成的语义表示仍然不是一个操作符树。这个过程的设计主要是将空间数据类型和空间谓词转换为系统能够识别的形式, 具体的实现类似于算术表达式的语义转换。

(3) 生成逻辑计划:将查询的内部表示转换为逻辑查询计划。逻辑查询计划由逻辑操作符组成。逻辑操作符大多是关系代数操作符 (比如选择、投影、连接等) , 当然也有一些连续查询特有的操作符 (比如滑动窗口操作符) 。逻辑操作符不需要和查询执行中的操作符有关, 它仅仅是一种关系代数的抽象表示。

(4) 生成物理计划:将逻辑查询计划转换为物理查询计划。物理查询计划中的操作符是直接和在查询执行期间执行的操作符相关的。之所以要生成一个单独的逻辑查询计划, 是因为逻辑查询计划更加容易生成, 而物理查询计划涉及到底层细节。

(5) 查询执行:组织存储空间的分配, 物理操作符的执行等。

5 实验

5.1 LBS运动模型

构造如图1所示的导航应用, 移动汽车每30秒向导航中心报告当前位置信息和行驶速度并且进行空间滑动窗口的聚集查询, 这里我们主要涉及count和avg聚集查询, 分别计算滑动窗口内汽车数量和平均速度。移动汽车根据查询结果了解前方路况, 以起到交通导航的作用。

5.2 输入设计

(1) Mov Car

Mov Car的结构如表1所示。

(2) Spa Sli Window

空间滑动窗口 (Spa Sli Window) 数据流, 该数据流包含空间滑动窗口标志信息和空间滑动窗口位置信息如表2所示。

5.3 空间滑动窗口查询设计

上一节中构造了两个输入数据流, 分别模拟移动汽车信息数据流和空间滑动窗口数据流, 下面编写空间滑动窗口查询的脚本语言, 该查询脚本基于前面分析的简单的交通导航应用以CQL (持续查询语言) 编写, 脚本文件如图2所示。

5.4 结果输出

注册了输入数据流, 并且定义了空间滑动窗口查询之后, 经过我们设计的空间流数据库模型的处理得出图3和图4所示的结果。图3所示导航查询结果, 可以看出, 在61时刻的滑动窗口3内有6辆移动汽车, 汽车平均速度为34.1667km/h, 小于40km/h, 满足查询条件, 由此汽车A得知此刻前方路段交通状况差, 可以采取积极的应对措施, 绕过此拥挤的路段。图4所示每个查询时刻对应空间滑动窗口内的汽车信息, 可以看出, 1时刻的空间滑动窗口内有移动汽车A、B、C、D、E, 31时刻的空间滑动窗口内有移动汽车A、B、C、D, 61时刻的空间滑动窗口内有移动汽车A、B、C、D、E、F, 91时刻的空间滑动窗口内有移动汽车A、B、C, 121时刻的空间滑动窗口内有移动汽车A、C。

6 小结

本文结合交通导航应用对数据流系统进行空间扩展, 扩展了空间点和空间滑动窗口, 及基于空间滑动窗口的查询操作, 并依据数据库的设计步骤, 实现了空间数据流系统。以导航应用为例, 构造了一个基于空间滑动窗口的运动模型, 通过试验分析, 输出的结果均符合我们设计的运动模型。

摘要：数据流系统以连续查询为特点, 连续查询的处理机制能够保证数据处理做到实时处理。但是现有的通用的数据流系统没有对空间数据处理的支持, 而基于位置服务显然是一种需要空间数据处理的应用。本文从支持位置服务的后台数据处理出发, 提出用基于数据流系统的流数据库来支持基于位置服务的数据处理的思想, 并结合当今数据流系统的发展和基于位置的服务的需求, 对数据流系统进行空间扩展, 提出一种空间数据流系统的模型。

关键词：数据流,空间连续查询,LBS

参考文献

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[5]姜芳艽.DBMS与DSMS的比较研究.微计算机信息, 2007.2, 3:33-36.

数据通信子系统篇9

H9000水电站监控系统是中国水科院自动化所开发的新一代分布式大型机组监控应用平台,具有强大的功能,主要有:数据采集处理、综合参数统计计算分析、实时运行与安全监视、语音报警、电话自动报警及查询等,包括梯调经济运行、电站设备的指令操作控制、生产统计与管理、系统授权管理、系统时钟管理、数据库管理、运行指导、PLC网络接入、报表查询管理、Web服务等。

H9000水电站监控系统的应用十分广泛,安康水电厂机组监控系统采用的版本为V4.0。

1 H9000数据通信在安康水电厂的应用

安康水电厂水调自动化系统建成了Client/Server体系结构、Windows 2000操作系统、SYBASE数据库的水调局域网系统,实现了各种信息(水文、机组、闸门信息)的自动接收和处理、报表制作、安全报警、数据交换等功能。

在网络数据通信中,主要采用UDP与TCP数据通信,命名管道也是一种网络数据通信方式,但是由于其结构复杂,故应用较少。UDP协议是一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,它不与对方建立连接,而是直接把数据包发送过去。UDP协议适用于一次传送数据量大、对可靠性要求不高的应用环境,由于UDP协议没有连接的过程,所以其通信效率高,但也正因此,其可靠性不如TCP协议。

TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接,使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机,因此对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。

TCP协议和UDP协议各有所长,适用于不同要求的通信环境。重要的状态信息通过TCP连接发送,而主数据流通过UDP发送。

1.1 实时数据库及网络数据包

在H9000机组监控系统网络中,数据通信异常繁忙,下位机向上位机发送的上行数据包有25种,双向数据包有18种,下行数据包有49种,每秒钟都有大量数据在网上流动。在下位机向上位机传送数据及上位机之间的数据通信中,采用UDP数据通信;在机组监控系统的网络通信中,应用实时数据库技术,实时数据库驻留在内存中,响应速度相当快,用户访问数据时不用和硬盘打交道。实时数据库主要存放LCU采集的所有实时数据,采用按LCU单元存储的结构,用户可以采用多种方式访问数据库如:SQL、DMA等。网络上所有节点的数据共享都通过网络通信来实现,即用UDP广播数据节点的即时数据或从实时数据库中读取数据定时发送[1,2]。实时数据库的结构如图1所示。

1.2 数据通信规约

1.2.1 数据包格式

H9000系统数据格式可分为上行数据格式和下行数据格式,上行数据格式主要用于LCU采集数据的随机和定时传送,下行数据格式主要用于控制命令和参数设置。上下行数据格式均由包头和用户数据组成。

上行数据格式:

下行数据格式:

上下行数据包头格式如下:

1.2.2 H9000网络数据来源

(1)PLC上行数据

PLC上行数据包括3种:正常数据、报警数据及定时全送量。正常数据2 s送一次,采用UDP广播通讯方式;语音数据报警采用广播发送,只在发生故障时随即报警;定时送数,每5～10 min送一次全部数据,采用UDP广播方式。

(2)上位机下行数据

利用TCP通信协议,采用点对点(point to point)通信方式。

(3)上位机至上位机数据信息

采用UDP广播方式。

1.3 UDP、TCP数据通信在水调自动化系统中的应用

在水调自动化系统网络通信中,由于数据量大大减少和数据通信频繁度减小,网络中的数据通信远没有机组监控中繁忙。水调系统的特点是天晴时数据量少,下雨时数据量特别大。在水调系统中,通信机利用各种接口(232,485,RJ45)获取原始数据。通过UDP方式在局域网中广播数据,局域网中各个节点均可以接收到广播数据包。数据的类别只有模拟量和开关量2种。

2 基于UDP、TCP数据通信进行的二次开发

由于机组监控系统、水调自动化系统都将实时数据在各自的局域网上实时广播,对于用户来说,只需接收对方广播数据。安康水电厂的机组监控自动化系统和水调自动化系统属于2套独立的系统,二者之间没有硬件连接。然而,由于生产需要,机组监控系统需要水调自动化系统中的水位、流量等信息,水调自动化系统需要机组监控系统中的开停机、有功、电量等数据。因此,机组监控系统及时了解水调水位、流量、雨量信息,水调自动化系统及时了解发电信息,将会大大提高安康水电厂的安全增发电效益和防汛安全。

安康水电厂通过对水调自动化系统及机组监控系统的硬件连接,编制了相应软件,经过多次试验,实现了两系统的互相通信[3]。

两系统之间通信软件流程:水调自动化系统接收机组监控数据,先通过广播方式接收监控数据,再将收到的数据组成TCP服务包通过通信线路发送到水调系统,解数据包后写入水调系统数据库。完成写数据库后,再将数据按广播方式向水调局域网发送,使连接在局域网上的任意一台计算机都能按照广播地址进行数据接收,从而达到数据的共享。水调自动化系统也按同样的方式向机组监控系统传送数据。

2.1 水调、电调的数据交换硬件构成

安康水电厂水调、电调数据交换硬件构成如图2所示。

2.2 水调、电调的数据交换软件流程

安康水电厂水调、电调数据交换软件流程如图3所示。

2.3 开发环境与开发工具

本系统运行于Windows环境下,两侧的通信软件放置在水调侧及机组监控侧的通信网关机上,软件采用vb6.0进行开发,通信控件采用Winsock,技术关键在于用二进制方式接收特殊端口广播数据及解数据包,并在水调侧的数据库中建立临时数据表及转换表。

2.4 实现功能与代码示例

通过对H9000机组监控系统的分析,安康水电厂水调技术人员与中国水科院自动化所技术人员共同开发了水调、监控系统联网数据通信软件,于2002年及2004年分别应用于安康水电站及蔺河口水电站,该系统数据通信顺畅,效果良好。安康水电站网络安全要求标准提高但不允许联网,安康水调系统与监控联网系统通信硬件线路断开,但蔺河口水电站监控系统与水调通信系统运行正常。

机组监控及水调自动化系统中的原始UDP广播数据包属于水科院的标准规约,其他UDP、TCP数据服务包由水调技术人员利用vb编程自行开发,能实现随机发送、定时全送、报警数据包功能。

(1)随机发送

对水调网及机组监控网上实时接收的数据实现随时接收随时广播,组包方式按单个站点组包。格式见表1。

(2)定时全送

监控自动化系统中定时全送数据包格式见表2。

水调自动化系统的TCP数据服务包也按模拟量/数字量/脉冲量定时全送格式进行组包,只是数据类型分为实时数据、计算数据、洪水预报数据等。

(3)报警数据包

模拟量/数字量越复限时的报警及记录格式如表3所示。

用vb进行组数据包、分解数据包,及实现数据包的连接和发送非常简单,这里示出数据通信的一小段代码:

’数据包到来时用事件自动响应,利用其GetData方法可以自动接收。

3 结语

H9000系统庞大,功能丰富,本文利用H9000UDP、TCP数据通信应用的特点,进行二次开发,简化了水调、监控系统网络设备,节省了系统投资;通过将各种数据整合在一起,建立UDP、TCP数据服务包,给需要共享数据的用户提供了非常大的方便,这种方式对于其他各种通信应用,具有借鉴意义。

摘要：H9000监控系统是面向对象的水电站网络型机组监控系统,在国内外众多水电站监控中均有应用。对数据通信规约进行了系统分析,通过安康水电站水调自动化系统、机组监控系统联网的实例,介绍了利用H9000监控系统数据通信进行系统开发的思路。

关键词：水电站,水调系统,H9000监控系统,数据通信

参考文献

[1]王德宽,袁宏,王峥瀛,等.H9000 V4.0计算机监控系统技术特点概要[J].水电厂自动化,2007(1):44-46.

[2]王德宽,王桂平.H9000分布开放式水电厂计算机监控系统[J].水利水电技术,1996(5):6-8.

计算机网络数据通信系统构建技术篇10

关键词：计算机网络,数据通信,办公自动化

0 引言

在现代, 计算机技术飞速发展, 各行各业也开始进行了电脑化办公, 逐渐地取代了有纸化办公方式, 朝着无纸化办公的方式转变, 而人们也渐渐习惯了这样的办公方式。

对于现代企业来说, 或者是事业单位, 如果没有网络, 就不能进行信息交换, 没有网络, 内部人员也不能快速的进行内部通信, 这样, 会给工作人员带来很大的不便, 传统的在一个单位内的员工通信都是在一个局域网内, 通过网上邻居的计算机组进行通信, 员工们只能看到计算机名字, 不能认清到底哪一台机器属于哪一个人, 而且有的员工对例如改计算机名字的操作不是很熟悉, 他们并不是一些计算机专业人员, 只需要懂得一些基本呢的计算机知识就可以, 因此, 员工想通过计算机进行点对点通信很困难, 也很不方便。

在企业内部, 人们有时候也愿意借助一些常用的软件进行即时通信, 这些软件安装比较方便, 可以很好地解决内部员工通信问题, 这些软件给员工提供了便利, 即时对方的信息接收人员不在线, 那么等他下一次登录软件时, 仍然可以接收到信息, 这种方式是离线式接收信息, 这种软件在通信技术的历史上占有一席之地, 在一段时间之内, 甚至是主流方式。

随着计算机技术的不断发展以及计算机新兴技术的不断出现, 现代的计算机网络数据通信技术也在发生着深刻的变革, 基于客户端/服务器这种模式越来越受到人们的普遍重视, 即B/S模式。

计算机网络系统对于一个企业来说, 是至关重要的, 现在办公模式正在朝着无纸化办公方式转变, 现在企业的一些重要数据都开始以数据库的形式存在于软件或者系统之中, 成为企业获取数据的主要方式。

计算机网络技术不断发展, 为普通家庭之间的通信也提供了便利。家庭使用计算机, 个人使用计算机以及公司使用计算机进行工作的方式不是相同的, 各有各的特点。

例如:家庭或者是个人使用计算机的数量有限, 大体上都是通过调制解调器或者是拨号上网然后进行信息交换的, 而且家庭和个人跟公司相比, 要求得到的信息更加多样化, 而不像公司那样, 数据必须是和业务相关等等。

1 功能需求

每一个系统, 后者是每一个人物都有特别的功能需求, 通信技术也是这样, 我们总有一些经常联系的人, 对这些人有一些特殊的操作, 把他们加入到远端通信目标之中。自己的状态可以及时反馈到远端通信目标, 而且远端通信目标的状态也可以及时反馈到自己这一方软件之中, 功能同样要求, 双方进行即时的文字信息交换, 就是在线的文字聊天方式, 除了进行信息交换以外, 还要起要有文件的传输功能, 双方可以进行文件传输, 上传, 下载等等。

2 现代数据传输方式比较

在现代数据传输中, 两种最常用的技术是最常见的, 也是传输层最常见的两种技术即TCP协议和UDP协议, 这两种协议分别为不同的应用程序所采用, TCP提供可靠性的服务, UDP提供的是尽最大努力的交付, 即提供不可靠的服务, 这两种协议结合起来, 共同构成了传输层的数据传输的最常用的协议。为应用层提供服务。

Net Msg这种软件使用TCP协议来对他提供服务, 看中的就是TCP协议的可靠性服务这个优点。

在进行重要的数据通信的时候, 使用TCP协议来进行负责, 保证数据可靠性交付, 客户端之间可以使用UDP协议进行服务, 因为UDP协议不一定能保证数据一定能够接收到, 其他的处理交由服务器来处理。

2.1 双方消息通信方式

短消息通信是现代网络通信中最常用的一种方式, 这种方式一般都是在线方式, 一方发送, 一方接受, 然后转换角色, 互相发送消息, 这种短消息都是基于窗口方式的, 双方都是在各自的窗口中进行消息编辑的。

2.2 文件传输服务

文件传输也是现代网络通信的重要组成部分, 文件传输也是分为两种方式, 一种是在线传输方式, 另外一种是离线方式, 这两种方式, 在线的方式是直接传输的, 而离线传输的方式是通过服务器的方式, 通过暂存的方式进行的, 这种方式和邮件系统很类似。

3 传输层协议对比

3.1 TCP协议

TCP协议和UDP协议两个主要也是最常用的传输层协议, TCP协议提供的是可靠性交付, 是面向连接的, 提供的是点到点即p2p的服务, UDP协议提供的是不可靠的服务, 是面向无连接的。

如果数据在传输的过程中遇到错误, 在TCP协议中, 这些数据便会丢弃, 不会将错误的数据传送, 而是要将正确的数据重新发送, 确保每一次握手的成功, TCP协议很形象的三次握手, 保证了数据的可靠性交付。

3.2 UDP协议

UDP协议提供的不是点到点的通信, 而是多对多的通信, UDP协议提供的是不可靠的交付, 不可靠的服务, 是尽最大努力进行交付, 当遇到错误的时候, UDP协议不会自动重新发送, 而是继续发送, 尽最大努力将报文发送出去, 这期间, 保温可能是错误的, 可能是重复的, 因此, UDP协议报文的边界对于报文是特别重要的。

4 传输层协议的选定

正是因为TCP协议和UDP协议的语法、语义的不同, 在进行系统设计的时候, 要充分考虑到这两种协议, 每一种协议都不是完美无缺的, 都各自有各自的特点, 无法说哪一种协议更好, 具体要根据系统的具体需求而定, 如果安全性数据要求较高, 那么TCP协议就成为首选, 如果对数据要求不是很高, 而数量比较重要的话, 那么, 提供不可靠性交付的UDP协议就成为选择, 在大部分的情况下, 都是两种方法同时进行使用, 因为, 混合方法对已系统选择来说, 是最好的, 这样才能充分发挥每个协议的特点, 为系统所使用。

参考文献

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数据通信子系统篇11

关键词：铁路；通信数据网；独立组网

中图分类号： U285.4 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-138-2

0 引言

传统的铁路通信数据网系统依托于SDH设备，在过去，这类通信数据网系统发挥了一定的作用，尤其是对客运专线的铁路运营产生了积极的影响。随着铁路运输事业的不断前行，SDH设备的缺陷逐渐显现，总体上看，SDH设备存在的短板包括容量有限、适应性相对较差等。现阶段，具备独立组网特征的通信数据网系统逐渐走进了人们的视野，强大的适应性与数据联通能力使其成了铁路数据网系统的热门之选。

1 铁路通信系统业务类型及组网关系

1.1 普速与高速铁路传输设备容量研究

鉴于车站接入层集中了大量的业务，因此有必要重点分析车站接入层传输设备。结合相关调查数据可知，国内客运专线车站接入层以ADM设备居多，传输速率通常在2.5Gb/s左右。相关通信技术标准对接入层传输系统初期通道利用率做出了规定，明确要求通道利用率需小于60%。

1.2 传统的铁路数据网组网方式

传统的数据网组网方案中，车站接入层传输设备与接入层通过GE接口相连。系统数据传输工作采用了光纤环，数据集中在各个车站的路由器之中。通过分析，不难发现该组网模式的优势，在于几乎不占用干线光纤资源，而组网方式也存在着较大的弊端，弊端在于传输设备的任务量过大，可以看到，SDH设备的带宽相对有限，因此传统铁路数据网组网模式面临着带宽资源紧张的尴尬局面。

除此之外，传统的铁路数据网组网模式中，许多数据业务共同使用一个传输设备，在此情形下，数据网中一个SDH设备的损坏将造成系统的瘫痪，直接导致铁路数据网业务的中断，从而埋下安全隐患并造成巨大的经济损失[1]。

1.3 通信带宽需求与通信业务类型

在过去，各类通信类型带宽一般不大于10Mb/s，近年来，随着科学技术的不断发展，通信带宽的速率有了大幅的提升，铁路运输功能丰富化程度不断上升，综合型的带宽业务数量与日俱增。就目前状况而言，我国铁路监控工程发展迅速，有代表性的铁路沿线中安设了大量的摄像头，流向监控业务的数据量持续增长。

2 独立的铁路数据组网

2.1 组网方式

独立的铁路数据网组网是较为先进的一类组网方式，与传统数据网有所差异的是，独立的数据网组网摆脱了对SDH设备的依赖。独立组网模式中，骨干层的OTN设备发挥了核心作用。独立数据组网不需要使用SDH设备，与SDH设备共用光纤与带宽的方案具有明显的缺陷，因此独立的数据组网模式不再使用技术方案。目前，干线光纤直接互联技术是独立组网模式的核心技术，该技术赋予了数据网系统崭新的活力。

独立组网方案中，技术人员需要在车站设置大量的路由器，我们将其定义为接入层路由器，接入层路由器与其他车站接入层路由器的连接通过光纤网络实现。独立组网模式中，区间信号的牵引变电所、中继站、基站中设有三层交换机，车站内部也设有三层交换机，交换机与交换机的互联通过干线光纤实现。数据上传的基础为车站接入层路由器与FE/GE接口的互联。就目前状况而言，我国各省铁路干线正逐渐引进独立接入层数据组网模式，从而显著地提升了通信数据传输工作的质量以及效率[2]。

2.2 新旧传统数据网系统的对比

①可靠性。可靠性是描述数据网系统性能的重要因素，强化数据网系统可靠性的工作必须引起技术部门的高度重视。上文提及，传统的数据网系统过于依赖SDH设备，数据网内部设备连接方式存在着一定的缺陷，在此情形下，数据网系统内任何一个SDH设备发生故障，则数据网业务将即时中断。独立数据网相较传统数据网而言，可靠性得到了大幅度的提升。独立数据网组网模式中，系统摆脱了对SDH设备的依赖，所以不存在SDH设备受损而影响数据传输业务的情况。需要特别指出的是，独立组网模式中，数据网还可以对SDH 设备进行有效的保护，SDH设备也能在一定程度上提升SDH设备的运行稳定性。②带宽利用。应当看到，传统的数据网组网存在着数据传送速率不佳的缺点，主要是因为数据传输速率受到SDH设备速率等级的限制，而由于技术因素的影响，SDH设备速率等级较难实现大幅度的提升，所以传统数据网组网的数据传输能力往往无法满足现实需要。独立数据网组网实现了传输网与数据网的隔离，不同的业务由不同的网络系统负责[3]。在业务分离模式下，传输网的工作压力被大幅缩小，传输网的大颗粒业务强度几乎为零，诸如车辆5T业务、视频业务等大颗粒业务由系统数据网单独承载。独立数据网组网中，传输设备存在的带宽瓶颈不再影响数据网的正常运行，数据网的运行能力得到了有效的强化。③业务种类。传统数据网组网模式中，数据网与传输网的数据传输工作较为混乱，具有混同传输的特征，业务颗粒大小与业务类型也相对杂乱。在独立数据网组网模式中，工作人员可以实现对业务颗粒大小、业务类型的有效分类，从而使得数据网与传输网的数据传递工作更加的有序高效。在独立数据网组网模式中，传输专网负责承载信号传递、自动电话以及防火减灾等业务。数据网在安保、网络管理等方面的工作上发挥了显著的作用。④光纤利用。传统的数据网组网方式对SDH设备的依赖性较强，对干线光纤资源的占用几乎为零。而独立数据网组网模式对SDH设备的依赖性较小，需要占用干线光纤资源。经验表明，不同组网方式下的独立数据组网占用的干线光纤资源比例有所差异。就目前状况而言，客专铁路的两侧均铺设了一定数量的干线光缆，通常情况下，芯数为48或者36，从这个角度来看，干线光纤空余量相对较多。

3 如何提升铁路数据网独立组网系统的研究水平

3.1 提升技术人员的综合素质

无论是何种工作，在其中发挥关键作用的因素是“人才”，铁路数据网独立组网系统研究工作也不例外。通过调查走访，发现部分研究人员的综合素质相对较低，表现为理论知识储备不足、专业技能不过关等。因此，铁路部门应当采取有效措施以提升技术人员的综合素质，办法如下：

①积极引进高素质人才。铁路部门应当与相关高校展开合作，从而实现培养专业对口、能力出众的技术人才。高校应当强化数据网独立组网专业的师资配备与硬件教学水平，从而吸引更多学生就读该专业[4]。②强化现有技术队伍的综合素质。铁路部门可以通过定期举办行业专家讲座以及组织专业技能培训活动等形式来扩充技术人员的理论知识储备、强化其专业技能，从而使其更加适应新时期铁路数据网独立组网工作的要求。

3.2 加大对数据网独立组网研究工作的投入

数据网独立组网研究工作需要大量的资金，因此政府要加大对该方面研究工作的资金与技术投入，为研发部门提供相应的技术支持与政策性优惠。研究人员需要充分了解我国铁路运输基本概况，不断地借鉴发达国家的数据网独立组网研究经验，从而实现不断完善现有组网技术的目的。

4 结语

新的发展形势下做好铁路数据网独立组网研究工作具有重要的现实意义，为此，广大技术人员应当积极学习先进的科学知识、善于总结借鉴优秀的技术经验，在实际工作中秉持认真严谨的精神，从而促进我国铁路事业的长足进步。

参考文献

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[3] 朱慧.高铁数据通信网路由的完善措施[J].信息系统工程，2015（10）.

基于USB的数据通信系统的研究篇12

1 USB的优点及功能作用

USB概念是从传统I/模式中创新出来的, 是一种新的外设在PC机外, 并与PC机相连接的一种新方法, 与老式PC机的数据接口相比较, USB接口具有以下几个优点:

1.1 热插拔。

用户可以将USB连接到任意一台正在运行的PC机上, 并利用PC机内部操作系统对USB进行操作使用。简单来说, USB是可即插即用的, 只要连接上PC机, 就可立即对其进行使用, 并不需要如往前那样重启一次PC机。此外, 在PC机没有运作时, 用户也可将USB连接到PC机插口上, 就算不能使用也不会对计算机造成损坏。

1.2 接口可共享。

USB端口支持多个外设连接, 且连接采用。菊花瓣。的连接方式。在实际应用中, 一个USB主控制器能同时连接并控制126个外连设备。

1.3 灵活性。

USB端口具有极好的灵活性, 在传输数据时数据传输速度可分为三种类型, 分别是1.5Mb/s的低速传输速度、12Mb/s的全速传输速度以及480Mb/s高速传输速度。传输方式和传输类型主要分为4种, 如块传输、同步传输、中断传输以及控制传输。分析USB端口三种不同的传输速度, 相对应的低速传输设备可应用在键盘、鼠标及游戏外设上, 具有使用方便、热插拔及成本低廉等特点;全速传输设备主要应用于音频、PBX、POTS等外设上, 全速传输设备同样具有价格低廉、方便使用和热插拔等特性, 并且还能在实际使用中保证通信数据传输质量, 保持带宽。高速传输设备应用于视频、磁盘存储, 特点是支持多类型外设连接, 同时方便使用, 能保证时延和带宽。

2 基于USB的数据通信系统设计

系统的构成。基于USB数据通信系统由三部分构成, 分别为主控制端、设备端以及中断产生电路。图1为USB数据通信系统的结构构成图。

在该系统中, 主控制端设备以PC机为主, 内部包含着串口、USB接口以及主控制软件三个部分。PC机运行时, 命令信息会由串口发送到中断电路, 同时由串口获得中断电路产生的中断信号。USB接口在PC机运行过程中顺利的完成主控制端与设备之间的信号传输, 或者说是高速数据通信。

与主控制端一样, 设备端也是该系统中的重要组成部分。设备端在设置时必须要在内部设置一个符合USB2.0的协议的标准化设备芯片, 使该系统在实际运行时能充分满足高速传输的要求。确保数据通信系统的稳定运行。

中断电路的作用是用来产生、控制中断信号, 并对中断信号进行传输, 将其传输到主控制端和设备端两个地方。中断电路可对主控制端、设备端的USB数据接收发生时间与发送时间进行控制, 告诉它们什么时候发送数据信号, 什么时候接收数据信号。最后实现主控制端和设备端USB数据信号的同步传输。

3 USB设备驱动程序及应用程序的设计

3.1 Windows ZO00/XP驱动程序。

以Windows2000操作系统为例, Windows2000系统可以使用多种驱动程序, 图2中显示了其中几种。

3.2 WDM驱动程序的分层。

WDM采用分层驱动的方法, 即在用户应用程序和硬件设备之间存在着几个不同的驱动程序, 每个驱动程序对应一层, 且不同层上的驱动程序可以相互调用。为适用于即插即用系统, WDM重新定义了驱动程序的分层结构, 其主要包含如下三种类型的驱动程序, 即总线驱动程序、功能驱动程序和过滤驱动程序。

3.3 WDM驱动程序的组成。

简单地说, 驱动程序是一些例程的集合, 它们被动地存在, 等待主机系统软件 (Pn P管理器、I/O管理器、电源管理等) 来调用或激活它们。具体驱动程序不同, 其所包含的例程也不同。