数据前端（精选7篇）
数据前端 篇1
0 引言
CMMB(中国移动多媒体广播)是由国家广电总局(SARFT)自主研发的新一代多媒体广播技术。数据广播是利用广播通信系统传送数据信息和业务的总称,它是以点到多点的广播方式,传输多种信息内容,包括视频、音频、文本、图片、网页、软件程序或者其他多媒体信息数据;它可以为用户提供更可靠、更准确的数据业务。文中介绍了相关标准,并依据CMMB相关标准及协议,论述了数据广播的原理、特点及关键技术,根据数据广播的业务特征和功能需求,以数据广播前端数据发送为基础,研究移动多媒体数据的前端发送平台系统,该平台主要包括文件发生器及业务数据的协议封装即XPE封装系统。
1 CMMB标准
1.1 相关标准
2006年10月广电总局颁布第一个行业标准GY/T220.1-2006至今,CMMB已经具备了一套完整的技术标准体系,其中2008年发行第五部分:数据广播[1],标准号为GY/T220.5-2008,全称《移动多媒体广播第5部分:数据广播》,规定了CMMB中数据广播业务的数据封装协议和传输方式。通过数据广播业务,可以为终端用户提供各类信息服务,如股票咨询、交通导航气象服务、网站广播等。它是CMMB的一项增值业务,扩展并丰富了CMMB的业务内容,如图1所示。
为了进一步规范移动多媒体广播的发展,国家广电总局特依据CMMB标准制定了相关技术文件若干。2008年GY/T220.5-2008:数据广播正式实施后,为规范移动多媒体广播数据文件发生器与数据广播XPE封装机的各项技术要求和测量方法特制定了标准号为GD/J024-2008的《数据广播文件发生器与XPE封装机技术要求和测量方法》,该标准适用于移动多媒体广播数据广播文件发生器与XPE封装机的设计、生产、验收、运行和维护。
1.2 数据传输协议
数据广播业务协议层次主要包括数据广播、流模式/文件模式、可扩展协议封装(XPE/XPE-FEC)、复用、广播信道[2],该协议与ISO/OSI七层协议模型对应关系如图2所示。
应用层的数据业务按照业务出现的方式在传输层/网络层分成两种处理模式:流模式和文件模式。数据业务以连续流的方式展现,通常有时序要求,传输有时间标签指示或数据流内部有同步要求,采用流模式进行处理,如视频流、音频流等。流模式数据业务直接进行XPE封装,适配到复用子帧的数据段中,实现透明传输;数据业务以离散数据文件的方式展现,通常无时序要求,传输无时间标签指示或同步要求,采用文件模式进行处理,如文字数据等。数据广播正式采用文件模式传输。
2 前端系统
数据通信是按照通信协议,利用传输技术在功能单元之间传递数据信息从而实现计算机与计算机之间、计算机与其终端之间以及其他数据终端设备之间的信息交互。完整的数据通信包含三大系统,即发生器、信道和接收器。文中主要研究通信系统中发生器部分即前端发送平台系统[2],如图3所示。
按照数据广播的原理及其功能需求[3],要建立的应是一个综合可靠的业务平台,为此完整的数据广播系统主要包括文件发生器、业务数据的协议封装即XPE封装和码流分析等三个部分。
文件分片机和XPE封装机主要是完成对流模式和文件模式的数据进行规定格式的封装(即XPE封装),然后通过UDP/IP流传给复用器。其中流模式包括音频流、股票流等,有严格的时序要求,在传输中有时间标签。流模式的数据业务经过加扰,可以直接通过XPE封装,实现透明传输;文件模式主要是没有要求的数据文件,需要附加使用FAT文件来描述数据业务包含的数据文件的构成、路径、分割元素等信息,然后分别对数据文件和FAT文件进行分片,并对分片成的文件片进行纠删校验编码,在XPE封装机分别打包成XPE包和XPE-FEC包;FAT文件分片成FAT片,封装后生成FAT传输包传给复用器。
2.1 文件发生器
文件发生器用于处理CMMB数据广播前端网络中文件类数据。首先将文件及目录结构进行解析,生成FAT(文件分配表);再将FAT和数据文件按照预设参数进行分割处理;最后按照文件模式传输包的协议进行封装后,通过UDP发送至下一级设备。
发生器主要包括文件分割及传输模块、FAT解析模块及文件传输封装模块、数据发送模块等。
2.1.1 文件分割
文件分割的功能主要有:以业务为单位分片处理,支持配置多个业务;数据文件按先分块再分片的方式切分,将文件片进行文件模式封装;根据设置是否需要LDGC算法生成文件块的FEC校验块;每个文件切分后,更新FAT中对应节点信息;FAT文件直接切分文件片,进行FAT封装等。CMMB标准中,一个数据文件被分割成多个等长的文件片。多个文件片组成一个文件块,根据文件片数量的不同将文件块分为A,B两种,如果文件片数量相同就只有类型A,如图4所示。
分割过程需要分别对文件、文件块及校验分别数据结构,如FileInFo,FileBlock,FileSlice等。其中文件块部分数据结构为:
2.1.2 文件传输及封装
依据广播规范文件封装模块对文件片封装文件模式传输包协议头,保存至发送服务的队列缓存中。FAT文件不是一次性完成的,因此首先要创建FAT文件,然后根据系统配置参数更新FAT中相应结点,最终对数据文件进行分块和分片更新,FAT分割及传输封装流程图如图5所示。
2.1.3 UDP传输协议
用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)是基于无连接的通信协议,不保证可靠数据的传输;传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)是基于连接的通信协议,可提供两台计算机之间可靠无差错的数据传输。但UDP能够向若干台目标计算机发送数据;接收发自若干个源计算机的数据。多台计算机构成的仿真或控制系统中的数据传输,常采用UDP协议。文中模拟传输过程中涉及多个变量的传输,因此采用了结构体的数据结构形式。
2.2 XPE封装和复用
XPE(可扩展协议封装)和复用[5],可以将来自不同协议层的数据包封装适配到复用子帧的数据单元中。其中XPE-FEC(XPE前向纠错),作为可选项,在数据链路层对数据传输进行保护。广播信道即为物理层传输信道。
CMMB封装机将依据配置的不同业务通道,接收来自文件发生器的数据,完成文件模式或者流模式的封装,生成XPE数据包;同时依据纠错编码算法生成XPE-FEC纠错校验数据包,通过系统提供的发送服务,以UDP的方式发送至复用器。CMMB数据广播XPE封装机主要功能包括输入、封装、输出等,逻辑框图如图6所示。
XPE是一种可扩展的多协议封装方法,无论上层数据采取哪种,XPE都可对发送端的数据进行封装传输,接收端都可以完整恢复出发送端的数据,携带的净荷是流数据或文件模式传输包是发送端前向纠错数据的封装,携带的净荷是流数据或文件模式数据包纠错编码得到的校验数据。根据标准规定,封装还要求提供对XPE/XPE-FEC包中各字段的设置,可设置的字段包括业务模式指示、CRC指示、纠错指示、FEC算法标识。
相关数据结构语法见表1。
CMMB标准中严格规定复用配置语法[5],移动多媒体广播复用实施指南(GY/Z234-2008)有关规定实现了复用器协议头封装,保证复用器对数据包的正确接收及处理。数据广播的业务数据通过XPE封装后适配到复用帧中复用子帧的数据段。
3 数据广播可靠性
3.1 CMMB的网络安全
随着经济和社会的日益发展,人们对通信的要求已经不仅仅满足于流畅,而是追求更高层次的安全通信,因此,建立一个安全可信的移动多媒体网络势在必行。而移动多媒体网络属于无线网络,要实现真正的安全通信,必须部署端到端的加密技术。一个安全可信的CMMB网络,不仅可以保护供应商的合法权益,也关系到移动多媒体广播这个新兴产业的生存和发展。
3.2 加扰
数据业务是增值业务,为了保护业务提供者和运行商的利益需要对数据业务进行加密。CMMB数据广播标准支持加扰,XPE支持多种协议,因此无论数据业务是否进行加扰均不影响复用系统。对于系统可靠性技术的研究还有待于进一步探索。
4 结语
通信领域新技术的不断应用,使得数据业务得到迅猛发展,CMMB数据广播具有通用性和开放性,随着相关标准的进一步颁布和实施,数据广播业务也必定从标准迅速走向产业化的进程中。
新事物的存在和发展也必然有不足之处,当今数据广播的组网速度远远不能满足用户要求。作为一项新兴现代技术要从标准到产品转变,发射机、复用器等模块的工作稳定性方面仍有待于改善。相信在不久的将来,CMMB移动多媒体技术必将成为中国技术的主流
摘要：CMMB标准体系中《第5部分:数据广播》规定了CMMB系统中数据业务广播的数据传输和封装方法,为了满足数据广播的业务特征和功能需求,以数据广播前端网络为基础,研究并讨论了移动多媒体数据广播的前端发送平台,该平台主要包括文件发生器、业务数据的协议封装(即XPE封装)系统,分析了数据文件及FAT文件的分割和传输原理,讨论了数据传输过程中的可靠性和准确性,给出了CMMB的发展前景和优势。
关键词：CMMB,数据广播,文件发生器,XPE封装
参考文献
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[4]国家广播电影电视总局.GD/J024-2008移动多媒体广播数据广播文件发生器与XPE封装机技术要求和测量方法[S].北京:国家广播电影电视总局,2008.
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[10]何春俐,张连军.浅谈中国移动多媒体广播(CMMB)[J].机械管理开发,2010,25(3):29-30.
数据前端 篇2
在这里，有很多朋友可能还不知道我们的数字电视改造是怎么一回事，在这里，我做一个比较全面的解说!
首先，我们的数字电视改造是需要一套数字电视共享器设备和一些相关的辅助材料(如：放大器、分支器、架子等)，还有就是，客户要到当地广播站申请一定数量的数字机顶盒，才能实现数百台电视共享观看数字电视节目而不影响任何的布局与收视。
在这个过程中，广播站主干线进入后通过数字电视共享器、机顶盒、放大器、分配器，混合器等相关设备的连接，把机顶盒输出的信号混合到原来的有线电视网络里面，这就跟原来的模拟信号传输一样的使用了，从而实现所有电视的共享观看。
数字电视改造的好处:
1、省钱：
50个机顶盒负责50套节目输出，房间电视上有50个节目，节目可自选定制，遥控操作和以前没有任何差别。可定制1-14台为中央台，15-30为卫视等人性化操作。在这样的情况下，只要50个机顶盒的月租就可以轻松共享网络中所有的电视机。
2、节省管理成本：
大家都知道，电视机旁边放置机顶盒，会有很多烦琐的使用过程，很不尽人意，而且如果酒店里面放的机顶盒被客户换了机顶盒内的IC卡，酒店就蒙受损失，如果利用改造工程的话,集中管理方便简单。
3、收费频道的共享：
按原来的安装方式，一个机顶盒只能提供一台电视机的收费节目观看功能，因为机顶盒目前是没办法可以破解的，只有利用网络改造实现共享，经过改造后一个机顶盒负责一套节目融入原来的有线电视网络里面，就可以轻松实现如 欧洲足球 588元/年的节目使所有网络里面的电视机共享观看。
改造后重点：
1、省钱：如30套节目只需30个机顶盒只缴纳30台机顶盒月租即可共享酒店所有房间、桑拿、康体娱乐、棋牌、餐饮场所的电视观看。
2、省心：统一机房式管理，不用对原线路整改，降低管理成本和维护成本，杜绝收费卡被盗的发生。
3、收费节目共享：只要开通一套收费节目（如：欧洲足球188元/月）所有电视都能观看。
数据前端 篇3
物联网 (The Internet of things) , 即通过信息传感设备如:射频识别、GPS、条码扫描仪、激光扫描器、红外线扫描仪等按既定的通信协议, 把具有能被这些传感设备识别到的物体与网络连接在一起, 进行数据的传递与通信, 来完成智能化识别、管理、监控的一种新型网络。也就是现在所说“感知世界”的网络。
随着物联网技术在我国的发展, 高校也越来越重视物联网技术的应用。各大高校纷纷建成了各自的物联网平台。平台的建立促使大量的实物接入物联网, 需要采集的前端数据量也随之增加, 因此前端数据的采集变成物联网发展的核心问题。
1 前端数据采集系统的概念
1.1 基本概念
数据采集, 把外部环境中采集的数据通过专用设备传输到系统内部去的过程。数据采集技术在各行各业中都有相应的应用。如门禁对进入大门人员基本识别数据的采集。采集的数据可能是物理数据, 也可以是模拟数据, 采集的数据大多都是数据在当时环境下一个具体时间的一个具体值, 当然也可有一段时间的一种特定现象值。在做数据采集时首要元素是数据必须准确无误, 而采集数据的过程中不能影响被采集对象的状态以及它所处的环境, 从而确保采集到的数据的有效性及准确性。
在互联网行业, 快速发展的现在, 前端数据采集已经被广泛应用于互联网相关的领域中。首先是智能应用平台的数据采集系统在市面上已经属于成熟产品。再次, 总线兼容型数据采集插件的数量不断地增大, 和个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在不断的增加。二随着越来越多的数据采集设备在日常生活中的大面积应用, 数据采集的技术也得到长足的发展。
1.2 目的
数据采集的目的是通过数据采集仪器来采集设备的相关物理现象如温度、湿度、光敏度、电压、电流等。而基于计算机的数据采集, 而是通过物理硬件设备、软件平台和计算机的三者相结合来进行采集。尽管不同设备采集的信息到的数据各不相同, 但是, 各个系统采集和分析的数据目的都是一样, 都是为了给使用者提供一个有用的参考数据, 来完成对数据智能化的管理。
2 前端数据的采集
本平台系统前端数据采集层采用Easy ARM1138为核心开发器件。该平台的数据采集层应用Easy ARM1138开发板的外设接口来连接传感器, 并使用MCU进行模拟信号与数字信号的转化, 处理后的信息通过网络传输到数据库, 完成数据采集工作。
2.1 教室前端数据采集层
在教室数据采集采用中, 通过红外线传感器、温湿度传感器、光感应传感器, 把获得到的相应数据通过网络传输给智能管理平台, 平台通过网络来完成数据以及指令的传输。
2.1.1 人员进出教室的情况及人数记录
人员进入教室的相关情况分析, 主要是通过红外线传感器实现对人员的进出以及对其身份进行判断。
人员进入教室的流程如下:当人靠近教室门的时候, 门口红外线避障传感器检测有人在其附近, 扫描进入人的身份识别卡, 把扫描出来的数据传输给智能平台, 平台在根据数据判断此人是否有进入教室的权限来决定打开教室门。在进入教室后, 教室内红外传感器检测到此人进入进教室, 红外线传感器在把此人进入教室的数据传入智能平台, 说明有人进入教室并且记录进入教室的时间。同理, 当人离开教室的时候, 这2处红外线传感器也会先后检测到人员进过, 来确定此人离开教室。
2.1.2 液晶显示模块设计
显示模块采用带中文文字的液晶屏, 该模块要求接口方式灵活, 操作指令简单、方便, 提供良好的人机交互界面。然后把该显示屏放在教室门口显示教室内温度、湿度、剩余座位等信息方便学生查看。
2.1.3 温度、湿度及光强的采集
温度采集采用DS18B20传感模块。湿度采集采用DHT11数字温湿度传感器。光强采集采用P722-5R光敏电阻器来完成数据采集。
2.2 宿舍管理数据采集层
宿舍端的前端数据采集主要要考虑到宿舍的安全如防火, 防盗。所以在这里使用到气体传感器、人体红外线感应传感器等器件采集数据, 通过网络将采集到的信息通过网络传输智能管理平台让管理员及同学能够查询。
2.2.1 烟雾检测、人体检测与报警系统
烟雾检测采用气体传感器, 该传感器可以检测多种可燃性气体。当传感器所处环境中存在可燃性烟雾的时候, 传感器的电导率随烟雾浓度的增加而增大。在设计出可以把电导率的变化转换成与该气体浓度相对应的输出信号。把数据传输给智能平台, 智能平台在根据检测到的数据, 进行相应的通知及报警操作。
人体检测采用红外线人体感应模块, 此感应模块灵敏度高, 可靠性强。它的工作原理是当所有人进入寝室的人进入具有红外线人体感应传感器的寝室时, 传感器输入相应电平信息, 并且把信息传输给智能管理平台, 智能平台查询进入人的基本情况, 并记录进入人员的相应信息。当进入人员在进入宿舍时候在智能平台上没找到相应人员的基本情况, 智能平台则返回相应信息激活报警系统, 并且把报警信息传输给宿舍管理员人员, 方便管理人员采取相应处理措施。
2.2.2 宿舍人员的进出情况、人数记录及温度、湿度监控
该部分同教室前端数据采集层相同。
2.2.3 宿舍锁门系统
当宿舍最后的一名人员离开宿舍时, 当数据采集端收集到此人的数据时候, 发送至智能平台检测到没人在寝室的时候, 就会记录最后一个同学离开宿舍的时间, 并且锁宿舍门。
3 结束语
物联网刚刚开始兴起, 也是大规模部署传感的时代, 然而目前还没有一个城市能完美的做到。本文探讨了物联网平台如何对教室和宿舍的数据采集。当然物联网平台的数据采集远不止这些, 随着物联网技术的发展, 相信需要数据采集的地方也越来越多。
摘要：物联网技术的核心问题是前端的信息数据采集, 没有数据采集就谈不上联网, 谈不上智能化。本文通过对教室和宿舍的数据采集来介绍物联网平台的数据采集技术。
关键词：物联网,前端数据采集,传感器
参考文献
[1]张福生物联网:开启全新生活的智能时代[M]山西人民出版社, 2009.9 14-15
[2]傅仁轩、肖连风基于物联网技术的新型数据采集与监控系统设计[J]移动通信2011年第9期
前端开发心得 篇4
从事前端开发工作1年多了，从最初的DIV+CSS学起，到现在学到html5、css3、javascript，jquery等等，我觉得前端要学的技术太多了，很多人认为前端开发要掌握的技能简单，就是网页制作，其实不然，前端开发是网站的前台代码实现，包括基本的HTML和CSS以及JavaScript/ajax，现在最新的高级版本是HTML5、CSS3，以及SVG等。JavaScript作为最难的语言之一，许多编程高手也不敢妄自菲薄、自封精通。
关于兼容性的问题我相信对于每个做前端开发的人来讲是一个很头疼的问题，互联网目前主流浏览器有IE6789，Firefox，Chrome，Opera，Safari，遨游，包括国内主流的搜狗，腾讯 TT，360等等；从内核上讲主要有IE的，遨游版IE，safari，firefox以及opera的，这些都是大家常见的。所谓的浏览器兼容性问题，是指因为不同的浏览器对同一段代码有不同的解析，造成页面显示效果不统一的情况。在大多数情况下，用户用什么浏览器来查看同一网站，都应该是统一的显示效果。所以浏览器的兼容性问题是前端开发人员经常会碰到和必须要解决的问题。这个时候就需要针对不同的浏览器写不同的CSS，这个过程叫CSS hack。虽然我们写代码都要求按照标准，不写hack代码，但实际工作中为了兼容主流浏览器，hack代码是免不了的，所以这也应该是每个前端开发人员必备的技能。
前端的开发工具很多，比较常见的有Dreamweaver，Notepad，webstrom，Sublime Text等等，我现在在使用webstorm，强大的提示功能可以帮助我们很快的熟悉并掌握网页布局,检查错误等。调试代码的工具我使用的Firebug。Firebug是网页浏览器Mozilla firefox 下的一款开发类插件，它集HTML查看和编辑、Javascript控制台、网络状况监视器于一体，是开发JavaScript、CSS、HTML和Ajax的得力助手。Firebug如同一把精巧的瑞士军刀，从各个不同的角度剖析Web页面内部的细节层面，给Web开发者带来很大的便利。Firebug也是一个除错工具。用户可以利用它除错、编辑、甚至删改任何网站的CSS、HTML、Dom 以及Javascript代码。
数据前端 篇5
车载防撞雷达系统的研究始于20世纪60年代[1]。90年代以后, 奔驰、日产、丰田和福特等公司小批量安装过连续波雷达。奔驰S系列、美洲虎XKR系列、奥迪 A8等高档车型上已有配备相关系统[2,3], 但价格昂贵。我国汽车防撞雷达的研制起步较晚, 虽已引起业界重视, 但至今未有便于装车的微型化成品批量投入使用。FMCW雷达由于其本身在测距和测速方面的优势, 已成为目前汽车主动防撞系统的首选。文中所介绍的基于FMCW技术的汽车防撞雷达系统, 可以自动侦测两车之间的距离及相对速度, 进行危险判断, 提醒驾驶员作出相应反应或与刹车系统关联动作来避免两车相撞。
1 防撞雷达系统方案的选择及原理
1.1 汽车防撞探测技术的比较与选择
目前汽车防撞探测主要是采用红外、超声波、雷达等一些测量方式[4]。其中红外、激光、摄像头等光学技术价格低廉且技术简单, 但全天候工作效果不好;超声波受天气状态影响大, 探测距离短, 多用于倒车保护;而FMCW毫米波雷达则克服了上述几种探测方式在汽车防撞探测中的缺点, 具有稳定的探测性能和良好的环境适应性。它不仅可测量目标距离, 还可测量目标物体的相对速度及方位角等参数, 使汽车在恶劣气候条件下实现盲行成为可能。此外, FMCW毫米波雷达结构简单、发射功率低、分辨率和灵敏度高、天线部件尺寸小[4,5], 已成为主动防撞雷达的首选。
1.2 雷达频率的选择
雷达波的频率原则上并无特别的限制。目前, 按照欧盟委员会的决定[6], 从2005年下半年至2013年, 在所有欧盟国家, 汽车防撞雷达将使用K波段24 GHz的专门频带。虽K波段的24 GHz雷达的波长为12 mm, 已经达到厘米波的范围, 但在特性方面还是接近于毫米波, 因此, 还将它作为毫米波雷达来考虑。
1.3 FMCW雷达工作原理
FMCW雷达的基本原理为, 发射波为高频连续波, 其频率随时间按照三角波规律变化。雷达接收的回波频率与发射的频率变化规律相同, 都是三角波规律, 只是有一个时间差, 利用这个微小的时间差就可以计算出目标距离。其发射频率与接收频率的相对关系不仅可测量目标距离, 而且还可测量目标径向速度v。图1为FMCW雷达的基本结构图。
FMCW雷达的基本工作原理如图2所示。
其中, 发射信号频率ft按周期性三角形波的规律变化, 它的调频带宽为Δf, ft的平均频率为f0, 通常f0变化范围为几百到几千MHz, 变化周期为Tm。fr1为从静止目标反射回来的回波频率, 它和发射频率的变化规律相同, 但在时间上滞后tr=2 R/c。发射和接收频率之间的频率差即混频器输出的中频信号频率IF, 差频的平均值用Fbav表示。
2 汽车防撞雷达系统的结构
系统的主要工作是测量车辆与前方目标的相对距离和相对速度。雷达对前方目标进行检测, 若发现目标, 对目标距离、速度和方向进行测量, 同时判断目标与车辆是否在同一车道上, 若是, 则将目标的距离、速度与雷达设定的预警条件进行对比, 达到预警条件时, 雷达向驾驶员进行声光预警或与刹车系统联动。结构框图如图3所示。
FMCW雷达天线分为收发共用天线和分置天线, 选用的雷达使用的收发分置天线, 即发射信号和接收信号分别用两个天线。微带天线具有成本低、性能可靠、占据空间小、可重复性好等优点[7], 适合使用在汽车上, 选用的雷达使用平面微带天线。
收发前端是雷达系统的核心部分, 主要包括压控振荡器VCO、混频器、定向耦合器等;其中VCO是收发前端的核心, 用于产生调频波, 定向耦合器是把VCO输出功率的一部分耦合到混频器的输入端, 作为混频器的本征信号, 混频器的作用是完成回波和本振信号的差频, 从而输出中频信号, 再用带通滤波器滤除混频器输出中的一些杂波。
中频放大电路将混频器输出的差频信号即中频信号进行放大、匹配滤波等处理, 消除其中的干扰信号, 实现幅值统一。中频放大电路性能的好坏直接影响到对目标回波信号的检测。
信号处理模块对经中频放大的信号进行处理, 提取出信号的频率, 从而计算出目标的距离和速, 一般由DSP完成数字信号处理任务。可使用TI6000系列DSP完成A/D转换后有关数值计算的一系列处理, 包括滤除、数据预处理、FFT、谱峰平滑、目标搜索、目标跟踪等任务。
3 数据采集系统设计
3.1 VCO调制电压
压控振荡器VCO工作需要通过一个调制电压来实现发射信号频率的变化, 在上文中已经提出, 同时测距并测速, FMCW雷达的调制信号波形为三角波模式, 就需要一个三角波调制电压来使VCO工作, 可是利用单片机采用PWM方式实现, 也可以直接使用三角波发生电路。但无论采用哪种方式, 在实际应用的过程中, 线性总是不理想的。因此, 适当扩大三角波电压幅值, 然后取其中线性较好的一段来控制VCO工作。三角波发生电路如图4所示。
振荡频率为
调节电路中R1, R2, R3的阻值和C的容量, 可以改变振荡频率。而调节R1和R2的阻值, 可以改变三角波的幅值。
3.2 滤波放大电路
雷达传感器工作时输出的中频信号需经一系列滤波、放大和DSP处理后, 才更易于从中分析得到所需的目标信息。尤其是当雷达工作于FMCW模式时, 输出信号要先经滤波处理滤掉调制信号后才能进行放大处理, 否则会使得调制信号被过分放大导致信号饱和失真。在雷达工作于FMCW模式用于测距功能时, 外接滤波放大电路的目的主要是为了去掉调制信号和进一步放大输出信号;而当雷达工作于CW模式用于测速功能时, 外接滤波放大电路的目的主要是为了滤除干扰和噪声, 同时也进一步放大输出信号。图5为工作于CW模式的外置滤波放大电路, 其增益为60 dB, 带宽为30 Hz～50 kHz。图6为该滤波器的频率响应曲线。图7为工作于FMCW模式下的高通滤波电路, 增益为60 dB、频率为1 kHz。图8为其对应的频率响应曲线。
3.3 模数转换
传感器输出信号经高通滤波放大处理后, 先经D/A采样将其转换成数字信号, 然后交给DSP 模块处理。因为采样的速率较高, 若频繁的中断DSP 则会造成处理器处理时间的大量浪费, 所以A/D 采样的数据先送往先进先出存储器 (First In First Out, FIFO) , 然后再集中交给DSP。而且, 利用FIFO的读使能和写使能可以控制对ADC 采样数据的保存和读取。经FFT 及相应的Chirp-Z 变换等数字处理运算, 最终可分析得到所需信息。
4 结束语
汽车主动安全装置的研发与推广是近年来全球整车生产和汽配厂商研究和推广的热点。FMCW微带毫米波雷达系统作为主要的车载主动安全装备, 正在引发主动防撞系统研究、技术改进和商业化的热潮。文中对微型FMCW雷达系统的架构介绍和前端数据采集模块关键电路的设计, 为相关方向的工作者提供参考。
摘要： (FMCW) 调频连续波雷达在汽车防撞系统中得到了广泛的应用。文中对近年来国内外汽车防撞系统的发展做了阐述和比较, 以FMCW毫米波雷达作为系统前端, 对防撞系统的原理、结构、信号的前置放大和模数转换等关键数据采集模块进行了介绍与设计。
关键词：FMCW,毫米波雷达,车辆防撞系统,前置放大
参考文献
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数据前端 篇6
1 背景
1.1 BI前端工具
BI是商业智能(Business Intelligence)的英文缩写。通常被理解为是一种将企业中现有的数据转化为知识,帮助企业做出有效经营决策的工具,是一套整体数据解决方案。而BI前端工具则是这一整套解决方案中的重要组成部分,主要任务是将多种数据有机组合在一起并进行分析挖掘后呈现给用户。
随着信息技术的进步,数据分析不再局限于报表、曲线图等老旧的处理模式;新的BI工具的诞生使数据分析更直观、更冲击、更灵活成为了可能。目前主流BI工具有IBM-Cognos,BO(Business Object),Qlik View和Tableau。这几年,BI前端工具已从复杂的逻辑报表展示功能逐渐向多角度有视觉性和冲击性的视图转变。形象的图表往往比数据报表更加事半功倍,是最便捷的认知数据的途径。通过选择相匹配的展现方式,可以让决策者快速理解数据所要表现的含义,从而发现相关领域中的问题和机遇。该文主要研究目的是如何通过BI前端工具,找寻和数据最匹配的展现方式以实现最终使用者对数据的快速理解。
图1是全球知名咨询公司Gartner2013年的BI工具评估图表,在右上方块中显示的都是目前最具实力的BI工具。作者对其中的Qlik,BO以及Tableau都进行了相关安装使用,意在对机场数据的分析挖掘进行综合研究。
1.2 机场数据分析现状
在民航业中,对数据使用和分析最多的是航空公司。早在10年前航空公司就已经利用历史数据建立数学模型进行航班销售的管理。而机场数据的使用很长一段时间则停留在最基础的生产运营报表上,效率不但低而且对数据分析人员的相关专业知识要求还很高。但是随着近几年整个民航业的飞速发展,旅客量激增,很多城市都开始扩建或新增机场,对机场的数据进行分析和挖掘可以为机场合理部署地勤服务,找寻商机增加非航空收入,以及加深和航空公司合作提供强有力的数据支持。机场越来越意识到数据的重要性,并开始大规模的对数据进行相关分析。
2 应用BI前端工具提高分析信息的能力
2.1 几种分析方法的研究
BI前端工具的每一种数据展示方法都有各自的优缺点,只有用在适合的业务场景才能发挥其最大的优势。该文主要针对BI前端分析工具在民航机场业务领域中的应用进行相关性研究,目前机场方面的实际案例和应用还很少,作者意图通过把机场的分析需求和BI工具相结合来实现机场的数据展现、数据分析以及数据挖掘。下面作者具体介绍应用BI几种分析方法进行的数据分析。
2.1.1 地图展示法
地图展示法在BI数据分析应用中非常流行,它主要适用于和地理位置相关的数据分析。其优势是:1)视觉效果显著,数据展现更形象;2)在制作数据分布主题时,可以让使用者快速了解数据分布情况,并通过地图的地域划分,非常鲜明的表现出各区域数据的差异。
在机场领域,由于机场都是有地理坐标的,因此地图展示法更加适用。尤其是在对全局数据进行对比分析时,地图展示法往往有意想不到的效果。
地图展示法的使用关键是确定展示对象和地图坐标的对应关系,只有对应关系确立之后,展示对象才能在地图上得到正确的识别和展示。目前很多BI前端工具已经在系统中对城市、国家等展示对象进行了坐标识别处理。
当展示对象在地图上显示之后,还需要进一步突出地区间的数据差异,以方便使用者进行数据分析。为清楚说明地图展示法对机场业务领域的使用效果,作者将自己制作的几个案例简单介绍如下。
示例场景1机场吞吐量分析
国内各机场旅客量市场分析是地图展示法的一个最简单的直接应用案例。
机场的最重要指标是旅客吞吐量和起降班次,这决定了机场的规模和级别。而把机场按照旅客量进行有机排序,就可以清晰的了解各机场自身所处的地位以及目前整个市场的整体运营情况,有利于机场制定总体规划方案。
在制作本案例时作者特别设定用实心圆圈表示机场,圆圈越大表示起降班次越大,颜色越深表示吞吐量越大。通过比较各个圆圈之间的大小和颜色的深浅可以分析出各个机场的差距,再配以数据报表,就可以对关心的重点机场进行深入的分析研究。
图2是2012年国内机场吞吐量的排名分析,地图上展示了国内吞吐量排名前30的机场分布。通过对其地理位置的展现可以轻松分析出吞吐量前30的机场主要分布在华东、华南和沿海地区。
示例场景2国际枢纽机场航线对比
本案例将多种分析手段组合在一起,实现难度相对较大,但展示效果也相对比较突出,对需要分析的枢纽机场进行对比也更为直观。
目前越来越多的规模较大的机场都在以建设成为枢纽机场为目标。枢纽机场拥有高密度的国际、国内航线波,可以方便地把各地旅客输送到他们的目的地,因此,成为枢纽机场就意味着将拥有更多的旅客,和更多的相关产业收入。
搭建枢纽机场就需要对自身和周边的竞争机场在航线建设和实际旅客量上进行比对和分析,以此设计出更好的产品来突出自身的优势和规避自己的劣势。这种分析诉求也可以通过地图展示法很轻松的展现出来。
(数据来源:中国民用航空局2012年生产统计公报)
在本案例中,作者首先在地图上用直线把枢纽机场和相对应的航线目的地机场连接起来,这样呈现出的就是以枢纽机场为核心的发散式航线网络,其优点是可以很清晰地了解到枢纽机场航线的多寡以及目的地分布情况。然后,对各条航线赋予不同颜色用以区分航线特性,即国内航空公司独飞、共飞还是外航独飞。再根据不同颜色的多寡去对与航空公司的合作进行分析和挖掘。
此外,枢纽机场的建设还需要高强度的航班波,这里作者利用各个目的地区域内颜色的深浅来识别航班波的强弱。
最后再对每一个枢纽机场辅以详细的航班数据,便可以实现更明确的数据认知。
从图3中不难看出美洲地区B机场的绿色最深,这代表B枢纽机场的美洲班次数最大。配以数据后,可以看出A、B、C、D四个竞争机场在国际市场上的航线分配是各有侧重的。
(数据来源首都机场、香港机场、仁川机场、东京机场的官网国际航线,图中作者进行了粗略的数据加工模拟)
2.1.2 热点图
热点图是通过使用不同的标志将图上的区域按照一定逻辑加以区别呈现的一种分析方法。一般采用颜色的深浅、点的疏密来表现。在分析因时间变化而发生变化的事物时,热点图具有非常明显的优势,它可将分析对象的变化趋势形象的表达,使分析者可以快速抓住变化的重点。在机场领域中,很多数据的分析都离不开时间轴这个参考坐标,譬如值机流量和旅客流量分析等,为了抓住分析对象的变化趋势,热点图的使用是非常重要的。
示例场景3机场各登机口日旅客流量分析
作者利用实验数据模拟了某机场各登机口一天的旅客流量。图4中,0-23表示一天中的24个小时,根据旅客的多少分成6种颜色,深红色表示在该时段旅客量最大,而深蓝色表示该时段的旅客量最小,空白表示此时间段没有使用该登机口。
热点图的优势在图4中表露无遗,每一个登机口的空闲、繁忙时间都直观清晰。从该案例中可以看到有的登机口一直处于繁忙状态,而有的登机口使用率则相对较低。通过该数据分析展示的结果,机场可以对登机口进行合理的分配,也可以在旅客流量较大的登机口周围铺设特色商铺以增加非航空收入。
(数据为模拟数据)
2.1.3 词云和气泡图
网络充斥在我们生活的方方面面,网络内容的发布其实和数据分析在传递咨询上非常相似,都是用最直观最有效的方法来传递信息。因此做数据分析的研究也要时时关注网络内容发布的最新形式,那些在网络中快速而广泛应用的传播方式也是最好的数据表达方式。
词云是网络上非常流行的内容发布方式,是对出现频率较高的“关键词”给予视觉上的突出,通过渲染来区分其他非关键词,从而形成“关键词云层”,用以过滤掉大量的庞杂信息,使观看者只需一眼即可抓住其中的主旨。
BI分析借用了网络中词云这个概念,对突出重点数据非常有效。作者使用该方法制作了一个最能体现其优点的分析案例用以说明。
示例场景4旅客客源地分析
对机场而言,如何更多地吸引旅客很重要的一点就是从与相邻机场的竞争中得到客源。长江三角洲、珠江三角洲地区内部交通便利,机场级别基本相似,因此竞争相对激烈。怎样更好地聚拢旅客就需要了解周边地区的旅客出行时选择何处机场。
在本案例中,作者模拟了成都机场一个月的飞行数据,并定义了周边地区旅客选择成都飞行的旅客量数据。该案例分析的关键是了解各客源地的旅客量以及各客源地之间的差异。作者设计词云时将城市旅客量与字体大小形成映射,字体越大表示此地客源越大;再把各个城市用颜色区分,形成视觉差异化,使分析者一目了然地了解到哪些城市是成都机场的最优质客源地。显然,选择成都机场飞行的旅客中除了成都市之外,主要是乐山和内江两个城市,其次是德阳和达川地区。
除了词云,泡泡图也同样可以完美演绎此类分析需求。它的分析手段主要是将词云中的文字转换成泡泡,但是达到的效果是相同的。
(数据为模拟数据)
2.1.4 面积图
面积图和折线图相似,都是用以表现分析对象随时间变化而变化的趋势,但面积图有两个优势是折线图所没有的:
1)面积图不仅展示每个分区面积的时间变化趋势以及分区面积之间的差异性,同时也展现了总值变化的趋势;
2)面积图可以显示分区面积与整体面积的关系。
基于上面两个优点,我们在对要求同时展示个体与整体关系以及个体趋势差异性的对象时就可以使用面积图。
示例场景5航班起飞准点率分析
一个机场要打造其品牌,需要全面提升其服务品质。其中最重要的一点就是航班准点起飞的保障,这是一切其他附加服务的基本前提。
在图7中模拟了某机场2012年一年的航班起飞数据,用颜色表示航班晚点的时间段,蓝颜色表示准时起飞或者提前起飞;红色表示晚点起飞,红色越深表示晚点时间越长,并从下往上渐次递增晚点时间。通过对各个子区域的宽度比较可以表现晚点时段航班量的差异,同时根据时间轴的变化,还可以看到整体航班量以及各个晚点时段航班量的走势。
从图7中可以很清晰的看到晚点一小时以内的航班量占据了总航班量的50%以上,准点航班量基本不跟随总航班量的波动而波动。而且还可以看到在暑期总航班量陡增的前提下,由于航班量的增多以及雨水等自然灾害的影响,晚点航班延误时间有所加长。
(数据为模拟数据)
2.1.5 柱图
柱图在图形分析中是最早被广泛使用的一种方法,其主要用途是对多个分析对象进行比较,或者对一个特定对象进行时间变化比较。柱图又可以扩展为堆叠柱形图和并排柱形图。堆叠柱形图强调总量并展示个体与总量的关系,而并排柱形图则着重强调对比对象之间的差异。
随着BI工具表达数据的灵活性和多样性增强,柱图经过特殊加工后还可以被赋予新的分析用途。柱图主要是对各个分析对象进行量的对比,但是如果弱化量的概念,而强调分析对象的排列顺序,那么“变异”后的柱图就非常适合对一组分析对象的排名顺序进行时间变化分析。
示例场景6 2012年国内机场吞吐量排名变化趋势分析
本案例对2012年12个月前15名的机场排名进行了对比分析,通过这种“变异”的柱图,可以非常醒目地了解每个月的机场排名情况,又可以知道机场排名的变化趋势。
制作“变异”柱图的关键是,首先要将排序中的各个对象用颜色区分开来,然后设定一个恒定参数让每一个时间点上的各个对象的柱图保持一样的宽度,从而忽略对象之间量的差异,只突出对象之间的排列顺序。这样的展示效果对比冲突性很大,能够迅速地抓住数据的关键信息。从图8的“变异”柱图中可以看到昆明(KMG)机场的排名走势表现出了非常强的季节特征,在人们都趋向去暖和地方度假的春季和冬季其排名顺序有所提前。
(数据为模拟数据)
2.2 与时俱进,不断创新
随着技术的飞速发展,人们通过网络接触的东西越来越多,对事物的认知和理解都有了更“挑剔”的要求和独特的见解。如何更有效的展示数据,让使用者更快速准确的定位数据含义,是BI前端工具一直以来不断探索的课题,也是每一个做数据分析和挖掘的人常常要面对的问题。10年前数据分析的主要手段还只是枯燥的报表,而如今花花绿绿各式各样的分析图表层出不穷。在这个信息高速膨胀的时代,要像海绵一样不断吸纳其中的知识,用新的武器武装自己,用更符合时代感的分析方法来分析和挖掘数据,才不致于落后这个时代,才会赋予数据新的生命。
3 结束语
商业智能(BI)提出至今,已发展出很多各具特色的智能工具,作者只是使用了其中的一小部分,还有很多方面值得深入的探索与研究。该文中作者主要以机场目前的生产运营需要作为前提,研究在BI平台上何种分析手段适合哪些业务需求,尽可能的采用最直观最有效的表达方法来表现数据的真正含义。作者在以后的工作中还将继续对这个研究领域进行不懈的努力,争取在数据的分析与挖掘中走在时代的前列。
摘要：该文通过对民航机场领域数据业务的深入分析,以及对目前各种主流BI前端工具应用的研究,提出了如何更好地使用BI前端数据分析工具进行相关领域数据分析和挖掘的解决方案。文中介绍了作者针对机场不同业务场景,应用BI前端工具制作的六个实用案例,阐述了BI前端工具中各种分析方法适用的最佳业务场景,为如何更好地在民航机场业务领域进行数据分析提供了一些合理化建议。
关键词：BI前端工具,数据分析,热点图,柱图,词云
参考文献
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[9]仁川国际机场网站[EB/OL].http://www.airport.kr/
数据前端 篇7
在国内, 有线数字电视前端的建设基本上始于2000年前后, 其通常采用技术相对成熟的ASI架构, 但随着数字电视业务内容的增多及新兴业务的发展, 特别是互动电视业务、宽带业务的开展, 基于ASI架构传统数字前端逐渐暴露出系统结构复杂、信号调度不灵活、扩容困难等问题。面对全国广电行业三网融合带来的机遇与挑战, 满足有线电视网络多业务的发展需要, 需建设以IP架构为核心, 从信号源接收、处理和调制全部IP化的数字电视处理前端平台。在完成IP化数字电视前端平台成功建设后, 根据本平台割接方案实现对原有ASI架构前端系统平台的备份、过渡和割接, 最终完成新IP平台替代旧ASI平台, 实现向用户提供高、标清的数字电视信号。
2有线电视ASI前端平台
采用传统ASI架构的有线数字电视前端, 由信号输入、信号处理、信号输出和系统管理四大部分组成。
在传统上, ASI数字前端采用ASI (异步串行接口) 用来完成设备之间的互连, ASI的最大码率不超过270Mbps, 一根ASI的连接线仅可以携带一个多节目传输流 (MPTS, Multiple Program Transport Stream) , 这对于有线运营商而言, 就带来了很多的限制。此外, 各设备之间采用ASI连接, 这种方式相对来讲比较静态, 无法提供强大的可扩展性 (图1) 。
3有线电视IP数字前端
有线电视IP数字前端 (图2) 采用全新的、全IP化平台设备有如下特点:
1. 采用先进的IP软交换技术架构。
该系统平台的构架是基于先进的IP软交换技术, 它可以方便地完成广电网络、电信网络与互联网络等多个网络的融合。在基本的数字电视节目播出实现的基础上, 基于IP软交换技术架构的系统平台, 也可以开展交互式的数字电视、宽带等多种业务。
2. 全新的增值业务平台。
本平台除可以高质量的实现基本的模数转换业务与提供标清、高清数字电视节目之外, 能够容易地部署多种增值业务系统, 开展多媒体信息、视频点播、股票信息、电视银行、菜单广告等多种交互式数字电视增值业务, 并且可以很方便地对视频点播等系统实现扩容。
3. 系统紧凑, 处理能力强。
系统的结构比较简洁, 占用的空间较少, 可以简化管理并降低管理的成本。能够在同一个频点内传输更多的节目, 实现对频点资源的节约。
4.系统安全, 稳定性高。
该系统平台是由小体积、大容量和低功耗的设备所组成, 所有设备都采用了模块化和分布式的结构, 实现了集中式管理, 节省了大量的空间, 减少了外部的连线, 可以使系统在安全、稳定性等方面得到根本性的提高。
5.操作方便, 维护简单。
该系统平台减少了大量的线缆, 可支持远程网络管理的方式, 并通过人性化的操作界面对运营与维护带来极大的方便, 减少了机房维护人员的数量, 进而降低了维护成本和风险。
4新旧平台割接
在新旧平台信号割接时, 增加一个二合一混合器作为两个新旧平台RF信号手动切换用, 在项目测试及平台信号割接过程中起灵活切换信号功能。在完成割接工作及新IP平台运行正常后, 可以作为旧ASI平台备份信号接入口 (图3) 。
5应急预案
新旧数字电视前端系统平台信号割接关系到广大数字电视用户的能否正常电视收看, 因此, 除了认真、仔细按照割接方案进行实施外, 对于各种紧急意外情况应事先准备妥善的应急处理方案, 以备能以最快的速度处理问题和恢复信号正常播出。
1.新旧平台RF信号割接后, 后端没有收到信号。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人确定新平台信号正常后, 才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段;平台信号割接前, 检测并保证信号线及混合器正常。
2) 应急处理
(1) 检查信号线连接是否正常;
(2) 检查新旧平台信号切换点器件是否正常;
(3) 恢复旧ASI平台RF信号输出, 检查新平台输出链路;
(4) 启动预定的应急沟通机制, 择机再次实施新旧平台割接。
2.新旧平台RF信号割接后, 测试及监控机顶盒弹出自动搜索提示。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人及EPG系统操作人员使用码率分析仪确定新平台EPG系统输出NIT表版本号是否与旧平台相同, 然后才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段。
2) 应急处理
(1) 恢复旧平台RF信号输出;
(2) 检查并修改新平台EPG系统输出NIT表版本号, 使之与旧平台NIT版本号保持一致;
(3) 启动沟通机制;
(4) 控制旧平台EPG系统输出NIT表版本号不变, 择机再次实施新旧平台割接。
3. 新旧平台RF信号割接后, 测试及监控点发现缺失部分频点或几个节目。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人确认测试机顶盒节目收视及节目搜索正常后, 才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段。
2) 应急处理
(1) 检查新平台QAM调制器RF输出连接线及配置;
(2) 检查DCM及IPQAM配置;
(3) 恢复旧平台RF信号输出;
(4) 启动沟通机制, 择机再次实施新旧平台割接。
4. 新旧平台RF信号割接后, 测试、监控点及用户反馈电视收看效果出现异常。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人确认测试机顶盒节目收视正常后, 才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段。
2) 应急处理
(1) 检查新平台QAM调制器RF输出连接线及设备配置;
(2) 改用备份链路输出;
(3) 检查卫星信号源输出;
(4) 恢复旧平台RF信号输出;
(5) 启动沟通机制;
(6) 检查并更换问题设备, 重新进行割接流程;
(7) 择机再次实施新旧平台割接。
5. 新平台设备突然出现故障无法使用。
1) 预防措施
新平台构建时核心设备采用1:1热备, 一般设备和系统N+1备份方式, 一旦核心设备出现故障, 系统自动切换到备份设备或链路上, 保障平台正常输出。所有设备及系统提供商应安排技术人员参与割接过程, 并需承诺在最短时间内故障处理。
2) 应急处理
(1) EPG系统故障, 立即手动切换旧平台EPG系统;
(2) NVOD、数据广播系统故障, 可以由佳创公司提供一台备份服务器, 临时顶替输出;
6. 技术操作人员对新平台设备使用不熟悉, 部分功能不能自行实施。
在新平台建设及试运行期间, 技术操作人员应全程参与, 实际进行所有功能操作, 设备及系统提供商在“技术人员培训”阶段提供全面详细的技术方案文档、设备/系统操作说明书, 并提供有效的、及时的技术支持服务。
6结束语
IP数字电视前端以结构精简的核心网络将不同形式的入网信号统一转换为IP数据格式后进行加扰及再复用等处理, 最后整合调制输出到有线数字电视网络, 其拥有非常多的优点和特性, 特别是对数字电视多业务的拓展方面具有不可比拟的优势, 将使有线运营商不再仅对数字电视进行运营, 而能成为一个真正的多业务的运营商, 例如成为IPTV节目提供商或运营商, CTTB运营商, 或者CMMB运营商等。
参考文献
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