无线通信平台（共12篇）
无线通信平台 篇1
一、引言
在实际应用中, 经常需要在多个移动平台间构建无线通信链路, 完成平台间数据的有效传输, 但在设备选型或设计规划中常常受岸上无线通信设备使用经验影响, 实际设计规划或选择出来的设备, 换个环境就“水土不服”, 问题频发, 却又常常让人手足无措。针对这一系列现象, 根据实际工作经验, 给出使用规划设计、设备选型等方面的建议。
二、原因分析及选型、设计中的对应措施
为什么陆上使用正常的设备, 到了海上就“晕船”, 无法完成既定的通信任务, 分析原因不外乎电磁频谱不兼容、超出作用距离、遮挡和硬件故障等几个方面。
2.1电磁频谱不兼容
海上移动平台上无线设备使用常常存在安装空间受限, 用频设备多, 导致电磁环境复杂, 相互间干扰问题时有发生。故电磁兼容性设计、验证尤为重要, 否则容易造成过多投入后, 无法使用, 造成资源浪费。各平台间安装无线用频设备不同, 随着移动平台移动, 平台间的电磁环境相互影响, 会愈来愈复杂, 底噪升高, 造成无线通信设备接收信号信噪比降低, 当达不到链路储备时, 通信链路受到影响, 会改变调制方式, 降低速率, 甚至中断。为了避免这一问题的发生, 首先, 要严格电磁频谱管理, 设备用频应进行频谱审批, 并接受相关频谱管理部门的管理监督, 规范频谱使用秩序;其次, 在设备建设规划初期, 要进行电磁兼容性设计和测试, 这一工作需要在拟安装改型设备的所有平台进行, 确保所有设备开机工作时, 无相互干扰;第三, 在设备选型上, 要根据使用带宽需求, 尽可能选择宽带智能天线或MIMO天线系统, 同时, 要求设备具备电磁频谱感知或测试功能, 如果设备自身没有这样的功能, 在设计上就要考虑增加频谱分析仪, 并适时监测频率使用情况, 这样就能够及时了解拟用电磁频段的用频情况, 为是否更改频段, 规避干扰提供参考依据。
2.2超出通信距离或遮挡
海上移动平台一般天线安装高度有限, 受视距的影响, 往往难以实现远距离通信。尤其是平台间相互移动, 链路环境不稳定, 常常造成通信不稳定, 甚至中断。
海上平台大小不同, 受海浪影响也不尽相同, 平台摇摆幅度过大, 往往容易造成天线波束无法相互覆盖, 造成通信单向, 时通时断, 甚至中断。另外, 受天线安装位置限制, 随着平台航向变化, 原来通视的位置可能变得有了遮挡, 这往往也是影响海上移动通信的重要因素。
针对这一问题, 首先, 需选择具备相应增益的天线。由Bullintog近似计算公式Pr=Pt (h1h2/d2) 2grgt可知, 天线高度和天线增益对信号传播的影响很大[1]。
第二, 应根据带宽、作用距离等需求的实际情况, 进行链路计算, 计算天线高度需求, 有条件的情况下, 尽可能提高天线架高, 确保即使平台航向变化也不会因遮挡等原因影响天线波束, 做到设备功率范围内通视。一般根据以下公式确定天线的架设高度:
r (km) =4.12 (sqr (h1) +sqr (h2) ) (考虑大气折射效应后) [2]
式中r (单位为km) 为传输距离, h1、h2 (单位为m) 分别为两端天线的架设高度。
第三, 尽可能选择高增益和宽波束的智能天线, 天线赋形后增益提高以增加链路储备, 且保证平台摇摆波束有效覆盖, 有条件的情况下, 对于点对点通信可以考虑为定向天线增加伺服系统, 确保天线指向稳定, 以保证较高的增益, 稳定链路储备, 提高通信可靠性。
第四, 设备技术指标允许的情况下, 设计中应考虑在原有基础上增加或采用更高指标的低噪声放大器, 提高设备的电平储备。
2.3硬件故障
海上移动平台无线通信设备受安装条件的影响, 尤其是设备天馈系统中为了避雷、滤除干扰而串接了避雷器、滤波器等多接头的无线通信系统, 往往容易出现受海风、盐雾等影响出现接头松动、被腐蚀等情况的发生, 在完全中断前, 随着平台移动往往出现通信时通时断的情况, 造成通信链路不稳定。针对这一问题, 应定期对连接缆线进行检查、检测, 对松动的接头及时进行紧固, 对被腐蚀的接头及时更换, 定期对缆线进行更换, 确保室外天馈系统指标正常, 这一工作也可以定期使用天馈线测试仪进行天馈系统指标检测, 检测天馈系统驻波比等参数并进行比对, 及时掌握设备天馈系统变化情况, 以便及时采取更细致的检查或处理措施。另外为了实时监测设备的工作状态, 建议设备在设计论证时应要求网管软件具有设备状态实时记录、输出功能, 或通过在本平台安装频谱分析仪的手段, 定期采集设备工作状态参数, 建立设备工作状态数据库, 及时比对参数变化, 以便于做出装备性能是否下降或受影响的正确分析, 及时进行处理。
三、使用过程中的故障处理步骤
设备在海上移动平台安装使用过程中, 尤其是临时安装设备使用中, 应时刻关注本端设备工作状态变化, 同时关注本平台上其他用频系统工作情况, 一旦工作状态有变化应及时通报远端通信设备保障人员, 以便于做到出现问题早发现早解决。一般易出现以下几个方面的问题, 此时, 应结合具体情况进行分析解决。
3.1通信突然中断
按以下顺序进行检查, (1) 看:查看设备工作情况, 一看设备供电是否正常;二看设备互联缆线连接是否正常;三看设备工作状态指示是否正常;四看设备网管技术指标是否正常。并结合观察到的实际情况进行技术分析, 乃至用天馈线测试仪对天馈系统进行检查并做相应的技术处理, 流程详见图1所示。 (2) 问:一问航向情况和远端平台的相对位置、航向, 了解是否是由遮挡造成的通信中断, 弄清是本平台遮挡还是远端平台遮挡;二问远端平台工作情况, 了解是否是远端平台供电、缆线或者状态指示的其他故障造成的通信中断;三问本平台是否有大功率用频设备开机工作, 如果没有则及时了解其他平台相关用频设备工作情况。 (3) 查:用频谱仪检查或设备内置频谱监测功能查看所用频段是否有底噪异常升高, 导致设备接收电平异常升高, 信噪比下降等情况, 该步结合技术指标检查完成。如果是频率干扰, 通过步骤 (2) 及时排查干扰源, 请示进行进一步处理。 (4) 换:在查明确实是频率受到干扰造成通信中断, 通过频谱分析是否有可用频段, 有的情况下, 及时通报相关平台设备更换频率参数, 重新建立通信链路。
3.2信噪比和接收电平有规律的变化且幅度较大
出现这种情况一般是天线故障或整个通信系统 (设备-馈线-滤波器-馈线-天线) 接头处有松动或馈线有破损, 导致信噪比和接收电平随移动平台晃动而变化较大, 此时需检查各接头是否连接正常, 用天馈线测试仪检查整个天馈系统的故障位置, 更换故障部件。
3.3信噪比和接收电平无规律的变化
确认整个天馈系统无故障后, 这种情况很有可能是有电磁干扰, 用频谱仪或天馈线测试仪的频谱监测功能, 通过频谱分析是否有可用频段, 在确认有可用频段的情况下, 应及时通报相关平台设备更换频率参数, 重新建立通信链路。使用频谱仪或天馈线测试仪的频谱监测功能时, 最好把设备关机, 这样能更清晰、迅速地查找到可用频段。
四、结论
本文针对海上移动平台间无线通信设备在使用过程中经常出现“水土不服”的实际情况, 对其出现的原因进行了分析, 并给出使用规划设计、设备选型等方面的建议, 最后结合笔者经验, 总结了易出现的故障及相应的处理措施, 对提高海上移动平台间无线通信的稳定性提供了帮助。
摘要：在实际应用中, 经常需要在多个海上移动平台之间构建无线通信链路, 完成平台间数据的有效传输。本文从海上移动平台间无线通信设备的安装使用环境等方面入手, 分析了通信中易出现的问题, 针对问题给出了设备选型或设计规划、使用等方面的建议, 并简单总结了故障处理方法。
关键词：海上移动平台,无线通信,MIMO,频谱分析
参考文献
[1]董保明, 贾振强.无线电台天线驻波比浅析[J].中国无线电, 2007 (6) :43-44
[2]翁木云, 张其星, 等.频谱管理与检测[M].北京:电子工业出版社, 2009:45
无线通信平台 篇2
作为信息技术公司中的一名技术骨干，我有幸参加了该系统的分析与设计工作，承担了相当多的Java应用开发任务。此系统中的软件部分大多由Java来实现，在全系统中我们是这样来用Java构架系统的：
(1)本系统可分为4层，分别是Browser、表示层、中间件层和数据层。
(2)表示层用Java中的JavaScript来实现页面输出。
(3)中间件层用Java来实现CORBA，即实现Component(构件)，主要实现业务逻辑的封装与复用。
(4)数据层主要是数据库和存储过程的实现。
我们在应用Java技术时，所采用的技术和策略可大致上归纳为以下5个方面：
(1)使JavaScript尽量简单，因为JavaScript在我们系统中是放在服务器端执行的，该语言是通过一个解释器解释执行的，相对速度很慢，我们采用了两台HP前置机来运行JavaScript，但是其运行速度还是不理想，所以我们在设计中把JavaScript仅用来显示从中间件层所得到的数据，生成动态页面。在最初的设计中表示层(JavaScript)曾承担了一些业务逻辑处理操作，导致效率不理想，因此，我们不得不尽量地减少JavaScript的程序量。
(2)用Java实现CORBA时，应尽量考虑共享和复用。在本系统中，最初的设计是让Java在实现Component时，只是执行一些数据库表的操作，导致表示层的负载较大。后来，我们重新设计时，总结归纳了所有的UseCase，找出了其中可供共享和复用的接口，把相同的业务逻辑操作封装到一个接口中去。因为Java的执行效率比JavaScript要高，因此提高了系统效率。
(3)在别的项目中，我们曾大量地使用过Java中的JSP技术和Servlet技术，一般人可能不能区分这两种Java技术的区别。为了得到系统的一些执行速率的数据，我们采用了一个著名的`压力测试软件——LoadRunner来测试这两种技术的差别。测试表明：用JSP和Servlet完成同样的一个操作，并且保证是在相同的测试环境中(相同服务器、压力测试工作站与数据库环境)，得到的测试数据却有着很大差别，JSP完成一个操作的平均执行时间大致会是Servlet程序的两倍。在一个企业级应用项目中，这可能是一个很关键的瓶颈。因此，我们得出的结论是：在可能的条件下，尽量地多使用Servlet。当然，与Servlet相比，JSP编程快速，修改方便，在访问量不是很大的应用场合下也是可以接受的。
(4)使用Java作为整体解决方案时，应尽量使用相同版本的JDK。在用Java作为编程语言的项目中，几乎大多要遇到“汉字”问题，即Java在没有经过转换的情况下，在输出汉字时，很可能会出现乱码。采用不同版本的JDK，解决的方案是不一样的，比如V1.2.2版本的JDK和V1.3版本的JDK解决方法就会有一些不一样，把V1.2.2的Java程序放在V1.3的JDK中，就不能顺利输出汉字了。其根本原因在于Java使用了Unicode编码，和我们中国的国标编码不一样。所以在这个意义上一些人竭力鼓吹的“一次编写，到处运行”似乎不一定能在所有的场合都行得通。
(5)使用Java时，应尽量遵从软件规范。在Java中有一个JVM的概念，即在Java虚拟机中使用了一个垃圾收集器，专门用来回收内存。但是该垃圾收集器在给编程人员带来方便的同时，也隐埋下了隐患。在程序设计中，并不能强制执行垃圾收集器，所以，开发人员不能确定某对象是否已释放，常常让编程人员养成依赖自动收集的坏习惯，因此我们要求：在Try，Catch之后必须明确要求回收内存(当然，也只能是通知垃圾收集器来回收垃圾)，这样可以有效地提高系统稳定性。
以上这些实用性的技术与策略，是我们在实践中的一些实际体会，仅供各位开发人员根据实际情况参考。
当然，在使用Java作为解决方案时，也会遇到很多让我们头疼的问题，这些问题导致同时执行的并发性比较差，系统速度慢等等。归纳起来看，我们曾遇到过的主要具体的问题有：
(1)用Java来实现CORBA中的Component，有时效率会比较低。
(2)用Java来建立数据库连接往往会比较慢。
(3)用JSP编程时容易导致系统信息的扩散。比如，如果有黑客攻击一台运行JSP程序的服务器，他可以故意地输入一些非法字符或异常信息给JSP程序，于是程序执行将出现异常。这时，就会在页面上打印出相应的错误信息。很不幸的是，这些信息极有可能暴露出这台服务器的JDK的版本号与路径信息等内容。这往往容易让黑客们有机可乘，有可能去抓住系统的漏洞。
在发现了这些问题后，我们经过仔细研究，找出了一些解决办法。比如：
(1)既然用Java实现Component比较慢，我们就尽量减少Component所执行的业务逻辑量。争取把能够放在存储过程中实现的操作，尽可能在存储过程中加以实现。众所周知，数据库的存储过程操作，比起在Java程序中执行数据库操作要快得多。
(2)既然用Java建立数据库连接比较慢，我们就可以把数据库连接封装成连接池(ConnectPool)，从而能非常有效地提高系统效率。我们也曾经用“LoadRunner”作过压力测试，使用连接池比不使用连接池的速度要快上3～5倍。
(3)为了对付JSP程序与Servlet程序会打印出异常系统信息的问题。我们曾查阅了很多JSP或Servlet的资料，最终是毫无头绪。但是我们可以换另一种思路，即是不从程序下手，而从WebServer着手，我们可以把Apache配置成为使这类异常信息不再打印出来，而是使之仅出现一个通用的异常说明的页面，这样，就能十分有效地解决这个问题。
在我们使用Java作为编程语言的这么多项目中，绝大多数是比较成功的。Java语言作为一种快捷、稳定的计算机语言，开发基于因特网应用的项目大多是相当稳定和比较适用的。
在我个人看来，Java的应用前景十分光明，大体上可以着眼于以下方面：
(1)在因特网上将会有更加广泛的应用。
(2)在嵌入式设备中，Java也大有用武之地。比如，在最新推出的Java技术中，Java已经进入了手机领域。
(3)Java程序大多以线程运行，占用资源少，会逐步代替ASP与CGI程序。根据第三方测试表明：JSP程序比ASP程序要快2倍以上。用JSP代替ASP应是大势所趋。
(4)Java在无线互联网中的应用将会更加广泛。Java支持WAP，可以方便地用Java开发WAP程序，实现WAP应用。
(5)Java与XML的无缝连接使Java在数据传输和异构网络通信方面有着很大的优势。
就我个人而言，我将会在相当长一段时期内致力于Java在无线互联中的应用，为我国的移动通信事业开发出更多的优秀实用的项目。
服务器还是网络通信硬件平台? 篇3
自主研发是产品核心竞争力的基础，网络领域也不例外。对于网络设备的硬件部分来说，自主研发意味着差异化、定制化和成本的可控性。这既可以与业务高度匹配，又能取得技术、规格与价格上的优势，是每个厂商都梦寐以求的局面。
但真要做到全部自主研发，却也未必就是好的选择，甚至不太可能。自主研发需要投入大量人力物力，且有着相对较长的时间周期，这是大量初创企业乃至市场规模较小的安全厂商很难接受的。如果自主研发的硬件平台存在瑕疵，其代价将更为惨重，厂商损失的不再只是前期投入，而是转瞬即逝的市场机会。所以，通常只有通信行业的巨头才会去押宝硬件平台的自主研发，更多地体现技术上的壁垒，且在预研阶段不会拘泥于某种特定的方案。
此外，x86平台一些不可磨灭的消费类特性，也是阻碍网络设备制造商实现自主研发的关键因素。虽然嵌入式范畴内的x86平台也拥有了较长的生命周期，CPU、桥片、网络控制器的种类却偏多，更新换代的速度又比较快，且不同时代、不同桥片对应的CPU针脚都不是100%兼容。相信没有一个网络设备制造商可以跟得上这种更新速度，我们在长期的测试工作中，也确实没有见到过哪款通信或安全产品是采用自主研发的x86平台。大家共同的选择，还是由工控机衍生而来的x86网络通信硬件平台。
服务器：
近水楼台先得月
既然x86平台以通用性为主打，那么注定其在市场等非技术层面更具竞争力。以服务器为例，采用x86体系架构的产品在价格、性能和易获取性方面都有着明显优势，占据了绝对主流的市场地位。近几年来，x86架构服务器在网络处理能力和I/O特性方面有着显著提升，标配4个千兆网口的产品也屡见不鲜。更有甚者，一贯拥有良好前瞻性的英特尔将于今年发布标配2个万兆网口的新服务器平台，会将网络应用效能提升到一个新的高度。
基于以上多种原因，越来越多具有一定研发能力的用户开始采用唾手可得的x86服务器来打造适合自身应用的网络设备。尤其在电信、金融、教育等行业，用户业务本身存在比较强的定制化需求，性能要求又相对较高，故此类情况时有发生。在我们的调研中，就出现了一些具有代表性的案例。上海交通大学网络信息中心的姜开达老师曾坦言，两年前该校在对校园网出口入侵检测系统的选型中，就遇到了市售产品难以满足需求的窘况。在充分分析了业务需求的前提下，姜老师选择了带领团队自行研发的方式，以多组x86服务器分布式处理的方式实现了对万兆链路的实时监测。这一举动，不仅构建了一个开放的、可以承载多业务的科研平台，更将科研成果转化为实际的安全服务，为校园网的稳定运行提供了保障。
许多数据都表明，面向网络应用的x86硬件平台的市场需求处于不断扩大的阶段，而服务器因其易获取性成为了用户的首选。网络产品本身也有着互联网化的倾向，以软件授权、服务为代表的商业模式剥离了传统软硬件一体化的产品形态，开始赋予用户自行选择硬件平台的权利。来自学术界的激进看法甚至认为，未来无论互联网还是数据中心，都将只由交换机和服务器两种硬件产品构成。
工控机的反击
x86服务器在网络领域的无心插柳，也刺激了传统的网络通信硬件平台提供商。他们开始推出有针对性的产品及商业模式，直接面向最终用户。我们在调研中发现，原本对新硬件方案不甚敏感的他们也逐步加速产品研发流程，主动接纳较新的x86平台，积极拓展产品线。对于用户在存储子系统方面比较普遍的应用需求，许多网络通信硬件平台提供商也开始在产品中增加硬盘位及相应的RAID特性。某些厂商还针对x86平台在硬件狗等方面的先天不足，以板载CPLD芯片等方式实现了强大的监控与联动能力。用户及设备制造商可以通过软件接口读取、调用这些功能，甚至基于CPLD自行开发其他监控手段，增强x86平台的可靠性。
无线通信平台 篇4
国家在公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划当中已经明确提出:注重新技术在行业应用的研究, 同时紧密跟踪现代新兴信息技术发展的趋势[1]。所以, 无论是内陆码头, 还是进出口码头, 都对港口码头信息数字化业务的建设提出越来越高的要求, 同时建立数字信息化港口已成为业务发展的一大趋势。
根据港口码头业务位置灵活多变、业务需求增加、频发各类突发性事件以及不便铺设有线网络的现状, 提出一种无线通信网络通信解决方案。
1 水运码头通信需求
1.1 码头通信建设难题
码头的信息化建设所面临的棘手问题是码头建设布局非常复杂, 作业区范围内禁止架空明线, 而近海作业区因为受海潮的影响也不适合大面积铺设光缆, 因此搭建有线的通信网络不是最佳的选择。针对码头作业机械和其他车辆的转运, 更需要能够支持移动作业的业务支撑通信网络。利用无线网络技术来设计一种通信信息化平台, 是非常实用而有效的。
1.2 码头有线组网的劣势
1.2.1 有线网络存在的劣势。码头区域有着复杂的地理环境和特殊的作业功能, 造成码头作业区域无法铺设和利用有线网络, 由此导致了传统有线通信网络利用的不便性, 也制约了通信业务的发展。
1.2.2 特定场景无法网络布线。针对港口码头和物流中心等特定场景, 码头水面区域无法进行有线网络的搭建。堆场和货场作为物流集散中心, 会随时进行装卸, 由此会产生堆放高度、体积、占地面积的动态变化, 因此增加了网络布线难度系数, 同时也成为阻碍和影响正常作业效率的一大因素。
1.3 码头无线通信网络的特性
1.3.1 无线通信的强适应性。为满足各类业务需求, 码头中会存在繁多的临时办公点, 大多办公点的特点是一次性使用, 因此有线通信接入的方式具有自身的弊端。在此情况下采用无线通信网络通信系统进行接入, 非常适合临时办公点的应用场合, 同时无线通信网络具有的非视距、大容量、灵活方便快捷等特点, 更能提供多种业务。
1.3.2 无线接入的灵活性。在港口码头和物流堆场的工作环境中, 装卸船和作业车辆的位置变动异常频繁。特别是在实际作业过程的特定环境下, 无法铺设有线通信网络, 需要通过无线通信的接入方式来灵活解决。而此时, 无线通信网络通信系统恰恰能很好的满足此需求, 并且具有高度移动性、抗电磁干扰性、网络架设安全与维护便捷等诸多特点。
1.3.3 无线通信强保障性。各类港口码头和物流中心占地面积广泛, 参与作业人员众多, 一旦发生不可抗力或意外事故出现有线中断的通信故障, 将造成巨大的经济损失和不必要的人员伤亡。因此, 独立的无线通信网络系统可提供实时的通讯保障能力。
1.3.4 外围设备互联便捷性。现有的码头通信方案, 包括无线接入设备、网络接口、互联互通的设计, 其通信的传输方案都是采用传统异步传输模式技术为基础的。通信网络设备与系统内部其他网元联接时采用以太接口和光纤接口的联接方式, 这种方式为设备通信提供了更方便通用的传输协议机制, 同时提供更宽的带宽, 便于码头现有网络的过渡, 同时也保证了设备间的互联互通。港口无线通信网络业务采用先进的设计平台, 设备内部通信通过高速背板总线的方式来实现。
2 水运码头通信网络方案研究
水运无线通信网络通信系统主要由以下部分组成:
2.1 基站系统, 由基站系统设备来实现地面上无线网络覆盖, 搭建终端与网络的无线通道。
2.2 核心网系统包括核心交换机、基站控制器、调度台。核心交换机主要是用来完成系统核心交换和调度功能的设备。基站控制器可以实现系统的接入控制、拥塞控制、安全保密以及移动性相关的寻呼信令控制功能, 以及无线资源配置、动态信道分配、功率控制等无线资源管理功能, 调度台是调度员进行业务操作和管理的平台。
2.3 终端设备, 包括用户终端设备和移动手持终端。港口码头无线通信网络系统, 采用多种关键算法技术, 由此来保证通信网络系统的通信能力。功率控制采用外环功率控制技术核心算法, 在跟随信道变化及控制的精确性方面具有优良的性能, 能够有效地提高通信质量。智能天线可提高上行接收灵敏度, 增加下行覆盖范围, 使用户在网络覆盖、容量和质量三方面获得最优效果。切换方面可根据无线网络信号和终端的移动特性, 在接力切换和硬切换间采用灵活的策略, 最大限度地改善通话质量, 降低掉话率。信道分配采用动态信道分配技术, 根据业务的服务质量的要求和负载状况, 负载控制有效地平衡移动网络小区之间的负载, 同时对业务接入起到很好的控制作用。同时, 为了抑制相邻小区的同频干扰, 采用频率优化的动态信道分配方法, 使得分布在干扰带内不同小区的用户, 尽量使用不同的频点和时隙, 在保证用户通信需求的前提下, 提高无线信道带宽的利用率。分组调度调整非实时业务的下行链路或上行链路所使用的资源, 灵活地分配带宽, 保证用户的通信需求。
网络安全性方面, 无线通信网络系统针对终端用户可利用IMEI, IMSI及SIM卡进行认证。要根据实际需求来确定采用单一的认证方式还是多种组合方式。其中用户所属的SIM卡存储信息需要与系统数据库中保存的信息一致, 终端才能被接入网络并正常运行。
无线通信网络系统采用的是我国自主的通信标准, 其核心技术完全为国内所掌握, 可避免非我国标准所设置和安全相关的各种问题, 同时为国家安全保驾护航。
3 结论
通过分析当前港口码头业务和组网的需求, 以无线通信网络技术为基础, 针对码头行业的通信问题和需求提出了基于无线通信网络系统方案。此方案可有效解决当前码头的通信安全性、实时性和有效性。结果表明:无线通信网络解决方案具有极强的可行性, 能有效解决当前港口码头的通信问题, 并能更好地满足港口数字化业务建设需求。
参考文献
[1]交通运输部.公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划[R].北京:交通运输部, 2012.
[2]李世鹤.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M].北京:人民邮电出版社, 2003.
无线通信平台 篇5
深海通信浮标蜂窝集装式传输平台技术
为了对深海进行立体、连续和长期观测,设计一种新型的深海监测平台,即深海通讯浮标蜂窝集装式传输平台,介绍平台工作过程及结构、功能,以及各组成系统的作用,期望投入使用,用以实现深海至水面、水面至卫星的监测信号传递.
作 者：谷军 GU Jun 作者单位：中国船舶重工集团公司第七一○研究所,湖北,宜昌,443003 刊 名：船海工程 PKU英文刊名：SHIP & OCEAN ENGINEERING 年，卷(期)： 37(3) 分类号：P752 关键词：监测平台 通讯浮标 集装式 海洋监测无线通信平台 篇6
届时将展出20多个移动通信产品，从中可以看到，设计师们能够通过使用莱迪思mobileFPGA器件迅速为他们的产品添加差异化功能。莱迪思还将演示包括摄像机与LVDS显示的桥接，使用低成本的mobileFPGA器件支持1366 x 768像素和525 Mb/s的传输速率。“在过去的两年，莱迪思已经证明了mobileFPGA器件的必要性及其适用性，”莱迪思半导体公司市场部总监Gordon Hands说道，“全球移动大会提供了一个很好的机会，使我们能够结合设计工具来进一步演示如何实现快速、低成本的创新。”
结合小尺寸（小至2.5 x 2.5mm）、低功耗（低至18uW的待机功耗）和大批量售价（起价每片低于1.00美金），莱迪思可编程器件使客户能够很容易地设计具有差异化功能的产品，同时大大缩短移动设备的产品上市时间，满足需要长时间电池寿命和便携性的要求。莱迪思mobileFPGA器件的产品应用包括：智能手机、平板电脑、电子阅读器、数码相机和个人导航设备。在系统可编程功能使这些产品的制造商能够在无需对电路板进行重大更改的情况下修改设计。
构建报业融合通信平台 篇7
传媒竞争在某种意义上意味着比时效, 看谁的速度更快, 通讯的重要性显得十分重要。每年“两会”期间, 前方记者需要不断与后方指挥部进行方案沟通、信息交换, 以便前方能即时收到后方指令, 后方总部也能即时收到前方反馈的最新情况, 运筹帷幄于千里之外。
同时, 随着南方报业的不断发展, 分支机构已由广东省各地级市逐步发展到全国, 现已形成以广州为总部, 北京、上海、深圳等为重要办事机构, 广东省各地级市为分支机构的地理布局, 大的办事机构人员超过500人。各外地办事机构需要频繁的与总部进行通讯沟通, 相互间联系的方式主要有即时通讯工具、电话、视频会议、短信、飞信、电子邮件等等。
种类繁多的沟通工具和手段在为记者编辑带来一定的沟通便利的同时, 也增加了使用沟通工具所需要的培训和学习成本, 有时甚至会影响到沟通效果。不止一次, 我们收到业务部门的反馈意见, 询问能否将平时常用的QQ、RTX、OCS等即时通讯工具以及电话、短信、视频会议集成到业务系统平台中, 以方便工作。
问题和挑战
1、沟通手段尽管多种多样但却互不相通
上面提到的各种通讯工具彼此是独立的, 虽然通讯系统发展了这么多年, 但各种技术都是独立发展, 相互之间没有重合之处, 从而造成了许多毫无联系的沟通孤岛。这此孤岛给使用者和管理员都造成了冗余和低效。对于管理员来说, 独立的技术平台、独立的身份验证、独立的管理以及独立的存储, 带来管理上的壁垒, 从而造成了管理压力和负担, 对于用户而言, 虽然企业内部有电子邮件、即时消息、电话、会议等多种沟通手段, 但其系统相互剥离, 很难提供一种灵活的、平滑的过渡, 各种沟通方式之间也缺乏有机的联系与互通。为了访问不同的通信服务, 还需要被迫记住多个用户名和密码。这些问题都导致工作效率的下降, 管理成本的提高并且增加了管理的复杂性。
根据最近的一项调查表明, 1/4的人员在一年有三个工作日通过电话联系不上别人。当打电话给某人的时候, 不一定这个时间对于他们来说是合适的。产生困难的主要原因是沟通方式与我们所在的位置、我们的设备和联系方式过于密切相关了。固定电话工作号码与桌面上的电话绑在一起, 移动电话号码与随身携带的手机紧密相连。除此之外还有电子邮件和即时沟通等多个身份, 为了参加一个视频会议, 还必须拥有另外一个号码以及必须输入的代码。这太复杂了, 必然造成用户体验差和沟通效率低的问题。
2、缺乏语音和数据集成的通信方式, 不能充分利用信息系统中的数据, 不容易形成全面的、综合的信息沟通
高成本的通信系统并没有带来相应的效益, 由于独立使用各套系统, 沟通信息分散在各套系统中, 信息不能有效交换或信息不一致, 缺乏信息沟通的上下文, 同样用户无法在采编等业务系统中直接使用通讯能力, 电话是电话、电脑是电脑, 并不能根据邮件或者在应用里面就可以访问各种资源, 激活多种通讯手段。各种通讯方式之间没有统一的用户管理, 并通过统一的用户ID访问各种资源。
3、工作平台与现有的沟通方式难以融合, 报业整体效率难以提高
在报业IT环境中, 采编系统可以说是普及程度和应用频率最高的系统了, 大部分人员都已习惯了这种协作方式。但是, 随着日常业务的深化以及业务信息的快速变化, 需要更为及时、便捷的人员沟通方式, 需要将日常的工作和人员沟通融合在一起, 为报业提供一个综合性的采编与沟通平台。
面对上述问题和挑战, 有没有一种方式能解决这些问题呢?答案是有的, 这就是融合通信。它能够充分发挥电信网和互联网融合的优势, 以电话、视频通信、即时通信和协同办公等核心业务能力, 通过多样化的终端, 将语音、传真、电子邮件、移动短消息、多媒体和数据等所有信息类型合为一体, 为使用者提供一种更好的通信方式。融合通信平台能够提高报业协作能力和生产率, 为员工提供一种更个性化、更及时的通信方法, 有效加强信息沟通, 其核心内容就是将现在各种沟通方式进行融合, 让人们可以做到随时随地办公。在新的工作环境下, 融合通信平台使得报社员工更为简单方便地利用各种沟通手段, 让各种沟通手段“以人为中心”, 而不是以一个个冷冰冰的设备为中心。
对报社来说, 即时消息、语音、音视频通信和即时文件传输的效率非常高。即时沟通作为当前和将来相当长一段时间的主流办公工具, 它是一种比邮件更快捷、更具亲和力和交互性的沟通方式, 相比手机, 具有可记录性、费用低、数据形式的多样性等特点。可以提供对文本、语音、图画、视频的良好支持。特别是能与电子邮件、手机 (电话) 以及其他业务应用系统结合, 融合通信平台就是以即时通讯工具为中心, 集成多种先进的信息沟通方式, 将报业各类沟通手段作为平台提供给各类应用程序, 使得报业可以轻松地打造具备方便沟通能力的现代办公的新平台。
融合通信平台总体架构和部署拓扑
平台总体架构、系统部署拓扑如图所示。
平台建设原则
1、协议开放性
为保证系统的开放性, 融合通信平台必须建立在相关标准协议的基础之上。系统需要提供对如SIP协议、XML, SOAP等工业标准的支持。同时也要制定并遵守必需的应用接口规范以利于各个业务系统与平台的协作。基于工业标准的系统, 反映了未来的发展趋势, 同时也使得系统更容易与其他系统相整合。
2、安全性
必须通过相关安全设置, 确保整个系统的安全性要求。作为报业员工日常办公所必不可少的沟通和协作工具, 实时沟通系统必须要确保不被非授权用户侵入。用户在系统上传递的信息不丢失, 传输时数据不会被非法获取、篡改;系统能够确认发送和接收者的身份, 信息传输能够被保存以便有需要时对其进行审计。
融合通信平台的使用, 不应该对企业IT系统的整体安全性造成负面影响。系统必须提供很好的病毒控制和垃圾信息防范机制。
3、易用性
系统的操作应尽量简单, 对操作提示、错误报告、监控信息反馈等要全面、详细, 真正做到易学、易用、易培训, 降低系统推广使用的成本。
4、易扩展
通信平台无论是在功能上, 还是在通信协议规范上都应当易于扩展, 以便适应今后各种通信业务的发展。一套好的融合通信平台, 应该不仅局限于内网使用, 还应该允许用户从外网安全的使用。同时, 它应该是一个可扩展, 可开发的平台, 能够与其他通讯系统互联。报业能够通过在此平台上开发出更多的应用, 来最大化系统的价值。
平台必须适应报业发展的需要, 随着使用人员的增加而能方便地进行系统扩展。适应报业应用的可伸缩性和可扩展性。
融合通信平台的主要功能特点
1、在线状态感知
如果没有准确的用户在线状态信息, 用户的很多沟通请求很可能是无效的。例如, 在不知道对方状态的情况下, 大量电话得到的是忙音或无人接听的状态, 这大大降低了整体工作效率, 而且也会影响员工利用沟通工具的积极性。通过融合通信平台的即时消息系统, 可以向其他同事显示自己的状态, 如离开、空闲、忙碌、请勿打扰等, 其他同事由此可知他是否在座位上, 是否合适与他进行即时沟通, 由此能够避免浪费时间和打扰对方工作。
2、与企业通讯录集成
方便与企业的通讯录集成, 充分利用企业通讯录中的用户信息。从联系人的查找、加载到实现直接点击的即时通信的呼叫等。融合通信平台能保证与企业通讯录信息的实时的更新, 实现在企业内不同应用之间的统一信息管理的理念。
3、发送即时消息
对于紧急事务的处理, 通过电子邮件往往效率不高, 几个邮件来回往往会花上几个工作日的时间。而通过即时消息系统, 员工可以利用它接触线上的同事, 迅速讨论与工作有关的事项, 不需要打电话和写电子邮件, 从而节省了沟通所需要的时间和不必要的通讯费。融合通信平台与手机短信平台相集成, 增加计算机与手机短信之间的信息交互、短信群发等功能, 实现计算机和国内三大运营商手机短信之间的双向消息通信。当用户不在线时, 系统能够自动以短信的方式将信息发送到对方手机, 该联系人收到短信后可以直接回复到系统, 实现即时消息的统一管理。
4、网络会议
融合通信平台提供了一种统一会议体验, 转变了用户合作、协作和通信的方式。新功能、统一的客户端和简化的操作有助于使用者无需大量培训就能提高效率。
用户可以实时协作、共享信息和协调他们的工作。音频、视频以及文档、桌面和应用程序的共享都整合到了易于使用的融合通信平台客户端中, 可以按需访问。例如, 无需切换应用程序, 用户可以使用音频以及甚至视频将简单的IM讨论升级为多方应用程序共享会议。所有参与方都可以看到和编辑演示文稿、文档和其他内容, 无需交换电子邮件。
音频会议是许多企业的一种基本需求, 融合通信平台整合了只有在统一通信平台上才具备的强大会议计划、加入和管理功能, 使用者可以通过电脑、手机等平台上的客户端参与到会议中。融合通信平台通过语音网关与传统的PSTN电话系统无缝衔接, 使用者还可以通过电话拨号加入会议, 与其他方式加入会议的人员共同讨论。
随着报业办事机构越来越分散和移动化, 视频会议正变得越来越重要, 它提供了支持有效建立团队的更加个性化的体验。复杂的接口、高成本和有限的功能阻碍了许多员工对视频会议的采用。融合通信平台简化了用户体验, 将视频整合到统一客户端中, 可以无缝和轻松地计划视频会议。融合通信平台不仅支持客户端之间的实时视频会议, 还支持与来自第三方硬件视频供应商 (比如TANDBERG和Polycom) 的端点之间的视频会议。这种互操作性使得我们能够利用现有的视频会议硬件投资, 同时通过极少的增量投资和用户培训将视频会议功能扩展到其他用户。
5、完整的企业级语音功能
融合通信平台通过与PBX系统 (电话交换系统) 集成, 使得通过电脑客户端的呼叫, 能够自动的同时呼叫到指定的电话号码上, 这可以让用户能够随时在最方便的设备上应答呼叫, 包括在他们家里和使用手机。
6、与业务系统集成
综合通信语音平台设计 篇8
1平台功能
纵观国内各种语音通信平台, 基本上都是基于单一制式环境下的语音通信, 而该系统平台除了具备基本的语音通信功能外, 还有如下特有功能:
1.1呼叫流程定制。系统提供对有线和无线两种呼叫接入方式的支持, 同时提供多种不同类型的呼叫排队及分配算法;系统提供图形化的呼叫流程定制功能, 可以方便地定制有线、无线呼叫处理流程。
1.2多制式通信系统的接入和互通。系统能够支持IP专网、公众电话网的接入, 同时提供与350M集群、800M数字集群、350M无线常规通信系统的接口。此外, 还可以提供一些特殊通信体制系统的接口, 如军用短波电台;能够支持800M数字集群、350M模拟集群、350M常规通信系统之间的互联互通, 以及上述系统与IP专网、公众电话网之间的互通。
1.3指挥调度。在各种不同制式的通信系统互联互通的基础上, 支持不同网络的通信终端之间的直接呼叫功能, 为统一的调度指挥提供支撑平台。
2系统体系结构
综合通信平台系统是一个以PBX为核心, 基于网络的分布式应用系统, 如图1所示。
从物理上连接上说, 系统中所有的音频连接均通过PBX来汇接实现, 系统中所有硬件设备均接入本地网络, 并通过网络通信实现数据交换和控制管理。
作为无线接入终端存在的800M数字电台、350M模拟电台、短波电台以及手机接口设备提供DB9 (RS422和RS232) 的串口控制, 因此整个系统使用串口联网服务器Nport设备, 实现串口通信到网络通信之间的转换。最终, Nport设备将各种无线终端设备接入了系统网络。
3系统硬件说明
综合通信平台可以支持有线和无线两种类型的呼叫, 此两类呼叫分别通过两种途径呼入系统, 有线呼叫通过H20-20程控交换机呼入系统, 无线呼叫则通过无线接入设备进入系统。
3.1 H20-20交换平台。H20-20程控交换机是整个平台系统功能实现的核心, 其不仅提供了有线呼入的途径和呼叫控制的有效手段, 同时也是实现有线、无线互联互通的基础。
3.2无线接入控制设备。无线设备包括800M数字接入设备和350M模拟接入设备, 每种设备提供一组接口, 包含, 一个RJ45接口, 用于音频输入、输出。一个DB9 (RS422) 接口, 用于呼叫控制, 通过Nport设备转换成网络接口。接入其他定制设备, 也需要提供这样的接口。
4系统软件设计
整个软件系统由多个功能模块构成, 各个模块之间相互独立, 分别执行特定的任务。根据系统内部功能侧重的不同, 整个软件系统主要可分为下面几个模块:
4.1 CTI服务模块.CTI服务模块负责实现所有语音资源的接续、挂断等控制, 以及相关资源状态信息的监控。该模块基本上对应HIL链路的管理, 负责处理同交换机通信的一切具体工作, 并同时建立同服务调度模块的连接, 交互相关消息。它完成以下主要功能:
4.1.1同时提供对Opea LAN HIL的支持及链路冗余, 建立并管理与交换机的TCP/IP会话。4.1.2将相关信息由内部信息格式封装为Open LAN HIL格式的数据报, 并发送到H20-20交换机。4.1.3从H20-20交换机接收数据信息, 并将其由Open LAN HIL协议格式解析为内部信息格式。
4.2呼叫调度管理服务模块。呼叫调度管理服务 (CDMS) 模块是整个系统的核心模块, 负责所有系统功能的逻辑实现。主要完成以下功能:
4.2.1建立同CTI服务模块的通信, 提供数字录音、IVR等系统的接口, 处理各类相关消息。4.2.2建立同无线接入服务模块的通信, 处理无线数字设备、无线模拟设备、手机接口设备以及短波电台等设备的相关消息。4.2.3建立同系统监控软件的通信、同呼叫记录代理服务的通信, 处理相关消息。4.2.4建立同座席客户端软件 (A-gent OCX) 的通信, 处理相关消息。
4.3无线接入服务模块。无线接入服务 (TCU) 模块主要由800M数字接入服务、350M模拟接入服务、手机接口服务以及VOX设备状态服务等几类子模块构成, 分别负责同相关设备进行消息交互和消息处理。其主要完成以下功能:建立同CDMS服务模块之间的通信, 处理相关消息;建立同800M数字、350M模拟接入设备、手机接口、VOX设备之间的通信, 控制相关设备。
5系统稳定性设计
5.1错误处理。考虑到系统稳定性和可靠性方面的要求, 系统中对于各软件模块运行中出现的错误和失败处理都要遵循以下的规定:
5.1.1能够产生错误和失败的每个动作 (函数调用) 都要被检查。5.1.2如果动作失败, 这次失败应该由其上层的调用者进行处理, 而异常则交由C++默认的结构化异常处理程序来向上抛出。
5.2自检机制。基于系统数据一致性方面的考虑, 系统的各个关键模块中建立数据自检机制, 以保证系统内部各个模块之间, 以及系统内部和外部之间数据信息的一致性, 从而加强系统的稳定性和可靠性。自检机制的建立主要遵循以下规定:
5.2.1建立独立的工作线程检查数据的一致性, 数据一致性的自检需要定时、循环进行。5.2.2数据自检的核心基准信息必须唯一, 并且可以方便地从系统或者模块外部获取。5.2.3以外部数据状态为主自动进行更新, 以保持内、外部数据状态的统一。
5.3工作线程监控和管理。系统在实际运行过程中包括多个甚至大量的工作线程来分别处理不同的任务, 处于系统稳定和可靠性方面的考虑, 系统需要建立管理线程或者采用其他的手段来对各个工作线程进行监控和管理。在系统各个模块设计时可以考虑采用以下方式来加强对工作线程的控制。
6系统冗余设计
系统的冗余将由各个关键软件模块的冗余来实现或者使用系统冷备冗余实现, 这样不仅降低了系统的冗余难度, 而且同样可以提高系统的安全可靠性。
一般情况下, 网络中LAN故障发生的几率远高于主机系统, 因此为了增强系统运行的可靠性, 在CTI模块设计时支持对HILLink冗余是提高系统的安全性首选。
6.1 Open LAN HIL冗余。CTI子系统为双网卡配置, 分别同两个LAN区段相连。CTI模块被配置通过一个LAN区段的INServer同交换机建立链路。一旦CTI模块检测到当前链路失败, 就自动切换启用另一个网络区段同交换机重新建立会话。
6.2系统冷备冗余。系统可以提供整个平台的冷备冗余功能, 当前的平台由于某个功能模块出现故障而不能够正常工作时, 备份系统将接管整个系统的呼叫处理工作。由于系统平台的冗余采用冷备方式, 因此在主、备系统切换时会产生呼叫损失。
7结论
综合通信语音平台采用了开放性模块化的设计思想, 在核心语音交换设备的基础上, 能够外接多种制式的通信设备终端, 并且能够把所接入的设备无缝的融合在一起, 为社会应急处置提供方便快捷的语音指挥调度。
该系统的推出, 填补了国内多制式综合通信的空白, 带动了国内其通信他厂商在该领域的发展, 并且在国内政府、公安应急指挥等方面得到了充分的应用, 进而发展到了海外市场, 目前厄瓜多尔已经在整个国家的每个大中城市均建设了综合通信平台, 能够更方便的调度各应急处置单位, 极大的提高了城市的应急处置能力。
参考文献
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无线通信平台 篇9
其11月在北京发布的高品质企业会议服务新品——“263企业会议”就是重要步骤之一。在多年专注企业网络沟通领域的基础上, 263试图为企业提供全方面解决企业语音通信与网络会议融合融通的会议服务产品。
下一步, 263考虑的还有移动端, 以及云服务。
下一步加强管理功能
目前企业通信市场前景越来越获看好, 而同时竞争者众多, 参与其中, 263企业会议也希望做出自己的特色。
“我们最主要的优势还是话音稳定。”263网络通信语音事业部副总经理杜波向记者表示。话音稳定, 作为企业通信最基础的功能, 看似不是什么了不起的作为, 却不是所有网络会议服务提供商都能扎扎实实做好的部分。
“我们现在的融合平台里, 话音永远走运营商的网络, 不走互联网平台。”杜波表示。
目前不少网络会议服务提供商的话音基于互联网通道, 以“话音低价”或“免费”吸引企业使用, 但这样带来的往往是互联网数据包延迟所致的沟通不畅, 这是商务会议不可接受的。
在资料分享方面, 263会议平台则是基于互联网分发。企业用户可以通过使用263网络会议白板共享、PPT及文档共享、桌面共享、进行数据或视频会议, 并通过会中答疑、投票等功能丰富的会议形式, 提高与会人的参与度, 结合企业业务模式进行企业营销、内外部培训、产品发布会等。
杜波表示, 下一步, 263方面想对会议控制和管理进行更多提升。
“比如会议室怎么管, 企业的员工有什么权限, 共享和专享怎么做;又比如企业如果有一些特殊的会议, 如超大方数的会议, 应该如何更好地实现;同时还需要对服务计费进一步细化等。需要做的工作还是挺多的。”杜波介绍。
263目前想在移动端上做的事正是这一想法的延伸。263想将会议管理模块做一个客户端置入手机中, 这样用户通过手机也可以开会。目前这一客户端已经可以实现话音分发, 可以对通讯录进行管理, 并可以进行少量的数据分享。下一步可能根据企业会议发展的市场需要, 再适时加强数据分享功能。
“云通信”为最终目标
“263这两年的业绩增长率大概是35%～40%, 预计2012年应该不会低于这一速度。未来三年, 则可能增长得更快一点儿, 因为目前国内的客户使用习惯在逐渐建立, 其实很多增长不是客户数的增长, 而是客户对我们业务使用量的增长。”对于近几年的市场发展, 杜波表现得很乐观。
这样看来, 无论从市场大盘子, 或是从263自身的产品服务状况而言, 发展前景都是较宽广的。不过, 263仍然坚持一个原则, 就是只做自己最擅长的企业通信、信息沟通部分, 统一通信也需要考虑企业的其他需求, 比如需要与OA、ERP等结合, 而这一块263将提供渠道和接口, 让最擅长的合作伙伴去做。
关于未来, 263有着自己的“云通信”平台构想, 希望通过逐步完善的企业邮箱、即时通信、企业语音业务、企业会议等产品和服务, 最终能将企业客户通信需求统一到263的“云通信”平台上, 让企业用户们在任意时间、任意地点、任意设备、任意网络和任意应用的条件下, 实现自由的沟通及协作。
在杜波看来, 这并不是“妄想”, 他认为“云通信比云计算容易多了, 因为通信就是云”。事实上, 目前263的通信产品已经具有云特质, 比如此次推出的企业会议就无须用户任何硬件投入和先期投资, 资源由263的IDC调用, 用户可以随时随地发起会议。
无线通信平台 篇10
现有家庭无线网络中, 通过先进的无线网络技术将电脑、家电、安全、照明、娱乐、医疗监护系统互连, 实现数据共享和管理, 并以广域互联网为接口与外界交互信息的一种新兴的无线网络系统。用户对家庭网络产品的安放位置在一定程度上也影响家庭网络的拓扑和连通性。因此, 根据家庭网络具有时变和随机的网络拓扑的特点, 该系统的无线网络层依照国际性的ZigBee标准进行制订, 完全满足智能家庭网络拓扑随时发生变化、自行组织和自动重建的要求。自组织和重建的过程既可由家庭网关实现, 也可以由网络中的网络节点完成。网络节点是指镶嵌在各种家电、灯具、安防监控单元、居室环境监控单元以及通用遥控器中的ZigBee无线网络模块, 是家庭无线网络中最基本和最重要的单元。无线模块式是真正的TX/RX接收发射机, 具备同无线网关实时交互数据的功能, 可以与无线网关进行网络无缝连接通讯。
2、ZigBee技术特点
ZigBee技术将主要嵌入在消费性电子设备、家庭和建筑物自动化设备、工业控制装置、电脑外设、医用传感器、玩具和游戏机等设备中, 支持小范围的基于无线通信的控制和自动化等领域中。通常符合下列条件之一的应用, 均可考虑采用ZigBee技术:装置成本很低、传输的数据量很小;装置体积很小, 不便放置较大的充电电池或者电源模块;没有充足的电源支持, 只能使用一次性电池;频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者很困难;要求数据传输的可靠性、安全性高;需要较大范围的通信覆盖, 网络中的装置非常多, 但仅仅用于监测或控制;使用GPS效果差, 或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。
ZigBee技术弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺, 其成功的关键在于丰富而便捷的应用, 而不是技术本身。随着正式版本协议的公布, 更多的注意力和研发力量将转到应用的设计和实现、互联互通测试和市场推广等方面。有理由相信在不远的将来, 将有越来越多的内置式ZigBee功能的家电设备进入家庭生活, 必将极大地改善我们的生活方式和体验。
3、智能无线传感器网络系统
3.1 无线网络平台
我们研究的智能无线网络系统每个家庭安装一个网关和若干个ZigBee技术的无线节点, 在网关和每个子节点上都连接一个无线网络收发模块, 通过这些无线网络收发模块, 数据在网关和子节点之间进行传送, 如图1示。
本系统的家电无线网络控制平台中, 采用ARM构架的32位嵌入式处理器S3C4510B和uClinux操作系统设计的家庭网关, 并通过其扩展的控制模块MSP430与收发数据模块CC2420实现对家电的控制, 而家庭网关也通过其无线模块与网络中各子节点实现通讯。
3.2 无线网关的硬件实现
本系统设计的家庭网关的系统结构如图2所示, 它以SAMSUNG公司的32位RISC处理器S3C4510B嵌入式微处理为核心, 通过外扩存储器 (Flash/SDRAM) 、无线通信模块、液晶显示器 (LCD) 、小键盘、网络接口Ethernet模块、电话语音控制模块、红外收发模块等来构建硬件平台, 并可实现以下多种控制方式:
在本地用键盘及显示器进行控制:设有16按键和一块128X32点阵的液晶显示器, 便于用户在本地进行状态的设置和查询, 如数据查询、电器控制等。
红外遥控:通过具有自学习功能的红外遥控模块, 来实现室内家电的红外遥控, 并达到对这些红外遥控家电的远程控制。
无线遥控:以MSP430为控制模块, 实现对家电的控制。其中CC2420为本系统中用来作为家电控制的无线收发模块, 用MSP430与CC2420通过SPI方式相互通讯, MSP430采用主模式, CC2420采用从模式。
远程的电话语音控制:是一种基于公共电话交换网 (PSTN) 的电话远程控制。语音控制模块, 包括双音频接收与发送、振铃检测、模拟摘机、信号音测试等电路, 用于电话的指令控制, 如远程控制家电、电话报警等。
基于Internet的远程控制:采用浏览器端/服务器端结构 (B S结构) , 用户可直接用Windows自带的IE浏览器作为客户端程序, 因此达到随时随地可以远程控制的目的。
3.3 家电控制节点的设计
家电控制节点是由多类传感器组合实现, 该节点主要由电源模块、计算模块、存储单元、通信模块和数据采样单元组成。为了开发出具有低成本低功耗的ZigBee网络节点, 本系统中采用了TI公司的16位微控制器MSP430。传感器节点的通信模块的功能是由CC2420射频收发器来实现。CC2420具有集成的压控振荡器, 只需要天线、16MHz晶体等非常少的外围电路就能在24GHz频段上工作。CC2420只提供一个SPI接口与微处理器MSP430连接, 通过这个接口完成设置和收发数据两方面的工作。简单的外围电路和处理器接口, 使得CC2420可以运用在非常廉价的设备上。MSP430与CC2420通过SPI方式相互通讯, MSP430采用主模式, CC2420采用从模式。
3.3.1 控制模块MSP430
TI公司的16位微控制器MSP430, 从功能模块角度划分ZigBee硬件平台可以分为几个部分:MSP430模块, RS232模块, Flash外部存储模块, 传感器模块, CC2420无线收发模块, 键盘LED模块。MSP430是系统的控制核心, MSP430F149有60KB+256B F1ash, 2KB RAM, 各个地址段的使用情况如下。
3.3.2 收发数据模块CC2420
CC2420是Chipcon公司推出的一款符合IEEE 802.15.4规范的2.4GHz射频芯片, 已经被用来开发工业无线传感器等的ZigBee设备和产品。CC2420具有集成的压控振荡器, 只需要天线、16MHz晶体等非常少的外围电路就能在2.4GHz频段上工作。IEEE802.15.4规范中规定使用DSSS调制方式, CC2420先将要传输的数据流进行变换, 每个字节被分组为两个符号, 每个符号包括4个比特LSB优先传输。每个被分组的符号用32码片的伪随机序列表示, 共有16个不同的32码片伪随机序列。经过DSSS扩频变换后, 码片速率达到2Mchip/s, 此码片序列再经过0-QPSK调制, 每个码片被调制为半个周期的正弦波。码片流通过I/O通道交替传输, 两通道延时为半个码片周期。
CC2420为IEEE802.15.4的数据帧格式提供硬件支持。其MAC层的帧格式为:头帧+数据帧+校验帧;PHY层的帧格式为:同步帧+PHY头帧+MAC帧, 帧头序列的长度可以通过寄存器的设置来改变。可以采用16位CRC校验来提高数据传输的可靠性。发送或接收的数据帧被送入RAM中的128字节的缓存区进行相应的帧打包和拆包操作。
3.4 无线网关与控制接点的通信实现
无线传感器的节点单元中, 微控制器MSP430是通过SPI总线和一些离散控制信号与CC2420数据收发器相连。控制器 (MSP430) 充当SPI主器件, CC2420收发器充当从器件。控制器MSP430应用IEEE802.15.4MAC层和ZigBee协议层, 它还包含了特定应用的逻辑, 它使用CC2420总线和RF收发器交互。MSP430和CC2420之间数据传输方式如图3所示。
对于采用无线遥控的家电, 家庭网关能将接受的控制命令转为控制信号发射出去达到控制子节点的目的。而对于真正的智能家电控制系统, 我们实验中搭建了一个智能家电仿真模拟平台, 主要模拟了智能微波炉, 也就是用一台PC机安装上CC2420模块, 并用一个界面仿真微波炉的所有功能 (比如启动、定时、火力设定、菜谱等) , 当本机通过MSP430无线收发模块连接上以S3C4510B为核心的目标板后, 就可以接受来自电话或Internet上任何计算机通过敲入目标板的IP浏览到的IE控制界面而发送过来的控制命令, 达到了远程控制的目的。其家电控制节点模块主函数的实现, 主函数源代码由以下几部分构成, 主函数完成功能和程序流程如图4所示。
4、结束语
基于Zigbee技术的无线传感器网络节点体积小, 能耗低, 可以应用于数字家庭、矿场、大楼等场所, 解决了很多场合布线不便的问题, 也使早期无线传感器网络中最大的问题--功耗问题得到解决。节点的扩展也非常的容易, 同时, 传感器网络节点具有一定的数据处理能力和通信能力, 可以将大量的监测数据通过无线方式发送到基站, 具有传统家庭环境监测系统所不可比拟的优势, 非常适用于家庭内部监测应用。因此Zigbee技术应用必将有很广阔的前景。
摘要：本文利用ZigBee具有的功率小、成本低、扩展容易和安装方便等优点, 提出了一种利用ZigBee技术, 构架一个较大范围的无线传感器网络方案, 用于监测家庭内的各种信息, 采集家电的信息, 进行数据分析, 以完成对家电进行实时监控的要求。重点介绍了基于S3C4510B芯片的无线网关的设计, 以及无线传感器节点控制模块MSP430和通讯模块CC2420的开发。
关键词：ZigBee,温室,无线传感器网络,无线网关,S3C4510B,MSP430,CC2420
参考文献
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无线通信平台 篇11
PC World China（2004-10-11）
大唐电信最近推出“面向通信的综合信息处理SoC平台”（简称COMIP）。该产品的研发是大唐微电子技术有限公司承担的“十五”八六三计划超大规模集成电路设计专项重点课题，它是一种基于多项专利技术的多处理机协同运算、可再编程、可再配置的新型SoC设计平台。COMIP采用0.18(m CMOS工艺实现，内含高性能32位嵌入式CPU，一个或多个DSP，可编程总线和丰富的接口，在主频100MHz的情况下能够提供500MIPS的运算能力。卓越的低功耗特性，使得COMIP不仅可以应用于通信整机，也可以应用于通信终端。
大唐微电子技术有限公司
www.dmt.com.cn
－杜飞龙
高级应用层防火墙解决方案--ISA Server 2004简体中文版正式发布
PC World China（2004-10-11）
2004年9月17日，在微软技术大会——Tech•Ed 2004上，微软正式发布了ISA Server 2004简体中文版。ISA Server 2004简体中文版是高级应用程序层防火墙解决方案，是微软在用户反馈及现有问题分析的基础上，整合众多先进技术开发而成，具有针对应用层防护、图形化的安全配置、整合Web缓存技术等三大特点，能够实现深度防护、简单易用和高速网络访问，从而保护企业的网络资源。
微软公司，
www.microsoft.com/china
－王炳晨
性能、表现全升级--OSIsoft RtBaseline
PC World China（2004-10-11）
国际实时性能管理软件开发商OSIsoft日前宣布对其RtPM平台的核心部分RtBaseline在性能和功能上进行全面升级。新版RtBaseline将获得10倍以上的性能提升，其中每一个RtBaseline PI服务器可以支持一百多万个数据点、五百多个并发连接用户以及80000个/s的事务处理吞吐率。新版RtBaseline将支持包括DCS（分散型控制系统）、SCADA（监视控制和数据采集系统）、关系数据库以及主要企业的业务应用的385个标准接口，以满足更为丰富的应用环境需求。
OSIsoft公司，
www.osisoft.com.cn
－王炳晨
极软公司推出反垃圾邮件软件--垃圾杀手3.0
PC World China（2004-10-11）
2004年9月2日，专业反垃圾邮件厂商上海极软软件技术有限公司在2004互联网大会上，率先推出了国内首款专业的反垃圾邮件软件——垃圾杀手3.0。垃圾杀手3.0包含两个版本，分别适用于个人用户和企业用户，该软件可以与Outlook和Outlook Express等无缝集成，借助“八层过滤”专利算法，在确保误杀率小于0.1%的情况下实现90％以上的杀除率。垃圾杀手3.0适用于各种邮件客户，包括了最常用的Outlook、Outlook Express和Foxmail等软件的各个版本。
参考价格 128元
极软公司，
www.polesoft.com/china
无线通信平台 篇12
1 无线电通信平台的总体设计
本文研究的无线电通信平台采用的是ALTERA公司的Cyclone II系列的FPGA芯片。该型号芯片有50528个逻辑单元 (Les) 、129个M4K存储器、内嵌86个18*18的乘法器、4个PLL、总管脚数为484个, 其中用户可用的管脚数是294个, 核心电压为1.2V[1]。
FPGA主要完成调制解调的工作, 负责将DSP组好的数据帧进行调制后发送给AD9857进行上变频, 然后中频发送给射频模块, 在接收端, FPGA负责将AD9857采样的数据进行下变频和解调工作, 然后将解调过的数据发送给DSP进行后续处理。其中, FPGA使用了DSP的两根中断信号, _INT0为DS P的接收中断, _INT1为DS P发送中断, 接收中断的优先级高于发送中断。AS由FP GA器件引导配置操作过程, 它控制着外部存储器和初始化过程, EPCS系列。如EPCS1, EPCS4配置器件专供AS模式。使用Altera串行配置器件来完成。配置数据通过DATA引脚送入FPGA。配置数据被同步在DCLK输入上, 1个时钟周期传送1位数据。
此外, PS则由外部计算机或控制器控制配置过程。通过加强型配置器件 (EPC16, EPC8, EPC4) 等配置器件来完成, 在PS配置期间, 配置数据从外部储存部件, 通过D A T A引脚送入F P G A。配置数据在D C L K上升沿锁存, 1个时钟周期传送1位数据。
2 基于FPGA的无线电通信平台的详细设计
无线电通信平台的软件分为两大部分, 一部分是ARM主控程序, 主要是负责无线电通信和与水声信号处理单元之间的通信;另一部分是FPGA, 主要作用是作为ARM与外设之间通信的一个接口, 另外也负责数据的接收和系统的同步[2]。
2.1 FP GA接收数据中断的程序设计
FPGA接收数据的中断程序较为简单, 当DSP将数据重新组帧后, 发送信道请求, 如果请求批准, DSP就要将数据发送给FPG A进行调制后发送。其中在发送过程中, 可能会由于信道条件的变化取消这次发送, 这里设置了一个全局变量send_enable, 如果send_enable=1, 代表现在允许发送, 如果se nd_enable=0, 代表不允许发送, 这个值会随着认知板返回不同的值而改变, 在DSP给F PGA发送数据时, 都要检查这个变量, 如果在发送中间send_enable变为了0, 就要立即取消这次发送。
当DSP需要发送数据时, 只需要对F P G A_S T A R T进行一次写操作, F P G A就会打开接收数据中断, 这个中断为一个16K的时钟信号, 每个时钟的下降沿发送一个数据, DSP的数据发送到FPGA_DATA端口, FPGA就会收到这个数据, 当数据发送完后, DSP对FPGA_END端口进行一次写操作, 就可以停止掉FPGA的中断时钟。
在发送过程中, 如果授权用户突然出现, 检测到这个情况后, 会取消掉这次发送, 通过Mc BSP2口发送过来控制指令, 这个指令会使得send_enable=0, 当DSP检测到后, 会取消掉这次发送, 这个控制是通过给FPGA_CANCEL端口赋值操作来实现的。
2.2 FP GA发送数据中断的程序设计
当FPGA从AD9235接收到数据, 并完成了解调工作后, FPGA就需要将数据发送给DSP, 这是可能有三种数据, 对于不同的数据DSP需要完成不同的操作, 当为正常的业务数据时, DSP需要将这个数据发送给串口显示界面, 当为帧协商数据时, DSP需要将数据发送给认知板, 当为应答信号时, DSP需要将数据发送给串口显示界面, 指示这次发送是否成功。
如果接收到的帧标志为0xd3, 则代表此帧数据为数据帧, 如果为0xdd, 代表为应答帧, 如果为0xd6, 则代表为频谱协商帧。
2.3 FPGA的接口设计
该部分主要包括FPGA的供电、时钟输入以及配置。时钟输入由一片40.000MHz的晶振提供。
配置, 又称为加载或下载, 是对FPGA的内容进行编程的一个过程1101。每次上电后需要进行配置 (Configuration) 是基于SRAM工艺FPGA的一个特点, 也可以说是一个缺点。在FPGA内部, 有许多可编程的多路器、逻辑、互连线结点和RAM初始化内容等, 都需要配置数据来控制。FPGA中的配置RAM (Configu-ration RAM) 就起到这样一个作用, 它存放了配置数据的内容。FPGA的配置方式有三种:FPGA主动方式 (AS) 、FPGA被动方式 (PS) 、JTAG方式。本文设计了PS (被动串行) 方式的接口[3]。其中, 用的存储器芯片是Altera公司的EPCZ。
3 结语
用户的无线电通信需求是不断增加的, 只有设计有效合理的基于FPGA无线电装置, 才可以在一定程度上避免干扰其他无线装置, 同时能够用足够高的功率发送自己的信号, 以克服环境干扰, 并进行创造性的合作。总之, 随着在无线网络中运行的高级通信装置逐步取代传统手机, 无线电通信技术必将促成类似的变革, 它对我们的整个生活将产生非常重要的影响。
参考文献
[1]周红兵, 龚江涛.基于FPGA的软件无线电信道处理研究[J].四川理工学院学报 (自然科学版) , 2008 (5) :21～23.
[2]任天同, 屈晓声, 夏宇闻.基于FPGA的软件无线电平台设计[J].电子测量技术, 2008 (2) :89～92.