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数据通信论文精选(九篇)

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数据通信论文

第1篇:数据通信论文范文

关键词:DSP/BIOS管道流I/O主机

引言

对于数字信号处理应用来说,数据的通信很关键。在TI公司的DSP/BIOS环境下有3种通信方式,即基于管道(PIP,pipe)的通信、基于流(SIO,streamI/O)通道的通信以及基于主机(HST,host)通道的通信。每一种通信方式都是通过调度其相应的内核对象来完成的。DSP/BIOS提供了管理每一种通信方式的模块及相应地API调用,通过这些模块及调用,可以完成DSP环境下的输入/输出(I/O)。本文在对各种通信方式进行简要介绍的基础上,对各种通信方式进行比较,并给出利用PIP对象进行数据通信的1个例子。

1通信方式简介

(1)主机通信

主机通信方式下,由HST对象完成主机与目标机之间的通信。HST对象静态配置为输入/输出,每一个HST对象内部是用数据管道对象来实现的。

开发DSP应用时,可以应用HST对象来模仿数据流和测试程序算法对数据的处理。在程序开发的早期,特别是在测试信号处理算法时,程序使用输入通道对象访问来自主机文件中的数据,以及使用输出通道对象把算法处理过的结果反馈回主机一侧,以供查验或比较。在程序开发的后期,当算法开发完毕时,可以把HST对象改回到PIP对象,通过利用PIP对象完成外设真实数据与目标应用程序之间的通信。

(2)管道通信

管道(PIP)对象用于管理块I/O(也称为基于流的I/O或者异步I/O)。每一个PIP对象维护着一个分为固定数量和固定大小的缓冲区(称为帧)。所有的I/O操作在每一刻只处理1帧。尽管每一帧长度是固定的,但是应用程序可以在每一帧中放置可变数量的数据(但不能超过最大值)。管道有两端,一端为写线程,一端为读线程。写线程一端用于向管道中添加数据,读线程一端用于从管道中读取数据。管道能够用于在程序内的任意2个线程之间传递数据。经常地,管道的一端由ISR控制,另一端由软件中断函数控制。数据通知函数(也称为回调函数)用于同步数据的传输,包括通知读函数和通知写函数。当读或写1帧数据时,这些函数被触发,以通知程序有空闲帧或者有数据可以利用。

(3)流通信

流是一个通道,通过它,数据在应用程序与I/O设备之间传输。流通道可以是只读的(用于输入)或者只写的(用于输出)。它对所有I/O设备提供了一个简单通用接口,允许应用程序完全不用考虑每个设备操作的细节。流I/O的一个重要方面是它的异步特性。当应用程序正在处理当前缓冲区时,一个新的输入缓冲区正在被添充和以前的缓冲区正在被输出。流交换的是指针而不是数据,这就大大减少了开销,使得程序更能满足实时约束的要求。流模块(SIO)通过驱动程序来与不同类型的设备打交道。驱动程序由DEV(Device)模块管理。

设备驱动程序是管理一类设备的软件模块。这些模块遵从通用接口(由DEV提供),因此,流函数能够发出普通请求。图1给出了流与设备之间的交互示意图。

(4)各种通信方式比较

DSP/BIOS支持两种不同的数据传输模型,一种是管道模型,由PIP与HST模块使用;另一种是流模型,由SIO与DEV模块使用。2个模型都要求1个管道或者流具有1个读线程和1个写线程。2个模型都通过拷贝指针而不是数据来完成数据的拷贝。一般来说,管道模型支持低级通信,而流模型支持高级的、与设备无关的I/O。具体情况如表1所列。

表1DSP/BIOS环境下通信方式的比较

管道对象(PIP与HST)流对象(SIO与DEV)程序员必须创建自己的驱动程序提供了一种创建设备驱动程序的更加结构化方法读/写线程可以是任意线程类型或者主机PC一端必须由使用SIO调用的任务(TSK)来处理,另一端必须由使用Dxx调用的HWI处理PIP函数是非阻塞的,程序在管道写或读之间必须进行检查,以确保缓冲区可利用SIO_put、SIO_get和SIO_reclaim是阻塞函数(SIO)_issue是非阻塞函数)使用更少的内存,一般较快更加灵活,使用简单每个管道拥有自己的缓冲区缓冲区能够从一个流传输到另一个流而不用拷贝管道必须使用配置工具静态地配置流可以在运行时刻创建或者使用配置工具静态地配置对推栈设备(stackingdevic)没有内建地支持提供对堆栈设备(stackingdevic)的支持使用HST(内部PIP实现)使得主机与目标机的通信容易起来DSP/BIO提供了大量的设备驱动程序

2基于管道通信的一个例子

在基于以上分析的基础上,给出利用管道进行通信的1个例子。该例是音频处理的一个例子。数据从数据源输入到编码器以后经量化通过串行口输入到目标机,目标机处理完毕后再经串行口发送到编码器,由编码器经扬声器输出。图2给出数据的流程图。

(1)管道设计

该例中,设计了DSS_rxPipe和DSS_txPipe两个管道,其中DSS_rxPipe用于数据的接收,DSS_txPipe用于数据的发送。

(2)线程设计

由于每个管道分别对应1个读写线程,因此,发送管道与接收管道总共需要4个读写线程。本例中为了简化设计,只设计了2个线程。其中,音频处理函数(设计为软件中断SWI)既作为接收管道的读线程又作为发送管道的写线程;串行口接收中断处理服务例程ISR既作为接收管道的写线程又作为发送管道的读线程。

每次中断发生时,串行口中断服务例程(ISR)把数据接收寄存器(DRR)中的数据字(32位)拷贝到数据接收管道的一空闲帧中。当1帧被填满时,ISR把该满帧写到数据接收管道中(通过调用PIP_put),供该管道的读线程(即

音频处理函数)读取。音频处理函数执行时,它读取接收管道中的一满帧,处理完毕后再把它写到发送管道的一空闲帧中,供该管道的读线程(即ISR)发送。每次ISR触发时,它从发送管道中读取一满帧(若有的话),并每次32位字地发向串行口发送寄存器(DXR)直到1帧中的所有数据发送完毕。然后,该空闲帧被回收到发送管道,供音频处理函数(即该管道的写线程使用)。需要注意的是,由于例子当中发送速率与接收速率一样,因此,中断处理函数不但负责数据的接收也负责数据的发送,并且每次中断执行时只发送1个32位字。

(3)需注意的问题

PIP_alloc和PIP_put由PIP对象的写线程调用,PIP_get和PIP_free由PIP对象的读线程调用,这种调用顺序是非常重要的。若打乱这种调用顺序,将会产生不可预测的后果。因此,每一次对PIP_alloc的调用都要跟着对PIP_put的调用才能继续调用PIP_alloc;对于PIP_get,情况也是如此。

另外,为了避免PIP调用过程中产生递归,作为通知读/写函数的一部分,应该避免调用PIPAPI函数。如果为了效率起见必须要这样做,那么对诸如此类的调用应该加以保护,以阻止同一管道对象的重入以及错误的PIPAPI调用顺序。例如,在发送管道的通知读函数以及接收管道的通知写函数的开始部分,我们添加了如下语句,以避免递归调用:

staticIntnested=0;

if(nested){/*防止由于调用PIP_get函数而产生的递归调用*/

return;

}

nested=1;

第2篇:数据通信论文范文

1.1过程数据链路层接口1)数据集上层协议通过LPI访问通信存储器中的过程数据,LPI提供链路层端口初始化,包括数据集的读写以及同步操作等功能的原语。LPI规定了数据集的访问。在一个设备内,数据集由其数据集标识符(DS_Name)来识别。DS_Name由4位的通信存储器标志(traffic_store_id)和12位的端口地址(port_address)组成。2)LPI原语及调用流程链路层上各个原语及其先后调用关系如图2所示。由图2可知,进行通信前,发送者侧和用户侧需要对链路层进行初始化(lp_init),然后调用原语ds_subscribe来预订一个用于同步的数据集。接着者调用原语lp_put_dataset将数据集写入相应的通信存储器中,在进行此操作时,需要解析DS_Name。当数据集通过了物理层发送完成后,用户通过调用原语lp_get_dataset将数据集从通信存储器中取出。这样就完成了数据集的发送和接收。最后双方共同调用原语ds_desubscribe,从预定表中移去用于同步的数据集。

1.2过程变量应用层接口1)过程变量标识符在一个设备内,过程变量由其所在的数据集(DS_Name)和其在数据集中的位偏移量(Var_Offset)来标识[6]。通过总线传送时,过程变量由逻辑地址和被传送的数据集的位偏移量来识别。2)AVI原语应用变量接口AVI定义了变量提供给总线的服务。应用变量接口原语只访问通信存储器的端口,并没有触发总线的通信。在应用变量接口中,过程变量是单个访问的,属于数据集的一部分。为了提高传输效率,属于同一个数据集的过程变量作为一个坚固的整体进行传送和存储。过程变量和其所在数据集的刷新定时器一起在一次不可分割的操作中获取[7]。应用变量接口AVI原语分为3类:单个变量访问,集合访问,群集访问。

2过程数据通信设计思路

2.1过程数据链路层的设计

2.1.1过程数据链路层数据结构设计在链路层传输的数据属于数据集的一部分,数据集由其DS_Name来标识。

2.1.2过程数据链路层接口函数设计此函数用于实现过程数据模块的初始化功能。首先,读取配置文件建立相应的端口属性表来建立初值。然后进行差错判断,分为通信存储器标识和端口地址的判断,如果超出了系统设定的最大值,那么初始化过程失败。只有在以上条件为真的情况下,才初始化强制变量表和数据集预定表。2)过程“lp_put_dataset”此函数用于数据集的发送,从应用拷贝一个数据集到通信存储器中的端口。首先,要对输入参数的合法性进行检查,主要是对通信存储器和端口地址进行检查,判断是否在系统设定的范围内。在完成参数检查后,开始进行数据的发送,将数据拷入相应的端口中,同时,前一次的数据集将被覆盖。3)过程“lp_get_dataset”此函数用于接收数据集,即从端口拷贝一个数据集和其刷新定时器到应用层。首先,要检查输入参数的合法性,分别是对通信存储器标识和端口地址的值的判断。然后,根据相应的端口属性表,将端口中的数据集和刷新定时器拷贝到应用提供的内存中。

2.2过程变量应用层的设计

2.2.1过程变量应用层数据结构设计1)单个变量数据结构设计对于单个变量,利用结构体PV_NAME来描述一个变量,如下:2)集合变量数据结构集合变量使用结构体PV_SET来标识同一个数据集的一组变量,包括每个变量拷入(或拷出)的内存地址以及整个数据集的刷新定时器。3)群集变量数据结构群集结构体PV_Cluster标识一组PV_Set,由通信存储器进行排序。

2.2.2过程数据应用层接口函数设计1)函数“ap_put_variable”此函数用于单个变量的发送,从应用内存地址空间拷贝一个单个过程变量及检查变量到通信存储器。首先,检查PV_NAME参数的合法性,从PV_NAME中获取数据集DS_NAME的信息,接着调用lp_get_dataset函数从相应的端口读取数据集,然后根据PV_NAME中var_type类型,分7种情况进行数组元素个数和数据派生类型的计算,根据计算结果将过程变量和检查变量拷贝到数据集中,变量上一次的值被覆盖。在上述过程完成后,调用lp_put_dataset函数将数据集拷贝到宿端口中。2)函数“ap_get_variable”此函数用于单个变量的接收,从通信存储器拷贝一个过程变量及检查变量和刷新定时器到应用内存的地址空间。首先,要对PV_NAME进行参数检查,然后根据PV_NAME获取的端口信息,调用lp_get_dataset函数从相应的端口获取数据集。接着就根据算法从数据集中获取过程变量和检查变量。3)函数“ap_put_set”此函数用于集合变量的发送,在一次不可分割的操作中,从应用内存地址空间拷贝集合变量到端口。首先,获取PV_LIST中DS_NAME信息,根据相应的ts_id和port_address调用lp_get_dataset函数获取数据集。接着,将变量写进数据集中,在进行此操作前,先对PV_LIST进行参数的检查。在检查完成后,调用lp_put_dataset函数将数据集拷贝至相应的端口。4)函数“ap_get_set”此函数用于集合变量的接收,在一次不可分割的操作中,从端口拷贝属于同一个集合中的过程变量到应用内存地址空间。首先,对PV_LIST进行参数的检查,检查通过后,根据PV_LIST中DS_NAME的信息,调用lp_get_dataset函数获取数据集,然后根据算法将数据集中的变量进行提取,实现群集变量接收的功能。5)函数“ap_put_cluster”此函数用于群集变量的发送,从应用拷贝一个变量群集到通信存储器中,属于同一个PV_SET的变量一起拷贝。其实现的过程和函数ap_put_set相同,只是在参数检查上改为对PV_SET的检查。6)函数“ap_get_cluster”此函数用于群集变量的接收,从通信存储器拷贝过程变量的一个群集到本地用户实体。其实现的过程和函数ap_get_set基本相同,不同点在于参数检查是对PV_SET的检查。

3过程数据实时协议通信测试验证

3.1测试验证平台由于变量服务对于MVB和WTB通信存储器的访问原理和实现过程相同,因此测试基于MVB设备间的过程数据通信来验证链路层和应用层接口功能[8]。本测试连接以D113为核心的MVB主设备、UIC网关A、B两组的MVB通信板以及MVB协议分析设备,组成拥有一主、三从的MVB通信网络,如图3所示,连接无误后各套设备上电准备,UIC网关的两组从设备分别与电脑主机通过以太网相连,MVB协议分析设备通过USB与电脑主机相连。

3.2过程数据链路层测试及验证首先启动D113MVB板卡的PC104核心模块进入winxp系统,启动UIC网关MVB板下位机VxWorks系统。然后启动上位机Tornado集成开发环境,运行FTP服务器程序Tftpd32,建立连接后,下载MVB实时协议栈代码。接着就开始进行端口配置,在测试中,配置0x001,0x002,0x005为源端口,接收来自D113MVB板卡发出的数据,3个端口功能码分别为0,1,4,接收字节数为2,4,32,配置0x008,0x009,0x00a为宿端口,向D113MVB板发送数据,功能码为2,接收的字节数为8,测试结果如图4,图5所示。链路层接口向上层应用提供数据集的读写操作,对于应用是不可见的,因此,为了测试的可视性,在上层应用中设计了两个函数ap_get_dataset和ap_put_dataset,这两个函数调用了链路层lp_put_dataset和lp_get_dataset这两个收发数据集的函数,测试时能实时反应出收发数据的情况。通过以上两个结果图可以看出,D113板卡和UIC网关的MVB板卡能准确地互相接收和发送数据,验证了过程数据链路层能正常的进行数据通信,功能得以实现。

3.3过程数据应用层测试及验证应用层的测试针对集合和群集变量的收发进行了试验。在进行集合变量测试时,配置主设备端口0x004为源端口,功能码为4,从设备配置相应的宿端口。群集变量测试配置0x003端口,数据0x10和0xAA在数组1中,0xA1A2在数组2中,两个数组整合成一个变量集合发送。测试结果如图6~8所示。根据图6~8,集合变量和群集变量能准确的收发和接收,验证了实时协议变量应用层接口能正常使用,功能得以验证。

4结束语

第3篇:数据通信论文范文

网络数据通信主要是通过在服务器和用户终端之间建立数据传输信道的方式实现的。因此,服务器、用户终端以及网络传输信道都会对数据通信的安全性产生影响。当前的网络数据通信安全主要是指确保用户的信息不被泄露、篡改或者删除,以保障个人隐私和企业等单位机密信息的安全性。

2当前网络数据通信中存在的主要安全隐患

2.1网络病毒

当前,Internet已经成为了各种计算机网络病毒的最大传播途径,一旦用户终端被网络病毒感染,就可能造成与其进行数据通信的其他用户终端被连带感染,特别是当前病毒的破坏形式多种多样,能在不被发现的情况下对传输数据进行复制、篡改和毁坏,也可以通过侵入终端内部对系统数据进行攻击,从而造成数据通信质量下降或中断。在政府机构或企业中,一些非法分子出于经济或政治目的,通过对政府机关网或企业局域网的服务器植入病毒,造成机密信息外泄,从而造成不可估量的损失,严重时还可能威胁到国家安全和社会稳定。

2.2黑客攻击

正常的网络通信是通过合法访问的形式实现的,而在现实中,一些网络黑客出于不同的目的,在未经允许的情况下就利用网络传输协议、服务器以及操作系统上的安全漏洞进行非法访问,使得系统内部的信息和数据被盗取或删改等,从而造成系统崩溃、重要信息丢失或泄露等严重事件。

2.3管理缺失

在实际工作中,很多用户在利用网络进行数据通信时没有充分重视安全方面的问题。一方面没有投入先进的网络硬件设备,或者投入时只重视服务器、交换机等硬件设备的性能而忽略了安全防护性;另一方面由于相关技术人员和管理人员缺乏,使得信息的使用和传输非常随意,再加上对传输和终端设备的入网安全性检测工作不严,容易被不法分子在设备内部设置后门,从而给数据通信安全造成威胁。

3网络数据通信中的安全防范技术措施

3.1对网络入侵进行检测

网络数据通信一般都是基于TCP/IP等网络通信协议的基础上完成的,在这个过程中可以加强对网络访问行为的监视和分析,判断其是否属于合法访问的范畴。一旦发现其存在违反安全策略的行为,就要立即对访问实施拦截,同时发出报警,提示相关工作人员进行进一步的处理。

3.2实施访问控制

首先,对不同的访问用户设置不同的安全权限。通过设置不同的安全权限可以有效防止未经授权的用户访问敏感信息,避免了机密信息数据的外泄。其次,局域网用户还应做好内部访问外网的控制,通过部署网络版防火墙等方式杜绝外部病毒和木马程序顺着访问路径入侵。最后,采用认证技术来限制用户访问网络。用户只有通过门户网站或客户端的形式完成认证步骤,才能实施对外部网络的访问。

3.3进行数据加密将信息数据在传输前进行加密,被接收之后通过解密机进行还原,从而有效提高数据在传输过程中的安全性。目前常用的数据加密技术有两种:

(1)端到端加密技术。在数据信息的发送端和接收端同时以加密的形式存在。

(2)链路加密技术。在数据信息的传输过程中以加密的形式存在。在实际应用中,这两种加密技术一般混合采用,以提高数据信息的安全性。

3.4提高网络数据通信硬件和软件的安全性

第4篇:数据通信论文范文

关键词:BACnet智能建筑楼宇自动化面向对象

随着计算机、通信、控制和图形显示技术即4C技术的快速发展和全球对信息高速公路的大力建设,智能建筑,这个数字化、网络化和信息化的结合产物开始进入人们的视野。然而,如今智能建筑内各种控制功能变得愈发强大而复杂,致使不同厂商生产的设备使用于同一建筑物内,但各个厂商基本上都是开发自己专有的通信协议,于是各式各样的通信协议和设备给智能建筑的系统集成及管理使用带来诸多不便,用户处于受制于厂商而使造价提高、使用和维护费用增加的境地。所以制定一个开放的、统一的通信协议标准,并形成即插即用(plugandplay)的环境,就成为十分迫切需要解决的问题。

目前,在智能建筑领域,现场总线和通信协议主要有:(1)最初应用于工业控制领域的总线协议,如具有代表性的Profibus总线、Lonworks总线、CAN总线等;(2)专门针对智能建筑的总线和通信协议,如美国的BACnet和CEBus、欧洲的EIB等。本文就其中的BACnet作详细介绍。

图1BACnet的体系结构层次图

1BACnet协议概述

楼宇自动控制网络数据通信协议BACnet(AData

CommunicationProtocolforBuildingAutomationandControlNetwork)由美国供热、制冷与空调工程师协会组织的标准项目委员会135P于1995年6月正式通过制定。标准编号为ANSI/ASHRAEStandardl35-1995,同年12月正式成为美国国家标准,并得到欧盟标准委员会的承认,成为欧盟标准草案。2000年1月ISO组织TC205委员会的15个国家(中国、法国、日本、英国、美国等)的代表一致通过决议,将BACnet作为“委员会草案”进行广泛评议,适当修改后列为“国际标准化草案”,最后成为国际标准。

一般楼宇自控设备从功能上讲分为两部分:一部分专门处理设备的控制功能;另一部分专门处理设备的数据通信功能。而BACnet就是要建立一种统一的数据通信标准,使得设备可以互操作。BACnet协议只是规定了设备之间通信的规则,并不涉及实现细节。

BACnet协议模型为:(1)所有的网络设备,除基于MS/TP协议的以外,都是完全对等的(peertopeer);(2)每个设备都是一个“对象”的实体,每个对象用其“属性”描述,并提供了在网络中识别和访问设备的方法;设备相互通信是通过读/写某些设备对象的属性,以及利用协议提供的“服务”完成;(3)设备的完善性(Sophistication),即其实现服务请求或理解对象类型种类的能力,由设备的“一致性类别”(ConformanceClass)所反映。

1.1BACnet的体系结构

BACnet是一种针对智能建筑的开放性的网络协议,遵循OSI模型体系结构,BACnet体系结构层次图如图1所示。BACnet协议从硬/软件实现、数据传输速率、系统兼容和网络应用等几方面考虑,目前支持五种组合类型的数据链路/物理层规范。其中主从/令牌传递(MS/TP)协议是专门针对楼宇自控设备设计的数据链路规范。BACnet在物理介质上,支持双绞线、同轴电缆和光缆。在拓扑结构上,支持星型和总线拓扑。

BACnet没有严格规定网络拓扑结构,如图2所示。其中:网段(Segment)是多个物理网段通过中继器(R)连接形成的段落区间;网络是多个网段通过网桥(B)连接而成的,每个网络都形成一个MAC地址域;BACnet/Internet网络是将使用不同局域网技术的多个网络用路由器(RT)互联起来形成的网际网。

在BACnet拓扑中设备之间只存在一条逻辑通路,无需广域网的最优路由算法;其次,BACnet具有单一的局部地址空间,所以BACnet参照OSI模型制定了简化的网络层协议,向应用层提供不确认无连接的数据单元传送服务。每个BACnet设备都被一个网络号码和一个MAC地址唯一确定。

网络层通过“路由器”实现两个或多个异类BACnet局域网(不同的数链层)的连接,并通过协议报文进行“路由器”的自动配置、路由表维护和拥塞控制。BACnet路由器与每个网络的连接处称为一个“端口”。路由表中包含端口的下列项目:(1)端口所连接网络的MAC地址和网络号;(2)端口可到达网络的网络号列表及与这些网络的连接状态。图2中,“1/2RT”是半路由器,由PTP连接形成一个完整的BACnet路由器,即BACnet网际网将广域网技术向应用层屏蔽。

BACnet应用层即BACnet应用实体,通过API(应用编程接口)为上层应用程序服务,并与对等应用层实体通信。应用实体由两部分组成:用户单元和应用服务单元(ASE)。ASE是一组特定内容的应用服务。而用户单元支持本地API、保存事务处理上下文信息、产生请求ID、记录ID对应的应用服务响应、维护超时重传机制所需的计数器以及将设备行为要求映射为对象。

BACnet应用层提供证实和非证实两种类型的服务。BACnet定义了四种服务原语:请求、指示、响应和证实,它们通过应用层协议数据单元(APDU)传递。由于BACnet建立在无连接的通信模式上,所以OSI模型提供端到端服务的传输层部分简化功能也由应用层实现,分别为:可靠的端到端传输和差错校验;报文分段和流量控制;报文重组和序列控制。

1.2BACnet的对象、服务和功能组

BACnet采用面向对象技术,借此提供一种表示楼宇自控设备的标准。在BACnet中,对象就是在网络设备之间传输的一组数据结构,网络设备通过读取、修改封装在应用层APDU中的对象数据结构,实现互操作。BACnet目前定义了18个对象,如表1所示,每个对象都必须有三个属性:对象标志符(Object_Identifier)、对象名称(Object_Name)和对象类型(Object_Type)。其中,对象标志符用来唯一标识对象;BACnet设备可以通过广播自身包含的某个对象的对象名称,与包含相关对象的设备建立联系。BACnet协议要求每个设备都要包含“设备对象”,通过对其属性的读取可以让网络获得设备的全部信息。

表1BACnet对象

对象名称应用举例

01模拟输入AnalogInput模拟传感器输入如机械开关On/Off输入

02模拟输出AnalogOutput模拟控制量输出

03模拟值AnalogValue模拟控制设备参数如设备阀值

04数字输入BinaryInput数字传感器输入如电子开关On/Off输入

05数字输出BinaryOutput继电器输出

06数字值BinaryValue数字控制系统参数

07命令Command向多设备多对象写多值如日期设置

08日历表Calender程序定义的事件执行日期列表

09时间表Schedule周期操作时间表

10事件登记EventEnrollment描述错误状态事件如输入值超界或报警事件。通知一个设备对象,也可通过“通知类”对象通知多设备对象

11文件File允许访问(读/写)设备支持的数据文件

12组Group提供单一操作下访问多对象多属性

13环Loop提供访问一个“控制环”的标准化操作

14多态输入Multi-stateOutput表述多状态处理程序的状况,如制冷设备开、关和除霜循环

15多态输出Multi-stateOutput表述多状态处理程序的期望状态,如制冷设备开始冷却、除霜的时间

16通知类NotificationClass包含一个设备列表,配合“事件登记”对象将报警报文发送给多设备

17程序Program允许设备应用程序开始和停止、装载和卸载,并报告程序当前状态

18设备Device其属性表示设备支持的对象和服务以及设备商和固件版本等信息

在BACnet中,把对象的方法称为服务,对象及其属性提供了对一个楼宇自控设备“网络可见信息”的抽象描述,而服务提供了如何访问和操作这些信息的命令和方法。BACnet设备通过在网络中传递服务请求和服务应答报文实现服务。BACnet定义了35种服务,并将其划分为6个类别:(1)报警与事件服务(AlarmandEventServices)包含8种服务处理环境状态的变化,提供了BACnet设备预设的请求值改变通告、请求报警或事件状态摘要、发送报警或事件通知、收到报警通知确认等方法;(2)文件访问服务(FileAccessServices)包含2种服务,提供读写文件的方法,包括上/下载控制程序和数据库的能力;(3)对象访问服务(ObjectAccessServices)包含9种服务,提供了读、修改和写属性值以及增删对象的方法;(4)远程设备管理服务(RemoteDeviceManagementServices)包含11种服务,提供对BACnet设备进行维护和故障检测的工具、方法;(5)虚拟终端服务(VirtualTerminalServices)包含3种服务,提供了一种面向字符的数据双向交换机制,使其他具有专有特性的楼宇自控设备成为一个BACnet虚拟终端并使BACnet网络能对其进行重构;(6)网络安全服务(NetworkSecurityServices)包含2种服务,提供对等实体验证、数据源验证、操作者验证和数据加密等功能。

BACnet功能组规定了实现特定控制功能所需的对象和服务的组合。BACnet已定义了13个功能组,包括时钟功能组、事件响应功能组、文件功能组、虚拟终端功能组、设备通信功能组等。

1.3BACnet设备级别和设备等级说明

在实际的楼宇自动化系统中,没有必要也不可能所有的设备都支持、包含上述所有的对象和服务。因此,BACnet定义了6个一致性类别(设备级别)。一致性类别的分级编号为1~6,最低级别是类别l。每个类别都规定了设备要实现的最小服务子集,且包含低级别的所有服务。

为了帮助用户和工程人员确定不同BACnet设备之间的互操作性,需要厂商为每个设备提供标准格式文件以标识设备中己实现的BACnet标准的内容,即文件需包括设备符合BACnet等级的说明。这个文件就是PICS(ProtocolImplementationConformanceStatement),它包括:(1)标识厂商和描述设备的基本信息;(2)设备符合BACnet的级别;(3)设备所支持的功能组;(4)设备所支持的基于标准或专有的服务,设备启动或响应服务请求的能力;(5)设备所支持的基于标准或专有的对象类型及其属性描述;(6)设备支持的数据链路技术;(7)设备支持的分段请求和响应。

2BACnet的互联网扩展

目前,BACnet标准使用两种技术实现与Internet的互联。第一种技术附件H中称之为“隧道”技术,并将其设备称之为分组封装/拆装设备,简称PAD。其作用就像一个网关/路由器,这在图2中两个半路由器连接广域网形成一个完全的BACnet路由器有所体现。第二种技术附件J中称之为BACnet/IP,设备直接封装IP帧/包在BACnet网络和Internet上传输。

PAD将BACnet报文数据封装在IP协议数据包内传输,在目的BACnet网络解封。因此每个连接Internet的BACnet网络都要配置PAD网关/路由器。它可以是一个单独的设备,也可以是某种楼宇控制设备功能的一部分。

第5篇:数据通信论文范文

选择最佳的位置,调节载波频率配置,均衡交通分配,提高网络质量。为了获得最佳的覆盖以及良好的维护,确保设备完好率;但要提高网络质量和优化网络参数,只做优化的功能,不能充分体现基于网络的维护。对企业服务、维护客户服务、维护的最终目标是为互联网用户提供高质量的网络服务,最终的目标只能通过优化网络维护的实施,维护工作具有重要的现实意义。在传输网络的建设和运营多年后,会出现一些问题,如设备老化,传输质量和传输速率不能满足业务需求;网络的拓扑结构是不科学的,网络维护困难,企业不能满足安全需求;网络资源的低利用率,网络管理有待加强。

基础维护做的好,可确保设备完好率,要提高网络质量,必须要优化网络参数,即进行无线通信网络优化。只有搞好无线通信网络优化才能使基础维护的成效得以充分体现。维护为经营服务,经营为用户服务,维护的最终目标是为网上用户提供高质量的网络服务,而只有通过无线通信网络优化才能实现维护的最终目标,维护工作才有实际的意义。

二、提高数据通信效率与质量

目前,最大的困难是无线数据传输,数据传输和接收节点的移动,其移动速度会更快,这是因为在高速数据传输信道的功率波动的条件。换句话说,发射机可以有一个强大的能力来传输信号发送消息,但由于发射机和转播是在快速移动的状态信息可能会被削弱,实际到达时间和削弱信息可能导致信息失真。为了解决这个问题,一个科学和计算机工程活动,亚力山大海伦和其他研究人员,北卡罗来那大学教授想出了一个办法来提高每个节点在整个网络的数据传输能力,选择最佳路径;同时选择最可靠的数据传输。海伦说“我们的目标是获得最大的数据传输速度快,且不会使信号失真。”当一个节点需要发送信息,首先需要计算从中继接收数据的强度,然后将这些数据转化成一个算法,通过计算,可以预测一个继电器是在信息的传输。此外,中继传输的强度,该算法可以看出哪一个中继节点可以发送数据。如果一个中继传输太多太快,信息和数据的质量将受到影响,同时如果数据传输速度太慢,网络将无法运行,无法提高效率高。

三、结束语

第6篇:数据通信论文范文

系统构成

随着CDMA技术的发展及应用,近年来以CDMA网络作为无线数据传输的平台,也被应用到了海洋资料浮标上。将CDMA数据终端和数据接收中心接入到CDMA网络平台中来实现浮标数据的传输。浮标总体系统框架如图1所示。

浮标系统通讯部分包含了浮标端的数据发射终端和浮标数据接收处理端的数据接收中心。浮标数据发射终端DTU硬件组成部分主要包括CPU控制模块、无线通讯模块以及电源模块等。CD-MADTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统,从硬件上,它可看作是嵌入式PC与无线CDMAMODEM的结合;它具备CDMA拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。并且提供串口数据双向转换功能。另外DTU采用了心跳包,可保持永久在线。浮标数据接收处理端的数据接收中心包括接收系统和数据库。

系统方案

本系统采用点对点数据传输方式。CDMADTU开机之后自动连接到CDMA网络中,并与数据中心建立通信链路。CDMADTU通过串口将数据从数据采集处理系统读入,然后对数据打包,使用AT指令以报文形式通过网络发送到具有固定公网IP的数据中心。数据接收中心通过网络接收到数据后,然后对数据解析。数据解析后,显示数据并存储数据。

资料浮标数据中心软件设计

1接收系统软件设计

浮标数据接收中心安装在具有固定公网IP的电脑上,本系统采用专线。若中心电脑是通过路由器上网的,在路由器上要设置数据转发。数据接收中心包含三个方面:数据通信、数据处理及系统配置。上位机软件采用VisualC++进行编程。程序采用了UML建模思想。一是根据采集的参数设计了各个参数组件,如气温、气压等控件。在主程序中调用参数组件显示接收到的数据。二是状态机的设计。根据接收情况分为不同处理方式。

CDMA接收程序中,读取DTU发送的数据包有三种方式:阻塞、非阻塞及消息模式。文中采用消息模式。消息模式基于windows的消息机制,启动服务的时候DSC需要传输一个窗口句柄、一个消息类型给开发包,同时窗口实现一个消息处理函数来处理该消息类型。开发包在收到数据的时候,将向触发消息函数,通过消息函数自动完成数据的读取、处理过程的流程。数据通信子程序的流程图如图2所示:在数据通信模块与数据处理模块关联中,文中采用了有限状态机FSM思想。有限状态机的工作原理为发生事件(event)后,根据当前状态(current_state),决定执行的动作(action),并设置下一个状态号(next_state)。

本程序采用switchcaseFSM。数据处理软件设计流程如图3所示,其中数据处理程序中还包含了波浪主波向确定方法,即对十六个采样点采用加权平均的方式求出主波向。系统配置:通过查询,可以获得浮标主机参数配置,同时也可以通过无线网络设定浮标各个传感器的工作模式。包括采样间隔、发送数据时间、是整点发送还是半点发送。

2数据库

数据库系统包括两个部分:实时数据存储、数据查询和数据管理。实时数据存储:系统整点接收到数据后,不仅在实时界面显示浮标各参数数据。同时为了清晰地看出浮标参数的变化,添加了参数的曲线示意图。而且对整点接收到的数据存入到数据库中,同时根据库中已存数据,进行日统计数据的输出显示。由于浮标存储的数据不是大容量数据,而access数据库操作简洁、方便,不用依赖Server也可以对数据进行操作,因此本系统采用了access数据库存储数据。数据查询:可以查询某个时间段的数据。同时也可以导入到excel表格中。加以改进可以生成每月浮标数据报表。

数据管理:由于实时显示的只是各整点的数据,而中间采样点的数据是以二进制文件存储在计算机中的,要想直观查看采样点数据,就必须对数据进行处理,因此在数据管理中可以看到采样点数据原始数据及处理后的数据。数据管理模块还可以扩展插入、删除数据库数据操作等。

资料浮标数据对比及结论

为了测试浮标的整体性能,海洋监测实验室于2011年8月在上海芦潮港海洋站附近布放SZF型多功能波浪浮标一套,与芦潮港海洋观测站进行一个星期的比测。其气象数据对比图如图4、5所示。从上述对比曲线可以看出,浮标测得的气象数据和海洋站测得的数据基本一致。2012年3月13日至17日于象山海域使用波浪骑士进行了波浪比测试验,其对比结果如表1。国外主波向计算一般采用画方向谱然后分析得到主波向。国内对方向谱研究也有一定成果。如管长龙等研究的扩展本征矢法(EEV)等,文中也对波浪谱进行了分析,结果基本符合要求。

第7篇:数据通信论文范文

信息安全体系模型由基础安全设施、信息安全管理、安全技术支撑和安全保障服务四个层面构成,为事后数据处理系统提供全面的安全体系保障。•基础安全设施:基础安全设施为数据处理系统信息安全体系建立一个可相互信任的环境,是其他安全技术实施的基础。基础安全设施以PKI(公钥基础设施)/PMI(特权管理基础设施)/KMI(密钥基础设施)技术为核心,实现证书认证、权限管理、密钥管理、可信时间戳、密码服务等功能。•信息安全管理:在数据处理系统信息安全体系中,管理占有相当大的比重。信息安全管理包括策略管理、组织管理、制度管理、网络管理、设备管理、系统管理、病毒管理、介质管理、安全审计管理等功能。•安全技术支撑:利用各类安全产品和技术建立起事后数据处理安全技术支撑平台。安全技术支撑包括物理安全、运行安全和信息安全。物理安全包括环境安全、设备安全和介质安全;运行安全采用防病毒、入侵检测和代码防护等成熟技术对网络进行防护;信息安全包括访问控制、信息加密、电磁泄漏发射防护、安全审计、数据库安全等功能。•安全保障服务:安全保障服务确保在出现自然灾害、系统崩溃、网络攻击或硬件故障下,事后数据处理系统得以快速响应和恢复,并定期进行安全培训服务,建立安全可靠的服务保障机制。

2体系划分

2.1基础安全设施

事后数据处理系统基础安全设施是以PKI/PMI/KMI技术为基础而构建的证书认证、权限管理、密钥管理和密码服务等基础设施。基础安全设施提供的技术支撑适用于整个事后数据处理系统,具有通用性。基础安全设施的技术运行和管理具有相对的独立性。1)证书认证证书认证是对数字证书进行全过程的安全管理。由证书签发、密钥管理、证书管理、本地注册、证书/证书撤销列表查询、远程注册等部分构成。2)权限管理权限管理是信息安全体系基础安全设施的重要组成部分。它采用基于角色的访问控制技术,通过分级的、自上而下的权限管理职能的划分和委派,建立统一的特权管理基础设施,在统一的授权管理策略的指导下实现分布式的权限管理。权限管理能够按照统一的策略实现层次化的信息资源结构和关系的描述和管理,提供统一的、基于角色和用户组的授权管理,对授权管理和访问控制决策策略进行统一的描述、管理和实施。建立统一的权限管理,不仅能够解决面向单独业务系统或软件平台设计的权限管理机制带来的权限定义和划分不统一、各访问控制点安全策略不一致、管理操作冗余、管理复杂等问题,还能够提高授权的可管理性,降低授权管理的复杂度和管理成本,方便应用系统的开发,提高整个系统的安全性和可用性。3)密钥管理密钥管理是指密钥管理基础设施,为基础安全设施提供支持,并提供证书密钥的生成、存储、认证、分发、查询、注销、归档及恢复等管理服务。密钥管理与证书认证服务按照“统一规划、同步建设、独立设置、分别管理、有机结合”的原则进行建设和管理,由指定专人维护管理。密钥管理与证书认证是分别设立,各自管理,紧密联系,共同组成一个完整的数字证书认证系统。密钥管理主要为证书认证提供用户需要的加密用的公/私密钥对,并为用户提供密钥恢复服务。4)密码服务密码服务要构建一个相对独立的、可信的计算环境,进行安全密码算法处理。根据系统规模,可采用集中式或分布式计算技术,系统性能动态可扩展。事后数据处理系统采用集中式计算技术。

2.2安全技术支撑

安全技术支撑是利用各类安全产品和技术建立起安全技术支撑平台。安全技术支撑包括物理安全、运行安全和信息安全。物理安全包括环境安全、设备安全和介质安全;运行安全包括防病毒、入侵检测和代码防护等;信息安全包括访问控制、信息加密、电磁泄漏发射防护、安全审计、数据库安全等功能。

2.2.1物理安全

物理安全的目标是保护计算机信息系统的设备、设施、媒体和信息免遭自然灾害、环境事故、人为物理操作失误、各种以物理手段进行的违法犯罪行为导致的破坏、丢失。物理安全主要包括环境安全、设备安全和介质安全三方面。对事后数据处理中心的各种计算机、外设设备、数据处理系统等物理设备的安全保护尤其重要。对携带进入数据处理中心的U盘、移动硬盘、可携带笔记本等移动介质进行单独安全处理。

2.2.2运行安全

运行安全采用防火墙、入侵检测、入侵防护、病毒防治、传输加密、安全虚拟专网等成熟技术,利用物理环境保护、边界保护、系统加固、节点数据保护、数据传输保护等手段,通过对网络和系统安全防护的统一设计和统一配置,实现全系统高效、可靠的运行安全防护。系统安全域划分为事后数据处理中心专网安全域、靶场专网安全域、外联网安全域。事后数据处理中心专网与靶场专网安全域逻辑隔离,靶场专网与外联网安全域逻辑隔离。1)防火墙防火墙技术以包过滤防火墙为主,对系统划分的各个安全域进行边界保护。在事后数据处理中心出入口、网络节点出入口、外网出入口等节点安装配置防火墙设备,保证数据传输安全。2)入侵检测入侵检测对事后数据处理系统的关键安全域进行动态风险监控,使用成熟的入侵检测技术对整个系统网络的入侵进行防控。3)病毒防治在各网络节点保证出入站的电子邮件、数据及文件安全,保证网络协议的使用安全,防止引入外部病毒。在事后数据处理系统的重要系统服务器(包括专业处理服务器、数据服务器等)配置服务器防病毒产品。在所有桌面系统配置防病毒防护产品,提供全面的跨平台病毒扫描及清除保护,阻止病毒通过软盘、光盘等进入事后数据处理系统网络,同时控制病毒从工作站向服务器或网络传播。在事后数据处理中心配置防病毒管理控制中心,通过安全管理平台管理控制服务器、控制台和程序,进行各个防病毒安全域的防病毒系统的管理和配置。

2.2.3信息安全

信息安全包括访问控制、信息加密、电磁泄漏发射防护、安全审计、数据库安全等功能。信息安全技术是保证事后数据处理中心的原始测量数据、计算结果数据、图像数据等各类数据的安全技术,使用成熟的安全信息技术产品完成全面的信息安全保障。1)访问控制访问控制主要包括防止非法的人员或计算机进入数据处理中心的系统,允许合法用户访问受保护的系统,防止合法的用户对权限较高的网络资源进行非授权的访问。访问控制根据方式可分为自主访问控制和强制访问控制。自主访问控制是事后数据处理中心各级用户自身创建的对象进行访问,并授予指定的访问权限;强制访问控制是由系统或指定安全员对特定的数据、对象进行统一的强制性控制,即使是对象的创建者,也无权访问。2)安全审计事后数据处理中心运用安全审计技术对系统的软件系统、设备使用、网络资源、安全事件等进行全面的审计。可建立安全保密检测控制中心,负责对系统安全的监测、控制、处理和审计,所有的安全保密服务功能、网络中的所有层次都与审计跟踪系统有关。3)数据库安全数据库系统的安全特性主要是针对数据而言的,包括数据独立性、数据安全性、数据完整性、并发控制、故障恢复等几个方面。

3事后处理系统解决方案

事后数据处理系统主要用于完成遥测和外测的事后数据处理任务,提供目标内外弹道参数,并存储和管理各类测量数据,为各种武器试验的故障分析和性能评定提供支撑和依据。该系统必须具备的主要功能如下:•海量的数据输入输出和存储管理功能;•快速的各类试验测量数据处理功能;•可靠的数据质量评估和精度分析功能;•有效的信息安全防护功能;•强大的数据、图像、曲线显示分析以及报告自动生成功能。建立事后数据处理系统信息安全运行与管理的基础平台,构建整个系统信息安全的安全支撑体系,保证事后数据处理系统各种业务应用的安全运行,通过技术手段实现事后数据处理系统安全可管理、安全可控制的目标,使安全保护策略贯穿到系统的物理环境、网络环境、系统环境、应用环境、灾备环境和管理环境的各个层面。•实现事后数据处理任务信息、型号信息、处理模型、模型参数、原始数据、计算结果、图像数据的安全保护;•建立起认证快捷安全、权限/密钥管理完备、密码服务安全的安全设施;•建立起功能齐全、协调高效、信息共享、监控严密、安全稳定的安全技术支撑平台;•建立事后数据处理系统信息安全体系的技术标准、规范和规章制度。

4结语

第8篇:数据通信论文范文

关键词:电力系统;动态信息数据库;磁盘保存形式;内存映射

0引言

数据库技术在电力系统电网调度自动化中得到广泛使用。借助数据库,能够有效保存不同离散遥信量,能够记录各种电压、电流等不同数据信息。数据库能够保存各种历史信息内容,供电网使用。历史数据的合理保存是数据分析的关键和基础,促使低频采样周期数据满足实际需求。

1基于时间序列下动态信息数据库框架

电力系统动态信息数据库分为三层。第一层是数据保存层,主要是文件管理和磁盘缓存模块,合理保存大量动态信息。第二层是数据处理层,一般是网络通信、数据解压和查询等不同模块,主要工作是保存数据,合理压缩,在形成索引前合理处理,并及时对数据进行查询、统计、后期处理等。第三层是应用程序接口,可以二次开发利用。动态信息数据库系统主要由三部分组成,分别是服务器、命名服务器和数据访问客户。数据处理器是动态信息数据库的中心,能够合理压缩和查询数据。命名服务器能够控制数据。数据访问由两部分组成,第一是动态信息数据库维护,第二是保存和查询二次接口。数据服务器启动运作期间,需要向命名服务器注册具体名称和地质。客户端访问工作期间,在处理服务器前期,需要和命名服务器连接,处理访问数据地址,合理保存数据[1]。

2电力系统动态信息数据库关键技术应用

电力系统动态信息数据库的关键是建立在时间序列基础下的动态数据保存、管理和查询对策划,关键技术主要是并发数据处理机制、内存映射文件、磁盘处理形式等[2]。

2.1并发数据处理机制

动态信息数据库高效工作的关键是满足客户端提出的需求,强化磁盘文件交互质量和效果。通常情况下,基于多核CPU技术形式,合理使用服务端处理线程,强化计算处理能力,即合理处理物理磁盘读写速度问题,分析磁盘高速数据吞吐间的平衡程度。数据处理主要是写和读两种形式[3]。为使数据可以达到高速处理基本要求,需要借助线程池技术处理数据,有效使用不同CPU并行在一个TCP连接上,进行报文处理工作,即对一个连接上的任务进行并行化处理,达到高质量处理效果。并行处理技术在书写数据期间,能够最大限度提升服务端数据处理效果。通常情况下,数据处理速度是300万事件1s。数据读取处理和线程池技术,可并行处理不同客户的真实需求。系统设置高度缓存区,借助ORACL数据库综合分析策略,保持高速缓存,在并发查询中实现数据的有效共享和分析,从而高效访问终极目标。并行化处理技术读取数据期间,能够提升服务端的整体速度,通过实际测试系统实现20个并行查询期间,客户读取时间大概为10万事件1s。

2.2内存映射文件形式和磁盘保存机制

动态信息数据库保存TB级别的所有数据文件,能提升文件磁盘处理速度,是动态信息数据库提升工作效率的基础。借助统一化磁盘保存技术处理内部映射文件,不同工作线程对数据文件部分进行映射处理,达到高度保存数据的基本要求。内存映射文件形式。内存映射文件形式和虚拟内存相差无几。借助内存映射文件保存一个地址空间保存区域,将物理保存期上交到此区域内部,内存文件物理保存器将其保存在磁盘上,即非系统文件内容。文件操作前期需要进行映射工作,将整个文件从磁盘中加载,借助内存映射文件有效处理磁盘上的文件。所有文件保存形式都采用直接管理形式,能够节省很多内存,使文件释放更多时间。部分映射的缓存管理机制建设。因为需要以TB级别形式保存所有数据源、文件,所以不能一次性将所有数据信息全面映射在内存文件,需要借助缓存管理形式保存和分享海量信息。缓存管理一般使用固定内存形式,将内部含有的各种数据不断映射在处理服务器地址空间,进而达到更好的保存效果。对于系统中存在的动态数据信息,通过索引形式确定。磁盘缓存管理器中存在的数据,全部放置到一个共同缓存区域,依据LRU对策合理化管理。

2.3关联数据保存形式

结合电力系统的根本特征进行分析,标记保存的历史数据,主要包括时标、数据值和质量码三种形式。电力系统基本特征格式如下:时标8字节、数据值4字节、质量码4字节。时标主要利用2字节整数表示,精准度为1μs,数据值可以使用精准浮点表示,质量标志一般利用4字节整数表示。因此,一个完整事件点使用的保存空间一般为16字节。

2.4电力系统数据收集处理流程

动态海量数据库可以将不容数据点分为离散数据和连续数据两种类型。结合数据性质的差异性,使用不同处理形式。离散数据点主要是电力系统中存在很多变化的数值量,比如遥信量、被返回的原始值等,不能进行插植处理。连续数据点对应的是连续变化的测量数值,比如电压、电流等连续变化的数据。动态海量数据库需要结合设置的内容进行分析和研究,强化电力系统工作效果。

2.5混合压缩算法

动态数据库可以分为两种形式,分别是有损和无损,整合后最终形成混合压缩算法。有损压缩就是使用线性带宽压缩算法,压缩率为8~10。无损压缩就是将浮点依据IEEE-754表示形式分为1位、7位和23位,小数需要再次压缩,精准度处理。将三部分数值全部压缩处理后,以随机序列形式将其扩大为原来的3~5倍。质量位可以借助哈夫曼算法合理处理,连续量可以使用混合压缩算法。压缩率是有损和无损的乘积。分析数据的最终特征,确保动态信息的压缩效果,是通常情况下的25~30倍。

2.6电力系统数据采集处理步骤

动态数据库中有很多数据内容,可以分为离散数据点、连续数据点两种形式,结合数据基本性质差异性,采用不同数据处理形式进行全方位处理和分析。离散数据点主要是电力系统中存在各种有序变化且不连续的量,比如遥信量、设备运行状态等。对实际工作中存在的各种离散数据点进行压缩处理,使用系统查询和保存原始数据信息,整个过程中不使用插值处理。连续数据点是测量和处理一些连续性变化的数据,比如电压、电流等动态化数据内容,结合具体情况设定压缩允许误差,压缩处理历史数据,将压缩后的数据全部保存在磁盘中。

第9篇:数据通信论文范文

【关键字】 数据通信课程 信息化教学设计 教学改革 考核评价

一、课程教学现状分析

数据通信技术融合了通信技术和计算机技术,是21世纪发展最快、影响最深远的技术。随着数据通信技术的应用深入到社会经济的各个领域,网络基础设施建设、管理和维护的人才需求也在不断增加。高职院校为国家培养基层技术人才,在数据通信网络领域变得更为紧迫,因而掌握数据通信的理论原理和实操技术对高职网络通信类专业的学生更为重要。

由于该课程是校企合作专业承上启下的专业支撑课程,其教学目标是在确定本门课程针对的岗位群之后,根据岗位群对学生专业技能和能力素质的需求,与企业专家共同讨论而制定的,并围绕企业实际的工作项目来设置教学内容,实现学习与实践的无缝衔接。课程使用中兴通讯NC教育系列教材《IP网络技术》,针对学生基础薄弱、喜欢动手实践的特点,校企合作配备了中兴公司开发的ZXR10交换机、路由器实训设备以及Cisco仿真软件,解决了以往教学过程中,缺乏有效的信息化手段,仅通过知识内容讲解,学生无法掌握交换机、路由器的内部结构和开通交换设备的问题。根据实际工作项目的复杂程度,笔者设计出局域网搭建、网络间互连、网络扩展技术及应用、交换技术典型案例分析等典型项目,每个项目包含了一系列循序渐进的小任务,配合中兴ZXR10系列交换机、路由器及Cisco仿真软件等实训设备进行理实一体化教学。学生通过对数据通信课程的学习,能够掌握数据通信技术的基本构架、原理及组网方式,掌握数据配置和业务调试、设备故障排查、故障处理及设备维护的基本技能,具备IP网络分析和IP网络优化与维护的基本技能。经过2年多的项目化教学实践,不但强化了学生在团队沟通协调能力、方案设计技能,同时还提升了学生职业素养,取得了良好的教学效果。但由于本门课程理论性强,知识点枯燥,重点难点多,笔者也发现学生在课堂上虽然动手实践能力得到充分发挥,但学习主动性和创新思维能力还有待进一步增强。

二、信息化教学资源在数据通信课程中的运用

近年来,在信息技术推动职业教育改革创新的大背景下,国内多所高职院校(包括深圳职业技术学院、北京工业职业技术学院等)校企合作专业都相继开展了信息化教学研究及实践,取得明显效果。为提高课程教学水平,强化教学效果,笔者以现代教学理念为指导,以信息技术为支撑,应用现代教学方法,将信息技术、数字资源进行有效融合,充分运用到教学中去,突出教学重点,解决教学难点,系统优化教学过程,最大限度地激发学生的学习主动性。

在教学过程中,笔者借助信息技术将课程教学与实践教学进行有机融合设计,创造逼真的职场环境和氛围,基于学生的学习能力、习惯、基础、层次等特征,以信息技术为支持,充分应用中兴ZXR10系列交换机、路由器实训设备,综合运用多媒体课件、个人电脑、在线视频会议系统、中兴数据通信助理工程师认证题库、Cisco仿真教学软件、“快乐Study11”微信公众号平台等信息化资源,将课前预习、课堂学习、课后复习三大过程有序结合,营造出真实的信息化环境,搭建师生、生生高度互动的信息化教学平台,突出课程教学重点,解决教学难点,系统优化教学过程,最大限度地激发学生的学习兴趣,提高学习主动性。

课前,笔者通过公众微信号推送电子教学任务书,提出了教学目标、教学内容以及本节知识重难点供学生预习,激发学习兴趣。课上,在理实一体化教学法的基础上,综合运用1+N、团队合作、角色扮演、竞赛角逐等教学方法(如图1),利用多媒体课件讲解分析理论知识,并借助中兴ZXR10系列交换机、路由器进行实操演练,Cisco仿真软件辅助练习。课堂上,笔者作为主讲教师负责课程的讲授,引导学生去思考,提出项目设计目标,引导学生思考并设计方案。学生运用网络、实操设备、仿真软件等信息化手段,根据项目要求,进行个人项目方案设计,小组项目方案设计环节,锻炼学生分析、解决问题的能力,强化沟通能力。助理教师则辅助学生完成项目设计方案,帮助同学解答疑难问题。当同学设计完成以后,通过在线视频会议系统,将设计方案上传给企业老师,通过与实践经验丰富的企业教师进行互动,学生的学习兴趣明显提升,企业教师也给予学生更为专业的指导,形成1+N的教学模式。通过项目分组实战竞赛,充分锻炼学生的团队合作能力,沟通交流能力,以及未来工作中的可持续发展能力,强化学习效果。

课后,学生可通过公众号巩固知识点,查看课后小结,完成章节练习,了解行业资讯,反馈留言,预习新课等,充分利用碎片化时间,随时随地进行学习。此外,学生还可免费使用Cisco仿真软件进行课后拓展提高,复习实操配置任务,巩固实操技能。在同学们课后提出疑难问题时,教师还可通过QQ群为同学解答,或通过网络在线直播平台为有定期开设在线直播课程,学生可通过直播平台实时提问,教师及时解答。

本课程的考核按实训40%,平时20%,期末笔试40%计算。遵循过程与结果并重的原则,根据平时项目中的学生自评,小组成员互评,组长重点评价,教师总结评价4种方式进行综合测评,形成的多元化教学评价,得出学生的实训考核成绩以及平时成绩。理论部分的40%则通过期末笔试来考查的专业知识掌握情况。本课程还实行以证代考,学生通过中兴数据通信网络助理工程师认证考试即可获得本课程成绩。