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通信協(xié)議的要素范文第1篇

1通信協(xié)議的分類(lèi)

在智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中,通信協(xié)議主要分為這樣兩種:一是主流通信協(xié)議,二是通信協(xié)議集成。

1.1主流通信協(xié)議

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究與探索,我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)協(xié)議(CDT)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足如今的應(yīng)用,因此,1EC60870—5—101、IEC60870—5—10的誕生逐漸將CDT取而代之,順利成為EMS和RTU之間的主流遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議。而對(duì)于電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議(DIA76—92)與EMS之間的主流計(jì)算機(jī)通信協(xié)議,如今已被新誕生的1EC60870—6TASE所取代。1EC60870—6TASE的出現(xiàn)實(shí)際上是以RS232的串口通信遠(yuǎn)東協(xié)議作為基礎(chǔ),其傳送信息的方式主要是通過(guò)規(guī)定的報(bào)文格式。遠(yuǎn)動(dòng)通信報(bào)文主要包含這樣三個(gè)要素:報(bào)文頭、報(bào)文長(zhǎng)度以及信息對(duì)象。這里,報(bào)文頭具體是指信息的類(lèi)型,報(bào)文長(zhǎng)度主要是指信息對(duì)象的數(shù)目,信息對(duì)象主要包括地址、數(shù)值和質(zhì)量代碼。EMS和RTU通過(guò)組裝和解析通信報(bào)文,進(jìn)行高效率的信息傳輸。通常,遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議傳送的信息對(duì)象是具有一定限制的,例如IEC60870—5—101,該通信協(xié)議的報(bào)文長(zhǎng)度通常不會(huì)超過(guò)二百二十五個(gè)字節(jié)。在傳送的信息發(fā)生變化時(shí),通信協(xié)議可以在第一時(shí)間進(jìn)行優(yōu)先傳送。例如,IEC60870—5—104IEC60870—5—101一般用在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上。TASE.2也是一種新型的通信協(xié)議,但是TASE.2協(xié)議僅僅是應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,對(duì)于TASE.2協(xié)議,我們對(duì)其進(jìn)行了對(duì)象模型和方法的定義,這樣就為EMS提供了系統(tǒng)互聯(lián)的解決方案。對(duì)于不同廠家的EMS系統(tǒng),TASE.2協(xié)議不再需要追究其數(shù)據(jù)格式以及一些細(xì)節(jié),可以與EMS進(jìn)行自由的通信。TASE.2協(xié)議的建立在MMS協(xié)議的基礎(chǔ)之上,還實(shí)現(xiàn)了之前所不能完成的許多功能,像是按英文名進(jìn)行信息的傳輸。而我國(guó)的TASE.2協(xié)議通信軟件的開(kāi)發(fā)通常是建立在美國(guó)國(guó)SISCO公司提供的ICCPTool—kitforMMS—EASE協(xié)議之上,充分利用ICCP的功能,對(duì)回調(diào)函數(shù)進(jìn)行發(fā)送和收集。

1.2通信協(xié)議集成

過(guò)去,對(duì)于計(jì)算機(jī)的使用具有十分多的限制,人們經(jīng)常習(xí)慣性的將遠(yuǎn)動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)通信進(jìn)行區(qū)分,將前者稱之為前置機(jī),后者稱之為SCADA通信機(jī)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn),因此,運(yùn)動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)通信協(xié)議便有了強(qiáng)大的軟硬件的物質(zhì)基礎(chǔ)。關(guān)于電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口,主要是通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議和計(jì)算機(jī)通信協(xié)議的集成所完成的,這也使得電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用層次更加鮮明,內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加清晰,有利于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的統(tǒng)一和維護(hù),實(shí)現(xiàn)多種通信介質(zhì)、協(xié)議和方式的相互作用。

1.3電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化內(nèi)部的PMU

對(duì)于信息的采集,RTU主要采集的是相對(duì)穩(wěn)定、密度較低的電網(wǎng)時(shí)間斷層面的數(shù)據(jù),這樣能夠保證電網(wǎng)的安全優(yōu)質(zhì)的運(yùn)行;PMU采集的一般是高密度(25—100幀/s)和時(shí)間相對(duì)精確的斷層面的同步數(shù)據(jù),通過(guò)這樣的嚴(yán)密的方式,工作人員可以根據(jù)該監(jiān)控進(jìn)行電網(wǎng)動(dòng)態(tài)的控制。而關(guān)于RTU、PMU和暫態(tài)信息為電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化的監(jiān)控和控制做出了相應(yīng)的延伸,對(duì)電網(wǎng)起到了保護(hù)的作用。在WAMS中,主要包括WARMAP(電網(wǎng)安全防御及實(shí)施預(yù)警系統(tǒng))與PMU。PMU的報(bào)文主要包括四種類(lèi)型:數(shù)據(jù)幀、配置幀、頭幀和命令幀。PMU在發(fā)出前三種幀之后,后一種幀就會(huì)與調(diào)度匯總新進(jìn)行雙向的通信,給予PMU充分的支持。所謂數(shù)據(jù)幀,也就是PMU測(cè)量出的結(jié)果,其中包含了模擬量、開(kāi)關(guān)量等等。一般,頭幀由使用者提供,需要熱工對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取,在命令幀里,PMU的控制和相關(guān)的配置信息也都在里頭有所記載。這里,所有的幀都以2字節(jié)作為開(kāi)頭,幀的類(lèi)型主要是通過(guò)同步字來(lái)決定。一般來(lái)講,同步字為4—6位,以CRCl6校對(duì)字完結(jié)。通過(guò)對(duì)PMU的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行分解與剖析,我們發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)具有這樣兩個(gè)特點(diǎn):1.高密度,2.帶時(shí)標(biāo)。由于WAMS的前置數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)采用的是二維數(shù)據(jù),而其尋址方法采用的是哈希方程,因此,數(shù)據(jù)對(duì)象在進(jìn)行時(shí)標(biāo)時(shí),則呈現(xiàn)為哈希函數(shù)的自變量。

2總結(jié)

綜上所述,隨著時(shí)代的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,如今人們對(duì)于電網(wǎng)建設(shè)的要求也越來(lái)越高,因此,為了滿足廣大人民的用電需求,保證群眾用電安全,同時(shí)也為了促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展,社會(huì)穩(wěn)定和諧,智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)成為國(guó)家的基本發(fā)展戰(zhàn)略,智能電網(wǎng)(smartpowergrids),也就是我們通常所說(shuō)的電網(wǎng)2.0,它還是一種高集成、高速度的雙向通信技術(shù),它的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效以及環(huán)保節(jié)約的目標(biāo),因此,我們要不斷完善電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化系統(tǒng),創(chuàng)造更加美好的生活。其次是傳輸技術(shù)中的改進(jìn)點(diǎn)。自動(dòng)化系統(tǒng)中的傳輸,大部分以光纖為主,光纖本身的傳輸能力有限,其對(duì)系統(tǒng)中的傳輸也會(huì)造成一定的局限性,導(dǎo)致大量通信信息被迫停滯,可在傳輸技術(shù)中引入網(wǎng)絡(luò)通信的概念,網(wǎng)絡(luò)通信可有效對(duì)通信進(jìn)行傳輸、驗(yàn)證,同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)掙脫通信過(guò)程的跟蹤,不僅可解決傳輸技術(shù)中的通信限制問(wèn)題,還可以為檢修人員提供可靠的設(shè)備運(yùn)行信息。最后是互感技術(shù)中的改進(jìn)點(diǎn)。目前我國(guó)大部分電力企業(yè)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中,互感裝置在獲取信息實(shí)行保護(hù)行為之前,都必須實(shí)行遠(yuǎn)距離供電,大幅度降低了互感技術(shù)的時(shí)效性,同時(shí)還會(huì)降低互感裝置的使用壽命,為保障互感技術(shù)在使用中的準(zhǔn)確性,可預(yù)先測(cè)量互感裝置的功率,進(jìn)而匹配相應(yīng)的閾值,實(shí)際互感裝置工作時(shí),可以保持在合理的功率下,有效避免了遠(yuǎn)距離供電。

通信協(xié)議的要素范文第2篇

【關(guān)鍵詞】 智能電網(wǎng) 配用電 通信網(wǎng)絡(luò)

我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)在最近幾年的發(fā)展速度很快，配用電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)的重要組成部分，而且它是實(shí)現(xiàn)電能分配的重要途徑。不過(guò)配用電通信網(wǎng)還存在一定的問(wèn)題，問(wèn)題主要表現(xiàn)為配用電通信系統(tǒng)缺乏整體規(guī)劃、通信網(wǎng)兼容性較差、通信資源浪費(fèi)嚴(yán)重等。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，智能電網(wǎng)已慢慢成為提高供電質(zhì)量的重要手段。智能電網(wǎng)配用電業(yè)務(wù)具有特定的分布以及多種網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式，加強(qiáng)智能電網(wǎng)配用電通信網(wǎng)絡(luò)的研究是促進(jìn)電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。

一、智能配電業(yè)務(wù)分析

智能配電業(yè)務(wù)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分。智能配用電業(yè)務(wù)具有很多特點(diǎn)，首先，智能配電網(wǎng)業(yè)務(wù)種類(lèi)多、節(jié)點(diǎn)多、覆蓋面廣且分散、運(yùn)行環(huán)境較差；其次，智能配電網(wǎng)非常容易受到城建和擴(kuò)容的影響；第三，智能配電網(wǎng)通信距離遠(yuǎn)，信息總量大但單點(diǎn)容量小；第四，智能配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)工作量大、管理問(wèn)題多以及建設(shè)復(fù)雜。要實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)業(yè)務(wù)就意味著大量業(yè)務(wù)的傳輸，但傳統(tǒng)的通信模式已經(jīng)不能滿足此業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的條件，因此必須采用網(wǎng)絡(luò)的概念融合更多的業(yè)務(wù)，這樣才能更好地保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。另外，智能配電業(yè)務(wù)涉及了很多內(nèi)容，其中包含了新型充電站業(yè)務(wù)、分布式能源業(yè)務(wù)、傳統(tǒng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)、電網(wǎng)狀態(tài)分析業(yè)務(wù)等[1]。

二、配用電業(yè)務(wù)網(wǎng)模型

2.1高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是配電網(wǎng)業(yè)務(wù)的重要組成，它可以完成現(xiàn)場(chǎng)配電終端與主站之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互工作。在此之前，配電網(wǎng)通信主要依靠專(zhuān)線通信，而通信協(xié)議主要采用串行通信協(xié)議，這種情況下的線路資源利用率比較低。目前，變電站網(wǎng)絡(luò)正向著更高級(jí)的通信協(xié)議發(fā)展，并且已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)站層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。新時(shí)期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化業(yè)務(wù)比較有效的方式是建立基于以太網(wǎng)技術(shù)的高級(jí)配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證明，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在30%負(fù)載的情況下才具有最好的實(shí)時(shí)性和可靠性。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展中，推廣應(yīng)用的通信協(xié)議需要滿足一定要求，即通信協(xié)議要能滿足自動(dòng)化業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性、通道帶寬、通信節(jié)點(diǎn)數(shù)量、新型配電業(yè)務(wù)，只有這樣才能最終實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化和基于以太網(wǎng)配電自動(dòng)化的綜合管理[2]。

2.2用電負(fù)荷管理系統(tǒng)

目前，我國(guó)電力用戶的電量信息采集已經(jīng)向著自動(dòng)化、全覆蓋以及全預(yù)付費(fèi)的方向發(fā)展。當(dāng)前電量信息采集主要采用了通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，這是一種對(duì)帶有GPRS 模塊的集中器匯集局部區(qū)域的用電信息進(jìn)行間接采集的手段，用電信息是經(jīng)電信專(zhuān)網(wǎng)接入電力公司主站。但這種手段存在一定的弊端，即被采用的GPRS設(shè)備在線率較低，因此不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電價(jià)和用戶的需求，而且這種網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用比較高。

其實(shí)解決用電負(fù)荷管理業(yè)務(wù)可以通過(guò)建立以太通信專(zhuān)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以太通信專(zhuān)網(wǎng)可以連接用電信息管理主站與各個(gè)電力用戶終端；而本地通信則可通過(guò)總線、載波、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。

2.3用能服務(wù)網(wǎng)絡(luò)

用能服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是為了滿足用戶用電需求定制、多樣化服務(wù)以及多種用能策略而產(chǎn)生的一種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)計(jì)到的業(yè)務(wù)有語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬的要求很高，需要制定一種特殊的網(wǎng)絡(luò)方式來(lái)滿足服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求。用能服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用過(guò)程中通常會(huì)利用到公共互聯(lián)網(wǎng)和電力通信網(wǎng)，具體來(lái)說(shuō)就是用戶將需求通過(guò)公共互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)诫娏Ψ?wù)網(wǎng)站，最終用戶定制的服務(wù)由電力通信網(wǎng)傳輸至用戶的表計(jì)和用戶終端。

2.4環(huán)境輔助監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

視頻或環(huán)境輔助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在配電網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，比如說(shuō)它通常被應(yīng)用在無(wú)人值守變電站的監(jiān)視中或者被應(yīng)用在重要開(kāi)關(guān)設(shè)備的監(jiān)視中，又或者被應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)維修安全監(jiān)視和事故搶修現(xiàn)場(chǎng)分析中。最關(guān)鍵的是電力公司監(jiān)控中心科員對(duì)所有視頻信息進(jìn)行統(tǒng)一處理?？傊h(huán)節(jié)輔助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電網(wǎng)服務(wù)中占有一席之地。

三、配用電通信網(wǎng)關(guān)鍵要素

配用電通信網(wǎng)能夠支撐多種業(yè)務(wù)的關(guān)鍵在于它本身涉及的一些重要技術(shù)，比如說(shuō)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)等多種通信技術(shù)、融合的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、綜合網(wǎng)管技術(shù)、通信協(xié)議結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等。這些關(guān)鍵技術(shù)在配用電通信網(wǎng)中各自發(fā)揮著不同的作用。具體說(shuō)來(lái)，我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了很多階段，而且每個(gè)階段所應(yīng)用的主要技術(shù)都不一樣，然而配電通信網(wǎng)的構(gòu)建必須綜合使用這些技術(shù)；為了滿足配用電多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展就必然要采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，但數(shù)據(jù)融合技術(shù)必須要滿足安全性要求和可靠性要求；通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展特點(diǎn)是將通信結(jié)構(gòu)和多種通信技術(shù)應(yīng)用到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，這樣不僅擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，而且增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，這最終給網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和維護(hù)增加了很多困難。為了解決這一問(wèn)題就需要建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，通過(guò)這種統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的集中管理。統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于它可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，這樣就可以提高運(yùn)行維護(hù)人員工作效率；當(dāng)前我國(guó)配用電方面的通信規(guī)約類(lèi)型非常多，但是并沒(méi)有一個(gè)完整的解決體系。在這些通信規(guī)約中有些是用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的專(zhuān)線或數(shù)字傳輸通道，這些規(guī)約只有三個(gè)層次，即物理層、鏈路層和應(yīng)用層；還有一些規(guī)約是用于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，這類(lèi)規(guī)約在物理層、鏈路層和應(yīng)用層的基礎(chǔ)上又增加了網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層；配電通信網(wǎng)融合了多種通信技術(shù)而形成了一個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)擁有大量的終端設(shè)備的接入，但與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)安全及數(shù)據(jù)的保密性就成為了值得關(guān)注的問(wèn)題。然而，在配電通信網(wǎng)絡(luò)中采用了一些安全技術(shù)，比如在應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、物理層應(yīng)用認(rèn)證加密過(guò)濾技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用安全測(cè)試評(píng)估技術(shù)、安全存儲(chǔ)技術(shù)、主動(dòng)實(shí)施防護(hù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全事件監(jiān)控技術(shù)、惡意代碼防范與應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)來(lái)保障配電通信網(wǎng)的安全[3]。

四、典型配用電通信技術(shù)混合組網(wǎng)示例

在配用電通信技術(shù)使用過(guò)程中，由于考慮到充分發(fā)揮各種通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，從而克服某些技術(shù)的缺點(diǎn)，所以建立起以光纖網(wǎng)絡(luò)為骨干，無(wú)線技術(shù)、載波為補(bǔ)充的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能夠更好地滿足很多業(yè)務(wù)的需求，如用電信息采集。環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨時(shí)應(yīng)急通信以及用能服務(wù)和配調(diào)自動(dòng)化等。這種混合組網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)層和一個(gè)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)，三個(gè)層分別為骨干傳輸層、遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)、本地接入網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)層發(fā)揮各自不同的功能，它們?cè)谂溆秒娡ㄐ偶夹g(shù)混合組網(wǎng)中發(fā)揮了重要的作用。不過(guò)在這個(gè)混合組網(wǎng)中網(wǎng)管系統(tǒng)的作用更為重要，這個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)的任務(wù)是管理以太網(wǎng)、無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置管理以及其它網(wǎng)絡(luò)管理[3]。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，配用電通信網(wǎng)的建設(shè)意義重大，而且它涉及眾多因素，所以要全面地、綜合地規(guī)劃才能做出最合理的建設(shè)方案。如何建設(shè)出最為科學(xué)的通信網(wǎng)是重中之重。本研究對(duì)配用電通信網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容作出的闡述為配用電通信網(wǎng)的建設(shè)提出了一定的建議。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 黃盛.智能配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)需求分析及技術(shù)方案[J].電力系統(tǒng)通信. 2010（06）：12-14

通信協(xié)議的要素范文第3篇

1 智能建筑系統(tǒng)的組成

智能建筑系統(tǒng)的組成由四大部分組成：樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS)和結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)(SCS)。

1.1 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)采用傳感器技術(shù)、圖形圖象技術(shù)、計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)建筑的電力、空調(diào)、電梯、冷水機(jī)組、熱力站、給排水、消防系統(tǒng)、保安監(jiān)控、出入門(mén)控制等設(shè)備實(shí)行全自動(dòng)的綜合監(jiān)控管理。包括樓宇自動(dòng)化管理、出入管理、磁卡識(shí)別系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、防火系統(tǒng)以及各種設(shè)備控制與監(jiān)視系統(tǒng)等。它們建立在綜合布線系統(tǒng)之上，將完成如下基本功能：各類(lèi)參數(shù)的實(shí)時(shí)控制和監(jiān)視、各種動(dòng)力設(shè)備的起?？刂婆c監(jiān)視、各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示、設(shè)備非正常狀態(tài)的報(bào)警、動(dòng)力設(shè)備的節(jié)能控制。BAS按建筑設(shè)備和設(shè)施的功能劃分為十個(gè)子系統(tǒng):1)變配電控制子系統(tǒng);2)照明控制子系統(tǒng);3)通風(fēng)空調(diào)控制子系統(tǒng);4)交通運(yùn)輸控制子系統(tǒng);5)給排水設(shè)備控制子系統(tǒng);6)停車(chē)庫(kù)自動(dòng)化子系統(tǒng);7)消防自動(dòng)化子系統(tǒng);8)安保自動(dòng)化子系統(tǒng);9)公共廣播與背景音樂(lè)系統(tǒng);10)多媒體音像系統(tǒng)。

1. 2 通信自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS)

通信自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS)提供建筑內(nèi)外的一切語(yǔ)言和數(shù)據(jù)通信，CAS是在保證建筑物內(nèi)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)幕A(chǔ)上，同時(shí)與外部通信網(wǎng)(如電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、衛(wèi)星以及廣電網(wǎng))相連，與世界各地互通信息的系統(tǒng)。主要包括：1)以程控交換機(jī)為核心的電話，傳真等為主的通訊網(wǎng)絡(luò)。2)建筑內(nèi)的局域網(wǎng)，把建筑內(nèi)的各種終端、微機(jī)、工作站、主計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)等聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。3)與國(guó)內(nèi)外建立遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。

CAS按功能劃分為八個(gè)子系統(tǒng): 1) 固定電話通信系統(tǒng)，設(shè)PABX或采用公網(wǎng)的集中小交換機(jī);2)聲訊服務(wù)通信系統(tǒng)(語(yǔ)音信箱和語(yǔ)音應(yīng)答系統(tǒng)) ;3)無(wú)線通信系統(tǒng)，具備選擇呼叫和群呼功能;4)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，樓頂安裝衛(wèi)星收發(fā)天線和 VAST通信系統(tǒng)，與外部構(gòu)成語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信的目的;5)多媒體通信系統(tǒng);6)視訊服務(wù)系統(tǒng);7)有線電視系統(tǒng);8)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1. 3 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS)

辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS)由高性能的傳真機(jī)、各種終端、微機(jī)、文字處理機(jī)、主計(jì)算機(jī)、聲像設(shè)備等現(xiàn)代化辦公設(shè)備與相應(yīng)的軟件組成。主要用于文字處理、辦公服務(wù)、公文文檔等綜合管理，以及電子票務(wù)、電子郵件、電視會(huì)議以及電子數(shù)據(jù)交換等。

1. 4 結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)(SCS)

SCS又稱綜合布線系統(tǒng) ( Premises Dist ribution System，簡(jiǎn)稱PDS)，它是建筑物或建筑群內(nèi)部之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)。它把建筑物內(nèi)部的語(yǔ)音交換、智能數(shù)據(jù)處理設(shè)備及其廣義的數(shù)據(jù)通信設(shè)施相互連接起來(lái)，并采用必要的設(shè)備同建筑物外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或電話局線路相連接。其系統(tǒng)包括所有建筑物與建筑群內(nèi)部用以連接以上設(shè)備的電纜和相關(guān)的布線器件。

2 智能建筑的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

20 世紀(jì) 80 年代后期起 ,伴隨著計(jì)算機(jī)可靠性提高 ,價(jià)格大幅下降 ,出現(xiàn)了由多個(gè)計(jì)算機(jī)遞階構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的分布式控制系統(tǒng)(Dist ributed Cont rol System ,簡(jiǎn)稱 DCS) 。DCS是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統(tǒng)。DCS在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用 ,也開(kāi)始應(yīng)用到樓宇自動(dòng)化控制領(lǐng)域 ,但是 DCS存在一些缺點(diǎn) ,如系統(tǒng)互換與互操作性差等。20 世紀(jì) 90 年代后期 ,出現(xiàn)了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)( Field Cont rol System ,簡(jiǎn)稱 FCS) ,FCS克服了 DCS的缺點(diǎn) ,它是一種全數(shù)字化的、全分散的、可互操作和開(kāi)放式互連的新一代控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。目前 ,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn) ,備受?chē)?guó)內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。FCS極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量 ,使其系統(tǒng)檢測(cè)和控制單元的分布更趨合理。與傳統(tǒng)的DCS(分布式控制系統(tǒng))相比 ,FCS具有可靠性高、可維護(hù)性好、成本低、實(shí)時(shí)性好、實(shí)現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點(diǎn)。隨著建筑業(yè)的智能化和信息化需求的迅速增長(zhǎng) ,出現(xiàn)了一些專(zhuān)門(mén)針對(duì)智能建筑的總線和通信協(xié)議 ,如美國(guó)的 BACnet和 EBus、 日本的HBS、 歐洲的 EIB 等。其中 ,以 LonWorks、EIB在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛 ,它們?cè)谥悄芙ㄖ械膽?yīng)用各有側(cè)重。

2.1LonWorks總線

LonWorks是一種具有強(qiáng)勁實(shí)力的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) ,它是由美國(guó) Ecelon公司推出并與摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo) ,于 1990 年正式公布而形成的。它采用了 ISO/ OSI模型的全部七層通訊協(xié)議 ,采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法 ,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置 ,其通訊速率從 300 bps～15 Mbps不等 ,直接通信距離可達(dá)到 2 700 m(78 kbps ,雙絞線) ,支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電源線等多種通信介質(zhì) ,并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的本安防爆產(chǎn)品 ,被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。

2.1.1LonTalk協(xié)議

LonTalk協(xié)議是LonWorks技術(shù)的通信協(xié)議，采用短幀報(bào)文 ,可靠性高、 實(shí)時(shí)性好。LonTalk協(xié)議使用網(wǎng)絡(luò)變量與其他節(jié)點(diǎn)通信。網(wǎng)絡(luò)變量可以是任何單個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng) ,也可以是結(jié)構(gòu)體 ,并都有一個(gè)由應(yīng)用程序說(shuō)明的數(shù)據(jù)類(lèi)型。網(wǎng)絡(luò)變量的概念大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的分布式應(yīng)用的編程 ,降低了開(kāi)發(fā)人員的工作量。該協(xié)議提供一套通信服務(wù)，使裝置中的應(yīng)用程序能在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)其他裝置接受或發(fā)送數(shù)據(jù)而無(wú)需知道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒚Q、地址或其他裝置的功能。該協(xié)議能有選擇的提供端對(duì)端的報(bào)文確認(rèn)、報(bào)文證實(shí)和優(yōu)先級(jí)確認(rèn)，是一個(gè)分層的以數(shù)據(jù)包為基礎(chǔ)的對(duì)等的通信協(xié)議，使用類(lèi)似于以太網(wǎng)所用的“CSMA”算法來(lái)處理網(wǎng)上報(bào)文沖突。

LonTalk協(xié)議支持總線型、 星型、 自由拓?fù)涞榷喾N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,極大地方便了控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。LonTalk協(xié)議支持包括雙絞線、 電力線、 無(wú)線、 紅外線、 同軸電纜和光纖在內(nèi)的多種傳輸介質(zhì)。Lon2Talk采用一種基于載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn) /介質(zhì)訪問(wèn)控制 (CS MA /MAC)的算法 ,提供介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)議 ,使得可以根據(jù)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量發(fā)送優(yōu)先級(jí)報(bào)文和動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)間槽的數(shù)目 ,稱為帶預(yù)測(cè)的 P2 persis2tent CS MA算法。通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)帶寬,使網(wǎng)絡(luò)能在極高網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量出現(xiàn)時(shí)繼續(xù)運(yùn)行 ,而在業(yè)務(wù)量較小時(shí)期不降低網(wǎng)絡(luò)速度。最大通信速率為1 . 25Mb / s (有效距離為 130 m) ,支持非屏蔽雙絞線 (UTP)的通信距離達(dá) 2 700 m (通信速率為728 . 125 kb / s)。

2.1.2 神經(jīng)元芯片

LonWorks技術(shù)的神經(jīng)元芯片內(nèi)部裝有3個(gè)微處理器:MAC處理器完成介質(zhì)訪問(wèn)控制;網(wǎng)絡(luò)處理器完成OSI的3～6層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;應(yīng)用處理器完成用戶現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用。它們之間通過(guò)公用存儲(chǔ)器傳遞數(shù)據(jù)。

在控制單元中需要采集和控制功能,為此,神經(jīng)元芯片特設(shè)置11個(gè)I/O口。這些I/O口可根據(jù)需求不同來(lái)靈活配置與設(shè)備的接口,如RS232、并口、定時(shí)/計(jì)數(shù)、間隔處理、位I / O等。

神經(jīng)元芯片還有一個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器,從而能完成Watchdog、多任務(wù)調(diào)度和定時(shí)功能。神經(jīng)元芯片支持節(jié)電方式,在節(jié)電方式下系統(tǒng)時(shí)鐘和計(jì)數(shù)器關(guān)閉,但狀態(tài)信息(包括RAM中的信息) 不會(huì)改變。一旦I/O狀態(tài)變化或網(wǎng)線上信息有變,系統(tǒng)便會(huì)激活。其內(nèi)部還有一個(gè)最高1.25 Mbps、獨(dú)立于介質(zhì)的收發(fā)器。由此可見(jiàn),一個(gè)小小的神經(jīng)元芯片不僅具有強(qiáng)大的通信功能, 更集采集、控制于一體。在理想情況下,一個(gè)神經(jīng)元芯片加上幾個(gè)分離元件便可成為DCS系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立的控制單元。

2EI B總線

EIB（European Installation Bus），是電氣布線領(lǐng)域使用范圍最廣的行業(yè)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 14543-3，并于2007年正式成為中國(guó)國(guó)標(biāo)GB/Z 20965-2007。

EIB最大的特點(diǎn)是通過(guò)單一多芯電纜替代了傳統(tǒng)分離的控制電纜和電力電纜，并確保各開(kāi)關(guān)可以互傳控制指令，因此總線電纜可以以線型、樹(shù)型或星型鋪設(shè)，方便擴(kuò)容與改裝。元件的智能化使其可以通過(guò)編程來(lái)改變功能，既可獨(dú)立完成諸如開(kāi)關(guān)、控制、監(jiān)視等工作，也可根據(jù)要求進(jìn)行不同的組合。與傳統(tǒng)安裝方式比較，EIB不增加元件數(shù)量而實(shí)現(xiàn)了功能倍增，從而具有了高度的靈活性。它的開(kāi)放性更使得不同公司基于EIB協(xié)議開(kāi)發(fā)的電氣設(shè)備可以完全兼容，并為后續(xù)公司進(jìn)入EIB市場(chǎng)提供可能。

EIB系統(tǒng)既是一個(gè)面向使用者、體現(xiàn)個(gè)性的系統(tǒng)又是一個(gè)面向管理者的系統(tǒng)，使用者可根據(jù)個(gè)人的喜好任意修改系統(tǒng)的功能，達(dá)到自己所需要的效果，并可通過(guò)操作探測(cè)器（如按鈕開(kāi)關(guān)等）來(lái)控制系統(tǒng)的動(dòng)作；另一方面， EIB系統(tǒng)還提供基于Windows的軟件平臺(tái)，管理者（如小區(qū)物業(yè)中心、大樓管理中心、車(chē)庫(kù)管理處等）將安裝此套軟件的計(jì)算機(jī)連接至EIB系統(tǒng)即可對(duì)EIB系統(tǒng)進(jìn)行控制并進(jìn)行管理，從而達(dá)到集中管理的功能。

3 結(jié)束語(yǔ)

智能建筑的特點(diǎn)是測(cè)控點(diǎn)分散 ,幾乎遍及建筑物各個(gè)角落 ,而且被控設(shè)備種類(lèi)多 ,包括暖通空調(diào)、 電梯、 給排水、 安防、 照明、 變配電等 ,這些設(shè)備往往本身配有控制系統(tǒng) ,將這些控制子系統(tǒng)融合為一個(gè)綜合的 BAS就需要用到通信協(xié)議或現(xiàn)場(chǎng)總線。

LonWorks最大的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)放性、 分散性和互換性。一個(gè)具有 LonMark標(biāo)志的節(jié)點(diǎn) (Node)可以互操作。由于 LonWorks是低速現(xiàn)場(chǎng)總線 (最大傳輸速率為 1 . 25Mb / s) ,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表和設(shè)備的計(jì)算能力以及信息處理能力相對(duì)較弱 ,主要用于數(shù)據(jù)采集和控制信號(hào)的輸出 , 因此 LonWorks適合于子系統(tǒng)級(jí)的遠(yuǎn)距離現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)控制。在智能建筑中 ,主要應(yīng)用于建筑物自控系統(tǒng)中傳感器與執(zhí)行器之間的網(wǎng)絡(luò)化、 互操作性 ,實(shí)現(xiàn)一種成本低、 對(duì)分散設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)互操作的測(cè)控系統(tǒng) ,如安全防范子系統(tǒng)、 智能消防子系統(tǒng)、 智能抄表子系統(tǒng)、 暖通空調(diào)子系統(tǒng)、 給排水子系統(tǒng)等。

通信協(xié)議的要素范文第4篇

關(guān)鍵詞：礦山；工程機(jī)械設(shè)備；遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；技術(shù)

引言

在實(shí)際應(yīng)用中，基于礦山和工程機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端要能夠滿足多種通信接口的需要，并且要對(duì)設(shè)備具有良好的兼容性。另外，基于工程設(shè)備對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的特殊要求，其系統(tǒng)要支持遠(yuǎn)程的固件升級(jí)、數(shù)據(jù)保存等。同時(shí)具備工作效率高、成本消耗低的特點(diǎn)，才能確保遠(yuǎn)程監(jiān)控終端發(fā)揮出最大的作用。

1遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的組成及功能

遠(yuǎn)程監(jiān)控終端是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組成部分，其主要由GPRS通信模塊、GPS定位模塊、本地通信模塊以及嵌入主板組成（圖1）。采集監(jiān)視功能：①各種泵運(yùn)行、停止、故障、遠(yuǎn)程/本地狀態(tài)，電流，電壓；②一次供、回水壓力，溫度，流量參數(shù)；③二次供、回水壓力，溫度，流量參數(shù)；④配電系統(tǒng)參數(shù)，總電源三相電壓，三相電流，有功功率，無(wú)功功率；⑤監(jiān)測(cè)管網(wǎng)末端的溫度或壓力?？刂乒δ埽孩偻ㄟ^(guò)監(jiān)控畫(huà)面可以遠(yuǎn)程啟、停循環(huán)泵組；②實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水泵自動(dòng)補(bǔ)水；③自動(dòng)調(diào)節(jié)一次供水閥；④深井泵自動(dòng)加水。報(bào)警功能：①當(dāng)循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、深井泵出現(xiàn)故障時(shí)上報(bào)到監(jiān)控中心；②水箱水位、壓力、溫度等超低超高時(shí)報(bào)警，并將報(bào)警信息上報(bào)到監(jiān)控中心。通信功能：①通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向供熱公司調(diào)度中心傳輸數(shù)據(jù)；②通過(guò)RJ45接口方式向分中心傳輸數(shù)據(jù)；③通過(guò)RS485接口與現(xiàn)場(chǎng)儀表通信。GPRS通信模塊：將所采集到的各類(lèi)信息通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心，同時(shí)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)內(nèi)容。GPS定位模塊：準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行定位，如對(duì)全球衛(wèi)星的位置、運(yùn)作軌跡、時(shí)間、速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，確保所接收到數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。本地通信模塊：連接GPRS模塊、GPS模塊、嵌入主板模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，協(xié)助完成遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與礦山和工程機(jī)械設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。嵌入主板模塊：對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并且通過(guò)定位對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、傳輸?shù)?。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端還具有以下4個(gè)功能特點(diǎn)：①遠(yuǎn)程監(jiān)控終端同采集中心收集數(shù)據(jù)信息，并且具有回放和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的功能；②遠(yuǎn)程監(jiān)控終端具有遠(yuǎn)程控制的功能，可以通過(guò)GPRS通信模塊接收采集站的各種報(bào)警信號(hào)，并將接收到的信息及時(shí)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；③遠(yuǎn)程監(jiān)控終端具有對(duì)數(shù)據(jù)的配置及存儲(chǔ)功能，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)用戶的權(quán)限進(jìn)行管理；④遠(yuǎn)程監(jiān)控終端控制中心可以向任何一個(gè)遠(yuǎn)程客戶端發(fā)送控制指令，同時(shí)控制中心還具有對(duì)各客戶端調(diào)度及查詢功能。

2遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的技術(shù)原理

遠(yuǎn)程監(jiān)控終端技術(shù)是在傳統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ)之上，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輸入輸出、視頻無(wú)線傳輸技術(shù)而創(chuàng)新出的一種更高效的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)。目前該技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各行業(yè)中。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)主要的工作原理是結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、視頻傳輸技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而完成對(duì)機(jī)械設(shè)備的跟蹤、監(jiān)督、控制、診斷、分析、處理、存儲(chǔ)、維修功能。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)是由遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制兩個(gè)方面組成的，例如目前我國(guó)常用的BS遠(yuǎn)程監(jiān)控終端系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在同一個(gè)平臺(tái)內(nèi)的轉(zhuǎn)換和處理功能。因此，在對(duì)礦山和工程機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用中，能夠同時(shí)完成對(duì)機(jī)械設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸、處理、診斷、維修功能，大大降低了人工維修工作量，同時(shí)也避免了因工作人員技術(shù)原因造成的各種問(wèn)題，大幅度提高了機(jī)械設(shè)備的工作效率。

3遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)

3.1硬件模塊的設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的硬件設(shè)備是系統(tǒng)構(gòu)成最基本的要素。在設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)礦山和工程機(jī)械設(shè)備的使用需求進(jìn)行分析，以確定監(jiān)控終端要實(shí)現(xiàn)的功能形態(tài)。而后對(duì)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包括了對(duì)電源模塊、GPRS通信模塊、GPS定位模塊、信號(hào)測(cè)試模塊、嵌入主板模塊、CPU模塊、CAN通信模塊、調(diào)試模塊、充電模塊、CPU輔助模塊等幾大模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)化整合。在硬件設(shè)計(jì)中，電源模塊的設(shè)計(jì)主要是對(duì)監(jiān)控終端進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)及欠壓保護(hù)、斷電保護(hù)，保證供電設(shè)備的安全性。而通信模式的設(shè)計(jì)是為了通過(guò)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)串連口的準(zhǔn)確連接來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，從而保證數(shù)據(jù)信息的實(shí)效性。定位模塊的設(shè)計(jì)是為了對(duì)設(shè)備能夠有一個(gè)精準(zhǔn)的定位，便于及于對(duì)設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和反饋，為提高對(duì)設(shè)備的管理能力有著十分重要的意義。信號(hào)檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)少量外接開(kāi)關(guān)量的模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的目的。嵌入主板模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了終端數(shù)據(jù)讀寫(xiě)、定位、總線傳輸及各種接線服務(wù)功能。滿足了監(jiān)控終端程序?qū)懭搿?shù)據(jù)采集、通信代碼輸出等數(shù)據(jù)處理的需求。CAN通信模塊的設(shè)計(jì)更多的是考慮有效支持?jǐn)?shù)據(jù)分布以及實(shí)時(shí)控制串連通信接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。調(diào)試接口模塊的設(shè)計(jì)是為了滿足對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端運(yùn)行時(shí)的故障進(jìn)行診斷和調(diào)試，從而保障監(jiān)控終端運(yùn)行的安全性。充電模塊的設(shè)計(jì)可以說(shuō)是一個(gè)備用電源，主要用于工程機(jī)械設(shè)備斷電維修后，設(shè)備所需的電量支持，該模塊主要應(yīng)用在監(jiān)控終端休眠時(shí)間段中。CPU輔助模塊的設(shè)計(jì)主要是對(duì)CPU主板斷電后的設(shè)備輔助，保持設(shè)備的基本功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證設(shè)備中數(shù)據(jù)交換、存儲(chǔ)等功能不受影響。

3.2工作模式的設(shè)計(jì)

在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)終端的工作模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，監(jiān)控終端的工作模式設(shè)計(jì)是整個(gè)監(jiān)控終端的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。礦山和機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)作業(yè)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工作狀態(tài)異常、停機(jī)、檢修情況，需要對(duì)監(jiān)控終端的工作模式和休眠模式下終端的工作流程進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。在工程機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)作下，需要時(shí)刻保證其對(duì)數(shù)據(jù)信息的采集、處理及分析能力不受影響。因此，在工作模式中要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工作模式，標(biāo)準(zhǔn)化工作模式主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的采集和處理。某工程企業(yè)在對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行工作模式設(shè)計(jì)時(shí)，為了最大限度提高礦山和工程機(jī)械設(shè)備的工作效率，該企業(yè)采用了標(biāo)準(zhǔn)工作模式設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就在于使用率高，通電即可激活使用，大大節(jié)省了設(shè)備預(yù)啟動(dòng)時(shí)間。同時(shí)，設(shè)計(jì)該模式的優(yōu)點(diǎn)還在于當(dāng)設(shè)備處于停機(jī)或維修狀態(tài)下時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)工作下的休眠模式設(shè)計(jì)，可以對(duì)無(wú)數(shù)據(jù)生產(chǎn)狀態(tài)下的設(shè)備終端進(jìn)行監(jiān)控。另外，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端在判斷了設(shè)備處于允許休眠設(shè)計(jì)狀態(tài)下時(shí)，將自動(dòng)關(guān)閉GPS定模塊，同時(shí)斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接開(kāi)關(guān)，使設(shè)備進(jìn)入完全休眠狀態(tài)，保證監(jiān)控終端所傳輸?shù)脑O(shè)備信息準(zhǔn)確性。

3.3通信協(xié)議的設(shè)計(jì)

通信協(xié)議是保證遠(yuǎn)程監(jiān)控終端數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)時(shí)性及準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，在工作模式設(shè)計(jì)完成后，要根據(jù)礦山和工程機(jī)械設(shè)備的需求，設(shè)計(jì)出合理的通信協(xié)議，提高對(duì)PLC等設(shè)備數(shù)據(jù)信息采集處理的能力。目前我國(guó)基于礦山主和工程機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控終端最常用的通信協(xié)議是數(shù)據(jù)傳輸—應(yīng)答模式設(shè)計(jì)。該種模式采用的工作流程主要是先由遠(yuǎn)程監(jiān)控終端向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，然后由客戶終端對(duì)所采集到的PLC數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理，并返回到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端中。

3.4軟件設(shè)計(jì)

硬件完成后，要進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)備也稱為程序設(shè)計(jì)，是確保實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、處理功能的重要因素。程序的設(shè)計(jì)不僅要能夠驅(qū)動(dòng)終端設(shè)備最底層的硬件，還要根據(jù)工程機(jī)械設(shè)備的工作流程和工作狀態(tài)設(shè)計(jì)出運(yùn)作模式。同時(shí)要根據(jù)礦山和工程機(jī)械設(shè)備實(shí)際工作中對(duì)數(shù)據(jù)信息的需求及協(xié)議的監(jiān)控需求，設(shè)計(jì)出以代碼形式來(lái)展現(xiàn)的監(jiān)控流程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。設(shè)備依據(jù)現(xiàn)代工程機(jī)械設(shè)備發(fā)展需求，CPU嵌入式ARMCOPTEX-M3系統(tǒng)處理器LPC1778是目前遠(yuǎn)程監(jiān)控終端應(yīng)用電廣泛的系統(tǒng)。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)集成率高、內(nèi)核輕薄、功率低、損耗小等優(yōu)點(diǎn)。而采用支持Cortex-M3/M1/M0等內(nèi)核處理器，則具有任務(wù)處理速度快、初始化速度化、時(shí)間與任務(wù)同步處理等功能。此外，該程序還具有在μCOS-Ⅱ操作系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)的主函數(shù)主要進(jìn)行了系統(tǒng)硬件初始化的特點(diǎn)，同時(shí)具備操作系統(tǒng)初始化、初始任務(wù)的創(chuàng)建以及多任務(wù)處理的開(kāi)啟功能。

4遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的重要性

遠(yuǎn)程監(jiān)控終端被廣泛地應(yīng)用在各行業(yè)中，尤其是近年來(lái)，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端被大量地用于礦山和工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中。在礦山作業(yè)中，大多生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜，機(jī)械設(shè)備較為繁重，為了保證機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障礦山生產(chǎn)的安全性，采用遠(yuǎn)程監(jiān)控終端對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控是十分必要的。通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)參數(shù)，管理人員可以清楚分析出機(jī)械設(shè)備工作的狀態(tài)，便于及時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行模式進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，可以控制工程工期，確保工程在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成。其次，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端技術(shù)是礦山和工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這主是要因?yàn)楣こ虣C(jī)械設(shè)備在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端技術(shù)支持下，能夠快速將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程機(jī)械設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，避免因設(shè)備故障無(wú)法得到及時(shí)處理而造成的損失。

通信協(xié)議的要素范文第5篇

關(guān)鍵詞：交換技術(shù)；信息通信；計(jì)算機(jī)技術(shù)；優(yōu)勢(shì)

一、引言

近年來(lái)，隨著信息通信技術(shù)不斷發(fā)展，各種相關(guān)配置技術(shù)措施日益提高和應(yīng)用，交換技術(shù)作為當(dāng)前信息通信技術(shù)的前提和關(guān)鍵，其在使用的過(guò)程中是不可忽視的信息技術(shù)措施。在信息通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，交換的概念被越來(lái)越多的應(yīng)用，并且在其中發(fā)揮著不可替代的重大作用。是通過(guò)將傳統(tǒng)的交換設(shè)備的部分元件部件化，分別進(jìn)行控制與媒體的處理模式，使得而這之間能夠進(jìn)行綜合統(tǒng)一的工作，這種概念一經(jīng)提出就受到了業(yè)界的廣泛認(rèn)同和重視，并逐漸被推廣。伴隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，各種信息設(shè)備和通信設(shè)施的不斷完善，其在應(yīng)用的過(guò)程中是不可忽視和避免的通信技術(shù)措施。

二、概念

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛，以太網(wǎng)占據(jù)了統(tǒng)治地位。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用深化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和速度都在急劇發(fā)展，局域網(wǎng)的速度已從最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，千兆以太網(wǎng)技術(shù)也已得到了普遍應(yīng)用。在大規(guī)模局域網(wǎng)中，為了減小廣播風(fēng)暴的危害，必須把大型局域網(wǎng)按功能或地域等因素劃分成多個(gè)小局域網(wǎng)，這樣必然導(dǎo)致不同子網(wǎng)間的大量互訪，而單純使用第2層交換技術(shù)，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)間的互訪。為了從技術(shù)上解決這個(gè)問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)廠商利用第3層交換技術(shù)開(kāi)發(fā)了3層交換機(jī)，也叫做路由交換機(jī)，它是傳統(tǒng)交換機(jī)與路由器的智能結(jié)合。

對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，在減低成本的前提下，保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、高性能、易維護(hù)、易擴(kuò)展，與采用何種組網(wǎng)技術(shù)密切相關(guān)；對(duì)于設(shè)備廠商來(lái)說(shuō)，在保證用戶網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，如何能夠取得更為可觀的利潤(rùn)，采用組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)劣，成為提高利潤(rùn)的一個(gè)手段。

交換技術(shù)正朝著智能化的方向演進(jìn)，從最初的第2層交換發(fā)展到第3層交換，目前已經(jīng)演進(jìn)到網(wǎng)絡(luò)的第7層應(yīng)用層的交換。其根本目的就是在降低成本的前提下，保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、高性能、易維護(hù)、易擴(kuò)展，最終達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的智能化管理。

三、交換技術(shù)在信息通信中的應(yīng)用

（一）信息通信交換技術(shù)的基本要素

在信息交換技術(shù)處理中，各種元件和設(shè)備都存在著相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)與劣勢(shì)，是當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的前提關(guān)鍵，更是其應(yīng)用過(guò)程中的主要方式和方法。這些特點(diǎn)主要表現(xiàn)在技術(shù)的基本要素中，在信息通信技術(shù)的應(yīng)用中也不外乎其以下的幾點(diǎn)：第一，開(kāi)放的業(yè)務(wù)生成接口。開(kāi)放業(yè)務(wù)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)在當(dāng)前信息交換技術(shù)的應(yīng)用和處理中有著不可忽視的作用，更是提高當(dāng)前信息技術(shù)應(yīng)用的前提關(guān)鍵。第二，綜合的設(shè)備接入能力。信息通信中的交換協(xié)議能夠支持多種協(xié)議，因此更加寬泛的接受各種設(shè)備接入；第三，基于策略的運(yùn)行支持系統(tǒng)。與其他信息交換技術(shù)不同，件換技術(shù)重要是基于策略的運(yùn)行來(lái)反饋和運(yùn)行系統(tǒng)，這就保證了整體系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（二）信息通信交換技術(shù)的設(shè)計(jì)原理及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分析

獨(dú)特的設(shè)計(jì)原理以及廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域是交換技術(shù)在信息通信中廣泛應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)。交換能夠兼容各種協(xié)議，這就保證了其應(yīng)用能力的廣泛性。信息通信交換技術(shù)的基本原理是設(shè)法創(chuàng)建一個(gè)具有很好的伸縮性、接口標(biāo)準(zhǔn)性、業(yè)務(wù)開(kāi)放性等特點(diǎn)的分布式件系統(tǒng)，它獨(dú)立于特定的底層硬件/操作系統(tǒng)，并能夠很好地處理各種業(yè)務(wù)所需要的同步通信協(xié)議，在一個(gè)理想的位置上把該架構(gòu)推向摩爾曲線軌道。獨(dú)特的設(shè)計(jì)原理使得交換技術(shù)在信息通信中能夠得到最大限度的應(yīng)用，其主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)包括以下幾個(gè)方面。獨(dú)立于協(xié)議和設(shè)備的呼叫處理和/同步會(huì)晤管理應(yīng)用的開(kāi)發(fā)等7個(gè)方面的應(yīng)用，幾乎涵蓋了信息通信所有的領(lǐng)域。

（三）信息通信交換技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

與其他信息通信技術(shù)相比，交換技術(shù)最大限度的兼容和開(kāi)發(fā)了更多的信息交換領(lǐng)域，促進(jìn)了信息通信技術(shù)的發(fā)展。其優(yōu)勢(shì)概括而言，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先，集中化的管理。由于可以兼容各種協(xié)議，因此，在系統(tǒng)管理是可以通過(guò)很少的服務(wù)器管理進(jìn)行通信管理；其次，減少成本。在傳統(tǒng)的信息通信技術(shù)中，由于需要更多的IP以及服務(wù)器進(jìn)行技術(shù)支持，使得無(wú)論從硬件成本還是件成本上都需要付出相當(dāng)大的成本，而件換技術(shù)恰恰客服了這一缺點(diǎn)；第三，較高的可靠性。件換系統(tǒng)運(yùn)行于可靠性高、容錯(cuò)能力較強(qiáng)且符合業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的電信級(jí)服務(wù)其上，其出錯(cuò)率以及系能穩(wěn)定上都大大提高，保障了信息通信的連續(xù)性。

（四）交換技術(shù)應(yīng)用的必要性

傳統(tǒng)路由器的主要功能是實(shí)現(xiàn)路由選擇與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，即通過(guò)一定途徑獲得子網(wǎng)的拓?fù)湫畔⑴c各物理線路的網(wǎng)絡(luò)特性，并通過(guò)一定的路由算法得到到達(dá)各子網(wǎng)的最佳路徑。建立相應(yīng)的路由表，從而將每個(gè)IP包跳到跳（hoptohop）傳到目的地；其次，它必須處理不同的鏈路協(xié)議。IP包途經(jīng)每個(gè)路由器時(shí)，需經(jīng)過(guò)排隊(duì)、協(xié)議處理和尋址選擇路由等件處理環(huán)節(jié)，造成延時(shí)增大。同時(shí)路由器采用共享總線方式，總的吞吐量受到限制，當(dāng)用戶數(shù)量增大時(shí)，每個(gè)用戶的接入速率降低。路由器更注重對(duì)多種介質(zhì)類(lèi)型和多種傳輸速度的支持，而目前數(shù)據(jù)緩沖和轉(zhuǎn)換能力比線速吞吐能力和低時(shí)延更為重要。

與路由技術(shù)相比，交換技術(shù)的好處就是速度快，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模很大時(shí)，高速、大容量路由器是十分必要的。另一方面，由于現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)大都采用光纖技術(shù)，所以目前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要瓶頸是結(jié)點(diǎn)路由器?，F(xiàn)在的第三層交換、路由交換或其他相關(guān)名詞都是這種思路的體現(xiàn)。雖然第三層交換最初是為了局域網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，它采用目的IP地址進(jìn)行交換，但是現(xiàn)在這種技術(shù)也已經(jīng)開(kāi)始在廣域網(wǎng)中使用。它不需要將廣播封包擴(kuò)散，而是直接利用動(dòng)態(tài)建立的MAC地址來(lái)通信，如IP地址、ARP等，具有多路廣播和虛擬網(wǎng)間基于IP和IPX等協(xié)議的路由功能。這方面功能的順利實(shí)現(xiàn)，主要依靠專(zhuān)用集成電路ASIC把傳統(tǒng)路由件處理的指令改為ASIC芯片的嵌入式指令，從而加速了對(duì)包的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾，使得高速下的線性路由和服務(wù)質(zhì)量都有了很高的保證。