時間：2023-06-12 14:47:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數(shù)據(jù)通信基本概念，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信應用研究
1 數(shù)據(jù)通信的基本概念
1.1 數(shù)據(jù)通信的原理 數(shù)據(jù)是指把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常被廣義地理解為在網(wǎng)絡中存儲、處理和傳輸?shù)亩M制數(shù)字編碼。數(shù)據(jù)是信息的載體，它是信息的表示形式，數(shù)據(jù)按一定規(guī)則、形式組織起來時，就可以傳達某種意義，這種具有某種意義的數(shù)據(jù)集合就是信息。數(shù)據(jù)通信就是利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)信息傳遞的一種通信方式。
1.2 數(shù)據(jù)通信的通信方式、交換方式及適用范圍
1.2.1 數(shù)據(jù)通信方式 ①串行通信。發(fā)送設備將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，逐位在通信線上傳輸并送達接受設備，接收端將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回并行方式，供接收方使用。串行通信傳播速度慢，但覆蓋面廣。②并行通信。并行通信傳輸在兩個設備之間有多個數(shù)據(jù)位同時使用，發(fā)送方將這些數(shù)據(jù)位通過數(shù)據(jù)線傳給接受方，接受方可同時收到多個數(shù)據(jù)。并行通信傳統(tǒng)速度快，主要用于近距離通信。
1.2.2 數(shù)據(jù)通信交換方式及適用范圍 ①電路交換通信。電路交換是指兩臺計算機或終端使用一條相同的物理鏈路進行信息傳輸，且該鏈路是一直使用的、不與其他終端共享的。該電路交換方式實時性強，成本低，一般在一些公用的電話、電報、數(shù)據(jù)網(wǎng)等網(wǎng)絡中使用。②報文交換通信。報文交換通信是在線路較忙時先把用戶的報文存儲于交換機中，當輸出電路負載小時再將該報文傳送到接收方。報文交換通信方式適用于終端之間傳輸速率或協(xié)議不同的數(shù)據(jù)通信，可提高電路利用率。③分組交換通信。分組交換通信是把接受到的整份報文分為幾個數(shù)據(jù)包，先分組儲存在中轉(zhuǎn)器內(nèi)，然后再轉(zhuǎn)發(fā)到接收方。分組交換通信傳輸成本低，傳輸質(zhì)量高，適合比較大的數(shù)據(jù)信息。
2 數(shù)據(jù)通信的分類
2.1 有線數(shù)據(jù)通信
2.1.1 數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng) 數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)的基礎是數(shù)字傳輸網(wǎng)絡，它是以光纜、數(shù)字微波、數(shù)字衛(wèi)星電路為基礎，通過數(shù)字傳輸而形成的一個具有優(yōu)秀傳輸質(zhì)量、利用率高、價格便宜的一種有線數(shù)字傳輸。
2.1.2 分組交換網(wǎng) 分組交換網(wǎng)是一種新型的交換網(wǎng)絡，同時它也是有線數(shù)據(jù)通信的基礎網(wǎng)絡。它的原理是將一條信息平均分成多分并分組，以組的形式儲存轉(zhuǎn)發(fā)，因此它的交換延時較低，具有實時通信功能，并且它在同一條電路上開放多條虛擬電路，由此多個用戶就可以同時利用信息。
2.1.3 幀中繼網(wǎng) 幀中繼網(wǎng)是由幀中繼節(jié)點機和傳輸鏈路構(gòu)成的。它將X.25協(xié)議規(guī)定的網(wǎng)絡節(jié)點之間、網(wǎng)絡節(jié)點和用戶設備之間每段鏈路上的數(shù)據(jù)差錯重傳控制推到網(wǎng)絡邊緣的終端來執(zhí)行。網(wǎng)絡只是用于糾錯，從而大大簡化了節(jié)點機之間的處理過程。其功能特點為：通過幀中繼協(xié)議以幀的方式進行數(shù)據(jù)傳送；傳輸鏈路通過邏輯連接，實現(xiàn)了動態(tài)分配；處理效率很高，信息處理量比較大，通信的延時較低；采用了簡化的分組交換技術(shù)提供PVC/SVC。
2.2 無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信不依賴于有形媒介進行信息傳遞，而是利用無線電波的傳播傳遞信息，不限于終端是否固定，可實現(xiàn)移動狀態(tài)下的通信。無線數(shù)據(jù)通信是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎上發(fā)展起來的，通過與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)相聯(lián)，使移動用戶擁有有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的功能。
3 數(shù)據(jù)通信的應用
3.1 有線數(shù)據(jù)通信的應用
3.1.1 數(shù)字數(shù)據(jù)電路（DDN的應用范圍有：①可提供一定強度的中高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務。例如局域網(wǎng)互聯(lián)、大中型主機互聯(lián)、ISP等。②為分組交換網(wǎng)提供中繼電路。③提供點對點、一點對多的業(yè)務。④提供中繼幀的業(yè)務。同時也擴大了DNN的業(yè)務范圍。⑤提供語音、圖像等通信。⑥提供虛擬專用業(yè)務。其應用的領域很廣泛，各種領域均能發(fā)現(xiàn)它的影子。它不僅適用于氣象、公安、鐵路、醫(yī)院等行業(yè)，也涉及到一些實時性較強的數(shù)據(jù)交換，如證券業(yè)、銀行等。還有無線移動通信網(wǎng)利用了DDN聯(lián)網(wǎng)后，也提高了網(wǎng)絡的可靠性和快速自愈能力。
3.1.2 分組交換網(wǎng)的應用 提供了SVC和PVC，其分組的業(yè)務資費比較便宜，是架設內(nèi)部廣域網(wǎng)最經(jīng)濟的一種選擇。可單點也可多點連接，在建立多點連接時代替昂貴的DDN專線，大大縮減了建立多點連接的代價。因為X.25協(xié)議比較復雜，所以適用于64K的低速場合。如POS機、郵電部、ChinaPAC等。
3.1.3 幀中繼技術(shù)的應用 幀中繼有許多好處，其中比較實用的有如下幾點：①降低網(wǎng)絡互連費用，幀中繼能再一條物理鏈接上提供多條邏輯連接，所以用戶接入的費用也相對的降低了。②簡化了網(wǎng)絡功能，提高了網(wǎng)絡性能。幀中繼技術(shù)采用了光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)，簡化了網(wǎng)絡處理功能，因此幀中繼能明顯地改善網(wǎng)絡功能和響應的時間，大大縮短了網(wǎng)絡延時。它通過充分利用高層協(xié)議的性能，簡化了物理網(wǎng)絡的復雜性，同時也保證了高層網(wǎng)絡的各種功能不受到任何的影響。③采用了國際的標準，與各種廠商的產(chǎn)品相互兼容，這也大大提高的幀中繼的利用率。因為幀中繼的協(xié)議比較簡單，所以各個廠商在產(chǎn)品之間的兼容性和互通互聯(lián)性上比較容易實現(xiàn)。幀中繼的應用十分廣泛，下面是一些應用的例子：①通過LAN進行互聯(lián)。大約有90%以上的用戶采用這種方式連入幀中繼網(wǎng)。其比較適合處理LAN用戶傳送大量的突發(fā)性數(shù)據(jù)。很多大企業(yè)、銀行、政府部門都是通過這種LAN的方式來將總部與各地分支機構(gòu)進行WAN互聯(lián)。②圖像傳送。幀中繼網(wǎng)絡的高速率、低延時、低費用等特點受到大多數(shù)用戶的親睞，其種種優(yōu)點比較適合于傳輸圖片和圖像等多媒體信息。例如遠處醫(yī)療系統(tǒng)就采用了這種幀中繼網(wǎng)絡，因為在遠程醫(yī)療系統(tǒng)中傳送一張普通的X光片就需要占用8MB/s的寬帶，而幀中繼網(wǎng)在網(wǎng)絡延時和費用方面都比較能讓人接受。③通過利用幀中繼網(wǎng)能夠建立一種虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)是一種邏輯網(wǎng)絡，在虛擬網(wǎng)內(nèi)各個節(jié)點都能夠共享細膩網(wǎng)絡內(nèi)的資源，此數(shù)據(jù)也僅僅限制在虛擬網(wǎng)內(nèi)，對于虛擬網(wǎng)外的用戶不會產(chǎn)生任何的影響。同時也有利于信息的保密性。
3.2 無線數(shù)據(jù)通信 無線數(shù)據(jù)通信由于可應用于移動用戶，故也稱為移動數(shù)據(jù)通信。它已經(jīng)在人們的日常生活中普遍應用。無線數(shù)據(jù)業(yè)務一般包括基本數(shù)據(jù)業(yè)務和專用數(shù)據(jù)業(yè)務。基本數(shù)據(jù)業(yè)務常見的有廣播、傳真、Emai、無線網(wǎng)（WLAN）的建立等。專用業(yè)務是某個行業(yè)特殊的用途，如GPS汽車導航衛(wèi)星定位、計算機輔助調(diào)度、個人移動數(shù)據(jù)通信、3G手機網(wǎng)絡的普及等，都屬于無線數(shù)據(jù)業(yè)務的應用范圍。
4 結(jié)束語
數(shù)據(jù)通信的快速發(fā)展給人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)等均帶來了極大的便利，其通信技術(shù)日趨完善，應用前景也日益廣泛。相信在不久的將來，數(shù)據(jù)通信會遍布人類生活的每個角落，成為信息交流與共享的有力手段，也將成為現(xiàn)代通信生活中必不可少的工具。
參考文獻：
[1]高華麗，董禮海.數(shù)據(jù)通信及其應用[J].山西建筑.2007(13)[2]王鵬.數(shù)據(jù)通信技術(shù)及其應用前景[J].科技風.2009(02).
【關(guān)鍵詞】 全自動生化分析儀 C8051F340 USB 單片機驅(qū)動程序 上位機應用程序
生化檢驗是醫(yī)生確認病人病情的重要手段之一，通過對人體體液的檢驗可以測定其中的各項生化指標，如血常規(guī)、轉(zhuǎn)氨酶、血糖血脂、尿素氮、淀粉酶、免疫球蛋白等。當人體某些肌體組織發(fā)生病變時，病人體液中的生化指標將會出現(xiàn)差異，因此常規(guī)生化指標的分析成為當前醫(yī)療檢測的重要手段，對于肝、腎、心血管疾病及糖尿病的診斷尤為重要[1]。
全自動生化分析儀（Automatic Chemistry Analyzer）就是用自動生化分析技術(shù)以機械的方式模擬手工操作，完成取樣、去蛋白、加試劑、孵育反應、檢測、顯色、比色、計算結(jié)果和打印報告等多個步驟，并按照分析程序，把這些步驟連接起來，使一個分析項目的整個過程按預定的程序自動完成，可對多個樣品按同一方式連續(xù)處理或?qū)σ粋€樣品同時進行多個項目檢測[2]。其控制方案主要包括電子控制系統(tǒng)、通信數(shù)據(jù)采集單片機及PC機。
由于全自動生化分析儀的執(zhí)行機構(gòu)多，時序非常的復雜而且要求非常的嚴格。其電子控制系統(tǒng)包括主控模塊、電機驅(qū)動模塊、通訊數(shù)據(jù)采集模塊、光電信號模塊、液位探測模塊、交直流驅(qū)動模塊以及輔助電源模塊。通信數(shù)據(jù)采集模塊用于采樣測量和控制系統(tǒng)的各狀態(tài)、溫度、光度計信號，以及與上下位機的通信。傳統(tǒng)上國產(chǎn)生化分析儀的通信數(shù)據(jù)采集單片機與PC機完成通信采用的是RS232/RS485的串口通信，現(xiàn)將其改為USB通信不僅可以使全自動生化分析儀方便的連入PC機，而且可以大大提高其數(shù)據(jù)通信能力，是加快其分析速度、數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Х椒ā?/p>
一、USB基本概念及特點
USB（Universal Serial BUS，通用串行總線）中文簡稱為通串線，是一個外部總線標準，用于規(guī)范電腦和外部設備的連接和通訊，是應用在PC領域的接口技術(shù)。USB是在1994年底有英特爾、康柏、IBM、Micros等多家公司聯(lián)合提出的。USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為3.0版本，成為目前電腦中的標準擴展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本間能很好的兼容[3]。具有以下特點：
（1）Host控制器基于PCI，易于控制；
（2）即插即用，無需手動設置地址、中斷；
（3）支持熱插拔，系統(tǒng)不需要重啟便可以繼續(xù)工作；
（4）易于擴展，理論上可以連接多大127個設備；
（5）USB2.0以低成本實現(xiàn)了高達480Mbps的傳輸速率，速度的提高對于用戶來說就是可以使用到更加高效的外部設備，而且具有多種速度的周邊設備都可以連接到USB2.0的線路上，無需擔心數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生瓶頸效應；
（6）接口標準統(tǒng)一，端口供電等。
二、上下位機通信電路的設計
在實現(xiàn)全自動生化分析儀的電子控制系統(tǒng)和上位機的數(shù)據(jù)通信時，通信數(shù)據(jù)采集模塊采用了具有全速USB Flash 微控制器C8051F340。
C8051F340具有高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的微控制內(nèi)核（可達48MIPS），使其與電子控制系統(tǒng)具有很好的兼容性，易于擴展。另外，具有模擬外設：10位的ADC、兩個比較器、內(nèi)部電壓基準、上電復位/掉電檢測器；它的USB控制器符合USB 2.0的規(guī)范，可以實現(xiàn)全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）的數(shù)據(jù)傳送；集成時鐘恢復電路，無需外部晶體；支持8個端點；1Kb的USB緩存；集成的收發(fā)器，無需外部電阻；具有高速的微控制器內(nèi)核；4kRAM，64kflash；豐富的數(shù)字外設，穩(wěn)定的時鐘源；可以實現(xiàn)片內(nèi)調(diào)試，使用起來相當?shù)姆奖鉡4，5]。
傳統(tǒng)上通過RS232接口芯片MAX232實現(xiàn)的串行通信，為了確保通信的可靠，一般使用兩片MAX232分別連在單片機端和PC機端，芯片之間的信號發(fā)送和接受采用光耦隔離，結(jié)構(gòu)相對而言比較復雜。由于C8051F340本身集成眾多硬件電路的特性，所以硬件接口設計變得非常簡單，不需要再添加額外的電子元器件就能實現(xiàn)USB的數(shù)據(jù)傳輸。使得系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡單， 集成度高， 可靠性好。
三、軟件的設計
3.1 下位機軟件的設計
為了能夠?qū)崿F(xiàn)C8051F340和上位機的通信，Slicon公司的USBXpress開發(fā)包提供了一系列的函數(shù)，使得用戶可以不用了解USB協(xié)議以及設備的驅(qū)動，只需要掌握用戶端和設備端的應用程序接口（Application Function Interface，API），便可以比較容易的實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。這些API函數(shù)以庫文件的形式提供，在Keil C51工具鏈中被預編譯。所以下位機軟件的開發(fā)工具選用的是Keil uVision3[6]。
C8051F340程序開發(fā)中所用的主要函數(shù)有USB_Clock_Start（），USB_Init（），Block_Read（），Blockj_Write（），USB_Int_Enable（），Get_Interupt_Enable（），USB_Suspend（）等，值得注意的是，在調(diào)用下面所涉及的函數(shù)之前，必須包含USB_API.lib的頭文件USB_API.h和SiLabs C8051F340的頭文件c8051f340.h，這樣程序才可以順利通過編譯。
這樣，C8051F340就可以將電子控制系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)及時的交給PC機，并且將PC的控制命令傳送給電子控制系統(tǒng)，操作全自動生化分析儀的運行。
3.2 上位機軟件的設計
該系統(tǒng)采用的是Visual C++ 6.0作為上位機的開發(fā)環(huán)境。首先，新建一個MFC AppWizard（exe）類型的工程，在MFC AppWizard的第一步選擇創(chuàng)建基于對話框（Dialog Based）的應用程序，然后單擊【Finish】接受各步的默認設置，完成應用程序的創(chuàng)建。
與下位機開發(fā)相似，USBXpress也提供了一系列的API函數(shù)，用于上位機程序的開發(fā)。主機的API函數(shù)以Windows動態(tài)鏈接庫（DLL）的形式提供。在Visual C++環(huán)境下，主機和C8051F340單片機之間的通訊用到的函數(shù)主要有：SI_GetNumDevices（），SI_GetProductString（），SI_Open（），SI_Write（），SI_Read（），SI_Close（）等，值得注意的是，為了能順利通過程序的編譯，需要在工程源文件中添加SiUSBXp.h和SiUSBXp.dll 以及SiUSBXp.lib。
四、結(jié)束語
本文簡要介紹了全自動生化分析儀和USB的基本概念，并詳細全自動生化分析儀通信數(shù)據(jù)采集模塊的設計，包括硬件電路的設計和軟件的開發(fā)。用USB代替RS232可以大大提高全自動生化分析儀的數(shù)據(jù)傳輸能力，有利于提高數(shù)據(jù)處理的速度。在國產(chǎn)全自動生化分析儀中，值得推廣。
參 考 文 獻
[1] 吳海波. 全自動生化分析儀電子控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 東北大學. 2006
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡工程；通信工程；課程體系；通信類課程
網(wǎng)絡工程專業(yè)的發(fā)展已近10個年頭，目前開設該專業(yè)的院校達200多所[1]，已有大批畢業(yè)生走向社會。但網(wǎng)絡工程專業(yè)仍屬于教育部頒發(fā)的本科教育目錄外專業(yè)(專業(yè)代碼：080613W)；各高校對網(wǎng)絡工程專業(yè)的理解還存在一定的差異，其專業(yè)定位、培養(yǎng)目標、課程體系等都不盡相同，缺乏統(tǒng)一或公認的指導性辦學計劃。隨著網(wǎng)絡與通信技術(shù)的飛速發(fā)展，加之社會對該領域人才的迫切需求，近些年來，網(wǎng)絡工程專業(yè)建設的研究與報告越來越多，本文主要圍繞網(wǎng)絡工程專業(yè)如何設置通信類系列課程進行探討。
1網(wǎng)絡工程專業(yè)課程體系
網(wǎng)絡工程專業(yè)是在計算機科學與技術(shù)、通信工程和電子工程等專業(yè)的基礎上，通過多專業(yè)技術(shù)不斷地交叉、融合，內(nèi)涵不斷地豐富和擴展，并在社會對各類網(wǎng)絡人才需求不斷推動下得以產(chǎn)生并發(fā)展壯大的一門新的學科和專業(yè)[2]。本文將它的專業(yè)課程(含專業(yè)基礎課程)體系大致分為4大方面的系列課程，如圖1所示。
其中，電子類課程涵蓋電工、電子電路、數(shù)字邏輯設計等方面的基本理論和實驗技術(shù)，是培養(yǎng)學生具備分析和設計計算機硬件系統(tǒng)、通信器件和網(wǎng)絡設備等IT產(chǎn)品能力的基本課程，也是學生學習后續(xù)計算機類、通信類以及網(wǎng)絡類課程的重要基礎。由于網(wǎng)絡
工程專業(yè)主要起源于計算機專業(yè)，而且網(wǎng)絡和通信設備又是一種特殊而重要的計算機系統(tǒng)，學生只有在掌握好計算機基本原理、體系結(jié)構(gòu)、程序設計的基礎上，才能進一步熟悉并掌握網(wǎng)絡系統(tǒng)(如交換機、路由器等)的工作原理、體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)。因此計算機類課程是網(wǎng)絡工程專業(yè)最重要的一類系列課程，它和網(wǎng)絡類系列課程一起構(gòu)成網(wǎng)絡工程專業(yè)的骨干課程體系。
圖1網(wǎng)絡工程專業(yè)課程體系
通信類和網(wǎng)絡類系列課程是最能體現(xiàn)網(wǎng)絡工程專業(yè)特色的系列課程，是培養(yǎng)學生具有網(wǎng)絡系統(tǒng)研發(fā)、規(guī)劃、部署、集成、管理、安全防護等技術(shù)的重要課程，也是關(guān)系到網(wǎng)絡工程專業(yè)學生是否能最終滿足現(xiàn)代各類IT企業(yè)對網(wǎng)絡人才要求的關(guān)鍵。目前，
各院校在課程設置方面存在的差異也是這兩類課程及其教學內(nèi)容深淺和寬窄的選定，這與各院校在學生培養(yǎng)的目標定位以及通信工程和計算機網(wǎng)絡專業(yè)方向的教學實力和實驗條件有關(guān)。
2網(wǎng)絡工程專業(yè)和通信工程專業(yè)的異同點
網(wǎng)絡工程專業(yè)與通信工程專業(yè)同屬于網(wǎng)絡與通信領域，同跨電子、通信和計算機學科，部分專業(yè)課程，尤其是專業(yè)基礎課程方面開設的課程類似。例如，大多院校的兩類專業(yè)均開設電工與電路基礎、模/數(shù)電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、通信原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡、程序設計等課程。尤其是網(wǎng)絡工程專業(yè)的通信類課程，主要來源于通信工程專業(yè)的部分專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程，并且兩者都強調(diào)動手及其工程應用能力的培養(yǎng)，有一定的共性。但畢竟兩者的培養(yǎng)目標和專業(yè)特點不同，因此，在通信類課程的選定和教學內(nèi)容的安排上，網(wǎng)絡工程專業(yè)應著重考慮兩者的不同點。這些不同點主要如下：
1) 在專業(yè)定位方面，通信工程專業(yè)偏重于信號編碼、信息的發(fā)送、傳輸和處理以及通信設備、技術(shù)和系統(tǒng)的研發(fā)和使用；而網(wǎng)絡工程專業(yè)則關(guān)注網(wǎng)絡新技術(shù)新產(chǎn)品的研發(fā)，組網(wǎng)工程的設計、規(guī)劃、集成，網(wǎng)絡應用軟件的開發(fā)，網(wǎng)絡系統(tǒng)的管理與維護等，兩者的培養(yǎng)目標不同。因此在內(nèi)容深淺和學時安排上，兩專業(yè)的通信類課程應作明顯區(qū)分。
2) 在數(shù)理基礎方面，通信工程專業(yè)關(guān)注信號的變換、傳輸、處理、檢測及編碼，其特有的專業(yè)基礎課程有信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、隨機信號分析、電磁場與電磁波、信息論及編碼等。通過學習這些課程，學生可為后續(xù)專業(yè)課程的學習或?qū)磉M一步研發(fā)、運營、維護通信設備和系統(tǒng)打下理論基礎。而網(wǎng)絡工程專業(yè)除了注重讓學生掌握計算機理論基礎知識外，還應讓學生加強學習圖論、進程代數(shù)、排隊論、Petri網(wǎng)、線性與非線性規(guī)劃等知識領域相關(guān)的理論課程，為進一步研究網(wǎng)絡協(xié)議設計、網(wǎng)絡擁塞控制、流量控制、網(wǎng)絡性能分析等打下基礎。因此在專業(yè)理論基礎方面的教學側(cè)重點應有明顯不同。
3) 從網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)方面來看，通信工程專業(yè)更注重于學習和研究IP層以下的底層支撐通信網(wǎng)的協(xié)議、技術(shù)及相關(guān)知識點，通常開設通信電子線路或高頻電子線路和低頻電子線路、微波技術(shù)與天線、光纖通信、衛(wèi)星通信、移動通信、數(shù)字程控交換原理等網(wǎng)絡工程專業(yè)不開或涉及較淺的課程。而網(wǎng)絡工程專業(yè)則注重IP層以上的網(wǎng)絡高層協(xié)議及軟件的開發(fā)和應用，重點涉及的課程有網(wǎng)絡工程、網(wǎng)絡協(xié)議分析、網(wǎng)絡編程、網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡安全、Internet技術(shù)[3]等通信工程專業(yè)涉及較少的課程。可以說，通信工程專業(yè)通常著重于電信或廣電等公共網(wǎng)絡平臺的建設與管理，而網(wǎng)絡工程專業(yè)則相對偏重于互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、專用網(wǎng)、IP網(wǎng)以及接入網(wǎng)絡的開發(fā)、管理及應用平臺的建設和維護。因此，網(wǎng)絡工程專業(yè)的通信類課程應以基本概念、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)的教學為重點，以滿足網(wǎng)絡類系列課程的教學要求為目標，而將復雜的電磁或信號處理等理論分析內(nèi)容加以精簡。有所為，有所不為，以體現(xiàn)專業(yè)特色。
4) 課程實驗和課程設計的偏重點也不同。通常，通信工程專業(yè)將電子系統(tǒng)課程設計、DSP系統(tǒng)課程設計、通信原理課程設計以及通信工程綜合課程設計等作為重點的課程設計內(nèi)容。而網(wǎng)絡工程專業(yè)關(guān)注的課程內(nèi)容有組網(wǎng)工程課程設計、網(wǎng)絡協(xié)議或應用軟件開發(fā)課程設計、網(wǎng)絡管理課程設計、網(wǎng)絡攻防課程設計等[4]。這也說明了兩類專業(yè)的畢業(yè)生將來要走向的工作崗位有所不同。因此，網(wǎng)絡工程專業(yè)的實驗教學也應與課程教學一樣有所側(cè)重。
最后，通信工程專業(yè)發(fā)展歷史悠久，教學內(nèi)容也相對集中、穩(wěn)定和成熟(信息與通信工程為一級學科)。而網(wǎng)絡工程專業(yè)則是個新興且正在發(fā)展中的專業(yè)，涉及的知識面較廣，內(nèi)容較多、較新，工程性也相對較強，不但涉及網(wǎng)絡設備或系統(tǒng)軟、硬件的開發(fā)，還涉及網(wǎng)絡系統(tǒng)的集成、運營、管理、測試、性能分析、安全等技術(shù)內(nèi)容。因此，網(wǎng)絡工程專業(yè)如何設計好自己的通信類課程體系，既要重點突出，又要適應面廣，是一個非常值得探討的問題。
3通信類系列課程的設置建議
綜上所述，由于兩個專業(yè)的關(guān)注點不同，因此，在網(wǎng)絡工程專業(yè)的課程體系中開設有關(guān)通信方面的課程，應對準網(wǎng)絡工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，以夠用和滿足網(wǎng)絡后續(xù)課程的學習和網(wǎng)絡系統(tǒng)的研發(fā)為原則，以理解并掌握基本的通信理論、概念和工作原理并熟悉現(xiàn)代各種通信網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)為要求，以通信類課程能否支撐網(wǎng)絡類課程的學習和工程實踐，打下堅實的基礎為衡量準則。
3.1通信類專業(yè)基礎課設置
在通信類專業(yè)基礎課方面，可開設信號分析與處理和數(shù)據(jù)通信原理兩門課程。其中信號分析與處理課程應涵蓋信號與系統(tǒng)的大部內(nèi)容和數(shù)字信號處理的部分內(nèi)容。其主要知識單元應包括信號分析與處理的基本概念，連續(xù)信號分析(時域、頻域、復頻域)，離散信號分析(時域、頻域、復頻域)，信號處理基礎，模擬和數(shù)字濾波器，信號分析與處理的MATLAB實現(xiàn)等內(nèi)容。數(shù)據(jù)通信原理課程來源于通信工程專業(yè)的通信原理課程，主要簡化了模擬通信原理的有關(guān)概念和技術(shù)。其主要內(nèi)容應涵蓋數(shù)據(jù)通信的基本概念(信號、噪聲、信道和性能指標等)，信源編碼，信道編碼，基帶傳輸，頻帶傳輸，同步等主要知識單元。另外，還可在這兩門課程中適當增加隨機信號分析與處理基礎方面的章節(jié)。教師可根據(jù)各高校特點及目標定位來設置兩門課程具體的教學知識點。
3.2通信類專業(yè)課設置
在通信類專業(yè)課方面，應使學生了解和掌握現(xiàn)代信息社會各種常見通信網(wǎng)絡(光纖通信網(wǎng)、數(shù)字程控交換網(wǎng)、寬帶IP網(wǎng)絡、微波和衛(wèi)星通信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)以及各種接入網(wǎng)等)的基本特點，協(xié)議，工作原理，關(guān)鍵技術(shù)以及組網(wǎng)和應用方面的內(nèi)容。保證學生今后無論是進行核心網(wǎng)絡還是接入網(wǎng)絡、有線網(wǎng)路還是無線網(wǎng)絡、電信網(wǎng)絡還是IP網(wǎng)絡的規(guī)劃、設計、
運營和軟硬件開發(fā)，都能具備足夠的通信知識背景，并快速了解和熟悉工作環(huán)境和崗位要求。
說到具體內(nèi)容，可開設現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(可涵蓋數(shù)字程控交換網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、寬帶IP網(wǎng)絡、智能網(wǎng)、NGN網(wǎng)等)，無線通信與網(wǎng)絡(可涵蓋無線通信和無線信道方面的基本概念和理論、移動通信網(wǎng)、微波通信和衛(wèi)星通信等)，接入網(wǎng)技術(shù)(可涵蓋以太接入、xDSL網(wǎng)、HFC網(wǎng)、各種無線接入網(wǎng))等3門左右的課程。在教學過程中，可簡化一些理論性強、學生學習枯燥的內(nèi)容(通信工程專業(yè)可能側(cè)重的內(nèi)容)。如何確定專業(yè)必修課、選修課以及選定教材、內(nèi)容和知識點，各高校可靈活掌握，有條件的院校還可開設無線傳感器網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新的通信技術(shù)課程。
4結(jié)語
網(wǎng)絡工程專業(yè)橫跨電子、通信以及計算機專業(yè)領域。雖然建設的時間不長，但發(fā)展很快。它與通信工程專業(yè)既有共同點也有明顯的區(qū)別，其通信類專業(yè)課程主要來源于通信工程專業(yè)的有關(guān)課程。如何根據(jù)網(wǎng)絡工程專業(yè)的培養(yǎng)目標來進行取舍，是一個值得探討的問題。本文在對網(wǎng)絡工程專業(yè)課程體系進行分類以及對網(wǎng)絡工程專業(yè)和通信工程專業(yè)特點進行比對的基礎上，給出了開設網(wǎng)絡工程專業(yè)通信類系列課程的想法和建議，有待于在今后的教學實踐中進一步豐富與完善。
參考文獻：
[1] 毛羽剛,徐明. 網(wǎng)絡工程專業(yè)調(diào)查及思考[J]. 計算機工程與科學,2010,32(增刊1):60-61.
[2] 曹介南,徐明. 關(guān)于增設網(wǎng)絡技術(shù)(NT)二級學科的雛議[J]. 計算機工程與科學,2010,32(增刊1):76-77.
[3] 逢煥利,常欣等. 網(wǎng)絡工程專業(yè)課程體系建設研究[J]. 計算機工程與科學,2010,32(增刊1):78-79.
[4] 胡山泉,高守平,于芳. 應用型網(wǎng)絡工程本科專業(yè)知識體系建設初探[J]. 計算機教育,2009(12):88-89.
Establishment of Communication Serial Courses in Network Engineering
MAO Yu-gang, CAO Jie-nan, XU Ming
(Department of Network Engineering, School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)
關(guān)鍵詞 發(fā)展；趨勢；通信；計算機網(wǎng)絡；計算機；信息
中圖分類號 TP393 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）121-0198-01
1 計算機網(wǎng)絡的定義
計算機網(wǎng)絡的最簡單定義是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。
從廣義上看，計算機網(wǎng)絡是以傳輸信息為基礎目的，用通信線路將多個計算機連接起來的計算機系統(tǒng)的集合。一個計算機網(wǎng)絡組成包括傳輸介質(zhì)和通信設備。
從用戶角度看，計算機網(wǎng)絡是這樣定義的：存在著一個能為用戶自動管理的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。有它調(diào)用完成用戶所調(diào)用的資源，而整個網(wǎng)絡像一個大的計算機系統(tǒng)一樣，對用戶是透明的。
一個比較通用的定義是：利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統(tǒng)和通信設備按不同的形式連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡軟件及協(xié)議實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。
2 通信系統(tǒng)定義
通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱。現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導引媒體中的傳輸機理來實現(xiàn)，前者稱為無線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)。當電磁波的波長達到光波范圍時，這樣的電信系統(tǒng)特稱為光通信系統(tǒng)，其他電磁波范圍的通信系統(tǒng)則稱為電磁通信系統(tǒng)，簡稱為電信系統(tǒng)。由于光的導引媒體采用特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統(tǒng)又稱光纖通信系統(tǒng)。一般電磁波的導引媒體是導線，按其具體結(jié)構(gòu)可分為電纜通信系統(tǒng)和明線通信系統(tǒng)；無線電信系統(tǒng)按其電磁波的波長則有微波通信系統(tǒng)與短波通信系統(tǒng)之分。另一方面，按照通信業(yè)務的不同，通信系統(tǒng)又可分為電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、傳真通信系統(tǒng)和圖像通信系統(tǒng)等。
3 計算機網(wǎng)絡與通信系統(tǒng)結(jié)合的發(fā)展前景
計算機通信網(wǎng)絡是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新通信方式，主要是滿足數(shù)據(jù)通信的需要。它將不同地理位置、具有獨立功能的多臺計算機、終端及附屬設備用通信鏈路連接起來，并配備相應的網(wǎng)絡軟件，以實現(xiàn)通信過程中資源共享而形成的通信系統(tǒng)。它不僅可以滿足局部地區(qū)的一個企業(yè)、公司、學校和辦公機構(gòu)的數(shù)據(jù)、文件傳輸需要，而且可以在一個國家甚至全世界范圍進行信息交換、儲存和處理，同時可以提供話音、數(shù)據(jù)和圖像的綜合，具有人的發(fā)展前景。計算機通信革命帶來以下這些重要事實：數(shù)據(jù)處理設備（計算機）和數(shù)據(jù)通信設備（交換傳輸設備）之間不再有本質(zhì)上的區(qū)別。數(shù)據(jù)通信、話音通信和視頻通信之間也不存在本質(zhì)上的區(qū)別。單處理器計算機、多處理器計算機、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和遠距離網(wǎng)絡之間的區(qū)別也日趨模糊。這些趨勢導致了計算機產(chǎn)業(yè)與通信產(chǎn)業(yè)的日趨融合，從元器件制造到系統(tǒng)集成皆是如此。另一影響是發(fā)展了能夠傳輸和處理各種類型數(shù)據(jù)和信息的集成系統(tǒng)。不論是技術(shù)本身還是制定技術(shù)標準的組織，都被迫向能夠完成各種通信的單一的公用網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)展，通過這種網(wǎng)絡能夠簡單且統(tǒng)一地訪問到全世界的信息源和各種信息。
4 從系統(tǒng)觀點分析計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的界定
計算機網(wǎng)絡通常是由計算機與通信相結(jié)合而形成的系統(tǒng)。計算機與通信也都是系統(tǒng)，他們既可能是一個相對獨立的系統(tǒng)，又可能是計算機網(wǎng)絡這個更大系統(tǒng)中的一個要素，所以計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間存在既有聯(lián)系又有區(qū)別的復雜關(guān)系。
根據(jù)系統(tǒng)觀點，系統(tǒng)是由具有一定功能、相互間有一定聯(lián)系的多個要素組成。所以研究不同系統(tǒng)之間的區(qū)別，首先要研究系統(tǒng)功能的差別。對于人造系統(tǒng)而言，其主要環(huán)境因素就是使用該系統(tǒng)的或該系統(tǒng)為之服務的“用戶”。所以系統(tǒng)基本功能通常又可歸結(jié)為系統(tǒng)想使用它的用戶所提供的基本服務功能。基于系統(tǒng)的這些基本概念，我們首先來看通信系統(tǒng)與計算機系統(tǒng)的區(qū)別是明顯的，因為通信系統(tǒng)的基本功能主要是提供信息傳輸服務，而計算機系統(tǒng)的基本功能則主要是提供信息處理服務。當然，我們也要注意到，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)內(nèi)部，實際上也常包含一些進行信息處理的功能部件，如數(shù)字程控交換機、通信控制器等；而在計算機內(nèi)部也存在一些進行信息傳輸?shù)牟考鐑?nèi)部總線、I/O通道等。這些都屬于系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或子結(jié)構(gòu)功能。我們在界定不同類型系統(tǒng)時不妨把系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)看成為“黑匣子”，而主要看他們對“用戶”環(huán)境所提供的基本服務功能的差別。“黑匣子”方法是系統(tǒng)分析的一個重要方法。
從系統(tǒng)觀點來看，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)雖然是由計算機與通信結(jié)合而形成，但已不是計算機與通信的簡單相加，也不是計算機或通信系統(tǒng)的簡單擴張和延伸。事實上，由計算機和通信相結(jié)合而產(chǎn)生的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)無論它的系統(tǒng)功能或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從一開始就已產(chǎn)生許多新的質(zhì)的變化。例如，在通信支持下的資源共享和分布處理功能已遠不是不聯(lián)網(wǎng)的計算機群所能做到的。而在資源共享和分布處理功能基礎上構(gòu)造的各種計算機網(wǎng)絡應用系統(tǒng)則又進一步把遙控、雷達等信息采集技術(shù)，自控機床、機器人等信息控制技術(shù)，以及分布數(shù)據(jù)庫等信息存儲技術(shù)等各種信息技術(shù)都不斷綜合到計算機網(wǎng)絡這個大系統(tǒng)中。這使計算機網(wǎng)絡具有綜合信息采集、處理、傳輸、存貯和利用控制功能的綜合特征，計算機網(wǎng)絡的“用戶”，也越來越從專業(yè)計算機用戶擴展到社會各行各業(yè)的非計算機專業(yè)人員。顯然，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的這種更廣泛的綜合信息功能，既不是計算機系統(tǒng)，也不是通信系統(tǒng)所能比擬和代替的。
5 計算機網(wǎng)絡與通信系統(tǒng)融合趨勢分析
信息技術(shù)通常是指對人自然信息功能進行擴張或增強的技術(shù)，人的自然信息功能包括眼、耳、鼻等的信息采集功能；大腦的信息存貯和處理功能；神經(jīng)、肌肉等信息傳輸功能等，這些人的自然信息功能載人這個信息系統(tǒng)中本來就是緊密有機的聯(lián)系在一起的。因此，作為增強和擴張人自然信息功能的各種信息技術(shù)，雖然在初期發(fā)展過程往往從簡單的單項信息功能開始，但逐步向著綜合的方向發(fā)展，以適應人與人類社會對信息綜合需求的自然特征。到了計算機與通信結(jié)合形成計算機網(wǎng)絡，則使信息采集、處理、存貯、傳輸和利用等五大自然信息功能通過現(xiàn)代可能基礎上形成的各種信息技術(shù)在全球人類社會這個更寬廣的空間綜合起來，這將是一場更深刻的信息技術(shù)革命。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)段，子網(wǎng)掩碼，ARP協(xié)議；RARP協(xié)議（反向地址解析協(xié)議）
充分認識ARP的作用與工作過程，有助于我們認識網(wǎng)絡，理解TCP/IP體系的通信原理，從而更好的指導我們分析網(wǎng)絡中，故障發(fā)生的原因以及采用有效的方法排查。首先，子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的概念，初學者往往難以一下子掌握。因此，很有必要通過實驗來幫助學員更加深入直觀地了解子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的基本概念與工作原理。
一、子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）
子網(wǎng)掩碼的主要功能是告知網(wǎng)絡設備，一個特定的IP地址的哪一部分是包含網(wǎng)絡地址與子網(wǎng)地址，哪一部分是主機地址。網(wǎng)絡的路由設備只要識別出目的地址的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號即可作出路由尋址決策。IP地址的主機部分不參與路由器的路由尋址操作，只用于在網(wǎng)段中唯一標識一個網(wǎng)絡設備的接口。
子網(wǎng)掩碼使用與IP相同的編址格式，子網(wǎng)掩碼為1的部分對應于IP地址的網(wǎng)絡與子網(wǎng)部分，子網(wǎng)掩碼為0的部分對應于IP地址的主機部分。將子網(wǎng)掩碼和IP地址做“與”操作后，IP地址的主機部分將被丟棄，剩余的是網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)地址。
二、網(wǎng)關(guān)（Gateway）
在Internet中的網(wǎng)關(guān)，一般是指用于連接兩個或者兩個以上網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，通常使用路由器（Router）作為網(wǎng)關(guān)。在TCP/IP網(wǎng)絡體系中，網(wǎng)關(guān)的基本作用是根據(jù)目的IP地址的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號，選擇最佳的出口對IP分組進行轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通信。
三、ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議Address Resolution Protocol）
在以太網(wǎng)（Ethernet）中，一個網(wǎng)絡設備要和另一個網(wǎng)絡設備進行直接通信，除了知道目標設備的網(wǎng)絡層邏輯地址（如IP地址）外，還要知道目標設備的第二層物理地址（MAC地址）。ARP協(xié)議的基本功能就是通過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址，以保證通信的順利進行。
當一個網(wǎng)絡設備需要和另一個網(wǎng)絡設備通信時，它首先把目標設備的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼進行“與”操作，以判斷目標設備與自己是否位于同一網(wǎng)段內(nèi)。如果目標設備在同一網(wǎng)段內(nèi)，并且源設備沒有獲得與目標IP地址相對應的MAC地址信息，則源設備以第二層廣播的形式（目標MAC地址為全1）發(fā)送ARP請求報文，在ARP請求報文中包含了源設備與目標設備的IP地址。同一網(wǎng)段中的所有其他設備都可以收到并分析這個ARP請求報文，如果某設備發(fā)現(xiàn)報文中的目標IP地址與自己的IP地址相同，則它向源設備發(fā)回ARP響應報文，通過該報文使源設備獲得目標設備的MAC地址信息。
如果目標設備與源設備不在同一網(wǎng)段，則源設備首先把IP分組發(fā)向自己的缺省網(wǎng)關(guān)（Default Gateway），由缺省網(wǎng)關(guān)對該分組進行轉(zhuǎn)發(fā)。如果源設備沒有關(guān)于缺省網(wǎng)關(guān)的MAC信息，則它同樣通過ARP協(xié)議獲取缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址信息。
為了減少廣播量，網(wǎng)絡設備通過ARP表在緩存中保存IP與MAC地址的映射信息。在一次ARP的請求與響應過程中，通信雙方都把對方的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系保存在各自的ARP表中，以在后續(xù)的通信中使用。ARP表使用老化機制，刪除在一段時間內(nèi)沒有使用過的IP與MAC地址的映射關(guān)系。
四、實驗設計
我們通過設計一個簡單的實驗來幫助學員更深入直觀地理解上述三個知識點所涉及的基本概念與原理。在實驗中，我們利用ping命令來檢驗主機間能否進行正常的雙向通信。在“ping”的過程中，源主機向目標主機發(fā)送ICMP的Echo Request報文，目標主機收到后，向源主機發(fā)回ICMP的Echo Reply報文，從而可以驗證源與目標主機能否進行正確的雙向通信。
A與B為實驗用的PC機，使用Windows2000 Professional操作系統(tǒng)。
實驗方案：
步驟1：
設置兩臺主機的IP地址與子網(wǎng)掩碼：
A：192.168.1.130255.255.255.0
B：192.168.1.125255.255.255.0
兩臺主機均不設置缺省網(wǎng)關(guān)。
用arp -d命令清除兩臺主機上的ARP表，然后在A與B上分別用ping命令與對方通信，在A與B上分別顯示，
A：Reply from 192.168.1.125：bytes=32 time
B：Reply from 192.168.1.130：bytes=32 time
用arp -a命令可以在兩臺PC上分別看到對方的MAC地址。
分析：由于主機將各自通信目標的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼相“與”后，發(fā)現(xiàn)目標主機與自己均位于同一網(wǎng)段（192.168.1.0），因此通過ARP協(xié)議獲得對方的MAC地址，從而實現(xiàn)在同一網(wǎng)段內(nèi)網(wǎng)絡設備間的雙向通信。
步驟2：
將A的子網(wǎng)掩碼改為：255.255.255.128，其他設置保持不變。
操作1：用arp-d命令清除兩臺主機上的ARP表，然后在A上ping B，在A上顯示結(jié)果為：Destination host unreachable。
關(guān)鍵詞：繼電保護發(fā)展趨勢測試智能電網(wǎng)
1 繼電保護基本概念及其發(fā)展趨勢
1.1 繼電保護裝置基本組成
一般而言，整套繼電保護裝置由三個部分組成的，即測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。
①測量部分 測量被保護元件工作狀態(tài)（正常工作、故障狀態(tài)）的電氣參數(shù)，并與整定值進行比較，從而判斷保護裝置是否應該啟動。
②邏輯部分 根據(jù)測量部分輸出邏輯信號的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時間等，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障類型和范圍，確定保護裝置如何動作。
③執(zhí)行部分 根據(jù)邏輯部分送的信號，完成保護裝置所擔負的任務。如發(fā)出信號，跳閘或不動作等。
1.2 繼電保護的基本要求
①可靠性――指繼電保護裝置在保護范圍內(nèi)該動作時應可靠動作，不該動作時應可靠不動作。可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。
②選擇性――指只有當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。
③速動性――指保護裝置應盡快切除短路故障，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍。
④速動性――指在設備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數(shù)。
1.3 繼電保護的發(fā)展趨勢
1.3.1 計算機化
在微機保護發(fā)展初期，曾設想過用一臺小型計算機做成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現(xiàn)實的。現(xiàn)在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機做成繼電保護的時機已經(jīng)成熟。繼電保護的計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。
1.3.2 網(wǎng)絡化
網(wǎng)絡保護是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，它可以實現(xiàn)對變壓器、高低壓線路和母線的相關(guān)保護等功能。資源共享是網(wǎng)絡保護的最顯著特性，還可以結(jié)合高頻保護和光纖保護來實現(xiàn)縱聯(lián)保護。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理，即將傳統(tǒng)的集中式母線保護分散成若干個保護單元，各保護單元接收本回路的輸入量后，經(jīng)量化處理，通過網(wǎng)絡傳送給其它回路的保護單元，然后各保護單元進行母線差動保護的計算，如果計算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則跳開本回路斷路器，隔離故障母線，其它情況時各保護單元均不動作。這種用計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)的分布式母線保護，顯然比傳統(tǒng)的集中式母線保護有更高的可靠性。
1.3.3 保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡控制中心或任一終端。即實現(xiàn)了保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信的一體化。如果將保護裝置就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)在光電流互感器（OTA）和光電壓互感器（OTV）已在研究試驗階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應用。
1.3.4 智能化
近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用，電力系統(tǒng)保護領域內(nèi)的一些研究工作也轉(zhuǎn)向人工智能的研究，專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制理論逐步應用于電力系統(tǒng)繼電保護中，為繼電保護解決許多常規(guī)問題提供了新的方法。人工智能技術(shù)給電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展注入了新的活力，具有非常美好的發(fā)展前景。
2 繼電保護測試內(nèi)容和測試方法的發(fā)展
目前國內(nèi)繼電保護產(chǎn)品檢測主要依據(jù)IEC 60255系列標準和GB/T 14047國家標準進行。
2.1 繼電保護測試內(nèi)容
傳統(tǒng)的繼電保護測試包括基本性能試驗、功率消耗試驗、溫度試驗、電源影響試驗、機械試驗、絕緣實驗、過載試驗、觸點試驗和電磁兼容試驗。
在原有繼電保護測試項目的基礎上，根據(jù)繼電保護裝置發(fā)展的新特點，新增加的測試內(nèi)容包括基于61850 技術(shù)的繼電保護產(chǎn)品檢測，時間同步能力檢測，產(chǎn)品通信協(xié)議檢測，軟件測試，以及裝置可靠性檢測和安全性檢測。
2.2 微機保護測試自動化
測試自動化是指測試系統(tǒng)可以按照事先編制的測試計劃，自動、連續(xù)的完成繼電保護裝置的電氣性能、可靠性、通信協(xié)議、信息安全的測試。完整的測試體系由以下幾部分組成：①電氣性能在靜態(tài)模擬中的自動測試系統(tǒng)；②電氣性能在動態(tài)模擬中的自動測試系統(tǒng)；③監(jiān)控系統(tǒng)的自動測試系統(tǒng)；④通信協(xié)議的測試系統(tǒng)；⑤信息安全的測試系統(tǒng)；⑥繼電保護測試專家系統(tǒng)。
3 智能電網(wǎng)對繼電保護的影響
隨著國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設的開展，智能電網(wǎng)的特征帶來的網(wǎng)絡重構(gòu)、分布式電源接入、微網(wǎng)運行等技術(shù)，對繼電保護提出了新的要求。
未來智能電網(wǎng)中，電網(wǎng)的自愈特征將會對繼電保護的選擇性、可靠性、速動性、靈敏性提出更高的要求，對常規(guī)繼電保護的配置方法提出新的要求。分布式電源的靈活接入、多變壓器的運行方式帶來的后備保護配合、雙向潮流、系統(tǒng)阻抗的變化等問題均會給繼電保護定值整定帶來困難。
同時，智能電網(wǎng)將給繼電保護的發(fā)展帶來新的契機，智能電網(wǎng)中所采用的新型傳感器技術(shù)，數(shù)據(jù)同步技術(shù)、時鐘同步技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)以及IEC 61850 標準的應用，可以提供區(qū)域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)采集的高精度同步，滿足數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膶崟r性，保障數(shù)據(jù)傳輸過程的冗余和可靠性。
4 結(jié)語
隨著智能電網(wǎng)建設的推進，繼電保護要適應電網(wǎng)需求向計算機化、網(wǎng)絡化、智能化、功能一體化方向發(fā)展，同時繼電保護測試內(nèi)容和測試方法也應不斷補充和完善，為智能電網(wǎng)提供技術(shù)支持。
參考文獻：
[1]智能電網(wǎng)中廣域繼電保護的應用，IT專家網(wǎng)，2011.
[2]韓士杰，胥岱遐，施玉祥等.繼電保護測試的發(fā)展方向(A)，電工電氣，2011(12).
[3]黃寶民，張晶.電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展(A)，科技資訊，2006(14).
[4]李世榮.繼電保護發(fā)展的歷史及其趨勢(B)，甘肅冶金，(4):30，
2008.
[5]錢雪峰.電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢探究(A)，科技論壇，2010(12).
[6]邵寶珠，王優(yōu)胤，宋丹.智能電網(wǎng)對繼電保護發(fā)展的影響(B)，東北電力技術(shù)，2010(2).
[7]姚致清.繼電保護測試發(fā)展方向的思考(B)，繼電器，(11):36，
2008.
就電力營銷的基本概念而言，其核心就要求供電企業(yè)必須面對市場，面向用戶，利用技術(shù)與營銷策略的提升來適應不斷提高的技術(shù)與市場需求，以及作出真確的反應而提供供電用戶滿意的服務，即實現(xiàn)營銷過程中費用最低、速度最快、質(zhì)量最優(yōu)、性價比最佳的服務目標。在電力營銷改革中需要注意的是供電企業(yè)的特殊地位，其具有較強的政策性、社會性、服務性、技術(shù)性、經(jīng)營統(tǒng)一性等，是生產(chǎn)經(jīng)營于一體的產(chǎn)業(yè)模式。
2電力營銷的基本內(nèi)容與改革意義
電力營銷的基本工作內(nèi)容包括：在服務中辦理業(yè)務擴充，解決新老用戶的增容與新裝問題；負責對因為變更進行辦理，方便客戶做好電力營銷的日常管理工作；在營銷中做好電價與電費的管理，認真落實和執(zhí)行電價策略，及時準確的抄表、核算，做好電費的準確回收與管理；做好電能計量的管理，以可靠的技術(shù)措施來保證電能計量的準確；針對電力網(wǎng)絡進行用電檢查，對用電安全、節(jié)約、計劃等進行全面控制，做好電力調(diào)度工作；全面提升管理能力拓展電能的銷售量；做好各項統(tǒng)計工作，做好基礎資料的采集、整理、分析，以備管理決策。電力營銷改革的意義：在電力發(fā)展的影響下，智能電網(wǎng)的發(fā)展對電力營銷產(chǎn)生了較大的影響，電力生產(chǎn)與營銷管理因為技術(shù)支持從內(nèi)部已經(jīng)呈現(xiàn)出高效率生產(chǎn)與管理的態(tài)勢，而針對客戶的營銷模式也應根據(jù)這個需要進行改變，利用先進的管理與營銷體制替代傳統(tǒng)的營銷模式，以此適應時代的需求，這就是營銷改革的重要意義。
3現(xiàn)有電力網(wǎng)絡的營銷狀況
我國供電網(wǎng)絡中，電力營銷管理多數(shù)承擔的是電力市場培育與電能銷售、服務的工作，這也是電力企業(yè)最為基本的營銷體制。從業(yè)務劃分上，邏輯屬性可以將供電營銷業(yè)務分為客服、業(yè)務、質(zhì)量管理、營銷決策等層面。隨著計算機技術(shù)的引入，通信技術(shù)和自動化水平不斷提高，我國的電力營銷已經(jīng)有了長足的發(fā)展與進步，其已經(jīng)得到了多功能系統(tǒng)支持，如營銷信息管理、客服技術(shù)支持、自動抄表、銀行賬務、電力負荷自動調(diào)控等。雖然有了技術(shù)上的改進，但是從本質(zhì)看，營銷思路與人員的基本素質(zhì)的改變不能適應當前技術(shù)上的提高，因此必須能進入數(shù)字化營銷的理念，這樣才能適應供電智能化的發(fā)展。
4智能電網(wǎng)對供電營銷的影響
以往的電力營銷是抄表、核算、收費，主要的措施與手段相對被動，電力營銷僅僅集中在對客戶的被動式管理上，缺乏主動提供服務的能力。而智能化電網(wǎng)將電力從業(yè)人員從繁重的基礎數(shù)據(jù)調(diào)查中解放出來，使之可以將精力放在營銷業(yè)務環(huán)節(jié)上，即如何為客戶提供安全與穩(wěn)定的供電服務，并幫客戶會解決問題等方面。所以智能技術(shù)解放了營銷中資源的浪費而提高了服務的質(zhì)量，因此營銷必須適應此種變化。例如：智能化的用戶負荷管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，就可以幫助負荷管理與控制可以理想地完成自動計量、電力制定、分布式上網(wǎng)監(jiān)控等實時應用功能，為客戶知識的交互提供技術(shù)支持。系統(tǒng)利用現(xiàn)有的通信通道實現(xiàn)雙向通信，完成自動采集與分析功能，挖掘分析用電模式，預測市場發(fā)展，同時制定多元化的服務方案，并將信息傳遞給客戶，使其可以自由選擇，最終平衡電網(wǎng)供求。而用戶可以對配置方案進行優(yōu)化選擇，整合自身的資源調(diào)整用電模式，從而提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的負荷控制模式相比，智能化的管理方式具備了以下四方方面的優(yōu)勢：1)智能化用電量與方式監(jiān)測；2)智能化數(shù)據(jù)通信與安全保障；3)智能化數(shù)據(jù)處理與信息挖掘；4)智能化負荷控制與營銷。
5改革后的智能營銷模式分析
從發(fā)展方向上看未來的電力系統(tǒng)將進入到智能營銷模式，即完全借助數(shù)字技術(shù)將電網(wǎng)運行與業(yè)務需要、社會效益等關(guān)聯(lián)起來，實現(xiàn)市場參與者實時化互動和能源供需平衡的調(diào)度，達到最優(yōu)化控制能源配置，最安全、最經(jīng)濟、最環(huán)保的服務和銷售模式。智能營銷體系可以分為經(jīng)營、銷售、營銷等系統(tǒng)的全面自動化。智能化營銷的著眼點應在智能化服務上，電力商品的銷售與使用將具有較高的安全性、實時性、環(huán)保性，所以智能化營銷必須借助智能網(wǎng)絡技術(shù)，并圍繞這三個需要而展開深化與創(chuàng)新，具體表現(xiàn)是：高電能質(zhì)量和高可靠性；在高級配電網(wǎng)絡和高級配電自動化的自愈功能，使之具有網(wǎng)絡重構(gòu)和故障監(jiān)控、定位、隔離、恢復等功能；網(wǎng)絡通信技術(shù)將保證系統(tǒng)地域攻擊；高級配網(wǎng)SCADA可以進行海量的數(shù)據(jù)處理并進行數(shù)據(jù)挖掘，以此為營銷提供數(shù)據(jù)支持；分布式的電能購銷、調(diào)度、頻率波動處理等，可以幫助開的清潔能源市場，實現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡化銷售；營銷中系統(tǒng)可以結(jié)合動態(tài)化電價政策對電力負荷與測算進行差異化分析，以此慢優(yōu)化銷售的需求，既滿足用戶需求也保證銷售效益。
6結(jié)語
【關(guān)鍵詞】GPS；網(wǎng)絡RTK；技術(shù)
實時動態(tài)差分技術(shù)簡稱RTK，是一門能夠?qū)崿F(xiàn)實時定位的技術(shù)，該技術(shù)是通過將GPS測量技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)融合來實現(xiàn)的，包括基準站和流動站兩大基本組成部分。基準站對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，然后發(fā)射相應的數(shù)據(jù)而流動站對自身以及基準站的載波相位的觀測值進行實時的差分處理，最終得到所需要的精確的海拔、坐標等數(shù)據(jù)。RTK技術(shù)的出現(xiàn)使GPS測量精度有了很大的提高，是GPS測量技術(shù)的一次巨大的飛躍，因而獲得了極為廣泛的使用。但是常規(guī)的RTK定位技術(shù)其測量距離具有局限性，一旦距離超過一定的限度，其定位的精確的程度就大大的降低了，這極大的限制了其使用范圍。
由于常規(guī)RTK的局限性，這使得新型的網(wǎng)絡RTK技術(shù)隨之產(chǎn)生。隨著計算機為核心的信息以及網(wǎng)絡技術(shù)的可快速發(fā)展，在常規(guī)RTK技術(shù)的基礎之上結(jié)合這些新的技術(shù)從而產(chǎn)生了新的實時動態(tài)定位技術(shù)，這就是多基準站RTK，也就是網(wǎng)絡RTK。網(wǎng)絡RTK在覆蓋范圍上極大的超過了常規(guī)RTK技術(shù)，除此之外，網(wǎng)絡RTK的成本更加的低廉、定位效率高且精度也遠遠的高于常規(guī)RTK。由于網(wǎng)絡RTK這一系列的優(yōu)點，這使得其使用更加的廣泛。以網(wǎng)絡RTK技術(shù)作為基礎，全國各地建立了大量的CORS系統(tǒng)。CORS系統(tǒng)的廣泛使用，給傳統(tǒng)的RTK測量帶來了巨大的變革，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，極大的減少了初始化的時間，提高了工作范圍的覆蓋面積。第二，系統(tǒng)使用連續(xù)的基站，這樣用戶的觀測就變得十分的方便，可以隨時進行，有利于工作時間的節(jié)省。第三，能夠?qū)?shù)據(jù)進行全面的監(jiān)控，保證作業(yè)的安全可靠，降低誤差出現(xiàn)的概率。第四，能夠接入互聯(lián)網(wǎng)，方便數(shù)據(jù)的遠距離傳輸和共享。我國的網(wǎng)絡RTK發(fā)展十分迅速，且在實際中的應用也越來越廣泛，文章就網(wǎng)絡RTK技術(shù)及其應用現(xiàn)狀展開探討。
1 網(wǎng)絡RTK技術(shù)簡介
1.1 網(wǎng)絡RTK技術(shù)的基本原理
為了降低各種誤差對于系統(tǒng)的影響，保證測量結(jié)果具有較高的精度，從而在相對廣泛的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建一個基準站網(wǎng)絡，將多個基準站均勻的在交大的范圍之內(nèi)進行設置，利用廣域或者是局域差分GPS來得到精度比較高的定位結(jié)果。
1.2 網(wǎng)絡RTK技術(shù)實現(xiàn)思路
流動站會產(chǎn)生誤差，可以利用基準站網(wǎng)的數(shù)據(jù)對其進行計算，然后根據(jù)計算的結(jié)果進行相應的修正，修正后的信息通過相應的手段傳遞給用戶，這樣用戶得到的信息就比較的精確，從而可以得到較為精確位置。常規(guī)RTK在工作過程中，利用通信系統(tǒng)將自身的載波相位觀測值對附近的動態(tài)用戶進行實時的發(fā)送。這樣用戶就能夠依據(jù)自身獲得的相同歷元的載波相位觀測值進行定位，同時能夠參照基準站的坐標而得到自己的實時位置。在RTK中一般使用雙差觀測值，從而有效的減小接收機和衛(wèi)星鐘之間的時差，從而保證獲得結(jié)果的精確性。
2 網(wǎng)絡RTK技術(shù)服務的主要方法
2.1 虛擬參考站技術(shù)
GPS流動站先通過數(shù)字移動電話網(wǎng)絡向控制中心發(fā)送標準的NMEA位置信息, 告知它的概略位置,控制中心接收信息,并重新計算所有GPS數(shù)據(jù)、內(nèi)插到與流動站相匹配的位置,再向流動站發(fā)送改正過的RTCM信息,流動站可位于網(wǎng)絡中的任何一點,這樣RTK的系統(tǒng)誤差就被減少或得到消除。這種為一個虛擬的、沒有實際架設的參考站創(chuàng)建原始參考數(shù)據(jù)的技術(shù),稱之為“虛擬參考站技術(shù)”。
虛擬參考站技術(shù)實現(xiàn)過程分為三步:第一，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心完成所有基準站的信息融合和誤差源模型化。第二，流動站在作業(yè)的時候,先發(fā)送概略坐標給系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心,系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心根據(jù)概略坐標生成虛擬參考站觀測值,并回傳給流動站。第三，流動站利用虛擬參考站數(shù)據(jù)和本身的觀測數(shù)據(jù)進行差分,得到高精度定位結(jié)果。
虛擬參考站技術(shù)的優(yōu)點在于只需增加一個數(shù)據(jù)接收設備,不需增加用戶設備的數(shù)據(jù)處理能力,接收機的兼容性比較好。虛擬參考站技術(shù)要求雙向數(shù)據(jù)通訊, 流動站既要接收數(shù)據(jù),也要發(fā)送自己的定位結(jié)果和狀態(tài),每個流動站和數(shù)據(jù)處理中心交換的數(shù)據(jù)都是唯一的,這就對系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)傳輸能力有很高的要求。虛擬參考站技術(shù)目前應用得比較廣泛,可以說是網(wǎng)絡RTK技術(shù)的一個代表。
2.2 主輔站技術(shù)
主輔站技術(shù)(MAX)是瑞士徠卡測量系統(tǒng)有限公司基于“主輔站概念”推出的參考站網(wǎng)軟件SPIDER 的技術(shù)基礎,其基本概念是將所有相關(guān)的代表整周未知數(shù)水平的觀測數(shù)據(jù),如彌散性的和非彌散性的差分改正數(shù),作為網(wǎng)絡的改正數(shù)據(jù)播發(fā)給流動站對于用戶來說,主參考站并不要求是最靠近的那個參考站,盡管那樣可能會更好一些。因為它僅僅被用來簡單地實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?而且在改正數(shù)的計算中沒有任何特殊的作用。如果由于某種原因,主站傳來的數(shù)據(jù)不再具有有效性,或者根本無法獲取主站的數(shù)據(jù),那么,任何一個輔站都可以作為主站。
主輔站技術(shù)可以使用單向數(shù)據(jù)通訊和雙向數(shù)據(jù)通訊兩種方式。單向數(shù)據(jù)通訊方式下的主輔站技術(shù)徠卡稱之為MAX技術(shù), 雙向數(shù)據(jù)通訊方式下的主輔站技術(shù)稱為i- MAX技術(shù)。MAX技術(shù)中同一個網(wǎng)絡單元中發(fā)播同一組數(shù)據(jù),用戶接收機目前只有徠卡公司生產(chǎn)的新型接收機才能夠使用。i-MAX技術(shù)與虛擬參考站技術(shù)一樣,流動站必須播發(fā)自己的概略位置給數(shù)據(jù)處理中心,數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)其位置計算出流動站的改正數(shù),再以標準差分協(xié)議格式發(fā)播給流動站,流動站可以是各種支持標準差分協(xié)議格式的接收機。
3 國內(nèi)連續(xù)運行參考站系統(tǒng)建設現(xiàn)狀
經(jīng)過一段時間的發(fā)展，我國的連續(xù)運行跟蹤站的建設取得了很大的成功，取得了不小的成就，當前我國連續(xù)運行參考站系統(tǒng)建設現(xiàn)狀如下：
3.1 從上世紀末開始，我國的國家測繪局開始在全國范圍內(nèi)建設永久性的GPS跟蹤站，主要是進行精確的定位以及監(jiān)測地球動力學。
3.2 中國地殼運動觀測網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡最初由我國國家地震局倡導，包括中科院在內(nèi)的相關(guān)的部門參與了建設和設計，建設的基準站點覆蓋全國的范圍，這些基站之間的平均間隔為八百公里。所有的基站每三十秒鐘進行一次采樣，然后上傳到中心進行分析，分析的成果由國家地震局、中科院等部門所共享。當前該工程已經(jīng)進入二期工程建設時期，教育部以及國家氣象局也相繼加入這樣網(wǎng)絡的建設當中。
3.3 深圳連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)。它是我國建立的第一個實用化的實時動態(tài)CORS系統(tǒng),其實時定位精度可達到平面3厘米,垂直5厘米,系統(tǒng)由5個GPS 基準站、一個系統(tǒng)控制中心、一個用戶數(shù)據(jù)中心、若干用戶應用單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)五個子系統(tǒng)組成,各子系統(tǒng)互聯(lián),形成一個分布于整個城市的局域網(wǎng)或城域網(wǎng)。網(wǎng)絡實時動態(tài)定位采用虛擬參考站技術(shù),系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務分兩種方式: 通過訪問服務器以GSM數(shù)據(jù)通信方式向用戶提供實時精密定位服務。通過Internet網(wǎng)絡向用戶提供精密事后處理的數(shù)據(jù)服務,并系統(tǒng)工作狀況、新聞等動態(tài)信息。
4 結(jié)語
本文介紹了網(wǎng)絡RTK 技術(shù)的原理和服務現(xiàn)狀,對網(wǎng)絡RTK定位技術(shù)中采用的常用方法進行了簡單的介紹，對四種網(wǎng)絡RTK 技術(shù)服務CORS系統(tǒng)的主要方法進行了較詳細的描述,并介紹了CORS系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀。
參考文獻：
[1]陶葉青.單基站CORS-RTK精度分析與測量數(shù)據(jù)處理[D]遼寧工程技術(shù)大學, 2009.
關(guān)鍵詞：通信原理；教學改革；信源編碼；信道編碼
中圖分類號：G642.4文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)01-0231-02
Research on the Reform in Teaching of The Principle of Communication
CHEN Jie, CHENG Yun, HOU Hai-liang
(Department of Communications & Control Engineering, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China) Abstract: The problems existing in the presently teaching of“The Principles of Communication”are discussed, and the reform measures such as selection the teaching contents, using of many kinds of teaching methods deftly and linking theory with practice are introduced to improve the effect in teaching.
Key words: the principles of communication; teaching reform; signal source coding; signal channel coding
1《通信原理》課程教學現(xiàn)狀
《通信原理》是電子信息工程、通信工程等信息類本科專業(yè)的一門重要的必修專業(yè)基礎課，也是許多高等院校通信和信息類專業(yè)研究生入學考試的初試或者復試必考科目之一。本課程主要內(nèi)容為通信系統(tǒng)的基本組成、信號的編碼與調(diào)制、信道編碼及調(diào)制技術(shù)、信號的接收、傳輸?shù)牟铄e控制及同步等。
《通信原理》是一門理論性、綜合性、實踐性很強的課程[1]，在實際教學中，我校安排的總課時為64節(jié)，包括48節(jié)理論課和16節(jié)實驗課。理論教學主要以教師講授為主，學生被動地接受的模式。采用講授為主的教學模式在該課程的教學中主要表現(xiàn)為以下5個方面的難點：
1）課程對數(shù)學知識要求高，理論性強，數(shù)學推導多。課程中知識的推導涉及到很多高數(shù)、概率論和線性代數(shù)知識，比如平穩(wěn)隨機過程、信道容量、信道編碼等。從先修的信號與系統(tǒng)、通信電子線路開始，教師講授都會涉及大量的數(shù)學公式推導，長時間的理論學習加重了學生的厭學情緒，嚴重影響了教學效果。
2）課程的概念多、專有名詞多而且很多概念都比較抽象。如信道、信道編碼及編碼方法、信源編碼及編碼方法等，對于初學者來說，這些概念很容易混淆，不好理解。通常是講到后面的知識，學生忘了前面的知識。
3）先修課程學習效果直接影響通信原理的教學。信息類專業(yè)的不同課程之間知識銜接緊密，一環(huán)扣一環(huán)，一門課程沒學好將直接導致后續(xù)課程無法有效的組織教學。通信原理課程是在信號與系統(tǒng)、通信電子線路等專業(yè)基礎課程開設的前提下開課，而那些課程的理論性也相當?shù)膹姟ｉL期的理論學習使得學生對這些理論性較強的課程產(chǎn)生了強烈的抵制心理。
4）知識點多，講授內(nèi)容多，課時少。通信原理的包括的知識范圍廣，包括信號分析、模擬通信、數(shù)字通信、信源和信源編碼、信道和信道編碼、通信系統(tǒng)的組成等方面的知識，每個知識點都很重要，48課時的理論教學時間遠遠不夠。現(xiàn)代交換原理、移動通信、光纖通信、計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)及擴頻通信等后續(xù)專業(yè)課程迫切需要“通信原理”課程堅實的基礎作為后盾。通信原理的知識點沒講到或者知識講解不透徹，直接影響到后續(xù)課程的教學和學習，進而影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
5）通信原理知識更新?lián)Q代快，教材中的知識點和實際應用脫節(jié)。比如CDMA、數(shù)據(jù)通信等技術(shù)十多年前還僅僅存在理論中，目前已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實并得到飛速發(fā)展，并出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，而教材的更新?lián)Q代速度跟不上通信知識的發(fā)展，學生在學習中難免會有疑問。這就需要授課者及時跟蹤，了解通信的新技術(shù)，向?qū)W生介紹新的技術(shù)并且有效的解釋學生在學習過程中出現(xiàn)的問題。
2《通信原理》課程教學改革措施
2.1精選教學內(nèi)容，合理安排教學順序
《通信原理》知識點多，知識覆蓋面廣，教學內(nèi)容豐富，而我系電子信息工程和通信工程本科專業(yè)的培養(yǎng)計劃中安排該門課程的 理論教學學時數(shù)為48節(jié)，要在短短的48學時內(nèi)把通信原理500多面的教材內(nèi)容講授完是不可能的。因此，我們必須精選教學內(nèi)容，對全局知識作合理規(guī)劃，分清層次、確定重難點，對一些相對較容易的內(nèi)容安排學生自學。通信原理主要包括數(shù)字通信和模擬通信兩部分。實際應用中主要采用數(shù)字通信，因此應該重點講授數(shù)字通信系統(tǒng)及及其相關(guān)技術(shù)。信號分析部分在信號與系統(tǒng)課程中學生已經(jīng)詳細學習過，但防止部分學生掌握不牢，本部分只簡要的講授傅里葉變換、信號的能量和相關(guān)函數(shù)等方面的知識，其他內(nèi)容要求學生自學。還有模擬調(diào)制中的角度調(diào)制（調(diào)頻和調(diào)相）部分通信電子線路或者高頻電子線路中有相關(guān)內(nèi)容，也不需要作重點講解。另外信源編碼和信道編碼方法很多，也只能講授常用的一些編碼方法，其它的只講解其編碼原理或者全部要求學生自學。
選定好教學內(nèi)容后，為了提高學生的學習效率，還有必要對知識點的講授順序作一定的調(diào)整。一般來講，教材編排順序就是課堂教學內(nèi)容的組織順序。但通過多次教學實踐和摸索發(fā)現(xiàn)，適當?shù)恼{(diào)整教學順序有利于學生在學習的過程中形成一條學習主線，抓住這根線無論是聽課還是自學都變得更容易。比如整個講授過程按照通信系統(tǒng)的組成和通信流程進行：先講信號及其描述和變換、接著講信號的調(diào)制與解調(diào)，再講信源編碼和信道編碼，最后介紹通信網(wǎng)絡的相關(guān)知識。每個部分的講授中，也抓住一條主線，比如講授各種信源編碼方法時可以以提高有效性這條主線來展開，信道編碼可以以增加通信的可靠性來展開。
2.2采用多種教學方式激發(fā)學生的學習興趣
通信原理的知識比較抽象，概念多、數(shù)學公式和數(shù)學推導比較多，采取傳統(tǒng)的填鴨式教學方式會使學生的學習興趣下降，為此，需要靈活運用多種教學方法,激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效率。
首先，應該拋棄以教師講授為主,學生被動地接受的教學模式，采用以教師為主導,學生為主體的教學方式。教師先通過相關(guān)通信知識的實際應用引起學生對該知識點的興趣，并隨之提出疑問，進而進行知識點的講授。對于要求學生自學或者預習的部分，也提前提出問題，讓學生帶著問題自學，同時要求學生在下次上課前回答問題或者對有關(guān)內(nèi)容進行講解，使自學效果得以保證。
其次，充分發(fā)揮《通信原理課程》多媒體課件的作用[2]，并用flash制作各種演示動畫。多媒體課件主要內(nèi)容包括了基本概念和基礎知識、公式推導、通信系統(tǒng)功能各模塊的輸出波形和相應知識點的練習題等。在幾年的教學中，我用flash軟件制作了各種編碼、調(diào)制解調(diào)等方面的動畫演示，使學生能直觀形象的理解各知識點。
再次，加強與學生的溝通，了解學生的學習動態(tài)，及時調(diào)整講課進度。通過提問、課間與學生聊天、批改作業(yè)、課間小測試和布置練習題等，了解學生的學習效果，聽取同學們對教學建議，并及時調(diào)整自己的授課進度和講課方法。平時注意與同學們建立了友好的關(guān)系，利用情感紐帶建立和諧的課堂秩序。
2.3注重理論聯(lián)系實際
《通信原理》是一門應用很廣的課程，要深入的理解和掌握它必須將它與實際應用結(jié)合起來。首先，通信的相關(guān)技術(shù)日新月異，使得通信原理教材中的相關(guān)知識與實際應用脫節(jié)。其次，通信原理注重基本通信理論的介紹，主要包括理論的數(shù)學機理、各種技術(shù)的實現(xiàn)框圖和相關(guān)技術(shù)，學生學習時對相關(guān)內(nèi)容沒有直觀的認識。
課堂教學中,要多和實際應用建立聯(lián)系,將抽象深奧的原理融入到具體的例子中進行講解。比如在講頻分復用技術(shù)時，學生很難理解，可以將該技術(shù)與多人同時進出教學大樓大門聯(lián)系起來形象的進行講解。
在進行知識講解時，要注意將相關(guān)理論的實際應用情況進行介紹，讓學生覺得通信原理不僅僅是一些抽象的理論，而且具有很強的實用性，這樣才能使學生的學習興趣更濃。比如在講授通信系統(tǒng)時，可以直接以手機通信為例，介紹其采用的調(diào)制技術(shù)、解調(diào)方法，復用技術(shù)等，這樣就將理論和實際聯(lián)系起來了。
通信原理知識更新?lián)Q代迅速，任課教師需要及時跟蹤新出現(xiàn)的技術(shù)，并將相關(guān)知識融入到對應的知識中進行介紹[3]。
3實際教學效果
通過在2006級、2007級、2008級通信工程專業(yè)和2008級電子信息工程專業(yè)的《通信原理》課堂教學中不斷摸索和總結(jié)，形成了以上措施。事實證明，通過這些措施，《通信原理》的課堂教學效果有了較大的提高,學生普遍反映學習不再枯燥，很多學生都會課后花時間去消化已學知識。為了能夠回答好老師課前布置的問題，對于自學內(nèi)容或者沒有深人講解的部分，學生也會保質(zhì)保量的進行了自學。幾年來，學生對《通信原理》的課程學習興趣逐年提高，學生的考試成績也有了較大的提高，在考試難度不變的情況下課程及格率也不斷提升，特別是2008級通信專業(yè)學生不及格人數(shù)只有8人，達到了歷史最好水平。
4小結(jié)
本文首先分析了《通信原理》課程教學中存在的問題，并就怎樣提高課程教學進行了探討，提出依靠整合教學內(nèi)容、合理安排知識講授順序、綜合運用多種教學手段和理論聯(lián)系實際等措施提高教學質(zhì)量，形成以教師為主導,學生為主體的教學方式。事實證明，該方法具有很強的可行性，能夠有效的提高教學質(zhì)量。下一步將繼續(xù)對通信原理課程教學和實驗教學進行研究，為理論性強課程的教學探討出一種行之有效的教學、實驗模式。同時注重“亮點”效應，將該模式運用到信號與系統(tǒng)、通信電子線路、移動通信、自動控制原理、現(xiàn)代控制理論等相關(guān)理論型課程教學中，提升這一類課程的教學效果。
參考文獻：
[1]張水英.“通信原理”課程教學改革探索[J].電氣電子教學學報, 2003(10):12-14.
關(guān)鍵詞：網(wǎng)段；ARP協(xié)議；RARP協(xié)議；
充分認識ARP的作用與工作過程有助于我們認識網(wǎng)絡、理解TCP/IP體系的通信原理，從而指導我們分析網(wǎng)絡中故障發(fā)生的原因以及采用有效的方法排查故障。首先，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的概念初學者往往難以一下子掌握。因此很有必要通過實驗來幫助學員更加深入直觀地了解子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的基本概念與工作原理。
1 子網(wǎng)掩碼(Subnet Mask)
子網(wǎng)掩碼的主要功能是告知網(wǎng)絡設備，一個特定的IP地址的哪一部分是包含網(wǎng)絡地址與子網(wǎng)地址，哪一部分是主機地址。網(wǎng)絡的路由設備只要識別出目的地址的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號即可作出路由尋址決策，IP地址的主機部分不參與路由器的路由尋址操作，只用于在網(wǎng)段中唯一標識一個網(wǎng)絡設備的接口。
子網(wǎng)掩碼使用與IP相同的編址格式，子網(wǎng)掩碼為1的部分對應于IP地址的網(wǎng)絡與子網(wǎng)部分，子網(wǎng)掩碼為0的部分對應于IP地址的主機部分。將子網(wǎng)掩碼和IP地址作“與”操作后，IP地址的主機部分將被丟棄，剩余的是網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)地址。
2 網(wǎng)關(guān)(Gateway)
在Internet中的網(wǎng)關(guān)一般是指用于連接兩個或者兩個以上網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，通常使用路由器(Router)作為網(wǎng)關(guān)。
在TCP/IP網(wǎng)絡體系中，網(wǎng)關(guān)的基本作用是根據(jù)目的IP地址的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號，選擇最佳的出口對IP分組進行轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通信。
3 ARP協(xié)議(Address Resolution Protocol)
在以太網(wǎng)(Ethernet)中，一個網(wǎng)絡設備要和另一個網(wǎng)絡設備進行直接通信，除了知道目標設備的網(wǎng)絡層邏輯地址(如IP地址)外，還要知道目標設備的第二層物理地址(MAC地址)。ARP協(xié)議的基本功能就是通過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址，以保證通信的順利進行。
當一個網(wǎng)絡設備需要和另一個網(wǎng)絡設備通信時，它首先把目標設備的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼進行“與”操作，以判斷目標設備與自己是否位于同一網(wǎng)段內(nèi)。如果目標設備在同一網(wǎng)段內(nèi)，并且源設備沒有獲得與目標IP地址相對應的MAC地址信息，則源設備以第二層廣播的形式(目標MAC地址為全1)發(fā)送ARP請求報文，在ARP請求報文中包含了源設備與目標設備的IP地址。同一網(wǎng)段中的所有其他設備都可以收到并分析這個ARP請求報文，如果某設備發(fā)現(xiàn)報文中的目標IP地址與自己的IP地址相同，則它向源設備發(fā)回ARP響應報文，通過該報文使源設備獲得目標設備的MAC地址信息。
如果目標設備與源設備不在同一網(wǎng)段，則源設備首先把IP分組發(fā)向自己的缺省網(wǎng)關(guān)(Default Gateway)，由缺省網(wǎng)關(guān)對該分組進行轉(zhuǎn)發(fā)。如果源設備沒有關(guān)于缺省網(wǎng)關(guān)的MAC信息，則它同樣通過ARP協(xié)議獲取缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址信息。
為了減少廣播量，網(wǎng)絡設備通過ARP表在緩存中保存IP與MAC地址的映射信息。在一次ARP的請求與響應過程中，通信雙方都把對方的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系保存在各自的ARP表中，以在后續(xù)的通信中使用。ARP表使用老化機制，刪除在一段時間內(nèi)沒有使用過的IP與MAC地址的映射關(guān)系。
4 實驗設計
我們通過設計一個簡單的實驗來幫助學員更深入直觀地理解上述三個知識點所涉及的基本概念與原理。在實驗中，我們利用ping命令來檢驗主機間能否進行正常的雙向通信。在“ping”的過程中，源主機向目標主機發(fā)送ICMP的Echo Request報文，目標主機收到后，向源主機發(fā)回ICMP的Echo Reply報文，從而可以驗證源與目標主機能否進行正確的雙向通信。
A與B為實驗用的PC機，使用Windows2000 Professional作操作系統(tǒng)。
實驗方案：
步驟1：
設置兩臺主機的IP地址與子網(wǎng)掩碼：
A: 192.168.1.130 255.255.255.0
B: 192.168.1.125 255.255.255.0
兩臺主機均不設置缺省網(wǎng)關(guān)。
用arp -d命令清除兩臺主機上的ARP表，然后在A與B上分別用ping命令與對方通信，在A與B上分別顯示，
A: Reply from 192.168.1.125: bytes=32 time<10ms TTL=128
B: Reply from 192.168.1.130: bytes=32 time<10ms TTL=128
用arp -a命令可以在兩臺PC上分別看到對方的MAC地址。
分析：由于主機將各自通信目標的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼相“與”后，發(fā)現(xiàn)目標主機與自己均位于同一網(wǎng)段(192.168.1.0)，因此通過ARP協(xié)議獲得對方的MAC地址，從而實現(xiàn)在同一網(wǎng)段內(nèi)網(wǎng)絡設備間的雙向通信。
步驟2：
將A的子網(wǎng)掩碼改為：255.255.255.128，其他設置保持不變。
操作1：用arp -d命令清除兩臺主機上的ARP表，然后在A上ping B，在A上顯示結(jié)果為：Destination host unreachable
用arp -a命令在兩臺PC上均不能看到對方的MAC地址。
分析1：A將目標設備的IP地址(192.168.1.125)和自己的子網(wǎng)掩碼(255.255.255.128)相“與”得192.168.1.0，和自己不在同一網(wǎng)段(A所在網(wǎng)段為:192.168.1.128)，則A必須將該IP分組首先發(fā)向缺省網(wǎng)關(guān)。由于A的缺省網(wǎng)關(guān)沒有配置，無法對分組進行正確發(fā)送，因此顯示“目標主機不可到達”。
操作2：接著在B上ping A，在B上顯示結(jié)果為：Request timed out 此時用arp-a命令可以在兩臺PC上分別看到對方的MAC地址。
分析2：B將目標設備的IP地址(192.168.1.130)和自己的子網(wǎng)掩碼(255.255.255.0)相“與”，發(fā)現(xiàn)目標主機與自己均位于同一網(wǎng)段(192.168.1.0)，因此，B通過ARP協(xié)議獲得A的MAC地址，并可以正確地向A發(fā)送Echo Request報文。但由于A不能向B正確地發(fā)回Echo Reply報文(原因見分析1)，故B上顯示ping的結(jié)果為“請求超時”。在該實驗操作中，通過觀察A與B的ARP表的變化，可以驗證：在一次ARP的請求與響應過程中，通信雙方就可以獲知對方的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系，并保存在各自的ARP表中。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 火電廠 推廣應用
20世紀80年代，DCS（數(shù)字式分散控制系統(tǒng)）開始進入電站自動化控制領域，由于其在安全生產(chǎn)與經(jīng)濟效益等方面帶來的正面作用是以往任何一種控制系統(tǒng)無法與其相提并論的，因此，DCS在電站被廣泛使用。目前300MW以上機組，無論是國產(chǎn)機組還是引進機組，無一例外采用DCS，就連200MW、100MW機組也在使用DCS來進行改造，甚至于一些自備電廠的25MW、12MW的火電機組也采用DCS系統(tǒng)。
那么，作為20世紀90年代才走向?qū)嵱没模谧詣踊I域內(nèi)最為新型的控制系統(tǒng)——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(fieldbus control system，F(xiàn)CS)，能否也像DCS系統(tǒng)一樣被電站接受并廣為推廣使用?
1 FCS與DCS相比較最顯著的特點
根據(jù)國際電工委員會IEC1158定義：安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。
以現(xiàn)場總線為基礎的全數(shù)字控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS。即：現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制室系統(tǒng)之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向通信與多站的通信系統(tǒng)。
DCS與FCS的具體比較如下：
（1） DCS系統(tǒng)是個大系統(tǒng)，其控制器功能強而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以必須整體投資一步到位，事后擴容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現(xiàn)場化，廣泛采用的數(shù)字智能現(xiàn)場裝置使得控制器功能與重要性相對減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點低，可以邊用、邊擴、邊投運。
（2） DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本互不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)，用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的各種設備連入現(xiàn)場總線，達到最佳的系統(tǒng)集成。
（3） DCS系統(tǒng)的信息全都是二進制或模擬信號形成的，必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化，免去了D/A與A/D變換，高集成化高性能，使精度可以從±0.5％提高到±0.1％。
（4） FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入變送器或執(zhí)行器中，縮短了控制周期，目前可以從DCS的2～5次/s，提高到FCS的10～20次/s，從而改善調(diào)節(jié)性能。
（5） DCS系統(tǒng)可以控制和監(jiān)視工藝全過程，對自身進行診斷、維護和組態(tài)。但是，由于其自身的致命弱點，其I/O信號采用傳統(tǒng)的模擬量信號，無法在DCS工程師站上對現(xiàn)場儀表（含變送器、執(zhí)行器等）進行遠方診斷、維護和組態(tài)。FCS系統(tǒng)采用全數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制。因此，它可以對現(xiàn)場裝置（含變送器、執(zhí)行器等）進行遠方診斷、維護和組態(tài)。FCS系統(tǒng)這點優(yōu)越性是DCS系統(tǒng)無法比擬的。
（6） FCS系統(tǒng)由于信息處理現(xiàn)場化，與DCS系統(tǒng)相比，可以省去相當數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積，有專家認為可以節(jié)省60％。
（7）與（6）同樣的理由，F(xiàn)CS系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設電纜用的橋架等，同時也節(jié)省了設計、安裝和維護費用，有專家認為可以節(jié)省66％。
對于（6）、（7）兩點應補充說明的是，采用FCS系統(tǒng)，節(jié)省投資的效果是勿庸置疑的，但是否如有的專家所說達60％～66％，尚有待給出客觀評價，盡管這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn)，筆者認為這是相互轉(zhuǎn)摘的結(jié)果，目前還未找到這些數(shù)字的原始出處。因此，讀者在引用這些數(shù)字時要慎重。
（8） FCS相對于DCS組態(tài)簡單，由于結(jié)構(gòu)、性能標準化，便于安裝、運行、維護。
（9） 用于過程控制的FCS設計開發(fā)要點。這一點并不作為DCS的比較，只是說明用于過程控制或者用于模擬連續(xù)過程類的FCS在設計開發(fā)中應重點考慮的問題。
1) 要求總線本安防爆功能，而且是頭等重要的。
2） 基本監(jiān)控如流量、料位、溫度、壓力等的變化是緩慢的，而且還有滯后效應，因此，節(jié)點監(jiān)控并不需要很快的電子學的響應時間，但要求有復雜的模擬量處理能力。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主-從之間的集中輪詢制，這在技術(shù)上是合理的，在經(jīng)濟上是有利的。
3） 流量、料位、溫度、壓力等參數(shù)的測量，其物理原理是古典的，但傳感器、變送器及控制器應向數(shù)字智能化發(fā)展。
4） 作為針對連續(xù)過程類及其儀器儀表而開發(fā)的FCS系統(tǒng)，應側(cè)重于低速總線H1的設計完善。
2 FCS在火電廠的實際應用
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS是一個新型的控制系統(tǒng)，進入我國的時間還不算長，目前在火電廠的應用還處于局部領域使用的階段。
例1：Cegelec Alspa P320系統(tǒng)（見圖1）應用于我國華能珞璜電廠（4×360MW）二期工程（2×360MW）機組的自動控制。該系統(tǒng)有31個雙冗余WorldFIP網(wǎng)絡，16個監(jiān)視和控制站，32臺冗余PLC，處理18000I/O點，50000點控制數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)采用雙絞線媒體，操作站冗余并有后備站，系統(tǒng)典型的響應時間為50ms。
華能珞璜電廠二期工程是從法國GEC ALSTOM集團全套引進的2×360MW燃煤發(fā)電機組。鍋爐由STEIN公司提供，汽輪機由STG公司提供，發(fā)電機由STG公司提供。已于1998年底全部投運發(fā)電。
控制系統(tǒng)是法國CEGELCE公司提供的、20世紀90年代中期開發(fā)推出的ALSPA P320控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了機組的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、閉環(huán)控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）與燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）等主要功能。汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）采用法國GEC ALSTOM STG公司提供的MICROREC控制系統(tǒng)。
ALSPA P320控制系統(tǒng)各部分通過標準網(wǎng)絡來相互通信，與其他控制部件可以方便地進行通信。ALSPA P320有三大網(wǎng)絡：
LOCAFIP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡（WorldFIP），采用FIP標準（UTEC64＋601607），用于鏈接輸入輸出模板到P320的C370控制器。
F900數(shù)據(jù)總線（WordlFIP），用于C370控制器之間的數(shù)據(jù)交換和C370控制器與CENTRALOG通信。F900是一種快速的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，基于IEEE的FIP標準（UTEC64＋601607）的工業(yè)局域網(wǎng)。
CONTRONET控制網(wǎng)使用以太網(wǎng)技術(shù)，用于集中控制層CENTRALOG數(shù)據(jù)庫與操作員工作站之間的數(shù)據(jù)交換。CONTRONET遵照IEEE803.3局域網(wǎng)標準。
通過INTERENT標準協(xié)議，P320可進行長距離通信，進行遠程維護和大型電網(wǎng)控制。
例2：陜西省楊凌燃機熱電廠位于陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，采用德國Siemens公司生產(chǎn)的遵循Profibus現(xiàn)場總線協(xié)議的Simatic PCS7控制系統(tǒng)作為機、爐、電的集中控制系統(tǒng)。系統(tǒng)配置圖如圖2所示。
該系統(tǒng)共配置3對冗余CPU－41H控制器。每一對冗余控制器均通過冗余的現(xiàn)場總線Profibus－DP（最新數(shù)據(jù)傳輸速率可達12Mbit/s）帶一定數(shù)量的遠程I/O擴展機架ET200M及I/O模件。由遠程I/O擴展機架和模件組成的遠程I/O站均放置于現(xiàn)場附近，通過Profibus－DP總線與放置在主控樓的冗余控制器通信。
該系統(tǒng)共配置32個ET200M遠程機架，按工藝流程分成8個遠程I/O站，放置在全廠8個不同位置，最遠的一個遠程I/O站——深井泵房遠程I/O站距主廠區(qū)3.4km左右，其他的遠程I/O站間距離在200m以內(nèi)。控制器與各遠程I/O站間的通信是通過Profibus-DP現(xiàn)場總線完成的，主廠區(qū)內(nèi)Profibus-DP現(xiàn)場總線傳輸介質(zhì)為雙絞線，深井泵房遠程I/O站與主廠區(qū)間的數(shù)據(jù)通信采用光纖作為傳輸介質(zhì)，兩端通過光電轉(zhuǎn)換接口，與Profibus-DP現(xiàn)場總線相接。
由于使用了Profibus-DP現(xiàn)場總線技術(shù)，現(xiàn)場布置I/O機柜，實現(xiàn)了對燃機外圍設備、余熱鍋爐、汽機輔機、循環(huán)水泵房、綜合水泵房、深井泵房、廠用電氣系統(tǒng)、110kV升壓站等系統(tǒng)與主控環(huán)的服務器進行雙向數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)了全廠各系統(tǒng)的集中監(jiān)控。自動系統(tǒng)投入率達到100％，2001年8月系統(tǒng)投入商業(yè)運營。
例3：四川廣安電廠，采用遵循Profibus現(xiàn)場總線協(xié)議的L2-DP網(wǎng)絡技術(shù)，成功地將鍋爐補給水控制系統(tǒng)與凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)控制等輔助車間控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，提高了火電廠輔助車間控制的勞動生產(chǎn)率及系統(tǒng)可靠性。
轉(zhuǎn)貼于 3 FCS在火電廠局部應用效果
首先明確FCS的3個關(guān)鍵要點：
(1) 核心：FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標準。也就是說，只有遵循現(xiàn)場總線協(xié)議的控制系統(tǒng)，才能稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。
(2) 基礎：FCS系統(tǒng)的基礎是數(shù)字智能現(xiàn)場裝置。數(shù)字智能現(xiàn)場裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐。
(3) 本質(zhì)：FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化。這是FCS系統(tǒng)效能的體現(xiàn)。
再來分析前面提到的火電廠應用FCS的幾個例子。
在例1中，華能珞璜電廠的ALSPA 320控制系統(tǒng)，它的Loca Fip網(wǎng)絡與F900網(wǎng)絡均遵循WorldFip現(xiàn)場總線的總線協(xié)議，CONTRONET控制網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)。這是一個非常典型的現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)。
在例2中，楊凌燃機熱電廠的Simaeic PCS7控制系統(tǒng)，控制器與各遠程I/O間的通信是通過Profibus-DP現(xiàn)場總線來完成。控制器與控制器之間、控制器與服務器之間的數(shù)據(jù)通信是通過冗余的環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)來完成。
上述兩例子中，在通信網(wǎng)絡方面均遵循現(xiàn)場總線協(xié)議，即都含有做為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的核心部分，但另一個共同特點是都沒有采用數(shù)字智能現(xiàn)場裝置，仍采用模擬量的測量元件和執(zhí)行機構(gòu)，不具備現(xiàn)場控制功能。失去了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的硬件支撐，信息處理現(xiàn)場化就不能實現(xiàn)，也就是說現(xiàn)場總線的突出特點——降低系統(tǒng)投資成本、減少運行費用和提高運行和管理水平等，未能充分發(fā)揮出來。
例3則是目前現(xiàn)場總線在火電廠局部應用中的一個成功典型。
4 FCS在火電廠的應用前景
（1） 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是目前最新型的控制系統(tǒng)，它是一種全計算機、全數(shù)字、雙向通信的新型控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線技術(shù)給自動化領域帶來了一場革命，代表了自動化的發(fā)展方向。數(shù)字通信是一種趨勢，也是技術(shù)發(fā)展的必然。從理論上講，雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號制技術(shù)必將會給火電廠安全經(jīng)濟運行及提高管理水平帶來實實在在的效益。這是過去在電站中使用過的任何控制系統(tǒng)所無法與之相比擬的。
（2） 作為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的核心部分——總線協(xié)議，已經(jīng)在火電廠控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中成功運行，這不僅消除了人們以前存有的許多疑團，也為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在火電廠推廣應用打下了良好的基礎。
（3） 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，在以順序控制為主，以PLC（可編程邏輯控制器）為硬件的火電廠輔助車間控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)控制中，可以發(fā)揮最大效益（見例3)。PLC作為一個站掛在高速總線上，充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方向的優(yōu)勢。現(xiàn)場總線在該領域的應用已經(jīng)取得成功，這將是今后一段時間內(nèi)火電廠輔助車間適度集中控制方針得以實現(xiàn)的一種優(yōu)選方案。
（4） 由于目前能滿足火電廠控制要求的數(shù)字式智能現(xiàn)場裝置的品種還很少，理論上的現(xiàn)場總線效益還不能充分發(fā)揮。因此，在大型機組上全面采用典型的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的時機尚未成熟。
（5） 目前，像例1、例2的控制系統(tǒng)不失是一種向FCS過渡性的控制系統(tǒng)，它既保留了DCS系統(tǒng)中功能很強的控制器及I/O模件，同時在通信網(wǎng)絡又遵循現(xiàn)場總線協(xié)議。我們將該系統(tǒng)稱之為在通信和數(shù)據(jù)傳輸方向遵循現(xiàn)場總線協(xié)議的數(shù)字式分散控制系統(tǒng)，暫稱該系統(tǒng)為FDCS。
關(guān)鍵詞：大型建筑；建筑智能化；系統(tǒng)集成
1.概述
中國的商業(yè)地產(chǎn)項目建設正在蓬勃發(fā)展，隨著項目的體量越來越大，機電設備數(shù)量也隨之增加，要合理有效的對這些機電設備進行管理，原有的各系統(tǒng)分散式管理已經(jīng)無法滿足。建筑智能化系統(tǒng)集成的重要性體現(xiàn)的越來越明顯。基于項目建設的需求，本分析報告對建筑智能化系統(tǒng)集成進行了全面的闡述，對系統(tǒng)的設計和建設有針對性的分析。
1.1系統(tǒng)集成的基本概念
系統(tǒng)集成，是指根據(jù)應用的需要，將硬件平臺、網(wǎng)絡設備、系統(tǒng)軟件、工具軟件及相應的應用軟件等集成為具有優(yōu)良性能價格比的適應開發(fā)環(huán)境與資源共享的大型或巨型信息系統(tǒng)的全過程，使用戶能得到一體化的解決方案。
系統(tǒng)集成的本質(zhì)就是達到資源的共享，就是要實現(xiàn)最優(yōu)化的統(tǒng)籌設計。系統(tǒng)集成的全過程不只為用戶提供一些具體設備和產(chǎn)品的簡單組合，而是通過這些設備和產(chǎn)品向用戶提供其應用的一種方案或一種設想，來滿足用戶對功能的要求，體現(xiàn)出系統(tǒng)集成后的附加值。
1.2系統(tǒng)集成的設計要求
按國家規(guī)范（GB/T50314-2006）的要求，智能化集成系統(tǒng)的功能應符合下列要求：
（1）應以滿足建筑物的使用功能為目標，確保對各類系統(tǒng)監(jiān)控信息資源的共享和優(yōu)化管理。
（2）應以建筑物的建設規(guī)模、業(yè)務性質(zhì)和物業(yè)管理模式等為依據(jù)，建立實用、可靠和高效的信息化應用系統(tǒng)，以實施綜合管理功能。
智能化集成系統(tǒng)的構(gòu)成宜包括智能化系統(tǒng)信息共享平臺建設和信息化應用功能實施。
智能化集成系統(tǒng)配置應符合下列要求：
（1）應具有對各智能化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信、信息采集和綜合處理的能力。
（2）集成的通信協(xié)議和接口應符合相關(guān)的技術(shù)標準。
（3）應實現(xiàn)對各智能化系統(tǒng)進行綜合管理。
（4）應支撐工作業(yè)務系統(tǒng)及物業(yè)管理系統(tǒng)。
（5）應具有可靠性、容錯性、易維護性和可擴展性。
智能化集成系統(tǒng)應根據(jù)建筑功能、智能化系統(tǒng)配置、用戶的使用情況、管理需求等來確定具體的集成內(nèi)容。
1.3系統(tǒng)集成的內(nèi)容
系統(tǒng)集成的內(nèi)容可簡單地分為以下幾種：
（1）從信息的角度看系統(tǒng)集成
從信息的角度看，系統(tǒng)集成應涉及信息生命周期的各個階段：
（a）信息的收集、加工、處理、存儲；
（b）信息通過各種途徑的傳遞與傳輸；
（c）信息的使用與消費。
（2）從技術(shù)的角度看系統(tǒng)集成
因為信息的生命周期分三個階段，信息源又分為多種不同類型，所以系統(tǒng)集成所涉及的技術(shù)是相當廣泛的。
系統(tǒng)集成一般應涉及以下技術(shù)：
（a）數(shù)據(jù)處理技術(shù) - 信息的多樣性要求采用不同的技術(shù)，使它們“數(shù)據(jù)化”。各種文字、圖形、圖像、語音等，要分別采用鍵盤輸入、圖形掃描、語言識別、文字識別、圖形與圖像的處理與識別等技術(shù)。有許多數(shù)據(jù)的獲得還要采用傳感器和數(shù)據(jù)采集技術(shù)。
（b）計算機硬件及軟件平臺，包括數(shù)據(jù)庫 - 數(shù)據(jù)的多媒體化也對數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展提出新的要求。系統(tǒng)集成商不必自己去開發(fā)計算機硬件、系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫，但必須對這一領域的技術(shù)發(fā)展了如指掌。
（c）多媒體的傳輸技術(shù)，局域網(wǎng)與廣域網(wǎng) - 網(wǎng)域的結(jié)構(gòu)化、高速化、智能化的發(fā)展趨勢，使局域網(wǎng)從以服務器為中心的傳統(tǒng)共享介質(zhì)式，向以HUB為中心的交換式發(fā)展。通信技術(shù)更是發(fā)展迅速，為信息的傳遞提供了強而有力的手段。
（d）信息還原技術(shù)、數(shù)據(jù)輸出 - 包括語言、文字、圖形、圖像的輸出、拷貝、存儲等。
2.方案簡介
建議智能化系統(tǒng)集成把樓宇自控系統(tǒng)（BAS）及其他機電系統(tǒng)集成于一系統(tǒng)作統(tǒng)一管理，成為智能樓宇控制和管理系統(tǒng)（IBMS），系統(tǒng)用無主系統(tǒng)及完全智能分散作為基本設計及通訊概念。再結(jié)合于各層面的直接數(shù)字式控制器及通信接口以對項目各機電系統(tǒng)全面監(jiān)控。
各分站的控制器為直接數(shù)字控制，備有足夠內(nèi)存、通訊軟硬件及獨立運作功能。當操作站、其它分站或通訊網(wǎng)絡發(fā)生故障時，分站應不受影響，繼續(xù)獨立運行。分站透過通訊網(wǎng)絡，便能與操作站進行聯(lián)系及互傳資料。
從智能樓宇控制和管理系統(tǒng)（IBMS）的實際情況出發(fā)，按需求是體現(xiàn)在“技術(shù)層、管理層、營運層”三個層面。
2.1技術(shù)層
從技術(shù)層面上，IBMS 應用當今先進且成熟的系統(tǒng)及技術(shù)，為建筑物的運行提供高效的監(jiān)控及管理平臺，同時亦應為項目的營運與發(fā)展提供服務。
技術(shù)層應滿足以下要求：
?基于TCP/IP以及開放式協(xié)議的IBMS系統(tǒng)架構(gòu)：
要求管理層網(wǎng)絡支持TCP/IP協(xié)議，中央站可以通過網(wǎng)絡把信息傳送到任何指定的數(shù)據(jù)通信分站。現(xiàn)場控制網(wǎng)絡要求用符合通信協(xié)議的網(wǎng)絡，同時現(xiàn)場控制器可以獨立于網(wǎng)絡完成控制功能。
?先進完備的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及其應用，提供企業(yè)級的數(shù)據(jù)庫交互平臺。
?基于WEB技術(shù)的、人性化的、便捷的且靈活的操作管理軟件平臺。
?軟件系統(tǒng)嵌入式且配置靈活的現(xiàn)場控制器及其I/O模塊可靠耐用的現(xiàn)場監(jiān)控組件。
2.2管理層
所有系統(tǒng)用的技術(shù)都是為建筑運行服務的，在技術(shù)層面的需求滿足的情況下，針對建筑本身的功能特點而設計的系統(tǒng)控制、運行及管理模式，是確保建筑高效、低耗且節(jié)能運行的關(guān)鍵。
具體體現(xiàn)為：
?空調(diào)系統(tǒng)運行工況的控制
根據(jù)室外氣象條件的變化，對空調(diào)系統(tǒng)運行工況的控制及調(diào)整，在滿足室內(nèi)人體舒適度的基礎上，最大限度的優(yōu)化整個空調(diào)系統(tǒng)的運行效率。
?針對建筑內(nèi)不同的功能區(qū)域
在空調(diào)系統(tǒng)運行工況控制基礎上，實現(xiàn)對不同功能區(qū)域的區(qū)域化特定控制模式，以滿足不同功能區(qū)域?qū)κ覂?nèi)空氣參數(shù)的特定需求。
?給排水系統(tǒng)監(jiān)察
給排水系統(tǒng)的分散控制與集中監(jiān)視管理，給排水系統(tǒng)設備比較分散，相對控制比較獨立，集中監(jiān)視管理所有水箱、水池、水坑的液位狀態(tài)及報警。
?照明系統(tǒng)監(jiān)控
考慮公共照明的個性化控制，優(yōu)化照明控制模式，在滿足照明功能需求的基礎上，最大限度的優(yōu)化控制模式實現(xiàn)照明系統(tǒng)節(jié)能運行。
?中央管理平臺
基于企業(yè)通用數(shù)據(jù)庫、IE以及WEB技術(shù)的中央管理監(jiān)控平臺，提供個性化的管理運行模式以及開放式的應用接口及工具，實現(xiàn)完備的分散控制、集中管理的運行模式，為建筑的運行提供整體的管理運行服務。
樓宇控制和管理系統(tǒng)的軟件可監(jiān)控下列機電系統(tǒng)：
提供哪些系統(tǒng)的監(jiān)控需根據(jù)各項目情況選擇。
2.3營運層
先進的樓宇控制和管理系統(tǒng)技術(shù)是為建筑物的運行管理服務的，完備的建筑運行管理又是為其服務的企業(yè)營運發(fā)展服務的，同時又直接關(guān)系到物業(yè)管理企業(yè)的營運績效，因此集成系統(tǒng)運行管理模式亦應體現(xiàn)為企業(yè)營運服務的層面上。
具體體現(xiàn)為：
?系統(tǒng)上納入項目整體管理體系
通過標準的數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡技術(shù)融入項目整體資產(chǎn)管理體系，實現(xiàn)對其資產(chǎn)的整體管理。
?提高建筑營運環(huán)境的舒適度
采用了樓宇控制和管理系統(tǒng)，能夠直觀、方便的對環(huán)境指標進行監(jiān)視，通過樓宇控制和管理系統(tǒng)營運的分析，對空調(diào)、送排風等設備進行控制，保證環(huán)境的舒適度。
?節(jié)能以及能源管理
通過先進的技術(shù)手段及優(yōu)化的控制管理模式，實現(xiàn)對建筑耗能的監(jiān)測、數(shù)據(jù)集、能源績效分析，利用最優(yōu)能源策略實現(xiàn)能源使用效率持續(xù)改進。樓宇可以實現(xiàn)用電負荷的最優(yōu)控制，有效節(jié)省電能，減少不必要的浪費。
?節(jié)省人力
通過樓宇控制和管理系統(tǒng)先進的管理監(jiān)控平臺，在投入使用后可以大量減少運行操作人員和設備維護維修人員，并能及時處理設備出現(xiàn)的問題，提高人員的工作效率。
?延長設備的使用壽命
在建筑內(nèi)配置樓宇控制和管理系統(tǒng)之后，設備的運行狀態(tài)始終處于系統(tǒng)的監(jiān)視之下，樓宇控制和管理系統(tǒng)可提供設備運行的完整記錄，同時可以定期打印通知單，能及時發(fā)現(xiàn)和處理設備的故障及故障隱患，因此可以使設備的運行壽命加長，也就是降低了建筑的運行費用。
系統(tǒng)架構(gòu)建議如圖：
3.總結(jié)
智能化集成系統(tǒng)將智能建筑內(nèi)各子系統(tǒng)相互獨立的設備、資源、服務、管理功能集成到一個相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，節(jié)省能源和人力，降低建筑物的管理成本，通過自動檢測、優(yōu)化控制、信息共享，實現(xiàn)安全、環(huán)保、高效，提高管理水平。設計以信息融合、資源共享為核心，以優(yōu)化管理為目的，不局限于子系統(tǒng)內(nèi)部或子系統(tǒng)之間有限集成，智能化集成系統(tǒng)設立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，根據(jù)具體配置、具體管理需求，將各個智能化子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有選擇地獲取、處理，并以統(tǒng)一的格式保存在集成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，同時具備開放的軟件架構(gòu)和標準化的第三方軟件接口，為進一步實現(xiàn)以建筑為單位的綜合管理、節(jié)能管理、應急指揮提供標準化的數(shù)據(jù)服務。
參考文獻：
