基本通信协议范文

导语：如何才能写好一篇基本通信协议，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：意象；书法；诗情画意；绘画创作

中图分类号：J205 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2014）23-0179-01

传统中国绘画历经了装饰、叙事到写意，是中国画家在历史文化的流变中的正常抉择。这种美学观念一经中国写生代的汲取和变化，很快成为新的视觉表现方式。自宋元以来，传统写意画使文化人士的心态与个性得以充分展示。中国写意画借助灵活飞动的线条，挥洒自如简练的笔墨情趣，抒发胸臆、寄托情思，来创造一个包含创作主题情感和意志的独特艺术世界。每一个时代的变迁和每一个人的沉浮都会不断地给中国传统画的精神取值赋于独特存在的意义，如徐渭、石涛诸人。因为，这其中又因世事迭变，权力交移而导致个人文化尊严的失落，而诞生的文化天才不乏其人，如山人。但也会因社会机制的严格而出现大量平庸画人，毕竟美术天才是历史极少数的仅存硕果。

比如中国画笔墨的基础是书法，由于文字简化，毛笔已不再是汉文字的唯一书写工具，甚至已不是主要方式。书法又独立成为一种门类，因而作为中国画的笔墨训练已变得非常有难度。如果说中国画是经笔墨从传统走向现代的一个发展着的符号，那么中国画今天的写意观已经过写生代的时间洗礼，正如任何一个画家都不会真正归于四王四僧的笔墨道路。水墨的直率所表现出玄妙的禅意与画家心像的映射，会积淀出一种浓厚的墨象风骨，构成了画家对题材的演义而注入自己的人格特征。而对传统写意画中的基本构成要素――书法、意象、及诗画意境的不断研究、探索及继承、发展创新，对现代艺术创作起到至关重要的作用。

一个返归笔墨意趣的中国写意画家在笔墨的操练中需要付出更大的精力去感悟体会，从而在艺术的精神上显得更纯粹，更有意义，而更能展示出精妙的神形、笔墨、意韵的独特气质和无穷的魅力。传统写意画从它产生之日起就受到中国传统哲学观念和美学思想的影响， 尤其与中国传统意象、传统书法、诗词、篆刻有着深厚的渊源。因此，写意性必然是中国画最本质的特征，是中国画的根本性质。

在写意画创作中，去不断发展创新传统写意画的基本构成要素，不断丰富写意画的独特表现语言，不断感受中国绘画给我们提供的永不衰败的形而上的智慧和对写意画中基本构成要素的研究，不断丰富写意画的独特表现语言，就会不断扩大无数画家演习的空间，从而创作出更多更好的意义上的写意画给予人在其中，去感受畅想，去寻找主观意志神韵。以至更好呈现中国画丰富多姿，精彩纷呈的写意文化特征。

历经时间的洗礼，写意花鸟画的演变是波澜不惊的，从文化锁定的题材范围中，表现形式也丰富起来，传统题材的花花草草和语言变化的背后都有着不同的文化喻意。在某种意义上，人格修养是隐藏在文人花鸟画创作和审美价值背后的一种文化意识，将始终贯穿于文人花鸟画图式之中。现在，随着审美的世俗化，花鸟画创作中体现的是寻常百姓的生活范畴，从普通题材中找到美感加以呈现，这实是对平凡、质朴生活的认同与尊重，实现了从传统花鸟画转入了生活化。

中国写意花鸟的发展与创新需要注重其情感特征，但是，现在花鸟画创作呈现着单调化、程式化、世俗化的发展势头，在绘画作品里，很难找到画家自我情感的抒发，也难见自我真挚诗意的文章，和令人感动的情趣。现代人的审美观念、思想情感等因素也必定要变化发展，当代的艺术家不可能具有古人之情怀，当代的生活环境、文化氛围等客观状况更不同于古人，文人画家较职业画家有着难以比拟的文化底蕴，他们流露于画中的精神气质和情感自然纯净高雅。在当今花鸟画坛，很多人在进行着多种多样有着时代意义的探索，就像有些人因为受西画的影响较大，便在写意花鸟画中注入西方绘画的元素，注重画面的构成变化和形式感；有些人因为笔墨功力欠佳，则注重墨色的变化及水墨和色彩的相互渗化效果，追求的是墨和色的变化及美感。无论花鸟画的呈现形式怎样转变，创作中都绝对不能缺少情感的注入，不然，作品那会有生命。因而，提高写意花鸟画的创作水平，绝不能仅限于对技法、形式、笔墨等方面的研究，更要注意高雅情感的培养，培养“雅”的情感，需要对中国的哲学、诗词、文学作品、音律等方面作全面深入地研究，只要有坚实的文化底蕴，气质和情感自然高雅。

所以当代的写意花鸟画创作，必定是当代人的富有时代气息的情感的表达。正如李可染所言：“一个成熟的艺术家，技法已经不是创作的主要问题，往往像忘掉了技法，才能把全部的思想感情贯注在作品里。”

参考文献：

[1]周积寅.中国画论.江苏美术出版社，2005年2月.

[2]潘天寿.中国绘画史.上海商务印书馆初版，1926年.

[3]李旦.山人画集.江西美术出版社，1994年.

篇2

[关键词]局域网；通信协议；TCP/IP

HowTOConfiguretheCommunicationProtocolsoftheLAN

WangGuangming

(ClassOne,GradeThree,DepartmentofComputerScience,ZaozhuangTeachers''''College,Zaozhuang277100)

Abstract:BasedontheLAN,forNetWare、Windows95/98andthemainisWindowsNToperationsystem,thispaperintroduceandanalysisthecharacteristic、capabilityandtheessentialconfiguremethodofthecommunicationprotocols.

KeyWords:LAN;CommunicationProtocols;TCP/IP

不同的网络协议都有其存在的必要，每一种协议都有它所主要依赖的操作系统和工作环境。在一个网络上运行得很好的通信协议，在另一个看起来很相似的网络上可能完全不适合。因此，组建网络时通信协议的选择尤为重要。

无论是几台机器组成的Windows95/98对等网，还是规模较大的WindowsNT、Novell或Unix/Xenix局域网，凡是亲自组建或管理过网络的人，都遇到过如何选择和配置网络通信协议的问题。由于许多用户对网络中的协议及其功能特点不是很清楚，所以在组网中经常选用了不符合自身网络特点的通信协议。其结果就造成了网络无法接通，或者是速度太慢，工作不稳定等现象而影响了网络的可靠性。下面我就分析一下各个协议的特点和性能借以说明我配置协议的理论和立场。

一、通信协议

组建网络时，必须选择一种网络通信协议，使得用户之间能够相互进行“交流”。协议（Protocol）是网络设备用来通信的一套规则，这套规则可以理解为一种彼此都能听得懂的公用语言。关于网络中的协议可以概括为两类：“内部协议”和“外部协议”下面分别予以介绍。

1.内部协议

1978年，国际标准化组织（ISO）为网络通信制定了一个标准模式，称为OSI/RM（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel，开放系统互联参考模型）体系结构。该结构共分七层，从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中，任何一个网络设备的上下层之间都有其特定的协议形式，同时两个设备（如工作站与服务器）的同层之间也有其使用的协议约定。在这里，我们将这种上下层之间和同层之间的协议全部定义为“内部协议”。内部协议在组网中一般很少涉及到，它主要提供给网络开发人员使用。如果你只是为了组建一个网络，可不去理会内部协议。

2.外部协议

外部协议即我们组网时所必须选择的协议。由于它直接负责计算机之间的相互通信，所以通常称为网络通信协议。自从网络问世以来，有许多公司投入到了通信协议的开发中，如IBM、Banyan、Novell、Microsoft等。每家公司开发的协议，最初一般是为了满足自己的网络通信，但随着网络应用的普及，不同网络之间进行互联的要求越来越迫切，因此通信协议就成为解决网络之间互联的关键技术。就像使用不同母语的人与人之间需要一种通用语言才能交谈一样，网络之间的通信也需要一种通用语言，这种通用语言就是通信协议。目前，局域网中常用的通信协议（外部协议）主要有NetBEUI、IPX/SPX及其兼容协议和TCP/IP三类。

3.选择网络通信协议的原则

我们在选择通信协议时一般应遵循以下的原则：

第一、所选协议要与网络结构和功能相一致。如你的网络存在多个网段或要通过路由器相连时，就不能使用不具备路由和跨网段操作功能的NetBEUI协议，而必须选择IPX/SPX或TCP/IP等协议。另外，如果你的网络规模较小，同时只是为了简单的文件和设备的共享，这时你最关心的就是网络速度，所以在选择协议时应选择占用内存小和带宽利用率高的协议，如NetBEUI。当你的网络规模较大，且网络结构复杂时，应选择可管理性和可扩充性较好的协议，如TCP/IP。

第二、除特殊情况外，一个网络尽量只选择一种通信协议。现实中许多人的做法是一次选择多个协议，或选择系统所提供的所有协议，其实这样做是很不可取的。因为每个协议都要占用计算机的内存，选择的协议越多，占用计算机的内存资源就越多。一方面影响了计算机的运行速度，另一方面不利于网络的管理。事实上一个网络中一般一种通信协议就可以满足需要。

第三、注意协议的版本。每个协议都有它的发展和完善过程，因而出现了不同的版本，每个版本的协议都有它最为合适的网络环境。从整体来看，高版本协议的功能和性能要比低版本好。所以在选择时，在满足网络功能要求的前提下，应尽量选择高版本的通信协议。

第四、协议的一致性。如果要让两台实现互联的计算机间进行对话，它们两者使用的通信协议必须相同。否则中间还需要一个“翻译”进行不同协议的转换，这样不仅影响通信速度，同时也不利于网络的安全和稳定运行。

二、局域网中常用的三种通信协议

BEUI协议

■NetBEUI通信协议的特点。NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface，用户扩展接口)由IBM于1985年开发完成，它是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。NetBEUI也是微软最钟爱的一种通信协议，所以它被称为微软所有产品中通信协议的“母语”。微软在其早期产品，如DOS、LANManager、Windows3.x和WindowsforWorkgroup中主要选择NetBEUI作为自己的通信协议。在微软如今的主流产品，如Windows95/98和WindowsNT中，NetBEUI已成为其固有的缺省协议。有人将WinNT定位为低端网络服务器操作系统，这与微软的产品过于依赖NetBEUI有直接的关系。NetBEUI是专门为几台到百余台PC所组成的单网段部门级小型局域网而设计的，它不具有跨网段工作的功能，即NetBEUI不具备路由功能。如果你在一个服务器上安装了多块网卡，或要采用路由器等设备进行两个局域网的互联时，将不能使用NetBEUI通信协议。否则，与不同网卡（每一块网卡连接一个网段）相连的设备之间，以及不同的局域网之间将无法进行通信。

虽然NetBEUI存在许多不尽人意的地方，但它也具有其他协议所不具备的优点。在三种通信协议中，NetBEUI占用内存最少，在网络中基本不需要任何配置。尤其在微软产品几乎独占PC操作系统的今天，它很适合于广大的网络初学者使用。

■NetBEUI与NetBIOS之间的关系。细心的读者可能已经发现，NetBEUI中包含一个网络接口标准NetBIOS。NetBIOS（NetworkBasicInput/OutputSystem，网络基本输入/输出系统）是IBM在1983年开发的一套用于实现PC间相互通信的标准，其目的是开发一种仅仅在小型局域网上使用的通信规范。该网络由PC组成，最大用户数不超过30个，其特点是突出一个“小”字。后来，IBM发现NetBIOS存在的许多缺陷，所以于1985年对其进行了改进，推出了NetBEUI通信协议。随即，微软将NetBEUI作为其客户机/服务器网络系统的基本通信协议，并进一步进行了扩充和完善。最有代表性的是在NetBEUI中增加了叫做SMB（ServerMessageBlocks，服务器消息块）的组成部分，以降低网络的通信堵塞。为此，有时将NetBEUI协议也称为“SMB协议”。

人们常将NetBIOS和NetBEUI混淆起来，其实NetBIOS只能算是一个网络应用程序的接口规范，是NetBEUI的基础，它不具有严格的通信协议功能。而NetBEUI是建立在NetBIOS基础之上的一个网络传输协议。

2.IPX/SPX及其兼容协议

■IPX/SPX通信协议的特点。IPX/SPX(InternetworkPacketeXchange/SequencesPacketeXchange，网际包交换/顺序包交换)是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI的明显区别是，IPX/SPX显得比较庞大，在复杂环境下具有很强的适应性。因为，IPX/SPX在设计一开始就考虑了多网段的问题，具有强大的路由功能，适合于大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时，IPX/SPX及其兼容协议是最好的选择。但在非Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX。尤其在WindowsNT网络和由Windows95/98组成的对等网中，无法直接使用IPX/SPX通信协议。

■IPX/SPX协议的工作方式。IPX/SPX及其兼容协议不需要任何配置，它可通过“网络地址”来识别自己的身份。Novell网络中的网络地址由两部分组成：标明物理网段的“网络ID”和标明特殊设备的“节点ID”。其中网络ID集中在NetWare服务器或路由器中，节点ID即为每个网卡的ID号（网卡卡号）。所有的网络ID和节点ID都是一个独一无二的“内部IPX地址”。正是由于网络地址的唯一性，才使IPX/SPX具有较强的路由功能。

在IPX/SPX协议中，IPX是NetWare最底层的协议，它只负责数据在网络中的移动，并不保证数据是否传输成功，也不提供纠错服务。IPX在负责数据传送时，如果接收节点在同一网段内，就直接按该节点的ID将数据传给它；如果接收节点是远程的（不在同一网段内，或位于不同的局域网中），数据将交给NetWare服务器或路由器中的网络ID，继续数据的下一步传输。SPX在整个协议中负责对所传输的数据进行无差错处理，所以我们将IPX/SPX也叫做“Novell的协议集”。

■NWLink通信协议。WindowsNT中提供了两个IPX/SPX的兼容协议：“NWLinkSPX/SPX兼容协议”和“NWLinkNetBIOS”，两者统称为“NWLink通信协议”。NWLink协议是Novell公司IPX/SPX协议在微软网络中的实现，它在继承IPX/SPX协议优点的同时，更适应了微软的操作系统和网络环境。WindowsNT网络和Windows95/98的用户，可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务。如果你的网络从Novell环境转向微软平台，或两种平台共存时，NWLink通信协议是最好的选择。不过在使用NWLink协议时，其中“NWLinkIPX/SPX兼容协议”类似于Windows95/98中的“IPX/SPX兼容协议”，它只能作为客户端的协议实现对NetWare服务器的访问，离开了NetWare服务器，此兼容协议将失去作用；而“NWLinkNetBIOS”协议不但可在NetWare服务器与WindowsNT之间传递信息，而且能够用于WindowsNT、Windows95/98相互之间任意通信。

3.TCP/IP协议

TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/网际协议）是目前最常用到的一种通信协议，它是计算机世界里的一个通用协议。在局域网中，TCP/IP最早出现在Unix系统中，现在几乎所有的厂商和操作系统都开始支持它。同时，TCP/IP也是Internet的基础协议。

■TCP/IP通信协议的特点。TCP/IP具有很高的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有的服务器和工作站。但其灵活性也为它的使用带来了许多不便，在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容协议时都不需要进行配置，而TCP/IP协议在使用时首先要进行复杂的设置。每个节点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”和一个“主机名”。如此复杂的设置，对于一些初识网络的用户来说的确带来了不便。不过，在WindowsNT中提供了一个称为动态主机配置协议（DHCP）的工具，它可自动为客户机分配连入网络时所需的信息，减轻了联网工作上的负担，并避免了出错。当然，DHCP所拥有的功能必须要有DHCP服务器才能实现。

同IPX/SPX及其兼容协议一样，TCP/IP也是一种可路由的协议。但是，两者存在着一些差别。TCP/IP的地址是分级的，这使得它很容易确定并找到网上的用户，同时也提高了网络带宽的利用率。当需要时，运行TCP/IP协议的服务器（如WindowsNT服务器）还可以被配置成TCP/IP路由器。与TCP/IP不同的是，IPX/SPX协议中的IPX使用的是一种广播协议，它经常出现广播包堵塞，所以无法获得最佳的网络带宽。

■Windows95/98中的TCP/IP协议。Windows95/98的用户不但可以使用TCP/IP组建对等网，而且可以方便地接入其它的服务器。值得注意的是，如果Windows95/98工作站只安装了TCP/IP协议，它是不能直接加入WindowsNT域的。虽然该工作站可通过运行在WindowsNT服务器上的服务器（如ProxyServer）来访问Internet，但却不能通过它登录WindowsNT服务器的域。如果要让只安装TCP/IP协议的Windows95/98用户加入到WindowsNT域，还必须在Windows95/98上安装NetBEUI协议。

■TCP/IP协议在局域网中的配置。在提到TCP/IP协议时，有许多用户便被其复杂的描述和配置所困扰，而不敢放心地去使用。其实就局域网用户来说，只要你掌握了一些有关TCP/IP方面的知识，使用起来也非常方便。

IP地址基础知识。前面在谈到IPX/SPX协议时就已知道，IPX的地址由“网络ID”（NetWorkID）和“节点ID”（NodeID）两部分组成，IPX/SPX协议是靠IPX地址来进行网上用户的识别的。同样，TCP/IP协议也是靠自己的IP地址来识别在网上的位置和身份的，IP地址同样由“网络ID”和“节点ID”（或称HOSTID，主机地址）两部分组成。一个完整的IP地址用32位（bit）二进制数组成，每8位（1个字节）为一个段（Segment），共4段（Segment1～Segment4），段与段之间用“.”号隔开。为了便于应用，IP地址在实际使用时并不直接用二进制，而是用大家熟悉的十进制数表示，如192.168.0.1等。IP地址的完整组成：“网络ID”和“节点ID”都包含在32位二进制数中。目前，IP地址主要分为A、B、C三类（除此之外，还存在D和E两类地址，现在局域网中这两类地址基本不用，故本文暂且不涉及），A类用于大型网络，B类用于中型网络，C类一般用于局域网等小型网络中。其中，A类地址中的最前面一段Segment1用来表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的第一位必须是“0”。其余3段表示“节点ID”；B类地址中，前两段用来表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的前二位必须是“10”。后两段用来表示“节点ID”；在C类地址中，前三段表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的前三位必须是“110”。最后一段Segment4用来表示“节点ID”。

值得一提的是，IP地址中的所有“网络ID”都要向一个名为InterNIC（InternetNetworkInformationCenter，互联网络信息中心）申请，而“节点ID”可以自由分配。目前可供使用的IP地址只有C类，A类和B类的资源均已用尽。不过在选用IP地址时，总的原则是：网络中每个设备的IP地址必须唯一，在不同的设备上不允许出现相同的IP地址。表1列出了IP地址中的“网络ID”的有关属性，“节点ID”在互不重复的情况下由用户自由分配。其实，将IP地址进行分类，主要是为了满足网络的互联。如果你的网络是一个封闭式的网络，只要在保证每个设备的IP地址唯一的前提下，三类地址中的任意一个都可以直接使用（为以防万一，你还是老老实实地使用C类IP地址为好）。

子网掩码。对IP地址的解释称之为子网掩码。从名称可以看出，子网掩码是用于对子网的管理，主要是在多网段环境中对IP地址中的“网络ID”进行扩展。举个例子来说明：例如某个节点的IP地址为192.168.0.1，它是一个C类网。其中前面三段共24位用来表示“网络ID”，是非常珍贵的资源；而最后一段共8位可以作为“节点ID”自由分配。但是，如果公司的局域网是分段管理的，或者该网络是由多个局域网互联而成，是否要给每个网段或每个局域网都申请分配一个“网络ID”呢？这显然是不合理的。此时，我们可以使用子网掩码的功能，将其中一个或几个节点的IP地址全部充当成“网络ID”来使用，用来扩展“网络ID”不足的困难。

当我们将某一节点的IP地址如192.168.0.1已设置成一个“网络ID”时，网络上的其它设备又怎样知道它是一个“网络ID”，而不是一个节点IP地址呢？这就要靠子网掩码来告知。子网掩码是这样做的：如果某一位的二进制数是“1”，它就知道是“网络ID”的一部分；如果是“0”便认作是“节点ID”的一部分。如将192.168.0.1当做“网络ID”时，其子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000001，对应的十进制数表示为255.255.255.1。否则它的子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，对应的十进制数表示应为255.255.255.0。有了子网掩码，便可方便地实现用户跨网段或跨网络操作。不过，为了让子网掩码能够正常工作，同一子网中的所有设备都必须支持子网掩码，且子网掩码相同。表2列出了A、B、C三类网络的缺省子网掩码。

网关。网关（Gateway）是用来连接异种网络的设置。它充当了一个翻译的身份，负责对不同的通信协议进行翻译，使运行不同协议的两种网络之间可以实现相互通信。如运行TCP/IP协议的WindowsNT用户要访问运行IPX/SPX协议的Novell网络资源时，则必须由网关作为中介。如果两个运行TCP/IP协议的网络之间进行互联，则可以使用WindowsNT所提供的“默认网关”（DefaultGateway）来完成。网关的地址该如何分配呢？可举一个例子来回答：假如A网络的用户要访问B网络上的资源，必须在A网络中设置一个网关，该网关的地址应为B网络的“网络ID”（一般可理解为B网络服务器的IP地址）。当A网络的用户同时还要访问C网络的资源时又该怎么呢？你只需将C网络的“网络ID”添加到A网络的网关中即可。依次类推……网关连多少个网络，就拥有多少个IP地址。

主机名。网络中唯一能够代表用户或设备身份的只有IP地址。但一般情况下，众多的IP地址不容易记忆，操作起来也不方便。为了改善这种状况，我们可给予每个用户或设备一个有意义的名称，如“WANGQUN”。至于在网络中用到“WANGQUN”时，怎样知道其对应的IP地址呢？这完全由操作系统自己完成，我们大可不必考虑。

三、通信协议的安装、设置和测试

局域网中的一些协议，在安装操作系统时会自动安装。如在安装WindowsNT或Windows95/98时，系统会自动安装NetBEUI通信协议。在安装NetWare时，系统会自动安装IPX/SPX通信协议。其中三种协议中，NetBEUI和IPX/SPX在安装后不需要进行设置就可以直接使用，但TCP/IP要经过必要的设置。所以下文主要以WindowsNT环境下的TCP/IP协议为主，介绍其安装、设置和测试方法，其他操作系统中协议的有关操作与WindowsNT基本相同，甚至更为简单。

■TCP/IP通信协议的安装。在WindowsNT中，如果未安装有TCP/IP通信协议，可选择“开始/设置/控制面板/网络”，将出现“网络”对话框，选择对话框中的“协议/添加”，选取其中的TCP/IP协议，然后单击“确定”按钮。系统会询问你是否要进行“DHCP服务器”的设置？如果你的IP地址是固定的（一般是这样），可选择“否”。随后，系统开始从安装盘中复制所需的文件。

■TCP/IP通信协议的设置。在“网络”对话框中选择已安装的TCP/IP协议，打开其“属性”，在指定的位置输入已分配好的“IP地址”和“子网掩码”。如果该用户还要访问其它WidnowsNT网络的资源，还可以在“默认网关”处输入网关的地址。

■TCP/IP通信协议的测试。当TCP/IP协议安装并设置结束后，为了保证其能够正常工作，在使用前一定要进行测试。笔者建议大家使用系统自带的工具程序：PING.EXE，该工具可以检查任何一个用户是否与同一网段的其他用户连通，是否与其他网段的用户连接正常，同时还能检查出自己的IP地址是否与其他用户的IP地址发生冲突。假如服务器的IP地址为192.168.0.1，如要测试你的机器是否与服务器接通时，只需切换到DOS提示符下，并键入命令“PING192.168.0.1”即可。如果出现类似于“Replyfrom192.168.0.1……”的回应，说明TCP/IP协议工作正常；如果显示类似于“Requesttimedout”的信息，说明双方的TCP/IP协议的设置可能有错，或网络的其它连接（如网卡、HUB或连线等）有问题，还需进一步检查。

四、小结

在组建局域网时，具体选择哪一种网络通信协议主要取决于网络规模、网络间的兼容性和网络管理几个方面。如果正在组建一个小型的单网段的网络，并且对外没有连接的需要，这时最好选择NetBEUI通信协议。如果你正从NetWare迁移到WindowsNT，或两种平台共存时，IPX/SPX及其兼容协议可提供一个很好的传输环境。如果你正在规划一个高效率、可互联性和可扩展性的网络，TCP/IP则将是理想的选择。

参考文献

[1]阮家栋俞丽和《微型计算机网络原理及应用》北京中国纺织大学出版社1995

[2]瞿坦《计算机网络及应用》北京化学工业出版社2002

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关键词：Cuttle ISE测试工具；雷达；嵌入式软件测试

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）27-0187-02

Abstract： This article first introduces the basic principle and function modules of Cuttle ISE test tool， and then introduces the application of Cuttle ISE in embedded software testing， This Tool has been used in testing of radar products and taken a good effect.

Key words： cuttle ise test tool； radar； embedded software testing

随着软件技术的发展，嵌入式软件越来越广泛的应用于雷达设备中，约占设备软件70%以上的份额。嵌入式软件是指嵌入式计算机系统中运行的软件，与硬件关系非常密切，具有功能相对固定、软件继承性强、复用性强、实时性要求高、研发工作量巨大且时间紧迫等特点，其规模越来越大、功能也日益复杂。[1]当前，嵌入式软件的一些重要功能、性能和指标需要通过搭建真实物理设备进行充分测试，受环境的约束大，存在测试环境建立时间滞后、测试周期长等问题。因此，为了保证测试的充分性和软件的质量，有必要在软件测试中引入高效的测试工具。测试工具Cuttle ISE，可搭建嵌入式软件配置项级仿真验证平台，仿真和模拟RS232/485/422串口，CAN总线、网络等通讯方式，建立目标系统与外部系统的通道和通信协议，有效解决了嵌入式软件配置项级仿真验证。

1 Cuttle ISE基本原理

Cuttle ISE通过建立目标系统与外部系统的通道和通信协议，仿真目标系统的输入数据并捕捉、分析和识别目标系统的输出数据。并以此来测试目标系统功能的正确性和性能的稳定性，从而实现测试的自动化。目标系统的输入数据通过简易直观的图形用户界面定义和实现，同时目标系统的输出数据也被捕捉到直观的图形用户界面。CuttleISE工作原理示意图如图1所示。

2 Cuttle ISE功能简介

Cuttle ISE能进行嵌入式系统的仿真测试。其主要功能如下所示：

2.1数据收集模块

根据用户定制的测试需求收集方案，系统配合实时内核，对测试过程中产生的测试数据进行测试结果实时采集。

2.2实时测试环境

系统采用统一通讯协议，提供实时的数据存取功能；系统能对测试脚本进行实时解析，驱动测试模型运行。

2.3测试脚本开发模块

系统能够根据用户定义，自动化生成测试脚本，系统支持测试脚本在线发送。

2.4仿真模型自动生成

系统能够自动生成软件测试仿真模型，能够进行可视化的建模，并且支持实时仿真模型开发接口和框架的设计。

2.5测试结果分析工具

系统能够根据测试执行结果，对测试结果数据进行分析，能够进行数据回放，数据过滤、查询，数据趋势分析等。

3 在雷达嵌入式软件测试中的应用

3.1测试基本流程

使用Cuttle ISE进行雷达嵌入式软件测试的基本流程如图2所示。

3.2配置Cuttle ISE

在开始雷达嵌入式软件测试前，首先要配置Cuttle ISE，配置过程包括：配置实时控制机的网络IP地址；配置测试过程存储测试数据的数据库；配置自动测试过程中执行测试用例的相关属性。

3.3创建项目

创建雷达嵌入式软件测试项目，定义项目基本信息，管理3.4-3.8节中数据。只有创建项目后，才能对雷达嵌入式软件进行自动测试。

3.4创建通道

根据雷达嵌入式软件的测试要求，进行测试通道的创建。测试通道即为测试工具仿真的配置项与被测件之间的通讯方式。在Cuttle ISE软件中支持两种类型的通道：物理通道（网络、ARINC429、Discrete I/O、Analog I/O、RS232/485/422、CAN Bus）和虚拟通道。在进行雷达嵌入式软件测试时，一般用到：10/100/1000M比特以太网接口、RS232/485/422（8个独立RS232通道、8个独立RS485/422通道、波特率：100bps～921.6Kbps）、CAN Bus（支持CAN 2.0A-2.0B协议、支持最大波特率1Mbps、2个CAN I/O通道）。

3.5创建通信协议和帧格式

创建通信协议和帧格式是产生测试数据的重要步骤。在雷达嵌入式软件测试中，根据接口设计文档，进行通信协议和帧格式的创建。由于配置项之间的交互方式有多种，因此在创建通信协议时需要建立多种不同的通信协议。如某嵌入式数据处理类软件通过网络与显示软件交互，通过RS232串口与信号处理软件交互，在测试该数据处理类软件时，则需要定义网络和串口两种通信协议。帧格式是配置项传递数据的格式要求，需要参照软件需求中的接口设计要求进行帧格式的设计。协议帧格式属性包括：名称、类型、属性、长度。这是4.6节中创建通信数据的基础。

3.6创建通信数据

通信数据即为雷达嵌入式软件测试时的测试数据。在创建通信数据时，需要注意选择以下内容：Protocol：通信数据所遵循的协议；Channel：通信数据所需的通道；Mode：选择通信模式，是发送还是接收；Times：数据通信的次数；Interval：多次通信时每条通信的间隔（单位是ms）；Answer：该数据是否需要被测目标应答；Timeout：响应超时；Group：通信数据所属的组；Answer As：实时控制机接收到数据时的解析格式；Data：通信的数据；Res：带格式的通信数据；Note：通信数据备注。在进行通信数据产生时，可自动根据帧格式产生也可以人工填写。

3.7建立通道连接

在嵌入式软件通信数据产生完成后，就可以进行测试执行。测试执行即要建立通道连接。首先，Cuttle ISE连接实时控制机，连接成功后，将通信数据所需的通道下载到实时控制机。在运行通信数据之前，必须连接通道。这个操作是为了将属性数据下载到实时控制机中，创建在实时机和用户目标机的所需的数据通道。

3.8加载通信数据

在加载通信数据时，选择你想要下连接的通道，点击测试后，就能按照创建通信数据得要求，进行自动化测试。Cuttle ISE软件按照国军标GJB/Z141的格式要求定制了软件测试用例界面以及编辑、执行等一系列功能，在测试完成后，可自动生成测试用例文档。

4 结语

随着软件技术的发展，装备系统越来越精密，而软件也越来越复杂，影响的范围也不断扩大。因此，软件必须经过十分严格的测试。[2]否则，不仅会增加后期维护成本，更会影响装备质量。通过搭建Cuttle ISE配置项级嵌入式软件仿真平台，充分保障装备软件产品的质量，提高了测试效率。

参考文献：

篇4

【关键词】通信电源监控系统监控;维护管理;通信协议

1.概述

通信电源集中监控技术在通信电源的应用，从9O年代初广州电信局的第一套通信电源监控系统开发实验作为电源监控起步标志，到现在有20个年头了，在此期间，电源监控系统无论在技术上，还是在系统实施的规模上都有了很大的发展，但是同时在其发展过程中也暴露出许多新的问题，本文就监控系统的发展情况以及监控工程实施过程中暴露的问题进行讨论。

2.监控系统的构成情况

根据通信电源集中维护、统一管理基本模式，监控系统在结构上是一个多级的分布式计算机监控网络，一般可分为四级，即城市监控级、区域监控级、局站监控级以及前端现场部分（包括智能设备、蓄电池检测仪、前端采集设备）。其中局站监控级的监控主机与前端部分构成二级分布式系统，通信接口方式为RS485/RS422，在一定条件下也采用RS232。区域监控级监控主机与局站监控主机、城市监控级监控主机与区域监控级监控主机通过通信网络进行连接（如PSTN、专线、DDN、X.25等），构成多级远程分布式网络。目前监控网络从结构和信息交换方面大体可分为两种方式：一种方式是基于通信网络进行数据交换的监控系统，另一种是基于计算机网络平台进行数据交换的监控系统。前一种系统以通信网络为基础，利用实时多任务操作系统为软件平台实现系统的数据通信、数据交换、监控管理等功能，后一种系统采用了比前一种更高的平台，即计算机网络系统，在此基础上完成监控系统的数据交换、监控管理等功能，现在采用这种方式构成的监控系统比较普遍。另外为了解决城市监控级、区域监控级监控主机负担过重的问题，城市监控级、区域监控级在监控网络的基础上建立完善的局域网系统，用来完成对监控系统的各种数据进行分析、处理、存储等功能，目前使用较多的局域网络系统是Ethernet（IEEE802.3）。

3.监控软件特点和系统功能情况

通信电源监控系统是一个实时性要求很强的大型分布式网络系统，其监控网监控主机所采用的操作系统具有实时、多任务、网络功能的特点。监控软件模块化、组态化是监控系统的又一特点，使监控系统有更灵活的设置和更好的扩展功能，同时也特别强调其网络的可靠性、安全性和准确性。监控系统支持通用的网络协议（如 TCP/IP）是对现代监控网络的基本要求，以便使监控网具有良好的扩展和接入其他网络的能力。

在功能上，为实现对电源设备少人、无人值守的要求，电源监控系统更强调对电源设备故障事件的快速响应和故障告警的准确性。现在电源监控系统在对基本功能，如遥控遥信遥测、监控信息查询、数据存储记录、实时历史趋势、系统配制、远端操作、密码管理、支持联网等不断完善的基础上不断扩展新的功能，如监控系统自诊断、设备现场图像监控等。

4.监控系统的可靠性问题

在电源监控系统的性能不断完善的基础上，应注重改善监控系统的可靠性。通信电源监控系统是一个大型的实时网络系统，其可靠性一般表现在如下几个方面：

4.1监控系统的构成

考虑到监控系统的局部故障不应影响整体的正常运行，所以采用分布式网络结构。在局站、区域分布网络的接点处，其监控主机备用方式能提高监控系统运行的可靠性，但因技术相对复杂、成本过高，在实际工程中很少采用。

4.2监控软件的性能

监控系统是一个要求实时性很强网络系统，特别强调在监控系统设计满容量的情况下，监控软件必须采用适合大型的实时网络系统的软件台，在应用软件的设计上采用更先进的手段和开发试验环境。

4.3监控系统的通信与数据传输

通信和数据传输是监控系统的重要组成部分，如果通信和传输出现问题，与此相关的部分就将失控，严重影响监控系统可靠性，监控系统的数据传输依赖的是电信网，所以在有条件的情况下要选择较为安全可靠的传输手段。另外，在通信机制中要充分考虑在通信过程中来自外界的各种干扰和误码的影响，如数字滤波、通信重发、安全可靠的数码校验方式等。

4.4电磁干扰

目前数字技术的应用越来越普遍，电磁污染也日益严重，特别是监控系统的前端采集部分，置于电源设备的现场，更易受到影响。一般监控系统受到的电磁干扰来自计算机内、外部。计算机内部干扰有信号反射、高频电路辐射、元器件噪声、寄生耦合等；来自计算机外部的干扰包括电器设备的干扰（如开关冲击、电磁辐射干扰、电器设备的放电）、自然方面的干扰（如雷电、电磁脉冲以及静电干扰等）。所以抗干扰也是监控系统的重要课题。

5.通信协议的开放性

由于智能设备的接入问题是在监控系统的实施过程中遇到的较突出问题，因此局站监控主机与区域监控主机、区域监控主机与城市监控主机之间的通信协议的开放甚至协议的统一将有着重要的意义，主要表现在下面几个方面：

（1）随着电信网管系统的建立和完善，作为通信系统的供电设备，纳入电信网管系统接受其监视管理成为可能，即将电源监控系统从要求的某点接入电信网管系统，而电源监控系统的通信协议的开放是建立其连接的基础。

（2）电信枢纽楼的建设向智能化大楼方向发展，对电信枢纽楼进行智能化管理，其中包括对通信电源设备以及空调设备环境等的管理，而电信枢纽楼又是监控系统所监控的一个节点，充分利用电源监控系统的资源来满足电信枢纽楼智能化管理要求，其通信协议必不可少。

（3）监控系统的广泛实施，在一个城市或地区可能会出现两种以上的监控系统，为了得到这两种以上的监控系统的互连，通信协议的开放或统一将非常重要。

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关键词：ZigBee 电子产品 智能家居建筑 智能控制

中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（b）-0197-02

由于信息和网络技术日益进入人们的生活，人们正在追求生活细节的简单化，向往生活智能化，盼望在家居建筑中都能置入智能化程序，享受“一键”式的简单生活操作。因此，智能家居等概念被很快推广，特别是各种新研究成果在智能家居控制中不断得到应用，ZigBee通信技术便是其中非常重要的一种。家庭中那些独立的家用电器利用ZigBee通信协议组成了一个统一完善的系统，在此基础上利用现代互联网技术对家用电器等设备进行远程开关调节控制，从而便捷地对各种家用电器电子设备实现了最终操作。

1 ZigBee技术概述

ZigBee属于一种局域网通信协议，它基IEEE 802.15.4的标准。ZigBee又叫做紫蜂协议，它源自蜜蜂特有的八字舞，蜜蜂（即bee）之间传递花粉所在位置地址信息是靠飞翔和“嗡嗡”（即zig）地摆动翅膀的“舞蹈”动作实现的，这样便构成了蜜蜂群体中的通信网络。ZigBee是一种价格低距离短功耗少的无线网络技术。ZigBee协议由下至上分别为物理层、媒体访问控制层、传输层、网络层和应用层。智能家居中的各种照明、抄表系统、安防系统、传感器、门禁系统和其他信号传输的数据量还是比较小的，没有必要采用具备过大传输速率的通信协议，只要求可靠性强、容量大、低功耗、实时性和自组织性强。综合上述要求及相关特点，ZigBee技术是满足智能家居控制最合适的选择。

2 ZigBee通信协议的特点与性能

2.1 ZigBee通信协议的特点

功耗较低；容量大；距离短；成本较低；时延短；速率低；免执照频段；安全性强。

2.2 ZigBee技术在智能家居建筑中的性能

第一，可靠稳定。ZigBee在物理层采用了通信中的扩频技术，抵抗其他信号的干扰。MAC应用层具备应答重传的特殊功能和CSMA机制，它在节点发送之前先进行扫描，并且监听信道，达到了避开不良干扰的效果，当ZigBee网络因受到其他信号的干扰而使相关受干扰信道无法正常工作时，网络会自动动态的切换到其他工作信道上，是可靠稳定的建筑智能化中不可或缺的通信技术。第二，ZigBee节能性高。能耗特性是ZigBee协议的一个显著技术优势，一般来讲基于ZigBee技术的应用数据传输速率较低，当不需进行智能控制通信时，ZigBee节点也不工作，其处在休眠状态，它的节能性展现出来，此时耗能仅有正常完全工作状态下的千分之一。在大多数情况下，节点的休眠状态时间占了总时间的大部分，因此，达到很强的节能效果。

3 基于ZigBee协议的组网技术

有三种功能设备的应用是基于ZigBee技术：一是网络协调器。二是网络路由器。三是网络终端设备。前两种属于全功能设备（即FFD），后面一种则属于简化功能设备（即RFD）。ZigBee网络有三种网络拓扑结构，即星型网、网状网和树型网。它们都需要至少一个全功能设备作为网络协调器实现通信。ZigBee运用了动态和自主的路由协议，它基于AODV路由技术，其终端节点从不执行任何路由协议。终端节点若要向任意一个设备传输数据，设备向其父设备发送加入请求，经过父节点的同意后以自己的名义完成执行路由。不论哪个设备给终端节点传送数据，终端节点的上层父节点都以其自己名义回应。

4 ZigBee系列智能化家居产品类型

一是ZigBee遥控器。它的作用是控制对过码的设备，且实时显示设备状态。采用基于IEEE 802.15.42.4GHzRFMCU及ZigBee 2007/Pro协议栈，它利用ZigBee技术红外转发器，对智能窗帘、智能开关和网络插座等予以控制，并有效控制家用电器设备和实时查询联网设备当前状态，其利用触摸按键控制音量、调光和震动唤醒；遥控器基本功能包括：支持灯光照明单开单关；支持窗帘单开单关；控制过程状态显示；触摸对码和家用其他设备控制；机械滑动键调光及音量调节。二是ZigBee红外转发器。它接收网关命令或者遥控器信号，把ZigBee无线信号与其红外信号连接起来，完成无线信号到红外信号的顺利转发，所以可利用无线网络对家电等设备实现无线控制；应该注意的是：在使用之前需要和网关等设备实现对码。三是ZigBee智能开关。它的优点是安装简易、无线自动组网、性价比高、实现双向通讯和维护方便；操作前需要注意的是智能开关应先与网关遥控器等进行单控且执行情景对码操作，并存储情景对码信息。四是无线窗帘智能控制器。它是一款基于ZigBee技术的家居智能产品，通过无线窗帘控制器达到控制窗帘闭合的目的，窗帘状态反馈信号也通过控制器传输，实现双向智能化。五是智能插座。其内部硬件一般由功率继电器、ZigBee控制模块、微型开关电源等组成，若要进行远程异地控制，它还需要一个专门的ZigBee网关来联通外网，实现真正意义上的智能控制。

5 结语

综上所述，ZigBee技术所具备的基本优点和性能满足了现代智能家居对通信方面的要求，它更具备自组织和自愈能力，它是智能家居系统理想的最通信方式。由最新的ARM9嵌入式系统、手机模块及ZigBee模块组成了智能家居控制器硬件；家庭网络采用ZigBee无线网络，组成的整个系统功能完善，能够适应以后智能家居发展的需要。ZigBee技术已成为智能家居建筑中一种非常重要的技术，它在该领域必将得到大规模应用和推广。

参考文献

[1]卢建伟，崔璨.基于ZigBee技术的智能家居系统概要设计[J].电子技术与软件工程，2014（18）：25-26.

[2]白国亮.ZigBee无线通信技术及其应用前景[J].林区教学，2009（6）：79-80.

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【关键词】 ZigBee 温湿度 协调器 监测

温湿度监测在军需仓库的控制中有重要的应用，一旦库房内温湿度超出存放物资温湿度临界点，将造成变质、发霉等化学现象，尤其夏天温度过高、湿度过低，将容易引发自然自爆等事故。显而易见，对军需仓库内部进行多点温湿度监测的重要性更加突出。本文提出一种基于无线传感网络的军需仓库温湿度监测系统。

图1 系统整体设计图

一、系统硬件设计

1.1 无线传输设计

ZigBee无线传输模块的内部核心板是基于CC2430为控制器，设计中为便于安装使用，把CC2430芯片和基本电路集成为一块单独的核心板，核心板上预留与ZigBee底板连接接口，使用时把核心板插在底板接口上即可，非常方便，与此同时，也可以一定程度减少无线收发天线的干扰。

1.2 传感器接口电路

ZigBee底板上要外接传感器测量模块，这个接口成为执行器电路。接口为CC2430与单片机温湿度采集模块的接口，也是CC2430与传感器测量模块之间的通信接口，可以接温湿度测量、光电强度检测、电机控制等模块，所有的接口都是通用的，非常方便使用，只需要将模块插在接口即可，内部的通信协议都是统一的，无需改变程序，移植性强。

1.3 电源切换电路

单片机底板有两个供电源，其中之一是锂电池，另外一个是外接电源接口。电源切换设计采用的是XC6206。该芯片由于具备高精度、低功耗的特点，在电压调整中被广泛应用，及时输出电流较大芯片电路的输入输出压差也能控制在误差范围之内。

二、 系统软件

单片机始终处在接收命令状态，当终端节点发送命令后，单片机进行响应，根据终端节点的命令进行响应的操作，完成操作后要求返回数据信息。

2.1单片机与终端节点的通信协议

为了方便各个模块之间通信，制定了统一的通信协议，单片机与终端节点之间的通信协议是为了单片机采集完数据后与CC2430之间通讯的方便。

（1）帧格式

CC2430给单片机

unsigned char Head //数据头 0xef

unsigned char SenseType //传感器类型

unsigned char Cmd //命令

unsigned char Tail //数据尾 0xfe

单片机给CC2430

unsigned char Head //数据头 0xef

unsigned char SenseType //传感器类型

unsigned int Data //数据；高字节在前

unsigned char Tail //数据尾 0xfe

（2）CC2430给单片机的命令（Cmd）和单片机给CC2430的数据（Data）

0x71 询问传感模块是否存在，丛机应答的数据为0xFF71

0x72 启动测量命令，暂无应答

0x73 采集测量结果，丛机返回测量结果

三、温湿度采集数据分析

将温湿度传感器采集模块和标准温湿度计放在相近的位置，通过计时观察温湿度计示数和系统界面显示的温湿度，观察并记录测试温湿度数据是否一致。以下是两者之间的示数对比：

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关键词：智能化建筑，系统集成，措施

 

1.智能建筑的含义

智能化建筑，是指通过对智能建筑的四个基本要素，即结构、系统、服务、管理以及它们内在联系，以最优化的设计，采用最先进的计算机技术、控制技术和通信技术，建立一个计算机系统管理的一体化集成系统，提供一个投资合理，拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间(包括人类的生产、生活等空间)。其中，结构和系统方面的优化是指将4C技术(即Computer计算机技术、Control自动控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)和集成技术(Integration)综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。

2.我国智能建筑发展现状

我国的智能化建筑开始起步于20世纪9O年代，并在沿海等经济发达地区、城市得到了迅速的发展，目前的发展速度居世界前列。1990年建成的北京发展大厦(18层)可认为是我国智能建筑的雏形，而1993年建成的位于广州市的广东国际大厦可称为我国大陆首座智能化商务大厦。据不完全统计，目前国内已建与在建的楼宇中，带有“智能建筑”色彩的约有数千幢，上海约有800余幢。这些工程投资在智能化设备上的费用一般占总投资的5％～8％。国内已建成的180m以上的建筑，都具有比较完善的智能化功能。目前，智能建筑所分布的行业主要集中在金融业、行政机构、商业、公共建筑(医院、图书馆、博物馆、体育场馆等)、住宅小区、交通枢纽等。

3.建筑智能化集成存在的问题

智能建筑多包含HVAC系统、电梯控制、消防、出入控制系统等多种系统和设备，这些系统和设备通常来自各个不同的供应商，他们仅仅关注自己的设备的应用，并不顾及他们的设备和系统与其它子系统的互联。为了实现多种不同系统间的通信和互动使得设施管理人员不得不操作多个系统界面，设备的管理不能发挥最大的效应。另外，这些子系统的封闭特性也大大限制了在系统扩建和改造时对产品的选择性。这种限制主要体现在以下几个方面：

(1)设备选型受到很大限制，不能根据性能和价格随意选择产品和供应商，系统部署后，维修配件供应得不到保障，后期设备维护费用高，对产品和供应商存在很大的依赖型。免费论文。(2)用户必须面对不同的用户界面来管理不同的子系统，大大降低了生产率，同时大幅度提高了管理人员的学习负担。(3)各个子系统间不支持互动，增加了操作复杂性。免费论文。一个典型的例子是火灾自动报警系统和HVAC系统之间的互动。当火灾自动报警系统探测到火警时，需要改变风门的位置、关掉风扇或加快风扇的速度来消除烟雾，这就需要系统互动的支持。免费论文。

4.改进：系统集成的主要技术手段

随着智能建筑的功能需求不断增长，使建筑内各种各样的机电设备的监控系统的种类和范围不断扩大，它们可能采用不同的网络平台、不同的通信协议。在实现BMS系统集成时，为了解决互联和互操作的问题，所采用的技术手段大致为以下几种：

(1)采用统一的通信协议实现系统集成的方式

建筑自动化系统应属过程控制范畴，长期以来没有建立国际性的标准通信协议，这种局面严重障碍了智能建筑技术的发展。1995年美国暖通空调工程师协会推出了楼宇自动控制领域的第1个开放式标准通信协议一BACnet。该协议密切结合建筑工程特点，定义了23种对象、

39种服务、六种数据链路结构、三层网络架构，正在向BACne/IP方向发展。同年通过ANSI认证，成为美国国家标准。很多空调、制冷、锅炉、变配电等设备制造厂商均采纳该标准协议，为智能建筑的系统集成开创了十分有利的局面。BACnet采纳了五种协议EIA232一PTP，EIA485一MS/TP，LonTalk，ArCnet，Ethernet。但是在先前的BAC—net协议中，不同厂家生产的设备互联仍需通过协议转换器，尚未达成开放系统实现互操作的要求。

(2)采用协议转换实现系统集成的方式

协议转换器分为专用的协议转换器和标准的协议转换器。专用协议转换器指两种协议之间专用的转换器。采用这种协议转换器，如果要连接多个不同类型的网络，就需要多种类型的协议转换器。有时协议转换器难于匹配不同的网络的安置机制和服务。另外，当协议转换器故障时，这种结构没有提供可靠的端到端的机制，所以这种专用的协议转换器不可取。采用标准的协议转换器，在局域网内部通信采用了简单的通信结构，包括物理层、链路层以及对应用层提供连接服务的会话，传送协议。这种方案中，接在局部网络上的所有站只使用简单的会话／传送协议，而所有协议转换器之间通信只使用同样的传送层协议IP，由此解决了互联网的匹配问题。随着技术的发展，协议转换器方式的应用将越来越少。特别是OPC(OLEfor Process Contro1)技术与ODBC(OpenDatabaseC0nneCtivity，开放数据库互连)技术的成功应用，为不同协议的网络互连，开辟了新的途径，协议转换方式的应用将会更少。

(3)采用OPC技术实现系统集成的方式

0PC(OLEfor Process Contro1)是一种基于OLE的通信标准，用于过程控制的OLE0OPC重点解决应用软件与过程控制设备之间的数据的读取和写人的标准化及数据传输等功能。OPC提供信息管理域应用软件与实时控制域进行数据传输的方法，提供应用软件访问过程控制设备数据的方法，解决应用软件与过程控制设备之间通信的标准问题。当设备通过OPC互联时，图形化应用软件、趋势分析应用软件、报警应用软件等应用软件均基于OPC标准，现场设备的驱动程序也均基于OPC标准。在统一的OPC环境下，各应用程序可以直接读取现场设备的数据，不需要一个一个地编制专用的接口程序，各现场设备也可直接与不同应用之间互连。OPC的重要作用是使设备的软件标准化，从而实现不同网络平台，不同通信协议、不同厂家的产品方便地实现互联和互操作。OPC技术的完善和推广，为智能建筑系统集成时，实时控制域与信息管理域的全面集成创造了良好的软件环境。所以说，OPC开创了系统集成的新途径，OPC将成为系统集成的主要方式。如果我们将OPC技术与ODBC技术作以比较，可以发现OPC技术现在比ODBC技术更为成熟、产品更多，而且我国已有比较成熟的OPC技术和产品。所以目前采用OPC技术实现系统集成，可能会比采用ODBC技术实现系统集成更为广泛一些。两种技术的融合与补充，将会使系统集成技术加快发展。

参考文献：

[1]任庆吕．关于智能建筑的一些主要技术与发展趋势[J]．中国智能网，2005．

[2]陆伟良．智能建筑主流技术及其应用[J]．城市建筑智能系统，1999．

[3]张瑞武．智能建筑的系统集成及其工程实施[M]．清华大学出版社．

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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。

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关键字：物联网；通信服务；协议设计；连接池

中图分类号： TP391.44 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.08.026

本文著录格式：[1]庞强，许可.面向物联网监测系统的通信服务模型设计[J].软件，2013，34（8）：82-87

0 引言

物联网就是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，以有线或无线的方式把任何物品与互联网连接起来，以计算、存储等处理方式构成所关心事物静态与动态的信息的知识网络，用以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。目前已经广泛应用于智能家庭、远程医疗、工业自动化、环境监测、军事应用、智能电网等领域。

随着近些年物联网技术的蓬勃发展，越来越多的物联网技术被投入到实际使用中。利用物联网技术进行监测是一种新型有效的安全监管方法。对于大型监控对象而言，往往需要成千上万个监控传感器并发的上报数据，而且往往涉及到高速采集频率，从而造成高速大数据流的并发实时传输，监控系统的通信服务的设计就成了整个系统至关重要的模块，可以说通信服务模块的性能很大程度上决定了监控系统的整体性能，也关系着物联网监控系统的高实时性要求。

目前，物联网领域的研究工作主要集中于感知层、物联网标识技术、物联网大数据挖掘等的研究，对传输层的通信效率方面和协议设计研究较少。本文拟研究面向物联网监测系统的通信服务效率问题。

1 物联网监测系统概述

物联网通常可以概括为三层域[2]：a）感知层，通常是基于物理、化学、生物等技术的传感器采集所需的各种数据（如温度、湿度等）；b）传输层，其主要传输方式分为有线和无线两种；c）应用层，对采集上来的数据进行智能分类、查询处理及决策支持等。物联网监测系统通信服务是物联网传输层重要的一部分。

对于物联网监测系统而言，其基本结构可以描述如图1：

1.1 物联网监测系统通信特点

物联网监测系统通信服务具备的特点：

（1）通信对象是远程终端（传感器），通信具有自动化控制特点，通信服务端通过设置各种命令，终端自动完成相应操作和控制。

（2）监测安全性起见，信息传递需要基于一定的数据协议进行传输。

（3）通信高并发以读数据为中心，很多物联网监测系统通信适合采取长连接。

1.2物联网监测系统通信服务的关键问题

物联网监测系统感知层与传输层通信为典型的多对一结构。当系统的规模不断增长后，传输层就成为系统的通信中心，传输层通讯服务器的通信服务好坏将直接影响系统的性能。因此一个良好的通信模型需要解决以下几个关键问题：

（1）数据通信协议设计。物联网监测系统服务器端和远程采集单元通过一定的数据传输协议，实现采集控制、数据的传输、设备状态查询、通信管理等，因此一个合理有效的数据通信协议是系统通信服务的基础。

（2）大量采集终端并发上传采集数据，且往往伴随着高速数据流。

（3）多对一的通信管理。多对一通信管理是通信服务的一个重要环节，由网络的复杂性带来的诸如连接中断、数据丢失、时间不同步等问题将对系统的稳定性提出了考验，如何有效的管理多远程采集终端的通信也是物联网监测系统的关键问题。

2 通信服务模型设计

由上文分析可知，一个性能良好的物联网监测系统通信服务模型必须要解决以上几个关键问题才能应对大规模物联网终端通信的功能需求及性能需求，满足物联网应用的需要。针对以上问题，本文拟从通信协议设计、数据传输、通信管理三方面构建通信服务模型。

2.1 通信协议设计

基于可扩展性考虑，通信服务模型设计了一种可扩展的自定义通信协议格式。

按照物联网监测系统的一般性需求，我们将协议分为查询、设置、维护等三类消息，其中查询类包括数据采集，时间查询等消息；设置类包括时间同步，IP端口设置，通道修改等消息；维护类包括设备登陆，心跳包维持，重传等消息。

（1）消息头格式，消息头中的信息用于对消息数据的标识和扩展

（2）数据传输消息格式示例，通信服务端根据消息类型的不同统一对数据消息进行解析和封装

2.2 数据传输模块设计

考虑物联网监测系统适用于长链接这一特点，并结合目前性能优良的通信IO模型，设计的基于连接对象池及线程池的通信服务数据传输模块能够合理的利用系统资源，并能够支持大规模采集终端通信，基本满足物联网监测系统在通信服务的效率需要。

图2和图3分别指出了数据传输模块的连接和数据处理流程算法：

2.2.1 非阻塞socket连接池

传统的阻塞式通信通常是每个线程对应一个连接.有n个客户端总共就要有n个服务线程加一个监听线程，这种模型不仅浪费系统资源，而且在终端量较大的情况下过多的线程开销将会造成系统的瓶颈甚至崩溃。

本文基于NIO的通信模型，采用多线程等技术设计了一种基于事件通知socket通信结构，旨在解决阻塞式通信的一系列通信问题，予以满足物联网监测系统大规模通信的需要。

（1）连接处理线程

此线程专门用于处理来自远程采集终端的连接，并将其存入到连接对象池中。

关键程序代码实现如下：

ServerSocket server = new ServerSocket（port）；

//等待新的连接

Socket incoming = server.accept（）；

//有新连接接入，创建新的com连接对象，初始化

Com boardCom = new Com（incoming）；

//com对象注册上报消息句柄

Com.setUpdateHandler（this）

//将新的Com插入连接池

insertPool（Com）；

（2）数据事件驱动线程

此线程循环扫描连接池，将有数据准备完毕的连接加入到数据处理队列中。

关键代码实现如下：

//扫描连接对象池

for（int i=0；i

{ //判断该链接是否数据到来

if（m_ComPool.get（i）.hasData（））

{ 获取该连接对象

Com com=m_ComPool.get（i）；

//将该链接加入到数据处理等待队列

HandlQueue.add（com）；

}

}

2.2.1 工作线程池

为提高系统利用效率，线程池往往是一种十分有效的解决方法，在此通信服务模型中工作线程池旨在并发的处理来自多采集终端的数据，实现数据的封装解析以及数据库操作等相关工作。

关键实现代码如下：

//创建固定线程数目的线程池，可配置

ExecutorService executorService = Executors. newFixedThreadPool（）；

/*工作线程*/

//设置当前上报的连接Com

setCurUpdateCom（com）；

//更新有效时间记录

com.setLastUseTime（System.currentTimeMillis（））；

//读取数据

len=com.readData（buffer， len）；

//向层上报数据

onReadDataHandle（buffer，len）；

//协议数据解析

analyzeData（byte[] buffer， int len）

//数据库操作

operateDatabase（）；

2.2.2 缓存技术

在物联网监测系统中，处理来自采集终端的数据往往需要和数据库、文件中的相关信息进行交互操作，而数据库和文件的操作势必造成通信服务的效率下降，为提高系统性能，通信服务采取数据缓存技术，在第一次获取数据时，将数据加载到多个Map中，以后相关操作就直接从缓存获取数据。

2.3通信管理

引言中提到，通信管理在物联网监测系统中关系着整个系统的稳定性和正确性需求，通信服务的通信管理主要通过以下几种机制实现

（1）重连和重传机制。不同时间和不同地域网络状况的差异必然会造成通信最常见的两个问题，连接中断和丢包问题。连接中断通常通过重连进行解决，通信服务端在收到新的连接后更新连接池，并检查是否存在因为网络中断而造成的数据丢失问题；当系统发现数据丢失告知通信服务，服务将通过查询数据序列号，确定丢失的序列并向相应采集终端发送重传消息。

（2）心跳包机制。在长连接模式下的物联网监测系统，由于要保持长期的通信状态，需要一种机制来维持彼此的通信链路，心跳包机制是一种有效的维护方式。通信双方在一定的时间间隔相互发生消息，通信服务端通过心跳时间来管理多采集终端的通信状态，从而达到有效利用通信链路的效果。

（3）时间同步机制。实时性是物联网监测系统的一大特征，因此服务端和采集终端的时间同步显得尤为重要。然后由于时钟频率的差异，采集终端和服务器之间必然存在时间上的差异，因此通信服务采用TPSN方式对服务器和采集终端进行时间校准。其原理如图所示：

2.4整体设计实现

综合以上描述，物联网监测系统的通信服务模型设计类图如图5：

核心类功能说明：

Commander类：命令层，完成命令和协议数据的转换，实现上层业务逻辑层的通知

ComMgr类：通信服务管理层，实现数据的传输和通信的管理

SocketCom类：实现通信com接口以及对socket封装

Protocol类：协议层，实现协议的封装和解析

3 实验分析

为了检测使用此通信服务模型性能，将从终端连接时间和数据接收CPU使用率两个方面进行分析。

测试环境：服务器端1台PC，采集终端模拟2台PC，配置均为：Intel Q8200（4 CPUS），内存4G，操作系统 windows server 2008

实验结果表明，随着客户端数量的成倍增加，终端连接登录时间和CPU利用率呈现平滑增长的趋势，此模型在合理消耗资源的基础上能够满足高并发通信要求。

4 结束语

本文针对物联网监测系统的通信服务的效率问题，结合实际的物联网监测系统项目提出了一种面向物联网监测系统的通信服务模型。模型从通信数据协议的设计到数据的高并发传输均提出了相对有效的实现方案。最后通过模拟实验得出此通信服务模型能够较好的满足物联网监测系统的高并发要求。

目前此通信服务模型已经在小规模物联网监测系统中验证，以后将在大规模应用中不断完善。

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CAN为串行通信协议，可有效支持分布实时控制，体现出较高的安全等级。CAN应用系统的设计要以CAN技术规范为基本依据，在任何两个基于CAN总线的仪器之间建立兼容性，对传输层进行规范定义，在周围各层当中将CAN协议的作用充分发挥出来。CAN的主要特点体现在以下几个方面：（1）多主工作方式，即网络上任意一节点在任意时刻均可向其它节点主动发送信息，各节点之间不存在主从关系；而报文标识符方面，CAN可以将各个节点分为不同优先级，可更好满足不同的实时要求。（2）CAN采用非破坏总线仲裁技术，该技术可以保证网络在负载较大的情况下保持稳定性；直接通讯距离可以速率低于每秒5kb的状态下达到10km。（3）由于报文采用的是短帧结构，故不易受干扰，传输时间短；CAN总线驱动器电路决定了网络中的节点数。（4）CAN每帧信息均有CRC校验及其它检错措施，这些可靠的检错措施组成了系统可靠的错误处理及纠错机制。即使错误非常严重，CAN也具备自动关闭输出功能；发送的信息遭到破坏后可自动重发。由此可见，与一般的通信总线相比，CAN采用了许多新技术及新设计，体现出较强的可靠性、实时性及灵活性。在煤矿安全监控管理中应用CAN总线技术，可以实现对任意一路CAN任意节点的检测、配置、组态，系统中的传感器、控制器、执行器均为互相独立的节点，真正做到分散控制、互相通信。

2基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统设计

基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统共包括三大部分，即煤矿安全监控智能决策与管理系统、矿井网关及多矿井分布式监控子网络，下文分别进行介绍：

2.1煤矿安全监控智能决策与管理系统

煤矿安全监控智能决策与管理系统采用实时在线智能管理控制系统—因特摩系统来实现，其将包含了专家系统、智能搜寻器、自动机器翻译及计算机视觉等技术的智能系统与因特网、通信技术、自动化技术、实时数据处理技术及数据库技术等结合在一起，实现对工业生产现场的智能监控。在煤矿安全生产中应用因特摩技术，可获取更多事故预报的私有知识，以起到预报事故的作用，为安全生产管理者提供更多的参考信息，提高决策管理的针对性，将事故控制在萌芽状态。该模块包括分站监控机、主监控机及分布式系统，井下数据采集系统主要负责采集工作现场的实时数据，经网关提交至各分站监控机智能决策及管理系统，分站监控机分析后，将处理过的信息提交至主监控机与服务器，最终得出相关决策及措施，对应设备接收到相关控制信息后做出反应，实现矿井安全的智能决策与管理。

2.2矿井网关

矿井网关的主要作用是连接以太网及CAN总线。此处采用AT75C220芯片，该芯片具有两个以太网接口，并具备语音处理功能；该芯片嵌入网关，CAN总线通过网关连接以太网，由此可见，该模块中AT75C220处理器是关键部分。该芯片具有双MAC以太网端口及桥接器，用于连接以太网，其DSP语音处理功能可在以太局域网中接入电话。CAN控制器选择菲利浦公司生产的SJA1000、PCA82C250，其支持CAN2.0B通信协议，可实现对总线的差动发送及对CAN控制器的差动接收。以太网TCP/IP协议与CAN协议的转换是通过AT75C220芯片在网络层完成的，并通实现以太网与CAN总线网络的通信及互联。以太网接收IP包，拆包后取出数据，再按照CAN通信协议重新组成帧，发送至接入设备。通过该网关即可实现CAN总线设备与以太网的通信。

2.3井下分布式控制子网

井下分布式控制子网是整个煤矿安全监控系统的核心部分，其包括数据采集系统、各类控制设备及报警设备及分站监控机通信系统。数据采集系统的主要作用是对井下生产及工作环境进行监测，获得原始的现场数据，分站监控机通信系统的主要作用是将井下现场采集的数据与设备的运行状态信息传输至井上。通过单片机、独立CAN控制器所组成的接口模块，井下数据采集设备、各类生产设备、安全设备、控制设备及报警设备等才可实现与CAN总线的通信。井下数据采集设备采集各安全指标模拟量及各个开关状态量后，再通过CAN通信及接口模块将这些数据发送至CAN总线；此外，通过CAN通信及接口模块，井下生产设备及安全保障设备实现了与CAN总线与现场控制及报警器的连接，以便实时监控设备的运行状态。

3结束语