数据通信技术论文范文

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论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。

数据通信是以“数据”为业务的通信系统,数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。

1通信系统传输手段

电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。

微波中继通信:比较同轴,易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制,通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量,可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。

光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的,具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输,并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤,每路光纤通话路数超过万门,光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来,光纤通信技术发展迅速,并有各种设备应用,接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。

卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。

移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。

2数据通信的构成原理

数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。

3数据通信的分类

3.1有线数据通信

数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。

分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的,所以又称为X.25网。它是采用存储——转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,但网络性能较差。

帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后在网上传输。

3.2无线数据通信

无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户

4.1计算机网络

计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享,如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间等。

局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。

4.2网络协议

网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。

TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议(TransportControlProtocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。

目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯一的。

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我国已经对运用于数据管理的通信及互联网技术有了很长一段时间的实践，人们已经普遍接受了通信及互联网技术对于数据管理的重要性。大小企业都已经逐步增添计算机硬件设施，更重要的是普遍使用了互联网技术，这与目前互联网的普及程度有比较紧密的联系。尽管人们对新技术支持下的数据管理已经步入正轨，但是不少数据管理人员多通信及互联网技术的理解依然停留在基础阶段，并没有从深层次去剖析该技术应用于数据管理的具体情况，这样就使得数据管理工作停留在机械地存储数据阶段，缺乏必要的创新过程。数据管理中应当清楚地认识形势，明白信息时代的日新月异，为未来简化、优化数据管理工作打好基础。企业管理人员是企业发展的核心决策者，管理人员对通信及互联网技术的理解将直接影响整个企业对该技术的理解，从而对某些概念的应用仅仅停留在照学照搬的层面，缺乏必要的匹配工作，管理工作的效率无法得到大幅度提升。

2）加强人才考核，注重人才培养

目前数据管理中缺乏专业性人才，其中互联网技术人才最为紧缺。目前从事数据管理工作的员工大多对数据管理有着丰富的工作经验，但对互联网技术的掌握十分有限，一旦互联网出现问题，员工无法及时修复问题，就会使数据管理工作受到严重的影响，可能会使数据泄露，给运营商带来巨大的经济损失。当前从事数据管理的工作人员对互联网的理解比较浅显，一方面没有将互联网的作用完全发挥出来，另一方面没有能力挖掘互联网的潜在优势，限制了新技术运用于数据管理的前景的发展，数据管理工作效率始终较低。人才是企业发展的中坚力量，数据管理同样也需要有良好专业素养的专业人才作为支撑，人对新技术和数据管理都有足够的能动性。因为通信及互联网技术设计专业知识较多，对人才的要求将会更高。企业为了优化数据管理工作，就必须定期对数据管理人员进行新技术学习培训工作，并对出勤情况进行考核，使学生更加主动积极地学习深化专业知识，使自身解决实际问题的能力得到提升。工作人员固然可能具有多年的数据管理经验，但是时生了翻天覆地的变化，数据管理方法也变得更加新颖，员工应当主动承担起改变数据管理模式的重任，这就需要加强对人才的培训工作，使员工掌握更多核心的数据管理方法。

3）加强互联网技术在数据管理中的应用

为了全方面的在数据管理过程中运用好互联网技术，首先应当使运营商自身意识到互联网技术对于数据管理的重要性，改变以往对数据管理人员的陈旧观念，运营商一方面应当认识到互联网技术之于数据管理发展的巨大潜力，另一方面也要认识到互联网技术可能带来的问题，对通信及互联网技术实施过程中可能出现的风险进行评估，防患于未然，避免运营商蒙受经济损失。企业应当加强对管理人员的培训工作，培训内容以先进的互联网技术为主，确保数据管理人员掌握最基本的应对紧急情况的能力，对最为常见的故障能够妥善处理。具体的培训工作可以安排具有丰富互联网技术知识的人员组织讲座，也可以把工作人员的培训工作外包给具有丰富实战经验的第三方机构来负责。企业内部还应当招聘专业为互联网技术的人才，组建专门的专家团队，为数据管理献谋献计，确保数据管理能够始终充满活力和动力。企业应当组织专业人才对数据管理的风险进行评估，拟定出完整的融风险评估、风险防治为一体的风险体系，避免重要数据外泄，保护用户合法权益。企业应当清晰地认识到信息泄露对于企业形象的负面影响，间接导致企业遭受沉重的经济打击。互联网技术能够为用户提供不同的业务，并且在不同业务间的兼容问题上处理得相当成熟，用户将同时拥有用户号码和物理号码，对二者的管理能确保用户使用的流畅性。互联网技术还可以对整个网络通信进行整合，便于集中处理，在设备运行工作中，互联网技术还可以提供强大的监控管理，使网络数据的查询更加方便快捷。丰富的互联网技术经验能够确保数据的安全性，因为有强大的加密措施，为数据安全设立防火墙，避免病毒和黑客的侵入。

4）小结

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在智慧家庭的建设中，互联互通的控制系统成为关键，如果我们采用有线系统，将对建筑的设计提出极大的挑战，尤其是对已有建筑进行改造，将会产生巨大的工程量，而且未来物品的移动也会受到很大有限制。而采用无线系统则可以让我们摆脱物理连接上的限制，可以灵活地将各种设备接入家庭网络，而短距离无线通信组网与控制也成了我们必然选择的技术。近年来，包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、UWB和NFC等短距离无线通信技术日益成熟，为家用设备实现局部组网奠定了基础，使得智慧家庭应用由愿望变为现实。其中，蓝牙技术经历了1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0各版本，以及即将到来的4.1版本，其稳定性、兼容性、传输速率、以及功耗等各个方面不断改进，被广泛应用于各种电子设备，如PC、手机、平板电脑、无线音箱、无线耳机以及近年来非常火热的可穿戴式电子设备上，使消费者摆脱了传统线缆的束缚。

Wi-Fi作为主流短距离无线传输技术，标准完善、技术成熟、稳定易用、兼容性好，已经成为智能家电网络化方案的主流互联技术，一些家电企业已开始在电视机、空调、冰箱、热水器、酒柜中大规模采用嵌入式Wi-Fi模块，将分散在家中的各个家电产品联成一个整体控制系统，改变单一的被动控制。值得一提的是，面对家庭对各种视频内容的消费所带来的网络流量爆发式增长，第5代Wi-F（i802.11ac）应运而生，为家庭网络提供了更高的带宽、更快的传输速度，为智慧家庭实现提供更有力的支持。通过第5代Wi-Fi进行无线连接，网络带宽可以达到千兆级别，可顺畅、无间断地播放流视频及下载高带宽应用程序，比现有网络增速10倍。ZigBee多用于家庭自动化、安全保障系统等。在利用Zigbee技术搭建的无线传感器网络中，通过在无线门磁/窗磁报警器、红外感应闯入探测器、保险柜/抽屉振动监测器等防盗报警器以及燃气、烟雾、氧气、温度、湿度等传感器内安装Zigbee模块，可实现数据的无线传输、分析和报警。此外，ZigBee在灯光控制、家用智能开关、门禁系统、智能抄表等应用中，也发挥了良好的作用。

随着技术的不断发展，UWB以其高质量的近距离通信能力，成为智能家庭数据传输领域的中坚力量之一。UWB可以运用于机顶盒和DVD播放机到数字电视的无线连接，PDA、手机和数码相机与PC机的同步等家庭设备音视频数据传输等方面。NFC技术的传输速率较低，并不适合直接用于传输音视频等需要较高带宽的应用，但是，NFC技术允许电子设备在不到0.1s的时间内闪电建立连接，加之其良好的保密性能，成为了在不同场合、不同应用领域中其他无线通信技术的最佳拍档。例如，将NFC和蓝牙技术配合使用，可以先通过NFC技术近距离快速建立连接，再利用蓝牙技术在手机、电脑、音频设备或打印机之间进行数据传输，将会给用户带来前所未有的体验。对于设备制造商而言，未来智慧家庭中家居产品的开发，除了在功能和外观上的创新以外，采用什么样的通信协议以及如何将通信模块与主系统集成在一起也将是需要重点考虑的内容。

2结语

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【关键词】 电子数据通信 网络资源管理 应用分析

随着数据通信企业的快速发展，网络规模的不断扩大，传统的人工管理方法和手段也远远的不能满足现有模式的管理和发展的需要，所以，为了实现科学规范的现代化管理数据，通信网络资源管理系统的使用也越来越受到人们的重视。不过从我国现今的数据通信网络资源管理系统中看，还存在着一定的不足之处，因此，我们也要在实践的过程中，不断地对其进行完善和改进，从而实现数据通信网络资源管理系统的高效化、科学化管理模式 。

一、数据通信网络资源管理系统的相关技术及理论分析

1、相关的数据通信网络资源管理理论。数据通信网络资源管理系统就是在信息网络资源管理的角度去分析，以自身实际的发展条件为依据，从而对整个社会中的数据通信网络资源进行信息整合处理，使数据通信网络资源的信息能够正常的传输，并安全可靠。而在我国数据通信网络资源管理的发展过程中，企业也可以通过网络资源管理系统对数据通信中存在的基础信息数据处理进行有效的控制，从而保证数据通信企业的服务质量，进而有利于数据通信企业的稳定健康发展。因为，目前数据通信技术的网络资源管理还没有明确的系统管理要求，所以，在不同的国家和地区，对其的认识和理解的程度也不相同。因此，这也就成为数据通信网络资源管理系统中的阻碍。

2、数据通信网络资源管理系统的相关技术。随着社会经济的不断发展，我国的科学研究水平也在不断提高，数据通信网络资源管理系统也在不断更新。其中，通信资源管理系统的主体框架就包括：网络文件服务器，主机终端模式，网络客户服务端等。这些不同的应用模式在实际的操作使用中都与企业中的数据通信网络资源进行系统数据信息整合，并与系统中正常运行的数据有十分紧密的联系。所以，在使用数据通信网络资源管理系统时，一定要严格要求其使用性能，并合理选择ASP、NET技术与MS、SQL、SERVER技术。

二、数据通信网络资源管理系统设计

1、数据通信网络资源管理系统的结构设计分析。目前，我国的数据通信网络资源管理包括三大类数据通信专网：固定语音通信、宽带互联网通信技术、数据专线等，而网络资源的拓扑结构也为星形拓扑结构。它的核心设计理念就是负责企业设备的数据信息交换，汇聚层设备转发及管理接入层设备数据信息，路由器，接入层设备与传输资源系统为客户端设备与汇聚机房设备中的数据进行通信控制。而从整体数据的信息网络中分析，通信网资源管理的系统结构就包括：数据通信设备和相关的信息传输设备，而通信设备中的光电缆类资源则包括：电信号的传输设备，连接光电缆的系统设备。并且，数据通信资源管理系统的设计也可分为三个模块，包括：传输数据资源管理模块、数据信息管理模块和客户端资源管理模块，并且，在数据通信网络资源管理中，它的使用可在现实工作中实现网络机房数据设备资源与设备连接情况的管理，从而有效的降低数据通信网络资源管理系统的管理难度，提高工作人员的管理效率。

2、数据通信网络资源管理系统结构设计的理念。数据通信网络资源管理的设计结构有一独立的形式为概念理论结构设计。它是数据库中DBMS的独立支持系统，它可以认为是网络世界与现实世界发展的媒介，它可以充分的反应现实世界的环境，包括：信息实体与信息实体之间的联系性。同时，这种联系性也有利于数据信息向网络资源信息的模型转变，如：其中的网状、层次、关系等。这种概念性的设计在使用的过程中，方便用户理解，方便与不熟悉电脑网络应用的客户进行意见的交换，从而使更多的数据通信网络用户参与到资源管理系统当中，有效地提高其使用的效率。

3、数据通信资源的逻辑管理设计。数据通信网络资源的设备主要包括：ERP编码器、设备的名称、型号、生产地、软硬件的编码、设备的配置信息、入网时间、机房的编码号等。数据通信网络设备的端口信息包括：端口的编码、名称、ERP的编码及类型。还有传输设备的端口信息包括：传输端口的名称、编码、所属设备的ERP编码及类型等。

结语：总之，我国目前的数据通信网络资源管理系统在发展中势头良好，有利于企业对其数据信息的管理与应用。并且，在使用的过程中，还有利于对数据通信信息的采集与处理，从而达到数据通信网络资源信息共享的效果。虽然，在使用的过程中还存在不足，但是，在实践的过程中，我们依然对其不断完善，从而使其在使用的过程中，更加的稳定，创新能力更强。

参 考 文 献

[1]张伟斌，姜宏伟.建设完善的网络资源管理系统的探讨[J].通信管理与技术.2010年02期

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论文摘要：通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析，证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。

随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展，人们与信息网络已经密不可分。当今无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈追求，作为无线通信技术一个重要分支的短距离无线通信技术正逐渐引起越来越广泛的观注。

1短距离无线通信技术简介

近年来，由于数据通信需求的推动，加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展，短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段，WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术，以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信，分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s，通信距离

2 蓝牙(Bluetooth)技术

“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此特别适用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。

蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频(Frequency Hopping)和时分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先进技术，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线连接因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，通道带宽为lMb/s，异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。

作为一个新兴技术，蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处，如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问，蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术，它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。

3 超宽带(UWB)技术

超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一，对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下：

(1)抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。

(2)传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，有望高于蓝牙100倍。

(3)带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。

(4)消耗电能少：通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能少。

(5)保密性好：UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

(6)发送功率非常小：UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。

(7)成本低，适合于便携型使用：由于UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件，系统结构简化，成本大大降低，同时更容易集成到CMOS电路中。

参考文献

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【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望

伴随着移动通信市场的快速发展，用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求，希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈，为寻找新的增长点，通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型，需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张，已不能满足长期的通信需求发展需要。

1移动通信的发展历程

第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于扩展和改进GSMPhase1及Phase2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，SO(支持最佳路由)、立即计费，GSM900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSMPhase2+阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRS/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

2第三代移动通信系统概述

第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据,码率为384kb/s(局域网可达2Mb/s),因而可传送比目前GSM(第二代移动通信)更高码率的信息。随着多媒体业务的发展,2Mb/s的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要,因此国际上已开始研究第四代移动通信系统,第一步目标是10Mb/s以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有:宽带多媒体移动通信系统的体系结构,包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo码)等。

第三代移动通信系统(3G)，也称IMT2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动时最大支持144Kbps，所占频带宽度5MHz左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2Mbps的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。

第三代移动通信技术的基本特点：(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。

3第四代移动通信系统

4G系统中有两个基本目标：一是实现无线通信全球覆盖；二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征：（1）网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率，通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍；（2）通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率，因此，4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计，第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps，最高可以达到100Mbps；（3）通信更加灵活。从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端；（4）智能性更高。第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。

总之，随着新问题、新要求的不断出现,第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。

参考文献:

[1]胡可刚,王树勋,刘立宏.移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报,2005,23(4)

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【关键词】HID;链路无关;蓝牙;通信独立

1.HID协议规范概述

HID（Human Interface Device，人机接口设备）规范是对USB规范的一个补充，是一种用于和计算机进行交互通信的接口，它描述了各种USB人机交互设备之间保持兼容应该遵循的协议[1，2]。在USB的HID规范中定义了三种类型的数据包，它们分别为：报告描述符，输入报告，输出报告。

HID报告描述符描述了HID设备包含有哪些输入键和输出事件，以及各个键输入键及输出事件的数据包格式。HID设备可以使用蓝牙、红外或者USB等各种方式与主机相连，主机端通过相应的方式从HID设备获取报告描述符。获取到报告描述符后，主机便知道了HID设备的各种特点，包含HID上有哪个输入键、支持哪些输出事件等。

2.使用蓝牙传输HID数据包

蓝牙技术如其他通信技术一样，有软件的协议栈。各个蓝牙设备之间的通信都通过协议栈来完成[3]。然而协议栈只是完成蓝牙的通信，即将数据从一个设备送到另一个设备。协议栈上可以传输各种信息，不同的信息就对应了蓝牙不同的应用场景。针对每一种应用场景，蓝牙组织SIG开发了相应的规范，这样的规范就叫做蓝牙的Profile。每个Profile规定了使用蓝牙来传输何种数据，以及如何使用蓝牙协议栈来传输这些数据。在蓝牙HID Profile规范中传输的数据即为HID数据。

当主机通过蓝牙协议得到前面讲述的HID数据后，如何使用这些数据就是HID规范的内容。主机需要对报告描述符进行解析，解析后可知道HID支持哪些按键及哪些输出事件，也能得到输入或输出报告的具体数据包格式。然后将获取到的按键信息交给操作系统的输入系统。

3.HID输入报告及主机输出事件与操作系统的交互

通过对HID数据包进行分析，可以得到HID设备类型和产生的输入事件的类型。但应用程序或用户不可能直接处理这些事件，输入输出事件的管理是由操作系统完成的，需要把从HID设备获取的输入事件信息统一传递给操作系统[4]。Android操作系统内核用struct input_dev来表示一个输入设备，使用input_register_device向内核注册一个输入设备，使用input_report_key向输入设备报告一个按键信息。只要能够获取HID输入输出事件的类型，就可以很容易做到与Android操作系统内核的交互。

4.通信方式独立的HID协议的实现

通过对HID规范的分析，发现它不仅可以用于USB HID设备，同样可用于其它通信接口的人机交互设备。这里以蓝牙HID设备为例证明了这种可行性。在操作系统（以Android系统为例）内核中开发一个独立的模块HidAlone.ko，该模块只需向应用层导出三个接口，分别为接收HID设备的报告描述符，输入报告和供应用层读取输出报告。

struct file_operations ivt_bt_rs_fops={.owner=THIS_MODULE;.ioctl=bthidmgr_ioctl;.open=bthidmgr_open;}

ioctl方法bthidmgr_ioctl有四个命令：HIDMGR_IOCTL_PLUGIN;HIDMGR_IOCTL_PLUGOUT;HIDMGR_IOCTL_INPUT;HIDMGR_IOCTL_LED_TO_USER。

在执行open方法bthidmgr_open之后，应用层便可执行HIDMGR_IOCTL_PLUGIN命令，它传递的参数为HID设备的报告描述符。执行HIDMGR_IOCTL_INPUT命令时，传递的参数为输入报告。应用空间要获取输出事件时，开启一个线程执行HIDMGR_IOCTL_LED_TO_USER命令，它会阻塞直接内核产生了输出事件，它通过参数获取返回的输出报告。

这样各个HID设备只需在应用软件层做如下简单的处理，即可完成设备与操作系统内核的连接：通过相应的通信方式从HID设备读取报告描述符，然后将其传递给HidAlone.ko内核模块。HidAlone.ko在收到报告描述符后，对其进行分析，并且像内核注册一个input_dev结构代表该设备与内核进行交互。从HID设备读取输入报告，将其传给HidAlone.ko内核模块，HidAlone.ko根据报告描述符中获取的信息分析输入报告得到输入事件，然后将输入事件传递给操作系统输入系统进行处理。从HidAlone.ko内核模块读取对输出报告并传给HID设备，当有输出事件产生时，HidAlone.ko会根据报告描述符组建输出报告供应用层读取。

5.结束语

本文通过对USB HID协议中数据通信链路传输方式的剥离，可以将HID协议的应用范围扩大。将通信链路剥离后的HID实现与Input System进行结合，可以使操作系统与HID设备的连接更加简单。

参考文献

[1]USB Implementers’Forum. USB Device Class Definition for Human Interface Devices（HID）（）.

[2]涂晓强，周洪利.基于HID类的USB人机接口设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2007（6）：62-63.

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关键词：单片机；串行通信；总线；计算机；接口

随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用， 工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛．单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣，单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题，这就需要进一步修改和完善．因此，有必要设计一套单片机综合实验系统，根据工业现场反馈的各种问题，随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析，解决工程实际问题．本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能．

1 系统组成及工作原理

综合实验系统主要由以下几部分组成：89C51单片机及其仿真系统，温度、压力等模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，按键控制模块，日历时钟模块，看门狗电路模块，FP—GA模块，液晶显示模块，通信模块及上位计算机，其组成框图如图1所示．系统采用89C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置和调节系统参数；日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间，而且为系统提供掉电保护功能；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力．FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列，通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用；LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形，主要用来显示采集到的数据、系统时间等；兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口，可以与上位计算机进行远(约1 200 m)近(约15 m)距离的数据通信[1] ；上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件，按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理，同时发送控制参数，对被测对象的温度、压力等进行控制和调节．

2 系统硬件设计

2．1 单片机仿真系统

单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2]．

监控程序放置在仿真机内，要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头，毕业论文 更换不同的仿真头和CPU，该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片，编程方便且节省时间．

2．2 传感器的选择及信号变送电路的设计

传感器作为系统的感知器件，直接影响着系统的精度和稳定性．本实验系统中，温度传感器选用精度高，线性度好，使用方便的LM335传感器；压力传感器选用标准应变式压力传感器，它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点．传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法，设计了温度、压力等专门接口电路，直接与上述各种传感器相连．由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱，需对这些模拟信号进行放大，同时为了确保信号不失真，选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07，其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大，它输出的模拟信号经10位A／D转换器TLC1543转换成数字信号后，送人89C51进行处理．

2．3 通信模块的设计

计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平，该实验系统上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通过RS232总线进行点对点通信，也可以通过RS485总线进行多机通信_3]，RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统，总体布局如图2所示．所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信，通过RS232接口即可；若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信，则必须将RS232电平转换为RS485电平后，才可将实验系统挂接在RS485总线上．RS232-RS485电平转换原理如图3所示，通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收／发，由于RS485总线上只能进行半双工通信，所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外，还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE)，在PC与RS232相连的这一侧，通过PC的请求发送(RTS)来控制．

2．4 串行总线I*2C

I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4]．它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个I C器件与微处理器之问的数据交换．该实验系统采用具有I C总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563，由于单片机89C51自身没有I C总线接口，所以采用软件合成I C总线与它们相接．

I C串行总线与并行总线的最大区别在于：并行总线有地址总线，CPU通过地址总线访问从器件；而I C总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息，所以占用CPU的口线大大减少[5]．随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化，I C串行总线正在逐步取代传统的并行总线．

转贴于 2．5 抗干扰设计

工业监控现场工作环境一般较差，干扰较严重，为了保证系统可靠工作，必须解决抗干扰问题．针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等，采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计．硬件抗干扰设计主要包括：对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等；软件抗干扰设计主要包括：软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等．

对于数据输入通道的干扰，采用软硬件结合的方法进行滤波．当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时，硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路，再经A／D变换成二进制数字量后，进行数字滤波．因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰，而对低频干扰的滤波效果却较差；而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力．

在控制强电设备的开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统，采用了光电隔离技术．因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰，可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统，达到电气隔离的效果．

3 系统软件设计

系统软件包括单片机软件和PC机软件．单片机软件采用模块化结构，利用MCS一51汇编语言编写．根据要实现的功能，该软件由主程序以及数据采集、A／D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D／A转换、数码管显示等程序模块组成．下面以加热炉的炉温控制为例，给出系统程序流程图如图4所示．

PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等．PC机软件采用Visual Basic 6．0编写，医学论文 PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信，此外，PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等，并对不同情况下得到的数据进行对比分析，总结出变化规律．

4 实验结果与分析

为了测试该系统的实时性，将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统，单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位)，波特率2 400 bps，一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A／D转换结果是10位)的格式，如表1所示．5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时，理论上连续发送速率为2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．经过测试发现，计算机在120 ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据，实际发送速率约为8次／s，这是因为有状态转换和等待时间；为了测试系统的可靠性和稳定性，将调试好的程序写入单片机芯片，使系统连续运行，120 h后观察系统仍然在按设定的流程工作，没有出现死机现象．该系统经过多次改进和实验验证后，据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用，结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外)，测量随机误差为±0．01℃，控制结果满

足了实际要求．

5 结论

该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置，而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题．实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析，节约资源，降低成本；实验数据正确率高，通信实时性强，系统工作可靠；单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强，易于扩充，其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统，具有很大的实用价值．

参考文献

[1]李朝青．PC机及单片机数据通信技术[M]．北京：北京航空航天大学出版，2001．

LI Chao-qing．Data Communication Technology of PC and SCM[M]．Beijing：Beijing University of Aero—nautics and Spaceflight Press，2001．(in Chinese)

[2]杨文龙．单片机原理及应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，1993．

YANG W en—long．Principle and Application of SCM[M]．Xi’an：Xi’an University of Electronics Technol-ogy Press，1993．(in Chinese)

[3]高红红．矿区专用铁路调度监督系统的研制[J]．现代电子技术，2005，21：84．GAO Hong-hong．Research and Development of Dis—patch and Supervision System of Mine Railway[J]．Modern Electronics Technique，2005，21：84．(in Chinese)

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论文关键词：水雨情,洪水预报系统,GPRS通信

洪水灾害是当今世界上主要的自然灾害。随着社会经济的发展，单靠用水利工程来减轻洪水灾害已不能完全两足要求，因此应用洪水预报、灾情评佑和洪水调度等非工程措施来减轻洪水灾害越来越受到人们的重视。同时随着防洪研究内容深入和扩大，多学科的相互渗透，人们日趋重视多学科综合防洪措施研究。此外由于计算机模拟技术、现代遥感遥测技术、地理信息系统等现代科学技术的发展，使其在防洪减灾中的应用成为可能。

水雨情自动测报系统是采用现代科技对水文信息进行实时遥测、传送和处理的专门技术，是有效解决江河流域及水库洪水预报、防洪调度及水资源合理利用的先进手段。他综合了水文、电子、电信、传感器和计算机等多学科的有关最新成果，用于水文测量和计算，提高了水雨情测报速度和洪水预报精度，改变了以往仅靠人工测量水雨情数据的落后状况，扩大了水雨情测报范围，对江河流域及水库安全渡汛和电厂经济运行以及水资源合理利用等方面都能发挥重大作用。

本文基于GPRS的网络数据传输和通信协议来设计洪水预报系统的整体方案。

1 GPRS简介

GPRS (General packet Radio Service，通用分组无线业务)是一组采用分组交换的高效数据传输方式，是在公用移动通信网GSM网络之上，新增两个节点而形成的移动分组数据网络。GPRS网络分为两部分:无线接入和核心网络。GPRS网络具有高速、在线和双向批量传输数据的优点。此外，GPRS支持基于标准数据通信协议的应用，可以和IP网、X.25网互连互通，支持特定的点到点和点到多点服务，以实现一些特殊应用。采用GPRS作为洪水预报系统的通信技术支持，可以用最简单、最低成本、最安全可靠的方式构建远程监控网络，大幅节省了人力、物力，提高了水雨情遥测自动化的水平。

2 系统总体设计

基于GPRS的水情遥测系统通常包括水情遥测终端、遥测通信网络以及水情遥测中心站和分中心站等.

水情遥测站一般由RTU(远程终端单元)、外部供电系统、各种相应的避雷器、无线系统、各种水情数据传感器等组成，作用是实现当地水情信息数据采集、处理、存储以及向远端的中心站报告水情或接受中心站的指令。遥测通信网是遥测站和中心站间数据传输的通道，只有在通信协议的支持下，遥测终端和中心站以及其他远程设备之间才能实现通信。

水情遥测中心站通过计算机网络技术，数据库技术和软件平台实现远程监控功能，并对接收到的数据进行解析、存储、显示等操作。中心站一般由前置通信处理器、中心计算机、计算机网及相应数据显示、打印设备等组成。中心站计算机通过通信处理器和相应的实时信息处理软件，能够对遥侧通信网实现管理，为中心站计算机网上的各种水利应用软件(如洪水预报)和中心站系统服务器提供有效的数据。

3 系统硬件设计

遥测终端硬件电路主要由电源、微处理器((MCU)及其外围接口电路、固态存储器((FLASH)、GPRS模块接口电路、键盘和显示接口等部分组成，完成数据采集、存储、显示以及与远端通信等功能。

电源采用太阳能电池加铅酸蓄电池的供电方案：阳光充足且太阳能电池板输出满足系统要求时，由太阳能电池板为终端供电并对蓄电池充电；阳光强度不够时则由蓄电池为系统终端供电。

主控制器是整个系统的核心，直接关系到系统的性能。在选择主控制器时，需要考虑其指令的长度，指令执行的速度，内部集成及可扩展的ROM和RAM的大小，提供的通讯接口和经济性等许多因素。

本终端采取的数据存储策略为:通过定时采集数据，自动的将各种传感器测得的瞬时数据如水位、雨量等信息根据相应的时间信息，存储到FLASH固态存储器的相应单元。待到达与上位机根据协议约定的报送时间后，通过GPRS方式将存储的数据送到中心监测的计算机中进一步处理。

GPRS网络的接入有两种方式:一种使用GPRS外置Modem；另一种是使用GPRS无线模块。本系统采用带协议的嵌入式GPRS无线通信模块方式。

遥测终端还提供了显示单元可以使工作人员直观地获取信息，了解系统的工作状态，本系统采用LED数码管加LCD液晶显示的方式。

4 系统软件设计

系统采用中断驱动模式。主循环是终端系统软件的核心，它负责检测执行各种条件满足的操作，实现系统的各种控制功能和系统维护功能，在各判断条件都不满足时执行系统休眠，实现低功耗。系统从休眠状态中唤醒则是同系统内部和外部硬中断产生时触发的。

终端系统软件功能模块主要包括:数据处理模块，数据显示模块，数据存储模块，数据通讯模块等。这些模块都位于主循环中并且在系统初始化完毕后依次运行。

软件设计的关键是数据的网络传输和通信协议。

GPRS系统本身采用IP网络结构，可以支持TCP/IP协议。TCP/IP协议是一个包含众多协议的协议簇，在利用 GPRS网络进行数据传输时，选择合适的协议对于系统功能的实现起着十分重要的作用。虽然UDP协议数据包的格式比较简单，但是它的数据传输可能存在误码现象。TCP协议数据包格式相比UDP要复杂，而且在建立连接时需要进行三次握手，但是它可以提供保证传输数据的可靠性，在本系统中，移动终端每次所要传输的数据量并不大，但是监控系统要求能够得到准确的数据，因此，选择TCP协议来作为系统的传输层协议。

5 总结

水情自动测报系统的应用，在很大程度上减少了洪水灾害及损失，同时对水资源、利用等亦起到了越来越重要的作用。洪水预报系统是采用现代科技对江河流域的水文信息进行遥侧、传输和处理的水文自动化系统。本文应用水文、电讯和计算机等多学科知识，设计了水情数据自动采集系统、GPRS通信系统，实现了水情数据自动采集和传输。

参考文献

[1]王义中，水情无线数据通信[M]，北京：中国科学技术出版社，1997.2

[2]杨俊青等，水情自动测报系统中应用的通信卫星介绍[J]，水利水文自动化，2000(4)

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论文摘 要：计算机技术和通信技术的结合为计算机网络技术的产生奠定了基础。计算机网络正以其高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点，在各个领域、各个行业中发挥着越来越重要的作用。网络已经渗透到日常工作和生活中的每个角落，Internet将遍布世界的大型和小型网络连接在一起，使它日益成为企事业单位和个人日常活动不可缺少的工具。本文主要阐述了计算机网络技术的基本功能、网络应用及发展方向。

一、计算机网络的发展阶段

1、以单计算机为中心的联机终端系统

20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2 000多个终端组成的飞机定票系统。终端是一台计算机的外部设备包括显示器和键盘，无CPU和内存。随着远程终端的增多，在主机前增加了前端机（FEP）。当时，人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来，实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统”，但这样的通信系统已具备了网络的雏形。

2、 以通信子网为中心的主机互联

20世纪60年代中期,计算机网络不再局限于单计算机网络,许多单计算机网络相互连接形成了有多个单主机系统相连接的计算机网络。计算机网络将分布在不同地点的计算机通过通信线路互连成为计算机－计算机网络。连网用户不仅可以使用本地计算机的软件、硬件与数据资源，也可以使用网络中的其它计算机软件、硬件与数据资源，从而达到了资源共享的目的。

3、网络体系结构标准化阶段

随着计算机网络技术的不断向前发展, 各种计算机网络怎么连接起来就显得相当的复杂,因此需要把计算机网络形成一个统一的标准,使之更好的连接,因此形成了体系结构标准化的计算机网络。

ISO 制订了OSI RM成为研究和制订新一代计算机网络标准的基础。各种符合OSI RM与协议标准的远程计算机网络、局部计算机网络与城市地区计算机网络开始广泛应用。

4、网络互连阶段

网络互连即在简单网络的基础上，将分布在不同地理位置，并且采用不同协议的网络相互连接起来，以构成大规模的、复杂的网络，使不同的网络之间能够在更大范围进行通信，让用户方便、透明地访问各种网络，达到更高层次的信息交换和资源共享。Internet为典型代表，特点是互连、高速、智能与更为广泛的应用。

二、计算机网络的主要功能

计算机网络的应用主要表现在数据通信，资源共享，分布式处理及提高系统的可靠性、安全性等方面。

1.数据通信

数据通信是计算机网络最基本的功能。用于传递计算机与终端、计算机与计算机之间的各种信息，包括文字信件、新闻消息、咨询信息、图片资料、报纸版面等。通过网络人们享受到了在网上收发电子邮件，新闻消息，进行电子商务、远程教育、远程医疗等现代化便捷服务。通过数据通信这项基本功能，实现了分散在不同地区的单位或部门之间的网络连接，从而便于进行统一的控制和管理。

2.资源共享

计算机资源主要是指计算机的硬件、软件和数据资源。“共享”指的是网络中的用户都能够部分或全部地享受这些资源。资源共享是计算机网络的一项重要功能。通过资源共享，避免了软硬件的重复购置，提高了硬件设备与软件资源的利用率。此外，通过网络的资源共享，实现了分布式计算，从而大大提高了工作效率。

3.分布式处理

即在网络系统中若干台在结构上独立的计算机可以互相协作完成同一个任务的处理。在处理过程中，每台计算机独立承担各自的任务。

在实施分布式处理过程中，当某台计算机负担过重时，或该计算机正在处理某项工作时，网络可将新任务转交给空闲的计算机来完成，这样处理能均衡各计算机的负载，提高处理问题的实时性；对大型综合性问题，可将问题各部分交给不同的计算机分头处理，充分利用网络资源，扩大计算机的处理能力，增强实用性。多台计算机进行网络互连能够构成高性能的计算机体系，对于解决复杂的问题，发挥了重要作用。

4.提高系统的可靠性、可用性

在单机使用的情况下，如没有备用机，则计算机有故障便引起停机。如有备用机，则费用会大大提高。当计算机连成网络后，各计算机可以通过网络互为后备，当某一处计算机发生故障时，可由别处的计算机代为处理，还可以在网络的一些节点上设置一定的备用设备，起到全网络公用后备的作用，这种计算机网络能起到提高可靠性及可用性的作用。特别是在地理分布很广并且实时性管理和不间断运行的系统中，建立计算机网络便可保证更高的可靠性和可用性。

三、计算机网络在不同领域的发展应用

随着计算机网络技术的不断发展，计算机网络在社会中的不同领域都发挥着重要的作用。在商业领域，网络可以为经销商和客户提供如信息交流、产品销售、定单生成，电子出版物和信件的收取，建立和维持商业连接，获得市场情报，及网上购物等便捷高效的服务。在企业管理中，通过使用办公自动化系统、管理信息系统（MIS）等计算机网络结构系统，企业内部人员便可以方便快捷地共享信息，高效地协同工作，MIS系统使得企业采购，生产，销售、管理更加便捷、高效。远程教育、校园网等网络应用使得计算机网络在教育科研领域发挥着越来越重要的作用。此外，计算机网络在政府机关、金融保险、及军事国防等领域也发挥着举足轻重的作用。

四、计算机网络的发展方向

1.更加开放性和更大容量

系统开放性是任何系统保持旺盛生命力和能够持续发展的重要特性。因此也是计算机网络系统发展的一个重要方向。基于统一网络通信协议标准的互联网结构，正是计算机网络系统开放性的体现。“互联网结构”实现不同通信子网互联的结构，可以把高速局域通信网、广域公众通信网、光纤通信、卫星通信及无线移动通信等各种不同通信技术和通信系统有机地联入到计算机网络这个大系统中，构成覆盖全球、支持数亿人灵活、方便通信的大通信平台。近几年来，各种互联设备和互联技术的蓬勃发展，也体现了网络开放性的发展趋势。计算机网络的这种全球开放性不仅使它要面向数十亿的全球用户，而且也将讯速增加更大量的资源，这必将引成网络系统容量需求的极大增长，从而推动计算机网络系统向大容量方向发展。

2.一体化和方便使用

“一体化结构”就是一种系统优化的结构。计算机网络发展初期是由计算机之间通过通信系统简单互联而实现的，随着计算机网络应用范围的不断扩大和对网络系统功能、性能要求的不断提高，网络中的许多成分必将根据系统整体优化的要求重新分工、组合、甚至产生新的成分。另外，网络中通信功能从计算机节点中分离出来形成各种专用的网络互联通信设备，如各种路由器、桥接器、交换机、集线器等也是网络系统一体化分工协同的体现。未来的计算机网络将是网络内部进一步优化分工，而网络外部用户可以更方便、更透明的使用网络。

3.多媒体网络

高度综合现代一切先进信息技术的计算机网络应用已越来越广泛地深入到社会生活的各个方便。人类自然信息器官对文字、图形、图像和声音等多种信息形式的需求，实现了各种信息技术与多媒体技术的结合，特别是计算机网络这一综合信息与多媒体技术的结合，既是多媒体技术发展的必然趋势，也是计算机网络技术发展的必然趋势。未来的计算机网络必定是融合电信、电视等更广泛功能，并且渗入到千家万户家庭的多媒体计算机网络。

计算机网络经过几十年的时间，实现了从无到有、从简单到复杂的飞速发展，在政治、经济、科技和文化等诸方面均产生了巨大的影响。目前，关于下一代计算机网络（NGN，Next Generation Network）的研究已全面展开。随着计算机网络技术的不断进步，它必将在社会中发挥着更加重要的作用。

参考文献：

[1] 王新华 《网络管理员教程》[M]，北京：清华大学出版社，2006

[2]张新昕 《计算机网络》 [M]，北京：清华大学出版社，2001