邮件到达提示系统(客户端)的设计与实现基于NS2的无线传感器网络(WSN)的AODV协议的改进基于RFID井下人员定位系统的软件设计基于FPGA的情报板显示系统的实现Web服务器安全防范体系的建立基于VC语言的数字图像变换设计数字签名技术在移动电子支付中的应用研究基于WSN的矿井环境及人员监测控制中心系统研究车载信息系统(Telematics)-内嵌式车载卫星导航天线设计车载信息系统(Telematics)-卫星多媒体广播天线设计移动数字电视DVB-H信道编码调制的研究与设计TD-LTE系统中上行信道估计方法研究(2)基于Ad-Hoc的短距离无线网络研究基于IP网络的工业电视系统设计移动通信系统中分集技术的分析及RAKE接收机仿真实现TDS-OFDM技术在DMB-T系统中的应用DVB-T解调器同步模块的设计与仿真一种可调光LED台灯的设计某地区GSM移动通信网网络优化设计仓库温度无线监控系统研究与设计WCDMA系统的物理层技术研究基于无线技术的巷道车辆定位和调动系统研究基于Jsp的学生选课信息管理系统的设计基于组态软件的通信机房监控系统设计搭建1000M光纤冗余自愈工业环网数字锁相环的性能分析与优化设计
网络论文的参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据,参考文献在一定程度上影响着论文的质量。下文是我为大家整理的关于网络论文参考文献的内容,欢迎大家阅读参考! 网络论文参考文献(一) [1]赵启飞.基于WCDMA 无线网络 的优化研究与实践[D].云南:云南大学图书馆,2010:3. [2]中兴公司.2G/3G互操作优化指导书[M/CD.深圳:中兴通讯股份有限公司,2009:16-21 [3]中国联通.中国联通2/3G互操作分场景参数设置指导书[M/CD].北京:中国联通移动网络公司运行维护部,2009 [4]刘业辉.WCDMA网络测试与优化教程[M].北京:人民邮电出版社,2012:8-9 [5]姜波.WCDMA关键技术详解[M].北京:人民邮电出版社,2008,320-324. [6]中兴学院.WCDMARNS培训教材第三册[M/CD].深圳:中兴通讯股份有限公司,2009 [7]窦中兆、雷湘.WCDMA系统原理与无线网络优化[M].北京:清华大学出版社,2009:95-120 [8]王晓龙.WCDMA网络专题优化[M].北京:人民邮电出版社,2011:106 [9]张长刚.WCDMAHSDPA无线网络优化原理与实践[M].北京:人民邮电出版社,2007:116-119 [10]邬鹏.呼和浩特联通异系统互操作优化[D].北京:北京邮电大学图书馆,2011:7-12. [11]黄伟,李腊元,孙强,MANET路由协议DSR的OPNET实现及仿真[J],武汉理工大学学报 [12]李国强,武穆清,基于OPNET多径路由协议的建模与仿真[J],数字通信世界, [13]王振中,关媛,陆建德,陆佰林,基于NSZ仿真平台的Adhoc新路由协议的模拟[J],计算机仿真, [14]策力木格,胡其吐,基于NS的AODV路由协议研究[J],内蒙古科技与经济,2005 [15]刘小利,使用OPNET仿真MANET路由协议的实现 方法 [J],计算机与数字工程, [16]王瑜,焦永革,孟涛,林家薇,基于免费软件ns的无线网络仿真[J],无线电工程,第34卷,第一期 [17]张天明,王培康,自助学习路由协议(SL一AoDV)及GloMosim仿真[J],计算机仿真, [18]吴晗星,付宇卓,无线自组网AODV路由协议的实现[J],计算机应用与软件, 网络论文参考文献(二) [1]孙义明,杨丽萍.信息化战争中的战术数据链[M].北京:北京邮电大学出版社,2005 [2] 范文 庆,周彬彬,安靖.WindowsAPI开发详解--函数、接口、编程实例[M].北京:人民邮电出版社,2011 [3]陈敏.OPNET网络编程[M].北京:清华大学出版社,2004 [4]于全.战术通信理论与技术[M].北京:电子工业出版社,2009 [5]FrederickKuhl,RichardWeatherly,JudithDahmann.计算机仿真中的HLA技术[M].付正军,王永红译.北京:国防工业出版社,2003 [6]陈敏.OPNET网络仿真[M].北京:清华大学出版社,2004 [7]' [8]刘徐德.战术通信、导航定位和识别综合系统文集(第一集)[M].北京:电子工业出版社,1991 [9]罗桂兰,赵志峰,赵海.排队论对嵌入式系统网络性能的测试评估[J].沈阳师范大学学报(自然科学版),2005,23(1):54-56 [10]张铎.物联网大趋势-Internetofthings[M].北京:清华大学出版社.2010. [11]苏仕平.无线传感器网络的访问控制机制研究[D].兰州大学.2007. [12]张凯,张雯捧.物联网导论[M].北京:清华大学出版社.2012. [13]郭萍,张宏,周未,曹雪.基于轻量级CA无线传感器网络双向认证方案[D].小型微型计算机系统.2013(3):903-907. [14]李大伟,杨庚.一种基于重复博弈的物联网密钥共享方案[J].通信学报,2010,31(9A):97-103. [15]马巧梅.基于IKEv2的物联网认证与密钥协商协议[J].计算机与数字工程.2013(4):45-48. [16]郭萍.无线网络认证体系结构及相关技术研究[D].南京理工大学.2012. [17]张晓辉.基于Diameter的物联网认证协议研究[D].西安电子科技大学.2013. [18]刘宴兵,胡文平,杜江.基于物联网的网络信息安全体系[J].中兴通讯技术.2011(01):96-100. [19]刘姝.基于PKI的CA认证系统的设计与实现[D].郑州大学.2005. [20]任伟,雷敏,杨榆.ID保护的物联网T2ToI中能量高效的健壮密钥管理方案[J].小型微型计算机系统.2011,32(9):1903-1907. 网络论文参考文献(三) [1]安德森ASP NET高级编程[M]北京:清华大学出版社,2002 [2](美)Chris Goode,Chris Ullman等康博译ASP NET入门经典——c#编程篇[M]北京:清华大学出版社,2002 [3]秦鑫,朱绍文NET框架数据访问结构[J]计算机系统应用[M]2002,12 [4]张辉鹏基于NET的电子商务系统的研究和设计[D]武汉:武汉理工大学计算机科学与技术学院,2006 [5]廖新彦ASP NET交互式Web数据库设计[M]北京:中国铁道出版社,2004 [6]Jeffrey Richter Applied Microsoft NET Framework Programming[M].北京:清华大学出版社,2004 [7]Daniel Cazzulino等C#Web应用程序入门经典[M]北京:清华大学出版社,2003 [8]蒋秀英SQL Server 2000数据库与应用[M]北京:清华大学出版社,2006 [9]龚小勇关系数据库与SQL Server 2000[M]北京:机械工业出版社,2007 [10]萨师煊,王珊数据库系统概论(第三版)[M]北京:高等 教育 出版社,2000 [11]李中华基于NET的模式实现与应用[D]四川:四川大学,2006 [12]任开银,黄东在NET上架构公司级应用程序[J]微型机与应用2003,1 [13]叶春阳基于Web服务的流程协作研究[D]北京:中国科学院研究生院,2003 [14]李琳NET开发平台核心服务的研究与应用[D]武汉:武汉理工大学计算机科学与技术学院,2003 [15]张莉,王强,赵文防,董莉,SQL server数据库原理及应用教程[M],清华大学出版社,2004 06 猜你喜欢: 1. 计算机类毕业论文参考文献大全 2. 网络安全论文参考文献 3. 最全电子商务毕业论文参考文献 4. 毕业论文参考文献范文
网络工程专业是应用型目录外专业,随着互联网技术的不断发展,网络工程专业越来越受到国家和社会的关注。下面是我为大家整理的网络工程专业毕业论文,供大家参考。
1GIS技术在国内广播电视网络工程管理中的应用案例
本文根据汉佳公司的浙江嘉兴广电网络资源管理系统所存在的问题,利用GIS技术对其业务流程进行优化和再造,期望实现网络规划和设计标准化以及网络资源的动态化管理。
管理对象
当前广播电视网络资源管理的对象主要有以下几个方面:
①机房数据。主要包含设备信息和基础信息两个方面,前者主要包含入网设备、机架等数据设备,而后者以机房编号等为主。
②空间资源数据。包含区域信息,机房信息等。
③线路设备。主要包括光缆和电缆等设备。
④连接设备。主要包括分线盒、光交接箱等。
⑤项目数据。主要包括工程项目建设中的各种数据,主要是指项目名称等。
⑥其他信息,比如逻辑资源等,可以根据实际情况定制开发。
开发平台
有线广播电视网络资源管理系统属于大型系统,因此改造之前要对开发平台进行选择,主要包括对开发语言、GIS平台以及数据库开发平台的选择。当前应用的GIS开发平台有多种,比如在项目的开发中,可以选择超图公司运用成熟的Suoermap平台。
设计流程
GIS设计。SuperMap组件式GIS以标准的Ac-tiveX组件的方式,嵌入流行的可视化高级开发语言环境中进行开发,可以在多种开发工具中进行面向对象和可视化编程的设计,本文结合工程项目设计实际,充分结合了各种第三方ActiveX组件,对GIS功能进行无限扩展。功能设计。广播电视网络的资源管理系统涉及的范围较广,该步就应该结合实际,对这些功能进行组织并进行系统扩展,最好的措施是根据网络资源的结构特点,采取以工程为主线的数据更新机制对系统的功能进行分层组织,可以绘制出系统功能的分层图。数据结构设计。随着项目的实施,可以对数据结构进行细化和设计,比如可以把网络资源管理的对象信息分为项目信息、资源信息等。系统实现。做好以上各方面的设计后,便可以进行系统实现,这是整个项目的主要过程。该项目中很多的数据信息都包含地理信息成分,在这一步中就要结合局域网、工作站、服务器以及基础地图、文档等现有资源进行合理的组织,以保障系统的实现。本文通过以上流程对嘉兴光电网络资源管理系统进行了整合,图1展示了该系统对管杆工程设备的管理,比如数量统计等。再如还可以对选择的区域进行统计,首先在地图工具栏-点击f(x)统计下拉菜单,选择区域统计,之后会出现小手指的图标。左键点击一下,出现确认对话框,确定后弹出选择窗口,将所需要统计的设备勾上。再次点击确定,就出现统计后的界面。
2结束语
综上所述,GIS技术已经发展成为一种成熟的技术门类,将其应用在广播电视网络工程管理中,势必取得良好的管理效果,随着信息技术的进一步发展,将使我国广播电视网络工程管理模式进一步优化。
1农田灌溉水源工程情况
境内红卫灌区、炼上电灌站、南部联网集中供水工程、磨滩水库、西冶水库等一批集人畜饮水、农业灌溉用水、工业供水为一身的水源工程,水量充沛,效益明显。
2农田水利灌溉网络工程建设
张峰水库灌溉网络系统工程建设
张峰水库灌溉网络系统工程是利用张峰水库一干渠输水工程为该县农田灌溉提供的可靠水源保证条件,在全县范围内建设以张峰水库为主干、各乡镇区域为分支的树形网络与内部已形成的星形水利工程(董封灌区、红卫灌区、羊泉灌区、南部集中供水工程、炼上电灌站、西冶水库、驾岭乡温沟引水工程、蟒河镇红星供水工程、河北镇石窑引水工程、新建董封乡西哄哄引水工程、新建横河镇盘亭河引水工程)相互贯通的农田灌溉网络系统工程建设。该工程涉及13个乡镇,179个行政村,万hm2耕地。工程建成后,将大大提高受益区群众的经济收入和生活水平,可新增灌溉面积万hm2。
县域内其他农田水利灌溉网络工程建设
董封灌区改扩建工程工程主要由董封水库、上河引水工程、西哄哄引水工程(新建)、红卫水库等4处水源工程联网改造。以董封灌区为主,充分利用已建上河引水工程和兴建西哄哄引水工程增补的水量,与红卫水库联网改造,不仅从很大程度上缓解了灌区缺水现状,而且扩大了灌区灌溉面积,特别是解决了董封灌区北部严重缺水问题,为农业结构调整提供基本保障。工程实施后,可新增灌溉面积万hm2。
北留水轮泵站灌区与磨滩水库联通工程北留水轮泵站灌区是以沁河水为水源的万亩中型机电灌站,曾为该受益区人民生产生活水平的提高做出了巨大贡献。但近年来受特殊气候条件的影响,灌区内灌溉用水得不到保证,而磨滩水库充足、可靠的水源与两者间有利的地理位置条件为2处水利工程联网改造提供了保障。工程涉及润城镇、北留镇、东冶镇3个乡镇,可发展灌溉面积万hm2。
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铁路应急系统中无线通信技术的应用论文
【摘要】 铁路应急系统对抢险救援工作起着重要作用。当紧急状况发生时,铁路应急系统应具备基本的无线通话能力,现阶段接入设备采用Wi-Fi和无线PBX技术,可满足应急系统最基本的要求。分析Wi-Fi和无线PBX技术的特点,比较其优缺点,总结其在应急系统中的应用。
【关键词】 铁路应急系统;无线通信技术;应用
引言
随着我国铁路建设规模的日益扩大,列车速度及密度得到了很大的提高,因此对运输安全及应急通信保障能力的要求相应也越来越严格。一旦出现行车事故或者遇到破坏程度大的自然灾害时,铁路应急通信系统必须立即做出反应,把现场信息发送到应急指挥中心,是上级部门能够切实了解现场的实际状况,并采取应对措施,同时将指令及时传达给现场的抢险救援人员。
1铁路应急系统的概述
铁路应急中心通信设备
应急中心通信设备是铁路应急系统中的核心部分,其所具备的功能主要是对事故现场与应急中心进行有效连接,以此实现语音、视频及数据信息的实时交互,以此使应急指挥中心采取相应的解决措施。主设备利用外部接口和自动电话网、调度通信网之间进行通信,由此一方面完成综合视频系统的接入,另一方面完成静图系统图像信息的接入,同时为图像显示系统提供真实可靠的信息数据。
铁路应急通信接入设备
在铁路应急系统中,应急通信接入设备是其不可或缺的组成部分,通过各种通信技术,将事故现场的语音、数据及视频等信息经由传输网络接入至各级应急救援指挥中心。通常情况下,应急通信接入设备主要包括:现场终端设备、GSM-R基站应急接入设备以及和事故现场相邻的车站或区间的接入点。其中,应急现场终端设备又分为三大类型,即移动影音采集设备、数据终端设备及话音终端。
2铁路应急系统建设的原则
(1)先进性。在应急系统建设中,网络通过无线、光纤、数据网等方式实现传输功能。
(2)便捷性。应急系统现场部署应便捷、简单,接入方式灵活,保证在短时间内开通业务。
(3)经济实用性。充分利用现有的`数据网和光纤资源。
(4)集成性。通过光纤、AV、Z等接口搭建光纤与数据网的联通,实现图像、电话等设备的接入,系统设备应兼容。
(5)可扩展性。通过无线通信技术,将语音、图像等业务拓展至区间,与既有自动电话、调度电话网、动静图互联互通。我国铁路应急系统站点与应急中心之间,可利用既有的光纤与数据网,对其进行优化整合,提高传输稳定性,解决传输带宽窄的问题,而且降低建设投资。应急电话、动静图等业务采用无线平台承载,可接入铁路区间通信业务,接入形式应多样。
3接入方案
在救灾抢险现场,首先要解决无线话音的接入。一般情况下,应急现场配备的专用手机数量不得低于4部,现场基站设备可以轻松挪移,无线网络搭建要快捷。虽然通用的3G/4G系统及GSM-R手机可实现话音接入,但事故区域的移动通信网络可能并未覆盖,若是地震、洪水等自然灾害导致的铁路事故,通用网络往往不能发挥作用,所以有必要引进专用无线网络与专用手机。专用无线网络,若选择GSM或CDMA,涉及设备多,组网复杂。尽管一些厂家已将移动交换中心、基站控制器等重要设备集成于一体,但其重量和体积也难以满足应急通信快捷、便利的需要,而且成本费用极高。为了满足铁路应急事故现场无线话音通信需求,目前最佳的技术方案:①Wi-Fi手机;②无线PBX手机方案。这两种技术均具有着良好的优越性,不但在体积、重量因素上适应铁路应急现场的工作,便于携带,并且成本投入较少,实现起来不存在难度。
技术
在无线局域网络接入的Wi-Fi手机,采取直接接入和增加中继的形式,能够实现无线话音通信功能。在应急系统中,Wi-Fi手机的注册服务器一般由事故现场或应急指挥中心提供,将注册服务器和AP接入点连接,Wi-Fi手机利用AP注册到服务器,实现手机之间以及手机和固定电话之间的通话。当前,在全球范围内Wi-Fi使用的频段属于免费频段,用户在Wi-Fi覆盖区域内可随意拨打或接听电话,不用考虑时间、地点因素。基于WLAN的宽带数据应用完全可以和Wi-Fi一并使用。Wi-Fi传输速度高,有效距离达到300m以上,如果在合适的地点加设AP装置,能够满足铁路应急系统语音通话功能。Wi-Fi使用的频率属于自由频段,AP模块能够实现话音、数据通信的兼容,而且Wi-Fi手机是通用产品,投入费用较少。然而AP和Wi-Fi手机功率不高,通常在400MW以内,如果要满足铁路应急系统规定的500m距离,需在合适地点加设中继设备;另外,Wi-Fi使用频段的波长为,绕射能力不高,当处于隧道、山区等环境复杂境地时,通话质量很难保障。
技术
无线PBX设备的组成部分是主机,每个主机可配备1~90部手机,采用跳频技术,每秒在100个频道内采用伪随机方式跳变100次。此外,无线PBX技术的寻址采用码分多址方式,每一个手机与主机均被授予一个单独的编码,编码容量众多,最多达6万以上,具有良好的安全性及保密性。整个无线PBX系统覆盖面积比较大,在开阔地域能够超过1000m。手机能够设置群组,在脱离主机的情况下,手机之间仍然能够通话,同时具有单呼、组呼及群呼等功能。利用和铁路应急指挥中心通信主设备之间的有效连接,通过应急指挥台,在中心与事故现场之间实现二级调度通信功能及电话会议功能。无线PBX技术的优点:①非视距通信覆盖范围达到1000m以上;②无线PBX模式使用的频段为900MHz,波长较长绕射能力较强;③能够实现全双工双向呼叫、半双工多路通信功能;④能够实现群组呼叫功能;⑤手机具有良好的防尘及防雨功能。无线PBX技术的缺点:①无线PBX技术不属于自由频段,使用时需到国家相关部门进行备案;②主机与手机非通用设备,购买途径具有一定的特殊性,投入成本较高。
4结束语
在铁路应急通信系统中,应用Wi-Fi和无线PBX技术,两者均可以满足铁道应急系统的需求,然而在具体使用Wi-Fi模式时,需要加设中继设备。根据当前的铁路应急现场的使用情况的相关调查,从专业性、便利性、无线覆盖范围及绕射能力的角度来说,无线PBX专用手机所具备的优越性比较显著,所以其在铁路应急系统中得到了良好的推广与应用。对于Wi-Fi而言,其主要的优越性表现在能够充分发挥出IP技术的作用,紧密结合基于IP技术的各种数据、视频业务,无需占用抢险救援现场接入设备的话音通道即可实现无线通信功能。从整体层面来看,Wi-Fi的实现较集中紧凑,投入费用也不高,当事故现场的环境因素不太复杂,对其绕射能力、距离要求不高时,Wi-Fi技术具有一定的应用价值。在日后我国铁路实现光通话主方案后,因为预留IP接口,因此Wi-Fi技术的应用会更加便捷。反之,因为光通话柱内所预留的模拟用户有限,不能和无线PBX设备进行直接对接,还需利用VoIP模拟网关转接,所以日后在铁路通信系统中应用无线PBX会受到一定的制约。
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高速铁路信号是高速列车安全、高密度运行的基本保障。下面是我整理的高速铁路信号技术论文,希望你能从中得到感悟!
基于无线通信技术的高速铁路信号系统应用
摘 要
高速铁路信号系统是高速列车安全、高密度运行的基本保障。无线通信技术在铁路信号系统的应用,不但减少了高速铁路的信号系统成本,还较好的确保了高速铁路的安全。随着科学技术的进步,高速铁路不断的向着智能信息化转变,这就给无线通信技术领域提出了更加严格的要求,为了适应高速铁路的快速发展,各国都在潜心研究基于无线通信技术的新一代的铁路信号系统。本文介绍了国外无线通信系统在高速铁路信号系统中的发展情况,分析了运用无线通信技术的高速铁路信号系统的特点和问题,并探讨了无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用。
【关键词】无线通信 高速铁路 信号系统
在整个高速铁路工程中,虽然信号系统的投资总额所占比率较小,但其起到的作用十分关键。由于轨道电路传输环境较差、传输信息的速率较低、设备更新维护费用高,所以基于轨道电路的列车控制系统已经不能满足高速铁路的快速发展要求。在80年代,国外开始研究基于无线通信的铁路信号系统TBS(Transmission Based Signalling),希望通过无线通信技术的应用来提高铁路的管理职能、缩短列车间隔时间、节约能源、降低系统的成本。1995年在关于TBS的国际会议中,会议代表分析了无线通信技术在铁路信号系统应用的的可行性,并指出了无线通信技术可能给铁路信号系统带来的积极影响,表明了TBS将会成为未来铁路信号系统的发展方向。
1 国外TBS的发展情况
北美TBS的发展情况
1983年,美国铁道协会和加拿大铁道协会共同最早提出了基于无线通信的先进列车控制系统ATCS。ATCS主要是通过数字数据通信手段和先进的微处理器获取列车的精确位置和速度等信息,并对列车进行安全控制。ATCS的运用不仅避免了很多地面信号设备的安装,节省了系统成本,还消除信号盲区,增强了列车的安全系数。ATCS是由中央控制系统、无线数据通信网络、车载设备、路旁设备和线路维护人员移动终端五个子控制系统构成的。它的系统结构设计和功能模块的划分为以后基于无线通信的铁路信号系统奠定了基础。随着无线通信技术的发展,在ATCS之后北美又出现了很多基于无线通信的铁路信号系统,其中ARES可以提供非常可靠的检查和平衡手段,在很大程度上降低了人为操作失误造成的错误,使列车行驶更加安全。另外,PTS、PTC、AATC、ITCS等系统也是比较著名的。
欧洲TBS的发展情况
1992年国际铁盟下属的欧洲铁路研究机构提出了一套欧洲的铁路运输管理系统,包括车票发售、各国铁路互操作性等多个方面,ETCS就是其中非常重要的一部分。在欧共体委员会设立标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS之前,欧洲各国铁路标准和模式不尽相同,轨距、信号设备、供电设备也不一样,因此各国只能使用自己的ATP、ATC系统。各国铁路制式上的差异使得欧洲铁路很难形成连续运输。在设立了标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS后,各国的铁路开始逐渐按照统一标准进行规范,并逐渐取代各国不同的列车自动控制系统和防护系统。ETCS的目标就是要实现欧洲铁路的统一,提高各国铁路的互操作性,使铁路控制系统的功能和设备更加规范。
日本TBS的发展情况
在日本铁路信号系统的发展历程中,先后出现了ATS、现行ATC、数字式ATC、计算机和无线通信辅助信息控制系统等。其中现行ATC作为一种列车超速防护系统,以良好的自动制动功能保护了列车的安全。但在系统工作时,采用的最强的自动制动,影响了乘客的舒适程度。在1987年,日本开始基于无线通信的铁路信号系统的研究,为CARAT的出现奠定了坚实的基础。CARAT的使用能够使列车连续测定自身位置和行驶速度,使地面系统能够很好的了解列车运行情况,保证列车的运输安全。
2 TBS的特点和问题
在速度比较高的高速铁路上,距离比较近时,可以采用红外、蓝牙等无线通信技术实现对列车的控制;在距离比较远时,则可以通过全球定位控制系统、信标、计轴装置等来测定列车的速度和位置。车载计算机可以通过无线收发装置将列车的速度、位置信息发送给调度控制计算机,通过调度控制计算机的处理,再将列车允许的最大速度等信息通过无线通信发回给列车计算机。列车司机可以根据车载计算机的提醒进行相应的操作,如果列车司机没有及时作出反应,信息控制系统还可以自行将车速降低到允许范围以内。
TBS的特点
(1)在TBS中,主控中心可以根据列车的运行状态和操作状态通过车载计算机来调整列车的运行,加大了高速铁路信号系统的管理职能,保证了列车的安全,提高了铁路线路的通行能力。
(2)在无线通信信号系统控制下,列车和地面的可靠信息量增大,列车运行变得更加稳定,且避免了不必要的加速和制动,节约了能源,也让旅客乘车变得更加舒适。
(3)无线通信技术的运用,省掉了大量的地面信号装备,大大减少了设备的安装、维护、修整费用。
(4)无线通信信号系统的适应能力极强,通过软件上的调整就可以使列车的运行速度提高,且能够自动调整运行图,大大的提高了铁路运输管理能力。
(5)无线通信信号系统还可以通过车地间的双向信息通道实现列车的闭锁控。
TBS的问题
(1)高铁信号系统使用轨道电路只能使用较低的信息发送频率,传输环境恶劣,很难让电码的传送速率满足高速铁路的运行速度要求。
(2)TBS通过环线设备和应答器件接受数据信息,列车进行操作可能会有时间上的延迟,可能会给列车的运行造成不良的影响。
(3)轨道间的电缆电线作为车地之间的双向信息通道,虽然传输信息量大,抗干扰能力强,但设备费用较高,且防盗能力很差,一旦丢失,后果严重。
3 无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用 微机联锁
无线通信技术在微机联锁方面运用的可行性还需进一步研究,但ATCS中提出,可以将检测到的道岔、信号机闭锁状态发送给主控中心,并利用道旁接口单元来接收主控中心的控制命令,以实现控制一组道岔、信号机动作的目的。另外道旁接口单元可以利用无线信道联系控制中心,通过电缆连接现场设备,从而检测并控制一些辅助的子系统。目前看来,无线通信技术用于微机联锁的现场设备可能会增加一些投资,且大型站场道岔众多,干扰较大,但还是具有较好的发展前景。
集中调度
在调度集中系统中,调度中心职要根据车站到发线占用情况和区段内闭塞分区大概了解列车运行的状况,并根据得到的信息排列进路。但利用TBS,控制系统就能够准确的了解列车运行的位置、速度,并根据沿线的信号系统情况发送列车控制命令,保证列车在最短的实践间隔内高速、安全、稳定的运行。无线通信技术赋予列车与控制中心的双线数据通信,给列车的运行带来了很大的方便,且实现了行车指挥自动化。
中继器
在高速铁路的实际运行中,我不可能在所有的高速铁路中都设这无线通信基站,这样不但增加了设备投资,还使无线通信铁路信号系统失去了存在的真正意义。有了中继器,基站就可以通过中继器接受和发送一些射频信号,从而使基站不仅可以管理基站区域范围内的站区,还能够将管理中继器管理的一些车辆和线路。
提高平交道口的通过效率
为了提高平交道口的防护能力和和通过效率,防止由于无线设备故障造成不必要的损失,主控中心按照时间间隔不断的查询道口的运行状态,并将查询信息及时反馈给接近道口的列车。另外主控中心通过接收的列车位置、速度信息,可以计算列车通过道口的时间,并根据实际情况设定列车的最大允许速度和列车运行线路参考。这样,列车通过平交道口就有了安全保障,而且还大大提高了道口的通过效率。
加强维修处防护
在高速铁路某路段需要进行维修时,维修部门可以通过移动终端将维修点输入到系统中,通过主控中心的传送,列车就可以很好的了解路段情况。在实际的运行中,列车可以根据了解到的维修点信息对列车进行操作,另外在列车接近维修点事,移动终端接受到地面系统的警报信号,以保证列车能够及时在维修段之前停车。
4 总结
随着高速铁路的不断发展,要确保列车的安全,先进的信号系统成了高速铁路运行的重中之重。在高速铁路信息系统中,无线通信的运用仍处于初期阶段,在具体的TBS规划时应充分考虑其与全路运输管理系统的接口,使无线通信技术更充分的运用在高速铁路的发展当中。
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作者简介
孙屹枫(1982-),男,天津市人。中国民用航空大学大学本科毕业。研究方向:铁路信号。
作者单位
铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处 天津市 300251
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近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 笔者认为,光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。 光纤通信的发展趋势 1、光纤到家庭(FTTH)的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。 ◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。 对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需。正在用技术开发,可压缩到5~6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。 ◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。 F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。 PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。 PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。 发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。 中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX()覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。 2、光交换的发展什么是通信? 实际上可表示为:通信输+交换。 光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。 通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的 大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。 电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。 光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。 光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为。 自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。 3、集成光电子器件的发展 如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。 日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比较大的改进。 中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。 光纤通信的市场 众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复? 根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。现在有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。 笔者认为:FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设,已经有相当的市场。大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步回升,2007-2008年可能良好。但光纤产业,尽管反倾销成功,目前价格也仍低迷不起,利润甚微。实际上,在世界范围内,光纤的生产规模过大,而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响,上升缓慢。据了解,有大公司目前封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动生产,其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价,是通常的市场规律,所以光纤产业要想厚利,可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路,但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。 对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约,会有所延后。目前,中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过,北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降,会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOP点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。
在工业控制系统中,应用现场总线技术、以太网技术等,可实现系统的网络化,提高系统的性能和开放性,但是这些控制网络一般都是基于有线的网络。有线网络高速稳定,满足了大部分场合工业组网的需要。但是,有线网络只能沿着一维的线路传输数据,传输需要导体介质,因而带来规划布线、预设接口、线路检测、线路扩容等一系列和传输途径有关的工作,并且这些工作不可避免地具有破坏建筑、浪费接口、检修困难、扩展困难的弊病。在现代控制网络中,许多自动化设备要求具有更高的灵活性和可移动性,当工业设备处在不能布线的环境中或者是装载在车辆等运动机械的情况下,是难以使用有线网络的。与此相对应,无线网络向三维空间传送数据,中间无需传输介质,只要在组网区域安装接入点(Access Point)设备,就可以建立局域网;移动终端只要安装了无线网卡就可以在接收范围内自由接入网络。总之,在网络建设的灵活性、便捷性、扩展性方面,无线网络有独特的优势,因此无线局域网技术得到了发展和应用。随着微电子技术的不断发展,无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。一、无线局域网简介一般来说,凡是采用无线传输媒体的局域网都可称为无线局域网。这里的无线媒体可以是无线电波、红外线或激光。无线局域网(Wireless LAN)技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意地访问网络资源,是现代数据通信系统发展的重要方向。无线局域网可以在不采用网络电缆线的情况下,提供网络互联功能。1.无线协议简介无线局域网络协议标准建立至今已有较长时间,但由于无线局域网速度低、协议标准不统一、价格昂贵,用户为保护投资,不愿意使用无线网络,因此无线局域网并没有得到广泛应用。近几年来,随着速率较高的无线通讯协议开始推出,无线局域网得到快速发展。是IEEE802标准委员会在1997年通过的第一个无线局域网的国际标准。1999年9月,该委员会又颁布了标准,包含了ISO/OSI模型的物理层和媒体访问控制层(MAC)。该标准工作在 GHz,传输速率可达11 Mbps。 标准将节点设备分为基站和客户站,各客户站相互间可直接通信,也可在基站的统一管理下进行通信。一个基站与一组客户站的连接称为基本服务集BSS(Basic Service Set),两个或多个BSS构成扩展服务集。标准规定了物理层的三种实现方法,即跳频扩展频谱方式FHSS、直接序列扩展频谱方式DSSS和红外技术IR。在MAC层采用CSMA/CA(载波侦听多路访问/碰撞避免)技术进行通信介质访问。为了尽量减少冲突。设计了独特的MAC子层,如图1所示。下面的一层叫做分布协调功能DCF(Distributed Coordination Function)子层,该子层使各个节点采用竞争的方式使用信道,向上提供争用服务。这种信道接入方式可能会导致冲突的发生,但是对信道的利用率较高。上面的一层叫做点协调功能PCF(Point Coordination Function) 图1 的MAC子层子层,该子层使用集中控制的接入算法,基站以轮询的方式将通信权轮流交给各个客户站,从而避免了冲突的发生。但是基站需要周期性的轮询所有客户站,需要占用大量的时间,因此适用于中、小型网络。无线局域网的技术还在不断发展。美国Radia-ta和Atheros公司分别宣布将推出芯片组。的数据传输速率为54 Mbps。Atheros公司宣称,他们的芯片组在“Turbomode”(强化模式)下,速率可以达到72 Mbps。对来说,不仅仅是传输速率的提高,它将工作在5 GHz的频率上,从而避开了拥挤的 GHz频段。2001年11月15日,IEEE试验性地批准了一种新技术,该技术可以提升家庭、公司和公共场所的无线互联网接入速度,该技术使无线网络每秒传输速度也可达54 Mbps,比现在通用的要快5倍,并且和兼容。以上介绍的技术标准可通过下表1进行对比。表1 技术标准、频率分配及传输速率技术标准 制定年份 频率占用 最高速率 调制技术 1997 2Mbps FHSS 1999 11Mbps DSSS 1999 5GHz 54Mbps OFDM 2000 54Mbps DSSS说明:、、都工作在的ISM(工业、科学、医疗)公共频段,无需向无委申请;而工作在5GHz频段,该频段目前暂不开放,需要申请。和物理层速率最高都可达54Mbps,传输层速率最高也可达25Mbps,但稳定性有待进一步改善,且成本也较高。而最高速率可达11Mbps,因为起步较早,技术较为成熟,成本也不高,将是未来最有前途的无线局域网标准,下面重点介绍标准。二、IEEE 无线网络标准1. 无线局域网的物理层无线局域网同传统有线局域网的区别,表现在物理层上就是无线局域网一般用无线电作为传输介质,而不是传统的电缆。对于IEEE 无线局域网,有三种可选物理层:跳频扩频(FHSS)物理层、直接序列扩频(DSSS)物理层和红外线(IR)物理层。物理层的选择取决于实际应用的要求。跳频扩频和直接序列扩频是通信技术中两种常用的扩展频谱技术,用以提高无线信道的利用率和数据通信的安全性。目前大多数基于IEEE 的无线局域网产品的物理层介质工作在~的无线射频频段(ISM频段),采用直接序列扩展频谱技术以提供高达11Mbps的数据传输速率。2. 无线局域网的MAC协议原则上讲,无线局域网的MAC协议和有线局域网的MAC协议并无本质上的区别。然而,由于无线传输媒体固有的特性以及移动性的影响,无线局域网的MAC协议不能沿用原有的局域网协议。例如,IEEE 的MAC层采用CSMA/CD来使各个不同的站点共享同一物理信道。而实现CSMA/CD的一个重要前提是,各站点能够非常容易地实现冲突检测功能。在有线局域网(如以太网)的情况下,可根据检测电缆线上直流分量的变化容易地实现冲突检测。然而在使用无线传输媒体时,由于以下的原因,很难实现冲突检测。1) 冲突检测的能力要求各站能同时发送(发送自己的信号)和接收(决定其他站的传输是否干扰自己的传输),这将增加信道的花费。2) 更重要的是,由于隐藏终端问题的存在,即使一个站有冲突检测的能力,并已经在发送时检测到冲突,在接收端仍然会有冲突发生。鉴于以上原因,无线局域网协议标准IEEE 采用了一种具有冲突避免的载波监听多路访问(CSMA/CA)协议实现无线信道的共享。一种简单的CSMA/CA可实现如下:在数据包传输之前,无线设备将先进行监听,看是否有其他无线设备正在传输。若传输正在进行,该设备将等待一段随机决定的时间,然后再监听,若没有其他设备正在使用介质,该设备开始传输数据;因为很有可能在一个设备传输数据的同时,另一个设备也开始传输数据,为了避免此类冲突造成的数据丢失,接收设备检测所收到的分组的CRC,如果正确,则向发送设备传输一个确认信息(acknowledgement)以指示没有冲突发生。否则,发送设备将重复上述CSMA/CA过程。为了使两个无线设备同时进行传输(这将导致冲突)的可能性减到最小,设计者使用称为发送请求/清除以发送(RTS/CTS)的机制。例如:若数据到达无线节点指定的无线访问点(AP),该AP将给那个无线节点发送一个RTS帧,请求一定量的时间向它传输数据,无线节点将用CTS帧进行回应,表示它将阻止任何其他的通信,直到AP发送完数据为止。其他无线节点也能听到正在发生的数据传输,并把它们的传输延迟到那段时间之后。在这种方式下,数据在节点之间进行传递时,由设备导致的在介质上产生冲突的可能性最小。这种传输机制同时解决了无线局域网中的隐藏终端问题。为了确保数据在传输中不丢失,CSMA/CA还引入了确认(ACK)机制,接收者在收到数据后,向发送单元发一个确认通知ACK。若发送者没有收到ACK,表明数据丢失,将再次传输该数据。3. 无线局域网实时性性能分析IEEE 无线局域网标准在媒体访问控制层采用CSMA/CA协议以实现无线信道的共享。在网络负荷较轻的情况下,发生冲突的机会很少,再加上一些无线网络产品采取了一些附加的措施,甚至可以完全避免冲突的发生。如Wi-LAN的无线产品AWE 120-24无线网络桥接器利用动态时间分配轮询的方式:当有多个无线远端设备要与基站通信时,基站会根据远端站的ID依次询问各个远端站是否有数据要发送,如果有数据要发送,就给其分配时间片,如果没有,则会继续向下询问,周而复始。这里的所谓动态轮询是指用户可以设置基站的轮询方式,对于非活动站减少对其询问的次数,这样可以保证时间片不会被浪费。动态时间分配轮询技术完全避免了冲突的发生,可以获得比CSMA/CA更好的实时性。这使得无线技术在工业控制网络中的应用成为可能。三、基于无线技术的网络化智能传感器介绍计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合,产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种智能传感器集成了数据采集、数据处理和无线网络接口模块,无线网络接口模块底层网络接口(硬件接口)采用基于IEEE 的网络接口芯片,高层网络接口(软件接口)采用TCP/IP协议,把TCP/IP协议作为一种嵌入式应用,即把TCP/IP协议固化到智能传感器的ROM中,使得现场数据的收发都以TCP/IP协议进行。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站(AP)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现。在工业自动化领域,有成千上万的感应器,检测器,计算机,PLC,读卡器等设备,需要互相连接形成一个控制网络,通常这些设备提供的通信接口是RS- 232或RS-485。无线局域网设备使用隔离型信号转换器,将工业设备的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换,符合无线局域网和以太网络IEEE 标准,支持标准的TCP/IP网络通信协议,有效的扩展了工业设备的联网通信能力。四、无线局域网在工业控制网络中的应用工业控制系统的网络化为无线技术在工业控制系统中的应用提供了基础和可能。近几年很多研究人员也展开了这方面的研究工作。中国科学院沈阳自动化所的曾鹏等人以FF(现场总线基金会)颁布的FFHSE(高速以太网)为蓝本,结合无线以太网标准,构造了现场级无线通信协议栈。该协议栈保持了基金会现场总线的通信模型,能够完成无线设备间的时间同步和实时通信。韩国釜山国立大学的Kyung Chang Lee等人设计了协议转换模型,实现了Profibus-DP网络和无线局域网的互连。Mario Alves等人对基于广播方式的现场总线/无线网络的混合网络报文传送延迟时间进行了估算。C.Koulamas等人研究了Profibus现场总线与基于的DSSS物理层相结合的性能。除了在理论上的研究工作外,在一些工业控制网络中,无线通信技术已获得了应用。如美国罗克威尔公司在基于DeviceNet、Control-net、Ethernet/IP的三层控制网络体系中,加入了无线以太网部分,可以实现无线通信。德国西门子公司在基于Profibus-DP、Profinet的控制网络中结合无线以太网技术,使控制网络具有了无线通信功能。由于无线网络无可比拟的优越性,它可以免去大量的线路连接,节省系统的构建费用和维护成本,还可以满足一些特殊场合的需要,与此同时,大大增强了系统构成的灵活性。加之无线通信技术自身的不断改进,无线通信技术在工业控制领域中必将具有广阔的发展空间和应用前景。五、无线技术在工控网络中的应用方案及使用设备1.无线工业控制的方法通过使用基于无线技术的网络化智能传感器,结合目前市场上出现的各种基于IEEE 的无线局域网网桥,就可以实现无线局域网技术在工业控制网络中的一种应用方案。无线局域网网桥用作无线访问点(AP),基于无线技术的网络化智能传感器采集现场数据、处理,并以TCP/IP协议对数据进行打包,通过无线链路发送到AP,由于无线链路和有线以太网高层均采用TCP/IP协议,且低层协议对高层协议是透明的,就实现了无线网络和有线网络的无缝连接。通过Internet,就可以实现远程监控。2.无线设备的选择要实现无线网络,需要选择的设备一般为两种。一种为无线局域网网桥,可将多个无线站点连入已有的局域网之中;另一种为无线通讯装置,例如无线网卡、无线Modem等。下面介绍一下研华公司的无线装置。A.WLAN-9200系列11Mbps工业无线局域网接入器WLAN-9200是一款用于室外的增强11Mbps无线局域网网桥。它能够在无须任何物理布线的情况下,将多个远程站连接到局域网中。特点: ·支持IEEE 标准 ISM频段 ·支持高级用户验证,提供坚固的安全性WEP128,MAC地址控制 ·带符合IP 66/NEMA 4x标准的防水锈外壳,保护系统不被损坏 ·提供冷却风扇和加热器,防止系统过热和过冷 ·提供按钮和LED显示,可方便的设置温度 ·采用IP66防水接口,保护电源、LAN和无线接口 ·提供各种天线,用于增大传输距离 WLAN-9200是一款用于室外的增强11Mbps无线局域网网桥。它能够在无须任何物理布线的情况下,将多个远程站连接到局域网中。这样就节省了大量维护及组建相应电缆网络的成本。WLAN-9200带有一个坚固的外壳,可以防止水、酸、闪电、低温及高温对系统的破坏。由于这些特点,WLAN-9200工作极为稳定和可靠,是室外应用的理想选择。因此,WLAN-9200非常适合在布线困难的恶劣场所使用,如水库和建筑物。WLAN-9200与IEEE 标准兼容,具有各种强大功能。在提供高度安全保护(WEP:128位),DHCP客户、SNMP代理等的同时,能够提供11Mbps的高传输速度。此外,为了满足室外恶劣环境下的使用要求,WLAN-9200还提供了先进的系统保护功能:发光保护、冷却风扇、加热器、防水接口、工业设备箱、电源/LAN同轴电缆等。 成本低,安装简便 WLAN-9200可以将不同的分布式站点连接在一起,组成一个更宽范围的无线网络。它能够节省到远程地点的布线成本。WLAN-9200采用了专门的设计,用户可以方便快捷的将其装上或拆下。此外,WLAN-9200还提供了按钮和LED显示,用于显示和设置高/低温度。用户可以使用它快速组建自己的无线网络。为了能够在更远的范围内使用,WLAN-9200还提供了各种天线,用于延长传输距离。 可靠稳定的坚固设计 WLAN-9200采用了先进的设计,带有一个不生锈的防水外壳,能够对系统起到有效的保护。它符合IP 66/NEMA 4x标准,具有耐腐蚀、防紫外线、安全和自动灭火的特点。为了防止WLAN-9200内部过热或过冷,研华还在它的内部设计了一个冷却风扇和一个加热器,用户可以设置高/低温度设置。当工作温度高于或低于用户指定的温度时,冷却风扇或加热器就会开始工作。此外,WLAN-9200还提供了防水接口和防闪电保护,可以对电源,局域网和天线接口起到保护的作用。 远程站点之间的快速数据传输 WLAN-9200与高速无线局域网标准IEEE lb完全兼容,它提供11Mbps(在空气中)的速度,可以进行更快的数据传输。WLAN-9200在 ISM频段采用了DSSS技术,不会被噪声所干扰,使数据的传输更加安全和可靠。 保持通信的私有性 WLAN-9200采用了多种安全功能对您的无线网络进行保护(WEP128加密,MAC地址控制及口令安全)。通过采用先进的WEP128加密,您可以选择WEP密匙来保护您的数据,防止未授权的无线用户查看这些数据,只有接入点和无线适配器的可接入性,多种安全机制协同工作,能够有效防止对有线及无线网络的未授权访问。 系列无线调制解调器(RS-232/485接口)ADAM-4550是一款直序扩频无线调制解调器。它工作在的ISM波段上,该波段在全球都可以无需申请即可使用。通过RS-232或RS-485串口,ADAM- 4550可以以高达的速度与计算机或其它设备进行通信。ADAM-4550以半双工的方式工作,并以1Mbps的速率进行无线数据传输。它具有100mW的输出功率,并且如果使用自带的小型天线,它的传输距离可达150米,如果使用研华的高增益室外天线,其传输距离可以超过20公里(视距)。 RS-485标准支持半双工通信。这意味着使用一对双绞线即可进行数据的发送和接收。通常由握手信号RTS(请求发送)来控制数据流的方向。但在ADAM-4550中带有一个专门的I/O电路,它可以用来侦测数据流向,在不需要握手信号的情况下自动切换传输方向。 ADAM-4550无线调制解调器提供了可靠的“点到点”或“点到多点”的网络无线连接。一个典型应用是将一个ADAM-4550模块通过RS-232与主计算机相连,将其它ADAM-4550模块放置在远程现场。每个ADAM-4550模块都可以通过RS- 4550网络与远程设备相连接。远程ADAM-4550模块将远程数据传送到主ADAM- 4550模块,而主ADAM-4550模块会通过无线传输向远程ADAM-4550模块发送控制命令。 规格 ·RS-232/RS-485传输速率(bps):1200,2400,4800,9600,,,, ·RS-232接口接头:孔型DB-9 ·RS-485接口接头:插入式螺丝端子 支持AWG1-#12或2-#14-#22(到线径)电缆 ·无线传输速率:1Mbps ·无线传输频率:(标称值) ·无线传输功率:100mW(标称值) ·无线调制:直序扩频PSK ·无线收发器地址:可软件配置为254个不同的地址 ·通信距离:550英尺有效距离(在开阔地使用2dBi全向天线的情况下),实际距离取决于环境条件、天线类型及位置 ·工作温度:-10º到70℃(14º到158℉) ·电源要求:+10~+30VDC ·功耗:4W ·尺寸:60mm×120mm(”×”) 特点 ·可软件配置RS-232或RS-485,数据传输速率可达 ·在有外部天线及放大器的情况下,传输半径可超过20公里 ·内置看门狗定时器及自动RS-485数据流控制 ·扩频无线调制 ·工作在全球通用、无需申请的波段() ·模块间的1Mbps无线数据传输速率 ·可软件配置无线收发器地址 ·方便的DIN导轨、面板或堆叠安装 ·带有存储通信设置的EEPROM ·支持点到点或点到多点的应用 ·透明的协议及用于确保数据完整性的10K缓存 ·用于故障诊断的电源及数据流指示灯 ·带无线连接测试的诊断软件 ·符合FCC Part15及ETSI 标准六、结论通过无线局域网对工业设备进行控制简单易行,但是成本稍高。目前,绝大多数无线控制如前所述采用的是系列协议,它与我们大多局域网所采用的以太网可以无缝连接,所以,对于用户层测控程序没有任何影响,只需对原有方案的物理层设备作简单的配置即可。例如选用上述的研华的无线产品替代原有的有线通讯装置,其它硬件及软件配置均不受影响。
1、优点
(1)灵活性和移动性:无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。
(2)安装便捷:一般只要安装一个或多个接入点设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。
(3)故障定位容易:无线网络很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接。
2、缺点
(1)性能:无线局域网依靠无线电波进行传输。这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆、树木和其他障碍物都可能阻碍电磁波的传输,影响网络的性能。
(2)速率:无线信道的传输速率低,最大传输速率为54Mb/s,只适合于个人终端和小规模网络应用。
WIFI技术原理
无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”,实质上是一种商业认证,同时也是一种无线联网技术,以前通过网线连接电脑,而Wi-Fi则是通过无线电波来连网。
常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为热点。
wifi又叫WLAN,是种无线技术,一般用于热点地区的互联网接入。具有wifi功能的手机可以用wifi接入互联网,就像蓝牙等技术一样,是种接入手段。wifi功能的手机在安装了skype等软件后,可以拨打互联网的IP电话,这也就类似于wifi手机了。现在城市的wifi接入点比较少。中国电信最多,正在大规模的铺开。一个大型城市会有1000个以上的接入热点。其它也有中国移动等建设的接入点,但数量较少。但国内信产部禁止wifi手机的入网,所以具有wifi功能的手机基本都是国外型号。wifi手机接入互联网的速度很快,和有线类似,特别是自己在家里装了wifi的接入点(路由器)后。缺点是不是全部户外都有接入信号,只有装了wifi的热点地区有。另外的缺点是,手机使用wifi是比较耗电的,工作电流在100mA以上。而一般有wifi功能的手机都是大屏幕智能手机,所以会更加缩短电池工作时间。所以在没有外接电源时不能长时间使用。
无线网络优点:方便、灵活、在有效距离内都是可以使用的无线网络缺点:信号受周围环境影响会导致不稳定现象,传输速度较慢增强无线网络的信号的方法:一、合理摆放无线路由器的位置由于无线信号在穿越障碍物后,尤其是在穿越金属后,信号会大幅衰减。而在我们家庭的房子里,有很多钢筋混凝土墙,所以我们在摆放无线路由器的时候,应该使信号尽量少穿越墙壁。二、修改信号频道减少干扰我们在无线路由器的配置界面里,会看到无线信道的选项。一般来说,54M的无线信道有11个,依次是信道1到信道11。当有多个无线信号在使用同一个无线信号频道的话,就会出现信号干扰。三、扩展天线增强信号由于天线增益的大小直接影响到信号的发射强度和接收能力,而市场上有些路由器的天线采用的是可拆卸设计,所以给无线路由器更换一个高增益的天线是增强信号最直接的方法。
方向盘转角传感器将方向盘转角转换为一个可以代表驾驶员期望的行驶方向的信号,方向盘转角一般是根据光电编码来确定的,安装在转向柱上的编码盘上包含了经过编码的转动方向、转角等信息。这一编码盘上的信息由接近式光电耦合器进行扫描...
摘要:本文简述了无线传感器网络的定义、组成及特点,并结合其特点介绍了无线传感器网络在各行各业广泛的应用价值和未来发展前景以及目前存在的技术问题。 关键词:无线传感器网络;组成;应用;发展 科技发展的脚步越来越快,人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术,也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,并将会带来一场信息革命。具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络(WSN, wireless sensor networks)综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些信息进行处理,获得详尽而准确的信息,传送到需要这些信息的用户。 由于WSN的巨大应用价值,它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注,被广泛地应用于军事,工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域,是当前计算机网络研究的热点。 一、发展概述 早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制器的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。 无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国,非常重视无线传感器网络的发展,IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展,波士顿大学(Boston University)还于最近创办了传感器网络协会(Sensor Network Consortium),期望能促进传感器联网技术开发。美国的《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时,更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术,《商业周刊》预测的未来四大新技术中,无线传感器网络也列入其中。可以预计,无线传感器网络的广泛是一种必然趋势,它的出现将会给人类社会带来极大的变革。 二、无线传感器网络的定义和特点 无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。 无线传感器网络操作系统Tiny0S141的研制者,Jason Hill博士把WSN定义为: Sensing+CPU+Radio=Thousands of potential application 哈尔滨工业大学的李建中教授将WSN定义为:WSN是由一组传感器节点以自组织的方式构成的有线或无线网络,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者。从硬件上看,WSN节 点主要由数据采集单元、数据处理单元、无线数据收发单元以及小型电池单元组成,通常尺寸很小,具有低成本、低功耗、多功能等特点;从软件上看,它借助于节点中内置传感器有效探测所处区域的温度、湿度、光强度、压力等环境参数以及待测对象的电压、电流等物理参数,并通过无线网络将探测信息传送到数据汇聚中心 进行处理、分析和转发。原文出自:
浅谈传感器的现状以及发展趋势2007-1-25 16:39:00 转:中国工控展览网 供稿1 微型化(Micro)为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。对于微机电系统(MEMS)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,MEMS技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对大量不同应用领域,如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量,如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等2 智能化(Smart)智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。 智能化传感器的特点智能化传感器是指那些装有微处理器的,不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样,其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。如智能化压力传感器,主传感器为压力传感器,用来探测压力参数,辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差,而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正;而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外,还执行与计算机之间的通信联络。通常情况下,一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量,其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的;但智能化传感器却能够实现所有的功能,而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比,智能化传感器具有以下优点:1.智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。2.智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时,它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。3.智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外,其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能,也能够使它们适合于各不相同的工作环境。4.智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据,也可以根据需要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是以备事后查询,这一类信息包括设备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等;5.智能化传感器备有一个数字式通信接口,通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外,智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便,譬如,可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作,也可以将所测的数据发送给远程用户等。 智能化传感器的发展与应用现状目前,智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期,具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及另外一些含有微处理器(MCU)的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器(SSIS)等。与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。指出的一点是:目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的,但其通信协议却仍需借助于4~20 mA的标准模拟信号来实现。一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准;不过,在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器(HART)协议,即Highway Addressable Remote Transducer。这是一种适用于智能化传感器的通信协议,与目前使用4~20mA模拟信号的系统完全兼容,模拟信号和数字信号可以同时进行通信,从而使不同生产厂家的产品具有通用性。能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量,如美国霍尼韦尔公司的ST3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。另外,智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。3 多功能传感器(Multifunction)如前所述,通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。 多功能传感器的执行规则和结构模式概括来讲,多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括:(1) 多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成,可以用来同时测量多种参数。譬如,可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起(即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上)制造成一种新的传感器,这样,这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。(2) 将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中,从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的,它们无论何时都工作在同一种条件下,所以很容易对系统误差进行补偿和校正。(3)借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。以线圈为例,它所表现出来的电容和电感是各不相同的。(4)在不同的激励条件下,同一个敏感元件将表现出来不同的特征。而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下,由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的千差万别!有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样,其多功能特征可谓名副其实。 多功能传感器的研制与应用现状多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器,如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。又如,为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号,微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件;这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号,而且还能够输出频率信号和数字信号.从目前的发展现状来看,最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了,而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。从实用的角度考虑,多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一,这种传感器系统由PVDF材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。据悉,美国MERRITT公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功,其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。与其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的,其中总是混合着成千上万种化学物质,这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的Electronic nose(电子鼻),近10多年来,该技术的发展很快,目前已有数种商品化的产品在国际市场流通,美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成,并配以恰当的模式识别系统,具有识别简单和复杂气味的能力,主要用来解决一般情况下的气味探测问题。根据应用对象的不同,“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同,其中,构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等,配置数量则从几个到数十个不等。总之,“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物,其气体传感器的体积很小,功耗也很低,能够方便地捕获并处理气味信号。气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中,最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。美国Cyranosciences公司生产的Cyranose 320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一,该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成,其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列,然后采用标准的数据分析技术,通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。据称,Cyranose 320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。4 无线网络化(wireless networked)无线网络对我们来说并不陌生,比如手机,无线上网,电视机。传感器对我们来说也不陌生,比如温度传感器、压力传感器,还有比较新颖的气味传感器。但是,把二者结合在起来,提出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)这个概念,却是近几年才发生的事情。这个网络的主要组成部分就是一个个可爱的传感器节点。说它们可爱,是因为它们的体积都非常小巧。这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降。更让人感兴趣的是,每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机,它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号,进行编码,然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器 传感器网络传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式,因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统SOC(system-on-chip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合,以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化,特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为进入2000 年以来公认的新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。 传感器网络研究热点问题和关键技术传感器网络以应用为目标,其构建是一个庞大的系统工程,涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话,将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。其中,基础层以研究新型传感器和传感系统为核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。 传感器网络的应用研究传感器网络有着巨大的应用前景,被认为是将对21 世纪产生巨大影响力的技术之一。已有和潜在的传感器应用领域包括:军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善,各种传感器网络将遍布我们生活环境,从而真正实现“无处不在的计算”。以下简要介绍传感器网络的一些应用。(1)军事应用传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值,可以应用于如下一些场景中:▉监测人员、装备等情况以及单兵系统:通过在人员、装备上附带各种传感器,可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。通过在敌方阵地部署各种传感器,可以了解敌方武器部署情况,为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。▉监测敌军进攻:在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器,从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。▉评估战果:在进攻前后,在攻击目标附近部署传感器网络,从而收集目标被破坏程度的数据。▉核能、生物、化学攻击的侦察:借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染,提供快速反应时间从而减少损失。不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。(2)环境应用应用于环境监测的传感器网络,一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置,可以观察到微观的环境因素,为环境研究和环境监测提供了崭新的途径传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。这些应用实例包括:对海岛鸟类生活规律的观测;气象现象的观测和天气预报;森林火警;生物群落的微观观测等▉洪灾的预警:通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器,可以在洪灾到来之前发布预警信息,从而及时排除险情或者减少损失。▉农田管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器,可以更好地对农田管理微观调控,促进农作物生长。(3)家庭应用建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内,获取室内环境参数,从而为居室环境控制和危险报警提供依据。▉ 智能家居:通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器,感知居室不同部分的微观状况,从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制,提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。▉建筑安全:通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器,发现异常事件及时报警,自动启动应急措施。▉智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器,监测交通流量等信息,为出行者提供信息服务,发现违章能及时报警和记录[17]。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器,特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息,最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。(4)结论无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来还将在许多新兴领域体现其优越性,如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见,将来无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连,实现远距离跟踪,家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。但是,我们还应该清楚的认识到,无线传感器网络才刚刚开始发展,它的技术、应用都还还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。5 结语当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后,随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会,作为现代科学“耳目”的传感器系统,作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础,必将进一步得到社会各界的普遍关注。微波传感器依靠微波的很多优点,将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯,和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。
随着计算机技术和电子信息技术的日渐成熟,电子产品以史无前例的速度疾速进入千家万户。而网络的提高,家庭用户对Internet的需求也越来越多。我们假如能将冗杂的电子产品有机的停止衔接,组成一个家庭局域网,就能够完成软硬件资源共享,合理应用网络资源,满足各家庭成员的运用需求。如何选择简单有效的方式停止家庭局域网的构建是本文讨论的主题。 一、组网前期准备 在组建家庭无线局域网之前,依据本身家庭的需求停止剖析,本文以根本的一台台式机、一台笔记本、一部手机(支持WLAN)停止论述。 选择组网方式 家庭无线局域网的组网最简单、最便利的方式就是选择对等网,即以无线路由器为中心,其他计算机经过无线网卡与无线路由器停止通讯。 设备的置办 1)调制解调器和路由器的选择。依照宽带的接入方式,当用户经过电话线接入宽带时,必需同时购置调制解调器和无线路由器。而当用户运用光纤接入时,则只需购置无线路由器,就能完成共享上网。在选择调制解调器时,只需跟ADSL宽带传输速率匹配即可完成数模转化完成宽带上网。而关于无线路由器,不只要思索其传输速率,还要思索信号强度的掩盖范围,保证家庭范围内没有死角。 2)网卡的选择。关于台式机来说,要接入无线网络需求装备一块无线网卡。无线网卡分为内置PCI无线网卡和外置USB无线网卡。PCI无线网卡的优点是直接与电脑内存间交流数据,减轻了CPU的担负,但是信号承受位置不可调,易遭到电脑主机的干扰,易掉线 论文网。而USB接口无线网卡具有即插即用、散热性能强、传输速度快的优点,加之价钱廉价,成为扩展台式机的首选。无线接入点的位置 无线接入点,即无线路由器,将有线网络的信号转化为无线信号[2]。在家庭无线局域网中,应首先思索无线路由器的安放位置,无线信号可以穿越墙壁,但其信号会随着障碍物的数量、厚度和位置急速衰减,要使无线信号可以掩盖整个家庭区域,必需尽量使信号直接穿透于墙或构成开放的直接信号传输。在实践的设备布线布置中,还要依据家庭的房屋构造,有无其他信号干扰源,微调无线路由器的位置。
1毕业论文属于学术论文。2只要不是抄的,你写出全世界最差的一篇论文就 可以。3比着葫芦画瓢,找一篇去年毕业 同学的范文,格式样式,照着写就行了。4毕业论文的实 质是读后感,选一本书,花一个星期读一遍。边读 边做笔记。把笔记整理一下,按范文格式条理一下,就是很好的论文了。5问题的关键是:你必须花一周的时间。许多同学不愿花费这个时间,那就没辙了。别的也别谈了。 完了。6有的同学找朋友帮忙,自已不写,让朋友替自己写一篇。 这当然好,但现在的朋友大都靠不住。你让他写一篇给你,他满口答应,没过两天就送给你一篇。你千恩万谢。可是拿给老师一看,原来是从网上粘下来的,乱码都 还没改。更可气者,一稿多用,他还把这篇“论文”送给好几个人,赚了好几顿饭,造成“雷同抄袭”、频烦吃饭。7结论:只能自己写,花一周时 间。8那位问了:“我写得不好怎么 办?”答:“这是伪问题。别管好坏,先写出来就行。老师还怕都写好呢:没法分优良中差了!总之,你写出一篇全球最差的论文就行,只要不是抄的!”9只要硬着头皮写,傻瓜都能写一篇。第一章 选题一、选题的原则(一)有价值(有品位,内行)(二)有可行性(或操作性,大小适中,难易恰当)(三)有浓厚兴趣(兴趣是动力,必须是自己喜欢的。)《论语·雍也篇》:“子曰:知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”如果你什么都不喜欢,那就更好办:让辅导老师给你一个题目就行。(四)专业对口(专业专长)二、 选题的 方法(一)亟待解决的课题(二)填补空白的课题(三)有争议的课题(四)有矛盾的课题(五)可综述的课题第二章 搜集资料学术研究往往是在前人已有成果的基础上,有所突破。因此,搜集相关文献信息,非常重要。要求能快 速、准确地搜集到所需的资料信息。一、直接材料的搜集第 一手材料二、间接材料的搜集从文献及网络查取的材料(二手材料一定要注意核对。)图书、期刊,纸本索引及网络检索GOOGL、百度网等,关键词检索。三、材料的分析让材料自然分类,类聚法。第三章 写提纲提纲尽可能详尽,条理清晰,条块分明。(镶玻璃法: 把内容分成几块,一块块往上填内容就行了。)一般分为序论、本论、结论三部分。提出问题,分析问题,解决问题。论证的形式,纵深式(递进式),平列式,综合式。第四章 写论文一、格式及要求:前置部分及主体部分前置部分:标题、署名、指导教师、目录、摘要、关键词(一)标题:对论文重点的直接呈现。准确得体,通俗易懂,简短精练(不能 简短,可加副标题),符合规范。(二)署名,在题下。(三)指导教师:xxx(四)摘要(可复制文中关键句子,稍作修 饰、连缀即可)(五)关键 词,一般3—5个即可,以重要程度为序。(六)目录主体部分:前言、正文、结论、参考文献、致谢(一)前言(引言,序论,导言,绪言)(二)正文(本论,主体)(三)结论(四)注释(五)参考文献(文献名,作者,出版社,版次)二、具体方法与规 范(一)写作的顺序1按照提纲自首至尾2先写思考成熟的部分,最后焊接起来。(若不知从何写起,就这样写)写此不管彼,只求一意法。(二)引用材料的方法1直接引用法引证。推论,尊重,显示自己并非标新立异,不乏同道。(拉赞助)2先斩后奏法先概述观点,然后指出某人某文已详言之(加注参见)3映带法崇山峻岭,又有清流急湍映带左右。研究韩愈,不妨提及东坡;研究明清诗,也可上溯到汉魏。4戒剽窃。学会运用,而不是照抄。(三)论文的整体要求准确,概括、简练,严谨客观,平实,文采。不可以孤立的看问题,要注意上下影响。(四)段落、标点规范(五)语体的要求要简约典雅。第五章 修改、定稿文不厌改,要改得死去活来。一、自己反复阅读, (1)改正错误的字、词、句(笔下误)。(2)逻辑错误(3)修正完善观点(4)论据错误(5)调整结构布局(完美,圆满,面团原理,增删 材料)(6)修饰词句。面团原理:你如果原打算写五个部分,最后只写成三个部分;那你就说你本来就打算写三个部分,现在如期完成了,很“圆满”。因为没有人知道你的原计划,也 没有人想知道,所以没必要告诉他人。二、他人审校(吸收他人意见;自己的错误往往看不出)。互相审阅,互相挑毛病。第六章 答辩虚心点就行。自己写的,也不用心虚