时间：2023-06-12 14:47:52
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数据通信基本概念，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：数据通信应用研究
1 数据通信的基本概念
1.1 数据通信的原理 数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式，在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。数据是信息的载体，它是信息的表示形式，数据按一定规则、形式组织起来时，就可以传达某种意义，这种具有某种意义的数据集合就是信息。数据通信就是利用数据传输技术将数据信息传递的一种通信方式。
1.2 数据通信的通信方式、交换方式及适用范围
1.2.1 数据通信方式 ①串行通信。发送设备将并行数据转换成串行数据，逐位在通信线上传输并送达接受设备，接收端将数据转换回并行方式，供接收方使用。串行通信传播速度慢，但覆盖面广。②并行通信。并行通信传输在两个设备之间有多个数据位同时使用，发送方将这些数据位通过数据线传给接受方，接受方可同时收到多个数据。并行通信传统速度快，主要用于近距离通信。
1.2.2 数据通信交换方式及适用范围 ①电路交换通信。电路交换是指两台计算机或终端使用一条相同的物理链路进行信息传输，且该链路是一直使用的、不与其他终端共享的。该电路交换方式实时性强，成本低，一般在一些公用的电话、电报、数据网等网络中使用。②报文交换通信。报文交换通信是在线路较忙时先把用户的报文存储于交换机中，当输出电路负载小时再将该报文传送到接收方。报文交换通信方式适用于终端之间传输速率或协议不同的数据通信，可提高电路利用率。③分组交换通信。分组交换通信是把接受到的整份报文分为几个数据包，先分组储存在中转器内，然后再转发到接收方。分组交换通信传输成本低，传输质量高，适合比较大的数据信息。
2 数据通信的分类
2.1 有线数据通信
2.1.1 数字数据网 数字数据网的基础是数字传输网络，它是以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础，通过数字传输而形成的一个具有优秀传输质量、利用率高、价格便宜的一种有线数字传输。
2.1.2 分组交换网 分组交换网是一种新型的交换网络，同时它也是有线数据通信的基础网络。它的原理是将一条信息平均分成多分并分组，以组的形式储存转发，因此它的交换延时较低，具有实时通信功能，并且它在同一条电路上开放多条虚拟电路，由此多个用户就可以同时利用信息。
2.1.3 帧中继网 帧中继网是由帧中继节点机和传输链路构成的。它将X.25协议规定的网络节点之间、网络节点和用户设备之间每段链路上的数据差错重传控制推到网络边缘的终端来执行。网络只是用于纠错，从而大大简化了节点机之间的处理过程。其功能特点为：通过帧中继协议以帧的方式进行数据传送；传输链路通过逻辑连接，实现了动态分配；处理效率很高，信息处理量比较大，通信的延时较低；采用了简化的分组交换技术提供PVC/SVC。
2.2 无线数据通信
无线数据通信不依赖于有形媒介进行信息传递，而是利用无线电波的传播传递信息，不限于终端是否固定，可实现移动状态下的通信。无线数据通信是在有线数据通信的基础上发展起来的，通过与有线数据网相联，使移动用户拥有有线数据网路的功能。
3 数据通信的应用
3.1 有线数据通信的应用
3.1.1 数字数据电路（DDN的应用范围有：①可提供一定强度的中高速数据通信业务。例如局域网互联、大中型主机互联、ISP等。②为分组交换网提供中继电路。③提供点对点、一点对多的业务。④提供中继帧的业务。同时也扩大了DNN的业务范围。⑤提供语音、图像等通信。⑥提供虚拟专用业务。其应用的领域很广泛，各种领域均能发现它的影子。它不仅适用于气象、公安、铁路、医院等行业，也涉及到一些实时性较强的数据交换，如证券业、银行等。还有无线移动通信网利用了DDN联网后，也提高了网络的可靠性和快速自愈能力。
3.1.2 分组交换网的应用 提供了SVC和PVC，其分组的业务资费比较便宜，是架设内部广域网最经济的一种选择。可单点也可多点连接，在建立多点连接时代替昂贵的DDN专线，大大缩减了建立多点连接的代价。因为X.25协议比较复杂，所以适用于64K的低速场合。如POS机、邮电部、ChinaPAC等。
3.1.3 帧中继技术的应用 帧中继有许多好处，其中比较实用的有如下几点：①降低网络互连费用，帧中继能再一条物理链接上提供多条逻辑连接，所以用户接入的费用也相对的降低了。②简化了网络功能，提高了网络性能。帧中继技术采用了光纤数字传输系统，简化了网络处理功能，因此帧中继能明显地改善网络功能和响应的时间，大大缩短了网络延时。它通过充分利用高层协议的性能，简化了物理网络的复杂性，同时也保证了高层网络的各种功能不受到任何的影响。③采用了国际的标准，与各种厂商的产品相互兼容，这也大大提高的帧中继的利用率。因为帧中继的协议比较简单，所以各个厂商在产品之间的兼容性和互通互联性上比较容易实现。帧中继的应用十分广泛，下面是一些应用的例子：①通过LAN进行互联。大约有90%以上的用户采用这种方式连入帧中继网。其比较适合处理LAN用户传送大量的突发性数据。很多大企业、银行、政府部门都是通过这种LAN的方式来将总部与各地分支机构进行WAN互联。②图像传送。帧中继网络的高速率、低延时、低费用等特点受到大多数用户的亲睐，其种种优点比较适合于传输图片和图像等多媒体信息。例如远处医疗系统就采用了这种帧中继网络，因为在远程医疗系统中传送一张普通的X光片就需要占用8MB/s的宽带，而帧中继网在网络延时和费用方面都比较能让人接受。③通过利用帧中继网能够建立一种虚拟专用网。虚拟专用网是一种逻辑网络，在虚拟网内各个节点都能够共享细腻网络内的资源，此数据也仅仅限制在虚拟网内，对于虚拟网外的用户不会产生任何的影响。同时也有利于信息的保密性。
3.2 无线数据通信 无线数据通信由于可应用于移动用户，故也称为移动数据通信。它已经在人们的日常生活中普遍应用。无线数据业务一般包括基本数据业务和专用数据业务。基本数据业务常见的有广播、传真、Emai、无线网（WLAN）的建立等。专用业务是某个行业特殊的用途，如GPS汽车导航卫星定位、计算机辅助调度、个人移动数据通信、3G手机网络的普及等，都属于无线数据业务的应用范围。
4 结束语
数据通信的快速发展给人们的日常生活及工业生产等均带来了极大的便利，其通信技术日趋完善，应用前景也日益广泛。相信在不久的将来，数据通信会遍布人类生活的每个角落，成为信息交流与共享的有力手段，也将成为现代通信生活中必不可少的工具。
参考文献：
[1]高华丽，董礼海.数据通信及其应用[J].山西建筑.2007(13)[2]王鹏.数据通信技术及其应用前景[J].科技风.2009(02).
【关键词】 全自动生化分析仪 C8051F340 USB 单片机驱动程序 上位机应用程序
生化检验是医生确认病人病情的重要手段之一，通过对人体体液的检验可以测定其中的各项生化指标，如血常规、转氨酶、血糖血脂、尿素氮、淀粉酶、免疫球蛋白等。当人体某些肌体组织发生病变时，病人体液中的生化指标将会出现差异，因此常规生化指标的分析成为当前医疗检测的重要手段，对于肝、肾、心血管疾病及糖尿病的诊断尤为重要[1]。
全自动生化分析仪（Automatic Chemistry Analyzer）就是用自动生化分析技术以机械的方式模拟手工操作，完成取样、去蛋白、加试剂、孵育反应、检测、显色、比色、计算结果和打印报告等多个步骤，并按照分析程序，把这些步骤连接起来，使一个分析项目的整个过程按预定的程序自动完成，可对多个样品按同一方式连续处理或对一个样品同时进行多个项目检测[2]。其控制方案主要包括电子控制系统、通信数据采集单片机及PC机。
由于全自动生化分析仪的执行机构多，时序非常的复杂而且要求非常的严格。其电子控制系统包括主控模块、电机驱动模块、通讯数据采集模块、光电信号模块、液位探测模块、交直流驱动模块以及辅助电源模块。通信数据采集模块用于采样测量和控制系统的各状态、温度、光度计信号，以及与上下位机的通信。传统上国产生化分析仪的通信数据采集单片机与PC机完成通信采用的是RS232/RS485的串口通信，现将其改为USB通信不仅可以使全自动生化分析仪方便的连入PC机，而且可以大大提高其数据通信能力，是加快其分析速度、数据传输的有效方法。
一、USB基本概念及特点
USB（Universal Serial BUS，通用串行总线）中文简称为通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑和外部设备的连接和通讯，是应用在PC领域的接口技术。USB是在1994年底有英特尔、康柏、IBM、Micros等多家公司联合提出的。USB版本经历了多年的发展，到现在已经发展为3.0版本，成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本间能很好的兼容[3]。具有以下特点：
（1）Host控制器基于PCI，易于控制；
（2）即插即用，无需手动设置地址、中断；
（3）支持热插拔，系统不需要重启便可以继续工作；
（4）易于扩展，理论上可以连接多大127个设备；
（5）USB2.0以低成本实现了高达480Mbps的传输速率，速度的提高对于用户来说就是可以使用到更加高效的外部设备，而且具有多种速度的周边设备都可以连接到USB2.0的线路上，无需担心数据传输时发生瓶颈效应；
（6）接口标准统一，端口供电等。
二、上下位机通信电路的设计
在实现全自动生化分析仪的电子控制系统和上位机的数据通信时，通信数据采集模块采用了具有全速USB Flash 微控制器C8051F340。
C8051F340具有高速、流水线结构的8051兼容的微控制内核（可达48MIPS），使其与电子控制系统具有很好的兼容性，易于扩展。另外，具有模拟外设：10位的ADC、两个比较器、内部电压基准、上电复位/掉电检测器；它的USB控制器符合USB 2.0的规范，可以实现全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）的数据传送；集成时钟恢复电路，无需外部晶体；支持8个端点；1Kb的USB缓存；集成的收发器，无需外部电阻；具有高速的微控制器内核；4kRAM，64kflash；丰富的数字外设，稳定的时钟源；可以实现片内调试，使用起来相当的方便[4，5]。
传统上通过RS232接口芯片MAX232实现的串行通信，为了确保通信的可靠，一般使用两片MAX232分别连在单片机端和PC机端，芯片之间的信号发送和接受采用光耦隔离，结构相对而言比较复杂。由于C8051F340本身集成众多硬件电路的特性，所以硬件接口设计变得非常简单，不需要再添加额外的电子元器件就能实现USB的数据传输。使得系统的硬件结构简单， 集成度高， 可靠性好。
三、软件的设计
3.1 下位机软件的设计
为了能够实现C8051F340和上位机的通信，Slicon公司的USBXpress开发包提供了一系列的函数，使得用户可以不用了解USB协议以及设备的驱动，只需要掌握用户端和设备端的应用程序接口（Application Function Interface，API），便可以比较容易的实现数据传输。这些API函数以库文件的形式提供，在Keil C51工具链中被预编译。所以下位机软件的开发工具选用的是Keil uVision3[6]。
C8051F340程序开发中所用的主要函数有USB_Clock_Start（），USB_Init（），Block_Read（），Blockj_Write（），USB_Int_Enable（），Get_Interupt_Enable（），USB_Suspend（）等，值得注意的是，在调用下面所涉及的函数之前，必须包含USB_API.lib的头文件USB_API.h和SiLabs C8051F340的头文件c8051f340.h，这样程序才可以顺利通过编译。
这样，C8051F340就可以将电子控制系统采集的数据及时的交给PC机，并且将PC的控制命令传送给电子控制系统，操作全自动生化分析仪的运行。
3.2 上位机软件的设计
该系统采用的是Visual C++ 6.0作为上位机的开发环境。首先，新建一个MFC AppWizard（exe）类型的工程，在MFC AppWizard的第一步选择创建基于对话框（Dialog Based）的应用程序，然后单击【Finish】接受各步的默认设置，完成应用程序的创建。
与下位机开发相似，USBXpress也提供了一系列的API函数，用于上位机程序的开发。主机的API函数以Windows动态链接库（DLL）的形式提供。在Visual C++环境下，主机和C8051F340单片机之间的通讯用到的函数主要有：SI_GetNumDevices（），SI_GetProductString（），SI_Open（），SI_Write（），SI_Read（），SI_Close（）等，值得注意的是，为了能顺利通过程序的编译，需要在工程源文件中添加SiUSBXp.h和SiUSBXp.dll 以及SiUSBXp.lib。
四、结束语
本文简要介绍了全自动生化分析仪和USB的基本概念，并详细全自动生化分析仪通信数据采集模块的设计，包括硬件电路的设计和软件的开发。用USB代替RS232可以大大提高全自动生化分析仪的数据传输能力，有利于提高数据处理的速度。在国产全自动生化分析仪中，值得推广。
参 考 文 献
[1] 吴海波. 全自动生化分析仪电子控制系统的设计与实现[D]. 东北大学. 2006
关键词：网络工程；通信工程；课程体系；通信类课程
网络工程专业的发展已近10个年头，目前开设该专业的院校达200多所[1]，已有大批毕业生走向社会。但网络工程专业仍属于教育部颁发的本科教育目录外专业(专业代码：080613W)；各高校对网络工程专业的理解还存在一定的差异，其专业定位、培养目标、课程体系等都不尽相同，缺乏统一或公认的指导性办学计划。随着网络与通信技术的飞速发展，加之社会对该领域人才的迫切需求，近些年来，网络工程专业建设的研究与报告越来越多，本文主要围绕网络工程专业如何设置通信类系列课程进行探讨。
1网络工程专业课程体系
网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程和电子工程等专业的基础上，通过多专业技术不断地交叉、融合，内涵不断地丰富和扩展，并在社会对各类网络人才需求不断推动下得以产生并发展壮大的一门新的学科和专业[2]。本文将它的专业课程(含专业基础课程)体系大致分为4大方面的系列课程，如图1所示。
其中，电子类课程涵盖电工、电子电路、数字逻辑设计等方面的基本理论和实验技术，是培养学生具备分析和设计计算机硬件系统、通信器件和网络设备等IT产品能力的基本课程，也是学生学习后续计算机类、通信类以及网络类课程的重要基础。由于网络
工程专业主要起源于计算机专业，而且网络和通信设备又是一种特殊而重要的计算机系统，学生只有在掌握好计算机基本原理、体系结构、程序设计的基础上，才能进一步熟悉并掌握网络系统(如交换机、路由器等)的工作原理、体系结构及系统软硬件的开发。因此计算机类课程是网络工程专业最重要的一类系列课程，它和网络类系列课程一起构成网络工程专业的骨干课程体系。
图1网络工程专业课程体系
通信类和网络类系列课程是最能体现网络工程专业特色的系列课程，是培养学生具有网络系统研发、规划、部署、集成、管理、安全防护等技术的重要课程，也是关系到网络工程专业学生是否能最终满足现代各类IT企业对网络人才要求的关键。目前，
各院校在课程设置方面存在的差异也是这两类课程及其教学内容深浅和宽窄的选定，这与各院校在学生培养的目标定位以及通信工程和计算机网络专业方向的教学实力和实验条件有关。
2网络工程专业和通信工程专业的异同点
网络工程专业与通信工程专业同属于网络与通信领域，同跨电子、通信和计算机学科，部分专业课程，尤其是专业基础课程方面开设的课程类似。例如，大多院校的两类专业均开设电工与电路基础、模/数电子技术、信号与系统、通信原理、数据结构、操作系统、数据库、计算机网络、程序设计等课程。尤其是网络工程专业的通信类课程，主要来源于通信工程专业的部分专业基础课程和专业课程，并且两者都强调动手及其工程应用能力的培养，有一定的共性。但毕竟两者的培养目标和专业特点不同，因此，在通信类课程的选定和教学内容的安排上，网络工程专业应着重考虑两者的不同点。这些不同点主要如下：
1) 在专业定位方面，通信工程专业偏重于信号编码、信息的发送、传输和处理以及通信设备、技术和系统的研发和使用；而网络工程专业则关注网络新技术新产品的研发，组网工程的设计、规划、集成，网络应用软件的开发，网络系统的管理与维护等，两者的培养目标不同。因此在内容深浅和学时安排上，两专业的通信类课程应作明显区分。
2) 在数理基础方面，通信工程专业关注信号的变换、传输、处理、检测及编码，其特有的专业基础课程有信号与系统、数字信号处理、随机信号分析、电磁场与电磁波、信息论及编码等。通过学习这些课程，学生可为后续专业课程的学习或将来进一步研发、运营、维护通信设备和系统打下理论基础。而网络工程专业除了注重让学生掌握计算机理论基础知识外，还应让学生加强学习图论、进程代数、排队论、Petri网、线性与非线性规划等知识领域相关的理论课程，为进一步研究网络协议设计、网络拥塞控制、流量控制、网络性能分析等打下基础。因此在专业理论基础方面的教学侧重点应有明显不同。
3) 从网络体系结构方面来看，通信工程专业更注重于学习和研究IP层以下的底层支撑通信网的协议、技术及相关知识点，通常开设通信电子线路或高频电子线路和低频电子线路、微波技术与天线、光纤通信、卫星通信、移动通信、数字程控交换原理等网络工程专业不开或涉及较浅的课程。而网络工程专业则注重IP层以上的网络高层协议及软件的开发和应用，重点涉及的课程有网络工程、网络协议分析、网络编程、网络管理、网络安全、Internet技术[3]等通信工程专业涉及较少的课程。可以说，通信工程专业通常着重于电信或广电等公共网络平台的建设与管理，而网络工程专业则相对偏重于互联网、企业网、专用网、IP网以及接入网络的开发、管理及应用平台的建设和维护。因此，网络工程专业的通信类课程应以基本概念、工作原理、关键技术的教学为重点，以满足网络类系列课程的教学要求为目标，而将复杂的电磁或信号处理等理论分析内容加以精简。有所为，有所不为，以体现专业特色。
4) 课程实验和课程设计的偏重点也不同。通常，通信工程专业将电子系统课程设计、DSP系统课程设计、通信原理课程设计以及通信工程综合课程设计等作为重点的课程设计内容。而网络工程专业关注的课程内容有组网工程课程设计、网络协议或应用软件开发课程设计、网络管理课程设计、网络攻防课程设计等[4]。这也说明了两类专业的毕业生将来要走向的工作岗位有所不同。因此，网络工程专业的实验教学也应与课程教学一样有所侧重。
最后，通信工程专业发展历史悠久，教学内容也相对集中、稳定和成熟(信息与通信工程为一级学科)。而网络工程专业则是个新兴且正在发展中的专业，涉及的知识面较广，内容较多、较新，工程性也相对较强，不但涉及网络设备或系统软、硬件的开发，还涉及网络系统的集成、运营、管理、测试、性能分析、安全等技术内容。因此，网络工程专业如何设计好自己的通信类课程体系，既要重点突出，又要适应面广，是一个非常值得探讨的问题。
3通信类系列课程的设置建议
综上所述，由于两个专业的关注点不同，因此，在网络工程专业的课程体系中开设有关通信方面的课程，应对准网络工程专业的培养目标，以够用和满足网络后续课程的学习和网络系统的研发为原则，以理解并掌握基本的通信理论、概念和工作原理并熟悉现代各种通信网络关键技术为要求，以通信类课程能否支撑网络类课程的学习和工程实践，打下坚实的基础为衡量准则。
3.1通信类专业基础课设置
在通信类专业基础课方面，可开设信号分析与处理和数据通信原理两门课程。其中信号分析与处理课程应涵盖信号与系统的大部内容和数字信号处理的部分内容。其主要知识单元应包括信号分析与处理的基本概念，连续信号分析(时域、频域、复频域)，离散信号分析(时域、频域、复频域)，信号处理基础，模拟和数字滤波器，信号分析与处理的MATLAB实现等内容。数据通信原理课程来源于通信工程专业的通信原理课程，主要简化了模拟通信原理的有关概念和技术。其主要内容应涵盖数据通信的基本概念(信号、噪声、信道和性能指标等)，信源编码，信道编码，基带传输，频带传输，同步等主要知识单元。另外，还可在这两门课程中适当增加随机信号分析与处理基础方面的章节。教师可根据各高校特点及目标定位来设置两门课程具体的教学知识点。
3.2通信类专业课设置
在通信类专业课方面，应使学生了解和掌握现代信息社会各种常见通信网络(光纤通信网、数字程控交换网、宽带IP网络、微波和卫星通信网、移动通信网以及各种接入网等)的基本特点，协议，工作原理，关键技术以及组网和应用方面的内容。保证学生今后无论是进行核心网络还是接入网络、有线网路还是无线网络、电信网络还是IP网络的规划、设计、
运营和软硬件开发，都能具备足够的通信知识背景，并快速了解和熟悉工作环境和岗位要求。
说到具体内容，可开设现代通信网络(可涵盖数字程控交换网、光纤通信网、宽带IP网络、智能网、NGN网等)，无线通信与网络(可涵盖无线通信和无线信道方面的基本概念和理论、移动通信网、微波通信和卫星通信等)，接入网技术(可涵盖以太接入、xDSL网、HFC网、各种无线接入网)等3门左右的课程。在教学过程中，可简化一些理论性强、学生学习枯燥的内容(通信工程专业可能侧重的内容)。如何确定专业必修课、选修课以及选定教材、内容和知识点，各高校可灵活掌握，有条件的院校还可开设无线传感器网、物联网等新的通信技术课程。
4结语
网络工程专业横跨电子、通信以及计算机专业领域。虽然建设的时间不长，但发展很快。它与通信工程专业既有共同点也有明显的区别，其通信类专业课程主要来源于通信工程专业的有关课程。如何根据网络工程专业的培养目标来进行取舍，是一个值得探讨的问题。本文在对网络工程专业课程体系进行分类以及对网络工程专业和通信工程专业特点进行比对的基础上，给出了开设网络工程专业通信类系列课程的想法和建议，有待于在今后的教学实践中进一步丰富与完善。
参考文献：
[1] 毛羽刚,徐明. 网络工程专业调查及思考[J]. 计算机工程与科学,2010,32(增刊1):60-61.
[2] 曹介南,徐明. 关于增设网络技术(NT)二级学科的雏议[J]. 计算机工程与科学,2010,32(增刊1):76-77.
[3] 逢焕利,常欣等. 网络工程专业课程体系建设研究[J]. 计算机工程与科学,2010,32(增刊1):78-79.
[4] 胡山泉,高守平,于芳. 应用型网络工程本科专业知识体系建设初探[J]. 计算机教育,2009(12):88-89.
Establishment of Communication Serial Courses in Network Engineering
MAO Yu-gang, CAO Jie-nan, XU Ming
(Department of Network Engineering, School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)
关键词 发展；趋势；通信；计算机网络；计算机；信息
中图分类号 TP393 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）121-0198-01
1 计算机网络的定义
计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。
从广义上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。
从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。
一个比较通用的定义是：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。
2 通信系统定义
通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现，前者称为无线通信系统，后者称为有线通信系统。当电磁波的波长达到光波范围时，这样的电信系统特称为光通信系统，其他电磁波范围的通信系统则称为电磁通信系统，简称为电信系统。由于光的导引媒体采用特制的玻璃纤维，因此有线光通信系统又称光纤通信系统。一般电磁波的导引媒体是导线，按其具体结构可分为电缆通信系统和明线通信系统；无线电信系统按其电磁波的波长则有微波通信系统与短波通信系统之分。另一方面，按照通信业务的不同，通信系统又可分为电话通信系统、数据通信系统、传真通信系统和图像通信系统等。
3 计算机网络与通信系统结合的发展前景
计算机通信网络是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新通信方式，主要是满足数据通信的需要。它将不同地理位置、具有独立功能的多台计算机、终端及附属设备用通信链路连接起来，并配备相应的网络软件，以实现通信过程中资源共享而形成的通信系统。它不仅可以满足局部地区的一个企业、公司、学校和办公机构的数据、文件传输需要，而且可以在一个国家甚至全世界范围进行信息交换、储存和处理，同时可以提供话音、数据和图像的综合，具有人的发展前景。计算机通信革命带来以下这些重要事实：数据处理设备（计算机）和数据通信设备（交换传输设备）之间不再有本质上的区别。数据通信、话音通信和视频通信之间也不存在本质上的区别。单处理器计算机、多处理器计算机、局域网、城域网和远距离网络之间的区别也日趋模糊。这些趋势导致了计算机产业与通信产业的日趋融合，从元器件制造到系统集成皆是如此。另一影响是发展了能够传输和处理各种类型数据和信息的集成系统。不论是技术本身还是制定技术标准的组织，都被迫向能够完成各种通信的单一的公用网络系统发展，通过这种网络能够简单且统一地访问到全世界的信息源和各种信息。
4 从系统观点分析计算机网络系统与通信系统的界定
计算机网络通常是由计算机与通信相结合而形成的系统。计算机与通信也都是系统，他们既可能是一个相对独立的系统，又可能是计算机网络这个更大系统中的一个要素，所以计算机网络系统与通信系统之间存在既有联系又有区别的复杂关系。
根据系统观点，系统是由具有一定功能、相互间有一定联系的多个要素组成。所以研究不同系统之间的区别，首先要研究系统功能的差别。对于人造系统而言，其主要环境因素就是使用该系统的或该系统为之服务的“用户”。所以系统基本功能通常又可归结为系统想使用它的用户所提供的基本服务功能。基于系统的这些基本概念，我们首先来看通信系统与计算机系统的区别是明显的，因为通信系统的基本功能主要是提供信息传输服务，而计算机系统的基本功能则主要是提供信息处理服务。当然，我们也要注意到，在现代通信系统内部，实际上也常包含一些进行信息处理的功能部件，如数字程控交换机、通信控制器等；而在计算机内部也存在一些进行信息传输的部件，如内部总线、I/O通道等。这些都属于系统的内部结构或子结构功能。我们在界定不同类型系统时不妨把系统的内部结构看成为“黑匣子”，而主要看他们对“用户”环境所提供的基本服务功能的差别。“黑匣子”方法是系统分析的一个重要方法。
从系统观点来看，计算机网络系统虽然是由计算机与通信结合而形成，但已不是计算机与通信的简单相加，也不是计算机或通信系统的简单扩张和延伸。事实上，由计算机和通信相结合而产生的计算机网络系统无论它的系统功能或系统结构，从一开始就已产生许多新的质的变化。例如，在通信支持下的资源共享和分布处理功能已远不是不联网的计算机群所能做到的。而在资源共享和分布处理功能基础上构造的各种计算机网络应用系统则又进一步把遥控、雷达等信息采集技术，自控机床、机器人等信息控制技术，以及分布数据库等信息存储技术等各种信息技术都不断综合到计算机网络这个大系统中。这使计算机网络具有综合信息采集、处理、传输、存贮和利用控制功能的综合特征，计算机网络的“用户”，也越来越从专业计算机用户扩展到社会各行各业的非计算机专业人员。显然，计算机网络系统的这种更广泛的综合信息功能，既不是计算机系统，也不是通信系统所能比拟和代替的。
5 计算机网络与通信系统融合趋势分析
信息技术通常是指对人自然信息功能进行扩张或增强的技术，人的自然信息功能包括眼、耳、鼻等的信息采集功能；大脑的信息存贮和处理功能；神经、肌肉等信息传输功能等，这些人的自然信息功能载人这个信息系统中本来就是紧密有机的联系在一起的。因此，作为增强和扩张人自然信息功能的各种信息技术，虽然在初期发展过程往往从简单的单项信息功能开始，但逐步向着综合的方向发展，以适应人与人类社会对信息综合需求的自然特征。到了计算机与通信结合形成计算机网络，则使信息采集、处理、存贮、传输和利用等五大自然信息功能通过现代可能基础上形成的各种信息技术在全球人类社会这个更宽广的空间综合起来，这将是一场更深刻的信息技术革命。
关键词：网段，子网掩码，ARP协议；RARP协议（反向地址解析协议）
充分认识ARP的作用与工作过程，有助于我们认识网络，理解TCP/IP体系的通信原理，从而更好的指导我们分析网络中，故障发生的原因以及采用有效的方法排查。首先，子网掩码、网关与ARP协议的概念，初学者往往难以一下子掌握。因此，很有必要通过实验来帮助学员更加深入直观地了解子网掩码、网关与ARP协议的基本概念与工作原理。
一、子网掩码（Subnet Mask）
子网掩码的主要功能是告知网络设备，一个特定的IP地址的哪一部分是包含网络地址与子网地址，哪一部分是主机地址。网络的路由设备只要识别出目的地址的网络号与子网号即可作出路由寻址决策。IP地址的主机部分不参与路由器的路由寻址操作，只用于在网段中唯一标识一个网络设备的接口。
子网掩码使用与IP相同的编址格式，子网掩码为1的部分对应于IP地址的网络与子网部分，子网掩码为0的部分对应于IP地址的主机部分。将子网掩码和IP地址做“与”操作后，IP地址的主机部分将被丢弃，剩余的是网络地址和子网地址。
二、网关（Gateway）
在Internet中的网关，一般是指用于连接两个或者两个以上网段的网络设备，通常使用路由器（Router）作为网关。在TCP/IP网络体系中，网关的基本作用是根据目的IP地址的网络号与子网号，选择最佳的出口对IP分组进行转发，实现跨网段的数据通信。
三、ARP协议（地址解析协议Address Resolution Protocol）
在以太网（Ethernet）中，一个网络设备要和另一个网络设备进行直接通信，除了知道目标设备的网络层逻辑地址（如IP地址）外，还要知道目标设备的第二层物理地址（MAC地址）。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。
当一个网络设备需要和另一个网络设备通信时，它首先把目标设备的IP地址与自己的子网掩码进行“与”操作，以判断目标设备与自己是否位于同一网段内。如果目标设备在同一网段内，并且源设备没有获得与目标IP地址相对应的MAC地址信息，则源设备以第二层广播的形式（目标MAC地址为全1）发送ARP请求报文，在ARP请求报文中包含了源设备与目标设备的IP地址。同一网段中的所有其他设备都可以收到并分析这个ARP请求报文，如果某设备发现报文中的目标IP地址与自己的IP地址相同，则它向源设备发回ARP响应报文，通过该报文使源设备获得目标设备的MAC地址信息。
如果目标设备与源设备不在同一网段，则源设备首先把IP分组发向自己的缺省网关（Default Gateway），由缺省网关对该分组进行转发。如果源设备没有关于缺省网关的MAC信息，则它同样通过ARP协议获取缺省网关的MAC地址信息。
为了减少广播量，网络设备通过ARP表在缓存中保存IP与MAC地址的映射信息。在一次ARP的请求与响应过程中，通信双方都把对方的MAC地址与IP地址的对应关系保存在各自的ARP表中，以在后续的通信中使用。ARP表使用老化机制，删除在一段时间内没有使用过的IP与MAC地址的映射关系。
四、实验设计
我们通过设计一个简单的实验来帮助学员更深入直观地理解上述三个知识点所涉及的基本概念与原理。在实验中，我们利用ping命令来检验主机间能否进行正常的双向通信。在“ping”的过程中，源主机向目标主机发送ICMP的Echo Request报文，目标主机收到后，向源主机发回ICMP的Echo Reply报文，从而可以验证源与目标主机能否进行正确的双向通信。
A与B为实验用的PC机，使用Windows2000 Professional操作系统。
实验方案：
步骤1：
设置两台主机的IP地址与子网掩码：
A：192.168.1.130255.255.255.0
B：192.168.1.125255.255.255.0
两台主机均不设置缺省网关。
用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A与B上分别用ping命令与对方通信，在A与B上分别显示，
A：Reply from 192.168.1.125：bytes=32 time
B：Reply from 192.168.1.130：bytes=32 time
用arp -a命令可以在两台PC上分别看到对方的MAC地址。
分析：由于主机将各自通信目标的IP地址与自己的子网掩码相“与”后，发现目标主机与自己均位于同一网段（192.168.1.0），因此通过ARP协议获得对方的MAC地址，从而实现在同一网段内网络设备间的双向通信。
步骤2：
将A的子网掩码改为：255.255.255.128，其他设置保持不变。
操作1：用arp-d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A上ping B，在A上显示结果为：Destination host unreachable。
关键词：继电保护发展趋势测试智能电网
1 继电保护基本概念及其发展趋势
1.1 继电保护装置基本组成
一般而言，整套继电保护装置由三个部分组成的，即测量部分、逻辑部分和执行部分，其原理结构如图1-1所示。
①测量部分 测量被保护元件工作状态（正常工作、故障状态）的电气参数，并与整定值进行比较，从而判断保护装置是否应该启动。
②逻辑部分 根据测量部分输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围，确定保护装置如何动作。
③执行部分 根据逻辑部分送的信号，完成保护装置所担负的任务。如发出信号，跳闸或不动作等。
1.2 继电保护的基本要求
①可靠性――指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。
②选择性――指只有当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。
③速动性――指保护装置应尽快切除短路故障，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。
④速动性――指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。
1.3 继电保护的发展趋势
1.3.1 计算机化
在微机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机做成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟。继电保护的计算机化是不可逆转的发展趋势，但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。
1.3.2 网络化
网络保护是计算机技术、网络技术和通信技术相互结合的产物，它可以实现对变压器、高低压线路和母线的相关保护等功能。资源共享是网络保护的最显著特性，还可以结合高频保护和光纤保护来实现纵联保护。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理，即将传统的集中式母线保护分散成若干个保护单元，各保护单元接收本回路的输入量后，经量化处理，通过网络传送给其它回路的保护单元，然后各保护单元进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则跳开本回路断路器，隔离故障母线，其它情况时各保护单元均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护，显然比传统的集中式母线保护有更高的可靠性。
1.3.3 保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。即实现了保护、控制、测量、数据通信的一体化。如果将保护装置就地安装在室外变电站的被保护设备旁，则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器（OTA）和光电压互感器（OTV）已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。
1.3.4 智能化
近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究，专家系统、人工神经网络和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中，为继电保护解决许多常规问题提供了新的方法。人工智能技术给电力系统继电保护的发展注入了新的活力，具有非常美好的发展前景。
2 继电保护测试内容和测试方法的发展
目前国内继电保护产品检测主要依据IEC 60255系列标准和GB/T 14047国家标准进行。
2.1 继电保护测试内容
传统的继电保护测试包括基本性能试验、功率消耗试验、温度试验、电源影响试验、机械试验、绝缘实验、过载试验、触点试验和电磁兼容试验。
在原有继电保护测试项目的基础上，根据继电保护装置发展的新特点，新增加的测试内容包括基于61850 技术的继电保护产品检测，时间同步能力检测，产品通信协议检测，软件测试，以及装置可靠性检测和安全性检测。
2.2 微机保护测试自动化
测试自动化是指测试系统可以按照事先编制的测试计划，自动、连续的完成继电保护装置的电气性能、可靠性、通信协议、信息安全的测试。完整的测试体系由以下几部分组成：①电气性能在静态模拟中的自动测试系统；②电气性能在动态模拟中的自动测试系统；③监控系统的自动测试系统；④通信协议的测试系统；⑤信息安全的测试系统；⑥继电保护测试专家系统。
3 智能电网对继电保护的影响
随着国家电网公司智能电网建设的开展，智能电网的特征带来的网络重构、分布式电源接入、微网运行等技术，对继电保护提出了新的要求。
未来智能电网中，电网的自愈特征将会对继电保护的选择性、可靠性、速动性、灵敏性提出更高的要求，对常规继电保护的配置方法提出新的要求。分布式电源的灵活接入、多变压器的运行方式带来的后备保护配合、双向潮流、系统阻抗的变化等问题均会给继电保护定值整定带来困难。
同时，智能电网将给继电保护的发展带来新的契机，智能电网中所采用的新型传感器技术，数据同步技术、时钟同步技术、通信技术、计算机技术以及IEC 61850 标准的应用，可以提供区域范围内数据采集的高精度同步，满足数据采集传输的实时性，保障数据传输过程的冗余和可靠性。
4 结语
随着智能电网建设的推进，继电保护要适应电网需求向计算机化、网络化、智能化、功能一体化方向发展，同时继电保护测试内容和测试方法也应不断补充和完善，为智能电网提供技术支持。
参考文献：
[1]智能电网中广域继电保护的应用，IT专家网，2011.
[2]韩士杰，胥岱遐，施玉祥等.继电保护测试的发展方向(A)，电工电气，2011(12).
[3]黄宝民，张晶.电力系统的现状与发展(A)，科技资讯，2006(14).
[4]李世荣.继电保护发展的历史及其趋势(B)，甘肃冶金，(4):30，
2008.
[5]钱雪峰.电力系统继电保护发展趋势探究(A)，科技论坛，2010(12).
[6]邵宝珠，王优胤，宋丹.智能电网对继电保护发展的影响(B)，东北电力技术，2010(2).
[7]姚致清.继电保护测试发展方向的思考(B)，继电器，(11):36，
2008.
就电力营销的基本概念而言，其核心就要求供电企业必须面对市场，面向用户，利用技术与营销策略的提升来适应不断提高的技术与市场需求，以及作出真确的反应而提供供电用户满意的服务，即实现营销过程中费用最低、速度最快、质量最优、性价比最佳的服务目标。在电力营销改革中需要注意的是供电企业的特殊地位，其具有较强的政策性、社会性、服务性、技术性、经营统一性等，是生产经营于一体的产业模式。
2电力营销的基本内容与改革意义
电力营销的基本工作内容包括：在服务中办理业务扩充，解决新老用户的增容与新装问题；负责对因为变更进行办理，方便客户做好电力营销的日常管理工作；在营销中做好电价与电费的管理，认真落实和执行电价策略，及时准确的抄表、核算，做好电费的准确回收与管理；做好电能计量的管理，以可靠的技术措施来保证电能计量的准确；针对电力网络进行用电检查，对用电安全、节约、计划等进行全面控制，做好电力调度工作；全面提升管理能力拓展电能的销售量；做好各项统计工作，做好基础资料的采集、整理、分析，以备管理决策。电力营销改革的意义：在电力发展的影响下，智能电网的发展对电力营销产生了较大的影响，电力生产与营销管理因为技术支持从内部已经呈现出高效率生产与管理的态势，而针对客户的营销模式也应根据这个需要进行改变，利用先进的管理与营销体制替代传统的营销模式，以此适应时代的需求，这就是营销改革的重要意义。
3现有电力网络的营销状况
我国供电网络中，电力营销管理多数承担的是电力市场培育与电能销售、服务的工作，这也是电力企业最为基本的营销体制。从业务划分上，逻辑属性可以将供电营销业务分为客服、业务、质量管理、营销决策等层面。随着计算机技术的引入，通信技术和自动化水平不断提高，我国的电力营销已经有了长足的发展与进步，其已经得到了多功能系统支持，如营销信息管理、客服技术支持、自动抄表、银行账务、电力负荷自动调控等。虽然有了技术上的改进，但是从本质看，营销思路与人员的基本素质的改变不能适应当前技术上的提高，因此必须能进入数字化营销的理念，这样才能适应供电智能化的发展。
4智能电网对供电营销的影响
以往的电力营销是抄表、核算、收费，主要的措施与手段相对被动，电力营销仅仅集中在对客户的被动式管理上，缺乏主动提供服务的能力。而智能化电网将电力从业人员从繁重的基础数据调查中解放出来，使之可以将精力放在营销业务环节上，即如何为客户提供安全与稳定的供电服务，并帮客户会解决问题等方面。所以智能技术解放了营销中资源的浪费而提高了服务的质量，因此营销必须适应此种变化。例如：智能化的用户负荷管理系统的出现，就可以帮助负荷管理与控制可以理想地完成自动计量、电力制定、分布式上网监控等实时应用功能，为客户知识的交互提供技术支持。系统利用现有的通信通道实现双向通信，完成自动采集与分析功能，挖掘分析用电模式，预测市场发展，同时制定多元化的服务方案，并将信息传递给客户，使其可以自由选择，最终平衡电网供求。而用户可以对配置方案进行优化选择，整合自身的资源调整用电模式，从而提高生产效率。传统的负荷控制模式相比，智能化的管理方式具备了以下四方方面的优势：1)智能化用电量与方式监测；2)智能化数据通信与安全保障；3)智能化数据处理与信息挖掘；4)智能化负荷控制与营销。
5改革后的智能营销模式分析
从发展方向上看未来的电力系统将进入到智能营销模式，即完全借助数字技术将电网运行与业务需要、社会效益等关联起来，实现市场参与者实时化互动和能源供需平衡的调度，达到最优化控制能源配置，最安全、最经济、最环保的服务和销售模式。智能营销体系可以分为经营、销售、营销等系统的全面自动化。智能化营销的着眼点应在智能化服务上，电力商品的销售与使用将具有较高的安全性、实时性、环保性，所以智能化营销必须借助智能网络技术，并围绕这三个需要而展开深化与创新，具体表现是：高电能质量和高可靠性；在高级配电网络和高级配电自动化的自愈功能，使之具有网络重构和故障监控、定位、隔离、恢复等功能；网络通信技术将保证系统地域攻击；高级配网SCADA可以进行海量的数据处理并进行数据挖掘，以此为营销提供数据支持；分布式的电能购销、调度、频率波动处理等，可以帮助开的清洁能源市场，实现分布式的网络化销售；营销中系统可以结合动态化电价政策对电力负荷与测算进行差异化分析，以此慢优化销售的需求，既满足用户需求也保证销售效益。
6结语
【关键词】GPS；网络RTK；技术
实时动态差分技术简称RTK，是一门能够实现实时定位的技术，该技术是通过将GPS测量技术和数据传输技术融合来实现的，包括基准站和流动站两大基本组成部分。基准站对卫星数据进行监测，然后发射相应的数据而流动站对自身以及基准站的载波相位的观测值进行实时的差分处理，最终得到所需要的精确的海拔、坐标等数据。RTK技术的出现使GPS测量精度有了很大的提高，是GPS测量技术的一次巨大的飞跃，因而获得了极为广泛的使用。但是常规的RTK定位技术其测量距离具有局限性，一旦距离超过一定的限度，其定位的精确的程度就大大的降低了，这极大的限制了其使用范围。
由于常规RTK的局限性，这使得新型的网络RTK技术随之产生。随着计算机为核心的信息以及网络技术的可快速发展，在常规RTK技术的基础之上结合这些新的技术从而产生了新的实时动态定位技术，这就是多基准站RTK，也就是网络RTK。网络RTK在覆盖范围上极大的超过了常规RTK技术，除此之外，网络RTK的成本更加的低廉、定位效率高且精度也远远的高于常规RTK。由于网络RTK这一系列的优点，这使得其使用更加的广泛。以网络RTK技术作为基础，全国各地建立了大量的CORS系统。CORS系统的广泛使用，给传统的RTK测量带来了巨大的变革，主要表现在以下几个方面：第一，极大的减少了初始化的时间，提高了工作范围的覆盖面积。第二，系统使用连续的基站，这样用户的观测就变得十分的方便，可以随时进行，有利于工作时间的节省。第三，能够对数据进行全面的监控，保证作业的安全可靠，降低误差出现的概率。第四，能够接入互联网，方便数据的远距离传输和共享。我国的网络RTK发展十分迅速，且在实际中的应用也越来越广泛，文章就网络RTK技术及其应用现状展开探讨。
1 网络RTK技术简介
1.1 网络RTK技术的基本原理
为了降低各种误差对于系统的影响，保证测量结果具有较高的精度，从而在相对广泛的区域内构建一个基准站网络，将多个基准站均匀的在交大的范围之内进行设置，利用广域或者是局域差分GPS来得到精度比较高的定位结果。
1.2 网络RTK技术实现思路
流动站会产生误差，可以利用基准站网的数据对其进行计算，然后根据计算的结果进行相应的修正，修正后的信息通过相应的手段传递给用户，这样用户得到的信息就比较的精确，从而可以得到较为精确位置。常规RTK在工作过程中，利用通信系统将自身的载波相位观测值对附近的动态用户进行实时的发送。这样用户就能够依据自身获得的相同历元的载波相位观测值进行定位，同时能够参照基准站的坐标而得到自己的实时位置。在RTK中一般使用双差观测值，从而有效的减小接收机和卫星钟之间的时差，从而保证获得结果的精确性。
2 网络RTK技术服务的主要方法
2.1 虚拟参考站技术
GPS流动站先通过数字移动电话网络向控制中心发送标准的NMEA位置信息, 告知它的概略位置,控制中心接收信息,并重新计算所有GPS数据、内插到与流动站相匹配的位置,再向流动站发送改正过的RTCM信息,流动站可位于网络中的任何一点,这样RTK的系统误差就被减少或得到消除。这种为一个虚拟的、没有实际架设的参考站创建原始参考数据的技术,称之为“虚拟参考站技术”。
虚拟参考站技术实现过程分为三步:第一，系统数据处理和控制中心完成所有基准站的信息融合和误差源模型化。第二，流动站在作业的时候,先发送概略坐标给系统数据处理和控制中心,系统数据处理和控制中心根据概略坐标生成虚拟参考站观测值,并回传给流动站。第三，流动站利用虚拟参考站数据和本身的观测数据进行差分,得到高精度定位结果。
虚拟参考站技术的优点在于只需增加一个数据接收设备,不需增加用户设备的数据处理能力,接收机的兼容性比较好。虚拟参考站技术要求双向数据通讯, 流动站既要接收数据,也要发送自己的定位结果和状态,每个流动站和数据处理中心交换的数据都是唯一的,这就对系统数据处理和控制中心的数据处理能力和数据传输能力有很高的要求。虚拟参考站技术目前应用得比较广泛,可以说是网络RTK技术的一个代表。
2.2 主辅站技术
主辅站技术(MAX)是瑞士徕卡测量系统有限公司基于“主辅站概念”推出的参考站网软件SPIDER 的技术基础,其基本概念是将所有相关的代表整周未知数水平的观测数据,如弥散性的和非弥散性的差分改正数,作为网络的改正数据播发给流动站对于用户来说,主参考站并不要求是最靠近的那个参考站,尽管那样可能会更好一些。因为它仅仅被用来简单地实现数据传输的目的,而且在改正数的计算中没有任何特殊的作用。如果由于某种原因,主站传来的数据不再具有有效性,或者根本无法获取主站的数据,那么,任何一个辅站都可以作为主站。
主辅站技术可以使用单向数据通讯和双向数据通讯两种方式。单向数据通讯方式下的主辅站技术徕卡称之为MAX技术, 双向数据通讯方式下的主辅站技术称为i- MAX技术。MAX技术中同一个网络单元中发播同一组数据,用户接收机目前只有徕卡公司生产的新型接收机才能够使用。i-MAX技术与虚拟参考站技术一样,流动站必须播发自己的概略位置给数据处理中心,数据处理中心根据其位置计算出流动站的改正数,再以标准差分协议格式发播给流动站,流动站可以是各种支持标准差分协议格式的接收机。
3 国内连续运行参考站系统建设现状
经过一段时间的发展，我国的连续运行跟踪站的建设取得了很大的成功，取得了不小的成就，当前我国连续运行参考站系统建设现状如下：
3.1 从上世纪末开始，我国的国家测绘局开始在全国范围内建设永久性的GPS跟踪站，主要是进行精确的定位以及监测地球动力学。
3.2 中国地壳运动观测网络。该网络最初由我国国家地震局倡导，包括中科院在内的相关的部门参与了建设和设计，建设的基准站点覆盖全国的范围，这些基站之间的平均间隔为八百公里。所有的基站每三十秒钟进行一次采样，然后上传到中心进行分析，分析的成果由国家地震局、中科院等部门所共享。当前该工程已经进入二期工程建设时期，教育部以及国家气象局也相继加入这样网络的建设当中。
3.3 深圳连续运行卫星定位服务系统。它是我国建立的第一个实用化的实时动态CORS系统,其实时定位精度可达到平面3厘米,垂直5厘米,系统由5个GPS 基准站、一个系统控制中心、一个用户数据中心、若干用户应用单元、数据通信系统五个子系统组成,各子系统互联,形成一个分布于整个城市的局域网或城域网。网络实时动态定位采用虚拟参考站技术,系统的数据服务分两种方式: 通过访问服务器以GSM数据通信方式向用户提供实时精密定位服务。通过Internet网络向用户提供精密事后处理的数据服务,并系统工作状况、新闻等动态信息。
4 结语
本文介绍了网络RTK 技术的原理和服务现状,对网络RTK定位技术中采用的常用方法进行了简单的介绍，对四种网络RTK 技术服务CORS系统的主要方法进行了较详细的描述,并介绍了CORS系统的应用现状。
参考文献：
[1]陶叶青.单基站CORS-RTK精度分析与测量数据处理[D]辽宁工程技术大学, 2009.
关键词：通信原理；教学改革；信源编码；信道编码
中图分类号：G642.4文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0231-02
Research on the Reform in Teaching of The Principle of Communication
CHEN Jie, CHENG Yun, HOU Hai-liang
(Department of Communications & Control Engineering, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China) Abstract: The problems existing in the presently teaching of“The Principles of Communication”are discussed, and the reform measures such as selection the teaching contents, using of many kinds of teaching methods deftly and linking theory with practice are introduced to improve the effect in teaching.
Key words: the principles of communication; teaching reform; signal source coding; signal channel coding
1《通信原理》课程教学现状
《通信原理》是电子信息工程、通信工程等信息类本科专业的一门重要的必修专业基础课，也是许多高等院校通信和信息类专业研究生入学考试的初试或者复试必考科目之一。本课程主要内容为通信系统的基本组成、信号的编码与调制、信道编码及调制技术、信号的接收、传输的差错控制及同步等。
《通信原理》是一门理论性、综合性、实践性很强的课程[1]，在实际教学中，我校安排的总课时为64节，包括48节理论课和16节实验课。理论教学主要以教师讲授为主，学生被动地接受的模式。采用讲授为主的教学模式在该课程的教学中主要表现为以下5个方面的难点：
1）课程对数学知识要求高，理论性强，数学推导多。课程中知识的推导涉及到很多高数、概率论和线性代数知识，比如平稳随机过程、信道容量、信道编码等。从先修的信号与系统、通信电子线路开始，教师讲授都会涉及大量的数学公式推导，长时间的理论学习加重了学生的厌学情绪，严重影响了教学效果。
2）课程的概念多、专有名词多而且很多概念都比较抽象。如信道、信道编码及编码方法、信源编码及编码方法等，对于初学者来说，这些概念很容易混淆，不好理解。通常是讲到后面的知识，学生忘了前面的知识。
3）先修课程学习效果直接影响通信原理的教学。信息类专业的不同课程之间知识衔接紧密，一环扣一环，一门课程没学好将直接导致后续课程无法有效的组织教学。通信原理课程是在信号与系统、通信电子线路等专业基础课程开设的前提下开课，而那些课程的理论性也相当的强。长期的理论学习使得学生对这些理论性较强的课程产生了强烈的抵制心理。
4）知识点多，讲授内容多，课时少。通信原理的包括的知识范围广，包括信号分析、模拟通信、数字通信、信源和信源编码、信道和信道编码、通信系统的组成等方面的知识，每个知识点都很重要，48课时的理论教学时间远远不够。现代交换原理、移动通信、光纤通信、计算机网络、数据通信网及扩频通信等后续专业课程迫切需要“通信原理”课程坚实的基础作为后盾。通信原理的知识点没讲到或者知识讲解不透彻，直接影响到后续课程的教学和学习，进而影响到人才培养的质量。
5）通信原理知识更新换代快，教材中的知识点和实际应用脱节。比如CDMA、数据通信等技术十多年前还仅仅存在理论中，目前已经变为现实并得到飞速发展，并出现了一些新的技术，而教材的更新换代速度跟不上通信知识的发展，学生在学习中难免会有疑问。这就需要授课者及时跟踪，了解通信的新技术，向学生介绍新的技术并且有效的解释学生在学习过程中出现的问题。
2《通信原理》课程教学改革措施
2.1精选教学内容，合理安排教学顺序
《通信原理》知识点多，知识覆盖面广，教学内容丰富，而我系电子信息工程和通信工程本科专业的培养计划中安排该门课程的 理论教学学时数为48节，要在短短的48学时内把通信原理500多面的教材内容讲授完是不可能的。因此，我们必须精选教学内容，对全局知识作合理规划，分清层次、确定重难点，对一些相对较容易的内容安排学生自学。通信原理主要包括数字通信和模拟通信两部分。实际应用中主要采用数字通信，因此应该重点讲授数字通信系统及及其相关技术。信号分析部分在信号与系统课程中学生已经详细学习过，但防止部分学生掌握不牢，本部分只简要的讲授傅里叶变换、信号的能量和相关函数等方面的知识，其他内容要求学生自学。还有模拟调制中的角度调制（调频和调相）部分通信电子线路或者高频电子线路中有相关内容，也不需要作重点讲解。另外信源编码和信道编码方法很多，也只能讲授常用的一些编码方法，其它的只讲解其编码原理或者全部要求学生自学。
选定好教学内容后，为了提高学生的学习效率，还有必要对知识点的讲授顺序作一定的调整。一般来讲，教材编排顺序就是课堂教学内容的组织顺序。但通过多次教学实践和摸索发现，适当的调整教学顺序有利于学生在学习的过程中形成一条学习主线，抓住这根线无论是听课还是自学都变得更容易。比如整个讲授过程按照通信系统的组成和通信流程进行：先讲信号及其描述和变换、接着讲信号的调制与解调，再讲信源编码和信道编码，最后介绍通信网络的相关知识。每个部分的讲授中，也抓住一条主线，比如讲授各种信源编码方法时可以以提高有效性这条主线来展开，信道编码可以以增加通信的可靠性来展开。
2.2采用多种教学方式激发学生的学习兴趣
通信原理的知识比较抽象，概念多、数学公式和数学推导比较多，采取传统的填鸭式教学方式会使学生的学习兴趣下降，为此，需要灵活运用多种教学方法,激发学生的学习兴趣，提高教学效率。
首先，应该抛弃以教师讲授为主,学生被动地接受的教学模式，采用以教师为主导,学生为主体的教学方式。教师先通过相关通信知识的实际应用引起学生对该知识点的兴趣，并随之提出疑问，进而进行知识点的讲授。对于要求学生自学或者预习的部分，也提前提出问题，让学生带着问题自学，同时要求学生在下次上课前回答问题或者对有关内容进行讲解，使自学效果得以保证。
其次，充分发挥《通信原理课程》多媒体课件的作用[2]，并用flash制作各种演示动画。多媒体课件主要内容包括了基本概念和基础知识、公式推导、通信系统功能各模块的输出波形和相应知识点的练习题等。在几年的教学中，我用flash软件制作了各种编码、调制解调等方面的动画演示，使学生能直观形象的理解各知识点。
再次，加强与学生的沟通，了解学生的学习动态，及时调整讲课进度。通过提问、课间与学生聊天、批改作业、课间小测试和布置练习题等，了解学生的学习效果，听取同学们对教学建议，并及时调整自己的授课进度和讲课方法。平时注意与同学们建立了友好的关系，利用情感纽带建立和谐的课堂秩序。
2.3注重理论联系实际
《通信原理》是一门应用很广的课程，要深入的理解和掌握它必须将它与实际应用结合起来。首先，通信的相关技术日新月异，使得通信原理教材中的相关知识与实际应用脱节。其次，通信原理注重基本通信理论的介绍，主要包括理论的数学机理、各种技术的实现框图和相关技术，学生学习时对相关内容没有直观的认识。
课堂教学中,要多和实际应用建立联系,将抽象深奥的原理融入到具体的例子中进行讲解。比如在讲频分复用技术时，学生很难理解，可以将该技术与多人同时进出教学大楼大门联系起来形象的进行讲解。
在进行知识讲解时，要注意将相关理论的实际应用情况进行介绍，让学生觉得通信原理不仅仅是一些抽象的理论，而且具有很强的实用性，这样才能使学生的学习兴趣更浓。比如在讲授通信系统时，可以直接以手机通信为例，介绍其采用的调制技术、解调方法，复用技术等，这样就将理论和实际联系起来了。
通信原理知识更新换代迅速，任课教师需要及时跟踪新出现的技术，并将相关知识融入到对应的知识中进行介绍[3]。
3实际教学效果
通过在2006级、2007级、2008级通信工程专业和2008级电子信息工程专业的《通信原理》课堂教学中不断摸索和总结，形成了以上措施。事实证明，通过这些措施，《通信原理》的课堂教学效果有了较大的提高,学生普遍反映学习不再枯燥，很多学生都会课后花时间去消化已学知识。为了能够回答好老师课前布置的问题，对于自学内容或者没有深人讲解的部分，学生也会保质保量的进行了自学。几年来，学生对《通信原理》的课程学习兴趣逐年提高，学生的考试成绩也有了较大的提高，在考试难度不变的情况下课程及格率也不断提升，特别是2008级通信专业学生不及格人数只有8人，达到了历史最好水平。
4小结
本文首先分析了《通信原理》课程教学中存在的问题，并就怎样提高课程教学进行了探讨，提出依靠整合教学内容、合理安排知识讲授顺序、综合运用多种教学手段和理论联系实际等措施提高教学质量，形成以教师为主导,学生为主体的教学方式。事实证明，该方法具有很强的可行性，能够有效的提高教学质量。下一步将继续对通信原理课程教学和实验教学进行研究，为理论性强课程的教学探讨出一种行之有效的教学、实验模式。同时注重“亮点”效应，将该模式运用到信号与系统、通信电子线路、移动通信、自动控制原理、现代控制理论等相关理论型课程教学中，提升这一类课程的教学效果。
参考文献：
[1]张水英.“通信原理”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报, 2003(10):12-14.
关键词：网段；ARP协议；RARP协议；
充分认识ARP的作用与工作过程有助于我们认识网络、理解TCP/IP体系的通信原理，从而指导我们分析网络中故障发生的原因以及采用有效的方法排查故障。首先，子网掩码，网关与ARP协议的概念初学者往往难以一下子掌握。因此很有必要通过实验来帮助学员更加深入直观地了解子网掩码，网关与ARP协议的基本概念与工作原理。
1 子网掩码(Subnet Mask)
子网掩码的主要功能是告知网络设备，一个特定的IP地址的哪一部分是包含网络地址与子网地址，哪一部分是主机地址。网络的路由设备只要识别出目的地址的网络号与子网号即可作出路由寻址决策，IP地址的主机部分不参与路由器的路由寻址操作，只用于在网段中唯一标识一个网络设备的接口。
子网掩码使用与IP相同的编址格式，子网掩码为1的部分对应于IP地址的网络与子网部分，子网掩码为0的部分对应于IP地址的主机部分。将子网掩码和IP地址作“与”操作后，IP地址的主机部分将被丢弃，剩余的是网络地址和子网地址。
2 网关(Gateway)
在Internet中的网关一般是指用于连接两个或者两个以上网段的网络设备，通常使用路由器(Router)作为网关。
在TCP/IP网络体系中，网关的基本作用是根据目的IP地址的网络号与子网号，选择最佳的出口对IP分组进行转发，实现跨网段的数据通信。
3 ARP协议(Address Resolution Protocol)
在以太网(Ethernet)中，一个网络设备要和另一个网络设备进行直接通信，除了知道目标设备的网络层逻辑地址(如IP地址)外，还要知道目标设备的第二层物理地址(MAC地址)。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。
当一个网络设备需要和另一个网络设备通信时，它首先把目标设备的IP地址与自己的子网掩码进行“与”操作，以判断目标设备与自己是否位于同一网段内。如果目标设备在同一网段内，并且源设备没有获得与目标IP地址相对应的MAC地址信息，则源设备以第二层广播的形式(目标MAC地址为全1)发送ARP请求报文，在ARP请求报文中包含了源设备与目标设备的IP地址。同一网段中的所有其他设备都可以收到并分析这个ARP请求报文，如果某设备发现报文中的目标IP地址与自己的IP地址相同，则它向源设备发回ARP响应报文，通过该报文使源设备获得目标设备的MAC地址信息。
如果目标设备与源设备不在同一网段，则源设备首先把IP分组发向自己的缺省网关(Default Gateway)，由缺省网关对该分组进行转发。如果源设备没有关于缺省网关的MAC信息，则它同样通过ARP协议获取缺省网关的MAC地址信息。
为了减少广播量，网络设备通过ARP表在缓存中保存IP与MAC地址的映射信息。在一次ARP的请求与响应过程中，通信双方都把对方的MAC地址与IP地址的对应关系保存在各自的ARP表中，以在后续的通信中使用。ARP表使用老化机制，删除在一段时间内没有使用过的IP与MAC地址的映射关系。
4 实验设计
我们通过设计一个简单的实验来帮助学员更深入直观地理解上述三个知识点所涉及的基本概念与原理。在实验中，我们利用ping命令来检验主机间能否进行正常的双向通信。在“ping”的过程中，源主机向目标主机发送ICMP的Echo Request报文，目标主机收到后，向源主机发回ICMP的Echo Reply报文，从而可以验证源与目标主机能否进行正确的双向通信。
A与B为实验用的PC机，使用Windows2000 Professional作操作系统。
实验方案：
步骤1：
设置两台主机的IP地址与子网掩码：
A: 192.168.1.130 255.255.255.0
B: 192.168.1.125 255.255.255.0
两台主机均不设置缺省网关。
用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A与B上分别用ping命令与对方通信，在A与B上分别显示，
A: Reply from 192.168.1.125: bytes=32 time<10ms TTL=128
B: Reply from 192.168.1.130: bytes=32 time<10ms TTL=128
用arp -a命令可以在两台PC上分别看到对方的MAC地址。
分析：由于主机将各自通信目标的IP地址与自己的子网掩码相“与”后，发现目标主机与自己均位于同一网段(192.168.1.0)，因此通过ARP协议获得对方的MAC地址，从而实现在同一网段内网络设备间的双向通信。
步骤2：
将A的子网掩码改为：255.255.255.128，其他设置保持不变。
操作1：用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A上ping B，在A上显示结果为：Destination host unreachable
用arp -a命令在两台PC上均不能看到对方的MAC地址。
分析1：A将目标设备的IP地址(192.168.1.125)和自己的子网掩码(255.255.255.128)相“与”得192.168.1.0，和自己不在同一网段(A所在网段为:192.168.1.128)，则A必须将该IP分组首先发向缺省网关。由于A的缺省网关没有配置，无法对分组进行正确发送，因此显示“目标主机不可到达”。
操作2：接着在B上ping A，在B上显示结果为：Request timed out 此时用arp-a命令可以在两台PC上分别看到对方的MAC地址。
分析2：B将目标设备的IP地址(192.168.1.130)和自己的子网掩码(255.255.255.0)相“与”，发现目标主机与自己均位于同一网段(192.168.1.0)，因此，B通过ARP协议获得A的MAC地址，并可以正确地向A发送Echo Request报文。但由于A不能向B正确地发回Echo Reply报文(原因见分析1)，故B上显示ping的结果为“请求超时”。在该实验操作中，通过观察A与B的ARP表的变化，可以验证：在一次ARP的请求与响应过程中，通信双方就可以获知对方的MAC地址与IP地址的对应关系，并保存在各自的ARP表中。
关键词：现场总线控制系统 火电厂 推广应用
20世纪80年代，DCS（数字式分散控制系统）开始进入电站自动化控制领域，由于其在安全生产与经济效益等方面带来的正面作用是以往任何一种控制系统无法与其相提并论的，因此，DCS在电站被广泛使用。目前300MW以上机组，无论是国产机组还是引进机组，无一例外采用DCS，就连200MW、100MW机组也在使用DCS来进行改造，甚至于一些自备电厂的25MW、12MW的火电机组也采用DCS系统。
那么，作为20世纪90年代才走向实用化的，在自动化领域内最为新型的控制系统——现场总线控制系统(fieldbus control system，FCS)，能否也像DCS系统一样被电站接受并广为推广使用?
1 FCS与DCS相比较最显著的特点
根据国际电工委员会IEC1158定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。
以现场总线为基础的全数字控制系统称为现场总线控制系统FCS。即：现场总线是用于现场仪表与控制室系统之间的一种开放、全数字化、双向通信与多站的通信系统。
DCS与FCS的具体比较如下：
（1） DCS系统是个大系统，其控制器功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以必须整体投资一步到位，事后扩容难度较大。而FCS功能下放较彻底，信息处理现场化，广泛采用的数字智能现场装置使得控制器功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。
（2） DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本互不兼容。而FCS系统是开放式系统，用户可以选择不同厂商、不同品牌的各种设备连入现场总线，达到最佳的系统集成。
（3） DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须有D/A与A/D转换。而FCS系统是全数字化，免去了D/A与A/D变换，高集成化高性能，使精度可以从±0.5％提高到±0.1％。
（4） FCS系统可以将PID闭环控制功能装入变送器或执行器中，缩短了控制周期，目前可以从DCS的2～5次/s，提高到FCS的10～20次/s，从而改善调节性能。
（5） DCS系统可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。但是，由于其自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，无法在DCS工程师站上对现场仪表（含变送器、执行器等）进行远方诊断、维护和组态。FCS系统采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能。FCS系统采用双向数字通信现场总线信号制。因此，它可以对现场装置（含变送器、执行器等）进行远方诊断、维护和组态。FCS系统这点优越性是DCS系统无法比拟的。
（6） FCS系统由于信息处理现场化，与DCS系统相比，可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积，有专家认为可以节省60％。
（7）与（6）同样的理由，FCS系统可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计、安装和维护费用，有专家认为可以节省66％。
对于（6）、（7）两点应补充说明的是，采用FCS系统，节省投资的效果是勿庸置疑的，但是否如有的专家所说达60％～66％，尚有待给出客观评价，尽管这些数字在多篇文章中出现，笔者认为这是相互转摘的结果，目前还未找到这些数字的原始出处。因此，读者在引用这些数字时要慎重。
（8） FCS相对于DCS组态简单，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、维护。
（9） 用于过程控制的FCS设计开发要点。这一点并不作为DCS的比较，只是说明用于过程控制或者用于模拟连续过程类的FCS在设计开发中应重点考虑的问题。
1) 要求总线本安防爆功能，而且是头等重要的。
2） 基本监控如流量、料位、温度、压力等的变化是缓慢的，而且还有滞后效应，因此，节点监控并不需要很快的电子学的响应时间，但要求有复杂的模拟量处理能力。这一物理特征决定了系统基本上多采用主-从之间的集中轮询制，这在技术上是合理的，在经济上是有利的。
3） 流量、料位、温度、压力等参数的测量，其物理原理是古典的，但传感器、变送器及控制器应向数字智能化发展。
4） 作为针对连续过程类及其仪器仪表而开发的FCS系统，应侧重于低速总线H1的设计完善。
2 FCS在火电厂的实际应用
现场总线控制系统FCS是一个新型的控制系统，进入我国的时间还不算长，目前在火电厂的应用还处于局部领域使用的阶段。
例1：Cegelec Alspa P320系统（见图1）应用于我国华能珞璜电厂（4×360MW）二期工程（2×360MW）机组的自动控制。该系统有31个双冗余WorldFIP网络，16个监视和控制站，32台冗余PLC，处理18000I/O点，50000点控制数据。该系统采用双绞线媒体，操作站冗余并有后备站，系统典型的响应时间为50ms。
华能珞璜电厂二期工程是从法国GEC ALSTOM集团全套引进的2×360MW燃煤发电机组。锅炉由STEIN公司提供，汽轮机由STG公司提供，发电机由STG公司提供。已于1998年底全部投运发电。
控制系统是法国CEGELCE公司提供的、20世纪90年代中期开发推出的ALSPA P320控制系统。实现了机组的数据采集系统（DAS）、闭环控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）与燃烧器管理系统（BMS）等主要功能。汽轮机数字电液控制系统（DEH）采用法国GEC ALSTOM STG公司提供的MICROREC控制系统。
ALSPA P320控制系统各部分通过标准网络来相互通信，与其他控制部件可以方便地进行通信。ALSPA P320有三大网络：
LOCAFIP现场总线网络（WorldFIP），采用FIP标准（UTEC64＋601607），用于链接输入输出模板到P320的C370控制器。
F900数据总线（WordlFIP），用于C370控制器之间的数据交换和C370控制器与CENTRALOG通信。F900是一种快速的数据传输网络，基于IEEE的FIP标准（UTEC64＋601607）的工业局域网。
CONTRONET控制网使用以太网技术，用于集中控制层CENTRALOG数据库与操作员工作站之间的数据交换。CONTRONET遵照IEEE803.3局域网标准。
通过INTERENT标准协议，P320可进行长距离通信，进行远程维护和大型电网控制。
例2：陕西省杨凌燃机热电厂位于陕西省杨凌农业高新技术开发区内，采用德国Siemens公司生产的遵循Profibus现场总线协议的Simatic PCS7控制系统作为机、炉、电的集中控制系统。系统配置图如图2所示。
该系统共配置3对冗余CPU－41H控制器。每一对冗余控制器均通过冗余的现场总线Profibus－DP（最新数据传输速率可达12Mbit/s）带一定数量的远程I/O扩展机架ET200M及I/O模件。由远程I/O扩展机架和模件组成的远程I/O站均放置于现场附近，通过Profibus－DP总线与放置在主控楼的冗余控制器通信。
该系统共配置32个ET200M远程机架，按工艺流程分成8个远程I/O站，放置在全厂8个不同位置，最远的一个远程I/O站——深井泵房远程I/O站距主厂区3.4km左右，其他的远程I/O站间距离在200m以内。控制器与各远程I/O站间的通信是通过Profibus-DP现场总线完成的，主厂区内Profibus-DP现场总线传输介质为双绞线，深井泵房远程I/O站与主厂区间的数据通信采用光纤作为传输介质，两端通过光电转换接口，与Profibus-DP现场总线相接。
由于使用了Profibus-DP现场总线技术，现场布置I/O机柜，实现了对燃机外围设备、余热锅炉、汽机辅机、循环水泵房、综合水泵房、深井泵房、厂用电气系统、110kV升压站等系统与主控环的服务器进行双向数据交换，实现了全厂各系统的集中监控。自动系统投入率达到100％，2001年8月系统投入商业运营。
例3：四川广安电厂，采用遵循Profibus现场总线协议的L2-DP网络技术，成功地将锅炉补给水控制系统与凝结水精处理控制系统控制等辅助车间控制系统联网，提高了火电厂辅助车间控制的劳动生产率及系统可靠性。
转贴于 3 FCS在火电厂局部应用效果
首先明确FCS的3个关键要点：
(1) 核心：FCS系统的核心是总线协议，即总线标准。也就是说，只有遵循现场总线协议的控制系统，才能称为现场总线控制系统。
(2) 基础：FCS系统的基础是数字智能现场装置。数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑。
(3) 本质：FCS系统的本质是信息处理现场化。这是FCS系统效能的体现。
再来分析前面提到的火电厂应用FCS的几个例子。
在例1中，华能珞璜电厂的ALSPA 320控制系统，它的Loca Fip网络与F900网络均遵循WorldFip现场总线的总线协议，CONTRONET控制网采用以太网技术。这是一个非常典型的现场总线体系结构。
在例2中，杨凌燃机热电厂的Simaeic PCS7控制系统，控制器与各远程I/O间的通信是通过Profibus-DP现场总线来完成。控制器与控制器之间、控制器与服务器之间的数据通信是通过冗余的环型工业以太网来完成。
上述两例子中，在通信网络方面均遵循现场总线协议，即都含有做为现场总线控制系统的核心部分，但另一个共同特点是都没有采用数字智能现场装置，仍采用模拟量的测量元件和执行机构，不具备现场控制功能。失去了现场总线控制系统的硬件支撑，信息处理现场化就不能实现，也就是说现场总线的突出特点——降低系统投资成本、减少运行费用和提高运行和管理水平等，未能充分发挥出来。
例3则是目前现场总线在火电厂局部应用中的一个成功典型。
4 FCS在火电厂的应用前景
（1） 现场总线控制系统是目前最新型的控制系统，它是一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统。现场总线技术给自动化领域带来了一场革命，代表了自动化的发展方向。数字通信是一种趋势，也是技术发展的必然。从理论上讲，双向数字通信现场总线信号制技术必将会给火电厂安全经济运行及提高管理水平带来实实在在的效益。这是过去在电站中使用过的任何控制系统所无法与之相比拟的。
（2） 作为现场总线控制系统的核心部分——总线协议，已经在火电厂控制系统的通信网络中成功运行，这不仅消除了人们以前存有的许多疑团，也为现场总线控制系统在火电厂推广应用打下了良好的基础。
（3） 现场总线控制系统，在以顺序控制为主，以PLC（可编程逻辑控制器）为硬件的火电厂辅助车间控制系统联网控制中，可以发挥最大效益（见例3)。PLC作为一个站挂在高速总线上，充分发挥PLC在处理开关量方向的优势。现场总线在该领域的应用已经取得成功，这将是今后一段时间内火电厂辅助车间适度集中控制方针得以实现的一种优选方案。
（4） 由于目前能满足火电厂控制要求的数字式智能现场装置的品种还很少，理论上的现场总线效益还不能充分发挥。因此，在大型机组上全面采用典型的现场总线控制系统的时机尚未成熟。
（5） 目前，像例1、例2的控制系统不失是一种向FCS过渡性的控制系统，它既保留了DCS系统中功能很强的控制器及I/O模件，同时在通信网络又遵循现场总线协议。我们将该系统称之为在通信和数据传输方向遵循现场总线协议的数字式分散控制系统，暂称该系统为FDCS。
关键词：大型建筑；建筑智能化；系统集成
1.概述
中国的商业地产项目建设正在蓬勃发展，随着项目的体量越来越大，机电设备数量也随之增加，要合理有效的对这些机电设备进行管理，原有的各系统分散式管理已经无法满足。建筑智能化系统集成的重要性体现的越来越明显。基于项目建设的需求，本分析报告对建筑智能化系统集成进行了全面的阐述，对系统的设计和建设有针对性的分析。
1.1系统集成的基本概念
系统集成，是指根据应用的需要，将硬件平台、网络设备、系统软件、工具软件及相应的应用软件等集成为具有优良性能价格比的适应开发环境与资源共享的大型或巨型信息系统的全过程，使用户能得到一体化的解决方案。
系统集成的本质就是达到资源的共享，就是要实现最优化的统筹设计。系统集成的全过程不只为用户提供一些具体设备和产品的简单组合，而是通过这些设备和产品向用户提供其应用的一种方案或一种设想，来满足用户对功能的要求，体现出系统集成后的附加值。
1.2系统集成的设计要求
按国家规范（GB/T50314-2006）的要求，智能化集成系统的功能应符合下列要求：
（1）应以满足建筑物的使用功能为目标，确保对各类系统监控信息资源的共享和优化管理。
（2）应以建筑物的建设规模、业务性质和物业管理模式等为依据，建立实用、可靠和高效的信息化应用系统，以实施综合管理功能。
智能化集成系统的构成宜包括智能化系统信息共享平台建设和信息化应用功能实施。
智能化集成系统配置应符合下列要求：
（1）应具有对各智能化系统进行数据通信、信息采集和综合处理的能力。
（2）集成的通信协议和接口应符合相关的技术标准。
（3）应实现对各智能化系统进行综合管理。
（4）应支撑工作业务系统及物业管理系统。
（5）应具有可靠性、容错性、易维护性和可扩展性。
智能化集成系统应根据建筑功能、智能化系统配置、用户的使用情况、管理需求等来确定具体的集成内容。
1.3系统集成的内容
系统集成的内容可简单地分为以下几种：
（1）从信息的角度看系统集成
从信息的角度看，系统集成应涉及信息生命周期的各个阶段：
（a）信息的收集、加工、处理、存储；
（b）信息通过各种途径的传递与传输；
（c）信息的使用与消费。
（2）从技术的角度看系统集成
因为信息的生命周期分三个阶段，信息源又分为多种不同类型，所以系统集成所涉及的技术是相当广泛的。
系统集成一般应涉及以下技术：
（a）数据处理技术 - 信息的多样性要求采用不同的技术，使它们“数据化”。各种文字、图形、图像、语音等，要分别采用键盘输入、图形扫描、语言识别、文字识别、图形与图像的处理与识别等技术。有许多数据的获得还要采用传感器和数据采集技术。
（b）计算机硬件及软件平台，包括数据库 - 数据的多媒体化也对数据技术的发展提出新的要求。系统集成商不必自己去开发计算机硬件、系统软件及数据库，但必须对这一领域的技术发展了如指掌。
（c）多媒体的传输技术，局域网与广域网 - 网域的结构化、高速化、智能化的发展趋势，使局域网从以服务器为中心的传统共享介质式，向以HUB为中心的交换式发展。通信技术更是发展迅速，为信息的传递提供了强而有力的手段。
（d）信息还原技术、数据输出 - 包括语言、文字、图形、图像的输出、拷贝、存储等。
2.方案简介
建议智能化系统集成把楼宇自控系统（BAS）及其他机电系统集成于一系统作统一管理，成为智能楼宇控制和管理系统（IBMS），系统用无主系统及完全智能分散作为基本设计及通讯概念。再结合于各层面的直接数字式控制器及通信接口以对项目各机电系统全面监控。
各分站的控制器为直接数字控制，备有足够内存、通讯软硬件及独立运作功能。当操作站、其它分站或通讯网络发生故障时，分站应不受影响，继续独立运行。分站透过通讯网络，便能与操作站进行联系及互传资料。
从智能楼宇控制和管理系统（IBMS）的实际情况出发，按需求是体现在“技术层、管理层、营运层”三个层面。
2.1技术层
从技术层面上，IBMS 应用当今先进且成熟的系统及技术，为建筑物的运行提供高效的监控及管理平台，同时亦应为项目的营运与发展提供服务。
技术层应满足以下要求：
・基于TCP/IP以及开放式协议的IBMS系统架构：
要求管理层网络支持TCP/IP协议，中央站可以通过网络把信息传送到任何指定的数据通信分站。现场控制网络要求用符合通信协议的网络，同时现场控制器可以独立于网络完成控制功能。
・先进完备的系统数据库及其应用，提供企业级的数据库交互平台。
・基于WEB技术的、人性化的、便捷的且灵活的操作管理软件平台。
・软件系统嵌入式且配置灵活的现场控制器及其I/O模块可靠耐用的现场监控组件。
2.2管理层
所有系统用的技术都是为建筑运行服务的，在技术层面的需求满足的情况下，针对建筑本身的功能特点而设计的系统控制、运行及管理模式，是确保建筑高效、低耗且节能运行的关键。
具体体现为：
・空调系统运行工况的控制
根据室外气象条件的变化，对空调系统运行工况的控制及调整，在满足室内人体舒适度的基础上，最大限度的优化整个空调系统的运行效率。
・针对建筑内不同的功能区域
在空调系统运行工况控制基础上，实现对不同功能区域的区域化特定控制模式，以满足不同功能区域对室内空气参数的特定需求。
・给排水系统监察
给排水系统的分散控制与集中监视管理，给排水系统设备比较分散，相对控制比较独立，集中监视管理所有水箱、水池、水坑的液位状态及报警。
・照明系统监控
考虑公共照明的个性化控制，优化照明控制模式，在满足照明功能需求的基础上，最大限度的优化控制模式实现照明系统节能运行。
・中央管理平台
基于企业通用数据库、IE以及WEB技术的中央管理监控平台，提供个性化的管理运行模式以及开放式的应用接口及工具，实现完备的分散控制、集中管理的运行模式，为建筑的运行提供整体的管理运行服务。
楼宇控制和管理系统的软件可监控下列机电系统：
提供哪些系统的监控需根据各项目情况选择。
2.3营运层
先进的楼宇控制和管理系统技术是为建筑物的运行管理服务的，完备的建筑运行管理又是为其服务的企业营运发展服务的，同时又直接关系到物业管理企业的营运绩效，因此集成系统运行管理模式亦应体现为企业营运服务的层面上。
具体体现为：
・系统上纳入项目整体管理体系
通过标准的数据库及网络技术融入项目整体资产管理体系，实现对其资产的整体管理。
・提高建筑营运环境的舒适度
采用了楼宇控制和管理系统，能够直观、方便的对环境指标进行监视，通过楼宇控制和管理系统营运的分析，对空调、送排风等设备进行控制，保证环境的舒适度。
・节能以及能源管理
通过先进的技术手段及优化的控制管理模式，实现对建筑耗能的监测、数据集、能源绩效分析，利用最优能源策略实现能源使用效率持续改进。楼宇可以实现用电负荷的最优控制，有效节省电能，减少不必要的浪费。
・节省人力
通过楼宇控制和管理系统先进的管理监控平台，在投入使用后可以大量减少运行操作人员和设备维护维修人员，并能及时处理设备出现的问题，提高人员的工作效率。
・延长设备的使用寿命
在建筑内配置楼宇控制和管理系统之后，设备的运行状态始终处于系统的监视之下，楼宇控制和管理系统可提供设备运行的完整记录，同时可以定期打印通知单，能及时发现和处理设备的故障及故障隐患，因此可以使设备的运行寿命加长，也就是降低了建筑的运行费用。
系统架构建议如图：
3.总结
智能化集成系统将智能建筑内各子系统相互独立的设备、资源、服务、管理功能集成到一个相互关联、统一协调的系统之中，节省能源和人力，降低建筑物的管理成本，通过自动检测、优化控制、信息共享，实现安全、环保、高效，提高管理水平。设计以信息融合、资源共享为核心，以优化管理为目的，不局限于子系统内部或子系统之间有限集成，智能化集成系统设立统一的数据库系统，根据具体配置、具体管理需求，将各个智能化子系统的数据有选择地获取、处理，并以统一的格式保存在集成系统数据库，同时具备开放的软件架构和标准化的第三方软件接口，为进一步实现以建筑为单位的综合管理、节能管理、应急指挥提供标准化的数据服务。
参考文献：
