時(shí)間：2023-06-12 14:47:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數(shù)據(jù)通信基本概念，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信應(yīng)用研究
1 數(shù)據(jù)通信的基本概念
1.1 數(shù)據(jù)通信的原理 數(shù)據(jù)是指把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常被廣義地理解為在網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字編碼。數(shù)據(jù)是信息的載體，它是信息的表示形式，數(shù)據(jù)按一定規(guī)則、形式組織起來(lái)時(shí)，就可以傳達(dá)某種意義，這種具有某種意義的數(shù)據(jù)集合就是信息。數(shù)據(jù)通信就是利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)信息傳遞的一種通信方式。
1.2 數(shù)據(jù)通信的通信方式、交換方式及適用范圍
1.2.1 數(shù)據(jù)通信方式 ①串行通信。發(fā)送設(shè)備將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，逐位在通信線上傳輸并送達(dá)接受設(shè)備，接收端將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回并行方式，供接收方使用。串行通信傳播速度慢，但覆蓋面廣。②并行通信。并行通信傳輸在兩個(gè)設(shè)備之間有多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)使用，發(fā)送方將這些數(shù)據(jù)位通過(guò)數(shù)據(jù)線傳給接受方，接受方可同時(shí)收到多個(gè)數(shù)據(jù)。并行通信傳統(tǒng)速度快，主要用于近距離通信。
1.2.2 數(shù)據(jù)通信交換方式及適用范圍 ①電路交換通信。電路交換是指兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或終端使用一條相同的物理鏈路進(jìn)行信息傳輸，且該鏈路是一直使用的、不與其他終端共享的。該電路交換方式實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成本低，一般在一些公用的電話、電報(bào)、數(shù)據(jù)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)中使用。②報(bào)文交換通信。報(bào)文交換通信是在線路較忙時(shí)先把用戶的報(bào)文存儲(chǔ)于交換機(jī)中，當(dāng)輸出電路負(fù)載小時(shí)再將該報(bào)文傳送到接收方。報(bào)文交換通信方式適用于終端之間傳輸速率或協(xié)議不同的數(shù)據(jù)通信，可提高電路利用率。③分組交換通信。分組交換通信是把接受到的整份報(bào)文分為幾個(gè)數(shù)據(jù)包，先分組儲(chǔ)存在中轉(zhuǎn)器內(nèi)，然后再轉(zhuǎn)發(fā)到接收方。分組交換通信傳輸成本低，傳輸質(zhì)量高，適合比較大的數(shù)據(jù)信息。
2 數(shù)據(jù)通信的分類
2.1 有線數(shù)據(jù)通信
2.1.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的基礎(chǔ)是數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，它是以光纜、數(shù)字微波、數(shù)字衛(wèi)星電路為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)字傳輸而形成的一個(gè)具有優(yōu)秀傳輸質(zhì)量、利用率高、價(jià)格便宜的一種有線數(shù)字傳輸。
2.1.2 分組交換網(wǎng) 分組交換網(wǎng)是一種新型的交換網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)它也是有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。它的原理是將一條信息平均分成多分并分組，以組的形式儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)，因此它的交換延時(shí)較低，具有實(shí)時(shí)通信功能，并且它在同一條電路上開放多條虛擬電路，由此多個(gè)用戶就可以同時(shí)利用信息。
2.1.3 幀中繼網(wǎng) 幀中繼網(wǎng)是由幀中繼節(jié)點(diǎn)機(jī)和傳輸鏈路構(gòu)成的。它將X.25協(xié)議規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和用戶設(shè)備之間每段鏈路上的數(shù)據(jù)差錯(cuò)重傳控制推到網(wǎng)絡(luò)邊緣的終端來(lái)執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)只是用于糾錯(cuò)，從而大大簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的處理過(guò)程。其功能特點(diǎn)為：通過(guò)幀中繼協(xié)議以幀的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；傳輸鏈路通過(guò)邏輯連接，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)分配；處理效率很高，信息處理量比較大，通信的延時(shí)較低；采用了簡(jiǎn)化的分組交換技術(shù)提供PVC/SVC。
2.2 無(wú)線數(shù)據(jù)通信
無(wú)線數(shù)據(jù)通信不依賴于有形媒介進(jìn)行信息傳遞，而是利用無(wú)線電波的傳播傳遞信息，不限于終端是否固定，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)狀態(tài)下的通信。無(wú)線數(shù)據(jù)通信是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，通過(guò)與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)相聯(lián)，使移動(dòng)用戶擁有有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的功能。
3 數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用
3.1 有線數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用
3.1.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路（DDN的應(yīng)用范圍有：①可提供一定強(qiáng)度的中高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。例如局域網(wǎng)互聯(lián)、大中型主機(jī)互聯(lián)、ISP等。②為分組交換網(wǎng)提供中繼電路。③提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多的業(yè)務(wù)。④提供中繼幀的業(yè)務(wù)。同時(shí)也擴(kuò)大了DNN的業(yè)務(wù)范圍。⑤提供語(yǔ)音、圖像等通信。⑥提供虛擬專用業(yè)務(wù)。其應(yīng)用的領(lǐng)域很廣泛，各種領(lǐng)域均能發(fā)現(xiàn)它的影子。它不僅適用于氣象、公安、鐵路、醫(yī)院等行業(yè)，也涉及到一些實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換，如證券業(yè)、銀行等。還有無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)利用了DDN聯(lián)網(wǎng)后，也提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和快速自愈能力。
3.1.2 分組交換網(wǎng)的應(yīng)用 提供了SVC和PVC，其分組的業(yè)務(wù)資費(fèi)比較便宜，是架設(shè)內(nèi)部廣域網(wǎng)最經(jīng)濟(jì)的一種選擇。可單點(diǎn)也可多點(diǎn)連接，在建立多點(diǎn)連接時(shí)代替昂貴的DDN專線，大大縮減了建立多點(diǎn)連接的代價(jià)。因?yàn)閄.25協(xié)議比較復(fù)雜，所以適用于64K的低速場(chǎng)合。如POS機(jī)、郵電部、ChinaPAC等。
3.1.3 幀中繼技術(shù)的應(yīng)用 幀中繼有許多好處，其中比較實(shí)用的有如下幾點(diǎn)：①降低網(wǎng)絡(luò)互連費(fèi)用，幀中繼能再一條物理鏈接上提供多條邏輯連接，所以用戶接入的費(fèi)用也相對(duì)的降低了。②簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)功能，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。幀中繼技術(shù)采用了光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)處理功能，因此幀中繼能明顯地改善網(wǎng)絡(luò)功能和響應(yīng)的時(shí)間，大大縮短了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。它通過(guò)充分利用高層協(xié)議的性能，簡(jiǎn)化了物理網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，同時(shí)也保證了高層網(wǎng)絡(luò)的各種功能不受到任何的影響。③采用了國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)，與各種廠商的產(chǎn)品相互兼容，這也大大提高的幀中繼的利用率。因?yàn)閹欣^的協(xié)議比較簡(jiǎn)單，所以各個(gè)廠商在產(chǎn)品之間的兼容性和互通互聯(lián)性上比較容易實(shí)現(xiàn)。幀中繼的應(yīng)用十分廣泛，下面是一些應(yīng)用的例子：①通過(guò)LAN進(jìn)行互聯(lián)。大約有90%以上的用戶采用這種方式連入幀中繼網(wǎng)。其比較適合處理LAN用戶傳送大量的突發(fā)性數(shù)據(jù)。很多大企業(yè)、銀行、政府部門都是通過(guò)這種LAN的方式來(lái)將總部與各地分支機(jī)構(gòu)進(jìn)行WAN互聯(lián)。②圖像傳送。幀中繼網(wǎng)絡(luò)的高速率、低延時(shí)、低費(fèi)用等特點(diǎn)受到大多數(shù)用戶的親睞，其種種優(yōu)點(diǎn)比較適合于傳輸圖片和圖像等多媒體信息。例如遠(yuǎn)處醫(yī)療系統(tǒng)就采用了這種幀中繼網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樵谶h(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)中傳送一張普通的X光片就需要占用8MB/s的寬帶，而幀中繼網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和費(fèi)用方面都比較能讓人接受。③通過(guò)利用幀中繼網(wǎng)能夠建立一種虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)是一種邏輯網(wǎng)絡(luò)，在虛擬網(wǎng)內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠共享細(xì)膩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的資源，此數(shù)據(jù)也僅僅限制在虛擬網(wǎng)內(nèi)，對(duì)于虛擬網(wǎng)外的用戶不會(huì)產(chǎn)生任何的影響。同時(shí)也有利于信息的保密性。
3.2 無(wú)線數(shù)據(jù)通信 無(wú)線數(shù)據(jù)通信由于可應(yīng)用于移動(dòng)用戶，故也稱為移動(dòng)數(shù)據(jù)通信。它已經(jīng)在人們的日常生活中普遍應(yīng)用。無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般包括基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和專用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)常見的有廣播、傳真、Emai、無(wú)線網(wǎng)（WLAN）的建立等。專用業(yè)務(wù)是某個(gè)行業(yè)特殊的用途，如GPS汽車導(dǎo)航衛(wèi)星定位、計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度、個(gè)人移動(dòng)數(shù)據(jù)通信、3G手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及等，都屬于無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍。
4 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)據(jù)通信的快速發(fā)展給人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)等均帶來(lái)了極大的便利，其通信技術(shù)日趨完善，應(yīng)用前景也日益廣泛。相信在不久的將來(lái)，數(shù)據(jù)通信會(huì)遍布人類生活的每個(gè)角落，成為信息交流與共享的有力手段，也將成為現(xiàn)代通信生活中必不可少的工具。
參考文獻(xiàn)：
[1]高華麗，董禮海.數(shù)據(jù)通信及其應(yīng)用[J].山西建筑.2007(13)[2]王鵬.數(shù)據(jù)通信技術(shù)及其應(yīng)用前景[J].科技風(fēng).2009(02).
【關(guān)鍵詞】 全自動(dòng)生化分析儀 C8051F340 USB 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 上位機(jī)應(yīng)用程序
生化檢驗(yàn)是醫(yī)生確認(rèn)病人病情的重要手段之一，通過(guò)對(duì)人體體液的檢驗(yàn)可以測(cè)定其中的各項(xiàng)生化指標(biāo)，如血常規(guī)、轉(zhuǎn)氨酶、血糖血脂、尿素氮、淀粉酶、免疫球蛋白等。當(dāng)人體某些肌體組織發(fā)生病變時(shí)，病人體液中的生化指標(biāo)將會(huì)出現(xiàn)差異，因此常規(guī)生化指標(biāo)的分析成為當(dāng)前醫(yī)療檢測(cè)的重要手段，對(duì)于肝、腎、心血管疾病及糖尿病的診斷尤為重要[1]。
全自動(dòng)生化分析儀（Automatic Chemistry Analyzer）就是用自動(dòng)生化分析技術(shù)以機(jī)械的方式模擬手工操作，完成取樣、去蛋白、加試劑、孵育反應(yīng)、檢測(cè)、顯色、比色、計(jì)算結(jié)果和打印報(bào)告等多個(gè)步驟，并按照分析程序，把這些步驟連接起來(lái)，使一個(gè)分析項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程按預(yù)定的程序自動(dòng)完成，可對(duì)多個(gè)樣品按同一方式連續(xù)處理或?qū)σ粋€(gè)樣品同時(shí)進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目檢測(cè)[2]。其控制方案主要包括電子控制系統(tǒng)、通信數(shù)據(jù)采集單片機(jī)及PC機(jī)。
由于全自動(dòng)生化分析儀的執(zhí)行機(jī)構(gòu)多，時(shí)序非常的復(fù)雜而且要求非常的嚴(yán)格。其電子控制系統(tǒng)包括主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、通訊數(shù)據(jù)采集模塊、光電信號(hào)模塊、液位探測(cè)模塊、交直流驅(qū)動(dòng)模塊以及輔助電源模塊。通信數(shù)據(jù)采集模塊用于采樣測(cè)量和控制系統(tǒng)的各狀態(tài)、溫度、光度計(jì)信號(hào)，以及與上下位機(jī)的通信。傳統(tǒng)上國(guó)產(chǎn)生化分析儀的通信數(shù)據(jù)采集單片機(jī)與PC機(jī)完成通信采用的是RS232/RS485的串口通信，現(xiàn)將其改為USB通信不僅可以使全自動(dòng)生化分析儀方便的連入PC機(jī)，而且可以大大提高其數(shù)據(jù)通信能力，是加快其分析速度、數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Х椒ā?/p>
一、USB基本概念及特點(diǎn)
USB（Universal Serial BUS，通用串行總線）中文簡(jiǎn)稱為通串線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦和外部設(shè)備的連接和通訊，是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB是在1994年底有英特爾、康柏、IBM、Micros等多家公司聯(lián)合提出的。USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為3.0版本，成為目前電腦中的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本間能很好的兼容[3]。具有以下特點(diǎn)：
（1）Host控制器基于PCI，易于控制；
（2）即插即用，無(wú)需手動(dòng)設(shè)置地址、中斷；
（3）支持熱插拔，系統(tǒng)不需要重啟便可以繼續(xù)工作；
（4）易于擴(kuò)展，理論上可以連接多大127個(gè)設(shè)備；
（5）USB2.0以低成本實(shí)現(xiàn)了高達(dá)480Mbps的傳輸速率，速度的提高對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)就是可以使用到更加高效的外部設(shè)備，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以連接到USB2.0的線路上，無(wú)需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)；
（6）接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，端口供電等。
二、上下位機(jī)通信電路的設(shè)計(jì)
在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生化分析儀的電子控制系統(tǒng)和上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信時(shí)，通信數(shù)據(jù)采集模塊采用了具有全速USB Flash 微控制器C8051F340。
C8051F340具有高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的微控制內(nèi)核（可達(dá)48MIPS），使其與電子控制系統(tǒng)具有很好的兼容性，易于擴(kuò)展。另外，具有模擬外設(shè)：10位的ADC、兩個(gè)比較器、內(nèi)部電壓基準(zhǔn)、上電復(fù)位/掉電檢測(cè)器；它的USB控制器符合USB 2.0的規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）的數(shù)據(jù)傳送；集成時(shí)鐘恢復(fù)電路，無(wú)需外部晶體；支持8個(gè)端點(diǎn)；1Kb的USB緩存；集成的收發(fā)器，無(wú)需外部電阻；具有高速的微控制器內(nèi)核；4kRAM，64kflash；豐富的數(shù)字外設(shè)，穩(wěn)定的時(shí)鐘源；可以實(shí)現(xiàn)片內(nèi)調(diào)試，使用起來(lái)相當(dāng)?shù)姆奖鉡4，5]。
傳統(tǒng)上通過(guò)RS232接口芯片MAX232實(shí)現(xiàn)的串行通信，為了確保通信的可靠，一般使用兩片MAX232分別連在單片機(jī)端和PC機(jī)端，芯片之間的信號(hào)發(fā)送和接受采用光耦隔離，結(jié)構(gòu)相對(duì)而言比較復(fù)雜。由于C8051F340本身集成眾多硬件電路的特性，所以硬件接口設(shè)計(jì)變得非常簡(jiǎn)單，不需要再添加額外的電子元器件就能實(shí)現(xiàn)USB的數(shù)據(jù)傳輸。使得系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 集成度高， 可靠性好。
三、軟件的設(shè)計(jì)
3.1 下位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)
為了能夠?qū)崿F(xiàn)C8051F340和上位機(jī)的通信，Slicon公司的USBXpress開發(fā)包提供了一系列的函數(shù)，使得用戶可以不用了解USB協(xié)議以及設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，只需要掌握用戶端和設(shè)備端的應(yīng)用程序接口（Application Function Interface，API），便可以比較容易的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。這些API函數(shù)以庫(kù)文件的形式提供，在Keil C51工具鏈中被預(yù)編譯。所以下位機(jī)軟件的開發(fā)工具選用的是Keil uVision3[6]。
C8051F340程序開發(fā)中所用的主要函數(shù)有USB_Clock_Start（），USB_Init（），Block_Read（），Blockj_Write（），USB_Int_Enable（），Get_Interupt_Enable（），USB_Suspend（）等，值得注意的是，在調(diào)用下面所涉及的函數(shù)之前，必須包含USB_API.lib的頭文件USB_API.h和SiLabs C8051F340的頭文件c8051f340.h，這樣程序才可以順利通過(guò)編譯。
這樣，C8051F340就可以將電子控制系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)及時(shí)的交給PC機(jī)，并且將PC的控制命令傳送給電子控制系統(tǒng)，操作全自動(dòng)生化分析儀的運(yùn)行。
3.2 上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)采用的是Visual C++ 6.0作為上位機(jī)的開發(fā)環(huán)境。首先，新建一個(gè)MFC AppWizard（exe）類型的工程，在MFC AppWizard的第一步選擇創(chuàng)建基于對(duì)話框（Dialog Based）的應(yīng)用程序，然后單擊【Finish】接受各步的默認(rèn)設(shè)置，完成應(yīng)用程序的創(chuàng)建。
與下位機(jī)開發(fā)相似，USBXpress也提供了一系列的API函數(shù)，用于上位機(jī)程序的開發(fā)。主機(jī)的API函數(shù)以Windows動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）的形式提供。在Visual C++環(huán)境下，主機(jī)和C8051F340單片機(jī)之間的通訊用到的函數(shù)主要有：SI_GetNumDevices（），SI_GetProductString（），SI_Open（），SI_Write（），SI_Read（），SI_Close（）等，值得注意的是，為了能順利通過(guò)程序的編譯，需要在工程源文件中添加SiUSBXp.h和SiUSBXp.dll 以及SiUSBXp.lib。
四、結(jié)束語(yǔ)
本文簡(jiǎn)要介紹了全自動(dòng)生化分析儀和USB的基本概念，并詳細(xì)全自動(dòng)生化分析儀通信數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)，包括硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的開發(fā)。用USB代替RS232可以大大提高全自動(dòng)生化分析儀的數(shù)據(jù)傳輸能力，有利于提高數(shù)據(jù)處理的速度。在國(guó)產(chǎn)全自動(dòng)生化分析儀中，值得推廣。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 吳海波. 全自動(dòng)生化分析儀電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 東北大學(xué). 2006
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程；通信工程；課程體系；通信類課程
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的發(fā)展已近10個(gè)年頭，目前開設(shè)該專業(yè)的院校達(dá)200多所[1]，已有大批畢業(yè)生走向社會(huì)。但網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)仍屬于教育部頒發(fā)的本科教育目錄外專業(yè)(專業(yè)代碼：080613W)；各高校對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的理解還存在一定的差異，其專業(yè)定位、培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系等都不盡相同，缺乏統(tǒng)一或公認(rèn)的指導(dǎo)性辦學(xué)計(jì)劃。隨著網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展，加之社會(huì)對(duì)該領(lǐng)域人才的迫切需求，近些年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)的研究與報(bào)告越來(lái)越多，本文主要圍繞網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)如何設(shè)置通信類系列課程進(jìn)行探討。
1網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程和電子工程等專業(yè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)多專業(yè)技術(shù)不斷地交叉、融合，內(nèi)涵不斷地豐富和擴(kuò)展，并在社會(huì)對(duì)各類網(wǎng)絡(luò)人才需求不斷推動(dòng)下得以產(chǎn)生并發(fā)展壯大的一門新的學(xué)科和專業(yè)[2]。本文將它的專業(yè)課程(含專業(yè)基礎(chǔ)課程)體系大致分為4大方面的系列課程，如圖1所示。
其中，電子類課程涵蓋電工、電子電路、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)等方面的基本理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，是培養(yǎng)學(xué)生具備分析和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、通信器件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等IT產(chǎn)品能力的基本課程，也是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)計(jì)算機(jī)類、通信類以及網(wǎng)絡(luò)類課程的重要基礎(chǔ)。由于網(wǎng)絡(luò)
工程專業(yè)主要起源于計(jì)算機(jī)專業(yè)，而且網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備又是一種特殊而重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，學(xué)生只有在掌握好計(jì)算機(jī)基本原理、體系結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步熟悉并掌握網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(如交換機(jī)、路由器等)的工作原理、體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)。因此計(jì)算機(jī)類課程是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)最重要的一類系列課程，它和網(wǎng)絡(luò)類系列課程一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的骨干課程體系。
圖1網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系
通信類和網(wǎng)絡(luò)類系列課程是最能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特色的系列課程，是培養(yǎng)學(xué)生具有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研發(fā)、規(guī)劃、部署、集成、管理、安全防護(hù)等技術(shù)的重要課程，也是關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生是否能最終滿足現(xiàn)代各類IT企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)人才要求的關(guān)鍵。目前，
各院校在課程設(shè)置方面存在的差異也是這兩類課程及其教學(xué)內(nèi)容深淺和寬窄的選定，這與各院校在學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)定位以及通信工程和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)方向的教學(xué)實(shí)力和實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。
2網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和通信工程專業(yè)的異同點(diǎn)
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與通信工程專業(yè)同屬于網(wǎng)絡(luò)與通信領(lǐng)域，同跨電子、通信和計(jì)算機(jī)學(xué)科，部分專業(yè)課程，尤其是專業(yè)基礎(chǔ)課程方面開設(shè)的課程類似。例如，大多院校的兩類專業(yè)均開設(shè)電工與電路基礎(chǔ)、模/數(shù)電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計(jì)等課程。尤其是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的通信類課程，主要來(lái)源于通信工程專業(yè)的部分專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，并且兩者都強(qiáng)調(diào)動(dòng)手及其工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，有一定的共性。但畢竟兩者的培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)不同，因此，在通信類課程的選定和教學(xué)內(nèi)容的安排上，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)應(yīng)著重考慮兩者的不同點(diǎn)。這些不同點(diǎn)主要如下：
1) 在專業(yè)定位方面，通信工程專業(yè)偏重于信號(hào)編碼、信息的發(fā)送、傳輸和處理以及通信設(shè)備、技術(shù)和系統(tǒng)的研發(fā)和使用；而網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)則關(guān)注網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)新產(chǎn)品的研發(fā)，組網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、集成，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理與維護(hù)等，兩者的培養(yǎng)目標(biāo)不同。因此在內(nèi)容深淺和學(xué)時(shí)安排上，兩專業(yè)的通信類課程應(yīng)作明顯區(qū)分。
2) 在數(shù)理基礎(chǔ)方面，通信工程專業(yè)關(guān)注信號(hào)的變換、傳輸、處理、檢測(cè)及編碼，其特有的專業(yè)基礎(chǔ)課程有信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、隨機(jī)信號(hào)分析、電磁場(chǎng)與電磁波、信息論及編碼等。通過(guò)學(xué)習(xí)這些課程，學(xué)生可為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)或?qū)?lái)進(jìn)一步研發(fā)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)通信設(shè)備和系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。而網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)除了注重讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)知識(shí)外，還應(yīng)讓學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí)圖論、進(jìn)程代數(shù)、排隊(duì)論、Petri網(wǎng)、線性與非線性規(guī)劃等知識(shí)領(lǐng)域相關(guān)的理論課程，為進(jìn)一步研究網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、流量控制、網(wǎng)絡(luò)性能分析等打下基礎(chǔ)。因此在專業(yè)理論基礎(chǔ)方面的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有明顯不同。
3) 從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面來(lái)看，通信工程專業(yè)更注重于學(xué)習(xí)和研究IP層以下的底層支撐通信網(wǎng)的協(xié)議、技術(shù)及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，通常開設(shè)通信電子線路或高頻電子線路和低頻電子線路、微波技術(shù)與天線、光纖通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、數(shù)字程控交換原理等網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)不開或涉及較淺的課程。而網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)則注重IP層以上的網(wǎng)絡(luò)高層協(xié)議及軟件的開發(fā)和應(yīng)用，重點(diǎn)涉及的課程有網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析、網(wǎng)絡(luò)編程、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、Internet技術(shù)[3]等通信工程專業(yè)涉及較少的課程。可以說(shuō)，通信工程專業(yè)通常著重于電信或廣電等公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)與管理，而網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)則相對(duì)偏重于互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、專用網(wǎng)、IP網(wǎng)以及接入網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)、管理及應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)和維護(hù)。因此，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的通信類課程應(yīng)以基本概念、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)的教學(xué)為重點(diǎn)，以滿足網(wǎng)絡(luò)類系列課程的教學(xué)要求為目標(biāo)，而將復(fù)雜的電磁或信號(hào)處理等理論分析內(nèi)容加以精簡(jiǎn)。有所為，有所不為，以體現(xiàn)專業(yè)特色。
4) 課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的偏重點(diǎn)也不同。通常，通信工程專業(yè)將電子系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、DSP系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、通信原理課程設(shè)計(jì)以及通信工程綜合課程設(shè)計(jì)等作為重點(diǎn)的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。而網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)關(guān)注的課程內(nèi)容有組網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或應(yīng)用軟件開發(fā)課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)攻防課程設(shè)計(jì)等[4]。這也說(shuō)明了兩類專業(yè)的畢業(yè)生將來(lái)要走向的工作崗位有所不同。因此，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)與課程教學(xué)一樣有所側(cè)重。
最后，通信工程專業(yè)發(fā)展歷史悠久，教學(xué)內(nèi)容也相對(duì)集中、穩(wěn)定和成熟(信息與通信工程為一級(jí)學(xué)科)。而網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)則是個(gè)新興且正在發(fā)展中的專業(yè)，涉及的知識(shí)面較廣，內(nèi)容較多、較新，工程性也相對(duì)較強(qiáng)，不但涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或系統(tǒng)軟、硬件的開發(fā)，還涉及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成、運(yùn)營(yíng)、管理、測(cè)試、性能分析、安全等技術(shù)內(nèi)容。因此，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)如何設(shè)計(jì)好自己的通信類課程體系，既要重點(diǎn)突出，又要適應(yīng)面廣，是一個(gè)非常值得探討的問(wèn)題。
3通信類系列課程的設(shè)置建議
綜上所述，由于兩個(gè)專業(yè)的關(guān)注點(diǎn)不同，因此，在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程體系中開設(shè)有關(guān)通信方面的課程，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，以夠用和滿足網(wǎng)絡(luò)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研發(fā)為原則，以理解并掌握基本的通信理論、概念和工作原理并熟悉現(xiàn)代各種通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)為要求，以通信類課程能否支撐網(wǎng)絡(luò)類課程的學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)為衡量準(zhǔn)則。
3.1通信類專業(yè)基礎(chǔ)課設(shè)置
在通信類專業(yè)基礎(chǔ)課方面，可開設(shè)信號(hào)分析與處理和數(shù)據(jù)通信原理兩門課程。其中信號(hào)分析與處理課程應(yīng)涵蓋信號(hào)與系統(tǒng)的大部?jī)?nèi)容和數(shù)字信號(hào)處理的部分內(nèi)容。其主要知識(shí)單元應(yīng)包括信號(hào)分析與處理的基本概念，連續(xù)信號(hào)分析(時(shí)域、頻域、復(fù)頻域)，離散信號(hào)分析(時(shí)域、頻域、復(fù)頻域)，信號(hào)處理基礎(chǔ)，模擬和數(shù)字濾波器，信號(hào)分析與處理的MATLAB實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容。數(shù)據(jù)通信原理課程來(lái)源于通信工程專業(yè)的通信原理課程，主要簡(jiǎn)化了模擬通信原理的有關(guān)概念和技術(shù)。其主要內(nèi)容應(yīng)涵蓋數(shù)據(jù)通信的基本概念(信號(hào)、噪聲、信道和性能指標(biāo)等)，信源編碼，信道編碼，基帶傳輸，頻帶傳輸，同步等主要知識(shí)單元。另外，還可在這兩門課程中適當(dāng)增加隨機(jī)信號(hào)分析與處理基礎(chǔ)方面的章節(jié)。教師可根據(jù)各高校特點(diǎn)及目標(biāo)定位來(lái)設(shè)置兩門課程具體的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。
3.2通信類專業(yè)課設(shè)置
在通信類專業(yè)課方面，應(yīng)使學(xué)生了解和掌握現(xiàn)代信息社會(huì)各種常見通信網(wǎng)絡(luò)(光纖通信網(wǎng)、數(shù)字程控交換網(wǎng)、寬帶IP網(wǎng)絡(luò)、微波和衛(wèi)星通信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)以及各種接入網(wǎng)等)的基本特點(diǎn)，協(xié)議，工作原理，關(guān)鍵技術(shù)以及組網(wǎng)和應(yīng)用方面的內(nèi)容。保證學(xué)生今后無(wú)論是進(jìn)行核心網(wǎng)絡(luò)還是接入網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)路還是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)還是IP網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、
運(yùn)營(yíng)和軟硬件開發(fā)，都能具備足夠的通信知識(shí)背景，并快速了解和熟悉工作環(huán)境和崗位要求。
說(shuō)到具體內(nèi)容，可開設(shè)現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)(可涵蓋數(shù)字程控交換網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、寬帶IP網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)、NGN網(wǎng)等)，無(wú)線通信與網(wǎng)絡(luò)(可涵蓋無(wú)線通信和無(wú)線信道方面的基本概念和理論、移動(dòng)通信網(wǎng)、微波通信和衛(wèi)星通信等)，接入網(wǎng)技術(shù)(可涵蓋以太接入、xDSL網(wǎng)、HFC網(wǎng)、各種無(wú)線接入網(wǎng))等3門左右的課程。在教學(xué)過(guò)程中，可簡(jiǎn)化一些理論性強(qiáng)、學(xué)生學(xué)習(xí)枯燥的內(nèi)容(通信工程專業(yè)可能側(cè)重的內(nèi)容)。如何確定專業(yè)必修課、選修課以及選定教材、內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，各高校可靈活掌握，有條件的院校還可開設(shè)無(wú)線傳感器網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新的通信技術(shù)課程。
4結(jié)語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)橫跨電子、通信以及計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域。雖然建設(shè)的時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展很快。它與通信工程專業(yè)既有共同點(diǎn)也有明顯的區(qū)別，其通信類專業(yè)課程主要來(lái)源于通信工程專業(yè)的有關(guān)課程。如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行取舍，是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。本文在對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系進(jìn)行分類以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和通信工程專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)的基礎(chǔ)上，給出了開設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)通信類系列課程的想法和建議，有待于在今后的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步豐富與完善。
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Establishment of Communication Serial Courses in Network Engineering
MAO Yu-gang, CAO Jie-nan, XU Ming
(Department of Network Engineering, School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)
關(guān)鍵詞 發(fā)展；趨勢(shì)；通信；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；計(jì)算機(jī)；信息
中圖分類號(hào) TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）121-0198-01
1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最簡(jiǎn)單定義是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。
從廣義上看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以傳輸信息為基礎(chǔ)目的，用通信線路將多個(gè)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成包括傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備。
從用戶角度看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是這樣定義的：存在著一個(gè)能為用戶自動(dòng)管理的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。有它調(diào)用完成用戶所調(diào)用的資源，而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)像一個(gè)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，對(duì)用戶是透明的。
一個(gè)比較通用的定義是：利用通信線路將地理上分散的、具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信設(shè)備按不同的形式連接起來(lái)，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。
2 通信系統(tǒng)定義
通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過(guò)程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱。現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導(dǎo)引媒體中的傳輸機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)，前者稱為無(wú)線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)。當(dāng)電磁波的波長(zhǎng)達(dá)到光波范圍時(shí)，這樣的電信系統(tǒng)特稱為光通信系統(tǒng)，其他電磁波范圍的通信系統(tǒng)則稱為電磁通信系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為電信系統(tǒng)。由于光的導(dǎo)引媒體采用特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統(tǒng)又稱光纖通信系統(tǒng)。一般電磁波的導(dǎo)引媒體是導(dǎo)線，按其具體結(jié)構(gòu)可分為電纜通信系統(tǒng)和明線通信系統(tǒng)；無(wú)線電信系統(tǒng)按其電磁波的波長(zhǎng)則有微波通信系統(tǒng)與短波通信系統(tǒng)之分。另一方面，按照通信業(yè)務(wù)的不同，通信系統(tǒng)又可分為電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、傳真通信系統(tǒng)和圖像通信系統(tǒng)等。
3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)結(jié)合的發(fā)展前景
計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新通信方式，主要是滿足數(shù)據(jù)通信的需要。它將不同地理位置、具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)、終端及附屬設(shè)備用通信鏈路連接起來(lái)，并配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)軟件，以實(shí)現(xiàn)通信過(guò)程中資源共享而形成的通信系統(tǒng)。它不僅可以滿足局部地區(qū)的一個(gè)企業(yè)、公司、學(xué)校和辦公機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)、文件傳輸需要，而且可以在一個(gè)國(guó)家甚至全世界范圍進(jìn)行信息交換、儲(chǔ)存和處理，同時(shí)可以提供話音、數(shù)據(jù)和圖像的綜合，具有人的發(fā)展前景。計(jì)算機(jī)通信革命帶來(lái)以下這些重要事實(shí)：數(shù)據(jù)處理設(shè)備（計(jì)算機(jī)）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（交換傳輸設(shè)備）之間不再有本質(zhì)上的區(qū)別。數(shù)據(jù)通信、話音通信和視頻通信之間也不存在本質(zhì)上的區(qū)別。單處理器計(jì)算機(jī)、多處理器計(jì)算機(jī)、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)之間的區(qū)別也日趨模糊。這些趨勢(shì)導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)與通信產(chǎn)業(yè)的日趨融合，從元器件制造到系統(tǒng)集成皆是如此。另一影響是發(fā)展了能夠傳輸和處理各種類型數(shù)據(jù)和信息的集成系統(tǒng)。不論是技術(shù)本身還是制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的組織，都被迫向能夠完成各種通信的單一的公用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展，通過(guò)這種網(wǎng)絡(luò)能夠簡(jiǎn)單且統(tǒng)一地訪問(wèn)到全世界的信息源和各種信息。
4 從系統(tǒng)觀點(diǎn)分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的界定
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通常是由計(jì)算機(jī)與通信相結(jié)合而形成的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)與通信也都是系統(tǒng)，他們既可能是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，又可能是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)更大系統(tǒng)中的一個(gè)要素，所以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間存在既有聯(lián)系又有區(qū)別的復(fù)雜關(guān)系。
根據(jù)系統(tǒng)觀點(diǎn)，系統(tǒng)是由具有一定功能、相互間有一定聯(lián)系的多個(gè)要素組成。所以研究不同系統(tǒng)之間的區(qū)別，首先要研究系統(tǒng)功能的差別。對(duì)于人造系統(tǒng)而言，其主要環(huán)境因素就是使用該系統(tǒng)的或該系統(tǒng)為之服務(wù)的“用戶”。所以系統(tǒng)基本功能通常又可歸結(jié)為系統(tǒng)想使用它的用戶所提供的基本服務(wù)功能。基于系統(tǒng)的這些基本概念，我們首先來(lái)看通信系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別是明顯的，因?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)的基本功能主要是提供信息傳輸服務(wù)，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本功能則主要是提供信息處理服務(wù)。當(dāng)然，我們也要注意到，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)內(nèi)部，實(shí)際上也常包含一些進(jìn)行信息處理的功能部件，如數(shù)字程控交換機(jī)、通信控制器等；而在計(jì)算機(jī)內(nèi)部也存在一些進(jìn)行信息傳輸?shù)牟考鐑?nèi)部總線、I/O通道等。這些都屬于系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或子結(jié)構(gòu)功能。我們?cè)诮缍ú煌愋拖到y(tǒng)時(shí)不妨把系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)看成為“黑匣子”，而主要看他們對(duì)“用戶”環(huán)境所提供的基本服務(wù)功能的差別。“黑匣子”方法是系統(tǒng)分析的一個(gè)重要方法。
從系統(tǒng)觀點(diǎn)來(lái)看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雖然是由計(jì)算機(jī)與通信結(jié)合而形成，但已不是計(jì)算機(jī)與通信的簡(jiǎn)單相加，也不是計(jì)算機(jī)或通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)單擴(kuò)張和延伸。事實(shí)上，由計(jì)算機(jī)和通信相結(jié)合而產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)論它的系統(tǒng)功能或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從一開始就已產(chǎn)生許多新的質(zhì)的變化。例如，在通信支持下的資源共享和分布處理功能已遠(yuǎn)不是不聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)群所能做到的。而在資源共享和分布處理功能基礎(chǔ)上構(gòu)造的各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)則又進(jìn)一步把遙控、雷達(dá)等信息采集技術(shù)，自控機(jī)床、機(jī)器人等信息控制技術(shù)，以及分布數(shù)據(jù)庫(kù)等信息存儲(chǔ)技術(shù)等各種信息技術(shù)都不斷綜合到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)大系統(tǒng)中。這使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有綜合信息采集、處理、傳輸、存貯和利用控制功能的綜合特征，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的“用戶”，也越來(lái)越從專業(yè)計(jì)算機(jī)用戶擴(kuò)展到社會(huì)各行各業(yè)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員。顯然，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的這種更廣泛的綜合信息功能，既不是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，也不是通信系統(tǒng)所能比擬和代替的。
5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)融合趨勢(shì)分析
信息技術(shù)通常是指對(duì)人自然信息功能進(jìn)行擴(kuò)張或增強(qiáng)的技術(shù)，人的自然信息功能包括眼、耳、鼻等的信息采集功能；大腦的信息存貯和處理功能；神經(jīng)、肌肉等信息傳輸功能等，這些人的自然信息功能載人這個(gè)信息系統(tǒng)中本來(lái)就是緊密有機(jī)的聯(lián)系在一起的。因此，作為增強(qiáng)和擴(kuò)張人自然信息功能的各種信息技術(shù)，雖然在初期發(fā)展過(guò)程往往從簡(jiǎn)單的單項(xiàng)信息功能開始，但逐步向著綜合的方向發(fā)展，以適應(yīng)人與人類社會(huì)對(duì)信息綜合需求的自然特征。到了計(jì)算機(jī)與通信結(jié)合形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，則使信息采集、處理、存貯、傳輸和利用等五大自然信息功能通過(guò)現(xiàn)代可能基礎(chǔ)上形成的各種信息技術(shù)在全球人類社會(huì)這個(gè)更寬廣的空間綜合起來(lái)，這將是一場(chǎng)更深刻的信息技術(shù)革命。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)段，子網(wǎng)掩碼，ARP協(xié)議；RARP協(xié)議（反向地址解析協(xié)議）
充分認(rèn)識(shí)ARP的作用與工作過(guò)程，有助于我們認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，理解TCP/IP體系的通信原理，從而更好的指導(dǎo)我們分析網(wǎng)絡(luò)中，故障發(fā)生的原因以及采用有效的方法排查。首先，子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的概念，初學(xué)者往往難以一下子掌握。因此，很有必要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)員更加深入直觀地了解子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的基本概念與工作原理。
一、子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）
子網(wǎng)掩碼的主要功能是告知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，一個(gè)特定的IP地址的哪一部分是包含網(wǎng)絡(luò)地址與子網(wǎng)地址，哪一部分是主機(jī)地址。網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備只要識(shí)別出目的地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)即可作出路由尋址決策。IP地址的主機(jī)部分不參與路由器的路由尋址操作，只用于在網(wǎng)段中唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口。
子網(wǎng)掩碼使用與IP相同的編址格式，子網(wǎng)掩碼為1的部分對(duì)應(yīng)于IP地址的網(wǎng)絡(luò)與子網(wǎng)部分，子網(wǎng)掩碼為0的部分對(duì)應(yīng)于IP地址的主機(jī)部分。將子網(wǎng)掩碼和IP地址做“與”操作后，IP地址的主機(jī)部分將被丟棄，剩余的是網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址。
二、網(wǎng)關(guān)（Gateway）
在Internet中的網(wǎng)關(guān)，一般是指用于連接兩個(gè)或者兩個(gè)以上網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通常使用路由器（Router）作為網(wǎng)關(guān)。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系中，網(wǎng)關(guān)的基本作用是根據(jù)目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)，選擇最佳的出口對(duì)IP分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通信。
三、ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議Address Resolution Protocol）
在以太網(wǎng)（Ethernet）中，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行直接通信，除了知道目標(biāo)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層邏輯地址（如IP地址）外，還要知道目標(biāo)設(shè)備的第二層物理地址（MAC地址）。ARP協(xié)議的基本功能就是通過(guò)目標(biāo)設(shè)備的IP地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的MAC地址，以保證通信的順利進(jìn)行。
當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信時(shí)，它首先把目標(biāo)設(shè)備的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”操作，以判斷目標(biāo)設(shè)備與自己是否位于同一網(wǎng)段內(nèi)。如果目標(biāo)設(shè)備在同一網(wǎng)段內(nèi)，并且源設(shè)備沒(méi)有獲得與目標(biāo)IP地址相對(duì)應(yīng)的MAC地址信息，則源設(shè)備以第二層廣播的形式（目標(biāo)MAC地址為全1）發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文，在ARP請(qǐng)求報(bào)文中包含了源設(shè)備與目標(biāo)設(shè)備的IP地址。同一網(wǎng)段中的所有其他設(shè)備都可以收到并分析這個(gè)ARP請(qǐng)求報(bào)文，如果某設(shè)備發(fā)現(xiàn)報(bào)文中的目標(biāo)IP地址與自己的IP地址相同，則它向源設(shè)備發(fā)回ARP響應(yīng)報(bào)文，通過(guò)該報(bào)文使源設(shè)備獲得目標(biāo)設(shè)備的MAC地址信息。
如果目標(biāo)設(shè)備與源設(shè)備不在同一網(wǎng)段，則源設(shè)備首先把IP分組發(fā)向自己的缺省網(wǎng)關(guān)（Default Gateway），由缺省網(wǎng)關(guān)對(duì)該分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果源設(shè)備沒(méi)有關(guān)于缺省網(wǎng)關(guān)的MAC信息，則它同樣通過(guò)ARP協(xié)議獲取缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址信息。
為了減少?gòu)V播量，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)ARP表在緩存中保存IP與MAC地址的映射信息。在一次ARP的請(qǐng)求與響應(yīng)過(guò)程中，通信雙方都把對(duì)方的MAC地址與IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系保存在各自的ARP表中，以在后續(xù)的通信中使用。ARP表使用老化機(jī)制，刪除在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有使用過(guò)的IP與MAC地址的映射關(guān)系。
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
我們通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)員更深入直觀地理解上述三個(gè)知識(shí)點(diǎn)所涉及的基本概念與原理。在實(shí)驗(yàn)中，我們利用ping命令來(lái)檢驗(yàn)主機(jī)間能否進(jìn)行正常的雙向通信。在“ping”的過(guò)程中，源主機(jī)向目標(biāo)主機(jī)發(fā)送ICMP的Echo Request報(bào)文，目標(biāo)主機(jī)收到后，向源主機(jī)發(fā)回ICMP的Echo Reply報(bào)文，從而可以驗(yàn)證源與目標(biāo)主機(jī)能否進(jìn)行正確的雙向通信。
A與B為實(shí)驗(yàn)用的PC機(jī)，使用Windows2000 Professional操作系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)方案：
步驟1：
設(shè)置兩臺(tái)主機(jī)的IP地址與子網(wǎng)掩碼：
A：192.168.1.130255.255.255.0
B：192.168.1.125255.255.255.0
兩臺(tái)主機(jī)均不設(shè)置缺省網(wǎng)關(guān)。
用arp -d命令清除兩臺(tái)主機(jī)上的ARP表，然后在A與B上分別用ping命令與對(duì)方通信，在A與B上分別顯示，
A：Reply from 192.168.1.125：bytes=32 time
B：Reply from 192.168.1.130：bytes=32 time
用arp -a命令可以在兩臺(tái)PC上分別看到對(duì)方的MAC地址。
分析：由于主機(jī)將各自通信目標(biāo)的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼相“與”后，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)主機(jī)與自己均位于同一網(wǎng)段（192.168.1.0），因此通過(guò)ARP協(xié)議獲得對(duì)方的MAC地址，從而實(shí)現(xiàn)在同一網(wǎng)段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的雙向通信。
步驟2：
將A的子網(wǎng)掩碼改為：255.255.255.128，其他設(shè)置保持不變。
操作1：用arp-d命令清除兩臺(tái)主機(jī)上的ARP表，然后在A上ping B，在A上顯示結(jié)果為：Destination host unreachable。
關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)測(cè)試智能電網(wǎng)
1 繼電保護(hù)基本概念及其發(fā)展趨勢(shì)
1.1 繼電保護(hù)裝置基本組成
一般而言，整套繼電保護(hù)裝置由三個(gè)部分組成的，即測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。
①測(cè)量部分 測(cè)量被保護(hù)元件工作狀態(tài)（正常工作、故障狀態(tài)）的電氣參數(shù)，并與整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。
②邏輯部分 根據(jù)測(cè)量部分輸出邏輯信號(hào)的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時(shí)間等，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障類型和范圍，確定保護(hù)裝置如何動(dòng)作。
③執(zhí)行部分 根據(jù)邏輯部分送的信號(hào)，完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如發(fā)出信號(hào)，跳閘或不動(dòng)作等。
1.2 繼電保護(hù)的基本要求
①可靠性――指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。
②選擇性――指只有當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)來(lái)切除故障。
③速動(dòng)性――指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍。
④速動(dòng)性――指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。
1.3 繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.3.1 計(jì)算機(jī)化
在微機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過(guò)用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)做成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的。現(xiàn)在，同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī)，因此，用成套工控機(jī)做成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。
1.3.2 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)保護(hù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器、高低壓線路和母線的相關(guān)保護(hù)等功能。資源共享是網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的最顯著特性，還可以結(jié)合高頻保護(hù)和光纖保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)。天津大學(xué)1993年針對(duì)未來(lái)三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護(hù)的原理，即將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(gè)保護(hù)單元，各保護(hù)單元接收本回路的輸入量后，經(jīng)量化處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它回路的保護(hù)單元，然后各保護(hù)單元進(jìn)行母線差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則跳開本回路斷路器，隔離故障母線，其它情況時(shí)各保護(hù)單元均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)，顯然比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)有更高的可靠性。
1.3.3 保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。即實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信的一體化。如果將保護(hù)裝置就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)在光電流互感器（OTA）和光電壓互感器（OTV）已在研究試驗(yàn)階段，將來(lái)必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。
1.3.4 智能化
近年來(lái)，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，電力系統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)的一些研究工作也轉(zhuǎn)向人工智能的研究，專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制理論逐步應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，為繼電保護(hù)解決許多常規(guī)問(wèn)題提供了新的方法。人工智能技術(shù)給電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展注入了新的活力，具有非常美好的發(fā)展前景。
2 繼電保護(hù)測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試方法的發(fā)展
目前國(guó)內(nèi)繼電保護(hù)產(chǎn)品檢測(cè)主要依據(jù)IEC 60255系列標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 14047國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
2.1 繼電保護(hù)測(cè)試內(nèi)容
傳統(tǒng)的繼電保護(hù)測(cè)試包括基本性能試驗(yàn)、功率消耗試驗(yàn)、溫度試驗(yàn)、電源影響試驗(yàn)、機(jī)械試驗(yàn)、絕緣實(shí)驗(yàn)、過(guò)載試驗(yàn)、觸點(diǎn)試驗(yàn)和電磁兼容試驗(yàn)。
在原有繼電保護(hù)測(cè)試項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，根據(jù)繼電保護(hù)裝置發(fā)展的新特點(diǎn)，新增加的測(cè)試內(nèi)容包括基于61850 技術(shù)的繼電保護(hù)產(chǎn)品檢測(cè)，時(shí)間同步能力檢測(cè)，產(chǎn)品通信協(xié)議檢測(cè)，軟件測(cè)試，以及裝置可靠性檢測(cè)和安全性檢測(cè)。
2.2 微機(jī)保護(hù)測(cè)試自動(dòng)化
測(cè)試自動(dòng)化是指測(cè)試系統(tǒng)可以按照事先編制的測(cè)試計(jì)劃，自動(dòng)、連續(xù)的完成繼電保護(hù)裝置的電氣性能、可靠性、通信協(xié)議、信息安全的測(cè)試。完整的測(cè)試體系由以下幾部分組成：①電氣性能在靜態(tài)模擬中的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；②電氣性能在動(dòng)態(tài)模擬中的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；③監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；④通信協(xié)議的測(cè)試系統(tǒng)；⑤信息安全的測(cè)試系統(tǒng)；⑥繼電保護(hù)測(cè)試專家系統(tǒng)。
3 智能電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響
隨著國(guó)家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的開展，智能電網(wǎng)的特征帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、分布式電源接入、微網(wǎng)運(yùn)行等技術(shù)，對(duì)繼電保護(hù)提出了新的要求。
未來(lái)智能電網(wǎng)中，電網(wǎng)的自愈特征將會(huì)對(duì)繼電保護(hù)的選擇性、可靠性、速動(dòng)性、靈敏性提出更高的要求，對(duì)常規(guī)繼電保護(hù)的配置方法提出新的要求。分布式電源的靈活接入、多變壓器的運(yùn)行方式帶來(lái)的后備保護(hù)配合、雙向潮流、系統(tǒng)阻抗的變化等問(wèn)題均會(huì)給繼電保護(hù)定值整定帶來(lái)困難。
同時(shí)，智能電網(wǎng)將給繼電保護(hù)的發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī)，智能電網(wǎng)中所采用的新型傳感器技術(shù)，數(shù)據(jù)同步技術(shù)、時(shí)鐘同步技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，可以提供區(qū)域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)采集的高精度同步，滿足數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，保障數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的冗余和可靠性。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，繼電保護(hù)要適應(yīng)電網(wǎng)需求向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、功能一體化方向發(fā)展，同時(shí)繼電保護(hù)測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試方法也應(yīng)不斷補(bǔ)充和完善，為智能電網(wǎng)提供技術(shù)支持。
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就電力營(yíng)銷的基本概念而言，其核心就要求供電企業(yè)必須面對(duì)市場(chǎng)，面向用戶，利用技術(shù)與營(yíng)銷策略的提升來(lái)適應(yīng)不斷提高的技術(shù)與市場(chǎng)需求，以及作出真確的反應(yīng)而提供供電用戶滿意的服務(wù)，即實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷過(guò)程中費(fèi)用最低、速度最快、質(zhì)量最優(yōu)、性價(jià)比最佳的服務(wù)目標(biāo)。在電力營(yíng)銷改革中需要注意的是供電企業(yè)的特殊地位，其具有較強(qiáng)的政策性、社會(huì)性、服務(wù)性、技術(shù)性、經(jīng)營(yíng)統(tǒng)一性等，是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)于一體的產(chǎn)業(yè)模式。
2電力營(yíng)銷的基本內(nèi)容與改革意義
電力營(yíng)銷的基本工作內(nèi)容包括：在服務(wù)中辦理業(yè)務(wù)擴(kuò)充，解決新老用戶的增容與新裝問(wèn)題；負(fù)責(zé)對(duì)因?yàn)樽兏M(jìn)行辦理，方便客戶做好電力營(yíng)銷的日常管理工作；在營(yíng)銷中做好電價(jià)與電費(fèi)的管理，認(rèn)真落實(shí)和執(zhí)行電價(jià)策略，及時(shí)準(zhǔn)確的抄表、核算，做好電費(fèi)的準(zhǔn)確回收與管理；做好電能計(jì)量的管理，以可靠的技術(shù)措施來(lái)保證電能計(jì)量的準(zhǔn)確；針對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行用電檢查，對(duì)用電安全、節(jié)約、計(jì)劃等進(jìn)行全面控制，做好電力調(diào)度工作；全面提升管理能力拓展電能的銷售量；做好各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)工作，做好基礎(chǔ)資料的采集、整理、分析，以備管理決策。電力營(yíng)銷改革的意義：在電力發(fā)展的影響下，智能電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)電力營(yíng)銷產(chǎn)生了較大的影響，電力生產(chǎn)與營(yíng)銷管理因?yàn)榧夹g(shù)支持從內(nèi)部已經(jīng)呈現(xiàn)出高效率生產(chǎn)與管理的態(tài)勢(shì)，而針對(duì)客戶的營(yíng)銷模式也應(yīng)根據(jù)這個(gè)需要進(jìn)行改變，利用先進(jìn)的管理與營(yíng)銷體制替代傳統(tǒng)的營(yíng)銷模式，以此適應(yīng)時(shí)代的需求，這就是營(yíng)銷改革的重要意義。
3現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)的營(yíng)銷狀況
我國(guó)供電網(wǎng)絡(luò)中，電力營(yíng)銷管理多數(shù)承擔(dān)的是電力市場(chǎng)培育與電能銷售、服務(wù)的工作，這也是電力企業(yè)最為基本的營(yíng)銷體制。從業(yè)務(wù)劃分上，邏輯屬性可以將供電營(yíng)銷業(yè)務(wù)分為客服、業(yè)務(wù)、質(zhì)量管理、營(yíng)銷決策等層面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，通信技術(shù)和自動(dòng)化水平不斷提高，我國(guó)的電力營(yíng)銷已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步，其已經(jīng)得到了多功能系統(tǒng)支持，如營(yíng)銷信息管理、客服技術(shù)支持、自動(dòng)抄表、銀行賬務(wù)、電力負(fù)荷自動(dòng)調(diào)控等。雖然有了技術(shù)上的改進(jìn)，但是從本質(zhì)看，營(yíng)銷思路與人員的基本素質(zhì)的改變不能適應(yīng)當(dāng)前技術(shù)上的提高，因此必須能進(jìn)入數(shù)字化營(yíng)銷的理念，這樣才能適應(yīng)供電智能化的發(fā)展。
4智能電網(wǎng)對(duì)供電營(yíng)銷的影響
以往的電力營(yíng)銷是抄表、核算、收費(fèi)，主要的措施與手段相對(duì)被動(dòng)，電力營(yíng)銷僅僅集中在對(duì)客戶的被動(dòng)式管理上，缺乏主動(dòng)提供服務(wù)的能力。而智能化電網(wǎng)將電力從業(yè)人員從繁重的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查中解放出來(lái)，使之可以將精力放在營(yíng)銷業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)上，即如何為客戶提供安全與穩(wěn)定的供電服務(wù)，并幫客戶會(huì)解決問(wèn)題等方面。所以智能技術(shù)解放了營(yíng)銷中資源的浪費(fèi)而提高了服務(wù)的質(zhì)量，因此營(yíng)銷必須適應(yīng)此種變化。例如：智能化的用戶負(fù)荷管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，就可以幫助負(fù)荷管理與控制可以理想地完成自動(dòng)計(jì)量、電力制定、分布式上網(wǎng)監(jiān)控等實(shí)時(shí)應(yīng)用功能，為客戶知識(shí)的交互提供技術(shù)支持。系統(tǒng)利用現(xiàn)有的通信通道實(shí)現(xiàn)雙向通信，完成自動(dòng)采集與分析功能，挖掘分析用電模式，預(yù)測(cè)市場(chǎng)發(fā)展，同時(shí)制定多元化的服務(wù)方案，并將信息傳遞給客戶，使其可以自由選擇，最終平衡電網(wǎng)供求。而用戶可以對(duì)配置方案進(jìn)行優(yōu)化選擇，整合自身的資源調(diào)整用電模式，從而提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的負(fù)荷控制模式相比，智能化的管理方式具備了以下四方方面的優(yōu)勢(shì)：1)智能化用電量與方式監(jiān)測(cè)；2)智能化數(shù)據(jù)通信與安全保障；3)智能化數(shù)據(jù)處理與信息挖掘；4)智能化負(fù)荷控制與營(yíng)銷。
5改革后的智能營(yíng)銷模式分析
從發(fā)展方向上看未來(lái)的電力系統(tǒng)將進(jìn)入到智能營(yíng)銷模式，即完全借助數(shù)字技術(shù)將電網(wǎng)運(yùn)行與業(yè)務(wù)需要、社會(huì)效益等關(guān)聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)參與者實(shí)時(shí)化互動(dòng)和能源供需平衡的調(diào)度，達(dá)到最優(yōu)化控制能源配置，最安全、最經(jīng)濟(jì)、最環(huán)保的服務(wù)和銷售模式。智能營(yíng)銷體系可以分為經(jīng)營(yíng)、銷售、營(yíng)銷等系統(tǒng)的全面自動(dòng)化。智能化營(yíng)銷的著眼點(diǎn)應(yīng)在智能化服務(wù)上，電力商品的銷售與使用將具有較高的安全性、實(shí)時(shí)性、環(huán)保性，所以智能化營(yíng)銷必須借助智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并圍繞這三個(gè)需要而展開深化與創(chuàng)新，具體表現(xiàn)是：高電能質(zhì)量和高可靠性；在高級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)和高級(jí)配電自動(dòng)化的自愈功能，使之具有網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和故障監(jiān)控、定位、隔離、恢復(fù)等功能；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將保證系統(tǒng)地域攻擊；高級(jí)配網(wǎng)SCADA可以進(jìn)行海量的數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，以此為營(yíng)銷提供數(shù)據(jù)支持；分布式的電能購(gòu)銷、調(diào)度、頻率波動(dòng)處理等，可以幫助開的清潔能源市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)化銷售；營(yíng)銷中系統(tǒng)可以結(jié)合動(dòng)態(tài)化電價(jià)政策對(duì)電力負(fù)荷與測(cè)算進(jìn)行差異化分析，以此慢優(yōu)化銷售的需求，既滿足用戶需求也保證銷售效益。
6結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】GPS；網(wǎng)絡(luò)RTK；技術(shù)
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)簡(jiǎn)稱RTK，是一門能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)定位的技術(shù)，該技術(shù)是通過(guò)將GPS測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)融合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括基準(zhǔn)站和流動(dòng)站兩大基本組成部分。基準(zhǔn)站對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后發(fā)射相應(yīng)的數(shù)據(jù)而流動(dòng)站對(duì)自身以及基準(zhǔn)站的載波相位的觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)的差分處理，最終得到所需要的精確的海拔、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。RTK技術(shù)的出現(xiàn)使GPS測(cè)量精度有了很大的提高，是GPS測(cè)量技術(shù)的一次巨大的飛躍，因而獲得了極為廣泛的使用。但是常規(guī)的RTK定位技術(shù)其測(cè)量距離具有局限性，一旦距離超過(guò)一定的限度，其定位的精確的程度就大大的降低了，這極大的限制了其使用范圍。
由于常規(guī)RTK的局限性，這使得新型的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)隨之產(chǎn)生。隨著計(jì)算機(jī)為核心的信息以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可快速發(fā)展，在常規(guī)RTK技術(shù)的基礎(chǔ)之上結(jié)合這些新的技術(shù)從而產(chǎn)生了新的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，這就是多基準(zhǔn)站RTK，也就是網(wǎng)絡(luò)RTK。網(wǎng)絡(luò)RTK在覆蓋范圍上極大的超過(guò)了常規(guī)RTK技術(shù)，除此之外，網(wǎng)絡(luò)RTK的成本更加的低廉、定位效率高且精度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于常規(guī)RTK。由于網(wǎng)絡(luò)RTK這一系列的優(yōu)點(diǎn)，這使得其使用更加的廣泛。以網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)作為基礎(chǔ)，全國(guó)各地建立了大量的CORS系統(tǒng)。CORS系統(tǒng)的廣泛使用，給傳統(tǒng)的RTK測(cè)量帶來(lái)了巨大的變革，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，極大的減少了初始化的時(shí)間，提高了工作范圍的覆蓋面積。第二，系統(tǒng)使用連續(xù)的基站，這樣用戶的觀測(cè)就變得十分的方便，可以隨時(shí)進(jìn)行，有利于工作時(shí)間的節(jié)省。第三，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行全面的監(jiān)控，保證作業(yè)的安全可靠，降低誤差出現(xiàn)的概率。第四，能夠接入互聯(lián)網(wǎng)，方便數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸和共享。我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)RTK發(fā)展十分迅速，且在實(shí)際中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，文章就網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀展開探討。
1 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)簡(jiǎn)介
1.1 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的基本原理
為了降低各種誤差對(duì)于系統(tǒng)的影響，保證測(cè)量結(jié)果具有較高的精度，從而在相對(duì)廣泛的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建一個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)，將多個(gè)基準(zhǔn)站均勻的在交大的范圍之內(nèi)進(jìn)行設(shè)置，利用廣域或者是局域差分GPS來(lái)得到精度比較高的定位結(jié)果。
1.2 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
流動(dòng)站會(huì)產(chǎn)生誤差，可以利用基準(zhǔn)站網(wǎng)的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的修正，修正后的信息通過(guò)相應(yīng)的手段傳遞給用戶，這樣用戶得到的信息就比較的精確，從而可以得到較為精確位置。常規(guī)RTK在工作過(guò)程中，利用通信系統(tǒng)將自身的載波相位觀測(cè)值對(duì)附近的動(dòng)態(tài)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的發(fā)送。這樣用戶就能夠依據(jù)自身獲得的相同歷元的載波相位觀測(cè)值進(jìn)行定位，同時(shí)能夠參照基準(zhǔn)站的坐標(biāo)而得到自己的實(shí)時(shí)位置。在RTK中一般使用雙差觀測(cè)值，從而有效的減小接收機(jī)和衛(wèi)星鐘之間的時(shí)差，從而保證獲得結(jié)果的精確性。
2 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)服務(wù)的主要方法
2.1 虛擬參考站技術(shù)
GPS流動(dòng)站先通過(guò)數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)向控制中心發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的NMEA位置信息, 告知它的概略位置,控制中心接收信息,并重新計(jì)算所有GPS數(shù)據(jù)、內(nèi)插到與流動(dòng)站相匹配的位置,再向流動(dòng)站發(fā)送改正過(guò)的RTCM信息,流動(dòng)站可位于網(wǎng)絡(luò)中的任何一點(diǎn),這樣RTK的系統(tǒng)誤差就被減少或得到消除。這種為一個(gè)虛擬的、沒(méi)有實(shí)際架設(shè)的參考站創(chuàng)建原始參考數(shù)據(jù)的技術(shù),稱之為“虛擬參考站技術(shù)”。
虛擬參考站技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程分為三步:第一，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心完成所有基準(zhǔn)站的信息融合和誤差源模型化。第二，流動(dòng)站在作業(yè)的時(shí)候,先發(fā)送概略坐標(biāo)給系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心,系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心根據(jù)概略坐標(biāo)生成虛擬參考站觀測(cè)值,并回傳給流動(dòng)站。第三，流動(dòng)站利用虛擬參考站數(shù)據(jù)和本身的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行差分,得到高精度定位結(jié)果。
虛擬參考站技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于只需增加一個(gè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備,不需增加用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力,接收機(jī)的兼容性比較好。虛擬參考站技術(shù)要求雙向數(shù)據(jù)通訊, 流動(dòng)站既要接收數(shù)據(jù),也要發(fā)送自己的定位結(jié)果和狀態(tài),每個(gè)流動(dòng)站和數(shù)據(jù)處理中心交換的數(shù)據(jù)都是唯一的,這就對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)傳輸能力有很高的要求。虛擬參考站技術(shù)目前應(yīng)用得比較廣泛,可以說(shuō)是網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的一個(gè)代表。
2.2 主輔站技術(shù)
主輔站技術(shù)(MAX)是瑞士徠卡測(cè)量系統(tǒng)有限公司基于“主輔站概念”推出的參考站網(wǎng)軟件SPIDER 的技術(shù)基礎(chǔ),其基本概念是將所有相關(guān)的代表整周未知數(shù)水平的觀測(cè)數(shù)據(jù),如彌散性的和非彌散性的差分改正數(shù),作為網(wǎng)絡(luò)的改正數(shù)據(jù)播發(fā)給流動(dòng)站對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),主參考站并不要求是最靠近的那個(gè)參考站,盡管那樣可能會(huì)更好一些。因?yàn)樗鼉H僅被用來(lái)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?而且在改正數(shù)的計(jì)算中沒(méi)有任何特殊的作用。如果由于某種原因,主站傳來(lái)的數(shù)據(jù)不再具有有效性,或者根本無(wú)法獲取主站的數(shù)據(jù),那么,任何一個(gè)輔站都可以作為主站。
主輔站技術(shù)可以使用單向數(shù)據(jù)通訊和雙向數(shù)據(jù)通訊兩種方式。單向數(shù)據(jù)通訊方式下的主輔站技術(shù)徠卡稱之為MAX技術(shù), 雙向數(shù)據(jù)通訊方式下的主輔站技術(shù)稱為i- MAX技術(shù)。MAX技術(shù)中同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元中發(fā)播同一組數(shù)據(jù),用戶接收機(jī)目前只有徠卡公司生產(chǎn)的新型接收機(jī)才能夠使用。i-MAX技術(shù)與虛擬參考站技術(shù)一樣,流動(dòng)站必須播發(fā)自己的概略位置給數(shù)據(jù)處理中心,數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)其位置計(jì)算出流動(dòng)站的改正數(shù),再以標(biāo)準(zhǔn)差分協(xié)議格式發(fā)播給流動(dòng)站,流動(dòng)站可以是各種支持標(biāo)準(zhǔn)差分協(xié)議格式的接收機(jī)。
3 國(guó)內(nèi)連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，我國(guó)的連續(xù)運(yùn)行跟蹤站的建設(shè)取得了很大的成功，取得了不小的成就，當(dāng)前我國(guó)連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀如下：
3.1 從上世紀(jì)末開始，我國(guó)的國(guó)家測(cè)繪局開始在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)永久性的GPS跟蹤站，主要是進(jìn)行精確的定位以及監(jiān)測(cè)地球動(dòng)力學(xué)。
3.2 中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)最初由我國(guó)國(guó)家地震局倡導(dǎo)，包括中科院在內(nèi)的相關(guān)的部門參與了建設(shè)和設(shè)計(jì)，建設(shè)的基準(zhǔn)站點(diǎn)覆蓋全國(guó)的范圍，這些基站之間的平均間隔為八百公里。所有的基站每三十秒鐘進(jìn)行一次采樣，然后上傳到中心進(jìn)行分析，分析的成果由國(guó)家地震局、中科院等部門所共享。當(dāng)前該工程已經(jīng)進(jìn)入二期工程建設(shè)時(shí)期，教育部以及國(guó)家氣象局也相繼加入這樣網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)當(dāng)中。
3.3 深圳連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)。它是我國(guó)建立的第一個(gè)實(shí)用化的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)CORS系統(tǒng),其實(shí)時(shí)定位精度可達(dá)到平面3厘米,垂直5厘米,系統(tǒng)由5個(gè)GPS 基準(zhǔn)站、一個(gè)系統(tǒng)控制中心、一個(gè)用戶數(shù)據(jù)中心、若干用戶應(yīng)用單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)組成,各子系統(tǒng)互聯(lián),形成一個(gè)分布于整個(gè)城市的局域網(wǎng)或城域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位采用虛擬參考站技術(shù),系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)分兩種方式: 通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器以GSM數(shù)據(jù)通信方式向用戶提供實(shí)時(shí)精密定位服務(wù)。通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)向用戶提供精密事后處理的數(shù)據(jù)服務(wù),并系統(tǒng)工作狀況、新聞等動(dòng)態(tài)信息。
4 結(jié)語(yǔ)
本文介紹了網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)的原理和服務(wù)現(xiàn)狀,對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)中采用的常用方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，對(duì)四種網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)服務(wù)CORS系統(tǒng)的主要方法進(jìn)行了較詳細(xì)的描述,并介紹了CORS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀。
參考文獻(xiàn)：
[1]陶葉青.單基站CORS-RTK精度分析與測(cè)量數(shù)據(jù)處理[D]遼寧工程技術(shù)大學(xué), 2009.
關(guān)鍵詞：通信原理；教學(xué)改革；信源編碼；信道編碼
中圖分類號(hào)：G642.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)01-0231-02
Research on the Reform in Teaching of The Principle of Communication
CHEN Jie, CHENG Yun, HOU Hai-liang
(Department of Communications & Control Engineering, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China) Abstract: The problems existing in the presently teaching of“The Principles of Communication”are discussed, and the reform measures such as selection the teaching contents, using of many kinds of teaching methods deftly and linking theory with practice are introduced to improve the effect in teaching.
Key words: the principles of communication; teaching reform; signal source coding; signal channel coding
1《通信原理》課程教學(xué)現(xiàn)狀
《通信原理》是電子信息工程、通信工程等信息類本科專業(yè)的一門重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，也是許多高等院校通信和信息類專業(yè)研究生入學(xué)考試的初試或者復(fù)試必考科目之一。本課程主要內(nèi)容為通信系統(tǒng)的基本組成、信號(hào)的編碼與調(diào)制、信道編碼及調(diào)制技術(shù)、信號(hào)的接收、傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制及同步等。
《通信原理》是一門理論性、綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程[1]，在實(shí)際教學(xué)中，我校安排的總課時(shí)為64節(jié)，包括48節(jié)理論課和16節(jié)實(shí)驗(yàn)課。理論教學(xué)主要以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)地接受的模式。采用講授為主的教學(xué)模式在該課程的教學(xué)中主要表現(xiàn)為以下5個(gè)方面的難點(diǎn)：
1）課程對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求高，理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)推導(dǎo)多。課程中知識(shí)的推導(dǎo)涉及到很多高數(shù)、概率論和線性代數(shù)知識(shí)，比如平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程、信道容量、信道編碼等。從先修的信號(hào)與系統(tǒng)、通信電子線路開始，教師講授都會(huì)涉及大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，長(zhǎng)時(shí)間的理論學(xué)習(xí)加重了學(xué)生的厭學(xué)情緒，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。
2）課程的概念多、專有名詞多而且很多概念都比較抽象。如信道、信道編碼及編碼方法、信源編碼及編碼方法等，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這些概念很容易混淆，不好理解。通常是講到后面的知識(shí)，學(xué)生忘了前面的知識(shí)。
3）先修課程學(xué)習(xí)效果直接影響通信原理的教學(xué)。信息類專業(yè)的不同課程之間知識(shí)銜接緊密，一環(huán)扣一環(huán)，一門課程沒(méi)學(xué)好將直接導(dǎo)致后續(xù)課程無(wú)法有效的組織教學(xué)。通信原理課程是在信號(hào)與系統(tǒng)、通信電子線路等專業(yè)基礎(chǔ)課程開設(shè)的前提下開課，而那些課程的理論性也相當(dāng)?shù)膹?qiáng)。長(zhǎng)期的理論學(xué)習(xí)使得學(xué)生對(duì)這些理論性較強(qiáng)的課程產(chǎn)生了強(qiáng)烈的抵制心理。
4）知識(shí)點(diǎn)多，講授內(nèi)容多，課時(shí)少。通信原理的包括的知識(shí)范圍廣，包括信號(hào)分析、模擬通信、數(shù)字通信、信源和信源編碼、信道和信道編碼、通信系統(tǒng)的組成等方面的知識(shí)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都很重要，48課時(shí)的理論教學(xué)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。現(xiàn)代交換原理、移動(dòng)通信、光纖通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)及擴(kuò)頻通信等后續(xù)專業(yè)課程迫切需要“通信原理”課程堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)作為后盾。通信原理的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)講到或者知識(shí)講解不透徹，直接影響到后續(xù)課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)，進(jìn)而影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
5）通信原理知識(shí)更新?lián)Q代快，教材中的知識(shí)點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。比如CDMA、數(shù)據(jù)通信等技術(shù)十多年前還僅僅存在理論中，目前已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)并得到飛速發(fā)展，并出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，而教材的更新?lián)Q代速度跟不上通信知識(shí)的發(fā)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)中難免會(huì)有疑問(wèn)。這就需要授課者及時(shí)跟蹤，了解通信的新技術(shù)，向?qū)W生介紹新的技術(shù)并且有效的解釋學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。
2《通信原理》課程教學(xué)改革措施
2.1精選教學(xué)內(nèi)容，合理安排教學(xué)順序
《通信原理》知識(shí)點(diǎn)多，知識(shí)覆蓋面廣，教學(xué)內(nèi)容豐富，而我系電子信息工程和通信工程本科專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中安排該門課程的 理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)為48節(jié)，要在短短的48學(xué)時(shí)內(nèi)把通信原理500多面的教材內(nèi)容講授完是不可能的。因此，我們必須精選教學(xué)內(nèi)容，對(duì)全局知識(shí)作合理規(guī)劃，分清層次、確定重難點(diǎn)，對(duì)一些相對(duì)較容易的內(nèi)容安排學(xué)生自學(xué)。通信原理主要包括數(shù)字通信和模擬通信兩部分。實(shí)際應(yīng)用中主要采用數(shù)字通信，因此應(yīng)該重點(diǎn)講授數(shù)字通信系統(tǒng)及及其相關(guān)技術(shù)。信號(hào)分析部分在信號(hào)與系統(tǒng)課程中學(xué)生已經(jīng)詳細(xì)學(xué)習(xí)過(guò)，但防止部分學(xué)生掌握不牢，本部分只簡(jiǎn)要的講授傅里葉變換、信號(hào)的能量和相關(guān)函數(shù)等方面的知識(shí)，其他內(nèi)容要求學(xué)生自學(xué)。還有模擬調(diào)制中的角度調(diào)制（調(diào)頻和調(diào)相）部分通信電子線路或者高頻電子線路中有相關(guān)內(nèi)容，也不需要作重點(diǎn)講解。另外信源編碼和信道編碼方法很多，也只能講授常用的一些編碼方法，其它的只講解其編碼原理或者全部要求學(xué)生自學(xué)。
選定好教學(xué)內(nèi)容后，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還有必要對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講授順序作一定的調(diào)整。一般來(lái)講，教材編排順序就是課堂教學(xué)內(nèi)容的組織順序。但通過(guò)多次教學(xué)實(shí)踐和摸索發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教學(xué)順序有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中形成一條學(xué)習(xí)主線，抓住這根線無(wú)論是聽課還是自學(xué)都變得更容易。比如整個(gè)講授過(guò)程按照通信系統(tǒng)的組成和通信流程進(jìn)行：先講信號(hào)及其描述和變換、接著講信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)，再講信源編碼和信道編碼，最后介紹通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)。每個(gè)部分的講授中，也抓住一條主線，比如講授各種信源編碼方法時(shí)可以以提高有效性這條主線來(lái)展開，信道編碼可以以增加通信的可靠性來(lái)展開。
2.2采用多種教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
通信原理的知識(shí)比較抽象，概念多、數(shù)學(xué)公式和數(shù)學(xué)推導(dǎo)比較多，采取傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降，為此，需要靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率。
首先，應(yīng)該拋棄以教師講授為主,學(xué)生被動(dòng)地接受的教學(xué)模式，采用以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的教學(xué)方式。教師先通過(guò)相關(guān)通信知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用引起學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的興趣，并隨之提出疑問(wèn)，進(jìn)而進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講授。對(duì)于要求學(xué)生自學(xué)或者預(yù)習(xí)的部分，也提前提出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題自學(xué)，同時(shí)要求學(xué)生在下次上課前回答問(wèn)題或者對(duì)有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解，使自學(xué)效果得以保證。
其次，充分發(fā)揮《通信原理課程》多媒體課件的作用[2]，并用flash制作各種演示動(dòng)畫。多媒體課件主要內(nèi)容包括了基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)、公式推導(dǎo)、通信系統(tǒng)功能各模塊的輸出波形和相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的練習(xí)題等。在幾年的教學(xué)中，我用flash軟件制作了各種編碼、調(diào)制解調(diào)等方面的動(dòng)畫演示，使學(xué)生能直觀形象的理解各知識(shí)點(diǎn)。
再次，加強(qiáng)與學(xué)生的溝通，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整講課進(jìn)度。通過(guò)提問(wèn)、課間與學(xué)生聊天、批改作業(yè)、課間小測(cè)試和布置練習(xí)題等，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，聽取同學(xué)們對(duì)教學(xué)建議，并及時(shí)調(diào)整自己的授課進(jìn)度和講課方法。平時(shí)注意與同學(xué)們建立了友好的關(guān)系，利用情感紐帶建立和諧的課堂秩序。
2.3注重理論聯(lián)系實(shí)際
《通信原理》是一門應(yīng)用很廣的課程，要深入的理解和掌握它必須將它與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。首先，通信的相關(guān)技術(shù)日新月異，使得通信原理教材中的相關(guān)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。其次，通信原理注重基本通信理論的介紹，主要包括理論的數(shù)學(xué)機(jī)理、各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)框圖和相關(guān)技術(shù)，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)相關(guān)內(nèi)容沒(méi)有直觀的認(rèn)識(shí)。
課堂教學(xué)中,要多和實(shí)際應(yīng)用建立聯(lián)系,將抽象深?yuàn)W的原理融入到具體的例子中進(jìn)行講解。比如在講頻分復(fù)用技術(shù)時(shí)，學(xué)生很難理解，可以將該技術(shù)與多人同時(shí)進(jìn)出教學(xué)大樓大門聯(lián)系起來(lái)形象的進(jìn)行講解。
在進(jìn)行知識(shí)講解時(shí)，要注意將相關(guān)理論的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行介紹，讓學(xué)生覺(jué)得通信原理不僅僅是一些抽象的理論，而且具有很強(qiáng)的實(shí)用性，這樣才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更濃。比如在講授通信系統(tǒng)時(shí)，可以直接以手機(jī)通信為例，介紹其采用的調(diào)制技術(shù)、解調(diào)方法，復(fù)用技術(shù)等，這樣就將理論和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)了。
通信原理知識(shí)更新?lián)Q代迅速，任課教師需要及時(shí)跟蹤新出現(xiàn)的技術(shù)，并將相關(guān)知識(shí)融入到對(duì)應(yīng)的知識(shí)中進(jìn)行介紹[3]。
3實(shí)際教學(xué)效果
通過(guò)在2006級(jí)、2007級(jí)、2008級(jí)通信工程專業(yè)和2008級(jí)電子信息工程專業(yè)的《通信原理》課堂教學(xué)中不斷摸索和總結(jié)，形成了以上措施。事實(shí)證明，通過(guò)這些措施，《通信原理》的課堂教學(xué)效果有了較大的提高,學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)不再枯燥，很多學(xué)生都會(huì)課后花時(shí)間去消化已學(xué)知識(shí)。為了能夠回答好老師課前布置的問(wèn)題，對(duì)于自學(xué)內(nèi)容或者沒(méi)有深人講解的部分，學(xué)生也會(huì)保質(zhì)保量的進(jìn)行了自學(xué)。幾年來(lái)，學(xué)生對(duì)《通信原理》的課程學(xué)習(xí)興趣逐年提高，學(xué)生的考試成績(jī)也有了較大的提高，在考試難度不變的情況下課程及格率也不斷提升，特別是2008級(jí)通信專業(yè)學(xué)生不及格人數(shù)只有8人，達(dá)到了歷史最好水平。
4小結(jié)
本文首先分析了《通信原理》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，并就怎樣提高課程教學(xué)進(jìn)行了探討，提出依靠整合教學(xué)內(nèi)容、合理安排知識(shí)講授順序、綜合運(yùn)用多種教學(xué)手段和理論聯(lián)系實(shí)際等措施提高教學(xué)質(zhì)量，形成以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的教學(xué)方式。事實(shí)證明，該方法具有很強(qiáng)的可行性，能夠有效的提高教學(xué)質(zhì)量。下一步將繼續(xù)對(duì)通信原理課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行研究，為理論性強(qiáng)課程的教學(xué)探討出一種行之有效的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｍ瑫r(shí)注重“亮點(diǎn)”效應(yīng)，將該模式運(yùn)用到信號(hào)與系統(tǒng)、通信電子線路、移動(dòng)通信、自動(dòng)控制原理、現(xiàn)代控制理論等相關(guān)理論型課程教學(xué)中，提升這一類課程的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]張水英.“通信原理”課程教學(xué)改革探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào), 2003(10):12-14.
關(guān)鍵詞：網(wǎng)段；ARP協(xié)議；RARP協(xié)議；
充分認(rèn)識(shí)ARP的作用與工作過(guò)程有助于我們認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)、理解TCP/IP體系的通信原理，從而指導(dǎo)我們分析網(wǎng)絡(luò)中故障發(fā)生的原因以及采用有效的方法排查故障。首先，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的概念初學(xué)者往往難以一下子掌握。因此很有必要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)員更加深入直觀地了解子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)與ARP協(xié)議的基本概念與工作原理。
1 子網(wǎng)掩碼(Subnet Mask)
子網(wǎng)掩碼的主要功能是告知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，一個(gè)特定的IP地址的哪一部分是包含網(wǎng)絡(luò)地址與子網(wǎng)地址，哪一部分是主機(jī)地址。網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備只要識(shí)別出目的地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)即可作出路由尋址決策，IP地址的主機(jī)部分不參與路由器的路由尋址操作，只用于在網(wǎng)段中唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口。
子網(wǎng)掩碼使用與IP相同的編址格式，子網(wǎng)掩碼為1的部分對(duì)應(yīng)于IP地址的網(wǎng)絡(luò)與子網(wǎng)部分，子網(wǎng)掩碼為0的部分對(duì)應(yīng)于IP地址的主機(jī)部分。將子網(wǎng)掩碼和IP地址作“與”操作后，IP地址的主機(jī)部分將被丟棄，剩余的是網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址。
2 網(wǎng)關(guān)(Gateway)
在Internet中的網(wǎng)關(guān)一般是指用于連接兩個(gè)或者兩個(gè)以上網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通常使用路由器(Router)作為網(wǎng)關(guān)。
在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系中，網(wǎng)關(guān)的基本作用是根據(jù)目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)，選擇最佳的出口對(duì)IP分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通信。
3 ARP協(xié)議(Address Resolution Protocol)
在以太網(wǎng)(Ethernet)中，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行直接通信，除了知道目標(biāo)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層邏輯地址(如IP地址)外，還要知道目標(biāo)設(shè)備的第二層物理地址(MAC地址)。ARP協(xié)議的基本功能就是通過(guò)目標(biāo)設(shè)備的IP地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的MAC地址，以保證通信的順利進(jìn)行。
當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信時(shí)，它首先把目標(biāo)設(shè)備的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”操作，以判斷目標(biāo)設(shè)備與自己是否位于同一網(wǎng)段內(nèi)。如果目標(biāo)設(shè)備在同一網(wǎng)段內(nèi)，并且源設(shè)備沒(méi)有獲得與目標(biāo)IP地址相對(duì)應(yīng)的MAC地址信息，則源設(shè)備以第二層廣播的形式(目標(biāo)MAC地址為全1)發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文，在ARP請(qǐng)求報(bào)文中包含了源設(shè)備與目標(biāo)設(shè)備的IP地址。同一網(wǎng)段中的所有其他設(shè)備都可以收到并分析這個(gè)ARP請(qǐng)求報(bào)文，如果某設(shè)備發(fā)現(xiàn)報(bào)文中的目標(biāo)IP地址與自己的IP地址相同，則它向源設(shè)備發(fā)回ARP響應(yīng)報(bào)文，通過(guò)該報(bào)文使源設(shè)備獲得目標(biāo)設(shè)備的MAC地址信息。
如果目標(biāo)設(shè)備與源設(shè)備不在同一網(wǎng)段，則源設(shè)備首先把IP分組發(fā)向自己的缺省網(wǎng)關(guān)(Default Gateway)，由缺省網(wǎng)關(guān)對(duì)該分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果源設(shè)備沒(méi)有關(guān)于缺省網(wǎng)關(guān)的MAC信息，則它同樣通過(guò)ARP協(xié)議獲取缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址信息。
為了減少?gòu)V播量，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)ARP表在緩存中保存IP與MAC地址的映射信息。在一次ARP的請(qǐng)求與響應(yīng)過(guò)程中，通信雙方都把對(duì)方的MAC地址與IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系保存在各自的ARP表中，以在后續(xù)的通信中使用。ARP表使用老化機(jī)制，刪除在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有使用過(guò)的IP與MAC地址的映射關(guān)系。
4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
我們通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)員更深入直觀地理解上述三個(gè)知識(shí)點(diǎn)所涉及的基本概念與原理。在實(shí)驗(yàn)中，我們利用ping命令來(lái)檢驗(yàn)主機(jī)間能否進(jìn)行正常的雙向通信。在“ping”的過(guò)程中，源主機(jī)向目標(biāo)主機(jī)發(fā)送ICMP的Echo Request報(bào)文，目標(biāo)主機(jī)收到后，向源主機(jī)發(fā)回ICMP的Echo Reply報(bào)文，從而可以驗(yàn)證源與目標(biāo)主機(jī)能否進(jìn)行正確的雙向通信。
A與B為實(shí)驗(yàn)用的PC機(jī)，使用Windows2000 Professional作操作系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)方案：
步驟1：
設(shè)置兩臺(tái)主機(jī)的IP地址與子網(wǎng)掩碼：
A: 192.168.1.130 255.255.255.0
B: 192.168.1.125 255.255.255.0
兩臺(tái)主機(jī)均不設(shè)置缺省網(wǎng)關(guān)。
用arp -d命令清除兩臺(tái)主機(jī)上的ARP表，然后在A與B上分別用ping命令與對(duì)方通信，在A與B上分別顯示，
A: Reply from 192.168.1.125: bytes=32 time<10ms TTL=128
B: Reply from 192.168.1.130: bytes=32 time<10ms TTL=128
用arp -a命令可以在兩臺(tái)PC上分別看到對(duì)方的MAC地址。
分析：由于主機(jī)將各自通信目標(biāo)的IP地址與自己的子網(wǎng)掩碼相“與”后，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)主機(jī)與自己均位于同一網(wǎng)段(192.168.1.0)，因此通過(guò)ARP協(xié)議獲得對(duì)方的MAC地址，從而實(shí)現(xiàn)在同一網(wǎng)段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的雙向通信。
步驟2：
將A的子網(wǎng)掩碼改為：255.255.255.128，其他設(shè)置保持不變。
操作1：用arp -d命令清除兩臺(tái)主機(jī)上的ARP表，然后在A上ping B，在A上顯示結(jié)果為：Destination host unreachable
用arp -a命令在兩臺(tái)PC上均不能看到對(duì)方的MAC地址。
分析1：A將目標(biāo)設(shè)備的IP地址(192.168.1.125)和自己的子網(wǎng)掩碼(255.255.255.128)相“與”得192.168.1.0，和自己不在同一網(wǎng)段(A所在網(wǎng)段為:192.168.1.128)，則A必須將該IP分組首先發(fā)向缺省網(wǎng)關(guān)。由于A的缺省網(wǎng)關(guān)沒(méi)有配置，無(wú)法對(duì)分組進(jìn)行正確發(fā)送，因此顯示“目標(biāo)主機(jī)不可到達(dá)”。
操作2：接著在B上ping A，在B上顯示結(jié)果為：Request timed out 此時(shí)用arp-a命令可以在兩臺(tái)PC上分別看到對(duì)方的MAC地址。
分析2：B將目標(biāo)設(shè)備的IP地址(192.168.1.130)和自己的子網(wǎng)掩碼(255.255.255.0)相“與”，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)主機(jī)與自己均位于同一網(wǎng)段(192.168.1.0)，因此，B通過(guò)ARP協(xié)議獲得A的MAC地址，并可以正確地向A發(fā)送Echo Request報(bào)文。但由于A不能向B正確地發(fā)回Echo Reply報(bào)文(原因見分析1)，故B上顯示ping的結(jié)果為“請(qǐng)求超時(shí)”。在該實(shí)驗(yàn)操作中，通過(guò)觀察A與B的ARP表的變化，可以驗(yàn)證：在一次ARP的請(qǐng)求與響應(yīng)過(guò)程中，通信雙方就可以獲知對(duì)方的MAC地址與IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并保存在各自的ARP表中。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 火電廠 推廣應(yīng)用
20世紀(jì)80年代，DCS（數(shù)字式分散控制系統(tǒng)）開始進(jìn)入電站自動(dòng)化控制領(lǐng)域，由于其在安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益等方面帶來(lái)的正面作用是以往任何一種控制系統(tǒng)無(wú)法與其相提并論的，因此，DCS在電站被廣泛使用。目前300MW以上機(jī)組，無(wú)論是國(guó)產(chǎn)機(jī)組還是引進(jìn)機(jī)組，無(wú)一例外采用DCS，就連200MW、100MW機(jī)組也在使用DCS來(lái)進(jìn)行改造，甚至于一些自備電廠的25MW、12MW的火電機(jī)組也采用DCS系統(tǒng)。
那么，作為20世紀(jì)90年代才走向?qū)嵱没模谧詣?dòng)化領(lǐng)域內(nèi)最為新型的控制系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fieldbus control system，F(xiàn)CS)，能否也像DCS系統(tǒng)一樣被電站接受并廣為推廣使用?
1 FCS與DCS相比較最顯著的特點(diǎn)
根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC1158定義：安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。
以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的全數(shù)字控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS。即：現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室系統(tǒng)之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向通信與多站的通信系統(tǒng)。
DCS與FCS的具體比較如下：
（1） DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng)，其控制器功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以必須整體投資一步到位，事后擴(kuò)容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，廣泛采用的數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低，可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。
（2） DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本互不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)，用戶可以選擇不同廠商、不同品牌的各種設(shè)備連入現(xiàn)場(chǎng)總線，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。
（3） DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號(hào)形成的，必須有D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)是全數(shù)字化，免去了D/A與A/D變換，高集成化高性能，使精度可以從±0.5％提高到±0.1％。
（4） FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入變送器或執(zhí)行器中，縮短了控制周期，目前可以從DCS的2～5次/s，提高到FCS的10～20次/s，從而改善調(diào)節(jié)性能。
（5） DCS系統(tǒng)可以控制和監(jiān)視工藝全過(guò)程，對(duì)自身進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。但是，由于其自身的致命弱點(diǎn)，其I/O信號(hào)采用傳統(tǒng)的模擬量信號(hào)，無(wú)法在DCS工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表（含變送器、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)采用全數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測(cè)信息差錯(cuò)的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。因此，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置（含變送器、執(zhí)行器等）進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)這點(diǎn)優(yōu)越性是DCS系統(tǒng)無(wú)法比擬的。
（6） FCS系統(tǒng)由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，與DCS系統(tǒng)相比，可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時(shí)也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積，有專家認(rèn)為可以節(jié)省60％。
（7）與（6）同樣的理由，F(xiàn)CS系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時(shí)也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用，有專家認(rèn)為可以節(jié)省66％。
對(duì)于（6）、（7）兩點(diǎn)應(yīng)補(bǔ)充說(shuō)明的是，采用FCS系統(tǒng)，節(jié)省投資的效果是勿庸置疑的，但是否如有的專家所說(shuō)達(dá)60％～66％，尚有待給出客觀評(píng)價(jià)，盡管這些數(shù)字在多篇文章中出現(xiàn)，筆者認(rèn)為這是相互轉(zhuǎn)摘的結(jié)果，目前還未找到這些數(shù)字的原始出處。因此，讀者在引用這些數(shù)字時(shí)要慎重。
（8） FCS相對(duì)于DCS組態(tài)簡(jiǎn)單，由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化，便于安裝、運(yùn)行、維護(hù)。
（9） 用于過(guò)程控制的FCS設(shè)計(jì)開發(fā)要點(diǎn)。這一點(diǎn)并不作為DCS的比較，只是說(shuō)明用于過(guò)程控制或者用于模擬連續(xù)過(guò)程類的FCS在設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。
1) 要求總線本安防爆功能，而且是頭等重要的。
2） 基本監(jiān)控如流量、料位、溫度、壓力等的變化是緩慢的，而且還有滯后效應(yīng)，因此，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控并不需要很快的電子學(xué)的響應(yīng)時(shí)間，但要求有復(fù)雜的模擬量處理能力。這一物理特征決定了系統(tǒng)基本上多采用主-從之間的集中輪詢制，這在技術(shù)上是合理的，在經(jīng)濟(jì)上是有利的。
3） 流量、料位、溫度、壓力等參數(shù)的測(cè)量，其物理原理是古典的，但傳感器、變送器及控制器應(yīng)向數(shù)字智能化發(fā)展。
4） 作為針對(duì)連續(xù)過(guò)程類及其儀器儀表而開發(fā)的FCS系統(tǒng)，應(yīng)側(cè)重于低速總線H1的設(shè)計(jì)完善。
2 FCS在火電廠的實(shí)際應(yīng)用
現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS是一個(gè)新型的控制系統(tǒng)，進(jìn)入我國(guó)的時(shí)間還不算長(zhǎng)，目前在火電廠的應(yīng)用還處于局部領(lǐng)域使用的階段。
例1：Cegelec Alspa P320系統(tǒng)（見圖1）應(yīng)用于我國(guó)華能珞璜電廠（4×360MW）二期工程（2×360MW）機(jī)組的自動(dòng)控制。該系統(tǒng)有31個(gè)雙冗余WorldFIP網(wǎng)絡(luò)，16個(gè)監(jiān)視和控制站，32臺(tái)冗余PLC，處理18000I/O點(diǎn)，50000點(diǎn)控制數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)采用雙絞線媒體，操作站冗余并有后備站，系統(tǒng)典型的響應(yīng)時(shí)間為50ms。
華能珞璜電廠二期工程是從法國(guó)GEC ALSTOM集團(tuán)全套引進(jìn)的2×360MW燃煤發(fā)電機(jī)組。鍋爐由STEIN公司提供，汽輪機(jī)由STG公司提供，發(fā)電機(jī)由STG公司提供。已于1998年底全部投運(yùn)發(fā)電。
控制系統(tǒng)是法國(guó)CEGELCE公司提供的、20世紀(jì)90年代中期開發(fā)推出的ALSPA P320控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、閉環(huán)控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）與燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）等主要功能。汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）采用法國(guó)GEC ALSTOM STG公司提供的MICROREC控制系統(tǒng)。
ALSPA P320控制系統(tǒng)各部分通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)來(lái)相互通信，與其他控制部件可以方便地進(jìn)行通信。ALSPA P320有三大網(wǎng)絡(luò)：
LOCAFIP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)（WorldFIP），采用FIP標(biāo)準(zhǔn)（UTEC64＋601607），用于鏈接輸入輸出模板到P320的C370控制器。
F900數(shù)據(jù)總線（WordlFIP），用于C370控制器之間的數(shù)據(jù)交換和C370控制器與CENTRALOG通信。F900是一種快速的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，基于IEEE的FIP標(biāo)準(zhǔn)（UTEC64＋601607）的工業(yè)局域網(wǎng)。
CONTRONET控制網(wǎng)使用以太網(wǎng)技術(shù)，用于集中控制層CENTRALOG數(shù)據(jù)庫(kù)與操作員工作站之間的數(shù)據(jù)交換。CONTRONET遵照IEEE803.3局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
通過(guò)INTERENT標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，P320可進(jìn)行長(zhǎng)距離通信，進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和大型電網(wǎng)控制。
例2：陜西省楊凌燃機(jī)熱電廠位于陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，采用德國(guó)Siemens公司生產(chǎn)的遵循Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的Simatic PCS7控制系統(tǒng)作為機(jī)、爐、電的集中控制系統(tǒng)。系統(tǒng)配置圖如圖2所示。
該系統(tǒng)共配置3對(duì)冗余CPU－41H控制器。每一對(duì)冗余控制器均通過(guò)冗余的現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus－DP（最新數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)12Mbit/s）帶一定數(shù)量的遠(yuǎn)程I/O擴(kuò)展機(jī)架ET200M及I/O模件。由遠(yuǎn)程I/O擴(kuò)展機(jī)架和模件組成的遠(yuǎn)程I/O站均放置于現(xiàn)場(chǎng)附近，通過(guò)Profibus－DP總線與放置在主控樓的冗余控制器通信。
該系統(tǒng)共配置32個(gè)ET200M遠(yuǎn)程機(jī)架，按工藝流程分成8個(gè)遠(yuǎn)程I/O站，放置在全廠8個(gè)不同位置，最遠(yuǎn)的一個(gè)遠(yuǎn)程I/O站——深井泵房遠(yuǎn)程I/O站距主廠區(qū)3.4km左右，其他的遠(yuǎn)程I/O站間距離在200m以內(nèi)。控制器與各遠(yuǎn)程I/O站間的通信是通過(guò)Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線完成的，主廠區(qū)內(nèi)Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸介質(zhì)為雙絞線，深井泵房遠(yuǎn)程I/O站與主廠區(qū)間的數(shù)據(jù)通信采用光纖作為傳輸介質(zhì)，兩端通過(guò)光電轉(zhuǎn)換接口，與Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線相接。
由于使用了Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)布置I/O機(jī)柜，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃機(jī)外圍設(shè)備、余熱鍋爐、汽機(jī)輔機(jī)、循環(huán)水泵房、綜合水泵房、深井泵房、廠用電氣系統(tǒng)、110kV升壓站等系統(tǒng)與主控環(huán)的服務(wù)器進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了全廠各系統(tǒng)的集中監(jiān)控。自動(dòng)系統(tǒng)投入率達(dá)到100％，2001年8月系統(tǒng)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
例3：四川廣安電廠，采用遵循Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的L2-DP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，成功地將鍋爐補(bǔ)給水控制系統(tǒng)與凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)控制等輔助車間控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，提高了火電廠輔助車間控制的勞動(dòng)生產(chǎn)率及系統(tǒng)可靠性。
轉(zhuǎn)貼于 3 FCS在火電廠局部應(yīng)用效果
首先明確FCS的3個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)：
(1) 核心：FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，只有遵循現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的控制系統(tǒng)，才能稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。
(2) 基礎(chǔ)：FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置。數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置是FCS系統(tǒng)的硬件支撐。
(3) 本質(zhì)：FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化。這是FCS系統(tǒng)效能的體現(xiàn)。
再來(lái)分析前面提到的火電廠應(yīng)用FCS的幾個(gè)例子。
在例1中，華能珞璜電廠的ALSPA 320控制系統(tǒng)，它的Loca Fip網(wǎng)絡(luò)與F900網(wǎng)絡(luò)均遵循WorldFip現(xiàn)場(chǎng)總線的總線協(xié)議，CONTRONET控制網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)。這是一個(gè)非常典型的現(xiàn)場(chǎng)總線體系結(jié)構(gòu)。
在例2中，楊凌燃機(jī)熱電廠的Simaeic PCS7控制系統(tǒng)，控制器與各遠(yuǎn)程I/O間的通信是通過(guò)Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)完成。控制器與控制器之間、控制器與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信是通過(guò)冗余的環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)完成。
上述兩例子中，在通信網(wǎng)絡(luò)方面均遵循現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，即都含有做為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的核心部分，但另一個(gè)共同特點(diǎn)是都沒(méi)有采用數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置，仍采用模擬量的測(cè)量元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不具備現(xiàn)場(chǎng)控制功能。失去了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的硬件支撐，信息處理現(xiàn)場(chǎng)化就不能實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)總線的突出特點(diǎn)——降低系統(tǒng)投資成本、減少運(yùn)行費(fèi)用和提高運(yùn)行和管理水平等，未能充分發(fā)揮出來(lái)。
例3則是目前現(xiàn)場(chǎng)總線在火電廠局部應(yīng)用中的一個(gè)成功典型。
4 FCS在火電廠的應(yīng)用前景
（1） 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是目前最新型的控制系統(tǒng)，它是一種全計(jì)算機(jī)、全數(shù)字、雙向通信的新型控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)革命，代表了自動(dòng)化的發(fā)展方向。數(shù)字通信是一種趨勢(shì)，也是技術(shù)發(fā)展的必然。從理論上講，雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制技術(shù)必將會(huì)給火電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及提高管理水平帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益。這是過(guò)去在電站中使用過(guò)的任何控制系統(tǒng)所無(wú)法與之相比擬的。
（2） 作為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的核心部分——總線協(xié)議，已經(jīng)在火電廠控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中成功運(yùn)行，這不僅消除了人們以前存有的許多疑團(tuán)，也為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在火電廠推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
（3） 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，在以順序控制為主，以PLC（可編程邏輯控制器）為硬件的火電廠輔助車間控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)控制中，可以發(fā)揮最大效益（見例3)。PLC作為一個(gè)站掛在高速總線上，充分發(fā)揮PLC在處理開關(guān)量方向的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)場(chǎng)總線在該領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得成功，這將是今后一段時(shí)間內(nèi)火電廠輔助車間適度集中控制方針得以實(shí)現(xiàn)的一種優(yōu)選方案。
（4） 由于目前能滿足火電廠控制要求的數(shù)字式智能現(xiàn)場(chǎng)裝置的品種還很少，理論上的現(xiàn)場(chǎng)總線效益還不能充分發(fā)揮。因此，在大型機(jī)組上全面采用典型的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的時(shí)機(jī)尚未成熟。
（5） 目前，像例1、例2的控制系統(tǒng)不失是一種向FCS過(guò)渡性的控制系統(tǒng)，它既保留了DCS系統(tǒng)中功能很強(qiáng)的控制器及I/O模件，同時(shí)在通信網(wǎng)絡(luò)又遵循現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。我們將該系統(tǒng)稱之為在通信和數(shù)據(jù)傳輸方向遵循現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的數(shù)字式分散控制系統(tǒng)，暫稱該系統(tǒng)為FDCS。
關(guān)鍵詞：大型建筑；建筑智能化；系統(tǒng)集成
1.概述
中國(guó)的商業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目建設(shè)正在蓬勃發(fā)展，隨著項(xiàng)目的體量越來(lái)越大，機(jī)電設(shè)備數(shù)量也隨之增加，要合理有效的對(duì)這些機(jī)電設(shè)備進(jìn)行管理，原有的各系統(tǒng)分散式管理已經(jīng)無(wú)法滿足。建筑智能化系統(tǒng)集成的重要性體現(xiàn)的越來(lái)越明顯。基于項(xiàng)目建設(shè)的需求，本分析報(bào)告對(duì)建筑智能化系統(tǒng)集成進(jìn)行了全面的闡述，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)有針對(duì)性的分析。
1.1系統(tǒng)集成的基本概念
系統(tǒng)集成，是指根據(jù)應(yīng)用的需要，將硬件平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)軟件、工具軟件及相應(yīng)的應(yīng)用軟件等集成為具有優(yōu)良性能價(jià)格比的適應(yīng)開發(fā)環(huán)境與資源共享的大型或巨型信息系統(tǒng)的全過(guò)程，使用戶能得到一體化的解決方案。
系統(tǒng)集成的本質(zhì)就是達(dá)到資源的共享，就是要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。系統(tǒng)集成的全過(guò)程不只為用戶提供一些具體設(shè)備和產(chǎn)品的簡(jiǎn)單組合，而是通過(guò)這些設(shè)備和產(chǎn)品向用戶提供其應(yīng)用的一種方案或一種設(shè)想，來(lái)滿足用戶對(duì)功能的要求，體現(xiàn)出系統(tǒng)集成后的附加值。
1.2系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)要求
按國(guó)家規(guī)范（GB/T50314-2006）的要求，智能化集成系統(tǒng)的功能應(yīng)符合下列要求：
（1）應(yīng)以滿足建筑物的使用功能為目標(biāo)，確保對(duì)各類系統(tǒng)監(jiān)控信息資源的共享和優(yōu)化管理。
（2）應(yīng)以建筑物的建設(shè)規(guī)模、業(yè)務(wù)性質(zhì)和物業(yè)管理模式等為依據(jù)，建立實(shí)用、可靠和高效的信息化應(yīng)用系統(tǒng)，以實(shí)施綜合管理功能。
智能化集成系統(tǒng)的構(gòu)成宜包括智能化系統(tǒng)信息共享平臺(tái)建設(shè)和信息化應(yīng)用功能實(shí)施。
智能化集成系統(tǒng)配置應(yīng)符合下列要求：
（1）應(yīng)具有對(duì)各智能化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、信息采集和綜合處理的能力。
（2）集成的通信協(xié)議和接口應(yīng)符合相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
（3）應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各智能化系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。
（4）應(yīng)支撐工作業(yè)務(wù)系統(tǒng)及物業(yè)管理系統(tǒng)。
（5）應(yīng)具有可靠性、容錯(cuò)性、易維護(hù)性和可擴(kuò)展性。
智能化集成系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑功能、智能化系統(tǒng)配置、用戶的使用情況、管理需求等來(lái)確定具體的集成內(nèi)容。
1.3系統(tǒng)集成的內(nèi)容
系統(tǒng)集成的內(nèi)容可簡(jiǎn)單地分為以下幾種：
（1）從信息的角度看系統(tǒng)集成
從信息的角度看，系統(tǒng)集成應(yīng)涉及信息生命周期的各個(gè)階段：
（a）信息的收集、加工、處理、存儲(chǔ)；
（b）信息通過(guò)各種途徑的傳遞與傳輸；
（c）信息的使用與消費(fèi)。
（2）從技術(shù)的角度看系統(tǒng)集成
因?yàn)樾畔⒌纳芷诜秩齻€(gè)階段，信息源又分為多種不同類型，所以系統(tǒng)集成所涉及的技術(shù)是相當(dāng)廣泛的。
系統(tǒng)集成一般應(yīng)涉及以下技術(shù)：
（a）數(shù)據(jù)處理技術(shù) - 信息的多樣性要求采用不同的技術(shù)，使它們“數(shù)據(jù)化”。各種文字、圖形、圖像、語(yǔ)音等，要分別采用鍵盤輸入、圖形掃描、語(yǔ)言識(shí)別、文字識(shí)別、圖形與圖像的處理與識(shí)別等技術(shù)。有許多數(shù)據(jù)的獲得還要采用傳感器和數(shù)據(jù)采集技術(shù)。
（b）計(jì)算機(jī)硬件及軟件平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)庫(kù) - 數(shù)據(jù)的多媒體化也對(duì)數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展提出新的要求。系統(tǒng)集成商不必自己去開發(fā)計(jì)算機(jī)硬件、系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)，但必須對(duì)這一領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展了如指掌。
（c）多媒體的傳輸技術(shù)，局域網(wǎng)與廣域網(wǎng) - 網(wǎng)域的結(jié)構(gòu)化、高速化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，使局域網(wǎng)從以服務(wù)器為中心的傳統(tǒng)共享介質(zhì)式，向以HUB為中心的交換式發(fā)展。通信技術(shù)更是發(fā)展迅速，為信息的傳遞提供了強(qiáng)而有力的手段。
（d）信息還原技術(shù)、數(shù)據(jù)輸出 - 包括語(yǔ)言、文字、圖形、圖像的輸出、拷貝、存儲(chǔ)等。
2.方案簡(jiǎn)介
建議智能化系統(tǒng)集成把樓宇自控系統(tǒng)（BAS）及其他機(jī)電系統(tǒng)集成于一系統(tǒng)作統(tǒng)一管理，成為智能樓宇控制和管理系統(tǒng)（IBMS），系統(tǒng)用無(wú)主系統(tǒng)及完全智能分散作為基本設(shè)計(jì)及通訊概念。再結(jié)合于各層面的直接數(shù)字式控制器及通信接口以對(duì)項(xiàng)目各機(jī)電系統(tǒng)全面監(jiān)控。
各分站的控制器為直接數(shù)字控制，備有足夠內(nèi)存、通訊軟硬件及獨(dú)立運(yùn)作功能。當(dāng)操作站、其它分站或通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，分站應(yīng)不受影響，繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)行。分站透過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)，便能與操作站進(jìn)行聯(lián)系及互傳資料。
從智能樓宇控制和管理系統(tǒng)（IBMS）的實(shí)際情況出發(fā)，按需求是體現(xiàn)在“技術(shù)層、管理層、營(yíng)運(yùn)層”三個(gè)層面。
2.1技術(shù)層
從技術(shù)層面上，IBMS 應(yīng)用當(dāng)今先進(jìn)且成熟的系統(tǒng)及技術(shù)，為建筑物的運(yùn)行提供高效的監(jiān)控及管理平臺(tái)，同時(shí)亦應(yīng)為項(xiàng)目的營(yíng)運(yùn)與發(fā)展提供服務(wù)。
技術(shù)層應(yīng)滿足以下要求：
?基于TCP/IP以及開放式協(xié)議的IBMS系統(tǒng)架構(gòu)：
要求管理層網(wǎng)絡(luò)支持TCP/IP協(xié)議，中央站可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把信息傳送到任何指定的數(shù)據(jù)通信分站。現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)要求用符合通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)控制器可以獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)完成控制功能。
?先進(jìn)完備的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用，提供企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)交互平臺(tái)。
?基于WEB技術(shù)的、人性化的、便捷的且靈活的操作管理軟件平臺(tái)。
?軟件系統(tǒng)嵌入式且配置靈活的現(xiàn)場(chǎng)控制器及其I/O模塊可靠耐用的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控組件。
2.2管理層
所有系統(tǒng)用的技術(shù)都是為建筑運(yùn)行服務(wù)的，在技術(shù)層面的需求滿足的情況下，針對(duì)建筑本身的功能特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)控制、運(yùn)行及管理模式，是確保建筑高效、低耗且節(jié)能運(yùn)行的關(guān)鍵。
具體體現(xiàn)為：
?空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況的控制
根據(jù)室外氣象條件的變化，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況的控制及調(diào)整，在滿足室內(nèi)人體舒適度的基礎(chǔ)上，最大限度的優(yōu)化整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
?針對(duì)建筑內(nèi)不同的功能區(qū)域
在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況控制基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同功能區(qū)域的區(qū)域化特定控制模式，以滿足不同功能區(qū)域?qū)κ覂?nèi)空氣參數(shù)的特定需求。
?給排水系統(tǒng)監(jiān)察
給排水系統(tǒng)的分散控制與集中監(jiān)視管理，給排水系統(tǒng)設(shè)備比較分散，相對(duì)控制比較獨(dú)立，集中監(jiān)視管理所有水箱、水池、水坑的液位狀態(tài)及報(bào)警。
?照明系統(tǒng)監(jiān)控
考慮公共照明的個(gè)性化控制，優(yōu)化照明控制模式，在滿足照明功能需求的基礎(chǔ)上，最大限度的優(yōu)化控制模式實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行。
?中央管理平臺(tái)
基于企業(yè)通用數(shù)據(jù)庫(kù)、IE以及WEB技術(shù)的中央管理監(jiān)控平臺(tái)，提供個(gè)性化的管理運(yùn)行模式以及開放式的應(yīng)用接口及工具，實(shí)現(xiàn)完備的分散控制、集中管理的運(yùn)行模式，為建筑的運(yùn)行提供整體的管理運(yùn)行服務(wù)。
樓宇控制和管理系統(tǒng)的軟件可監(jiān)控下列機(jī)電系統(tǒng)：
提供哪些系統(tǒng)的監(jiān)控需根據(jù)各項(xiàng)目情況選擇。
2.3營(yíng)運(yùn)層
先進(jìn)的樓宇控制和管理系統(tǒng)技術(shù)是為建筑物的運(yùn)行管理服務(wù)的，完備的建筑運(yùn)行管理又是為其服務(wù)的企業(yè)營(yíng)運(yùn)發(fā)展服務(wù)的，同時(shí)又直接關(guān)系到物業(yè)管理企業(yè)的營(yíng)運(yùn)績(jī)效，因此集成系統(tǒng)運(yùn)行管理模式亦應(yīng)體現(xiàn)為企業(yè)營(yíng)運(yùn)服務(wù)的層面上。
具體體現(xiàn)為：
?系統(tǒng)上納入項(xiàng)目整體管理體系
通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入項(xiàng)目整體資產(chǎn)管理體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)其資產(chǎn)的整體管理。
?提高建筑營(yíng)運(yùn)環(huán)境的舒適度
采用了樓宇控制和管理系統(tǒng)，能夠直觀、方便的對(duì)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視，通過(guò)樓宇控制和管理系統(tǒng)營(yíng)運(yùn)的分析，對(duì)空調(diào)、送排風(fēng)等設(shè)備進(jìn)行控制，保證環(huán)境的舒適度。
?節(jié)能以及能源管理
通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段及優(yōu)化的控制管理模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑耗能的監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)集、能源績(jī)效分析，利用最優(yōu)能源策略實(shí)現(xiàn)能源使用效率持續(xù)改進(jìn)。樓宇可以實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的最優(yōu)控制，有效節(jié)省電能，減少不必要的浪費(fèi)。
?節(jié)省人力
通過(guò)樓宇控制和管理系統(tǒng)先進(jìn)的管理監(jiān)控平臺(tái)，在投入使用后可以大量減少運(yùn)行操作人員和設(shè)備維護(hù)維修人員，并能及時(shí)處理設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題，提高人員的工作效率。
?延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命
在建筑內(nèi)配置樓宇控制和管理系統(tǒng)之后，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)始終處于系統(tǒng)的監(jiān)視之下，樓宇控制和管理系統(tǒng)可提供設(shè)備運(yùn)行的完整記錄，同時(shí)可以定期打印通知單，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備的故障及故障隱患，因此可以使設(shè)備的運(yùn)行壽命加長(zhǎng)，也就是降低了建筑的運(yùn)行費(fèi)用。
系統(tǒng)架構(gòu)建議如圖：
3.總結(jié)
智能化集成系統(tǒng)將智能建筑內(nèi)各子系統(tǒng)相互獨(dú)立的設(shè)備、資源、服務(wù)、管理功能集成到一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，節(jié)省能源和人力，降低建筑物的管理成本，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、優(yōu)化控制、信息共享，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、高效，提高管理水平。設(shè)計(jì)以信息融合、資源共享為核心，以優(yōu)化管理為目的，不局限于子系統(tǒng)內(nèi)部或子系統(tǒng)之間有限集成，智能化集成系統(tǒng)設(shè)立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，根據(jù)具體配置、具體管理需求，將各個(gè)智能化子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有選擇地獲取、處理，并以統(tǒng)一的格式保存在集成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)具備開放的軟件架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的第三方軟件接口，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以建筑為單位的綜合管理、節(jié)能管理、應(yīng)急指揮提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
