發(fā)布時(shí)間：2023-08-29 16:36:03
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的數(shù)據(jù)通信的概念樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)通信通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全
隨著當(dāng)前通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)通信的相關(guān)技術(shù)也逐漸成熟，數(shù)據(jù)通信已經(jīng)取代傳統(tǒng)通信成為當(dāng)前最重要的通信方式?；谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫現(xiàn)代化程度的加深，服務(wù)器和客戶端已經(jīng)成為通過網(wǎng)絡(luò)獲取各種信息的重要方式。
一、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全的涵義
1.數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)就是指通過電話、電纜或光纖等信息傳輸通道進(jìn)行計(jì)算機(jī)和客戶端之間數(shù)據(jù)的相互傳遞，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的客戶共享，客戶可以對(duì)搜索或接收到的信息進(jìn)行處理、更改和打印。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)不同的地理位置可分為局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和國際網(wǎng)。一般的單位、企業(yè)或者學(xué)校都是建立的局域網(wǎng)來傳遞信息，局域網(wǎng)的覆蓋面積較小，但網(wǎng)絡(luò)較為穩(wěn)定，便于企業(yè)或?qū)W校進(jìn)行內(nèi)部的管理，也有利于信息的加密。廣域網(wǎng)的覆蓋范圍大約是一個(gè)城市，輻射范圍較大，便于城市人的信息搜索。國際網(wǎng)就是我們統(tǒng)稱的“上網(wǎng)”，因特網(wǎng)早已成為大多數(shù)現(xiàn)代人日常生活中不可分割的一部分。由此可見，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與我們的生活息息相關(guān)。
2.網(wǎng)絡(luò)安全。隨著因特網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們利用網(wǎng)絡(luò)傳遞的信息越來越多，網(wǎng)絡(luò)安全也逐漸成為客戶更加關(guān)注的重要問題。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)是由很多個(gè)節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器終端構(gòu)成的，信息和相關(guān)數(shù)據(jù)的傳遞應(yīng)當(dāng)受到保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)安全就是指保護(hù)傳遞的數(shù)據(jù)不受泄露，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能連續(xù)運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)中傳遞的很多信息應(yīng)當(dāng)是私密的，是無法對(duì)外共享的，尤其是企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)更怕受到不明黑客的攻擊。企業(yè)的數(shù)據(jù)通信要尤其注重網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，以防外人盜取企業(yè)的商業(yè)機(jī)密。
二、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)之我見
在當(dāng)今的信息時(shí)代，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于國家和個(gè)人的發(fā)展都有著重要的戰(zhàn)略意義，維護(hù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性也有著不可替代的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)主要是維護(hù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性，保證數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，預(yù)防網(wǎng)絡(luò)癱瘓現(xiàn)象的發(fā)生。維護(hù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的工程，雖不能直接為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，但卻是企業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展的重要保證。提升數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性有助于數(shù)據(jù)通信效率和準(zhǔn)確性的提高，能幫助企業(yè)贏得長(zhǎng)足競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)企業(yè)自身的發(fā)展。
三、注重網(wǎng)絡(luò)安全，加強(qiáng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)管理
1.對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。要確保數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性，首先需要技術(shù)人員構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，并對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的安全性進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的使用要求和評(píng)估方式，全面細(xì)致的依照網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行安全調(diào)整，對(duì)潛在的用戶群和傳輸信息源進(jìn)行安全識(shí)別，全面掌握數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀并對(duì)當(dāng)前的安全性進(jìn)行分析。
2.分析數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)存在的安全隱患。網(wǎng)絡(luò)安全的維護(hù)主要是對(duì)數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性和準(zhǔn)確性進(jìn)行安全確認(rèn)，防止計(jì)算機(jī)終端和信息網(wǎng)中的軟硬件設(shè)備遭到破壞，防止數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的IP地址遭到惡意攻擊，保證數(shù)據(jù)庫中信息的保密。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)安全性科學(xué)評(píng)估的基礎(chǔ)上細(xì)致排查安全隱患，通過設(shè)置網(wǎng)管限制、設(shè)置防火墻等方式對(duì)系統(tǒng)漏洞進(jìn)行完善，避免不明非法用戶的侵入，減少數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)存在的威脅和風(fēng)險(xiǎn)。
3.制定相應(yīng)的預(yù)防數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)威脅的措施。通過對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全評(píng)估并分析安全隱患，技術(shù)人員可針對(duì)性的制定相應(yīng)的措施，維持?jǐn)?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
四、結(jié)束語
在全球信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的大環(huán)境中，數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容也得到了大幅度的豐富，數(shù)據(jù)通信已經(jīng)成為當(dāng)前通信方式的重中之重。因此，不論是從基礎(chǔ)概念上還是實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)安全都是當(dāng)今時(shí)代重要的研究課題。隨著數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，保證數(shù)據(jù)通信的安全性和準(zhǔn)確性尤為重要，仍需創(chuàng)新性的采取多種方式維護(hù)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)安全，給眾多用戶提供一個(gè)安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；發(fā)展前景
信息時(shí)代的發(fā)展帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。從狹義層面分析，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的提升，為我們?nèi)粘Ｉ罴肮ぷ鲙砹藰O大的便利[1]。從廣義方面分析，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的進(jìn)步及發(fā)展，能夠推進(jìn)人類文明的歷史進(jìn)程。現(xiàn)狀下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)較為成熟，將其與數(shù)據(jù)通信有機(jī)融合，能夠具備更為廣泛的應(yīng)用。鑒于此，本課題對(duì)“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展”進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的重要意義。
1數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述
數(shù)據(jù)通信是一種全新的通信方式，并且是由通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)兩者結(jié)合而產(chǎn)生的。對(duì)于數(shù)據(jù)通信來說，需具備傳輸信道，才能完成兩地之間的信息傳輸[2]。以傳輸媒體為參考依據(jù)，可分為兩類，一類為有線數(shù)據(jù)通信，另一類為無線數(shù)據(jù)通信。兩部分均是以傳輸信道為渠道，進(jìn)一步使數(shù)據(jù)終端和計(jì)算機(jī)相連接，最終使不同地區(qū)的數(shù)據(jù)終端均能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)指的是將處于不同地區(qū)或地域的具備獨(dú)特功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，以通信線路為渠道進(jìn)行連接，并在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)信息傳遞、管理及資源共享等。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來說，主要的目的是實(shí)現(xiàn)資源共享。結(jié)合上述概念可知數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)兩者并不是單獨(dú)存在的。兩者相互融合更能夠促進(jìn)信息的集中及交流。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，能夠使數(shù)據(jù)通信的信息傳輸及利用加快，從而為社會(huì)發(fā)展提供保障依據(jù)。例如，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)，通過該項(xiàng)技術(shù)便能夠使信息資源共享更具有效性，同時(shí)也具備多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
2基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)
基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信兩者融合的重要產(chǎn)物，通過該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息交換及信息資源共享等功能。下面筆者以其中的幀中繼技術(shù)為例進(jìn)行探究。幀中繼協(xié)議屬于一類簡(jiǎn)化的X.25廣域網(wǎng)協(xié)議，同時(shí)也是一類統(tǒng)計(jì)復(fù)用的協(xié)議，基于單一物理傳輸線路當(dāng)中，通過幀中繼協(xié)議能夠?qū)⒍鄺l虛電路提供出來，并通過數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)的方式，對(duì)每一條虛電路進(jìn)行標(biāo)識(shí)。對(duì)于DLCI來說，有效的部分只是本地連接和與之直接連接的對(duì)端接口[3]。所以，在幀中繼網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，不同的物理接口上同種DLCI不能視為同一種虛電路。對(duì)于幀中繼技術(shù)來說，所存在的主要優(yōu)勢(shì)是將光纖視為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量傳輸，同時(shí)誤碼率偏低，進(jìn)一步提升了網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。但同時(shí)也存在一些較為明顯的缺陷，比如對(duì)于實(shí)時(shí)信息的傳輸并不適合，另外對(duì)傳輸線路的質(zhì)量也有著較高的要求。當(dāng)然，對(duì)于基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止以上一種，還包括了電路交換、報(bào)文交流及分組交換等技術(shù)。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)在未來還有很大的發(fā)展空間。例如現(xiàn)階段具備的光傳輸，其中的數(shù)據(jù)傳輸與交換均是以光信號(hào)為媒介，進(jìn)一步在信道上完成的。在未來發(fā)展中，數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止表現(xiàn)為光傳輸和交換階段，將進(jìn)一步以滿足用戶為需求，從而實(shí)現(xiàn)更有效率的信息資源共享等功能。
3數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景
近年來，數(shù)據(jù)通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。無疑，在未來發(fā)展過程中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將更加成熟。與此同時(shí)，基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也會(huì)朝著集成化及智能化的方向完善?？v觀這幾年，我國計(jì)算機(jī)技術(shù)逐年更新?lián)Q代，從而使網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男蚀蟠筇嵘?duì)于用戶來說，無疑是很多方面的需求都得到了有效滿足。筆者認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)將從以下方面發(fā)展。（1）移動(dòng)、聯(lián)通、電信公司將朝著4G方向發(fā)展，從而滿足用戶的信息交流及信息資源共享需求。（2）寬帶無線接入技術(shù)將進(jìn)一步完善。隨著WiFi熱點(diǎn)的逐漸變大，使我國寬帶局域網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)一步加大，顯然，在數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)充分融合的背景下，寬帶無線接入技術(shù)將進(jìn)一步得到完善。（3）光通信將獲得巨大發(fā)展前景，包括ASON能夠獲得充分有效的利用以及帶寬資源的管理力度將加大，從而使光通信技術(shù)更具實(shí)用價(jià)值。
4結(jié)語
通過本課題的探究，認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)兩者之間存在相輔相成、共同發(fā)展的聯(lián)系?？傊?，在信息時(shí)代的背景下，數(shù)據(jù)通信是行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。通過數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)圖像、視頻、數(shù)據(jù)等方面的傳輸及共享，更能滿足企業(yè)生產(chǎn)需求?？偠灾枰龊脭?shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的融合工作，以此使數(shù)據(jù)通信更具實(shí)用價(jià)值，進(jìn)一步為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到推波助瀾的作用。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】電力遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù);RTU；數(shù)據(jù)通信；供電系統(tǒng)
一、認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU
（一）RTU的定義
RTU即遠(yuǎn)動(dòng)終端，它是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠、變電站的一種具有四遙遠(yuǎn)動(dòng)功能的自動(dòng)化設(shè)備。
（二）RTU的功能概述
1、遠(yuǎn)方功能
RTU與調(diào)度中心之間通過遠(yuǎn)距離信息傳輸所完成的監(jiān)控功能。
①遙測(cè)（YC，Tele-measurement）：遠(yuǎn)程量測(cè)值。RTU將采集到的廠站運(yùn)行參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心（上傳）。包括：P、Q、U、I、檔位、溫度等，容量達(dá)幾十到上百個(gè)（路）。
②遙信（YX，Tele-indication, Tele-signalization）：遠(yuǎn)程狀態(tài)信號(hào)。RTU將采集到的廠站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心（上傳）。
③遙控（YK，Tele-command）：遠(yuǎn)程命令。調(diào)度中心發(fā)給RTU的改變?cè)O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的命令。
④遙調(diào)（YT，Tele-adjusting）：遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)命令。調(diào)度中心發(fā)給RTU的調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的命令。
⑥統(tǒng)一時(shí)鐘：具有對(duì)時(shí)功能。接收調(diào)度中心的校時(shí)命令。統(tǒng)一時(shí)鐘為了不同廠站之間事故分析以及電度量?jī)鼋Y(jié)。
⑦轉(zhuǎn)發(fā)：接收其它RTU送來的遠(yuǎn)動(dòng)信息，按規(guī)約組裝轉(zhuǎn)發(fā)給指定的調(diào)度中心。
2、當(dāng)?shù)毓δ?/p>
就是RTU自身或連接的顯示記錄設(shè)備的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。
①CRT顯示：與RTU直接連接（或通過當(dāng)?shù)毓ぷ髡荆┑腃RT可顯示RTU采集的四遙、YXBW等信息。
②漢字報(bào)表打?。簩?shí)現(xiàn)三類打?。憾〞r(shí)打印、事件記錄打印和召喚打印。
③本機(jī)鍵盤顯示器：RTU自帶的操作面板，實(shí)現(xiàn)循測(cè)、定測(cè)和顯時(shí)功能。
④RTU自檢、自調(diào)功能：反映RTU的自身的可維護(hù)能力。插件損壞診斷，程序“走飛”時(shí)的自恢復(fù)能力、主備通道監(jiān)視功能。
（三）RTU的基本結(jié)構(gòu)
1、硬件組成
①主控系統(tǒng)：管理各個(gè)子系統(tǒng)、人機(jī)聯(lián)系、調(diào)度通信
②若干子系統(tǒng)：每個(gè)子系統(tǒng)單獨(dú)CPU，包括YC、YX、YC、YT、DI、DD 等子系統(tǒng)。
③I/O 總線連接主控系統(tǒng)和各個(gè)子系統(tǒng)
2、軟件組成
單獨(dú)子系統(tǒng)是由主控程序和若干功能子系統(tǒng)所組成。
①主控程序：與子系統(tǒng)的通信程序、調(diào)度通信程序、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)聯(lián)系程序。
②功能子系統(tǒng)：與主系統(tǒng)通信發(fā)送/接收、輸入/ 輸出程序等。
二、供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)通信
（一）供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)通信傳輸方式
供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)通信傳輸方式主要包括并行傳輸與串行傳輸，兩種不同的傳輸方式，其中目前電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中大量使用的是串行傳輸。
①并行傳輸，用8根線（另1根公共線）將數(shù)字通信雙方連接起來，每1次可以同時(shí)傳送8位碼元，這種方式稱為并行傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是速度快（高達(dá)百兆字節(jié)）；缺點(diǎn)是信號(hào)線多，不適于遠(yuǎn)距離傳輸（
②串行傳輸，用1回線將數(shù)字通信雙方連接起來，每1次傳送1位碼元，這種方式稱為串行傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)線少，適于遠(yuǎn)距離傳輸；缺點(diǎn)是速度慢，適于少量數(shù)據(jù)的傳送。
（二）供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)通信的原理
計(jì)算機(jī)并行方式處理數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)傳送用串行方式，故需要進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換。其中在發(fā)送端的并/串轉(zhuǎn)換器進(jìn)行如下操作：CPU控制發(fā)送緩沖器移位寄存器在發(fā)送脈沖控制下字節(jié)的低位先發(fā)。發(fā)空后用中斷提示。發(fā)送時(shí)鐘控制發(fā)送速度。接收端的串/并轉(zhuǎn)換器與送端的并/串轉(zhuǎn)換器工作原理類似。
（三）供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)通信的差錯(cuò)控制
第一、誤碼率。數(shù)據(jù)傳輸后發(fā)生的錯(cuò)誤碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)的之比，稱為誤碼率。電網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)要求誤碼率小于10E-5,計(jì)算機(jī)通信要求誤碼率小于10E-6。誤碼與線路質(zhì)量、干擾及其傳輸速度有關(guān)。
第二、差錯(cuò)控制。指能在接收端，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤的控制措施和方法，其中供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)通信的差錯(cuò)控制的主要方法就是奇偶效驗(yàn)。
三、供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)說明
（一）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的重要性
數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化以及配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要部分，現(xiàn)代電力系統(tǒng)離開了通信系統(tǒng)是不可能正常運(yùn)行的。電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)供電系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本要求如下：
1)通信可靠性：遠(yuǎn)距離傳輸、誤碼低、糾錯(cuò)能力。2)建設(shè)費(fèi)用低：較高的性價(jià)比。3)滿足目前和將來數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?)通信方式具有實(shí)用性和靈活性。5)信道不受電網(wǎng)故障的影響，電網(wǎng)故障時(shí)的強(qiáng)烈電磁干擾對(duì)通信設(shè)備和線路影響。6)易操作與維護(hù)。
（二）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成
電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成如下：
數(shù)據(jù)終端調(diào)制解調(diào)器通信處理機(jī)調(diào)制解調(diào)器主計(jì)算機(jī)。
①數(shù)據(jù)終端：廠站端RTU設(shè)備。
②調(diào)制解調(diào)器：二進(jìn)制數(shù)據(jù)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，模擬信號(hào)適于遠(yuǎn)傳。近距離傳輸可直接采用數(shù)字通信。
③通信線路：傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的線路，公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)，直接連接或經(jīng)通信處理機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接。
④通信處理機(jī)：承擔(dān)通信控制任務(wù)（緩沖匹配、誤碼檢測(cè)、故障檢測(cè)、路由選擇、信道建立等）
⑤主計(jì)算機(jī)：類似于數(shù)據(jù)終端，指調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
結(jié)語
鑒于電力生產(chǎn)的特點(diǎn)，發(fā)電廠、調(diào)度站和變電站之間的信息交換只能借助通道技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。因此，要使發(fā)送出去的數(shù)據(jù)到對(duì)方后，能夠被接收方識(shí)別、接收和處理，就要對(duì)傳送的數(shù)據(jù)信息格式作嚴(yán)格的規(guī)定，這就是遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的一個(gè)內(nèi)容。而基于這一規(guī)定的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及其在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，更是有效的促進(jìn)了電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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通過對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的研究，對(duì)PCL的概念進(jìn)行簡(jiǎn)述，如何的融入監(jiān)控計(jì)算機(jī)，對(duì)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，以汽車行車的電氣控制系統(tǒng)為例，對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行分析整理，通過簡(jiǎn)潔精美的操作界面進(jìn)行操作。對(duì)使用PLC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
【關(guān)鍵詞】監(jiān)控計(jì)算機(jī)；PLC數(shù)據(jù)通信；微處理器
前言
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)在現(xiàn)代化的企業(yè)中功不可沒，通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC的數(shù)據(jù)通信技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。對(duì)于PLC與網(wǎng)絡(luò)的工作原理進(jìn)行分析，重點(diǎn)講個(gè)人的計(jì)算機(jī)開發(fā)成了PLC的以及網(wǎng)絡(luò)的超級(jí)終端，對(duì)于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的PLC對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作和管理的技術(shù)。根據(jù)PLC的基本理論進(jìn)行構(gòu)建工業(yè)地控制系統(tǒng)對(duì)PLC的實(shí)時(shí)掌握的要點(diǎn)，通過控制的過程和方式，對(duì)整個(gè)PLC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的配置。通過介紹個(gè)人計(jì)算機(jī)與PLC的連網(wǎng)通信的必要條件和個(gè)人計(jì)算機(jī)中的異步通信的適配器、運(yùn)用高級(jí)的語言編寫個(gè)人計(jì)算機(jī)的PLC通信的接口程序的原理。
1PLC控制系統(tǒng)的概述
PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單來說就是以一個(gè)微處理器為核心，利用微機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)為一體，中文名稱為可編程控制器的通用工業(yè)控制裝置。PLC有著功能性強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)模塊化等特點(diǎn)，在現(xiàn)階段的工業(yè)控制中有著十分廣泛的使用。通過計(jì)算機(jī)將PLC連入控制網(wǎng)絡(luò)，能夠產(chǎn)生十分有效地?cái)?shù)據(jù)處理效果和規(guī)范的管理，還能夠?yàn)槭褂谜咛峁┦志狼液?jiǎn)便的操作界面，還能夠通過這種方式對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行修改以及控制，控制圖表中進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的顯示，通過PLC技術(shù)的使用，能夠使工作人員能夠了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況。通過對(duì)上位機(jī)的通信與PLC的功能相結(jié)合，可以達(dá)到什么樣的效果？
2PLC通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概述
2.1PLC通信網(wǎng)絡(luò)的概念
2.1.1通信的概念計(jì)算機(jī)和PLC都屬于數(shù)字設(shè)備的一種，通過交換0、1的數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)信息指的是符合規(guī)定的編碼、位長(zhǎng)、格式的數(shù)字信號(hào)。而數(shù)據(jù)通信指的是通過適當(dāng)?shù)膫鬏數(shù)穆窂綄?duì)一臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)信息傳送到另一臺(tái)機(jī)器上。機(jī)器的范圍可以是計(jì)算機(jī)或者是PCL，也可以是其他帶有通信功能的設(shè)備。通信的方式按照不同數(shù)字代表的不同的數(shù)字信號(hào)，通過順序的調(diào)換排列的方式不同，也可分為并行和串行兩種通信方式。一般來說，要求較高的通信方式都采用并行，并行通訊具有傳輸?shù)乃俣瓤?、用時(shí)較短的特點(diǎn)，因?yàn)椴⑿械膫鬏斁€的成本較高，所以用數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞侥軌蜻_(dá)到十分快捷的效果。而普通的通信使用串聯(lián)的傳輸方式就能夠滿足通信的需求了。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式一般情況下都會(huì)有固定的時(shí)間或者是傳輸方向，通過各種通信方式進(jìn)行工作。其中單工通信指的是對(duì)某一個(gè)方向的數(shù)據(jù)接收發(fā)送，比如：我們身邊的廣播、遙控和尋呼機(jī)都屬于單工通信。半雙工的通信方式可以使兩個(gè)方向的通信不同時(shí)的進(jìn)行傳輸，比如：對(duì)講機(jī)、發(fā)報(bào)機(jī)等使用的都是半雙工的通信方式。全雙工的通信方式就可以使兩個(gè)方向進(jìn)行雙線的同時(shí)的傳輸。最常見的就是我們身邊的電話和手機(jī)。將通信方式按照不同的網(wǎng)絡(luò)形式可以分為，在兩個(gè)終端直通交換和分支，在直通的終端是專用終端，其他兩種通信方式都屬于網(wǎng)絡(luò)通信的范圍內(nèi)。在串行的通信中，使用者可以根據(jù)同步方式的不同要求，將通信方式分類為同步或者異步，通過字符進(jìn)行傳輸?shù)拇械漠惒酵ㄐ?，通過對(duì)信息發(fā)送的起始標(biāo)志和同步標(biāo)志進(jìn)行通信的完成。當(dāng)發(fā)送方和接收方的頻率出現(xiàn)偏差的時(shí)候，也不會(huì)對(duì)通信造成錯(cuò)位的影響，在下一個(gè)字符進(jìn)行傳輸時(shí)，就可以形成同步。異步通信指的是每一個(gè)數(shù)據(jù)的前后標(biāo)注位置，傳輸?shù)倪^程中會(huì)出現(xiàn)一少部分空檔，傳輸?shù)男蕸]有相應(yīng)的保證，傳輸?shù)男实?。同步通信指的是將每一個(gè)數(shù)據(jù)都能夠按照一定的順序進(jìn)行連接，以某一個(gè)數(shù)據(jù)塊為單位，對(duì)其中的每一個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行一到兩個(gè)同步的字符，傳輸結(jié)束前進(jìn)行校驗(yàn)字符的工作。其優(yōu)點(diǎn)是能夠提高一定的傳送速度，但是對(duì)時(shí)鐘的信號(hào)和數(shù)據(jù)的發(fā)送端與接收端能夠嚴(yán)格的進(jìn)行同步，且對(duì)時(shí)鐘的信號(hào)也嚴(yán)格的要求一致。使用了這類方式的傳輸硬件設(shè)備比較繁瑣，能夠?qū)⑿畔⑾拗瞥蔀椴煌乃俣取?/p>
2.1.2串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)
（1）RS232CRS232C指的是在1969年美國的電子工業(yè)協(xié)會(huì)提出的串行的通信接口標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)和可編程的控制器中得到了廣泛的使用。PLC數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)之間也需要RS232C的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)的，具有十分強(qiáng)大的抗干擾能力。對(duì)單端的驅(qū)動(dòng)和接受的電路，產(chǎn)生的最大距離大致為15m左右，插件的標(biāo)準(zhǔn)基本為9/25針，PCL數(shù)據(jù)通信一般使用九針的連接器就足夠了。
（2）RS422/RS485對(duì)于RS232來說，RS422和RS485采用的是差分傳輸?shù)姆绞綄?duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳輸，也可以叫平衡傳輸，可以達(dá)到最大為1.219KM的傳輸距離，也能夠達(dá)到10MB/S。并且允許在一個(gè)相同的傳輸線上進(jìn)行連接多個(gè)接受的節(jié)點(diǎn)。
2.2PLC局域網(wǎng)基礎(chǔ)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：PLC數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)ISO模型所需要的大部分功能。計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)按照分布的距離可以分成廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三種。PLC控制可以歸于局域網(wǎng)的范圍內(nèi)，PLC自身對(duì)工業(yè)的工作要求就比較特殊，通信數(shù)據(jù)要有極速響應(yīng)的能力，對(duì)信息的傳輸具有一定的可靠性，能夠在工廠惡劣的環(huán)境下工作。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也叫拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)主要是由物理節(jié)點(diǎn)組成的，經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)種類為，聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和鏈接結(jié)構(gòu)。聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)指的是通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接，利用星形、總線形或是環(huán)形形式的方式進(jìn)行連接。相對(duì)來說，連接結(jié)構(gòu)就沒有那么復(fù)雜，簡(jiǎn)單來說就是將通信的接口與介質(zhì)找出，將兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。而正是因?yàn)檫@樣的原因，當(dāng)兩個(gè)PLC之間相連接或者一個(gè)PLC與計(jì)算機(jī)相連接時(shí)，稱作鏈接，不是聯(lián)網(wǎng)。一般情況下，工廠所使用的自動(dòng)化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)基本是一層一層之間進(jìn)行的相互協(xié)作。但是每一層之間的要求不同，就無法成為單一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為了維持正常的工作，一般都會(huì)選擇多級(jí)通信進(jìn)行工作，組成了復(fù)合型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過對(duì)不同級(jí)別的子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同通信協(xié)議的配置，才能夠滿足各個(gè)層次對(duì)通信不同的需求。
2.3網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
PLC網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)的性質(zhì)相仿，都是有各種數(shù)字設(shè)備之間與終端的設(shè)備，都屬于一種復(fù)合型的系統(tǒng)，其中包含了多個(gè)節(jié)點(diǎn)。在這個(gè)復(fù)合系統(tǒng)中，由于幾個(gè)節(jié)點(diǎn)之間所針對(duì)的設(shè)備都有所不同，其形式，方式都有很大的差異。而針對(duì)對(duì)不同型號(hào)、不同系列系列的計(jì)算機(jī)，PLC數(shù)據(jù)通信的通信方式也會(huì)產(chǎn)生一定的不同，要根據(jù)通信軟件的基本要求對(duì)軟件進(jìn)行開發(fā)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過自動(dòng)地進(jìn)行通信從而確保雙方數(shù)據(jù)通信正常的操作，還可以對(duì)通信之間出現(xiàn)了什么問題進(jìn)行反映，制定相關(guān)的方案，我們稱之為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，也可以叫做網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)程。按照功能分類可以分為識(shí)別和同步的通信，傳輸正確的保證、檢測(cè)和修正的信息傳輸。
3監(jiān)控計(jì)算機(jī)和PLC數(shù)據(jù)通信與行車控制設(shè)備
3.1行車電氣控制設(shè)備
根據(jù)不同的要求，可以對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行不同的改進(jìn)，比如汽車行車的電氣控制設(shè)備，就需要根據(jù)加工過程的比較柔性，預(yù)批量生產(chǎn)的需要相結(jié)合，從而提高電氣控制設(shè)備的使用程度，針對(duì)汽車行車對(duì)電氣控制設(shè)備的需要對(duì)其進(jìn)行不同的工藝的流程的改進(jìn)。要注意設(shè)計(jì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)要與行車結(jié)構(gòu)相類似，二者之間的差距不能過大，要求做到準(zhǔn)確的進(jìn)行定位控制，在形成使用的過程中，能夠更加快捷的進(jìn)行放置，在控制設(shè)備工作的過程中，能夠控制大車的移動(dòng)，對(duì)吊籃上下、左右、前后的運(yùn)動(dòng)，以及小車的移動(dòng)。上極為的數(shù)據(jù)的發(fā)送范圍：
（1）行車啟停的控制命令。使用者通過操作面上的正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，會(huì)引發(fā)CLICK事件指令的出現(xiàn)，通過對(duì)事件單機(jī)能夠打開事件的通信口，發(fā)送一些比較有意義的字符。PLC數(shù)據(jù)通信設(shè)備對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別處理，按照指令進(jìn)行工作。
（2）進(jìn)行實(shí)時(shí)的查詢。在表單的設(shè)計(jì)過程中添加一個(gè)控件TIMER，預(yù)定時(shí)間到達(dá)，就會(huì)開始對(duì)預(yù)先設(shè)定的指令進(jìn)行操作，通過對(duì)已經(jīng)上傳到接收數(shù)據(jù)的文本框來顯示實(shí)時(shí)的速度值。
3.2基于PLC技術(shù)的人機(jī)界面
當(dāng)一個(gè)PCL數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)能夠具有人機(jī)操作界面，就會(huì)有更加深層次的價(jià)值，能夠在硬件軟件的基礎(chǔ)上方便了人們的使用過程，更加快捷的進(jìn)行指令下達(dá)。人機(jī)界面簡(jiǎn)單來說就是之人通過這個(gè)界面更加快捷的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。人們可以根據(jù)人機(jī)界面的提示進(jìn)行相關(guān)的操作，達(dá)到使用的目的，在整個(gè)通訊數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中，能夠通過命令的下達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入、相關(guān)信息的查詢輸入以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，PCL控制系統(tǒng)也是如此，能夠進(jìn)行操作。一般情況下，設(shè)計(jì)者都會(huì)將操作界面設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單一些，更加方便人們使用，還要具有一定的引導(dǎo)功能，通過人機(jī)界面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制和收集需要的參數(shù)數(shù)據(jù)等功能。PLC數(shù)據(jù)通訊的程序大致可以分為以下的幾個(gè)部分：
（1）主程序。指的是在程序中對(duì)需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行的接受處理，以及發(fā)送的過程。
（2）初始化子程序。特殊的標(biāo)志寄存器中存在的SMB30，會(huì)為自由口選擇的一些通信的參數(shù)，這類子程序主要針對(duì)的是SMB87/88/89的控制字符。
（3）校驗(yàn)子程序。根據(jù)本文中提到的相關(guān)的知識(shí)來說，校驗(yàn)子程序就是指BCC的校驗(yàn)碼，對(duì)發(fā)送者想要傳動(dòng)的字符進(jìn)行分析再進(jìn)行發(fā)送。同樣的也會(huì)使接收方進(jìn)行相同的方式對(duì)字符進(jìn)行修改接受，從而判斷傳來的指令是否是正確的。
（4）讀寫數(shù)據(jù)子程序。讀寫子程序和數(shù)據(jù)子程序指的是在PLC中的數(shù)據(jù)通過整理發(fā)送給計(jì)算機(jī)，再將計(jì)算機(jī)傳來的數(shù)據(jù)寫進(jìn)PLC中。這兩個(gè)子程序的進(jìn)入的前提都要求先對(duì)RCV進(jìn)行禁止程序，再進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，最后將信息反饋給系統(tǒng)。
（5）接受、發(fā)送完成數(shù)據(jù)的中斷程序。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接受的中斷程序會(huì)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)還原并將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，最后進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)正確的指令進(jìn)行執(zhí)行，再通過程序的啟動(dòng)進(jìn)行接收。而發(fā)送的中斷程序在運(yùn)行的過程中先要對(duì)標(biāo)志位進(jìn)行正確的服務(wù)指令，系統(tǒng)使用寄存器將數(shù)據(jù)進(jìn)行清零，允許RCV程序進(jìn)行啟動(dòng)。要在這一過程中注意，中斷系統(tǒng)一般情況下會(huì)使用半雙工的方式進(jìn)行通訊工作，所以PLC接收、發(fā)送的程序進(jìn)行之后，要將通信的設(shè)置成接收的狀態(tài)。PCL設(shè)備的主要部件較多，這就造成了在PCL設(shè)備使用的過程中，PCL的主機(jī)會(huì)因?yàn)檩斎朐O(shè)備和輸出設(shè)備的干擾信號(hào)造成使用過程中出現(xiàn)很多的問題。
4結(jié)語
綜上所述，對(duì)于一些自行開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)還是有一定的局限性。在中型企業(yè)和小型企業(yè)的控制系統(tǒng)中，這種數(shù)據(jù)通信具有一定的指向性，設(shè)備建成使用的成本低，設(shè)計(jì)技術(shù)的靈活性比較好。隨著控制系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，相關(guān)的參數(shù)的數(shù)量也會(huì)增加，在操作過程中控制的參數(shù)也會(huì)增加，導(dǎo)致設(shè)備沒有辦法正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要借助外力來進(jìn)行控制，能夠在運(yùn)行的過程中達(dá)到目的，更好更快地運(yùn)行。監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC數(shù)據(jù)通信結(jié)合的軟件的編程量相對(duì)來說比較大，整個(gè)軟件的調(diào)試的過程消耗的時(shí)間比較長(zhǎng)，軟件自身的安全性也比較差，缺點(diǎn)和問題要在不斷的使用和研究中進(jìn)行改正。
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【關(guān)鍵詞】 智能變電站 數(shù)據(jù)通信 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)
引言
隨著我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，在供電質(zhì)量方面的要求也越來越高。在資源大量消耗的現(xiàn)狀下，如何通過可再生資源，更好的為社會(huì)提供穩(wěn)定、安全、可靠的電力，是目前我國電力行業(yè)的核心目標(biāo)。隨著我國的電力行業(yè)的不斷發(fā)展，同時(shí)也面臨著大量的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。大容量的發(fā)電廠往往和負(fù)荷中心的距離較遠(yuǎn)，需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的高壓輸送，提高了出現(xiàn)故障的幾率，從而導(dǎo)致大規(guī)模停電的產(chǎn)生。全球發(fā)生的多例大規(guī)模停電事件也讓人們開始關(guān)注電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等逐漸也開始應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，提出了智能電網(wǎng)理念，可以有效保證電力輸送的穩(wěn)定性和安全性，更好的為社會(huì)服務(wù)。
一、智能變電站結(jié)構(gòu)
1.1智能變電站和智能電網(wǎng)
智能變電站和智能電網(wǎng)之間有著密不可分的聯(lián)系，可以說智能電網(wǎng)中包括了智能變電站。智能變電站的設(shè)計(jì)是建立在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)之上的，智能變電站的存在保證了智能電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化、互動(dòng)化等多項(xiàng)特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要保證，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
第一，支撐智能電網(wǎng)。智能變電站有著統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和信息模型，可以保證智能電子設(shè)備的互動(dòng)性，為智能電網(wǎng)的信息化奠定基礎(chǔ)。智能變電站要建立在數(shù)字化的前提下，有著性能優(yōu)良、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并具備自我檢測(cè)和診斷的能力。通過以太網(wǎng)交換技術(shù)，能夠確保智能電網(wǎng)的精確度，使數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確、快速的傳輸，為智能電網(wǎng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過穩(wěn)定智能變電站中的電子設(shè)備完成動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集與處理工作，提高智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力。第二，加強(qiáng)全網(wǎng)聯(lián)接。變電站是智能電網(wǎng)能量傳遞的重要樞紐，因此智能變電站的存在能保證電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的有效連接。當(dāng)智能電網(wǎng)中發(fā)生事故時(shí)，可以進(jìn)行有效的控制，并提高電網(wǎng)的事故預(yù)防能力，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性[1]。第三，高電壓等級(jí)的智能變電站能夠滿足智能電網(wǎng)中對(duì)高壓輸電網(wǎng)架的要求。根據(jù)我國的實(shí)際情況，智能電網(wǎng)中的主要輸電網(wǎng)架都是高壓線路，必須要通過高電壓等級(jí)的智能變電站進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠解決高電壓線路中大容量點(diǎn)電能傳輸所存在的問題，保證我國高壓輸電網(wǎng)架的穩(wěn)定，促進(jìn)我國電力建設(shè)的完善。第四，通過中低壓智能變電站，可以同時(shí)支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等清潔分布式電源的接入，為智能電網(wǎng)提供了中間歇性電源“即插即用”的功能。第五，為智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)督提供了保障。在智能變電站中，通過大量先進(jìn)電子設(shè)備的應(yīng)用，可以獲取到電網(wǎng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備的維護(hù)檢修提供基礎(chǔ)，提高了系統(tǒng)的實(shí)用性。
1.2智能變電站與數(shù)字變電站
數(shù)字變電站是確保智能變電站實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，相比之下，數(shù)字變電站更注重過程，而智能變電站更注重結(jié)果。和數(shù)字變電站有所區(qū)別，智能變電站強(qiáng)調(diào)的是物理集成和邏輯集成。強(qiáng)調(diào)了智能設(shè)備在智能變電站中的應(yīng)用，不僅可以負(fù)責(zé)傳統(tǒng)設(shè)備的測(cè)量、控制以及監(jiān)測(cè)等各項(xiàng)功能，還可以進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量和保護(hù)等。智能設(shè)備是由一次設(shè)備和智能組件之間的組合，有著測(cè)量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化等特征。而邏輯集成指的是智能變電站注重邏輯集成，通過對(duì)系統(tǒng)的虛擬裝置，可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇對(duì)智能變電站的區(qū)域性或總體性的協(xié)調(diào)，支持在線決策、協(xié)同互動(dòng)等多種應(yīng)用。智能變電站和數(shù)字變電站的區(qū)別可以分為兩個(gè)方面：
第一，出發(fā)點(diǎn)不同。數(shù)字化變電站的目的是滿足變電站的自身需求，通過建立統(tǒng)一的信息通信平臺(tái)，在變電站內(nèi)部實(shí)現(xiàn)一次、二次設(shè)備的通信，注重的是變電站內(nèi)部的設(shè)備和相互之間的聯(lián)系。而智能變電站是建立在整體電網(wǎng)的要求上，建立全網(wǎng)統(tǒng)一的信息通信平臺(tái)，更加注重電網(wǎng)中各個(gè)智能變電站之間的聯(lián)系，以及變電站和控制中心之間的通信，提高電網(wǎng)中的通信水平。另一方面，智能電網(wǎng)中還可以支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等多種清潔分布式電源，滿足“即插即用”的要求。
第二，設(shè)備集成化程度不同。數(shù)字變電站具備一定的設(shè)備集成和功能優(yōu)化，在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將一次、二次設(shè)備之間相融合，符合了智能電子裝置的標(biāo)準(zhǔn)。和數(shù)字變電站相比，智能變電站的設(shè)備集成化程度更高，智能設(shè)備體現(xiàn)的更加全面，促進(jìn)了一次、二次設(shè)備的一體化進(jìn)程[2]。
二、智能變電站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)性能要求
通信網(wǎng)絡(luò)是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部和其他系統(tǒng)之間進(jìn)行交流的重要途徑，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是否穩(wěn)定、高效、實(shí)時(shí)是判斷系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化的重要標(biāo)準(zhǔn)。在智能變電站中，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是各種設(shè)備與系統(tǒng)之間的信息傳輸紐帶，要滿足相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，建立統(tǒng)一的通信接口。隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，需要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多，對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的要求也在不斷提高。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必須能夠應(yīng)對(duì)目前大量的電量數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)以及故障數(shù)據(jù)等。另一方面，目前對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性要求非常高，因此在對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到網(wǎng)絡(luò)的冗余性能和無擾恢復(fù)能力。從總體來說，對(duì)智能變電站通信要求的性能要求可以分為以下四方面：
第一，分層結(jié)構(gòu)。智能變電站的分層結(jié)構(gòu)是由分層架構(gòu)決定的，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分層是確保智能變電站分層架構(gòu)的前提，根據(jù)對(duì)智能變電站的不同需求，要選擇相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和結(jié)構(gòu)。
第二。實(shí)時(shí)性。在智能變電站中，需要對(duì)大量的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和操作控制信息進(jìn)行處理，這些信息往往都具備一定的實(shí)時(shí)性，所以在建立數(shù)據(jù)通信平臺(tái)時(shí)要注重?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
第三，可靠性。電力系統(tǒng)有著連續(xù)運(yùn)行的特點(diǎn)，這就意味著智能變電站的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)也要一直處在運(yùn)行狀態(tài)，一旦數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，會(huì)對(duì)智能變電站的整體運(yùn)行產(chǎn)生影響，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至傷及人們的人身安全。因此，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可靠性是在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重要因素。
第四，電磁兼容性。變電站在日常的運(yùn)營(yíng)中會(huì)受到多方面因素的影響，例如電源、雷擊、跳閘等，使得通信系統(tǒng)常常要在強(qiáng)磁干擾的環(huán)境下工作，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)的電磁兼容性有著一定的要求，要避免強(qiáng)磁干擾而產(chǎn)生的通信障礙。
三、智能變電站數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)體系
3.1智能變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)我國電網(wǎng)公司對(duì)智能電網(wǎng)出臺(tái)的相關(guān)規(guī)定，在建立智能變電站時(shí)，要包括過程層、間隔層和站控層。在過程中包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備；在間隔層中包括繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測(cè)控裝置等二次設(shè)備以及一些控制器和傳感器通信系統(tǒng)；站控層中包括各種自動(dòng)化監(jiān)視控制系統(tǒng)，對(duì)通信系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)智能變電站中的設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視、控制以及信息交互，保證變電站數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、電能量采集等多項(xiàng)工作的正常進(jìn)行。
和數(shù)字化變電站相比，智能化變電站的設(shè)備集成化程度更高，更好的實(shí)現(xiàn)了智能設(shè)備的作用，將一次、二次設(shè)備一體化，提高了變電站的工作效率。除了過程層中的測(cè)量和控制功能不變之外，智能化變電站通過集成將間隔層中的保護(hù)、控制與監(jiān)視融合到過程層中。這樣一來，這些智能設(shè)備除了能夠進(jìn)行測(cè)量和控制之外，還具備保護(hù)、監(jiān)視的功能；另一方面，智能設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)化接口接入電網(wǎng)的高速網(wǎng)絡(luò)后，能夠更好的實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備和變電站之間的信息交流。在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)智能變電站中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[3]。
3.2智能變電站總線設(shè)計(jì)
在傳統(tǒng)的數(shù)字變電站中，總線設(shè)計(jì)分為站級(jí)總線和過程總線兩種方式。站級(jí)總線指的是變電站層和變電站層之間的通信方式，通過站級(jí)總線，各個(gè)變電站之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并可以和上級(jí)運(yùn)行中心以及調(diào)度控制中心相聯(lián)，傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。
過程總線指的是在過程層和間隔層之間的通信。通過過程總線，這兩者之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，具有一定的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。如非常規(guī)互感器采樣值的傳輸、保護(hù)裝置控制命令的傳輸?shù)?。根?jù)站級(jí)總線和過程總線的特點(diǎn)，數(shù)字變電站中有兩種組網(wǎng)模式：獨(dú)立過程總線模式、站級(jí)總線與過程總線結(jié)合模式。獨(dú)立過程總線模式中，間隔層的智能電子設(shè)備要通過兩套以太網(wǎng)接口，分別接入站級(jí)總線和過程總線。在這種模式下間隔層和過程層的數(shù)據(jù)難以進(jìn)行共享；站級(jí)總線與過程總線組合模式下，變電站中的一切智能設(shè)備同時(shí)接入同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)。無論是變電站層之間的裝置還是智能電子裝置之間，都能實(shí)現(xiàn)共性和交互，但是由于網(wǎng)站中存在大量的數(shù)據(jù)信息，因此很容易引發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源競(jìng)爭(zhēng)問題。
和數(shù)字變電站相比，智能變電站中只有站級(jí)總線一種總線模式。在智能變電站中，逐漸開始淡化過程總線的概念，間隔層和過程層之間的數(shù)據(jù)信息傳輸通過變電站中的智能設(shè)備進(jìn)行。設(shè)備以及系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信通過以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，保證了數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
3.3安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
智能變電站中的數(shù)據(jù)通信是建立在以太網(wǎng)技術(shù)上的，有效降低了變電站的成本。但是在智能變電站中，面臨著各種網(wǎng)絡(luò)安全威脅。其中既有變電站內(nèi)部的威脅，也有來自變電站外部的威脅，其中主要包括非法使用、截獲信息、篡改數(shù)據(jù)信息、惡意程序、權(quán)限管理不當(dāng)?shù)?。智能變電站是以TCP/ IP協(xié)議為基礎(chǔ)的以太網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的，通過加密技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)等多種方式對(duì)安全結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善[4]。
四、結(jié)語
隨和我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)的要求越來越高，智能變電站開始興起，智能變電站中數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有著重要的作用，負(fù)責(zé)變電站中各類數(shù)據(jù)的傳輸。在智能變電站中逐漸將智能設(shè)備一體化，提高了智能變電站的工作效率，促進(jìn)了我國電力行業(yè)的發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]畢艷冰. 面向智能電網(wǎng)的通信中間件的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2013.
[2]姜文婷. 數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)研究[D].華南理工大學(xué)，2014.
論文關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信,電力數(shù)據(jù)網(wǎng),遠(yuǎn)動(dòng)通信,幀結(jié)構(gòu)
1.1 數(shù)據(jù)通信一般概念
數(shù)據(jù)通信技術(shù)是近年來通信技術(shù)發(fā)展最快的的一個(gè)分支。一般地說，只要是以編碼的方式表示信息，用某種信號(hào)形式在信道上傳送這些編碼的通信都叫做數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信所傳送的信息可以是數(shù)據(jù)、文字、圖象、聲音等各種內(nèi)容，可以通過電話網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、專用數(shù)據(jù)網(wǎng)等各種通信信道進(jìn)行通信。
計(jì)算機(jī)通信主要指計(jì)算機(jī)之間和計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)通信。廣義而言，數(shù)據(jù)通信也就是計(jì)算機(jī)通信，為通信而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)也就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，只是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)側(cè)重于解決計(jì)算機(jī)資源的共享和負(fù)荷的分擔(dān)，而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)則側(cè)重于傳輸和交換。
1.2 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)
隨著各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建立和運(yùn)行，各級(jí)系統(tǒng)之間信息交互的需求已經(jīng)越來越迫切。傳統(tǒng)的解決方法是用所謂“轉(zhuǎn)發(fā)”方式，即采用與RTU 通信相似的規(guī)約，通過點(diǎn)到點(diǎn)信道在兩個(gè)主站系統(tǒng)之間傳遞信息。這種方法不夠靈活，更不便于多個(gè)主站之間相互共享信息。因此，建立電力數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在各級(jí)調(diào)度中心的主站系統(tǒng)之間共享信息，是必然的趨勢(shì)。
1996年，原國家電力部已經(jīng)在國家電力調(diào)度中心和全國各大網(wǎng)調(diào)和獨(dú)立省調(diào)之間建立了電力數(shù)據(jù)一級(jí)網(wǎng)。96年以后，各大網(wǎng)調(diào)到省調(diào)之間的電力數(shù)據(jù)二級(jí)網(wǎng)也基本建立起來。目前，各省到地區(qū)/市之間的三級(jí)網(wǎng)也正在建設(shè)中。
電力數(shù)據(jù)網(wǎng)可以支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。為了在各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間共享實(shí)時(shí)信息，原國家能源部于1992年了“電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議”，作為國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即DL 476-92。遵照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，國家電力調(diào)度中心和各大網(wǎng)調(diào)/獨(dú)立省調(diào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。
截止到1997年，IEC TC57委員會(huì)已經(jīng)制定了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即遠(yuǎn)動(dòng)應(yīng)用服務(wù)元素（TASE.2）協(xié)議，也稱控制中心間通信協(xié)議ICCP，可使電網(wǎng)控制中心與其它電網(wǎng)控制中心、區(qū)域控制中心、獨(dú)立發(fā)電廠等通過廣域網(wǎng)（WAN）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。今后電力數(shù)據(jù)網(wǎng)上的實(shí)時(shí)信息交換將逐步向這些國際標(biāo)準(zhǔn)過渡。
1.3 分站的各種通信方式
目前，電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分站和主站之間的通信方式主要有兩種：一種是循環(huán)式，適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的遠(yuǎn)動(dòng)通道結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是以廠站端為主動(dòng)方，循環(huán)不斷地向調(diào)度端發(fā)送遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)。另一種是問答式，它的主要特點(diǎn)是主站掌握通信的主動(dòng)權(quán)，主站可以按需要指定分站傳送某一個(gè)或某種類型的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，傳送中有差錯(cuò)時(shí)主站可要求重傳。問答式遠(yuǎn)動(dòng)的分站為了準(zhǔn)備遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)，和循環(huán)式一樣需要相應(yīng)的硬件和軟件，以一定的掃描速度來采集遙信和遙測(cè)等數(shù)據(jù)，并判別是否有遙信變位，遙測(cè)越閾值等情況發(fā)生。和循環(huán)式不同的是這些數(shù)據(jù)采集之后并不立即發(fā)送，而是先行存儲(chǔ)，等主站需要時(shí)才將它們按規(guī)定的格式組裝發(fā)送。可見問答式遠(yuǎn)動(dòng)中分站的工作，對(duì)遙信、遙測(cè)而言可分為兩步，一是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，以一定的掃描頻率采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，適當(dāng)處理后存儲(chǔ)待用，二是按主站的要求組裝發(fā)送。問答式遠(yuǎn)動(dòng)主站的工作主要是輪流詢問各個(gè)分站，并接收分站送來的信息加工處理。和循環(huán)式相比主要是增加了主動(dòng)輪詢各分站的任務(wù)。至于遙控、遙調(diào)，在循環(huán)式中主動(dòng)權(quán)也在主站，因此問答式和循環(huán)式?jīng)]有什么差別。
當(dāng)用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)功能時(shí)，分站和主站的硬件部分，無論是按循環(huán)式或按問答式工作，都必須提供數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等的物質(zhì)條件，因而硬件部分對(duì)于循環(huán)式或問答式并沒有實(shí)質(zhì)性的差別。問答式和循環(huán)式的主要差別在于軟件，即在于主站和分站之間的對(duì)話方式。
廠站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置遙測(cè)、遙信部分的主要功能是組織好遙測(cè)、遙信等遠(yuǎn)動(dòng)信息發(fā)往調(diào)度端。遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的傳送應(yīng)按約定的格式進(jìn)行，收發(fā)兩端應(yīng)事先對(duì)傳送速率、同步方式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等相互約定，共同遵守。這些約定稱為通信規(guī)約。發(fā)送端按通信規(guī)約的規(guī)定及時(shí)組織好要發(fā)送的遠(yuǎn)動(dòng)字，然后按字節(jié)逐一遞交給串行通信接口，再經(jīng)調(diào)制器發(fā)往信道。調(diào)度端經(jīng)解調(diào)器解調(diào)按規(guī)定格式逐一接收。
1.3.1 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)通信
循環(huán)傳送方式的幀結(jié)構(gòu)和字結(jié)構(gòu)
循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，廠站端按約定的規(guī)則循環(huán)不斷地向調(diào)度端發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)?；镜膸袷揭娤聢D，每幀由若干遠(yuǎn)動(dòng)字組成，以同步字SYN開頭。一幀結(jié)束后再按規(guī)約規(guī)定傳送下一幀，如此不斷循環(huán)。以微機(jī)構(gòu)成的遠(yuǎn)動(dòng)裝置通常以8位的字節(jié)作為基本單位，例如一個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)字占用6個(gè)字節(jié)，共48位，同步字可采用三組EB90H，也是48位。
上圖循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)的幀結(jié)構(gòu)
遠(yuǎn)動(dòng)字基本結(jié)構(gòu)見下圖，其中第1個(gè)字節(jié)為地址字，用以識(shí)別各個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)字。地址字也稱點(diǎn)號(hào)或功能碼。最后一個(gè)字節(jié)為校驗(yàn)碼，用作抗干擾保護(hù)。中間的4個(gè)字節(jié)為遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)。如為遙測(cè)遠(yuǎn)動(dòng)字則可傳送2個(gè)遙測(cè)量，每個(gè)遙測(cè)量占2個(gè)字節(jié)共16位，其中12位為遙測(cè)量的數(shù)值，另4位用作標(biāo)志位，表明遙測(cè)量的數(shù)值是否有效等。如為遙信遠(yuǎn)動(dòng)字，則可傳送2組遙信數(shù)據(jù)，每組2個(gè)字節(jié)16位，總共4個(gè)字節(jié)32位，可以傳送32個(gè)開關(guān)量的狀態(tài)。
8 8 8 8 8 8
上圖循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)的字結(jié)構(gòu)
1.3.2 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)問答式遠(yuǎn)動(dòng)通信
目前問答式遠(yuǎn)動(dòng)裝置的分站端大多采用模塊式結(jié)構(gòu)，一般按功能劃分，以模塊為單位。遙測(cè)量、遙信量等分別存放在指定的模塊中。每個(gè)模塊都有自己的地址。一個(gè)模塊包含若干個(gè)字，例如8個(gè)字，每個(gè)字有16位，需要訪問有關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)可直接指定模塊地址、字地址。傳送的報(bào)文以8位字節(jié)為單位，附加起始位和停止位，但不帶奇偶校驗(yàn)位。其報(bào)文格式、各種信息類型以及主站與分站之間的應(yīng)答過程，此處就不再加以詳述。
1.3.3 遠(yuǎn)動(dòng)中的一般幀格式
遠(yuǎn)動(dòng)中的信息，不論循環(huán)式或問答式，通常都以幀為單位進(jìn)行傳輸。為了保證可靠、快速和高效率地傳送信息，對(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)中幀格式的安排，一般要考慮如下一些基本問題。
（1）明確區(qū)分一幀的首尾，例如設(shè)置幀分界符，幀開始標(biāo)志、幀長(zhǎng)信息。幀的結(jié)束標(biāo)志等。
（2）標(biāo)明源站或目的站的地址。
（3）明確各種命令／響應(yīng)幀的功用，規(guī)定相應(yīng)的功能代碼。
（4）采用抗干擾保護(hù)，確定發(fā)生差錯(cuò)后的重發(fā)以及防止幀丟失或重復(fù)的措施。
（5）保證用戶數(shù)據(jù)的透明性，對(duì)用戶數(shù)據(jù)應(yīng)不加限制。
（6）根據(jù)接收站的緩沖器容量，為避免接收的數(shù)據(jù)過量而造成溢出，設(shè)置數(shù)據(jù)流控制。
（7）規(guī)定信息的數(shù)據(jù)格式。
（8）減少無效信息，提高傳輸效率。
各個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的制造廠，對(duì)于上列問題的技術(shù)觀點(diǎn)不盡相同，因而所采取的措施亦各有差異。需要傳送的用戶數(shù)據(jù)有各種具體情況，長(zhǎng)短不一。幀的長(zhǎng)度可按實(shí)際情況而定的，稱為可變幀長(zhǎng)。某些幀的長(zhǎng)度可事先確定不再改變的，稱為固定幀長(zhǎng)。一般的幀結(jié)構(gòu)格式如下圖所示，圖中幀分界符F表明一幀的開始；幀長(zhǎng)字段L表明本幀的長(zhǎng)度；控制字段C表明本幀信息的特征；地址字段A表明源站或目的站的地址；信息字段I安排用戶信息；幀校驗(yàn)碼字段FCC按抗干擾要求可以配置不同的校驗(yàn)碼。
上圖一般幀結(jié)構(gòu)格式
上圖中的這些字段并非每一幀都必須備齊，對(duì)于固定幀長(zhǎng)的幀就毋需幀長(zhǎng)字段。有的響應(yīng)幀，如肯定確認(rèn)和否定確認(rèn)幀，有時(shí)會(huì)沒有信息字段和校驗(yàn)碼字段。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 流媒體；移動(dòng)監(jiān)控；轉(zhuǎn)碼
中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X(2012)12-0115-03
Research of Streaming Media Transcoding Platform based on Mobile Monitoring//Zhao Xiaoyan, Xie Zimei
Abstract A scheme of streaming media transcoding service platform is put forward in view of the particularity of the mobile monitoring network. Real-time stream conversion and publication of streaming-media based on Windows Media intelligent stream technology are realized and a security authentication mechanism based on equipment uniquely identifies is put forward. Finally, the run test results are given.
Key words streaming-media; mobile monitoring; transcoding
Author’s address College of Computer and Information Technology, Henan Normal University, Xinxiang, Henan, China 453007
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及3G的逐步成熟，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將會(huì)成為未來通信產(chǎn)業(yè)的主流，而作為3G時(shí)代標(biāo)志性應(yīng)用的移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)，更是移動(dòng)增值業(yè)務(wù)研究的熱點(diǎn)，開創(chuàng)了移動(dòng)通信與互聯(lián)網(wǎng)、視頻融合的新紀(jì)元。流媒體傳輸技術(shù)的主要特點(diǎn)是以流的形式進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)的傳輸，連續(xù)的聲音和視頻信息經(jīng)壓縮處理后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸[1]。視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為數(shù)字流媒體的典型應(yīng)用，目前主要處于模擬監(jiān)控系統(tǒng)向數(shù)字IP監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的時(shí)期，絕大部分還是處于有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男螒B(tài)，基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)才剛剛起步。3G移動(dòng)監(jiān)控作為具有高端和差異化特色的3G多媒體業(yè)務(wù)的典型代表，廣泛服務(wù)于行業(yè)視頻監(jiān)控、公共視頻監(jiān)控與家庭視頻監(jiān)控等領(lǐng)域，能夠帶給用戶更友好、更便捷、更貼身的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，擁有廣闊的市場(chǎng)前景[2]。
1 移動(dòng)通信技術(shù)
移動(dòng)通信網(wǎng)與固定通信網(wǎng)一樣，不論從用戶對(duì)業(yè)務(wù)的需求，還是從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供的服務(wù)以及通信設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)商來看，都可以分為3個(gè)層次：語音、數(shù)據(jù)、視頻和多媒體?？梢詫⒑髢蓚€(gè)層次的業(yè)務(wù)統(tǒng)稱為移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如短消息、傳真、電子郵件、文件、圖像、瀏覽網(wǎng)頁等。能為用戶提供移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動(dòng)通信網(wǎng)，又可稱為移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)。也有專門提供移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而不提供語音業(yè)務(wù)的，稱為專用移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)（或簡(jiǎn)稱為移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)，或無線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)）。隨著技術(shù)的發(fā)展，語音和視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)將完全以分組數(shù)據(jù)的形式傳送，那時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)也就完全變成了移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)。
與無線數(shù)據(jù)通信相比，它們的共同點(diǎn)在于數(shù)據(jù)通信都是通過無線信道和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的，而主要區(qū)別就在于“移動(dòng)”與“無線”二詞?！耙苿?dòng)”一詞表示通信終端的3種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：歸屬區(qū)靜止、運(yùn)動(dòng)和漫游（訪問區(qū)靜止）。實(shí)際上“移動(dòng)”主要是指“運(yùn)動(dòng)和漫游”這兩種狀態(tài)。因此，“移動(dòng)數(shù)據(jù)通信”就是指終端在3種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下都能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。而“無線數(shù)據(jù)通信”一詞主要含義是指在靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，但如果無線網(wǎng)絡(luò)能提供漫游服務(wù)，那么這種情況下的“無線數(shù)據(jù)通信”也是“移動(dòng)數(shù)據(jù)通信”。能提供無線數(shù)據(jù)通信最典型的例子是無線局域網(wǎng)（WLAN）。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及移動(dòng)、無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的逐步演進(jìn)和相互融合，傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)也能支持終端在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，無線數(shù)據(jù)通信與移動(dòng)數(shù)據(jù)通信將不再有區(qū)別。
2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控前端和監(jiān)控終端均處于移動(dòng)網(wǎng)關(guān)的防火墻后，相互間不能完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，在不增加設(shè)備的情況下無法建立數(shù)據(jù)鏈路。另外視頻監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控前端是嵌入式視頻服務(wù)器，DSP處理能力相對(duì)有限，監(jiān)控前端運(yùn)算負(fù)荷會(huì)過大，影響音視頻的質(zhì)量和傳輸性。因此，考慮在Internet上引入流媒體轉(zhuǎn)碼服務(wù)平臺(tái)概念。
流媒體轉(zhuǎn)碼平臺(tái)由三大功能模塊構(gòu)成，如圖1所示，分為轉(zhuǎn)發(fā)模塊、流媒體轉(zhuǎn)碼模塊和設(shè)備認(rèn)證模塊。流媒體轉(zhuǎn)碼服務(wù)平臺(tái)不僅使移動(dòng)監(jiān)控前端和移動(dòng)監(jiān)控終端之間的通信鏈路得以建立，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)中的PC監(jiān)控客戶端訪問位于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的監(jiān)控前端的實(shí)時(shí)音視頻信息，并通過控制信令實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行控制，完成有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)的互通與整合。轉(zhuǎn)發(fā)模塊維持和視頻服務(wù)器的連接通道，使得連接請(qǐng)求可以跨越移動(dòng)網(wǎng)關(guān)到達(dá)視頻服務(wù)器，并通過該通道對(duì)控制信令，報(bào)警信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)音視頻媒體流進(jìn)行緩存和轉(zhuǎn)發(fā)功能。設(shè)備認(rèn)證模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)接入的安全驗(yàn)證，阻隔未授權(quán)的訪問和操作。流媒體轉(zhuǎn)碼和模塊將原始音視頻流針對(duì)手持終端設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，并借助專業(yè)的流媒體平臺(tái)進(jìn)行。
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1 接收與解碼的實(shí)現(xiàn)
視頻服務(wù)器采用的流媒體傳輸協(xié)議是RTSP[3]。RTSP是一種控制和傳輸實(shí)時(shí)媒體的傳輸協(xié)議，通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)，用于流媒體服務(wù)器和終端之問的媒體流會(huì)話的建立和控制[4]。本文采用的是NetSink中的PushSink，轉(zhuǎn)碼模塊主動(dòng)將轉(zhuǎn)換好的媒體流推送到流媒體服務(wù)。在接收和解碼部分，按照RTSP流媒體協(xié)議進(jìn)行音視頻流的接收，并調(diào)用相應(yīng)的解碼模塊進(jìn)行解碼，最后將解碼后的碼流送到Windows Media編碼單元。接收及解碼程序框架如圖2所示。
3.2 轉(zhuǎn)碼的原理
轉(zhuǎn)碼服務(wù)模塊利用轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將高分辨率高帶寬的音視頻碼流針對(duì)手機(jī)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，映射成小畫面低帶寬，適合于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流，再進(jìn)行對(duì)手機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)。另外，在轉(zhuǎn)碼的過程中采用多碼率技術(shù)，同時(shí)轉(zhuǎn)換出多種碼率的低帶寬碼流，以適應(yīng)不同的手機(jī)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在終端接收帶寬波動(dòng)的情況下，自動(dòng)在多種碼率間無縫切換，以達(dá)到最好的流暢度
在進(jìn)行原始碼流的接收和解碼之后，重編碼模塊對(duì)解碼后的信息進(jìn)行重新編碼，重編成什么格式，是流媒體轉(zhuǎn)碼服務(wù)器設(shè)計(jì)中要考慮的問題。隨著流媒體的廣泛應(yīng)用，微軟公司推出整套的流媒體制作、和播放產(chǎn)品Windows Media，其產(chǎn)品的一大特點(diǎn)是其制作、和播放軟件與Windows NT/2000/9x集成在一起，勢(shì)必成為今后流媒體應(yīng)用的主流產(chǎn)品[5]。編碼模塊將這些解碼后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Windows Media兼容的流格式，并發(fā)送給Windows Media流媒體服務(wù)器。系統(tǒng)在偵測(cè)到數(shù)據(jù)包到達(dá)的時(shí)候啟動(dòng)處理流程。接收模塊將視頻服務(wù)器發(fā)送過來的原始音視頻流送入接收緩沖，調(diào)用解碼模塊對(duì)其進(jìn)行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)送入解碼緩沖區(qū)，以供Windows Media ASF Writer模塊進(jìn)行后續(xù)的編碼處理?？蛻舳嗽诨胤诺臅r(shí)候，根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)帶寬，自動(dòng)選擇最合適的流進(jìn)行解碼輸出，在帶寬波動(dòng)的時(shí)候，子帶間可以實(shí)現(xiàn)平滑的切換。
3.3 設(shè)備認(rèn)證機(jī)制
視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，安全性是一個(gè)非常重要的問題，尤其是涉及保密的視頻信息，需要強(qiáng)有力的安全保障。每一路視頻服務(wù)器內(nèi)均內(nèi)置有安全認(rèn)證和權(quán)限分級(jí)的功能，基于內(nèi)嵌Web頁面，通過用戶名和密碼來確定用戶權(quán)限級(jí)別和訪問許可。在設(shè)備認(rèn)證模塊中，這一機(jī)制被保留，專門設(shè)立安全數(shù)據(jù)庫，集中管理每一個(gè)視頻服務(wù)器的安全信息，在客戶端連接的時(shí)候進(jìn)行安全驗(yàn)證，阻止一切未經(jīng)授權(quán)的訪問。
對(duì)于移動(dòng)客戶端，由于手機(jī)輸入相對(duì)于桌面PC較為不便，采用用戶名密碼方式不具有友好的用戶體驗(yàn)。所以在對(duì)手機(jī)監(jiān)控客戶端進(jìn)行認(rèn)證的時(shí)候，考慮獲取手機(jī)設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)，在中心安全數(shù)據(jù)庫注冊(cè)并分配安全級(jí)別，移動(dòng)客戶端在訪問時(shí)，由客戶端程序提供該唯一標(biāo)識(shí)，無需用戶手動(dòng)輸入身份信息，做到即開即用。手機(jī)設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)的來源有IMEI方式、手機(jī)卡方式、操作系統(tǒng)API方式。系統(tǒng)采用的是由操作系統(tǒng)API提供的API獲取的DeviceID。通過調(diào)用Windows Mobile提供的GetDeviceUniqueID函數(shù)獲取16字節(jié)的設(shè)備唯一標(biāo)識(shí)，并將該標(biāo)識(shí)打包到連接請(qǐng)求信令里，提交給服務(wù)器。服務(wù)器根據(jù)該ID號(hào)查找用戶信息，并確定訪問權(quán)限。操作系統(tǒng)API提供的唯一標(biāo)識(shí)，不容易被篡改，技術(shù)門檻較高，不過在更換設(shè)備后必須重新注冊(cè)。在設(shè)計(jì)中心數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的時(shí)候，用戶和設(shè)備ID號(hào)之間應(yīng)該是一對(duì)多的關(guān)系，以應(yīng)付一個(gè)用戶擁有多部手機(jī)的情況。
4 結(jié)束語
伴隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以移動(dòng)流媒體為標(biāo)志的無線數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)將為人們帶來一個(gè)隨時(shí)隨地?cái)?shù)字互聯(lián)的美好未來。本文基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和移動(dòng)應(yīng)用的特殊性，在移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中引入流媒體轉(zhuǎn)碼服務(wù)平臺(tái)作為移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，承載移動(dòng)監(jiān)控的應(yīng)用業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控資源和有線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控資源得到良好的整合，為大規(guī)模并發(fā)訪問提供了性能保障。
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關(guān)鍵詞：地鐵供電；SCADA系統(tǒng)；調(diào)試；
中圖分類號(hào)：U231+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、 SCADA系統(tǒng)概述
1 、SCADA系統(tǒng)的特征
1.1 實(shí)時(shí)性
SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與多任務(wù)性是其重要特征之一，當(dāng)然根據(jù)行業(yè)的不同，SCADA系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性與多任務(wù)性的要求也不一樣，如在地鐵電力等領(lǐng)域?qū)?shí)時(shí)性要求很高，而供水供氣等行業(yè)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低。
1.2 開放性
SCADA系統(tǒng)大多遵循國際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足開放性的要求。系統(tǒng)的軟件多采用全開放式的體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展能力，也有利于更好地與其它相關(guān)系統(tǒng)的連接與廣泛集成。
2、 SCADA 系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)分析
2.1 數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
SCADA 系統(tǒng)通常會(huì)包含以下幾種類型的數(shù)據(jù)通信：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與各下位機(jī)智能節(jié)點(diǎn)之間的通信；下位機(jī)系統(tǒng)與 SCADA 系統(tǒng)服務(wù)器之間的通信；監(jiān)控中心不同功能計(jì)算機(jī)之間的通信和監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與遠(yuǎn)程客戶端之間的通信。由于SCADA 系統(tǒng)中的各種智能化、數(shù)字化設(shè)備越來越多，分布范圍越來越廣，功能越來越強(qiáng)，所需要的數(shù)據(jù)通信能力和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求也越來越高。因此，數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在SCADA 系統(tǒng)中的作用越來越重要。
2.1.1 數(shù)據(jù)通信技術(shù)
數(shù)據(jù)通信技術(shù)從本質(zhì)上來說是一種信息傳遞技術(shù)，其現(xiàn)代概念可定義為：利用光、電技術(shù)手段，借助光波或電磁波，實(shí)現(xiàn)從一地向另一地迅速而準(zhǔn)確的信息傳遞和交換。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為中心，通過數(shù)據(jù)傳輸信道將分布在各處的數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接起來，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信為目的的系統(tǒng)。它一般由數(shù)據(jù)信息的發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、傳輸介質(zhì)、傳輸報(bào)文、通信協(xié)議等組成。數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)的傳輸模式按數(shù)據(jù)代碼的傳輸順序可分為：并行傳輸和串行傳輸；按數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞娇煞譃椋和絺鬏敽彤惒絺鬏敚桓鶕?jù)數(shù)據(jù)的傳輸方向與時(shí)間的關(guān)系可分為：?jiǎn)喂鬏?、半雙工傳輸和全雙工傳輸；按數(shù)據(jù)信號(hào)特點(diǎn)可分為：基帶傳輸、頻帶傳輸和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。
2.1.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
基于 PC 遠(yuǎn)程監(jiān)控的 SCADA 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展?，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)是由現(xiàn)代通信網(wǎng)元組成的集合體，用以支持實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)外部的語音、數(shù)據(jù)、多媒體形式的通信要求。
通信網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成要素是終端設(shè)備、傳輸鏈路、交換設(shè)備和接入設(shè)備。除了這些硬件設(shè)備外，為了保證網(wǎng)絡(luò)能正確、穩(wěn)定、可靠、合理的運(yùn)行，使用戶間可以快速建立連接并有效交換信息，達(dá)到通信質(zhì)量一致、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和信息透明性等要求，還必須有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理的軟件，如標(biāo)準(zhǔn)、信令、協(xié)議等。現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的分類標(biāo)準(zhǔn)多樣：可以按傳輸介質(zhì)分為導(dǎo)線、電纜、光纜通信網(wǎng)和微波、短波、移動(dòng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等；按技術(shù)分為 PDH 通信系統(tǒng)、SDH 通信系統(tǒng)、DWDM 通信系統(tǒng)、CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)、ATM 網(wǎng)絡(luò)、幀中繼（FR）網(wǎng)等；按業(yè)務(wù)類型可分為電報(bào)網(wǎng)、電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)、多媒體通信網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等；按地域可分為本地通信網(wǎng)、長(zhǎng)途通信網(wǎng)和國際通信網(wǎng)或局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）等；按照網(wǎng)絡(luò)屬性可分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。
2.2 I/O 接口和數(shù)據(jù)采集
I/O 接口技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的，它是連接 CPU 與其設(shè)備并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的信息通道。在 SCADA 系統(tǒng)中，I/O 接口技術(shù)被廣泛采用在系統(tǒng)上、下位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息通信中。通常 I/O 通道除了有模數(shù)（A/D）、數(shù)模（D/A）、數(shù)字輸入（DI）、數(shù)字輸出（DO）等設(shè)備外，還包括一些輔助部件，如多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、放大器、采樣保持器等。這些輔助設(shè)備既可以部分地與 I/O 設(shè)備做在一起構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，也可以做成獨(dú)立的卡件（如端子板形式），再將這些卡件通過電纜與 I/O 設(shè)備連接，構(gòu)成輸入/輸出通道。I/O 接口主要實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)緩沖、信號(hào)轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)功能、中斷管理和隔離功能。
2.3自動(dòng)控制技術(shù)
自動(dòng)控制就是利用各類自動(dòng)控制裝置和儀表（包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）代替人的操作，使生產(chǎn)過程或機(jī)器設(shè)備自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，或使它的某些參數(shù)（如溫度、壓力、流量、成分、電流、電壓、轉(zhuǎn)速等）按預(yù)定要求變化或在一定的精度范圍內(nèi)保持恒定。 反饋是通過檢測(cè)裝置將系統(tǒng)的輸出返回到系統(tǒng)的輸入端，與設(shè)定值進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號(hào)作為控制器的輸入量。自動(dòng)控制和反饋是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的兩個(gè)重要概念?？刂葡到y(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)、線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)等。
2.4 軟件系統(tǒng)架構(gòu)
傳統(tǒng)的軟件系統(tǒng)架構(gòu)有 C/S、B/S 模式等。隨著 2000 年后軟件架構(gòu)進(jìn)入應(yīng)用普及階段，商業(yè)化的架構(gòu)風(fēng)格迅速出現(xiàn)并普及開來。市場(chǎng)上具有代表性的技術(shù)風(fēng)格有：N 層的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)風(fēng)格、面向服務(wù)的架構(gòu)風(fēng)格（SOA）等。
（1）N 層的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)N 層的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)模式是為了區(qū)別傳統(tǒng)的二層和三層 C/S 模式的一種更加靈活的層次式架構(gòu)風(fēng)格。分層設(shè)計(jì)是一種最常見的架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，它能夠有效地使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)機(jī)構(gòu)清晰，便于提高復(fù)用能力和產(chǎn)品維護(hù)能力。
（2）面向服務(wù)的架構(gòu)風(fēng)格（SOA）
面向服務(wù)的體系架構(gòu)將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)件在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。
二、SCADA 系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試
1、 SCADA 系統(tǒng)調(diào)試的難點(diǎn)和必要性
SCADA 系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的分布式測(cè)控系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)調(diào)試工作是
聯(lián)系設(shè)備建設(shè)和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的紐帶，是完善系統(tǒng)功能使其適合運(yùn)營(yíng)需要的必要步驟，目前，系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)均已達(dá)幾十萬點(diǎn)，為完成系統(tǒng)監(jiān)控功能，必須對(duì)所有接入點(diǎn)進(jìn)行 100%測(cè)試；系統(tǒng)接口眾多，包含集成的子系統(tǒng)和互聯(lián)系統(tǒng)，工程協(xié)調(diào)難度大；系統(tǒng)調(diào)試工作量大，系統(tǒng)調(diào)試工作往往得根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工安裝進(jìn)度的變化而更改計(jì)劃，且經(jīng)常會(huì)因?yàn)樽酉到y(tǒng)不具備測(cè)試條件或測(cè)試一次不能通過而增加系統(tǒng)調(diào)試的時(shí)間；系統(tǒng)調(diào)試周期長(zhǎng)，從子系統(tǒng)單機(jī)調(diào)試到系統(tǒng)最終驗(yàn)收測(cè)試；系統(tǒng)性能要求高，增加了系統(tǒng)調(diào)試的要求。但是，為滿足 SCADA 系統(tǒng)的監(jiān)控功能能夠按期實(shí)現(xiàn)，必須編制系統(tǒng)高效的系統(tǒng)調(diào)試計(jì)劃，并按計(jì)劃執(zhí)行；并且，為縮短系統(tǒng)工程驗(yàn)收時(shí)間，常常是將系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試報(bào)告作為系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試的參考。
2、 SCADA 系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容
系統(tǒng)調(diào)試分為單機(jī)調(diào)試、集成子系統(tǒng)調(diào)試和綜合聯(lián)調(diào)三個(gè)階段。其中，單機(jī)調(diào)試的目的是為了檢驗(yàn)設(shè)備安裝到現(xiàn)場(chǎng)后是否正常，設(shè)備配置是否正確；集成子系統(tǒng)調(diào)試是為了檢驗(yàn) SCADA 系統(tǒng)與各子系統(tǒng)是否連通，是否具備各子系統(tǒng)的基本功能；綜合聯(lián)調(diào)是為了檢驗(yàn) SCADA 系統(tǒng)與互聯(lián)系統(tǒng)是否連通，是否具備基本功能和聯(lián)動(dòng)功能。單機(jī)調(diào)試的內(nèi)容包括：上電后各設(shè)備、模塊工作指示燈狀態(tài)應(yīng)正常；設(shè)備的硬件配置、軟件配置、網(wǎng)絡(luò)地址配置、預(yù)置參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。集成子系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容包括：SCADA 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試；集成子系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控對(duì)象的接口調(diào)試；集成子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)監(jiān)控設(shè)備的功能測(cè)試；集成子系統(tǒng)與 SCADA 系統(tǒng)軟件平臺(tái)的接口調(diào)試；SCADA 系統(tǒng)的集成子系統(tǒng)的專業(yè)功能測(cè)試；冗余設(shè)備無擾動(dòng)自動(dòng)切換測(cè)試。其中，內(nèi)外部接口測(cè)試應(yīng)符合接口測(cè)試規(guī)范；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、端到端測(cè)試應(yīng)按 100%且同時(shí)進(jìn)行；集成子系統(tǒng)專業(yè)功能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王開滿,張慎明,江平·軌道交通自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)[ J]·城市軌道交通研究·2006(02)·
