發(fā)布時間：2024-02-03 16:57:29
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的簡述數(shù)據(jù)通信的特點樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】計算機通信；安全策略；通信網(wǎng)絡(luò)
1 計算機通信簡述
計算機通信是一種以數(shù)據(jù)通信形式出現(xiàn)，在計算機與計算機之間或計算機與終端設(shè)備之間進行信息產(chǎn)生、處理、傳輸、交換、存儲的手段。它是現(xiàn)代計算機技術(shù)與通信技術(shù)相融合的產(chǎn)物，在軍隊指揮自動化系統(tǒng)、武器控制系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、決策分析系統(tǒng)、情報檢索系統(tǒng)以及辦公自動化系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。計算機通信網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新的通信方式，主要是滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。它將不同地理位置、具有獨立功能的多臺計算機終端及附屬硬件設(shè)備（路由器、交換機）用通信鏈路連接起來，并配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)軟件，以實現(xiàn)通信過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)的一個企業(yè)、公司、學校和辦公機構(gòu)的數(shù)據(jù)、文件傳輸需要，而且可以在一個國家甚至全世界范圍進行信息交換、儲存和處理，同時可以提供語音、數(shù)據(jù)和圖像的綜合，是未來信息技術(shù)發(fā)展的必由之路。目前，計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速，各國都通過建成的公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)享用各數(shù)據(jù)庫資源和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源。為發(fā)展高新技術(shù)和國民經(jīng)濟服務(wù)。計算機通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)相基于兩者基礎(chǔ)上的聯(lián)機檢索技術(shù)已廣泛應(yīng)用于信息服務(wù)領(lǐng)域。從報刊、人工采集、會員單位組織的傳統(tǒng)信息服務(wù)方式正逐步被以數(shù)據(jù)庫形式組織的信息通信計算機網(wǎng)絡(luò)供用戶聯(lián)機檢索所代替。信息量和隨機性增大，信息更新加快，信息價值明顯提高，信息處理和利用更加方便。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是信息社會的顯著標志，在信息處理和傳遞中占重要位置；計算機網(wǎng)絡(luò)的組成基本上包括：計算機、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)（可以是有形的，也可以是無形的，如無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)就是空氣）以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件四部分：（1）資源共享：資源共享是人們建立計算機網(wǎng)絡(luò)的主要目的之一。計算機資源包括有硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源。硬件資源的共享可以提高設(shè)備的利用率，避免設(shè)備的重復投資。如利用計算機網(wǎng)絡(luò)建立網(wǎng)絡(luò)打印機。軟件資源和數(shù)據(jù)資源的共享可以充分利用已有的信息資源，減少軟件開發(fā)過程中的勞動，避免大型數(shù)據(jù)庫的重復設(shè)置；（2）數(shù)據(jù)通訊：數(shù)據(jù)通訊是指利用計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)不同地理位置的計算機之間的數(shù)據(jù)傳送。如人們通過電子郵件（E-Mail）發(fā)送和接收信息，使用IP電話進行相互交談等；（3）均衡負荷與分布處理：是指當計算機網(wǎng)絡(luò)中的某個計算機系統(tǒng)負荷過重時，可以將其處理的任務(wù)傳送到網(wǎng)絡(luò)中的其它計算機系統(tǒng)中，以提高整個系統(tǒng)的利用率。對于大型的綜合性的科學計算和信息處理，通過適當?shù)乃惴?，將任?wù)分散到網(wǎng)絡(luò)中不同的計算機系統(tǒng)上進行分布式的處理。如通過國際互聯(lián)網(wǎng)中的計算機分析地球以外空間的聲音等；（4）綜合信息服務(wù)：在當今的信息化社會中，各行各業(yè)每時每刻都要產(chǎn)生大量的信息需要及時的處理，而計算機網(wǎng)絡(luò)在其中起著十分重要的作用。
2 計算機網(wǎng)絡(luò)安全策略
計算機網(wǎng)絡(luò)安全策略是指在某個安全區(qū)域內(nèi)，與安全活動有關(guān)的一套規(guī)則，由安全區(qū)域內(nèi)的一個權(quán)威建立，它使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理過程中的工作避免了盲目性，但在目前它并沒有得到足夠的重視。國際調(diào)查顯示，目前55％的企業(yè)網(wǎng)沒有自己的安全策略，僅靠一些簡單的安全措施來保障網(wǎng)絡(luò)安全，計算機網(wǎng)絡(luò)安全策略包括對企業(yè)各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的安全層次和權(quán)限進行分類，確定管理員的安全職責，如實現(xiàn)安壘故障處理．確定網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、入侵及攻擊的防御和檢測、備份和災難恢復等。這里所說的安全策略主要涉及4個大的方面：物理安全策略、訪問控制策略、信息加密策略和網(wǎng)絡(luò)安全管理策略，網(wǎng)絡(luò)安全是一門涉及計算機科學、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、密碼技術(shù)、信息安全技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學、數(shù)論、信息論等多種學科的綜合性學科。網(wǎng)絡(luò)安全是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護，不受偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)連續(xù)可靠正常地運行，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷，計算機安全策略主要有兩個：一是物理安全策略的目的是保護計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、打印機等硬件實體和通信鏈路免受自然災害、人為破壞和搭線攻擊;驗證用戶的身份和使用權(quán)限、防止用戶越權(quán)操作;確保計算機系統(tǒng)有一個良好的電磁兼容工作環(huán)境;建立完備的安全管理制度，防止非法進入計算機控制室和各種偷竊、破壞活動的發(fā)生；二是訪問控制是網(wǎng)絡(luò)安全防范和保護的主要策略，它的主要任務(wù)是保證網(wǎng)絡(luò)資源不被非法使用和非常訪問。它也是維護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全、保護網(wǎng)絡(luò)資源的重要手段，各種安全策略必須相互配合才能真正起到保護作用，但訪問控制可以說是保證網(wǎng)絡(luò)安全最重要的核心策略之一，下面我們分述各種訪問控制策略；這兩種可以保護計算機長久的保持安全。
3 計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
為了滿足日益增長的需求，人們提出了基于XML的Web服務(wù)。它的主要目標是在現(xiàn)有的各種異構(gòu)平臺的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個通用的與平臺無關(guān)、語言無關(guān)的技術(shù)層，各種平臺上的應(yīng)用依靠這個技術(shù)層來實現(xiàn)彼此的連接和集成，Web Services的核心技術(shù)主要是XML技術(shù)、SOAP技術(shù)、WSDL及UDDI等；近年來，XML已成為數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)交換的一種新標準。其基本思想是數(shù)據(jù)的語義通過數(shù)據(jù)元素的標記來表達，數(shù)據(jù)元素之間關(guān)系通過簡單的嵌套和引用來表示。若所有web服務(wù)器和應(yīng)用程序?qū)⑺鼈兊臄?shù)據(jù)以XML編碼并到Internet，則信息可以很快地以一種簡單、可用的格式獲得，信息提供者之間也易于互操作。XML一推出就被廣泛地采用，并且得到越來越多的數(shù)據(jù)庫及軟件開發(fā)商的支持?？傮w講來，XML具有自描述性、獨立于平臺和應(yīng)用、半結(jié)構(gòu)化、機器可處理的、可擴展性和廣泛的支持等特點；SOAP(simple ObjectAcCess PrOtOCO1，簡單對象訪問協(xié)議)是由Microsoft、IBM等共同提出的規(guī)范，目的是實現(xiàn)大量異構(gòu)程序和平臺之間的互操作，從而使存在的應(yīng)用程序能夠被用戶訪問；WSDL(WebServices Description Language，web服務(wù)描述語言)基于Ⅺ旺，將Web服務(wù)描述為一組對消息進行操作的服務(wù)訪問點它抽象描述了操作和消息，并綁定到一個具體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和消息格式，定義了具體實施的服務(wù)訪問點。WSDL包含服務(wù)接口定義和服務(wù)實現(xiàn)定義，服務(wù)接口是Web服務(wù)的抽象定義，包括類型、消息和端口類型等；這些都屬于計算機的通信技術(shù)手段，運用這些技術(shù)可以大量的增加計算機的通信流暢和方便性能。
4 總結(jié)：
隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)將日益成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防等方面的重要信息交換手段，滲透到社會生活的各個領(lǐng)域。因此，認清網(wǎng)絡(luò)的脆弱性和潛在威脅，采取強有力的安全策略，對于保障網(wǎng)絡(luò)的安全性將變得十分重要
參考文獻：
[1]雷震甲.網(wǎng)絡(luò)工程師教程.［M］.北京：清華大學出版社，2009.
[2]郭軍.網(wǎng)絡(luò)管理.［M］.北京：北京郵電大學出版社，2010.
[3]勞幗齡.網(wǎng)絡(luò)安全與管理.［M］.北京：高等教育出版社，2009.
[4]蔡皖東.計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù).西安電子科技大學出版社, 2009.
摘要：[HTK]文章簡述了目前數(shù)字圖書館館藏資源的可視化現(xiàn)狀及現(xiàn)有的可視化技術(shù)，分析了館藏時間結(jié)構(gòu)模型、館藏學科分類結(jié)構(gòu)模型、館藏等級結(jié)構(gòu)模型，提出了數(shù)字圖書館館藏資源可視化服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計方案，并重點介紹了系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計、覆蓋率模塊設(shè)計、利用率模塊設(shè)計及數(shù)據(jù)通信與接口模塊的設(shè)計。
中圖文分類號：G250文獻標識碼：A論文編號：1003-1588（2015）06-0080-03
[FQ（3*2＼.172mm，ZX-W]
[KH*3D]
收稿日期：2015-04-30
作者簡介：[HTK]莫耀評（1975―），南寧職業(yè)技術(shù)學院圖書館館員。[FQ）][HT]
把查詢到的館藏資源數(shù)據(jù)信息以視覺的形式展現(xiàn)出來，達到數(shù)據(jù)信息資源的溝通和傳達直觀化，即是圖書館館藏資源的可視化技術(shù)。館藏數(shù)據(jù)資源的可視化使讀者不但可以了解數(shù)據(jù)的最基本特點，還能看到以多種技術(shù)手段展現(xiàn)的目標信息，這樣用戶可以很明確地了解到其所需求的目標數(shù)據(jù)信息的狀態(tài)。
[BT3]1數(shù)字圖書館館藏資源可視化現(xiàn)狀分析
1.1大數(shù)據(jù)時代給資源可視化帶來的挑戰(zhàn)
世界權(quán)威組織機構(gòu)統(tǒng)計的調(diào)查曾指出：網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息資源以每年50%的速度在增長。隨之出現(xiàn)的云計算技術(shù)也點燃了人們對大數(shù)據(jù)的研究熱情，在圖書館館藏資源可視化技術(shù)的研究過程中，大數(shù)據(jù)所占的比重也越來越大。圖書館館藏信息數(shù)據(jù)資源不僅數(shù)量在不斷增加，其復雜程度也在不斷增強，因此如何將大量紛繁復雜的館藏資源信息數(shù)據(jù)清晰直觀地展現(xiàn)在用戶面前是當前圖書館館藏資源可視化研究的一大挑戰(zhàn)。
海量且結(jié)構(gòu)復雜的數(shù)據(jù)信息的存儲、傳輸、并行化和不確定的量化等是可視化研究的難題所在。首先，館藏資源數(shù)據(jù)信息的存儲所存在的問題是數(shù)據(jù)數(shù)量大、結(jié)構(gòu)復雜，因此存儲時所需要的相應(yīng)空間就大，對空間結(jié)構(gòu)的要求較嚴謹。其次，館藏資源數(shù)據(jù)信息的傳輸對所需傳輸速度和所占寬度要求更高。目前圖書館館藏資源的傳輸速度難以滿足用戶需求是大數(shù)據(jù)下館藏資源可視化技術(shù)研究的難點。
1.2館藏資源越來越豐富引發(fā)的問題
目前即使互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛，可在一些領(lǐng)域特別是在科研院所，首選的信息資源還是圖書館館藏資源。因為圖書館經(jīng)過這么多年的積累和沉淀不僅有濃厚的文化氛圍，更有系統(tǒng)的專業(yè)知識和豐富的館藏資源，這是互聯(lián)網(wǎng)資源無法可比的。
隨著人們對與數(shù)字圖書館相關(guān)的多媒體大數(shù)據(jù)信息研究的深入，圖書館與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合也逐漸成為一種趨勢?，F(xiàn)在，人們對館藏資源可視化的研究主要包括可視化檢索研究與可視化檢索結(jié)果研究。數(shù)字圖書館信息資源可視化的過程中，館藏資源的數(shù)字化也是個大問題，有些資源的保存介質(zhì)是很久以前的紙，這些信息數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫錄入工作并不容易，在很大程度上影響到數(shù)字圖書館館藏資源的可視化過程。
[BT3]2數(shù)字圖書館館藏資源可視化現(xiàn)有技術(shù)研究
2.1基于幾何的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)
數(shù)據(jù)的表達形式采用幾何或幾何投影的方法稱為基于幾何的信息數(shù)據(jù)可視化，該方法的采用使用戶能很容易找到目前信息（見圖1）。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，信息量大且復雜的數(shù)據(jù)比較適合基于幾何的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)。因為該技術(shù)能清晰地表達出大量復雜數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，能為用戶勾勒出一幅流程清晰、邏輯明確的幾何圖像。當然該方法也有不足之處，有時由于信息數(shù)據(jù)過于復雜，數(shù)據(jù)量又特別大，這樣勾畫的幾何圖像有重疊的可能，這樣一來用戶會很難讀懂圖形的含義。
2.2面向像素的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)
可視化系統(tǒng)VisDB開發(fā)應(yīng)用充分證明了面向像素數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的強大優(yōu)勢。該技術(shù)原理簡單易懂，如圖2所示，右邊設(shè)為一個數(shù)據(jù)項，經(jīng)過某種映射變換對應(yīng)到特定的屏幕上，與這個屏幕上的像素對應(yīng)，一個數(shù)據(jù)項能對應(yīng)幾個屏幕上的窗口表示不同的數(shù)據(jù)屬性值。
[3]有兩種方法可以實現(xiàn)面向像素的信息資源可化技術(shù)，一種是單獨查找，另一種是利用查找。第一種方法主要是對數(shù)據(jù)項進行排序，排序的依據(jù)是數(shù)據(jù)項的屬性值，然后在顯示屏上顯示排序后的數(shù)據(jù)值，這種方法使用起來既方便又有很有效果。第二種方法通過數(shù)據(jù)值與所查目標數(shù)據(jù)的一致程度對顏色進行匹配。該方法的流程非常切合實際，它采用特定的距離函數(shù)來估算數(shù)據(jù)項的屬性值和查詢值從而得到匹配值。這種方式能如實地反映兩者之間的符合程度，距離函數(shù)的值越小說明所查找的數(shù)據(jù)越接近目標信息數(shù)據(jù)。
2.3基于圖標的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)
[3]把數(shù)據(jù)集中的各個數(shù)據(jù)項都映射成圖標的方式被稱為基于圖標的數(shù)據(jù)資源可視化技術(shù)，該技術(shù)在可視化技術(shù)中也是非常重要的。這種技術(shù)中的圖標部分是由數(shù)據(jù)項的維數(shù)決定的，數(shù)據(jù)項是幾維該圖標就有幾部分，圖標的部分與數(shù)據(jù)項的維數(shù)是一一對應(yīng)的關(guān)系。
近年來，基于圖標的可視化技術(shù)不斷發(fā)展，并逐漸形成多個分支，其中最典型的當屬Chemoff-faces，它是目前基于圖標的可視化技術(shù)中應(yīng)用最廣的。通過應(yīng)用該技術(shù)能將數(shù)據(jù)項的兩個維度映射當作顯示的兩個坐標，其他的維度映射成具體的形狀。
2.4基于層次的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)
[2]該項技術(shù)比較適合應(yīng)用在層次關(guān)系比較明確的數(shù)據(jù)集合中，這一點從基于層次的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的名稱中就能看出。樹圖是基于層次的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的一種，具有代表性。該技術(shù)中樹上的每個節(jié)點代表著數(shù)據(jù)項的屬性值，各個子節(jié)點相加的和等于父節(jié)點的值。該技術(shù)能夠把復雜的數(shù)據(jù)集進行分層處理，能夠理順數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
[BT3]3數(shù)字圖書館館藏資源可視化結(jié)構(gòu)模型研究
3.1館藏時間結(jié)構(gòu)模型
數(shù)字圖書館館藏時間結(jié)構(gòu)模型主要是對館藏時間順序的研究，該模型有助于對數(shù)字圖書館的各類圖書信息進行整理和規(guī)范。通過對館藏資源信息的整理能夠發(fā)現(xiàn)館中圖書量的增長情況，能夠如實反映圖書館的圖書使用情況。
3.2館藏學科分類結(jié)構(gòu)模型
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展變化和科學技術(shù)學科間的交叉及滲透，在高校及相關(guān)教育部門內(nèi)出現(xiàn)了各種各樣的學科分類新標準，更值得一提的是，這些學科還在不斷地細化及分解。館藏數(shù)據(jù)信息資源學科分類在很大意義上是為了觀察并及時反映圖書文獻資源的內(nèi)容和信息能否為現(xiàn)代信息化教育事業(yè)、科學技術(shù)研究及社會職業(yè)分工等提供一些數(shù)據(jù)，為決策者服務(wù)。館藏資源學科分類模型可以利用圖書分類信息表去了解城市圖書館及高新圖書館內(nèi)文獻的學科覆蓋范圍，特別是重點學科文獻的種類和數(shù)量的變化情況，為圖書管理者對圖書文獻的使用及采購決策提供依據(jù)。
3.3館藏等級結(jié)構(gòu)模型
現(xiàn)代數(shù)字圖書館館藏數(shù)據(jù)資源由于管理和科研的需要被人為地劃分為一些特定的等級，如目前比較流行的劃分原則有圖書館藏的作用、圖書館特定的相關(guān)功能需求、圖書閱讀人員的文化水平情況等。圖書館藏數(shù)據(jù)資源信息等級結(jié)構(gòu)模型不但能表現(xiàn)出現(xiàn)存圖書文獻資源的利用情況，還能反映出閱讀者對知識文化需求的解決情況。世界各地的圖書館管理者對館藏數(shù)據(jù)文獻資源的等級具有各不一樣的劃分標準，目前我國較多地方的圖書館部門及相關(guān)院校的圖書館機構(gòu)采用五等級法，即劃分為甲、乙、丙、丁、戊級。現(xiàn)階段教育部對大多數(shù)本科院校館藏數(shù)據(jù)資源的評估主要是依據(jù)其藏書的數(shù)量評定的，如大于180冊/人為A級，大于150冊/人為B級，大于100冊/人為C級。我們可以通過這些館藏數(shù)據(jù)資源的等級結(jié)構(gòu)模型來分析圖書館內(nèi)閱讀者的平均可借閱文獻種類和數(shù)量，同時還能看出這些數(shù)值隨著時間的推進或是隨著館藏資源學科信息分類后的變化情況，能更好地實現(xiàn)館藏資源的可視化。
[BT3]4數(shù)字圖書館館藏資源可視化服務(wù)設(shè)計
4.1可視化服務(wù)總體架構(gòu)設(shè)計
筆者在考慮圖書館學習者的實際需求的情況下，在原來B/S系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種面向用戶的可視化服務(wù)構(gòu)架。該系統(tǒng)是在圖書館館藏資源的基礎(chǔ)之上設(shè)計的一種面向用戶的可視化服務(wù)架構(gòu)，主要有可以用來展示可視化服務(wù)所有類型的服務(wù)效果情況的前臺瀏覽器UI；可以作為請求館藏所有數(shù)據(jù)資源的可視化服務(wù)情況的中間數(shù)據(jù)通信部分；可以用來組織、整理監(jiān)控館藏資源數(shù)據(jù)庫和其模型庫的后臺服務(wù)器部分（見圖3）。
如上圖所示，圖書館館藏可視化服務(wù)系統(tǒng)需要設(shè)計的模塊有：結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計、館藏資源覆蓋率可視化設(shè)計、館藏資源利用率可視化設(shè)計及數(shù)據(jù)模型管理及其通信部分設(shè)計等。
4.2圖書館藏結(jié)構(gòu)可視化模塊設(shè)計
針對現(xiàn)代圖書館內(nèi)館藏資源的結(jié)構(gòu)及其數(shù)據(jù)模型的可視化主要是在幾何元素的基礎(chǔ)上建立的可視化相關(guān)理論技術(shù)。目前較多利用的方法是平行坐標法，但具體實現(xiàn)這種方法的工具是報表，這是因為館藏數(shù)據(jù)資源模型的影響因素較多、縱橫坐標的參數(shù)值特別復雜且具有不確定性。但這種方法使用的報表的結(jié)構(gòu)形式與以往其他形式的老版本報表有很大不同，主要體現(xiàn)在此報表有動態(tài)變化的數(shù)據(jù)、趨勢性的參數(shù)值、報告和表格融合成一體的結(jié)構(gòu)。
館藏資源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型的可視化報表的圖表內(nèi)容包括圖書的種類數(shù)量、每類型圖書的冊數(shù)量、各種類型之間的比例關(guān)系、平均每人可借的最大數(shù)量圖書比例等。報表中的圖和表分布代表不同的意思，其中條狀的圖形表現(xiàn)的是圖書的類型數(shù)量和冊數(shù)量；線狀的圖形表示的是比例情況。值得一提的是，圖書館可視化報表方便了人們對每個維度表示內(nèi)容的數(shù)據(jù)形式的了解，還具有直接聯(lián)機打印數(shù)據(jù)可視圖片的功能。
4.3數(shù)據(jù)通信與接口模塊的設(shè)計
要想實現(xiàn)圖書館館藏數(shù)據(jù)的可視化，前臺界面效果和系統(tǒng)后臺管理服務(wù)器應(yīng)直接連接起來，其需要系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)資源間的相互通信及其間的數(shù)據(jù)接口。此模塊設(shè)計中的數(shù)據(jù)接口功能主要是：①利用對集成電路芯片的封裝來顯示圖書館館藏資源信息數(shù)據(jù)。②由外觀頁面顯示平臺對上面的數(shù)據(jù)接口進行數(shù)據(jù)和信息的技術(shù)訪問。③資源服務(wù)系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)接口接到訪問信息后便與后臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)和資源信息的交互，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互傳遞。其中，可視化系統(tǒng)平臺提供的數(shù)據(jù)服務(wù)形式是已經(jīng)經(jīng)過封裝后的具有相對統(tǒng)一的標準格式的數(shù)據(jù)，其通過服務(wù)器再傳遞到前臺顯示界面內(nèi)，此時具有可視化特定顯示要求的信息數(shù)據(jù)已被傳遞結(jié)束（見圖4）。
[T0523.TIF，B]
[TS（][HT5”SS][Z]圖4數(shù)據(jù)通信接口模塊框架圖[TS）]
圖書館館藏資源信息可視化服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計因為有了數(shù)據(jù)通信接口這個特定的模塊，從而使系統(tǒng)內(nèi)部前后臺的設(shè)計研發(fā)具有相對可以分開的效果，因此使用過程中如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有任何不足和需要改進的地方，都可以對此可視化服務(wù)系統(tǒng)進行性能優(yōu)化和功能改進以及系統(tǒng)信息擴展。
[BT3]5結(jié)論
隨著可視化技術(shù)的不斷發(fā)展和逐步完善，數(shù)字化圖書館館藏資源的可視化也會逐漸成熟。并且，可視化技術(shù)的應(yīng)用將會進一步提高數(shù)字圖書館信息服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)能力，從而使其能更好地發(fā)揮數(shù)字圖書館信息服務(wù)的功能。
參考文獻：[HTK]
[1][ZK（#]呂紅，邱均平，李小濤，等.國內(nèi)館藏資源可視化研究進展分析.情報資料工作，2014（1）：57-60.
[2]邱均平.專題：館藏資源可視化研究.情報資料工作，2014（1）：24-30.
[3][3]劉曉娟，周建華.數(shù)字資源可視化的理論、技術(shù)及方法研究.圖書雜志，2015（2）：102-108.
[4][3]王洪娟.高校數(shù)字圖書館館藏資源建設(shè)與維護發(fā)展研究.綏化學院學報，2013（2）：59-64.
[5][3]賀德方，曾建勛.基于語義的館藏資源深度聚合研究.中國圖書館學報，2012（7）：12-17.
[6]張洋，謝卓力.基于多源網(wǎng)絡(luò)學術(shù)信息聚合的知識圖譜構(gòu)建研究.圖書情報工作，2014（12）：32-37.
[7]侯婷婷.圖書館藏書質(zhì)量評價指標體系優(yōu)化分析.才智，2012（20）：336-341.
[8]劉文遠.基于雷達圖表示的多維數(shù)據(jù)可視化分類方法.系統(tǒng)工程理論與實踐，2010（1）：178-183.
關(guān)鍵詞：程控交換機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢
中圖分類號：TN915.05文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）02（c）-0000-00
當前，程控交換機（PBX）早已廣泛應(yīng)用于軍隊、電力、工礦企業(yè)、公安、金融證券等行業(yè)，技術(shù)也越來越成熟。不斷增加的程控交換機服務(wù)功能，使其在通信中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，社會也對其可靠性提出了新的挑戰(zhàn)。因此本文將分析其結(jié)構(gòu)特點，并探討其技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。
1程控交換機的結(jié)構(gòu)特點
程控交換機（PBX），全名為存儲過程控制交換機，也稱數(shù)字程控交換機或程控數(shù)字交換機，是集成電路技術(shù)、通信技術(shù)及計算機技術(shù)的綜合密集型電子系統(tǒng)工程；它實質(zhì)是是通過程序控制語音信號及各種輔助信號交換和傳遞的機器；主要由硬件與軟件（龐大、復雜、類型多）兩大系統(tǒng)構(gòu)成[1]，以下將簡要概述程控交換機的基本結(jié)構(gòu)特點：
1.1管理通信模塊
管理通信模塊（AM/CM）由以下幾部分組成：（1）通信控制模塊，為模塊間通信的核心用于實現(xiàn)多個HDLC通道的HDLC信令鏈路交換，同時與其它模塊單板相連，實現(xiàn)各模塊之間的信令交換；（2）中央處理模塊（CPM）。CPM到CCM有HDLC鏈路，再通過CCM到各模塊的HDLC鏈路來控制各模塊的工作；它完成系統(tǒng)全局數(shù)據(jù)的存儲和處理，并負責對管理通信模塊中的單板管理。（3）中央交換網(wǎng)（CNET）。它為一個大型交換網(wǎng)，為三級結(jié)構(gòu)，即中心交換網(wǎng)板CNU（中間級）和邊緣交換網(wǎng)板SNU（輸入輸出級）；它包括交換網(wǎng)通信控制板（NCC），用于控制本模塊單板與其它模塊的通信；總線驅(qū)動板（BDR），主要功能是進行總線驅(qū)動，增強NCC總線驅(qū)動能力；此外還有總線交換網(wǎng)板（CNU）、邊緣交換網(wǎng)板（SNU），共五個組成部分。（4）后臺管理模塊（BAM）。它以LAN的形式將維護臺、特服臺、計費臺、服務(wù)器等組成后臺終端系統(tǒng)，由一臺裝有專用軟件的計算機終端構(gòu)成，通過HDLC鏈路與AM/CM通信。（5）此外，管理通信模塊還包括：同步定時系統(tǒng)（STM）。它和AMP板通過串口線直接連接，接受AMP的控制；業(yè)務(wù)線路接口模塊（LIM）。它主要實現(xiàn)中心模塊與其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連，即通過完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與信令數(shù)據(jù)的復核和分解，提供傳輸線路驅(qū)動接口來實現(xiàn)。
1.2交換網(wǎng)絡(luò)模塊（SM）
交換網(wǎng)絡(luò)的基本功能是通過控制部分的接續(xù)命令，并用戶的呼叫要求，建立主叫與被叫用戶間的連接通路。SM，由主控單元通過接口單元配上不同的接口電路，從而形成不同的交換模塊，實現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)功能；所以SM主要由主控單元與接口單元兩部分組成。
1.3電路模塊
此類模塊包括兩部分：（1）用戶電路。由于數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)交換的是數(shù)字語音信號，所以用戶電話是用戶線和交換網(wǎng)路或其他電路（如掃描電路）之間不可缺少的接口。這部分有著過壓保護、饋電、單路編譯碼器、振鈴、混合電路、監(jiān)視、及測試七大功能。用戶一般用集成的電路實現(xiàn)，而使用模擬交換機的用戶電路，七大功能中只有編譯碼器不一樣。（2）中繼電路。中繼器一般包括信號互換電路、用戶線信號電路、保護電路及隔離電路等組成；它為中繼線與交換網(wǎng)絡(luò)以及控制系統(tǒng)間的接口電路，傳輸?shù)男盘栍姓Z音信號與各種局間信號。
2程控交換機的技術(shù)發(fā)展與趨勢
近年來，程控交換機在控制方式、程度軟件、話路網(wǎng)以及接入業(yè)務(wù)等方面一直處于快速發(fā)展狀態(tài)。例如，當前的程控交換機設(shè)備，隨著軟、硬模塊化的發(fā)展，已可接入各類N-ISDN（窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）設(shè)備；可以綜合處理各類終端的圖像、數(shù)據(jù)、傳真等多媒體業(yè)務(wù)，而不是只能接受普通模擬電話業(yè)務(wù)[2]。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，尤其是通信系統(tǒng)將對程控交換設(shè)備提出穩(wěn)定可靠、實時性強、調(diào)度功能完善、維護方便、接續(xù)速度快、暢通無阻等更高的要求，本文為將來的工作以下將就探討近年來程控交換機的技術(shù)發(fā)展與趨勢，為將來的工作奠定技術(shù)的理論知識基礎(chǔ)。
2.1從分類角度分析PBX技術(shù)的發(fā)展
如按控制方式分有存儲程序控制與布線邏輯控制這兩種類型[3]，前者，或簡稱為程控交換機，通常屬于全電子型，它是將用戶的信息和交換機的控制，維護管理功能預先變成程序存儲到計算機的存儲器內(nèi)；后者，雖然在器件與技術(shù)這兩方面上取得不錯的進步，但它只是機電式向電子式演變歷程中的過渡性產(chǎn)物，這是由于其基本繼承與保留了縱橫制交換機布控方式缺乏靈活性、體積大且業(yè)務(wù)與維護功能低的弊端。此外，程控交換機按信息傳送方式，可分為模擬交換機和數(shù)字交換機。此類交換機當前主要應(yīng)用于小容量模擬用戶交換機，用戶電路簡單，、不需要話音的模數(shù)轉(zhuǎn)換（編解碼），成本低。
2.2從社會需求角度分析PBX技術(shù)的發(fā)展
近年來研發(fā)設(shè)計的無線PBX系統(tǒng)，滿足諸如旅游公司、中小型集團公司、廠礦小企業(yè)職工，尤其是偏遠地區(qū)的這樣的特殊用戶群體的需求，它將程控交換技術(shù)與移動通信技術(shù)相結(jié)合，增加了與外線之間的接口，主要是通過單片機控制各部分功能模塊來實現(xiàn)其功能[4]，使得多個用戶可同時與外界通信，滿足固定電話業(yè)務(wù)與移動通信業(yè)務(wù)的需要，給用戶提供了極大的便利；整體上，它增加的無線接口，除了能實現(xiàn)普通語音通信的功能，還能通過利用移動運營商的GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)，在插入普通的SIM卡后，實現(xiàn)的無線接入，即與移動業(yè)務(wù)相結(jié)合，從而也綁定實現(xiàn)短信群發(fā)、手機，手機短號、集團彩鈴等等移動特色功能。此外，隨著IP技術(shù)發(fā)展和越來越成熟，IP PBX技術(shù)早已成為VoIP(Voice over IP)領(lǐng)域內(nèi)的一個研究熱點，研究及應(yīng)用表明，它實現(xiàn)了將企業(yè)話音網(wǎng)絡(luò)遷移到IP網(wǎng)絡(luò)[5]。IP PBX最突出的是以開放的VoIP技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)PBX數(shù)據(jù)通信與語音服務(wù)這兩大功能；它可謂是基于IP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備提供了完整的PBX功能。此外，PBX設(shè)備能夠以終端的方式加入IP PBX系統(tǒng)，即IP PBX系統(tǒng)兼容現(xiàn)有的PBX系統(tǒng)。
3結(jié)論
綜上所述，當前的程控交換機程控數(shù)字交換機體積小、容量大、處理速度快、靈活性強，且與數(shù)字傳輸相結(jié)合，已能構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，實現(xiàn)電話交換、數(shù)據(jù)、圖像通信、傳真等的交換，利于建設(shè)智能網(wǎng)、利于改變交換機功能，為用戶提供多類型、方便的電話服務(wù)。此外，隨著科學技術(shù)的不斷提高，程控交換機技術(shù)將朝著更實用、更可靠、更易維護等方向深入發(fā)展。
參考文獻
[1]單飛.數(shù)字程控交換機基本原理.中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,(07)
[2]周鳴一，程文清，趙建立.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的程控交換機故障診斷方法研究. 電腦知識與技術(shù)，2011（25）
[3]馬紅艷.數(shù)字程控交換機的構(gòu)成及分類.科學之友,2011(22)
【關(guān)鍵詞】 LTE230 無線寬帶 用電信息采集 通信模塊
長期以來，由于業(yè)務(wù)終端點多、覆蓋面廣且分布分散的特點，電力用戶用電信息采集可選擇的通信手段不多。光纖通信方式雖然具備業(yè)務(wù)傳輸能力強的優(yōu)勢，但部署施工難度大，成本高，難以全面覆蓋。目前，無線公網(wǎng)（ GPRS、CDMA等）已成為用電信息采集系統(tǒng)遠程通信方式的主要選擇，但隨著采集業(yè)務(wù)的大規(guī)模開展，常用的無線公網(wǎng)也逐漸暴露出諸多問題，如采集成功率低、存在信息安全隱患、服務(wù)得不到保障、無優(yōu)先級保障，同時每年需支出大量的通道租賃費用。
因此，電力企業(yè)一直在進行無線專網(wǎng)建設(shè)的探索，早期的230 MHz電臺專網(wǎng)由于其技術(shù)落后、點對點通信、采集周期長等問題，無法滿足統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的傳輸帶寬需求；McWiLL、 WiMAX等無線寬帶方式傳輸距離短、穿透能力弱，可靠性難以滿足業(yè)務(wù)需求，同時使用2.4 G、1800M的頻段，需要向無線電管委會申請頻段，存在較大困難，因而也難以得到大規(guī)模使用。
LTE230 系統(tǒng)是工作在230MHz頻段的無線寬帶通信系統(tǒng)，該技術(shù)的優(yōu)勢在于采用的230 MHz頻段為電力負荷管理專用無線通信頻段，不需要向無線電管委會申請頻點，可用頻段為40個25 kHz，共計1 MHz帶寬。具有低頻段、高網(wǎng)速、覆蓋距離遠的特點，使其在建網(wǎng)和后期維護成本上都優(yōu)于其他系統(tǒng)。近年來在電力配用電領(lǐng)域得到良好的推廣應(yīng)用。
一、張家口地區(qū)LTE230無線寬帶專網(wǎng)建設(shè)情況
2013年，張家口地區(qū)LTE230無線寬帶專網(wǎng)試點建設(shè)項目正式啟動，工程同時對試點區(qū)域內(nèi)原運行在無線公網(wǎng)上的采集終端通信方式進行改造，逐步把相關(guān)采集業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到LTE230無線專網(wǎng)上。系統(tǒng)包括了核心網(wǎng)、網(wǎng)管系統(tǒng)各一套，基站設(shè)備三套。
在公司營銷大樓頂建一個基站，實現(xiàn)城區(qū)核心區(qū)域覆蓋；在宣化縣公司樓頂建一個基站，覆蓋以該站點為中心，方圓5～6公里的縣城區(qū)域；市區(qū)人頭山頂建一個基站，覆蓋周邊9公里內(nèi)山區(qū)區(qū)域?；就ㄟ^電力光纖直拉方式、電力光纖專網(wǎng)和數(shù)字微波等多種通信方式接入位于公司營銷大樓通信機房的核心網(wǎng)和網(wǎng)管系統(tǒng)。LTE230寬帶專網(wǎng)通過覆蓋城區(qū)、縣城、山區(qū)等不同地形，驗證LTE230無線專網(wǎng)系統(tǒng)在不同地域支撐電力業(yè)務(wù)的特性。
二、基于LTE230無線專網(wǎng)用電信息采集通信方式改造的研究
2.1 采集系統(tǒng)業(yè)務(wù)簡介
居民用戶用電信息采集以小區(qū)樓道、柱上變或小區(qū)箱變（公變）為單位，完成單個樓道或箱變負荷范圍內(nèi)全部居民用戶、關(guān)口計量點的用電信息采集。安裝于樓道的采集器、農(nóng)村柱上變或小區(qū)箱變處的集中器即為一個遠程通信節(jié)點。
用電信息采集系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：主站、通信信道、集中器、低壓電力線網(wǎng)絡(luò)、專變終端、電能表。采集系統(tǒng)主要工作原理：以低壓居民集抄GPRS通信方式為例，居民用戶的用電數(shù)據(jù)信息由電能表采集，通過電力載波將用電信息傳輸給集中器。用電信息數(shù)據(jù)經(jīng)協(xié)議封裝后發(fā)送到中國移動（或中國聯(lián)通）的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過該網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至主站，實現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)和主站的實時在線連接。同時，集中器還可將主站發(fā)送的遙控指令傳給電能表控制模塊，對電能表進行數(shù)據(jù)請求等各種操作。
用電信息采集系統(tǒng)中集中器等采集終端的主要通信方式有光纖專網(wǎng)通信、GPRS無線公網(wǎng)通信、230MHz無線專網(wǎng)通信、電力線載波通信、RS-485通信方式等。
2.2主要研究內(nèi)容
通信方式的改造目標是各個集中器或?qū)Ｗ兘K端通過LTE230上行通信模塊（UE）將本地采集業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿采w區(qū)域基站設(shè)備，基站通過光纖、微波等方式將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)回傳核心網(wǎng)，核心網(wǎng)將各個基站業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯總通過網(wǎng)絡(luò)接口回傳給用電信息采集主站系統(tǒng)，完成主站系統(tǒng)通過LTE230系統(tǒng)對各個居民用戶、專變用戶等用電信息數(shù)據(jù)的采集工作。
目前張家口用電信息采集業(yè)務(wù)使用了大量GPRS通信模塊。LTE230無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)在張家口的推廣應(yīng)用，首先要開發(fā)出符合采集終端通信接口的LTE230通信模塊，要求采用與GPRS通信模塊完全一致的技術(shù)規(guī)范和型式規(guī)范，這樣做后無需對采集終端進行升級改造，就可以直接進行模塊替換，降低費用。下面以I型集中器通信模塊為例，簡述LTE230通信模塊開發(fā)的關(guān)鍵要點。
2.3 LTE230 通信模塊開發(fā)設(shè)計
2.3.1底層通信原理
考慮到電力系統(tǒng)中大量的終端對業(yè)務(wù)時延要求較高，尤其是專變終端的時延要求更為嚴格，需要對系統(tǒng)進行合理設(shè)計以有效降低時延。因此，LTE230無線寬帶系統(tǒng)采用扁平化的全IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，組網(wǎng)靈活，能夠適用現(xiàn)有業(yè)務(wù)的開展，而且方便將來新業(yè)務(wù)的擴展應(yīng)用，如下圖1所示。
集中器和無線模塊的底層通過 AT 命令構(gòu)成通信通道，而無線通信模塊，與無線接入設(shè)備及主站的底層是基于成熟的 LTE 的底層信令架構(gòu)，并針對行業(yè)業(yè)務(wù)特征進行優(yōu)化而成。IP 層是在成熟穩(wěn)定的底層之上，屏蔽了物理層的細節(jié)，使得網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層可以自如設(shè)計實現(xiàn)。
集中器的 IP 地址都由LTE230系統(tǒng)的核心網(wǎng)管理和維護，集中器連接的無線通信模塊正常完成底層接入后，核心網(wǎng)分配IP 地址給集中器，核心網(wǎng)一并維護 IP 地址和集中器的對應(yīng)列表。
2.3.2 LTE230通信芯片選型
目前市面上的LTE230通信芯片很少，只有中國普天信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司的一款芯片，該芯片設(shè)計時考慮了在用電信息采集系統(tǒng)中需要的功能，簡化了設(shè)計，降低了成本，因此在電力行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
2.3.3 LTE230 通信模塊的TCP軟件流程
用電信息采集系統(tǒng)中集中器或?qū)Ｗ兘K端通過AT指令與LTE230模塊進行命令控制以及數(shù)據(jù)通信；通過LTE230模塊將數(shù)據(jù)傳送至主站，實現(xiàn)與主站的實時在線連接；同時，集中器或?qū)Ｗ兘K端還可接收主站發(fā)送的遙控指令進行請求操作。
2.3.4 LTE230 通信模塊設(shè)計開發(fā)的關(guān)鍵點
（1）集中器LTE230通信模塊硬件設(shè)計需要符合國家電網(wǎng)公司的電力用戶用電信息采集系統(tǒng)集中器型式規(guī)范的要求。軟件設(shè)計必須符合國家電網(wǎng)公司2013年的最新版電力用戶用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范中的《通信單元技術(shù)規(guī)范》和《遠程通信模塊接口協(xié)議》，同時須兼容2009年版本的終端。
（2）由于各廠家的集中器上行通信模塊與主站的交互信息文本沒有統(tǒng)一標準，為了避免涉及到與多個廠家開發(fā)接口，影響通信模塊的兼容性，建議通信模塊在網(wǎng)絡(luò)連接后開啟透明通道，建立透明數(shù)據(jù)傳輸，避免通信模塊對交互信息的解析。圖2是LTE230模塊建立連接流程圖。
三、應(yīng)用效果
按照上述開發(fā)思路研制出了I型集中器LTE230 通信模塊，經(jīng)試運行后，在LTE230無線信號覆蓋區(qū)域內(nèi)進行了安裝，集中器采集數(shù)據(jù)通過LTE230無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)及光纖網(wǎng)絡(luò)，上傳至統(tǒng)一的采集主站系統(tǒng)，通信系統(tǒng)自建成后一直運行穩(wěn)定，采集成功率達100%，時延小于2s，滿足了電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)穩(wěn)定性和可靠性要求。
四、結(jié) 語
隨著時代的不斷發(fā)展，樓宇的設(shè)計中也逐漸加入了智能的因素，在智能化發(fā)展的趨勢下，樓宇自動化控制系統(tǒng)在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在實際的建工工程中，自動化系統(tǒng)不斷走向發(fā)展與完善，但是關(guān)于樓宇自動化控制系統(tǒng)的失敗案例也有不少，這就要求我們在實際工作中對自動控制系統(tǒng)進行進一步的完善。本文就對樓宇的自動化控制系統(tǒng)進行了深入淺出的分析與探討，希望能為樓宇建設(shè)的自動化系統(tǒng)控制的相關(guān)設(shè)計提供一些參考。
【關(guān)鍵詞】自動化 控制系統(tǒng) 完善
近年來我國的經(jīng)濟建設(shè)得到高速的發(fā)展，樓宇的建設(shè)開始全面開展，同時也帶動了樓宇自動化系統(tǒng)控制建設(shè)的發(fā)展。樓宇自動化控制系統(tǒng)主要包括四大部分，包括主機、現(xiàn)場監(jiān)控器、通信網(wǎng)絡(luò)和儀表。樓宇自動化系統(tǒng)對建筑內(nèi)的何磊設(shè)備進行監(jiān)控，保證了運行的安全、可靠，同時還能節(jié)省人力和物力。但是，因為我國的樓宇自動化控制的發(fā)展比較晚，在設(shè)計和施工等方面還只是處于初級發(fā)展階段，在具體的設(shè)計和施工方面還存在著很多不合理的地方，所以會有運行不良、使用壽命短等問題的出現(xiàn)。所以，根據(jù)實際情況，我們要針對樓宇自動化設(shè)計的特點對相關(guān)的管理功能進行選擇，同時還要在實際的工作中積累關(guān)于自動化控制的相關(guān)經(jīng)驗，使系統(tǒng)設(shè)計得到相應(yīng)的完善，使樓宇自動化控制系統(tǒng)真正的發(fā)揮出相應(yīng)的功能。
1 簡述自動化控制系統(tǒng)有哪些基本的功能
在樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計中采用的數(shù)據(jù)通常情況下都是根據(jù)自動采集而來的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以作為系統(tǒng)運行的一種參數(shù)，對運行情況進行自我監(jiān)控，對系統(tǒng)中的各個指標進行全方位的調(diào)動，進而實現(xiàn)和創(chuàng)造經(jīng)濟效益和相應(yīng)的社會效益。
1.1 自動化系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動采集的功能
對現(xiàn)地控制單位之間傳送的數(shù)據(jù)進行的處理和存儲要建立在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，用上位計算機對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行分析，從而形成系統(tǒng)運行的參數(shù)。在數(shù)據(jù)庫中提取的數(shù)據(jù)資料可以對自動控制進行調(diào)節(jié)，通過本身的記錄、檢索等功能為系統(tǒng)的工作人員的靈活調(diào)用作為參考。
1.2 自動化系統(tǒng)具有自動監(jiān)控與調(diào)節(jié)的功能
想要提高系統(tǒng)的監(jiān)控水平和調(diào)節(jié)水平，可以達到減少對系統(tǒng)操作失誤的目的。但是，系統(tǒng)具有本身的復雜性，人工的監(jiān)控是難以達到要求的，所以就需要自動監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能的開發(fā)與利用。對各種功能設(shè)置模擬操作系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的設(shè)置要建立在數(shù)據(jù)科學合理的基礎(chǔ)上。將自動系統(tǒng)的指令設(shè)置在屏幕顯示器上，根據(jù)計算機屏幕顯示執(zhí)行的步驟，這樣就可以對系統(tǒng)運行進行一目了然的監(jiān)控了。
1.3 總動畫系統(tǒng)具有現(xiàn)地控制單元的功能
這個功能應(yīng)該在自動化操作系統(tǒng)中某個環(huán)節(jié)的后面，進行現(xiàn)地的現(xiàn)實和處理，同時將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據(jù)指令對是否滿足指令的條件進行分析。最后按照發(fā)出的指令將硬件運行到相應(yīng)的位置上?，F(xiàn)地控制一般都會設(shè)置權(quán)限開關(guān)，根據(jù)開關(guān)實現(xiàn)遠程的切換，同時依然可以使用手動的方式進行輔的操作，手動操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對數(shù)據(jù)采集的設(shè)計
在對自動化系統(tǒng)進行上述三項基本功能的設(shè)計的時候，一定要體現(xiàn)出系統(tǒng)基本功能之間的共通性，還要對這些功能進行合理的處理，使自動化控制功能的適用性能夠得到相應(yīng)的提高。
2.1 對數(shù)據(jù)采集的設(shè)計
在對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集之前要做到有針對性的進行采集，對自動化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集之后，要及時將數(shù)據(jù)傳送到上位計算機中，實現(xiàn)系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控，這些數(shù)據(jù)可以作為盤點系統(tǒng)運行是否正常的重要依據(jù)。對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以用單端隔離的模擬量進行輸入卡，用波形檢測的方式對系統(tǒng)自動收集的數(shù)據(jù)進行分析與監(jiān)控，同時，必須要設(shè)置好采集范圍和輸出通道。
對數(shù)據(jù)進行采集設(shè)計時要做到對數(shù)據(jù)保存情況的實時顯示。在對軟件進行設(shè)計的時候還要對校本程序進行編譯，同時用人機界面對數(shù)據(jù)的幾率、存儲等情況進行顯示，最后將軟件和數(shù)據(jù)可連接起來。這種功能使數(shù)據(jù)記錄和存取的便利性得到大大的提高，同時還完成了對數(shù)據(jù)可的屬性設(shè)置。
值得一提的是，對數(shù)據(jù)進行采集的時候要遵循一個重要的原則，探測元件與要采集的內(nèi)體要盡量靠近，以減少傳導中的誤差，避免這些誤差對數(shù)據(jù)真實性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術(shù)，這種新技術(shù)的應(yīng)用可以達到準確的目的同時又不會使誤差造成系統(tǒng)的誤動作。
2.2 監(jiān)控設(shè)計
在自動化系統(tǒng)中的監(jiān)控最常見的方式有三種：遠程監(jiān)控方式、集中監(jiān)控方式和現(xiàn)場總線監(jiān)控方式。其中幾種監(jiān)控方式便于系統(tǒng)運行的維護管理，對系統(tǒng)的設(shè)計比較容易，也沒有較高的要求和標準。遠程監(jiān)控方式的優(yōu)點主要有對資源能夠起到節(jié)約監(jiān)控的目的，同時具有較高的可靠性，并且在實際的應(yīng)用中可以體現(xiàn)出組態(tài)靈活的優(yōu)勢，還可以實現(xiàn)對電纜、附屬材料的節(jié)約利用?，F(xiàn)場總線監(jiān)控方式是當今條件下一種比較符合時代特征的監(jiān)控方式，它可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，使監(jiān)控的連接線路縮短，在這種方式上可以很好的體現(xiàn)出智能化的特點。同時為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2.3 現(xiàn)地控制單元
自動化系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的實際采用了計算機軟件和硬件等先進的技術(shù)，確保了各項標準都能符合指標要求。隨著科技的不斷發(fā)展，計算機在不斷的更新?lián)Q代，系統(tǒng)的規(guī)模也應(yīng)該隨著計算機的更型換代得到擴展與升級，維護方面要具備自我診斷和自我恢復的功能，避免因為人員操作失誤造成的損失?，F(xiàn)地控制單元的設(shè)計主要包括對機組設(shè)備的調(diào)節(jié)和將控制；對機組控制單元順序的控制；數(shù)據(jù)通信要保持通暢；要有自我診斷的功能。
3 結(jié)語
綜上所述，對自動化控制系統(tǒng)進行設(shè)計的時候，要將采集到的數(shù)據(jù)及時的輸送到上位計算機中，對整個運行流程實現(xiàn)實時監(jiān)控，根據(jù)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運行狀況進行判斷。還要根據(jù)各種方式的運用，使系統(tǒng)工作的效率得到提高，減少維護故障率，在新技術(shù)的幫助下，實現(xiàn)計算機對整個系統(tǒng)的配置與設(shè)計。
參考文獻
[1]張雪峰.樓宇自動化控制系統(tǒng)的IP化發(fā)展分析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2012（6）.
[2]楊慕鐵.淺析如何完善樓宇自動化控制系統(tǒng)設(shè)計[J].福建建材，2013（6）.
[3]何宇紅.樓宇自動化控制系統(tǒng)工程設(shè)計探析[J].科技與企業(yè)，2012（10）.
作者簡介
汪詩雯（1985-），女，安徽省歙縣人。大學本科學歷?，F(xiàn)為柳州市人民醫(yī)院助理工程師。主要研究方向為電子信息工程。
關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；電子信息工程；應(yīng)用科技
高速發(fā)展的今天，社會不斷進步，人們生活水平不斷提高，現(xiàn)在是信息社會，人們的生活、學習與工作離不開計算機網(wǎng)絡(luò)，尤其Internet網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，促使計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣，促使其它領(lǐng)域快速發(fā)展，電子信息工程技術(shù)就是在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物，對計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的完好補充。人們生活改變，加快了計算機網(wǎng)絡(luò)向更高層面發(fā)展，其廣泛應(yīng)用促使其技術(shù)不斷更新，符合社會發(fā)展需要。
1計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
1.1計算機的發(fā)展
自從1946年第一臺電子計算機誕生，加快我國電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。計算機經(jīng)歷大約70年的發(fā)展，從第一代晶體管計算機產(chǎn)生，到現(xiàn)在超大規(guī)模的電子管計算機，無論計算機速度，計算機容量等都發(fā)生了很大變化。未來計算機發(fā)展的方向是巨型化，智能化。計算機快速發(fā)展，促使計算機智能機器人的產(chǎn)生，這也符合計算機智能化方向發(fā)展導航。計算機技術(shù)快速發(fā)展，促使計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展，加快科學技術(shù)水平不斷創(chuàng)新，對提高科技創(chuàng)新提供技術(shù)支持，對經(jīng)濟建設(shè)起到技術(shù)保障。
1.2計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
進行信息時代，人們對計算機網(wǎng)絡(luò)要求越來越高，因此計算機網(wǎng)絡(luò)成為焦點，如何加快網(wǎng)絡(luò)速度，保障網(wǎng)絡(luò)安全是很多學者研究的主題。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的構(gòu)成如圖1所示。
2電子信息工程
2.1電子信息工程的概念
電子信息工程是一項比較復雜的工程，其依托于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，，其涵蓋了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)及信息技術(shù)等.電子信息工程技術(shù)廣泛應(yīng)用社會各領(lǐng)域，并推動了社會、經(jīng)濟的發(fā)展.如手機、網(wǎng)絡(luò)等，這些都是利用電子信息工程技術(shù)而獲取信息的，為人們的生活提供了便利，且提高了人們的生活水平。電子信息工程的產(chǎn)生與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展是密不可分的，電子信息工程應(yīng)用領(lǐng)域比較廣，基于電子信息工程的系統(tǒng)，提高其行業(yè)的工作效率，提高了企業(yè)的利潤，具有一定的應(yīng)用空間，其發(fā)展前景比較好。
2.2電子信息工程的特點
電子信息工程技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，其主要有以下特點：首先，覆蓋范圍大.電子信息工程涉及的技術(shù)種類多、涵蓋的內(nèi)容廣泛，且普遍存在于生活及生產(chǎn)當中。其次，通信速度快.電子信息工程傳遞信息主要是依靠無線電磁波及光纖，其速度快、傳遞的信息量大。最后，發(fā)展迅速.現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，尤其是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，因此基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而發(fā)展起來的電子信息工程必然也地迅速發(fā)展。電子信息工程技術(shù)的廣泛應(yīng)用，加強了科技創(chuàng)新力量，對提高企業(yè)利潤，加強我國經(jīng)濟建設(shè)起到積極作用。
3計算機網(wǎng)絡(luò)在電子信息工程中的應(yīng)用
3.1計算機網(wǎng)絡(luò)在電子通信工程中的應(yīng)用
電子通信工程應(yīng)用比較廣泛，對需要依靠計算機網(wǎng)絡(luò)，計算機網(wǎng)絡(luò)是電子通信工程基礎(chǔ)，沒有足夠的網(wǎng)絡(luò)，計算機通信就無法正常完成，計算機網(wǎng)絡(luò)在電子通信工程中的應(yīng)用，促進了科技的革新，對企業(yè)提高工作效率，節(jié)約成本都有現(xiàn)實意義。信息的處理是電子信息工程的重要組成部分，電子信息工程所處理的信息量非常大，信息的處理不僅要保證其及時性，而且要保持其處理的準確性.將電子信息工程與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接之后，電子信息工程必然會受到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的沖擊，由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復雜性，來自互聯(lián)網(wǎng)的外部攻擊也是層出不窮，電子信息工程主要用于處理信息，這樣信息處理的安全性必然受到影響，為此需借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為電子信息工程進行信息的處理提供相應(yīng)的空間，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所擁有的安全技術(shù)來對信息處理進行約束。網(wǎng)絡(luò)安全在電子通信工程中有重要要求，數(shù)據(jù)通信過程中，要保證信息安全，電子通信工程主要任務(wù)就是信息處理，如何保障數(shù)據(jù)安全，是很多學者研究的焦點，利用密鑰技術(shù)，防火墻技術(shù)等提高計算機網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)安全人們關(guān)注度越來越高，安全只能提高，但不能杜絕。
3.2計算機網(wǎng)絡(luò)在電子設(shè)備中的應(yīng)用
借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可建立一個信息共享的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，研究者或開發(fā)者將所獲得的有關(guān)于電子設(shè)備的信息在系統(tǒng)內(nèi)進行共享，不僅有利于內(nèi)部人員進行溝通，而且還可方便研究者或開發(fā)者隨時查詢所需信息并投入試驗當中，實現(xiàn)了信息的完善交互，以免因信息不足而影響電子設(shè)備的研究和開發(fā)。
參考文獻
[1]鐘高強.簡述電子信息工程的現(xiàn)代化技術(shù)[J].福建質(zhì)量管理，2016(1).
[2]劉能源.淺析電子信息工程的發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016(5).
[3]姜雷,雷鳴.電子信息工程的現(xiàn)狀及發(fā)展措施探討[J].建材與裝飾，2015(50).
[4]張乃豐,滕海宇,楊保林.我國電子信息工程發(fā)展現(xiàn)狀與對策研究[J].科技傳播，2016(2).
[5]李程.淺析電子信息工程技術(shù)對我國國民經(jīng)濟發(fā)展的作用[J].特區(qū)經(jīng)濟，2016(2).
【關(guān)鍵詞】 ABB 控制系統(tǒng) 焦爐煤氣制甲醇
1 工藝簡述
焦爐氣制甲醇，是將焦化的尾氣經(jīng)過回收利用，通過過濾及粗脫硫—氣柜—焦爐氣精脫硫一純氧轉(zhuǎn)化—壓縮一甲醇合成—甲醇精餾—甲醇庫。實現(xiàn)節(jié)能減排的循環(huán)經(jīng)濟。
2 控制系統(tǒng)配置
神華烏海煤焦化公司30萬噸/年甲醇裝置DCS項目選用ABB Industrial IT控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)是面向工廠自動化的新一代開放式DCS系統(tǒng)，全面支持現(xiàn)場總線技術(shù)，系統(tǒng)采用全局數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)全局一體化編程。系統(tǒng)通信為標準以太網(wǎng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有較強伸縮能力，系統(tǒng)編程采用國際化標準。現(xiàn)場控制站采用符合技術(shù)要求的遠程I/OABB S800并通過Profibus網(wǎng)關(guān)與控制站進行數(shù)據(jù)通信。
2.1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
本控制系統(tǒng)中，為了提高整體控制系統(tǒng)的可靠性，采用了冗余控制器系統(tǒng)，針對甲醇工藝設(shè)備的分布特點，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分為現(xiàn)場層和控制管理層和生產(chǎn)管理層。
（1）現(xiàn)場層：ABBS800遠程I/O采用ProfiBus DP通信標準與AC800F控制器進行通信；
（2）控制管理層：采用標準TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)控制器及操作員站之間的通信；控制站與操作站的通訊需冗余設(shè)置；
（3）生產(chǎn)管理層：采用OPC數(shù)據(jù)交換標準與第三方系統(tǒng)接口。
2.2 系統(tǒng)硬件
控制器采用了AC800F，由以下部件組成：
（1）基本單元PM802F；
（2）電源SD802F；
（3）Ethernet網(wǎng)卡EI813F；
（4）現(xiàn)場總線接口卡FI830F；
（5）現(xiàn)場總線接口適配器CI830；
（6）現(xiàn)場I/O卡件（如圖1）
2.3 系統(tǒng)軟件
主要由系統(tǒng)組態(tài)和系統(tǒng)監(jiān)控軟件組成：
（1）系統(tǒng)工程組態(tài)與調(diào)試維護工具軟件ControlBuilderF（簡稱CBF）。ControlBuilderF是IndustriaIIT系統(tǒng)的工程工具，集組態(tài)（包括硬件配置、控制策略、HIS即人機接口等組態(tài)）、工程調(diào)試和診斷功能于一體，采用統(tǒng)一的系統(tǒng)全局數(shù)據(jù)庫和強大的交叉參考工具，不僅能方便地完成自動化組態(tài)，而且是一個高性能的過程調(diào)試工具。
（2）監(jiān)控軟件DigiVis（簡稱VIS）。DigiVis的功能包括圖形顯示、數(shù)據(jù)監(jiān)視、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、趨勢歸檔、記錄、過程及系統(tǒng)報警、報表、操作指導、下達控制指令、系統(tǒng)診斷等，可以提供一種良好的人機交互式界面。
該系統(tǒng)配備了多個工程師站和多臺操作員站：工程師站使用工控PC機作為工程師站（也可使用便攜機作為調(diào)試設(shè)備）；系統(tǒng)操作員站運行在工業(yè)PC機上，全中文DigiVis軟件包基于MSWindowsNT平臺，其圖形操作接口增強了系統(tǒng)的使用與操作，此外，還可以提高PC機的外部設(shè)備指標如顯示器、打印機、鼠標及鍵盤等使系統(tǒng)操作更方便，該控制系統(tǒng)在一臺PC機上完成操作與監(jiān)控，系統(tǒng)可擴展至100個操作員站和100個過程控制站。
3 工藝控制概述
焦爐氣制甲醇的核心工段為凈化車間，現(xiàn)就凈化工段做具體的闡述：
3.1 過濾及粗脫硫工序
來自焦化裝置的焦爐氣進入由4臺脫萘罐組成的兩套可串可并或單獨使用的脫萘系統(tǒng)，焦爐氣首先進入兩套脫萘系統(tǒng)中的二臺脫萘罐除去焦爐氣中所含的焦油和萘等物質(zhì)。本工序中調(diào)節(jié)閥起到了至關(guān)重要的作用，ARSV-0101A焦爐氣進口閥，ARSV-0101B焦爐氣去火炬放空閥，有以上兩臺閥控制焦爐氣的氣量，從而達到焦爐氣氣量的持續(xù)穩(wěn)定。
3.2 經(jīng)脫油脫萘后的焦爐氣去氣柜工序
3.3 焦爐氣精脫硫工序
經(jīng)升壓并冷卻后的焦爐氣需經(jīng)預處理后方能進入精脫硫工序。焦爐氣首先進入由2臺脫油罐組成的兩臺可串可并或單獨使用的脫油系統(tǒng)中的一臺，將焦爐氣中因升壓而夾帶的油脫除掉；更換出來的脫油劑直接送燃煤鍋爐作燃料。
經(jīng)預處理工序處理并加壓、升溫后的焦爐氣首先進入由兩臺可并聯(lián)或單獨使用的預加氫罐，主要將焦爐氣中的不飽和烴加氫飽和，并加氫脫除焦爐氣中的氧，也有少量有機脫硫加氫轉(zhuǎn)化成為無機硫（H2S）。
從預加氫罐出來的預加氫后焦爐氣立即進入一級加氫罐，對焦爐氣中的有機脫硫（硫醇、噻吩、硫醚、二硫化碳等）進行進一步的轉(zhuǎn)化。
經(jīng)兩級加氫轉(zhuǎn)化及一級脫硫后的焦爐氣中殘存的有機硫及無機硫已經(jīng)很低了，為保證焦爐氣中工藝對總硫的要求，我們在上述工藝流程后增加了一臺二級加氫轉(zhuǎn)化罐及兩臺二級脫硫罐。
來自焦爐氣壓縮機經(jīng)預處理后的焦爐氣，進入綜合加熱爐的焦爐氣加熱段（F0401-1）加熱到200～350℃，去300#精脫硫工序?qū)範t氣進行精脫硫。通過控制燃料氣的流量來控制焦爐氣的出口溫度。通過串級調(diào)節(jié)由FV-0412自動調(diào)節(jié)燃料氣的大小，控制綜合加熱爐的焦爐氣加熱段的溫度
經(jīng)精脫硫后的焦爐氣與一定比例的蒸汽混合后進入綜合加熱爐的蒸焦加熱段（F0401-4/F0401-3），加熱至約650℃左右進入純氧轉(zhuǎn)化爐（F0402）。通過控制燃料氣的流量來控制蒸焦的出口溫度。
3.4 純氧轉(zhuǎn)化工序
來自空分（1000#）的氧氣與過熱蒸汽按一定比例混合，進入綜合加熱爐蒸氧加熱段（F0401-7）加熱至300～350℃，進入純氧轉(zhuǎn)化爐（F0402）中心管式燒嘴。焦爐氣、氧氣、蒸汽在純氧轉(zhuǎn)化爐中進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，得到CH4含量小于0.5%（干基）的轉(zhuǎn)化氣。
由純氧轉(zhuǎn)化爐出來的980℃左右的高溫轉(zhuǎn)化氣，進入轉(zhuǎn)化氣廢鍋（E0401），通過回收轉(zhuǎn)化氣高溫余熱產(chǎn)生3.9MPa的中壓蒸汽后，溫度降至350℃左右，再通過中壓鍋爐給水加熱器（E0402）、加壓塔再沸器、預塔再沸器、脫鹽水加熱器（E0403）進一步回收轉(zhuǎn)化氣低位熱能，溫度降至約70℃的轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)水冷器（E0404）將轉(zhuǎn)化氣降至約40℃左右，最后通過氣水分離器（V0405）分離掉轉(zhuǎn)化氣中的游離水。
為了保證去加壓塔再沸器的轉(zhuǎn)化氣溫度，在中壓鍋爐給水加熱器進出口旁路設(shè)置手動閥來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化氣出中壓鍋爐給水加熱器溫度。
4 結(jié)語
神華烏海煤焦化公司30萬噸/年甲醇裝置開車3年多以來，ABB控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，技術(shù)可靠，已經(jīng)在數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)成為當今自動化應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展方向。當然ABB控制方式和策略有很多種，需要廣大的用戶不斷總結(jié)和探索，本文所闡述的不當之處還請同行專業(yè)人士批評指正。
參考文獻：
[1]俞金壽.過程自動化及儀表.北京：化學工業(yè)出版社，2003.
[2]樂嘉謙.儀表工手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2003.
關(guān)鍵詞：GPRS；遙測遙控；水利水電
中圖分類號：TV文獻標識碼： A 文章編號：
1.引 言
農(nóng)村水利水電是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的命脈。我國是一個水資源短缺、水旱災害頻繁的國家，為了保護水資源及生態(tài)環(huán)境，必須科學合理地提高我國的節(jié)約用水及用電水平[1]。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，河流及小型水庫自動化控制管理系統(tǒng)已成為合理用水、規(guī)范化管理的一項基礎(chǔ)設(shè)施。它能有效地提高管理人員的工作效率，減輕勞動強度，有利于運行用水優(yōu)化調(diào)度，合理利用水資源，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。目前，這些系統(tǒng)采用計算機監(jiān)測技術(shù)，利用數(shù)據(jù)采集器及無線發(fā)射機直接傳送數(shù)據(jù)，再由計算機處理，形成數(shù)據(jù)庫文件，并打印輸出各種水情圖表，為水量調(diào)度、調(diào)節(jié)及科學用水提供科學、直觀的依據(jù)[2]。
2.GPRS概述
2.1 GPRS通信技術(shù)
GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱， 它是在現(xiàn)有的GSM（全球移動通信系統(tǒng)）上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封?Packet)式來傳輸數(shù)據(jù)，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸數(shù)據(jù)的大小來計算，并非在數(shù)據(jù)傳輸過程中始終占用信道，傳輸速率可提升至56Kbp甚至114Kbp。非常適用于需要實時在線、大數(shù)據(jù)量傳輸且通訊頻繁的遠程測控系統(tǒng)的通訊[3,4]。
2.2 GPRS通信技術(shù)特點
GPRS采用分組交換技術(shù)，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源可以被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾首罡呖蛇_160KbPs。使用GPRS技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠在線，且按流量計費，迅速降低了服務(wù)成本，其具有如下主要技術(shù)優(yōu)勢：
(1)通訊成本低
在GSM網(wǎng)絡(luò)中，GPRS引入了分組交換的傳輸模式，使得原來采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無線信道資源稀缺的情況下顯得尤為重要。GPRS用戶的計費以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少，支付多少”的原則。
(2)傳輸速率高
GPRS數(shù)據(jù)傳輸速率最高理論值可達171.2kbit/s，目前實際傳送速率可達到 40kbit/s，完全滿足測控系統(tǒng)對于通訊高速率的要求。
(3) 實時在線、接入時間短
用戶無需為每次數(shù)據(jù)的訪問建立呼叫連接。它可以給移動用戶提供無線分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)。GPRS主要是在移動用戶和遠端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，從而給移動用戶提供高速無線IP和無線X.25業(yè)務(wù)。
(4)QOS優(yōu)化
在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，通過QOS優(yōu)化可以通過保證傳輸?shù)膸?、降低傳送的時延、降低數(shù)據(jù)的丟包率以及時延抖動等措施來提高服務(wù)質(zhì)量。這樣就可以對測控系統(tǒng)中不同數(shù)據(jù)的根據(jù)優(yōu)先程度保證通訊。
(5)透明傳輸
GPRS網(wǎng)絡(luò)只是傳送網(wǎng)絡(luò)而不管傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)如何，其負責將需要傳送的業(yè)務(wù)傳送到目的節(jié)點，同時保證傳輸?shù)馁|(zhì)量即可，而不對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行其他處理，其主要實現(xiàn)方式是對傳輸過程中的數(shù)據(jù)進行封裝并利用專門的隧道，可以保證測控數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。
2.3 GPRS無線通信模塊
GPRS模塊是一種可以進行語音、短消息、數(shù)據(jù)及傳真?zhèn)魉凸δ艿臒o線通信模塊，同GSM手機相比，它除了沒有人機界面LCD顯示、按鍵話筒等外，其它的無線通信功能都是一樣的。它通過標準RS232串行接口與外界的微處理器、單片機、計算機等實現(xiàn)命令及數(shù)據(jù)的交互。
GPRS模塊直接由微處理器的串口發(fā)送AT指令來控制，此時微處理器作為DTE（數(shù)字終端設(shè)備）， GPRS模塊作為DCE（數(shù)字電路設(shè)備）。在DTE和DCE之間用一套AT命令實現(xiàn)各種功能。GPRS的各種功能都有賴于DTE向DCE發(fā)送AT指令來實現(xiàn)，所以AT指令可視為DTE和DCE間的軟件接口。
GPRS模塊既可以方便的與PC機的串口相連接，也可以與其他自動控制設(shè)備連接進行遠端控制和數(shù)據(jù)采集等，從而將GPRS的應(yīng)用擴展到了新的領(lǐng)域。
3. GPRS在遙測遙控中的應(yīng)用
3.1 基于GPRS遙測遙控系統(tǒng)的設(shè)計與分析
遠程測控系統(tǒng)在物理空間上可拓展為三個部分：本地測控中心、GMS網(wǎng)絡(luò)部分、遠端測控終端設(shè)備[5]。圖1是基于GPRS模塊的無線遙測遙控系統(tǒng)的方框圖。用戶測控終端(可以有多個)及測控中心(一般只有一個)兩端的GPRS模塊通過GSM系統(tǒng)的信令通道以短消息方式雙向傳輸數(shù)椐，實現(xiàn)測控中心對測控終端的無線遙測遙控。
測控中心可以是PC機，也可以是與測控終端類似的單片機系統(tǒng)，最簡單的方式是采用GSM手機(包含了測控中心及GPRS模塊二者功能)作為測控中心。測控中心通過GMS網(wǎng)絡(luò)管理多個遠端測控模塊。測控中心主要完成數(shù)據(jù)收發(fā)、數(shù)據(jù)存儲、實時監(jiān)測與控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計記錄打印、事故分析及故障診斷等功能。
測控終端的框圖見圖2。它是一個單片機系統(tǒng)，主要包括以下幾部分：(1).單片機MCU；(2).人機介面——操作按鈕及顯示器；(3).RS232串行通行接口(接至GSM/GPRS模塊)；(4).用戶自定義數(shù)椐存儲器。非易失性存儲器(E2PROM或FLASH存儲器)，用來存儲用戶定義的各輸入/輸出端口性質(zhì)、參數(shù)及輸入/輸出數(shù)據(jù)，及其它用戶定義數(shù)據(jù)。(5).模擬量輸入及A/D轉(zhuǎn)換端口、D/A轉(zhuǎn)換及模擬量輸出端口，開關(guān)量輸入/輸出端口；(6).GPRS模塊。
測控中心及測控終端各自通過RS232串口，與相連的GPRS模塊之間傳輸AT指令、相關(guān)數(shù)椐及作為遙測遙控數(shù)椐的短消息數(shù)椐，再由GPRS模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)短消息通道將遙測遙控短消息數(shù)椐傳到對方。測控終端收到測控中心的短消息后，首先核對短消息中包含的發(fā)短信方的身份(號碼)，確認對方為測控中心后再按短消息數(shù)椐的控制命令執(zhí)行相應(yīng)控制操作，然后回復短消息給測控中心報告已收到并執(zhí)行控制命令，實現(xiàn)遠程無線遙控。測控終端將被監(jiān)測對象的狀態(tài)及參數(shù)，主動(被監(jiān)測對象的狀態(tài)或參數(shù)變化后)或被動(測控中心查詢時)用短消息上傳給測控中心，實現(xiàn)遠程無線遙測[6]。
3.2 遙測遙控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能
（1）.操作控制功能：控制中心根據(jù)接收到的采集數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r控制執(zhí)行機構(gòu)工作狀態(tài)。
（2）.測控終端微功耗功能：可采用高性能鋰電池供電，采集各類儀表、變送器的輸出信號并通過GPRS以短消息遠程傳輸數(shù)據(jù)，適用于不具備供電條件、環(huán)境惡劣的監(jiān)測現(xiàn)場。
（3）.數(shù)據(jù)處理功能：測控終端具有計量數(shù)據(jù)采集、測量數(shù)據(jù)采集、設(shè)備開關(guān)狀態(tài)采集和對外邏輯控制等多項功能，主要用作各種測控終端的數(shù)據(jù)采集、控制和顯示設(shè)備。
（4）.通信功能：支持GPRS、短消息兩種通訊方式；支持與多中心進行數(shù)據(jù)通信；支持定時喚醒、實時在線兩種工作模式。
4. 結(jié)語
針對農(nóng)業(yè)信息遠程監(jiān)測和服務(wù)的迫切需求，設(shè)計開發(fā)了一種水利水電遠程監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將無線數(shù)據(jù)采集、遠程數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)控制相結(jié)合，實現(xiàn)了多目標、多參數(shù)的信息遠程實時采集、顯示、存儲、查詢等功能。應(yīng)用表明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，通用性和擴展性強，可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)灌溉、小型電站管理、農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測、溫室環(huán)境監(jiān)測、河道水文監(jiān)測等多個領(lǐng)域，具有非常好的推廣價值和應(yīng)用前景。
參考文獻：
[1]. 頡新春、李文濤. 無線傳輸網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用[J]，中國農(nóng)村水利水電，2012年第3期
[2]. 樊棠懷. 基于GPRS的灌區(qū)自動化信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]，中國農(nóng)村水利水電，2009年第11期
[3]. 畢猛. 基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的風電機組遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]，沈陽：沈陽工業(yè)大學，2011：20-24
[4]. 楊光. 基于GPRS的電力遠程監(jiān)控系統(tǒng)[D]，沈陽：東北大學，2008：7-13
[5]. 吳秋蘭，梁 勇. GPRS技術(shù)在閘門遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J], 中國農(nóng)村水利水電，2007年第1期
[6]. 黃小磊. GPRS在遠程監(jiān)控模型中的應(yīng)用[J]，廣西通信技術(shù)，2006年第4期
[7]. 盧任文. 中小型水電站完全無人值班自動化系統(tǒng)在趙家埡水電站的應(yīng)用[J]，小水電，2011年第1 期（總第157期）