淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文
淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文
計算機技術(shù)和移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展,移動數(shù)據(jù)通信越來越受到重視。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文，供大家參考。
淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文篇一
《 遠程監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信 》
摘要：遠程監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，它對提升工業(yè)控制的智能化和信息化有著十分重要的意義。以城市供熱企業(yè)的換熱站為研究載體，為實現(xiàn)其遠程監(jiān)控功能，結(jié)合當前的數(shù)據(jù)通信方式進行分析和研究，為實現(xiàn)具有自動控制功能的換熱站系統(tǒng)設(shè)計提供遠程通信方案。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信;遠程監(jiān)控系統(tǒng);研究;應(yīng)用
一般的熱力企業(yè)的換熱站存在布局分散、無人值守、監(jiān)控布線復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)自動管理水平不高等問題，上述因素直接造成監(jiān)管困難、經(jīng)營成本過高、人力物力浪費、工作效率低下。我市熱力企業(yè)為提升網(wǎng)絡(luò)管理水平、降低運營成本，對下屬的無人值守換熱站進行遠程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)改造。按照傳輸介質(zhì)的種類進行劃分，數(shù)據(jù)通信可分為有線通信和無線通信兩種方式。結(jié)合熱力企業(yè)下屬的換熱站布局分散、實時控制和降低成本等因素的需求，在工程實施中，將無線通信作為主要通信方式。微波通信具有頻帶寬、容量大、靈活性強、費用合理等特點，也是目前無線通信中的主要通信方式。
1基于GPRS的遠程監(jiān)控系統(tǒng)
1.1GPRS技術(shù)
GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱。它是在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展的一種分組交換技術(shù)，采用端對端的分組傳輸和交換方式為移動用戶提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它具有“始終在線，始終連接”的特點，其數(shù)據(jù)傳輸速率高達171.2kbps，并能根據(jù)移動用戶需求動態(tài)分配資源，與傳統(tǒng)的電路交換相比，在費用方面更具優(yōu)勢。
1.2模塊劃分及功能設(shè)計
我市熱力企業(yè)在2008年對其直管換熱站進行第一次改造，完成了從人工現(xiàn)場控制管理到智能控制管理換熱站的硬件升級，并建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)。遠程監(jiān)控系統(tǒng)按照“夠用能用能擴展”的原則進行設(shè)計，主要包括以下模塊：就地控制采集系統(tǒng)、中心控制監(jiān)控系統(tǒng)、GPRS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、遠程控制執(zhí)行模塊和應(yīng)急處理系統(tǒng)。就地控制采集系統(tǒng)主要是由換熱站中的各路傳感器對現(xiàn)場的溫度、熱量、壓力、液位、流量等信息進行采集、編碼，并對進行A/D轉(zhuǎn)換做出分析、判斷和處理。中心控制監(jiān)控系統(tǒng)，是整個供熱系統(tǒng)運行調(diào)度和管理的中心，能夠完成數(shù)據(jù)的處理和監(jiān)測控制。GPRS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是依托現(xiàn)有的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，實現(xiàn)換熱站與控制中心的通信連接，能夠完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)控制及數(shù)據(jù)信息的傳遞與交換。遠程控制執(zhí)行模塊主要是完成中心控制室對就地換熱站的遠程控制，進行現(xiàn)場的流量、液位等控制設(shè)備的啟停操作。應(yīng)急處理系統(tǒng)主要是利用操作控制平臺進行調(diào)節(jié)、調(diào)度等處理，比如在熱量不足或過剩等報警情況下進行應(yīng)急處理。
1.3軟件系統(tǒng)設(shè)計
遠程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)由驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件組成。其中應(yīng)用軟件具有收集、處理、存儲、管理和實時監(jiān)控等功能，能夠完成換熱站的現(xiàn)場處理、遠程數(shù)據(jù)傳輸、參數(shù)收集分析與處理等操作?？紤]到應(yīng)適應(yīng)未來各種業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，在進行GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，具有良好的適應(yīng)性和可擴展性，為能夠承載更多業(yè)務(wù)搭建平臺，還應(yīng)包含系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)的遠程更新等更多功能，為此，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)主要包括驅(qū)動程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸入數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸出管理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、通信模塊、系統(tǒng)遠程更新模塊等模塊。
1.4應(yīng)用總結(jié)
GPRS作為一種移動數(shù)據(jù)通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)分組的發(fā)送和接收，可為換熱站的遠程控制提供靈活可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。從實際應(yīng)用角度，GPRSDTU在建設(shè)費用、建設(shè)周期、運行成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性、實時性等方面都具有極大優(yōu)勢，同時，由于GPRS網(wǎng)絡(luò)本身包括GPRS骨干網(wǎng)、公眾移動數(shù)據(jù)IP網(wǎng)等多種組成部分，各種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和安全要求各不相同，因此存在安全問題。在安全方面要綜合考慮，比如，接入方式的安全因素、計算機系統(tǒng)的安全因素、操作規(guī)程上的安全因素等。
2基于VOIP技術(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)
2.1VOIP技術(shù)
VOIP(VoiceOverIP)是IP網(wǎng)絡(luò)電話簡稱，是將語音集成在IP協(xié)議中，通過對語音信號進行數(shù)字化編碼、壓縮處理，轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包，使其在IP網(wǎng)絡(luò)完成傳輸，從而實現(xiàn)利用IP網(wǎng)絡(luò)進行語音通信。VOIP技術(shù)可以將傳統(tǒng)企業(yè)PSTN語音業(yè)務(wù)與企業(yè)LAN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行合并，利用一個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)語音與數(shù)據(jù)的融合傳遞。該技術(shù)可以在原有企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上升級改造，對增強企業(yè)LAN網(wǎng)絡(luò)擴展功能、豐富語音呼叫業(yè)務(wù)、提升網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)和降低企業(yè)運營成本都有極其重要意義。
2.2模塊劃分及功能設(shè)計
基于以上服務(wù)，將該系統(tǒng)按照功能劃分為以下模塊，即語音包處理模塊、市話網(wǎng)關(guān)處理模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和控制管理模塊。語音包處理模塊主要是通過數(shù)字信號處理芯片進行語音的編碼及解碼、噪聲檢測、回音處理和語音打包與拆包處理，從而達到保障語音通信的目的。市話網(wǎng)關(guān)處理模塊主要是指將原有傳統(tǒng)電話設(shè)備上的業(yè)務(wù)及增值業(yè)務(wù)(如來電顯示、企業(yè)彩鈴、呼叫等待等)作為電話信令，實現(xiàn)其在通信設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理器之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要是對電話信令的相關(guān)信息進行處理和將信令信息轉(zhuǎn)換成特殊網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的信令協(xié)議，實現(xiàn)信令在交換網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，采用的協(xié)議標準主要有SIP協(xié)議、MGCP和H.323協(xié)議?？刂乒芾砟K主要是實現(xiàn)VOIP的配置及維護，為語音管理提供接口服務(wù)。
2.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有中心管理模塊、客戶端模塊和存儲模塊三部分。中心管理模塊是整個網(wǎng)絡(luò)的核心和控制中心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，包括用戶注冊管理、語音數(shù)據(jù)管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換、接入認證、網(wǎng)絡(luò)融接、呼叫請求處理。
2.4應(yīng)用總結(jié)
VOIP技術(shù)在換熱站遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，是將語音通信技術(shù)與數(shù)字通信技術(shù)進行融合的典型應(yīng)用。它解決了利用IP通信網(wǎng)絡(luò)進行語音通信，拓展了服務(wù)功能，在實際應(yīng)用中有很多優(yōu)勢。比如，在原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提供語音增值業(yè)務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。
參考文獻：
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淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文篇二
《 量子的數(shù)據(jù)通信安全應(yīng)用 》
摘要:現(xiàn)代社會人們和各類機構(gòu)越來越多的傾向于借助互聯(lián)網(wǎng)來進行信息交流，這個過程中信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、傳輸和存儲都是借助于計算機硬件技術(shù)、存儲技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)來實現(xiàn)的。但信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中卻存在著眾多的安全問題。本文提出了一種基于量子密鑰分配技術(shù)的數(shù)據(jù)安全通信網(wǎng)絡(luò)，以保證在信息傳輸中的安全問題，提升信息傳輸過程中的安全性。由密鑰生成控制服務(wù)器、經(jīng)典交換機、QKD系統(tǒng)等設(shè)備組成，將量子通信技術(shù)應(yīng)用于專用數(shù)據(jù)保護的通信網(wǎng)絡(luò)，大幅提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)通信;量子密鑰分發(fā);量子密碼終端;密鑰中繼
量子保密通信是基于量子密鑰分發(fā)的密碼通信解決方案，量子密鑰分發(fā)不依賴于計算的復(fù)雜性來保證通信安全，而是基于量子力學(xué)基本原理。只要能夠在通信雙方成功的建立密鑰，這組建立的密鑰就是絕對安全的，并且這種密鑰是具有絕對隨機性的，從原理上無法破解。由于量子密碼系統(tǒng)基于的這種隨機性，其安全性不因數(shù)學(xué)水平和計算能力的提高受到威脅，所以不僅是現(xiàn)在，而且在未來利用量子密碼系統(tǒng)加密的信息都是安全的。由此，人類目前已知的唯一具有長期安全性保障的通信解決方案是量子保密通信。并且在世界范圍內(nèi)已有量子通信網(wǎng)絡(luò)初步建成并運行。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)上，使用量子通信保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，提高?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性，是一個值得研究和發(fā)展的方向，兩者結(jié)合能夠有效保證數(shù)據(jù)在通信過程中的安全可靠。
一、QKD系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
如圖表1.1所示，QKD系統(tǒng)主要由主控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、系統(tǒng)管理模塊、光電系統(tǒng)(光學(xué)模塊和單光子探測器)組成。該QKD系統(tǒng)的運行受控于密鑰生成控制系統(tǒng)，由密鑰生成控制系統(tǒng)下發(fā)QKD控制指令給終端設(shè)備的系統(tǒng)管理模塊，系統(tǒng)管理模塊將接收到的指令進行必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換(某些關(guān)鍵指令還需要加解密處理)，完成對QKD系統(tǒng)進行工作流程控制。
二、QKD系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通信
在當前的要求數(shù)據(jù)安全性比較高的網(wǎng)絡(luò)中，會采用專線進行保密的數(shù)據(jù)通信，會添加防護設(shè)備，增加一道安全措施。設(shè)備首先需要通過證書機制，完成身份認證過程，然后將一端產(chǎn)生的隨機數(shù)通過非對稱密碼學(xué)算法加密處理后傳輸給另一端，而另一端的防護設(shè)備將接收到數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)進行解密，由此獲得隨機數(shù)，這樣就完成了對稱密鑰的分發(fā)過程。由于目前的對稱密鑰分發(fā)機制，必須由經(jīng)典密鑰學(xué)的加解密算法處理，這樣就有可能被攻破。因此，通過制定一整套完善的量子對稱密鑰傳輸、同步、中繼等協(xié)議，使得防護設(shè)備可以使用QKD系統(tǒng)提供的對稱量子密鑰，對目前系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進行實時量子加解密處理。圖表2.1：向加密認證裝置提供認證密鑰
三、多用戶應(yīng)用場景下的量子密鑰分配、存儲和管理機制
如圖表3.1所示，在要求較高的專線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)多用戶應(yīng)用場景下，可將該專線網(wǎng)絡(luò)分為“客戶大區(qū)”和“管理大區(qū)”兩大部分。該場景下的兩個用戶之前數(shù)據(jù)通信的安全通信可由QKD系統(tǒng)直接向認證設(shè)備提供的量子密鑰保證。圖表3.1：多用戶應(yīng)用場景下的QKD與防護設(shè)備結(jié)合在該網(wǎng)絡(luò)中，可使用一個全通型光量子交換機，掛接6臺量子網(wǎng)關(guān)，在密鑰生成控制服務(wù)器的調(diào)度下，實現(xiàn)任意兩個設(shè)備間的量子密鑰分發(fā)，并直接把生成的量子密鑰存儲在各自設(shè)備內(nèi)。管理大區(qū)用戶與客戶大區(qū)用戶之間進行通信，其防護設(shè)備可以使用QKD系統(tǒng)提供的量子密鑰，完成數(shù)據(jù)加解密功能，達到安全的保密通信要求。多用戶應(yīng)用場景量子加密數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕襟E如下：
(1)場景內(nèi)，每個用戶終端部署一臺QKD系統(tǒng)，由密鑰生成控制服務(wù)器定時監(jiān)控每個用戶的當前量子密鑰量，根據(jù)制定的排隊策略，把各個QKD系統(tǒng)按照規(guī)則進行配對，啟動量子密鑰分發(fā);
(2)各個QKD系統(tǒng)必須由唯一的ID號標識身份，該QKD與其他的QKD系統(tǒng)進行量子密鑰分發(fā)，并且會使用對方ID號對生成的量子密鑰進行標識和保存。
(3)通過具體的用戶通信進行演示：客戶大區(qū)的用戶2需要與用戶4進行通信，密鑰生成控制服務(wù)器會統(tǒng)一管理，安排用戶2與用4進行通信，用戶2的QKD系統(tǒng)會根據(jù)ID號與用戶4的QKD系統(tǒng)分發(fā)的量子密鑰進行設(shè)備認證，而用戶4的QKD系統(tǒng)也會根據(jù)ID號與用戶2的QKD系統(tǒng)分發(fā)的量子密鑰提供給認證設(shè)備;
(4)認證設(shè)備采用量子密鑰，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加解密處理，使保密通信過程完成。
四、通信網(wǎng)絡(luò)與量子網(wǎng)絡(luò)融合
(一)通信網(wǎng)絡(luò)中的加密認證設(shè)備部署
專線網(wǎng)絡(luò)要實現(xiàn)“分級管理”的要求，各級數(shù)據(jù)調(diào)度中心以及下屬的各個數(shù)據(jù)站點部署了加密認證設(shè)備，根據(jù)總部調(diào)度通信關(guān)系建立加密隧道(理論上只能在上級和下級之間建立加密隧道)，加密隧道拓撲的結(jié)構(gòu)是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
(二)量子通信網(wǎng)絡(luò)融入實例
在一級分部調(diào)度中心管理中，加密認證設(shè)備需要對相鄰的二級分部使用QKD系統(tǒng)提供的量子密鑰進行加解密處理。網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖表
4.3所示：
一級分部調(diào)度中心控制二級分部1和二級分部2的通信網(wǎng)絡(luò)，一級分部與兩個二級分部都可以通過量子集控站，完成兩兩間的量子信道建立，在集控站的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，使其具備兩兩之間能夠分發(fā)量子密鑰的能力。由此，一級分部調(diào)度中心與兩個分部之間就可以實現(xiàn)兩兩加密認證設(shè)備通過使用量子密鑰進行加解密處理的保密通信。該場景下的通信數(shù)據(jù)加解密與傳輸流程如下所示：
(1()這里一級分部調(diào)度中心簡稱為一級中心;二級分部1簡稱為二分1;二級分部2簡稱為二分2)。
(2)一級中心的集控站與二分1的集控站、一級中心的集控站與二分2的集控站，在密鑰生成控制服務(wù)器(處于集控站中)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理下，實現(xiàn)量子密鑰分發(fā);
(3)二分1需要完成與一級中心的通信數(shù)據(jù)傳輸，二分1的認證設(shè)備先用與一級中心分發(fā)的量子密鑰，對數(shù)據(jù)進行加密處理，然后由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳給一級中心;
(4)一級中心接收到二分1傳輸?shù)募用軘?shù)據(jù)，一級中心認證設(shè)備使用與二分1分發(fā)的量子密鑰進行解密，這樣就實現(xiàn)了二分1傳輸通信數(shù)據(jù)給一級中心的功能;
(5)與此同時，一級中心下發(fā)調(diào)度指令給二分1，一級中心的認證設(shè)備使用與二分1分發(fā)的量子密鑰，對調(diào)度指令進行加密處理，然后通過經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給二分1;
(6)二分1接收到一級中心傳輸?shù)募用苷{(diào)度指令，二分1認證設(shè)備使用與一級中心分發(fā)的量子密鑰進行解密，這樣就完成了一級中心傳輸數(shù)據(jù)給二分1的功能;
(7)二分2與一級中心之間的通信數(shù)據(jù)傳輸與二分1相似。在二級分部1下，用戶1和用戶2的量子信道通過全通光量子交換機與該分部集控站連接，實現(xiàn)用戶1、用戶2和二級分部1兩兩之間的量子密鑰分發(fā)。該場景下的通信數(shù)據(jù)加解密與傳輸流程如下所示：
(1)用戶1與二級分部1、用戶2與二級分部1，在密鑰生成控制服務(wù)器(處于集控站中)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，實現(xiàn)量子密鑰分發(fā);
(2)用戶1需要與一級分部調(diào)度中心進行通信數(shù)據(jù)傳輸，用戶1的認證設(shè)備首先使用其與一級分部1交互分發(fā)的量子密鑰，加密通信數(shù)據(jù)，然后由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給一級分部1;
(3)一級分部1收到用戶1傳輸?shù)慕?jīng)過加密通信數(shù)據(jù)，一級分部1的認證設(shè)備使用與用戶1分發(fā)的量子密鑰對加密數(shù)據(jù)進行解密，這樣就實現(xiàn)了用戶1傳輸數(shù)據(jù)給一級分部1的功能;
(4)同時，一級分部1可以下發(fā)調(diào)度指令給用戶1，一級分部1的認證設(shè)備使用與用戶1分發(fā)的量子密鑰，加密調(diào)度指令，然后經(jīng)由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶1;
(5)用戶1接收到二級分部1傳輸?shù)募用苷{(diào)度指令，其認證設(shè)備使用與二級分部1分發(fā)的量子密鑰進行解密，這樣就完成了二級分部1傳輸通信數(shù)據(jù)給用戶1的功能;
(6)用戶2與二級分部1之間的通信數(shù)據(jù)傳輸與用戶1類似。
如果用戶1或用戶2需要與一級分部調(diào)度中心直接傳輸通信數(shù)據(jù)，則要用到密鑰中繼功能，以用戶2上傳數(shù)據(jù)給一級分部調(diào)度中心為例，主要步驟如下所示：
(1)一級分部調(diào)度中心的集控站與二級分部1下的用戶2，通過它們之間的二級分部1集控站，利用經(jīng)典密鑰中繼的方式，使一級分部調(diào)度中心與用戶2之間擁有共享的量子密鑰;
(2)用戶2的認證設(shè)備，需要給傳輸給一級分部調(diào)度中心的數(shù)據(jù)進行加密，加密密鑰為上述共享的量子密鑰，然后由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給一級分部調(diào)度中心;
(3)一級分部調(diào)度中心的認證設(shè)備，利用對應(yīng)的量子密鑰作為業(yè)務(wù)密鑰，將用戶2傳輸過來的加密數(shù)據(jù)進行解密，這樣就實現(xiàn)了用戶2與一級分部調(diào)度中心之間數(shù)據(jù)加解密傳輸功能
五、結(jié)束語
本文對QKD設(shè)備應(yīng)用于專線通信網(wǎng)絡(luò)進行分析和闡述，從目前通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀以及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的安全性特點出發(fā)，給出了系統(tǒng)多用戶應(yīng)用場景下的量子密鑰分配、存儲和管理機制實現(xiàn)方案;同時，提出一種融合量子密鑰分配技術(shù)與通信網(wǎng)關(guān)的安全通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)技術(shù)。本文還介紹了量子保密通信網(wǎng)絡(luò)與光纖通信網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通技術(shù)，提出量子網(wǎng)絡(luò)與專用通信網(wǎng)的融合實現(xiàn)方案，并研究任意節(jié)點之間的互聯(lián)互通機理以及針對量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的密鑰中繼技術(shù)，為實現(xiàn)系統(tǒng)量子安全通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。
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淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文篇三
《監(jiān)控計算機與PLC數(shù)據(jù)通信的研究》
【摘要】
通過對監(jiān)控計算機與PLC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的研究，對PCL的概念進行簡述，如何的融入監(jiān)控計算機，對裝置進行實時的監(jiān)控，以汽車行車的電氣控制系統(tǒng)為例，對相關(guān)的技術(shù)進行分析整理，通過簡潔精美的操作界面進行操作。對使用PLC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)備進行實時的監(jiān)控。
【關(guān)鍵詞】監(jiān)控計算機;PLC數(shù)據(jù)通信;微處理器
前言
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，計算機的控制技術(shù)在現(xiàn)代化的企業(yè)中功不可沒，通過監(jiān)控計算機與PLC的數(shù)據(jù)通信技術(shù)進行有機的結(jié)合。對于PLC與網(wǎng)絡(luò)的工作原理進行分析，重點講個人的計算機開發(fā)成了PLC的以及網(wǎng)絡(luò)的超級終端，對于實現(xiàn)現(xiàn)階段的PLC對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作和管理的技術(shù)。根據(jù)PLC的基本理論進行構(gòu)建工業(yè)地控制系統(tǒng)對PLC的實時掌握的要點，通過控制的過程和方式，對整個PLC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行相關(guān)的配置。通過介紹個人計算機與PLC的連網(wǎng)通信的必要條件和個人計算機中的異步通信的適配器、運用高級的語言編寫個人計算機的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)簡單來說就是以一個微處理器為核心，利用微機技術(shù)、通信技術(shù)、自動化技術(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、適應(yīng)能力強、可靠性高、結(jié)構(gòu)模塊化等特點，在現(xiàn)階段的工業(yè)控制中有著十分廣泛的使用。通過計算機將PLC連入控制網(wǎng)絡(luò)，能夠產(chǎn)生十分有效地數(shù)據(jù)處理效果和規(guī)范的管理，還能夠為使用者提供十分精美且簡便的操作界面，還能夠通過這種方式對系統(tǒng)的參數(shù)進行修改以及控制，控制圖表中進行相對應(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)場的實時情況。通過對上位機的通信與PLC的功能相結(jié)合，可以達到什么樣的效果?
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通信的概念計算機和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。數(shù)據(jù)信息指的是符合規(guī)定的編碼、位長、格式的數(shù)字信號。而數(shù)據(jù)通信指的是通過適當?shù)膫鬏數(shù)穆窂綄σ慌_機器的數(shù)據(jù)信息傳送到另一臺機器上。機器的范圍可以是計算機或者是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，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?、用時較短的特點，因為并行的傳輸線的成本較高，所以用數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞侥軌蜻_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。點對點的通信方式一般情況下都會有固定的時間或者是傳輸方向，通過各種通信方式進行工作。其中單工通信指的是對某一個方向的數(shù)據(jù)接收發(fā)送，比如：我們身邊的廣播、遙控和尋呼機都屬于單工通信。半雙工的通信方式可以使兩個方向的通信不同時的進行傳輸，比如：對講機、發(fā)報機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方向進行雙線的同時的傳輸。最常見的就是我們身邊的電話和手機。將通信方式按照不同的網(wǎng)絡(luò)形式可以分為，在兩個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，通過字符進行傳輸?shù)拇械漠惒酵ㄐ牛ㄟ^對信息發(fā)送的起始標志和同步標志進行通信的完成。當發(fā)送方和接收方的頻率出現(xiàn)偏差的時候，也不會對通信造成錯位的影響，在下一個字符進行傳輸時，就可以形成同步。異步通信指的是每一個數(shù)據(jù)的前后標注位置，傳輸?shù)倪^程中會出現(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數(shù)據(jù)都能夠按照一定的順序進行連接，以某一個數(shù)據(jù)塊為單位，對其中的每一個數(shù)據(jù)塊進行一到兩個同步的字符，傳輸結(jié)束前進行校驗字符的工作。其優(yōu)點是能夠提高一定的傳送速度，但是對時鐘的信號和數(shù)據(jù)的發(fā)送端與接收端能夠嚴格的進行同步，且對時鐘的信號也嚴格的要求一致。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串行通信的接口標準
(1)RS232CRS232C指的是在1969年美國的電子工業(yè)協(xié)會提出的串行的通信接口標準，在現(xiàn)階段的計算機和可編程的控制器中得到了廣泛的使用。PLC數(shù)據(jù)通信與計算機之間也需要RS232C的標準接口實現(xiàn)的，具有十分強大的抗干擾能力。對單端的驅(qū)動和接受的電路，產(chǎn)生的最大距離大致為15m左右，插件的標準基本為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對于RS232來說，RS422和RS485采用的是差分傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)信號進行傳輸，也可以叫平衡傳輸，可以達到最大為1.219KM的傳輸距離，也能夠達到10MB/S。并且允許在一個相同的傳輸線上進行連接多個接受的節(jié)點。
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)過了長時間的發(fā)展，可以實現(xiàn)ISO模型所需要的大部分功能。計算機的網(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)也叫拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)主要是由物理節(jié)點組成的，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)機構(gòu)指的是通過多個節(jié)點的連接，利用星形、總線形或是環(huán)形形式的方式進行連接。相對來說，連接結(jié)構(gòu)就沒有那么復(fù)雜，簡單來說就是將通信的接口與介質(zhì)找出，將兩個節(jié)點進行連接。而正是因為這樣的原因，當兩個PLC之間相連接或者一個PLC與計算機相連接時，稱作鏈接，不是聯(lián)網(wǎng)。一般情況下，工廠所使用的自動化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)基本是一層一層之間進行的相互協(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，一般都會選擇多級通信進行工作，組成了復(fù)合型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過對不同級別的子網(wǎng)絡(luò)進行不同通信協(xié)議的配置，才能夠滿足各個層次對通信不同的需求。
2.3網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
PLC網(wǎng)絡(luò)與計算機的性質(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)，其中包含了多個節(jié)點。在這個復(fù)合系統(tǒng)中，由于幾個節(jié)點之間所針對的設(shè)備都有所不同，其形式，方式都有很大的差異。而針對對不同型號、不同系列系列的計算機，PLC數(shù)據(jù)通信的通信方式也會產(chǎn)生一定的不同，要根據(jù)通信軟件的基本要求對軟件進行開發(fā)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過自動地進行通信從而確保雙方數(shù)據(jù)通信正常的操作，還可以對通信之間出現(xiàn)了什么問題進行反映，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別和同步的通信，傳輸正確的保證、檢測和修正的信息傳輸。
3監(jiān)控計算機和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，可以對電氣控制系統(tǒng)進行不同的改進，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，針對汽車行車對電氣控制設(shè)備的需要對其進行不同的工藝的流程的改進。要注意設(shè)計設(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，要求做到準確的進行定位控制，在形成使用的過程中，能夠更加快捷的進行放置，在控制設(shè)備工作的過程中，能夠控制大車的移動，對吊籃上下、左右、前后的運動，以及小車的移動。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)進行啟動時，會引發(fā)CLICK事件指令的出現(xiàn)，通過對事件單機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)備對字符進行識別處理，按照指令進行工作。
(2)進行實時的查詢。在表單的設(shè)計過程中添加一個控件TIMER，預(yù)定時間到達，就會開始對預(yù)先設(shè)定的指令進行操作，通過對已經(jīng)上傳到接收數(shù)據(jù)的文本框來顯示實時的速度值。
3.2基于PLC技術(shù)的人機界面
當一個PCL數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)能夠具有人機操作界面，就會有更加深層次的價值，能夠在硬件軟件的基礎(chǔ)上方便了人們的使用過程，更加快捷的進行指令下達。人機界面簡單來說就是之人通過這個界面更加快捷的對系統(tǒng)進行操作。人們可以根據(jù)人機界面的提示進行相關(guān)的操作，達到使用的目的，在整個通訊數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中，能夠通過命令的下達進行數(shù)據(jù)的輸入、相關(guān)信息的查詢輸入以及對系統(tǒng)進行控制，PCL控制系統(tǒng)也是如此，能夠進行操作。一般情況下，設(shè)計者都會將操作界面設(shè)計的簡單一些，更加方便人們使用，還要具有一定的引導(dǎo)功能，通過人機界面能夠?qū)崿F(xiàn)對設(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部分：
(1)主程序。指的是在程序中對需要的數(shù)據(jù)進行的接受處理，以及發(fā)送的過程。
(2)初始化子程序。特殊的標志寄存器中存在的SMB30，會為自由口選擇的一些通信的參數(shù)，這類子程序主要針對的是SMB87/88/89的控制字符。
(3)校驗子程序。根據(jù)本文中提到的相關(guān)的知識來說，校驗子程序就是指BCC的校驗碼，對發(fā)送者想要傳動的字符進行分析再進行發(fā)送。同樣的也會使接收方進行相同的方式對字符進行修改接受，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)送給計算機，再將計算機傳來的數(shù)據(jù)寫進PLC中。這兩個子程序的進入的前提都要求先對RCV進行禁止程序，再進行相應(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。對數(shù)據(jù)進行接受的中斷程序會將接收到的數(shù)據(jù)進行技術(shù)還原并將數(shù)據(jù)進行保存，最后進行校驗，對正確的指令進行執(zhí)行，再通過程序的啟動進行接收。而發(fā)送的中斷程序在運行的過程中先要對標志位進行正確的服務(wù)指令，系統(tǒng)使用寄存器將數(shù)據(jù)進行清零，允許RCV程序進行啟動。要在這一過程中注意，中斷系統(tǒng)一般情況下會使用半雙工的方式進行通訊工作，所以PLC接收、發(fā)送的程序進行之后，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的主機會因為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的干擾信號造成使用過程中出現(xiàn)很多的問題。
4結(jié)語
綜上所述，對于一些自行開發(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)計技術(shù)的靈活性比較好。隨著控制系統(tǒng)的不斷擴大，相關(guān)的參數(shù)的數(shù)量也會增加，在操作過程中控制的參數(shù)也會增加，導(dǎo)致設(shè)備沒有辦法正常的運轉(zhuǎn)，就需要借助外力來進行控制，能夠在運行的過程中達到目的，更好更快地運行。監(jiān)控計算機與PLC數(shù)據(jù)通信結(jié)合的軟件的編程量相對來說比較大，整個軟件的調(diào)試的過程消耗的時間比較長，軟件自身的安全性也比較差，缺點和問題要在不斷的使用和研究中進行改正。
參考文獻
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