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电力系统由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、优质的电能。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅议电力系统的通信信息运输渠道及方法相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:介绍波分复用原理以及如何在电力系统实现波分复用方式的光纤通讯。
关键词:波分复用;光纤通信;电力系统
随着电网建设的发展,电力系统的通信需要大量实时信息的传输,如近年来发展较快的办公自动化信息的传输,使得通信系统的传输向大容量、高质量、高速度和高可靠性方向发展,纵观各种方式(包括SDH、ATM、WDM等),经济实用、发展成熟的是WDM方式。
WDM本质上是光波长(频率)的分割复用,最简单的是对1·31μm和1·55μm波长进行复用,图1是实际应用和技术成熟的方式,其中的M是具有波长选路功能的复用器(波分复用器-合波器), D是具有波长选路功能的解复用器(波分复用器-分波器)。发射机T1发射波长为λ1的光信号,发射机T2发射波长为λ2的光信号,这2个光信号经M复用后送入传输光纤,在接收端,经D解复用后分为λ1和λ2的波长送到R1接收机和R2接收机接收。
这种复用方式可以在1·31μm和1·55μm窗口复用大量的信道,在1 310 nm窗口有1 000个信道,1 550 nm窗口有1 500个信道,最基本的是如图1所示的2个信道。
WDM系统的关键器件是复用和解复用器。这2个器件的引入,必定会带来一定的插入损耗以及由波长选择功能不完善而引起的复用信道间的串扰。对于解复用器,插入损耗Lii和串扰Cij分别表示为
Lii=-10lg(Pii/Pi)(dB) (1)
Cij=-10lg(Pij/Pi)(dB) (2)
式中: Pi和Pii分别为波长λi的光信号的输入和输出光功率;Pij为波长λi的光信号串入到波长为λj信道的光功率。
a.充分利用光纤的低损耗波段,大大增加了信息传输容量,降低了成本。因为WDM系统的复用光信道码速率可以达到2·5 Gb/s、10 Gb/s等,而复用光信道的数量可以是4、8、16、32甚至更多,因此其传输容量可达到300~400 Gb/s,而这样巨大的传输容量是目前TDM方式根本无法做到的。
b.可以充分利用成熟的TDM技术,避开开发更高速率TDM技术的困难。因为以TDM方式提高传输速率虽然在降低成本方面有巨大的吸引力,但却面临着许多其他因素的限制,如制造工艺、电子器件的工作速率的限制等。据分析,TDM方式的10Gb/s光传输设备已经达到了电子器件的工作速率极限,目前水平再进一步提高速率几乎是不可能的,而WDM技术可以充分利用成熟的TDM技术,如2·5 Gb/s,避免开发更高速率TDM技术所面临的困难,把几个甚至几十个2·5 Gb/s光传输系统作为光信道进行波分复用,传输容量可增加几十倍。
c.可利用掺铒光纤放大器(EDFA)实现超长距离传输,节省光纤和光中继器,便于已建成系统扩容, EDFA具有增益高、带宽宽等优点,在光纤通信中得到了广泛的应用。EDFA的光放大范围为1 530~1 565nm,几乎可以覆盖目前整个WDM图2WDM系统的参考配置
系统的工作波长范围。因此用一个带宽很宽的EDFA就可以实现对WDM系统的各个复用光信道光信号同时进行放大,实现超长距离传输,可避免每个光系统需要1个光放大器的弊病,减少了设备数量,降低了投资。由于WDM系统的超长传输距离可达数百千米,可节省大量的中继设备,大大降低了成本。目前WDM系统可以做到640km无中继传输。
d.对光纤的色散无过高要求。以目前敷设量最大的G·652光纤为例,用其直接传输2·5 Gb/s速率的光信号是没有问题的,但若直接传输TDM方式的10 Gb/s速率的光信号则必须进行色散补偿。就目前水平而言,色散补偿的成本较高、实施麻烦,效果也不理想,而WDM系统对光纤色散系数并无过高的要求,基本上就是复用光信道速率信号对光纤色散系数的要求。如20 Gb/s的WDM系统(8×2·5 Gb/s)对光纤色散系数的要求就是2·5Gb/s系统对光纤色散系数的要求,一般的G·652光纤就可以满足要求。
e.可组成全光网络,未来各种通信业务的上下、交叉连接等都是在光路上通过对光信号进行调度来实现的。而WDM系统可以和光分插复用器(OADM)和光交叉连接设备(OXC)一起,组成具有超大容量、高度灵活性和生存性的全光网络。
当设计一个光纤通信系统时,首先要弄清楚所设计系统的整体情况及所处的地理位置、当前和未来3~5 a内对容量的要求、ITU-T的各项建议及系统的各项性能指标以及当前设备和技术的成熟程度等。介绍对于采用级连EDFA的WDM系统设计的一些问题。
a. EDFA是目前性能最完美、技术最成熟、应用最广泛的光放大器,EDFA的增益是指输出与输入信号光功率电平之比,不包括泵浦光或自发辐射光。
b.图2给出WDM系统的参考配置,其中OM/OA表示光复用器/光功率放大器, OA/OD表示光前置放大器/光解复用器。OM/OA后的参考点MPI-S称为主信道接口的S点, OA/OD前的参考点MRI-R称为主信道接口的R点。
a.目标距离。ITU-T目前已规定不带线路放大器的4路、8路、16路WDM的目标距离为80km (长距离)、120 km (甚长距离)、160 km (超长距离)。若采用线路放大器,对于长距离应用,可采用5×80 km或8×80 km;对于甚长距离可采用3×120 km或5×120 km。
b.光监控信道。带线路放大器的WDM系统需要附加光监控信道,对光层进行监控和管理。光监控信道(OSC)的位置可以在EDFA的有用增益带宽内(简称带内OSC),也可以在EDFA的有用增益带宽外(简称带外OSC)。对于带外OSC, ITU-T倾向选择(1 510±10) nm波长,目前也允许使用1 310 nm或1 480 nm波长。
c.中心频率及其偏差。ITU-T目前规定的各个信道的频率间隔必须为50 GHz (0·4 nm)、100GHz (0·8 nm),或其整数倍,参考频率为193·1GHz (1 552·52 nm)。目前广泛使用的8路WDM系统的波长为1 549·32~1 560·61 nm,波长间隔1·6nm。为了保证WDM系统的正常工作,各信道的波长必须足够稳定。对于信道间隔大于200 GHz的系统,各个信道的偏差应小于信道间隔的1/5。对于信道间隔为50
GHz或100 GHz的系统,特别是多区段系统,则需要更严格的偏差要求,并使用更精确的波长稳定技术。
d.考虑非线性光学效应的影响。受激喇曼散射、受激布里渊散射、四波混频、自相位调制、交叉相位调制等非线性光学效应对WDM系统的影响不能忽略。为了尽量减少非线性光学效应的影响,系统设计时应注意避免使用色散位移光纤(G·653光纤),对于速率为2·5 Gbit/s及低于2·5 Gbit/s的系统,可采用G·652光纤,需要时进行色散补偿;对于10 Gbit/s及其以上的系数,可采用G·655光纤或大有效面积非零色散光纤。另外,光纤中的总功率一般不超过+17 dDm。假设有N路波分复用,则每路光功率电平一般不超过17-10lgN。
e.色散和ASE的积累。在采用级连EDFA的长距离WDM系统中,色散和放大的自发辐射(ASE)噪声会随传输距离的加长而积累,严重地影响光信号的质量。对于采用G.652光纤的高速率系统,需要尽量减小光源的谱线宽度,并选用某种色散容纳技术来补偿光纤的色散。区段的配置和EDFA的选择,应保证光信噪比(OSNR)大于20 dB。
f.增益均衡和控制。由于EDFA的增益不平坦或WDM器件和光纤对不同的信道损耗不同,会造成复用信道的功率差别较大。一般来说,整个链路上各信道的功率差应小于10 dB;另一方面,当复用信道数变化时, EDFA的增益也会发生变化,影响系统的正常工作,因此,对EDFA进行增益均衡和控制是必须的。
江苏电力系统正在广泛安装光设备,使用的是中兴通讯的WDM系统。该系统是一种1 310 nm和1 550 nm的2路光复系统, 1 310系统作为SDH方向的光波长, 1 550系统作为以太网方向的波长,系统目前已经投入到试运行阶段,运行情况良好,WDM通信方式是一种节约资源、可以实现高速率、大容量信息传输的可选方案。
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在成本方面指挥和控制活动通常包括:建立成本组织机构、规定和落实成本管理职责、权限,制定成本方针和目标,进行成本策划、成本控制、成本保证、成本检查、成本分析和成本改进等;以下是读文网小编今天为大家精心准备的成本管理系统相关论文:通信工程项目成本管理途径。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着通信工程类企业之间的竞争日益激烈,大家均意识到要从根本上降低生产成本,就需要重视项目施工成本管理;但是由于工程类企业的很多老板出生草莽,文化水平低,擅长搞关系、接工程。管理意识、管理水平均比较差。企业往往在施工过程中重视进度、质量,忽视成本管理。
2。1成本管理内容片面
多数单位的成本管理并没有一个完整的体系,也缺乏参考作用,只是针对个别项目,具体管理也交给了分项目的负责人,总负责人对成本本身的了解也不多。此外,项目管理的内容也比较零散,各自为政,不注意总结,这也给最后的核算过程造成困难,对后续项目的参考作用较小。
2。2成本管理方法和手段落后
缺乏一定的体系必然会造成缺乏合理的手段,没有自上而下的重视也就不能建立起责任体系,这种情况下,即使分项目负责人有心做好成本管理也缺乏足够的支持,这也是目前成本管理急需解决的问题。
部分企业单位盲目参考引进其他企业的成本管理手段,然而先进的管理方法、管理手段是在一步步摸索中得到的,并没有适合每个企业的模式,需要自己探索,能够借鉴的是整体的思路而不是具体的方法,这一点在实施过程中需要注意,不能生搬硬套,削足适履。
2。3缺乏成本竞争意识,市场应变能力差
目前,只有部分有前瞻性的单位意识到成本竞争的重要性,在通信产业高速发展的今天,很多单位之间施工质量、施工速度差异不大,如何在这种压力下提升自身的竞争力,除了发展新产品之外,很重要的一点就是控制成本,这样才能在不断变化的市场环境下从根本上节约资源,提高资源利用率,在开源的同时注意节流,才能最大程度的提高生产力。
2。4目标成本测算滞后或成本核算不及时
许多通信施工企业还在运用国家现行定额,根据设计图纸进行投标价格计算,而对施工现场的真实情况,如风土人情、地材价格、施工环境等诸多因素不清楚、不了解,报价的降造幅度或者说自己的底线往往凭经验,项目中标后再进行现场勘查等工作,而此时由于涉及施工人员及物资设备进场、施工进度等压力,致使目标成本测算往往不能进行或草草制定目标成本,结果使成本管理缺乏可操作性。有时还存在成本核算不及时,造成项目实际成本早已超支,项目管理者还没有得到预警提示。
1.1抓好投标过程控制
在低价的通信建筑市场环境中,投标阶段就应该考虑如何规避效益风险,为成本控制创造条件。审慎选择投标项目,充分考虑项目的可靠性和可行性,及时进行风险预测和评估,要坚持“有所为和有所不为”的原则,能投则投、不利不投,杜绝亏损标。对于那些垫资项目及业主信誉度较低的项目一定要根据自身情况慎重选择。要精心编制标书,防止由于低级错误造成不中标或者一中标就是亏损标。
1.2抓好设备材料的采购
要建立合格设备、材料供应商库,通过比质比价采购价廉物美的材料设备,注意付款方式,同样价格质量的前提下,选择账期长的供应商。
1. 3抓好施工过程控制
要把施工方案和责任成本测算紧密挂钩,组织技术、材料、预算合同等人员对施工方案进行优化。在施工过程中对人工、材料、机械进行全面控制,在材料费的控制上,根据施工程序、工程形象进度及施工预算签发限额领料卡,并尽可能实现零库存,减少搬运;在人工费控制上,实行有计划配置,减少窝工现象;健全安全质量控制体系,落实逐级负责制,杜绝安全质量事故的发生,防止因安全质量问题给企业造成经济效益和社会效益的双流失。
现在人工费很贵,要尽量采用机械作业。
尤其要注意人员数量的平衡,一定要避免一下子上很多人,活少时工作量不饱满,人员一下又撤不下去,造成窝工。宁可工作量略大于所投人力,中间加班一段时间。
1.4做好调价索赔工作
必须要有一支具有丰富专业知识和施工经验,熟悉法律法规,有谈判技巧和随机应变能力的经济人员队伍,根据中标合同和建筑法规随时找到索赔点,做好业主的索赔谈判及有效的沟通。工程竣工后,立即进行竣工决算,避免继续发生貌似合理的成本,化解和防范效益风险。
对于合同内没有单价的项目,一定要及时签证,特别注意敲定价格,以防活干完了,签给你的价格是亏本或不赚钱的。
1.5抓好全员参与工作
项目部成立后,要组建一个责任心强、懂经营的项目部班子,项目经理必须具有较高的道德素质,会经营、懂管理和施工生产。企业领导也要重视并且全力支持成本控制,要具有完成控制目标的决心和信心,以身作则,养成节约成本的习惯,并要发动所有员工都树立控制成本的意识,互相协作,共同努力,做好对应的成本管理工作。
领导干部一定要带头,尤其是招待费的控制,看起来理由都很充分,但其中很多是浪费了,在这方面一定不能比排场、讲阔气,该省则省。
2。1做好技术跟进工作
开工前,要提前进行技术培训,使施工人员熟练掌握施工工艺流程,减少返工现象。施工前要与接管单位签订详细的施工技术标准,并进行首件工艺定标,严格按照施工规范、技术标准、质量要求施工,避免窝工返工。要合理安排工期,按照工序要求分轻重缓急调配人力物力资源,做到统筹优化。技术人员要及时与成本管理人员进行沟通,重点是对工时、物资采购、材料消耗、设备利用、费用开支、工程量统计及未完施工盘点等原始记录的填制、审核、传递和保管等,使成本管理管理有据可查,有章可依。
2。2做好合同交底工作
项目部要做好工程,达到既满足业主的施工要求又最大限度创造经营利润的目的,就必须吃透双方签订的合同约定,工程合同签订后,要及时对合同的内容、风险、重点或关键问题进行交底,使相关职能部门人员都能依据施工合同指导工程实施和项目管理工作,避免合同纠纷造成经济损失。
2。3做好安全质量工作
加强安全质量管理要着眼于预防安全质量事故的发生。要通过强化安全培训、制定安全施工管理办法、落实安全生产责任制等,减少事故的发生次数或安全“零事故”发生。事故发生次数减少,就相应减少了事故处理费用,最后体现于项目直接经济效益的增加,事故减少也相应减少了停工损失费用,表现为项目间接经济效益的增加。
很多项目经理对安全工作不够重视,流于形式。要知道现在出一次安全事故,代价是非常昂贵的。这种成本最好不要增加。
2。4做好材料管理工作
材料费是工程直接费用的主要组成部分,要根据施工预算限额领用,物资保管人根据限额领料单发料,严格执行领料手续,各施工队只能在预算内分期分批领用,属于工程变更的,必须有工程变更证明方可领料。要坚持预领料回收制度,及时将材料回收和盘点,减少材料浪费和流失。同时要加强材料管理工作,现场材料合理堆放,妥善保管周转材料。
在工程项目实施之前和整个过程中,项目负责人、财政负责人及有关责任人员需要进行有效的监督、抽查,并进行适当的奖惩。这样不仅可以保证对项目总体的了解,同时可以在参与人员心中对成本管理的重要性有一定的重视,调动基层工作人员工作的积极性,这也就是我们上文中提到的自上而下的责任体系,只有通过这样的方法,才能在员工中逐渐渗透成本管理的有关理念;而员工对此认识的加深将有利于企业的发展。
本文通过对通信工程项目施工成本管理进行研究,提出建立自上而下的成本管理问责体系、合理规划预留额度、注意资料留档和项目总结、人力材料设备统一管理等方法,对成本管理涉及的各个方面进行和分析和讨论,希望本文提出的方法可以有效的运用于实际项目管理中,并充分完善。
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摘要:本文以某高速公路通信系统为例,着重介绍了高速公路通信分中心的作用,分析了分中心光纤数字传输系统的构成及配置方案,详述管理系统的功能,以及数字程控交换系统的构成及配置方案和交换网络同步的构成。
关键词:高速公路通信系统方案研究
高速公路通信系统主要是为高速公路运营管理及监控、收费系统实施提供必要的话音业务及数据、图像信息传输通道,它是保障高速公路安全、高速、畅通、舒适、高效运营及实现现代化交通管理必不可少的手段,起着高速公路管理系统中枢神经的作用。贵州某高速公路采用符合全省规划的三级管理体制:省通信中心-本地通信分中心-通信站。高速公路分中心通信系统由光纤数字传输系统、数字程控交换系统等构成。
光传输系统采用SDH光同步传输系统与综合业务接入系统相结合的方式。干线SDH设备采用STM-16等级,系统采用1+1保护方式;接入网采用华为FA16内置STM-4等级OSN1500光传输设备,用4芯光纤从贵阳到该公司公路方向与其通信分中心构成两纤自愈环,解决区间通信。在其通信分中心设置华为分插复用设备ADM-2.5G一套,设置2个方向的STM-16共4个光接口,往贵阳方向与隆回REG中继设备连接。综合业务接入网系统,采用华为HONET及FA16内置STM-4等级OSN1500光传输设备,用4芯光纤从贵阳方向与该高速公路通信分中心构成两纤自愈环,解决区间通信。该高速公路通信分中心的接入网和干线共有光传输设备。
光纤数字传输系统主要设备由以下几部分组成:
(1)在该高速公路通信分中心设置一套STM-16速率等级的ADM分插复用器,采用深圳华为的OptiX OSN 7500智能光传输设备。在通信分中心设置1套华为iManagerT2000传输网管终端,对本路段SDH设备及沿线3个光中继设备、并接入网内置的OptiX OSN 1500光传输设备进行维护管理。同时在通信分中心设置1套iManager N2000综合业务接入网网管终端,对高速路上所有ONU设备及通信分中心的OLT设备、交换系统、电源设备进行维护管理。
(2)在通信分中心设置综合业务接入网光线路终端设备OLT设备,采用华为的HONET OLT4S系列。
在通信分中心设1套华为iManager T2000传输网管系统,对全线所有SDH传输设备(含软、硬件设备)进行统一集中网管,负责对该高速公路所辖路段的ADM设备和中继器设备以及综合业务接入网系统OLT、ONU内置的SDH设备进行集中管理维护,并提供向上连接的Q3接口以便将来与省中心的网管连接。iManager T2000网管系统在TMN(Telecommunication Management Network)的结构中处于网元级和网络级之间,即子网级管理系统SNMS(Subnetwork Management System),具有全部网元级和部分网络级的功能。iManager T2000具有故障管理、配置管理、性能管理、计费管理和安全管理等五项基本功能,此功能主要面向网元层。T2000不仅提供全部的网元层的管理功能(故障管理、性能管理、配置管理、安全管理、通讯管理、拓扑管理、系统管理),还提供部分的网络层的管理功能。在通信分中心还设置1套华为iManager N2000综合网管系统,可集中统一管理华为程控数字交换机C&C08、综合业务接入网设备FA16、环境电源监控系统、有线电视系统,并提供向上连接的Q3接口以便将来与省中心的网管连接。iManager N2000综合网管系统负责接入网的全面的集中管理和维护;负责接入网用户线路管理和维护;负责设备环境管理和维护;负责网络设备性能管理与维护。
在该高速公路通信分中心设置华为数字程控交换机C&C08,为高速公路沿线管理部门之间提供业务电话和指令电话,同时实现高速公路电话专网与公网的互联;通信分中心交换机收容了高速公路各站点的电话用户。
高速公路数字程控交换系统由通信分中心的一套数字程控交换机及若干用户组成,完成本局的话务接续与出入局的话务接续,同时转接它局之间的呼叫,并与相邻路通信分中心连接;与其他分中心用n×2Mb/s数字中继相连,数字中继线共120线;通信分中心交换机采用模拟中继的方式与贵阳市话局交换网相连,分中心交换机配80线模拟中继入市话;接入网通过V5.2接口相联,共设1个V5.2接口,近期设7个2Mb/s;交换机配备计费终端(包括计费软件、终端和行式打印机),用于用户呼叫公网和网内用户时计费。通信分中心电话交换机是交通专网的一个组成部分,它由一套数字程控交换机构成。交通专网电话编号时,贵州省高速公路网分配一个长途区号,用户号长为5位。
C&C08时钟同步系统拥有完善的维护、告警和故障检测功能。在维护终端可监视查询单板状态和各种故障信息,时钟系统自动检测故障,故障时可自动或人工倒换,以保证时钟系统的稳定性和可靠性。C&C08时钟同步系统有以下特点:拥有国标三级、二级(包括A类、B类)及通信楼综合定时供给系统BITS等多种级别时钟可供选择,能满足各种交换局的不同要求。其中二级A类时钟和BITS设备是国内唯一可提供的厂家。三级和二级靠不同的插板来配置,结构选配灵活。
通信系统是高速公路的基础设施之一,是服务于高速公路监控系统和收费系统,为监控系统和收费系统的图像数据传输提供可靠的传输通路,是提高高速公路管理水平和安全保障能力的支持系统。
[1] 崔林.京沪高速公路临沂——红花埠通信系统概述[J].科技资讯,2006
[2] 刘志宁,唐正峰,翟洪涛.铜川至黄陵高速公路通信系统设计[J].中国交通信息产业,2006
[3] 郭军梅.新原高速公路通信系统建设和维护设想[J].山西交通科技,2004
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通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现,前者称为无线通信系统,后者称为有线通信系统。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于MWB的通信系统演算CCS的模型检测相关通信工程论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
Robin Milner在上世纪70年代论文范文首先提出了描述通信系统并发行为的形式演算CCS(Calculus of Communicating Systems,[1]),可以对并发系统进行推理,是进程代数(process algebra)领域的开拓性工作,在CCS的基础上,建立了通信序列演算CSP,π演算、spi演算、应用π演算、环境(Ambient)演算等一大批描述分布式移动并发系统的形式方法。
1.1 CCS的语法
CCS的基本成分是事件(或动作,Action)与进程;CCS的事件分为两类,一类用来描述进程间通信的同步动作: = {a,b,c ,…}为输入事件集,相应的 ’ = {’a,’b,’c ,…}为输出事件集;用t表示非交互事件(进程内部事件)集。记ACCS= ’ {t};LACCS
CCS的进程P如下定义:
P : := .P 前缀,ACCS
P1 | P2 并发
iIPi 选择,这里I为有穷集
(^L)P 限制,这里L ACCS
P[f] 改名,这里f是从ACCS到ACCS的映射并满足:f(t)=t,f(’)=’f()
记 PCCS为CCS的一切进程的集合,记P1+P2=i{1,2}Pi,记0(或Nil)=iPi;为减少 号,约定运算顺序为:^ , | , +;例如 R+a.P|b.(^L)Q是R+((a.P)|(b.(^L)Q))
在CCS中,我们引入A =df P,即用CCS进程P定义A;在CCS里可以进行递归定义,例如:A =df a.A|P,在不引起混乱的情况下,可将=df将写为=。
.......................
2.1 移动工作台MWB(Mobility Workbench)是针对-演算开发的第一个自动验证工具[VM94],可对用-演算[2、3、4]、通信系统演算CCS[1]描述的移动并发系统进行分析与验证;MWB首先在瑞典的Uppsala大学开发[5、6、7];可在Windows、Linux等系统下使用,MWB是开放源代码的,可从下面网址下载:
2.2 在Windows2000下安装使用
由于MWB是用语言ML写成, 需要在New Jersey SML 编译器(Standard ML of New Jersey - SML/NJ,目前最新的版本是smlnj-110.54)下运行;从下列网址下载smlnj:
获得smlnj.exe,可自解压并装配到C:sml(我们使用的版本是:Standard ML of New Jersey 110.0.7);SML/NJ安装成功后,从下列网址下载mwb.x86-win32
并写一个批处理文件mwb.bat,内容为:
sml @SMLload=mwb.x86-win32
将mwb.x86-win32与mwb.bat放到一个目录,点击mwb.bat即可运行MWB。
2.3 CCS公式的MWB编码
为将CCS公式输入MWB,需将通常的CCS公式做一些转换:将受限名字PL用(^L)P表示;对任何P,设P的自由名字(非受限名字)为a1,…,ai,在MWB中,用ID(a1,…,ai)来表示P为:
agent ID(a1,…ai) = P
ID称为P的名,注意P的名可用任意的符号串(例如MyID或者P),但第一个字母需大写,且(…)里一定要将P的非受限名字完全列举;例如:设P递归定义为ã.b.P,可写成MWB式子为
agent P(a,b) = ‘a.b.P
不能写成:agent P = ‘a.b.P;可将几个MWB公式放到一块以ag为扩展名用ASCII文件存盘.
..............................
我们讨论简单AB协议:设S为发送方、R为接受方;S发出报文(’m)或超时(timeout)重发报文;R接到报文发现报文错误则丢弃报文(down),否则通知S已收到(ack);ABP=S|R描述了这个简单的交换比特协议,其中:
S=’m.S1
S1=timeout.’m.S1+ack.S
R=m.(down.R+’ack.R)
S1中的timeout.’m.S1表示报文超时重发,而ack.S表示S接到R的肯定回复后交替比特再发报文;R中的down.R表示发现报文错误丢弃报文,’ack.R通知S已收到;进程ABP=S|R描述了这个简单的交换比特协议;将上述CCS描述用MWB格式书写并以abp1.ag存盘:
...............
[1] MWB软件:
[2] Robin Milner. The polyadic www.51lunwen.com/communication/ -calculus: A tutorial. Technical Report ECS-LFCS-91-180, LFCS, Department of Computer Science, University of Edinburgh, 1991.
[3] Robin Milner. Communicating and Mobile Systems: the -calculus. Cambridge University Press, 1999.
[4] Robin Milner, Joachim Parrow, and David Walker. A calculus of mobile processes, parts I and II. Journal of Information and Computation, 100:1-40 and 41-77, 1992.
[5] Robin Milner. Communication and Concurrency. Prentice-Hall, 1989.
[6] Bjorn Victor. A Verification Tool for the Polyadic -Calculus. Licentiate thesis, Department of Computer Systems, Uppsala University, 1994. Available as report DoCS 94/50.
[7] Bjorn Victor. The Mobility Workbench User's Guide: Polyadic version 3.122. Department of Information Technology, Uppsala University, 1995.
[8] Bjorn Victor and Faron Moller. The mobility workbench : a tool for the -calculus. Technical Report DoCS 94/45, Department of Computer Systems, Uppsala University, 1994. Also available as Technical Report ECS-LFCS-94-285, Laboratory for Foundations of Computer Science, Department of Computer Science, University of Edinburgh.
[9] B. Victor and F. Moller. The Mobility Workbench - a tool for the pi-calculus. In D. Dill, editor, Proceedings of CAV'94, Lecture Notes in Computer Science. Springer-Verlag, 1994.
[10]古天龙,蔡国勇. 网络协议的形式化分析与设计,电子工业出版社,2003
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摘 要:在互联网的普及应用中,由于各个方面的影响,在计算机的上网端口数量上,往往不能满足人们的需求,因此需要大力的发展局域网互联端口。文章介绍了网络处理器、局域网,以及无线通信的概念以及功能,并对无线通信技术进行了探讨。
关键词:局域网无线网络无线通信
网络处理器,根据国际网络处理器会议(Network Processors Conference) 的定义:网络处理器是一种可编程器件,它特定的应用于通信领域的各种任务,比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚、防火墙、QoS等。网络处理器器件内部通常由若干个微码处理器和若干硬件协处理器组成,多个微码处理器在网络处理器内部并行处理,通过预先编制的微码来控制处理流程,而对于一些复杂的标准操作(如内存操作、路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法、流量调度算法等)则采用硬件协处理器来进一步提高处理性能,从而实现了业务灵活性和高性能的有机结合。局域网是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几km以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十km。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十km要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。综上所述,对网络处理器、局域网以及无线通信有了具体的认识了解之后,人们在局域网无线通信的设计过程中,除了拥有过硬的网络操作技术外,还需要对无线局域网有一定的研究。在无线局域网的设计研究中,网络市场上占有率最高的网络处理器是由Intel公司研制开发的IXP系列产品,其中最具代表的产品为IXP425网络处理器,不仅满足了基于它的通信功能,同时,还使局域网无线网络得到了充分的发展与利用,极大的满足了人们的需求,同时也为人们的日常生活带来了极大的方便。
IXP425网络处理器与其他网络处理器相比较,其组成构架一样,主要包括:处理器、异步收发端口、网络口以及总线,但与此同时,IXP425的网络处理器构架还具备了其他网络处理器所没有的构架,主要包括以下几个方面:
在计算机的专业术语中,网络处理引擎也可以用NPE来表示,主要包括:算术逻辑运算单元、内部数据存储单元等。NPE在一定程度上还可以出来链路层以及网络层中的一些数据,而与NPE连接的硬件加速单元,也是依据网络处理器的具体功能而专门设计的。同时,每一个硬件加速单元都能够加快网络数据的运行速度,从而加快了网络信息的传输速度。
在网络处理引擎中,还包含了IPSEC的加密单元,而IPSEC的加密单元,其工作地点在网络层,其主要作用是在数据包的使用过程中加入了验证头,从而使数据在接收的过程中,必须通过数据发送方的验证才能对数据进行接收。不仅为数据的传输提供了安全保障。同时,也实现了数据发送方验证处理和数据加密处理,从而确保了数据在传输的过程中不会被查看或复制,有利的保障了数据在传输过程中的安全。
IXP425良好的设计构架,在使用的过程中能够支持对流媒体信号的相关处理。首先,IXP425能够将语音加解码与相关的数据处理同时集中到一个芯片,其次,由于IXP425的中央处理器中,拥有乘法运用以及加速单元设备,从而使IXP425中央处理器在处理多种流媒体加解码的过程中,不仅能够独立的执行这一过程,同时还不需要额外的添加相应的数字信号处理芯片。
IXP425的使用过程中,还具有支持强大数字信号处理软件库的优势。在IXP425的中央处理器上,依据其具体的功能,从最大程度上优化了功能强大的数字信号处理软件库,从而使IXP425能够同时处理内部四个不同的语音接口数据。与此同时,在IXP425中央处理器的内部,能够凭借其足够的空间优势,将网络处理器内存中数字信号的处理方法集中收集起来,从而在一定程度上大大节省了数字信号处理的时间。
IXP425中的NPE不仅具有独立执行信息数据加密算法和相关的数据认证算法,其中主要包括:DES、3DES、AES等。同时还具有在独立执行的过程中不占用IXP425的中央处理器的优势。由此,在s.802.11和802.1li的程序执行中,能够取得高效率的程序执行率。因此,在无线通信的程序执行中,也可以达到较高的执行率。
顾名思义,无线通信技术在信息的传输方式以及信息的收集上,是与有线通信技术相对的。在有线通信的信息传输中,是以固定的电路为前提,同时采用电流的传输方式,将信息中的数据进行传输,在传输的过程中往往会受到电路的限制,从而在一定程度上限制了信息数据的传输范围。而无线通信中的信息传输,则是以电磁波为传输载体,信息数据通过电磁波的传输,到达指定接收的网络计算机中,不受到任何电路的范围限制,同时在使用的过程中,不仅方便快捷,而且在对无线网络操作的过程中,还具有操作简单等优点。无线网络通信的实现,不仅为人们的生活带来了方便,同时也大大节省了人们在网络经济上的开销。
无线网络通信技术的设置,是以OSI网络模型为基础的,但是,它在物理层和数据链路层中,通常是以802.11协议为使用途径,(802.1l是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接人,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.1lb和802.11a两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层)而802.1l协议的来源,则是计算机的设备驱动程序。而在无线网络通信的管理过程中,则和有线通信一样,都由计算机的网络操作系统负责具体的管理,其中主要包括:网络层、传输层以及会话层等。同时,在通信技术的使用中,能够为无线网卡提供其所需要的驱动,换而言之,也能在有线的网络通信程序中支持无线网络通信的执行及使用。
在日常使用的802.11协议中,包含了两种设备类型,一种是以通过一台PC机器和一块无线网络接口卡组合而成的无线站,而另外一种则是人们通常所说的无线接入点,在无线接入点的功能中,主要有以下两点:首先,它是无线网络通信和有线网络通信的桥梁,使无线网络通信能够与有线网络通信在条件允许的情况下互为转换,从而为网络信息的数据传输提供了极大的便利。其次,无线接入点在一定条件下还可以作为IXP425的无线路由器,不仅具有无线接入的优势,同时还具备路由管理的具体使用功能。
在802.11最原始的定义的三个物理层中,主要包括了两个扩散频谱技术和一个红外传播规范两个方面。其中,在扩散频谱技术的使用上,不仅为802.11设备在该频段上的可用性和可靠吞吐量提供了可靠的保障,同时还在一定程度上保证了该设备的独立使用性,即在使用的过程中,不会与其他设备相互影响,从而保障了设备的正常使用功能。
IXP425无线通信程序的实现,是以IEEE802.1lb协议为基础的,同时,在无线通信组网的过程中,主要有四种组网方式,分别是:网桥连接、基站连接、HUB连接以及端对端连接。同时,在运行IXP425通信程序的过程中,首先要依据具体的使用状况对IXP425进行相关的配置,在配置的过程中,主要包括以下几个步骤:首先,将redboot.bin文件通过相应的程序制作出来,接着将其传到windows等共享目录中,与此同时及时地切换windows系统,然后利用系统中的JTAG将redboot.bin传输到IXP425中的16M Flash中。 这样,就可以对网络地址进行相应的配置;其次,在IXP425操作的过程中,首先应下载GCC的编译器,从而保证IXP425的顺利运行。同时,在无线通信程序下载安装之后,就需要用chmod755来充分的改变程序的使用属性,使其由原来的只读转变为可执行操作之后,就表示可以正常的运行。
综上所述,在详细地介绍了网络处理器中局域网以及无线网络的设计应用后,同时也详细地描述了其工作方法以及工作原理。此外,局域网以及无线网络的设计应用,不仅大大节省了人们的日常开销,同时还给人们的网络使用提供了极大的方面。与此同时,局域网以及无线网络在操作使用的过程中,其操作简单且极其容易被人们掌握,因此受到人们的喜爱与欢迎。但是,由于局域网和无线网络在设计安装的过程中,仍需要专业的计算机人员安装维护的实际情况进行安装,因此,就需要计算机的网络用户在安装的过程中,聘用专业的计算机网络团队对其进行仔细的安装,以确保局域网或无线网的安装使用,同时也为今后的网络使用奠定了结实的基础。
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航空电子系统是保证飞机完成预定任务达到各项规定性能所需的各种电子设备的总称。为了开展国际航空通信业务,《国际民用航空公约》附件《航空通信》中对航空通信的定义、设备和规格、使用的无线电频率、电报的分类、缓急次序、标准格式、用语和处理手续等,都有统一的规定或具体的建议。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于航空电子通信系统关键技术问题的浅析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
当前阶段中的航空电子通信系统相比于传统的飞机飞行通信系统来说已经有着非常大的进步,其能够在以往飞机飞行过程中正常通信的基础功能上同时具备语音通话、多媒体网络连接、数据信息快速传送、三维图像快速成型等等综合性电子通信功能,对于提高飞机飞行过程中的安全管理以及提高其飞行过程中的效率有着非常重要的作用。
而航空电子通信系统组件的基础内容就是使用机载分布式的实时通信网络作为其系统的主要架构内容,当前在我国大型民航飞机中普遍应用的ARINC429 以及AR-INC629 技术就是作为机载分布式的实时通信网络的主要类型而存在,但是其在具备相当高程度稳定性以及可靠性的同时仍然需要非常复杂的组织结构,这种情况下会造成飞机飞行过程中重量的大量增加并且其使用过程中较低的数据传输速度也无法有效的满足当前航空电子通信系统不断快速提升进步的要求,因此MIL-STD-1553B总线控制技术、光纤通道通信技术、航空电子全双工交换式以太网技术等诸多新型技术内容开始进入到飞机航空电子通信系统的构建过程中,其在有效的提高航空电子通信系统运行效率以及运行质量的同时更加减轻了飞机飞行过程中的相关运行负担,因此渐渐得到了广泛的应用。针对航空电子通信系统的关键技术问题进行分析,就是针对上述技术内容在航空电通信系统中的构建技术以及应用目的进行分析。
具体来讲,航空电子通信系统的关键技术内容可以分为航空电子通信系统的层次结构架设技术、通信网络拓扑结构层的架设技术、航空电子系统时钟同步设计技术以及通信故障处理技术等等内容。其具体内容如下文所示:
1.1 航空电子通信系统层次结构的架设技术
航空电子通信系统在层次结构的架设技术应用过程中可以充分的借鉴ISO开放式互联系统的层次结构构建模式,在ISO 开放式互联系统的层次结构中其一共分为七层结构,而航空电子通信系统在层次结构的划分中可以将自身结构划分为应用层、驱动层、数据链路层、传输层以及物理层五层结构,这种层次结构划分的模式能够有效的完成对航空电子通信系统运行过程中相关系统硬件以及软件程序的合理配置和促进其功能的充分发挥。
以MIL-STD-1553B 总线控制技术在航空电子通信系统中的应用为例,其在物理层的主要目的是为了完成对通信系统中相关物理介质的位流传输功能,而其在驱动层中的主要目的是作为通信系统中软件程序以及系统应用程序的接口而存在,其在传输层中的主要功能是完成对通信系统中相关信息的处理以及通道的调度工作,其在应用层中的主要功能是作为整体系统的管理程序以及发挥系统解释功能,其在数据链路层中的功能则是用来对总线上相关数据信息的传输序列进行合理有效的调整。
1.2 航空电子通信网络拓扑结构层的架设技术
航空电子通信系统中网络拓扑结构层事实上指的就是通信网络中各个子系统相互关联的物理结构,当前在各种通信系统中常用的拓扑结构层包括单一级总线拓扑结构、多个单机总线拓扑结构以及多级总线拓扑结构三种类型,而在航空电子通信系统中的网络拓扑结构层架设技术则一般采用多个单级总线拓扑结构和多级总线拓扑结构综合使用的方式完成自身网络拓扑结构层的设置,一般来说都是将航空电子通信系统中的子系统进行合理分类以后将其分别连接在多个不同的1553B 总线上完成多个单机总线拓扑结构的架设,同时如果在这一过程中多个总线并非为同一级的总线那么这种假设机构事实上也就成为了多级总线拓扑结构。
1.3 航空电子通信系统时钟同步设计技术
由于航空电子通信系统组成结构中其各个子系统都拥有独立的时钟计时系统,因此航空电子通信系统经常会出现及时误差的现象,建立航空电子通信系统的时钟同步设计也就显得至关重要。
事实上,在航空电子通信系统的组成结构中为相关总线以及其每一个子系统都配置一个相应的始终长度和分辨率的实时计时器,在航空电子通信系统中就能够对其完成气动控制并使其自动开始计数,再由航空电子通信系统的总线时间计时器将其参数发送至各个子系统中由子系统自行调整其余总线时间计时器中存在的误差,就能实现航空电子通信系统时钟同步的设计。航空电子通信系统的始终同步设计技术具有操作简单。成本投入较低的优点,能够充分的满足航空电子通信系统运行过程中对于信息传递实时性要求高的需要。
1.4 航空电子通信系统通信故障处理技术
首先针对航空电子通信系统的故障可以将其分为干扰因素造成的偶然性临时故障以及系统硬件设施失效造成的永久性故障两种类型,航空电子通信系统的运行过程中会首先通过总线控制器自带的双余度电缆上有限次的重试处理功能来完成对相关故障的判定工作,如果故障经过诊断维修后并且消失就可以判断漆为偶然性临时故障,如果故障一直存在那么航空电子通信系统的总线控制器则会将故障进行标记并且记录,同时将存在故障的子系统进行断网和周期新的查询记录工作,其可以根据故障类型的不同,采取有状态字中的子系统标志位置位、终端标志位置位以及禁用MBI 三种处理方式。
综上所述,本文对当期航空电子通信系统中的关键性技术问题进行了具体的分析和阐述,事实上航空电子通信系统是一项非常复杂的机载分布式实时通信网络系统,其涉及到飞机飞行过程中国的所有电子设备以及通信网络,其设计质量直接关系到飞机飞行过程中的安全性,相关单位应该加强对上述技术内容的充分应用,保证航空电子通信系统相关功能的充分实现。
【关于航空电子通信系统关键技术问题的浅析】相关
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摘要:现今的电子通信技术属于一种尖端的且应用性极强的技术,一个国家的科技发展水平和进度关键看电子通信技术水平的高低。电子通信产业是信息产业不可或缺的一部分,电子通信技术的进步和发展直接带动先进的生产力和科技实力。电子通信技术涉及的领域和范围较广,特别突出在移动电话和卫星通信两个方面,本文也将重点通过这两个方面来分析电子通信系统关键技术的问题。
关键词:电子通信系统移动卫星通信关键技术
随着电子通信技术的发展,它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们,它还在改变着社会和国家,使得国家不断发展,特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题,有待人们改善和加强。
电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱,是现代高新技术的重要组成部分,甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会,电子通信技术无处不在,它涉及的范围也很广,包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域,还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。
电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信,此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。
近几年来,电子通信技术应用十分广泛,就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看,就存在很多关键性的技术问题,有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速,传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外,频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低,这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出,要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量,就应该突破传统蜂窝体制,应用新的移动通信技术。
在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式,每个小区内都有很多个无线信号处理单元,这些单元距离都比载波波长要远得多,并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能,首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理,然后就要与核心处理单元连接,通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信,第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射,然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单,缺点则是会不断干扰系统,阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构,通过用大量的无线信号处理单元来实现,从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”,即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想,但同时它也更复杂。
分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势,第一是小区间干扰低、SIR高且系统容量大,第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应,还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率,还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大,反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区,还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。
子通信系统分为5层:应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确,接口应简单,从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础:应用层是通信系统的最高层次,它实现通信系统管理功能(如初始化、维护、重构等)和解释功能(如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等)。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能,驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试,监控其工作状态,控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输,传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照MIL—STD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照MIL—STD一1553B规定,处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现,传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。
卫星通信在电子通信技术中最为先进,它也有很大的优势,包括通信距离远并且容量大,通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业,人们对信息的需求也越来越复杂多样,电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。
目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题,它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带IP的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题,一个就是数据压缩技术,它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率;第二个就是智能卫星天线系统;第三个就是宽带IP卫星通信技术的研究;第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术;第五个就是多址连接技术的改进和发展;第六个就是卫星激光通信技术。
未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现,激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥,因为在那里经常会应用到激光通信技术,它在外层空间进行,所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下,天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。
总而言之,电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术,移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上,而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱,所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的,掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。
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[4]康涌泉,史忠科,朱红育;基于DSP的ARINC429总线通信系统设计[J];航空计测技术;2004
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电源系统(Power System)是由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备等和相关的配电线路组成的总体。电源系统为各种电机提供各种高、低频交、直流电源,维护电机系统的平稳运行。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅析太阳能无人机电源系统的发展现状与展望相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
太阳能无人机技术的发展成熟,依赖于以太阳能为输入能源的电源系统的技术发展,最早该电源系统用于卫星、空间站、宇宙飞船的供电,随着作战需求的多样化和太阳能光伏发电技术的成熟化,使得太阳能电源系统成功地应用于临近空间无人机上,从而拓宽了新的设计领域。
太阳能飞机是利用机翼铺设太阳电池阵,机身和机翼内部的安装储能电池组,并通过电缆网和电源控制器为飞机机载设备及推进系统提供能量,完成飞行任务。具有代表性并实现长时间留空飞行的太阳能无人机有美国的Helios,英国的Zephyr,瑞士的Sky-Sailor 等。
太阳能无人机为了达到足够的照射面积,一般飞机尺寸较大,翼载小,飞机的结构质量相对较低,这就要求太阳能电源系统本身的质量不能过高,并有更高的质量比功率。由于在飞行过程中,能量的吸收率会在不同季节,不同时间有很大变化,在优化航迹和动力系统的基础上,必须选择效率更高的太阳电池和储能电池,并对电源管理系统提出了更高的要求。太阳能飞机电源系统的可靠性,可维护性和操作性要高,要有相应的可扩展性和升级能力,适应重复使用和较长寿命周期的要求。在高空飞行的太阳能飞机,还要求其电源系统具有较好的低温特性,在临近空间低温低传热的极限环境下仍能保持较好的充放电能力。在选择太阳电池和制造过程中,也要考虑到价格因素,由于要实现产品化,对性价比提出了更高的要求。
1.1 系统组成
太阳能无人机的电源系统一般由发电子系统、储能子系统、电源控制子系统共同构成。电源系统在飞机上与飞控系统、航电系统、动力系统等相连,另外,电源系统还要与地面的控制站实现数据通讯。
1.2 太阳能无人机电源系统特点
太阳能无人机电源系统不同于卫星电源系统设计思想,既要保证系统的高可靠性,又要要求质轻效优,还要具备在大气环境及临近空间内的环境适应性,并且在设计与选材上考虑高性能价格比和性能质量比。
2.1 发电子系统
太阳能功率密度会随着高度增加而提高,从地面上的80 mW/cm2 上升到太空中的136.7 mW/cm2。采用太阳辐射能作为发电单元,可以实现长时间留空飞行;且太阳能是清洁能源,飞机不用安装排气装置,不会对环境造成污染,也不会对机载大气测量传感器带来干扰。
铺设在机翼和尾翼表面的太阳电池,以硅基太阳电池和化合物太阳电池为主。目前成熟的可用于太阳能飞机的太阳电池主要有单晶硅太阳电池,非晶硅太阳电池,GaAs 系列太阳电池,CIS(CIGS)系列太阳电池等,其中非晶硅和CIS(CIGS)系列太阳电池为薄膜太阳电池。
2.1.1 硅太阳电池
硅太阳电池可以分为三种,单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池。其中单晶硅太阳电池的转换效率最高,大量用于航天飞行器的发电系统,单晶硅太阳电池单体转换效率可以达到20%,目前国内应用型单体厚度达到150 mm,组件级转换效率达17.5%(AM1.5,25 ℃),多块单体的阵列串联可实现在柔性机翼上大规模铺设。单晶硅的制备和原材料价格较高,使得电池成本居高不下,制约了单晶硅电池在太阳能飞机上的广泛应用。多晶硅太阳电池成本较低,但是转换效率较低,现阶段技术还不能满足太阳能无人机的能量需要。美国Pathfinder 无人机上使用了单晶硅太阳电池,其组件平均转换效率达到15.29%。
非晶硅a-Si 薄膜太阳电池作为单晶硅的替代品,目前成为一种最具潜力的研究对象,利用柔性轻质衬底制备的电池模块,使得非晶硅电池的转换效率提高到10%以上。美国USO(United Solar Ovonic) 公司声称其非晶硅产品采用一系列新技术已经将电池效率提升至12%(AM0),采用聚合物衬底的研究和开发使得电池单体质量比功率超过1000WK。非晶硅薄膜电池被“西风”无人机选作为主电源,完成了多次长时间飞行测试。
2.1.2 GaAs 系列太阳电池
砷化镓(GaAs)太阳电池比硅太阳电池具有更高的转换效率,但价格昂贵。受大范围温度循环影响小而且抗辐射性能好。它可制成薄膜和超薄型太阳电池,其有源层只需3~5 μm,就可达到较高的吸收系数。目前,由于金属有机化学汽相外延技术的日益完善,普通GaAs 电池逐步被特性更好的异质衬底和多结级联太阳电池所取代。
1993 年,ASEC 公司的GaAs/Ge 电池在美国制成。这些砷化镓单体通过金属有机物气相外延生长的方法生长在一个活性不强的锗元素基上。这些电池单体都是6 cm×6 cm 大小,厚度为8.89×10-2 或11.43×10-2mm,极其容易破碎。在高空环境下,电池单体的效率在14%到19%之间。GaAs/Ge 电池最高单体效率可达20.43%,Iles 等人对其进行的研究结果显示GaAs/Ge 电池比一般的GaAs 电池具有更好的抗反向击穿能力。近年来,围绕多结GaAs 电池的研究取得了一定成果,四结GaAs 电池的理论效率高达43%。其中GaInP2/GaAs/Ge 三结电池已成功应用于国内卫星、飞船等空间产品上,转换效率不低于28%,厚度仅175 μm。
2.1.3 CIS 系列太阳电池
从20 世纪80 年代以来,铜铟硒(CIS)和铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池以其廉价、高效、接近于单晶硅太阳电池的稳定性和较强的空间抗辐射性能等优点而成为最具潜力的第三代太阳电池材料。目前,围绕CIGS 电池的研究方法非常多,国外采用多源蒸发法制备的电池已经将电池效率提高到19.5%,国内研究人员也制成了效率超过14%的成品。利用柔性衬底的薄膜技术,CIS(CIGS)电池的质量比功率和抗辐射能力也有巨大提高。但是目前该系列电池受制备工艺复杂性的限制,如何制造大面积薄膜电池阵,实现商业化还有许多课题需要研究。目前,国外CIS 和CIGS 电池的应用主要是航天器太阳电池阵。
2.2 储能子系统
太阳能飞机能源存储系统在整机质量中占有较大的比例,这是因为各种储能电池的比能量还比较低,历史上,太阳能飞机上应用的储能电池先后采用了银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、锂硫电池、燃料电池等。目前较为先进的轻小型太阳能飞机仍采用传统的锂电池,氢镍电池等传统电池,具有较高的轻便性和可靠性。大型高空太阳能飞机多用大规模锂离子电池、锂硫电池、燃料电池等高比能量电池,使得飞机能够飞得更高,加载更多的有效载荷。
2.2.1 锂离子电池
锂离子电池是目前普遍应用于先进太阳能飞机上的储能装置,Solong 太阳能飞机上搭载了5.6 kg 锂电池,Solar Impulse太阳能飞机在其昼夜飞行实验中,采用了400 kg 的锂电池。锂离子电池优点是工作电压高达3.6 V,充放电寿命长,比能量高(可达150 Wh/kg),无记忆效应,维护方便,无污染。缺点是如果出现过充电,Li+ 将以单质状态出现,电池也可能会产生安全问题。因此,国内外研制开发了多种锂聚合物电池,提高其安全性。锂聚合物电池中的固态高聚物同时充当电解质与隔膜,从而提高了电池比能量。目前国内锂离子电池采用新型高能多元复合材料,单体比能量可以达到235 Wh/kg,组合后电池组比能量达到200 Wh/kg 以上。
与锂离子电池相比,锂聚合物电池结构可燃性低、体积小、质量轻、比能量高、自放电小、可制成任意形状。NASA 正在开发的一种适合空间用及民用的改进型锂聚合物电池研究目标为质量比能量200~250 Wh/kg,体积比能量为350~400 Wh/L,25%DOD 循环寿命周期为35 000 周,100%DOD 循环寿命周期为2 000 周。目前,锂聚合物电池未能应用于太阳能无人机,关键是其低温特性不良的问题,在高空低温低压环境下,对于储能电池特性是一个巨大挑战。
2.2.2 锂硫电池
“西风”搭载的储能电池为锂- 硫电池,为其夜间飞行提供动力,比能量是锂聚合物电池的2 倍。该电池不仅比能量高,并且能以大电流状态下连续放电,以保证为太阳能无人机推进系统大功率供电。单质硫的理论比容量为1 675 mAh/g,与锂组装成电池,理论比能量可达2 600 Wh/kg,具有相当可观的研究前景。美国Sion Power 公司制造的锂硫电池产品比能量在350~380 Wh/kg 左右,质量14~16 g,容量为2.4~2.8 Ah。但是目前该项技术还不成熟,锂硫电池还存在安全性问题,目前国内研制的锂硫电池在大电流放电状态下不稳定。另外,循环性能不高的问题还需要进一步研究解决。
2.2.3 燃料电池
与蓄电池基础储能系统相比,再生燃料电池系统(RFCS)因为比能量和电效率不具备足够的吸引力,使得其没有得到足够的重视。后来采用轻质压力容器设计改进减轻了质量,改善了性能,使RFCS 能源储存系统的比能量的提高成为可能。该项技术应用于NASA 的“太阳神”无人机,其比能量达到790 Wh/kg,发电效率可达到53.4%。
目前,RFCS 技术的主要研究重点在于电解池电解水的效率问题,因为与技术较成熟的H2-O2燃料电池的放电过程相比,电解效率不高一直制约着燃料电池系统的整体能量转换效率,而且充放电两个过程中均产生大量热,也使得能量不能够充分利用,因此,在应用RFCS 于太阳能无人机储能系统时,仍要持谨慎态度,其可靠性仍需进一步提高。
2.2.4 锂空气电池
锂空气电池是利用了金属锂在空气中的剧烈反应放出大量能量为原理,制成能够反复充放电的超高比能量电池,理论比能量可达11 140 Wh/kg,且价格低廉,环境友好,是未来储能电池的研究热点。目前锂空气电池尚处于实验室研究阶段,循环寿命与可靠性问题还需深入研究与解决。
2.3 控制子系统
电源控制器是管理电源系统的关键,如今采用分布式管理的MPPT 控制器成为应用的首选。这种控制器具有太阳电池阵工作点自适应匹配功能的MPPT 控制器,具有轻质高效体积小发热量小的特点,能够通过输入输出的双向追踪来匹配太阳阵输出功率和负载得到的功率,达到能量的最佳利用率。对于太阳能长航时飞行任务,对于电源控制器提出了新要求,它需要与飞控系统,大气检测系统等协同工作,优化能源利用率,适应飞行包线内的环境要求。
2.4 太阳电池阵- 蓄电池组电源系统的应用
太阳电池阵- 蓄电池组电源系统虽然具有功率范围宽,工作寿命长,自主性强的特点,但是比功率仍比较低,制约了该电源系统在太阳能飞机上的应用,目前国内太阳电池阵- 蓄电池组电源系统主要应用于航天器,比功率仅为13 W/kg 左右。电源系统的质量约占航天器总质量的30%以上,目前针对太阳能无人机,必须采用高效薄型电池片,使用高比能量的新型锂离子电池,在电源控制装置中,采用高频高效开关电源技术,可显著减少电源系统的质量。对于高效的氢氧燃料电池,虽然其本身比能量较高,但是电池的整体质量较大,对于轻质太阳能飞机还存在很多现实困难,需要更大的机翼面积才可搭载整个燃料电池系统。
未来太阳能无人机设计的目标是高空长航时留空巡航,因此对无人机电源系统的设计要求提出了更高的要求:
(1)由于单晶硅电池技术最为成熟,因此现阶段太阳能无人机仍将主要采用硅电池作为主要的发电材料。如何降低硅太阳电池阵的成本,提高转换效率和质量比功率,使其更适合于平流层内的大气环境;
(2)发展多种新型太阳电池。非晶硅和CIGS 等薄膜太阳电池因其柔性好,成本低,效率高,未来将向大规模太阳电池阵产品化和轻型化方向发展,轻质衬底和一体化集成技术都将成为挑战,为减轻质量,需要在压低成本的基础上整体转换效率超过20%;
(3) 开展太阳电池组件的力学特性、环境特性的研究。目前国内科研机构围绕太阳电池阵组件的研究多偏重光学、电学特性,对于复杂力学环境、高空热环境、大气环境的研究还需进一步深入;
(4) 提高储能电池的比能量和安全性,储能电池比能量超过200 Wh/kg。锂电池发展已基本成熟,在此基础上,开发安全性更高,性能更好的储能蓄电池,如锂- 聚合物电池、锂- 硫磺电池等。减小整个储能系统在整机中的质量密度;
(5) 进一步开展可再生燃料电池作为储能设备的技术研究,目前国内对再生燃料电池系统尚处于研发阶段,未来将朝着轻便、高效、安全的方向发展,必将带动太阳能无人机整体性能的提升;
(6)开发功能强、效率高、可靠性好的电源控制与管理系统。对于逐渐发展起来的大型太阳能无人机,随着其飞行领域的扩展和设备的增多,电源系统将更为复杂,自动化程度和可靠性要求都要更高,必然朝着智能化的方向发展。
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摘要:网络通信系统已经具备了一定的加密系统,而我们说到的是在原有的加密体系上,设计一种更加安全、有效的加密系统。该系统在原有的安全系统上将数据以三重IDEA加密,而密钥则采用RSA加密,并用单向数字函数SHA—1实现数字签名,从而确保了用户在使用时更加的安全。本文主要介绍该系统的设计以及其应用。
关键词:三重IDEA算法RSA算法网络通信系统数据加密
目前网络通信系统采用的协议都是TCP/IP协议,因此,在对网络通信系统中传输的数据进行加密时主要研究的就是会话应用层。在数据形成的最初就将其加密不仅可以使数据在通过网络传输的过程中更加的安全,还能够避免在传输过程中需要进行加密的繁琐。由此可见,在进行加密设计时首先必须将整个网络通信系统的结构弄清楚,然后才可以根据网络系统的结构设计出最适合该网络的加密系统。
为了确保网络通信系统的安全,数据加密已经普遍的投入使用,也确保了网络通信系统的安全。但是原有的数据加密网络通信系统难免存在一些漏洞,因此,我们就在原有的数据加密网络通信系统上进行了一些设计,从而确保数据的传输更加的安全、可靠。
(一)加解密模块的设计。本系统是将对称密码算法和公钥密码算法相结合,使两者的优缺点相互结合,以弥补各自的不足。对称密码算法具有加密速度快、加密强度高的特点,可以满足大量数据的高效加解密;而公钥密码算法具有加密速度慢、加密强度高、密钥便于管理的特点,因此,它可以对明文的密钥进行加密。这样就弥补了对称密码算法中密钥不便于传递的缺陷。两者结合,各取其优点,使之互补,能够更便于网络通信系统的加密。
(二)用外部CBC模型三重IDEA算法加解密。三重IDEA算法是分组密码算法中比较优秀的算法,该算法的密钥长为128bit,而且它还具有较好的抗差值分析和相位分析性,并且便于硬件和软件的实现。
三重IDEA算法即是采用IDEA算法在三个密钥的作用下对一个明文进行多次加密,在该算法加密的系统中所使用的三个密钥必须保证相互独立。假设所使用的三个密钥为K1、K2、K3,明文为P,密文为C,用密钥加密过后用EK表示,解密过后则用DK表示。因此,整个算法的过程的描述如下:
加密:C=EK3(DK2(EK1(P)));解密:P=DK1(EK2(DK3(C)))
CBC不是一种加密算法,而是一种算法的实现方式,是一种密码模式。密码模式不会损坏密码算法的安全性,而CBC模式的应用主要就是在明文被加密之前将其与前面的密文进行异或运算。在一组明文分组被加密过后,其结果会被存在反馈寄存器里面,然后再进行下一组明文分组加密的时候,CBC模式就会先将这一组明文分组与前面加密过后的密文进行异或运算,然后将结果又存到反馈寄存器中,又将其与下一组明文分组进行异或运算,一直循环到明文分组加密结束。CBC模式采用这样的方法主要就是为了将完全相同的消息加密成不同的密文消息,这样就可以避免窃听者采用分组重放的方式再进行攻击。整个加密过程实现起来并不难,但是必须保证用于加密的密钥相互独立,而该系统所使用的密钥是由系统的随机函数产生的。
RSA算法的安全性与大数的分解难度是息息相关的。使用RSA算法求取密钥的方法大致如下:首先,我们随机的选择两个大素数P和Q;然后将两个数相乘计算出模数,将两个数分别减去1相乘,计算出欧拉函数Φ(n);计算出欧拉函数后选择与其互素的正整数d,其必须满足gcd(d,Φ(n))=1的条件;最后计算密钥e,而其必须满足的条件是d*e=1mod(Φ(n))。这些密钥中e、n是公开的,而p、q、d则是保密的,e是公开的加密密钥,d是秘密解密密钥。
该加密系统是基于Internet的C/S通信模型建立的,也主要是在该模型中使用。它主要是在应用层对数据进行加密、数字签名或身份认证等运算,然后发送方再将数据用三重IDEA算法进行加密,用单向散列函数SHA-1实现数字签名,并将三重IDEA的密钥K1,K2,K3等信息用RSA算法进行加密,最后将加密完成的密文发送给接收方。而接受方在接受到信息后将会按照发送方加密的方式对数据进行解密,得到发送方发送的原文,然后进一步进行验证。这样,客户端与服务器之间的通信就可以正常的进行了,从而保障了两者之间通信的安全性。
基于数据加密的网络通信系统在很多的领域都可以用到,它主要就是避免信息在传输的过程中被截取或是篡改,在需要用到通信系统的领域都需要使用加密系统,从而才能保障网络中信息的安全性。加密系统是网络通信系统必不可少的一个部分,也在网络通信系统中将它的作用发挥的淋漓尽致。
在信息急速发展的时代,网络通信系统的安全是非常重要的,也受到了极大的重视。而为了保证网络通信系统的安全,研究以及使用加密系统就显得非常必要了。我们在文中谈到的加密系统在进行测试的过程中确实实现了对数据加密以及数字签名等功能。而网络通信系统在不断的发展,加密系统也将会不断的发展。加密系统在网络通信系统中也将其作用发挥了出来,并且随着发展将会为网络通信系统提供更加完善的安全保障。
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[3]王智超.基于数据加密的网络通信紫铜的研究[D].河北工业大学,2006,11
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摘 要:随着因特网、多媒体和无线通讯技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通讯在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通讯产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通讯技术一个重要分支的短距离无线通讯技术正逐渐引起越来越广泛的关注。本文通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析,证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。
关键词:无线通讯重要作用Bluetooth UWB
目前,我国大型石化企业在厂内的通讯方式,一般仍然采用传统的有线传输方式,即依靠有线通讯电缆来传输信号,配合以传统的程控交换机和防爆电话,防爆扬声器等等设备终端来实现在防爆区与非防爆区之间的通讯。这样的通讯系统庞大,线缆众多不易于人员维护,加之厂区内部腐蚀性气体,工作环境,自然环境等经年累月极容易造成设备的线缆损坏,影响通讯,由于是有线电缆连接在事故发生时更加容易遭受破坏。一旦通讯中断,对企业的事故救援,员工的人身安全,都造成巨大的损失。所以要大力发展无线通讯网络在企业的应用。 1、无线通讯技术的重要作用
石化工厂厂区面积大,人员分布散,防爆区内移动作业人员和零散作业人员众多。无线通讯系统对满足人员通讯需要,加强防爆区内分布人员的动态管理,优化厂区网路结构,实现企业安全生产,调度指挥的有线,无线互联互通,相互结合的信息传递,保证企业安全高效的生产具有十分重大的现实意义。
目前广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。 2.1 数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。
2.2 扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通讯技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通讯技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通讯设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通讯。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通讯设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通讯。 蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(Frequency Hopping)和时分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通讯环境建立一个特别连接。作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通讯技术,它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通讯设备中使用。随着无线通讯的飞速发展,人们对高速无线通讯提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通讯方案。与常见的使用连续载波通讯方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通讯的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通讯方式,它有望在无线通讯领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
4.1 抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。 4.2 传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。 4.3 带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。 4.4 消耗电能少:通常情况下,无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。 4.5 保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。 4.6 发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通讯设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通讯。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。 4.7 成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。
总之,无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合石化行业对通信链路的要求。
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化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池。放电后,能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能;需要放电时再次把化学能转换为电能。将这类电池称为蓄电池(Storage Battery),也称二次电池。简单来说所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:电力通信蓄电池的运行与维护相关论文。内容仅供参考阅读!
电力通信蓄电池的运行与维护全文如下:
蓄电池是组合通信电源系统的重要组成部分,所占的投资比例不小,加强对蓄电池的管理,改善其使用状况,从而有效地延长蓄电池的使用寿命,具有重要的意义。目前,电力系统通信电源配套的蓄电池大多是先进的阀控式密封铅酸蓄电池,根据变电站的通信设备需求,其每节单体电压一般有2V、6V和12V三种,一般在枢纽大站,常采用寿命长、可靠性高的2V电池,在小型变电站,根据安装要求,可采用其他两种电池,使用时将多节单体串连,组成48V的蓄电池组。在对电源系统可靠性要求较高的场合,一般采用两组蓄电池并联运行、浮充供电的方式。
蓄电池的寿命可分为循环寿命、浮充寿命和存放寿命。蓄电池的容量减小到规定值以前,蓄电池的充放电循环次数称为循环寿命。在正常工作条件下,蓄电池浮充供电的时间,称为浮充寿命。通常免维护电池的浮充寿命可达到10年以上。
循环寿命与电池每次放电的深度有密切关系。放电深度为30%时,充放电循环次数可达1200次;放电深度为100%时,循环寿命仅有200次。因此使用中应当尽量避免电池深度放电。
根据加速寿命试验的结果,免维护阀控电池在室温下,浮充寿命可达10年以上。应当说明,浮充电压过高或过低,会使蓄电池过充电或欠充电,因而将影响电池的寿命。
由于自放电作用,存放过程中,免维护电池的剩余容量将逐淅减少,通常,电池剩余容量下降到50%的时间,称为存放寿命。在不同的温度下,电池的剩余容量与存放时间有一个对应的关系。当环境温为250C时,存放寿命可达18个月。当环境温度为400C时,存放寿命只有5个多月,因此免维护电池的存放温度不能太高。
蓄电池的使用寿命与环境温度关系很大。通常来说,若以25℃为基准,平时不能超过+15度~+30度。温度升高,电池组放电容量会增加,但寿命降低,如果在高温下长期使用,工作环境温度每上升10℃,蓄电池的使用生命减半。若温度太低,会使蓄电池容量下降,温度每下降1度,其容量下降1%。所以,当电源处于浮充工作状态时,需要通过降低浮充电压来进行补偿,补偿系数为环境温度每上升1℃,每节电池单体(2 V的单体)的浮充电压降低3-5 mV。 但是温度补偿功能只能在一定的范围内起作用,蓄电池最好是工作在20-25℃的环境下。如果蓄电池电压在放出其额定容量80%(对照相应放电率的容量如C10、C3等参数)之前已低于1.8V/单格(1小时率放电为1.75V/单格),则应考虑加以更换。
决定电池寿命的要素有三个:第一是产品质量;第二是维护的情况;第三是决定电池是否处于良好的浮充运行状态。当交流电正常供应时,负载电流由交流电经整流后直接供电于负载,蓄电池处于微电流(补充其自放电所耗电能)充电状态;当交流电停供时才由蓄电池单独供电于负载,故蓄电池经常处于充足状态,大大减少了充放电循环周期,可延长了电池寿命。
1.关于浮充电压的选择
蓄电池浮充电压的选择是对电池维护得好坏的关键。如果选择得太高,会使浮充电流太大,不仅增加能耗,对于密封电池来说,还会因剧烈分解出氢氧气体而使电池爆炸。如果选择太低,则会使电池经常充电不足而导致电池加速报废。
2.低电压恒压充电(均衡充电)技术
所谓低压恒压充电,即过去传统的恒压充电法,但其不同点是,低电压恒压充电一般采用每只蓄电池平均端电压为2.25~2.35V的恒定电压充电。当蓄电池放出很大容量(A·h)而电势较低时,充电之初为防止充电电流过大,充电整流器应具有限流特性,故仍处于恒流充电状态。当充入一定容量(A·h)后,蓄电池电势升高,充电电流才逐渐减小。这种充电方式由于有以下优点而被推广使用。
充电末期的充电电流很小,故氢气和氧气和产生量极小。它能改善劳动条件、降低机房标准,是全密闭电池适用的充电方式;充电末期的电压低,对程控电源等允许用电压变化范围较宽的用电设备供电时,可在不脱离负载的情况下进行正常充电,以简化操作,提高可靠性;整流器的输出电压最大值较小,可减小整流器中变压器的设计重量。
3.蓄电池浮充电压与温度的关系
应注意的是,在浮充运行中,阀控电池的浮充电压与温度有密切的关系,浮充电压应根据环境温度的高低作适当修正。在浅度放电的情况下,阀控电池在2.27V/C(25℃)下运行一段时间是能够补充足其能量的;在深度放电的情况下,阀控电池充电电压可设定为2.35~2.40V/C(25℃),限流点设定为0.1Q,经过一定时间(放电后的电池充足电所需的时间依赖于放出的电量,放电电流等因素)的补充容量后,再转入正常的浮充运行。
为了弥补运行中因浮充充电流调整不当造成的欠压,补偿阀控蓄电池放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损,应2-3个月对电池进行一次补充充电。
1.低电压保护与二次下电措施
为此,要求电源系统的功能要全面,如具备定时均充、二次下电、温度补偿、无级限流等功能,同时必须建立完善的电源维护体系。
除了定时均充外,蓄电池的日常管理的内容也是非常多的,包括低电压保护、二次下电、温度补偿、无级限流等等,这些措施可以保证蓄电池处于良好的使用状态,延长其使用寿命。
蓄电池在输出能量时,其两端电压不断下降,当下降到一定值(一般称为终止电压)的时候,就必须断掉其能量输出回路,否则可能导致蓄电池过放电,使其寿命缩短甚至报废。这种在终止电压时,使蓄电池断掉负载防止过放电的动作和措施,叫做低电压保护。
二次下电比低电压保护更进一步。当电池两端电压降到一定值时(一般比终止电压高),就断掉一部分次要负载,只给剩下的主要负载供电。之后当电压下降到终止电压时,则将主要负载也断掉,实现对蓄电池的保护。这种两级断开负载的动作和措施即为二次下电。二次下电的好处是在保证蓄电池不过放电的同时,可以给重要设备提供更长的供电时间,尽量减少通信中断的损失。如果需要实现系统的二次下电功能,开局时,须将直流输出负载分成主要和次要负载,接到相应的分路上。先进的电源设备的二次下电功能非常灵活,可以随意调节一、二次下电的电压,并且可以设置成不做二次下电和低电压保护,满足优先保障通信的需求。
2.蓄电池组的充放电维护
常用的正常充电法有:恒流充电法、恒压充电法和分级定流充电法等。
采用恒流充电法时,充电电流始终保持不变。在充电过程中,蓄电池的端电压逐渐升高,为了保持充电电流稳定不变,外电源的电压必须逐渐升高。采用这种方法,充电时间较短,但是由于充电末期,大部分充电电流都用来电解水,所以蓄电池中将产生大量的气泡。这样不仅浪费了电能,而且还会使极板上的活性物质脱落,因此这种方法较少采用。
采用恒压充电法时,外电源的电压保持恒定。在整个充电过程中,由于电源电压保持不变,所以刚充电时,充电电流相当大,随着蓄电池端电压不断升高,充电电流逐渐减小。因此,采用这种充电方法时,可以避免蓄电池过量充电,但是由于充电初期,充电电流过大,所以也有可能损坏极板。
目前比较常用的正常充电法是分级定流充电法。采用这种充电法时,充电过程一般分为两个阶段:第一个阶段用10小时率电流充电,通常需要6-7小时,单只蓄电池的端电压可上升到2.4V。第二阶段用20小时率电流充电,直到端电压(2.6-2.8V)连续两小时稳定不变为止,这一阶段约需要14-17小时。
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目前,我国大型石化企业在厂内的通讯方式,一般仍然采用传统的有线传输方式,即依靠有线通讯电缆来传输信号,配合以传统的程控交换机和防爆电话,防爆扬声器等等设备终端来实现在防爆区与非防爆区之间的通讯。这样的通讯系统庞大,线缆众多不易于人员维护,加之厂区内部腐蚀性气体,工作环境,自然环境等经年累月极容易造成设备的线缆损坏,影响通讯,由于是有线电缆连接在事故发生时更加容易遭受破坏。一旦通讯中断,对企业的事故救援,员工的人身安全,都造成巨大的损失。所以要大力发展无线通讯网络在企业的应用。
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通讯设备中使用。随着无线通讯的飞速发展,人们对高速无线通讯提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通讯方案。与常见的使用连续载波通讯方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通讯的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通讯方式,它有望在无线通讯领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
4.1 消耗电能少:通常情况下,无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。
4.2 保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。
4.3 抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
4.4 传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。
4.5 带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。
4.6 发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通讯设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通讯。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
4.7 成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。
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