微波通信范文第1篇
摘 要：随着时代的不断发展进步，人类社会对科学技术的掌握水平逐渐提升，新型的各种数字产业在国内、国际市场的影响力也越来越广泛。数字微波通信技术是通信技术的一个重要组成，其发展和有效应用能够使通信技术的功能和效率得到提升，其中多链路传输技术为解决不同的微波传输情况做出了贡献。本文就数字微波通信中的多链路传输技术进行简要的分析，就怎样提高传输速率以及通信带宽利用率给出一定的参考建议。
关键词：多链路PPP 反向复用ATM 多链路传输技术 数字微波通信
数字微波通信技术的适用范围较为广泛，其传输速率相对较高，成本相对较低，是通信行业中非常重要的一种实用性数字通信技术。在生活中，我们处处可见数字微波通信技术的影子，例如我们每日收看的新闻、广播节目以及各行各业的管理控制、信息传输都广泛应用此技术，将信息传输向不同的地区。在当今这个科学技术高速发展的时代，人们对于信息的接收量、接收速度都有了一定的要求，并且这些要求也随着社会进步的脚步在不断增多。在当今的条件下，高速链路的需求正在日渐增多，大型企业、社会单位对此的需求更是越来越多，所以将多链路传输技术应用逐渐扩大，并增加其传输速率是当今通信行业需要解决的重要技术，也是研究者需要学习和研究的重点对象。下文中就几个较为重要的数字微波通信技术进行简要介绍和分析。
1 多链路PPP简介
一般的PPP是将两点之间的数据进行对接和传输，只能在一条链路上进行传输，过程虽然相对较简单，但其总体的传输速度和传输效果与多链路PPP相差甚远。多链路PPP相对于单链路PPP来说就相当于将信息传递的路线拓宽和增多了，这就好比安全出口的设定，人流较多时拥有较多安全出口的建筑物人口流动会比安全出口较少的建筑物多得多。多链路PPP可以说是将大量的单链路PPP聚集到了一起，在数量上占有一定的优势，并能够在传输数据较大时提供较短的传输时间，保障信息的传递速率。
多链路PPP在进行工作时，能够将数据包分离并重组，并在传递信息时将数据包分成较小的数据片段进行高速传输，而在传递过程中由多个链路进行分别传输，最后在接收信息时将各支路链路传递的数据片段再进行还原组合，把破碎的数据片段拼接起来再形成与原数据包相同的数据包还原，最后将数据包传递给更高层的接收系统。
2 反向复用ATM简介
所谓反向复用，就是将正常的复用形式反过来进行工作。在普通的复用形式下，数据传递过程中受到复用模式的控制将许多传递输率较低的数据片段合成一个大数据或数据流，在一个高速数据传输通道中进行整体的、统一的传递，最终在传递结束时复用技术会将这个高速数据解体，再还原为原本的数据片段或小型数据，最终分散至低速数据流中进行传递。反向复用正与上述方式相反，这种技术是将较大的、单独的数据进行分解，通过低速数据流进行传递后最终再将其合并为一个整体进入高速数据流进行传递的过程。
反向复用技术应用于ATM时是将ATM中接入IMA技术。IMA技术就是把使用者需要的数据传输速率在两个复用级之间时，IMA技术可以将数据在高速链路分解为几个低速链路，在传递完成时再将数据合并传递，这样就能在多方位接收用户所要传递的有用信息，在此过程中，信息的传递速率基本上不受到影响，并能过保证数据的传递安全。
信息的传递过程中因为需要进行多链路和单链路之间的转换，信息的分解与合并就必须要精准、有效，绝对不能出现分解不当、合并失误的情况。为避免上述信息传递中的失误，IMA技术在使用上又会引进一些对信息分解、信息合并的保护性操作，例如填充信元。填充信元在信息的传递过程中起到了保护作用，当ATM层没有接收到相应的信息指令和信息传递时，填充信元会自动发送一些填充信元来维持整个传输系统的稳定性。
ATM技术在传输数据时进行的IMA技术，将需要传输的信息在高链路中传输并分解到低速通道，大大提升了ATM技术的信息分散能力，能够适应当前的科学技术水平，使通信技术得到发展和进步。
3 虚级联的应用
数据传输中需要将信息整合及稳定运输，传输的载体——传输容器就是整个传输系统的重要传递枢纽。虚级联将整个系统中的规模较小的容器级连接在一起，形成一个大型的传输容器。SDH的应用级联把较小的C-n级联连接在一起，将需要传递的信息和传递需求通过连接在一起的容器级传递出去。虚级联与普通级联不同点在于所作用的连接对象为虚极联，也就是将小型的虚级联整合成一个大型的容器结构，整合的信息通过这个大型的传递枢纽传递出去。
在两个相连的级联中，有可能出现一部分的信息传递空缺，这会使带宽形的有效利用效率降低。虚级联在这种情况下就能够解决这类问题，通过虚级联的连接，接入级联之间的空缺部分，进而使带宽的利用率得到提升。虚级联中的传递可能有一定的时间差异，这种差异虽然极小，但也在一定程度上影響信息的传递效率。虚级联的控制下，能够将这种信息传递时间的差异控制到最小，虚级联的应用在一定条件下能够补偿信息传递中的时间差异。
虚级联要求的传递设备与普通级联有一定的差异性，两个相邻级联之间需求的传递设备应满足这一设备上的传递通道的节点的功能性与两个相邻级联的引用功能相匹配，虚级联的要求与之不同，相比于两个相连级联的节点要求相对较低，只对两端的节点功能要求匹配。
4 E1反向复用的应用
上述的几种链路传输方法对于信息的传递功能较为良好，在带宽的扩展上，我们可以应用E1信号反向复用把链路进行分解，能够有效将带宽进行扩展。E1的反向复用就是将信息分开计数，近些年来逐渐应用于各种企业和厂家的数据接收等，这种E1反向复用方式在数据中一般使用间插实现。数据反向复用能够利用的间插方式有比特、字节等方式，实现传输信息速度的减慢，达到传输延迟的目的。PDH虚级联在应用时分解出一些开销字节，这些开销字节能够有效调控信息的传递，与虚级联作用相似。E1反向复用技术又与PDH虚级联技术相类似，通过控制技术信息实现信息的重组和传递，最终达到控制信息的作用。
5 结语
当前数字微波技术在通信行业中的应用是较为广泛的一种通信技术，在使用上其改变通信信息传递时间、优化链路运输信息的运输条件、增加带宽的工作效率有较为突出的效果。现在的通信行业在市场中占有的比重越来越大，人们需要获取信息，更需要传递信息，这就要求信息的传递功能在实用性和传递速率上有较大的提升和发展。随着智能电子科技产品的普及与发展，人们对于宽带的要求也越来越高，宽带的带速提升是优化宽带使用效果的重要方法。数字微波通信技术的方法是多样的，其最终目的都是将通信技术优化和提升，多链路PPP、反向复用ATM等文中上述信息传递技术都是起到这种分解或合成信息的作用，对于信息产业的发展有较为重要的作用。未来的数字信息发展还需要不断地开发和研究此方面的应用技术，将信息传递的效率有效提升，形成更为合理的传输系统。
参考文献
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[3] 梁爱国，范晓东.数字微波通信主要发展方向浅探[J].科技信息，2010（24）：612.
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微波通信范文第2篇
一、数字微波通信的特点
数字微波通信是一种比较特殊的通信方式, 原理是用微波作为载波来传递数字信号, 它同时具有数字通信和微波通信的某些特点, 具体如下:
(一) 抗干扰能力强
数字信号具有可再生的特殊性质, 在实际应用中, 主要依靠在中继站进行多次数字信号再生完成远距离信号传输, 在这个过程中, 只要某一站之间的信号不被强干扰信息完成对信码判断影响程度的干扰, 那么在到达新的一个中继站后, 就可以以全新的数字信号形式继续传播下去, 这就使数字微波信号具有很强的抗干扰性, 而且这样的模式也不会产生线路噪声的累计。
(二) 保密性良好
数字微波通信的保密性主要表现在以下两个方面: (1) 相比较于其他的信号, 更加容易对数字信号进行加入密码或者加入扰码电路并且加密后的数字信号更不易被破解; (2) 数字微波信号的接收需要定向的天线, 一旦天线方向没有按照相应的位置进行布置, 那么就很难收到微波数字信号, 这对于数字信号的保护是很强的。
(三) 便于组成数字通信网
数字信号的组成方式与各种通信网相似, 因此, 各种数字信息可以连接成统一的数字通信网, 这对于数字信息的交流和传输有着积极的促进意义。
(四) 数字微波通信设备的功耗更低
数字微波通信所用的设备具有功率消耗低、占地面积小的优良特点, 其具体表现在以下两个方面:1.前文所述, 数字微波信号抗干扰能力强, 因此不需要其他信号为了抵抗干扰使用大体积的功放设备, 能源消耗因此得到有效降低。数字信号所用的大多为集成电路, 所以, 功率小, 能耗低。
(五) 占用频带宽
数字通信与传统的模拟通信相比, 有着更宽的信道频带。例如:现实生活中使用的电话通信, 一路模拟电话大概占用4kHz带宽, 是具有相同信息传输能力的数字电话进行数字微波通信信号传输时所需要宽带的八分之一。所以相同情况的条件下, 数字微波通信系统具有更小的传输容量。目前数字微波通信系统的这一缺点随着新调制技术的发展日益得到改善。
二、数字微波通信的优点
数字微波通信技术的快速发展离不开自身功耗低、抗干扰能力强、保密性良好等优良特点, 并且, 与传统的有限载波通信、新兴的光纤通信、卫星通信等相比, 同样有着自己独特的优势, 如下:
频段宽, 通信容量大, 传输容量大, 适合宽屏频带传输。因为数字微波频率高, 此带宽对微波载波的比值小, 一套数字, 微波中继通信设备可容纳几千, 甚至几万条话路同时工作, 更适宜传输电视信号等宽频信号。
能够很好的克服地形以及良好的抗灾能力数字微波通信的中继通信采用中继方式, 这就使微波通信在地面上有着很远的传输距离, 而且不会受到高山、湖泊等自然地形因素的干扰, 由于不用布置长距离的电缆等设施, 因此, 在自然灾害面前。数字微波通信技术依然能很好的工作运行, 具有很好的灵活性和可靠性。
三、微波通信的应用价值
前文列举了微波通信的许多优点, 从这些优点可以推测, 在未来, 微波通信依然可以有很高的应用价值, 虽然无法做到毫无缺点, 但是与数字微波通信的优势相比, 其性价比还是值得去开发与研究的, 尤其是微波通信具有很多其他通信方式无法相比的特点。
(一) 与光纤通信相比较下的优势
众所周知, 现在的通信技术领域中, 光纤通信占据着很大的比例, 并且随着通信技术的不断完善和发展, 光纤通信技术越来越受到科研人员和通信公司的重视, 应用领域也在不断扩大, 给人以将会取代微波通信的感觉, 但是, 这样的认知显然是片面和错误的。不能否认, 光纤通信技术有着很多明显的优势, 比如:光纤的通信容量很大, 传输效率很高, 而且光纤电缆质量轻, 便于运输和架设, 几乎没有什么电磁辐射, 安全性高, 使用寿命长等等, 但, 在这些优点的背后, 其缺点也是显而易见的, 光纤由于现代生产技术和其本身的物理性质的制约, 其机械强度不够高, 质地较脆, 这就表明光纤在使用的过程中容易出现线路的损坏, 而且光纤线路的铺设需要一定的工具和技术, 弯曲半径较大也给铺设和后期供电造成了一定的困难, 这就使得光纤通信的建设和维护成本大大提高等。最重要的缺点是, 光纤通信的抗灾性能极差, 在发生自然灾害或者战争灾祸时, 光纤的转移以及通信设施的建设将成为难以解决的问题, 但是, 数字微波通信技术则可以完美的解决这些难题, 因为数字微波通信技术不需要铺设线路, 这就给予了以数字微波为基础的通信系统具有极高的灵活性, 它可以代替电缆进行信息的传递, 同时, 数字微波通信技术受地域地形影响因素小, 可以广泛应用于飞机、船舶、移动车辆的信息传递, 不再使通信技术受困于复杂的电缆线路。
(二) 与卫星通信相比较下的优势
随着人类探索宇宙进程的快速发展, 各种各样的通信卫星被送入太空, 为人类的通信技术的发展开拓了新的道路, 卫星通信技术在实际应用中同样有着自己独特的优势, 比如:几乎可以覆盖全球的任何一个角落, 不受到地域空间的限制, 在实际生活中受到了很多人的青睐, 但是, 它也并不完美, 依然存在着缺点和不足。首先, 卫星通信技术的成本很高, 这就意味着面对普通民众开放的卫星通信收费标准远高于电缆通信和数字微波通信;其次, 卫星通信信号在遇到高大的山脉或者建筑物时, 信号强度会出现迟滞, 导致信号不稳定, 人们的通信交流会出现短暂的延迟现象, 而且卫星在外太空并不能受到很好的保护, 在战时或者遇到太空中的干扰时, 很容易出现故障甚至被摧毁, 导致通信系统的瘫痪, 这将是致命的打击。但是, 向比较而言, 数字微波通信技术则拥有着信号不受地域限制、信号源可移动、灵活性强等等优势, 而最好的证明则是当代很多国家已经将很大一部分民用和军用通信需求交给数字微波通信技术, 借此使通信的效率和灵活性得到提高因此, 在微波通信技术、光纤通信技术、卫星通信技术并存的背景下, 三者都拥有着自己独特的技术优势, 技术人员和科研人员应该做的是想办法进行创新和完善, 使三种技术可以相辅相成, 取长补短, 共同使通信技术更加完美和具有应用价值, 而不是简单的相互取代的问题。
四、结语
综上所述, 可以看到数字微波通信众多的优点, 其在未来有着很大的应用价值和科研价值, 尽管存在一些缺点, 但是通过不断的技术改进和系统的完善, 有理由相信, 在未来, 三种通信技术的相辅相成必然会让信息传递更加快捷有效。
摘要：随着现代通信技术的不断发展, 通信技术领域主要由数字微波通信技术、光纤通信技术、卫星通信技术三部分组成, 三者各有利弊, 本文主要介绍了数字微波通信技术的特点和优点, 阐释其未来的应用价值。
关键词：数字微波通信,微波通信的应用价值
参考文献
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[4] 雷狄.数字通信技术原理及其应用[J].数字通信世界, 2018, 09:44.
微波通信范文第3篇
摘 要：在全球信息技术不断发展的大环境下，数据通信网络的基本内容去的突飞猛进的发展。在具体的理论创新、实际应用上，数据通信与网络技术都很好的发展。我们也发现在数据通信网络技术不断发展的前提下，要保证数据通信的安全与准确性也成为数据通信与网络技术发展的重要研究课题，通过网络的安全来加强对数据通信网络的维护已成为我们时代的要求。笔者以多年研究为基础试图探讨数据通信网络维护与安全相关问题。
关键词：数据通信；通信网络；网络安全
1 数据通信网络与网络安全
1.1 数据通信网络
我们在具体的实践中我们通常所采用的是数据通信网络主要是指通过双绞线、光纤、无线通道实现的以计算机为信息载体的网络互联的设备集合，在这样的设计安排中我们就可以实现用户在分享上的最大便宜。按照地理位置进行划分，数据通信网络可以分为局域网、广域网、城域网以及国际网这四种网络类型。其中，局域网在覆盖范围上是最小的，它可以是局限在一个很小的范围内；城域网也就是我们通常所说的城市网，顾名思义就是局限在一个城市之内，距离一般在10km～100km的区域内；广域网是比城域网覆盖范围更大的数据通信网络，距离通常在100km～1000km的区域内；而国际网是世界范围内最大的一种数据通信网络。这是我们根据地域对其进行的划分，有利于我们有针对的开展相应的研究，实现我们的分类处理。
1.2 网络安全
在我们的实践中我们可以发现在我们的具体所指安全是指通过网络系统中的各种硬件、软件及相关数据都受到一定的保护，使其免于遭受恶意的更改、破坏、泄漏，保证网络系统能够持续、可靠地运行，这使我们能够实现安全使用网络的关键。
我们在实践中可以得出这样的结论，数据通信网络对于事业单位、企业或者其他组织机构的发展具有重要意义，安全是我们网络应用中十分关键的部分使我们需要积极维护的部分，只有前提保障安全，才能实现其效用最大化，才能保障我们用户的权益不受损失。
2 维护数据通信网络稳定的现实意义
我们在一般意义上所确认的稳定性与安全性，在这里我们主要需要关注的就是数据通信的稳定并不只是一个简单的技术性问题，其对社会的发展有真重要的意义，是需要我们重视的关键内容。维护数据通信网络的稳定，在现实的环境中我们不能直观的发现其经济价值，但是其价值与意义却实实在在的为我们的经济保驾护航起到非常关键的作用，却能够使单位或者是企业内部的各种信息得到准确的传输与共享，这对于大数据盛行的今天尤为重要，其重大意义在于不仅仅为我们的决策提供支持，也能维护经济的健康安全运行。对于企业而言，数据通信网络的稳定性决定了通信数据的安全性，这是企业正常运行的保障。所以维护数据通信网络的稳定，不仅仅能够保证通信信息的真实性与准确定，这是为我们的商业社会竞争提供稳定的支撑，是我们平等竞争的基础。
3 提升网络安全，加强数据通信网络维护
要提升网络安全，加强数据通信网络的安全维护，实现数据的可靠传输，必须从现有的网络条件入手，对现行状况与已全面的分析，给与客观的评价，并且有针对的开展工作。
3.1 对网络安全性能进行评估
数据通信网络的构建与运用主要是为单位或者是企业的相关人员提供一个数据平台，我们要求通过这一平台我们能够实现相关的工作人员的最大安全化。只要按着我们具体的安全要求才能实现我们对于现实的技术平台的最优化使用，要确保数据通信网络的可靠性，首先应对现有网络的安全性能进行基本的评估，使用规范的评估方式对潜在用户群及信息源进行基本识别，这是我们确保信息安全的前提与基础，是我们信息安全的关键。
3.2 分析网络安全存在的风险
网络安全维护主要针对的是数据信息网中的数据信息、软硬件资源等，而在网络环境中，IP地址的伪造及恶意攻击可以使外界人员进入到数据通信网络系统中，对系统数据进行破坏与窃取，如果我们需要确保信息的安全就是要有针对的开展工作予以保护相关信息，只有这样才能确保相关工作信息。对数据通信网络中存在的各种风险进行提前分析与查找，通过设置网关限制、访问控制权限避免外界用户的侵入，系统进行分析与判断，开展工作及时准确地发现问题根源，予以解决。
4 结束语
我们可以发现在，网络数据通信已经成为信息传输的主导力量，在未来，数字化、智能化、综合化的通信网络将与更多的信息源相链接，这就会更加凸显网络安全问题。提升网络安全问题的管理意识，加强对数据通信网络的安全维护，使数据通信更加安全可靠也将是数据通信行业的重点研究课题。
参考文献：
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[2]李琳.计算机网络数据通信系统构建技术[J].硅谷，2010（09）.
[3]周斌.数据通信与计算机网络的发展[J].信息系统工程，2011（01）.
作者单位：沈阳师范大学，沈阳 110034
微波通信范文第4篇
摘要：针对计量终端存在的数据通信实时性和可靠性较差的问题，基于EPON通信技术提出了一种计量自动化终端的设计。该计量终端的设计采用双光模块的通讯接口设计，以支持EPON通信组网形式，并采用单片机和专用计量芯片的硬件设计，以提高计量终端的使用可靠性和低功耗性能。配合实时操作系统，对计量终端的软件系统进行了优化设计，使其实现了电能自动计量、数据上传、终端状态监测、人机交互等功能。最后通过性能测试证明，该计量终端具有良好的数据通信效率和可靠性，能够满足设计要求。
关键字：EPON;ONU;计量终端;光纤通信;电力通信
文献标识码：A
随着通讯技术的发展，基于光纤通信的电力三网融合业务正在逐步展开。目前多数IIOKV变电站至小区配电站的光缆建设已经完成，EPON设备能够通过光缆连接电力公司综合数据网进行数据交互的[1]。因此利用已经成熟的光纤通信资源和EPON通信技术实现用计量自动化终端的高效率接人，提高计量数据采集的稳定性和可靠性成为必然趋势。相对于其他通讯技术手段光纤通信方式具有更快的传输速率和更好数据的安全性。由于处于电网供配电以及数据采集的末端的计量终端数量巨大且分布面广，显然难以采用点对点方式进行组网。基于通信性能与成本核算的平衡考虑，采用EPON通信技术对计量自动化终端进行组网逐渐成为被广泛接收的最优选择[2-3]。文献[4]面向电网终端计量，基于双向计量与设备监控的实际需求，提出了一种包括光纤通信接口在内的多接口的具备智能电表和智能终端的多用途终端设计。文献[5]采用配用点专用ONU芯片，结合计量自动化通信技术，提出一种嵌入式配电光通信终端的设计方案，并在设计充分考虑了配电信息安全问题。
通过对上述研究成果的总结，基于光纤通信原理、现有设备和计量自动化业务功能原理，采用E-PON通信技术，结合计量自动化系统的通信需求，进行计量自动化终端的优化设计，在实现电能自动计量、数据上传、终端状态监测以及人机交互等功能的基础，提升数据通信的速度和可靠性，实现终端电力数据智能采集和高效上传的目的。
1 计量终端的设计需求
目前计量自动化系统由主站、通信网、计量终端以及电表组成[6]。计量终端实现对多个电表电量信息的集中采集，然后通过电力通信网络把数据上传到主站系统，为电力电能决策部门提供准确实时的原始数据，实现电力计量的自动化过程[7]。
为支撑计量自动化系统诸多功能的实现，计量自动化终端应当具备计量功能、监测与通信功能、人机交互管理等功能，还应具备设备状态监测的功能[8]。针对计量自动化终端的设计，本文着重研究和实现以下问题：
（1）采用EPON（Etherent Passive Optical Net-work）通信技术，保证数据能够高效、准确传输。
（2）有效实现对终端用户的电能自动计量、用电监测以及计量终端的状态检测。
2 硬件设计
2.1 硬件架构
依据设计需求，结合相关设计案列，计量自动化终端采用MCU作为系统控制核心，辅以专用计量芯片的硬件架构[9]。该架构主要由计量模块，CAN总线、存储模块、人机交互模块等构成，如图1所示。
图1中，安全模块包括保证实现安全认证的ESAM电路以及保证终端可靠工作的掉电保护电路;为了保证计量终端的适用性，计量模块包含三相计量电路和单相计量电路。人机交互模块中设计了用于显示基本信息的触摸屏模块，此外还提供基本的显示功能、唤醒、切换等操作。存储模块提供用于配置信息、事件记录、数据存储、历史记录的存储空间。通讯模块主要由EPON通信單元组成。
2.2 计量模块
为保证计量数据的准确，计量模块采用功能成熟的专用电能计量芯片。本设计使用四片CS5460实现四路电量信号的分时采集。CS5460的运用可在实现对模拟信号的高精度采集和转换的基础上使得电路变得更加精简，以有效减少系统功耗[1O-11]。
CS5460是一种专用电能计量芯片，由一个可编程增益放大器、两个16位分辨率2kHz信号带宽并同时取样的ADC组成。该芯片有高通滤波、数字滤波、系统校准以及相位补偿等功能，具有完成转换精度高、测量能量强、线路简单等优点，能够充分满足本设计的需求[12-13]。
2.3 通讯模块
将目前市场已有的通用ONU、OLT产品集成到计量自动化终端的通讯模块中，会存在抗干扰能力差、功耗高、性价比低、数据安全难以保证等问题[14-15]。为此，本方案设计了嵌入式ONU电路方案，原理如图2所示。
为支持EPON的环形、链形及分支等组网形式，计量终端ONU电路采用2片ONU芯片、2个光电转换模块的设计。此外ONU电路还包含加密电路、控制电路、交换电路及与接口电路等部分。
在在计量终端的ONU电路中终下行和上行数据都由交换电路调度，并通过控制模块设置两个光口的主从关系。通讯模块的数据处理过程可描述如下：
1）主站与计量终端的通信数据经由控制电路进行判断是否为需加、解密操作;
2）具体加、解密操作的算法和密钥交互由MCU负责与主站进行协调;
3）MCU与ONU电路只进行应用层数据报文通信。
2.4 存储和人机交互模块
外设存储器包括一片2M x16 -bit的NorFLASH和一片IMx16-bit的PSRAM。复用MCU的外设存储器总线，工作频率为125Mhz。MCU的FLASH模块和PSRAM模块公用外部数据总线和地址总线，因此，在PCB中存在大量的分支走线。为防止信号在传输过程中出现分支反射，存储模块采用菊花链布线方式。通过这种方式的布线能够有效可知分支长度，使得信号的上升边不至于被掩盖，提高设备的工作可靠性。
计量自动化终端采用DGUS触摸屏作为人机交互的载体。DGUS触摸屏内部有自己的处理器、寄存器、存储区等，显示的内容与操作模式都是基于预先配置好的变量文件，配置文件通过DGUS组态软件生成，用SD卡下载到DGUS屏中。当DGUS屏接收到单片机发送过来的命令时，就根据命令和预先配置的模式对相关变量进行显示。DGUS触摸屏的使用使得人机交互设计与数据计量、数据存储以及网络通信等功能分离开来，减少MCU的代码量，降低了人机交互界面设计的难度，为开发带来了便利。
3 软件设计
计量自动化终端对数据采集、数据处理的实时性要求较高，选用μLC/OS II作为操作系统，将计量操作、通讯操作以及存储操作独立成线程，依据其优先级由系统调用。
3.1 总体流程
计量自动化终端的主要任务为电能计量、数据存储、人机交互以及和主站的通信[16]。因此将上述几个功能分割成独立线程，在实时操作系统的主流程中由不同优先级的中断分别调用。为了保证实时性要求不同的线程都能得到及时处理，需要对不同的线程设置不同的优先级[17]。
看门狗等保证系统安全运行的线程获得最高的优先级。数据存储线程需要处理掉电数据应急保存等实时要求高的操作，因此设定为仅次于看门狗的优先级。通信线程需要处理主站发送操作命令，而为人机交互的流畅性，因此这两个线程的优先级被设定高于计量线程。优先级的具体设置如图3所示。
在完成优先级设定的基础上，对系统的各个参数进行初始化，并在系统空闲线程中依据优先级响应各个线程中断请求。软件总体流程如图4所示。
3.2 计量线程
计量线程的主要工作是在完成对计量芯片的初始化的基础上，周期读取计量芯片集成的寄存器数据，并向主线程发送中断请求。在计量中断处理线程中，对计量中断存储单元中的电能数据进行及时更新，为主线程提供实时的计量数据。
计量线程的较表操作是在计量终端的操作指令下对校准数据进行自动计算，并将较正后参数存储在计量终端的外存储器中以备下次较表使用。计量流程如图5所示。
3.3 通信线程
计量终端的ONU模块上电后需要与主站建立连接，才能够完成数据通信。主站运行的计量自动化软件于服务监听模式，计量终端的ONU模块采用TCP协议主动发起socket连接，完成连接后依据376.1通讯协议进行握手操作，完成握手操作后主站与计量终端的通讯链路正式建立。流程如图6所示。
由中断线程触发的光口通信线程接收、提取主站发送的376.1数据帧，并通过对数据帧中的操作命令的识别，分别完成在线抄表、数据上传、参数配置等操作，并把操作完成的数据打包成376.1数据帧通过socket链路回传给主站。具体通信流程如图7所示。
3.4 数据存储线程
数据存储线程图如图8所示。该线程主要实现对计量终端的基本参数、电能信息和用户用电信息等数据的读写操作，同时在掉电和上电时进行数据存储和数据恢复操作。同时该线程还对计量终端的当前运行状态进行实时记录。
4 性能测试
4.1 通信性能测试
完成计量自动化终端的设计与实现后，选取具有代表性的以太网性能测试对设计方案的通讯性能进行分析。测试配置如图9所示。
将计量自动化终端的数据端口与流量发射器连接，进行300s吞吐量测试和背靠背测试。测试结果如表1所示。
由测试结果可以看出，计量终端数通信正常，吞吐量最大能够达到30Mbyte/s。吞吐量随着数据帧的变大而逐渐变小，最小值为16 Mbyte/s。显然这样的吞吐量能够充分满足设计要求。
通信时延测试时间为10分钟，测试结果如表2所示。
由表2可以看出，计量终端随着帧的变大，响应时延有所增加，但是即使在恶劣的通信负担的情形下，时延仍能够控制在50 μs以内，足以满足数据采集的实时性要求。在测试计量终端通信功能正常，没有出现丢包现象，有着较好的通信可靠性。
5.2 计量精度测试
首先对计量芯片CS5460内部各个寄存器进行校准，然后将较玩后计算出的电压电流有效值偏移量、电压电流增益、有功增益、相位偏移、无功增益等参数写入MCU。完成校正操作后，利用计量装置的脉冲输出对计量精度进行测试。测试条件为：外加电源的电压，功率因数依次为0.5L、0.8C、1.OL，输出电流依次为O.11n、0.41n、0.71n、1.OIn。测试结果如表1所示。
由表3所示数据可知，本文所设计的计量自动化终端的计量精度能够符合设计要求。
5 结论
以计量自动化终端的需求为基础，基于EPON通心技术，采用MCU核心，设计了支持光口通讯、具备自动电能计量和数据上传功能的计量终端的设计。在计量終端的软件设计中，采用μcios II嵌入式实时操作系统，通过对计量线程、通讯线程、数据存储线程的独立设计，使得计量终端的数据采集和数据通讯功能的实时性能更加凸显。通过性能测试表明，该计量终端的设计具有优异的通讯性能，能够满足设计需求。从软件和硬件设计上实现了计量自动化终端基于EPON的通信，但是没有对针对电力计量系统通信特点进行通讯协议的优化，下一步将在硬件设计的基础上继续对通讯协议进行解析和优化，以期实现更高效的计量自动化系统的数据通信。
参考文献
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微波通信范文第5篇
摘 要：当今我国的社会经济发展水平不断提高，网络信息技术也得到一定程度上的进步，网络技术在电力通信系统中的应用变得十分普遍。该文从技术的角度着手，根据电力系统通信的管理体系、设备引进、网络结构等方面要素，对建设完善的电力通信网络信息应用体系提出了相关的标准和要求，针对电力系统通信在网络建设上的问题提出了解决方案，期望达到通過加快网络发展建设步伐来改善和优化电力通信系统的长远目标。
关键词：电力系统 通信技术 网络建设应用
根据我国目前的经济建设脚步和科学技术发展水平来看，全面对电力通信系统进行更新升级是不现实的，但是将科技含量较高、技术更加综合全面的优秀成果引进并加以实施是合理有效的，承载了现代网络信息技术的电力系统能够展现其可持续发展的实力，并且为经济创造新的经济增长点，提高中国在国际社会的综合竞争能力。对于电力系统来说，最重要的就是满足生产高效、安全可靠的市场化需求，随着电力通信网络的迅速发展，新型的通信设备和系统都随之出现，所以针对目前电力通信系统的基本情况，加强电力系统的网络建设应用是必然趋势。
1 电力系统通信的网络建设应用的基本概况
1.1 电力通信系统的演变过程
近年来通信技术不断发展，电力系统的规模化传输和市场化经营都得到了实现，面对电力通信网通信设备的更新换代，许多相关人士都积极投入到电力通信系统的深入研究中。从有线音频电缆到模拟微波，从电力线载波通信到光纤通信，从电缆载波到各种数字微波，无不体现着电力系统通信发展的漫长道路与工作人员们研发的无限热情。电力生产现代化在发展的过程中越来越依赖于通信系统，实时远动数据传输、办公自动化信息传输、日常行政电话信息和电能量计费信息都与电力系统通信有着密切相关的联系。技术的发展使陈旧的生产观念有了改变，网络与通信技术的交融，电力与通信系统的结合，电力通信网的单一结构转变为多中心的网状网络，这些都为日后日益增长的电力信息传输需求服务的向前发展奠定了坚实的基础。事实上，电力通信系统的日益网络化和信息化所带来的不仅是科学技术上的成功探索，还是人类历史上的远大突破，受益的更是全人类。
1.2 发展电力系统通信的网络建设应用的积极影响
科学技术水平的提升使电力网络智能化，智能电网的发展大大提高了生产发展的效率，使电力通信变得更加优质，对电力企业的通信管理信息化提出了更高的要求，为主流电力系统建设做出了杰出的贡献。电力通信系统依靠先进的通讯设备和坚固的电网结构作为支持，这样能够有效地扩大电网新业务，深化电力通信系统的改造。将科技水平更高的网络信息技术应用到电力系统通信中，加强电力通信与网络建设的固有联系，有利于逐步完善电力通信网架体系，加速电力基础设施的建设，新一代的电力通信网络提供的业务平台为未来新兴业务的拓展和介入铸造基础。电力系统联网工程建设在内外部环境的双重激励下，把握着电力市场新的经济增长点，积极促进电力通信的信息产业化，使电力通信系统的网络建设应用更加广泛，拥有更加广阔的前景，从而开创电力通信系统新时代，实现经济利益的持续最大化，推进经济发展，展现新型电力发展新动力。
1.3 电力通信系统的网络建设的发展前景和方向
现如今科学技术的更新速度飞快，未来的技术环境瞬息万变，这对电力通信系统的网络建设带来了挑战和机遇，提高电网的服务标准是必然趋势，同时打造具有新活力、灵活安全的、智能化和信息化兼备的、易开发恢复的全新业务模式，支持应用可连接无线的电力通信新体系也是我们应该考虑的新项目之一。在降低成本的同时，力求在网络建设中，寻找便捷动态管理和集成分组，应用一体化的解决方案实现协调一致的搜寻功能和排除故障的功能。电力通信技术的变革和市场经济的变化要求着电网向频带加宽、时延降低、组合扩展性灵活、支持突变性数据传输、高智能终端化的方向迈进，并且，互为补充和备份的多种通信手段能够利用新型网络的优势作为网管体系的信息来发布媒介，尽可能保证充分地对现有资源进行合理配置，采用先进成熟的技术构造信息网，满足业务综合处理的要求，建立健全电力通信网网络管理系统。
2 电力系统通信的网络建设出现的问题及对策
2.1 电力网络通信现状及存在的技术问题
电力线上网具有很多优点，不再需要任何新的线路铺设，通过互联网的共享和连接，使客户随时随地简单使用网络连接，高度的安全性和可靠性满足了人们的生活需求。但是，电力通信系统作为行业性的专用通信网，规模在不断扩大的同时，技术水平却没有得到加强。关键的运营业务包括数据采集、监视控制和能量管理等，电力通信业务水平一直处在停滞不前的状态，传统的电力通信网所采用的方案来承载电力系统业务是具有缺陷的。同时，网络连接复杂使网络可靠性和安全性降低，各种设备的品牌和型号多样，不利于统一的维护和管理，增加了运维难度，在技术层面上，光电一体化设备是针对电力通信系统的实际需求来设计的，没有进行及时有效的改进与开发。大多数电力通信系统中采用保守型的建网策略，伴随着业务的发展，现有的电路交换面临着升级换代，造成大量的投资和资源的浪费。
2.2 电力通信网络建设的业务流程问题
由于电力通信系统对于传输信息在及时性和安全性上有着很高的要求，所以在通道结构上多数采用固定宽带的专线方式，但是这却不能满足逐渐增长的信息传递需求，因此，在业务的角度完善上电力通信网络的建设是正确的。传统的话音业务随着话音压缩技术的普及在逐渐减少，而实时数据业务关系到电网的稳定运行，自动化程度的提高，要求实时数据的频率和容量达到一定的标准，目前的音频专线或DDN网传输是不符合发展要求的。视频业务也是电力网发展的重要业务之一，在公用网络的数据交换方面不具备优势。电力通信网络建设中，不构建宽带综合业务数字网，就不能将各种业务都通过单一的通信网络进行传递。
2.3 完善电力通信系统的网络建设应用的建议
为人民群众提供安全可靠的用电环境，完善电力通信系统的网络建设是需要人力、物力和财力支持的，从电力通信网的现状进行分析可知，电路的调配和增加业务的传输是十分重要的，调整现有的传输通道，逐渐实现宽带的资源共享是改进电网的重要途径。完善以光纤网为主要网络的构成，以PDH微波电路为辅的真正的网状网，打造综合业务平台，实现多种业务合理对接。规范主干网络的业务接口，适当地安排对应电力系统业务所需应用的接口，充分利用剩余资源对外运营，对各种业务进行量化分析。根据国际上通信技术的发展，吸收借鉴外国先进的电网通信建设经验，逐步完善支撑网，在把握电力通信运行规律的同时，规划未来的电力生产经营的目标和发展方向，注意业务的协调性，增强电力通信网络技术，提高总体的经济效益。
3 结语
在电力通信系统中，设备种类的复杂化和技术的多变性并不能让我们在研究开发电网的道路上止步，计算机网络在电力系统通信上的应用，使电力通信网的迅速发展有了可能，功能日益强大、配置逐渐复杂也要求着专业人士的技术水平一再提高，工作人员业务素质的提升，促进电力通信系统一体化和自主独立是离不开网络建设应用的，开创中国电力工业的卓越时代需要我们的共同努力。
参考文献
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