浅析数据传输控制

摘要：为实现数据的可靠稳定传输与控制，通过研究工业以太网、TCP/IP协议、双网卡冗余和快速故障恢复技术，设计组建了综合数据传输与控制系统，有效提高了多数据的远程传输与控制的可靠性和稳定性；在环境较为恶劣，且测量参数与控制设备较多的现场测量中，该综合数据传输与控制系统可实现多数据的可靠稳定传输和远程控制。本文对数据传输控制技术进行一个分析。

关键词：数据传输 控制 TCP/IP 技术 分析

1 数据传输方式概述

依照适当的规程，数据经过一条或多跳链路实现数据源与数据宿之间传送的过程即为数据传输，也表示，数据借助信道信号从一处被送往另一处的操作。数据信息在两个终端传输时需要遵照一定的通信协议并且依靠数据传输技术来支持，这种通信业务和方式就是数据通信。通过数据通信能够有效的在计算机之间、终端之间以及终端和计算机之间有效的传递数据，因此，数据通信是继电话和电报业务之后的第三大通信业务。数据通信与电话和电报通信相比，具有实现终端到计算机、计算机到计算机以及人与人之间通信的优势。数据通信以二进制的形式传输数据，并且与远程处理具有关联性，主要包括过程控制、信息检索以及科学计算机等广义的信息处理内容。数据通信和信息处理是远程信息处理系统或计算机系统必须实现的两个基本功能。前者为后者提供了信息传输服务，而后者利用前者提供的服务实现系统应用。数据通信作为一个系统，主要由计算机、远程终端以及数据电力和相关设备组成。通过信息传输信道将一地数据源发出的数据信息传递到另一地的数据接受设备的过程就是数据传输，实现的基础即为数据通信。根据不同的应用要求，系统规定了不同类型的数据链路控制规程以改善传输质量降低差错率，并确保传输过程的有效进行。

2 数据传输方式分析

2.1 并行数据传输 由0和1组成的二进制值可以组成n比特的位组。计算机使用和生成以比特组为单位的数据，就象我们在英语会话时用词而不是一个个的字母来交流一样。通过分组，我们可以一次发送n个比特而不是一个比特。这称为并行传输。从概念上说，并行传输的机制很简单：一次使用n条导线来传输n个比特。这种方式下、每个比特都使用专用的线路，而一组中的n个比特就可以在每个时钟脉冲从一个设备传输到另一个设备。并行传输的优势在于速度。当其他因素相同时，并行传输将比串行传输的速度快n倍，但同时也存在一个严重缺点：费用高。为进行数据传输，并行传输需要M条通信线路。因为如此昂贵，所以并行传输通常被限制在最长25英尺的距离内。

2.2 串行数据传输 在串行传输中，比特是一个一个依次发送的。因此在两个通信设备之间传输数据只需要一条通信信道，而不是n条。

3 数据传输控制方式

3.1 单工 在单工方式中，通信就像单行道一样单向进行。一个链路的两个站点中，一个进行传输，而另一个只能接收。键盘和传统监视器都是单工设备的例子。键盘只能接受输入，监视器只能接受输出信号。

3.2 半双工 在半双工方式下，虽然每个站点都可以实现发送和接收，但是不能同时发送和接收。当其中一个设备是发送状态时，另一个只能是接收。半双工方式象只有一个车道的双向交通。当车辆朝某个方向行驶时，向另一方向行驶的必须等待。在半双工方式中，无论那一方开始传输，就使用信道的整个带宽。对讲机和民用无线电即是半双工系统。

3.3 全双工 在全双工方式中（也叫双工方式），两个站点同时都可以进行发送和接收。全双工方式象同时允许两个方向的车辆通行的双车道公路交通。两个方向的信号在全双工方式下共享链路宽带。这种共享分两种方式：第一，具有两个物理上独立的传输路径，一条发送一条接收；第二，同时传输两个方向的信号将信道的宽度一分为二。

4 I/O设备的数据控制传输

按照I/O控制功能的强弱，以及和CPU之间联系方式的不同，可把I/O设备的数据传输方式分为4种：程序直接控制方式（查询控制方式），中断控制方式，DMA方式，通道方式。下面我们主要对前三种进行一个介绍。

查询控制方式：在程序的主动控制下，为了完成相应的程序操作，一般通过读取状态寄存器了解接口的情况。通过时间密集查询操作及时了解接口的状态。CPU效率低。

中断控制方式：当结构出现需要程序干预的事件时，为了便于执行不同的代码处理，一般都是通过中断通知CPU，CPU再读取状态寄存器以确定事件的种类。CPU效率高而且及时。

DMA（Direct Memory Access）控制方式：CPU与接口的数据传送采用DMA传送，即传送的具体过程由硬件（DMA控制器）完成，传送速度比通过CPU快，尤其是在批量传送时效率很高。

参考文献：

[1]陈虹，史旺旺，唐鸿儒，蒋步军.基于TCP/IP网络的远程控制仿真系统的研究[J].计算机测量与控制，2005年02期.

[2]黄文君，谢东凯，卢山，何伟挺.一种高可用性的冗余工业实时以太网设计[J].仪器仪表学报，2010年03期.

[3]邵立，徐贵勇，黄曙光.运用邻接矩阵法重现目标网络拓扑结构[J].兵工自动化，2003年02期.

[4]倪一鸣.基于UC/OS-Ⅱ的网络控制系统通讯接口设计[J].兵工自动化，2003年03期.