数据通信毕业论文范文
时间：2023-03-01 04:58:43
数据通信毕业论文范文第1篇
主题词数据通信构成原理适用范围应用前景
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在崐两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线崐数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不崐同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。
一、数据通信的构成原理、交换方式及适用范围
1．数据通信的构成原理
数据通信的构成原理如框图1所示。图中DTE是数据终端。数据终端有分崐组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）两大类。分组型终端有计算机、数崐字传真机、智能用户电报终端（TeLetex）、用户分组装拆设备（PAD）崐、用户分组交换机、专用电话交换机（PABX）、可视图文接入设备（VAP）崐、局域网（LAN）等各种专用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可崐视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终崐端设备（DCE）组成，如果传输信道为模拟信道，DCE通常就是调制解调器崐（MODEM），它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换；如果传输信道为崐数字信道，DCE的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。崐传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、专用线路与交换崐网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除；专线连崐接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制崐器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端崐设备输入的数据。
2．数据通信的交换方式
通常数据通信有三种交换方式：
（1）电路交换
电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时，使用同一条实际的物理链路，崐通信中自始至终使用该链路进行信息传输，且不允许其它计算机或终端同时共亨崐该电路。
（2）报文交换
报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中（内存或外存），当所需崐输出电路空闲时，再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储＿转发的方崐式可以提高中继线和电路的利用率。
（3）分组交换
分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块（称为分组或崐打包），将这些分组以存储＿转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接崐收地址和发送地址的标识。在分组交换网中，不同用户的分组数据均采用动态复崐用的技术传送，即网络具有路由选择，同一条路由可以有不同用户的分组在传送，崐所以线路利用率较高。
3．各种交换方式的适用范围
（1）电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据崐网（CSPDN）等通信网络中。前两种电路交换方式系传统方式；后一种方式崐与公用电话网基本相似，但它是用四线或二线方式连接用户，适用于较高速率的崐数据交换。正由于它是专用的公用数据网，其接通率、工作速率、用户线距离、崐线路均衡条件等均优于公用电话网。其优点是实时性强、延迟很小、交换成本较崐低；其缺点是线路利用率低。电路交换适用于一次接续后，长报文的通信。
（2）报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或崐一点对多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。由于这种方式，网络传输时崐延大，并且占用了大量的内存与外存空间，因而不适用于要求系统安全性高、网崐络时延较小的数据通信。
（3）分组交换是在存储＿转发方式的基础上发展起来的，但它兼有电路交换及崐报文交换的优点。它适用于对话式的计算机通信，如数据库检索、图文信息存取、崐电子邮件传递和计算机间通信等各方面，传输质量高、成本较低，并可在不同速崐率终端间通信。其缺点是不适宜于实时性要求高、信息量很大的业务使用。
二、数据通信的分类
1．有线数据通信
（1）数字数据网（DDN）
数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成，崐其网络组成结构如框图2所示。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道崐和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、崐数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。崐数字信道应包括用户到网络的连接线路，即用户环路的传输也应该是数字的，但崐实际上也有普通电缆和双绞线，但传输质量不如前。DDN的主要特点是：
①传输质量高、误码率低：传输信道的误码率要求小。
②信道利用率高。
③要求全网的时钟系统保持同步，才能保证DDN电路的传输质量。
④DDN的租用专线业务的速率可分为2.4-19.2kbit/s，N×64kbit/s崐（N=1-32）；用户入网速率最高不超过2Mbit/s。
⑤DDN时延较小。
（2）分组交换网
分组交换网（PSPDN）是以CCITTX．25建议为基础的，所以崐又称为X.25网。它是采用存储＿转发方式，将用户送来的报文分成具用一定长崐度的数据段，并在每个数据段上加上控制信息，构成一个带有地址的分组组合群崐体，在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通崐路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能，崐但网络性能较差。
（3）帧中继网
帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3崐部分组成，如框图3所示。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术崐是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内，加上寻址和控制信息后崐在网上传输。其功能特点为：
①使用统计复用技术，按需分配带宽，向用户提供共亨的的网络资源，每一条崐线路和网络端口都可由多个终点按信息流共亨，大大提高了网络资源的利用率。
②采用虚电路技术，只有当用户准备好数据时，才把所需的带宽分配给指定的虚崐电路，而且带宽在网络里是按照分组动态分配，因而适合于突发性业务的使用。
③帧中继只使用了物理层和链路层的一部分来执行其交换功能，利用用户信息和崐控制信息分离的D信道连接来实施以帧为单位的信息传送，简化了中间节点的处崐理。帧中继采用了可靠的ISDND信道的链路层（LAPD）协议，将流量崐控制、纠错等功能留给智能终端去完成，从而大大简化了处理过程，提高了效率。崐当然，帧中继传输线路质量要求很高，其误码率应小于10的负8次方。
④帧中继通常的帧长度比分组交换长，达到1024-4096字节/帧，因而其吞吐量崐非常高，其所提供的速率为2048Mbit/s。用户速率一般为9.6、4.4、19.2、N崐×64kbist/s（N＝1-31），以及2Mbit/s。
⑤）帧中继没有采用存储＿转发功能，因而具有与快速分组交换相同的一些优崐点。其时延小于15ms。
2．无线数据通信
无线数据通信也称移动数据通信，它是在有线数据通信的基础上发展起来的。崐有线数据通信依赖于有线传输，因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的崐通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的，因而有可能实现移崐动状态下的移动通信。狭义地说，移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间崐的无线通信。它通过与有线数据网互联，把有线数据网路的应用扩展到移动和便崐携用户。
三、网络及其协议
1．计算机网络
计算机网络（ComputerNetwork)，就是通过光缆、双绞电话线或有、无线崐信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享，如文崐档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分，可分为网际网、崐广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网；广域网一般崐指连接一个国家内各个地区的网络，全国公安系统的信息中心互联起来，也是一崐个广域网。广域网一般分布距离在100－1000公里之间；城域网又称为都崐市网，它的覆盖范围一般为一个城市，方圆不超过10－100公里；局域网的崐地理分布则相对较小，如一栋建筑物，或一个单位、一所学校，甚至一个大房间崐等。
局域网是目前使用最多的计算机网络，一个单位可使用多个局域网，如财务崐部门使用局域网来管理财务帐目，劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各崐种人才信息，公安
刑侦部门使用局域网来管理犯罪信息系统、交警部门使用局域网来管理机动车辆、崐驾驶员信息等等。
2．网络协议
网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言，网络协议很多，有崐面向字符的协议、面向比特的协议，还有面向字节计数的协议，但最常用的是崐TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网崐络。TCP／IP协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。
TCP／IP实际上是一种标准网络协议，是有关协议的集合，它包括传输崐控制协议（TransportControlpro-tocol)和因特网协议（Internet崐Protocol）。TCP协议用于在应用程序之间传送数据，IP协议用于在程序崐与主机之间传送数据。由于TCP／IP具有跨平台性，现已成为Internet的标崐准连接协议。网络协议分为如下四层：
〈1〉网络接口层：负责接收和发送物理帧；
〈2〉网络层：负责相邻节点之间的通信；
〈3〉传输层：负责起点到终端的通信；
〈4〉应用层：提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP／I崐P协议方式从一台计算机传送到另一台计算机，数据需经过上述四层通信软件的崐处理才能在物理网络中传输。
目前的IP协议是由32位二进制数组成的，如202．0．96．133崐就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址，在整个因特网上IP地址是唯崐一的。
四、数据通信的应用前景
1．有线数据通信的应用
（1）数字数据电路（DDN）的应用范围有：
①组建公用数字数据通信网；
②可为公用数据交换网、各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统、高速数崐据传输、会议电视、ISDN（2B＋D信道或30B＋D信道）、邮政储汇计算崐机网络等提供中继或数据信道；
③为帧中继、虚拟专用网、LAN，以及不同类型的网络提供网间连接；
④利用DDN实现大用户局域网联网；如我区各专业银行、教育、科研以及自崐治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。
⑤提供租用线，让大用户自己组建专用数字数据传输网；
例如，今年二季度，自治区公安厅租用DDN电路，采用数字交叉复用设备，崐组成公安专用数字数据传输网。这也称为对公安专用通信网进行数字化改造。经崐过多次研讨和实地试验，决定租用128K数字数据电路，其中以64K作为专崐用数据信道，把公安厅和各地级市的犯罪信息中心互联以64K覆用8条8K信崐道作为语音信道，供传真和长途电话直拨业务使用，从而解决公安专用通信网因崐信道少，开电话会议，就打不了长途电话；要打长途电话，就发不了传真、传不崐了数据的问题。
⑥使用DDN作为集中操作维护的传输手段；或把全区城镇110报警服务台崐互联，实现全区公安机关的统一指挥。
（2）分组交换网的应用
分组交换网能提供永久虚电路（PVC）及交换虚电路（SVC）等多种业务。崐利用分组交换网的通信平台，还可以开发与提供一些增值数据业务：
①电子信箱业务
电子信箱系统又称电子邮件。它是一种以存储＿转发方式进行信息交换的通崐信方式。在分组交换网平台上用户把需发送的信息以规定的格式送入电子信箱的崐存储空间，由电子信箱系统处理和传输后，送到接收用户的电子信箱并通知收信崐人。
②电子数据交换业务
电子数据交换（EDI）是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物，又崐被称为“无纸贸易”。EDI用电子单证代替了纸面单证，由传统的多点对多点崐的联系变为网络信息传递。EDI技术是未来商业发展的极其主要的工具。现在崐国内外都得到广泛的应用。
③传真存储转发业务
传真存储转发是把计算机与通信技术结合起来，建立智能化的传真网。该网崐利用计算机的存储＿转发技术实现广大用户所需的各种新的服务项目。存储＿转崐发技术的核心是传真交换机。
④可视图文业务
可视图文业务是一种利用现有公用电信网络开发出来的新型、公用、开放式崐的信息服务系统。可视图文的业务类型主要有公用数据库业务和专用数据库业务崐等。
（3）帧中继技术的应用
帧中继技术适用于对广域网进行数据访问和高速数据传输。帧中继也是一种崐ISDN承载业务，主要用于局域网互联和高速主机环境下作为宽带网的数据入崐口，是向未来宽带ATM交换过渡的手段之一。常用于：
①组建帧中继公用网，提供帧中继业务。
②在分组交换机上安装帧中继接口，提供业务。
③为用户提供低成本的虚拟宽带业务。
④在专用网中，采用复用的物理接口可以减少局域网互联时的桥接器、路由崐器和控制器所需的端口数量，并减少互连设备所需通信设施的数量。帧中继的数崐字链路连接鉴别（DLCI）寻址功能可允许单个中继接入设备与上千个接入设崐备通信。其本地管理接口（LMI）可大大简化帧中继网的配置和管理。
⑤局域网（LAN）与广域网（WAN）的高速连接。
⑥LAN与LAN的互联。
⑦远程计算机辅助设计/制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视崐等。
2．无线数据通信的应用
无线数据通信也称为移动数据通信。它的业务范围很广，也有广泛的应用前崐景。
（1）移动数据通信在业务上的应用。
移动数据通信的业务，通常分为基本数据业务和专用数据业务两种：基本数崐据业务的应用有电子信箱、传真、信息广播、局域网（LAN）接入等。专用业务崐的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、GPS汽车崐卫星定位、远程数据接入等。
（2）移动数据通信在工业及其它领域的应用。
移动数据通信在这些领域的应用可分为固定式应用、移动式应用和个人应用崐三种类型。
①固定式应用是指通过无线接入公用数据网的固定式应用系统及网络。如边远崐山区的计算机入网、交警部门的交通监测与控制、收费停车场、加油站以及灾害崐的遥测和告警系统等。
②移动式应用是指野外勘探、施工、设计部门及交通运输部门的运输车、船队崐和快递公司为指示或记录实时事件，通过无线数据网络实现业务调度、远程崐数据访问、报告输入、通知联络、数据收集等均需采用移动式数据终端。移动数崐据终端在公安部门的刑警、巡警、交警也开始应用。
③个人应用是指专业性很强的业务技术人员、公安外线侦察破案人员等需要在崐外办公时，通过无线数据终端进行远程打印、传真、访问主机、数据库查询、查崐证。股票交易商也可以通过无线数据终端随时随地跟踪查询股票信息，即使度假崐也可以从远程参加股票交易。此外，电子信箱是国外应用很广的数据业务，在我崐国也已经开始应用。无线接入Internet可随时随地收发电子邮件，因此无线数据崐通信也得到广泛的应用。作为有线数据网的补充和延伸，在公安系统，移动数据崐通信将具有更广泛的应用前景。相信不久的将来，移动数据通信也会在我区公安崐系统得到广泛的应用。
五、结束语
数据通信毕业论文范文第2篇
关键词：单片机；串行通信；总线；计算机；接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用，论文工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛．单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣，单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题，这就需要进一步修改和完善．因此，有必要设计一套单片机综合实验系统，根据工业现场反馈的各种问题，随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析，解决工程实际问题．本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能．
1系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成：89C51单片机及其仿真系统，温度、压力等模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，按键控制模块，日历时钟模块，看门狗电路模块，FP—GA模块，液晶显示模块，通信模块及上位计算机，其组成框图如图1所示．系统采用89C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置和调节系统参数；日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间，而且为系统提供掉电保护功能；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力．FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列，通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用；LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形，主要用来显示采集到的数据、系统时间等；兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口，可以与上位计算机进行远(约1200m)近(约15m)距离的数据通信[1]；上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件，按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理，同时发送控制参数，对被测对象的温度、压力等进行控制和调节．
2系统硬件设计
2．1单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2]．
监控程序放置在仿真机内，要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头，毕业论文更换不同的仿真头和CPU，该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片，编程方便且节省时间．
2．2传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件，直接影响着系统的精度和稳定性．本实验系统中，温度传感器选用精度高，线性度好，使用方便的LM335传感器；压力传感器选用标准应变式压力传感器，它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点．传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法，设计了温度、压力等专门接口电路，直接与上述各种传感器相连．由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱，需对这些模拟信号进行放大，同时为了确保信号不失真，选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07，其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大，它输出的模拟信号经10位A／D转换器TLC1543转换成数字信号后，送人89C51进行处理．
2．3通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平，该实验系统上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通过RS232总线进行点对点通信，也可以通过RS485总线进行多机通信_3]，RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统，总体布局如图2所示．所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信，通过RS232接口即可；若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信，则必须将RS232电平转换为RS485电平后，才可将实验系统挂接在RS485总线上．RS232-RS485电平转换原理如图3所示，通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收／发，由于RS485总线上只能进行半双工通信，所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外，还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE)，在PC与RS232相连的这一侧，通过PC的请求发送(RTS)来控制．
2．4串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4]．它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个IC器件与微处理器之问的数据交换．该实验系统采用具有IC总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563，由于单片机89C51自身没有IC总线接口，所以采用软件合成IC总线与它们相接．
IC串行总线与并行总线的最大区别在于：并行总线有地址总线，CPU通过地址总线访问从器件；而IC总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息，所以占用CPU的口线大大减少[5]．随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化，IC串行总线正在逐步取代传统的并行总线．．5抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差，干扰较严重，为了保证系统可靠工作，必须解决抗干扰问题．针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等，采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计．硬件抗干扰设计主要包括：对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等；软件抗干扰设计主要包括：软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等．
对于数据输入通道的干扰，采用软硬件结合的方法进行滤波．当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时，硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路，再经A／D变换成二进制数字量后，进行数字滤波．因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰，而对低频干扰的滤波效果却较差；而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力．
在控制强电设备的开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统，采用了光电隔离技术．因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰，可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统，达到电气隔离的效果．
3系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件．单片机软件采用模块化结构，利用MCS一51汇编语言编写．根据要实现的功能，该软件由主程序以及数据采集、A／D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D／A转换、数码管显示等程序模块组成．下面以加热炉的炉温控制为例，给出系统程序流程图如图4所示．
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等．PC机软件采用VisualBasic6．0编写，医学论文PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信，此外，PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等，并对不同情况下得到的数据进行对比分析，总结出变化规律．
4实验结果与分析
为了测试该系统的实时性，将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统，单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位)，波特率2400bps，一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A／D转换结果是10位)的格式，如表1所示．5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时，理论上连续发送速率为2400／(10*5*5)===9．6次／s．经过测试发现，计算机在120ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据，实际发送速率约为8次／s，这是因为有状态转换和等待时间；为了测试系统的可靠性和稳定性，将调试好的程序写入单片机芯片，使系统连续运行，120h后观察系统仍然在按设定的流程工作，没有出现死机现象．该系统经过多次改进和实验验证后，据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用，结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外)，测量随机误差为±0．01℃，控制结果满
足了实际要求．
5结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置，而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题．实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析，节约资源，降低成本；实验数据正确率高，通信实时性强，系统工作可靠；单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强，易于扩充，其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统，具有很大的实用价值．
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数据通信毕业论文范文第3篇
关键词：物联网；高职院校；人才培养；思路
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）09-0081-02
0 引 言
物联网的英文名称叫“the Internet of things”，就是“物物相连的互联网”。有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。
自2009年8月总理在无锡考察期间提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，即把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。物联网技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。
1 高职院校物联网人才培养之路
科技发展，人才是基石，物联网这个信息化社会发展的重要引擎也需要方方面面的人才去为它创造和服务。2010年年初，教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，众多高校争相申报。目前有100多所高校院系获批了包括物联网工程、传感网技术和智能电网三个物联网相关的专业。全国物联网相关人才缺口量在18万以上，所以物联网工程、传感信息工程专业的毕业生就业前景广阔。
1.1 物联网企业人才需求分析
按照图1所示的物联网三层体系结构，可以将感知、传输、应用按物联网产业分为感知产品制造业、传输产品制造业、应用产品制造业和系统集成四大类。
对应的具体企业大致有如下四个子产业：一是传感器与RFID 的生产制造与测试；二是传感器节点与嵌入式软硬件无线网关设计、生产与测试；三是物联网应用软件设计与测试；四是物联网系统集成与网络服务。
图1 物联网的三层体系结构
支撑企业的岗位需求大致有以下五类：
（1）集成电路制造业，包括物联网电子产品集成电路的PCB板的辅助设计、电子产品的生产、工艺、封装、测试与管理和生产设备的管理维护等岗位；
（2）电子产品制造业，包括电子元器件的辅助设计、生产、工艺、封装、测试与管理、贴片机等设备的管理维护；
（3）网络通信产品的生产和服务，包括3G和4G通信服务、无线通信技术服务（WiFi、GPRS、Zigbee等）、有线网络通信服务、GPS或北斗卫星通信服务；
（4）数据库/中间件服务业，包括物联网数据库/中间件的安装、调试、维护与管理工作；
（5）软件服务外包业，包括物联网传输层通信软件开发、物联网应用层软件开发等。
1.2 物联网企业对高职院毕业生的要求
根据无锡职业技术学院周志德教授的物联网企业调研分析数据可以看出，物联网企业在大专高职院校的学生需求主要集中在产品生产、测试、运维、销售和项目管理等岗位。表1所列是物联网企业工作岗位与人才需求分析表。
2 物联网专业群建设
物联网技术不是一个全新的技术，它是计算机、通信和网络技术的综合体。所以物联网技术专业也不是一种专业技术所能覆盖，而必定是一个专业群才能支撑。物联网技术是现有计算机应用技术、应用电子技术、电子信息工程技术、通信技术和软件技术等专业的交叉结合技术。笔者考查了无锡职业技术学院物联网学院的专业建设和机构设置，觉得很有创新价值和指导意义。表2所列是无锡职业技术学院的物联网专业机构设置。
这种设置通过将计算机技术系和电子信息系合并，从而实现了教师、实验实训室的共享，打破了教师资源、硬件资源的分割，解决了硬件资源重复建设的浪费问题。集中力量打造出拿得出、叫得响的拳头专业。
3 以项目为导向、实践为纲的培养模型
高职办学的生命就是职业技能教育，培养物联网技术人才就是要培养为物联网企业和行业服务的技术型或技能型人才。这两样人才的培养需要进行大量的项目实践锻炼，所以高职院校不可能走脱离实际、只讲书本理论的老路，必须在基本理论够用、适用的情况下有大量的实训实践项目做支撑。
以物联网市场需求为导向，因此，实训实践项目的开展就要围绕以下几个方面：
（1）物联网设备安装、调试、维护，工程项目施工管理；
（2）传感器等感知元件辅助设计、生产工艺、封装、测试、维护和管理；
（3）嵌入式应用网关等产品辅助设计、生产制造、封装、测试、维护和管理；
（4）物联网应用软件编写、文档书写、软件测试、软件维护与数据库管理；
（5）智能楼宇弱电项目施工管理，弱电设备与自控设备的安装、调试、检测、验收与维护。
所以，开展的实训可以分为基础模块实训和综合模块实训。基础模块实训如电子工艺实训、PCB实训、电子产品制作实训、物联网项目综合布线实训、传感节点实训、数据通信实训、应用程序实训等。综合模块实训如物联网项目综合实训、物联网项目规划实施实训等。
在基础模块实训注重一步步围绕专业技能打下良好的动手基础，并且进一步巩固所学基础知识点。在综合模块要模拟工厂环境或者研发企业环境，从熟悉工程项目招投标、预决算、设备采购到编制项目实施计划，协调资源并按计划推进项目实施。这些角色由项目经理负责协调指挥。硬件小组负责硬件原理图绘制、PCB图设计、元器件选型、焊接测试。软件小组负责底层开发、应用层开发等。最后，项目所有成员进行统调测试，编写项目技术要求书、需求规格说明书等技术性文档。
4 结 语
在校企合作上，最好是企业能够向学生提供实习岗位，提供企业中的实际问题作为论文研究的题目或设计任务完成毕业论文或设计，教师参与企业的科技攻关项目等。这样，教师通过合作科研、提供咨询、参与产品或解决方案的开发，服务于企业；学生通过实习、实践项目，完成毕业论文。通过多形式、全方位、立体式的校企合作，使物联网这样的朝阳产业在人才培养上不断档、不断层，最终学校和企业都能够良性互动，可持续发展。
参 考 文 献
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数据通信毕业论文范文第4篇
摘要：本文根据授课教师的亲身体验，结合实际，具体分析了给数学专业学生讲授“计算机网络”课程的教学指导思想、教学大纲的技术特点、知识结构以及所遇到的问题和解决方法。
关键词：计算机网络；教学大纲；实验环节；成绩核定
中图分类号：G642
文献标识码：B
1引言
自2002年起，我院领导决定在全院范围开设“计算机网络”选修课，计划安排54学时，指定笔者担任主讲教师。一般认为，“计算机网络”的前导课程是“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“计算机原理”以及“通信原理”等课程。而数学专业的学生几乎完全没有接受过这些课程的训练，因此笔者拟订了一套教学大纲并在教学实践中反复修订，以体现笔者的基本教学指导思想。但要在54个学时完成教学任务，尤其是针对没有经过专业电子、通信技术训练的授课对象，必须要有严格的教学计划和周到的实验准备。限于经费和实验场地，学院尚不具备完成实验的条件，于是笔者联系了D-Link公司在北京的计算机网络培训部，委托该公司指导学生的网络实验。因此，学生实验课被安排在了假期，分批次接受D-Link公司有经验的工程师现场指导，与教师的教学内容和课堂演示实验形成呼应，学习效果比较明显。
18周教学(每周3学时)完成过后，选修该课程的近70名学生的考试通过率超过了90%，教师得到的由学生直接参与的教学质量评估分数为89.23分，获得绝大多数学生的认可。不少学生的毕业设计选择了企业、校园网络设计课题或与此相关的命题。其中，徐达飞同学的毕业论文结合国家某著名电信公司的技术要求，将电话网络与计算机网络相结合，实现了VoIP技术，在众多就业竞争对手中脱颖而出，被该公司聘用为正式职工。
2教学指导思想
长期以来，“计算机网络”课程因为内容庞杂、知识领域宽广而使教学工作者倍感头疼。因此，如何寻找到一条贯穿始终的知识主干并引入到教学的全过程，成了笔者主要思考的问题。
笔者将基本指导思想定位为：结合集合理论和拓扑学知识，以建立数学专业学生的计算机网络概念为主旨，在了解基本通信原理的基础上，把握计算机网络的关键技术环节，如二层、三层交换原理和路由原理。要求学生能独立设计局域网、校园或企业网络，并熟练应用TCP/IP应用层协议。概括起来，就是将概念和应用相结合，大胆取舍，去粗取精，以简驭繁，密切联系实际，抓住计算机网络可操作性的一面贯彻教学理念。
3教学大纲和教学实践
教学大纲是在明确的教学指导思想的基础上完成的。首先，建立明确的计算机网络概念，以OSI/RM协议模型为出发点，建立网络的分层结构思想。计算机网络首先是计算机的集合，通信网络存在的意义就是要实现任意两台计算机之间的通信关系。譬如有N台计算机构成的集合，抽象为N个结点，最容易想到的一种实现方案就是在任意两个结点之间建立连线，则共有½N(N-1)条连线。这是一种简单的数学方法，在后来的课堂教学提问中，这也是学生最先提出的方案。但实际却并非如此。举个例子，假如一个乡镇的镇长要给10个自然村庄修路，以实现任意两个村庄相通，上例的解决方案显然是不可取的。最简单有效的实现方法是修一条宽阔的马路，将各个自然村庄接入进来，这就是总线结构的基本思想。或者，修一条贯穿各个自然村庄的环型的马路，这无疑是环型结构的基本思想。笔者在教学实践中抓住计算机网络中的“网络”概念，重点介绍了总线结构和环型结构，以贯彻教学思想中的可实践性的一面。接下来，引入通信子网的概念，即将通信距离延长，范围扩大，使学生获得广域网的组网思想。
作为数据通信的计算机网络，OSI/RM协议模型对学生掌握计算机网络的实质有重要意义，也是整个课程的“纲”。其特点是分层结构，笔者将重点放在传输层以下各层，即传输层、网络层、数据链路层和物理层，介绍每一层的数据结构及通信控制规程。逐级递升的层次结构也是网络数据通信的逐步统一的过程，由于通信介质和网络结构的差异，网络协议规程有很大差异，层次的递升逐步屏蔽下层差异，在较高层次上实现统一。“差异与统一”，求同存异，就是OSI/RM协议模型的通信原则。在后来的教学活动中，笔者将在“差异中求统一”的层次结构原理贯彻与知识建筑的全部，成为整个知识体系的一条主干。
其次，作为OSI/RM协议模型的具体实现，重点介绍IEEE802和TCP/IP协议。前者是创建局部范围网络的基础，尤其体现数据链路层的价值。众所周知，数据链路层是计算机网络通信的核心层，是严格的数据通信含义，对学生理解计算机网络的通信实质起着致关重要的作用。IEEE802将数据链路分解为LLC子层和MAC子层，笔者在教学中，详细分析了两者的差异和相互关系，让学生意识到LLC子层的存在是局域网互联实现的前提条件，同时引入“桥”，为二层通信的实现界定知识立足点。对MAC地址的强调也是笔者教学的一个重点，数据帧的48位MAC地址是广播通信寻址的关键，在这里，广播通信变得更加具体，冲突域的概念也随之建立。然而，笔者并没有止步，而是顺势引入二层交换机的思想，隔离冲突域，使“存储―转发”交换机制顺理成章。数据链路的重要意义还体现在另一方面：差错控制和流量控制。这两者的存在，使原本普通的信号介质演变成为一条“无差错的、拥塞控制的”有序数据通道。
TCP/IP协议是网络层互联的基础，也是建立Internet网络拓扑结构的一般规范，其通信单元是IP网段(IP子网)。作为教学的重点内容，IP协议和IP地址是首要突破口，务必让学生意识到正是IP协议的存在，屏蔽了所有网络(不论局域网、广域网)在网络结构、通信介质、以及通信规程上的差异，以一个统一的数据格式存在――IP数据包。IP地址的意义随即显现出来，计算机的IP地址是以IP子网来规划的，目的是为了路由的方便。基于通信协议层次上的递升，笔者在教学中，同样沿着这条线索将二层通信的局域网升格为IP子网。从教学效果看，学生乐于接受并更能够把握住TCP/IP协议的实质。在实际教学中，笔者还把IP子网扩展到广域网的范畴，顺势讲解广域网的接入技术，譬如演示并讲解ADSL接入技术、PSTN接入技术等，而不是抽象地讲解DTE和DCE的关系，时刻注意将应用技术贯彻到实践中来。
VPN即虚拟专用网是一种实用性很强的技术，在课堂上，笔者列举了几类不可路由的VPN专用IP地址，譬如网段192.168.0.0，并鼓励学生在家里或宿舍大胆实验。结果出乎意料，学生的积极性空前高涨，几个动手能力强的男同学不仅为自己实现了VPN技术，而且帮助邻居、熟人完成了这一技术，也带动了整个班级学习计算机网络的积极性。
面向连接的TCP协议和非面向连接的UDP协议都工作在传输层。在TCP/IP协议中进一步认识传输层的含义，把握“端到端”的通信思想，并指出网络通信的实际上是进程之间的通信，进而明确Socket地址的概念。
第三，掌握数据通信的基本知识。首要任务是建立明确的信息、数据、信号三者之间的关系，介绍数据编码的基本常识。在“信源―信道―信宿”通信模型中，主要讲解信道编码的基本方法和差错控制技术。要求学生对带宽、信道容量、比特率、波特率等概念有充分的认识，熟练运用Nyquist和Shannon公式计算实际问题。这一部分知识将数据通信具体化，是一切协议控制规程尤其数据链路层协议的基础，是通信协议产生、由来的根据，对学生把握数据链路在数据通信中的核心地位有很大的帮助。笔者在教学实践活动中，结合信息论知识，力图让学生从更高的层面把握通信的数据传输目的，将目的与手段分割开来，使学生更容易接受信道编码如CRC码、Hamming码的意义和实现方法。对数学专业的学生而言，抽象到信息论的高度，学生并不吃力，反而意识到了通信的科学根据和严格的数学控制，对通信的模糊概念进一步得到澄清，懂得通信是具有严格数学规范的客观物理过程，而不是拼凑的众多概念的堆砌。这是笔者在计算机网络教学中的一次尝试，也是笔者的信息理论知识得以发挥和应用的一个实例。
第四，路由原理和三层交换原理。路由思想可以说是计算机网络最精彩的一章，也可以充分发挥数学专业学生抽象思维的优势。笔者在教学中引入拓扑学理论，将计算机网络抽象成结点(路由器)和线(链路)之后，变成学生熟悉的拓扑问题，最短路径和最小生成树知识的贯彻非常顺利，顺势分析各个结点的路由表如何体现整个拓扑结构的最小生成树思想，讲解路由协议的“分布式”工作方式，简单介绍距离矢量路由协议的一般规则。但这并不是笔者强调的重点，毕竟是非通信专业的教学，笔者把学生的注意力集中在路由协议的Forwarding一面，主要解决路由表的配置问题。路由来源于网络拓扑，而网络拓扑正是Internet的完整体现，对学生把握计算机网络的整体性有突出作用，同时也是学生构建Intranet的思想基础。惟其如此，笔者在该部分内容的教学中，通过演示实验反复验证路由表各项在IP数据包转发过程中的操作意义，以冀让学生达到举一反三的效果。
三层交换原理集合了二层交换技术和路由技术，是新一代Intranet组网工具。在这一部分教学过程中，笔者采用了网络仿真软件，重点放在VLAN技术的应用上。三层交换机之所以可以在校园、企业网络中替代路由器，关键在于其快速交换的原则依然是二层数据帧交换，与一般二层交换为主的局域网比较，突破了IP子网的限制，在更广阔的范围内实现二层交换，同时也实现路由技术，完成IP数据包的转发工作。这里的核心问题就是VLAN的划分技术。笔者在这一部分内容的讲解过程中，列举了大量的Intranet实例，既注重路由器的组网原则，也强调三层交换机的应用，尽量展现企业、校园网络的各种组网方案，鉴于这部分内容的实践性强的特点，笔者与D-Link公司的工程技术人员协作，制定了这部分内容的详细实验计划。
第五，计算机网络的数据资源建立、访问技术以及网络安全技术。笔者将计算机网络的数据资源划分为基于IEEE802通信基础的共享资源和基于TCP/IP通信基础的共享资源，并分别讲解。前者是对等关系，而后者是建立在Client/Server关系上的。笔者将重点放在TCP/IP协议的应用层协议上，同时注重两者在资源互动上的关系。其中，FTP、HTTP、Telnet、STMP、DNS等协议是讲解的重点内容。要求学生务必掌握通过Windows提供的IIS服务器平台创建FTP服务器和WEB服务器站点并分别用相应客户机程序访问，这是可以在公共机房实现的操作，并不要求特殊的实验环境，从学生的操作效果看，绝大多数学生对TCP/IP应用层协议的Client/Server模式能够正确理解并应用。
至于网络安全方面，笔者首先引入的是数据文件管理的NTFS概念，从用户的系统权限和对象权限入手，建立Windows操作系统下的数据安全体系，并在此基础上提出服务器数据资源的安全独立性的一面，既可以共享操作系统的安全屏障，也可以独立创建自身的安全体制。这是学生易于接受和可操作的。笔者对Intranet之下的防火墙的安全机制，也做了通俗的说明，但限于实践环境，几轮下来，发现并非能深入贯彻到学生的头脑中来。因此，笔者将授课的内容做了调整，重点放在了现在应用非常广泛的“数字证书”体系，论证了“公钥”和“私钥”的关系，阐明了二者在文件加密和身份认证上的重要作用。因为“公钥”和“私钥”相互依赖的数学原则，使数学专业的学生易于接受，并对网络安全中的密码学理论产生很大的兴趣。在计算机网络的教学中适时结合数学原理，渐渐成为笔者课堂教学的一个重要方法，对数学专业学生学习这门计算机课程产生了积极推动作用。
4实验环节
本课程的多数实验是与D-Link公司协作完成的。在连续5个工作日的实验安排里，学生利用假期分批次接受了D-Link工程师的指导。实验内容紧密结合课堂教学，以掌握三层交换机和路由器的工作原理为主要目的，通过实际网络的构建使学生对计算机网络产生感性认识。
在实验过程中，笔者与D-Link公司的工作人员充分探讨，通过几次修订，制定出了尽量切合学生实际能力的网络实验教材，从简单到复杂、由低级到高级，针对数学专业学生动手能力相对欠缺的特点，与计算机类专业的实验方案比较，细化了实验步骤，操作命令都做了详尽的注解，争取做到与课堂讲授的概念相契合。
作为理论与实际联系的重要环节，实验课的作用和意义也渐渐突现出来，在后来的学生毕业设计中，学生已经学会用实验数据验证网络设计方案的优劣，组建的方案与实际需求更加接近，对未来的工作前景也更有信心。笔者发现，与社会合作的实验课程对培养学生的社会认同感，合作精神也产生了积极作用，与大学学府内部的实验环境产生的实验效果有很大的不同。
5成绩考核
成绩考核方案应该体现教学的指导思想。期末考试试卷尽量突出概念的理解和实际应用的能力。让实践能力强，概念清晰的学生取得较好的成绩是笔者考核的一个原则,因此在试题类型上基本划分为选择、判断、网络设计三个主要部分。选择题和判断题注重概念的甄别，网络设计考核学生的综合应用能力。平时作业成绩和实验成绩也是综合成绩的重要组成部分，尤其是其中的一篇校园网络的设计报告(大作业)，要求集需求分析、网络设计、成本核算为一体，在平时成绩中占有了相当的比重。至于期末考试的成绩和平时成绩的分配比例并非一成不变，8:2、7:3、乃至6:4都是可参考的范围，因时而变。
6结束语
在非计算机类专业中，我国的数学专业尤其不同，理论体系更加完备而细致，学生负担沉重，以抽象思维为主体的理论教学容易将学生囿于“形而上”的框架里，渐渐养成了轻视实践，崇尚理论的学习风气。而且，在不少数学教授们的头脑中，严格的理论证明和演绎推理似乎才配得上“科学”二字的称呼。在这样的观念笼罩下，计算机科学完全被技术化，甚至技巧化，致使计算机的科学概念在学生中的贯彻遇到相当的难度。与数学相比，计算机科学，尤其计算机网络作为一门新兴科学其理论完备性尚待进一步发展和确认，在这个行业中，技术时常会走在理论的前面，但如果在教学中以纯粹的技术为主导，对数学专业的学生来说，无疑要走入教学的死胡同。因此，如何在数学专业或类数学专业的非计算机专业中，找到一条集理论与实践为一体的教学指导理论和方法，是所有从事计算机网络教学的教师面临的一个共同任务。
以上所叙述的只是笔者的一管之见，愿与同行们共勉。
参考文献
数据通信毕业论文范文第5篇
1通信专业双师队伍建设的必要性
1.1高职院校全面践行科学发展观人的全面发展作为人自身发展的高级形态,是人类社会历史发展的必然趋势。劳动能力是人全面发展的基础,劳动能力的发展是与人的全面发展直接相联系的,主要是体力和智力的发展。马克思主张劳动者将体力与脑力结合于一身,他指出,共产主义是以“每个人的全面而自由的发展为基本原则的社会形式”。总书记多次指出,努力促进人的全面发展是马克思主义关于建设社会主义新社会的本质要求,并要求不断推进人的全面发展。这一观点是对马克思主义理论的重大创新和实践。我们建立“双师素质”的教师队伍及通过他们培养出“手脑并用,全面发展”的人才,恰是践行落实科学发展观、促进教师与学生全面发展的体现和实践。
1.2高职院校落实以就业为导向的办学理念总理在“百年大计教育为本”一文中指出:“职业教育的根本目的是让人学会技能和本领,从而能够就业,能够生存,能够为社会服务”。教育部在各种文件中曾多次明确提出,高职教育要以就业为导向。当前,我国正处在社会主义现代化建设的新的历史时期,需要大量高素质的劳动者和能胜任一线工作的专门人才。高职教育虽不同于“师傅带徒”,但也有类似之处,那就是教师首先要教给学生就业谋生的本领,这就要求教师自己率先具备这种谋生的本领。建立“双师素质”的教师队伍正是提高和检验教师实践动手能力,进而增强和培养学生就业谋生能力的关键因素。
1.3高职院校师资队伍的特色和创新教育部文件多次指出:“双师素质”教师队伍建设是提高高职教育教学质量的关键。当前职业学校普遍存在着专业理论教师不能指导实训教学、实训教师基础理论薄弱不能讲授专业理论课的现象。专业理论教师和实训教师相分离影响了教育教学质量的提高和合格人才的培养。培养具有必要理论知识和较强实践能力的高技能人才,迫切需要一支“双师素质”的教师队伍。因此,在高职学校中建立一支“双师素质”教师队伍,有利于制定理论与实践相结合的教学计划,编写理论与实践相结合的教材;有利于产学研相结合,进行理论联系实践的教学;有利于学校合理安排与调节专业理论课和实训课的任课教师;有利于克服学生重理论轻实践的陈腐观念,树立重实践的观念和勇于实践的精神。
1.4科技迅速发展和生产力水平提高的迫切要求当今世界科学技术迅猛发展,生产力水平提高很快,高新技术装备应用更加广泛,教师必须具备较高的理论水平和掌握新的科技知识,要求授课教师应是“一体化”教师,既能讲授专业理论,又能指导技能训练。专业理论教师和实训教师相分离的状况已无法适应教学的要求。教师应按照高职教育培养目标的要求,积极适应新的形式,加强理论和实践结合的应用,引导学生更好地学习专业知识,为将来完成高职教学工作任务打下基础。
2通信专业双师素质的科学内涵
1995年颁布的《国家教委关于开展建议示范性职业大学工作的通知》(教职[1995]15号)文件中,第一次明确提出了“双师型”老师的概念。此后,有关“双师”的相关政策、文件陆续印发。2008年4月颁布的教高[2008]5号《教育部关于印发〈高等职业院校人才培养工作评估方案〉的通知》附件2中第34条,对“双师素质”老师给出了最新权威的官方界定。即双师素质教师是指具有教师资格,又具备下列条件之一的校内专任教师和校内兼课人员:⑴具有本专业中级(或以上)技术职称及职业资格(含持有行业特许的资格证书及具有专业资格或专业技能考评员资格者),并在近五年主持(或主要参与)过校内实践教学设施建设或提升技术水平的设计安装工作,使用效果好,在省内同类院校中居先进水平;⑵近五年中有两年以上(可累计计算)在企业第一线本专业实际工作经历,能全面指导学生专业实践实训活动;⑶近五年主持(或主要参与)过应用技术研究,成果已被企业使用,效益良好。从以上规定看,“双师素质”教师有三个方面的涵义:其一是职称的概念,是指既具有教师职称,又有技能或工程技术资格证书的教师;其二是能力水平的象征,是教师理论水平和实践技能都达到一定水平的反映;第三是一个动态的概念,教师的技能必须跟得上社会技术发展的要求,即社会技术水平提高了,则教师的能力也须相应提高,否则,原来的“双师素质”教师就会失去“双师”的意义。分析我国关于高职老师队伍建设和管理的相关政策和文件,高职院校教师队伍建设呈现了“双师型”———“双证型”(双师资格)———“双师素质”的变化特点,从而使得“双师”的概念逐步具体化、有形化、多元化和实用化了。我们认为,作为典型的工科专业———通信专业的“双师素质”教师,应当具有良好的思想政治素质和职业道德素质、文化素质、健康的心理和身体素质,并且通晓职业教育教学理论,应具备以下基本能力:(1)坚实的教学能力。如:具有扎实的通信专业理论基础;具有多项本专业所需要的实践技能;能运用现代教学技术进行教学,独立制作课件,争取良好的教学效果;具有教育、教学管理的基本能力。(2)一定的教研能力。能承担综合课程开发工作,并编写相关专业课程教材;积极探索高职教育教学规律,进行教育教学改革;具有较高的学术水平,能撰写质量较高的学术论文,且其研究成果能指导专业建设和解决教学实际问题。(3)很强的实践能力。能够独立从事专业实践课程的组织编排工作;具有专业工作的能力,并有一定的创新能力,能够指导学生实践课程,并提高学生的动手能力。
3通信专业双师队伍的构建举措
3.1安排新任专任教师到现场实习至少半年才能上讲台高职学校所培养的是技能型人才,学生到现场要能立即起作用,因此要求专业教师也要有一定的技能,即要求专业教师既要有理论知识,又要有实践能力。这样,可以弥补教师从“校门到校门”的来源而造成的缺乏理论联系实践的缺陷。
3.2定期选派专业教师进行通信新技术的培训随着知识经济社会的到来,通信的发展日新月异,从固定电话到移动电话,不管是原理还是设备都发生了重大的变化。对于高职通信专业来说,要适应通信技术的发展,除了教师本身的努力外,更重要的是学校应该每隔3-5年为每个专业教师提供一次通信新技术的培训机会。通过培训,可以了解通信技术的发展前沿,及时调整教学内容,改进教学方法,提高教学质量。
3.3为教研室订阅通信类的杂志订阅《电信新技术》、《数据通信》、《世界电信》等杂志,可以让教师及时了解通信发展的最新方向以及新出现的理论、观点,还能了解新设备、新技术在现场的使用情况,及时把所了解的内容充实到教学中去。
3.4及时更新实验室设备实训室的建设是发展和完善高职教学的一个必备条件,并要求配备适合专业教学的相关设备:一定数量的电脑、相关的软件(应及时升级)、通畅的网线等。这样,既可以满足教学需要,又可以提高教师的技术开发能力。
3.5鼓励教师到企业实践或兼职鼓励专业教师要努力寻求合作伙伴,争取与企业建立良好的合作关系,并且签订合作协议;协议中可明确规定企业的部分具体业务直接交由本专业教师完成。这样专业教师才会将压力变为动力,通过各种现场实战与训练,很快熟悉企业的相关业务。产学结合不仅有利于教师取得职业资格证书,也有利于今后的专业教学。
3.6聘请企业专业人士到学校授课或兼职聘请企业优秀管理专家、技术能手为学校专业教师授课并讲授实际业务,要求专业教师以问卷调查、网上答疑、电话咨询等形式和专家探讨具体业务问题。进而要求专业教师与企业人员“一对一”结队子,促使教师了解行业发展情况,帮助教师考取至少一个专业证书。
3.7邀请实训单位人员参与学生论文答辩让学生带着毕业论文题目到现场完成实训,论文答辩会邀请实训单位技术员参加。这样一方面通过来自生产一线的检验,可能让企业和学校真正了解每个学生的实际能力。另一方面有利于使专业教师毕业论文选题来自生产实际,有更强的针对性。由于学生实习的全过程均由企业技术专家和教师共同指导完成。学校和企业对人才质量的共同考核,让学生所学的知识是真正学有所用,从而为就业率的提高创造了良好的条件。
数据通信毕业论文范文第6篇
论文题目
通用预付费安全组件技术研究-下位机
学生姓名
马杨军
专业班级
计本021
性别
男
⒈课题研究意义及现状
预付费水,电,气一卡通系统为民用智能水表,电表,管道燃气表及小区费用管理(如卫生管理费,治安费,停车费,宽带网络费等)提供了"一卡通"管理平台;我们制作的自能水表,电表及管道燃气表,则为"一卡通"管理提供了可靠,实惠,实用的表具.两者相结合,只用一张IC卡,就能实现水,电,气及小区费用等多种收费的管理,省时,剩事,省力,不仅方便了居民生活,更有利于管理部门的集中统一控制,是今后小区智能化管理的必趋势.
一户一卡,一卡多表,每张IC卡最多可管理8块智能表,为将来系统的扩展提供了良好的技术基础.
卡中数据安全可靠,各表数据均独立存放于IC卡中,互不影响;卡中各类数据均进行加密处理,且使用校验和检错技术和写卡密码保护机制,确保卡中交易数据的可靠,准确和完整.
采用一套管理系统,功能完善,操作简单.对遗失卡用户可进行补卡操作,对换表用户可进行换表处理,对需要退费的用户可进行退费处理.
融合了IC卡预付费水表,电表,气表的各种功能特点.
适用范围:小区智能化管理;学校智能化后勤管理
随着预付费系统应用的发展,安全认证要求越来越多,要求安全系统满足不断发展的业务要求.针对安全要求的不断变化,本项目采用开放的系统架构和安全功能模块化的设计思想,通过灵活的配置,满足各种安全要求.
⒉课题研究的主要内容,预期目标和研究方案
研究内容:
本项目主要研究基于ISO-7816的智能卡技术,实现独立于SmartCos的安全认证下位机组件.
1.IC卡技术:
研究基于SmartCos的IC卡技术,实现ISO7816-4通讯.
2.智能卡框架技术:
研究基于ANSIC的智能卡技术,实现独立于COS的安全认证组件.
3.智能卡模拟技术:
研究独立于具体设备的IC卡应用组件,探索设备内嵌安全组件的软件模拟方法.
预期目标:
完成智能卡的读取,分辨,和处理相关卡的各项功能,做到安全,可靠地使用.
研究方案
基于ANSIC实现下位机软件的设备独立性,以预付费电卡表为例实现下位机的安全组件功能,实现密钥存储,传输和管理,以及与上位机的通讯和认证功能.
⒊课题进度计划
2005-1-20~2005-2-10:熟悉ISO-7816的智能卡技术.
2006-2-11~2006-3-1:熟悉E-SAM模块的功能.
2006-3-2~2005-3-25:完成智能卡读取,处理等模块功能.
2005-3-26~2005-4-1:对所做的功能进行测试,修改.
2005-4-2~2005-5-1:撰写毕业论文.
⒋参考文献
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[3]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1998
[4]张肃文,陆兆熊.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,1992
指导教师意见
指导教师签名:
年月日
论文摘要
中文摘要:本文针对IC卡式电子预付费电能表的实际设计出发,介绍了接触式IC卡智能电表的IC卡选用,及读卡器的设计与实现,着重于IC卡数据记录,读取原理介绍,功能实现过程.设计基于IC卡的预付费电子电能表系统,采用AT24CO1实现数据记录,资料保存.采用MCS-51系列单片机89C52微处理芯片与计算机串行口通讯实现微机对卡的数据操作.
关键词:智能IC卡,读写器
Abstract:
TheICcard''''schoiceofcontactedICcardsintelligent-meterisintroducesinthethesis,andthedesignandrealizationofcard-readeraswell.AccordingtothepracticaldesignofIC-Cardwiseandelectricallypreparedelectricitymeter.Andthestressisputontheintroductionofdatarecord;readingprincipleofICcardelectricallypreparedelectivelysystemisbasedonICcard.Inwhichisadoptedtofitfuldatarecordandstoreofreference,andsingle-chipcomputer89C52microprocessorcommunicationareadoptedtorealizethecomputer-to-carddataoperation.
Keywords:intelligentICcard,cardreader
目录
引言
第一章:总体方案设计与论证
第二章:IC卡系统设计与实现
2.1IC卡介绍
2.2读卡器基本原理及设计
第三章:系统硬件设计与实现
3.1标准异步串行通信接口技术
3.289C51与24C01通信的硬件设计
第四章:系统软件设计与实现
4.1模拟I2C总线数据传输编程
4.2系统软件程序流程图
附录一系统硬件电路图
附录二参考文献
----引言----
1970年,法国人罗兰德・默瑞诺(RolandMoreo)第一次将可编程的集成电路芯片(IC-IntegratedCircuit)放于卡片中,使卡片具有了更多的功能,这一发明给世界带来了极大的改变,这种卡片就是被称为IC卡的新型智能卡.
IC卡概念及分类
(1).什么是IC卡以下几种解释从不同方面对IC卡进行了描述.
①其外型和信用卡一样,但卡上含有符合国际标准化组织(ISO)有关标准的集成电路芯片(IC).
②由一个或多个集成电路芯片组成,并封装成便于携带的卡片;具有暂时或永久性的数据存储能力,其内容可供外部读取或供内部处理,判断使用;具有逻辑和数学运算处理能力,用于识别和响应外部提供的信息和芯片本身的处理需求.
③实际上,IC卡就是集成电路卡.它是一种随着半导体技术的发展和社会对信息安全性等要求的日益提高应运而生的,是一种将具有微处理器及大容量存储器等集成电路芯片嵌装于塑料基片上而制成的卡片.
在IC卡的左上角封装有IC芯片,其上覆盖有6或8个触点和外部设备进行通讯.
IC卡属于半导体卡.半导体卡片采用微电子技术进行信息的存储,处理,又可以分为:有接触点卡和无接触点卡.前者由读写设备的接触点和卡片上的触点相接触,进行信息的读写;而后者则与读写设备无电路接触,由非接触式的读写技术进行读写(例如,光或无线电技术).
有接触点卡又分为:存储卡和智能卡(带微控制器).存储卡又可分成RAM卡(可读写)和ROM卡(只读).
此外,从功能上IC卡大致可分成三类::存储器卡,智能卡(带微控制器)和超级智能卡.其中,存储器卡由于价格便宜,开发应用相对简单等原因,目前在各个领域已有大量的应用,还可以再分为以下两种:普通存储器IC卡,智能存储器IC卡等.
IC卡应用技术
IC卡是硬件与软件技术的高度结合,主要技术包含三个部分:硬件技术,软件技术及相关应用领域的专业技术.
IC卡软件,指智能卡中所出现的IC卡系统监控程序或IC卡操作系统,而IC卡操作系统则更完善,复杂.智能卡的硬件就是一个小型的微控制器系统,只是在安全方面有更多的设计而已.而软件则是智能IC卡实现其安全性的关键.
一个较完善的IC卡操作系统必须能够管理一个或多个相互独立的应用.它应能为有关应用提供相应的应用管理,传输管理,文件管理,安全管理等功能.
IC卡作为一种电子信息媒体,同磁卡,光卡等信息媒体一样,必然由计算机或相应的专用设备对其中存储的信息进行读取,分析,处理.而这种设备中往往不具备IC卡的读写接口,IC卡读写设备就是计算机同IC卡之间的接口设备.
从IC卡读写方式的角度分析,IC卡读写技术可以分为两大类:
一,通过机械触点进行电气连接,与计算机等设备进行通讯.此种类型的IC卡为接触式IC卡,它同计算机之间的接口设备为接触式IC卡读写设备,是目前应用最广泛的IC卡.
二,IC卡同计算机之间通过无线方式,如无线电波,进行通讯..此种类型的IC卡为无接触式IC卡,它同计算机之间的接口设备,即为无接触式IC卡读写设备.目前,由于技术及应用上的限制,此种IC卡的应用还不很广泛.
一般IC卡所使用的主要芯片分为通用芯片和专用芯片两大类.所谓通用芯片,就是普通的集成电路芯片,如本设计中应用的美国ATMEL公司的AT24C01两线串行连接协议存储芯片.其出厂时就有两种供货形式,一是封装成集成电路直接提供给最终用户使用,二是以裸芯片的形式提供给IC卡生产厂商封装成IC卡.裸芯片几乎没有安全性设计,也不完全符合目前IC卡的国际标准,但因其开发使用简单,价格便宜,比较适合于初期的对安全性要求不高的IC卡应用.所谓专用芯片,就是专为IC卡而设计,制造的芯片,如荷兰Philips公司的PCB2032/2042芯片.这种芯片符合目前IC卡的ISO国际标准,具有较高的安全性.
IC卡所使用的专用芯片一般分为存储器芯片和微处理器芯片两大类.存储卡使用存储器芯片作为卡芯;智能卡则使用微处理器芯片作为IC卡芯片.
IC卡常使用的存储器芯片种类及特性
存储器类型:
1.ROM(ReadOnlyMemory)
只读存储器,一次写入后不可更改或删除.一般由芯片制造商进行掩膜写入信息,价格便宜,适合于大量的应用.
2.RAM(RandomAccessMemory)
随机存取存储器,掉电后信息丢失,卡片上需电源.一般和其它种类的存储器共同使用,作为信息处理时的临时存储.
3.PROM(ProgrammableROM)
一次编程多次读出存储器,可由用户编程写入应用信息,价格较便宜适合于较大量的应用.
4.EPROM(ErasablePROM)
可在紫外线擦除之后写入信息.目前,在IC卡中已经很少应用.
5.E2PROM(ElectronicallyEPROM)
电可擦除,写入存储器.
目前,在IC卡上应用得最多的为带加密运算的微控制器(MPU+CPU)逻辑控制,管理功能,加密,解密等运算功能如:飞利浦公司的83C852等.
不带加密运算的微控制器(CPU)逻辑控制,管理等功能如:日立公司的H8系列等.
第一章:总体方案设计与论证
方案设计与论证:
电子式电能表系统一般包括:电能表部分和IC卡读写器部分,设计中IC卡是作为数据的存储中介,因而IC卡的选用十分重要.选用的IC卡应能够完成数据存储,电能表识别等功能,还应具有密码保护,数据加密的功能.数据能否正确写入IC卡,因而微机与读写器通讯也是关键.这两部分直接影响到整个系统的功能实现与否,下面对各种方案的选择进行设计和论证:
IC卡选用方案设计
方案一:采用只读识别卡
采用只读识别卡作为本系统的存储媒介,通过电能表识别IC卡持有者身份,利用微机与电能表通讯得取用户的数据信息(如:用户个人资料,预存电费,已用电费…),进行电费计费.其优点是:无须对IC卡本身进行操作,可以防止人为对卡保存的个人资料的篡改;使用寿命长,硬件成本低.缺点:需要编写专用的微机操作系统进行数据管理程序,异地通讯程序,在无微机的地域不适用,通用性不强.
方案二:采用存储卡作为本系统的存储媒介
利用微机控制专用读写器对IC卡进行数据操作(对卡充值),通过电能表读取IC卡上的数据,(预存电费,已用电量…)进行电费计费.其优点是:只要使用专用的电能表,IC卡就能通用,通用性强;硬件成本不高;其缺点是:数据保密性不强.其典型型号有:
AT24C01A/02/04/08/16/32/64二线串行E2PROM;
AT93C46/56/66三线串行E2PROM;
Microchip24LC01A/02/04/08/16/32/65二线串行E2PROM;
方案三:采用逻辑加密存储卡作为本系统的存储媒介
加密存储器卡(Securitycards接触型)内嵌芯片在存储区外增加了控制逻辑.在访问存储器前,需要核对密码.只有密码正确,才能存取数据.允许连续密码核验的错误次数很少(一般在十次以内),可以有效防止非法试探.若在限定的次数密码仍不对,则卡片死锁作废.利用微机控制专用读写器对IC卡进行数据操作(对卡充值,更改资料…),通过电能表进行密码识别,读取IC卡上的数据(预存电费,已用电量…),进行电费计费.其优点是:只要使用专用的电能表,IC卡就能通用,通用性强;数据保密性强.缺点是:较以上二种方案成本过高.典型型号有:
AT88SC101内嵌带加密逻辑1K串行E2POM(一个应用区);
AT88SC102内嵌带加密逻辑1K串行E2POM(二个应用区)
SLE4404416位带内部PIN校验的智能E2POM;
SLE44281K字节E2POM,带写保护和可编程密码;
1.1.4方案四:采用CPU卡作为存储媒介
CPU卡(SMARTCARDS接触型)内嵌芯片相当于一个特殊类型的单片机,内部除了带控制器,存储器,时序控制逻辑外,还带有算法单元和操作系统.IC卡本身可以完成所有的数据操作,其保密性更强.其特点是存储容量大,处理能力强,信息存储安全等特性,因此,被广泛应用于信息安全性要求特别高的场合.其典型型号有:
MC68HC05SC011.8KROM/36字节RAM/1KEPROM/无E2POM;
MC68HC05SC216KROM/128字节RAM/无EPROM/3KE2POM;
MC68HC05SC266KROM/224字节PAM/无EPROM/1KE2POM;
MC68HC05SC2716KROM/240字节PAM/无EPROM/3KE2POM;
MC68HC05SC2813KROM/240字节PAM/无EPROM/8KE2POM;
MC68HC05SC2913KROM/512字节PAM/无EPROM/4KE2POM;
1.1.5方案五:采用射频CPU卡
射频CPU卡(RFCPU非接触型)的信息存取是通过无线电波来完成的,主机与射频卡之间没有机械触点,其内嵌电路除了存储单元,控制逻辑外,还有电源和射频收发电路.这类卡主要用于存取频繁,可靠,安全要求特别高的场合.其优点是:IC卡与读写器无需接触,减少了机械磨损,卡的使用寿命很长,使用方便,其缺点是:读卡器电路复杂,设计成本高.其典型型号有:
型号
程序存储器容量(KB)
RAM容量(B)
AT88SC51
4
128
AT88SC52
8
256
AT88SC53
12
256
AT88SC54
16
256
AT88SC54C
16
256
AT88SC55
20
512
较以上五种方案,方案三采用逻辑加密存储卡作为数据媒,方案四采用CPU卡优于方案一和方案二.但是此方案中的逻辑加密存储卡极难买到,而且其加密,解密过程过于复杂,非有专业知识较难实现.方案四中采用CPU卡,虽然电路简单,成本亦不高,但是IC卡的内部数据处理过程较复杂,设计无需采用该类IC卡,而射频CPU卡由于电路复杂,成本较高,调试较困难,根据本设计的特点和比较各种方案的可行度等因素,决定采用方案二选用存储卡作为数据存储媒介,其数据保存,传输与方案三中基本相同,设计电路简单.保密性通过程序加密完成,在设计中,以非加密存储器卡作为售电的传输媒质,具体型号是ATMEL公司的AT24C01A,二线串行E2POM.用VC++再微机上编制相应的售电管理系统,配以相应的读卡器实现对IC卡的初始化,卡号识别,充值等操作.
第二章:IC卡系统设计与实现
IC卡介绍
2.1.124C01的基本原理:
24C01的特点是单相电源供电,工作电压范围宽:2.5~5.5V;低功耗CMOS技术(100KHZ,2.5V和400KHZ,5V兼容),自定时写周期(包含自动擦除),页面写周期的典型值为2ns,具有硬件写保护.
器件型号24C01的结构和引脚如图所示:
其中:SCL---串行时钟端
SDA---串行数据端
WP---为写保护,当WP为高电平存储器只读;当WP为低电平时存储器可读可写.
A0,A1,A2---片选或块选
SDA为漏极开路端,需接上拉电阻到VCC.数据的结构为X8位.信号为电平触发,而非边沿触发.输入端内接有滤波器,能有效抑制噪声.自动擦除(逻辑"1")在每一个写周期内完成.
24C01采用I2C规程,运用主从双向通信.器件发送数据到总线上,则定义为发送器,器件接收数据则定义为接收器.主器件(通常是微控制器)和从器件可工作与接收器和发送器状态.总线必须有主器件控制,主器件产生串行时钟(SCL),控制总线的传送方向,并产生开始和停止条件.串行E2PROM为从器件.无论主控制器,还是从控制器,接受一个字后必须发出一个确认信号ACK.
开始和停止位控制总线有效.操作在开始位控制下开始,再停止位控制下结束.开始位为SCL为低,SDA由高到低变化.停止位为SCL为高时,SDA由低到高变化.
当SCL为高时,数据稳定有效,在SCL脉冲的低电平期间数据SDA改变,变为所传输的数据位.对每一个SCL脉冲,只能传送一位数据.
2.1.2控制字节要求:
开始位以后,主器件送出8位控制字节.控制字节的结构(不包括开始位)如下所示:
1010
A2A1A0
R/W(1/0)
I2C从器件地址
片选信号
读写控制位
说明:
(1).控制字节的第1~4位为从器件地址位(存储器为1010).控制字节中的前4为码确认器件的类型.此4位码右飞利浦公司的I2C规程所决定.1010码即为从器件为串行E2PROM的情况.串行E2PROM将一直处于等待状态,直到1010码发送到总线上为止.当1010码发送到总线上,其他非串行E2PROM从器件将不会影响.
(2).控制字节的第5~7位为1~8片的片选或存储器内的块地址选择位.此三个控制位用于选片或者内部块选择.此处24C01内部无连接.
器件
容量
(Kbit)
内部块数
页面字节
控制字(位)
引脚
A2A1A0
A2A1A0
24LC01B,24C01
1
1
8
XXX
内部无连接
A2,A1,A0引脚无内部连接,这三位无关紧要;作为器件选择的,可接高电平或低电平.
(3).控制字节第8位为读,写操作控制码,如果此位为1,下一字节进行读操作(R);此字节为0,下一字节进行写操作(W).
当串行E2PROM产生控制字节确认位以后,主器件总线上将传送相应的字地址或数据信息.
2.2读卡器基本原理及设计
2.2.1确认要求:
在每一个字节接收到后,接收器件必须产生一个确认信号位ACK.主器件必须产生一个与此确认位相应的额外时钟脉冲.若不在从器件输出的最后一个字节中产生确认位,主器件必须发一个数据结束信号给从器件.在这种情况下.从器件必须保持数据线为高电平(用ACK表示),使的主器件能产生停止条件.
2.2.2写操作:
1.字节写:
在主器件发出开始信号以后,主器件发送写控制字节即10101A2A1A00(其中R/W控制位为低电平"0").指示从接收器被寻址,由主器件发送的下一个字节字地址将被写入到24C01的地址指针.主器件接受来自24C01的另一个确认信号以后,发送数据字节,并写入到寻址的存储器地址.24C01再次发出确认信号,同时主器件产生停止条件P启动内部写周期.在内部写周期内24C01将不产生确认信号.如下图:
2.页面写:
如同字节写方式,先将写控制字节,字地址发送到24C01,接着发N个数据字节,主器件发送不多于一个字节的数据字节到24C01,这些数据字节暂时存在片内页面缓存器中,在主器件发送停止信号后写入常数.如果主器件在产生停止条件以前要发送多于一页字的数据,地址计数器将会循环,并且先接收到的数据将被覆盖.象字节写操作一样,一旦停止条件被接收到,则内部写周期将开始.见下图:
3.写保护
当WP端连接到VCC,24C01可被用做串行ROM,编程将被禁止,且整个存储器写保护.
2.2.3读操作:
当从器件地址的R/W位被置为"1",启动读操作.存在三种基本读操作类型;读当前地址内容,读随意地址内容.
1.读当前地址内容:
24C01片内包含一个地址计数器,此地址计数器保持被存取的最后一个字的地址,并在片内自动加1.因此,如果以前存取(读或者写操作均可)的地址为N,下一个读操作从N+1地址中读出数据.在接收到从器件的地址中R/W为1的情况下,24C01发送一个确认位,并且送出8位数据字.主器件将不产生确认位(相当于产生ACK),但产生一个停止条件.24C01不再继续发送.见下图:
2.读随意地址内容:
这种方式允许主器件读存储器任意地址内容,操作如下图表示:
主器件发出1010A2A1A0后发W位,再发读的存储器地址,在接收到从器件的确认位ACK后产生一个开始条件S,以结束上述写过程,再法一个读控制字节,从器件24C01在发ACK信号后发出8位数据,主器件发ACK后发出一个停止位,24C01不再发后续字节.
3.读顺序地址内容:
读顺序地址内容的方式与读随意地址内容的方式相同,只是在24C01发送第一个字节以后主器件不发ACK和STOP.而是发ACK确认信号,控制24C01发送下一个顺序地址的8位数据字,直到X个数据读完.见下图表示:
4.防止噪声:
24C01使用了一个VCC门检测器电路.在一般条件下,如果VCC低于1.5V,门检测器对内部擦,写逻辑不使能.
SCL和SDA输入端接有施密特触发器和滤波器电路,即使在总线上有噪声存在的情况下它们也能抑制噪声峰值以保证器件正常工作.
第三章:系统硬件设计与实现
3.1标准异步串行通信接口技术
3.1.1RS-232C总线标准接口:
RS-232标准接口的全称是:"使用二进制进行交换的数据设备和数据通信设备(DCE)之间的接口".计算机,外设,显示终端等都属于数据终端设备,而调制解调器则是数据通信设备.RS-232在通信线路中的连接的方式如下图所示:
"RS-232C"中的RS是RECOMMENDEDSTANDARD的缩写.232是标识符,C表示此标准修改了三次(原来有过RS-232A,RS232-B标准)
RS-232C定义了20根信号线,其中最常用的信号线的定义,分类及功能见下表:
引脚号
信号名称
简称
方向
信号功能
1
保护地
-
-
接设备外壳,安全地线
2
发送数据
TXD
DCE
DTE发送串行数据
3
接收数据
RXD
DTE
DTE接收串行数据
4
请求发送
RTS
DCE
DTE请求切换到发送方式
5
清除发送
CTS
DTE
DCE以切换到准备接收(清除发送)
6
数传设备就绪
DSR
DTE
DCE准备就绪
7
信号地
-
-
信号地
8
载波检测(RLSD)
DCD
DTE
DCE已接收到远程信号
20
数据终端就绪
DTR
DCE
DCE准备就绪
22
振铃指示
RI
DTE
通知DTE,通信线路以妥
电气特性:
由于RS-232C是早期(1969年)为促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准,其逻辑电平是对地对称的,与TTL,MOS逻辑电平完全不同.逻辑0电平为+5V~+15V之间,逻辑1电平为-5V~-15V之间,因此,RS-232C驱动器与电平连接必须经过电平转换.
RS-232C由于发送器和接收器之间具有公共的信号地,不能使用双端信号,因此,共膜噪声会耦合到信号系统中,这是迫使RS-232C使用较高传输电压的主要原因.即使如此,该标准的信号传输速率也只能达到20KB/S,而且最大距离仅15M.只有在这种条件下才能可靠地进行数据传输.下表列出了RS-232C的主要电器性能:
不带负载时驱动器输出电平V0
<25V(-25~+25V)
负载电阻RL范围
3~7K
负载电容(包括线间电容)CL
+3V
传号(MARK)或逻辑"1"时
驱动器输出电平
-5~-15V
在负载端
<-3V
输出短路电流
<0.5A
驱动器转换速率
<30V/us
驱动器输出电阻R0
<300)(在断电条件下测量)
3.1.2RS-232C总线标准连接系统:
当计算机与终端之间利用RS-232C作近程连接时,这时有几根线实现交换连接.
下图为计算机与读写器(终端)之间利用RS-232C连接的最常用的交叉连线图.图中"发送数据"与"接收数据"是交叉相连的,使得两设备都能检测出对方是否已经准备好.
3.1.3MAX232芯片及接口电路:
MAX232芯片介绍:
MAX232芯片是MAXIM公司生产,包行两路接收器和驱动器的IC芯片,适用于各种EIA-232C和V.28/V.24的通信接口.MAX232芯片内部有一个电压变换器,可以把输入的+5V电源电压变换成为RS-232C所输出电平所需的10V电压.所以,采用此芯片的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了.对于没有12V电源的场合,其适用性更强.
MAX232芯片的引脚结构如图:
实际RS232接口电路:
在实际中,器件对电源噪声很敏感.因此,VCC必须对地加去耦电容C5,其值为0.1F.电容C1,C2,C3,C4取同样数值的钽电解电容1.0F/16V,用以提高抗干扰能力,再连接时必须尽量靠近器件.
注意:如使T1IN接单片机的发送端TXD,则PC机的RS-232的接收端RSD一定要对应接T1OUT引脚;同时,R1OUT接单片机的RXD引脚,PC机的RS-232的发送端TXD对应接R1IN引脚,其接口电路如下图:
3.289C51与24C01通信的硬件设计
3.2.189C51与24C01通信的硬件电路图(见附图)
图为89C52微控制器与24C01串行EEPROM的典型连接.图中P1.6提供24C01的时钟SCL,P1.7和24C01内部进行数据传送,A2A1A0内部无连接,为无关位.
注意:图中的WP为EEPROM的写保护信号,高电平有效,因为我们要进行写入操作,所以只能把它接低电平.
第四章:系统软件设计与实现
4.1模拟I2C总线数据传输编程:
24C01系列是采用I2C接口的串行EEPROM器件.而51系列单片机大多无I2C总线接口功能,这就要靠软件来模拟了.
I2C总线在标准方式下的最高时钟频率为100KHZ,时钟信号最小时端为4.7S,高电平时端不得小于4S,这就决定了器件的最大传送率不大于10KB/S.可用展宽TLOW的办法来降低数据传送率.
用普通I/O线模拟I2C总线数据传送时,必须遵从定时规范.下图绘出了启动,停止,发送应答ACK("0"数据位)以及发送反态应答位("1"数据位)的时序规范.
常用程序段编程:
4.1.1产生起始位和停止位:
如果单片机所用晶体振荡器的频率为6MHZ,则每个周期为2S根据上图的(A),(B),我们可分别写出产生时钟SCL和SDA的发送起始条件和停止条件两段子程序.本设计中晶体频率并非6MHZ,而是使用12MHZ的晶振频率,则要相应增加各程序段中NOP指令的条数,NOP指令应增至4条以满足时序的要求.
(A).发送起始条件STAT(B).发送停止条件STOP
STA:SETBP1.7STOP:CLRP1.7
SETBP1.6SETBP1.6
NOPNOP
NOPNOP
NOPNOP
NOPNOP
CLRP1.7SETBP1.7
NOPNOP
NOPNOP
NOPNOP
NOPNOP
CLRP1.6CLRP1.7
RETRET
4.1.2发送应答位和反态应答位子程序:
如上图(C),(D)编出ACK和ACK的发送子程序:
(A).发送应答位ACK(B).发送反态应答位ACK
MACK:CLRP1.7MNACK:SETBP1.7
SETBP1.6SETBP1.6
NOPNOP
NOPNOP
NOPNOP
NOPNOP
CLRP1.6CLRP1.6
SETBP1.7CLRP1.7
RETRET
4.1.3应答位检查子程序:
在I2C中总线数据传送中,接收器收到发送器传送来的一个字节后,必须向SDA线上返送一个应答位ACK,表明此字节已经收妥.本子程序使单片机产生一个额外的时钟(第九个时钟脉冲,在脉冲的高电平期间读ACK应答位,并将它的状态被复制到FO标志中以供检查.若有正常ACK,则FO标志为0,否则为1.
CACK:SETBP1.7;P1.7作为输入
SETBP1.6;第9各时钟脉冲开始
NOP
MOVC,P1.7;读SDA线
MOVFO,C;转存入FO中
CLR;时钟脉冲结束
NOP
RET
4.1.4字节数据发送子程序:
由于是SDA接在并行口,无移位寄存器,因此数据通过指令完成移位在从P1.7串行输出.遵循时序要求数据在时钟低电平时变化,高电平时稳定,每一个时钟脉冲传送一位,编写字节数据传送子程序.
该子程序的入口条件时待发送的字节位于累加器ACC中.
WRB:MOVR7,#8;位计数器初值
WLP:RLCA;欲发送位移入C中
JCWR1;此位为1,转入WR1
CLRP1.6;此位为0,发送0
SETBP1.7;时钟脉冲变为高电平
NOP;延时
NOP
NOP
NOP
CLTP1.6
DJNZT7,WLP
RET
WR1:SETBP1.7
SETBP1.6
NOP
NOP
CLRP1.6
CLRP1.7
DJNZR7,WLP
RET
4.1.5字节数据接收子程序:
该子程序的功能是在时钟的高电平时数据以稳定,读入一位,经过8个时钟从SDA线上读入一个字节数据,并将所读字节存于A和R6中.
RDB:MOVR7,#8;R7存放位计数器初值
RLP:SETBP1.7;P1.7输入
SETBP1.6;SCL脉冲开始
MOVC,P1.7;读SDA线
MOVA,R6;取回暂存结果
RLCA;移入新接收为位
MOVR6,A;暂存入R6
CLRP1..6;SCL脉冲结束
DJNZR7,RLP;未读完8位,转RLP
RET;8位读完,返回
4.1.6N个字节数据发送子程序:
子程序入口条件:
控制字节1010A2A1A0W以存放在片内RAM的SLA单元中.
待发送数据各字节已位于片内RAM以MTD+1为起始地址的N个连续单元中.
NUMBYT单元中存有欲发送数据的字节数.
24C01接收到数据的存放首址存放在片内RAM和MTD单元.
WRNBYT:PUSHPSW;保护现场
WRNBYT1:MOVPSW,#18H;改用第3组工作寄存器
CALLSTA;发起始条件
MOVA,SLA;读写控制字节
CALLWRB;发送写控制字节
CALLCACK;检测应答位
JBFO,WRNBYT;无应答位,重发
MOVR0,#MTD;有应答位,继而发数据,第一个数据为首址
MOVR5,NUMBYT;R5存读数据字节数
WRDA:MOVA,@R0;读一个字节数据
LCALLWRB;发送此字节
LCALLCACK;检测ACK
JBFO,WRNBYT1;无ACK,重发
INCRO;调整指针
DJNZR5,WRDA;尚未发完N个字节,继续
LCALLSTOP;全部数据发完,停止
POPPSW;恢复现场
RET;返回
4.1.7读,写数据程序:
从24C01的当前地址开始读出N个字节数据存入片内RAM以MRD为首地址的N个单元中.
这段子程序的入口条件:
片内RAM中的SLA单元存有1010A2A1A0R读控制字节.
NUMBYT单元中存有欲接收数据的字节数
子程序的出口条件:
所读完的数据将存入片内RAM以MRD为首地址的N个连续单元内.
RDNBYT:PUSHPSW;发送起始条件
RDNBYT1:MOVPSW,#18H;读入读控制字节
LCALLSTA;发送读控制字节
MOVA,STA;检测ACK
LCALLWRBYT;无ACK,重新开始
LCALLCACK;接受数据缓冲区指针
JBFO,RDNBYT1;读一个字节
MOVR1,#MRD;存入接收数据缓冲区
GO-ON:LCALLRDB;未全接收完,转ACK
MOV@R1,A;以读完所有字节,发ACK
DJNZNUMBYT,ACK;发停止条件
LCALLMNACK
LCALLSTOP
POPPSW
RET
ACK:LCALLMACK;发ACK
INCR1;调整指针
AJMPGO-ON;继续接收
4.2系统软件程序流程图
4.2.1PC机通讯软件框图:
4.2.2单片机通讯软件框图:
附录一:
附录二参考文献
[1]康华光编.电子技术基础―模拟部分.第四版.北京:高等教
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[4]蔡美琴.张为民.沈新群.张荣娟主编.MCS-51系列单片机系
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[5]李朝青编.PC机及单片机数据通信技术.北京:航空航天大
学出版社,
[6]王卓人.邓晋钧.刘宗祥编.IC卡的技术与应用.电子工业出
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[7]丁元杰主编.单片微机原理及应用.第二版.北京:机械工
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[9]周明德主编.微型计算机系统原理及应用.第三版.北京:清华大学出版社,1998年.
[10]王爱英.智能卡技术――IC卡[M].北京:清华大学出版社,2000
基于IC卡预付费电子电能表系统设计与实现
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接收数据
发送数据
RXD
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终
端
接收数据
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TXD
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计
算
机
屏蔽地
数据终端就绪
数据终端就绪
数据终端就绪
数据终端就绪
数据通信毕业论文范文第7篇
关键词：继电保护；课程；教学模式
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）01-0033-02
电力系统、计算机技术、电子技术与通信技术的飞速发展给电力系统继电保护不断注入了新的活力，提出新的要求。现代电力系统是高度数字化、信息化和自动化的超大区域网络结构，电力系统继电保护是对其安全稳定运行至关重要的一门技术[1]。21世纪继电保护的未来发展趋势是计算机化；网络化；保护、控制、测量、数据通信一体化；智能化[2]。以新疆农业大学（以下简称“我校”）为例，在现有教学模式基础上，本文探讨继电保护课程教学中提高学生实践与创新能力的方法，为将学生培养成具有实践能力、创新精神的人才而努力，为该课程的教学改革提供理论支持和智力保证。
一、电力系统继电保护课程的特点
我校“电力系统继电保护原理”课程理论教学36
学时，网络教学6学时，总计42学时，作为电气工程及自动化及农业电气化与自动化的专业必修课，设置在大四上学期初；“微机继电保护”课程共26学时，均为课堂理论教学学时，作为专业选修课安排在“电力系统继电保护原理”结束后的大四上学期末开设，目的是顺应现代电力系统高度数字化的趋势，让学生了解现代数字式继电保护硬软件的知识，内容涉及到原理、保护算法、硬软件设计方法等；“继电保护课程设计”为期一周，与“微机继电保护”同时安排在大四上学期期末，目的是培养学生综合运用所学的基础理论知识分析与解决电力系统中的实际问题的能力[3]。
二、继电保护课程教学存在的问题
为适应现代数字电力系统继电保护技术的新发展，目前我校继电保护的教学内容已加入“微机继电保护”，作为少学时内容与“电力系统继电保护”共同设置在大四上学期，同时开设的其它几门专业课使得学生大四上学期课程较为集中，学习任务量较大。此时学生即将面临毕业设计开题、复习考研或找工作，第一学期过高的学习任务和课程的相对集中对其学习效果有一定影响；在课程教学上，基本停留在传统模式：即利用板书或者多媒体课件形式，将继电保护原理及其实现方法按照教材的章节和顺序进行课堂讲授，这主要存在以下几个问题。
（一）重理论，轻实践，无法提高学生的实践能力与创新精神
对教师而言，继电保护原理单纯靠板书或多媒体课件较难讲透；对学生而言，继电保护内容比较抽象且实践性强，知识描述更需要形象化演示去理解，配合学生自主实践学习才会有好的效果。比如，“零序过电流保护原则上是按照躲开在下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流来整定”，若单纯由教师口头讲授原理，学生难以理解； “微机继电保护”课程主要分析现代数字式继电保护软硬件相关知识，内容涉及原理、保护算法、硬软件设计方法等。若单纯讲解微机继电保护算法，使学生难以消化，从而会削弱其学习的积极性。
（二）教学理念不够强，教学内容需要优化
继电保护课程组与“单片机技术”、“数字信号处
理”、“电力系统自动化”、“高低压电气设备”等课程有很多联系，但教学上往往孤立、脱节，缺乏全局梳理，使学生对继电保护完整系统缺乏全面认识。课堂上，教师若能将继电保护教学作为一个整体，以实例联系相关课程内容，紧跟行业发展前沿并且结合实践，教学效果会更好；此外，目前继电保护教科书内容繁多，与其他专业课程也有所重复，需要对课程内容进行整合优化。
（三） 学生自主选择力不强
学生对继电保护内容的兴趣点各有不同，部分学生未来并不从事继电保护工作，或考研方向与此关系不大。目前情况是，继电保护课程组教学课时相对较多，内容较为宽泛，对于上述内容部分学生显得索然无味，学生根据自己情况自主选择的能力不够强。为此，以学生为本，可以在课程形式上稍做一些调整。
三、教学模式的探索及实践
针对继电保护课程教学存在的问题，本文探讨了几种改进模式和方法，且部分已开始具体实施，取得了一定的教学效果。
（一）优化专业培养计划
将原本设置在大四上学期分开教学的“电力系统继电保护原理”和“微机继电保护”两门课整合为一门，设置在大三下学期。“继电保护课程设计”可设置在大四上半学期。这样设置有两方面考虑：内容上，减少学生学习任务量，突出重点，使教学有针对性。比如，可缩减“电力系统继电保护原理”教材中电磁型继电器、断路器等与“高低压电气设备”教材有所重复的内容，减少或者删除“微机继电保护”教材中与“微机原理与应用”、“单片机技术”“数字信号处理”等相关课程的重复内容；时间上，我校电气专业学生于大三至大四暑假期间设置了为期5周的发电厂生产实习，实习前对继电保护内容的理论学习，为生产实习期间学生对继电保护装置、电力系统设备等内容建立感性认识打下基础，从而提高学生的实践与创新能力。
（二）改进教学手段与教学方法
教师可采用多样化的教学手段和方法进行教学。以传统教学手段为辅，以现代化网络媒体、实验教学等方式为主。以提高学生学习的积极性及其实践创新能力为目的，建立学生对电力系统继电保护的整体概念，使学科前沿知识与教材内容相结合，课堂教学与实践教学相结合。
1.网络课程建设。利用学校现有网络平台，上传电子教案、视频，演示动画等资源，并建立一套自测系统，使学生可以主动借助网络课程平台观看和使用这些资源。教案、课件既可以作为学生的预习资源以及弥补疏漏的课后复习资料，也可以作为教师选择的教学资源库；视频资源以声、像集合的形式使学生直观了解继电保护的动作过程及原理；具有交互性的演示动画可以提高学生学习的趣味性，比如，利用FLASH将继电保护动作过程制作成SWF动画，或用Visual C++开发保护动作演示模块[4]；自测系统可以使学生在正式考试前自我检测，弥补疏漏的知识点。利用网络交互平台有助于增强课后教师与学生之间的互动性，使教师及时了解学生遇到的问题并展开网上讨论，以提高学生对课程学习的主动性。因此，网络资源的建设需要教师有针对性地选择教学内容，或利用专业软件开发演示模块，并及时更新资源。目前，我校网络课程建设已取得初步成果。
2.实验平台建设。微机保护已成为当前继电保护的主要形式。华北电力大学、湖南大学等高校先后自主开发了微机型线路保护教学仿真实验装置。实验平台建设思路为面向实践平台的建设，使学生能够对本专业内容形成完整的知识链[5]。我校可采用引进设备或者利用现有教师队伍和资源对微机继电保护实验设备进行开发。目前，我校基于TMS320F28335+PC机的继电保护教学实验平台的研制正在进行。
实验平台可作为本专业教学科研平台，不仅方便用于学生实验、课程设计和毕业设计，也可以作为教师的科研平台。该平台能够使学生直观了解微机继电保护硬件结构，并且通过配置不同的软件模块实现不同原理、不同对象的继电保护功能；开设综合性实验和设计性选做实验，有利于提高学生的积极性及实验、设计能力，有助于开阔学生的视野、发挥创新能力。
3.课程设计内容优化，加强毕业论文设计。课程设计是培养学生的实践能力、创新能力和综合能力的重要环节[6]，在传统设计内容基础上可以充分利用实验平台，先进行整定计算，后在平台上模拟故障时继电保护动作；建立以任务驱动，由教师引导、学生进行自主探究学习的框架。根据继电保护原理建立主题，比如，电流保护、距离保护、纵差保护等；也可以根据继电保护对象形成“主题”，比如，电力变压器保护、输电线路保护等。
课程设计可以在大三下学期上课期间布置下去，使学生带着问题学习，并结合大三暑假为期五周的“发电厂生产实习”，使课程设计更具针对性、实践性，从而激发学生的创新意识。此外，通过毕业论文的设计强化为工作打下基础。
4.完善评价体系。适应新的教学方法与手段，改进传统课程考核评价方式。继电保护理论课成绩应综合考勤、课堂表现、小组讨论、平时作业、网络自测、综合实验等教学环节进行考评。将平时成绩比例增大，有利于激发学生平时学习的积极性；课程设计可以对每个学生进行公开答辩及严格书面考核；毕业论文（设计）成绩评定标准应以提高学生的实践与创新能力为目的，综合文献综述、论文质量、创新能力、实验态度等因素进行考评。
本文以新疆农业大学电气工程专业、农业电气化专业为例，对继电保护课程的教学模式进行探索与实践，重点激发学生平时学习的主动性，使其能够掌握必要的工程技术、测试方法以及先进设备的研究方法。若能将每个环节都做好做实，师生就能在一整套良好有序的教学体系中受益，从而培养出适应智能电网时代、具有实践能力、创新精神的人才。
参考文献：
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数据通信毕业论文范文第8篇
关键词： 光纤通信；实践教学；OptiSystem；SDH
TN929.11-4
一、“光纤通信”实践教学现状与问题
光纤通信课程[1-4]是适应当代通信技术发展应用所开设的，是通信工程专业的专业必修课程，具有很强的专业实用性和实践性。随着社会技术发展和企业对从业人员的专业能力提出了更高的要求，传统的实践教学[5-7]内容和方法已经不能满足现代企业对学生专业能力培养的要求。结合我校“技术立校，应用为本”的办学方针，本文结合在光纤通信课程中的教学和科研以及当前学生的就业现状，进行一系列的实践教学改革和探索，从实践教学内容、教学方法、成绩考核等方面进行相关探讨和研究。
二、“光纤通信”实践教学改革思路与举措
（一）改革思路
光纤通信实践教学主要由光纤通信实验、光纤通信课程设计、光纤通信设备应用实践三大模块构成。每个模块侧重点各有不同，三大块模块一起构成了与理论知识紧密联系，贴合光纤通信实际应用，以应用为基础，提高学生实践能力的实践教学体系。
1.光纤通信实验与理论内容紧密联系，进一步巩固了理论内容。
光纤通信实验课程是结合理论课程《光纤通信》安排的实践课程，教学目标是通过本课程的教学和实践，进一步巩固和加深光纤通信原理理论知识的理解，提高综合运用所学知识来验证光纤通信原理的能力，理论与实践密切结合，相辅相成。实验着眼于提高学生的动手能力，要求学生通过实验环节，能正确使用仪器设备，掌握测试原理；掌握光纤器件和光纤系统的工作原理；提高学生分析问题和解决问题的能力。
目前，光纤通信实验课程课时是16课时，主要在光纤通信实验箱上来完成。在实验内容设置中，侧重对光纤通信及光器件的基本原理、光纤传输系统构成及性能指标等进行实践操作。实验内容从光源P-I曲线，到光纤通信传输系统构建，由局部到系统，层次分明，重点突出，注重培养学生对理论知识的巩固和理解。
2.光纤通信课程设计着重培养光纤通信的软件设计能力
光纤通信课程设计是在完成光纤通信实验课程的基础上开展的，是进一步实践后续课程，主要训练学生在一种通用光纤通信软件设计平台（如OptiSystem）上进行光纤通信系统设计的能力，培养学生光器件设计和各类光网络构建及分析能力，培养利用设计软件工具对设计任务进行总体设计和分析、完成的能力，进一步提高和深化学生对光纤通信的实践能力。
课程设计提供8个以上设计题目，设计课题有光纤器件的分析、系统构建、系统优化，内容分布广泛，层次分明。整个设计流程按照课题分析、设计方案论证、设计调试、撰写课程设计报告、答辩五个环节进行。
3.光纤通信设备实践与通信行业紧密贴合，增强对光纤通信设备的实践操作应用能力
随着光纤通信的发展，光同步网（SDH）网络在宽带网络的建设中发挥着重要的作用。光纤通信课程引进中兴通信的光纤传输平台，开设专门的光纤通信工程实践训练课程，通过中兴工程师和专业教师共同授课的方法，在光纤通信实验和课程设计基础上，进一步深层次加强学生的实践能力培养。
光纤通信工程实践训练内容包括SDH光传输设备实践，实践设置贴合通信行业实际应用，加深学生对光通信设备的构成和原理的理解和认识，培养学生对光通信设备的连接、设置、调试、运行、维护能力，提高学生对大型光通信设备实践操作能力。
（二）具体实施举措
在光纤通信三大模块的实践教学中，要求学生通过每个模块的实践过程，进行详细的学习、观察、体验、思考，使得理论和实践能够紧密结合。在O置实践项目过程中，突出重点，结合课程内容，尽量充实安排实践内容。在学生的实践过程中，要求学生能够综合运用了所学的理论知识，提高实践技能，熟悉完整的系统设计和实现过程，掌握大型设备的配置和调试过程，对于今后从事相关领域的系统设计、开发和维护提供了宝贵的经验。
1.光纤通信实验内容和课程内容紧密结合，并且从基础验证、综合性、设计性三方面进行了设置，完成实验内容的优化。实验设备包括微机、光功率计、光纤、光无源器件、示波器、数字万用表、图像显示器、电源模块、信号源模块、光发送模块、光接收模块、电话接口模块、误码模块、图像接口模块、PCM 编译码模块、CMI编译码模块、HDB3编译码模块、CPLD下载模块等组成，可以应用不同的模块来组成不同的光纤通信系统，如：模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统、光波分复用传输系统、图像光纤传输系统等。
在实验讲授教学过程中，采取结合课程内容，回顾相关理论知识的教学方法，介绍实验原理，讲解实验步骤，分析实验结果。如：在实验“半导体光源P-I特性曲线测试”中，首先带领学生回顾理论课中讲解的公式两种光源LED和LD的工作原理及其区别，回顾P-I曲线的表现有何区别，并介绍两种光源的特性，进一步回顾半导体光源阈值电流Ith的概念和物理意义。并指导学生完成相应的测试工作。这样讲解之后，学生既巩固了理论知识又明确了实验内容，通过对比加深了对理论知识和实验原理的掌握。
2.光纤通信课程设计主要充分通过光纤通信系统仿真软件，如Optisystem，使得学生能够模拟仿真光纤元器件及系统的设计和整个过程。在系统仿真实验中，学生可以随意调整波形参数等，对一个光学元器件甚至整个通信系统进行优化设计和性能仿真，直观地模拟信息在光纤通信系统中的整个传输过程。要求学生能够分析原理，设计软件流程，能够搭建整个过程，并通过光谱仪等仪器器件对结果进行观察和分析。
如设计“PIN光电二极管的噪声分析”，要求学生首先分析影响光接收机性能的主要因素，即接收机内的各种噪声源。并能分析计算接收机中的放大器本身电阻产生的热噪声和放大器的晶体管引入的散粒噪声。要求学生完成设计整个软件流程，并搭建实现，如图1所示。要求学生根据数据模拟得到定量的分析和计算，观察热噪声和散粒噪声对最终传输的信号质量的影响，观测不同噪声对整个系统性能的影响程度的大小。
3.光纤设备实践要求在SDH课程知识基础上，在行业大型设备中能够根据理论知识进行配置、调试，进行数据通信。这就要求学生对SDH的基础知识、SDH网络的自愈能力、SDH环型组网、通道层或者复用段层的自愈环等要理解透彻。我们以中兴通信公司的SDH光传输设备为实验平台，使学生可以接触到包括光传输、数据网络和智能业务平台等方面先进的光通信技术。要求学生熟悉ZXMPS325传输设备的整机和单板硬件，并掌握SDH 的部分测试方法； 要求学生能够基于网管E300软件，自主完成对网元业务的设置、数据修改和监视，实现SDH通道保护链和复用段保护等配置及性能测试。
如，对“二纤双向通道保护的配置原理和实践”，首先要求学生理解掌握SDH的复用结构和过程，掌握二纤双向通道保护的工作原理，要求学生能够根据业务，分析网络拓扑结构，分析I务传输过程，掌握通道保护配置方法。如图2所示：
三、“光纤通信”实践教学考核与评价
目前，光纤通信实践课程的三大模块采用不同的考评机制，主要侧重学生的实践操作能力和过程，强调学生对实践结果的分析能力，注重学生的创新能力。
在光纤通信实验的实践环节中，实验成绩考评是由平时实践操作和实验报告组成。在实验报告中，注重学生对实验及设计结果的分析及现象总结、实验中产生问题的解决办法、对实验的新设想等。
课程设计实践环节的成绩考评由课程设计过程、测试（独立演示）课程设计结果、课程设计报告和答辩成绩组成。教师根据学生实际操作情况给出过程成绩，根据演示过程和结果，给出相应的设计结果成绩；根据设计报告的内容和格式规范，要求课程设计报告格式按照科技论文要求撰写，为学生将来做好毕业论文打下一定的基础，并给出相应的设计报告成绩；在答辩过程中，侧重考查学生的思考和创新能力，以及对整体系统的设计能力，并给出相应的答辩成绩。
光纤通信设备实践训练的成绩考评由实践操作，答辩环节和实践报告构成。注重学生的实践操作能力，对原理的理解能力，报告撰写的规范性。提高学生在实践中理解理论知识的能力。
四、“光纤通信”实践教学改革成效
通过对光纤通信的实践体系的结构、教学内容、教学手段、考核方式进行了一系列的改革，学生的实践效果和质量明显得到了提升。在今后光纤通信的实践教学过程中，只有进一步突出工程应用实践操作能力、强化创新培养特色，不断提高学生的学习兴趣，激发学生的学习主动性，提高相关领域从业的综合职业能力，才能达到培养高素质通信专业人才的目的。
参考文献
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数据通信毕业论文范文第9篇
1．1来自培养方案和课程体系的需求众所周知，目前国内各普通高校的计算机专业本科人才培养方案，基本是以国际主流的ACM和IEEE系列课程教学计划即著名的计算学科教学计划2004(ComputingCurricula2004，简称CC2004)为主制订的，CC2004列出该专业学生建构其领域核心知识体系结构框架所必需的核心知识单元模块，并基于此开设相应的专业课程。计算机网络或曰面向网络的计算便是其中之一的重要核心知识单元。［1］［2］多年来的教学实践和反馈表明，仅仅开设《计算机网络》一门课程，对于主要以培养工程应用型本科毕业生、以满足学生就业和在该行业领域内生存与职业发展需求为主的普通高校，以及具有自主设置目录外二级学科网络工程专业、定位于为社会培养网络工程师的高校而言，还远远不足，对课程体系的研究与改革、整合与建设势在必行。参考笔者《普通高校工程型应用型网络人才培养专业方向课程改革与实践初探》一文，［3］将计算机网络这一公认的较难学懂、理论与实践性较强的课程作为基础入门性的必修课程，通过网络工程与技术、网络管理、信息安全、网络程序设计、Web开发技术等一系列后续拓展的特色课程群，构建出一个完整的网络专业课程体系和具有特色及优势的专业方向课程群。［4］例如:可以形成以网络工程与技术、网络管理、信息安全等课程为主的、适当偏硬的系统集成/组网工程类网络人才的培养路线，其未来的职业定位以网络工程师、网络/系统管理员为主;或者也可以形成以网络程序设计、WEB开发技术等课程为主构成的、适当偏软的网络应用系统研发/站点设计类网络人才的培养路线，其未来的职业定位以软件工程师、网站站长等为主。基于课程整合和课程体系/课程群建设的理念，改革人才培养方案和教学内容与教学方法，并开展配套实验教学条件的建设。如图1所示，在建设网络工程专业实验室时，需要统筹规划，兼顾多门专业课程的实践教学需求，并配合课程群的建设需要，避免出现很多高校把专业实验室建成了计算机机房、仅有联网PC机数量优势的普遍现象。1．2来自课题研究型教学环节和课外延伸教育的需求毋庸置疑，普通高校网络工程专业的人才培养，应以大力培养学生的动手实践能力和适应社会需求的职业技能为首要目标，同时支撑专业方向上的课程群(课程体系)的建设。因此，实验室的建设在满足课程内的实验教学需求的同时，还要考虑到课程设计环节，以及校内实习实训基地、毕业设计/毕业论文环节的条件改善和综合实践教学体系建设的需要。只有充分运用好这些配套的实践教学环节，才能使学生在网络工程的方案规划设计、网络系统管理与运行维护、网络程序设计与开发、网络设备配置与安全保障等方面的动手实践技能得到综合训练和提高。由于近年来社会和IT行业对网络工程、网站建设、网络运行管理和安全维护等方面的人才需求持续升温，驱动学生看好网络工程与技术领域的就业前景，使得学生选择该方向作为就业首选或选择该专业方向作为自己的毕业设计或论文题目的数量逐年上升。但是，由于不少院校现有硬件条件不足，缺乏必要的硬件设备作为支撑，使得指导教师在课程设计、毕业设计/毕业论文题目的选题设计上受到极大限制，一些非常想做或者值得指导学生去做的课题项目或题目，不得不迫于无法给学生提供相应的实践环境而被迫放弃，制约了师生进一步提高课程设计、毕业设计或论文的选题水准和课题质量，加剧了在课程设计、毕业设计教学环节上师生对于实践条件的需求与现实条件不具备之间的矛盾。因此，除了满足课内实验项目的需要，网络工程专业实验室还应提供开展集中式课程设计实习、毕业设计/毕业论文和以SRP项目、大学生创新实验项目等研究型、课题型教学环节改革试点的基础硬件条件和场所。此外，还可兼顾考虑提供开展面向社会或学生需要的诸如思科认证考试、NCNE国家软考、NCRE全国计算机等级考试等相关考试培训、学生竞赛活动参赛集训等课外延伸教育项目的场所和设备，使学生在分析设计能力、工程化的思想和理念、动手实践应用等方面都能得到良好的综合训练机会和条件。
2网络工程专业实验室的建设规划与设计方案
综合上节所述，问题的核心在于找寻和设计出一种既能兼顾满足各种教学环节需求、又能分阶段集成且一次性投入不高的可行方案。通过深入地分析比较和实践探索，笔者所在的课题组提出了如图2所示的一种可行的网络工程专业实验室建设方案。该方案通过逐步添购、分阶段调整到位配套的计算机与联网设备的方式，可使新建专业实验室提供不同的、可逐步扩展的实验条件。例如:在一次性投入的初期，可以提供8人一组一桌、一次支持2－3个行政班(共12个组/桌)的实验教学条件。若每班以32人计，则一次可支持3个行政班约96人同时上实验课，每8人一组，共12组，每组配备一台服务器、2台路由器、2台交换机、8台PC机;然后，根据资金情况和可能性，通过分期分批阶段性扩展，改善每实验组/桌的配套设备数。这样的每个实验组/桌，不仅可以保障学生人手一台PC机，同时还可以通过配置，使每实验组/桌的设备自成子网或以VLAN划分，独立构成一个典型的LAN网络应用环境，并能提供各种B/S、C/S架构的集成开发环境。实验组/桌上的服务器，可由学生根据项目需要自主安装和支配使用，条件不足时，可通过Vmware等虚拟技术构建多服务器OS系统，条件允许时，可通过添置多台物理硬件构建服务器集群环境。实验组/桌上的路由器/交换机设备，可供在相关课程中进行网络设备配置、IOS系统操作等课内实验项目、课程设计或毕业设计题目以及认证培训项目中使用。在数量上仍不足的，亦可通过在PC机上安装模拟器软件的方式，开展设备配置类实验和学生研究型课题;条件允许时，还可支持远程开放式实验，即通过远程登录方式连接至设备进行IOS系统的配置。DMZ区的服务器群还可为各门专业课程的教学提供基础性的公共资源存储与共享，或者作为实验室的网管或安全方面的基础设施，例如提供给网络管理、信息安全等课程作攻击用的靶机实例。每实验组即每张桌面上的设备连接拓扑可采用图3所示的逻辑设计，具体到实际的物理环境中，可视环境因素合理进行布局调整和摆放。
3网络工程专业实验室后期建设与管理刍议
3．1实验教学体系的建设实验教学在培养学生实际动手能力方面所具有的独特作用与优势，要求我们在实验内容设计、实验教学方法改革、实验教学体系完善等内涵建设上要下大力气、花真功夫。一方面，要认真研究如何对实验内容进行系统地优化组合，把培养目标真正融入到实验课程和实验项目中;另一方面，要积极探索对实验教学方法与教学手段的改革和实践，积极寻求能够真正突出学生在实践中进行自主性和创新性活动的主体地位的解决之道，尽量使学生能够较早地接触网络工程和技术实现过程中的实际问题，并较早地参与初步的科学研究和创新活动。在此基础上，研究建立多层次、一体化、开放式的实验教学新体系，将系统训练、技能培养和开放实验相结合，把单纯为课程实验教学服务的实验室转化为立体化的教学资源和能够为多元目标服务的实验条件，提高实验室建成后的功效。基于这一理念，笔者所在的教研室全体成员不仅针对新建的实验室进行了课内实验项目的再设计，而且整合了各门相关课程的配套课程设计和毕业设计课题等工作的需求，使新建实验室可统一支持下述8大类课题型的实践项目活动的开展:①网络工程项目规划/方案设计类题目②网络互联设备配置实现类题目③应用服务配置实现类题目④基于套接字编程的数据通信传输类题目⑤Web站点开发设计类题目⑥网络互联设备的协议仿真/算法实现类题目⑦网络管理及信息安全编程类题目⑧学生自拟的网络方向研究探索类题目3．2实验室管理规范的建设通常，一个专业实验室的建设需要分阶段实施，首先实现阶段性的目标。如在基础建设阶段，需要完成必备设备的购置、安装、调试，开出相应的实验项目，实现能够初步为专业方向的一系列课程提供实验教学服务;在第二步的规范性建设阶段，通过实验室的系列化规范管理制度的建设，为师生提供符合规范的开放式实践教学体系;在第三步的拓展性建设阶段，则要充分综合利用实验室的条件和资源，变单纯的实验教学条件为立体化的、能够为多元目标服务的多层次的一体化教学资源;而在第四步的稳定运行阶段，则需要新建实验室在健全完善的管理制度下，发挥最大的功效和作用，为师生提供一个优良的实验教学和研究环境。因此，基于阶段性建设、流程化管理的理念，实验室的管理规范、制度建设亦不容忽视。［5］例如:如何安排设计实验室的开放制度?有关实验室日常运行维护方面的管理规定，实验档案记录等等。
4结语
针对如何设计和持续建设好网络工程专业实验室的问题，本文分析了以工程应用型网络专业人才培养为主的普通高校对于该类专业实验室的建设需求和目标，并基于此给出了新建此类实验室的一种设计方案，在此基础上，进一步探讨了此类实验室在后期的持续性内涵建设和管理规范化改进方面应当把握的问题。本文提出的设计方案和建设思路，具有一次性投入成本低、易于实施、便于扩展、灵活性和适应性强等优点，建成后的实验室可支撑和满足网络方向课程群的实验教学、课程设计、毕业设计、第二课堂等多个环节的需求，并能够随时被部署为远程开放式的实验室，因此不失为一种可行的选择。
数据通信毕业论文范文第10篇
【关键词】无线射频通信;MSP430F149;nRF905;气象数据
Abstract：In view of the basic meteorological detection，we design a system of meteorological data acquisition.nRF905 wireless transmission module and MSP430F149 MCU as the core of the system and the system consists of acquisition part and display part.As a whole，the system includes sensor acquisition module，wireless communication module and the microprocessor module.The system can realize the factions of basic meteorological data measurement.
Key Words：Radio frequency communication;MSP430F149;nRF905;Meteorological data
1.引言
自然环境时刻影响着人们的日常生活，而随着气候和环境问题的日益严峻，人们对于温度、湿度、PM2.5等基本气象环境要素愈加关注，更希望可以实时获知一定范围内具置的要素信息。现今人们对于气象环境信息的了解多来源于公共天气预报，很难自己时刻了解具置的相关信息，而对于基本气象数据的采集系统往往较为复杂，成本较高，不便于我们在日常生活中应用。所以，设计一种适合普通人使用的简易高效气象数据采集系统就变得十分有意义。
本文提出了一种简易的基于无线射频通信技术的气象数据采集系统，该系统以单片机MSP430F149为控制核心，采用nRF905实现无线射频通信，主要目的是扩大信息监测范围，并提高整个系统的实用性与高效性。同时，在传感器的选择上，首先是最基本的温度、湿度、气压传感器，然后针对现实情况，重点选择了粉尘传感器、噪声传感器用来监测倍受关注的雾霾天气与噪声污染。
2.系统整体设计
该系统的整体结构框图如图1所示，为实现利用无线射频通信进行信息采集，系统包含采集端、显示端两个部分。采集端置于检测位置，通过相关传感器进行数据采集，传感器包括温度传感器、气压传感器、湿度传感器、粉尘传感器以及噪声传感器，并且可以根据需要进行扩展。传感器的输出信息由MSP430F149进行处理，处理后的数据信息通过nRF905模块的发射端进行信息发送输出。显示端先由nRF905模块接收端接收来自发射端的无线传输信号，再把信息传给MSP430F149单片机进行处理，之后测量结果在液晶LCD12864上进行显示。
图1 系统总体结构框图
3.系统硬件设计
3.1 无线通信模块设计
本系统主要是利用无线射频通信技术进行采集数据传输，选用的是无线射频通信模块nRF905。nRF905是Nordic公司推出的一款单片射频芯片，具有三个工作频段433、868、915MHz[1]，本系统采用433MHz频段。nRF905采用的是VLSI ShockBrust技术，使得nRF905能够实现数据的高速传输，如此就不需使用昂贵的单片机进行数据处理/时钟覆盖[2]，同时速率可以由自己设定。在ShockBrust工作模式下，芯片可以自动产生前导码和CRC[3]，所以通信具有较高的准确性。nRF905模块采用SPI接口通信，而本设计中nRF905与单片机的通信采用模拟SPI接口代替硬件接口，这样既简化了电路结构又降低了系统成本。nRF905具有很低的电流消耗，在发射功率为-10dBm时，具有11mA的发射电流和12.5mA的接收电流[4]，在POWERDOWN模式下很容易实现节电。
nRF905的整体性能降低了MCU成本，实现了系统低功耗的特点，无线传输的质量与距离也能满足实际需求。本系统的nRF905管脚图及与单片机的连接如图2所示。
图2 nRF905管脚及单片机连接图
3.2 微处理器模块设计
本系统中的微处理器模块主要由MSP430F149单片机、DS1302时钟、LCD12864液晶组成。该模块控制着整个系统的运行，并且实现时间与测试数据的同时显示。
MSP430F169单片机是TI公司开发的16位总线的带FLASH的单片机，具有很高的性价比和集成度。该单片机内置有12位的AD转换器，在本系统设计中方便地把传感器采集的模拟信号转化为数字信号。MSP430F169单片机最突出的优势在于它的超低功耗，尤其适合在使用电池供电下的场合工作[5]。本系统中最终的供电来源于电池，且用于自然环境中的长期使用，所以超低功耗是选择该单片机的重要因素。
同时，该系统选用时钟DS1302模块实现计时，选用LCD12864液晶进行数据显示。DS1302由美国DALLAS推出，具有功耗低、性能高的特点，数据通信采用SPI接口，既可提供精准的时间，又可实现自动调整。LCD12864液晶作为显示终端也具有高效、低成本的特点。
3.3 传感器模块部分
为实现多项气象数据的采集，本系统采用了多种传感器。传感器的选择依照高效能、实用性高、成本及功耗低的原则。本文仅简单介绍最符合原则的几种传感器：DS18B20、DHT21、BMP085、DSM501A、噪声传感器。除了本文介绍的几种传感器，该系统还可以按照实际需求添加相应的传感器。
DS18B20是最常用的温度传感器，具有体积小、成本低、抗干扰、精度高的特点，测温范围为-55℃～+125℃。使用时采用单线接口方式，使用一条线实现双向通信，无论是硬件还是软件设计都十分方便。
DHT21是一款准数字输出的电容式温湿度传感器，本系统中采用它进行湿度的测量。DHT21可以测量20%-95%的湿度范围，同样是单线串行输出，与单片机只需一条线连接，节省IO口，而且DHT21具有极高的可靠性与长期稳定性，十分适合自然环境中湿度的测量。
BMP085是一款常用大气压力传感器，具有精度高、功耗低的特点，有温度补偿功能，测量范围为300-1100hPa，在低功耗模式下精度为0.06hPa。BMP085内部含有AD，数字输出，可以通过IIC总线与单片机相通信，使用较为简单。
图3 各传感器使用电路图
DSM501A是基于光散射原理，使用独特检测方法的粉尘检测传感器，用于检测1μm或2.5μm以上的微尘。该传感器采用计数法检测粉尘浓度，虽不能准确地检测出PM2.5的值，但也可以近似地反映出空气质量，满足普通人们对于空气质量的监控需求。DSM501A输出的是PWM脉宽调制，通过检测低脉冲率来确定空气中的灰尘浓度。
本设计中为测量噪声强度，采用一种含高精度麦克风传感器的模块设计，该模块可测量声音强度，模拟信号输出，模块中含有用LM386设计的放大电路，增益可调。输出的模拟信号由单片机中内含AD进行数模转换。各传感器的具体电路图如图3所示。 （下转封三）（上接第153页）
4.软件设计
本系统软件设计采取模块化程序设计，主要分为nRF905发送接收程序、各传感器测试程序、数据处理显示程序。
4.1 nRF905发送接收程序
图4 接收发送具体流程图
nRF905的使用主要分为发送和接收两部分程序[6]，首先都要对RF配置寄存器进行设置，发送和接收两部分对RF配置寄存器的设置必须统一，统一设置频段为433MHz，地址宽度、接收地址、输出功率、CRC校验允许、CRC模式等也都设置相同。由于本系统中有好几个传感器，所以有效数据长度取10字节。由于模拟SPI通信，所以还需要IO口模拟SPI时序进行读写操作。图4所示是接收发送数据时具体流程图。
4.2 传感器信息采集及数据处理
在本系统中采用多种传感器，每种传感器的采集程序在本文中不作详述。本系统中，单片机对各传感器进行循环扫描控制，采集传感器输出的原始信号，如噪声传感器输出的模拟信号要用单片机自带的12位AD进行模数转换。最后把所有数字信号按顺序编码存取起来，把形成的整体数字信号通过nRF905发送。nRF905接收到数据后，单片机对接收数据中属于每个传感器的数据分别进行处理，转化为相应的真实测量数据，最后，单片机把这些数据在液晶上进行显示。具体过程如图5所示：
图5 传感器信息采集及数据处理具体过程
5.测试结果
本系统采用无线射频通信技术进行气象数据采集，利用nRF905实现无线射频通信。通过测试，本系统可以实现200m范围内的无线采集通信，可以测量温度、湿度、大气压、空气灰尘浓度、噪声强度等信息，测量误差在允许范围内。同时，由于整个系统都遵照低功耗的原则，所以系统使用方便且使用寿命较长。
6.结束语
如今恶劣的天气状况频出不穷，自然环境对于健康生活的挑战越来越大。人们也经常需要了解身边的气象环境状况。本文设计的气象数据采集系统具有高性能、低成本与低功耗、结构简单的特点，同时采用无线射频通信技术，可以被方便地用于周围气象环境条件的监测，并且监测范围较大，监测位置可具体可随意变换。
参考文献
[1]杨剑.基于nRF905的无线射频数据采集系统的开发与实现[D].长沙：中南大学，2007.
[2]谭晖.nRF无线SOC单片机原理与高级应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.
[3]周毅，朱超，吴武臣.基于FPGA的RFID无线通信系统的实现[J].现代电子技术，2010，17：69-70.
[4]黄清春.太阳能供电的无线传感系统的设计[J].电子世界，2013，19：117.
[5]洪利，章扬，李世宝.MSP430单片机原理与应用实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.
[6]题原，宋飞.基于nRF905的无线温湿度检测与传输系统设计[J].化工自动化及仪表，2011，38（4）：404-407.
基金项目：南京信息工程大学本科生优秀毕业论文（设计）支持计划项目资助。