淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文
淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文
計(jì)算機(jī)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展,移動(dòng)數(shù)據(jù)通信越來越受到重視。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文，供大家參考。
淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文篇一
《 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信 》
摘要：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，它對(duì)提升工業(yè)控制的智能化和信息化有著十分重要的意義。以城市供熱企業(yè)的換熱站為研究載體，為實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，結(jié)合當(dāng)前的數(shù)據(jù)通信方式進(jìn)行分析和研究，為實(shí)現(xiàn)具有自動(dòng)控制功能的換熱站系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供遠(yuǎn)程通信方案。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信;遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng);研究;應(yīng)用
一般的熱力企業(yè)的換熱站存在布局分散、無人值守、監(jiān)控布線復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)管理水平不高等問題，上述因素直接造成監(jiān)管困難、經(jīng)營(yíng)成本過高、人力物力浪費(fèi)、工作效率低下。我市熱力企業(yè)為提升網(wǎng)絡(luò)管理水平、降低運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)下屬的無人值守?fù)Q熱站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)改造。按照傳輸介質(zhì)的種類進(jìn)行劃分，數(shù)據(jù)通信可分為有線通信和無線通信兩種方式。結(jié)合熱力企業(yè)下屬的換熱站布局分散、實(shí)時(shí)控制和降低成本等因素的需求，在工程實(shí)施中，將無線通信作為主要通信方式。微波通信具有頻帶寬、容量大、靈活性強(qiáng)、費(fèi)用合理等特點(diǎn)，也是目前無線通信中的主要通信方式。
1基于GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
1.1GPRS技術(shù)
GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱。它是在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展的一種分組交換技術(shù)，采用端對(duì)端的分組傳輸和交換方式為移動(dòng)用戶提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它具有“始終在線，始終連接”的特點(diǎn)，其數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)171.2kbps，并能根據(jù)移動(dòng)用戶需求動(dòng)態(tài)分配資源，與傳統(tǒng)的電路交換相比，在費(fèi)用方面更具優(yōu)勢(shì)。
1.2模塊劃分及功能設(shè)計(jì)
我市熱力企業(yè)在2008年對(duì)其直管換熱站進(jìn)行第一次改造，完成了從人工現(xiàn)場(chǎng)控制管理到智能控制管理?yè)Q熱站的硬件升級(jí)，并建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)按照“夠用能用能擴(kuò)展”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括以下模塊：就地控制采集系統(tǒng)、中心控制監(jiān)控系統(tǒng)、GPRS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊和應(yīng)急處理系統(tǒng)。就地控制采集系統(tǒng)主要是由換熱站中的各路傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、熱量、壓力、液位、流量等信息進(jìn)行采集、編碼，并對(duì)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換做出分析、判斷和處理。中心控制監(jiān)控系統(tǒng)，是整個(gè)供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度和管理的中心，能夠完成數(shù)據(jù)的處理和監(jiān)測(cè)控制。GPRS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是依托現(xiàn)有的移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)換熱站與控制中心的通信連接，能夠完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)控制及數(shù)據(jù)信息的傳遞與交換。遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊主要是完成中心控制室對(duì)就地?fù)Q熱站的遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的流量、液位等控制設(shè)備的啟停操作。應(yīng)急處理系統(tǒng)主要是利用操作控制平臺(tái)進(jìn)行調(diào)節(jié)、調(diào)度等處理，比如在熱量不足或過剩等報(bào)警情況下進(jìn)行應(yīng)急處理。
1.3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件組成。其中應(yīng)用軟件具有收集、處理、存儲(chǔ)、管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，能夠完成換熱站的現(xiàn)場(chǎng)處理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、參數(shù)收集分析與處理等操作?？紤]到應(yīng)適應(yīng)未來各種業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，在進(jìn)行GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，具有良好的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，為能夠承載更多業(yè)務(wù)搭建平臺(tái)，還應(yīng)包含系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新等更多功能，為此，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸入數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸出管理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、通信模塊、系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新模塊等模塊。
1.4應(yīng)用總結(jié)
GPRS作為一種移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)分組的發(fā)送和接收，可為換熱站的遠(yuǎn)程控制提供靈活可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。從實(shí)際應(yīng)用角度，GPRSDTU在建設(shè)費(fèi)用、建設(shè)周期、運(yùn)行成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性等方面都具有極大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，由于GPRS網(wǎng)絡(luò)本身包括GPRS骨干網(wǎng)、公眾移動(dòng)數(shù)據(jù)IP網(wǎng)等多種組成部分，各種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和安全要求各不相同，因此存在安全問題。在安全方面要綜合考慮，比如，接入方式的安全因素、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全因素、操作規(guī)程上的安全因素等。
2基于VOIP技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
2.1VOIP技術(shù)
VOIP(VoiceOverIP)是IP網(wǎng)絡(luò)電話簡(jiǎn)稱，是將語音集成在IP協(xié)議中，通過對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化編碼、壓縮處理，轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包，使其在IP網(wǎng)絡(luò)完成傳輸，從而實(shí)現(xiàn)利用IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音通信。VOIP技術(shù)可以將傳統(tǒng)企業(yè)PSTN語音業(yè)務(wù)與企業(yè)LAN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行合并，利用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)語音與數(shù)據(jù)的融合傳遞。該技術(shù)可以在原有企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上升級(jí)改造，對(duì)增強(qiáng)企業(yè)LAN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展功能、豐富語音呼叫業(yè)務(wù)、提升網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)和降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本都有極其重要意義。
2.2模塊劃分及功能設(shè)計(jì)
基于以上服務(wù)，將該系統(tǒng)按照功能劃分為以下模塊，即語音包處理模塊、市話網(wǎng)關(guān)處理模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和控制管理模塊。語音包處理模塊主要是通過數(shù)字信號(hào)處理芯片進(jìn)行語音的編碼及解碼、噪聲檢測(cè)、回音處理和語音打包與拆包處理，從而達(dá)到保障語音通信的目的。市話網(wǎng)關(guān)處理模塊主要是指將原有傳統(tǒng)電話設(shè)備上的業(yè)務(wù)及增值業(yè)務(wù)(如來電顯示、企業(yè)彩鈴、呼叫等待等)作為電話信令，實(shí)現(xiàn)其在通信設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理器之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要是對(duì)電話信令的相關(guān)信息進(jìn)行處理和將信令信息轉(zhuǎn)換成特殊網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的信令協(xié)議，實(shí)現(xiàn)信令在交換網(wǎng)絡(luò)中的傳輸，采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)主要有SIP協(xié)議、MGCP和H.323協(xié)議?？刂乒芾砟K主要是實(shí)現(xiàn)VOIP的配置及維護(hù)，為語音管理提供接口服務(wù)。
2.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有中心管理模塊、客戶端模塊和存儲(chǔ)模塊三部分。中心管理模塊是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心和控制中心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，包括用戶注冊(cè)管理、語音數(shù)據(jù)管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換、接入認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)融接、呼叫請(qǐng)求處理。
2.4應(yīng)用總結(jié)
VOIP技術(shù)在換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，是將語音通信技術(shù)與數(shù)字通信技術(shù)進(jìn)行融合的典型應(yīng)用。它解決了利用IP通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音通信，拓展了服務(wù)功能，在實(shí)際應(yīng)用中有很多優(yōu)勢(shì)。比如，在原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提供語音增值業(yè)務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。
參考文獻(xiàn)：
[1]黨力.無線數(shù)據(jù)通信在遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2014，(03)：119-120.
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淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文篇二
《 量子的數(shù)據(jù)通信安全應(yīng)用 》
摘要:現(xiàn)代社會(huì)人們和各類機(jī)構(gòu)越來越多的傾向于借助互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行信息交流，這個(gè)過程中信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、傳輸和存儲(chǔ)都是借助于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。但信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中卻存在著眾多的安全問題。本文提出了一種基于量子密鑰分配技術(shù)的數(shù)據(jù)安全通信網(wǎng)絡(luò)，以保證在信息傳輸中的安全問題，提升信息傳輸過程中的安全性。由密鑰生成控制服務(wù)器、經(jīng)典交換機(jī)、QKD系統(tǒng)等設(shè)備組成，將量子通信技術(shù)應(yīng)用于專用數(shù)據(jù)保護(hù)的通信網(wǎng)絡(luò)，大幅提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)通信;量子密鑰分發(fā);量子密碼終端;密鑰中繼
量子保密通信是基于量子密鑰分發(fā)的密碼通信解決方案，量子密鑰分發(fā)不依賴于計(jì)算的復(fù)雜性來保證通信安全，而是基于量子力學(xué)基本原理。只要能夠在通信雙方成功的建立密鑰，這組建立的密鑰就是絕對(duì)安全的，并且這種密鑰是具有絕對(duì)隨機(jī)性的，從原理上無法破解。由于量子密碼系統(tǒng)基于的這種隨機(jī)性，其安全性不因數(shù)學(xué)水平和計(jì)算能力的提高受到威脅，所以不僅是現(xiàn)在，而且在未來利用量子密碼系統(tǒng)加密的信息都是安全的。由此，人類目前已知的唯一具有長(zhǎng)期安全性保障的通信解決方案是量子保密通信。并且在世界范圍內(nèi)已有量子通信網(wǎng)絡(luò)初步建成并運(yùn)行。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)上，使用量子通信保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕岣邤?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性，是一個(gè)值得研究和發(fā)展的方向，兩者結(jié)合能夠有效保證數(shù)據(jù)在通信過程中的安全可靠。
一、QKD系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
如圖表1.1所示，QKD系統(tǒng)主要由主控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、系統(tǒng)管理模塊、光電系統(tǒng)(光學(xué)模塊和單光子探測(cè)器)組成。該QKD系統(tǒng)的運(yùn)行受控于密鑰生成控制系統(tǒng)，由密鑰生成控制系統(tǒng)下發(fā)QKD控制指令給終端設(shè)備的系統(tǒng)管理模塊，系統(tǒng)管理模塊將接收到的指令進(jìn)行必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換(某些關(guān)鍵指令還需要加解密處理)，完成對(duì)QKD系統(tǒng)進(jìn)行工作流程控制。
二、QKD系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通信
在當(dāng)前的要求數(shù)據(jù)安全性比較高的網(wǎng)絡(luò)中，會(huì)采用專線進(jìn)行保密的數(shù)據(jù)通信，會(huì)添加防護(hù)設(shè)備，增加一道安全措施。設(shè)備首先需要通過證書機(jī)制，完成身份認(rèn)證過程，然后將一端產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)通過非對(duì)稱密碼學(xué)算法加密處理后傳輸給另一端，而另一端的防護(hù)設(shè)備將接收到數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，由此獲得隨機(jī)數(shù)，這樣就完成了對(duì)稱密鑰的分發(fā)過程。由于目前的對(duì)稱密鑰分發(fā)機(jī)制，必須由經(jīng)典密鑰學(xué)的加解密算法處理，這樣就有可能被攻破。因此，通過制定一整套完善的量子對(duì)稱密鑰傳輸、同步、中繼等協(xié)議，使得防護(hù)設(shè)備可以使用QKD系統(tǒng)提供的對(duì)稱量子密鑰，對(duì)目前系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)量子加解密處理。圖表2.1：向加密認(rèn)證裝置提供認(rèn)證密鑰
三、多用戶應(yīng)用場(chǎng)景下的量子密鑰分配、存儲(chǔ)和管理機(jī)制
如圖表3.1所示，在要求較高的專線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)多用戶應(yīng)用場(chǎng)景下，可將該專線網(wǎng)絡(luò)分為“客戶大區(qū)”和“管理大區(qū)”兩大部分。該場(chǎng)景下的兩個(gè)用戶之前數(shù)據(jù)通信的安全通信可由QKD系統(tǒng)直接向認(rèn)證設(shè)備提供的量子密鑰保證。圖表3.1：多用戶應(yīng)用場(chǎng)景下的QKD與防護(hù)設(shè)備結(jié)合在該網(wǎng)絡(luò)中，可使用一個(gè)全通型光量子交換機(jī)，掛接6臺(tái)量子網(wǎng)關(guān)，在密鑰生成控制服務(wù)器的調(diào)度下，實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)設(shè)備間的量子密鑰分發(fā)，并直接把生成的量子密鑰存儲(chǔ)在各自設(shè)備內(nèi)。管理大區(qū)用戶與客戶大區(qū)用戶之間進(jìn)行通信，其防護(hù)設(shè)備可以使用QKD系統(tǒng)提供的量子密鑰，完成數(shù)據(jù)加解密功能，達(dá)到安全的保密通信要求。多用戶應(yīng)用場(chǎng)景量子加密數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕襟E如下：
(1)場(chǎng)景內(nèi)，每個(gè)用戶終端部署一臺(tái)QKD系統(tǒng)，由密鑰生成控制服務(wù)器定時(shí)監(jiān)控每個(gè)用戶的當(dāng)前量子密鑰量，根據(jù)制定的排隊(duì)策略，把各個(gè)QKD系統(tǒng)按照規(guī)則進(jìn)行配對(duì)，啟動(dòng)量子密鑰分發(fā);
(2)各個(gè)QKD系統(tǒng)必須由唯一的ID號(hào)標(biāo)識(shí)身份，該QKD與其他的QKD系統(tǒng)進(jìn)行量子密鑰分發(fā)，并且會(huì)使用對(duì)方ID號(hào)對(duì)生成的量子密鑰進(jìn)行標(biāo)識(shí)和保存。
(3)通過具體的用戶通信進(jìn)行演示：客戶大區(qū)的用戶2需要與用戶4進(jìn)行通信，密鑰生成控制服務(wù)器會(huì)統(tǒng)一管理，安排用戶2與用4進(jìn)行通信，用戶2的QKD系統(tǒng)會(huì)根據(jù)ID號(hào)與用戶4的QKD系統(tǒng)分發(fā)的量子密鑰進(jìn)行設(shè)備認(rèn)證，而用戶4的QKD系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)ID號(hào)與用戶2的QKD系統(tǒng)分發(fā)的量子密鑰提供給認(rèn)證設(shè)備;
(4)認(rèn)證設(shè)備采用量子密鑰，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加解密處理，使保密通信過程完成。
四、通信網(wǎng)絡(luò)與量子網(wǎng)絡(luò)融合
(一)通信網(wǎng)絡(luò)中的加密認(rèn)證設(shè)備部署
專線網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)“分級(jí)管理”的要求，各級(jí)數(shù)據(jù)調(diào)度中心以及下屬的各個(gè)數(shù)據(jù)站點(diǎn)部署了加密認(rèn)證設(shè)備，根據(jù)總部調(diào)度通信關(guān)系建立加密隧道(理論上只能在上級(jí)和下級(jí)之間建立加密隧道)，加密隧道拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
(二)量子通信網(wǎng)絡(luò)融入實(shí)例
在一級(jí)分部調(diào)度中心管理中，加密認(rèn)證設(shè)備需要對(duì)相鄰的二級(jí)分部使用QKD系統(tǒng)提供的量子密鑰進(jìn)行加解密處理。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D表
4.3所示：
一級(jí)分部調(diào)度中心控制二級(jí)分部1和二級(jí)分部2的通信網(wǎng)絡(luò)，一級(jí)分部與兩個(gè)二級(jí)分部都可以通過量子集控站，完成兩兩間的量子信道建立，在集控站的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，使其具備兩兩之間能夠分發(fā)量子密鑰的能力。由此，一級(jí)分部調(diào)度中心與兩個(gè)分部之間就可以實(shí)現(xiàn)兩兩加密認(rèn)證設(shè)備通過使用量子密鑰進(jìn)行加解密處理的保密通信。該場(chǎng)景下的通信數(shù)據(jù)加解密與傳輸流程如下所示：
(1()這里一級(jí)分部調(diào)度中心簡(jiǎn)稱為一級(jí)中心;二級(jí)分部1簡(jiǎn)稱為二分1;二級(jí)分部2簡(jiǎn)稱為二分2)。
(2)一級(jí)中心的集控站與二分1的集控站、一級(jí)中心的集控站與二分2的集控站，在密鑰生成控制服務(wù)器(處于集控站中)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理下，實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā);
(3)二分1需要完成與一級(jí)中心的通信數(shù)據(jù)傳輸，二分1的認(rèn)證設(shè)備先用與一級(jí)中心分發(fā)的量子密鑰，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，然后由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳給一級(jí)中心;
(4)一級(jí)中心接收到二分1傳輸?shù)募用軘?shù)據(jù)，一級(jí)中心認(rèn)證設(shè)備使用與二分1分發(fā)的量子密鑰進(jìn)行解密，這樣就實(shí)現(xiàn)了二分1傳輸通信數(shù)據(jù)給一級(jí)中心的功能;
(5)與此同時(shí)，一級(jí)中心下發(fā)調(diào)度指令給二分1，一級(jí)中心的認(rèn)證設(shè)備使用與二分1分發(fā)的量子密鑰，對(duì)調(diào)度指令進(jìn)行加密處理，然后通過經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給二分1;
(6)二分1接收到一級(jí)中心傳輸?shù)募用苷{(diào)度指令，二分1認(rèn)證設(shè)備使用與一級(jí)中心分發(fā)的量子密鑰進(jìn)行解密，這樣就完成了一級(jí)中心傳輸數(shù)據(jù)給二分1的功能;
(7)二分2與一級(jí)中心之間的通信數(shù)據(jù)傳輸與二分1相似。在二級(jí)分部1下，用戶1和用戶2的量子信道通過全通光量子交換機(jī)與該分部集控站連接，實(shí)現(xiàn)用戶1、用戶2和二級(jí)分部1兩兩之間的量子密鑰分發(fā)。該場(chǎng)景下的通信數(shù)據(jù)加解密與傳輸流程如下所示：
(1)用戶1與二級(jí)分部1、用戶2與二級(jí)分部1，在密鑰生成控制服務(wù)器(處于集控站中)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā);
(2)用戶1需要與一級(jí)分部調(diào)度中心進(jìn)行通信數(shù)據(jù)傳輸，用戶1的認(rèn)證設(shè)備首先使用其與一級(jí)分部1交互分發(fā)的量子密鑰，加密通信數(shù)據(jù)，然后由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給一級(jí)分部1;
(3)一級(jí)分部1收到用戶1傳輸?shù)慕?jīng)過加密通信數(shù)據(jù)，一級(jí)分部1的認(rèn)證設(shè)備使用與用戶1分發(fā)的量子密鑰對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，這樣就實(shí)現(xiàn)了用戶1傳輸數(shù)據(jù)給一級(jí)分部1的功能;
(4)同時(shí)，一級(jí)分部1可以下發(fā)調(diào)度指令給用戶1，一級(jí)分部1的認(rèn)證設(shè)備使用與用戶1分發(fā)的量子密鑰，加密調(diào)度指令，然后經(jīng)由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶1;
(5)用戶1接收到二級(jí)分部1傳輸?shù)募用苷{(diào)度指令，其認(rèn)證設(shè)備使用與二級(jí)分部1分發(fā)的量子密鑰進(jìn)行解密，這樣就完成了二級(jí)分部1傳輸通信數(shù)據(jù)給用戶1的功能;
(6)用戶2與二級(jí)分部1之間的通信數(shù)據(jù)傳輸與用戶1類似。
如果用戶1或用戶2需要與一級(jí)分部調(diào)度中心直接傳輸通信數(shù)據(jù)，則要用到密鑰中繼功能，以用戶2上傳數(shù)據(jù)給一級(jí)分部調(diào)度中心為例，主要步驟如下所示：
(1)一級(jí)分部調(diào)度中心的集控站與二級(jí)分部1下的用戶2，通過它們之間的二級(jí)分部1集控站，利用經(jīng)典密鑰中繼的方式，使一級(jí)分部調(diào)度中心與用戶2之間擁有共享的量子密鑰;
(2)用戶2的認(rèn)證設(shè)備，需要給傳輸給一級(jí)分部調(diào)度中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密密鑰為上述共享的量子密鑰，然后由經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)傳輸給一級(jí)分部調(diào)度中心;
(3)一級(jí)分部調(diào)度中心的認(rèn)證設(shè)備，利用對(duì)應(yīng)的量子密鑰作為業(yè)務(wù)密鑰，將用戶2傳輸過來的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，這樣就實(shí)現(xiàn)了用戶2與一級(jí)分部調(diào)度中心之間數(shù)據(jù)加解密傳輸功能
五、結(jié)束語
本文對(duì)QKD設(shè)備應(yīng)用于專線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析和闡述，從目前通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀以及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的安全性特點(diǎn)出發(fā)，給出了系統(tǒng)多用戶應(yīng)用場(chǎng)景下的量子密鑰分配、存儲(chǔ)和管理機(jī)制實(shí)現(xiàn)方案;同時(shí)，提出一種融合量子密鑰分配技術(shù)與通信網(wǎng)關(guān)的安全通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)。本文還介紹了量子保密通信網(wǎng)絡(luò)與光纖通信網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通技術(shù)，提出量子網(wǎng)絡(luò)與專用通信網(wǎng)的融合實(shí)現(xiàn)方案，并研究任意節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)互通機(jī)理以及針對(duì)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的密鑰中繼技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)量子安全通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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淺談數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文范文篇三
《監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC數(shù)據(jù)通信的研究》
【摘要】
通過對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的研究，對(duì)PCL的概念進(jìn)行簡(jiǎn)述，如何的融入監(jiān)控計(jì)算機(jī)，對(duì)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，以汽車行車的電氣控制系統(tǒng)為例，對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行分析整理，通過簡(jiǎn)潔精美的操作界面進(jìn)行操作。對(duì)使用PLC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
【關(guān)鍵詞】監(jiān)控計(jì)算機(jī);PLC數(shù)據(jù)通信;微處理器
前言
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)在現(xiàn)代化的企業(yè)中功不可沒，通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC的數(shù)據(jù)通信技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。對(duì)于PLC與網(wǎng)絡(luò)的工作原理進(jìn)行分析，重點(diǎn)講個(gè)人的計(jì)算機(jī)開發(fā)成了PLC的以及網(wǎng)絡(luò)的超級(jí)終端，對(duì)于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的PLC對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作和管理的技術(shù)。根據(jù)PLC的基本理論進(jìn)行構(gòu)建工業(yè)地控制系統(tǒng)對(duì)PLC的實(shí)時(shí)掌握的要點(diǎn)，通過控制的過程和方式，對(duì)整個(gè)PLC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的配置。通過介紹個(gè)人計(jì)算機(jī)與PLC的連網(wǎng)通信的必要條件和個(gè)人計(jì)算機(jī)中的異步通信的適配器、運(yùn)用高級(jí)的語言編寫個(gè)人計(jì)算機(jī)的PLC通信的接口程序的原理。
1PLC控制系統(tǒng)的概述
PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單來說就是以一個(gè)微處理器為核心，利用微機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)為一體，中文名稱為可編程控制器的通用工業(yè)控制裝置。PLC有著功能性強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)模塊化等特點(diǎn)，在現(xiàn)階段的工業(yè)控制中有著十分廣泛的使用。通過計(jì)算機(jī)將PLC連入控制網(wǎng)絡(luò)，能夠產(chǎn)生十分有效地?cái)?shù)據(jù)處理效果和規(guī)范的管理，還能夠?yàn)槭褂谜咛峁┦志狼液?jiǎn)便的操作界面，還能夠通過這種方式對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行修改以及控制，控制圖表中進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的顯示，通過PLC技術(shù)的使用，能夠使工作人員能夠了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況。通過對(duì)上位機(jī)的通信與PLC的功能相結(jié)合，可以達(dá)到什么樣的效果?
2PLC通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概述
2.1PLC通信網(wǎng)絡(luò)的概念
2.1.1通信的概念計(jì)算機(jī)和PLC都屬于數(shù)字設(shè)備的一種，通過交換0、1的數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)信息指的是符合規(guī)定的編碼、位長(zhǎng)、格式的數(shù)字信號(hào)。而數(shù)據(jù)通信指的是通過適當(dāng)?shù)膫鬏數(shù)穆窂綄?duì)一臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)信息傳送到另一臺(tái)機(jī)器上。機(jī)器的范圍可以是計(jì)算機(jī)或者是PCL，也可以是其他帶有通信功能的設(shè)備。通信的方式按照不同數(shù)字代表的不同的數(shù)字信號(hào)，通過順序的調(diào)換排列的方式不同，也可分為并行和串行兩種通信方式。一般來說，要求較高的通信方式都采用并行，并行通訊具有傳輸?shù)乃俣瓤臁⒂脮r(shí)較短的特點(diǎn)，因?yàn)椴⑿械膫鬏斁€的成本較高，所以用數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞侥軌蜻_(dá)到十分快捷的效果。而普通的通信使用串聯(lián)的傳輸方式就能夠滿足通信的需求了。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式一般情況下都會(huì)有固定的時(shí)間或者是傳輸方向，通過各種通信方式進(jìn)行工作。其中單工通信指的是對(duì)某一個(gè)方向的數(shù)據(jù)接收發(fā)送，比如：我們身邊的廣播、遙控和尋呼機(jī)都屬于單工通信。半雙工的通信方式可以使兩個(gè)方向的通信不同時(shí)的進(jìn)行傳輸，比如：對(duì)講機(jī)、發(fā)報(bào)機(jī)等使用的都是半雙工的通信方式。全雙工的通信方式就可以使兩個(gè)方向進(jìn)行雙線的同時(shí)的傳輸。最常見的就是我們身邊的電話和手機(jī)。將通信方式按照不同的網(wǎng)絡(luò)形式可以分為，在兩個(gè)終端直通交換和分支，在直通的終端是專用終端，其他兩種通信方式都屬于網(wǎng)絡(luò)通信的范圍內(nèi)。在串行的通信中，使用者可以根據(jù)同步方式的不同要求，將通信方式分類為同步或者異步，通過字符進(jìn)行傳輸?shù)拇械漠惒酵ㄐ?，通過對(duì)信息發(fā)送的起始標(biāo)志和同步標(biāo)志進(jìn)行通信的完成。當(dāng)發(fā)送方和接收方的頻率出現(xiàn)偏差的時(shí)候，也不會(huì)對(duì)通信造成錯(cuò)位的影響，在下一個(gè)字符進(jìn)行傳輸時(shí)，就可以形成同步。異步通信指的是每一個(gè)數(shù)據(jù)的前后標(biāo)注位置，傳輸?shù)倪^程中會(huì)出現(xiàn)一少部分空檔，傳輸?shù)男蕸]有相應(yīng)的保證，傳輸?shù)男实?。同步通信指的是將每一個(gè)數(shù)據(jù)都能夠按照一定的順序進(jìn)行連接，以某一個(gè)數(shù)據(jù)塊為單位，對(duì)其中的每一個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行一到兩個(gè)同步的字符，傳輸結(jié)束前進(jìn)行校驗(yàn)字符的工作。其優(yōu)點(diǎn)是能夠提高一定的傳送速度，但是對(duì)時(shí)鐘的信號(hào)和數(shù)據(jù)的發(fā)送端與接收端能夠嚴(yán)格的進(jìn)行同步，且對(duì)時(shí)鐘的信號(hào)也嚴(yán)格的要求一致。使用了這類方式的傳輸硬件設(shè)備比較繁瑣，能夠?qū)⑿畔⑾拗瞥蔀椴煌乃俣取?/p>
2.1.2串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)
(1)RS232CRS232C指的是在1969年美國(guó)的電子工業(yè)協(xié)會(huì)提出的串行的通信接口標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)和可編程的控制器中得到了廣泛的使用。PLC數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)之間也需要RS232C的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)的，具有十分強(qiáng)大的抗干擾能力。對(duì)單端的驅(qū)動(dòng)和接受的電路，產(chǎn)生的最大距離大致為15m左右，插件的標(biāo)準(zhǔn)基本為9/25針，PCL數(shù)據(jù)通信一般使用九針的連接器就足夠了。
(2)RS422/RS485對(duì)于RS232來說，RS422和RS485采用的是差分傳輸?shù)姆绞綄?duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳輸，也可以叫平衡傳輸，可以達(dá)到最大為1.219KM的傳輸距離，也能夠達(dá)到10MB/S。并且允許在一個(gè)相同的傳輸線上進(jìn)行連接多個(gè)接受的節(jié)點(diǎn)。
2.2PLC局域網(wǎng)基礎(chǔ)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：PLC數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)ISO模型所需要的大部分功能。計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)按照分布的距離可以分成廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三種。PLC控制可以歸于局域網(wǎng)的范圍內(nèi)，PLC自身對(duì)工業(yè)的工作要求就比較特殊，通信數(shù)據(jù)要有極速響應(yīng)的能力，對(duì)信息的傳輸具有一定的可靠性，能夠在工廠惡劣的環(huán)境下工作。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也叫拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)主要是由物理節(jié)點(diǎn)組成的，經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)種類為，聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和鏈接結(jié)構(gòu)。聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)指的是通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接，利用星形、總線形或是環(huán)形形式的方式進(jìn)行連接。相對(duì)來說，連接結(jié)構(gòu)就沒有那么復(fù)雜，簡(jiǎn)單來說就是將通信的接口與介質(zhì)找出，將兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。而正是因?yàn)檫@樣的原因，當(dāng)兩個(gè)PLC之間相連接或者一個(gè)PLC與計(jì)算機(jī)相連接時(shí)，稱作鏈接，不是聯(lián)網(wǎng)。一般情況下，工廠所使用的自動(dòng)化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)基本是一層一層之間進(jìn)行的相互協(xié)作。但是每一層之間的要求不同，就無法成為單一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為了維持正常的工作，一般都會(huì)選擇多級(jí)通信進(jìn)行工作，組成了復(fù)合型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過對(duì)不同級(jí)別的子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同通信協(xié)議的配置，才能夠滿足各個(gè)層次對(duì)通信不同的需求。
2.3網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
PLC網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)的性質(zhì)相仿，都是有各種數(shù)字設(shè)備之間與終端的設(shè)備，都屬于一種復(fù)合型的系統(tǒng)，其中包含了多個(gè)節(jié)點(diǎn)。在這個(gè)復(fù)合系統(tǒng)中，由于幾個(gè)節(jié)點(diǎn)之間所針對(duì)的設(shè)備都有所不同，其形式，方式都有很大的差異。而針對(duì)對(duì)不同型號(hào)、不同系列系列的計(jì)算機(jī)，PLC數(shù)據(jù)通信的通信方式也會(huì)產(chǎn)生一定的不同，要根據(jù)通信軟件的基本要求對(duì)軟件進(jìn)行開發(fā)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過自動(dòng)地進(jìn)行通信從而確保雙方數(shù)據(jù)通信正常的操作，還可以對(duì)通信之間出現(xiàn)了什么問題進(jìn)行反映，制定相關(guān)的方案，我們稱之為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，也可以叫做網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)程。按照功能分類可以分為識(shí)別和同步的通信，傳輸正確的保證、檢測(cè)和修正的信息傳輸。
3監(jiān)控計(jì)算機(jī)和PLC數(shù)據(jù)通信與行車控制設(shè)備
3.1行車電氣控制設(shè)備
根據(jù)不同的要求，可以對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行不同的改進(jìn)，比如汽車行車的電氣控制設(shè)備，就需要根據(jù)加工過程的比較柔性，預(yù)批量生產(chǎn)的需要相結(jié)合，從而提高電氣控制設(shè)備的使用程度，針對(duì)汽車行車對(duì)電氣控制設(shè)備的需要對(duì)其進(jìn)行不同的工藝的流程的改進(jìn)。要注意設(shè)計(jì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)要與行車結(jié)構(gòu)相類似，二者之間的差距不能過大，要求做到準(zhǔn)確的進(jìn)行定位控制，在形成使用的過程中，能夠更加快捷的進(jìn)行放置，在控制設(shè)備工作的過程中，能夠控制大車的移動(dòng)，對(duì)吊籃上下、左右、前后的運(yùn)動(dòng)，以及小車的移動(dòng)。上極為的數(shù)據(jù)的發(fā)送范圍：
(1)行車啟停的控制命令。使用者通過操作面上的正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，會(huì)引發(fā)CLICK事件指令的出現(xiàn)，通過對(duì)事件單機(jī)能夠打開事件的通信口，發(fā)送一些比較有意義的字符。PLC數(shù)據(jù)通信設(shè)備對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別處理，按照指令進(jìn)行工作。
(2)進(jìn)行實(shí)時(shí)的查詢。在表單的設(shè)計(jì)過程中添加一個(gè)控件TIMER，預(yù)定時(shí)間到達(dá)，就會(huì)開始對(duì)預(yù)先設(shè)定的指令進(jìn)行操作，通過對(duì)已經(jīng)上傳到接收數(shù)據(jù)的文本框來顯示實(shí)時(shí)的速度值。
3.2基于PLC技術(shù)的人機(jī)界面
當(dāng)一個(gè)PCL數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)能夠具有人機(jī)操作界面，就會(huì)有更加深層次的價(jià)值，能夠在硬件軟件的基礎(chǔ)上方便了人們的使用過程，更加快捷的進(jìn)行指令下達(dá)。人機(jī)界面簡(jiǎn)單來說就是之人通過這個(gè)界面更加快捷的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。人們可以根據(jù)人機(jī)界面的提示進(jìn)行相關(guān)的操作，達(dá)到使用的目的，在整個(gè)通訊數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中，能夠通過命令的下達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入、相關(guān)信息的查詢輸入以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，PCL控制系統(tǒng)也是如此，能夠進(jìn)行操作。一般情況下，設(shè)計(jì)者都會(huì)將操作界面設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單一些，更加方便人們使用，還要具有一定的引導(dǎo)功能，通過人機(jī)界面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制和收集需要的參數(shù)數(shù)據(jù)等功能。PLC數(shù)據(jù)通訊的程序大致可以分為以下的幾個(gè)部分：
(1)主程序。指的是在程序中對(duì)需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行的接受處理，以及發(fā)送的過程。
(2)初始化子程序。特殊的標(biāo)志寄存器中存在的SMB30，會(huì)為自由口選擇的一些通信的參數(shù)，這類子程序主要針對(duì)的是SMB87/88/89的控制字符。
(3)校驗(yàn)子程序。根據(jù)本文中提到的相關(guān)的知識(shí)來說，校驗(yàn)子程序就是指BCC的校驗(yàn)碼，對(duì)發(fā)送者想要傳動(dòng)的字符進(jìn)行分析再進(jìn)行發(fā)送。同樣的也會(huì)使接收方進(jìn)行相同的方式對(duì)字符進(jìn)行修改接受，從而判斷傳來的指令是否是正確的。
(4)讀寫數(shù)據(jù)子程序。讀寫子程序和數(shù)據(jù)子程序指的是在PLC中的數(shù)據(jù)通過整理發(fā)送給計(jì)算機(jī)，再將計(jì)算機(jī)傳來的數(shù)據(jù)寫進(jìn)PLC中。這兩個(gè)子程序的進(jìn)入的前提都要求先對(duì)RCV進(jìn)行禁止程序，再進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，最后將信息反饋給系統(tǒng)。
(5)接受、發(fā)送完成數(shù)據(jù)的中斷程序。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接受的中斷程序會(huì)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)還原并將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，最后進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)正確的指令進(jìn)行執(zhí)行，再通過程序的啟動(dòng)進(jìn)行接收。而發(fā)送的中斷程序在運(yùn)行的過程中先要對(duì)標(biāo)志位進(jìn)行正確的服務(wù)指令，系統(tǒng)使用寄存器將數(shù)據(jù)進(jìn)行清零，允許RCV程序進(jìn)行啟動(dòng)。要在這一過程中注意，中斷系統(tǒng)一般情況下會(huì)使用半雙工的方式進(jìn)行通訊工作，所以PLC接收、發(fā)送的程序進(jìn)行之后，要將通信的設(shè)置成接收的狀態(tài)。PCL設(shè)備的主要部件較多，這就造成了在PCL設(shè)備使用的過程中，PCL的主機(jī)會(huì)因?yàn)檩斎朐O(shè)備和輸出設(shè)備的干擾信號(hào)造成使用過程中出現(xiàn)很多的問題。
4結(jié)語
綜上所述，對(duì)于一些自行開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)還是有一定的局限性。在中型企業(yè)和小型企業(yè)的控制系統(tǒng)中，這種數(shù)據(jù)通信具有一定的指向性，設(shè)備建成使用的成本低，設(shè)計(jì)技術(shù)的靈活性比較好。隨著控制系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，相關(guān)的參數(shù)的數(shù)量也會(huì)增加，在操作過程中控制的參數(shù)也會(huì)增加，導(dǎo)致設(shè)備沒有辦法正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要借助外力來進(jìn)行控制，能夠在運(yùn)行的過程中達(dá)到目的，更好更快地運(yùn)行。監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC數(shù)據(jù)通信結(jié)合的軟件的編程量相對(duì)來說比較大，整個(gè)軟件的調(diào)試的過程消耗的時(shí)間比較長(zhǎng)，軟件自身的安全性也比較差，缺點(diǎn)和問題要在不斷的使用和研究中進(jìn)行改正。
參考文獻(xiàn)
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