交通數據傳輸與網絡cha1-4

交通數據傳輸與網絡

李志慧聯系方式:lizhih@第一章緒論交通系統特點人、車、路、環境系統智能化信息化系統的可控制性、智能性交通系統特點檢測設備布設在不同的位置；系統的分布性檢測設備提供者為不同的供應商；系統的兼容性交通系統特點部分子系統需要集中控制交通系統表現為集散控制系統分布式集中控制交通數據特點模擬量與數字量共存分散性海量性安全性系統兼容性交通數據傳輸關注的問題數據表示數據壓縮數據安全性數據通信傳輸協議網絡第二章數據通信數據傳輸關注的基本問題拓撲問題連接問題數據表達問題傳輸問題2.1網絡拓撲結構總線結構

設備偵聽總線，檢測數據傳輸。帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問以太網為總線網，其最主要的優點為網絡添加新的設備非常容易。每一個設備通過相應的接口偵聽總線，檢測數據傳輸。帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問以太網為總線網，其最主要的優點為網絡添加新的設備非常容易。星形拓撲結構集中控制，所有的設備受中心計算機控制與管理，一旦中心計算機崩潰，則網絡癱瘓環形拓撲結構

令牌環缺點：1）當一個節點要發送數據時，它們之間的所有節點都參與傳輸。

2）只要一個節點發小故障、就會導致環小的所有節點無法正常通信。全連接拓撲結構任何設備之間可直接通信通信成本增加組合拓撲結構2.2通信介質同軸電纜雙絞線光纖或輻射性媒體同軸電纜雙絞線（TwistedPair）雙絞線分為： UTP（非屏蔽雙絞線） STP（屏蔽雙絞線）水晶頭（RJ-45）比較：STP（屏蔽雙絞線）UTP（非屏蔽雙絞線）光纖光纖由單根玻璃光纖，緊靠纖芯的包層以及塑料保護圖層組成。FDDI無線無線網絡：紅外線，微波。

衛星2.3數據表達數字信號與模擬信號數字信號與模擬信號模擬信號是指信號的幅值和頻率是連續變化的信號。數字信號是離散的信號。模擬信號是連續變化的信號，衰減得較慢，適合長距離傳輸。信號的特性表現為時間特性和頻率特性。信號的時間特性主要指信號隨時間變化的特性。即在一個周期內信號變化的速率以及相應的振幅。信號的頻率特性可用信號的頻譜函數來表示，頻譜函數可看成是表征信號的各頻率成分，以及各頻率成分的振幅和相位例如：信號其時頻特性信號的時域特性與頻域特性調制與解調調制：欲傳輸的原始信號f(t)控制高頻簡諧波或周期性脈沖信號的某一個參量，使它隨信號f(t)線性變化。被調制的高頻簡諧波或周期性脈沖信號起著運載原始信號的作用，因此稱為載波。解調也稱檢波，它的作用與調制恰好相反。解調就是從接收到的已調波中無失真地恢復出調制信號。調制高頻簡諧波三個參數：振幅、頻率和相位調制方式:(1)振幅調制;(2)頻率調制;(3)相位調制數字信號與模擬信號的轉換:由調制解調器（modem）完成第三章數據傳輸3.1

數據通信系統的構成數據通信系統是通過數據電路將分布在遠端的數據終端設備與計算機系統連接起來，實現數據傳輸、交換、存儲和處理的系統。典型的數據通信系統主要由中央計算機系統、數據終端設備、數據電路三部分構成.數字信道與模擬信道信道是指向某一方向傳輸信息的媒體。通信線路發送信道接收信道……數字信道-數字信號模擬信道-模擬信號基帶信號與寬帶信號基帶信號（Baseband），一次只在介質上發送一個信號。寬帶信號（Broadband），基帶信號經過調制后形成的頻分復用信號。傳輸速率傳輸速率有兩種表示方法：比特/秒（b/s）單位時間傳送的信息量。波特（baud）指信號在調制過程中，調制狀態每秒轉換次數3.2通信編碼ASCII碼BCD碼不歸零編碼0-高電平1-低電平設備時鐘同步？曼徹斯特編瑪用信號的變化保持發送設備和接收設備之間的同步0-高電平到低電平的跳變1-從低電平到高電平缺點：雙倍帶寬差分曼徹斯特編瑪同曼徹斯特編碼一樣，每個比特時間的中間發生跳變區別：0-每個時間間隔的開始處跳變。1-信號保持前一個時間間隔尾部的取值3.3

通信傳輸方式通信方式是指通信雙方的信息交互方式，可分為：并行傳輸與串行傳輸并行傳輸串行傳輸異步傳輸和同步傳輸，解決信號的同步問題。異步傳輸，指比特被劃分成小組獨立傳送，每個字符都有起止位，傳輸效率低同步傳輸同步傳輸通常數據的發送以組（或幀）為單位，一組數據包含多個字符代碼或多個比特，在組或幀的開始和結束需加上預先規定的起始序列和結束序列作為標志，傳輸效率高，較復雜。同步傳輸

數據包-數據幀串行通信方式單工通信半雙工通信全雙工通信單工通信單工通信就是指傳送的信息始終是一個方向，而不進行與此相反方向的傳送。無線電廣播和電視信號傳播都是單工傳送的例子。半雙工通信半雙工通信是指信息流可在兩個方向上傳輸，但同一時刻只限于一個方向傳輸。如無線電收發報機。全雙工通信全雙工通信是指能同時做雙向通信。如電話系統。串行通信：RS232接口針腳信號定義1DCD載波檢測2RXD接收數據3TXD發送數據4DTR數據終端準備好5SGND信號地6DSR數據準備好7RTS請求發送8CTS清除發送9RI振鈴提示RS232接口傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在15米左右。傳輸速率較低，設置通信波特率通常9600，串口編程：MSComm控件

簡單的初始化串口的代碼：

HANDLEhCom=CreateFile("COM2",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_OVERLAPPED,NULL);

if(hCom==(HANDLE)-1)

{

AfxMessageBox("打開COM失敗!");

returnFALSE;

}

SetupComm(hCom,1024,1024);

COMMTIMEOUTSTimeOuts;

TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;

TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;

TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;

TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;

SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts);//設置超時

DCBdcb;

GetCommState(hCom,&dcb);

dcb.BaudRate=9600;//波特率為9600

dcb.ByteSize=8;//每個字節有8位

dcb.Parity=NOPARITY;//無奇偶校驗位

dcb.StopBits=1;//1個停止位

SetCommState(hCom,&dcb);

PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);

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CKeyBoardDlg::EnableWindow(false);第四章

計算機網絡數據傳輸方式網絡傳輸串口傳輸并口傳輸交通數據傳輸串行接口傳輸（RS232、RS485）定義：

計算機網絡，是用通信線路和通信設備將分布在不同地點的具有獨立功能的多個計算機系統互相連接起來，在網絡軟件的支持下實現彼此之間的數據通信和資源共享的系統。§1.1什么是計算機網絡？參考定義：把分布在不同地理位置上的具有獨立功能的多臺計算機、終端及其附屬設備在物理上互連，按照網絡協議相互通信，以共享硬件、軟件和數據資源為目標的系統稱作計算機網絡。計算機網絡是多個計算機的集合系統國際互聯網，即因特網（Internet）網絡中的計算機分為服務器和工作站網絡軟件網絡軟件包括：網絡操作系統軟件UNIX、Netware、WindowsNT和Linux等。網絡數據庫軟件Oracle、Sybase、SQLServer、Informix等。網絡應用軟件InternetExplorer(IE)等。計算機網絡的發展遠程終端聯機階段計算機網絡階段計算機網絡互聯階段信息高速公路階段遠程終端聯機階段通信控制計算機網絡階段ARPANET計算機網絡互聯階段1984年，國際標準化組織公布了開放系統互聯模式（OSI）。信息高速公路階段是以光纖為傳輸媒體，傳輸速率極高的信息高速公路網。信息高速公路的主要特點：多媒體信息的高速傳遞高速度、高準確度地傳遞數字化的多媒體信息新的方式存儲大量數據開放型交互式的大系統

計算機網絡的分類從覆蓋范圍進行分類，網絡分為：局域網LAN廣域網WAN城域網MAN（LocalAreaNetwork）（WideAreaNetwork）（MetropolitanAreaNetwork）計算機網絡的通信協議1974年，美國的IBM公司宣布了它研制的系統網絡體系結構SNA（SystemNetworkArchitecture）。1977年，國際標準化組織（ISO）提出一個試圖使各種計算機在世界范圍內互連成網的標準框架，即著名的開放系統互連基本參考模型OSI/RM（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel），簡稱為OSI。OSI參考模型采用7個層次的體系結構：應用層Application表示層Presentation會話層Session傳輸層Transport網絡層Network數據鏈路層DataLink物理層Physical高層底層層次化模型物理層物理層包括設備間的物理接口和一個設備到另一個設備間比特流的傳輸規則，主要包括以下四個重要特性：

(1)機械特性：如連接用接插件的機械結構；

(2)電氣特性：如“o”碼和“1”碼的電氣參數

(3)功能特性：如接插件每插腳的功能；

(4)規程特性：如比特傳輸順序。數據鏈路層數據鏈路層在物理層的基礎上，以保證數據在用戶終端與網絡之間，以及網絡相鄰節點之間的數據鏈路進行可靠傳輸。提供數據鏈路的啟動、保持和撤消功能。數據鏈路向較高層提供的差錯檢測和控制，保證上層的無差錯控制。網絡層通常把計算機網分為用戶子網(資源子網)和通信子網(數據通信網)兩部分用戶子網向用戶提供了訪問網絡的機會，通信子網則是提供了網絡通信的能力網絡層的功能用于完成對通信子網的控制，向高層提供數據在網絡內透明傳輸的服務，使用戶終端的傳輸實體無需知道網絡的結構和交換方式。網絡層提供建立、保持和終止通信中間節點的連接，負責通信子網內的路由選擇、順序控制、流量控制和阻塞控制等功能。傳輸層傳輸層的基本功能是接收來自會話層的數據，如果有需要，把這些數據分成較小的數據單元送向網絡層，并保證其安全準確地到達另一端的會話層。它還包括端到端的順序控制、流量控制、差錯控制和恢復、管理多路復用等功能。會話層會話：為了兩個進程之間的協同工作，它們之間建立并形成的邏輯連接。會話層負責進程間的對話的建立、拆除以及對話管理。提供諸如會話雙方的資格審查和驗證、收費方法、對話方向的交替管理、故障點定位和恢復等各種服務。表示層表示層保證在協同工作的應用進程之間數據表達的兼容性，提供數據代碼和格式的轉換、語義差異的消除等功能．向較高層次提供文本壓