数据无线传输通讯方式优选研究
1.研究背景
对供水管网用水压力、流量、水质进行全天候不间断实时监测，是有效提升供水管网管理水平的重要手段。而以往采取人工监测、巡检等方法对供水管网进行监管，不但滞后时间长，而且需要投放大量人力物力，不利于供水管网的管理。根据供水管网的特点，采用实时监测系统能很好地解决这些问题，通过监测数据的实时反馈，指导水厂生产、优化水厂供水系统的调度、调配原水泵站及清水泵站的流量和压力，合理分配不同区域的供水量。国有些水司已采用无线通信方式进行监测数据传输，以实时在线监测管网用水压力、流量、水质等参数，取得了良好的效果。随着技术水平的不断提高，目前无线通信技术已有很多种。开展数据无线传输通讯方式调研并优化选取合适的方式，对于建立完善管网在线监测系统来讲，是一项非常重要的工作。
2.现有的数据无线传输通讯方式
现今物联网技术发展迅速，物联网的通信方式多种多样，主要包括：卫星、短距离无线通讯、基于运营商的移动通讯方式、NB-IoT和一些其他的通讯方式，以下分别介绍目前常用的数据无线通讯方式。
2.1卫星通信
卫星通信简单地说就是地球上的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。狭义的卫星通信是指地球上的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。现有的卫星通信系统有以下几种分类方式。（1）按照工作轨道区分：低轨道卫星通信系统、中轨道卫星通信系统、高轨道卫星通信系统；（2）按照通信围区分：国际通信卫星、区域性通信
卫星、国通信卫星；（3）按照用途区分：综合业务通信卫星、军事通信卫星、海事通信卫星、电视直播卫星等；（4）按照转发能力区分：无星上处理能力卫星、有星上处理能力卫星。广义的卫星通信则包含了卫星通信、卫星广播、卫星中继、卫星导航、卫星遥感等，能够高效整合现有的各类卫星资源实现集通信、导航、广播、遥感等于一体的卫星云服务。
卫星通信有以下几个方面的特点：（1）通信距离远，且费用与通信距离无关。利用静止卫星，最大的通信距离达18100km左右。而且建站费用和运行费用不因通信站之间的距离远近、两通信站之间地面上的自然条件恶劣程度而变化。这在远距离通信上，比微波接力、电缆、光缆、短波通信有明显的优势。（2）通信容量大，适用多种业务传输。卫星通信使用微波频段，可以使用的频带很宽。一般C和Ku频段的卫星带宽可达500～800MHz，而Ka频段可达几GHz；（3）可以自发自收进行监测。一般地，发信端地球站同样可以接收到自己发出的信号，从而可以监视本站所发消息是否正确，以及传输质量的优劣。（4）无缝覆盖能力。利用卫星移动通信，可以不受地理环境、气候条件和时间的限制，建立覆盖全球性的海、陆、空一体化通信系统；（5）广域复杂网络拓扑构成能力。卫星通信的高功率密度与灵活的多点波束能力加上星上交换处理技术，可按优良的价格性能比提供宽广地域围的点对点与多点对多点的复杂网络拓扑构成能力。
2.2 短距离无线通讯方式
2.2.1 蓝牙
蓝牙技术是一种支持设备间短距离通信（一般10m）的无线通信技术，能使众多移动或固定终端之间进行无线信息交换。其目的是取代有线电缆连接，在各信息设备之间，实现方便快捷、灵活安全、低成本小功耗的语音和数据通信。
蓝牙技术具有无线性、开放性、兼容性、移动性、抗干扰性、功耗低、成本低等特点，能使网络中的各种设备互连互通，在近距离实现无缝资源共享。
蓝牙技术的基本原理是，蓝牙设备依靠专用的蓝牙芯片使设备在短距离围发送无线电信号来寻找另外一个蓝牙设备，找到蓝牙设备后，蓝牙设备之间便可以相互交换信息。蓝牙技术采用了高速跳频技术与短分组技术，减少了信号干扰和衰弱，保证了传输的可靠性；采用了时分全双工通信，传输速率达1Mb/s；采用了FEC编码技术，减少了随机噪声影响；使用的工作频段是不必授权的ISM频段（2.402～2.480GHz），保证了全球围的通用性。依据发射输出电平功率不同，蓝牙传输距离有3个等级：第一级为100m左右；第二级约为10m；第三级约为2～3m。一般情况下，通常的工作围是10m半径之。蓝牙技术支持点对点或点对多点的语音、数据业务，采用一种灵活的无基站的组网方式，一个蓝牙设备可同时与多个蓝牙设备相连，在有效通信围所有设备的地位都是平等的，具有相同的权限。蓝牙系统一般由天线单元、链路控制、链路管理和蓝牙软件等四个功能模块组成。
2.2.2 RFID
RFID技术是一种基于射频的短距离无线通信技术，又称作电子标签、无线射频识别技术，采用的是非接触式自动识别技术。其工作原理是利用射频标签与射频读写器之间的射频信号及其空间耦合和传输特性，实现对目标的自动识别。RFID是一种简单的无线传输系统，由标签、读写器、天线三部分组成。其中，标签由耦合元件及芯片组成，赋予唯一的电子编码，附着在物体上，标识出目标对象; 读写器负责读取标签的信息；天线负责在标签和读写器之间传递信号。RFID技术具有读取方便、识别速度快、数据容量大、使用寿命长、应用围广、
安全性好、动态实时通信等优点。RFID的工作频率分为两类: 一是低频系统，即低于30MHz，主要有125kHz、225 kHz、13.56MHz等。二是高频系统，即大于400MHz，主要有915MHz、2.45 GHz、5.8GHz等。RFID技术标准有ISO/IEC 组织制定的ISO/IEC1800空中接口参数、10536耦合非接触集成电路卡、15639疏耦合非接触集成电路卡、14443近耦合非接触集成电路卡等。另外还有EPC Global UHF Gen2标准，前向通信采取双边带幅移键控（DSB－ASK）、单边带幅移键控和反向幅移键控等调制方式。
2.2.3 ZigBee
ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，主要用于电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。ZigBee是一个由可多达65000个无线数传模块组成的一个无线网络平台。ZigBee网络节点既可与工业监控对象连接实现数据采集和监控，又可中转其他网络节点的数据。ZigBee技术特点主要有：（1）传输速率低，只有10～250kb/s。（2）功耗低，发射功率只有1mW。（3）速率低，协议简单，技术上易实现，成本低。（4）网络容量大，每个ZigBee网络可支持255个设备，一个区域可同时开启100个ZigBee网络。（5）覆盖围小。网络节点之间的通信距离一般在10～100m之间，增加发射功率时，可达1～3 000m。（6）工作频段灵活。使用的频段分别为2.400～2.408GHz、868.0～868.6MHz及902～928MHz，均为免执照频段。（7）组网形式灵活。ZigBee 网络既可能组成星状网，也可组成对等的网格状网络；既可实现单跳组网，也可通过路由实现多跳的数据传输。（8）时延短。响应时间快，休眠激活时延只有15ms。（9）安全性好。采用了基于CRC的数据包完整性检查功能和AES－128
加密算法。（10）可靠性高。采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。
2.3基于运营商的移动通讯方式
2.3.1 GSM
GSM是全球移动通信系统的简称，自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。采用GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上，是当前应用最为广泛的移动标准。GSM较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代（2G）移动系统。GSM主要的特点有如下：（1）频谱效率。由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率；（2）容量。由于每个信道传输带宽增加，使同频复用栽干比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率比TACS系统高3～5倍；（3）开放的接口。GSM标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且包括网络之间以及网络中各设备实体之间；（4）安全性。通过鉴权、加密和TMSI 的使用，达到安全的目的。鉴权用来验证用户的入网权利。加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号，以防止有人跟踪而泄漏其地理位置；（5）与ISDN、PSTN等的互连。与其他网络的互连通常利用现有的接口，如ISUP或TUP等。
2.3.2 GPRS
GPRS是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS可说是GSM的延续。
GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。GPRS有着良好的性能特点：（1）高速数据传输速度10倍于GSM，还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件，可谓不一般的巨大进步；（2）永远在线由于建立新的连接几乎无需任何时间，因而随时都可与网络保持联系。
2.3.3 3G
3G是在2G移动通信技术基础上发展而来的第三代移动通信技术，是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，能满足城市和偏远地区各种用户密度条件下和不同速度移动用户的需求，提供高速高质量的语音、图像、数据以及多媒体业务。3G提供了速率有三种: 高速移动环境下为144kb/s，步行和慢速移动环境下为384kb/s，室环境为2Mb/s。工作频率有三类: （1）FDD方式时，为2110～2170MHz和1920～1980MHz；（2）TDD方式时，为2010～2025MHz和1885～1920MHz；（3）MSS移动卫星通信方式时，为2170～2200 MHz和1980～2010MHz。
2.3.4 4G
4G是在3G的基础上发展而来的第四代移动通信技术，是基于IP协议的高速蜂窝移动网络。4G能够快速传输高质量的数据、音频、视频和图像等多媒体业务。相对于3G技术，4G具有如下的特征: （1）速率高，上传速率可达20～50 Mb/s，下载速率达100Mb/s；（2）网速高，是3G网速的100倍；（3）采用了多种智能技术，提高了灵活性和利用率；（4）兼容传统的GSM、TDMA和CDMA 系统；（5）引入了自适应技术，使得用户数量增多；（6）支持多媒体业务；（7）
采用多种新型技术，如OFDM调制技术、软件无线电、智能天线、无线接入网等技术，提高了频谱利用率和通信质量及容量；（8）采用了基于IP的核心网络结构，实现了多业务系统的无缝覆盖和网络结构的自动调节。目前正在广泛应用的4G 技术主要包括LTE和LTE－Advanced。LTE技术是3G技术的演进，采用了正交频分复用和多输入多输出技术，能够在带宽20MHz提供上行50Mb/s和下行
100Mb/s的峰值速率，相当于3.9G技术，还不是真正意义上的4G技术。LTE－Advanced是LTE的增强版，有TDD和FDD两种制式，其技术特征是: 带宽
100MHz;下行峰值速率1Gb/s，上行峰值速率500Mb/s；下行峰值频谱效率30bps/Hz，上行峰值频谱效率达15bps/Hz；有效支持新频段和大带宽应用等。
2.3.5 5G
5G通信技术是继第4代移动通信技术之后，为了满足智能终端的快速普及和移动互联网的高速发展，面向2020年以后人类信息社会需求的新一代移动通信技术。5G基本特征主要有：（1）数据流量增长1000倍，单位面积吞吐量达到100Gbps/km2以上；（2）联网设备数目是4G的10倍，特殊应用时，单位面积设备数目将达到100万/km2；（3）峰值速率至少10Gb/s；（4）用户可获得速率达到10～100Mb/s；（5）时延短，是4G的五分之一到十分之一。
2.4 NB-IoT
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT支持待机时间短、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命可大大提高，同时还能提供非常全面的室蜂窝数据连接覆盖。
不同的应用定位让NB-IoT具备传统IoT不可比拟的优势。一方面在商业角
度，截至目前蜂窝网已覆盖全球90%的人口，覆盖超过50%的地理位置。基于现有的蜂窝网络，运营商完全能够提供一个非常有竞争力的物联网技术，就是NB-IoT。另一方面就技术而言，NB-IoT技术具备四大优势：一是覆盖，NB-IoT 的覆盖较传统GSM网络好20个dB，如果按照覆盖面积计算，一个基站可提供10倍的覆盖面积，就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。二是能支持海量联接，在200KHz频率以下，借助一个NB-IoT基站就可提供10万个连接。三是低功耗，低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合，在电池技术无法取得突破的前提下只能通过降低设备功耗以延长电池供电时间。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小。另外，为了进一步降低功耗，延长电池使用时间，NB-IoT引入了超长DRX（非连续接收）省电技术和PSM省电态模式。NB-IoT可以让设备时时在线，但是通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电目的。这样可以保障电池5年以上的使用寿命。四是低成本，低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势。速率低就不需要大缓存，所以可以缓存小、DSP配置低;低功耗，意味着RF设计要求低，小PA就能实现；因为低带宽，就不要复杂的均衡算法。这些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本也随之降低。2.5其它的通讯方式
2.5.1 LoRa
LoRa是由Semech公司发布的一种专用于无线电调制解调的技术，基于
1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术（简称LoRa）的芯片。其接收灵敏度达到了惊人的-148dbm，与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比，最高的接收
灵敏度改善了20db以上，使用一种特殊的扩频技术，这使得不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰。在此基础上研发的集中器/网关能够并行接收并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量。LoRa主要有以下3个特点：（1）通信距离远且功耗低，高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里。其接收电流仅10mA，睡眠电流<200nA，这大大延迟了电池的使用寿命；（2）系统容量大，网关是节点与IP网络之间的桥梁。每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信（假设每次发送10Bytes，网络占用率10%）。该网关/集中器还包含MAC层协议，对于高层它是透明的；（3）支持测距和定位，LoRa 对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI，而定位则基于多点（网关）对一点（节点）的空中传输时间差的测量。其定位精度可达5m（假设10km的围）。
2.5.2 60GHz毫米波通信
60GHz毫米波通信是指，利用频率在60GHz左右的毫米波进行高速率、大容量无线传输的短距离通信技术。毫米波通信具有频谱围宽，信息容量大；传输速度高，具有数Gb/s速率; 分辨率高，抗干扰性好；能穿透等离子体；多普勒频移大，测速灵敏度高等特点。目前，60GHz毫米波通信标准有: （1）WirelessHD1.0标准，传输距离在10m，速率为10～28 Gb/s；（2）WiGig v1.0标准，主要用于大型文件的高速传输，支速率达7Gb/s，向后兼容IEEE802.11标准，支持2.4GHz，5GHz和60GHz三个频段；有效传输距离10m；具有AES 加密功能；（3）ECMA－387标准，支持1.728G符号/s的符号速率，在未使用信道绑定的情况下，数据速率高达6.35Gb/s；（4）IEEE802.15.3c标准，最高数据速率超过5Gb/s；（5）IEEE802.11ad标准，目标是制定60GHz频段的WLAN技
术规。
3.不同通讯方式的比较
以上对不同无线通讯方式进行了详细的介绍，下面对不同无线通讯方式汇总整理，做出了比较，如下表1。
表1.不同通讯方式比较
4.通讯方式的优化选取及组网方案
通过对目前现有的无线通信技术的调研，主要有卫星、蓝牙、RFID、GSM、GPRS等通信技术，各有各的优缺点。根据管网在线监测的特点、成本等方面的因素考虑，推荐选用GPRS或者NB-IoT的通信方式。
根据管网在线监测的特点，我们进一步对现有组网技术进行了分析，主要有
以下四种组网技术：
（1）中心采用计算机加互联网固定IP地址（如宽带接入）的方式。
中心公网为固定IP：监测点直接向中心发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。
（2）中心采用计算机加互联网固定域名解析（如宽带接入）的方式。
中心公网动态IP+DNS解析服务：客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监测点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS 服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。
（3）中心采用计算机加移动APN专线，所有点都采用网固定IP。
此种方案客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。
此种方案无论时时性，安全性和稳定性较其它方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、时时性要求较高的应用环境。但是APN专线费用较高，投资较大。
（4）中心采用计算机加无线路由器的方式（APN专网固定IP）。
此种方案客户先与移动申请APN专网业务。移动为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡开通该专用APN，得到APN 后，给所有监控点及中心分配移动部固定IP。
此种方案无需DNS解析，本身具有移动网固定IP，减少中间环节，稳定性增强；且所有数据都在移动GPRS的APN网传输，无需经过公网，安全性增强。但此方案监控中心以无线方式接入，可靠性相对较低。
参考文献：
[1] 樊雪梅，物联网技术发展的研究与综述，计算机测量与控制，2011.19（5）:
1002-1004
[2] 蔡涛等译，无线通信原理与应用，：电子工业，1999
[3] 学斌，新一代移动通信技术的发展与展望，中国科技信息2007，（10）
[4] 雷震洲，移动通信的未来发展趋势讨论，世界电信，2005，（1）
[5] 宋俊德，浅谈物联网的现状和未来，移动通信，2010（15）：8-10
几种无线通信技术的比 较 The manuscript was revised on the evening of 2021
几种无线通信技术的比较 摘要:随着电子技术、计算机技术的发展,近年来无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合,本文将目前应用的、无线通信方式进行了分析对比,并总结和预见了它们今后的发展方向。 关键词:Zigbee Bluetooth UWB Wi-Fi NFC Several Wireless Communications Technology Comparison Abstract:As the development of electronic technology,computer technology, wireless communication technology have a rapid development in recent years,emerged wireless data transmission standard,they have their advantages and disadvantages,and different applications,the application of various wireless communication were analyzed and compared,and summarized and foresee their future development. 一．几种无线通讯技术 （一）ZigBee 1.简介： Zigbee是基于标准的低功耗个域网。根据这个规定的技术是一种短距离、低功耗的技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于和网络。ZigBee数传模块类似于移动网络。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音
微处理器中常用的集成串行总线是通用异步 接收器传输总线(UART)、串行通信接口(SCI) 和通用串行总线(USB)等，这些总线在速度、 物理接口要求和通信方法学上都有所不同。本文详细介绍了嵌入式系统设计的串行总线、驱动器和物理接口的特性，并为总线最优选择提供性能比较和选择建议。 由于在消费类电子产品、计算机外设、汽车和工业应用中增加了嵌入式功能，对低成本、高速和高可靠通信介质的要求也不断增长以满足这些应用，其结果是越来越多的处理器和控制器用不同类型的总线集成在一起，实现与PC软件、开发系统(如仿真器)或网络中的其它设备进行通信。目前流行的通信一般采用串行或并行模式，而串行模式应用更广泛。 微处理器中常用的集成串行总线是通用异步接收器传输总线、串行通信接口、同步外设接口(SPI)、内部集成电路(I2C) 和通用串行总线，以及车用串行总线，包括控制器区域网(CAN)和本地互连网(LIN)。这些总线在速度、物理接口要求和通信方法学上都有所不同。本文将对嵌入式系统设计的串行总线、驱动器和物理接口这些要求提供一个总体介绍，为选择最优总线提供指导并给出一个比较图表(表1)。为了说明方便起见，本文的阐述是基于微处理器的设计。 串行与并行相比 串行相比于并行的主要优点是要求的线数较少。例如，用在汽车工业中的LIN 串行总线只需要一根线来与从属器件进行通信，Dallas公司的1-Wire总线只使用一根线来输送信号和电源。较少的线意味着所需要的控制器引脚较少。集成在一个微控制器中的并行总线一般需要8条或更多的线，线数的多少取决于设计中地址和数据的宽度，所以集成一个并行总线的芯片至少需要8个引脚来与外部器件接口，这增加了芯片的总体尺寸。相反地，使用串行总线可以将同样的芯片集成在一个较小的封装中。 另外，在PCB板设计中并行总线需要更多的线来与其它外设接口，使PCB板面积更大、更复杂，从而增加了硬件成本。此外，工程师还可以很容易地将一个新器件加到一个串行网络中去，而且不会影响网络中的其它器件。例如，可以很容易地去掉总线上旧器件并用新的来替代。
热传递有三种方式：传导、对流和辐射 传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。 热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。 对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。 对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。 利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。 辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。 用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。 地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。 一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。 补充内容： 一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。 二、热传递与热传导的关系 有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。 由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。 由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分别作论述。 热传导指的是物质系统（气体、液体或固体），由于内部各处温度不均匀而引起的热能（内能）从温度较高处向温度较低处输运的现象。 热传导的实质是由大量分子、原子或电子的相互碰撞，而使热能（内能）从物体温度较高部分传到温度较低部分的过程。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体、液体中它往往与对流同时发生。各种物质的热传导性能不同，热传导过程的基本定律是博里叶定律。
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2017, 7(10), 984-993 Published Online October 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/5210486418.html,/journal/csa https://https://www.doczj.com/doc/5210486418.html,/10.12677/csa.2017.710111 Several Communication Modes of the Internet of Things and the Technical Characteristics Qin Zhang1,2, Shenglong Yang1, Yumei Wu1, Yang Dai1* 1Ministry of Agriculture Key Laboratory of East China Sea & Oceanic Fishery Resources Exploitation and Utilization, East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 2College of Engineering Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai Received: Oct. 5th, 2017; accepted: Oct. 18th, 2017; published: Oct. 24th, 2017 Abstract In today’s Internet era, the existing wireless communication networks have been developed from the interconnection between people and people or people and things to the interconnection be-tween things and things [1]. Low power wireless communication is one of the main hot spot of to-day’s Internet network technology. With the characteristics of low power consumption and low cost, the low power wireless communication is a good technology to match the application re-quirements of the Internet of things. The low-power wireless communication technologies include the low-power wide area network (WAN) and the low-power local area network (LAN). The low-power wide area network includes LoRa, NB-IOT, Sigfox, Weightless, and the Low-power local area network includes Zigbee and bluetooth 4.0, the technical introduction and the key techniques of each communication are discussed respectively, and the prospect of the low-power network technology is discussed. Keywords Low Power Consumption, The Internet of Things, Low Power Consumption WAN, Low Power Consumption LAN 几种常见的物联网通讯方式及其技术特点 张琴1,2，杨胜龙1，伍玉梅1，戴阳1* 1中国水产科学研究院东海水产研究所，农业部东海及远洋渔业渔业资源开发利用重点实验室， 上海 *通讯作者。
热传递的三种方式 热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差别，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差别，与物体的状态，物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。 1.传导：热传导是介质（介质主要分为：气体，液体，固体，或者混合）内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中对流与热传导同时发生。（总结：热传导主要发生在固体内部、两个不同固体、固液之间、固气之间、液气之间，他们之间的热传递时，我们看不到有宏观运动出现） 2.对流：物体之间以流体(流体是液体和气体的总称)为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传递热能。热对流是靠液体或气体的流动，使内能从温度较高部分传至较低部分的过程。对流是液体或气体热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。（总结：对流主要发生在液体内部、气体内部） 3.辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波，而不必有任何介质，就可以达成温度平衡。热辐射是物体不依靠介质，直接将能量发射出来，传给其他物体的过程。热辐射是远距离传递能量的主要方式，如太阳能就是以热辐射的形式，经过宇宙空间传给地球的。物体温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500摄氏度以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射。 热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的。
一、研究问题：FDMA、TDMA、CDMA三种多址技术特点比较分析 二、概念： 多址技术：是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质，实现各用户之间通信的技术。多址技术多用于无线通信。多址技术又称为“多址连接”技术。 FDMA：把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带（称为子频带），把每个子频带分给一个用户专用（称为地址）。这种技术被称为“频分多址”技术。 FDMA示意图 TDMA：把时间分割成互不重叠的时段（帧），再将帧分割成互不重叠的时隙（信道）与用户具有一一对应关系，依据时隙区分来自不同地址的用户信号，从而完成的多址连接。 TDMA示意图 CDMA：当以传输信号的码行不同来区分信道建立多址接入时，称为码分多址。 CDMA示意图 三、特性比较概括 FDMA TDMA CDMA 实现的技术频分复用时分复用码分复用 干扰问题需克服的干扰较 抗干扰能力强自身多址干扰 多 系统容量大容量带宽利用率低容量灵活性 大 越区切换较为复杂和困难切换简单软切换实现 四、详细比较分析 1.实现技术： FDMA是利用频分多址接入技术，以频谱作为信号的分割参量，将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号，即一个用户占用一个信道；TDMA则是利用时分多址接入技术，以时间作为信号分割的参量，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙，每个时隙即是一个信道，达到各路信道在时间轴上不重叠，信号不互相干扰；CDMA它作用的对象是地址码，使用码分多址接入技术，CDMA一种多路方式，多路信号只占用一条信道，故其能极大的提高带宽的利用率。 2.干扰问题： FDMA系统内的来自自身的干扰比较多，主要有互调干扰、邻道干扰、同频道干扰。由于FDMA系统内的非线性器件产生的各种组合频率成分落入本频带接收机通带内造成对有用信号的干扰，形成互调干扰，但干扰足够大时，会对有用信号形成危害。邻道干扰时指相邻波道信号存在的寄生辐射落入本频带接收机带内造成有用的干扰。移动通信系统中蜂窝小区的设计，使得相邻区群中同信道小区的信号造成干扰，这是同频带干扰。
几种无线通信技术的比较 摘要:随着电子技术、计算机技术的发展,近年来无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合,本文将目前应用的、无线通信方式进行了分析对比,并总结和预见了它们今后的发展方向。 关键词:Zigbee Bluetooth UWB Wi-Fi NFC Several Wireless Communications Technology Comparison Abstract:As the development of electronic technology,computer technology, wireless communication technology have a rapid development in recent years,emerged wireless data transmission standard,they have their advantages and disadvantages,and different applications,the application of various wireless communication were analyzed and compared,and summarized and foresee their future development. 一．几种无线通讯技术 （一）ZigBee 1.简介： Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee―基站‖却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个Zigbee网络节点（FFD）还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。
1 第二篇传热学 2 第四章热量传递的基本理论 4.1热量传递的三种基本方式简介(thermal conduction)(thermal convection)(thermal radiation) 1.热传导3热传导（简称导热） 在物体内部或相互接触的物体表面之 间，由于分子、原子及自由电子等微观粒 子的热运动而产生的热量传递现象。 导热现象发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体之中。 本书不讨论导热的微观机理，只讨论热 量传递的宏观规律。4 应用： 最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热5特点：1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化； 3.平壁温度不随时间改变； 4.热量只沿着垂直于壁面的 方向传递。 热流量：单位时间传导的热量,W λ:材料的热导率（导热系数）,表明材料的导热能力，W/(m·K)。6热流密度 q : 单位时间通过单位面积的热流量 称为平壁的导热热阻，表示物体对 导热的阻力，单位为K/W 。 Φ t w1t w2 热阻网络
2.热对流 7热对流: 由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。 对流换热:流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。牛顿冷却公式:Φ= Ah (t w –t f )q = h (t w –t f )8 Φt w t f h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为对流换热系数），单位为W/(m 2?K)。对流换热热阻：Φ= Ah (t w –t f )称为对流换热热阻，单位为W/K 。对流换热热阻网络：Φ= Ah (t w –t f ) 9表面传热系数的影响因素：h 的大小反映对流换热的强弱，与以下 因素有关：（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）；（2）流体流动的形态（层流、湍流）；（3）流动的成因（自然对流或受迫对流）；（4）物体表面的形状、尺寸；（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。10表1-1一些表面传热系数的数值范围对流换热类型表面传热系数h /[W /(m 2?K])空气自然对流换热1～10水自然对流换热100～1 000 空气强迫对流换热10～100 水强迫对流换热100～15 000 水沸腾 2 500～35 000 水蒸气凝结 5 000～25 000 3.热辐射11辐射：指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能 的现象 解释辐射现象的两种理论： 电磁理论与量子理论 电磁波的数学描述： c —某介质中的光速, m/s 为真空中的光速; n 为介质的折射率。 λ—波长, 常用μm 为单位, 1μm = 10-6m 。ν—频率,单位s －1。式中：12电磁波的波谱：γ 射线 ：λ<5×10-5μm X 射线：5×10-7μm <λ<5×10-2μm 紫外线：4×10-3μm <λ<0.38μm 可见光：0.38μm <λ<0.76μm 红外线：0.76μm <λ<103μm 无线电波：λ>103μm
简析短信设备的三种通讯方式及优势 短息设备也许个人接触的少，因为个人在使用群发功能的并不多见。然而企业就不一样了，现在是一个营销竞争也相当激烈的年代。所以无论是否价格昂贵，众多企业还是需要对自己产品进行推广的。而短信设备就是广大商家常用的一个推广工具。3G改码设备厂家认为既然短信设备是工具，就必须知道短信设备的优势具体表现在哪一方面，自己究竟值不值得使用这个工具，下面我们一起来了解一下短信设备的优势及它的三种通讯方式是哪些？ 第一：这个是基本功能，就是对商家的目标顾客进行短信群发，可以让目标顾客了解商家最近的产品与活动。 第二：短信设备的信息发送范围是相当广的。无论对象或者是目标顾客在哪里，短信设备都可以快速发到。 第三：短信设备的传输速度快。只要编辑好的短信，一经发送，接收者可以即刻收到。 第四：短息设备对短信的发送，不会像普通短信一样出现漏发的现象的。就是可以保证短信的质量。 第五：这短信设备的明显优势是，价格优惠。这种短信群发不会存在什么市外省外的，只是根据发送量的多少，确定一个价格。所以说可以为企业节约不少成本。 第六：短信设备，可以同时利用多个平台，同时向多个客户进行发送。可以节约很多时间。 短信设备插入电话卡，连接电脑即可使用，有三种通讯方式，分别是GSM，CDMA 和GPRS。移动和联通可以使用一个GSM网，专发彩信用GPRS，电信卡要使用CDMA网。 GSM短信设备是采用无线GSM技术为基础研发的，它的核心模块一般是西门子和WAVECOM。GSM短信设备的应用领域也很多，比如用电脑控制收发中文短信，也可组成报警系统的终端模块，使用时要注意只能选择移动或联通手机卡，手机卡不能设有密码，要保证有一定金额用于收发短信。 GPRS短信设备是移动基于GSM和GPRS的网络平台设计，用于中英文短信收发以及无线上网。传输稳定，抗干扰能力强，性能稳定可靠。 CDMA短信设备就是基于CDMA制造的，只能使用中国电信手机卡。该技术采用了
目前三辊闸门禁控制器的常用通讯方式有RS-232，RS-485，TCP/IP三种方式。由于RS-232的传输理论距离小于15米，所以一般仅用于小型系统。本文主要讨论大型三辊闸门禁系统的应用分析，重点阐述RS-485和TCP/IP两种组网方式。 RS-485通讯方式 RS-485通讯方式是多台控制器，通过RS-485通讯总线(必须用双绞线)，将控制器通过串联的方式，一根总线接到RS-485转换器(集线器)上，再接到计算机串口上，实现一台计算机对多台控制器的管理和通讯。 ·通讯距离：控制器到计算机的连线理论上的距离是1200米; ·负载数量：即一条485总线可以带多少台控制器，这取决于该控制器的通讯芯片和485转换器的通讯芯片的选型，一般有32台、64台、128台、256台几种选择，这是理论的数字，实际应用时，受到现场环境、通讯距离等因素影响，负载数量达不到指标数; ·通讯速度：最大传输速率为10Mb/s，平衡双绞线的长度与传输速率成反比。 TCP/IP通讯方式 TCP/IP 通讯方式采用计算机网络通用性标准协议，具备传输速度快，国际标准，兼容性好等优点，其接入方式与局域网的HUB及计算机网卡的接入方式相同。 ·通讯距离：在小型局域网内，每一级的通讯距离达100米，可以通过HUB的级联延长通讯距离，跨城市甚至实现数千公里以外的联网; ·负载数量：理论上没有限制，HUB可以级联; ·通讯速度：通讯速度快，是RS-485/RS-232控制器的十倍甚至数十倍;每秒上传权限或者下载记录达数百条。 RS-485与TCP/IP控制器优缺点比较 RS-485控制器成本低廉，能够单独组网，并且不会受到其它设备的共用网络的干扰。缺点是组网数量有限，一般在1000台以内，设备越多受到干扰越大;同时组网范围有限，通讯速度比较慢，对于过万人或过百门的大型三辊闸门禁系统，上传权限和下载记录等操作速度均比较慢。而需要增加点位时，又必须重新布线，会产生附加的成本(例如：装修等)，也不适合点位分布在不同地域又需要集中管理的项目。 TCP/IP 控制器的优点在于采用国际标准的流行通讯协议，先进性和性能都比较好，组网数量理论上是无限制，组网范围广，可以跨地区，甚至跨国界，通讯速度快，适合大型门禁系统;通讯质量稳定，不容易受到外界干扰。如果用户已经有局域网可以利用现有网络进行组网。在增加点位时，可以利用就近已经存在的局域网，适合任意的系统。其缺点是成本会稍高于RS-485控制器。如果是大型系统，网络管理和网络安全会成为新的问题。
五种通讯方式的优缺点 FSK方式：可靠通信速率为1200波特，可以连接树状总线；对线路性能要求低，通信距离远，一般可达30公里，线路绝缘电阻大于30欧姆，串联电阻高达数百欧姆都可以工作，适合用于大型矿井监控系统。主要缺点是：系统造价略高，通信线路要求使用屏蔽电缆；抗干扰性能一般，误码率略高于基带。 光纤方式：传输速率高，可达百兆以上；通信可靠无干扰；抗雷击性能好，缺点：系统造价高；光纤断线后熔接受井下防爆环境制约，不宜直达分站，一般只用于通信干线。 KJ101N式基带：抗干扰性能好，信号峰峰值高达60伏，相位延迟小，适宜传输同步SDLC信号，使用普通双绞线，不要求屏蔽，信号电缆可以树状连接。缺点：对线路性能要求苛刻，绝缘电阻必须大于3K，串联电阻必须小于300欧姆；传输速率不宜超过600波特。 485方式：为检测仪表间通信所设计，差动基带方式，线路简单，造价低廉适宜作近距离通信。缺点：信号有极性要求；通信总线必须链式连接，不能树状连接；信号幅度小，峰值只有零点几伏，抗干扰能力差，必须使用屏蔽电缆；通信速率低，十公里电缆通信标准仅有1200波特；长距离通信远不如FSK方式，不宜用作大型矿井监控系统。485总线目前已有许多产在应用。 CAN总线：为汽车内部智能化控制所设计，有很强的协议功能，短距离通信速率较485高，距离远时，速率与485类似，不宜做长距离通信。CAN总线与485具有相同的缺陷，不能连接树状总线，信号线要像有线电视一样连接，单独作为监控系统通信显然不妥，它常常作为大系统的分支连线。CAN总线目前尚未形成产品群，很难预测它在煤矿的应用前景。
光纤＋485混合模式：具有通信优势互补的优点，可以兼容现有的产品，缺点：光缆断纤后系统中断，灾害发生时系统恢复困难；此模式只适用大矿井。 光纤＋CAN总线模式：具有通信优势互补的优点，缺点：不能兼容现有产品，必须重新研发一整套系统；光缆断纤后系统中断，灾害发生时系统不可能恢复；此模式只适用大型矿井。 光纤＋FSK模式：可靠性好，具有通信优势互补的优点，可以兼容现有的产品，光缆断纤可立即切换到电缆上，缺点：末端通信速度相对低些。 光纤＋基带模式：抗干扰能力最好，具有通信优势互补的优点，可以兼容现有的产品，光缆断纤可立即切换到电缆上，缺点：末端通信速度相对低些。 KJ101N系统经过综合权衡后，选择了光纤＋FSK和光纤＋基带两种模式，它使用光缆，但能不依赖于光缆工作，只将光缆作为干线选项。去掉光缆就用于小煤矿，装上光缆就能实现高速通信。在发生矿难，或光缆短纤时，可以自动切换到电缆上。这种模式兼容新老用户已有的产品，可以为用户改造节省大量开支。
绪 论 重点： ① 热量传递的三种基本方式的概念、特点及基本定律； ② 传热过程、传热系数及热阻的概念。 了解内容：了解传热学的发展史、现状及发展动态。 一．传热学 1.定义：传热学是研究热量传递过程规律的科学。 2.内容：①导热②对流换热③辐射换热④传热和换热器 3.应用：介绍在建筑环境与设备工程领域中的应用。 二．传热的基本方式 1.导热：是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递的现象。 ① tA ?= δ λφ 或 t q ?= δ λ A —面积，2 m δ—壁厚，m λ—导热系数，C ??m w 大平壁导热 t ?—温差，℃ ②导热热阻 t R t q 热阻温度差?= λ δ = t R ③λ的物理意义：具有单位温差的单位厚度物体， 在它的单位面积上每单位时间的导热量， C ??m w 2.热对流：依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象。 ①对流换热：流体与固体壁间的换热称为对流换热。 对流换热量：)(f w t t q -=α 2 m w w t —固体壁表面温度，℃ f t —流体温度，℃ α—换热系数，C ??m w
②对流换热热阻：h t q 1?= h R 1= α ③h 的物理意义：单位面积单位温差、单位时间内所传递的热量。C 2 ??m w 3.热辐射：依靠物体的表面发射可见和不可见的射线传递热量的现象。 ①辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递称为辐射换热。 ②平壁间辐射换热：242412,1100100m W T T C q ??? ? ??????? ??-??? ??= 2,1C —辐射系数，4 2k m W ? 21,T T — 表面间的温度，k 三．传热过程 1.热量从壁一侧的流体通过壁传递给另一侧流体， 称为传热过程。 2.传热量：)(21f f t t kA Q -= W K —传热系数，C 2 ??m w A —传热面积，2m 2,1 f f t t —流体温度，℃ 3.传热热阻：2 1 11h h R K + + =λ δ 介绍公式推导： )(2 1 1f f t t h q -= )(21w w t t q -= δ λ )(212f w t t h q -= )(111212 1 f f t t h h q -+ + = λ δ 2 1 111h h K + + = λ δ == k R K 12 1 11h h + + λ δ
三种通讯方式(Three Kinds of Communication) asweallknow,communicationhasbeenplayinganimportantpartinpeople'slife .asfarasiknowtherearemanykindsofcommunication,amongthemmail,teleph oneandcomputeraremostcommonlyused.writinglettersisoneofthem.peopl euseittoexchangeinformation,ideasandthoughts.slowasthemailis,itistheche apestmeansofcommunication.thesecondkindisthetelephone.byusingteleph one,peoplecanheareachothereveniftheyarefaraway.withthedevelopmentof modernscienceandtechnology,https://www.doczj.com/doc/5210486418.html,munica tionwithcomputersisfastandeasy.inthisway,peoplecansende-mailtoeachother.inaword,mail,telephoneandcomputerallhelptobringpeopl eallovertheworldcloser."三种通讯方式"范文译文众所周知，通信在人们的生活中起着重要作用。 据我所知，通信方式有许多种，其中邮寄、电话和计算机最常用。 写信是其中的一种。 人们可以通过写信来交换信息、观点和思想。 尽管慢，但这是最便宜的通信方式。 第二类是电话。 通过电话，人们可以相距很远却能互相听见对方的谈话。 随着现代科学和技术的发展，计算机应运而生，使用计算机通信
一、数据采集方式介绍 近几年数据信息采集系统的快速发展和广泛应用，得益于通讯技术的不断进步，目前已形成有线通讯和无线通讯齐头并进的发展模式，根据各自特点分别在不同领域的信息采集系统建设中得到了广泛应用，主要有RS485方式、CAN总线方式、网络宽带、电力载波方式、远程无线方式（GPRS、3G）、短距离无线方式（2.4Gzigbee、433小无线、wifi、蓝牙）等，各种通讯方式均有特点的应用环境， 1.1 485方式 RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构，传输距离一般在1~2km以下为最佳，如果超过距离加"中继"可以保证信号不丢失，而且结点数有限制，结点越多调试起来稍复杂，是目前使用最多的一种抄表方式，后期维护比较简单。常见用于串行方式，经济实用。 1.2 MBus方式 2线制抄表方式（通过窃电方式可以从总线取电），传输距离在4km以下，带结点数不超过300，易于排错，可以拓扑结构布线，对外提供电源，通讯稳定。传输速率：300Bps—9600Bps；
1.3 CAN方式 最高速度可达1Mbps，在传输速率50Kbps时，传输距离可以达到1公里。 在10Kbps速率时，传输距离可以达到5公里。一般常用在汽车总线上，可靠性高。 1.4 ADSL方式 基于TCP/IP 或UDP协议，将抄表数据发送到固定ip，利用电信/网通现有 的布线方式，速度快，性能比较可以，缺点是不适合在野外，设备费用投入较大，对仪表通讯要求高。 1.5电力载波方式 利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输稳定可靠，路由合理、可同时复用远动信号等特点，不需要线路投资的有线通信方式，但是开发费用高，调试难度大，易受用电环境影响，通讯状况用户的用电质量关系紧密。 1.6远程无线方式 以移动或联通的现有网络为基础，通过TCP/IP或UDP协议，将数据发送到 固定IP中，其特点是无线方式，通讯费用低。缺点是如果网络不稳定将导致通讯不正常，适合于实时性不高的产品。但网络覆盖面全，基本市区各地都能正常的进行通讯 1.7短距离无线方式 基于免费频段，传输距离不超过1km，不需要第三方支持，开发难度适中，但是通讯可靠性一般，极易受外界环境干扰。 1.8各类通讯方式的对比 类型可靠性抗干扰性开发难度前期投入维护费用传输距离双工通讯485方式高强低低低1-2KM 是MBus方式高强中中低4KM以下是CAN方式高强高高高1-5KM 是 电力载波中中等高高高500M 是GPRS方式中中等中中低无限制是 无线方式低低中中低1KM 是
热传递热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分，这种现象叫做热传递。热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态，物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。在热传递过程中，物质并未发生迁移，只是高温物体放出热量，温度降低，内能减少（确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小），低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一种方式。热传递有三种方式：传导、对流和辐射。传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。补充内容：一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。二、热传递与热传导的关系有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分
第八章 热量传递的基本方式 英文习题 1. Heating of a copper ball A 10-cm-diameter copper is to be heated from 100℃ to an average temperature of 150℃ in 30 minutes. Taking the average density and specific heat of copper in this temperature range to be ρ=8950 kg/m 3 and C p =0.395 kJ/kg.℃, respectively. Determine (a) the total amount of heat transfer to the copper ball; (b) the average rate of heat transfer to the ball; (c) the average heat flux. 2. Heating of water in an electric teapot teapot 1.2 kg of liquid water initially at 15℃ to be heated to 95℃ in a equipped with a 1200 W electric heating element inside(Figure.8-2).The teapot is 0.5 kg and has an average specific heat of 0.7 kJ/kg.℃. Taking the specific heat of water to be 4.18 kJ/kg.℃ and disregarding any heat loss from the teapot, determine how long it will take for the water to be heated. 3. Heat loss from heating ducts in a basement A 5-m-long section of an air heating system of a house passes through an unheated space in the basement (Fig.8-2). The cross-section of the rectangular duct of the heating system is 20 cm×25 cm. Hot air enters the duct at 100 kPa and 60℃ at an average velocity of 5m/s. The temperature of the air in the duct drops to 54℃ as a result of heat loss to the cool space in the basement. Determine the rate of heat loss from the air in the duct to the basement under steady conditions. Also, determine the cost of this heat loss per hour if the house is heated by a natural gas furnace that has an efficiency of 80 percent, and the cost of the natural gas in that area is $0.60/therm (1therm=105.500 kJ). 4. The cost of heat loss through the roof The roof of an electrically heated home is 6 m long, 8 m wide, and 0.25 m thick, and is made of a flat (Fig. 8-3). layer of concrete whose thermal conductivity is λ=0.8 W/m.℃ On a certain winter night, the temperature of the inner and the outer surfaces of the roof are measured to be about 15℃ and 4℃, respectively, for a period of 10 hours. Determine (a) the rate of heat loss through the roof that night and (b) the cost of that heat loss to the home owner if the cost of electricity is $0.08./kWh. 5. Measuring the thermal conductivity of a material A common way of measuring the thermal conductivity of a material is to sandwich an electric thermofoil heater between two identical samples of the material, as shown in Fig. 8-4. The thickness of the resistance heater, including its cover, which is made of thin silicon rubber, is usually less than 0.5mm. A circulating fluid such as tap water keeps the exposed ends of the samples at constant temperature. The lateral surfaces of the samples are well insulated to ensure that heat transfer through the samples is one-dimensional. Two thermocouples are embedded into each sample some distance L apart, and a differential ther mometer reads the temperature drop ΔT across this distance along each sample. When FIGURE 8-1 FIGURE 8-2 FIGURE 8-3