红外通讯协议在嵌入式系统中的实现
红外和蓝牙协议是两种较流行的短距离无线通信协议。但目前蓝牙协议各大厂商尚未有一个统一的标准规范，加之硬件价格较为昂贵的缺点，因此市场上红外通信在手机、笔记本电脑等小型移动设备中仍然应用广泛，在嵌入式系统中的实际应用有着较高实际意义。
1 红外协议背景
红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，其频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼眼看不到的光线。目前无线电波和微波已被广泛应用在长距离的无线通信中，但由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合应用在需要短距离无线通信场合点对点的直接线数据传输。为了使各种设备能够通过一个红外接口进行通信，红外数据协议（Infrared Data Association，简称IRDA）发布了一个关于红外的统一的软硬件规范，也就是红外数据通讯标准。
2 红外协议基本结构
红外数据通讯标准包括基本协议和特定应用领域的协议两类。类似于TCP-IP协议，它是一个层式结构，其结构形成一个栈，如图1所示。
其中基本的协议有三个：①物理层协议（IrPHY），制定了红外通信硬件设计上的目标和要求，包括红外的光特性、数据编码、各种波特率下帧的包括格式等。为达到兼容，硬件
平台以及硬件接口设计必须符合红外协议制定的规范。②连接建立协议（IrLAP）层制定了底层连接建立的过程规范，描述了建立一个基本可靠连接的过程和要求。③连接管理协议（I rLMP）层制定了在单位个IrLAP连接的基础上复用多个服务和应用的规范。在IrLMP协议上层的协议都属于特定应用领域的规范和协议。④流传输协议（TingTP）在传输数据时进行流控制。制定把数据进行拆分、重组、重传等的机制。⑤对象交换协议（IrOBEX）制定了文件和其他数据对象传输时的数据格式。⑥模拟串口层协议（IrCOMM）允许已存在的使用串口通信的应用象使用串口那样使用红外进行通信。⑦局域网访问协议（IrLAN）允许通过红外局域网络唤醒笔记本电脑等移动设备，实际远程摇控等功能。
整个红外协议栈比较庞大复杂，在嵌入式系统中，由于微处理器速度和存储器容量等限制，不可能也没必要实现整个的红外协议栈。一个典型的例子就是TinyTP协议中数据的拆分和重组。它采用了信用片（creditcard）机制，这极大地增加了代码设计的复杂性，而实际在红外通信中一般不会有太大数据量的传输，尤其在嵌入式系统中完全可以考虑将数据放入单个数据包进行传输，用超时和重发机制保证传输的可靠性。因此可以将协议栈简化，根据实际需求，有选择地实现自己需要的协议和功能即可。
3 红外协议数据基本传输原理
由于硬件接口限制，嵌入式系统中红外通信的速率基本在9600bps～115.2kbps之间。这里是通过硬件电路板上的异步通信收发器（UART）进行红外数据编码和无线传输。在1 15.2kbps速率下红外采用RZI的编码调制方案，脉冲周期为3/16位周期。数据校验采用C RC16。其基本思想是将要发送的数据按照CRC16算法（CRC算法可以参考相关资料）进行打包校验，在接收时进行CRC解包并与常数OXF0B8比较，若匹配即数据校验无误。红外数据传输以帧为基本单位。帧是一些特定域的组合，其中红外协议底层字节包格式如图2所示。
各个域含义如下：STA为开始标志，即0x7E、ADDR为8位的地址域；DATA为数据域；FSC为16们的CRC校验码；STO标志帧结束，在接收两个连续的帧时必须至少有3个以上的1后则标志该帧有错误，设备会放弃该帧。在红外数据实际传输过程中，为了延时控制考虑，一般在数据帧头添加多个STA域，通常采用连续11个0x7E达到延时目的。
在接收时，当收到多个STA域时当作一个来处理，多余的STA域被忽略。红外数据传输的状态机流程如图3所示。
下面对图2作几点说明：（1）数据传输时首先进行Address Discovery过程，在此过程中发广播帧，等待对方设备响应，收到响应帧后可以取得对方设备地址。（2）取得对方地址后，进行Connct过程，在此过程中将与对方设备协商传输参数，如波特率、数据包大小、轮转时间片等，之后建立连接。（3）建立完连接即进入Information Transfer过程，进行数据校验，传输。其中按照一定算法进行时间片数据帧收发控制。（4）数据传输完毕后进入Disconnect过程，断开连接。（5）在Address Discovery过程中，有可能发现对方设备地址与本机设备地址有冲突，此时进入Address Conflict Resolution过程，解决完设备冲突后再返回。
图3是一个标准的红外数据传输状态机流程，但在一些嵌入式设计方案中，出于省电等目的，可以不进入Address Discovery过程，也就是简化掉Address Discovery过程而转入Sniff过程。在探查一定时间后，若未收到对方设备响应帧，自动进入休眠状态，若收到对方设备响应帧，则进入正常的连接过程。同时，在连接过程与对方协商传输参数的过程中有一项窗口大小（windows size）参数，它是指定接收方可缓冲多少个帧后再进行接收确认，其数值为1～7。在嵌入式系统存储空间有限的情况下，可以采用默认值1进行数据的简单确认，也就是接收到一个数据帧后立即进行确认。这样既节省了资源又使代码量更小，运行速度更快。
4 嵌入式系统中红外协议实现设计
笔者采用Sitronix公司的ST2204电路板为硬件平台，处理芯片内核为65C02。ST22 04电路板使用了集成的8位处理器，寻址能力达到了44M字节，并提供了低电压检测功能。由于2204集成了上述这些功能，非常适合省电、支持长电池寿命的手持移动设备嵌入式设
计实现方案。在固件设计、软件设计方面采用了汇编语言。65C02上的汇编采用存储器映象方式，并广泛使用了零页寻址，因此使用起来十分方便、高效。整个设计实现可分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计包括电路设计和固件程序（Firmware）的编写；软件设计包括CRC数据编码校验、数据收发及主站（Primary）、辅站（Slave）状态要流程实现等。
在硬件设计方面根据对设备的需求和硬件板芯片性能，可以设计出相应的电路在仿真板上进行实验。固件程序和编写可采用分块的方法，例如初始化（Initilize）模块、中断处理（Interrupt）模块、时钟（Timer）事件处理模块等。初始化模块可根据硬件板的指南说明（Specification）提供的各个寄存器值设备初始化参数；中断处理模块可按照中断向量表提供的入口地址编写，其基本要求短小精悍，运行的时钟周期与微处理器频率和设备需求的波特率紧密相关。时钟事情处理可根据硬件板提供的基本时钟设备不同的时钟精度，以满足不同的需求。在红外传输实际设计中定时器主要用于三个方向：第一是sniff探查过程中主站发广播帧后辅站超时未响应的处理；第二是超时重发控制；最后一个是数据传输过程中轮转时间片的控制。其中第三个方面要求的精度比较高，红外协议制定的标准是在25ms～85m s之间。因此有必要把超时处理放在中断处理。在程序编写时使用信号量和程序计数器进行时间控制。其基本思路得设备一个程序计数器进行累加计时，当各自事情时间到达时分别设置三个信号量来标志事件处理，当事件处理完毕后重置各自信号量，转入重新计时。
在软件设计方面，要对发送的数据进行帧包装（Frame Wrapper），添加CRC16校验，用汇编实现CRC算法比C稍微复杂些。一个主要的技巧是将要进行校验的数据地址和CRC 数据表的索引地址置入一个零页的内存地址中，采用通用寄存器对其进行间接寻址。这样就实现了C语言中的指针效果，可以比较方便地查询CRC表。在数据收发应用中，分为主站（Primary station）和辅站（slave station）两种角度。主站角度负责发起，建立连接，进行时间片轮转调度等。辅站主要负责应答，响应命令。在一定条件下主站辅站角度可以互换，主辅站均可收发数据。
收发数据的中断函数最重要也是底层的核心所在。在接收方首先公进行硬件初始化，设置UART接收初始化状态并进行中断允许标志设置（具体设置可以参考所选择的电路板说明）等。当红外数据到达后即会触发一个UART中断，系统处理完当前事件后便会根据中断向量表提供的入口地址调用接收中断处理接收数据。在接收过程中，UART会搜索匹配开始位和结束标志。接收完毕后，返回系统调用程序。在实际应用中，当接收完数据后，即可按装收帧控制域判断帧类型，并结合接收站所处的相应状态机进行流程处理。下面是红外接收数据的中断程序源码：
该中断处理程序在硬件收到一个字节时触发。它先将通用寄存器值压栈保存，接下来进行状态寄存器的控制，并检查一些状态标志，然后进行数据的接收；将数据保存在一个缓存里，并进行溢出等状态的检测和控制。最后恢复通用寄存器的值，返回中断调节函数。按照类似的原理可以编写出红外发送方程序。编写数据收发中断程序有一点要注意，程序代码量和处理器主频以及选择的红外波特速率是密切相关的。若不注意就很容易造成“丢中断”的现象，这是应该避免的。还有一点要说明：UART是工作在半双工模式下，在一些实时系统和
时间精度要求较高的应用中是不能同时进行收发数据的。但由于其收发时间片较短（最长为500ms），在一些普通应用中可以模拟成同时收发。
在程序编写完后对其进行编译/连接定位，用调试器以16进制的形式加载在主机开发系统中即可进行模拟调试。但是模拟调式不能百分之百地模拟硬件的全部特性。它主要用于调试软件逻辑、状态机流程。对于调试UART数据收发等实时性较强的硬件特征还需到目标系统上进行验证。
常用网络通信协议简介 常用网络通信协议 物理层: DTE(Data Terminal Equipment):数据终端设备 DCE(Data Communications Equipment):数据电路端接设备 #窄宽接入: PSTN ( Public Switched Telephone Network )公共交换电话网络 ISDN(Integrated Services Digital Network)ISDN综合业务数字网 ISDN有6种信道: A信道 4khz模拟信道 B信道 64kbps用于语音数据、调整数据、数字传真 C信道 8kbps/16kbps的数字信道，用于传输低速数据 D信道 16kbps数字信道，用于传输用户接入信令 E信道 64kbps数字信道，用于传输内部信令 H信道 384kbps高速数据传输数字信道，用于图像、视频会议、快速传真等. B代表承载， D代表Delta. ISDN有3种标准化接入速率: 基本速率接口(BRI)由2个B信道，每个带宽64kbps和一个带宽16kbps的D信道组成。三个信道设计成2B+D。 主速率接口(PRI) - 由很多的B信道和一个带宽64Kbps的D信道组成，B信道的数量取决于不同的国家: 北美和日本: 23B+1D, 总位速率1.544 Mbit/s (T1) 欧洲，澳大利亚:30B+2D,总位速率2.048 Mbit/s (E1) FR(Frame Relay)帧中继
X.25 X.25网络是第一个面向连接的网络,也是第一个公共数据网络. #宽带接入: ADSL:(Asymmetric Digital Subscriber Line)非对称数字用户环路 HFC(Hybrid Fiber,Coaxial)光纤和同轴电缆相结合的混合网络 PLC:电力线通信技术 #传输网: SDH:(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字体系 DWDM:密集型光波复用(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。更确切地说，该技术是在一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利用可以达到的传输性能(例如，达到最小程度的色散或者衰减)。 #无线/卫星: LMDS:(Local Multipoint Distribution Services)作区域多点传输服务。这是一种微波的宽带业务，工作在28GHz附近频段，在较近的距离双向传输话音、数据和图像等信息。 GPRS:(General Packet Radio Service)通用分组无线服务技术。 3G:(3rd-generation，3G)第三代移动通信技术 DBS:(Direct Broadcasting Satellite Service)直播卫星业务 VAST: 协议:RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5等。 RS-232:是个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries
红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75um至25um之间。红外数据协会（IRDA）成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850至900nm之内。 IRDA标准包括三个基本的规范和协议：物理层规范(Physical Layer Link Specification)、链接建立协议(Link Access Protocol:IrLAP)和链接管理协议（Link Management Protocol:IrLMP)。物理层规范制定了红外通信硬件设计上的目标和要求，IrLAP和IrLMP为两个软件层，负责对链接进行设置、管理和维护。在IrLAP和IrLMP基础上，针对一些特定的红外通信应用领域，IRDA还陆续发布了一些更高级别的红外协议，如TinyTP、IrOBEX、 IrCOMM、IrLAN、IrTran-P和IrBus等等（见图1）。 图1 IrBus红外线通信协议层 红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，其频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼眼看不到的光线。目前无线电波和微波已被广泛应用在长距离的无线通信中，但由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合应用在需要短距离无线通信场合点
对点的直接线数据传输。为了使各种设备能够通过一个红外接口进行通信，红外数据协议（InfraredDataAssociation，简称IRDA）发布了一个关于红外的统一的软硬件规范，也就是红外数据通讯标准 红外数据通讯标准包括基本协议和特定应用领域的协议两类。类似于TCP-IP协议，它是一个层式结构，其结构形成一个栈，如图1所示。 其中基本的协议有三个：①物理层协议（IrPHY），制定了红外通信硬件设计上的目标和要求，包括红外的光特性、数据编码、各种波特率下帧的包括格式等。为达到兼容，硬件平台以及硬件接口设计必须符合红外协议制定的规范。②连接建立协议（IrLAP）层制定了底层连接建立的过程规范，描述了建立一个基本可靠连接的过程和要求。③连接管理协议（IrLMP）层制定了在单位个IrLAP连接的基础上复用多个服务和应用的规范。在IrLMP协议上层的协议都属于特定应用领域的规范和协议。④流传输协议（TingTP）在传输数据时进行流控制。制定把数据进行拆分、重组、重传等的机制。⑤对象交换协议（IrOBEX）制定了文件和其他数据对象传输时的数据格式。⑥模拟串口层协议（IrCOMM）允许已存在的使用串口通信的应用象使用串口那样使用红外进行通信。⑦局域网访问协议（IrLAN）允许通过红外局域网络唤醒笔记本电脑等移动设备，实际远程摇控等功能。 整个红外协议栈比较庞大复杂，在嵌入式系统中，由于微处理器速度和存储器容量等限制，不可能也没必要实现整个的红外协议栈。一个典型的例子就是 TinyTP 协议中数据的拆分和重组。它采用了信用片（creditcard）机制，这极大地增加了代码设计的复杂性，而实际在红外通信中一般不会有太大数据量的传输，尤其在嵌入式系统中完全可以考虑将数据放入单个数据包进行传输，用超时和重发机制保证传输的可靠性。因此可以将协议栈简化，根据实际需求，有选择地实现自己需要的协议和功能即可。 包括三个基本的规范和协议：
如何设计单片机常用通信 协议论文
目录 1．自定义数据通信协议 (3) 2．上位机和下位机中的数据发送 (3) 3．下位机中的数据接收和协议解析 (4) 4．上位机中的数据接收和命令处理 (8) 5．总结 (9)
单片机通信协议现在大部分的仪器设备都要求能过通过上位机软件来操作，这样方便调试，利于操作。其中就涉及到通信的过程。在实际制作的几个设备中，笔者总结出了通信程序的通用写法，包括上位机端和下位机端等。 1．自定义数据通信协议 这里所说的数据协议是建立在物理层之上的通信数据包格式。所谓通信的物理层就是指我们通常所用到的RS232、RS485、红外、光纤、无线等等通信方式。在这个层面上， 底层软件提供两个基本的操作函数：发送一个字节数据、接收一个字节数据。所有的数据协议全部建立在这两个操作方法之上。通信中的数据往往以数据包的形式进行传送的，我们把这样的一个数据包称作为一帧数据。类似于网络通信中的TCPIP协议一般，比较可靠的通信协议往往包含有以下几个组成部分：帧头、地址信息、数据类型、数据长度、数据块、校验码、帧尾。 帧头和帧尾用于数据包完整性的判别，通常选择一定长度的固定字节组成，要求是在整个数据链中判别数据包的误码率越低越好。减小固定字节数据的匹配机会，也就是说使帧头和帧尾的特征字节在整个数据链中能够匹配的机会最小。通常有两种做法，一、减小特征字节的匹配几率。二、增加特征字节的长度。通常选取第一种方法的情况是整个数据链路中的数据不具有随即性，数据可预测，可以通过人为选择帧头和帧尾的特征字来避开，从而减小特征字节的匹配几率。使用第二种方法的情况更加通用，适合于数据随即的场合。通过增加特征字节的长度减小匹配几率，虽然不能够完全的避免匹配的情况，但可以使匹配几率大大减小，如果碰到匹配的情况也可以由校验码来进行检测，因此这种情况在绝大多说情况下比较可靠。 地址信息主要用于多机通信中，通过地址信息的不同来识别不同的通信终端。在一对多的通信系统中，可以只包含目的地址信息。同时包含源地址和目的地址则适用于多对多的通信系统。 数据类型、数据长度和数据块是主要的数据部分。数据类型可以标识后面紧接着的是命令还是数据。数据长度用于指示有效数据的个数。 校验码则用来检验数据的完整性和正确性。通常对数据类型、数据长度和数据块三个部分进行相关的运算得到。最简单的做法可是对数据段作累加和，复杂的也可以对数据进行CR C运算等等，可以根据运算速度、容错度等要求来选取。 2．上位机和下位机中的数据发送 物理通信层中提供了两个基本的操作函数，发送一个字节数据则为数据发送的基础。数据 包的发送即把数据包中的左右字节按照顺序一个一个的发送数据而已。当然发送的方
一：串口 串口是串行接口的简称，分为同步传输（USRT）和异步传输（UART）。在同步通信中，发送端和接收端使用同一个时钟。在异步通信中，接受时钟和发送时钟是不同步的，即发送端和接收端都有自己独立的时钟和相同的速度约定。 1：RS232接口定义 2：异步串口的通信协议 作为UART的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。图一给出了其工作模式： 图一 其中各位的意义如下： 起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。
数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。 奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。 停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。 波特率：是衡量资料传送速率的指针。表示每秒钟传送的二进制位数。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。 3：在嵌入式处理器中，通常都集成了串口，只需对相关寄存器进行设置，就可以使用啦。尽管不同的体系结构的处理器中，相关的寄存器可能不大一样，但是基于FIFO的uart框图还是差不多。
发送过程：把数据发送到fifo中，fifo把数据发送到移位寄存器，然后在时钟脉冲的作用下，往串口线上发送一位bit数据。 接受过程：接受移位寄存器接收到数据后，将数据放到fifo中，接受fifo事先设置好触发门限，当fifo中数据超过这个门限时，就触发一个中断，然后调用驱动中的中断服务函数，把数据写到flip_buf 中。 二：SPI SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB 的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
Infrared Data Association Plug and Play Extensions to Link Management Protocol Version 1.1 Monday, January 08, 1996 Intel Corporation Microsoft Corporation
1. Introduction There are two scenarios in IR device inter-operability: ? Communication between a host (PC) and a peripheral. ? Communication between two hosts. The differentiating feature in the two scenarios is that in the first case, an IR peripheral is logically a part of the host (as far as the user is concerned), while in the other, the two hosts are logically independent units. There are Plug and Play issues in both cases. Scope The software layers proposed by IrDA enable two IR devices to communicate with each https://www.doczj.com/doc/7912437734.html,munication capability alone does not imply Plug and Play. This document focuses on Plug and Play issues pertaining to host and peripheral inter-operability. This document does not address Plug and Play issues supporting the physical infrared provider. The physical infrared provider is similar to any other physical device and PnP issues of this device are addressed in the standard PnP world. The above diagram illustrates the software stack on a typical IrDA approved PnP compatible device. The stack pictured on the left portrays a PnP ready OS and the layers required to support a Diagram of software layers required for a COMM Device. Physical IR Provider Device Personality COMM, LPT, PPP, WinSock IrLAP/IrLMP Protocol Stack PnP Extensions ? Physical IR Provider COMM Personality IrLMP IrLAP PnP Extensions ?
2020《智能电网通信协议体系》模拟题 《智能电网通信协议体系》模拟题一 一、填空题(本题 25 分 , 每空 1分) 1. 通信网的基本结构形式有五种分别是 _____、 _____、 _____ 、 _____、 _____。 2. 衡量电能质量的重要指标是 _____、 _____、 _____。 3. 物联网在智能电网中的应用主要包括 _____、 _____、 _____、 _____。 4. 无线自组网主要特点包括 _____、 _____、 _____等。 5. 常见的规约交互方式一般分为两种分别是 _____方式和 _____方式。 6. 配电网的组成包括 _____、 _____、 _____等。 7. 配电网自动化远方终端包括:_____、 _____等。 8. 101协议的服务分为 S1、 S2、 S3分别是 _____、 _____、 _____。 二、选择题(本题 30分,每小题只有一个正确答案,每小题 2分) 1. 双向互动服务的主要内容有() 。 A. 信息发布、业务受理、客户交费、接入服务、增值服务 B. 信息提供、业务受理、客户交费、接入服务、增值服务
C. 信息提供、业务受理、客户交费、有序充电、增值服务 D. 信息提供、业务受理、客户交费、接入服务、社区服务 2. 通过哪些设备开展双向互动服务?() 。 A. 智能电能表、智能插座、手机、电脑 B. 智能电能表、智能交互终端、手机、采集器 C. 智能电能表、智能交互终端、手机、电脑 D. 电能表、智能交互终端、手机、电脑 3. 以下不属于用电信息采集系统主要采集方式的是() 。 A. 实时采集 B. 自动采集 C.随机召测 D. 主动上报 4. 电动汽车的主要类型有() 。 A. 纯电动汽车、混联式混合动力电力汽车、燃料电池电动汽车 B. 纯电动汽车、混合动力汽车、氢电池电动汽车 C. 纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车 D. 增程电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车 5. 电动汽车充电模式主要包括() 。
常用通信协议汇总 一、有线连接 1.1RS-232 优点：RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3kΩ~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。 缺点：（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 （2）传输速率较低，在异步传输时，最高速率为20Kbps。 （3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，而发送电平与接收 电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米。 1.2RS-485 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。 1.3CAN 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。 1.4TCP/IP 它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。 1.5ADSL 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。 1.6FSK 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。 1.7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。 1.8电力载波 1.9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。 二、无线连接 2.1Bluetooth 蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低
最熟悉的通信常用的协议你了解吗? 熟悉基本通讯协议 分类:默认栏目 一、TCP／IP： （1）掌握协议的构成成份。 （2）理解OSI模型、TCP/IP模型。 （3）掌握以太网的接入方法，以太网和802.3帧的区别是什么？了解无线以太网无线以太帧的构成。（4）第二层主要设备和工作原理。 （5）掌握IP层主要必须协议、IP编址、理解协议配置步骤。 （6）理解传输和应用层主要协议功能。 二、七号信令 （1）掌握三种信令单元的功能。 （2）信令网组成。 （3）信令点编码。 （4）移动网和信令网的关系。 三、移动网 （1）GSM网络结构、信道、帧。 （2）GSM互联其他网络。 （3）GSM网络组成设备的功能。 （4）GSM的编号。 （5）MSC局数据步骤。 （6）GPRS网络结构。 （7）GPRS协议模型。 （8）GPRS路由管理。 （9）EDGE组网。（在欧洲使用，我们国家没有，所以只是作为了解内容） 第一、网络技术的基础（向移动通信软件开发人员转型的入门阶段）要学习通信协议，我们先从网络技术基础开始学起，这也是传统软件开发人员向移动通信软件开发人员过渡的入门知识，掌握这几个知识点后，你也就基本对计算机通信有个概念了。 在本阶段应该掌握以下知识点： （1）网络协议的概念。 （2）传输模式的种类和它们的区别。 （3）能够描述出OSI（开放系统互连参考模型）的七层。 （4）了解调频、调幅、调相的原理和区别。 （5）知道正交调幅的概念和解决的问题。 （6）知道脉码调制和脉冲幅度调制的区别。（模数转换的两种方式） （7）复用的概念及其主要的三种复用技术是什么？ （8）FDM（频分复用）如何将多个信号组合为一个，又如何分开？FDM和WDM的相似之处和不同之处。（9）TDM（时分复用）的两种类型。TDM如何将多个信号合并成一个，又如何分开？
常用几种通讯协议 Modbus Modbus技术已成为一种工业标准。它是由Modicon公司制定并开发的。其通讯主要采用RS232，RS485等其他通讯媒介。它为用户提供了一种开放、灵活和标准的通讯技术，降低了开发和维护成本。 Modbus通讯协议由主设备先建立消息格式，格式包括设备地址、功能代码、数据地址和出错校验。从设备必需用Modbus协议建立答复消息，其格式包含确认的功能代码，返回数据和出错校验。如果接收到的数据出错，或者从设备不能执行所要求的命令，从设备将返回出错信息。 Modbus通讯协议拥有自己的消息结构。不管采用何种网络进行通讯，该消息结构均可以被系统采用和识别。利用此通信协议，既可以询问网络上的其他设备，也能答复其他设备的询问，又可以检测并报告出错信息。 在Modbus网络上通讯期间，通讯协议能识别出设备地址，消息，命令，以及包含在消息中的数据和其他信息，如果协议要求从设备予以答复，那么从设备将组建一个消息，并利用Modbus发送出去。 BACnet BACnet是楼宇自动控制系统的数据通讯协议,它由一系列与软件及硬件相关的通讯协议组成,规定了计算机控制器之间所有对话方式。协议包括:(1)所选通讯介质使用的电子信号特性,如何识别计算机网址,判断计算机何时使用网络及如何使用。(2)误码检验,数据压缩和编码以及各计算机专门的信息格式。显然,由于有多种方法可以解决上述问题,但两种不同的通讯模式选择同一种协议的可能性极少,因此,就需要一种标准。即由ISO(国际标准化协会〉于80年代着手解决,制定了《开放式系统互联(OSI〉基本参考模式(Open System Interconnection/Basic Reference Model简称OSI/RM)IS0- 7498》。 OSI/RM是ISO/OSI标准中最重要的一个,它为其它0SI标准的相容性提供了共同的参考,为研究、设计、实现和改造信息处理系统提供了功能上和概念上的框架。它是一个具有总体性的指导性标准,也是理解其它0SI标准的基础和前提。 0SI/RM按分层原则分为七层,即物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。 BACnet既然是一种开放性的计算机网络,就必须参考OSIAM。但BACnet没有从网络的最低层重新定义自己的层次,而是选用已成熟的局域网技术,简化0SI/RM,形成包容许多局 域网的简单而实用的四级体系结构。 四级结构包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。
奥鹏17春川大《智能电网通信协议体系》16秋在线作业2 一、单选题（共50 道，共100 分。） 1. 与现有电网相比，智能电网体现出（）的显著特点。 A. 电力流、信息流和业务流高度融合 B. 对用户的服务形式简单、信息单向 C. 电源的接入与退出、电能量的传输等更为灵活 D. 以上都不是 标准解： 2. STM-1帧频8kHz，即每秒传送8000帧；一帧的周期为（）μs。 A. 125 B. 225 C. 325 D. 425 标准解： 3. 目前，国家电网公司已建成“三纵四横”电力主干通信网络，形成了以光纤通信为主，（）等多种通信方式并存的通信网络格局。 A. 微波、载波 B. 红外线、微波 C. 超声波、载波 D. 电磁波、载波 标准解： 4. （）是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一。 A. 传输系统 B. 电子式互感器 C. 电子式传感器 D. 智能交互终端 标准解： 5. A TM采用交换技术是（）。 A. 虚电路交换 B. 分组交换 C. 电路交换 D. 电路交换和分组交换 标准解： 6. 将物理信道的总带宽分割成若干个与传输单凭信号相同均子信道,每个子信道传输一路信号,称这种复用技术为( )。 A. 空分多路复用 B. 同步时分多路复用
C. 频分多路复用 D. 异步时分多路复用 标准解： 7. SDH网管系统的软件层级结构的最高层是（）。 A. 设备层 B. 网元层 C. 网元/子网管理层 D. 网络管理层 标准解： 8. 光纤WDM明线技术中的FDM模拟技术，每路电话（）。 A. 2kHz B. 4kHz C. 6kHz D. 8kHz 标准解： 9. 目前电网中使用的传感器不包括（）。 A. 传统传感器 B. 超导传感器 C. 光纤传感器 D. 智能传感器 标准解： 10. （）指将相对小型的发电/储能装置布置在用户现场或附近的发电/供能方式。 A. 分布式发电 B. 制定电力技术 C. 集中式发电 D. 分布式光伏发电 标准解： 11. 交换式局域网增加带宽的方法是在交换机多个端口之间建立( )。 A. 点—点连接 B. 并发连接 C. 物理连接 D. 数据连接 标准解： 12. OSI七层协议中，传输层传送数据的单位为（）。 A. 比特 B. 帧 C. 分组 D. 信息 标准解： 13. 光纤通信指的是（）。 A. 以电波作为信息载体、以光纤为传输媒介的通信方式 B. 以光波作为信息载体、以光纤为传输媒介的通信方式 C. 以光波作为信息载体、以电缆为传输媒介的通信方式 D. 以激光作为信息载体、以导线为传输媒介的通信方式
基于TCP协议的网络通信系统的设计与实现 摘要:网络通信，由于其具有实时性、跨平台性、成本低、效率高等优点而受到广泛的使用。设计并实现一个能够处理多用户进行实时、安全的即时通信系统具有较强的现实意义。即时通信的底层通信是通过SOCKET套接字接口实现的。当前的主流UNIX系统和微软的WINDOWS系统都在内核提供了对SOCKET字接口的支持。使用这个统一的接口，可以编写一个可移植的TCP/IP通信程序。使信息能够在INTERNET上可靠的传输。 本文设计并实现了基于局域网内的简单即时通信系统，系统采用C/S模式，底层通信通过SOCKET套接字接口实现，服务器负责客户端的登录验证，好友信息的保存和心跳报文的发送。客户端采用P2P方式实现消息传递，并能实现文件的传输。本文首先讨论了同步套接字，异步套接字，多线程并发执行任务等；然后阐述了客户端、服务器如何使用XML序列化的消息进行通信。 关键词：即时通信；文件传输；套接字；TCP协议 Abstract :Instant messages have several advantages such as real-time, cross-platform, cheap and efficient. To design a Multi-user IM (instant message) architecture is very i mportant in both theory and realism. Instant message based on TCP/IP protocol that is realized by socket interface. Almost all UNIX operation systems and Microsoft's win dows operation systems provide support of socket in the kernel. Using the uniform int erface, we can develop a portable program of TCP/IP, which help us transfer informati on in Internet safely and credibly. The system uses the client/server(C/S) mode. The server takes the responsibility of th e login message of client, the saving of friend message and Message heartbeat. The tra nsmission of the basic messages of the customer end will be designed on P2P architec ture. This thesis explains how the client and server communicate via serializing XML message. Key words: Instant Message; File Transfer; Socket; TCP protocol
HR168智能红外遥控器通信协议： HR168空调遥控器与监控主机之间采用RS485连接，波特率9600，校验方式为N/8/1。 第1字节第2字节第3字节第4字节第5字节第6字节 第7字节 说明：长度固定，共7个字节。累加和为第2字节到第6字节的和，高位舍去，是在转义之前处理。 转义字符：7DH为转义字符，转义符后的字节的第6位取反(bit5)。同步字节后的字节如有以下几种情况，需使用转义符：值为7eH或7dH或小于20H。7EH表示为7d5e，7DH表示为7D5D，01H表示为7D21。 主机地址：00H-FFH（0-255） 遥控器地址：00H-0FH（0-15） 命令码定义： F0：取遥控器设置 F1：取遥控器版本 00：设置遥控器 F2:：设置遥控器的确认 监控主机在发出命令后2秒还没有收到回应则重发，三次后视为失败。 第4字节：00H，表示设置遥控器 第5字节： 第6字节：保留，设成00H 第7字节：校验和，是第2-6字节的累加和
确认信号（空调遥控器发送到监控主机） 空调遥控器接收到监控主机发来的设置数据包后立即处理，如果数据包正确，立即发回确认信号，否则不发回任何数据，等待接收新的指令和数据。 状态数据包，数据包格式同“状态设置数据包”。 4、取遥控器版本 回应：格式同上 第5字节：主版本号， 第6字节：高四位从版本1，第四位从版本2 如第5、6两字节的数据为0x0532，则代表版本为5.3.2。 发送命令举例： 遥控器地址为15的取遥控器版本 7E 7D 20 7D 20 F1 7D 20 7D 20 F1 遥控器地址为15的取遥控器设置 7E 7D 20 7D 20 F0 7D 20 7D 20 F0 遥控器地址为15的状态设置 7E 7D 20 7D 20 7D 20 88 7D 20 88 遥控器地址为15的取遥控器版本 7E 7D 20 7D 2F F1 7D 20 7D 20 7D 20
《无线传感器网络及应用》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共11个小题，每小题2.5 分，共27.5分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.下面哪种协议不属于路由协议（ C ）。 A.地理位置路由协议 B.能量感知路由协议 C.基于跳数的路由协议 D.可靠的路由协议 2.ZigBee的通信速率在2.4GHz时为（ D ）。 A.40Kbps B.20Kbps C.256 Kbps D.250kbps 3.传感器节点（ D ）范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。 A.视线 B.跳数 C.网络 D.通信半径 4.TinyOS是一个开源的（ D ）操作系统，它是由加州大学的伯利克分校开发， 主要应用于无线传感器网络方面。 A.桌面 B.后台 C.批处理 D.嵌入式 https://www.doczj.com/doc/7912437734.html,N技术使用了哪种介质（ A ）。 A.无线电波 B.双绞线 C.光波 D.沙狼 6.传感器节点消耗能量主要消耗在（ A ）上。 A.无线通信模块 B.处理器模块
C.传感器模块 D.管理模块 7.传感器最早起于二十世纪（ B ）年代。 A.60年代 B.70年代 C.80年代 D.90年代 8.定向扩散（Directed Diffusion，DD）路由协议是一种（ B ）机制。 A.能量感知路 B.基于查询的路由 C.地理位置路由 D.可靠的路由 9.传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对方向性要求较高时，应 选择在其它方向上灵敏度（）的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越（）越好。 A A.小；小 B.小；大 C.高；高 D.高；底 10.传感器的频率响应越（），则可测的信号频率范围就越（）。 C A.小；高 B.大；宽 C.高；宽 D.大；高 11.传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。理论上在此范围内，灵敏度保持 定值。传感器的线性范围越（），则它的量程就越（），并且能保证一定的测量精度。 C A.小；宽 B.小；高 C.高；大 D.宽；大 二、多项选择题。本大题共29个小题，每小题2.5 分，共72.5分。在每小题给出的选项中，有一项或多项是符合题目要求的。 1.根据节点数目的多少，传感器网络的结构可以分为（AD ）。
基于TCP协议通信系统的设计与实现 杨秀森 （贵州师范大学机电学院电气工程及其自动化学号：0914********） 摘要：通信协议（communications protocol）是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。通信的底层通信是通过SOCKET套接字接口实现的。当前的主流UNIX系统和微软的WINDOWS系统都在内核提供了对SOCKET字接口的支持。使用这个统一的接口，可以编写一个可移植的TCP通信程序。 本文设计并实现了基于局域网内的简单即时通信系统，系统采用C/S模式，底层通信通过SOCKET套接字接口实现，服务器负责客户端的登录验证，好友信息的保存和心跳报文的发送。客户端采用P2P方式实现消息传递，并能实现文件的传输。本文首先讨论了同步套接字，异步套接字，多线程并发执行任务等；然后阐述了客户端、服务器如何使用XML序列化的消息进行通信。 关键词：TCP协议；通信协议系统；套接字；文件传输；C/S模式； The System Design and Implementation of Based on TCP Protocol Communication Yang Xiu Sen (Guizhou Normal University Institute of mechanical and electrical engineering and its automation number: 0914********) Abstract: Communication protocol ( communications protocol ) refers to both entities to complete communication or service must follow the rules and conventions. The protocol defines a data unit format, information unit should contain information and meaning, connection mode, information transmission and reception timing, thereby ensuring that the network data smoothly transmitted to determine places. Communication communication is through the SOCKET socket interface implementation. The current mainstream UNIX system and Microsoft WINDOWS system in the kernel provides to SOCKET interface support. Using the unified interface, can be prepared in a transplantable TCP communication program. This paper designed and implemented based on a simple LAN instant communication system, the system adopts C/S model, the underlying communication through the SOCKET socket interface
分层及通信协议 协议软件是计算机通信网中各部分之间所必须遵守的规则的集合，它定义了通信各部分交换信息时的顺序、格式和词汇。协议软件是计算机通信网软件中最重要的部分。网络的体系结构往往都是和协议对应的，而且，网络管理软件、交换与路由软件以及应用软件等都要通过协议软件才能发生作用。 一、通信协议 1、什么是通信协议 通信协议(简称协议Protoco l)，是指相互通信的双方(或多方)对如何进行信息交换所一致同意的一整套规则。一个网络有一系列的协议，每一个协议都规定了一个特定任务的完成。协议的作用是完成计算机之间有序的信息交换。 通信网络是由处在不同位置上的各节点用通信链路连接而组成的一个群体。通信网必须在节点之间以及不同节点上的用户之间提供有效的通信，即提供有效的接入通路。在计算机通信网中，将这种接入通路称为连接(connection)。建立一次连接必需要遵守的一些规则，这些规则也就是通信网设计时所要考虑的主要问题。 (l)为了能在两个硬件设备之间建立起连接，应保证在源、宿点之间存在物理的传输媒介，在该通路的各条链路上要执行某种协议。 如果传输线路使用电话线，则要通过调制解调器将信号从数字转换成模拟的，并在接收端进行反变换。 如果用的是数字传输线路，则在数据处理设备和通信设备之间，必须有一个数字适配器，以便将数字信号的格式转换成两种设备各自所期望的形式。 为了在两个端设备之间互换数据，需要协调和同步，调制解调器和数字适配器必须执行它们自己的协议。 无论是模拟的还是数字的通信设备，调制解调器和数字适配器的状态必须由接到节点上的设备来控制，这里必定有一个物理的或电气的接口来执行这种功能，执行某种适当的协议来达到这一控制目的。 (2)在计算机通信网中，许多信息源都是突发性的(bursty)，问题是要利用信息的这种突发性质来降低消耗在线路上的费用，由此开发了许多共享通信资源的技术。所谓共享，是指允许多个用户使用同一通信资源，这就产生了多用户的接入问题。多路接入
收稿日期:2018-03-13 修回日期:2018-07-19 网络出版时间:2018-11-15 基金项目:国家自然科学基金(61572514);长沙市科技计划项目(K1705007,ZD1601042) 作者简介:董一帆(1993-),男,硕士,研究方向为网络空间安全二入侵检测;熊荫乔,博士,讲师,研究方向为信息物理域融合安全三网络出版地址:http ://https://www.doczj.com/doc/7912437734.html, /kcms /detail /61.1450.TP.20181115.1048.044.html 智能电网通信协议安全威胁与防御技术 董一帆1,熊荫乔1,2,王宝耀1(1.国防科技大学计算机学院,湖南长沙410073;2.长沙学院电子信息与电气工程学院,湖南长沙410022) 摘 要:工业控制网络已经进入了快速发展期,针对智能电网等工业控制网络的安全威胁不断升级三智能变电站作为智能电网的核心设施,正在成为恶意攻击行为的重要目标三因此以智能电网中的智能变电站网络为例,面向工业控制网络,结合信息域与物理域对变电站复杂网络中的攻击行为进行分析,对检测防御技术进行总结是必要的三文中对智能变电站通信标准IEC 61850及其三种主要通信协议的安全威胁与防御技术进行了研究,介绍了GOOSE 二SMV 和MMS 三种协议的基本功能,从信息域和物理域交叉渗透的角度对协议的脆弱性进行分析三系统刻画了针对各个协议的典型攻击方法,给出了针对这些攻击行为的检测方法和防御技术,讨论了现有工作面临的挑战并对未来智能电网安全的技术发展趋势做了展望三 关键词:智能电网;IEC 61850;攻击方法;入侵检测;安全防御 中图分类号:TP 39 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2019)02-0001-06 doi :10.3969/j.issn.1673-629X.2019.02.001Security Threat and Defense Technology of Smart Grid Communication Protocol DONG Yi -fan 1,XIONG Yin -qiao 1,2,WANG Bao -yao 1 (1.School of Computer ,National University of Defense Technology ,Changsha 410073,China ;2.School of Electronic Information and Electrical Engineering ,Changsha University ,Changsha 410022,China )Abstract :Industrial control networks have entered a period of rapid development ,and the security threats against smart grid and other in?dustrial control networks are continuously upgraded.As the core facility of smart grid ,intelligent substation is becoming the main target of malicious attacks.Therefore ,taking the intelligent substation network in the smart grid as an example ,it is necessary to analyze the at?tack behavior in the complex substation network and summarize the detection and defense technology in combination with information do?main and physical domain facing the industrial control network.In this paper ,we study the security threats and defense technologies of the intelligent substation communication standard IEC 61850and its three main protocols ,i.e.GOOSE ,SMV and MMS.From the view of interconnection between cyber -physical domains ,the vulnerabilities of protocols are analyzed ,and the typical attack methods are de?scribed systematically.For these attack methods ,the detection and defense technologies are summarized and compared.The challenges of the existing works and the future developments are discussed in the end. Key words :smart grid ;IEC 61850;attack method ;intrusion detection ;security defense 0 引 言 智能电网是国家基础设施中最为重要的系统之 一,也是工业生产二工作生活必不可少的能源供应系 统,同时也是将计算机网络二信息基础设施同现有电力 系统基础设施结合而成的自动化二数字化二智能化的电 网系统[1]三随着智能变电站中各种智能设备的引入与联网运行,攻击者可以利用信息域的传统攻击方法对智能变电站系统进行攻击,使之存在严重的安全威胁三传统的智能变电站防御手段主要依靠内外网的边界防护及物理隔离,而随着信息域与物理域的深入融合,传统的防御方式已不能满足智能化发展的需要三因此,智能变电站的安全由原来物理域中简单的设备安全,演变成了信息域与物理域融合的复杂安全三2010年, 震网”(Stuxnet )病毒爆发, 毒区”(Duqu )和 火焰”第29卷 第2期2019年2月 计算机技术与发展COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT Vol.29 No.2Feb. 2019