簡述數據通信的特點模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇簡述數據通信的特點，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

Abstract: Metro SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) system is a metro important part of the power supply system, which is mainly responsible for the distribution substation at all MTR stations for data acquisition, monitoring, and control, this paper outlines the SCADA system components, and the SCADA system debugging is important and difficult for reference only.

Keywords: Metro Power; SCADA system; debugging;

中圖分類號：U231+.8 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

一、 SCADA系統概述

1 SCADA系統的特征

1.1 實時性

SCADA系統的實時性與多任務性是其重要特征之一，當然根據行業的不同，SCADA系統對實時性與多任務性的要求也不一樣，如在地鐵電力等領域對實時性要求很高，而供水供氣等行業對實時性要求較低。

1.2 開放性

SCADA系統大多遵循國際標準或行業標準，滿足開放性的要求。系統的軟件多采用全開放式的體系結構，系統具有良好的擴展能力，也有利于更好地與其它相關系統的連接與廣泛集成。

1.3 可靠性

SCADA系統關鍵節點以及重要的功能單元采用冗余配置，保證整個系統功能的可靠性不受單個節點或單元故障影響。在硬件方面選擇工業級標準的硬件，有時用小型服務器代替普通監控機，以提高系統的可靠性。

1.4 安全性

SCADA系統具有隔離故障功能，切除故障不會影響各節點的運行。SCADA系統可設置軟、硬件防火墻，以達到有效杜絕病毒和黑客入侵的目的。為了杜絕病毒對系統的破壞，在上位機（Master Computer）和下位機（Slaver Computer）選擇操作系統時不選用Windows操作系統平臺，而選用UNIX操作系統平臺、Linux操作系統平臺。

1.5可維護性

SCADA入運行后能得到可靠的維修服務。支持在線遠程診斷功能，可以在遠方通過網絡設施診斷系統的運行情況。系統應當有完善的維修服務支持，以便于系統投

2 SCADA 系統的相關技術分析

2.1 數據通信和網絡技術

SCADA 系統通常會包含以下幾種類型的數據通信：現場測控儀表、執行機構與各下位機智能節點之間的通信；下位機系統與 SCADA 系統服務器之間的通信；監控中心不同功能計算機之間的通信和監控中心網絡服務器與遠程客戶端之間的通信。由于SCADA 系統中的各種智能化、數字化設備越來越多，分布范圍越來越廣，功能越來越強，所需要的數據通信能力和網絡技術要求也越來越高。因此，數據通信和網絡技術在SCADA 系統中的作用越來越重要。

2.1.1 數據通信技術

數據通信技術從本質上來說是一種信息傳遞技術，其現代概念可定義為：利用光、電技術手段，借助光波或電磁波，實現從一地向另一地迅速而準確的信息傳遞和交換。數據通信系統是指以計算機為中心，通過數據傳輸信道將分布在各處的數據終端設備連接起來，以實現數據通信為目的的系統。它一般由數據信息的發送設備、接收設備、傳輸介質、傳輸報文、通信協議等組成。數據傳輸信號分為模擬信號和數字信號。數據的傳輸模式按數據代碼的傳輸順序可分為：并行傳輸和串行傳輸；按數據傳輸的同步方式可分為：同步傳輸和異步傳輸；根據數據的傳輸方向與時間的關系可分為：單工傳輸、半雙工傳輸和全雙工傳輸；按數據信號特點可分為：基帶傳輸、頻帶傳輸和數字數據傳輸。

2.1.2 網絡技術

基于 PC 遠程監控的 SCADA 技術的實現離不開現代通信網絡技術的產生與發展。現代通信網絡是由現代通信網元組成的集合體，用以支持實現組織內外部的語音、數據、多媒體形式的通信要求。

通信網絡的基本構成要素是終端設備、傳輸鏈路、交換設備和接入設備。除了這些硬件設備外，為了保證網絡能正確、穩定、可靠、合理的運行，使用戶間可以快速建立連接并有效交換信息，達到通信質量一致、運轉可靠性和信息透明性等要求，還必須有網絡運行管理的軟件，如標準、信令、協議等。現代通信網絡的分類標準多樣：可以按傳輸介質分為導線、電纜、光纜通信網和微波、短波、移動、衛星通信網等；按技術分為 PDH 通信系統、SDH 通信系統、DWDM 通信系統、CDMA移動通信網、ATM 網絡、幀中繼（FR）網等；按業務類型可分為電報網、電話網、廣播電視網、數據網、計算機通信網、多媒體通信網和綜合業務數字網等；按地域可分為本地通信網、長途通信網和國際通信網或局域網（LAN）、城域網（MAN）和廣域網（WAN）等；按照網絡屬性可分為公用網和專用網。

2.2 I/O 接口和數據采集

I/O 接口技術是伴隨著計算機技術產生的，它是連接 CPU 與其設備并進行數據交換的信息通道。在 SCADA 系統中，I/O 接口技術被廣泛采用在系統上、下位機與現場設備信息通信中。通常 I/O 通道除了有模數（A/D）、數模（D/A）、數字輸入（DI）、數字輸出（DO）等設備外，還包括一些輔助部件，如多路轉換開關、放大器、采樣保持器等。這些輔助設備既可以部分地與 I/O 設備做在一起構成相對獨立的數據采集設備，也可以做成獨立的卡件（如端子板形式），再將這些卡件通過電纜與 I/O 設備連接，構成輸入/輸出通道。I/O 接口主要實現了數據緩沖、信號轉換、驅動功能、中斷管理和隔離功能。

2.3自動控制技術

自動控制就是利用各類自動控制裝置和儀表（包括工業控制計算機）代替人的操作，使生產過程或機器設備自動地按照預定的規律運行，或使它的某些參數（如溫度、壓力、流量、成分、電流、電壓、轉速等）按預定要求變化或在一定的精度范圍內保持恒定。 反饋是通過檢測裝置將系統的輸出返回到系統的輸入端，與設定值進行比較，產生偏差信號作為控制器的輸入量。自動控制和反饋是自動控制系統中的兩個重要概念。控制系統可分為開環控制系統、閉環控制系統、定值控制系統、隨動控制系統、程序控制系統、連續控制系統、離散控制系統、線性控制系統和非線性控制系統等。

2.4 軟件系統架構

傳統的軟件系統架構有 C/S、B/S 模式等。隨著 2000 年后軟件架構進入應用普及階段，商業化的架構風格迅速出現并普及開來。市場上具有代表性的技術風格有：N 層的客戶端/服務器架構風格、面向服務的架構風格（SOA）等。

（1）N 層的客戶端/服務器架構N 層的客戶端/服務器架構模式是為了區別傳統的二層和三層 C/S 模式的一種更加靈活的層次式架構風格。分層設計是一種最常見的架構設計方法，它能夠有效地使設計簡化，使設計的系統機構清晰，便于提高復用能力和產品維護能力。

（2）面向服務的架構風格（SOA）

面向服務的體系架構將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，它應該獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構件在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。

二、SCADA 系統的系統調試

1 SCADA 系統調試的難點和必要性

SCADA 系統是一個龐大復雜的分布式測控系統，SCADA 系統調試工作是

聯系設備建設和系統運營的紐帶，是完善系統功能使其適合運營需要的必要步驟，目前，系統監控點數均已達幾十萬點，為完成系統監控功能，必須對所有接入點進行 100%測試；系統接口眾多，包含集成的子系統和互聯系統，工程協調難度大；系統調試工作量大，系統調試工作往往得根據現場施工安裝進度的變化而更改計劃，且經常會因為子系統不具備測試條件或測試一次不能通過而增加系統調試的時間；系統調試周期長，從子系統單機調試到系統最終驗收測試；系統性能要求高，增加了系統調試的要求。但是，為滿足 SCADA 系統的監控功能能夠按期實現，必須編制系統高效的系統調試計劃，并按計劃執行；并且，為縮短系統工程驗收時間，常常是將系統調試測試報告作為系統驗收測試的參考。

2 SCADA 系統調試的內容

系統調試分為單機調試、集成子系統調試和綜合聯調三個階段。其中，單機調試的目的是為了檢驗設備安裝到現場后是否正常，設備配置是否正確；集成子系統調試是為了檢驗 SCADA 系統與各子系統是否連通，是否具備各子系統的基本功能；綜合聯調是為了檢驗 SCADA 系統與互聯系統是否連通，是否具備基本功能和聯動功能。單機調試的內容包括：上電后各設備、模塊工作指示燈狀態應正常；設備的硬件配置、軟件配置、網絡地址配置、預置參數應符合設計要求。集成子系統調試的內容包括：SCADA 系統的網絡調試；集成子系統與現場監控對象的接口調試；集成子系統現場級監控設備的功能測試；集成子系統與 SCADA 系統軟件平臺的接口調試；SCADA 系統的集成子系統的專業功能測試；冗余設備無擾動自動切換測試。其中，內外部接口測試應符合接口測試規范；點對點、端到端測試應按 100%且同時進行；集成子系統專業功能應符合設計要求。

綜合聯調的內容包括：SCADA 系統與互聯系統接口調試、SCADA 系統的互聯專業功能調試以及聯動功能調試。其中，SCADA 系統與互聯系統接口調試應按接口調試規范進行；點對點、端到端測試應按 100%進行且端到端測試應在點對點測試完成之后；對于非控制類測試點應覆蓋所有設備類型，每種設備類型宜采用抽測方式，抽測數量應不低于該類型設備總數的 10%，每個抽中的設備應進行 100%測試；互聯系統專業功能應符合設計要求；系統聯動功能應符合設計要求。

結語

SCADA 系統對于城市軌道交通供電系統的穩定和安全起到了重要的作用 ，其完善的系統和可靠的技術為城市軌道交通的安全運營起到了關鍵的支持，隨著城市軌道交通的不斷發展， 該系統也在不斷的完善。

參考文獻：

篇2

中圖分類號：TP323 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 12-0000-02

The Development and Application of OPC-based Services PC and PLC system in Automation Project

Peng Yabin

(Zhejiang Kaiyuan Engineering Co.,Ltd.,Jinhua321014,China)

Abstract:This paper briefly introduces the principle of OPC,KEP Server EX and three OPC servers,and through the implementation of OPC service communication of IFIX SCADA and SIEMENS S7 series PLC automation control system,and according to the engineering practice in the way of industrial automation control system structure and function,can be used for the fields of automation design and reference works.

Keywords:Industrial automation;OPC communication;SCADA;SIEMENS S7 PLC

在通常使用的控制類產品中，包括DCS、PLC兩大類。隨著時代的進步和控制理念的更新，我們又將DCS的概念拓展到FCS，而且在一個工業自動化系統中，會共存很多系統與設備，為了滿足自動化控制的需要，不同設備，不同系統之間的連接和通信需要可靠并且相互開放，OPC定義了一系列規范來滿足多種系統和設備之間數據通信的需求，OPC為不同廠商的硬件設備、軟件和系統定義了公共的接口，使得過程控制和工廠自動化中的不同系統、設備和軟件之間能夠相互連接、通信、操作。作為應用之一，SIEMENS及GE FANUC公司的S7系列PLC和IFIX組態軟件通過KEPWARE、PC-ACCESS等OPC服務器通信，具備了可靠性高，編程簡單，連接方便，通用性好，便于維護等特點，可滿足各種自動控制需要外，還有良好的擴展性及強大的指令功能。

一、基于OPC服務的控制系統結構

工業自動化系統的核心是合理的控制邏輯及可靠的數據通訊，各種工業總線和數據庫系統是在為可靠的數據通訊服務，因此OPC服務器必須滿足上述要求，通過PLC及SCADA系統完成的控制結構大體如下：

（一）OPC簡介。OPC（OLE for process control）是一個工業標準。它是由一些世界上占領先地位的自動化系統和硬件、軟件公司與微軟合作而建立的、滿足開放性的和互操作性的接口標準。OPC標準的建立基于微軟的COM（Component Object Model，組件對象模型）技術規范，并由OPC基金會這個國際組織管理。

OPC定義了一系列規范來滿足多種系統和設備之間數據通信的需求。主要包括OPC數據存取規范、OPC報警與事件處理規范、OPC歷史數據處理規范等。OPC規范只是定義了COM接口，OPC服務器提供者必須去實現這些接口和方法。

OPC服務器通過OPC規范定義了OPC COM組件的接口實現對數據源進行存取（讀/寫）或通信的方法等，數據源可以是現場的I/O設備，也可以是其它的應用程序。通過OPC服務器中COM組件提供的接口，OPC客戶程序可以通過一個或多個廠商提供的OPC服務器來對數據源進行存取（讀/寫）或通信。如下圖：

（二）KEP Server EX OPC 服務器簡介。KEP Server EX OPC服務器由Kepware公司提供，Kepware公司在工業界通訊領域有著很高的聲譽，是全球最知名的OPC服務器產品供應商。其產品.KEP Server EX OPC服務器：Kepware的為全球工業界領先的超級OPC服務器，提供非常卓越的工業互連通訊能力。她嵌入了工業市場上廣泛范圍的超過100多種通訊協議支持數百種以上設備型號的可下載驅動程序。

二、基于OPC服務的化學工業自動化控制系統

該系統為基于OPC服務的自動化控制系統，下位機采用SIEMENS S7300PLC（CPU313C），OPC服務器選用了KEPWARE Kep server Ex OPC服務器，上位機采用GE FANUC IFIX組態軟件；整個系統開關量包括各種泵、閥的開啟，電機的啟停及狀態檢測；模擬量包括了反應器壓力、溫度及車間易燃氣體濃度等信號，全部信號通過PLC采集后，經由OPC服務器傳輸回監控室數據庫，由組態軟件實現人機的交互，計算機需要記錄各個過程的參數并以趨勢圖的方式顯示出來供工藝人員使用，并提過越限報警記錄功能，備查，各個過程的邏輯就地位于各個現場PLC當中，避免當通訊被破壞時執行機構的誤動作。

由此可見，該系統采用本文所述方案，依靠PLC作為現場采集運算單元，應用成熟組態軟件構成SCADA系統，基于OPC服務器以實現PLC與SCADA之間的可靠通訊接口，采集到數據庫，藉以完成整個系統各個參數與邏輯的集成與控制。

（一）就地PLC單元。就地PLC主要完成的任務有：監控要求的各個工藝參數信號的采集，并根據工藝需要和控制需求，開發與之相適應的運算邏輯并輸出控制信號，利用CP-341模塊的通訊能力，通過以太網方式，將數據上傳至數據庫。1#PLC硬件配置如下（其余略）：

（二）PLC的OPC通訊服務器單元。OPC服務器采用的KEP Server EX OPC，內置的協議滿足通過SIEMENS TCP/IP Ethernet方式與KEP Server EX通訊，配置如下：

通訊建立后，按規定格式，添加TAG，并與PLC測點表地址匹配，將自己需要通訊的數據按一定的命名規則，數據OPC服務器；完成后如下圖。

（三）SCADA單元（OPC CLIENT）。上位機采用了主流的組態軟件制作，GE FANUC公司出品的IFIX，GE Fanuc的iFIX是世界領先的工業自動化軟件解決方案，提供了生產操作的過程可視化、數據采集和數據監控。在安裝了IFIX OPC CLIENT驅動后，即可將PLC側數據與上位機數據庫數據通過OPC服務連接并通訊，如下：

通過VB腳本，完成控制界面及功能的制作：

至此，我們就已經建立了一條由PLC開始，通過OPC服務（PLC及上位機），到用戶界面的數據通路，依靠這樣一條通路，我們實現了數據的通訊，可滿足在工業自動化要求的自動控制。通過上位機組態軟件，我們可以利用過程數據庫制作實時報表、趨勢圖以及歷史數據查詢等功能，在此不在敖述。最終HMI界面如下：

目前，該系統已投入運行多年，依靠該系統，可以實現以下功能：

1.獲取工程現場電機及閥門狀態。

2.獲取現場主要工藝參數如壓力、溫度、濃度、電機電流等實時值，并記錄，重點參數連鎖邏輯自動控制。

3.數據記錄，超限報警、報表顯示。

自投運以來，通過OPC服務器運行穩定，數據丟包率極低，采集的數據準確可靠，滿足工業運行的需要。

篇3

摘要：本文主要針對計算機通信網絡的安全問題展開探討，主要就防火墻等四種技術進行了細致的分析，四種技術其特點都非常明顯，用戶可以根據自己的需求選擇合適的安全技術，文章內容對于計算機通信網絡安全技術研究有一定的參考價值。

關鍵詞：計算機通信；安全技術；通信網絡；信息

篇4

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A

Private Cloud Application Prospect in Shanxi

Electric Power Data Network

MENG Yaning， WANG Dong

（Information & Telecommunication Co. of SEPC， Taiyuan， Shanxi 030001）

Abstract In combination with concept of cloud technologies and private cloud， this paper analysis the feasibility of application in Shanxi Electric Power Data Network. It describes the advantages of builds enterprise private cloud. By building a private cloud services in the smart grid， will make the enterprise informatization level to a new height.

Key words cloud technology； private cloud； data network

0 概念簡述

早期提出的云技術主要是指云計算，現今所提到的云技術除包含云計算外，還包括云存儲和云安全等。

云計算是一種通過互聯網以服務的方式提供動態可伸縮的虛擬化的資源的計算模式。“云”通常為一些大型服務器集群，包括計算服務器、存儲服務器、寬帶資源等。

云存儲是從云計算衍出來的。云存儲是將用戶的大容量信息存儲在網絡的數據中心，用戶端設備不必安裝大容量硬盤，用戶只需輸入用戶名和密碼就可以安全提取數據。

云安全是網絡時代信息安全的最新體現，它融合了并行處理、網絡計算、未知病毒行為判斷等新興技術和概念，為保證用戶信息和網絡安全而產生的新型網絡防御技術。

私有云也叫做內部云或企業云，是為一個客戶單獨使用而構建的，因而提供對數據、安全性和服務質量的最有效控制。

1 山西電力數據通信網（簡稱：數據網）概述

山西省電力數據通信網，是利用在建的山西省電力主干光纖網，在高可靠性的SDH光纖傳輸通道上建立高帶寬、高性能、透明的、綜合多種業務的數據通信網絡，為山西省電力公司和相關電力企業的生產經營、信息化建設提供服務。數據網采用MPLS VPN技術組網，已承載了包括管理信息系統、變電站生產視頻監控、營銷采集、高清視頻會議、NGN、調度信息管理系統及各類通信帶外網管等三十多種業務。

2 私有云在數據網中應用的可行性分析

數據網作為服務于電力行業的專網，具有鮮明的行業特點，各種業務對網絡的實時性、安全性和可靠性的要求有著較大的差異，同時有些業務之間還需要隔離，私有云的應用可以充分利用數據網的潛能來滿足各個應用系統的建設和發展需要，也符合網絡技術的發展趨勢。

首先，數據網本身是構建在高可靠性的光纖傳輸網中。現有省到市的通道帶寬為千兆、市到縣的通道帶寬為155M，而縣至35kV變電站的帶寬為N？M。借助通道優勢，可以為各種業務提供高速、高密度、大容量的數據傳輸基礎。

其次，良好的網絡架構為企業私有云提供安全的物理平臺。骨干數據網采用三層網絡結構設計，整個網絡拓撲結構由核心層、匯聚層、接入層三部分構成。省公司核心節點的2套核心路由器以GE接口互聯，各自以POS 622M接口連接備調核心路由器，同時以GE接口與11個分公司骨干路由器分別互聯。除長治地區外，各地區骨干數據網的第一臺路由器利用POS 155M接入備調核心路由器，長治采用GE方式直連。省公司作為核心點的2臺核心路由器以雙GE接口捆綁互聯；2臺接入路由器以雙GE接口捆綁互聯；核心路由器與接入路由器以雙GE接口采用口字型結構捆綁互聯。核心層負責整個網絡的數據交換，核心層節點設置在省公司，通過兩臺核心路由器實現網絡結構的全冗余及流量的負載均衡。 220kV及以上變電站和電廠的接入路由器，均采用2個2M分別連接各自地調的骨干路由器。每個站點的一個2M通過主干SDH傳輸電路提供的透明電路連接，另外一個2M通過主干區域網SDH或地區城網傳輸設備提供的傳輸電路連接。市級骨干數據網同樣采用三層網絡結構設計，整個網絡拓撲結構由核心層（地市）、匯聚層（縣局和110KV站）、接入層（35KV站、變電所/營業站等）三部分構成。2臺市網核心通過1000M鏈路與原有地市骨干7609互聯構成城網的核心。骨干層設備安裝在縣支公司，用于匯聚35KV站、變電所/營業站等節點。雙設備、雙鏈路、多路由等優勢，將會在企業私有云的安全性及穩定性上提供強有利的支撐。

第三，數據網作為透明的傳輸平臺，為信息化資源的虛擬化、池化、服務化提供了條件，使資源動態部署、按需獲取、智能調度等成為可能，也使資源的利用率、運行效率等大幅提升。在企業私有云里，只需要配備簡單的接口裝置，通過通信端口連接，就可以隨時隨地地通過各種終端設備，享受綜合的信息服務。

第四，數據網覆蓋范圍廣，擴展性好。現有數據網覆蓋了省公司、分公司、縣支公司、供電所、35kV及以上變電站、電廠、特高壓等共計2300多臺路由器。隨著網絡規模的不斷擴大，計算、存儲、網絡安全以及配套設施等性價比，也得到明顯提高，勢必會為企業私有云今后的覆蓋及推廣提供強有力的支持。

3 企業私有云的優勢

（1）統一管理。當面對海量的數據或者涉及繁多的管理面時，分散管理往往是不能保證數據的一致性，而且用戶分別管理自己的存儲，所有人都做重復性工作，勢必就會大大降低工作效率，造成人力資源的浪費；對信息的有效控制變得很難，信息泄露以及安全性會變成一個突出的問題。統一管理很好地解決了上述問題，在同一個管理界面下對數據進行維護，用戶無需再自己處理數據管理的繁瑣工作，節約成本的同時、安全性問題也可以得到有效解決。

（2）易于實現集中備份和容災。存儲設備不可能保證時刻都是可靠的，硬件壞了可以更換維修，但是數據丟失，如果是關鍵業務數據的丟失，有可能給企業帶來巨大的損失。因此就需要對數據進行備份冗余保護，并且在適當的時候以可接受的成本來實現業務的容災，保證應用與業務的可用性。與其它分散的存儲相比，集中式地處理數據備份與應用與業務容災要更加易于實現與管理，而且更加高效。

（3）易于擴展、升級方便。由于用戶只知道存儲的接口，并不關心如何實現存儲，換言之就相當于給私有存儲云與用戶之前加入了一個中間層，如果對私有存儲云的后臺進行變動，則不會影響用戶的使用。這就為私有存儲云空間進行擴展、維護、升級帶來了靈活性，使得后臺的變動的影響最小化。

（4）節約成本、綠色節能。由于各種業務數據是集中存儲，并且易于擴展與升級，因此可以結合相應存儲虛擬化，對容量進行靈活配置，提高大容量，高效率的數據訪問服務。同時可以利用虛擬機技術對硬件設備進行虛擬化，充分利用硬件的效益。相比分散存儲，間接上減少了設備的投資，同時又減少了硬件設備能源的消耗，從而達到綠色節能的目的。

參考文獻

[1] 黃磊.淺談“私有云”如何解惑大型企業IT發展困境[J].電信科學，2010（8）.

篇5

中圖分類號：P228.4文獻標識碼： A

一、管線實施GPS定位的必要性：

1、地下燃氣管線是以地面建、構筑物作為相對參照物來定位的，由于

市建設步伐加快，建筑拆遷增多、道路拓寬改造等因素，原有參照物的變更與消失，對日后尋找管線造成非常大的困難。

2、市政管網中燃氣、供水、電力、通訊等各種管道埋設通常都擁擠在一起，利用金屬探管儀無法識別探測到的金屬管道哪一條是燃氣管線，往往通過運行維護人員的記憶及經驗來判斷，缺乏一定的科學性。

3、傳統的聲波振動式探測儀在工作過程中易受雜散電波、地質環境等的影響，探測準確率不高，比較先進一些的探地雷達在目標管線周圍有空洞、水穴、電纜干擾時，易產生誤指示，對于埋設較深或管徑小于100mm的管道，難以探明。探地雷達圖像具有多解性，只有經過專門訓練的人員才能正確判讀管線屬性，還需要查閱大量的圖紙資料，對于年代長久的管線，往往資料查詢起來很困難，甚至資料丟失，無法詳細了解管線相關屬性信息。

4 、城市燃氣中大量塑料管材（PE管）的使用，給日后尋線工作造成巨

困難。通過在警示帶中加金屬絲或示蹤線的方法在一定程度上解決了管線日后尋找的問題，但因施工中金屬絲易折斷、易產生腐蝕斷點且施工中無法很好的處理兩根金屬線的接口問題往往難以達到日后尋線的目的。

5、基于以上種種地下燃氣管線管理及維護問題，管線采用GPS定位，掌握管線的絕對坐標，對埋地管線關鍵點實行數字化、信息化管理，使得管線信息查詢、統計、日常管線維護、搶修、補測、管線技術改造等各項工作變的簡單，從根本上解決管線查找難、統計難、維護難的問題，減少大量的成本投資，大大的提高工作人員的工作效率。

二、GPS數據采集系統

GPS（Global Position System）即為全球定位系統的簡稱，它是一套利用美國GPS衛星導航系統進行全天候、全方位的測量定位設備。根據GPS提供的坐標或坐標演變量精度和方式的不同可以分為毫米級，厘米級，靜態，動態后處理，RTK(Real Time Kinematic 實時動態)，RTD(Real Time Differnce 實時差分)等幾種設備分類和測量方式，其中 RTK是一種定位精度為1厘米左右的GPS技術。為了達到1厘米的精度，便于系統管理維護和日后的系統擴展，我們采用單點CORS站技術。

1. 系統概述

1.1 CORS簡述

GPS連續運行參考站（Continuous Operating Reference Station-CORS），是基于衛星定位系統，將衛星定位與導航技術、計算機科學、測繪學、地理信息系統與現代通訊技術等有機結合，在一定區域內，由一臺連續運行的GPS接收臺站、系統控制中心和相應的軟件構成，臺站由專用固定IP網絡連接，向流動站或者手持設備提供差分改正信息。

1.2 CORS應用

鑒于上面提到的CORS的這些優勢，可以為燃氣行業提供如下幾種服務。

（1）坐標轉換參數的求取

為了使GPS接收機中原始的大地經緯度坐標系統轉換為當地的坐標系統，必須先計算出坐標轉換參數進行坐標系統的轉換，坐標轉換參數的求取，必須己知至少3個高精度控制點的地方坐標值X、Y、H。

（2）搶修管網的定位

如果找尋坐標己知的管線點或是對管道安裝溝槽設計中心的定位，可以利用隨機軟件中放樣的功能進行作業。輸入待確定的管線點的已知坐標作為參考點和目標點，流動站實地所在位置的坐標作為修正點，電子手簿屏幕上的圖形顯示出實地待定點相對于目標點所偏移的距離(左，右)，按照指示移動流動站，直到滿足所要求的精度。管道溝槽中心點的確定類似-上面的操作。利用這一特點可以對燃氣管道設施點進行了找尋定位，還可以對管道的施工搶修起到指導的作用。

（3）利用RTK進行管網GIS數據的采集

根據不同GIS平臺要求各異，RTK在數據采集時可以將管網不同的設施點的屬性加進去，對應于每個點的三維坐標，再進行一定的數據處理，可以生成適應GIS平臺數據格式要求的基礎資料數據庫，并易于修改和完善。

（4）利用手持式GPS進行燃氣管網的巡線

用價格低廉的手持GPS，接入CORS，可以實現相對較高精度的導航定位，極大的方便了巡線工作。

2. 建設內容與目標

2.1項目建設

一般地，單點CORS系統的建設內容主要包括GPS參考站接收機、控制中心、數據通信子系統和用戶服務子系統四部分。

2.2 基站選擇與布設

1.基站的布設一般應遵循以下幾個原則：

a) 周圍應便于安置接收設備和操作，視野開闊，視場內障礙物的高度角不宜超過15°。

b) 遠離大功率無線電發射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不小于200m；

c) 附近不應有強烈反射衛星信號的物件（如大面積水面等）；

d) 地面基礎穩定，易于點的保存；

e) 選站時應盡可能使測站附近的小環境（地形、地貌、植被等）與周圍的大環境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。

根據以上原則結合實地情況，在公司樓頂架設一個永久站點，并作靜態聯測，解算出其WGS84坐標，作為以后的永久點，做好記錄數據記錄，并妥善保管好該點。

2.3站點設計

站點由室外室內兩部分組成，室外設備包括避雷針，觀測墩，GPS天線等，室內設備主要是機柜和電源，機柜內安裝有GPS接收機和工業控制計算機、網絡設備、電涌保護設備等。室內室外設備相互獨立，僅需要將GPS天線與GPS接收機連接。

2.安全防護

電涌防護可以分為電力線、通信線、射頻線、露天設備防護等幾方面，具體設計如下：

1、在電力線進入GPS之前，加裝電力線電涌防護設備，隔離GPS和電力線

2、在通信線進入通信終端前，加裝通信線（數據線）電涌防護設備

3、在GPS（和無線電臺）的射頻線進入主機前，加裝電涌防護設備。

4、在戶外設備，尤其是GPS天線附近架設建筑物雷電防護設備。

數據通信與傳輸

GPS參考站數據通信系統，是將GPS參考站的觀測數據通過傳輸信道傳輸到系統管理與數據中心，實現數據實時監控處理、GPS差分信息實時廣播及GPS數據Internet網絡。可以采用ADSL（帶靜態IP地址）包月服務。這樣的方式需要的硬件比較簡單，只需要向當地電信局申請電話線和ADSL專用調制解調器就可以了。

用戶終端采用GSM移動電話或GPRS方式，通過GSM數據業務或無線IP協議連接到服務中心，通過單站的廣播差分，獲取相位改正信息，實現RTK高精度測量。

三、系統收益：

1、系統建成后可以對所有的管網數據進行數字化，通過外業數據采集，取得每一跟管網的三位數據，該數據兼容目前國內外常見的所有GIS平臺，用于對管網的各種應用分析，生成各種分析報表。

篇6

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374 (2010)22-0024-02

1自動化測試簡介

自動化測試的出現可以大大減少測試開銷,同時大幅提高有限時間內的測試覆蓋率。成熟的自動化測試機制,是可重復的、極少的人工資源投入的,可以做到“即使最小的改動也可以以最小的代價進行全面的測試”。

但是,在自動化測試實施與推廣過程中,常常會因為自動化測試手段與工具的多樣化與不統一化對自動化測試件設計/開發效率的影響等,導致自動化測試無法有效地推廣開來。

本文通過對數據通信領域的自動化測試平臺的探討,尋找到一種更好的搭建自動化測試平臺的方法,提高自動化測試效率。本文提到的實現方法,是以數據通信領域產品的自動化測試為例進行闡述與實際實現的,其他領域的軟件自動化測試可以依據自身的特點與情況對此進行一些修正與改造。

2自動化測試實現的常見問題

在通常的自動化測試實現中存在著一些常見的差異性:

自動化測試所使用的測試儀器或工具不同,如:使用PC作為測試工具,或者使用數通領域通用的測試儀器(如:思博倫公司的SmartBits或IXIA公司的IXIA測試儀)作為測試工具。

測試環境(或拓撲)不同,如:有的自動化測試環境為單臺被測設備,有的需要多臺輔助測試設備,所實現的自動化測試方法也相應有所不同。

2.1基于PC的自動化測試

由于業界有許多基于PC的開源工具或者工具包的支撐,因此在PC上編寫各種測試工具與測試軟件是一件相對方便且資源豐富的方法。基于PC的自動化測試,主要完成一致性/功能測試與部分性能測試。但由于PC功能較為單一,無法很好地模擬網絡的組網方式,因此常見的解決方法是通過PC對實際的組網進行測試,可以進行實際測試效果。

該測試方式的優點是較為直觀,自動化測試實現簡單易行。但由于不同測試用例的組網環境不同,切換用例需要手動改變組網,自動化無法連續進行,因而完成一系列測試需要相當長的時間,而且回歸和重現較為困難。另外,錯誤故障定位困難,由于測試時使用了不同的輔助設備,出現故障時,具體哪一臺設備出現故障難以確定。

2.2基于測試儀器的自動化測試

在數通測試領域,所使用的測試儀器一般都提供了強有力的自動化測試接口支撐,因此可以基于這些接口開發適用于被測設備(系統)的自動化測試軟件。

該測試的優點是能夠更好地進行路由仿真和性能測試,如OSPF(開放式最短路徑優先)協議的收斂時間測試可以模擬任何組網,組網結構可以可視化地改變,并以協議報文的形式反饋到被測設備。

其缺點在于無法深入到具體協議的內部實現交互過程的測試,大多數的軟件bug都集中于協議交互過程,導致測試覆蓋率不高,需要一致性測試作為補充。

2.3自動化測試的管理

隨著自動化測試規模的不斷擴大,帶來的自動化測試腳本管理、維護困難也會越來越突出。如何管理自動化測試,也成為一個大家愈發重視的問題

3整體化自動化測試平臺的設計

3.1測試環境的整體化

自動化測試的組網環境的簡化,可通過PC的網絡接口模擬實際的路由和交換設備,使用一個單獨鏈路作為被測設備配置鏈路,專門配置被測系統。測試鏈路用于測試報文收發,被測設備配置和報文收發和編解碼通過腳本控制

配置鏈路:測試PC通過配置鏈路對被測設備進行控制,這樣的配置鏈路可以是帶內(如:PC的控制口),也可是帶外(如:Telnet/HTTP等方式)。

測試鏈路:通過PC的網卡與被測設備通訊,在PC上運行各種模擬數據通信設備或協議的軟件,來達成減少測試環境中的測試設備的目的,所需模擬的測試設備多的時候可以增加PC的網絡接口。

這里提到的模擬數據通信設備的軟件,可以是一些來自于已有的商用或開源軟件,也可以是自行開發的一些測試軟件。這些工具與特定應用相關,可以在實踐過程不斷地擴充。

測試環境的整體化,對于一些不可避免的需要組網環境的測試,目前業界已經有一些比較常用的拓撲切換方法,如使用帶拓撲切換功能的網絡互連設備,通過對這樣的拓撲切換設備的自動化控制、操作來實現不同邏輯拓撲的切換功能,本文不做進一步的細節闡述。

3.2測試工具的整體化

PC測試可以細化編解碼和能夠進行一致性測試,具有較強的測試覆蓋率,測試儀器測試具有能夠進行性能測試、物理網絡仿真的優勢。二者結合后,可以達到通過PC實現協議交互過程,通過測試儀器在這些交互過程中進行所需的測試行為注入。

運用測試儀器提供的擴展命令接口,PC通過腳本控制測試儀器端口協議報文的流量發送,批量統計。同時可通過PC控制網卡適配器報文的收發,進行功能測試等。物理拓撲搭建圖如圖1所示:

如圖1所示,測試PC充當了兩個角色:

被測設備控制者:PC通過控制鏈路對被測設備進行配置、操作等控制。

測試儀器操作者:測試PC同時通過測試儀器提供的自動化測試接口,實現對測試儀器的自動化控制。

測試鏈路中存在2種測試方式:

測試PC對測試設備的測試鏈路:通過在PC上運行各種自動化軟件,來實現對被測設備的測試,如報文收發、協議模擬等。

測試儀器對測試設備的測試鏈路:自動化測試程序通過調用測試儀器提供的測試接口,實現對被測設備的各種測試操作,也包括報文收發、協議模擬等。

通過對兩者的有機結合,可以將測試PC對測試設備的測試鏈路與測試儀器對測試設備的測試鏈路進行統一控制,從而實現二者的交互。

3.3自動化測試管理的整體化

構造整體化的測試平臺,除了自動化測試本身外,還兼具測試用例管理、測試用例編輯、測試用例執行、測試結果分析與測試結果統計反饋等功能。將整個自動化測試實現、使用、管理的過程統一在一個平臺上實現。

3.4整體化測試平臺框架

本章節討論整個整體化測試平臺如何進行構建,形成整體統一的測試平臺框架。

3.4.1框架構成整體化測試平臺框架包含如下功能支持:自動化測試腳本編輯環境。腳本編輯界面,包括各種基本的編輯功能,語法美化、關鍵字識別、關鍵字自動提示等輔助功能。

(1)測試腳本調試環境。自動化測試腳本的調試器,可以通過集成當前通用的調試環境與工具來達成。

(2)測試管理界面。測試工程建立和管理:建立測試工程項目,生成相關的工程組織文件,并可添加/移除已編輯好的測試腳本和測試配置文件。測試參數設置和參數腳本生成:配置測試過程所需的參數,并生成相應的配置腳本文件。當測試環境改變時,測試人員只需更新相關參數。測試例執行規則設置:設置測試例執行的規則,如在何種條件下終止測試執行過程,測試過程希望察看的信息,測試用例按何種順序執行等。測試用例腳本,用例描述,拓撲的映射關系維護:測試人員可以根據用例列表,查看用例描述,物理和邏輯組網圖。測試結果的記錄和日志生成:對于測試失敗的用例,記錄錯誤的日志。測試結果處理:測試結果的查詢,并提供同問題記錄系統的接口,使得測試結果能夠及時上報;同時,也可視需求決定是否提供E-mail、短信等實時通知功能。

(3)測試執行操作界面。提供測試控制的界面,測試開始,暫停,繼續,停止等。

測試過程監視:在窗口界面顯示測試例執行的結果和統計,指定類型的協議報文的收發過程和編解碼等信息。對各種信息劃分等級,測試人員可以在測試執行過程屏蔽/顯示某一級別的信息。支持測試人員定義多個窗口顯示不同類型的信息。

(4)公用支持庫的支撐。提供自行定義的一套自動化測試公用庫,其基礎構成包括:被測設備的控制庫:用于控制不同的被測設備,將相同的操作歸類,提供統一接口。報文收發的通用庫,這里的報文收發可以通過PC網卡實現,也可通過測試儀器實現,目的是為不同的測試手段提供統一的接口。函數報文緩沖操作接口:提供一組申請、釋放和訪問內存緩沖區的命令,用于支持協議報文的編解碼,以及協議報文編解碼命令。利用報文緩沖區管理命令實現特定協議編解碼的過程。擴展接口規范的定義和擴展開發庫的提供:為后續新的協議支持或新的操作支持,提供兼容性以及統一的命名規則要求。

3.4.2框架實現簡述本文給出了具體框架的搭建模型和為實現相應的功能需要完成的內容,具體的實現平臺、方式可依據所需自動化測試環境的不同而變化,譬如:平臺運行的操作系統、實現平臺所使用的編程語言等等。筆者在實踐過程中,是在Windows操作系統下的使用C#進行工具實現,完成了對測試PC、思博倫公司的SmartBits測試儀器,以及被測設備的自動化測試。

在實際實現過程中,可以依據當前系統的自動化測試程度與水平,通過逐步疊加的方式來逐步實現框架中的不同功能。譬如:其中提到的自動化腳本編輯環境、測試執行失敗記錄的分析、測試結果的統計等功能,可以隨著自動化測試資源投入的增大,對自動化需求的增多,而逐步增加開發,并不一定需要一步到位地實現所有功能。

本文從數據通信領域自動化測試實現常見的一些問題入手,通過構建一個整體化的,不依賴于自動化測試實現方法、實現手段的自動化測試平臺與工具,以期達到解決這些常見的問題,提高自動化測試實現效率,改善自動化測試管理方式的目的。

篇7

中圖分類號： C35 文獻標識碼： A

Design and Implementation of

ARINC429 Data Bus Communication System Based on DSP

Li Yinhua Song Yan，

（CASIC in Harbin of Fenghua co.， LTD， Harbin 150036， China）

Abstract： In the view of application of the ARINC429 air bus， this paper puts forward a design scheme based on DSP. An analysis will be made on the whole system structure， and the software and hardware design will be given based on the analysis. Hardware design gives the system’s hardware schematics， analysis of system performance and functions of some parts； Software design focuses on the receiving， transmitting data module of ARINGC429 bus， the corresponding flow chart is given. The experimental results show that the design scheme has a simple hardware circuit design， good real-time performance， compatibility and generality， to meet the requirements of the design aviation bus.

Key words：ARINC429，DSP，CPLD，HI-8582

0.引言

ARINC429總線是航空電子設備的數字傳輸標準，目前廣泛的應用于各種航空電子設備中，絕大多數的現役民用飛機，如波音系列飛機、歐洲空中客車等機種，其航空電子設備系統間的信息交換采用的就是ARINC429串行總線標準。ARINC429是一種研發較早、目前工程應用很好的航空總線，有著規范定義簡單實用、設計維護相對容易，設計成本較低、電子設備與現有航空電子系統兼容性好等一系列優勢。

現在的ARINC429數據總線接口大多采用單片機做控制器，由于指令周期較長，使得數據傳輸速度受到限制，不能滿足實時性要求。針對當前ARINC429總線接口的這個缺陷。本論文研究了一種基于DSP技術的ARINC429數據總線通信接口板。通過該接口板，上位PC機可對內部應用ARINC429總線的機載電子設備進行測控，然后對所得數據進行分析，確定機載電子設備的工作狀態，并做出相關處理，下位機實時收發處理ARINC429總線上傳輸的各種數據。

1.總體方案設計

構造完整的ARINC429總線數據通信系統主要是實現實時429總線數據信息的接收和發送，并能在簡單友好的人機工作界面上直觀顯示。當有數據從429總線上傳輸時，429接口電路能夠準確地將其接收，并把它送到中央處理器（DSP），經中央處理器處理（DSP）后，繼續向上位PC機發送；當上位PC機的消息傳輸到來時，由中央處理器（DSP）進行實時處理后，控制429收發模塊將數據傳送到429 總線上；以此完成一次數據的流通的過程。

為使系統能夠既節約成本提高系統的可靠性，又可組成網絡，本文給出了基于DSP的一種具有16個接收通道/2個發送通道的ARINC429總線接口卡；通訊系統的整體設計框架如圖1所示，將整個數據通信設計成下位機+上位機的雙CPU 結構，DSP 為下位機。

圖1通訊系統整體設計框圖

2.硬件電路設計

2.1芯片選型

根據低功耗、低成本的性能要求，考慮到運算速度、存儲空間大小、性能價格比、硬件資源、開發工具、功耗以及芯片訂貨的難易程度等多個方面，本系統選擇了TI公司TMS320F2812作為系統的控制器，設計一種基于DSP的ARNIC429航空總線通訊系統，它具有峰值運行每秒150萬條指令（MIPS）的處理速度和單周期完成32×32位MAC運算功能，同時它還具有128k×16的片上Flash，18k×16的片上RAM以及大量的片上外設。其開發既可使用C28x匯編也可使用ANSIC/C++語言[1]。

邏輯控制CPLD模塊，主要用于產生、傳輸系統各模塊需要的控制信號，并完成DSP和HI8582的接口電路設計，設計中選用了ALTERA公司生產的一款性價比很高的MAX7000S系列的EPM7128AETC100[18]。這款CPLD采用第二代多數組矩陣結構為基礎和先進的0.81微米CMOS EEPROM技術制造的，速度可達180MHz，可用邏輯門最大為5000門，宏單元最多可達到256個，其引腳到引腳的延時可達5ns。

模擬多路開關是一種重要的器件，在多路被測信號共享一路A/D轉換器的數據采集系統中，通常用來將多路被測信號分別傳送到A/D轉換器進行轉換，以便計算機能對多路被測信號進行處理。通過對性能、集成度、價格、系統硬件配合度等多方面考慮終于選擇了雙4選1多路模擬開關HCC4052B作為系統擴展信道的芯片。

2.2ARINC429總線收發數據模塊

ARINC429數據收發模塊電路的主體由HI-8582構成。HI-8582內部集成有兩個接收器、一個發送器、定時電路、總線驅動電路等，這使得HI-8582可以直接連接在ARINC429總線上，完成數據接收、發送所需要的數據串-并、并-串轉換以及電平轉換。

發送數據時，發送器接口將經過DSP預處理的并行傳輸的數據轉換為普通的串行數據信息，再把普通的串行傳輸的信息變換為雙極性歸零信號，最后傳輸到ARINC429總線上。發送器部分包括FFIO內存、奇偶校驗發生器、發送器字間隔產生電路和驅動電路。可通過寫控制寄存器來設定發送信道延遲、發送信道字間隔，還可通過讀取狀態位檢查其工作狀態（包括FIFO空、FIFO滿、是否正在發送）。發送模塊結構框圖如圖2所示。

圖2 發送模塊結構框圖

接收數據時，ARINC429總線上的雙極性歸零信號經過接收器的譯碼還原為普通的串行數據，串行數據經過移位寄存器轉換為并行數據進入接收器緩沖區。同時對接收到的數據自動實行差錯控制；對字間隔、位間隔出錯進行自動檢測，若無錯誤，則將數據分兩次送至DSP的數據總線上供讀取。雙極性歸零串行信號含有自同步信息，接收器電路中的時鐘脈沖檢波電路可以還原發送器的時鐘脈沖，從而保證接收器和發送器同步。接收模塊結構框圖如圖3所示。

圖3 接收模塊結構框圖

2.3多信道拓展模塊

以上介紹的只是一路發送信道和接收信道，由于本系統需要構建2路獨立的發送信道和16路獨立的接收信道，因此必須通過CPLD與多路選擇開關協同擴展接收通道。當DSP通過429總線接收器接收數據時，必須先設定好多路開關的值來選通接收通道，且同時最多能選通4條接收通道。當CPLD選通4052B以后，實現雙4選1輸入429數據，429數據經過HI-8582處理實現一次數據的接收過程。

CPLD對多路開關選通通道基于引腳A、B的邏輯組合（如下表1所示），由于本系統運用雙CPLD+雙HI-8582構成硬件雙信道，因此必須采用4片4052B芯片才能構成16個429數據接收信道，其中4片模擬多路開關的邏輯選擇模式均相同，因此只簡述其一。

表1 選通信號邏輯關系

2.4DSP控制模塊

在整個系統的設計中，DSP主要用于控制CPLD工作、數據中轉、與外設主機通信。DSP是整個系統的中樞，控制各個部分協調工作。當機載總線上有數據傳來時，通信模塊能夠準確迅速地接收，并把信息送到DSP處理器，經處理后，繼續向上位機發送；當上位機的指令信息傳來時，由DSP處理器實時處理后，控制通信模塊將數據傳送到機載總線上。

DSP控制模塊的硬件電路連接最主要的就是HI-8582與DSP的接口設計。由于TMS320F2812是32位的處理器，而HI-8582是16位接口芯片，在接口設計中利用一片CPLD實現接口，該接口模塊是用復雜可編程邏輯器CPLD完成的，主要包括以下幾個部分：

① HI-8582工作所需的CLK時鐘信號及復位信號/MR的產生。

該時鐘信號首先是由一個12MHz的晶振提供信號給CPLD，經過分頻再由圖形編輯的方式編程【2】產生HI-8582工作所需要的時鐘1MHz。/MR是HI-8582的主復位信號，將直接由DSP送到HI-8582。

② 協議芯片HI-8582的控制信號、狀態信號以及數據信號傳輸通路的設計。

DSP對HI-8582的操作主要有四種，即寫控制信號、寫數據、讀狀態信號和讀數據。通過對相關DSP地址總線進行譯碼，再配合DSP的寫有效信號/WE和讀有效信號/RD，可以區分這四種操作。其具體的對應關系如表2。

表2 讀寫操作邏輯關系

圖4為DSP和協議芯片HI-8582之間邏輯接口示意圖，其中XD[0..15]為DSP雙向數據總線，BD[0..15]為協議芯片HI-8582的雙向數據總線，DO[0..15]、DI[0..15]、A[0..15]、B[0..15]為CPLD部分的單向數據總線，S[0..8]為狀態信號傳輸總線，C[0..9]為控制信號傳輸總線。通過對DSP進行軟件編程，由圖4所示的邏輯電路便可實現以上四種操作，完成DSP和HI-8582之間的信號傳輸。具體的操作流程如下：寫數據操作時，數據經總線DI[0..15]和B[0..15]寫入HI-8582；寫控制信號操作時，經DSP編程產生的控制信號如/SEL、/EN、/PL、ENTX、/CWSTR等，由總線DI[0..15]和C[0..9]送到HI-8582的各引腳，對協議芯片進行控制；讀數據操作時，來自HI-8582的數據經總線A[0..15]和DO[0..15]傳輸到DSP并進行進一步的處理；讀狀態信號操作時，協議芯片的狀態信號如/HF、/D/R、TX/R等，經總線S[0..8]和DO[0..15]傳輸到DSP。

圖4 DSP和HI-8582接口邏輯電路示意圖

3.數據通信模塊軟件

ARINC429模塊采用中斷式接收、查詢式發送的方式來實現ARNIC數據通信。系統上電后先調用初始化模塊完成對DSP協議芯片HI-8582的初始化設置，為數據的接收和發送做好準備。HI-8582的接收和發送對時序有著嚴格的要求，而這些要求又體現在控制信號上。HI-8582的控制信號，如/SEL、/EN、/PL、ENTX、/CWSTR等是由DSP編程產生的，而又通過CPLD控制協議芯片HI-8582。

（1）數據接收模塊

當協議芯片HI-8582的接收器接收到數據并且其緩沖區內數據達到半滿時將觸發中斷，隨后系統響應中斷并進入數據接收子程序。接收子程序將嚴格按照HI-8582接受數據的時序要求發出控制信號，將數據從接收器的緩沖區讀取，完成一個次數據字接收，具體的程序流程如圖5所示。

圖5 數據字接收流程圖

（2）數據發送模塊

本模塊程序流程如圖6所示：發送數據前，先向協議芯片HI-8582寫入控制字，對控制寄存器進行設置；然后查詢發送器的狀態標志/HFT，檢查發送器緩沖區內的數據沒有半滿；接著按照數據發送的時序要求向HI-8582發送控制信號/PL1、/PL2，將要發送的數據寫入發送器緩沖區；最后使能發送器，將數據發送到429總線上，實現數據的發送功能。

圖6 數據字發送流程圖

上述過程只是系統實現讀寫單個數據字的過程，在硬件中增加了多路開關后就涉及到大量數據同時接收的問題，為此設計一個接口函數完成大批量的讀寫操作，上述作為子系統嵌入到接口函數中以供調用【3】。

數據接收接口函數定義：

/

INTU16 A429Rece （

INTU16 ChanNum， //A429通道號

INT32U *pRxBuf， //存放數據緩沖區的指針

INT16U nByte）； //接收數據的個數

/

數據發送接口函數定義：

/

INTU16 A429Send（

INTU16 ChanNum， //A429通道號

INT32U *pTxBuf， //寫入數據的緩沖區指針

INT16U nByte）； //發送數據的個數

/

數據接收函數的功能主要是在選定接收通道號，以中斷的方式從429總線接收nByte個數據字進入緩沖區，則數據接收函數流程圖如圖7所示；數據接收函數實現的功能是在選定接收信道號，把pRxBuf緩沖區中的nByte個數據字寫入總線發送，數據發送函數流程圖如圖8所示。

圖7 數據接收函數流程圖

圖8 數據發送函數流程圖

4.測試結果與分析

DSP對HI-8582的操作最先接觸的就是邏輯電路，因此首先調試實現邏輯電路的CPLD。CPLD主要完成DSP從HI-8582讀取數據或狀態信息和把數據或控制信號寫到HI-8582的操作。對CPLD的內部操作邏輯和時序進行仿真，讀操作的仿真結果如圖9所示，寫操作的仿真結果如圖10所示。

圖9 CPLD內部讀操作仿真結果

從圖9可以看出，A5是讀取狀態和讀取數據的選擇信號，當A5為低電平時，DSP通過CPLD把HI-8582總線（DB0～15）上的數據讀到其外部總線（XD0～15）上，當A5為高電平時，DSP通過CPLD把HI-8582狀態引腳上的數據讀到其外部總線（XD0～15）上。

圖10 CPLD內部寫操作仿真結果

從圖10可以看出，A4是寫控制信號和寫數據的選擇信號，當A4為低電平時，DSP通過CPLD把其外部總線（XD0～15）上的數據寫到HI-8582數據總線（DB0～15）上，當A4為高電平時，DSP通過CPLD把其外部數據總線（XD0～15）上的數據寫到HI-8582控制引腳上。

把該部分數據讀寫操作的硬件描述語言燒入CPLD后，經測試和上面的仿真結果一致，正確地實現了DSP對HI-8582的讀寫操作要求。

5.結語

本文闡述了一種基于DSP的ARINC429總線通信系統。該設計構造了以DSP為硬件基礎，以CPLD為核心的輔助控制系統，使得整個設計具有響應速度快，電路設計簡單，可靠性和實時性高的優點，可以達到良好的控制效果，又有效降低了功耗和設計成本。經初步測試其性能能夠滿足航電系統的需要，該設計是切實可行的。

參考文獻：

篇8

1 引言

用電信息采集系統是將電能計量數據自動采集、傳輸和處理的系統，是電力系統信息化、智能化的產物，它有效地解決了傳統人工抄表效率低、出錯率相對較高等特點，提高了電能計量管理系統的管理水平，安全性更好，透明程度更高，是實現用電管理的信息化、自動化、互動化的基礎。

2 用電信息采集系統概述

2.1 用電信息采集系統總體結構

用電信息采集系統主要由采集主站、通信信道、現場終端組成。實用的用戶是全面的，包括六大類型： 100KVA及以上的大型專變用戶、100KVA以下的中小型專變用戶、三相一般工商業用戶、單相一般工商業用戶、居民用戶和公用配變考核計量點等。從物理結構上可以分為5層，如圖1所示。

主站層位于用電信息采集系統的最上層，是整個系統的管理中心，負責管理整個系統的數據傳輸、數據處理和數據應用以及系統的運行和安全，并管理與其它系統的數據交換。其主要有兩個方面的功能：數據的傳輸功能和數據的處理功能。①數據的傳輸功能負責以一定的方式與電力用戶的各種類型用電信息采集終端通信，可以定時自動、人工手動、主動上傳等工作方式接收各用電信息采集終端的各類數據；②數據的處理功能是對各類型終端上傳的數據進行判讀，解包分析、處理及儲存，為綜合應用層提供數據分析結果，并通過用戶界面直觀顯示。

通信網絡層通過一定的數據接口（如WEB、RS232等）實現主站和數據采集層設備間的數據傳輸和交互功能，并可以以組網的形式存在，有遠程通信網絡和本地通信網絡。遠程通信網絡用于主站與遠距離的采集終端間通信，因此遠程通信的帶寬、可靠性和實時性都有一定要求，一般以光纖專網和230MHz無線專網為主。本地通信網絡是短距離的數據傳輸，如現場采集終端、智能表計和監控設備之間的通信，可以采用低壓電力線載波、微功率無線、RS485總線以及各種有線網絡。

數據采集層和監控設備層與用電用戶設備之間相連，是對用電信息數據的采集和監控。監控設備層包括智能電能表和其他智能計量監控設備，這些設備連接于用電信息采集終端。而數據采集層是用電信息采集終端，它負責管理電能信息數據、數據上傳至主站和執行或轉發主站下發的控制命令和信息。

2.2 用電信息采集系統研究現狀

我國的用電信息采集系統起于上世紀90年代，網絡搭建較為多元化，包括光纖專網、GPRS/CDMA無線網絡、230MHz無線專網等。由于各網省或地市公司各自自行建設，受到規劃、運行管理及資金投入等各方面因素制約，以及全國不能組網互通信息等缺陷，使其采集系統的大量數據利用率不高、覆蓋面積不大。國家電網公司針對這些情況與2009年9月份，審議通過了《電力用戶用電信息采集系統系列標準》，為用電信息采集系統的推廣和全國信息的互通提高技術依據。

西方國家起步較早，美國于1986年成立了自動抄表協會（AMRA），之后使AMR（Automatic Meter Reading）系統更加智能化、低功耗、低成本和通信標準化。2003的統計數據顯示，北美己經有49311372個單位使用自動抄表。上世紀80年代日本開始試用電力載波于遠程抄表，高度重視智能電網相關技術標準的制定，其智能電網戰略工作組在智能電網的宏觀和微觀領域開展了系統研討，其中包括用電信息采集系統。

3 用電信息采集終端的設計

3.1 用電信息采集終端設計原則和依據

用電信息采集終端設計應滿足可靠性、通信接口多樣化、數據完整性、高精度性及經濟適用性。其中可靠性一般采用平均無故障工作時間MTBF表示，，為系統工作總時間，m表示故障次數。

用電信息采集終端的設計依據主要是《電力用戶用電信息采集系統系列標準》，該標準包括功能規范、技術規范、型式規范、檢驗規范、通信規范、設計導則等24個標準。根據該系列標準可以實現系統的互動互通。

3.2 用電信息采集終端設計方案

采集終端實現的功能包括數據采集、安全防護、數據處理、人機交互、終端維修、數據通信控制功能和數據存儲，其總體結構圖如圖2所示。

用電信息采集終端采用32位Cortex--M3的AMR作為控制單元，電能計量芯片采用MAXQ3180。設計的原理結構圖如圖3所示。FLASH用于MAX3180采集數據的緩存，以太網實現與主站的通信，USB用于代碼更新和系統升級。

MAXQ3180是專用三相電能計量芯片，外部采用3.3V供電，內置數字濾波、數字積分、數字溫度傳感器和事件中斷。用作用電數據的采集，并提供分相和合相的電壓、電流、功率、電能量、相位角和功率因數等幾乎所有電氣量參數，最突出優點是具有基波、諧波測量和事件監控功能。與AMR通信接口為SPI總線接口，對電流電壓的測量是通過3個PT方式電壓通道和4個CT方式的電流通道。

MAXQ3180的電路如圖4所示。MAXQ3180的電流通道使用10Ω采樣電阻，電壓通道使用200Ω采樣電阻。工作的頻率通過XTAL1和XTAL2接晶振，晶振一般采用8MHZ的無源石英。

電壓信號進入MAX3180前需要進行信號調理。調理電路如圖5所示。電壓經過電壓互感器需要濾波與分壓，濾波是為了防止噪聲信號對采集數據的干擾；電壓通道選用2mA/2mA的電壓互感器，為弱電的信號處理進行電氣隔離實，電壓互感器的采樣電阻為200K，其下級為三端濾波器。

4 用電信息采集的應用

用電信息采集系統對于電力公司的營銷業務有很重要的作用。其營銷上的應用主要有以下幾種：

①市場策劃分析專業應用： 用電信息采集系統可以及時、有效和準確提供用戶用電情況，有利于電力公司的市場分析人員對用戶類型、電力模型有較好的分析，有助于市場銷售和電網設計的更好規劃；

②電度、電費管理應用：避免傳統人工的抄表的效率低、準確性和實時性差等特點，也避免抄表員與用戶可能的工作沖突，可以建立更好的預結算機制和催費機制，豐富了電費回收和電費定價手段；

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物聯網( Internet of Things，IOT) 是通過各種信息傳感設備，如射頻識別( Radio Frequency Identification，RFID) 、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接起來形成一個巨大的網絡。進而可以進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理。以下將著手從物聯網中的RFID技術及其應用進行分析。

1.物聯網概述

物聯網理念指的是將無處不在的末端設備和設施，包括具有“內在智能”的設備如傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等，以及具有“外在使能”（Enabled）的物品如貼上RFID的各種資產、攜帶無線終端的個人或車輛等“智能化物件或動物”、通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通信網絡實現互聯互通（M2M)、應用大集成。

2.物聯網中的RFID技術

2.1自動識別技術與RFID技術

在早期的信息系統中，相當一部分的數據都是通過人工手工采集和處理的，不僅數據量十分龐大，勞動強度過高，而且人為的失誤很多，生產和決策的效率都比較低，也無法實現實時處理。因此，人們研究和發展了各種各樣的自動識別技術，將產業工人從繁重而且準確度不高的手工勞動中解放出來，為正確地總結和決策制訂提供了良好的參考依據。根據自動識別技術的特點，我們可以給出自動識別技術的基本概念。自動識別技術就是應用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的互動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統來完成相關后續操作的一種技術。一個完整的自動識別系統包括前端設備、應用程序接口(或中間件)和應用系統軟件。前端設備完成數據的采集工作，應用系統軟件對采集的數據進行處理，而應用程序接口(或中間件)則提供自動識別技術和應用系統軟件之間的通信接口，將前端設備采集的數據轉換成后端軟件系統可以識別和利用的信息，并進行數據傳遞。圖1給出了典型的自動識別系統模型。

RFID(射頻識別)技術是一種無線自動識別技術，又稱為電子標簽技術，是自動識別技術的一種創新。RFID技術具有眾多優點，廣泛應用于交通、物流、安全和防偽等領域，其很多應用是作為條形碼等識別技術的升級換代產品。下面簡述RFID的基本原理、分類以及典型應用。

2.2物聯網與RFID技術

物聯網技術中較重要的是將實體擬人化的信息自動識別技術。一般能夠用于信息自動采集的方法有多種，不同識別技術的原理和使用范圍不同。物聯網環境下的信息自動識別一般可以通過 RFID 技術、無線傳感技術、全球定位系統以及激光掃描技術等實現。下面分析適應物聯網環境下大規模的信息自動采集的RFID技術。一個典型的RFID系統包括讀寫器、標簽和后端應用系統。以下分別對這幾個部分和射頻通信原理進行介紹。

2.2.1讀寫器

在RFID系統中，讀寫器是核心部件，起到了舉足輕重的作用。作為連接后端系統和前端標簽的主要通道，讀寫器主要完成了以下功能：①讀寫器和標簽之間的通信功能。在規定的技術條件和標準下，讀寫器與標簽之間可以通過天線進行通信。②讀寫器和計算機之間可以通過標準接口(如RS232、TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，傳輸控制協議、網際協議)、USB(Universal Serial BUS，通用串行總線)等)進行通信。有的讀寫器還可以通過標準接口與計算機網絡連接，并提供如下信息以實現多個讀寫器在網絡中運行，即本讀寫器的識別碼、讀出標簽的時間和信息。③能夠在有效讀寫區域內實現多標簽的同時識讀，具備防碰撞的功能。④能夠進行固定和移動標簽的識讀。⑤能夠校驗讀寫過程中的錯誤信息。⑥對于有源標簽，往往能夠識別與電池相關的信息，如電量等。對于RFID應用系統，讀寫器和標簽的行為一般由后端應用系統控制來完成。通常將后端應用程序與讀寫器之間的通信信道稱為后向通道，而將讀寫器和標簽之間的通信信道稱為前向信道。在后向通道中，應用系統作為主動方向讀寫器發出若干命令，獲取應用所需的數據，而讀寫器作為從動方做出回應，建立與標簽之間的通信。在前向信道中，讀寫器又作為主動方觸發標簽，并對所觸發的標簽進行認證、數據讀取等，進而讀寫器將獲得的標簽數據作為回應傳給應用系統(有源標簽也可以作為主動方與讀寫器通信)。由此可以看到，讀寫器的基本作用就是作為連接前向信道和后向信道的核心數據交換環節，將標簽中所含的信息傳遞給后端應用系統，從這個角度來看，讀寫器可以被看作是一種數據采集設備。

2.2.2標簽

射頻標簽即RFID標簽(也稱為電子標簽、射頻卡等)，有源標簽除了沒有與計算機接口電路外，有點類似讀寫器，其本身就是終端機具，以下主要討論無源標簽，它是指由IC芯片和微型天線組成的超小型的小標簽。標簽中一般保存有約定格式的電子數據，在實際應用中，標簽附著在待識別物體的表面。存儲在芯片中的數據，可以由讀寫器通過電磁波以非接觸的方式讀取，并通過讀寫器的處理器進行信息的解讀，并可以進行修改和管理。按照一般的說法，RFID標簽是一種非接觸式的自動識別技術，可以理解為目前使用的條形碼的無線版本。無源標簽十分方便于大規模生產，并能夠做到日常免去維護的麻煩，因此，RFID標簽的應用將給零售、物流及身份識別、防偽等產業帶來革命性的變化。RFID射頻系統工作時，讀寫器發出查詢信號，標簽收到該信號后，將一部分整流為直流電源提供無源標簽內的電路工作，另一部分能量信號將電子標簽內保存的數據信息調制后返回讀寫器。讀寫器接收反射回的已調信號，從中提取信息。在系統工作的過程中，讀寫器發出的信號和接收反射回來的已調信號是同時進行的，但反射信號的強度比發射信號要弱得多。標簽是物品身份及屬性的信息載體，是一個可以通過無線通信的、隨時讀寫的“條形碼” ，加上標簽的其它優點(如數據存儲量相對較大，數據安全性較高，可以多標簽同時識讀等)，使得RFID的應用前景十分廣闊。

2.2.3編碼、調制和解調

在射頻通信系統中，編碼、調制與解調是通信的核心過程。一般的通信系統都具有以下的通信模型：信源的作用是把各種可能的消息轉換成原始電信號，即編碼。為了使這個原始信號適合在信道中傳輸，由發送設備對原始信號進行變換，即調制。信道是信號傳輸的通道。在接收端，接收設備的功能與發送設備的功能相反，它能夠從接收信號中恢復出相應的原始信號，即解調；同時接收端將復原的原始信號轉換成相應的消息，即解碼。

信號編碼的作用是對要傳輸的信息進行編碼，以便傳輸信號能夠盡可能地與信道相匹配，防止信息干擾或者發生碰撞。調制器用于改變高頻載波信號，即使得載波信號的振幅、頻率或相位與調制的基帶信號相關。射頻識別系統的信道傳輸介質為電磁場和電磁波。解調器的作用是解調獲取基帶信號。信號解碼的作用則是對從解調器傳來的基帶信號進行解碼，恢復成原來的信息，并識別和糾正傳輸中的錯誤。

2.2.4 RFID空中接口協議

在RFID射頻部分，數據是由無線信道傳輸的，電子標簽和讀寫器之間通過相應的空中接口協議才能進行相互通信。空中接口協議定義了讀寫器與標簽之間進行命令和數據雙向交換的機制(包括編解碼方式、調制解調方式等)。因此，空中接口標準決定了RFID射頻部分的信道模型，在RFID系統中舉足輕重，它將直接決定系統傳輸和識別的可靠性和有效性。

3.物聯網在校園中的應用

目前，國內外高校、企業開展了無限傳感網絡的研究，這些都為技術進一步發展奠定基礎，而基于物聯網技術到底能為用戶提供哪些獨特的服務，才是物聯網最終是否能廣泛應用的關鍵。

3.1智能圖書館

RFID 射頻識別技術，RFID 具有無線傳輸和大容量數據儲存的能力，提高圖書館及檔案館管理的效率。RFID實現：①簡化借還書手續。圖書館在處理讀者借還書過程中都要掃描條形碼還需做磁及消磁，以 RFID 卷標取代條形碼、磁條，可以一次性讀取數據資料，減少讀者的等待時間，提升館員業務速度；②便于定位錯架的圖書。利用 RFID無線電波感應技術，及時發現錯架的圖書，便于讀者尋找，便于館員整架工作；③降低盤點工作量。圖書館盤點的方式是將每本書從架上取出，這樣費時費力效率低，通過 RFID 以無線電波傳送信息，一次性獲取數個 RFID 卷標數據，提高盤點工作效率；④實現讀者自助借還書。圖書館構建自助借還設備，讀者可自行辦理圖書的借還，不再受圖書館工作時間限制。應用校園物聯網技術實現移動圖書館，建立以網站形式提供面向移動設備的無線訪問服務，移動設備終端通過附帶的 RFID 讀寫器，獲得所需文字、圖片、音像的 EPC 編碼，便可閱讀相關信息。

3.2 智能安全管理

主要措施是借助無線數據通信等技術對信息進行收集，處理并發送給用戶。表現在學生日常安全管理工作中，就是把相關感應器和識別設備置放在學生活動的相關區域，比如圖書館、食堂，教室，寢室和一些不安全區域，一旦學生進入或者離開，手機就會發出相應信息提示或者警告。通過“物聯網”，學生工作者可以隨時掌握學生的準確位置和其他情況。極大地起到預防不安全事故的發生。學校可以在教室、走廊、大樓入口處、寢室門口、圖書館和頂樓等地點架設RFID讀取器，每個學生配戴RFID標簽。例如當學生到危險區域（如樓頂），通過RFID讀取器，向學生本人發出危險提示，同時發出警報信息通知相關人員做即時處理，預防和阻止不安全事故發生。

參考文獻：

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中圖分類號：O434.19文獻標識碼： A文章編號：

1，電力系統中自動化控制技術

1．1 電網調度自動化 

電網調度自動化主要組成部分，由電網調度控制中心的計算機網絡系統、工作站、服務器、大屏蔽顯示器、打印設備等，其主要是通過電力系統專用廣域網連結的，下級電網調度控制中心、調度范圍內的發電廠、變電站終端設備(如測量控制等裝置)等構成。

1．2 變電站自動化

變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備；二次設備數字化、網絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監視實現計算機屏幕化：運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現代化的一個重要環節。

1．3 發電廠分散測控系統(DCS) 

發電廠分散控制系統(DCS)一般采用分層分布式結構，由過程控制單元(PCU)、運行員工作站(0S)、工程師工作站(ES)和冗余的高速數據通訊網絡(以太網)組成。過程控制單元(PCU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I／0模件組成。MCU模件通過冗余的I／0總線與智能FO模件通訊。PCU直接面向生產過程，接受現場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號，經運算處理后進行運行參數、設備狀態的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執行機構，完成生產過程的監測、控制和聯鎖保護等功能。

2，電子技術、計算機技術的發展不斷推動電力系統自動化進步

隨著上世紀八十年代單片機技術的發展和應用，我國電力系統自動化設備實現了全面的更新換代。國產的工業計算機和引進的PC機技術為電力系統調度自動化、電廠監控系統、變電站綜合自動化奠定了基礎。開發的應用軟件可以實現電力系統實時數據采集、匯總、分類、分析、存檔、顯示、打印、報警、完成操作控制等任務。 最近幾年以來，各種嵌入式產品的出現，例如嵌入式高性能微處理器、嵌入式計算機、嵌入式操作系統、嵌入式以太網等產品使電力系統中的裝置類設備如測量控制設備、繼電保護裝置、數據通信控制器等得以再次更新換代，裝置的硬件電路和應用程序結構簡化，產品性能大大提高，裝置信息處理速度更快，功耗更低，功能擴展能力更強。

3，當前電力系統自動化依賴IT技術向前發展的重要技術 

當前電力系統自動化依賴于電子技術、計算機技術繼續向前發展的主要熱點有：① 電力一次設備智能化；② 電力一次設備在線狀態檢測；③ 光電式電力互感器；④ 適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置；⑤特高壓電網中的二次設備開發。

3．1 電力一次設備智能化

常規電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實現，省卻大量電力信號電纜和控制電纜，通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的“智能化開關”、“智能化開關柜”、“智能化箱式變電站”等。

3．2 電力一次設備在線狀態檢測

對電力系統一次設備如發電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開關等設備的重要運行參數進行長期連續的在線監測，不僅可以監視設備實時運行狀態，而且還能分析各種重要參數的變化趨勢，判斷有無存在故障的先兆，從而延長設備的維修保養周期，提高設備的利用率，為電力設備由定期檢修向狀態檢修過度提供保障

3．3 光電式電力互感器

電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設備，其作用是按一定比例關系將輸電線路上的高電壓和大電流數值降到可以用儀表直接測量的標準數值，以便用儀表直接測量。其缺點是隨電壓等級的升高絕緣難度越大，設備體積和質量也越大；信號動態范圍小，導致電流互感器會出現飽和現象，或發生信號畸變；互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。在這里，電磁兼容、絕緣、耐環境條件、電子電路的供電電源同樣是技術難點之一。

4，變配電所的應用

4.1保護的功能類型

保護的類型包括：線路保護、出線保護、貫通線路保護、自閉線路保護、電容器保護、變壓器保護等。另外，常用到的保護內容有：過電流保護、過電壓保護、低頻減載等。

4.2通信功能

所有通信，包括與上級站的通信，實現通信、遙控、遙調、故障錄波數據上報等。此外，通信功能還可以作為調度自動化系統的數據的轉發節點， 向調度主站轉發就近或其他自動化裝置的數據，從而實現上通下達的作用。

4.3遠動功能

變配電所實時監控，即遠動功能，該功能包括遙測、遇信和遏調及故障報警、數據統計和計算、圖形、生產報表、曲線等的描繪。

4.4管理功能