交通數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)cha1-4

交通數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)

李志慧聯(lián)系方式:lizhih@第一章緒論交通系統(tǒng)特點(diǎn)人、車、路、環(huán)境系統(tǒng)智能化信息化系統(tǒng)的可控制性、智能性交通系統(tǒng)特點(diǎn)檢測設(shè)備布設(shè)在不同的位置；系統(tǒng)的分布性檢測設(shè)備提供者為不同的供應(yīng)商；系統(tǒng)的兼容性交通系統(tǒng)特點(diǎn)部分子系統(tǒng)需要集中控制交通系統(tǒng)表現(xiàn)為集散控制系統(tǒng)分布式集中控制交通數(shù)據(jù)特點(diǎn)模擬量與數(shù)字量共存分散性海量性安全性系統(tǒng)兼容性交通數(shù)據(jù)傳輸關(guān)注的問題數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)安全性數(shù)據(jù)通信傳輸協(xié)議網(wǎng)絡(luò)第二章數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)傳輸關(guān)注的基本問題拓?fù)鋯栴}連接問題數(shù)據(jù)表達(dá)問題傳輸問題2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)

設(shè)備偵聽總線，檢測數(shù)據(jù)傳輸。帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問以太網(wǎng)為總線網(wǎng)，其最主要的優(yōu)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)添加新的設(shè)備非常容易。每一個(gè)設(shè)備通過相應(yīng)的接口偵聽總線，檢測數(shù)據(jù)傳輸。帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問以太網(wǎng)為總線網(wǎng)，其最主要的優(yōu)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)添加新的設(shè)備非常容易。星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集中控制，所有的設(shè)備受中心計(jì)算機(jī)控制與管理，一旦中心計(jì)算機(jī)崩潰，則網(wǎng)絡(luò)癱瘓環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

令牌環(huán)缺點(diǎn)：1）當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它們之間的所有節(jié)點(diǎn)都參與傳輸。

2）只要一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)小故障、就會導(dǎo)致環(huán)小的所有節(jié)點(diǎn)無法正常通信。全連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)任何設(shè)備之間可直接通信通信成本增加組合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.2通信介質(zhì)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(hù)圖層組成。FDDI無線無線網(wǎng)絡(luò)：紅外線，微波。

衛(wèi)星2.3數(shù)據(jù)表達(dá)數(shù)字信號與模擬信號數(shù)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(xù)變化的信號。數(shù)字信號是離散的信號。模擬信號是連續(xù)變化的信號，衰減得較慢，適合長距離傳輸。信號的特性表現(xiàn)為時(shí)間特性和頻率特性。信號的時(shí)間特性主要指信號隨時(shí)間變化的特性。即在一個(gè)周期內(nèi)信號變化的速率以及相應(yīng)的振幅。信號的頻率特性可用信號的頻譜函數(shù)來表示，頻譜函數(shù)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(shí)頻特性信號的時(shí)域特性與頻域特性調(diào)制與解調(diào)調(diào)制：欲傳輸?shù)脑夹盘杅(t)控制高頻簡諧波或周期性脈沖信號的某一個(gè)參量，使它隨信號f(t)線性變化。被調(diào)制的高頻簡諧波或周期性脈沖信號起著運(yùn)載原始信號的作用，因此稱為載波。解調(diào)也稱檢波，它的作用與調(diào)制恰好相反。解調(diào)就是從接收到的已調(diào)波中無失真地恢復(fù)出調(diào)制信號。調(diào)制高頻簡諧波三個(gè)參數(shù)：振幅、頻率和相位調(diào)制方式:(1)振幅調(diào)制;(2)頻率調(diào)制;(3)相位調(diào)制數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換:由調(diào)制解調(diào)器（modem）完成第三章數(shù)據(jù)傳輸3.1

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)電路將分布在遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、存儲和處理的系統(tǒng)。典型的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)電路三部分構(gòu)成.數(shù)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(fā)送信道接收信道……數(shù)字信道-數(shù)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(zhì)上發(fā)送一個(gè)信號。寬帶信號（Broadband），基帶信號經(jīng)過調(diào)制后形成的頻分復(fù)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(shí)間傳送的信息量。波特（baud）指信號在調(diào)制過程中，調(diào)制狀態(tài)每秒轉(zhuǎn)換次數(shù)3.2通信編碼ASCII碼BCD碼不歸零編碼0-高電平1-低電平設(shè)備時(shí)鐘同步？曼徹斯特編瑪用信號的變化保持發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)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(diǎn)：雙倍帶寬差分曼徹斯特編瑪同曼徹斯特編碼一樣，每個(gè)比特時(shí)間的中間發(fā)生跳變區(qū)別：0-每個(gè)時(shí)間間隔的開始處跳變。1-信號保持前一個(gè)時(shí)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(dú)立傳送，每個(gè)字符都有起止位，傳輸效率低同步傳輸同步傳輸通常數(shù)據(jù)的發(fā)送以組（或幀）為單位，一組數(shù)據(jù)包含多個(gè)字符代碼或多個(gè)比特，在組或幀的開始和結(jié)束需加上預(yù)先規(guī)定的起始序列和結(jié)束序列作為標(biāo)志，傳輸效率高，較復(fù)雜。同步傳輸

數(shù)據(jù)包-數(shù)據(jù)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(gè)方向，而不進(jìn)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(gè)方向上傳輸，但同一時(shí)刻只限于一個(gè)方向傳輸。如無線電收發(fā)報(bào)機(jī)。全雙工通信全雙工通信是指能同時(shí)做雙向通信。如電話系統(tǒng)。串行通信：RS232接口針腳信號定義1DCD載波檢測2RXD接收數(shù)據(jù)3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5SGND信號地6DSR數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好7RTS請求發(fā)送8CTS清除發(fā)送9RI振鈴提示RS232接口傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在15米左右。傳輸速率較低，設(shè)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(shè)置超時(shí)

DCBdcb;

GetCommState(hCom,&dcb);

dcb.BaudRate=9600;//波特率為9600

dcb.ByteSize=8;//每個(gè)字節(jié)有8位

dcb.Parity=NOPARITY;//無奇偶校驗(yàn)位

dcb.StopBits=1;//1個(gè)停止位

SetCommState(hCom,&dcb);

PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);

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CKeyBoardDlg::EnableWindow(false);第四章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式網(wǎng)絡(luò)傳輸串口傳輸并口傳輸交通數(shù)據(jù)傳輸串行接口傳輸（RS232、RS485）定義：

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是用通信線路和通信設(shè)備將分布在不同地點(diǎn)的具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互相連接起來，在網(wǎng)絡(luò)軟件的支持下實(shí)現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)?！?.1什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？參考定義：把分布在不同地理位置上的具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)、終端及其附屬設(shè)備在物理上互連，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源為目標(biāo)的系統(tǒng)稱作計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是多個(gè)計(jì)算機(jī)的集合系統(tǒng)國際互聯(lián)網(wǎng)，即因特網(wǎng)（Internet）網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)分為服務(wù)器和工作站網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)軟件包括：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)軟件UNIX、Netware、WindowsNT和Linux等。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫軟件Oracle、Sybase、SQLServer、Informix等。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件InternetExplorer(IE)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展遠(yuǎn)程終端聯(lián)機(jī)階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段信息高速公路階段遠(yuǎn)程終端聯(lián)機(jī)階段通信控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段ARPANET計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段1984年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布了開放系統(tǒng)互聯(lián)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(wǎng)。信息高速公路的主要特點(diǎn)：多媒體信息的高速傳遞高速度、高準(zhǔn)確度地傳遞數(shù)字化的多媒體信息新的方式存儲大量數(shù)據(jù)開放型交互式的大系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類從覆蓋范圍進(jìn)行分類，網(wǎng)絡(luò)分為：局域網(wǎng)LAN廣域網(wǎng)WAN城域網(wǎng)MAN（LocalAreaNetwork）（WideAreaNetwork）（MetropolitanAreaNetwork）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議1974年，美國的IBM公司宣布了它研制的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SNA（SystemNetworkArchitecture）。1977年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel），簡稱為OSI。OSI參考模型采用7個(gè)層次的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層Application表示層Presentation會話層Session傳輸層Transport網(wǎng)絡(luò)層Network數(shù)據(jù)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(shè)備間的物理接口和一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備間比特流的傳輸規(guī)則，主要包括以下四個(gè)重要特性：

(1)機(jī)械特性：如連接用接插件的機(jī)械結(jié)構(gòu)；

(2)電氣特性：如“o”碼和“1”碼的電氣參數(shù)

(3)功能特性：如接插件每插腳的功能；

(4)規(guī)程特性：如比特傳輸順序。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層在物理層的基礎(chǔ)上，以保證數(shù)據(jù)在用戶終端與網(wǎng)絡(luò)之間，以及網(wǎng)絡(luò)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行可靠傳輸。提供數(shù)據(jù)鏈路的啟動、保持和撤消功能。數(shù)據(jù)鏈路向較高層提供的差錯(cuò)檢測和控制，保證上層的無差錯(cuò)控制。網(wǎng)絡(luò)層通常把計(jì)算機(jī)網(wǎng)分為用戶子網(wǎng)(資源子網(wǎng))和通信子網(wǎng)(數(shù)據(jù)通信網(wǎng))兩部分用戶子網(wǎng)向用戶提供了訪問網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會，通信子網(wǎng)則是提供了網(wǎng)絡(luò)通信的能力網(wǎng)絡(luò)層的功能用于完成對通信子網(wǎng)的控制，向高層提供數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)透明傳輸?shù)姆?wù)，使用戶終端的傳輸實(shí)體無需知道網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和交換方式。網(wǎng)絡(luò)層提供建立、保持和終止通信中間節(jié)點(diǎn)的連接，負(fù)責(zé)通信子網(wǎng)內(nèi)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(shù)據(jù)，如果有需要，把這些數(shù)據(jù)分成較小的數(shù)據(jù)單元送向網(wǎng)絡(luò)層，并保證其安全準(zhǔn)確地到達(dá)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(cuò)控制和恢復(fù)、管理多路復(fù)用等功能。會話層會話：為了兩個(gè)進(jìn)程之間的協(xié)同工作，它們之間建立并形成的邏輯連接。會話層負(fù)責(zé)進(jìn)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(yàn)證、收費(fèi)方法、對話方向的交替管理、故障點(diǎn)定位和恢復(fù)等各種服務(wù)。表示層表示層保證在協(xié)同工作的應(yīng)用進(jìn)程之間數(shù)據(jù)表達(dá)的兼容性，提供數(shù)據(jù)代碼和格式的轉(zhuǎn)換、語義差異的消除等功能．向較高層次提供文本壓