气象仪器第三章 数据通信课件

气象仪器气象仪器数据通信技术2022/11/142本章围绕气象仪器的通信需求，介绍了基本的数据通信过程，仪器通信的一般原理和方法。内容提要数据通信技术2022/11/102本章围绕气象仪器的通信需求数据通信技术2022/11/1431.2RS232技术1.3

总线通信技术1.4

无线传感器网络1.5

远程通信技术1.6

小结1.1

数据通信技术基础数据通信技术2022/11/1031.2RS232技术1.1.1数据通信技术基础2022/11/144数据通信的几个基本概念1、消息和信息消息：是通信过程中传输的具体原始对象用文字、符号、数据、语言、音符、图片、图像等能够被人们感觉器官所感知的形式，把客观物质运动和主观思维活动的状态表达出来就成为消息。构成消息的各种形式要具有两个条件：可以被通信双方理解、可以传递信息：是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述消息中包含信息，是信息的载体。同一则信息可以由不同形式的消息来载荷。信息是可以度量的1.1数据通信技术基础2022/11/104数据通信的几个1.1数据通信技术基础2022/11/145

一则离散消息包含的信息量可表示为：其中P表示该消息发生的概率；底数a决定了信息量的单位，它可以任意取值，常取2、10、e：

a=2I=-log2P单位为比特（bit）a=eI=-lnP单位为奈特（nat）a=10I=-lgP单位为哈（hartley）a=MI=-logMP单位为M进制信息单位香农通信模型：信道含有高斯白噪声1.1数据通信技术基础2022/11/105一则离散消1.1数据通信技术基础2022/11/146数据通信的几个基本概念2、数据和信号数据：是赋予一定含义的数字、字母、文字等符号及其组合数据是消息的一种表现形式；狭义的“数据”通常是指具有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量数据及计算机中区别于程序的计算数据等；在数据通信系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。信号：是携带信息的传输介质信号是数据的表现形式，是消息的直接反映；在电信系统里，可以由电压、电流或电磁波等物理量来体现。1.1数据通信技术基础2022/11/106数据通信的几个1.1数据通信技术基础2022/11/147

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，起源于20世纪50年代。根据传输媒体的不同，分为有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将各种数据终端联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。数据通信的发展阶段：

第一阶段：以语言为主，通过人力、马力、烽火等原始手段传递信息。

第二阶段：文字、邮政。（增加了信息传播的手段）

第三阶段：印刷。（扩大信息传播范围）

第四阶段：电报、电话、广播。（进入电器时代）

第五阶段：信息时代，除语言信息外，还有数据、图像、文本等1.1数据通信技术基础2022/11/107数据通信1.1数据通信技术基础2022/11/148通信系统组成三要素：信源、信宿和信道信源信息的发送端，指发出待传送信息的人或设备信宿信息的接收端，指接收所传信息的人或设备信道传输信息的通道1.1数据通信技术基础2022/11/108通信系统组成三1.1数据通信技术基础2022/11/149数据通信系统组成

数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路、计算机系统三部分组成。数据通信系统组成1.1数据通信技术基础2022/11/109数据通2022/11/14101.1数据通信技术基础数据通信系统组成1、数据终端设备(DTE)

在数据通信系统中，用于发送和接收数据的设备称为数据终端设备（简称DTE）。DTE可能是大、中、小型计算机、PC机，也可能是一台只接收数据的打印机，所以说DTE属于用户范畴，其种类繁多，功能差别较大。

I/O设备提供操作员和终端间界面，将人可以识别的数据变换成计算机可以处理的二进制信息，或反变换；为了有效而可靠地进行通信，通信双方必须按一定的规程进行，如收发双方的同步、差错控制、传输链路的建立、维待和拆除及数据流量控制等，所以必须设置通信控制器(TC)来完成这些功能，对应于软件部分就是通信协议，这也是数据通信与传统电话通信的主要区别。2022/11/10101.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14111.1数据通信技术基础数据通信系统组成2、数据通信设备(DCE)

用来连接DTE与数据通信网络的设备称为数据通信设备(DCE)，可见该设备为用户设备提供入网的连接点。DCE的功能就是完成数据信号的变换。因为传输信道可能是模拟的，也可能是数字的，DTE发出的数据信号不适合信道传输，所以要把数据信号变成适合信道传输的信号；如果通信信道是模拟信道，DCE的作用就是把DTE送来的数据信号变换为模拟信号再送往信道，信号到达目的结点后，把信道送来的模拟信号变换成数据信号再送到DTE若信道为数字的，DCE则实现码型与电平的转换，信道特性均衡，收发同步时钟形成，控制接续的建立、保持和拆断，维护测试等。2022/11/10111.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14121.1数据通信技术基础数据通信系统组成3、数据电路和数据链路数据电路：是在线路或信道上加信号变换设备之后形成的二进制比特流通路，它由传输信道及其两端的数据电路终接设备(DCE)组成。数据链路：包括数据电路及其两端终端中的传输控制器的信号通路。

数据链路是在数据电路已建立的基础上，通过发送方和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始传输数据的两个或两个以上的终端装置与互连线路的组合体；数据链路包括物理链路和实现链路协议的硬件和软件；只有建立了数据链路之后，双方DTE才可真正有效的进行数据传输；数据链路仅仅操作于相邻的两个节点之间，因此从一个DTE到另一个DTE之间的连接可以操作多段数据链路。2022/11/10121.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14131.1数据通信技术基础数据通信系统组成4、中央计算机系统(CCS)

中央计算机系统由通信控制器CCP(或称前置处理机)、主机及其外围设备组成,具有处理从数据终端设备输入的数据信息,并将处理结果向相应的数据终端设备输出的功能。CCP通信控制器(或前置处理机)是数据电路和计算机系统的接口,控制与远程数据终端设备连接的全部通信信道,接收远程DTE发来的数据信号,并向远程DTE发送数据信号；中央处理机是由中央处理单元(CPU)、主存储器、输入输出设备以及其他外围设备组成，其主要功能是进行数据处理。2022/11/10131.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14141.1数据通信技术基础

数据通信的分类数据通信方式按传输信道分类：并行传输和串行传输按传输时钟分类：同步传输和异步传输按信号类型分类：数字传输和模拟传输按传输方式分类：单工、半双工、全双工2022/11/10141.1数据通信技术基础数据通信的2022/11/14151.1数据通信技术基础数据通信方式并行传输和串行传输并行传输：为了得到更高的传输速率，在近距离（几米内）采用多线路同时传输，每位数据各占一条信号线；2022/11/10151.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14161.1数据通信技术基础数据通信方式并行传输和串行传输并行传输：

优点：不需要额外的措施来实现收发双方的字符同步；缺点：必须有多条并行信道，成本比较高，不适宜远距离传输。适用场合：计算机等设备内部或两个设备之间距离比较近时的外线上采用，如计算机到打印机之间的数据传输。2022/11/10161.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14171.1数据通信技术基础数据通信方式

并行传输和串行传输

串行传输

数据按位列队在一条线路上传输优点：只需要一条传输信道，花费的成本低，易于实现缺点：是要采取措施实现字符同步。适用场合：是目前外线上主要采用的一种传输方式，通常用于远距离通信。2022/11/10171.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14181.1数据通信技术基础数据通信方式

同步传输和异步传输无论是并行传输还是串行传输，存在数据同步问题；按发送方时钟和接受方的时钟是否同步，可分为同步传输和异步传输异步传输每传一个字节，前后加上起始位和结束位；起始位：0表示结束位：1表示2022/11/10181.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14191.1数据通信技术基础数据通信方式

异步传输同步传输和异步传输2022/11/10191.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14201.1数据通信技术基础数据通信方式

异步传输同步传输和异步传输优点：收发双方的时钟信号不需要精确的同步，实现字符之间同步比较简单缺点：对于每个字符都需要加入起始位和终止位，因此信息传输效率低适用场合：常用于1200比特/s及其以下的低速数据传输2022/11/10201.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14211.1数据通信技术基础数据通信方式同步传输取消起始位和结束位，收发双方统一时钟后，以固定时钟和节拍发送和接收数据。同步传输和异步传输2022/11/10211.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14221.1数据通信技术基础数据通信方式同步传输同步传输和异步传输优点：不需要每字节都加同步信息，故传输效率较高缺点：必须建立准确的时钟同步，实现起来比较复杂适用场合：常用于2400bit/s及其以上的高速数据传输2022/11/10221.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14231.1数据通信技术基础数据通信方式单/双工通信数据按传输的方向性，可分为三种：单工通信：数据只能从发送方发送给接收方（单向性）指两站之间只能沿一个方向传输数据，如数据由A站传到B站，称为正向信道。（B站至A站只能传送联络信号，传输效率较低，一般不超过75bit/s，称为反向信道。）。如键盘和监视器都是单工设备。2022/11/10231.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14241.1数据通信技术基础数据通信方式单/双工通信半双工通信：通信双方都可以相互传输数据，但同一时刻只能一方发送，另一方接收。即传输信号时占用信道的整个带宽。如：对讲机、使用同一载频工作的无线电机等。2022/11/10241.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14251.1数据通信技术基础数据通信方式单/双工通信双工通信：是指在两数据站之间，可以在两个方向上同时进行传输。适用于高速数据通信系统。电话网络是全双工通信。2022/11/10251.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14261.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输模拟信号：定义：是随时间连续变化的电流、电压缺点：传输距离短，抗干扰性差，中继放大后噪声也放大，导致波信号畸形；带宽低

2022/11/10261.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14271.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输模拟信号：

2022/11/10271.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14281.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输模拟信号：

2022/11/10281.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14291.1数据通信技术基础数据通信方式缺点：传输距离短，抗干扰性差，中继放大后噪声也放大，导致波信号畸形；带宽低优点：价格低模拟传输和数字传输模拟信号：

2022/11/10291.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14301.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输数字信号：用不同电平的电信号表示数据

2022/11/10301.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14311.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输数字信号

优点：数据压缩保密性好，支持数据加密智能纠错带宽宽缺点：器件成本高，对线路要求严格2022/11/10311.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14321.1数据通信技术基础数据通信基本过程数据通信基本过程包括建立通信链路、数据传输和释放通信链路三个部分。(1)建立通信链路：用户将通信双方地址告知交换机，交换机协调该地址终端。若对方同意，则建立双方通信的物理信道。(2)建立数据通信链路：双方建立同步联系，使双方设备处于正确收发状态，通信双方相互核对地址。(3)传送通信控制信号和传送数据。(4)数据传送结束：双方通过控制信号确认此次通信结束。(5)通知交换机通信结束：切断物理连接。2022/11/10321.1数据通信技术基础数据通信基本2022/11/1433RS232定义1RS232特性21.2RS232技术2022/11/1033RS232定义1RS232特性21.2022/11/14341.2RS232技术RS232：RS232-C接口（又称EIARS232C）是常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。全称：数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间用串行二进制数据交换的接口技术标准。该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。下图给出了两个DTE通过DCE在通信传输线路上连接示意图：。2022/11/10341.2RS232技术RS232：R2022/11/1435RS232使用25根引脚的DB-25针式插座，引脚分为上下两排，分别有13和12根引脚，其编号分别规定为1~13，14~25，公插为自左向右方向，母插为自右向左方向。针脚排列如下图所示

RS232采用+15V和-15V的负逻辑电平，规定逻辑“1”的电平为-15V~-3V，逻辑“0”的电平为+3~+15V，而在-3V~+3V之间为过渡区域不做定义。当连接电缆线的长度不超过15m时，允许数据传输速率不超过20kbps。功能特性主要是规定了具体的电路与25根引脚的连接，以及每根引脚的作用。具体功能见下表电气特性功能特性机械特性规程特性定义了DTE与DCE之间信号产生的时序DTE-A向DTE-B发送数据的过程如下规程特性1.2RS232技术2022/11/1035RS232使用25根引脚的DB-252022/11/14361.2RS232技术

RS232的DB-25公插排列图

RS232的DB-25母插排列图返回2022/11/10361.2RS232技术RS22022/11/1437功能特性表信号功能与连接图

返回1.2RS232技术2022/11/1037功能特性表信号功能与连接图返回1.DTE-A向DTE-B发送数据的过程

2022/11/1438

（1）当DTE-A要和DTE-B进行通信时，DTE-B将DTR置为有效，同时通过TXD向DCE-A发送信号。（2）DCE-B将RI置为有效，通知DTE-B有呼叫信号到达。DTE-B将DTR置为有效，DCE-B接着产生载波信号，并将CTS置为有效，表示已经准备好接收数据。（3）DCE-A检测到载波信号，将DCD及CTS置为有效，并通知DTE-A通信电路已连接好。（4）DCE-A向DCE-B发送载波信号，DCE-B将CTS置为有效。返回1.2RS232技术DTE-A向DTE-B发送数据的过程2022/11/103DTE-A向DTE-B发送数据的过程

2022/11/1439

（5）DTE-A若有发送数据，将DSR置为有效，DCE-A作为回应信号，将RTS信号置为有效。DTE-A通过TXD发送串行数据，DCE-A将数据通过通信线路发向DCE-B。（6）DCE-B将收到的数据通过RXD传给DCE-B。DTE-B向DTE-A发送数据的过程与上述一样，当使用RS232近地连接两台计算机时，可不使用调制解调器，而使用直接电缆连接，称为零调制解调器。返回1.2RS232技术DTE-A向DTE-B发送数据的过程2022/11/1032022/11/14401.2RS232技术RS232接口在仪器中应用时，一般为计算机与仪器之间、两个仪器之间、仪器内部的通信，无需数据通信设备，这时RS232接口可以简化为三线的连接，仅需要TXD与RXD的交叉连接和地线的连接。2022/11/10401.2RS232技术RS232接口2022/11/1441

总线是计算机两个或两个以上的模块(部件或子系统)之间相互连接与通信的公共通路。总线通常包括一组信号线，主要的信号线有：(1)数据线和地址线(2)控制、时序和中断信号线(3)电源线和地线(4)备用线总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议和规范，包括硬件和软件两个方面。1.3总线技术2022/11/1041总线是计算机两个或两个以上的模共享特性表现为总线是一组公共信号线，在总线上挂接多个芯片或部件，并分时使用总线。单根信号线不能称为总线，两个芯片或部件之间的多根信号线也不能称为总线。可扩充性表现在总线上的信号线一般具有通用性，像数据总线，地址总线和控制总线都具有通用性，使连接的部件具有较强的兼容性。总线主要是为各种模块提供共享的条件，目前系统总线也渐趋完备。1.3总线技术共享特性表现为总线是一组公共信号线，在总线上挂接多个芯片或部虽然总线具有共享和扩展特性，但是在总线实现技术上存在着共享与争用之间的矛盾。因为共享会带来争用，总线工作于争用基础之上，因此争用处理是总线分时共享的基本策略。总线设计主要是为争用处理进行算法设计、对各种共享资源的总线占用进行合理的分配。在各种智能系统中，总线可以看成一个具有独立功能的组成部件。在芯片之间、部件之间以及外部设备之间多采用总线方式进行连接，通过总线来实现相互间的信息和数据交换。1.3总线技术虽然总线具有共享和扩展特性，但是在总线实现技术上存在着共享与片内总线串行总线并行总线系统总线内部总线外部总线总线分类2022/11/1444片外总线片总线内总线它位于微处理器芯片的内部，用于算术逻辑单元ALU与各种寄存器或其它功能单元之间的相互连接。比如CPU片内总线是ALU寄存器和控制器之间的信息通路。片外总线是电路板上连接各插件的公共通路。它是仪器设备内部的主要总线，主要是进行各种接口与CPU之间的连接。在一块PCI引脚的插件板上，在智能设备系统主板上，各个芯片大都连接到片外总线上，形成数据交换通路。是一台单板计算机或一个插件板的板内总线，用于各芯片之间的连接。比如CPU及其支持芯片与其局部资源之间的通路即属于主板局部总线，另外还有ISA总线，PCI总线等。。用于微型计算机系统各插件板之间的连接，是微型机系统的最重要的一种总线。系统总线往往也是标准总线，它在各种插件板与系统主板之间连接总线。系统总线属于主板的一个组成部分，其表现形式是位于主板上的一个个可扩展系统插槽，这些插槽上总线信号是用户开发扩展的基础用于系统之间的连接，如微机系统之间，微机系统与仪器、仪表或各种设备之间的连接。如EIARS-232C、IEEE-488等1.2总线技术片内总线串行总线并行总线系统总线内部总线外部总线总线分类201.3总线技术三类总线在智能设备中的地位和关系1.3总线技术三类总线在智能设备中的地位和关系总线组成2022/11/1446

按照总线在系统中承担的角色，一般可分为地址总线，数据总线和控制总线。(1)地址总线AB(AddressBus)是微型计算机用来传送地址的信号线，是单向的(从CPU传向外部存储器或I/O端口)。通常用An~A0来表示。地址总线决定了CPU的最大寻址能力。若地址总线为n位，则可寻址空间为2^n位。1.3总线技术总线组成2022/11/1046按照总线总线组成2022/11/1447

(2)数据总线DB(DataBus)数据总线是传送数据和代码的总线，通常用Dn~D0来表示。数据总线是一个字节的倍数，如8根(8字节)，16根(16字节)等。数据总线表明了总线数据传输的能力，也反映了总线的性能。数据总线一般为双向信号线，既可输入也可输出。1.3总线技术总线组成2022/11/1047(2)数据总线DB(D2022/11/1448

(3)控制总线CB(ControlBus)控制总线主要用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和输入输出设备接口电路的，如读/写信号，片选信号、中断响应信号等；也有是其它部件反馈给CPU的，比如：中断申请信号、复位信号、总线请求信号、设备就绪信号等。因此，控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的，控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。控制总线是总线中最复杂、最灵活、功能最强的一种总线。总线组成1.3总线技术2022/11/1048(3)控制总线CB(Contr2022/11/1449

(4)电源和地线它们决定了总线使用的电源种类及地线分布和用法。其中电源+5V，-5V，+12V，-12V是微机系统中必备的总线。其中+5V的功率最大，-5V的功率最小。+12V和-12V为RS232串行接口提供电源。而在一些微型系统中，为了适应随身携带，有些电源采用低电压，PCI总线中增加了1.3V、2.5V和1.7V等可选电压。对于地线，有时候要区分模拟地和数字地。(5)备用线备用线留做功能扩充和用户的特殊要求使用。总线组成1.3总线技术2022/11/1049(4)电源和地线总线组成1.3总线基本功能2022/11/1450

数据传输能力数据传输能力是总线的基本功能，影响总线传输率的主要因素有总线宽度、时钟频率等，总线传输类型有同步传输和异步传输。中断功能中断是智能系统中实时响应的机制，它是系统快速反应的关键。中断信号线的多少，中断优先级的高低，反映了系统响应多个中断源的能力。多设备支持设备支持技术即多设备使用一条总线，总线占用权的问题，由总线仲裁器采用一定仲裁策略管理，以确定哪个设备占用总线。多CPU系统、DMA系统都存在着总线占用问题。1.3总线技术总线基本功能2022/11/1050数据传输能力数据传总线数据传输方式2022/11/1451

(1)同步式传输此方式用“系统时钟”作为控制数据传送的时间标准。主设备与从设备进行一次传送所需的时间（称为传输周期或总线周期）是固定的，其中每一步骤的起止时刻，也都有严格的规定，都以系统时钟来统一步伐。(2)异步式传输异步式传输采用“应答式”传输技术。用“请求”和“应答”两条信号线来协调传输过程，而不依赖于公共时钟信号。它可以根据模块的速率自动调整响应的时间，接口任何类型的外围设备，都不需要考虑该设备的速度，从而避免同步式传输的上述缺点。(3)半同步式传输此种方式是前两种方式的折中，综合了同步式和异步式传输的特点。1.3总线技术总线数据传输方式2022/11/1051(1)同步总线仲裁2022/11/1452

在智能系统中，总线连接若干个模块并用于传送信息。为了让多个总线主模块合理、高效地使用总线，就必须在系统中有处理总线竞争的机构，这就是总线仲裁器(busarbiter)。它的任务是响应总线请求，合理分配总线资源。总线控制方式即为总线裁决方式。基本的总线仲裁方式有两种，即串行总线仲裁方式和并行总线仲裁方式。1.3总线技术总线仲裁2022/11/1052在智能系1.4无线传感器网络2022/11/1453

无线传感器网络基本概念无线传感器网络（WSN）是由部署在监测区域内大量廉价微型传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络系统。它可以智能地感知与采集周围环境的信息，并能根据环境需求自主完成指定任务。目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者。无线传感器网络具有自组织性、低成本、灵活性等优点，与传统的有线监测系统相比，它具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优势。1.4无线传感器网络2022/11/1053无线传感无线传感器网络构成2022/11/1454

无线传感器网络系统通常包括大量传感器节点，汇聚节点和监控系统。

任务管理中心Internet、卫星或移动通信网络等汇聚节点监测区域传感器节点1.4无线传感器网络无线传感器网络构成2022/11/10542022/11/1455

传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个传感器节点,处理采集到的数据以及其他节点发来的数据;无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制信息和收发采集数据;能量供应模块为传感器节点提供运行所需能量。个别节点还包括定位系统、运动或执行机构、电源再生装置。这对于很多特殊场合的数据采集处理及传输都很有帮助。

1.4无线传感器网络sensor节点2022/11/1055传感器模块负责监测区域内信息的无线传感器网络的关键技术2022/11/1456

目前对无线传感器网络的研究涉及通信、组网、管理、分布式信息处理等多个方面(1)路由协议路由协议负责将数据分组,从源节点通过网络转发到目的节点。它主要包括两方面的功能:寻找源节点和目的节点间的优化路径,将数据分组沿着优化路径正确转发。

(2)MAC协议介质访问控制(MAC)协议在无线传感器网络中决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建传感器网络系统的底层基础结构。1.4无线传感器网络无线传感器网络的关键技术2022/11/1056无线传感器网络的关键技术2022/11/1457

(3)拓扑控制对于自组织的传感器网络而言，网络拓扑控制具有重要的意义。通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构，能够提高路由协议和MAC协议的效率，有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。(4)定位技术传感器节点必须明确自身位置才能说明在哪个地点发生了什么事件，实现对外部目标的定位和追踪；定位技术可以提高路由效率，并实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自配置。(5)时间同步技术在无线传感器网络系统中,单个节点的能力非常有限，整个系统所要实现的功能需要网络内所有节点相互配合共同完成。鉴于无线传感器网络的特殊性（节点情况多变），有必要研究适合于传感器网络的时间同步技术。1.4无线传感器网络无线传感器网络的关键技术2022/11/1057(3无线传感器网络的关键技术2022/11/1458

(6)安全技术安全问题是无线传感器网络最关键的技术之一。由于采用的是无线传输信道，传感器网络存在窃听、恶意路由、消息篡改等安全问题。同时，无线传感器网络的有限能量和有限处理、存储能力两个特点使安全问题的解决更加复杂化了。(7)数据融合技术对采集的数据进行适当的处理与融合对降低节点能耗起到相当大的作用。通过数据融合技术能将多份数据或信息进行处理,组合出更高效、更符合用户需求的数据。(8)无线通信技术传感器网络需要低功耗短距离的无线通信技术。IEEE802.15.4标准是针对低速无线个人域网络的无线通信标准，低功耗、低成本是其设计的主要目标。1.4无线传感器网络无线传感器网络的关键技术2022/11/1058(6)无线传感器网络在气象仪器中的应用2022/11/1459

气象仪器主要测量的是温、湿、风、雾、雨等大气环境要素,由于大气环境的瞬息万变及其观测的特殊要求,使气象仪器有另于其他检测仪器而形成一个独立的和不可取代的行业。气象仪器的特殊性主要有这样几点：(1)气象观测必须具有代表性、准确性和比较性。(2)高精度、高稳定性。(3)是运行环境可能十分恶劣。1.4无线传感器网络无线传感器网络在气象仪器中的应用2022/11/10592022/11/1460无线传感器网络节点密集，数量巨大。几百甚至几千万个无线传感器节点分布在监测区域内进行数据采集，能够减少监测盲区。这对于一些精度要求高的参数监测具有重要意义。另外分布式处理方式能够提高监测精度，降低对单节点精度要求，也使得系统具有很强的容错特性。

无线传感器网络是可靠健壮的网络。传感器网络往往应用在恶劣的环境中，使得传感器节点容易发生故障，并且节点异常也难以得到及时的维护，利用无线传感器网络的高冗余设计，可以保证其强鲁棒性和容错性。这一特点使得在恶劣环境及危险区域进行气象数据采集处理时，监测网络质量不会因为部分节点故障而遭到破坏

气象传感器是气象仪器中一个特别重要的环节。无线传感器在气象监测方面具有得天独厚的优势

无线传感器网络具有自组织网络的动态性。由于无线传感器网络节点被随机抛洒在没有基础设备的区域，节点位置不能预先精确设定，需要节点进行网络自组，并自动进行配置和管理。在远距离气象数据监测中，节点的自组织性使得其在无人监管时还能正常工作1.4无线传感器网络2022/11/1060无线传感器网络节点密集，数量巨大。几无线传感器网络在气象仪器方面的典型应用2022/11/1461

(1)高速公路气象监测(2)海洋气象监测(3)边界层大气湍流强度测量(4)无线传感器网络在农田气象监测(5)大范围自然灾害远程监测1.4无线传感器网络无线传感器网络在气象仪器方面的典型应用2022/11/106无线传感器网络的发展新趋势：物联网2022/11/1462

物联网（TheInternetofThings）定义：通过各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、传感器、全球定位系统、激光扫描器等，按约定的协议，把任务物品与互联网连接起来，进行信息交换与通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控与管理的一种网络。物联网融合了传感器、计算机、通信网络等技术实现物与物的信息交换与通信。1.4无线传感器网络无线传感器网络的发展新趋势：物联网2022/11/1062物联网在气象行业信息化中的应用2022/11/1463

(1)气象综合观测物联网在自动气象站行业中的典型应用：气象信息的检测和气象信息的传输，其中最具代表性的就是自动气象站。由电子设备或计算机控制的自动进行气象观测和资料收集传输的气象站，一般由传感器、变换器、数据处理装置、资料发送装置、电源等部分组成。自动气象站两种形式：有线遥测自动气象站、无线遥测气象站。无线遥测气象站由于其独特的通信方式目前已经成为市场运用主流。这样可以在一批数量众多、地理位置分散、位置较偏僻的区域按照要求布局建设自动气象站。极大丰富了我国的气象探测资料，这些信息对提高气象预报的精细化、准确率进程提供了保证。目前在江苏省、山西省等省市都有良好的应用。1.4无线传感器网络物联网在气象行业信息化中的应用2022/11/1063物联网在气象行业信息化中的应用2022/11/1464

(2)气象预警预报信息发布无线气象信息发布是指通过无线网络如GPRS、CDMA、3G等将气象信息以文字、图像等形式发送至显示终端，如手机、显示屏等。根据国家工业和信息部公布的最新数据，我国手机用户目前总数已经达到了8.89亿，无线信息发布对扩大气象信息发布的人群覆盖面、增强灾害预警能力，对预防气象灾害能力有极大地促进。物联网在预警信息发布方面的成功应用：福建龙岩气象局与中国移动福建公司合作搭建了“灾害性天气监控预警平台”，当地气象局能在最短的时间内完成天气信息的采集、传输和信息处理工作。放置在170多个重要天气监测点的物联网传感器，能将采集到的信息通过GPRS网络及时传输至气象台，气象台根据这些信息做出判断，在灾害发生之前，及时向广大市民发送气象信息短信。系统运行时，通过移动无线网络将防汛抗旱预警信息及时发送到各村镇接收平台，接收平台在收到预警信息后可通过LED显示屏及村广播喇叭向村民进行预警信息发布。1.4无线传感器网络物联网在气象行业信息化中的应用2022/11/1064

远程通信技术的发展历史2022/11/1465

1.5远程通信技术电话数字网络数据网络国际数字网络年代十九世纪80年代二十世纪60年代二十世纪70年代二十世纪80年代业务类型语音语音数据语音、数据、视频、图像等交换技术线路交换(模拟)线路交换(数字)分组交换线路交换、分组交换、快速分组交换传送介质铜线、微波铜线、微波、卫星铜线、微波、卫星铜线、微波、卫星、光导纤维远程通信技术的发展历史2022/11/10651.5

远程通信技术的应用2022/11/1466

远程通信主要是应用于长距离通信场合。因此，只要是涉及到远距离的设备之间，远距离的用户之间的数据、信息、文件等传输，就要借助于远程通信技术。一些在野外作业、工作人员不宜停留的场所，必须进行遥控，在硬件上可以根据用户的数据处理要求而选择简单的单片机或者是复杂的嵌入式设备，在远程通信上，既要满足距离要求，又要迅速、正确、可靠。1.5远程通信技术远程通信技术的应用2022/11/1066

典型的远程通信技术2022/11/1467

(1)GPRS技术GPRS（GeneralPacketRadioService），通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，以“分组”的形式传送资料到用户手上。GPRS也是封包交换数据的标准技术。由于具备立即联机的特性，对于使用者而言，可说是随时都在上线的状态。GPRS技术也让服务业者能够依据数据传输量来收费，而不是单纯的以联机时间计费。1.5远程通信技术典型的远程通信技术2022/11/1067(1)G

典型的远程通信技术2022/11/1468

(2)VPN技术VPN(VirtualPrivateNetwork)即虚拟专用网络可以理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议像是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。VPN的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网，以内部群组形式来支持远程通信服务。虚拟专用网是对企业内部网的扩展，它可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。1.5远程通信技术典型的远程通信技术2022/11/1068(2)

典型的远程通信技术2022/11/1469

(3)卫星通信卫星通信是利用事先发射到天空的卫星作为通信中继的一种通信手段。卫星在通信、广播、导航定位、遥感遥测、地球资源、环境监测、军事侦察、气象服务等方面体现出日益重要的价值。

(4)光通信光通信就是以光波为载波的通信。目前光通信传输领域占主导地位的仍然是光纤。大体上看，光通信分为有线光通信和无线光通信两种。有线光通信即光纤通信，已成为广域网、城域网的主要传输方式之一；无线光通信又称自由空间光通信(FSO，FreeSpaceOpticalcommunication)。近年来，随着“最后一公里”对高带宽、低成本接入技术的迫切需求，FSO在视距传输、宽带接入中有了新的发展机遇，同时由于光通信器件制造技术的飞速发展，无线光通信设备的制造成本大幅下降，FSO得到越来越多的应用。1.5远程通信技术典型的远程通信技术2022/11/1069(3)卫1.6小结2022/11/1470

数据通信技术在很多测试仪器中有广泛的应用，尤其是网络化测试将成为一种新的发展趋势，将以更小的代价来获取更多仪器资源。因此，在气象仪器的应用和开发中，也需要了解各种先进和典型的数据通信技术。作为现代通信技术的发展代表，无线传感器网络网络和远程通信在各类仪器应用中都有广阔的市场和前景，了解其基本工作情况，可以使气象仪器的开发探索得更深，开发力度和应用场合也将更加广泛。1.6小结2022/11/1070数据本章结束

Thankyou！本章结束

Thankyou！气象仪器气象仪器数据通信技术2022/11/1473本章围绕气象仪器的通信需求，介绍了基本的数据通信过程，仪器通信的一般原理和方法。内容提要数据通信技术2022/11/102本章围绕气象仪器的通信需求数据通信技术2022/11/14741.2RS232技术1.3

总线通信技术1.4

无线传感器网络1.5

远程通信技术1.6

小结1.1

数据通信技术基础数据通信技术2022/11/1031.2RS232技术1.1.1数据通信技术基础2022/11/1475数据通信的几个基本概念1、消息和信息消息：是通信过程中传输的具体原始对象用文字、符号、数据、语言、音符、图片、图像等能够被人们感觉器官所感知的形式，把客观物质运动和主观思维活动的状态表达出来就成为消息。构成消息的各种形式要具有两个条件：可以被通信双方理解、可以传递信息：是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述消息中包含信息，是信息的载体。同一则信息可以由不同形式的消息来载荷。信息是可以度量的1.1数据通信技术基础2022/11/104数据通信的几个1.1数据通信技术基础2022/11/1476

一则离散消息包含的信息量可表示为：其中P表示该消息发生的概率；底数a决定了信息量的单位，它可以任意取值，常取2、10、e：

a=2I=-log2P单位为比特（bit）a=eI=-lnP单位为奈特（nat）a=10I=-lgP单位为哈（hartley）a=MI=-logMP单位为M进制信息单位香农通信模型：信道含有高斯白噪声1.1数据通信技术基础2022/11/105一则离散消1.1数据通信技术基础2022/11/1477数据通信的几个基本概念2、数据和信号数据：是赋予一定含义的数字、字母、文字等符号及其组合数据是消息的一种表现形式；狭义的“数据”通常是指具有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量数据及计算机中区别于程序的计算数据等；在数据通信系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。信号：是携带信息的传输介质信号是数据的表现形式，是消息的直接反映；在电信系统里，可以由电压、电流或电磁波等物理量来体现。1.1数据通信技术基础2022/11/106数据通信的几个1.1数据通信技术基础2022/11/1478

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，起源于20世纪50年代。根据传输媒体的不同，分为有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将各种数据终端联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。数据通信的发展阶段：

第一阶段：以语言为主，通过人力、马力、烽火等原始手段传递信息。

第二阶段：文字、邮政。（增加了信息传播的手段）

第三阶段：印刷。（扩大信息传播范围）

第四阶段：电报、电话、广播。（进入电器时代）

第五阶段：信息时代，除语言信息外，还有数据、图像、文本等1.1数据通信技术基础2022/11/107数据通信1.1数据通信技术基础2022/11/1479通信系统组成三要素：信源、信宿和信道信源信息的发送端，指发出待传送信息的人或设备信宿信息的接收端，指接收所传信息的人或设备信道传输信息的通道1.1数据通信技术基础2022/11/108通信系统组成三1.1数据通信技术基础2022/11/1480数据通信系统组成

数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路、计算机系统三部分组成。数据通信系统组成1.1数据通信技术基础2022/11/109数据通2022/11/14811.1数据通信技术基础数据通信系统组成1、数据终端设备(DTE)

在数据通信系统中，用于发送和接收数据的设备称为数据终端设备（简称DTE）。DTE可能是大、中、小型计算机、PC机，也可能是一台只接收数据的打印机，所以说DTE属于用户范畴，其种类繁多，功能差别较大。

I/O设备提供操作员和终端间界面，将人可以识别的数据变换成计算机可以处理的二进制信息，或反变换；为了有效而可靠地进行通信，通信双方必须按一定的规程进行，如收发双方的同步、差错控制、传输链路的建立、维待和拆除及数据流量控制等，所以必须设置通信控制器(TC)来完成这些功能，对应于软件部分就是通信协议，这也是数据通信与传统电话通信的主要区别。2022/11/10101.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14821.1数据通信技术基础数据通信系统组成2、数据通信设备(DCE)

用来连接DTE与数据通信网络的设备称为数据通信设备(DCE)，可见该设备为用户设备提供入网的连接点。DCE的功能就是完成数据信号的变换。因为传输信道可能是模拟的，也可能是数字的，DTE发出的数据信号不适合信道传输，所以要把数据信号变成适合信道传输的信号；如果通信信道是模拟信道，DCE的作用就是把DTE送来的数据信号变换为模拟信号再送往信道，信号到达目的结点后，把信道送来的模拟信号变换成数据信号再送到DTE若信道为数字的，DCE则实现码型与电平的转换，信道特性均衡，收发同步时钟形成，控制接续的建立、保持和拆断，维护测试等。2022/11/10111.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14831.1数据通信技术基础数据通信系统组成3、数据电路和数据链路数据电路：是在线路或信道上加信号变换设备之后形成的二进制比特流通路，它由传输信道及其两端的数据电路终接设备(DCE)组成。数据链路：包括数据电路及其两端终端中的传输控制器的信号通路。

数据链路是在数据电路已建立的基础上，通过发送方和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始传输数据的两个或两个以上的终端装置与互连线路的组合体；数据链路包括物理链路和实现链路协议的硬件和软件；只有建立了数据链路之后，双方DTE才可真正有效的进行数据传输；数据链路仅仅操作于相邻的两个节点之间，因此从一个DTE到另一个DTE之间的连接可以操作多段数据链路。2022/11/10121.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14841.1数据通信技术基础数据通信系统组成4、中央计算机系统(CCS)

中央计算机系统由通信控制器CCP(或称前置处理机)、主机及其外围设备组成,具有处理从数据终端设备输入的数据信息,并将处理结果向相应的数据终端设备输出的功能。CCP通信控制器(或前置处理机)是数据电路和计算机系统的接口,控制与远程数据终端设备连接的全部通信信道,接收远程DTE发来的数据信号,并向远程DTE发送数据信号；中央处理机是由中央处理单元(CPU)、主存储器、输入输出设备以及其他外围设备组成，其主要功能是进行数据处理。2022/11/10131.1数据通信技术基础数据通信系统2022/11/14851.1数据通信技术基础

数据通信的分类数据通信方式按传输信道分类：并行传输和串行传输按传输时钟分类：同步传输和异步传输按信号类型分类：数字传输和模拟传输按传输方式分类：单工、半双工、全双工2022/11/10141.1数据通信技术基础数据通信的2022/11/14861.1数据通信技术基础数据通信方式并行传输和串行传输并行传输：为了得到更高的传输速率，在近距离（几米内）采用多线路同时传输，每位数据各占一条信号线；2022/11/10151.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14871.1数据通信技术基础数据通信方式并行传输和串行传输并行传输：

优点：不需要额外的措施来实现收发双方的字符同步；缺点：必须有多条并行信道，成本比较高，不适宜远距离传输。适用场合：计算机等设备内部或两个设备之间距离比较近时的外线上采用，如计算机到打印机之间的数据传输。2022/11/10161.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14881.1数据通信技术基础数据通信方式

并行传输和串行传输

串行传输

数据按位列队在一条线路上传输优点：只需要一条传输信道，花费的成本低，易于实现缺点：是要采取措施实现字符同步。适用场合：是目前外线上主要采用的一种传输方式，通常用于远距离通信。2022/11/10171.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14891.1数据通信技术基础数据通信方式

同步传输和异步传输无论是并行传输还是串行传输，存在数据同步问题；按发送方时钟和接受方的时钟是否同步，可分为同步传输和异步传输异步传输每传一个字节，前后加上起始位和结束位；起始位：0表示结束位：1表示2022/11/10181.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14901.1数据通信技术基础数据通信方式

异步传输同步传输和异步传输2022/11/10191.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14911.1数据通信技术基础数据通信方式

异步传输同步传输和异步传输优点：收发双方的时钟信号不需要精确的同步，实现字符之间同步比较简单缺点：对于每个字符都需要加入起始位和终止位，因此信息传输效率低适用场合：常用于1200比特/s及其以下的低速数据传输2022/11/10201.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14921.1数据通信技术基础数据通信方式同步传输取消起始位和结束位，收发双方统一时钟后，以固定时钟和节拍发送和接收数据。同步传输和异步传输2022/11/10211.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14931.1数据通信技术基础数据通信方式同步传输同步传输和异步传输优点：不需要每字节都加同步信息，故传输效率较高缺点：必须建立准确的时钟同步，实现起来比较复杂适用场合：常用于2400bit/s及其以上的高速数据传输2022/11/10221.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14941.1数据通信技术基础数据通信方式单/双工通信数据按传输的方向性，可分为三种：单工通信：数据只能从发送方发送给接收方（单向性）指两站之间只能沿一个方向传输数据，如数据由A站传到B站，称为正向信道。（B站至A站只能传送联络信号，传输效率较低，一般不超过75bit/s，称为反向信道。）。如键盘和监视器都是单工设备。2022/11/10231.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14951.1数据通信技术基础数据通信方式单/双工通信半双工通信：通信双方都可以相互传输数据，但同一时刻只能一方发送，另一方接收。即传输信号时占用信道的整个带宽。如：对讲机、使用同一载频工作的无线电机等。2022/11/10241.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14961.1数据通信技术基础数据通信方式单/双工通信双工通信：是指在两数据站之间，可以在两个方向上同时进行传输。适用于高速数据通信系统。电话网络是全双工通信。2022/11/10251.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14971.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输模拟信号：定义：是随时间连续变化的电流、电压缺点：传输距离短，抗干扰性差，中继放大后噪声也放大，导致波信号畸形；带宽低

2022/11/10261.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14981.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输模拟信号：

2022/11/10271.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/14991.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输模拟信号：

2022/11/10281.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/141001.1数据通信技术基础数据通信方式缺点：传输距离短，抗干扰性差，中继放大后噪声也放大，导致波信号畸形；带宽低优点：价格低模拟传输和数字传输模拟信号：

2022/11/10291.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/141011.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输数字信号：用不同电平的电信号表示数据

2022/11/10301.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/141021.1数据通信技术基础数据通信方式模拟传输和数字传输数字信号

优点：数据压缩保密性好，支持数据加密智能纠错带宽宽缺点：器件成本高，对线路要求严格2022/11/10311.1数据通信技术基础数据通信方式2022/11/141031.1数据通信技术基础数据通信基本过程数据通信基本过程包括建立通信链路、数据传输和释放通信链路三个部分。(1)建立通信链路：用户将通信双方地址告知交换机，交换机协调该地址终端。若对方同意，则建立双方通信的物理信道。(2)建立数据通信链路：双方建立同步联系，使双方设备处于正确收发状态，通信双方相互核对地址。(3)传送通信控制信号和传送数据。(4)数据传送结束：双方通过控制信号确认此次通信结束。(5)通知交换机通信结束：切断物理连接。2022/11/10321.1数据通信技术基础数据通信基本2022/11/14104RS232定义1RS232特性21.2RS232技术2022/11/1033RS232定义1RS232特性21.2022/11/141051.2RS232技术RS232：RS232-C接口（又称EIARS232C）是常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。全称：数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间用串行二进制数据交换的接口技术标准。该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。下图给出了两个DTE通过DCE在通信传输线路上连接示意图：。2022/11/10341.2RS232技术RS232：R2022/11/14106RS232使用25根引脚的DB-25针式插座，引脚分为上下两排，分别有13和12根引脚，其编号分别规定为1~13，14~25，公插为自左向右方向，母插为自右向左方向。针脚排列如下图所示

RS232采用+15V和-15V的负逻辑电平，规定逻辑“1”的电平为-15V~-3V，逻辑“0”的电平为+3~+15V，而在-3V~+3V之间为过渡区域不做定义。当连接电缆线的长度不超过15m时，允许数据传输速率不超过20kbps。功能特性主要是规定了具体的电路与25根引脚的连接，以及每根引脚的作用。具体功能见下表电气特性功能特性机械特性规程特性定义了DTE与DCE之间信号产生的时序DTE-A向DTE-B发送数据的过程如下规程特性1.2RS232技术2022/11/1035RS232使用25根引脚的DB-252022/11/141071.2RS232技术

RS232的DB-25公插排列图

RS232的DB-25母插排列图返回2022/11/10361.2RS232技术RS22022/11/14108功能特性表信号功能与连接图

返回1.2RS232技术2022/11/1037功能特性表信号功能与连接图返回1.DTE-A向DTE-B发送数据的过程

2022/11/14109

（1）当DTE-A要和DTE-B进行通信时，DTE-B将DTR置为有效，同时通过TXD向DCE-A发送信号。（2）DCE-B将RI置为有效，通知DTE-B有呼叫信号到达。DTE-B将DTR置为有效，DCE-B接着产生载波信号，并将CTS置为有效，表示已经准备好接收数据。（3）DCE-A检测到载波信号，将DCD及CTS置为有效，并通知DTE-A通信电路已连接好。（4）DCE-A向DCE-B发送载波信号，DCE-B将CTS置为有效。返回1.2RS232技术DTE-A向DTE-B发送数据的过程2022/11/103DTE-A向DTE-B发送数据的过程

2022/11/14110

（5）DTE-A若有发送数据，将DSR置为有效，DCE-A作为回应信号，将RTS信号置为有效。DTE-A通过TXD发送串行数据，DCE-A将数据通过通信线路发向DCE-B。（6）DCE-B将收到的数据通过RXD传给DCE-B。DTE-B向DTE-A发送数据的过程与上述一样，当使用RS232近地连接两台计算机时，可不使用调制解调器，而使用直接电缆连接，称为零调制解调器。返回1.2RS232技术DTE-A向DTE-B发送数据的过程2022/11/1032022/11/141111.2RS232技术RS232接口在仪器中应用时，一般为计算机与仪器之间、两个仪器之间、仪器内部的通信，无需数据通信设备，这时RS232接口可以简化为三线的连接，仅需要TXD与RXD的交叉连接和地线的连接。2022/11/10401.2RS232技术RS232接口2022/11/14112

总线是计算机两个或两个以上的模块(部件或子系统)之间相互连接与通信的公共通路。总线通常包括一组信号线，主要的信号线有：(1)数据线和地址线(2)控制、时序和中断信号线(3)电源线和地线(4)备用线总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议和规范，包括硬件和软件两个方面。1.3总线技术2022/11/1041总线是计算机两个或两个以上的模共享特性表现为总线是一组公共信号线，在总线上挂接多个芯片或部件，并分时使用总线。单根信号线不能称为总线，两个芯片或部件之间的多根信号线也不能称为总线。可扩充性表现在总线上的信号线一般具有通用性，像数据总线，地址总线和控制总线都具有通用性，使连接的部件具有较强的兼容性。总线主要是为各种模块提供共享的条件，目前系统总线也渐趋完备。1.3总线技术共享特性表现为总线是一组公共信号线，在总线上挂接多个芯片或部虽然总线具有共享和扩展特性，但是在总线实现技术上存在着共享与争用之间的矛盾。因为共享会带来争用，总线工作于争用基础之上，因此争用处理是总线分时共享的基本策略。总线设计主要是为争用处理进行算法设计、对各种共享资源的总线占用进行合理的分配。在各种智能系统中，总线可以看成一个具有独立功能的组成部件。在芯片之间、部件之间以及外部设备之间多采用总线方式进行连接，通过总线来实现相互间的信息和数据交换。1.3总线技术虽然总线具有共享和扩展特性，但是在总线实现技术上存在着共享与片内总线串行总线并行总线系统总线内部总线外部总线总线分类2022/11/14115片外总线片总线内总线它位于微处理器芯片的内部，用于算术逻辑单元ALU与各种寄存器或其它功能单元之间的相互连接。比如CPU片内总线是ALU寄存器和控制器之间的信息通路。片外总线是电路板上连接各插件的公共通路。它是仪器设备内部的主要总线，主要是进行各种接口与CPU之间的连接。在一块PCI引脚的插件板上，在智能设备系统主板上，各个芯片大都连接到片外总线上，形成数据交换通路。是一台单板计算机或一个插件板的板内总线，用于各芯片之间的连接。比如CPU及其支持芯片与其局部资源之间的通路即属于主板局部总线，另外还有ISA总线，PCI总线等。。用于微型计算机系统各插件板之间的连接，是微型机系统的最重要的一种总线。系统总线往往也是标准总线，它在各种插件板与系统主板之间连接总线。系统总线属于主板的一个组成部分，其表现形式是位于主板上的一个个可扩展系统插槽，这些插槽上总线信号是用户开发扩展的基础用于系统之间的连接，如微机系统之间，微机系统与仪器、仪表或各种设备之间的连接。如EIARS-232C、IEEE-488等1.2总线技术片内总线串行总线并行总线系统总线内部总线外部总线总线分类201.3总线技术三类总线在智能设备中的地位和关系1.3总线技术三类总线在智能设备中的地位和关系总线组成2022/11/14117

按照总线在系统中承担的角色，一般可分为地址总线，数据总线和控制总线。(1)地址总线AB(AddressBus)是微型计算机用来传送地址的信号线，是单向的(从CPU传向外部存储器或I/O端口)。通常用An~A0来表示。地址总线决定了CPU的最大寻址能力。若地址总线为n位，则可寻址空间为2^n位。1.3总线技术总线组成2022/11/1046按照总线总线组成2022/11/14118

(2)数据总线DB(DataBus)数据总线是传送数据和代码的总线，通常用Dn~D0来表示。数据总线是一个字节的倍数，如8根(8字节)，16根(16字节)等。数据总线表明了总线数据传输的能力，也反映了总线的性能。数据总线一般为双向信号线，既可输入也可输出。1.3总线技术总线组成2022/11/1047(2)数据总线DB(D2022/11/14119

(3)控制总线CB(ControlBus)控制总线主要用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和输入输出设备接口电路的，如读/写信号，片选信号、中断响应信号等；也有是其它部件反馈给CPU的，比如：中断申请