数据通信基本概念范文

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【关键词】数据通讯设备 自动化检测 实施方案

1 数据通信设备测试基本概念

路由器、卫星导航等中间数据承载设备随着数据通信的整体发展，而变得格外重要。在市场经济影响下，各大数据通讯设备制造商为了在国内外市场中谋取更大的市场比重，就运行市场以及网络市场展开行业竞争。企业希望通过研制高质量、高性能的数据通信设备来占得市场先机，这时数据通信设备的测试作用在产品研发过程中显得格外重要。

2 数据通信设备自动化

随着设备产品种类的不断增多，客户对于设备质量的要求也随之增长，数据通信设备测试技术作为保证设备质量安全的专业技术，应提高测试质量与效率。为了更好地进行设备测试，提升自身质量，企业必然会应用测试工具，引用自动化测试，以带动企业整体发展。

2.1 自动化的基本概念

自动化测试，通过一些测试工具、脚本等方式，对设备、产品本身进行自动测试。自动化测试不仅可以为企业带来便利，还可以独立完成人工测试无法完成或难以完成的工作，实施自动化测试有助于对产品进行全方位测试，提升产品质量，节省人力、科技经费，相对缩短时间周期。

由于自动化测试涉及较为宽泛，除了测试技术与测试工具的整合，还包括企业整体文化问题的层面。企业要提高自身产品质量与相应工作效率，就要做好准备工作，例如拥有自己专业的测试团队，而组建自动化测试团队的前提，是企业予以资金与管理上的强大支持，让测试团队研发的科研成果得以大施拳脚。

2.2 自动化的优势

自动化测试的最大优势在于它可以代替人力进行测试工作，避免出现重复现象，同时还可以完成人工测试无法完成的工作，提升数据的可靠程度。自动化测试还具有以下优势：

（1）程序回归方便。在测试程序修改频率比较频繁时，测试效果尤为显著。因为回归测试程序都是设计好的，所以测试结果也是可以预料的。企业可以利用回归测试的自动运行，来提升数据通信设备的测试效率。

（2）更好运行繁琐测试。在企业进行数据通信设备测试时，繁琐的工作程序会让人产生排斥心，从而导致数据出现错误。而自动化测试的出现，恰好解决了此事的困扰，自动化测试可以在较短的时间内运行大量的繁杂测试，成功解放了人工测试。

（3）进行人工测试无法完成的工作。当数据数量过大，种类过多的时候，人工测试会出现一定弊端，没有足够多的工作人员同时进行设备测试。但自动化测试可以满足这一点，从而提高工作效率，达成测试目的。

（4）增加测试结果可信度。通过推行自动化测试，所以执行过程中不存在人工走神或者数据录入错误的现象，使得测试结果保质保量，从而提高了工作效率、工作质量和测试可信度。

2.3 自动化的局限

在自动化测试提高工作效率的同时，在实践应用中也存在一定局限性，这也决定了自动化测试不能完全替代人工测试的地位。

（1）项目周期短。在项目周期本就不长的前提下，没必要去投资在自动化测试中。建立测试脚本需要资金的支持，在不能得到有效利用的基础上使用，是浪费企业资源的行为。

（2）测试软件不稳定。测试软件不稳定容易出现中断或界面性错误，从而造成自动化测试失败。

（3）测试运行少。一些测试项目很少进行，所以如果使用自动化测试就意味着浪费资源。而自动化测试的存在意义就在于反复运用。

3 数据通信设备的具体实施方案

自动测试平台是决定自动化测试成功与否的重要保障，也影响着工作回报程度，所以构建良好的自动化测试平台不仅有利于测试脚本的开发，还能够进行测试工作记录并统计测试结果，在一定程度上可以缩短工作周期。合理完善的自动化测试系统与流程，是自动化测试整体工作的基础，同时也为企业带来数据通信技术的革新，从而促进企业自动化的发展。

3.1 自动化测试设计方案

（1）自动化测试套件。测试脚本、测试协议、测试模块与测试组的综合称为自动化测试套件。测试脚本本身是自动化测试的执行者，是通过自动化的相关测试来达到预期效果，是具有相同属性测试脚本的集合体；测试协议是项目协议下测试脚本的结合体，测试组则紧跟测试协议存在，每个测试协议至少要拥有一个测试组；测试模块是对测试协议的重新整合，形成指导测试进行的有效领导者。

（2）测试工程。在数据通信设备的测试方案设计过程中，测试工程是一个管理与动态层面的新概念，是通过将相同属性以及相同测试环境的测试脚本进行整合衔接，再进行管理与运行的过程，使相关从业人员可以在测试工程基础上通过管理自己喜欢的测试脚本，从而满足测试要求，有助于调动测试人员工作积极性与主动性。

3.2 自动化测试实施流程

数据通讯设备的自动化测试流程大体上分为三个部分：

（1）初始化环境。数据通信设备的初始化环境需要放在Allhiit.tcl中才能够实现其真正作用，与此同时也要将初始化名字空间配置到相应名字的空间设备下，才能更好地控制并处理好全局配置文件与支持库。

（2）记录日志。数据通信自动化测试通过初始化环境后的创建日志，在测试运行过程中记录相关日志，并在测试脚本运行完成后统计测试结果，录入报告文件，关闭日志和报告文件，释放数据通信系统资源。

（3）运行测试脚本及其相关配置。数据通信设备要根据运行参数的运行次数在相关区域内进行反复提取，并加载测试协议、测试组和测试脚本的配置文件，以达到自动化测试完美完成的效果。

4 结束语

随着我国数据通信技术的不断发展，自动化测试已经逐渐得到了相关企业的关注与重视，自动化测试的广泛应用不仅使人工测试工作人员从长时间、繁杂且重复的测试工作中得到了解放，还提升了工作效率，减少了数据错误的出现。从自动化本身特点出发，进一步说明自动化测试及实施方案的重要性。

参考文献

[1]江胜文.通信设备自动化检测系统的研制[J].电子测试，2012，2：56-59，64.

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一、光纤通信技术的基本概念

光纤通信技术的本质是利用光作为信息传输的主要载体，通过光在线缆中传输，实现数据信息的快速传输。从目前光纤通信技术的应用来看，利用光纤传输，有效解决了数据传输速度和传输质量问题，保证了数据能够以最快的速度进行传输，并保证数据传输的安全性和准确性。光纤通信技术的主要载体是光导纤维，光导纤维具有光敏感性，可以最大程度的保证光传输的有效性。正是基于这些特点，光纤通信技术在目前通信领域和国防等多个领域有着广泛的应用。

二、光纤通信技术的主要优点

从目前光纤通信技术的应用来看，光纤通信技术的优点主要表现在以下几个方面：1、光纤通信的频带宽度大，通信容量较大。2、光纤通信的信号衰减较小，中继距离得到了延长。3、光纤通信具有较强的抗干扰能力。4、光纤通信在信息传输安全性上比其他传输方式要高。

三、光纤的结构与传输原理

光纤是光导纤维的简称，主要分为三层结构，内部为光导纤维的核心―纤芯，由内向外分成包层和涂覆层。在数据传输过程中，数据信号主要是在纤芯和包层这两个层面间流动，涂覆层的具体作用是保护包层和纤芯能够进行正常的信号传输。在光纤中，纤芯主要为透明的软线，包层与纤芯类似只是在传输效率上比纤芯略低，涂覆层的作用是保护包层与纤芯不受外界侵蚀和机械损伤。

光纤的传输原理主要可以用菲涅耳定律来表示：

上图为光纤信号传输的过程分析：

四、光纤通信技术的主要发展和应用分析

由于光线通信技术具有突出的优点，光纤通信技术已经逐步取代传统的电缆传输，成为了新的数据通信技术这一，并取得了积极的发展成就，促进了数据通信技术的全面发展。此外，从应用领域来看，目前光纤通信已经广泛的应用于数据通信领域，其中包括网络信息传输、电话信息传输、军事信息传输等，具体应用情况如下：1、光纤通信技术在网络信息传输中的应用。由于网络信息传输对数据传输的质量和准确性要求较高，光纤通信技术的优点正好符合网络信息传输的实际需要，因此光纤通信技术成为了网络信息传输中的重要方式。2、光纤通信技术在电话信息传输中的应用。目前电话信息传输系统已经从模拟信号向数字信号转变，在这一过程中，需要一种可靠的方式能够实现电话数据信号的可靠传输，而光纤通信技术正好能够满足电话信息传输的这一现实需要。3、光纤通信技术在军事信息传输中的应用。军事信息传输的要点在于信息的保密性和准确性，鉴于光纤通信在数据传输过程中能够有效保证信息的准确，并不受外界干扰，所以光纤通信技术在军事信息传输中得到了重要应用。

五、结论

通过本文的分析可知，光纤通信技术目前已经成为数据通信中的主要手段之一，由于其具有突出的优点，因此光纤通信技术在通信领域得到了广泛的应用，逐渐取代传统的通信手段，为数据通信技术的发展提供了有力支持。

参考文献

[1]辛化梅，李忠.论光纤通信技术的现状及发展.山东师范大学学报（自然科学版）；2003年04期

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一、前言

在常用的RS232通信中，可实现单片系统间的数据交互，然而我们利用串口通信仅仅为了得到一个字节的数据就显得太过浪费。实际通信应用中，在串口发送时，我们需要将一组串口数据封装组合为一帧数据，设置一个帧数据指令约束，规定帧头、数据长度、有效数据、校验信息、帧尾等可用信息。因此实现串口帧数据通信，在有限的串口连线上赋予更多通信信息，丰富了器件间数据交互内容。

二、串口通信协议组成

简单的RS232串口通信利用TXD，RXD实现全双工通信。协议中规定通用字格式为：1位起始位、8位数据位、奇偶校验位、1位停止位组成。按位发送和接收字节。在串口发送时，主设备按照串口格式组成顺序，以某一波特率产生TXD，主设备的TXD作为从设备的RXD,检测RXD下降沿，以相同的波特率接收数据，操作可逆。只要保证接收与发送端各自的波特率时钟一致，便可保证通信的顺利进行，即完成一个字节的数据交互。

三、帧数据通信

在单字节串口通信的基础上，将多个数据组合成有规律的一帧数据进行通信。利用FPGA可对通信数据灵活组合，只要保证收、发端遵从实现约束的帧通信协议，便能完成数据交互。我们以串口帧数据通信实现PC对某一产品的各子模块功能检测为例，通过VerilogHDL语言，完成逻辑编写，模块分为接收模块、发送模块、FIFO缓存级模块、波特率设置模块。发送模块主要实现单字节串口数据的组合成一帧数据对外发送，实质是对单字节串口发送模块的反复调用。一帧数据通信格式以帧头单字节0xAA,帧数据长度（一字节）、检测对应子模块编号（N+1个字节）、设定帧尾0x55结尾，无检验位，数据格式如图3-1所示。接收模块主要实现对一帧串口指令的接收识别解析，通信解析流程如图3-2所示。首先检测RXD的下降沿，解析帧头数据，同时计数器字节计数开始，判断帧头数据为0xaa,解析数据长度，由寄存器变量缓存（一字节），解析检测对应子模块编号（N+1个字节），解析帧头数据为0x55后通信完成，判断计数器记录字节个数与寄存器变量缓存的数据长度是否一致，判断通信中是否漏掉数据，逻辑实现过程由状态机完成。FIFO缓存级模块用于帧数据缓存处理，避免数据覆盖。波特率设置模块用于接收、发送端通信速度的灵活把控。在正确接收完成后，接收端提取检测对应子模块编号进行对应校验工作，校验完成后，将检验结果与接收的帧数据重组，以帧头0xAA,帧数据长度（一字节）、检测对应子模块编号（N+1个字节）、检测结果（一字节）、帧尾0x55的形式发送回PC上位机。从而完成对该产品指定功能模块的校验工作。实际应用中，帧数据可多加一级和校验字节，避免接收端将有效数据中0x55误判断为帧尾数据，增强串口通信的可靠性。

四、总结

基于FPGA的串口帧数据通信实现，利用简单的RS232通信协议可满足器件之间完成复杂的数据交互，通信灵活性更强，可用于PC对器件的复杂功能调控，操作更加直观，人机交互良好。

参考文献

[1]郑彪,汪秉文.串口通信在工业控制中的应用[J].自动化仪表,2002,23(4):58-59.

[2]王富东,邵光庆.单片机多串口通讯技术及其应用[J].仪器仪表学报,2002,23(z1):262-264.

[3]程锴,张楠.串口通讯技术在组态软件中应用[J].电子测量技术,2004(4):82-82.

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中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)34-9885-02

Several Thinking of Making of Data Communication and Computer Network Course

GAO Chao

(School of Electronic & Information Engineering, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China)

Abstract: In order to improve the teaching effect of data communication and computer network course, it analyzes the characters of this course, discusses the choice of teaching book, and researches the ways of teaching. It also studies the experiments setting. It emphases the idea of keeping pace with times in the making of course.

Key words: data communication; computer network; teaching reform; experiment teaching

1 引言

随着通信技术和计算机技术的飞速发展,网络已经成为信息化社会的核心技术,对社会各个方面都发挥着重要的影响。笔者所在学校开设数据通信与计算机网络课程已有多年的历史。作为通信工程、计算机等专业的一门重要专业课,能否学好此课程对学生的未来发展有着重要的影响。为了让学生更好地掌握网络理论知识和培养实践能力,有必要深入研究和探索课程内容设置、教学方法手段、实验教学等环节,在借鉴和学习各高校经验的基础上[1-4],建立并实施了适用于新形势的课程教学方案。

2 教材的选择

数据通信与计算机网络是一门理论与实践兼有的专业课,是计算机和通信两种技术相互渗透和结合的产物,在信息系统的构建和信息传播领域有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握数据通信与计算机网络的基础知识和基本原理,包括基本概念和术语、数据通信信道、数据传输技术、数据通信组网设备、计算机网络及其体系结构、计算机网络协议、局域网、计算机网络的重要技术及其新进展等内容。与此同时,还要培养学生理论联系实际的能力,让学生能够独立解决一些简单的工程实际问题。目前国内大学选用的教材主要有三类:第一类由国内知名教授编写,比较符合中国大学教育的传统方式,但是知识更新较慢;第二类是国外经典教材的翻译版本,内容好坏受翻译者的水平的影响较大;第三类则是直接使用最新国外原版教材,不过这对学校师资水平和学生能力有较高的要求。笔者经过多年的教学实践,结合所在学校实际情况选择了理工大学谢希仁教授编著的《计算机网络》最新版。

3 教学方法研究

3.1 明确教学目标

根据课堂调查,大多数学生在学习本课程前对网络聊天、下载、电子邮件等网络应用就已十分熟悉,对于学习本课程的兴趣也比较浓厚,期待着能够在课堂上学到各种使用和建设网络的技能。然而本课程的知识点较多,理论性较强,内容比较抽象,如果照本宣科地讲授,学生往往忙于记忆各种协议名称和概念,感到课堂上没有学到什么实用的技能,从而失去学习兴趣。

针对这种情况,教师应该在课程开始时就让学生了解这是一门偏重于理论的课程,重点是对网络工作原理的深入了解,实践技能的锻炼将被安排在后续的实验课程中。同时也要让学生明白,学习理论知识和培养实践能力并不矛盾,只有对网络原理有了深刻的认识才能事倍功半地掌握各种实际操作技巧。

3.2 优化教学内容

计算机网络技术发展迅速,为了适应时展,有必要不断修订教学内容。对一些已经陈旧的知识如X.25、帧中继等可以减少教学时间,只简单描述其基本原理;与此同时,在满足教学大纲要求的基础上适当地补充新鲜内容,让学生了解工业界和学术界的最新进展,起到开拓学生眼界,为进一步学习指引方向的效果。

3.3 通过实例提高兴趣

当前大学生们对计算机网络已经十分熟悉,但是还不能把具体的使用经验和抽象的网络原理联系起来。教师可以从学生熟悉的网络软件着手,通过分析其工作过程来讲解网络工作原理。例如在讲解网络传输模型的时候,设定两个用户通过QQ聊天的场景,使用启发式教学方法向学生提出问题,让其思考数据需要通过哪些协议层次,以及各层协议实体为了将数据正确地传递到目的地需要做出什么样的工作。这种方式可以提高学生的学习兴趣,让他们感觉到书本上的理论不再抽象空洞,而是和实际生活密切相关的,从而达到较好的教学效果。

在讲解各种协议工作原理的时候,教师可以在课堂上使用Sniffer、Ethereal等软件捕获数据包,用直观的例子让学生观看到该协议的实际工作流程,并与书上的描述进行比对,从而加深印象。

4 实验教学建设与改革

计算机网络课程虽然在课程定位上偏重理论,但并不意味着可以忽视对学生实践能力的培养。为此我们给本课程安排了课程内实验和独立的综合实验。

课程内实验与课程讲授同步进行,主要任务是帮助学生理解课堂讲授内容。此类实验以验证性试验为主,主要内容有常见网络命令的使用、使用数据包捕获程序分析ICMP、ARP、TCP等协议的工作细节等。

网络综合实验则为独立开出的一门实验课程,侧重于培养学生的动手能力。实验内容设置上安排了很多实践性较强的内容,包括小型局域网的组建、路由器交换机配置、网络服务器的安装等。综合实验的实验教材参照社会认可度较高的各种网络认证考试编写。学生在完成综合实验后能够掌握一些实用网络技能,不仅学会使用网络、管理和建设网络,也能够参加各种认证考试,增强就业竞争力。

5 结束语

本文针对计算机网络课程的教学,从教材目标、教学内容、教学方法、实验安排方面提出了几点改善教学效果的方法。为了应对网络理论和技术的飞速发展,计算机网络的课程教学也必须紧密结合实际不断改革创新,才能培养出更多高素质的专业人才。

参考文献:

[1] 中国地质大学教务处. 改革与探索[M]. 北京:地质出版社,2005.

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【中图分类号】G640

引言

目前，大多数高校的计算机相关专业都开设了“计算机导论”。课程内容设置主要分为两种。一种是专业核心课程的大杂烩，将“数据结构”，“操作系统”，“组成原理”，“程序设计”，“数据库基础”的专业课程内容各取一节。另一种是对计算机文化基础知识的介绍，基本上与非计算机专业讲授的“计算机文化基础”课程内容没有区别。

近年来，通过我们对计算机科学与技术专业进行专业教学调查，发现相当一部分学生对计算科学本质缺乏比较全面的认识。科学思维能力、创新能力、分析和解决实际问题的工作能力比较差。

1.课程定位与教学目标

《计算机导论》是计算机科学与技术专业本科生的一门先导基础课程。该课程肩负着“开启专业之门、引领学习生涯”之重任。主要讲述计算机科学的特点，历史渊源，发展变化，知识组织结构和分类体系。通过对本课程的学习，使学生了解计算机科学与技术领域的基本知识、基本理论和基本技术方法，为将后学习《操作系统》、《程序设计》、《数据结构》等课程打下基础。其目的就是使学生能以一种统一的思想来认知计算机科学的本质，教育和帮助学生建立计算机科学与技术的方法论。

我们从课程的定位与意义出发，应该达到的教学目标为：（1）激发学生对学习计算机学科的兴趣；（2）充分展示计算机领域能做什么，但不深究怎么做；（3）让学生了解计算机领域的历史及其发展状况（4）培养学生学科全局观及随着学科不断更新知识的意识（5）能让学生了解该专业毕业生应具有的基本知识和技能，以在该领域工作应有的职业道德和应遵守的法律准则。

2.课程内容的设计与课时安排

“计算机导论”主要是为计算机专业新生开设，使他们对计算机学科整体有一个了解。我们进行课程内容设计时，特别要区别计算机专业与非计算机专业学生在培养目标和方向上的不同，把握教学内容的深度和广度。在进行“计算机导论”课程的内容的选择与组织上，我们要注意科学性、适用性、实用性，要有全局意识。“计算机导论”课程的内容可分为下列几大部分：

（1） 计算机科学的基本概念和基本知识：包括学科的背景、发展历程、信息化社会的特征以及信息化对计算机人才的需求，并初步了解计算机科学与技术的研究范畴和作为一名计算机专业毕业生应具备的知识能力并明确今后的学习目标。

（2） 计算机的基本结构与工作原理：包括计算机的产生和发展，冯・诺依曼机构计算机的基本组成，计算机的体系结构，计算机硬件技术的发展等。

（3） 计算机系统软件与应用软件：程序设计语言翻译系统的功能和基本概念，理解操作系统的基本概念和功能，软件的分类、程序设计的基础知识，面向对象程序设计的思想、算法与算法分析，数据结构的基本知识。

（4） 数据库系统及其应用：数据库系统的基本概念，SQL概述，几种新型的数据库系统，数据库系统的应用。

（5） 对通信与网络知识的描述：主要介绍数据通信的基本概念和计算机网络的基本原理，包括网络的体系结构、数据通信的基本方法和网络协议以及网络系统的安全和管理知识。

（6） 人与计算机：包括人机交互、人工智能技术的研究领域及取得的主要成果、人脑与电脑的关系。

（7） 学科展望：计算机学科的前沿知识，发展前景以及其他学科领域的交叉内容。

具体的章节安排与课时设置可参照下表1.1：

表1.1课程设计表

章次 内容 总学时 课堂学时数 实践学时数

1 计算机的基础知识 4 4 0

2 计算机硬件系统 4 2 2

3 计算机系统软件与工具软件 10 6 4

4 计算机应用软件 20 8 12

5 数据库系统及其应用 2 2 0

6 多媒体技术及其应用 2 2 0

7 计算机网络及其应用 4 2 2

8 计算机信息安全技术 1 1 0

9 计算机技术新发展 1 1 0

总计 48 28 20

3.课程特色

3.1理论和实践紧密结合。一方面在学习计算机基本理论的同事注意实践操作的训练，做到学以致用，另一方面引导学生投过技术抓理论。

3.2把当前最新的计算机基础知识和技术融入教学。积极跟进计算机技术的发展，及时更新教材，更新实验平台，更新教学方法。

3.3注重实践教学的考核。期末理论和实践考试都采用计算机考试系统进行，促进了学生实际操作的学习。

3.4基础性强。“计算机导论”是其他后续课程的先行课程，为进一步学习计算机知识打下坚实基础。

“计算机导论”的课程内容既要防止过于简单，也要防止过于复杂。如果课程内容简单化，使之等同于非计算机专业的“计算机文化基础”，就会背离该课程的教学意义与任务。反之，如果课程内容太复杂，就会把计算机导引课提升到计算机原理课的水平。第一门课就让学生觉得晦涩难懂，容易造成学生对计算机学习的望而却步，给后续计算机专业课程的学习造成障碍。

通过以上对“计算机导论”课程内容的组织和安排，可以使计算机专业的学生已进入大学就能对自己今后学习的主要知识、专业方向有一个基本了解，为后续课程构建一个基本知识框架。

参考文献：

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一、课程的主要特点

计算机网络是计算机发展和通信技术紧密结合并不断发展的一门学科。它的理论发展和应用水平直接反映了一个国家高新技术的发展水平，是其现代化程度和综合国力的重要标志。在以信息化带动工业化和工业化促进信息化的进程中，计算机网络扮演了越来越重要的角色。本课程系统地介绍了数据通信、局域网、网络互连与广域网、internet、intranet/extranet、网络管理、网络安全、网络数据管理、网络操作系统以及网络设计与案例分析等内容。通过本课程的学习，使学生掌握计算机网络的基本理论，特别是数据通信和局域网的基本原理。因为数据通信是计算机网络的基础，而局域网是广域网的基本单元，广域网一般均由局域网互连而成。因此对数字化、数字传输、模拟传输、通信媒体、多路复用、数据交换以及局域网介质访问控制方式、体系结构、组网技术、高速局域网等的基本原理和技术要有清晰的了解和掌握。此外，对网络管理(如网络安全管理、网络数据管理、网络操作系统)和应用(如在企业中的应用、政府部门的应用、金融机构的应用以及internet的应用等)掌握的同时，还应具有计算机网络系统分析与设计的初步能力。

二、课程教学现状

作为一门高职计算机专业的必修课，目前课程的教学存在三个比较大的问题：首先，教学内容方面，网络相关学科发展迅速，内容更新快，课程内容难以跟上计算机网络科学的发展变化。其次，在教学方式上，网络课程有相当部分的内容属于基础理论知识，难度大，相对枯燥，在课堂教学方面需要适当调整，改变学生积极性调动不充分，课堂互动性不足等问题。然后，教学目标方面，高职网络课程的教学目标主要集中在如何完成课程的教学，传授其中的知识点，但对于学生的实践能力和创新能力没有适当的关注。与此相对的是，计算机专业的学生毕业走向工作岗位，能否有效解决有关的实际问题，对于用人单位用人的一项硬件指标。这些能力培养的忽略。对于今后学生的工作和发展非常不利。

三、教改措施

1.调整教学内容，增强基本概念和知识的学习。计算机网络课程教学内容包括通信技术、网络理论和网络应用技术，无论从软硬件、通信哪那一个方面讲。都是一个复杂的系统。因此，要在有限的学时内完成教学，内容的安排非常重要。我们根据目前计算机网络的发展状况，对教学的课程结构进行优化，精选教学内容，保留基本的通信理论，略讲部分网络原理，删去一些过时的网络技术，把重点放在让学生掌握目前流行的网络技术和理解未来的发展方向上。

2.提高教学质量，采用合适的教学方法和教学手段。课堂讲授：上课老师最好能参与本单位的校园网络建设，或者参与社会上的网络工程，积累工程经验，丰富上课内容。教师在备课过程中力求对内容高度熟练，能够深入浅出的讲授，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，使学生能掌握基本的理论、概念、技术、方法。

作业练习：有选择性地布置一些思考题、练习题、市场调研、专业技能训练等，使学生通过认真阅读教材和参考书，以掌握课程的基本内容以及重点和难点。教师可以将科研中企业网络系统建设的需求或已有的网络系统情况告诉学生，让学生分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，或为企业设计满足实际需求的计算机网络系统。最后由指导老师对学生提出的企业计算机网络方案进行讲评，指出其设计方案的优缺点，并提出改进意见。

网络辅助教学：利用及时通信技术，如飞信、qq等手段，回答学生提出的问题；学生在网络提交作业，教师通过网络将批阅后的作业返回给学生。这样不仅使学生对本课程的内容更进一步的了解，主要是加深学生对计算机网络知识应用的兴趣爱好。

课外阅读辅导：将相关的著名计算机网络学习网站，论坛、视频下载资源等和优秀的网络课程书籍，及时推荐给学生，以进一步扩展学生的获得知识面。

案例讨论：在教案中准备不同的现实经典网络教学案例，组织学生讨论或课外独立思考，编写方案等，充实了学生的动手能力，让学生了解实际，增进了学习氛围。

学院网络系统参观：在课程讲授过程中，带领学生参观学院网络中心，向学生介绍该网络设计的思路、组网技术、主要硬件及软件等内容，现场演示设备的操作与调试，其目的是使学生对计算机网络有感性认识。

参考文献：

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一、课程的主要特点

计算机网络是计算机发展和通信技术紧密结合并不断发展的一门学科。它的理论发展和应用水平直接反映了一个国家高新技术的发展水平，是其现代化程度和综合国力的重要标志。在以信息化带动工业化和工业化促进信息化的进程中，计算机网络扮演了越来越重要的角色。本课程系统地介绍了数据通信、局域网、网络互连与广域网、Internet、Intranet/Extranet、网络管理、网络安全、网络数据管理、网络操作系统以及网络设计与案例分析等内容。通过本课程的学习，使学生掌握计算机网络的基本理论，特别是数据通信和局域网的基本原理。因为数据通信是计算机网络的基础，而局域网是广域网的基本单元，广域网一般均由局域网互连而成。因此对数字化、数字传输、模拟传输、通信媒体、多路复用、数据交换以及局域网介质访问控制方式、体系结构、组网技术、高速局域网等的基本原理和技术要有清晰的了解和掌握。此外，对网络管理(如网络安全管理、网络数据管理、网络操作系统)和应用(如在企业中的应用、政府部门的应用、金融机构的应用以及Internet的应用等)掌握的同时，还应具有计算机网络系统分析与设计的初步能力。

二、课程教学现状

作为一门高职计算机专业的必修课，目前课程的教学存在三个比较大的问题：首先，教学内容方面，网络相关学科发展迅速，内容更新快，课程内容难以跟上计算机网络科学的发展变化。其次，在教学方式上，网络课程有相当部分的内容属于基础理论知识，难度大，相对枯燥，在课堂教学方面需要适当调整，改变学生积极性调动不充分，课堂互动性不足等问题。然后，教学目标方面，高职网络课程的教学目标主要集中在如何完成课程的教学，传授其中的知识点，但对于学生的实践能力和创新能力没有适当的关注。与此相对的是，计算机专业的学生毕业走向工作岗位，能否有效解决有关的实际问题，对于用人单位用人的一项硬件指标。这些能力培养的忽略。对于今后学生的工作和发展非常不利。

三、教改措施

1.调整教学内容，增强基本概念和知识的学习。计算机网络课程教学内容包括通信技术、网络理论和网络应用技术，无论从软硬件、通信哪那一个方面讲。都是一个复杂的系统。因此，要在有限的学时内完成教学，内容的安排非常重要。我们根据目前计算机网络的发展状况，对教学的课程结构进行优化，精选教学内容，保留基本的通信理论，略讲部分网络原理，删去一些过时的网络技术，把重点放在让学生掌握目前流行的网络技术和理解未来的发展方向上。

2.提高教学质量，采用合适的教学方法和教学手段。课堂讲授：上课老师最好能参与本单位的校园网络建设，或者参与社会上的网络工程，积累工程经验，丰富上课内容。教师在备课过程中力求对内容高度熟练，能够深入浅出的讲授，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，使学生能掌握基本的理论、概念、技术、方法。

作业练习：有选择性地布置一些思考题、练习题、市场调研、专业技能训练等，使学生通过认真阅读教材和参考书，以掌握课程的基本内容以及重点和难点。教师可以将科研中企业网络系统建设的需求或已有的网络系统情况告诉学生，让学生分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，或为企业设计满足实际需求的计算机网络系统。最后由指导老师对学生提出的企业计算机网络方案进行讲评，指出其设计方案的优缺点，并提出改进意见。

网络辅助教学：利用及时通信技术，如飞信、QQ等手段，回答学生提出的问题；学生在网络提交作业，教师通过网络将批阅后的作业返回给学生。这样不仅使学生对本课程的内容更进一步的了解，主要是加深学生对计算机网络知识应用的兴趣爱好。

课外阅读辅导：将相关的著名计算机网络学习网站，论坛、视频下载资源等和优秀的网络课程书籍，及时推荐给学生，以进一步扩展学生的获得知识面。

案例讨论：在教案中准备不同的现实经典网络教学案例，组织学生讨论或课外独立思考，编写方案等，充实了学生的动手能力，让学生了解实际，增进了学习氛围。

学院网络系统参观：在课程讲授过程中，带领学生参观学院网络中心，向学生介绍该网络设计的思路、组网技术、主要硬件及软件等内容，现场演示设备的操作与调试，其目的是使学生对计算机网络有感性认识。

参考文献：

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Abstract: based on the mechanic colleges and universities and related course curriculum present situation, from the basic knowledge system, solve the students in this course, the difficulties encountered in the actual learning process of perspective, discussed the mechanic colleges and universities related in the process of single-chip computer courses teaching as communication way of basic knowledge in this paper, the defects, leading to some of the problems, and according to the characteristics of the mechanic colleges and universities student put forward a solution.

Key words: single chip microcomputer; Communication; Data transmission; The data frame format

中图分类号：C41文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

正文:

1 概述

单片机课程中涉及到部分通信基础知识，对于这部分知识的阐述在各类单片机教材中都各不相同。笔者结合自身的教学经验，对各类教材在关于这部分知识的阐述特点深入研究，发现大部分教材在阐述通信基础知识时并没有足够地考虑到当前技工院校学生在学习单片机课程之前普遍没有系统全面地学习过通信专业相关知识的特点。同时，由于当前技工院校学生在学习过程中普遍比开设类似课程的本、专科院校的学生在学习上困难更多，更需要循序渐进地引导，在教学过程中对抽象专业知识的学习需要更多时间的特点。笔者认为，在讲解单片机课程中涉及到的通信基础知识的过程中，应该充分考虑到这些特点，在教学方法上作出改进。有些内容的阐述方式也许对于本、专科院校或基础较好，学习能力强的学生来说显得有些累赘，但根据笔者自身的教学经验，这些略显累赘的阐述方法能在教学过程中解决很多在后续学习中才能显现的问题，并在学习过程中能起到增加学生信心的作用。本文主要针对单片机课程中涉及到的数据传输方式和数据帧格式这两个问题的阐述方法作出分析并提出新的阐述方案。

2 相关专业开设课程现状及学生相关知识体系现状

有些专业开设了通信方面的专业课，但往往晚于单片机课程，有些则根本没有相关的专业课程。现行的技工院校单片机教材，无论是采用传统教学方法还是模块式的教学方法，虽然在相应章节对这部分内容也有简单概念的说明，但有相对比较零散或是深度不够的问题，而单片机原理及接口技术课程中不可避免地要用到这些知识，尤其在接口技术这部分还需要学生对相关通信方面的知识有较为深入的理解。所以应该在单片机课程的教学中对这部分通信知识做系统地、有足够深度的讲解，以避免将问题积累在后续教学过程中，给教师和学生都造成不必要的困难，使得单片机这门本身比较难学的课程显得更加晦涩难懂，相当一部分学生正是由于本文提到的问题在学习单片机课程的中途选择放弃，给后续其他相关专业课的教学也带来了很大的困难。

3 分析由于基础知识不完善导致的问题

对于数据的传输方式，部分教材只有简单地分类说明，没有深入阐述，如果能有直观地图形辅助说明学生理解起来会更加容易。同时也缺乏相应的练习题，使得学生在读了一遍概念之后用起来仍然不太理解。

对于数据的帧格式，部分教材讲解过于简单，缺乏例子，学生理解起来普遍感到困难。后续的学习中，学生容易把单片机的串行口工作模式与数据帧格式混淆，以至于在学习串行口工作模式时用到帧格式的情况下甚至无法分清到底在学什么，这种情况下往往要回过头来对帧格式的概念重新进行讲解，再加以区分。这就给学生的学习造成了很大困扰，同时教师在反复强调二者区别时也浪费了很多教学时间，并且效果不佳。

所以，如果能在第一次接触到这些概念时就针对以后可能会出现的问题做一些有针对性的讲解和练习，就能在很大程度上避免这类问题的出现。

4 解决方案

基于以上分析，如果能在第一次接触到这些概念时就针对以后可能会出现的问题做一些有针对性的讲解和练习，就能在很大程度上避免这类问题的出现。所以，笔者对提到的两部分内容提出以下阐述方案。

4.1通信的概念及通信方式的分类

计算机与外界的信息交换称为通信。

通信按照通信方式分为并行通信和串行通信。并行通信是指数据的几个位同时发送或接收。串行通信是指数据的位按顺序逐位依次发送或接收。单片机与上位机或设备的通信方式普遍采用串行通信的方式。

例1：数据10110101B从A端发送到B端，若采用并行通信的方式，发送过程示意图如图1所示，八位数据同时从A端发往B端，B端同时接收这八位数据；若采用串行通信的方式，发送过程示意图如图2所示，八位数据按从低位到高位的顺序逐位依次从A端发往B端，B端也按从低到高的顺序逐位依次接收。

图1

图2

引导学生思考以下问题：

1）上例中完成数据传输，用并行通信方式与用串行通信相比哪种方式所用的时间多?

2）图1中要实现数据同时传送，需要几条线？图2中数据逐位传送，需要几条线？

基于技工院校学生的学习特点，对于基础概念的解释应尽可能地详细并浅显易懂，同时要有一定的深度。把并行通信和串行通信的概念用示意图表示，使得学生在学习的过程中对这两个概念有更形象、具体的理解，避免由于没有明确理解两个概念而无法理解单片机的通信方式。

在以上联系的基础上再对并行通信与串行通信进行比较，阐述方式如下：

1）并行通信的速度比串行通信的速度快；

2）并行通信的线路铺设费用高，需要铺设与同时传输的数据位的位数相等的连接线，适用于近距离数据传输。串行通信的线路铺设费用相对较低，只需一条发送数据的线和一条接受数据的线，也可以发送和接收共用一条连接线，适用于远距离数据传输；

3）并行通信线路的铺设相对复杂，系统可靠性相对较差，适合于近距离数据通信；串行通信线路的铺设相对简单，系统可靠性相对较高，适合于远距离数据通信；

串行通信又可分为同步通信和异步通信。异步通信从传输方式的角度又分为单工、半双工及双工。MCS—51系列单片机采用的是串行异步双工的通信方式。

4.2 数据的帧格式

对于单片机通信中的四种帧格式，大部分教材都有详细的描述，但普遍缺乏图示和例题。在此仅以其中的模式1为例提出新的阐述方案。

模式1

在串行通信模式1中，一帧数据共有10位，其中包括1位起始位（低电平信号），8位数据位和1位停止位（高电平信号），结构如图3所示：

图3

例2：假设有一组数据：10010011B要从A发往B，帧格式采用模式1，请将数据发送时一帧数据的具体内容填入下面的表格中：

对于模式0、模式2及模式3也采用相同的方法阐述。

5 新方案解决问题的效果

通信概念及分类方式的阐述方案中，针对技工院校学生的学习特点，对通信的概念和分类通过循序渐进、辅以图示的方式做了阐述。这话阐述方式的特点是针对技工院校部分专业学生在学习单片机课程之前并没有接触过通信相关课程的情况，在阐述通信的概念和分类时能辅以浅显易懂的例题，在实际教学过程中使得学生在学习这些概念时能及时清晰地理解概念的含义，避免了在后续的诸如单片机串口读写操作等涉及到其它较复杂概念的问题中还要一并解决阐述通信基本概念时遗留的问题，在一定程度上可以避免学生在学习串口操作时的才意识到之前的通信基本概念还没搞清，胡子眉毛一把抓，增加学习难度，给后续概念的学习造成困难。

数据帧格式的阐述方案中，由于引入示意图，使得学生对于单片机串行通信采用的帧格式中四种模式的理解更加直观。及时补充的相应例题也起到了引导学生在接受概念的同时主动思考的作用，加深学生的理解。另外，笔者在实际教学过程中发现，由于单片机的串行口工作模式也有四种，分别是模式0、模式1、模式2和模式3，四种模式的命名方式与数据帧格式的四种模式一模一样，使得部分学生在学习时对两组概念发生混淆。而对数据帧格式的阐述采用新方案后，也能在很大程度上起到避免两组概念混淆的作用。

参考文献：

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“网络就是计算机，计算机就是网络”，这句话应该说包含着十分专业的内含。所以，非计算机类专业的学生首先要从理解网络开始。要搞清楚个人PC与计算机网络的区别与联系。根据笔者多年从事计算机网络教学的心得，非计算机类专业学生应掌握计算机网络的分类与用途，了解数据通信的基本概念，关键在这里有几个知识点：如描述网络快慢的速率，组网使用的通信介质及常用的网络通信设备（网卡、交换机）等；协议的概念、三要素及计算机网络体系结构中的七层协议；局域网组网的拓扑结构，局域网组网的工作模式：工作组模式和域模式；VLAN、WLAN和IEEE802的意义；广域网，特别是Internet，采用的协议是TCP/IP协议，TCP/IP协议的分类及使用；操作系统与网络操作系统的区别；DNS、DHCP、FTP、WWW意义及对Web的理解；网络管理与安全的一些基本概念；在网络应用方面要特别强调是Internet的应用，这也是他们很感兴趣的知识点；如何进行网上搜索及浏览网上信息，如何使用好自己的E-mail，用工具软件下载网上资源，利用网上即时通工具（如QQ、MSN等）聊天与娱乐，如何写日志、建好自己的博客？Internet的接入，在这些基础知识的前提下如何组建对等网等等，都应是现代网民应具备的网络课的基本内容。

参考文献

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一、程控数字交换技术

(一)基本概念

1.交换技术。即通过交换设备在通信网络终端用户之间建立连接,相互传送话音、数据、图像等信息的技术。

2.通信系统的组成。包括信源和信宿、发信终端和收信终端、传输信道、交换节点和噪声源。

(二)程控数字交换机的组成

程控数字交换技术实现了通信网络业务节点数字化,可向用户提供ISDN业务和智能网业务,并成为Internet公共拨号接入平台。

程控数字交换机由硬件系统和软件系统两大部分组成。

1.程控数字交换机的硬件组成包括连接、终端接口和控制等功能模块。

2.程控数字交换机的软件组成。(1) 程序:软件程序部分包括联机程序和脱机程序。(2) 数据:程控数字交换机的数据可分为系统数据、局数据和用户数据。系统数据交换机公用的数据,局数据反映本交换局在交换网中的地位或级别,用户数据是市话局或者长市合一局的交换机所具有的数据。

(三)交换网络

数字交换网络是程控数字交换机的核心。程控数字交换机采用四线交换,各程控数字交换机之间采用PCM四线传输,传输损耗低,用户通话质量高。

(四)呼叫处理

1.呼叫类型。(1)本局呼叫:主叫用户直接在本交换机内找到被叫用户。(2)出局呼叫:用户呼叫的结果是访问到达中继模块上。(3)入局呼叫:经过入中继进来的呼叫在本局找到相应的用户。(4)转接呼叫:经过本局转接访问下一交换机。

2.呼叫接续过程。(1)呼叫建立。用户摘机表示向交换机发出呼叫接续请求信令,交换机检测到用户呼叫请求后向用户送出拨号音,用户拨打被叫号码,交换机接收被叫号码(脉冲或DTMF信号),交换机进行字冠分析和用户识别,若字冠分析结果为本局呼叫,则本交换机建立主叫和被叫之间的连接;若字冠分析结果为出局呼叫,则选择占用至被叫方交换机的中继线。通路成功建立后,交换机向被叫振铃、向主叫送回铃音。

(2)双方通话。主叫和被叫通过用户线或中继线,以及交换机内部建立的链路进行通话。

(3)话终释放。当主叫或被叫挂机,表示向交换机发出终止本次呼叫的请求,交换机检测到用户话终请求后立即或延时释放该话路连接。

3.呼叫处理基本原理。程控数字交换机呼叫处理基本过程包括输入处理、分析处理、内部任务执行和输出处理。即收集所有发生的呼叫事件,进行分析处理,并根据分析处理结果,向硬件或软件发出要求采取相应动作。

二、交换技术发展趋势

(一)交换技术发展历程

交换技术共经历了四个发展阶段,电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和ATM技术。

1.电路交换技术。公众电话网(PSTN网)和移动网(包括GSM网和CDMA网)都是采用电路交换技术,其基本特点是采用面向连接的方式。其优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽,并且实时性强,时延小,交换设备成本较低,缺点是网络的带宽利用率不高。

2.分组交换技术。分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交换网络,具有实时通信能力,适用于传送和话音相关的业务,主要用于数据通信。

3.报文交换技术。报文交换技术和分组交换技术类似,也是采用存储转发机制。

4.ATM技术。ATM(异步传输模式)具有同时提供电路交换和分组交换的优点,保证了QoS的完备机制,传输时延小,非常适合传送高速数据业务。

(二)电路交换技术和分组交换技术的融合

1.综合交换机技术。综合交换机技术可同时支持电路交换和宽带交换(包括ATM交换和IP交换)。

2.IP电话技术。IP(InternetProtocoi)P电话,是在IP网上通过TCP/IP协议实时传送语音信息的应用,是未来信息网络的支柱技术。

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中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-02

自20世纪90年代初，RTK技术（GPS实时动态定位）问世，改变了GPS只能用于控制测量的局面，使得GPS测量广泛的应用于工程测量。但是传统的RTK技术存在很多缺陷：比如用户需要在测站区域要设参考站；测量的误差受距离的影响较大，基线长度越长，误差越大，单频接收机允许的基线长度不超过15 km，双频接收机允许的基线长度不超过30 km；初始化时间较长等。因此网络RTK技术应运

而生。

网络RTK技术是指在一定的区域内建立多个均匀分布的连续观测的参考站，融合各参考站的观测数据，建立误差改正模型，并将改正模型发送给移动站，从而实现高精度的实时定位。

目前，许多发达国家已经建立了完善的GPS连续观测系统，在城市数字化的建设中发挥着重要的作用；发展中国家也已经认清当前形势，开始逐步建立自己的GPS连续观测系统。

1 网络RTK技术

1.1 网络RTK系统的组成

网络RTK是由基准站网、数据处理中心及数据播发中心、数据通信链路和用户部分组成。

基准站网通常不少于3个基准站，应架设在环境良好的地方；基准站上应配有全波长的双频GPS接收机、数据传输设备及气象仪等。

数据处理中心是负责接收各基准站发来的观测数据，并进行融合、处理，实时的计算出基准站网内的各项误差，建立误差改正模型，然后由数据播发中心发送给用户流动站。

数据通信链路分为两种：一种是基准站和数据处理、数据播发中心之间的通信链路，通常是通过光纤、光缆、数据通信等方式连接；另一种是数据播发中心与用户接收机间的通信链路，通常是采用GSM、GPRS、CDMA等方式来实现。由于现在手机使用便利，且手机都具有上网功能，所以现在一般的工程测量都采用GPRS方式来实现播发中心与用户接收机间的连接。用户部分，用户只需要配备数据通信设备及其相应的软件即可工作。

1.2 虚拟参考站技术

网络RTK技术其中具有代表性的就是虚拟参考站技术（VRS）。各个参考站将每天观测的数据传输给数据处理中心，数据处理中心进行数据解算，建立误差模型，计算出参考站的载波相位整周模糊度；流动站通过无线电，将流动站大致坐标发送给数据处理中心，数据处理中心经过处理，在流动站附近内插得到一个虚拟的参考站，用户则接收虚拟参考站的改正信息，通过差分解算，达到高精度的实时定位。

1.3 网络RTK技术的优势

在前言中已经介绍，传统的RTK技术存在着很多缺陷；与之相比，网络RTK技术的优势主要表现为以下

1）虚拟参考站技术的诞生，打破了传统的RTK测量中基准站与流动站之间的距离的限制。传统的RTK基准站与流动站之间的距离一般不大于15 km，而网络RTK技术基准站与流动站之间的距离可达50～70 km，且具有很高的精度。

2）网络RTK成本低。传统的RTK由于基线长度的限制，为保证精度，不得不多次架设参考站；而网络RTK技术不需要架设参考站，同样大小的测区，网络RTK成本远远小于传统的RTK测量。

3）网络RTK技术作业精度高。传统的RTK由于多次架设参考站，参考站误差累积。而网络RTK不需要架设参考站，虚拟参考站总是在流动站几米或者几十米的附近，避免了误差的累积，整个测区误差

均匀。

4）网络RTK系统可靠性高。网络RTK系统的可靠性是由整个网络来维护，当某个参考站出现问题时，系统很容易检测出。而传统的RTK的可靠性是靠单个参考站来维护的，当这个参考站出现问题，则无法检测出，这样使得所测的结果即存在严重的误差。

5）网络RTK应用更为广泛。现在已广泛应用于控制测量、线路中线测量、工程监控、用地测量、水下地形测量、车辆导航等各个领域。

6）网络RTK应用更为便捷。用户不需要架设参考站，只需要配备数据通信设备及其相应的软件即可进行高精度的实时

定位。

2 国内外网络RTK研究现状

随着网络RTK技术的发展，为提供服务的多样性，以及运行的长期性。国内外都开始建立自己的CORS系统。CORS系统（连续运行参考系统）是一种以提供卫星导航定位服务为主的多功能服务系统，是建立数字地球时必不可少的基础设施。也是连续运行的综合服务系统。[1]CORS系统可以为飞机、汽车、船舶提供导航服务；可以为数字城市等提供高精度的网络RTK服务；可以确定GPS信号的TEC，建立电离层延迟改正模型，从而向用户提供电离层改正等。

2.1 国外CORS系统的发展现状

目前，许多发达国家已经建立了较为完备的CORS系统。具有代表性的有：美国的CORS系统、德国的CORS系统（SPAOS）、日本的CORS系统（COSMOS）和澳大利亚的CORS系统等。

最早的是美国的CORS系统，建于20世纪90年代初期。由美国大地测量局NGS牵头组建。当初计划的是建立250个基准站，基准站间的距离为100～200 km，覆盖全国。

值得一提的是德国的SPAOS系统，该系统是德国测量管理部门联合运输、建筑、房产管理、国防等部门共同组建的连续运行卫星导航定位服务系统。该系统由250多个永久性的参考站组成，平均站间间距为40 km。[1]该系统的特点是可以提供四个不同级别、不同精度的定位服务：实时定位服务、高精度实时定位服务、精密大地定位服务和高精度大地定位服务。

日本国家地理院从90年代初开始，就着手布设地壳应变监测网，并逐步发展成日本GPS 连续应变监测系统（COSMOS）。[2]日本的CORS站数目最多，最为密集，基准站间的距离只有10～15 km，该系统是日本重要的基础性设施。

2.2 国内CORS系统的发展现状

认识到国际CORS系统的发展现状，我国国家测绘局从1993年开始，建设自己的永久性连续观测站，用于轨道定位、高精度定位和地球动力学监测。先后在北京、上海、深圳、武汉、天津、哈尔滨、乌鲁木齐、海南、西安等数十个城市建立了CORS站，并逐步推向全国，建立一个覆盖全国的CORS系统。

深圳正在建立最终由10个GPS永久跟踪站组成的连续运行站网络服务系统；香港于近期完成了第一期6个永久跟踪站组成的连续运行基准站网的建设，第二期7个永久基准站点将于2002年建成。[3]北京将建立30个基准站，为满足北京基础建设的快速发展，在此基础上北京市测绘设计研究院还将建立100 个临时基准站。[4]上海市建立了由14个GPS参考站组成的全球定位系统。四川地震局以GPS技术为主，结合精密重力和精密水准测量建立了地壳运动观测网络。[5]

目前，我国的CORS系统建设还存在一些问题：

1）我国CORS系统的自动化水平不高，主要是在数据的采集、处理、存储以及分发等功能上的自动化水平与欧美发达国家的自动化水平相比差距比较大。

2）我国CORS系统应用还不够广泛，目前只有本分VRS网投入使用。需要进一步挖掘CORS系统的潜力，使其应用面更加广泛。

3）我国的CORS系统的运作体制还不明确，对于是否要向用户收取费用还在讨论之中。该文认为，国家应该为CORS系统的各项费用“买单”，这样才有利于我国CORS系统的发展。

国内的学者也认识到网络RTK必将是GPS差分实时定位的热点，纷纷在此方面做了一定程度的研究。如武汉大学为深圳市连续运行卫星定位服务系统开发了管理软件，西南交通大学为四川GPS观测网络开发了精度评估软件，东南大学采用GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）与Internet的无缝链接技术并集成GPS模块，开发了VRS网用户终端，实现了GPS/PDA与北京VRS网的接入。[6]

网络RTK技术需要克服的一个关键的技术难题就是如何建立误差改正模型，解算网络RTK基线的模糊度。我国许多学者在这方面也做出了不懈的努力。武汉大学高星伟于2002年提出了综合误差改正模型，此模型对网络RTK误差模型的建立具有重要的实际意义。西南交大黄丁发长期研究虚拟参考站系统。东南大学喻国荣对网络RTK参考站周跳探测与修复、对流层和电离层改正模型的建立做了深入的研究。[6]

3 结语

网络RTK采用24 h连续不断的多基站观测技术，用户无需架设参考站，只需要配备数据通信设备及其相应的软件即可方便快捷的实现高精度的实时定位，这是高精度GPS实时定位的一个巨大的飞越。CORS站的建设，欧美发达国家都已经建立了成熟、高效工作的CORS系统。我国还处于落后阶段，但我国政府和科研人员都已认识到网络RTK的发展趋势，已经开始在北京、上海、深圳、武汉等数十个城市建立CORS站，并且大量科研人员投入到网络RTK技术的研究。现阶段，我国CORS系统的建设还存在一些问题，比如系统的自动化水平不高、应用不够广泛等等。继续深入研究网络RTK理论，多向欧美发达国家学习，加强交流，使我国CORS系统的建设与国际接轨，真正的实现只需一台移动台就可完成全国范围的无缝测绘。

参考文献

[1] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2010.

[2] 章琼.GPS 网络RTK 技术及其应用现状分析[J].吉林水利，2009（4）：36-39.

[3] 吴北平.GPS网络RTK定位原理与数学模型研究[D].中国地质大学，2003.

[4] 朱照荣.城市GPS应用及发展趋势探讨[J].北京测绘，2002（3）：27-35.

[5] 李凤霞.网络RTK的质量控制[D].昆明理工大学，2007.

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关键词

RFID课程；应用型；课程改革

自2009年国务院将无锡列入国家物联网创新示范区后，物联网产业呈井喷态势发展；伴随着物联网产业不断扩大的规模，随之而来的是对物联网应用的高端技能型专门人才的持续增加的需求量。同时，在物联网被国家纳入“十二五”规划之后，各地高校从2010年起相继开设了物联网相关专业，而射频识别RFID技术是物联网专业的专业核心课程之一。

1RFID课程目前的状况

RFID课程作为物联网工程这种新兴专业的核心课程，开课历史很短，很多高校对其课程的建设也还在不断地探索中，当前，一些重点本科院校将物联网专业划为自动控制类别，作为其核心课程的RFID课程也多是倾向于理论研究及其芯片设计方面，这需要学生有很好的电子电路等电子类课程的基础，而我们学院是将物联网专业作为计算机科学与技术的子学科，并且倾向于应用型本科教育，这就需要我们探索一种更合适应用型物联网本科教育的RFID课程的教学内容和教学方式。

2课程规划

本课程是面向物联网工程专业的本科生，RFID课程讲解的内容以实用为主，在课程的建设中减少理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。据本课程的教学目标，使学生通过理论教学和实践教学，能够全面了解RFID基本理论，通过RFID系统的组成部件来掌握RFID应用技术及方法，能够构建RFID应用系统。逐步培养学生掌握RFID射频识别技术的系统集成设计及分析能力，并通过典型案例来了解RFID射频识别技术在社会生产环节中的应用，为未来参加工作、增加就业竞争力打下良好的基础。

2.1课程基本情况

武汉工商学院计算机科学与技术系自2012年开始招收物联网技术及应用方向的本科生，并于2014—2015学年春季开始开设了RFID原理及应用课程；从2013年起开始招收物联网工程专业的本科生，至今开设了两年。RFID原理及应用课程采取理论教学和实践实验训练有机结合，对学生的成绩评定采用平时成绩（占40%）和期末考核（占60%）相结合，其中平时成绩包括了考勤、课堂表现、平时作业以及实验成绩，期末考核以闭卷笔试为主。实验教学以RFID的典型案例为研究目标，二者互为补充、相互促进。在教学手段上，采用PPT课件与黑板板书相结合，物联网设备与模拟软件相结合。根据每学年度的学生学习情况，年度期末考试情况，结合社会对人才的需求情况，及时更新补充教学内容，尤其是实验教学的内容，针对物联网专业的学习，要为后期的专业课程做好铺垫，同时充分利用学院网站，实现该课程的网上资源共享，网站包括的内容有教学大纲、教学课件、部分章节内容的教学PPT、习题库及解答、微课录像、课程录像及课程讨论等环节，通过网上资源共享以及学生的反馈信息完善课程的教学效果。

2.2课堂讲授的内容及安排

本课程的课堂讲授以理解并掌握射频识别技术的应用为主，目前本课程为40学时，其中24学时的理论课时，16学时的实践学时。第一讲，绪论（2课时）主要内容包括认识RFID技术，RFID识别技术与其他自动识别技术，RFID技术的发展；无线电信号的特征，无线电频率；无线电频谱的概念、特征，无线电传输的基本原理。这次课程主要是让学生总体上了解什么是射频识别技术，在教学过程中通过多媒体穿插一些图片及公司产品和宣传片，可以让学生更直观地了解，并且激发学生对RFID技术的兴趣。第二讲，射频识别系统（4课时）主要内容包括射频识别系统的组成、工作过程，射频识别系统的关键技术；电子标签的组成、工作原理；读写器的组成、工作原理。考虑到学生对象是属于计算机学科的，故而将工作原理部分更侧重于基本概念的介绍。第三讲，电磁场与电磁波（4课时）主要内容包括电场的概念、分类；磁场的概念、分类；电磁场与电磁波的概念及其关系。这部分内容概念性比较强，通过讲解让学生了解到RFID无线传播媒介。第四讲，天线基本概念与原理（2课时）主要内容包括三种典型天线的谐振电路，天线的作用，天线的工作原理；耦合天线的概念，耦合天线的工作原理及应用场合；辐射天线的概念，辐射天线的工作原理及应用场合。第五讲，数据通信技术（4课时）主要内容包括编码的定义，常用的编码方法；数据和信号，信道，调制和解调；数据通信协议，数据加密与解密，数据的完整性；防碰撞算法，防碰撞协议，碰撞检测。这讲的前部分内容涉及到通信和电子专业相关课程，在这里主要是让学生对这些基本的概念有所理解，课上重点讲述防碰撞算法的思想和分类。第六讲，射频识别应用系统（4课时）主要内容包括应用系统分析，识别系统分析；实施策略，存在的问题，解决方案；应用系统运行与维护。本讲的主要目的是让学生能够了解到应用系统中的一些基本的技术参数和应用系统的一些构建，尤其在实际操作中不能片面追求某一参数，而要综合考虑系统性能。第七讲，典型应用案例（4课时）主要内容包括低频RFID应用案例，高频RFID应用案例，超高频RFID应用案例，有源RFID应用案例；铁路车号自动识别系统概述，系统意义以及系统方案设计。在这一讲中会结合实验项目中几个比较典型的系统——考勤管理系统、人事管理系统和图书管理系统。

2.3实验教学的内容及安排

本课程的课堂教学积极采用多媒体等先进的教学手段授课，侧重于实践教学，物联网工程实验室配备了20台武汉创维特CVT-IOT-V综合实验平台以及20台电脑，有125kHz、13.56MHz与微波应用下阅读器、应答器和天线的设计，并提供了软、硬件的实现方法等，在实际教学中，按照课时的需求，精心挑选了四个实验内容，分别是125KHzRFID实验、13.56MHzISO14443实验、900MHzRFID实验和RFID系统应用实验，能满足学生基本实验的要求，也能为学生提高和设计性实验提供环境。实验内容的安排如下：

1）125KHzRFID实验（4课时）125kHz卡片分为两种，一种是只读卡，一种是可读可写卡。这个实验包括通过使用CVT-IOT-V综合实验平台识别125kHz只读卡卡号，观察只读卡读卡协议；对125kHz读写卡进行数据读写操作，观察读写卡读写数据协议。实验操作不是很复杂，通过成功实验可以让学生掌握125kHz只读卡和读写卡操作基本原理，了解125kHz只读卡协议和125kHz读写卡协议。在实验过程中尤其要注意的是：读写卡片的数据区分为16块，每一块有32位；块0存放卡片信息及通用码等，该块为只读块；块1存放卡片的身份识别码(UID)，该块为只读块；块2存放卡片密码，该块为只写块，为了保护卡片密码，该块在本平台中不开放写权限；块3存放卡片保护字，用于控制卡片每块的读写权限，该块每一位都是一次性写入，写入后不可修改，为保证卡片正常使用，在本平台中不开放该块的写权限；块4存放卡片配置字，用于配置卡片每块的加密情况，该块可读可写，为保证卡片正常使用，在本平台中不开放该块的写权限；块5-块15为用户数据区，可读可写。

2）13.56MHzISO14443实验（4课时）13.56MHzISO14443实验包括ISO14443标签寻卡操作实验、ISO14443标签密码下载实验、ISO14443标签数据读写实验以及ISO14443TYPEB读取身份证卡号实验等。通过实验认识Mifareone卡；理解Mifareone卡操作基本原理；了解Mifareone卡通信协议和身份证卡通信协议。在实验过程要注意的是：此处读出的身份证卡号并不同于实际的身份证号码，身份证号码等信息已被公安部加密，需要相应的权限才能实现。

3）900MHzRFID实验（4课时）900MHzRFID实验包括了900MHz标签功率设置实验、对900MHz标签进行标签识别、对900MHz标签进行数据读写。通过实验可以了解到900MHzRFID卡的通信协议。

4）RFID系统应用实验（4课时）RFID系统应用实验包含了考勤管理系统、物流管理系统、图书管理系统这三个应用系统的使用，分别针对125kHz只读卡、ISO14443标签、125kHz只读卡/读写卡的应用。通过实验，使学生能够熟练掌握这三种应用系统的使用，同时能够深刻理解到RFID卡在社会生产中的应用。在这个实验的基础上，也可以增加一些扩充实验内容，结合C#和数据库的知识，开设RFID综合课程设计，让学生优化已有的应用系统或是开发出新的应用系统。前三个实验主要是通过对三种不同频率和协议的RFID卡让学生熟悉几种典型RFID卡的通信协议，第四个实验可以让学生了解到这几种卡在社会生活中的应用，进而可以利用CVT-RFID-III实验系统开发实现各种自动化智能管理系统和物品跟踪、识别、防伪、监控系统。在每次实验教学中，都会花费将近1个学时的时间给学生讲解有关实验中涉及到的相关专业知识用来补充课堂教学内容，并会对实验的相关内容及步骤进行说明。

3总结

通过一学期的课程教学，使得学生能够较轻松地掌握教学内容，并且激发了他们对RFID应用的兴趣，为后续地发展提供了一定的基础。只是从考核和学生反馈的情况来看，由于RFID技术是跨学科知识，其中有关原理和标准的部分包含了很多无线通信技术内容，学生们接受起来比较慢，而对于应用方面的内容，学生普遍比较感兴趣，相对来说，掌握起来也比较容易。RFID技术正处于快速发展的一个阶段，这也为我们的课程内容的设置提出了更高的要求，在未来的教学中，我们还要不断地补充本领域内新的研究进展和应用实例，并结合学生的掌握程度和反馈情况不断地修正教学内容和改进教学方法，不仅要加强实践教学，同时也可以组织学生积极参加课外竞赛，进一步提高他们的动手能力和学习能力。

作者：肖丹丹 刘芳 单位：武汉工商学院信息工程学院物联网工程系

参考文献

[1]武汉创维特物联网实验箱实验手册[Z].