1、交通數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡交通數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡 李志慧李志慧聯(lián)系方式聯(lián)系方式:第一章 緒論交通系統(tǒng)特點人、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)特點檢測設備布設在不同的位置； 系統(tǒng)的分布性檢測設備提供者為不同的供應商； 系統(tǒng)的兼容性交通系統(tǒng)特點部分子系統(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)絡第二章 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)傳輸關注的基本問題拓撲問題連接問題數(shù)據(jù)表達問題傳輸問題 2.1 網(wǎng)絡拓撲結構總線結構 設備偵聽總線，檢測數(shù)據(jù)傳輸。帶沖突檢測的載波偵聽

2、多路訪問以太網(wǎng)為總線網(wǎng)，其最主要的優(yōu)點為網(wǎng)絡添加新的設備非常容易。每一個設備通過相應的接口偵聽總線，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)點為網(wǎng)絡添加新的設備非常容易。星形拓撲結構集中控制，所有的設備受中心計算機控制與管理，一旦中心計算機崩潰，則網(wǎng)絡癱瘓環(huán)形拓撲結構令牌環(huán)缺點：1）當一個節(jié)點要發(fā)送數(shù)據(jù)時，它們之間的所有節(jié)點都參與傳輸。 2）只要一個節(jié)點發(fā)小故障、就會導致環(huán)小的所有節(jié)點無法正常通信。全連接拓撲結構任何設備之間可直接通信通信成本增加組合拓撲結構2.2 通信介質(zhì) 同軸電纜同軸電纜雙絞線雙絞線光纖光纖或輻射性媒體或輻射性媒體同軸電纜同軸電纜雙絞線雙絞線（

3、Twisted Pair）雙絞線分為：雙絞線分為：UTP（非屏蔽雙絞線）非屏蔽雙絞線）STP （屏蔽雙絞線）屏蔽雙絞線）水晶頭水晶頭 （RJ-45）比較：比較：STP （屏蔽雙絞線）UTP（非屏蔽雙絞線）光纖光纖 光纖由單根玻璃光纖，緊靠纖光纖由單根玻璃光纖，緊靠纖芯的包層以及塑料保護圖層組成。芯的包層以及塑料保護圖層組成。v FDDI無線無線無線網(wǎng)絡：紅外線，微波。無線網(wǎng)絡：紅外線，微波。v 衛(wèi)星衛(wèi)星 2.3 數(shù)據(jù)表達數(shù)字信號與模擬信號數(shù)字信號與模擬信號數(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模擬信號是指信號的幅值和頻率是連續(xù)變化的信號。頻率是連續(xù)變化的信號。 數(shù)字信號

4、是離散的信號。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，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。適合長距離傳輸。信號的特性表現(xiàn)為時間特性和頻率特性。信號的特性表現(xiàn)為時間特性和頻率特性。信號的時間特性主要指信號隨時間變化的特性。信號的時間特性主要指信號隨時間變化的特性。即在一個周期內(nèi)信號變化的速率以及相應的振即在一個周期內(nèi)信號變化的速率以及相應的振幅。幅。信號的頻率特性可用信號的頻譜函數(shù)來表示，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及各頻率成分的振幅和相位例如

5、：信號 其時頻特性信號的時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)波中無失真地恢復出調(diào)制信號。調(diào)制高頻簡諧波三個參數(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)換數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換: :由調(diào)制解調(diào)器由調(diào)制解調(diào)器（modem）完成完成第三章 數(shù)據(jù)傳輸3.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)

6、電路將分布在遠端的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)電路將分布在遠端的數(shù)據(jù)終端設備與計算機系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)數(shù)數(shù)據(jù)終端設備與計算機系統(tǒng)連接起來，實現(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)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)主要由中央計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)終端據(jù)通信系統(tǒng)主要由中央計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)終端設備、數(shù)據(jù)電路三部分構成設備、數(shù)據(jù)電路三部分構成.數(shù)字信道與模擬信道數(shù)字信道與模擬信道 信道信道是指向某一方向傳輸信息是指向某一方向傳輸信息的媒體。的媒體。 通信線路通信線路發(fā)送信道發(fā)送信道接收信道接收信道 數(shù)字信道數(shù)字信道 - - 數(shù)字信號數(shù)字信號 模擬信道模擬信道 - - 模擬信號模擬信號基帶信號

7、與寬帶信號基帶信號與寬帶信號 基帶信號（基帶信號（BasebandBaseband），），一次一次只在介質(zhì)上發(fā)送一個信號。只在介質(zhì)上發(fā)送一個信號。 寬帶信號（寬帶信號（BroadbandBroadband），），基帶基帶信號經(jīng)過調(diào)制后形成的頻分復用信號。信號經(jīng)過調(diào)制后形成的頻分復用信號。 傳輸速率傳輸速率傳輸速率有兩種表示方法：傳輸速率有兩種表示方法： 比特比特/ /秒（秒（b/sb/s）單位時間傳送的信息量。單位時間傳送的信息量。 波特（波特（baudbaud） 指信號在調(diào)制過程中，調(diào)制狀態(tài)每秒指信號在調(diào)制過程中，調(diào)制狀態(tài)每秒轉(zhuǎn)換次數(shù)轉(zhuǎn)換次數(shù)3.2通信編碼ASCII碼BCD碼不歸零編碼 0-

8、高電平 1-低電平 設備時鐘同步？曼徹斯特編瑪用信號的變化保持發(fā)送設備和接收設備之間的同步0-高電平到低電平的跳變1-從低電平到高電平缺點：雙倍帶寬差分曼徹斯特編瑪同曼徹斯特編碼一樣，每個比特時間的中間發(fā)生跳變區(qū)別 ：0-每個時間間隔的開始處跳變。 1- 信號保持前一個時間間隔尾部的取值3.3 通信傳輸方式通信傳輸方式通信方式是指通信雙方的信息交互方式，通信方式是指通信雙方的信息交互方式，可分為：可分為：并行傳輸與串行傳輸并行傳輸與串行傳輸并行傳輸并行傳輸串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立傳指比特被劃分成小組獨立傳送，送，每個字符都有起止位

9、，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)包含多個字符代碼或多個比特，在組或幀的開始和結束需加上預先規(guī)定的起始序列和結束序列作為標志，傳輸效率高，較復雜。同步傳輸同步傳輸 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包-數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀串行通信方式串行通信方式單工通信單工通信半雙工通信半雙工通信全雙工通信全雙工通信單工通信單工通信 單工通信就是指傳送的信息始終是一單工通信就是指傳送的信息始終是一個方向，而不進行與此相反方向的傳送個方向，而不進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。無線電廣播和電視信號傳播都是單工傳送的例子。傳送的例子。半雙工通信半雙工通信 半雙工通信是指信息流可在兩個方

10、半雙工通信是指信息流可在兩個方向上傳輸，但同一時刻只限于一個方向傳向上傳輸，但同一時刻只限于一個方向傳輸。如無線電收發(fā)報機。輸。如無線電收發(fā)報機。全雙工通信全雙工通信 全雙工通信是指能同時做雙向通信。全雙工通信是指能同時做雙向通信。如電話系統(tǒng)。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)終端準備好5SGND信號地6DSR數(shù)據(jù)準備好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，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在15米左右。傳輸速率較低，設置通信波特率通常 9600，串口編程：MSComm控件

11、簡單的初始化串口的代碼：HANDLE hCom=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!);return FALSE; SetupComm(hCom,1024,1024); COMMTIMEOUTS TimeOuts;TimeOuts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD; TimeOuts.Read

12、TotalTimeoutMultiplier=0;TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=100;TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500; SetCommTimeouts(hCom,&TimeOuts); /設置超時 DCB dcb; GetCommState(hCom,&dcb); dcb.BaudRate=9600; /波特率為9600 dcb.ByteSize=8; /每個字節(jié)有8位 dcb.Parity=NOPARITY; /無奇偶校驗位 dcb.StopBits=1; /1個停止位 SetComm

13、State(hCom,&dcb); PurgeComm(hCom,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);/CKeyBoardDlg:EnableWindow(false); 第四章計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方式網(wǎng)絡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）定定 義：義： 計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡，是用通信線路，是用通信線路 和通信設備將分布在不同地點的具和通信設備將分布在不同地點的具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)互相有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)互相連接起來，在網(wǎng)絡軟件的支持下實連接起來，在網(wǎng)絡軟件的支持下實現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)通信和資源共享現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)通信

14、和資源共享的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。1.1 什么是計算機網(wǎng)絡？什么是計算機網(wǎng)絡？參考定義： 把分布在不同地理位置上的具有獨立功能的多臺計算機、終端及其附屬設備在物理上互連，按照網(wǎng)絡協(xié)議相互通信，以共享硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源為目標的系統(tǒng)稱作 計算機網(wǎng)絡。計算機網(wǎng)絡是多個計算機的集合系統(tǒng)國際互聯(lián)網(wǎng)，即因特網(wǎng)（Internet） 網(wǎng)絡中的計算機分為服務器和工作站 網(wǎng)絡軟件網(wǎng)絡軟件包括： 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)軟件 UNIX、Netware、Windows NT和和Linux等。等。 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫軟件 Oracle、Sybase、SQL Server 、 Informix等。等。 網(wǎng)絡應用軟件 Internet Explor

15、er (IE)等。等。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展計算機網(wǎng)絡的發(fā)展 遠程終端聯(lián)機階段 計算機網(wǎng)絡階段 計算機網(wǎng)絡互聯(lián)階段 信息高速公路階段遠程終端聯(lián)機階段遠程終端聯(lián)機階段通信通信控制控制計算機網(wǎng)絡階段計算機網(wǎng)絡階段 ARPANET計算機網(wǎng)絡互聯(lián)階段計算機網(wǎng)絡互聯(lián)階段 1984年，國際標準化組織公布了開放年，國際標準化組織公布了開放系統(tǒng)互聯(lián)模式（系統(tǒng)互聯(lián)模式（OSI）。）。信息高速公路階段信息高速公路階段 是以光纖為傳輸媒體，傳輸速率極高是以光纖為傳輸媒體，傳輸速率極高的信息高速公路網(wǎng)的信息高速公路網(wǎng)。信息高速公路的主要特點：信息高速公路的主要特點：多媒體信息的高速傳遞 高速度、高準確度地傳遞數(shù)字化的多媒體

16、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) 計算機網(wǎng)絡的分類計算機網(wǎng)絡的分類從覆蓋范圍進行分類，網(wǎng)絡分為： 局域網(wǎng) LAN 廣域網(wǎng) WAN 城域網(wǎng) MAN（ Local Area Network）（ Wide Area Network）（ Metropolitan Area Network）計算機網(wǎng)絡的通信協(xié)議計算機網(wǎng)絡的通信協(xié)議 1974年，美國的IBM公司宣布了它研制的系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構SNA（System Network Architecture）。 1977年，國際標準化組織（ISO）提出一個試圖使各種計算機在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標準框架，即著名的開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/R

17、M（Open Systems Interconnection Reference Model），簡稱為OSI。OSI參考模型采用參考模型采用 7個層次的體系結構：個層次的體系結構： 應用層應用層 Application 表示層表示層 Presentation 會話層會話層 Session 傳輸層傳輸層 Transport 網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層 Network 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 Data Link 物理層物理層 Physical高層高層底層底層層次化模型物理層物理層包括設備間的物理接口和一個設備到另一個設備間比特流的傳輸規(guī)則，主要包括以下四個重要特性： (1)機械特性：如連接用接插件的機械結構； (

18、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上，以保證數(shù)據(jù)在用戶終端與網(wǎng)絡之間，以及網(wǎng)絡相鄰節(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路進行可靠傳輸。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檢測和控制，保證上層的無差錯控制。網(wǎng)絡層通常把計算機網(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)絡的機會，通信子網(wǎng)則是提供了網(wǎng)絡通信的能力網(wǎng)絡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)絡內(nèi)透明傳輸?shù)姆眨褂脩艚K端的傳輸實體無需知道網(wǎng)絡的結構和交換方式。網(wǎng)絡層提供建立、保持和終止通信中間節(jié)點的連接，負責通信子網(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