熊健

摘 要：隨著通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)也走進(jìn)千家萬(wàn)戶，人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的依賴更加強(qiáng)烈。但同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，通信方式的多樣化給用戶帶來(lái)極大的方便也給用戶帶來(lái)各種安全隱患。本文介紹的通信組網(wǎng)控制系統(tǒng)是一種高安全性、穩(wěn)定性、靈活性的系統(tǒng)，它主要用于攜行式指揮系統(tǒng)、保障作業(yè)指揮系統(tǒng)等，是構(gòu)建系統(tǒng)通信組網(wǎng)的通信控制節(jié)點(diǎn)，具有通信組網(wǎng)、路由控制、數(shù)據(jù)接入等功能。它提供有線、無(wú)線以及混合組網(wǎng)方式。

關(guān)鍵詞：通信組網(wǎng)；安全性；多種組網(wǎng)方式

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們接收的信息量越來(lái)越豐富，對(duì)信息安全和保密性就提出更高的要求。傳統(tǒng)的通信組網(wǎng)方式包含有線和無(wú)線兩種，其傳輸距離短、抗干擾能力差、保密性差，本通信組網(wǎng)控制系統(tǒng)提供有線、無(wú)線以及混合組網(wǎng)方式。有線通信組網(wǎng)方式采用通用的線纜；無(wú)線通信組網(wǎng)是通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行通信；混合組網(wǎng)方式采用有線和無(wú)線相結(jié)合。具有傳輸距離長(zhǎng)、抗干擾性強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)是通信組網(wǎng)中的核心部分。

本文從硬件和軟件介紹通信組網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性。

1 硬件設(shè)計(jì)

通信組網(wǎng)控制系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)單元和通信單元組成，計(jì)算機(jī)單元由主板、電子硬盤、顯示屏、鍵盤、觸摸板、內(nèi)置電池等部分組成，通信單元集成了射頻信號(hào)接入模塊，內(nèi)置到計(jì)算機(jī)單元內(nèi)，采用網(wǎng)口和串口兩種方式與計(jì)算機(jī)單元通信，通信單元完成各種接口的數(shù)據(jù)組網(wǎng)通信功能，由計(jì)算機(jī)單元供電。如圖1所示。

通信控制板采用CPU+CPLD框架，CPU主要完成通信接口配置、通信組網(wǎng)控制、協(xié)議解析和數(shù)據(jù)交換。CPLD主要完成地址分配和時(shí)隙控制，兩者任務(wù)分工明確，軟硬件均采用模塊化設(shè)計(jì)。原理框圖如圖2所示。

CPU主要完成IP拆包、組包、外設(shè)的數(shù)據(jù)中斷處理、外設(shè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)搬移、各接口模塊的驅(qū)動(dòng)管理、數(shù)據(jù)交換、路由控制、通信組網(wǎng)控制等功能，該處理器采用了PowerPC內(nèi)核，集成的通信接口豐富，非常適用于通信領(lǐng)域的應(yīng)用。

CPU的主要功能：

一是接口配置、控制及管理，主要指各種傳輸接口的初始化以及在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中對(duì)鏈路狀態(tài)的監(jiān)控和管理；

二是協(xié)議數(shù)據(jù)的解析，主要指有線通信和無(wú)線通信數(shù)據(jù)的解析；

三是數(shù)據(jù)收發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)和交換，數(shù)據(jù)收發(fā)指對(duì)各種接口數(shù)據(jù)的收包和發(fā)包處理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)指系統(tǒng)內(nèi)部接口間相同數(shù)據(jù)協(xié)議格式的交換收發(fā)處理，數(shù)據(jù)交換指按通信協(xié)議完成各種接口間一對(duì)一、一對(duì)多以及多對(duì)一，三種路由形式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)處理。

2 軟件設(shè)計(jì)

通信組網(wǎng)控制系統(tǒng)軟件總體上分為應(yīng)用軟件和嵌入式軟件兩部分。其中應(yīng)用軟件運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)上，包含應(yīng)用軟件、平臺(tái)軟件和通信軟件；嵌入式軟件指通信單元軟件，運(yùn)行在通信單元上，完成通信組網(wǎng)等功能。應(yīng)用軟件與嵌入式軟件通過(guò)網(wǎng)口和串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

軟件組成示意如圖3所示。

3 結(jié)論

本文介紹了通信組網(wǎng)控制系統(tǒng)的意義、設(shè)計(jì)方法、性能優(yōu)勢(shì)，提出有線、無(wú)線以及混合通信組網(wǎng)方式，該設(shè)計(jì)抗干擾能力強(qiáng)、安全性高、自由靈活；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證具有很好的效果，在商業(yè)化中具有很高的價(jià)值，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。