用VB实现PC向PLC发送读/写指令

在自由口模式下,用户可以自己定义用于通信的指令格式。本文以自由端口模式下PC与S7-200型PLC之间的通信为例,介绍了如何用Visual Basic编程来实现读/写指令的发送。     

基于FIFO的串口通信模式研究

详细介绍了串口通信的基本原理和实现方法,在上位机和DSP之间实现3种通信方式,即查询方式、标准SCI模式的中断方式、FIFO模式下的中断方式;同等条件下,接收和发送同等数据量数据,使用FIFO中断方式用时最少,通信效率最高,节省了CPU的机时资源;当数据量越大时,采用该方式,其优越性越明显。在FIFO中断方式中,针对上位机与DSP之间存在的上电时序问题,提出了一种找帧头重排序方法,经过实验,验证了该方法的可靠性。     

浅海环境中的时间反转多用户水声通信

在无线电通信中,多用户通信可以采用时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)或者码分多址(CDMA)技术来实现,在水声通信中,信道的多途传播特性带来的空间差异,提供了另外的多用户通信手段。时间反转(或相位共轭)技术,能够实现对空间中指定点的聚焦接收和多途压缩,它为空间位置不同的多个用户提供了相互独立的通信通道,能够很好地克服用户之间的同道干扰(CI)。本文在垂直阵接收的基础上,利用时间反转技术来实现不同用户在同一信道中的同时通信,结合带锁相环的自适应判决反馈均衡技术来消除残余的多途码间干扰,并进行了初步的海上试验,实现了两个不同深度上用户的同时通信。     

基于单光子双量子态的确定性安全量子通信

量子通信是量子科学技术的一个重要研究领域,是一种利用量子力学原理,能够在合法各方之间安全地传输私密信息的通信方式.基于单光子的确定性安全量子通信通常需要在发送方和接收方之间来回两次传输单光子态,并利用局域幺正变换加载信息.本文提出了一种单向传输单光子态的确定性安全量子通信方案.发送方利用单光子的极化和time-bin两自由度构成的两组共轭基矢量来编码经典逻辑比特.接收方通过设计合适的测量装置可以在发送方辅助下确定性地获取比特信息并感知窃听,从而实现信息的确定性安全传输.另外,我们的协议使用线性光学元件和单光子探测器,可以在当前的量子通信装置上实现.     

基于单光子的单向量子安全通信协议

提出了基于单光子的单向量子安全通信方案.发送方在对信息序列进行编码操作之前首先将其和随机序列进行异或操作并插入校验序列.接收方收到光子后对其进行延迟,此后发送方公布编码基从而使接收方在正确的基下进行测量.接着双方通过校验序列判断信道的安全性,如果信道安全,则发送方公布接收方有测量结果的位置所对应的随机序列,接收方由此恢复出信息序列;如果信道不安全,窃听者所获得的只是随机的发送序列,信息序列仍然是安全的.此协议与双向通信协议相比具有传输效率高、 易于实现等优点. 关键词： 量子密码 量子安全通信 单光子 单向通信     

基于AUTOSAR的点到点安全通信的实现

功能安全的概念在汽车嵌入式系统领域越发到关注,汽车开放系统架构AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)是目前国际流行的标准软件架构,它在AUTOSAR4.1的版本中针对功能安全首次提出了点到点（End-to-End,E2E）的安全通信机制。为保证汽车各组件间的通信安全,对在AUTOSAR架构下的E2E安全通信机制进行了研究,采用E2E Profile 2的方法来实现E2E安全通信,旨在解决如何保证电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)之间以及ECU内部不同核之间,不同SWC（software component）之间数据的安全通信的问题。基于AUTOSAR架构,通过在电子控制单元核内通信采用E2E Protection Wrapper的通信方式,跨电子控制单元核外通信采用COM E2E Callout的通信方式实现了通信机制的搭建。通过对ECU内部及跨ECU的通信测试,表明该方法能有效的检测通信过程中的重复发送错误、CRC(Cyclic Redundancy Check)校验和错误及发送序列错误等问题。     

红外热像仪与上位机通信系统设计

设计了一款上位机软件实现对国产中波凝视红外热成像系统的指控命令发送、软件版本更新等功能。红外图像的处理主要在FPGA内完成,上位机通过串口直接与FPGA内部的NIOSⅡ通信,完成红外图像的非均匀性校正、盲元处理(包括盲元列表的上传下载)、图像性能测试等功能,并且上位机可以通过串口直接对FPGA程序进行更新。为了提高通信的稳定性,所有通信命令采用统一格式的数据命令包进行发送和接收。相比较一般的串口数据通信,所设计的通信方式具有传输距离远、误码率低、软件升级操作简单、方便、效率高等特点。对比一般的红外成像系统,本系统采用串口在线升级FPGA的方式,简化了系统硬件电路设计,方便了系统后期维护。     

基于单光子的单向量子安全通信协议

提出了基于单光子的单向量子安全通信方案.发送方在对信息序列进行编码操作之前首先将其和随机序列进行异或操作并插入校验序列.接收方收到光子后对其进行延迟,此后发送方公布编码基从而使接收方在正确的基下进行测量.接着双方通过校验序列判断信道的安全性,如果信道安全,则发送方公布接收方有测量结果的位置所对应的随机序列,接收方由此恢复出信息序列;如果信道不安全,窃听者所获得的只是随机的发送序列,信息序列仍然是安全的.此协议与双向通信协议相比具有传输效率高、 易于实现等优点.     

基于DSP的空间相机1553B总线通信设计与实现

为提高MIL-STD-1553B总线接口的实时性并简化接口逻辑,从星载平台与相机控制器实际通讯功能需求出发,设计出了基于1553B专用接口芯片BU-61580与控制器核心TMS320C30的1553B总线通信系统;由FPGA完成BU-61580和TMS320C30之间的逻辑综合电路,并产生中断与片选信号;该系统实现了接收卫星平台数据注入与程控指令,发送工程参数等功能;系统硬件电路连接简单,数据时效性好,经过反复调试,已成功应用于某型号空间相机中。     

城轨列车辅助逆变器大功率器件开路故障诊断

随着LTE技术的不断发展,军事通信领域的通信终端产品也需要更新、升级。通信终端模块（CTM,Communication Transmission Module）是一款嵌入式的TD-LTE数据卡终端产品。AT指令模块用来实现CTM与PC机之间的数据传输与控制。提出了CTM中AT指令模块的软件设计方案,采用模块化的设计方法,统一上层应用接口,实现了应用程序与Nucleus平台的衔接,提高了应用程序的可移植性;AT指令的函数匹配处理流程采用分类查找法,简化了AT指令的查找过程,提高了查找效率。最后搭建测试环境,验证了AT指令模块的功能,以上方法在实际开发和应用中都具有良好的扩展性、通用性和可移植性。     

带身份认证的量子安全直接通信方案

针对传统量子安全直接通信方案中需提前假设通信双方合法性的问题,提出一种带身份认证的基于GHZ态(一种涉及至少三个子系统或粒子纠缠的量子态)的量子安全直接通信方案.该方案将GHZ态粒子分成三部分,并分三次发送,每一次都加入窃听检测粒子检测信道是否安全,并在第二次发送的时候加入身份认证,用以验证接收方的身份,在第三次发送完粒子之后,接收方将所有检测粒子抽取出来,之后对GHZ态粒子做联合测量,并通过原先给定的编码规则恢复原始信息.本方案设计简单、高效,无需复杂的幺正变换即可实现通信.安全性分析证明,该方案能抵御常见的内部攻击和外部攻击,并且有较高的传输效率、量子比特利用率和编码容量,最大的优势在于发送方发送信息的时候不需要假设接收方的合法性,有较高的实际应用价值.     

载人潜水器“蛟龙”号的水声通信信号处理

蛟龙号的水声通信机实现了世界上首次7000 m深度的潜器与母船间的图像、语音、数据和文字的水声通信传输。研究了适用于载人潜水器的水声通信信号处理。(1)它有4种通信功能:1)相干水声通信,传输速率为5~15 kbps,用于传输图像;2)非相干水声通信,传输速率300 bps,传输文字、指令和数据;3)扩频水声通信,传输速率16 bps,传输指令;4)水声语音通信,采用单边带调制技术传输语音。(2)相干水声通信信号处理方法主要是自适应多普勒补偿的多通道自优化判决反馈自适应均衡器,它与Turbo码级联工作,同时采用定长编码的小波图像压缩方法。(3)声呐线阵吊放至水中一定深度,实现空间分集合并技术。(4)太平洋水域试验表明,水声通信机的作用距离几乎覆盖了所有地球海洋的深度,7s或14s传输一幅光图或声图。      

Gamma-Gamma大气湍流下相干光通信分集接收技术研究

大气湍流引起的光强闪烁使得自由空间光通信(FSO)系统性能恶化,而分集接收技术可有效改善这一影响。为进一步分析分集接收技术对相干接收系统性能的影响,基于二进制相移键控(BPSK)调制和外差相干接收技术,建立了Gamma-Gamma大气湍流信道模型下自由空间光通信分集接收系统模型。在不同大气湍流强度和接收天线数情况下,分别采取最大比合并(MRC)、选择合并(SC)和等增益合并(EGC),分析了对应的系统误码率(BER)和通信中断概率(OP),并与相同接收口径下的传统单天线接收系统的性能进行了比较。结果表明:MRC、EGC分集接收对大气湍流下的相干通信系统性能有明显改善,而SC分集接收仅当平均信噪比低于某一阈值时对相干通信系统的性能有所优化。     

Monte Carlo方法模拟非直视紫外光散射覆盖范围

针对大气中紫外光散射通信的特点, 用Monte Carlo方法对紫外光非直视(NLOS) 通信三种工作方式的覆盖范围进行分析, 建立了基于Monte Carlo方法的NLOS紫外光传输模型.利用Monte Carlo模拟方法对三种NLOS散射方式的单次和多次散射路径损耗及覆盖范围进行模拟研究, 结果表明, 多次散射和单次散射的路径损耗基本一致, NLOS(a) 类全向发送全向接收通信方式覆盖范围最小但全方位性好, NLOS(b) 类定向发送全向接收通信方式的覆盖范围较大但有一定方向性, NLOS(c) 类定向发送定向接收通信方式的覆盖范围最大但有很强的方向性.     

噪声情况下的量子网络直接通信

提出和研究了噪声情况下的量子网络直接通信. 通信过程中所有量子节点共享多粒子Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)量子纠缠态; 发送节点将手中共享的GHZ态的粒子作为控制比特、传输秘密信息的粒子作为目标比特, 应用控制非门(CNOT)操作; 每个接收节点将手中共享GHZ 态的粒子作为控制比特、接收到的秘密信息粒子作为目标比特, 再次应用CNOT门操作从而获得含误码的秘密信息. 每个接收节点从秘密信息中提取部分作为检测比特串, 并将剩余的秘密信息应用奇偶校验矩阵纠正其中存在的比特翻转错误, 所有接收节点获得纠正后的秘密信息. 对协议安全、吞吐效率、通信效率等进行了分析和讨论.     

航天器多路射频频谱自动监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统。该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息。针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端。户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

基于太阳能光伏的无线户外环境监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统;该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息;针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端;户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

基于光生编码超宽带信号的多用户通信系统

提出并验证了一种基于光学方法产生编码超宽带(UWB)信号的多用户通信系统,在发射端通过光纤直接传输用光学方法生成的UWB信号,在接收端对编码UWB信号进行相关运算,同时完成用户信息和数据信息的判决。系统具有简单扩容、易于接收、远距传输、可调谐性等优点。设计制作的多信道光纤光栅滤波器和色散光纤组合成的鉴频器是系统的核心器件。传输的信号用不同的码片组合来区分各个用户,系统只需调节激光波长来实现用户切换,产生了不同用户的光生编码UWB信号,并恢复出不同用户的信息,实现了多用户通信全过程。     

猝发混合扩频水声隐蔽通信技术

针对常规的连续载波调制扩频通信方式容易通过能量检测的方法被截获的问题,提出了一种猝发的混合扩频水声隐蔽通信方式,该方法通过在时间上随机的发送脉冲混合调制扩频信号来降低截获概率,而且可以比较灵活的通过调整平均占空比来满足不同隐蔽性的要求,但是该隐蔽性是以牺牲通信速率为代价的。猝发信号中混合了二进制相位键控(BPSK)、循环移位键控(CSK)和多进制频移键控(MFSK)扩频调制方式,采用自同步和时频二维搜索算法实现码元和载波同步。通过仿真分析了猝发通信系统的隐蔽性能和多途信道下的误码性能,并且通过了南海海试验证了算法的性能,在5 km的通信距离上,4 kHz的带宽内,单个脉冲信号的通信速率可以达到317 bps,误码率达到10-3以下。      

基于多叉树的梯形图向指令表转换算法

针对目前可编程逻辑控制器（PLC）编辑软件中梯形图向指令表转化算法的缺陷,通过对梯形图语言的分析与研究,并考虑到梯形图和指令表在实际应用时的优劣点,提出了一种借助多叉树来实现PLC梯形图向指令表转换的算法。该算法采取从左至右,从上至下的扫描原则将梯形图构建成多叉树,借助多叉树来反应图符间的逻辑关系,然后通过后序遍历多叉树来得到指令表程序。此算法在处理多重串并联结构梯形图时具有更高的效率,同时适用于堆栈指令,使得该算法具有更好的通用性。