通信組網控制系統設計研究

熊健

摘 要：隨著通信技術的發展，網絡也走進千家萬戶，人們對于網絡的依賴更加強烈。但同時也面臨著巨大的挑戰，通信方式的多樣化給用戶帶來極大的方便也給用戶帶來各種安全隱患。本文介紹的通信組網控制系統是一種高安全性、穩定性、靈活性的系統，它主要用于攜行式指揮系統、保障作業指揮系統等，是構建系統通信組網的通信控制節點，具有通信組網、路由控制、數據接入等功能。它提供有線、無線以及混合組網方式。

關鍵詞：通信組網；安全性；多種組網方式

隨著互聯網技術的發展，人們接收的信息量越來越豐富，對信息安全和保密性就提出更高的要求。傳統的通信組網方式包含有線和無線兩種，其傳輸距離短、抗干擾能力差、保密性差，本通信組網控制系統提供有線、無線以及混合組網方式。有線通信組網方式采用通用的線纜；無線通信組網是通過無線電波進行通信；混合組網方式采用有線和無線相結合。具有傳輸距離長、抗干擾性強、安全性高等特點。控制系統的設計是通信組網中的核心部分。

本文從硬件和軟件介紹通信組網控制系統設計，并通過試驗驗證了方法的可行性。

1 硬件設計

通信組網控制系統主要由計算機單元和通信單元組成，計算機單元由主板、電子硬盤、顯示屏、鍵盤、觸摸板、內置電池等部分組成，通信單元集成了射頻信號接入模塊，內置到計算機單元內，采用網口和串口兩種方式與計算機單元通信，通信單元完成各種接口的數據組網通信功能，由計算機單元供電。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、通信組網控制、協議解析和數據交換。CPLD主要完成地址分配和時隙控制，兩者任務分工明確，軟硬件均采用模塊化設計。原理框圖如圖2所示。

CPU主要完成IP拆包、組包、外設的數據中斷處理、外設實時數據搬移、各接口模塊的驅動管理、數據交換、路由控制、通信組網控制等功能，該處理器采用了PowerPC內核，集成的通信接口豐富，非常適用于通信領域的應用。

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據通信過程中對鏈路狀態的監控和管理；

二是協議數據的解析，主要指有線通信和無線通信數據的解析；

三是數據收發、轉發和交換，數據收發指對各種接口數據的收包和發包處理，數據轉發指系統內部接口間相同數據協議格式的交換收發處理，數據交換指按通信協議完成各種接口間一對一、一對多以及多對一，三種路由形式的數據轉發處理。

2 軟件設計

通信組網控制系統軟件總體上分為應用軟件和嵌入式軟件兩部分。其中應用軟件運行在Windows操作系統上，包含應用軟件、平臺軟件和通信軟件；嵌入式軟件指通信單元軟件，運行在通信單元上，完成通信組網等功能。應用軟件與嵌入式軟件通過網口和串口進行數據交互。

軟件組成示意如圖3所示。

3 結論

本文介紹了通信組網控制系統的意義、設計方法、性能優勢，提出有線、無線以及混合通信組網方式，該設計抗干擾能力強、安全性高、自由靈活；經過試驗驗證具有很好的效果，在商業化中具有很高的價值，能夠產生巨大的經濟效益。