通信工程師論文范文(兩篇)

　　下面是兩篇通信工程師論文范文，第一篇論文介紹了基于4G無線網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)采控制器的設(shè)計，論文闡述了嵌入式技術(shù)設(shè)計的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。第二篇論文介紹了基于J2EE架構(gòu)的企業(yè)信息化應(yīng)用平臺的研究與設(shè)計，實現(xiàn)了軟件開發(fā)的模塊化、組件化，提高隨需應(yīng)變能力。

　　《基于4G無線網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)采控制器的設(shè)計》

　　摘要：應(yīng)用4G無線網(wǎng)絡(luò)通信及嵌入式技術(shù)設(shè)計了一款無線數(shù)采控制器，該數(shù)采控制器采用S3C2440作為主控制器。闡述了系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，硬件設(shè)計介紹了硬件的構(gòu)成及功能;軟件設(shè)計包括Linux嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)、調(diào)試，應(yīng)用程序軟件的開發(fā)、調(diào)試等。

　　關(guān)鍵詞：4G無線網(wǎng)絡(luò)通信;嵌入式系統(tǒng);數(shù)采控制器

　　引言

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用范圍越來越廣，功能越來越全，更需要一種高效、簡潔、高性價比的無線傳輸方式。隨著無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通信帶寬逐漸增大、通信速率增大、通信質(zhì)量也有較大提高，使得數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸變得高效、實時性強、錯誤率低。目前，在生活中我們使用的無線網(wǎng)絡(luò)通訊種類中，使用最寬、最廣的就是4G通信，本文設(shè)計了一套由嵌入式與4G無線通信模塊構(gòu)成的無線數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，可以滿足多數(shù)環(huán)境的需要。

　　1 系統(tǒng)的總體方案

　　應(yīng)用4G無線網(wǎng)絡(luò)通信及嵌入式技術(shù)設(shè)計了一款無線數(shù)采控制器。無線數(shù)采控制器采用ARM9架構(gòu)的S3C2440芯片作為CPU，USR-G401t型4G無線移動通信網(wǎng)絡(luò)模塊實現(xiàn)4G無線通信，SP485芯片實現(xiàn)RS485通信，開關(guān)量輸入輸出信號通過光耦芯片進行隔離，SD卡作為數(shù)據(jù)臨時存儲，操作系統(tǒng)選擇嵌入式Linux，同時對該設(shè)備硬件、軟件實現(xiàn)作詳細的研究分析。下圖是4G無線數(shù)采控制器的結(jié)構(gòu)。

　　如圖1所示的4G無線數(shù)采控制器，圖中可以看出，該設(shè)備包括：16路繼電器輸出模塊，16路開關(guān)量信號輸入模塊，1路4G無線通信模塊，2路RS-485通信模塊(通過應(yīng)用程序軟件可以實現(xiàn)各種協(xié)議的485通信，可實現(xiàn)和各種儀表及PLC進行通信)，1路SD卡模塊(用于少量數(shù)據(jù)的存儲)。

　　2 硬件設(shè)計

　　2.1 核心板電路設(shè)計

　　核心板上包括了S3C2440芯片、Flash存儲芯片(K9F1216UOA) 、ROM存儲芯片

　　(HY57V561620FTP-H)、時鐘電路元件及電源電路電子元件等。核心板設(shè)計成獨立的板卡，將所有功能引腳引出后給主板使用，采用6層電路PCB板。Flash存儲電路分為Nor Flash和Nand Flash兩種存儲電路，Nor Flash的存儲容量為16MB(用來存儲引導(dǎo)程序)，Nand Flash的存儲容量為1GB(系統(tǒng)設(shè)計時，根據(jù)現(xiàn)場的應(yīng)用情況使用該容量完全滿足系統(tǒng)運行要求)，SDRAM的存儲容量為512MB核心板的設(shè)計主要是為實現(xiàn)版塊的公用性，可以使用于不同的主板。內(nèi)存及Flash存儲要能夠滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行的最小需求，同時要求具有較好散熱性能。

　　2.2 主板電路設(shè)計

　　2.2.1 主板繼電器輸出部分

　　在現(xiàn)場中設(shè)備所有外部電源及開關(guān)量信號都是直流24V，考慮到繼電器的輸出能力及穩(wěn)定性等，在設(shè)計繼電器輸出時也設(shè)計為24V電源驅(qū)動，干接點輸出。

　　輸出信號電路的設(shè)計時采用TLP521光耦合器進行隔離，以避免外部的高壓或反向電壓的注入燒毀核心元器件。根據(jù)手冊可以選擇光耦合器輸入信號端的電阻大小即為15011左右的電阻作為限流使用，如圖2所示。

　　2.2.2 主板SD卡部分

　　由于系統(tǒng)采用4G網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，由于4G網(wǎng)絡(luò)存在不穩(wěn)定性，故有些數(shù)據(jù)不能夠?qū)崟r的傳輸?shù)街锌刂行�，在設(shè)計時考慮了SD卡，用來存儲一些重要的數(shù)據(jù)。SD卡的設(shè)計如圖3所示。

　　DATO、DAT1、DAT3、CMD信號線都采用10KΩ電阻上拉至3.3V，目的是增強電路的驅(qū)動能力，nCD信號用于檢測SD卡是否插入，當卡沒有插入卡座時，該引腳為高電平，當卡完全插入卡座的時候，nCD被拉為低電平。WP信號腳是用來檢測SD卡是否有寫保護，原理和卡的插入檢測是一樣的，故采用R49下拉電阻接地。

　　2.2-3 串口通訊電路

　　現(xiàn)場需要采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)如果采用4?20mA的模擬信號采集，采集器得設(shè)計很多的模擬信號的采集通道。故我們在設(shè)計時就考慮采用通信的方式進行數(shù)據(jù)的采集，可以減少現(xiàn)場的布線及后期的維護工作，且可以保證數(shù)據(jù)的可靠性。設(shè)計通信時，我們采用兩線制RS485串行通信，MODBUSRTU通信協(xié)議進行通信，其實現(xiàn)電路原理圖如圖4所示。

　　2.3 4G無線模塊電路設(shè)計

　　無線網(wǎng)卡采用現(xiàn)有模塊化電路，電源由主板供應(yīng)，主板可以提供給該子版塊穩(wěn)定的3.8V電源。4G無線網(wǎng)卡選用USR-G40U，采用USB接口模式進行通信。4G無線模塊USIM卡電路如圖5。

　　USIM卡的接口速率為3.25MHz左右，因此USIM卡座的布局應(yīng)該取最近于USR-G401T位置，避免走線過長，最好對各信號線作地線包絡(luò)。CLK、IO、RESET這三個信號需要增加47pF的電容用于濾除天線信號的干擾，CLK、IO、RESET及VCC這四個信號都需要進行防靜電保護措施。USIM卡接口ESD(Electro-Static Dischang即靜電釋放)防護，如上圖所示，電路中采用了瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)來作為板卡的靜電防護，PCB板布線的時候TVS要盡量的靠近SIM卡放置。

　　3 軟件設(shè)計

　　該控制器采用嵌入式設(shè)計，在選擇嵌入式操作系統(tǒng)時，我們選擇開源Linux操作系統(tǒng)，內(nèi)核版本為Linux-2.6.30.4。

　　3.1 驅(qū)動程序的編寫

　　嵌入式設(shè)備基本都是根據(jù)需求完全定制化開發(fā)的，故不能夠找到完整的驅(qū)動程序支持系統(tǒng)，這就需要我們進行驅(qū)動程序的開發(fā)，驅(qū)動程序的開發(fā)軟件我們可以在網(wǎng)絡(luò)上找到很多軟件來建立開發(fā)環(huán)境，本次我們使用的是Eclipse軟件來開發(fā)我們的驅(qū)動程序。開發(fā)完成后我們需要在內(nèi)核系統(tǒng)中添加對驅(qū)動程序的支持，然后配置內(nèi)核，完成后編譯成功后燒寫到設(shè)備才能能夠運行。

　　進行設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)，其開發(fā)流程如圖6所示。

　　3.2 應(yīng)用程序的設(shè)計

　　應(yīng)用程序的實現(xiàn)是建立在操作系統(tǒng)及驅(qū)動程序的基礎(chǔ)之上，通過操作系統(tǒng)接口及設(shè)備驅(qū)動程序的接口應(yīng)用Eclipse開發(fā)環(huán)境開發(fā)需要的應(yīng)用程序。操作系統(tǒng)提供了需要的大部分功能接口函數(shù)，而要獲取外部設(shè)備的數(shù)據(jù)則需要通過驅(qū)動程序接口來應(yīng)用外設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換。

　　設(shè)備設(shè)計的是無人值守的，故在設(shè)計時無論出現(xiàn)任何誘因?qū)е略O(shè)備故障或者死機時，都要盡量能夠保證應(yīng)用程序的復(fù)位、數(shù)據(jù)的恢復(fù)，最壞的情況下要能夠保證設(shè)備能夠自動重啟。復(fù)位、初始化所有的外設(shè)、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序，并啟動繼續(xù)進行工作，必要時要能夠?qū)⒐收锨暗倪\行狀態(tài)再次導(dǎo)入驅(qū)動及應(yīng)用程序，繼續(xù)運行故障前的作業(yè)。設(shè)計軟件時應(yīng)該充分應(yīng)用看門狗，以實現(xiàn)設(shè)備的自復(fù)位功能，實現(xiàn)設(shè)備的“自修復(fù)”、“無故障”工作狀態(tài)。

　　系統(tǒng)在實現(xiàn)各個子功能及業(yè)務(wù)流程后，設(shè)備還不能夠按照項目需求運行，設(shè)備還在不能夠運行起來，只實現(xiàn)了各部分的功能，還需要一個管理應(yīng)用程序，將之前設(shè)計的各種功能、各種業(yè)務(wù)進行統(tǒng)一的管理，將各個子功能的業(yè)務(wù)綜合的統(tǒng)一起來、結(jié)合起來實現(xiàn)項目需求，這就是所要開發(fā)的設(shè)備數(shù)采應(yīng)用程序。其實以上所有的應(yīng)用程序都是該數(shù)采應(yīng)用程序的子程序，數(shù)采應(yīng)用程序協(xié)調(diào)著各個外設(shè)的工作，處理著各個外設(shè)的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)流程圖如圖7所示。

　　4 控制器的性能評估、測試

　　4.1 硬件性能測試

　　設(shè)備在現(xiàn)場運行時和在實驗階段完全不一樣的，實驗階段使用的電源、信號等都是相當?shù)钠椒�(wěn)的，沒有較大波動，也不存在雷擊、過壓、欠壓、過流、欠流、靜電、摔撞、電磁干擾、溫度、濕度、冷露、結(jié)冰、鼠蟲等影響，故設(shè)備都能夠正常的運行，但是在現(xiàn)場引用的過程中往往出現(xiàn)的考究設(shè)備性能的遠遠不只以上情況。故在測試硬件性能上要對設(shè)備的供電、信號輸入/輸出、通訊接口等進行相應(yīng)的測試，以保證設(shè)備在一定的外部干擾環(huán)境下能夠穩(wěn)定、可靠的運行。

　　4.2 軟件性能測試

　　軟件會受到硬件的新增、刪除、更改、故障的影響，會受到使用者的操作的影響，還會受到軟件自身運行的影響，同時還會受到數(shù)據(jù)拷貝過程中數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)溢出、數(shù)據(jù)損壞的影響，在實際使用時往往還會遇到很多其他因素的影響導(dǎo)致軟件的崩潰。故在測試軟件性能上我們要對各種情況下軟件運行的狀態(tài)進行測試評估，進行多種復(fù)雜情況下的軟件測試評估，在一定的范圍內(nèi)要保證設(shè)備的軟件能夠穩(wěn)定、可靠的運行。

　　5 結(jié)束語

　　本文設(shè)計了一種基于4G無線網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)采控制器，該數(shù)采控制器可以在不同的應(yīng)用場合有效的采集數(shù)據(jù)，可以應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療等生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。本系統(tǒng)有較好的應(yīng)用性和可移植性，有一定的理論和應(yīng)用價值。

　　《基于J2EE架構(gòu)的企業(yè)信息化應(yīng)用平臺的研究與設(shè)計》

　　摘要：針對軟件企業(yè)開發(fā)的業(yè)務(wù)需求，本文提出基于PEE架構(gòu)的企業(yè)信息化平臺的解決方案，平臺基于OSGI思想、提供組件概念、支持模塊重復(fù)使用，實現(xiàn)了軟件開發(fā)的模塊化、組件化、自由定制化開發(fā)，提高了隨需應(yīng)變能力，降低了開發(fā)、維護、實施成本。文中詳細介紹了企業(yè)應(yīng)用集成開發(fā)平臺的應(yīng)用背景、組成框架、主要功能、關(guān)鍵技術(shù)等方面內(nèi)容。

　　關(guān)鍵詞：企業(yè)應(yīng)用平臺;J2EE;OSGI

　　引言

　　軟件企業(yè)的核心競爭力體現(xiàn)在品牌優(yōu)勢、產(chǎn)品功能和性能、快速響應(yīng)需求能力、服務(wù)水平等諸多方面。優(yōu)秀的企業(yè)級信息應(yīng)用和開發(fā)平臺，能夠提供集成化、模塊化、個性化、易擴展、易維護、快速響應(yīng)需求的產(chǎn)品全生命周期技術(shù)支撐和保證，從而加快產(chǎn)品開發(fā)、方便產(chǎn)品部署和集成、提高個性化需求的響應(yīng)速度、簡化產(chǎn)品代碼管理、降低項目實施和維護成本，進而能夠整體提高軟件企業(yè)的創(chuàng)新能力、開發(fā)團隊和產(chǎn)品技術(shù)水平、產(chǎn)品交付能力、創(chuàng)收能力和長期發(fā)展能力等。

　　1 系統(tǒng)需求

　　開發(fā)適合本公司特點的企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)平臺，

　　是大型軟件產(chǎn)品設(shè)計的最佳實踐，是企業(yè)級客戶信息化建設(shè)的客觀需求，也是軟件企業(yè)長期良性發(fā)展的必要條件。國際上成功軟件企業(yè)的發(fā)展歷程證明，擁有自主平臺的軟件公司，在品牌知名度、產(chǎn)品性肯泛、團隊技術(shù)水平、交付能力、服務(wù)保障能力等諸多方面，和僅擁有特定功能產(chǎn)品的軟件企業(yè)相比，有無可比擬的巨大優(yōu)勢。

　　2 系統(tǒng)功能

　　本平臺致力于減少項目開發(fā)周期、減輕開發(fā)人員的重復(fù)模塊開發(fā)負擔、降低項目成本、降低項目實施復(fù)雜性、以組件的形式做到重復(fù)使用、即插即拔。

　　選定J2EE應(yīng)用程序服務(wù)器為基礎(chǔ)，在不破壞原有功能和技術(shù)標準的前提下，通過擴展新的功能模塊、服務(wù)和二次開發(fā)能力，形成滿足市場定位的企業(yè)應(yīng)用平臺和二次開發(fā)平臺。平臺總體框架示意

　　圖如圖1所示：

　　平臺功能模塊主要實現(xiàn)了單點登錄、STMP郵件、工具集、基礎(chǔ)功能組件、開發(fā)框架、多種業(yè)務(wù)引擎、平臺助手、基礎(chǔ)應(yīng)用軟件、二次開發(fā)支持等功能。

　　2.1 單點登錄

　　單點登錄(SSO)，是目前比較流行的企業(yè)業(yè)務(wù)整合的解決方案之一。SSO的定義是在多個應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)。本平臺采用耶魯大學(xué)的CAS項目，其具備最先進的設(shè)計理念，體系結(jié)構(gòu)合理、配置簡單、客戶端支持廣泛、技術(shù)成熟。

　　2.2 OSGI容器

　　OSGI(Open Service Gateway Initiative)技術(shù)是面向Java的動態(tài)模型系統(tǒng)。通過與應(yīng)用服務(wù)器的集成倉d造一個組件服務(wù)式容器，引入Bundles概念，容許任何Bundles插拔、互相引入，從而實現(xiàn)組件的可重用式幵發(fā)部署。

　　2.3 工具集

　　平臺提供了多種工具助手，以期提供更完美的服務(wù)，其中包含集合、時間、文件系統(tǒng)、編碼、加密、OSGI組件訪問等功能。

　　2.4 ZK框架

　　ZK是一套以AJAX/XUL/Java為基礎(chǔ)的網(wǎng)頁

　　應(yīng)用程序開發(fā)框架，用于豐富網(wǎng)頁應(yīng)用程序的使用界面。是Java寫成的開發(fā)工具。

　　2.5 Quartz定時任務(wù)

　　Quartz是一個開源的作業(yè)調(diào)度框架，它完全由Java寫成，并設(shè)計用于J2SE和J2EE應(yīng)用中。它提供了巨大的靈活性而不犧牲簡單性。你能夠用它來為執(zhí)行一個作業(yè)而創(chuàng)建簡單的或復(fù)雜的調(diào)度。

　　2.6 數(shù)據(jù)庫JPA

　　JPA全稱Java Persistence API.JPA通過JDK注解或XML描述對象一關(guān)系表的映射關(guān)系，并將運行期的實體對象持久化到數(shù)據(jù)庫中。

　　JPA的總體思想和現(xiàn)有Hibernate、JDO等ORM框架大體一致。總的來說，JPA包括三個方面的技術(shù)：ORM映射元數(shù)據(jù)、API、查詢語言。

　　2.7 JBPM工作流

　　JBPM，全稱是Java Business Process Management業(yè)務(wù)流程管理)，它是覆蓋了業(yè)務(wù)流程管理、工作流、服務(wù)協(xié)作等領(lǐng)域的一個開源的、靈活的、易擴展的可執(zhí)行流程語言框架。JBPM是公幵源代碼項目，使用它要遵循ASL(Apache License Version2.0)和EULA(JBoss End User License Agreement)協(xié)議。

　　2.8 消息推送

　　平臺提供了三種消息類型，普通、提示、告警，以彈窗形式進行，為用戶及時得到重要通知的反饋提供了方便，也使得二次開發(fā)人員不必耗費精力在消息功能插件上的開發(fā)，只需調(diào)用合適的消息推送函數(shù)即可。

　　2.9 二次開發(fā)

　　基于OSGI思想的二次開發(fā)以組件插拔方式實現(xiàn)，允許二次開發(fā)人員自由開發(fā)自己的Bundle，只需要明白需要引入哪些Bundle以及引入Bundle提供的功能即可。

　　2.10 集成開發(fā)環(huán)境

　　平臺內(nèi)置多Bundles組件包含了數(shù)據(jù)庫連接、批處理任務(wù)、工作流、報表、消息推送、權(quán)限管理、用戶管理、在線用戶監(jiān)控、安全審計、系統(tǒng)日志等功能，二次幵發(fā)人員只需基于這些基本功能Bundles的引用開發(fā)業(yè)務(wù)模塊即可。

　　3 主要技術(shù)方案

　　系統(tǒng)利用成熟的計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，以計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計方法為指導(dǎo)，研究、幵發(fā)企業(yè)應(yīng)用集成開發(fā)平臺。

　　整個平臺完全基于J2EE技術(shù)平臺，采用SOA架構(gòu)設(shè)計來構(gòu)架;主要采用了工作流控制系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)、郵件發(fā)送系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作;采用CAS技術(shù)實現(xiàn)單點登陸;用集成身份認證系統(tǒng)作為系統(tǒng)的身份與安全控制;安全系統(tǒng)按照軍工企業(yè)保密要求設(shè)計，強化安全性。

　　4 關(guān)鍵技術(shù)

　　4.1 ZK框架

　　ZK是一套開放源碼、相容于XUL/HTML標準、Java寫成的開發(fā)工具。

　　ZK的使用極大的方便了開發(fā)人員，從傳統(tǒng)的JavaScript繁復(fù)的代碼量中解脫出來，甚至無需使用JavaScript，而直接使用JAVA語言進行頁面開發(fā)，該技術(shù)類似與谷歌的GWT，在中國市場具有更加廣闊的應(yīng)用前景。

　　4.2 OSGI技術(shù)

　　OSGI服務(wù)平臺向Java提供服務(wù)，這些服務(wù)使Java成為軟件集成和軟件開發(fā)的首選環(huán)境。Java提供在多個平臺支持產(chǎn)品的可移植性。OSGI技術(shù)提供允許應(yīng)用程序使用精煉、可重用和可協(xié)作的組件構(gòu)建的標準化原語。這些組件能夠組裝進一個應(yīng)用和部署中。

　　因為OSGI技術(shù)為集成提供了預(yù)建立和預(yù)測試的組件子系統(tǒng)，所以O(shè)SGI技術(shù)使你從改善產(chǎn)品上市時間和降低開發(fā)成本上獲益。

　　5 結(jié)束語

　　J2EE企業(yè)信息化開發(fā)平臺貫徹以人為本的設(shè)計理念，以O(shè)SGI思想為指導(dǎo)，樹立風格一致的開發(fā)環(huán)境，體現(xiàn)人性化設(shè)計，開發(fā)框架友好，易學(xué)好用;可以自由定制不同用戶需求的系統(tǒng)界面;軟件功能較強，內(nèi)容豐富，滿足軟件企業(yè)的企業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和集成部署要求。

　　推薦閱讀：《通信企業(yè)管理》(月刊)創(chuàng)刊于1981年，是由人民郵電報社主辦的專業(yè)理論刊物。傳播郵電企業(yè)管理的先進經(jīng)驗，探討郵電經(jīng)濟體制改革的理論與實踐問題。

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