基于VW的海洋环境通信中相关技术的研究与实现_赵美珍
国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述
国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述一、本文概述随着科技的快速发展，无人潜航器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）作为海洋探索与利用的重要工具，已经吸引了全球科研人员和工程师的广泛关注。
作为无人潜航器的重要组成部分，水下通信技术对于实现潜航器的远程控制、数据传输、多潜航器协同作业等功能具有关键作用。
本文旨在综述国外水下无人潜航器及其通信技术的发展现状与趋势，分析当前主流通信技术的优缺点，并探讨未来可能的研究方向和应用前景。
通过对国外相关文献的梳理和分析，本文旨在为国内外从事水下无人潜航器及通信技术研究的学者和工程师提供有益的参考和启示。
二、国外AUV的发展现状近年来，随着科技的飞速发展，国外在自主水下航行器（AUV）领域取得了显著的进步。
AUV作为水下无人潜航器的一种，其自主导航、环境感知、任务执行等能力不断增强，为海洋科学研究、海底资源勘探、水下搜救等领域提供了有力支持。
在硬件设计方面，国外的AUV技术日趋成熟。
许多先进的AUV已经实现了小型化、模块化、高度集成化，以适应不同复杂度的水下环境。
例如，某些AUV采用了先进的推进系统，包括矢量喷水推进器、机械式螺旋桨等，以提高其机动性和稳定性。
同时，为了应对深海高压、低温等极端环境，AUV的耐压壳体和材料技术也在不断更新，确保了AUV的安全性和可靠性。
在软件技术方面，国外的AUV已经实现了高度智能化和自主化。
通过集成先进的算法和人工智能技术，AUV可以自主完成路径规划、环境感知、目标识别等任务。
随着深度学习技术的发展，AUV在图像识别、声呐信号处理等方面也取得了显著突破，进一步提升了其在水下复杂环境中的作业能力。
在通信技术方面，国外的AUV同样取得了长足的进步。
为了实现在水下环境中的数据传输和远程控制，研究人员开发了一系列高效、稳定的水下通信技术。
例如，某些AUV采用了高速水声通信技术，实现了与水面基站或卫星的实时数据传输；还有研究团队在探索利用电磁波或光学通信技术在水下环境中实现数据传输的可能性。
海洋生态保护的创新技术与方法
海洋生态保护的创新技术与方法海洋是地球上最广阔的生态系统之一，但由于人类活动的不可避免，海洋生态环境正面临多种威胁与破坏，如过度捕捞、水污染、气候变化等。
为了保护海洋生态系统的健康与可持续发展，科学界及相关机构积极研究并应用创新技术与方法，以提高海洋资源的保护与恢复效果。
本文将介绍一些关键的创新技术与方法，以应对海洋生态保护的挑战。
一、海洋生态监测技术1.无人机技术无人机技术在海洋生态监测中发挥了重要作用。
通过搭载高分辨率摄像设备和多光谱传感器，无人机可以对海洋生态系统进行实时监测，收集海洋动植物的分布、数量、迁徙等数据。
这些数据不仅可以为科学研究提供重要支持，还可以用于制定有效的保护策略。
2.遥感技术遥感技术利用航天器或卫星采集远距离的数据，可以快速获得大范围的海洋信息。
通过分析这些数据，科学家可以了解海洋表面温度、水质状况、藻类水华等信息，为海洋生态环境的监测和预警提供有力支持。
二、海洋生态修复技术1.人工鱼礁人工鱼礁是一种通过人工方式创造的海洋生态系统，可以提供鱼类及其他海洋生物的栖息地，并促进物种多样性的增加。
人工鱼礁还可以吸引渔业资源，减轻捕捞压力，并为渔业提供补充养殖资源。
2.海岛植树造林海岛植树造林是一种通过种植树木来修复沿海退化生态系统的方法。
这些树木可以减少海岸侵蚀，保持泥沙，维持海洋生态平衡。
与此同时，植树造林还为鸟类及其他动物提供栖息地，增加生物多样性。
三、海洋生态保护管理方法1.渔业配额管理过度捕捞是当前海洋生态环境面临的主要威胁之一。
为了解决这一问题，渔业配额管理被广泛应用。
该方法通过设定捕捞限额，并对渔获物进行跟踪和监测，以保证捕捞活动的可持续性，维护海洋生态平衡。
2.海洋保护区建设海洋保护区是一种常见的保护海洋生态系统的方法，通过划定特定区域，限制开发活动，保护原生态环境和生物多样性。
海洋保护区还可以提供重要的科研基地，促进科学研究与保护工作的开展。
结论海洋生态保护是一项迫切而重要的任务，需要社会各界的共同努力。
海底光缆在海洋环境监测与保护中的应用与支持
海底光缆在海洋环境监测与保护中的应用与支持随着全球经济和人类活动的不断发展，对海洋环境的监测与保护变得日益重要。
海洋环境的变化对于人类的生存和发展有着深远影响，因此及时了解和掌握海洋环境的动态成为当务之急。
在这一背景下，海底光缆作为一种先进的通信技术，正发挥着越来越重要的作用。
本文将介绍海底光缆在海洋环境监测与保护中的应用与支持。
首先，海底光缆在海洋环境监测中发挥着关键的作用。
海洋环境的变化包括温度、盐度、浊度、海流、海洋生物等多个方面，而这些信息的及时获取对于海洋生态环境的保护和资源利用的合理化有着重要意义。
传统的监测方法往往需要投入大量的人力物力，而且覆盖范围有限，不够全面和准确。
而利用海底光缆进行海洋环境监测，可以实现全面、快速、准确地获取海洋环境参数，为科学研究和管理决策提供基础数据支持。
其次，海底光缆在海洋环境保护中发挥着积极的作用。
海洋环境保护是人类共同的责任，而了解和掌握海洋环境变化的信息是制定和执行保护措施的前提。
海底光缆作为信息高速传输的通道，可以实时传输监测数据和环境变化信息，以支持决策者准确判断和分析海洋环境变化趋势。
同时，海底光缆可以实现远程控制和监控，可以远程操作海洋监测设备，从而提高监测效率和保护水平。
另外，海底光缆在海洋环境监测和保护中的应用面临着一些挑战。
首先是成本问题。
部署和维护海底光缆需要大量的投资，特别是在远离陆地的海域。
因此，如何降低成本，提高海底光缆的覆盖范围和可靠性，是当前需要解决的问题之一。
另外，海洋环境复杂多变，海底光缆的安装和维护也面临着技术难题。
如何确保海底光缆在恶劣的环境条件下能够稳定运行，需要技术研发和工程实践的支持。
为了推动海底光缆在海洋环境监测和保护中的应用与支持，我们需要加强研究和合作。
首先，需要加强科学研究，开展海底光缆在海洋环境监测和保护中的应用案例研究，以验证其可行性和效益。
同时，需要加强技术研发，提高海底光缆在海洋环境监测中的传输速度和数据质量。
海洋保护创新新技术与方法保护海洋生态环境
海洋保护创新新技术与方法保护海洋生态环境海洋生态环境的保护对于地球的可持续发展至关重要。
随着人类活动的日益增加，海洋生态系统受到了严重破坏。
因此，寻找创新的新技术和方法来保护海洋生态环境成为当今的紧迫任务。
本文将介绍一些正在应用和发展中的创新技术和方法，以期有效保护和恢复海洋生态环境。
一、海洋生态监测技术为了更好地了解海洋生态系统的变化和健康状况，科学家们开发了各种海洋生态监测技术。
其中，遥感技术在海洋生态监测中起着重要作用。
遥感技术利用卫星或飞机上的仪器，通过接收物体发射或反射的电磁辐射，获取有关该物体的信息。
在海洋保护中，遥感技术可以帮助监测和评估海洋污染、海洋酸化、海洋生态系统的生物多样性等重要指标。
此外，无人机技术的应用也使得海洋监测工作更加精准和高效。
二、海洋能源利用技术随着全球能源需求的增长和传统能源资源的日益枯竭，利用海洋能源成为了一种可持续发展的替代方案。
海洋能源利用技术包括海洋风能、潮汐能和海洋热能等。
其中，海洋风能是应用最广泛的一种海洋能源。
海洋风电场可以通过安装在海上的风力发电机利用海上风力来发电，减少对传统能源的依赖并减少温室气体的排放。
此外，利用潮汐活动和海洋温度差利用的技术也在不断发展中。
海洋能源的利用不仅可以提供清洁的能源，还可以避免对海洋生态环境的破坏。
三、人工鱼礁建设技术为了保护和恢复海洋生态系统中的鱼类资源，人们引入了人工鱼礁建设技术。
人工鱼礁是人工制造的具有类似天然鱼礁功能的结构物。
通过在海洋中布置人工鱼礁，可以提供鱼类栖息、繁衍的场所，并吸引大量的海洋生物聚集。
这种技术不仅促进了渔业资源的恢复，还促进了海洋生态系统的稳定和保护。
人工鱼礁建设技术在一些地方已经取得了显著成效，并且得到了广泛的推广和应用。
四、海洋生物技术研究海洋生物技术研究是利用海洋生物资源开展科学研究和应用开发的领域。
海洋生物资源具有丰富的物质和遗传信息，对于新药开发、环境修复和能源开发等具有重要意义。
基于VxWorks的海洋环境通信中相关技术的研究与实现
Ｖｘ ｒ ｓ 一种实 时可 裁减 的操 作 系统 。网 ｗｏｋ 是
式， 可以提 高通 信效 率 ， 而环形 缓 冲 区的应 用 Ｖｘ ｒ ｓ 各种 通 本 Ｗｏｋ 下 信技术 的原理及 在海 洋环境通 信系统 中的应用 。
２ Ｖｘ ｏｋ Ｗ ｒ ｓ下 网络通 信 技 术 的研 究
Ａ ｓ ｒ ｃ Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｕ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆｔ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ ｓ ｓ ｅ ｏ ｃ ａ ｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔｕ ｄ ｒＶｘ ｏ ｋ ． ｂ ｔａ ｔ ｉ ａ ｅ ｉｃ ｓ ｈ ｅ ｉｎ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｈ ｏ ｎ ｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｆｏ ｅ ｎ ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ｎ ｅ Ｗ ｒ ｓ
Ｓｔ ｃ ［ ａ ｋ）
络通信 中虚拟 网技术 、Ｐ组播 技术 、 冗余 备 份技 Ｉ 双
术等 的应用 ， 改善 网络 的性 能 、 高 网络 通信 的 对 提 可靠性 ， 起着 很大 的作 用 。串 口通信 中采用 中断方
＊
收稿 日期 ：０ ０ １ ２１ 年 ０月 １ ３日 ， 回 日期 ：０ ０ １ 月 １ 修 ２１ 年 １ ４日 作者 简 介 ： 美 珍 ， ， 士 ， 理 工 程 师 ， 赵 女 硕 助 研究 方 向 ： 舶 导 航 、 导 与 控 制 。徐 峰 ， ， 士 ， 程 师 ， 究 方 向 ： 声 船 制 男 硕 工 研 水 工程 、 舶 导 航 制 导 与控 制 。于 大海 ， ， 程 师 ， 船 男 工 研究 方 向 ： 舶 导 航 制 导 与控 制 。闻 宏 志 ， ， 士 ， 程 师 ， 究 方 船 男 硕 工 研 向 ： 舶 导 航 制 导 与控 制 。 船
近海环境监测中通信技术研究
近海环境监测中通信技术研究【摘要】随着计算机技术和通信技术的广泛应用，在近海环境监测中发挥了重要的作用。
凭借先进的通信技术，可实现持续化、自动化监测，随时传递重要的海洋环境信息，以确保海洋环境中心掌握真实情况，针对海洋环境中存在的问题，制定科学、可行的处理计划。
本文结合通信技术的开展状况，对其在近海环境监测中的应用进行具体分析与探讨。
【关键词】通信技术；近海环境监测；海洋爱护；应用1前言当前海洋环境监测技术正朝向持续化、现代化、自动化方向开展，进一步拓展了海洋环境监测的空间。
我国的数据通信技术中，一直采取水上移动通信技术、无线电台传播技术、卫星通信技术等，虽然起到了一定的监测效果，但是也存在很多缺陷：首先，使用移动载体浮标，受到其吃水深度、风浪等影响，导致监测数据不精确；其次，大多以单点监测模式为主，限制了监测的范围；再有，对底层海洋环境的掌握缺乏。
针对这些问题，当前开展较快的水声通信技术取代了原有通信技术的地位，凭借其效率高、可靠性强等特征，更具应用价值，并且水声通信技术设置了海面观测平台和海底观测平台，减少海况因素的影响，同时融合水声通信技术、水上移动通信技术等，从过去单一的海上观测站转变为“链条式〞的观测模式。
通过应用全新通信技术，使得近海环境监测范围扩大、数据质量提高，在海面或者海底监测并获取数据之后，将其传输至陆地信息网络中，实现信息实时传输及资源共享，更好发挥通信技术在近海环境监测中的作用。
2水声通信技术概述2.1水上移动网络通信技术在近海环境监测中应用的通信系统，从最初的GSM〔2G〕、GPRS〔2.5G〕一直开展到WCDMA 〔3G〕、TD-SCDMA〔3G〕，并且随着移动网络通信技术的不断开展，目前正在尝试使用最新的TD-LTE-advanced〔4G〕通信技术。
在最初应用的GSM技术中，通过发送短信息的方式，双向传播简短的数据，使用多个GSM模块发送或接收短信息。
但是受到短信息篇幅的限制，如果需要传递大量信息，增加了繁琐性，并且传输本钱偏高，实用价值偏低；随后应用的GPRS技术中，融合现代化的物联网技术，提高了信息传播的便捷性，进一步扩展了信息传播的速度与传播的类型；在应用GPRS技术的根底上，引入WCDMA技术和TD-SCDMA技术，其传播速率提升到几百kb/s，并且发挥了无缝漫游技术的重要作用，实现了移动网络与互联网信息共享，能够传播多样化的信息。
通信技术对海洋保护和海洋科研的推动作用
通信技术对海洋保护和海洋科研的推动作用摘要：通信技术在海洋保护和海洋科研方面的应用得到了广泛的关注和认可。
本文将重点探讨通信技术在海洋环境监测、海洋资源管理、海洋生命探索以及海洋灾害预警等方面的作用，强调其对海洋保护和海洋科研的重要推动作用。
引言：海洋被誉为地球的蓝色宝库，对于人类生存和发展至关重要。
然而，面临着环境污染、海洋资源过度开发以及海洋灾害等多重挑战，提升海洋保护和海洋科研水平成为当务之急。
通信技术的日益发展为海洋保护和海洋科研提供了众多有力的工具和手段。
一、海洋环境监测通信技术在海洋环境监测方面发挥着重要作用。
通过传感器和遥感技术等手段，实时监测和追踪海洋中的温度、盐度、酸碱度、浊度等环境指标。
通过通信技术，这些数据可以实时传输至地面站或数据中心，为科研人员提供更加准确、详实的海洋环境数据，从而更好地了解海洋的运行机制和生态系统状况。
二、海洋资源管理通信技术对海洋资源管理也具有重要推动作用。
通过卫星通信技术，可以实现广域网络的覆盖，将远程海洋资源开发区域与管理中心之间实现实时数据传输和信息共享。
这种实时连接使得管理者能够及时了解海洋资源的开发与利用情况，提高资源利用效率，减少资源浪费。
三、海洋生命探索通信技术对海洋生命的探索有着重要作用。
通过水下通信技术，科研人员可以远程操作和监测潜水器、无人机等工具，实现对深海生物的观测和研究。
同时，通过远程图像传输和高清视频传输技术，科研人员能够迅速获取海洋生态系统图像和视频资料，促进对海洋生物多样性和生态系统功能的理解。
四、海洋灾害预警通信技术在海洋灾害预警方面发挥着关键作用。
通过建立海洋灾害预警系统，并运用通信技术传输预警信息，可以对海啸、台风、地震等海洋灾害发生前进行及时监测和预警。
这有助于减少人员伤亡和财产损失，并引导相关部门采取有效的紧急救援措施。
结论：通信技术的不断创新和应用，为海洋保护和海洋科研提供了强大的推动力。
通过海洋环境监测、海洋资源管理、海洋生命探索以及海洋灾害预警等方面的应用，通信技术促进了科学研究的进展，为海洋保护和可持续利用提供了技术保障。
量子通信技术在海洋研究中的应用与挑战
量子通信技术在海洋研究中的应用与挑战引言海洋作为地球表面上最为广阔的蓝色领域，一直以来都是人类研究的重要对象。
为了更好地探索海洋深处的奥秘，科学家们利用先进的技术手段展开了一系列的海洋研究工作。
在这些技术手段中，量子通信技术因其突出的优势被广泛运用于海洋研究中，为海洋科学家们开展深海勘探、海洋生态保护等方面的工作提供了重要支持。
然而，量子通信技术在海洋研究中的应用也面临着一些挑战，需要我们继续努力克服。
本文将介绍量子通信技术在海洋研究中的应用，并探讨相关的挑战。
量子通信技术在海洋研究中的应用1. 深海数据传输深海勘探是海洋研究领域的重要组成部分。
然而，由于传统通信技术在深海环境中的限制，传输海洋观测数据的难度较大。
而量子通信技术具有抗干扰性强、传输距离远、安全性高等优势，能够有效解决深海数据传输中的问题。
通过利用量子通信技术，研究人员可以实现海底观测设备与陆地实验室之间的高速数据传输，进一步提高深海勘探的效率和准确性。
2. 海洋生态保护海洋生态环境的保护一直是亟待解决的全球性难题。
利用量子通信技术，可以实现对海洋生态环境的实时监测和数据共享。
通过部署量子通信网络，各种海洋观测仪器和传感器可以实时收集环境数据，并将这些数据传输回地面监测中心。
这些数据对于海洋生态环境的管理与保护至关重要，能够帮助科学家们更好地了解海洋生态系统的变化趋势，进一步制定相关的保护策略。
3. 海底资源开发海底资源的开发是人类对于海洋资源利用的重要方向之一。
而海洋研究中的量子通信技术能够在海底设备的部署和控制过程中发挥重要作用。
通过利用量子通信技术，可以实现对海底设备的远程控制、实时数据传输和保密通信，大大提高了海底资源开发的效率和可行性。
量子通信技术在海洋研究中面临的挑战虽然量子通信技术在海洋研究中有着广泛的应用前景，但也存在一些挑战需要克服。
1. 传输距离限制当前量子通信技术的传输距离仍然受到限制。
由于海洋环境的复杂性和海水的吸收、散射等影响，量子通信信号在海洋中的传输距离较短。
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总第201期2011年第3期舰船电子工程Ship Electr onic Eng ineeringV o l.31No.394基于VxWorks的海洋环境通信中相关技术的研究与实现*赵美珍徐峰于大海闻宏志(中国舰船研究设计中心武汉430064)摘要讨论了在嵌入式实时操作系统V x Wo rks下海洋环境通信系统的设计方法,介绍了网络通信中虚拟网技术、I P 组播技术、双冗余备份技术的原理和应用,改善了网络的性能,提高了网络通信的可靠性。
将环形缓冲区应用到串口通信中,减小了丢包率。
关键词海洋环境;V x Wo rks;U DP;网络通信;串行通信中图分类号T N929.3Research and Realization of Im portant Technologyin Com munication System of Ocean Environment Based on VxWorksZ ha o M eizhen X u F eng Y u Da hai W en Ho ngzhi(China Ship Development and Design Center,W uhan430064)A bstract T his paper discuss the desig n method of the co mmunication system o f ocean env ir onment under V x Wor ks. T he technolog y of VL A N,IP multicast and do uble redundancy backup ar e intr oduced,which can improv e the per for mance of net and str eng then the secur ity of it.T he applicatio n of annular buffer in ser ial communication reduces the percentage of the lost data packag e.Key Words ocean env iro nment,Vx Wo rks,U D P,netw or k communicatio n,serial communicat ionClass Number T N929.31引言海洋环境信息应用系统集成了诸多海洋要素信息,为船舶航行、操纵等活动提供必要的支持和保障,而通信系统作为应用系统的重要组成部分,成为各个传感器和船舶控制设备通信的桥梁。
海洋环境通信部分包括网络通信和串口通信两部分。
VxWo rks是一种实时可裁减的操作系统。
网络通信中虚拟网技术、IP组播技术、双冗余备份技术等的应用,对改善网络的性能、提高网络通信的可靠性,起着很大的作用。
串口通信中采用中断方式,可以提高通信效率,而环形缓冲区的应用,可有效的减少丢包率,本文将介绍Vx Works下各种通信技术的原理及在海洋环境通信系统中的应用。
2V x Works下网络通信技术的研究与实现VxW orks具有完备的T CP/IP协议栈支持,并支持两种类型的网络设备驱动程序,VxWo rks BSD4.3网络驱动程序和V xWo rks可裁减的增强型网络堆栈(SENS,Scalable Enhanced Netw o rks Stack)[1]。
*收稿日期:2010年10月13日,修回日期:2010年11月14日作者简介:赵美珍,女,硕士,助理工程师,研究方向:船舶导航、制导与控制。
徐峰,男,硕士,工程师,研究方向:水声工程、船舶导航制导与控制。
于大海,男,工程师,研究方向:船舶导航制导与控制。
闻宏志,男,硕士,工程师,研究方向:船舶导航制导与控制。
2011年第3期舰船电子工程952.1Vx Works网络通信中用到的技术1)虚拟网技术虚拟网络(VLAN)是建立在交换技术的基础上,它在逻辑上等价于广播域。
可以将VLAN类比成一组最终用户的集合,这些用户可以处在不同的物理LAN上,但它们之间可以像在同一个LAN 上那样自由通信而不受物理位置的限制。
在这里,虚拟网的定义和划分与物理位置及物理连接没有任何必然的联系。
网络管理员可以根据不同需要,通过相应的网络软件灵活地建立和配置虚拟网,并为每个虚拟网分配它所需要的带宽。
采用虚拟网可以降低移动或变更工作站物理位置的费用,减少广播风暴的发生,并增强网络的安全性。
VLAN可以根据交换机端口号、M AC地址、网络层地址、IP组播地址来划分。
2)IP组播技术组播是一种将一个分组的多份拷贝传送给所有可能目标站的选定子集的技术。
有些硬件(如以太网)通过使某个网络接口加入一个或多个组播群组而支持组播,被称为硬件组播(H ar dw are M ult-i cast)技术[9]。
IP组播(IP M ulticast)是对Internet网络中硬件组播的抽象。
它是指将IP数据报传输到一个构成了IP组播群(IP multicast g roup)的主机集合。
群组中的各个成员可能分布于各个独立的物理网络上。
IP组播群组中成员的关系是动态的,主机可以在任何时候加入或退出群组,不是某群组成员的主机也能向该群组发送组播数据报。
由于只向该组中的成员而不是网络中的每个计算机发送数据,节省了网络信道资源,减少了广播风暴的发生,改善了网络性能。
2.2Vx Works下UDP并发服务器的设计2.2.1Socket编程技术套接字提供了应用层进程利用网络协议栈交换数据的机制,是应用程序通过网络协议栈进行通行的接口。
套接字编程一般采用客户/服务器模式,该模式下的套接字编程流程如图1所示。
应用程序双方是不对等的。
服务器首先启动,被动等待客户端的访问,客户则可以随时请求访问服务器。
客户端需确切的知道服务器端套接字使用的网络地址,而服务器则不需要知道客户端的网络地址。
客户端要首先发送数据,并携带双方的地址,图1套接字编程流程这样服务器收到后才知道客户端的地址,才能给其回送数据。
服务器可同时接收多个客户的访问,这就是并发服务器。
2.2.2基于多任务的U DP服务器设计为了能够对多个外网设备的同时请求作出响应,并支持组播通信,设计VxW orks下的U DP并发服务器。
设计思路:Vx Works下安排一个任务时刻监听客户端的服务请求。
每当有客户端向该U DP服务器发送请求时,立刻起一个对应的任务来处理该客户端的请求,当处理完客户端请求后,删除任务,避免对内存资源的占有,原任务仍监听客户端的请求。
不同的任务,其轻重缓急程度不同,可以将其设置成不同的优先级。
不同的任务之间存在同步或互斥关系,可以通过二进制信号量来协调各个任务之间的关系。
2.3双网卡冗余备份技术为了提高海洋环境信息传输的可靠性,需要对网卡进行双冗余备份,一块网卡在正常工作时使用,另一块网卡作为备份。
备份用的网卡不发送或接收数据,但已经处于激活状态。
在正常通信的网卡出现故障时,备份用的网卡能实时地、自动地切换过来继续工作。
显然,这就要求两块网卡只能使用同一个物理地址和同一个IP地址。
从应用程序的角度看,只会看见一块网卡在工作。
应用程序不关心是哪块网卡在工作,也不关心网卡之间是如何切换的[6]。
在Vx Works系统中,相同类型的网卡使用同一个驱动程序,网卡之间由NDIS提供的句柄来区别。
NDIS调用NIC驱动程序的接口函数时,都会把网卡的句柄传入函数中。
这就为在驱动程序中实现冗余备份提供了基础。
要配置双网卡,在con-96 赵美珍等:基于V x Wo rks 的海洋环境通信中相关技术的研究与实现总第201期figNet.h 的endDevT bl 结构体中增加如下内容:#ifdef I NCL U DE_EEE_EN D{0,EEE82559_LOA D_FU NC,EEE82559_LOA D_ST RING,EEE82559_BU FF_L OAN ,NU LL ,FA LSE},{1,EEE82559_LOA D_FU NC,EEE82559_LOA D_ST RING,EEE82559_BU FF_L OAN ,NU LL ,FA LSE},{2,EEE82559_LOA D_FU NC,EEE82559_LOA D_ST RING,EEE82559_BU FF_L OAN ,NU LL ,FA LSE},{n,EEE82559_LOA D_FU NC,EEE82559_LOA D_ST RING,EEE82559_BU FF_L OAN ,NU LL ,FA LSE},N 代表网卡数量-1;本论文中,使用DETH 双端口网卡,连接到双冗余以太网络上,在应用程序中,启动一个优先级较高的监控任务,对当前使用的网络适配器进行不间断定时查询,当发现该网络适配器失效时,就切换到另一个网络适配器上,如果切换成功,这个网络适配器就成为当前的网络适配器,该任务继续对当前的网络适配器进行监控。
判定一个网络适配器是否失效的方法是:读网络适配器控制芯片的MDI 寄存器1,其第5位为如果为0,说明该芯片的链路自检出错,如果为1则为正常。
其流程图如图2所示。
图2 双冗余网卡切换流程图3 Vx Works 下串行通信技术的研究3.1 嵌入式串行通信的基本原理VxWo rks 下串口通信的实现方式有两种:1)标准的Vx Works 驱动方式;2)在用户的应用程序中直接对硬件进行初始化,以中断方式进行串口通讯。
1)标准的VxWo rks 驱动VxWo rks 初始化串口设备及其驱动程序是在系统文件usrco nfig.c 和硬件配置文件sysSerial.c 中进行的,用户可以在此设置串口驱动程序和串口数目。
系统初始化的时候就调用了函数tty Drv ()安装串口的驱动程序,然后调用ttyDevCreate()将驱动程序和相应的串口设备联系起来。
对串口的初始化使用ioctl 函数,该函数是I/O 控制函数,第一个参数为设备描述符,第二个参数为控制的属性,第三个参数为设置的值。
如设置波特率9600,数据位8位,如下:int Ser ialDev Fd;SerialDev Fd=open(//tyCo/00,O_RDW R,0);io ctl(SerialDevF d,FIO BA U DRA T E,9600);io ctl(SerialDevF d,SI O_H W_O PT S_SET ,8);串口的读写可以使用函数read()和w rite()来实现,写操作可以用于任何任务内部,读操作一般使用select 函数阻塞,有数据到达时,任务启动读取缓冲区内的数据。