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网络数字化技术范文1
摘要:随着网络时代的到来,当前新媒体技术逐渐受到国家的重视,基于网络数字化的广播电视技术也成为我国信息传播工作的重要方向。本文先简要分析了网络数字化广播电视技术相关概念以及技术的特点及优势,并探讨了W络数字化广播电视技术的应用现状及应用前景。
随着社会经济的快速发展,网络数字化的发展趋势越来越快,传统广播电视媒体在网络数字化的影响下,其原有的发展模式与传播方式都发生相应的变化,使得传统广播电视的效益得到迅猛提升,并且在维护起来也有较大的优势。基于网络数字化广播电视在当前信息传输中的巨大优势,相信在未来将呈现更广阔的发展空间。
1网络数字化广播电视技术概述
网络数字化广播电视技术的核心是互联网科技,在该技术体系中,核心部分是借助互联网构建的网络服务器。具体的组成包括广播电视需要传输的信号,并且信息之间还存在一定的联系,形成相应的界面,而用户也可以自主作出选择,用户的选择与服务器的智能化运转相联系,为用户提供定制化的信息服务。通过网络数字化,用户选择与获取信息的时间更快,操作起来也更加简便,用户摆脱了以往需要繁琐操作才能获取信息的落后方式,借助鼠标,通过轻点几下页面就能够进行节目的观看。并且在服务器的管理终端,还有用户喜好的收集与整理功能,通过统计用户平常观看节目的情况,由服务器定期向用户推送节目。在该服务器中,还有供使用者进行视频制作的工具,可以将各个节目的视频进行压缩处理,将其上传到客户端,供用户进行浏览。此外,网络数字化广播台的高度自动化及程序化也是该技术非常突出的特点。
2网络数字化广播电视技术的特点及优势
(1)信息的共享度高,传输效率快。互联网汇聚了来自四面八方的信息,并且通过互联网的信息汇总,将其综合到相应的平台中,在一定程度上实现了资源的共享,相比传统广播电视而言,其优势将更加突出。并且利用互联网构建的服务器在信息传输上还具有高效率的特点,达到提高信息传输效率。相关的广播电视节目制作人员能够使用计算机编辑信息,并且使区域的分工更加明确,并使广播电视节目的制作质量与传输效率大大提升。(2)提高编辑的效率。传统广播电视节目的制作人员往往需要花费大量的时间用于视频的剪辑与后期处理。而网络数字化广播电视节目制作上,节目编辑人员只需通过互联网将收集到的信息进行编辑处理,然后向制作处传输制作完成的节目即可,并且节目可供选择的样式多种多样。这大大提高了广播电视节目的传输容量与传输速度,提高重要信息传输的时效性。在传统广播电视的播出中,图像清晰度与传输效率往往呈反比关系,而借助网络数字化,则能够大大提高电视节目播出的质量,降低节目传输过程中受电磁场、人为操作失误造成的节目质量下降的情况,有效提升用户的观看体验。
3网络数字化广播电视技术应用现状及前景
(1)网络数字化广播电视技术应用现状。网络数字化与广播电视的融合在十几年前就开始发展,并且在长期的技术磨合中逐渐使该技术步入正轨,受我国网络数字化技术应用刚起步的影响,在信号的传输与发射上有待进一步提升。在技术的应用功能上,包括广播电视视频信号的数字化及音频数字化。网络数字化广播电视相比传统的广播电视而言,在抗外界干扰能力上较强。而在音频数字化发展上,为了给受众良好的视听享受,数字视频与数字音频的发展速度相一致,为了实现动态视频的展示,声音信号实现数字化,通过音频与图像信号频率取值的一致性,真正达到声画同步。网络数字化广播电视技术满足了当前人们对各种信息的需求,为人们的工作、学习、生活提供更大的便利。为了进一步提升与完善广播电视技术,当前需要处理以下两个方面的问题:第一,要解决好网络问题。推广网络数字化广播电视,需要解决好基础的网络问题。网络数字化信息技术的发展潜力是非常巨大的,但是在功能的开发上,还有很长的路要走,目前需要关注的重心是不断改善宽带网络IP,加快网络的建设,提高网络传输速度。在传输材料的选择上,目前广播电视网络专用的线路为光纤网,然而鉴于光纤网建设成本较高,因此为了提高广播电视的播放效率,应降低运行成本,通过网络IP技术与广播电视技术相结合,实现信息传输的高效,并且还为广播电视媒体的发展提供了更加广阔的发展空间。第二,应解决好信息源问题。在信息爆炸的时代背景下,我国传统广播电视要想追赶时展的脚步,就应形成信息与网络资源互补的局面。在当前新媒体快速发展的形式下,传统媒体面临越来越大的生存压力,然而传统媒体的影响力却是新媒体无法媲美的,为了加快两者的发展,应促进传统媒体与新媒体的融合。互联网技术的快速发展能够不断拓宽传统媒体的功能,使广播电视行业的业务组成逐渐延展到基本业务、增值业务与拓展业务共存的局面。而基本业务主要是广播电视平常工作的组成部分,拓展业务与增值业务可以通过网络媒体环境进行运营,从而实现网络媒体与传统媒体的有机结合,充分发挥广播电视等传统媒体的优势,进而使网络数字化技术给广播电视技术的革新与发展带来更大帮助。(2)网络数字化广播电视技术的应用前景。互联网时代下,网络数字化必将得到快速的发展,因此势必会带动传统的广播电视行业的发展,从而扩大传统媒体的影响力。根据当前人们对信息的个性化要求,网络数字化广播电视的传输形式必然会呈现多元化发展的局面,并且在发展过程中也会不断的改进节目的制作方式以及节目的编制方法,从提高节目的传输效率与传输质量出发,提升用户的观感。因此在未来的发展中,网络数字化与广播电视也应追赶时展的脚步,不断提升传输水平与传输质量,并且还要在发展过程中不断的开发更加广阔的市场,注重用户市场的引导,结合市场与用户的需求,对网络数字化广播电视技术进行改进与优化,只有这样才能真正促进我国传媒行业的可持续发展。
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三种控制网络技术规范作一个简要的介绍。
Modbus协议概述
1979年Modicon公司(现Schneider的一部分)提出了Modbus协议的工业自动化网络规范。Modbus协议最初作为工业串行链路的事实标准,1997年Schneider电气在TCP/IP上实现Modbus协议。2004年Modbus被中国国家标准化管理委员会批准为我国国家标准化指导性技术文件,编号为GB/Z 19582-2004。
GB/Z 19582-2004“基于Modbus协议的工业自动化网络规范”由三部分组成,第1部分是Modbus应用协议规范,第2部分是Modbus协议在串行链路上的实现指南,第3部分是Modbus协议在TCP/IP上的实现指南。第1部分描述了Modbus事务处理;第2部分提供了一个有助于开发者实现串行链路上的Modbus应用层的参考信息;第3部分提供了一个有助于开发者实现TCP/IP上的Modbus应用层的参考信息。
串行链路和TCP/IP上的Modbus协议通信规程是基于相应的ISO分层模型的。串行链路上的Modbus协议是基于TIA/EIA标准232和485-A,TCP/IP上的Modbus协议是基于IETF标准RFC793和RFC791。
Modbus应用协议规范
Modbus应用协议是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议,用于在通过不同类型的总线或网络连接设备之间的客户机/服务器通信。Modbus应用协议是一种简单客户机/服务器应用协议,客户机能够向服务器发送请求,服务器分析请求,处理请求,向客户机发送应答。
Modbus应用协议定义了一个基于应用数据单元(ADU)的通用Modbus帧结构,如图1所示,应用数据单元(ADU)是由协议数据单元(PDU)上加入一些附加域构成。
Modbus应用数据单元是由启动Modbus应用协议事务处理的客户机创建的,即Modbus应用协议建立了客户机启动的请求格式,其中功能码字段向服务器指示执行哪种操作,通过向一些功能码加入子功能码能够定义多项操作。Modbus应用协议使用功能码列表读或写数据,或者在远程服务器上进行远程读/写寄存器列表、读/写比特列表、诊断以及标识等处理。
当服务器对客户机响应时,它使用功能码域来指示正常(无差错)响应或者出现某种差错(称为异常响应)。对于一个正常响应来说,服务器仅复制原始功能码;对于一个异常响应来说,服务器将原始功能码的最高有效位设置逻辑1后返回,异常码还应指示差错类型。
对于RS232/RS485串行链路通信来说,Modbus ADU的最大长度 = 253字节+服务器地址(1字节) + CRC (2字节) = 256字节;对于TCP/IP通信来说,Modbus ADU的最大长度 = 253字节+ MBAP (7字节) = 260字节。
Modbus应用协议定义了三种PDU结构:
(1)Modbus请求PDU,mb_req_pdu = { function_code, request_data}, 其中function_code为1字节的Modbus功能码,request_data为与功能码有关的n字节字段;
(2)Modbus响应PDU,mb_rsp_pdu = { function_code, response_ data }, 其中function_code为1字节的Modbus功能码,response_data - [n字节] 为与功能码有关的n字节字段;
(3)Modbus异常响应PDU,mb_excep_rsp_pdu = { function_code, exception_code }, 其中function_code为1字节的Modbus功能码 + 0x80,exception_code为1字节的异常码。
Modbus的数据模型是以一组具有不同特征的表为基础建立的,由离散量输入、线圈、输入寄存器、保持寄存器四个基本表构成。对于每个基本表,Modbus应用协议允许单个地选择65536个数据项,而且可将其读写操作设计成可以越过多个连续数据项直到数据大小规格限制,其数据大小规格限制与事务处理功能码有关。
Modbus功能码可分为公共功能码、用户定义的功能码以及保留功能码3类,公共功能码的定义见表1。
Modbus协议在串行
链路上的实现
Modbus协议在串行链路上的实现描述了在RS-485和RS-232等物理接口上实现Modbus串行链路协议。在物理层的Modbus串行链路上,可以使用不同的物理接口(RS485、RS232)。最常用的物理接口是TIA/EIA-485(RS485)两线制接口,该物理接口也可以使用RS485四线制接口。当只需要近距离的点对点通信时,也可以使用TIA/EIA-232-E (RS232)串行接口作为Modbus串行链路的物理接口。
Modbus串行链路协议是一个主―从协议,该协议位于OSI模型的第2层。网络上的每个从站必须有唯一的地址(从1到247),从站地址用于寻址从站设备,由主站发起从站地址,地址0用于广播模式,不需要响应。主站用两种模式向从站发出Modbus请求: 单播模式和广播模式。在单播模式中,主站寻址单个从站,从站接收并处理完请求之后,向主站返回一个报文(一个“应答”)。在广播模式中,主站可以向所有的从站发送请求。
在Modbus串行链路协议中,定义了两种串行传输模式:RTU模式和ASCII模式。只有每个设备都有相同的模式才能进行Modbus设备之间的互操作。在相同的波特率下,RTU模式比ASCII模式有更高的数据吞吐量。
当设备在Modbus串行链路上使用RTU(远程终端单元)模式通信时,报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符。时长至少为3.5个字符时间的空闲间隔将报文帧区分开。必须以连续的字符流发送整个报文帧。如果两个字符之间的空闲间隔大于1.5个字符时间,那么认为报文帧不完整,并且接收站应该丢弃这个报文帧。
当设备在Modbus串行链路上使用ASCII(美国信息交换标准代码)模式通信时,用两个ASCII字符发送报文中的一个8位字节。报文必须以“:”开始,以“LF-CR”结束,数据用十六进制ASCII码值表示,使用LRC进行差错校验。
Modbus协议在TCP/IP上的实现
Modbus协议在TCP/IP上的实现描述了TCP/IP上的Modbus报文传输服务的实现。Modbus报文传输服务提供连接至一
个Ethernet(以太网)TCP/IP网络上的设备之间的客户机/服务器通信。Modbus协议在TCP/IP上的实现主要由三部分组成:
(1)在TCP/IP上的Modbus协议概述;
(2)Modbus客户机、服务器以及网关实现的功能描述;
(3)针对一个Modbus实现实例的对象模型建议的实现准则。
在TCP/IP上的Modbus协议概述中,给出了Modbus TCP/IP通信结构,描述了Modbus TCP/IP网络上进行的Modbus请求或响应的封装,在TCP/IP上使用MBAP报文头(Modbus应用协议报文头)来识别Modbus应用数据单元,并对MBAP报文头进行说明,通过TCP/IP将所有Modbus/TCP ADU发送至注册的502端口。
在Modbus客户机、服务器以及网关实现的功能描述中,提供的Modbus组件结构是一个既包含Modbus客户机又包含Modbus服务器组件的通用模型,适用于任何设备,有些设备可能仅提供服务器或客户机组件。对Modbus报文传输服务组件结构模型内每一个组件进行描述。Modbus通信需要建立客户机与服务器之间的TCP连接进行TCP连接管理操作。对各种主要操作模式的特性进行了描述,某些操作模式(两操作端点之间通信断开、一个端点的故障和重新启动)会对TCP连接产生影响。TCP/IP栈提供了一个接口,用来管理连接、发送和接收数据,还可以进行某些参数配置,以使得栈的特性适应于设备或系统的限制。
通过对Modbus/TCP协议定义,能够对一个客户机进行简单的设计。在收到来自用户应用的要求后,客户机必须生成一个Modbus请求,并发送到TCP管理。在TCP连接中,当收到一个响应帧时,位于MBAP报文头中的事务处理标识符用来将该响应与先前发往TCP连接的原始请求联系起来。对Modbus/TCP上事务处理所需响应时间有意不作规定。Modbus服务器的作用是为应用对象提供访问以及为远程客户机提供服务。
在针对一个Modbus实现实例的对象模型建议的实现准则中,提出一个实现报文传输服务的实例,所描述的模型可用作客户机或服务器实现Modbus报文传输服务过程的指南。
控制与通信总线
CC-Link规范
《控制与通信总线CC-Link协议规范》,英文名CC-Link ( Control & communication Link) Specifications,于2005年5月批准为中华人民共和国国家标准化指导性技术文件――GB/Z 19760-2005。
《控制与通信总线CC-Link协议规范》描述了CC-Link的3种技术协议规范:CC-Link、CC-Link Ver.2、CC-Link/LT。所涉及的范围如图3所示,CC-Link及CC-Link Ver.2是现场网络,CC-Link/LT是传感器―执行器网络。
从该指导性技术文件的编写结构上分析,该文件包含了4个部分,其中第1、2、3部分是描述CC-Link及CC-Link Ver.2的技术协议、安装规定及行规,第4部分描述CC-Link/LT的技术协议、安装规定及行规。
文件结构如下:
第1部分:概述和协议规范。本部分描述了CC-Link规范的概述和协议规范。还描述了CC-Link通信协议版本2(下文称为Ver.2)相应内容的附加规范。附加规范增加了扩展循环传输的内容。
附加的内容如下:
(1)系统最大链接容量从2048位、512字扩展为8192位、4096字。
(2)每个模块(占用4内存站)的最大链接容量从128位、32字扩展为896位、256字。但Ver.2的从站不包括远程I/O站。
第2部分:安装规定。本部分叙述了CC-Link 的安装规定。
第3部分:行规。本部分描述了如何建立各种CC-Link应用软件(以下称为“实用”(Utility))的一份CSP(CC-Link System Profile)文件。本文件还列出了每种类型设备的内存映射行规。
第4部分:CC-Link/LT规范。本部分描述了CC-Link规范的LT规范。
CC-Link/LT相当于图1所示的工厂自动化网络配置中的传感器-执行器网络。
CC-Link的技术背景
在1996年11月,以三菱电机为主导的多家公司以“多厂家设备环境、高性能、省配线”理念开发、公布和开放了现场总线CC-Link,正式向市场推出了CC-Link这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。并于1997年获得日本电机工业会(JEMA)颁发的杰出技术成就奖。 CC-Link是Control& Communication Link (控制与通信总线)的简称。即:在控制系统中,可以将控制和信息数据同时以10Mbps高速传输的现场网络。CC-Link具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出优点。
为了使用户能更方便地选择和配置自己的CC-Link系统,2000年11月,国际CC-Link协会(CC-Link Partner Association简称CLPA)成立。主要负责CC-Link在全球的普及和推进工作,负责在各个方面推广和支持CC-Link用户和成员的工作。
CLPA现在有800多家会员单位,超过800种兼容产品。
CC-Link的技术特点
(1)CC-Link提供循环传输和瞬时传输2种通信方式。一般情况下,CC-Link主要采用广播-轮询(循环传输)的方式进行通讯。同时支持主站与本地站、智能设备站之间的瞬时传输。数据传输帧格式请参照下图,瞬时传输不会对广播轮询的循环扫描时间造成影响。cc-Link图 帧格式(见图4、图5)
(2)传输速度与传输距离
CC-Link具有高速的数据传输速度,最高可以达到10Mbps,其数据传输速度随距离的增长而逐渐减慢,传输速度和距离的具体关系如下表所示。(见表2)
(3)CC-Link丰富的功能
自动刷新功能、预约站功能
CC-Link网络数据从网络模块到CPU是自动刷新完成,不必有专用的刷新指令;安排预留以后需要挂接的站,可以事先在系统组态时加以设定,当此设备挂接在网络上时,CC-Link可以自动识别,并纳入系统的运行,不必重新进行组态,保持系统的连续工作,方便设计人员设计和调试系统。
完善的RAS功能
RAS是Reliability(可靠性)、Availability(有效性)、Serviceability(可维护性)的缩写。例如故障子站自动下线功能、修复后的自动返回功能、站号重叠检查功能、故障无效站功能、网络链接状态检查功能、自诊断功能等等,提供了一个可以信赖的网络系统,帮助用户在最短时间内恢复网络系统。
互操作性和即插即用功能
CC-Link提供给合作厂商描述每种类型产品的数据配置文档。这种文档称为内存映射表,用来定义控制信号和数据的存储单元(地址)。然后,合作厂商按照这种映射表的规定,进行CC-Link兼容性产品的开发工作。以模拟量I/O开发工作表为例,在映射表中位数据RX0被定义为“读准备好信号”,字数据RWr0被定义为模拟量数据。由不同的A公司和B公司生产的同样类型的产品,在数据的配置上是完全一样的,用户根本不需要考虑在编程和使用上A公司与B公司的不同,另外,如果用户换用同类型的不同公司的产品,程序基本不用修改。可实现“即插即用”连接设备
循环传送和瞬时传送功能
CC-Link的2种通信的模式:循环通信和瞬时通信。循环通信是数据一直不停地在网络中传送,数据是对站的不同类型可以共享的,由CC-Link核心通信芯片MFP自动完成;瞬时通信是在循环通信数据量不够用,或需要传送比较大的数据(最大960字节),可以用专用指令实现一对一的通信。
优异抗噪性能和兼容性
为了保证多厂家网络的良好的兼容性,一致性测试是非常重要的。CC-Link的一致性测试程序包含了抗噪音测试。因此,所有CC-Link兼容产品具有高水平的抗噪性能。除了产品本身具有卓越的抗噪性能以外,光缆中继器给网络系统提供了更加可靠、更加稳定的抗噪能力。
集中编程和安全保证
CC-Link可实现集中的编程和初始化,同时提供完备的网络构造、数据修改的安全性。
控制网络LONWORKS
技术规范
2006年,LONWORKS被中国国家标准化管理委员会批准为我国国家标准化指导性技术文件,共四个部分,名为:
GB/Z 20177.1-2006 控制网络LONWORKS技术规范第1部分:协议规范
GB/Z 20177.2-2006 控制网络LONWORKS技术规范第2部分:电力线信道规范
GB/Z 20177.3-2006 控制网络LONWORKS技术规范第3部分:自由拓扑双绞线信道规范
GB/Z 20177.4-2006 控制网络LONWORKS技术规范第4部分:基于隧道技术在IP信道上传输控制网络协议的规范
LONWORKS技术介绍
90年代初期,美国埃施朗(Echelon)公司推出LON(Local Operating Network局部操作网)技术,并确信它将成为控制网络的通用标准。LON某些方面类似于微机局域网(LAN)。LAN是一种数据网,由计算机结合各种通信媒体通过路由器连接组成,它们使用公用协议相互通信。控制网包含类似的部件,并根据控制的性能、系统规模、响应特征和成本的要求进行优化。LON是实现理想的控制功能的专用网络。LON的特征使网络系统能扩展到数据组网技术无能为力的控制应用中。
控制网络让各智能设备直接相互通信,不需要由专门的监控设备轮询转发。这就意味着每个节点能根据自己的需要信息。为在网上长距离传送信号,需要通过收发器对微处理器层的微弱开关信号进行调控。连接设备的信道,即传输媒体,具有各种物理特征。收发器则是一个电子模块,在微处理器通信端口和物理媒体间提供物理接口。信道类型和收发器类型的选择影响传输速度、距离和网络拓扑。所有连接到某一特定信道的设备必须有同一速率运行的兼容收发器。收发器可用于各种媒体信道,包括双绞线、电力线、无线、红外、光纤和同轴电缆等。网络设备间数据的传输要求编排一套规则和过程,这些规则和过程就称为通信协议。协议规定设备间传输的报文格式和一个设备向另一个设备发送报文时的行为。协议通常以嵌入软件或固件代码形式存在于每个网络设备中。包含这个协议代码和某种类型智能的设备称为节点。
国际标准化组织(ISO)致力于通信标准化时制定了一个叫做开放系统互联(OSI)的参考模型,用于通用网络协议堆栈。OSI模型帮助开发人员和用户把协议分成若干标准特征功能层。这些功能层涵盖从使用的配线类型到程序中的用户界面的各个方面。一个真正全面和完整的协议应提供该模型中描述的所有服务。
LONWORKS控制网络通信协议称为LonTalk协议,分为七层,和OSI参考模型一致。每一层都是面向控制网络的。LonTalk协议嵌入Neuron芯片内部固件中的,它是使用LONWORKS技术组网的基础。LonTalk通信协议是LONWORKS技术的核心。该协议提供一套通信服务,使设备中的应用程序能在网上对其他设备发送和接收报文而无需知道网络拓扑、其他设备的名称、地址和这些设备的功能。LonTalk协议能有选择地提供端到端的报文确认、报文鉴别和优先权发送,设定事务处理时间限制。对网络管理服务的支持使远程网络管理工具能通过网络和其他设备交互作用,包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题,以及节点应用程序的启动/终止/复位。
LonTalk协议是一个分层的基于数据包的对等的通信协议。像以太网和因特网协议一样,它是一个公布的标准,并遵守国际标准化组织(ISO)的分层体系结构要求。
LonTalk协议设计用于控制系统的特定要求。为了处理网络上报文冲突,LonTalk使用类似以太网所用的“载波监听多路访问”(CSMA)算法。LonTalk协议建立在CSMA基础上,提供媒体访问协议,可以根据预测网络通信量发送优先报文和动态调整时间段的数目,动态调整网络带宽,称为预测性CSMA算法,使网络能在通信量很大时继续运行,而在信息量较小时不降低网络速度。
为了简化网络配置和管理,可以给节点分配逻辑地址。逻辑地址把一个名字和物理设备或节点联系起来。节点逻辑地址在网络配置时定义。逻辑地址有二部分。第一部分是指定域的域ID。域是节点的集合,常常是整个系统。在一个域内的节点可以直接通信。逻辑地址的第二部分以唯一的节点地址规定域中的一个节点,或者以唯一的组地址规定一个预先定义的节点组。每个在网上传输的数据包,包含发送节点(源)和接收节点(目的地)地址,它们可能是神经元芯片的物理地址、节点逻辑地址、组地址或广播地址。组是域中节点的集合,组与节点物理信道位置无关。
使用LonTalk协议的系统中,每个域最多可有32,385个节点。一个域可有255个组,每个组可包含任意数目的节点,但是在需要端到端的确认时,组被限制在63个节点。每个节点可从属于15个以下的组。系统中节点的最大数目可达32Kx248个。每个域可有255个子网,每个子网可有127个节点。
网络变量(NV)是LonTalk协议的一个重大创新。网络变量大大简化了使多厂商产品可互操作的LONWORKS应用程序的设计工作,方便了以信息为基础而不是以指令为基础的控制系统的设计。所谓网络变量是任何数据项(温度、开关值、或执行器设定位置),它们是一个特定设备应用程序期望从网上其他设备得到的(输入NV)或提供给网上其他设备的(输出NV)数据的载体。设备中的应用程序根本不需要知道输入NV来自何处或输出NV去往何处。当应用程序的输出NV的值变化时,它就把这个新值写入一个特定的存储单元。
在网络设计和安装期间进行网络变量的“绑定”,通过这个过程配置LonTalk固件,以确定网上要求NV的设备组或其他设备的逻辑地址,汇集和发送适当的数据包到这些设备。类似地,当LonTalk固件收到它的应用程序所需的输入NV的更新值时,就把它放在一个特定的存储单元。应用程序知道在这个单元总是能找到最新数据。这样,绑定过程就在一个设备中的输出NV和另一设备或设备组的输入NV之间建立了逻辑连接。连接可想象为“虚拟线路”。
LonTalk协议提供三种基本报文服务并且支持报文鉴别,最优化的网络通常会使用这些服务。第一类报文服务提供端到端的确认,称为确认的报文发送。在使用确认报文发送时,发送者将一个报文发送给一个节点或节点组,并期望从每个接收者分别得到确认。假如未收到确认,发送者作超时和重试处理。超时和重试次数都是可选择的。第二类报文是无确认的重复报文。使用这类报文可将一个报文重复多次发送到节点或节点组。这个业务通常在向一个大组广播信息时使用,因为确认报文会造成所有接收节点同时试图发回一个响应,造成网络数据流的大量增加。第三类报文是无确认报文,只发送一次,并且不期望响应。报文鉴别服务使报文接收者能确定发送者是否有权发送这个报文,这样就能防止对节点的未经授权的访问。
LonTalk协议在设计上是独立于通信媒体的,这使LONWORKS系统可以在任何物理传输媒体上通信,使网络设计者能充分利用提供给控制网络的各种信道。
信道是特定的物理通信媒体(诸如双绞线或电力线)。LONWORKS设备通过信道专用的收发器与其连接。每类信道可连接的节点数、通信速率和物理距离都不相同。特别重要的是自由拓扑双绞线信道,它使设备可用双绞线按任何配置连接,没有对分支线长度、设备间距或支线数目的限制。
LonTalk协议可提供多种服务,提高了可靠性、安全性和网络资源的优化。这些服务的特征和优点包括:支持多种通信媒体,包括双绞线、电力线和无线等。可靠通信,包括防范未经授权使用系统。对不同规模的网络,提供可预测的响应时间。支持由多种媒体和不同通信速率的信道混合构成的网络。提供对节点透明的接口。允许节点间的任意连接。实现对等层点到点通信,这样就使它可用于分布式控制系统中。为产品的可互操作提供有效机制,使多个制造商的产品能方便组成系统。
1999年10月,美国国家标准学会ANSI将LonTalk协议采纳为EIA/CEA709.1控制网络的一个公开标准。EIA/CEA标准允许在其它选定的微处理器中执行其协议。
Echelon公司从1988年开始LONWORKS技术平台的开发。LONWORKS技术的目标是方便经济地建立开放控制系统。有三个基本问题必须解决。首先,必须开发一个协议,它针对控制网络优化,同时具有一定程度的通用性能来和各种类型的控制设备一起工作。其次,把协议结合在设备中的成本必须有竞争力。第三,协议的实施应不会因制造商而异,否则可互操作性会受到破坏。
为了有效解决所有这些问题,Echelon公司开始建立一个完整的平台来设计、建造和安装智能控制设备。第一步通过建立LonTalk协议而完成。第二步,Echelon设计了神经元芯片。
神经元芯片之优越在于它的完整性。内装协议和处理器免除了在这些方面的任何开发和编程。对照ISO/OSI模型7层通信协议,神经元芯片提供了下面的6层。开发者只需要提供应用层编程和配置。这就使协议的实施标准化,并使开发和配置较为容易。
大部分LONWORKS设备利用神经元芯片的功能,并将其用作控制处理器。神经元基本上是一个“芯片上的系统”,由多个微处理器、读写存储器和只读存储器(RAM和ROM)、通信和I/O接口组成。只读存储器包含操作系统、LonTalk通信协议和I/O驱动。芯片有用于设备数据和应用程序的非易失性RAM,两者都可通过网络下载。
一个全面实现LonTalk协议的固件程序包含在每个神经元芯片的ROM中。这使得神经元能保证在每个设备中公用协议以完全相同的方式实施。神经元芯片实际上是结合成一体的3个8位的微处理器。其中2个执行协议,第3个供节点应用。所以,芯片既是网络通信处理器又是应用处理器。这保证了无论控制设备/网络来自哪个制造商,使这些设备能相互通信的内在协议是相同的。
每个神经元芯片,或任何其他实现已公布的LonTalk协议的处理器都有唯一的48位的ID。这样,每个LONWORKS设备就有唯一的可由LonTalk协议使用的物理地址。但是,ID通常只用于初始安装和诊断。为了简化正常网络运行,使用逻辑寻址方法。
LONWORKS网络的应用程序以“Neuron C语言”代码编写。编译后存入到芯片内存储器,或外接存储器中。
Neuron C语言使用以事件为基础的编程模式。即应用程序通常由发生在网上其他地方或某个节点上的事件触发。所以网络本身是事件驱动的,一个设备不必等待轮询即可报告状态信息。因此LONWORKS网络的通信量远低于其他网络类型。
在某些复杂的应用中,神经元处理器速度和存储器容量不足以完成LONWORKS节点的要求功能。为了适应这些应用,某些种类的神经元芯片具有高速并行接口,使任何微处理器都能使用神经元芯片,并以一个专用接口应用微处理器(称为MIP应用)作为它的网络通信微处理器来执行应用程序。为方便现有微处理器设备采用LonTalk协议联网,Echelon推出了ShortStack开发工具,可以从网上免费下载。
收发器在神经元芯片和LONWORKS网络之间提供物理通信接口,简化了LONWORKS节点的开发。LONWORKS支持各种通信媒体和拓扑结构。收发器类型不同的产品仍然能互操作,但要通过路由器。Echelon提供多种双绞线和电力线收发器。新一代智能收发器将神经元芯片核心与收发器集成在一个微处理器芯片中,大大提高了可靠性和抗干扰性,方便应用开发,降低成本。
网络上的每个LONWORKS设备或节点通常含有神经元芯片和收发器。随设备的功能而异,可以是嵌入神经元芯片和收发器的智能传感器和执行器、与传统传感器和执行器输入输出接口的智能控制器、与PC主处理器接口,或与其他神经元设备或路由器接口的设备。
对多种媒体的透明支持是LONWORKS技术的独特能力,它使开发者能选择最适合他们需要的通信媒体和通信方法。对多种媒体的支持必须通过路由器。路由器也能用于控制网络通信量,将网络分段,隔离从其他部分来的信息流,从而增加了网络总通信量和吞吐量。网络工具以网络拓扑为基础自动配置路由器,使安装者便于安装并对节点透明。
路由器设备使单一的对等网络能跨接多种传输媒体,支持成千上万的设备。路由器对网络的逻辑操作是完全透明的,但是它们并不一定传输所有的包。智能路由器根据系统配置,将没有远地地址的包限制在本地处理。LONWORKS系统能透过IP路由器,跨接到微机局域网、广域网和因特网上。
开发工具包括节点开发和调试应用程序的环境(如NodeBuilder),安装和配置这些节点的网络管理工具(如LonMaker),和检测网络通信量以保证合适的网络容量以及诊断错误的协议分析器(如LonScanner)。
网络接口具有对外部主机如PC或便携式维护工具的物理接口。设备应用程序提供通信协议和API(应用编程接口),使基于主机的程序能访问LONWORKS网络。
网关设备使传统控制系统能连接到LONWORKS网络。网关具有适合外接系统设备或通信总线的物理接口,及对外接系统的专用通信协议的转换。在某些情况下,网关能把专用的以指令为基础的外系统报文转换成以信息为基础的LONWORKS网络使用的网络变量数据。
LONWORKS网络操作系统(LNS)提供支持监测、控制、安装和配置的一套公共的全网范围的服务,提供在LONWORKS网络上支持可互操作应用的标准平台。LNS允许多个应用和用户同时管理网络。LNS是客户/服务器体系结构,是新一代的可互操作的LONWORKS网络工具的基础。LNS是一个为控制网服务提供标准平台的软件。它强大的客户/服务器体系结构,为LONWORKS控制网的用户设备或使用TCP/IP数据网的用户PC提供控制数据的服务。LNS的插件标准让传感器、执行器和设备的制造商通过产品的软件模块提供更多的功能。网络集成者不必在现场为每个项目开发定制程序,而是使用插件程序模块。
LONWORKS的远程网络接口使远程设备监控变得非常方便。LONWORKS网络通过隧道协议在网络层实现与IP网络的无缝连接,将IP信道扩展为LONWORKS信道,使原来的局部控制网络扩展为广域控制网。LONWORKS应用服务平台支持C/S(客户/服务器)结构、B/S(浏览器/服务器)结构,大大扩展了LONWORKS的应用领域。
由于LONWORKS的这些独特优点,使得LONWORKS在建筑及居住区智能化、工业自动化、电力和公用事业、交通、家庭智能化等领域得到广泛应用,成为国际上多个行业、多个国家的标准。例如:
GB/Z 20177.1/2/3/4-2006 中国国家标准 (控制网络LONWORKS技术规范)
ANSI/EIA 709.1/2/3 控制网络协议标准、电力线信道标准、自由拓扑双绞线信道标准
ANSI/CEA/EIA-852 LON/IP 基于隧道技术在IP信道上传输控制网络协议
CEN EN14908 欧洲建筑控制标准
IEEE 1473L (列车网络通信协议)
IFSF (国际加油站论坛标准)
SEMI E54.6 (国际半导体设备与材料组织标准)
AAR(美国铁路协会标准)
美国军队开放系统规范13801 和 15951
特别是在建筑及居住区控制网络系统中,LONWORKS成为公认的标准。
在建筑及居住区控制网络系统中采用LONWORKS技术有下列优势:
(1)使控制网络结构简单、布线容易、更改方便,并可灵活选择双绞线、电力线或其它通信媒体,在建筑及居住区智能化的许多场合应用场合可以避免重新布线。
(2)容易实现从建筑及居住区管理中心对各子系统设备、设施运行状态进行监控,使各子系统之间按要求实现联动和信息共享。
(3)使建筑及居住区智能化系统能构建在通过微机局域或互联网架构上,实现控制网和信息网的联网和信息共享。
(4)可通过因特网实现远程管理和监控,有助于全局的集中管理,包括系统和设备的远程监控和远程诊断。
(5)LONWORKS的开放性和互操作性保证了系统的标准化、可持续发展和建设,以保证投资者的长期利益。
(6)LONWORKS功能强大的网络管理服务体系,使网络配置、管理、监控、维护非常方便,适用于各种不同类型的应用,和不同规模的控制网络。
图6是智能建筑中采用LONWORKS网络架构和多个子系统集成的例子。
网络数字化技术范文3
关键词:云技术;高校数字化校园网络;难题;应用
前言
云技术是在云计算的基础上所发展起来的一种新型的网络资源的利用模式,其通过整合网络计算资源从而对用户的计算需求进行合理的分配和利用并通过多种信息技术来对各种技术资源进行合理的管理,从而使得云技术能够为用户提供高效、灵活、性价比极强的计算应用服务。高校数字化校园网络是云技术的一种新型应用尝试,通过在高校数字化校园网络的建设过程中做好云技术的应用可以最大限度的利用高校数字化的网络资源并通过云技术的合理调配可以实现网络计算资源的最大化应用。
1 高校数字化校园网络建设和管理中所面临的困境
在现今的高校数字化校园网络中由于技术及网络平台的不同使用的系统平台各不相同,而根据平台所建立其上的应用程序也为高校数字化校园网络的技术管理和平台的运营带来了巨大的压力,尽管在每年都有新的计算资源的投入下也使得高校数字化校园网络的管理越来越臃肿,从而导致计算资源和存储资源都无法得到最优化的合理应用并使得高校数字化校园网络中的计算资源和存储资源都表现为短缺等的问题,大量的资源并未被开发并导致资源的闲置浪费。而随着高校数字化校园网络进程的不断加快以及各种管理系统平台的应用并未从根本上解决高校数字化校园网络系统资源的合理化应用的问题,并伴随有数据安全性、网络瓶颈以及系统扩展困难等的一系列的难题。
此外,在高校数字化校园网络的管理中,由于各高校所使用的IT系统中的硬件及软件所使用的商家不同,而由这些不同品牌的软、硬件所构成的庞大复杂的信息系统也为高校数字化校园网络的运行管理带来了较大的挑战:(1)在高校数字化校园网络的管理过程中,由于涉及到不同的厂商,当高校数字化校园网络出现问题时需要与多方进行沟通从而极大的增加了高校数字化校园网络运维管理的难度。(2)由于高校数字化校园网络中使用的技术多方交杂也为高校数字化校园网络的运维管理提出了极大的挑战。
在高校数字化校园网络中应用云技术可以有效的解决高校数字化校园网络建设中的一系列的难题。通过在高校数字化校园网络中使用云技术来作为高校数字化校园网络的基础架构,通过架设相应的云计算节点从而使得高校数字化校园网络的网络管理人员可以在高校数字化校园网络应用较为繁忙的时段来对高校数字化校园网络中的资源进行合理化的调配,从而实现对于高校数字化校园网络资源的合理化应用。同时,在高校数字化校园网络的后续建设过程中,通过使用云技术在高校数字化校园网络中的应用在新的系统的开发上线中,“校园云”计算网络只需要为开发者提供标准的开发协议、运行环境等标准参数从而使得高校数字化校园网络的管理更为简单方便。
2 云技术在高校数字化校园网络建设中的应用
云技术的应用及消费对象十分灵活,其应用既可以是终端用户也可是应用程序或是资源访问或是交互服务等。云技术的发展及应用依托于现今高速的发展的虚拟化技术,通过云技术在高校数字化校园网络建设中的应用将能够实现对于IT基础架构的简化,简化对网络资源本身及管理的访问,以此来提高对于网络中的各项资源的可用性从而更好的对用户进行服务。在虚拟云技术应用的基础上,通过应用集群技术可以对云技术的应用实现良好的深化和保障。虚拟云和集群云两者相辅相成,通过集群技术的应用可以让高校数字化校园网络中云计算技术的基础架构的可靠性及稳定性大为加强,通过使用集群技术对虚拟化的高校数字化校园网络资源进行自由组合,从而使得配合高校数字化校园网络云技术的软件平台能够应用于更高层次的集群。SOA标准提出了一种面向服务的架构模式,通过利用模块化的构建方式来进行软件系统的创建。在现今的高校数字化校园网络云技术应用中,云平台的基础构架已经趋于模块化的构建,能够实现根据需求而进行一定的变化,但是要求部署在云架构之上的软件系统需要能够与标准进行简易的组合,如无法实现标准和容易的组合将会对高校数字化校园网络云技术的应用带来较大的挑战。因此做好SOA与云技术的相结合是高校数字化校园网络云技术应用的重要发展进程。
云技术在高校数字化校园网络中平台应用的逻辑基础为:由宿主平台区域和存储区域构成整个云技术应用的基础硬件支撑平台。宿主平台区域由多台硬件节点所构成,根据需要可以将高校数字化校园网络中的硬件节点组成所需的集运来进行运行。而对于硬件组成中的存储区可以用虚拟阵列、RAID及NAS网关等的技术从而实现为云平台的上层应用提供虚拟的存储池以便使得高校数字化校园网络能够提供更为灵活、高效的数据存储备份能力。在完成了对于高校数字化校园网络的云技术的搭建后,对于云端的各个计算节点需要根据其应用的目的及功能来进行划分,“数据云”主要应用于对于数据库层面的计算以便为高校数字化校园网络提供相应的计算服务。“应用云”主要实现对于客户化应用逻辑处理和前端应用的部署,“应用管理云端”则实现对于高校数字化校园网络中的各项云资源的合理化调配,以便使得高校数字化校园网络更为合理高效。此外,加强集群技术在高校数字化校园网络云端层面的应用。在高校数字化校园网络云平台的搭建中,对于云平台的底层存储系统可以采用SAN与NAS等多种结合方式来实现对于底层存储的部署,此外,根据高校数字化校园网络云平台上应用的要求可以应用多种形态的宿主主机,同时,云技术在高校数字化校园网络的应用中可以依据宿主平台本身的业务支撑能力和应用需求形成若干虚拟计算节点,从而保证各云端的各自功能的承载和功能。构成云技术应用中的高校数字化校园网络中的每个计算节点都可以与其他的计算节点构成集群化的运行模式,或是对各计算节点进行自由的调配,从而避免了一些计算节点出现问题时而对于高校数字化校园网络中的上层云应用造成一定的威胁。“应用云”多部署在宿主平台所搭建的虚拟节点之上,而多个虚拟节点可以支撑起“应用云”,通过不同计算节点的搭配可以使得“应用云”的组合及搭建更为方便,体现了高校数字化校园网络云平台的自由性和灵活性。
通过云技术在高校数字化校园网络建设中的应用可以在云平台上通过部署WEB程序、通讯程序以及计算节点等的应用。云技术的发展应用是现今乃至今后一段时间内发展的重要趋势,对于云技术的应用应当不仅仅局限于单一的产品或是技术,而是应当构建起一整套的解决方案,从而为高校提供符合自身应用的云计算平台。
3 结束语
云技术在高校数字化校园建设中的应用极大的促进了校园零散资源的合理化应用。文章在分析云技术特点的基础上对如何做好云技术在高校数字化网络建设中的应用进行了分析阐述。
参考文献
[1]刘成泳.高校数字化建设中云技术的应用[J].电子测试,2015(11):60-61.
网络数字化技术范文4
关键词:网络数字化 广播电视技术 优势 发展
在如今的社会发展中,人们的生活需求不断的提高。不断的注重精神需求和个性发展,网络数字化广播电视技术的发展为人们的生活带来了美好的体验,网络数字化广播电视技术发挥了信息的高效获取,资源整合,广播电视成果多样化等优势,为人们提高了广播电视质量。网络数字广播电视技术在当代社会上有着良好的发展趋势,但是同样在未来的日子也会遇到很多挑战。
1、网络数字化广播电视技术的特点
广播电视技术是一项涉及范围广的综合性技术,如电子技术、声学、光学、计算机技术等。在多N技术的综合运用支持下,广播电视以其独特的传播方式,拥有数量广泛的受众群体,首先,广播电视通过电视荧屏,将信息借助图像、配以声音解说的形式向观众传播,它不仅内容丰富,而且形象逼真,成为观众喜闻乐见的传播媒介。它与其他传播媒介最明显的区别是不受年龄和文化程度的限制。其次,及时性传播。人们对信息的时效性要求越来越高,网络数字化广播电视技术对信息实现了及时性传播,受众在第一时间就能对信息有一个真实、完整的了解,尤其是现场直播这一传播方式,更加凸显了广播电视的及时性。另外传播的广泛性。由于电视信号覆盖面积广,消息一经播出,就可以传播到四面八方,还有,受众的控制权和选择权更加自由。受众可以自主选择节目、观看时间,传统的广播电视传播方式以单向为主,主动权在电视台,网络数字化技术大大改变了这一状况,更好地满足了广大受众的需求。
2、网络数字化广播电视技术的发展现状
目前,网络数字化在广播电视技术方面的发展主要有两方面。首先,网络电视的崛起,它是将电视与网络融合在一起,是对广播电视的发展和延伸,推动了我国广播电视事业的发展进程,同时也使广播电视迎来了发展的新机遇,广播电视朝网络化方向发展对电视台建立一体化网络系统极为有利,利用网络提供的开放性平台能够更好地实现信息的共享和反馈。广播电视应该紧紧抓住这一时机,促进广播电视产业迅猛发展。其次,从2002年的数字信号的开始普及,短短3年的时间内,基本上完成了对模拟信号的代替,又经过了4年,2009年普通数字电视、高清数字电视已经走入寻常百姓家,目前4K高清网络视频已经成为各大运营商眼中的宠儿,从中可以看出,网络数字化作为广播电视技术发展的关键不容置疑,这将主导广播电视产业未来的发展方向。
3、网络数字化广播电视技术的优势
网络数字化广播电视技术相对于其他的技术有着很大的优势,所以其在应用上有着很广泛的空间,以下对网络数字化广播电视技术的优势进行列出。
3.1高效获取信息资源并共同享用
在广播电视节目中运用网络数字化的技术,可以发挥网络数字的一些优势。通过网络的方式可以快速便捷的获取到信息资源,在传统的信号接受范围之上进行扩大,打破空间地域的限制,在以往的电视传播中,我国的一些偏远地区,接收不到完整的信号,导致观看的频道不全,一些中央频道及地方频道信号接收不到,而网络数字广播电视技术的出现,从根本上打破了上述中的局限性,不仅接收到了广东、上海等沿海城市的频道,对于一些海外的信号也可以接收并可以正常的进行观看。让人们足不出户就可以了解到外面的世界,从而实现了信息资源的高校获取。
网络数字广播电视技术可以让资源形成共享的状态,相同的信息资源被同一时间不同地点的人使用,增加了使用信息资源的灵动性,也为人们的生活提供了便利的信息生活。
3.2高效提炼整合信息资源
在广播电视的使用初期,人们采用模拟信号进行信息传播,这种传播方式存在很大的缺陷,因为模拟信号中的信号人们不能得以控制,所以在接下来的剪辑和修改工作中,工作人员不能进行操作,所以,观众在观看广播电视节目时,接受到的信号是直接收来的信号,画面不清晰、影音不清楚的现象经常发生。而现在的网络数字化广播电视技术打破了与以往的信息传播模式,克服了模拟信号带来的缺点,如今的数字接收信号都是经过专业工作人员的精心修改与整合所发出的信号,在信号上增加或删减内容。优化了观众在观看中的视频、音频效果,带给人们更加高品质的广播电视体验与休闲生活。
3.3提升工作效率,促使行业发展多样化
网络数字化广播电视技术具有很强的抗干扰优势,这有效的保证了信息资源传输的质量。在节目录制的过程中,通过这种先进有效的信号传播方式,工作人员的工作效率得到了很大提高。网络数字化广播电视技术的运用,为广播电视提供了更加现代化的发展条件。将有限电视发射机朝着更加高效可靠的方向发展,并且利用电缆将有线电视进行远距离传播。开发计算机宽带的综合业务,充分的将网络化、数字化的技术应用到广播电视中,积极的促进行业多样化的发展。
4、网络数字化广播电视技术的发展前景
4.1网络数字化广播电视技术发展的机遇
网络数字化广播电视技术的应用,有效的实现了信息资源的共享。让工作人员对接收到的信号进行修改、剪辑,使得人们在观看广播电视节目的时候观看到优质的画面,以及良好的音频效果。以往人们观看电视节目的形式都是单一的,而现在通过网络数字化广播电视技术的运用。人们可以通过多种方式进行观看,并且可以根据自己的喜好进行选择性观看。随着如今社会的不断发展,广播电视行业受到了广泛的关注,国家对广播电视行业的支持力度也不断的加大,其发展前景一片光明。网络数字化广播电视技术得到了广大群众的认可,并促进了广播电视的发展。在未来的发展中存在着很大的发展空间以及机遇和挑战。
4.2网络数字化广播电视技术发展的挑战
网络数字化广播电视技术的发展很顺利的同时也会受到未来不同的考验,基于环境和自身特点上来看网络数字化广播电视技术的发展模式与数字化的要求存在着一定的差异,并且本体结构之间的矛盾也在不断的显现,因为广播电视在之前是属于公共服务行业,主要目的是推广我国的农业和工业方面,实现经济全面发展,而现在的广播电视对相关的法律法规较少,资金支持力度也很薄弱。而为了电视的发展就必须发挥自身的特点来发展积累资金等,因此,广播电视运用网络数字化技术很难适应本体结构,进行过程显得困难。
结束语
网络数字化广播电视技术为广大人民带来更大的喜悦,可以满足广大民众对高质量的画面,高清晰图像以及高音质音效的需求,特别是随着网络技术的发展,很多用户开始有了新的需求。利用网络技术的优势,以及数字化为基础,充分发挥网络数字化的优势,可以有效地提高网络数字电视的技术质量水平,改变传统广播电视无法对电视进行有效控制的缺陷。因此,在当今时代,需要充分利用网络数字技术,改变传统的模拟型号传输方式,提高数字化应用水平,这样有利于更好地发挥广播电视的优势,为广大用户带来更好的信息,及时有效地将高价值信息传递给用户,丰富用户娱乐生活。
参考文献
[1]王文斌.网络数字化广播电视技术研究[J].西部广播电视期刊,2015(13).
[2]胡建华.网络数字化广播电视技术的优势分析及发展探讨[J].科技传播,2015(13).
网络数字化技术范文5
【关键词】网络课件;FLASH技术;教学质量
目前,随着数字化校园建设工作的推进和网络技术的飞速发展,教师在授课过程中通过计算机连接因特网进行课程的讲解越来越普遍,学生运用多媒体计算机终端连接网络,进行作业的上传与下载也越来越常见,如果能够将传统的课件进行网络化的转化,供学生通过网络访问,进行网络下载或实时观看,能够为学生提前预习课程或者随时复习课程的教学要点,就能够有效地提高教师教学的效果。根据目前我国高校网络的基本条件以当下大学生的兴趣特点,基于FLASH环境来进行网络课件的开发将会是最合适的一种方式。然而同时,基于FLASH环境开发网络课件能力对于教师利用计算机设备和相应软件进行多媒体课件的制作,并将其网络化的能力也提出了新的要求。
本文所提及的所谓基于FLASH环境开发的网络课件是指在Internet网络中,用户可以实时下载并通过计算机环境进行播放的多媒体课件。在当前网络带宽有限速的前提下,怎样才能既保证多媒体课件的多媒体性和交互性的特征,又能保证用户在Internet网络中实时、稳定地下载播放,这正是影响现代化教学质量的重要问题。在开发课件的过程中,为了适应不同网速的要求,要减小网络课件的体积,因此开发工具和开发方法的选择是至关重要的。目前,最理想的网络课件开发工具非FLASH技术莫属,它有其它开发工具无法比拟的功效,基于FLASH环境开发出合适的多媒体网络课件会对我国数字化校园进程中的教学质量起到重要的影响。
1 数字化校园进程中开发网络课件的必要性
在数字化校园建设进程中,我国高校都在不断加强网络课程以及传统课程的网络化的建设工作,很多高校的网络课程体系已经逐渐发展壮大,并成为传统教学方式的有力补充。有些网络课程甚至凭借着网络的远程教学优势和网络资源丰富性的优势取代了传统的教学方式。在网络课程和传统课程网络化教学质量不断提高的今天,网络课件作为其中必不可少的教学元素,其开发与制作的方法与质量对网络教学的效果起到了非常重要的作用。
首先,网络课件是网络课程以及传统课程的重要组成部分。网络课件中除了包括了教学目的,教学要点和教学方法等重要内容外,还能够包括一些通过多媒体媒介(视频、音频和动画)对教学重点和难点的演示内容,帮助学生对所学知识进行充分的理解和消化。当然网络课件的这一重要功能也是要借助于符合要求的计算机环境来进行实现的。其次,当代的大学生习惯于通过计算机和网络环境来进行学习和生活,网络课件可以较为容易地被他们所接受并使用。学生可以通过网络访问网络课件,进行相应的课前预习或者课后复习,他们还可以通过网络将课件下载到智能手机和移动终端上,不受时间可地域的限制随时进行学习。最后,网络课件的制作虽然对于教师来说是一项新的挑战,但是现在的教师对于多媒体和计算机环境的熟悉程度已经较以前有了很大的提高,只要选到合适的网络课件开发软件,相信教师们很快就能够掌握相应的开发技术。
网络课件的开发和应用对于未来教学的效果会起到十分重要的作用,从目前的网络课件开发工具来看,FLASH技术是最适合的理想工具,基于FLASH技术开发出合适的网络课件将会对教学效果起到事半功倍的效果。
2 基于FLASH技术开发网络课件的优势
Flash软件是Macromedia公司开发的基于矢量图形格式的网络动画软件,具有体积小,矢量放大,形象生动的特点,非常适合用作网络多媒体课件的制作传播,逐渐代替传统的POWERPOINT、AUTHORWARE等软件,应用于网络多媒体课件教学中。
另外,使用FLASH技术开发课件还具有丰富的表现力,可以将多姿多彩的视听世界加自然、逼真的表现出来。同时可以对抽象、无形事物进行生动直观的模拟表现。使原本艰难的教学活动充满了魅力。
基于FLASH技术开发的多媒体教学网络课件就是充分利用视听媒体动画的优势,把教学思路通过动画的方式体现出来,而二维动画软件FLASH提供了强大的交互功能,能够方便进行交流,动画功能为网络课件的使用创建了互动的矢量图形和动画,界面美观,视觉冲击效果强,改变了课堂教学形式的单一的缺点,提高了学习的效率,成为教师教学和学生学习的有力助手。随着网络信息技术的飞速发展,多媒体课件的网络化应用发展趋势越来越明显,对多媒体课件提出了更高的要求。FLASH动画适用于以“流媒体”理念的传播技术。流媒体可以边下载变观看,而FLASH具备了这样的特点,可以方便的在客户端使用这种技术,不会受网络的影响,造成不连贯的播放方式,从而增加等待时间,影响多媒体课件的使用,形象网络课件学习的心情。并且无级放大的矢量图质量不会因为修改属性而降低,避免产生类似位图文件的锯齿斑效果。
基于FLASH技术开发的网络多媒体课件是存放在服务器上的,学习者通过络网进行学习的多媒体课件,它具备以下一些特点:(1)体积小,传输速度快,功能强大。在当前网络带宽的限制下,要求文件小,传输快,这是与单机课件最大不同之处。(2)在客户端无需安装和维护,运行环境要求低,适应性强。(3)交互性强,学习效率高。网络多媒体课件通过运用文本、音频、视频、动画等多种媒体手段多维刺激学生,使抽象的知识直观化,内容真实化;让学生快速准确掌握知识点。(4)学习自由度强。学习者不受时间和空间及地理位置的限制,可以随时随地自由进行学习。
然而,FLASH技术能够被广为使用,其丰富的交互性能是亮点之一。基于FLASH技术开发的多媒体网络课件不仅可以在内容的学习使用上提供良好的交互控制,而且可以运用适当的教学策略,指导学生学习、更好地体现出“因材施教的个性化教学”。从另一种角度而言,多媒体课件就是通过硬件、软件、设计者和用户的参与这四项来共同实现的高技术性艺术作品。
基于FLASH技术产生的交互性动画是一种新兴的数字化的动画表现形式,它是计算机多媒体技术、交互技术、网络技术结合而逐渐形成发展而成。它是计算机科学与艺术结合的产物,通过在计算机上形成虚拟现实自然技术,使人们从视觉上满足想象的幻觉视觉世界。作为新时期数字媒体艺术的本质性特征是当今数字媒体艺术的重要领域。
交互是计算机技术的术语,是指人与计算机进行信息交换,人机对话是通过计算机的程序处理过程实现的,交互性是交互动画的基本特征,是计算机人性化的智能设计。交互动画是人与计算机虚拟动画通过交互程序设计的互动动画。它的情境是由人主观控制的,实现第一人称的角色控制,参与者不同的选择性,使交互性产生了不同的结果。不是传统动画片的线性循环的叙述方式,参与性是交互动画的显著特点。交互艺术和数字媒体是密不可分,用户可以自由的选择信息源对人类生活状态带来了翻天覆地的变化。交互性动画技术利用动画技术生成的动画作品,使得动画的受众接受信息的方式由被动接受变为主动选择,在场景再现、模拟浏览、动态演示、文物展示等方面更是有着不可替代的地位。基于FLASH动画的交互性应用在网络课件当中能够引起学生的更多使用兴趣,并且能够产生实时信息反馈数据流通率高实现更高效的信息互动,增强学习效果。
总之,目前的FLASH技术可以实现网络课件所需要的几乎所有效果,FLASH只是制作网络课件的一种技术,但是教师如何能够对网络课件的内容进行有效合理地组织,使之适应于学生的需求,真正提高教学效果,才是更为重要的问题。我国的数字化校园建设工作提高了高校的硬件基础设施,其目的就是为了能够提高教学质量,如何能够在数字化校园建设进程中真正利用合理的技术来提高教学质量,是值得我们每一位教学工作者所需要慎重思考的问题。
参考文献
[1] 王秀荣,冯旭鹏. 高校多媒体教学的应用现状探析[J].现代教育技术,2008年10期.
[2] 王强.充分发挥多媒体在提升教学质量中的积极作用[J].课程教育研究,2013年1月.
[3] 周静谦.基于Flash的多媒体网络课件的实现[J].中国远程教育,2001年5期.
[4] 曹译文. 基于FLASH的多媒体技术在网络课件中的设计与实现[J].中国传媒科技,2013年9期.
[5] 张帅. 论计算机辅助教学软件的运用[J].产业与科技论坛,2012年03期.
网络数字化技术范文6
关键词:网络化;数字音频;扩声系统;设计
如今网络信息技术,计算机技术以及音频扩声技术等都实现了很好的发展,网络化数字音频扩声系统也得到了极为广泛的应用,它不仅具备数字音频系统的特点,还能够实现网络化的传输、交换以及控制等,具有一定的智能型和灵活性,因此将成为音频系统发展的重要趋势。
一、网络化数字音频扩声系统特点
网络化数字音频扩声系统主要包含音频信号编码、数字音频实时传输、数码处理、音频信号解码以及还原等部分[1]。
网络化数字音频扩声系统中,模拟音频只是存在于信号编码以及还原处,其余则是通过数字音频的形式存在,实现音频信号的实时转播与切换,使得数据传输更加安全可靠,利用数字化信道进行传输,具有很强的抗干扰能力,优势极为突出,能虮Vひ羝灯分省
数字化网络的交互性和开放性比较强,能够使传输更加简单,网络化音频扩声系统有着比较简单的架构,能够快速便捷地搭建网络交互平台。
网络化音频扩声系统有着丰富的功能,能够更好的满足用户的多样化需求,音频扩声系统设计是利用原型化分析的方法进行的,认真细致的分析用户以及传统系统,满足其需求。并利用DSP处理器,在不改变现有的硬件条件下,实现快速和灵活的设置,使用起来更加便利,具有更高的性价比。
网络化数字音频扩声系统的优势比较明显,并且在很多领域中都有应用,如会议室、剧场剧院、演播厅等,也获得了显著地效果,因此对其研究是极为有意义的。
二、网络化数字音频扩声系统的设计
如今社会中数字技术、音频技术等飞速进步,数字化技术的音频产品数量也大幅度增加,网络数字化的音频能够在一定程度上弥补传统音频模拟设备的缺陷,并且使数字调音台以及音频处理器更加可靠,提升其抗干扰能力,避免音频扩声系统的功能受到限制。如今音频处理的很多功能都可以借助于软件算法进行,能够减少网络化数字音频扩声系统的成本支出。网络化数字音频扩声系统的核心部分是数字技术,结合音频系统使用,可以将其划分为数字扩声系统、储存系统、公共广播系统、录音核查编辑以及播出系统等部分。
三、网络化数字音频扩声系统中的音频技术
1、DSP音频信号处理技术
网络化数字音频扩声系统的设计研究中,DSP音频信号处理技术是极为重要的组成部分。DSP作为数字信号处理器,能够对语言信号进行数字化的处理以及运算,比较安全可靠,具有一定的实时性。这种DSP音频信号处理技术在音频信号的发射、传输以及接收中都有很好的应用。DSP音频信号处理技术主要包含5方面的内容,分别是音频信号的识别、音频信号的理解、合成音频信号、强化音频信号以及对音频信号的相关数据进行压缩传输等[2]。音频信号识别主要是对声音信号的相关参数进行分析,从中获取音频信号的相关特点,并将其对比已有的音频样本信号,从而对音频信号的相应属性进行分析。识别音频信号过程中涉及到很多方法,比如模式识别方法、聚类分析方法、统计分析方法等,这些方法具有一定的智能化、自动化特点,能够很好的获得噪声、音质、共振峰频率等数据参数。音频信号的理解也就是识别音频信号之后,使自然、机器语言等进行匹配,能够让用户更好地认识理解。音频信号的合成以声音特点作为参数依据,获得相关数据后,对机器发音进行模拟,使其能够被还原为人类可以识别的语言。
2、网络化的通信技术
网络化数字音频扩声系统中涉及到很多种网络技术,网络化数字音频扩声系统在会议室中应用主要是采用五类线音频系统,剧场剧院中的网络化数字音频扩声系统主要利用4G移动通信或WiFi技术等。当前移动通信技术中,4G通信已经成为主要的技术内容,通过TD-LTE技术、FDD-LTE技术等,能够为高速移动带宽资源提供支撑,并已经发展成为主流的移动通信技术。网络化数字音频扩声系统中,主要使用4G通信技术对扬声器以及控制中心进行管理,保证数据能够被准确、安全的传输。WiFi技术通信模块中以TCP/IP协议作为支持,可实现三种工作模式,分别是AP模式、STA模式以及AP模式与STA模式并存[3],网络化数字音频扩声系统中使用的通信方式主要是Socket方式,当模块复位之后,系统默认是透穿模式,模块需要进入到命令模式中然后才能够对每一次复位进行操作设置,需要分别重启UART、TCP/IP、AP/STA才能够使设置的内容发挥作用[4],扬声器范围内主要使用WiFi技术进行通信传播。ZigBee技术传感器网络有着比较强的稳定性,通信安全,能够自动化的组织与痊愈,节点功耗不大,有比较大的容量,能够实现数据的安全可靠传输,保证扬声器之间能够快速的实现信息流通。
四、网络化数字音频扩声系统的未来发展
在低端市场中,传统的模拟扩声系统价格优势是比较明显的,而在中高端的音频扩声市场中,相比于传统的模拟扩声系统,网络化数字扩声系统的性价比更加明显,功能更加强大,使用更加灵活便捷,未来网络化数字扩声系统的发展已经成为必然趋势。
网络化数字扩声系统的实现是技术领域的发展与创新,要想使网络化数字扩声系统得到更加广泛、持久的应用,不仅要考虑价格问题,还需要积极培养相关的工作人员,提高其音频知识以及计算机网络技术水平等,对网络知识有深入的认识与掌握。将网络技术与音频技术相结合,能够使得网络化数字扩声系统有更高的性价比,并且安装也更加便利,能够在未来社会中实现更好的发展。
结束语:
总而言之,网络化数字音频扩声系统的音频扩声功能是通过DSP音频信号处理技术、4G无线通信技术等实现的,能够使音频扩声系统实现智能化、自动化以及数字化的发展,使得音频扩声更加安全可靠,使音频扩声系统在使用过程中具有可控性,凸显其便捷性的特点。
参考文献
[1]祁才君. 网络化数字音频扩声系统的构建[J]. 电声技术,2010,05:75-77.
[2]樊群力. 网络化数字音频扩声系统研究与设计[J]. 数字技术与应用,2015,08:179.