地铁信号专业知识「中考化学必考知识点」

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本周小编选读通信与网络方面的小知识点，并整理通信传送方式、串口通信接口、通信数据的封装与拆封等三部分内容，展示给大家共同学习。结合小编经验，通信传送方式可能以填空、简答题方式出现；串口通信接口则常结合多专业接口的通信方式进行出题，如单选；数据的封装与拆封帮忙大家更好地掌握报文分析基本技能。

一、通信传送方式

在通信中，数据通常是在两个站（如终端和微机）之间进行传送，按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：全双工、半双工和单工。

（1）全双工方式

当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工制。在全双工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接收器，数据的输出又称发送数据（TXD），数据的输入又称接收数据（RXD）。因此，设备能控制数据同时在两个方向上传送。全双工方式无需进行方向的切换，没有切换操作所产生的时间延迟，这对那些不能有时间延误的交互式应用（例如远程监测和控制系统）十分有利。

（2）半双工方式

若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工制。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。

（3）单工方式

所谓单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。发送端和接收端的身份是固定的，发送端只能发送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能发送信息，数据信号仅从一端传送到另一端，即信息流是单方向。

二、串口通信接口

计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯、并行通讯、计算机网络等方式。目前，计算机中的并行接口，即LPI口，主要作为打印机端口。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。计算机的另一种标准接口是串行口，现在的PC机一般至少有两个串行口COM1和COM2。通常COM1使用的是9针D形连接器。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去。虽然速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此长距离的通信应使用串行口。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。目前最常用的串行通讯接口有以下几种：

（1）RS-232-C

RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

（2）RS-485总线

在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。比如门禁系统控制器与就地控制器就是采取RS-485通信方式。

（3）RS422总线

RS485和RS422电路原理基本相同，RS422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响，而RS485只能半双工工作，发收不能同时进行，但它只需要一对双绞线。RS422和RS485在19kpbs下能传输1200米。

目前工业环境中许多重要的设备仍然使用RS-232接口界面设计，然而，RS-232是一个点对点的界面，限制设备和计算机之间的传输距离只能为15M。为了克服这个限制，许多用户使用RS-232到RS-422/485转换器,将RS-232 设备连到工业RS-422或RS-485网络，传输数据时距离超过1.2 km。

三、通信数据的封装与拆封

从计算机向网络发送数据的过程，就是一个数据封装的过程。参考模型的下四层总称数据流层，用来管理硬件。数据每进入下一层，都被加上一个报头，最后通过物理层将数据帧转换为高低电平发送至接受方，下图是数据封装过程。

数据拆封，就是封装的逆过程，使目的计算机得到还原的数据。接收数据的过程，就是一个数据拆封的过程。首先从物理层得到的数据被转换成数据帧，再从下层向上层逐次去掉相应报头，最后得到还原的数据。于是，通过数据的封装、传递、数据拆封，就完成了一次数据的通信过程，下图是数据拆封过程。