第一篇：分布式發電和微網(外文翻譯一)
XXXXX畢業設計（論文）外文翻譯
原文題目：Microgrids and Distributed Generation 譯文題目：分布式發電和微網
學院名稱：XXXXXX 專業班級：XXXXXX學生姓名： XXXXXX
微網和分布式發電
Robert H.Lasseter, Fellow, IEEE
Abstract : Application of individual distributed generators can cause as many problems as it may solve.A better way to realize the emerging potential of distributed generation is to take a system approach which views generation and associated loads as a subsystem or a “microgrid”.The sources can operate in parallel to the grid or can operate in island, providing UPS services.The system will disconnect from the utility during large events(i.e.faults, voltage collapses), but may also intentionally disconnect when the quality of power from the grid falls below certain standards.Utilization of waste heat from the sources will increase total efficiency, making the project more financially attractive.University of Wisconsin Laboratory verification of microgrid control concepts are included.CE Database subject headings: CHP, distributed generation, intentional islanding, inverters, microgrid, power vs.frequency droop, voltage vs.reactive power droop.摘要：應用分布式發電技術造成的問題與它能解決的問題相比是一樣多的。為了更好地實現分布式發電，就是將其包含的發電機組和與之關聯的負載組成的系統當做子系統或微網來處理。這個微網可以并網運行或者以孤島的方式運行，提供不間斷電源。當微網發生大事件（故障、電壓崩潰）或者功率因素跌落到某個標準值時，它會自動與大電網分離，從而保證大電網的穩定運行。此外利用發電時產生的余熱，有利于提高整體的效率，使得項目具有更好的經濟效益。美國的威斯康辛大學實驗室在這方面進行了相關的實驗，對微網這個概念作出了更加詳細的詮釋。關鍵詞：熱電聯產，分布式，孤島模式，逆變器，微網，功率與頻率衰減特性，電壓與無功功率的衰減特性
1.引言
隨著社會經濟的發展以及技術的不斷改進，人們對電能的需求提出了更高的要求。由于傳統的發電模式存在效率低、能耗大以及經濟效益低等諸多的問題，而新興的技術具有低排放、低經濟成本、搞經濟效益等優勢，分布式發電在逐漸取代原來的傳統模式。與此同時，分布式發電涵蓋的范圍非常廣，這其中包括內燃機，微型燃氣輪機，燃氣渦輪發電機，光伏，燃料電池和風能發電。這些新技術的應用，為電網輸送更加可靠、高質量的電能提供了保障。
雖然分布式發電在美國的普及程度還沒有達到顯著水平，然而，這種情況正在發生迅速的改變，這讓我們更加要注意這種發電方式帶來的與原來的配電系統不匹配的問題。濫用分布式發電造成的問題與它當初解決的問題是一樣多的。一種更好開發分布式發電潛能的方式就是將包含分布式發電機和與之關聯的負載的系統當做子系統或微網來處理控制。這種方法考慮到通過當地的 調度中心調度分布式發電，從而減少或消除中心調度帶來的諸多不便。在大電網受到干擾時，分布式發電機以及相應的負載能夠從大電網系統中分離出來獨立運行，從而保證輸電網的穩定運行。分布式發電以及相應的負載以孤島模式運行與大電網統一運行具有更高的供電可靠性。正因為單個分布式發電的模式較小，這有利于利用熱負荷產生的預熱，可以把這一部分的熱量用來發電，這樣一來，分布式發電的系統的總效率又翻了一倍。
目前，大多數的微電網是以負載與分布式電源組合的形式出現的，正是因為這種形式，微電網可以以孤島模式運行，也可以很方便地利用熱負荷的余熱。解決上述問題的方案都要依靠復雜的通信和控制，通過大量的現場采集工作來實現。這篇文章的目標就是闡述一種新的、不需要復雜的控制的應用控制方式——以發電機為基礎，使用得“即插即用”模式的控制方式，這種模式不需要過于復雜的通信控制方式。
隨著智能電力電子接口、智能的電網斷開和重新同步合閘開關等技術的發展應用，在一定程度上，降低微電網的運行成本，提高小規模的分布式發電系統（裝機容量10~100KW的系統）的可靠性。我們研究工作的目標是如何更好的利用由小規模分布式發電系統帶來的諸多好處，比如說利用熱負荷的余熱、提高更高功率的電源給負載等。就目前而言，“電網”的概念是狹義的、一成不變的，微網的概念的提出吸引了那么多的人，是因為它在原來的電網的基礎上發展出來的，并不是憑空捏造的，同時微電網不需要重新設計或重新建造的原來電網系統的主體框架以及它自身具有的諸多的優勢得到了快速發展。
2.新興發電技術
分布式發電技術應用有利于促進天然氣技術地進一步發展。盡管在備用狀態和短期運行的方式下，仍然是以柴油為燃料的系統為主，但是就目前的形式而言，人們可以更高效率地利用天然氣，同時，天然氣的經濟成本、環境影響更適合現在的發展趨勢。
在滿足經濟和環境的要求的前提下，活塞式發動機技術向著改善能量密度，增加燃料利用率，減少排放的目標發展。通過更好的設計和控制燃燒的過程，天然氣發動機的廢氣排放量得到了顯著的降低。技術較為先進的稀燃天然氣發動機氮化物排放量可達到50ppmv的標準，這是一個巨大的改變，但要在大部分的發動機中應用，需要使用催化劑。至于效率，我們希望達到50%，但實際上，效率約為35%，就目前而言，高效率和低排放的目標尚未實現同步。
微型燃汽輪機是一項重要的新型技術。它們機械結構簡單，是一個單軸設備通過空氣軸承的連接，中間連接的地方不需要任何的潤滑油。它們的設計結合了可靠性較高的商業飛行器輔助動力裝置和低成本的汽車增壓渦輪器。發電機的轉子根據工作的需要會工作在不同的轉速下（通常在5萬-10萬轉之間），這種變速操作必須要有可靠的、高性能的電力電子接口連接到電氣系統。世界上，許多國家成功的使用微型燃汽輪機來發電，例如：Capstone公司發明的30kw和60kw燃氣輪機產品，由歐洲制造商Bowman和Turbec兩家公司制造。先進的燃燒系統，使得該系統的氮氧化物排放量小于10 ppmv，同時，也大大降低了一氧化碳的排放量。然而更大規模的燃氣渦輪機、活塞式發動機以及改良型的燃氣輪機會排放更多的氮氧化物。微型燃氣輪機能使用天然氣和一些液體燃料等不同的燃料工作，它們的工作效率大概在28-30%左右。
除此之外，還有一種新型技術——燃料電池，它是通過氫氣和氧氣的結合產生電能，同時排放出水蒸氣的原理工作的。排放出來的氮化物和二氧化碳回歸大自然后，經過大自然的某種反應，可以重新生成天然氣或者產生其他燃料電池需要的氣體。與微型燃氣輪機相比，燃料電池具有更高的效率和更低的排放，但是目前價格比較昂貴。200KW的磷酸電池已經在商業領域得到應用，與此同時，高溫固體氧化物和熔融碳酸鹽電池分布式電源中的應用也特別具有前景。汽車公司一直在努力改進汽油或重整其他普通燃料，使其用于低溫質子交換膜的燃料電池上。如果汽車的燃料電池做到每千瓦僅花費100美元的成本，這將給汽車工業產生革命性的影響。
3.新發電技術的問題和利益
3.1 控制問題
分布式發電一個很突出的問題就是，從技術層面上來看，我們很難控制大量的微電源。比如說為了滿足美國加州的國防供電需要，我們需要12萬個100KW的微電源來提供電能，由此可見控制這么一個具有這么多微電源組成的系統的難度。這個系統的控制問題是很復雜的，需要大量的高精確度的傳感器將各個分布電源的信息實時快速地傳送到控制中心，這其中只要有一個或者若干個傳感器不能正常工作，會給系統帶來很大的誤差影響甚至會造成系統的崩潰?？刂品植际诫娫醋詈玫姆绞骄褪钱斈硞€區域發生事故時，我們希望只動作該區域的分布式電源，通過降壓電壓、降頻等措施實現這個區域的分布式電源的孤島運行，這樣不會影響到整個系統的穩定性，同時也大大解決了復雜的控制方式。下一代的技術會運用本區域的電信息，一旦該區域發生事故時，就將其從大電網中切除出來，同時通過控制該區域的分布式電源的頻率、電壓等來實現事故的消除。
雖然一些新興的控制技術非常的有效，但是傳統的電力系統長期摸索過程中得出的參考資料也是不可忽視的。一些電力系統的關鍵性概念也同樣適用分布式發電。例如，應用在大型公用發電機的功率、頻率調節特性和電壓的控制特性也可以應用在小型的分布式發電系統。從信息通訊的角度來看，只有穩定的功率和電壓才能被調用去優化功率潮流。
與不同的發電方式相比，該地區的分布式發電方式可以讓燃料汽油的使用效率保持在28-30%范圍。由于缺乏大型的轉子，DG可能無法滿足較大的瞬時的功率需求。在控制燃料電池時,我們要對燃料電池中的氫氣進行隔離操作，同時，產生的水蒸也會影響到這個笑系統對負載的跟蹤。氮氧化物和二氧化碳排放。由于微型燃氣輪機和燃料電池對控制信號的響應很慢并且慣性很小，因此它們在孤島模式下運行時，要有一些儲能設備來提供它們最初所需要的能量。儲能形式多種多樣：有超級電容器、飛輪儲能、蓄電池等。CERTS（電力可靠性技術解決方案）通過裝設在每個電源直流母線上的直流儲能來保證最高的可靠性。在這種情況下，即使其中一個子電源發生故障從電網中分離出來，也能保證它所帶的負載的正常工作。但是，如果微網中存在一個單獨的交流儲能裝置的話，情況就不一樣了。
3.2 運行和投資
從經濟效益問題上來說，我們更加愿意投資較大規模的分布式電源。對于一個微電源來說，它們之間的互聯保護的費用比整個系統所花費的費用的50%還要多。由于保護的費用是基本確定的，規模是微電源的3-5倍的DG單元的連接成本相對于微電源是大大減少了。微網的概念就是在公網的接口后面連接多個微電源，這樣微網就有了和大型DG單元同樣的費用優勢。
使用DG可以減少發電機與負載之間的連接的距離，這有助于改善無功功率的供應、增強電壓分布特性、減少損耗以及增強利用廢熱的效率，同時還降低了建立新傳輸線和大規模發電系統的大筆投資。
使用分布式發電可以大大降低電力系統在輸配電過程中產生的損耗，這個是微電源的一個很重要的優勢。以葡萄牙為例，在傳輸過程中，產生損耗大約占總的傳輸的電能的1.8%到2%，就
1999年這一年的時間內，葡萄牙在低壓傳輸過程中產生的損耗大約為18TWh。如果通過分布式發電，至少可以實現在原來的基礎上每年減少損耗216GWh，同時發達國家還會征收產生的大量的二氧化碳的費用，損耗的減少也降低了排放二氧化碳的費用。這樣，使用微網發電可以減少歐洲電力系統在輸電和配電過程中產生的總損耗的2-4%的損耗，這也有助于減少歐洲每年2千萬噸的二氧化碳排放量。
3.3 熱電聯產方式
冷熱電聯產是一個綜合的能量利用系統，這個系統會從天然氣這樣的能源中釋放出電能和有用的熱能。由于電能比熱能更容易傳輸，因此靠近熱負載側產生的熱能比靠近負載側產生的熱能更容易被回收利用。
大部分現有的集中式或分布式的發電廠，從燃料轉換為電能的效率范圍大致是28-32%，這就意味著提供給發電機的的一次能源大約占70%。為了減少能量的損耗，提高發電廠把能源轉換為電能的效率，這就要求我們利用廢熱發電。
聯合發電技術能夠使在百兆瓦級別的發電機的發電效率接近60%。另一方面，如果將中低效率（28-32%）的發電機產生的廢熱收集并通過熱交換器、吸收式冷水機和除濕器，從整體上，可以使燃料到有效能的效率提高到80%以上。目前，Capstone公司出售一種利用廢熱來加熱水的60kW的微型渦輪機，這個系統從燃料到有效能的效率就高達90%。
新興的發電技術可以將發電機安置在靠近熱負荷附近。盡管單個產熱單元的規模較小，但是它在匹配熱量要求方面卻提供了極大的靈活性。通過最經濟的結合余熱生產發電機和非余熱生產發電機，可以構建一個理想的系統，使電能和熱能得到優化利用。舉一個極端的例子來說，燃料電池可以放在醫院的每個樓層，來滿足每個樓層的熱水需求并為樓層的負載提供電力。
3.4 電源管理的可靠性
由于是分布式管理控制，分布式發電（簡稱DG）有利于提高電能質量和系統的可靠性。如果分布式發電機能夠在瞬態條件下運行，即使配電系統運行不穩定時，電網的可靠性也是可以得到保證的。此外，自啟動功能可以最大限度地減少停機時間并且有助于縮短分布式系統的重新投入運行過程。
采用冗余并聯運行，如果一個網格出現故障，微網可以繼續運行在孤島模式。執行關鍵任務的電氣設備可以通過中斷得到保障，同時，二次側的備用電源也可以降低或消除事故帶來的影響。
在大多數情況下，小型發電機是構造能源管理系統的一部分。采用資源全球優化方式，DG（分布式發電）輸出的能量將更符合成本效益。通過調節峰值、合理的余熱管理，集中負荷管理，對燃料合適的選擇，系統可以得到最大程度的優化。微網的成功范例提供了解決電源管理問題的一個通用平臺。
從發電的安全性方面考慮，多個小型發電機比起一個大電機更加的安全可靠，而且小型發電機自動負載性能更好，同時還有助于避免使用單一發電機帶來的待機能源消耗的費用。一個微網擁有多重的分布式發電機不太可能會出現故障，尤其在具備備用發電機的情況下，出現故障的可能就更加的小了。
4.微電網概念
CERTS微電網有兩個關鍵組件，靜態開關和微源。靜態開關能夠自動形成一個安全網保護微
網免受故障的干擾，包括IEEE1547故障或者電能質量下降的故障。形成安全網后，微電網不需要在跳閘之后重新同步連接。這種同步是通過利用孤島微網和電網之間的頻率差，保證一個短暫的自由運作，而無需匹配連接點的頻率和相位角。每個微電源可以使用功率與頻率特性控制器來平衡微電網的功率。降頻的特性為設備在微電網的頻率與電網不同時重連連接提供了方便。
微網的基本架構如圖1所示，由一組徑向的反饋線組成，這可能是分布式系統或者建筑物的電氣系統的一部分，其中，有多個設備連接的節點稱為公共耦合點。有些反饋線（反饋線A-C）上面帶有感性負載，這就需要該區域發電機給這些感性負載提供無功功率。然而，不是很重要的負載不會通過反饋線直接連接到該區域的發電機。如果反饋線A-C 安置了靜態開關，可以在不到一個周期的時間里隔離電網。在圖1中，在8，11，16和22處的四個微電源，僅僅用了它們所在區域的電壓和電流測量值來控制運行。
圖1.微電網結構圖
當供電設備出現問題時，靜態開關將自動打開，將其從電網側隔離出來。非感性負載將從反饋線D上獲得功率。當微網并網運行時，也可以直接給這部分非感性負載提供功率。
為了達到自知的目的，對微網的某一個部件操作，我們推薦使用“點對點”和“即插即用”的運行模式。“點對點”模式可以確保在缺少一個或者幾個部件（如主控器或者中央存儲單元等）時仍然能夠正常工作。這也就是說，微網在缺少了任何一個部件或發電機時，仍能繼續正常運行，這是因為具有N+1個電源的系統，盡管缺失一個或幾個電源，仍能確保系統正常的工作。而“即插即用”模式意味著一個發電單元可以放置在電力系統的任何位置，而不用重新設計控制?！凹床寮从谩钡哪Ｐ涂梢詫l電機放置在需要熱力的負載處，從而提高對廢熱的處理效率，減少了復雜
的熱力分散系統的余熱利用問題。
4.1 單元功率控制結構
在這個結構圖中，每個DG調節每個連接點處的電壓幅值以及控制從微電源（如圖1）流出的功率。在這種結構下，如果任意點的負載增加，由于每一個單元輸出的功率是恒定，所以額外的功率是由公用電網提供。這種結構很適合熱電聯產，因為功率的輸出是根據熱力需求而確定的。只有在高頻的時候，進行熱電聯產，這才能實現廢熱利用的最大化。當系統的頻率特性是向下的趨勢，才能確保功率在這個單元內是可以控制平衡的。
4.2 反饋控制
在結構圖1中，每個DG分別調節控制著點8、11、16、22處的電壓幅值和功率流。在這種結構下，負載需要的額外的功率需求由公用電網提供。從側面來看，微電網就像是一個可調度的負載，會根據負載側的功率需求進行合理的管理分配。與此同時，系統的電流與頻率是向下特性時，才能確保了系統功率的平衡。
4.3 混合控制方式
在這種結構下，有的分布式發電系統會根據系統負載需要調節輸出功率，有的則會調節功率的流向。每一個DG單元都可以根據需要不同，既可以控制功率的輸出也可以控制功率的流向。這種結構可以兼顧兩者的優點：一些DG單元在頻率最高時運行利用廢熱；另一些DG單元則使當微網的負載條件變化時，通過調節控制來保持公用網的潮流恒定。
5.微電源的控制
對微電源的控制，我們需要注意：新的電源投入系統時，不能改變已有設備，但是設置點可以獨立選取，這樣微網可以迅速地連接或退出大電網，同時，有功和無功功率也可以獨立控制以滿足負荷的動態波動。
每個微電源控制器并不需要負載、靜態開關或其他電源的電量信息時，就可以自動有效根據系統的變化發生相應的變化。基本控制器采用功率和電壓反饋控制，并實時采集有功功率、無功功率、頻率以及交流電壓等信息，根據電壓、相角和頻率特性，給逆變器端發出給定幅值和相位的電壓信號進行控制。如果將逆變器看做一個電壓源串聯一個阻抗的話，則有功功率與逆變器輸出電壓的相位成正比，而無功功率與電壓的幅值成正比。
5.1 電壓-無功功率下垂控制
微網中的微電源并不能控制整個系統的功率因數，以及調節電壓可以保證系統的可靠性和穩定性。沒有當地的電壓的調節控制，加入過多的微電源可能會造成電壓的振蕩、產生過多的穿越功率。此外，電壓控制必須確保在電源之間沒有大量的環流。如果電壓的設置點稍有誤差，環流就可能超出微電源的正常的等級。在這樣的情況下，需要一個電壓—無功功率下垂控制器，如果微電源發出過多的容性無功，我們需要減少電壓控制的設置點數目；相反的，如果發出過多的感性無功，則需要增加設置點。
5.2 有功功率-頻率下垂控制
當微網與大電網相連時，根據用戶的不同情況，負載可以從大電網和微網同時獲取功率。如
果大電網發生電壓下降、停電等故障中斷時，根據IEEE1547協議，微網將自動從大電網脫離出來。
當調節輸出功率時，每個電源輸出的功率在P，ω平面上都呈現斜率為負的線性下降的趨勢，其中P是輸出功率，ω是每秒以弧度為單位的頻率。圖2顯示的是當頻率下降一個給某個給定值時P，ω特性曲線，此外，圖上的虛線還呈現了當輸出功率從零變化到最大值的特性曲線。圖2還表示出了把PO1和PO2作為功率設定值時的特性曲線。
圖2.功率、頻率下垂特性
這就是每個源在系統頻率下連接到電網時注入系統的發電量。如果由電網輸入功率時的系統轉移到離網運行，則發電機需要增加功率來平衡離網運行部分減少的功率，此時，這個新的運行點將以低于額定頻率運行。在這種情況下，兩個源都會增加其輸出功率直到單元2達到其功率最大值點時才會停止繼續增加功率。如果由輸出功率到電網時的系統轉移到離網運行，那么新的頻率值將更高，相應兩個源的輸出功率更低，直單元1達到其功率零點。
圖2所示的特性是系統穩定狀態時的特性。他們運行在各自的功率范圍內時其斜率基本是保持不變的。只要一達到極限值事，該斜線就變成垂直了。下降值就是穩態點被限制停止的點，但在動態運行時軌跡將偏離該特性曲線。
6.威斯康星大學建立的微網
威斯康星大學的試驗性微網驗證了微電網在現實生活中應用的可行性。微網的布局如圖3所示:
圖3.威斯康星大學微電網電路
他們建立的微網包括兩個電源，五套三相負載，以及一個靜態開關來實現與電網的連接。在源之間架設將近100碼的電纜，是為了更好地采集反饋線上的電壓降，而逆變器的控制端口連接上了一個數字信號處理器（DSP）。該控制是在DSP中通過數字化方式實現控制的，然后驅動逆變器的動作。本地反饋線上的電流測量值主要用來計算無功功率Q、有功功率P，因此測量單元注入電流值是很重要的。
7.實例研究
本節將展示一些在威斯康星大學微電網試驗獲得的成果。圖3所示的是兩個測試中都使用的元件布局。負載L2一直保持斷開的情況下，每個負載獲得為0.3 PU，總負載為1.2 PU，所有的單元的功率變化的范圍從0（空閑）到0.8 PU（功率最大值=15千瓦）。這些結果直接在DSP的內存中只能用-1，+1。了確?？梢詼y量少部分的超調量，相應的最大功率值應設置在0.8 PU。
圖4表示兩個單元在調節輸出功率時系統轉換為離網運行時功頻特性曲線。
圖4.對威斯康星大學設計的微電網的穩定性測試
當連接到電網（穩定狀態A點）時，系統為輸入功率狀態。B點表示在離網運行的穩定狀態下，兩個單元都向總負載提供補償。當單元1提供負荷所需的功率時，單元2則處在輸出功率最大的狀態。圖5顯示了兩個單元在這個測試中的實際功率變化曲線。當單元2的有功功率超調量達到最大時，就會退出對發電機的控制，然后單元1會增加功率輸出來滿足負載的需求。在控制時我們一般不使用反饋線上的電流值。在電壓的大小保持不變的情況下，當發生事故時，兩臺機器的頻率會隨之下降。
8.結論
關于微網的研究工作進展得很順利。威斯康星州的示范性分布式發電表明了分布式發電的局部控制的有效性，從而減少或消除了中心調度的需要。在出現擾動時，發電機和相應的負載可以從分布式系統中分離出來，以便在不傷害輸電網的完整性的情況下使微網的負載不受擾動（從而保持高水準的服務）。在故障狀態下，發電機和負載的離網運行比整個電力系統運行具有更高的可靠性。新興的發電技術考慮到了對熱負載余熱的利用，所以要求發電機被放置在最優的位置。這樣的應用可以增加整個系統一倍以上的效率。在加州能源委員會的支持下，完整規模微網的設計和建造取得了進步。微電網將會在美國電氣和電力站進行建造和測試，這個測試站包括三個逆變器的60KW的微電源。
圖5.在2500ms/div的轉速下，發電機一、二的無功、有功功率、頻率以及電壓的幅值變化
9.鳴謝
這項工作由加州能源委員會（150-99-003），電力系統工程師研究中心和美國能源部支持。
10.參考文獻
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第二篇：局域網外文翻譯(一)
外 文 翻 譯
論文題目 ： 姓學班年專學名 ： 號 ： 級 ： 級 ： 業 ： 院 ：
大型企業網絡的設計與規劃
賈龍飛 201120210230 1122102班 2011級 網絡工程 軟件學院 王志波（講師）二〇一五 年 四 月 指導教師 ： 完成時間 ：
目錄
1.COMPUTER NETWORKS............................................3 DATE COMMUNICATIONS..........................................3 2.ARCHITECTURE OF COMPUTER NETWORKS............................4 1.The OSI Reference Model....................................4 2.The TCP/IP Reference Model.................................4 3.WIDE AREA NETWORK............................................5 1.CIRCUIT SWITCHED NETWORKS..................................5 2．LEASED LINE NETWORKS......................................6 3.PACKET SWITCHING NETWORKS..................................6 4.LOCAL AREA NETWORK...........................................7 1.Topology...................................................7 2.Transmission media.........................................7 3.Medium access control methods.............................7 1.計算機網絡...................................................9 數據通信.....................................................9 2.計算機網絡的體系結構.........................................9 1.OSI參考模型..............................................10 2.TCP/IP參考模型...........................................10 3.廣域網......................................................10 1.電路交換網................................................11 2.專線網....................................................11 3.分組交換網................................................11 4.局域網......................................................12 1.拓撲結構..................................................12 2.傳輸媒體..................................................12 3.媒體訪問控制方法..........................................12
1.COMPUTER NETWORKS DATE COMMUNICATIONS The end equipment which either generates the digital information for transmission or uses the received digital data can be computer ,printers ,keyboards, CRTs, and so on.This equipment generally manipulates digital information internally in word units—all the bits that make up a word in a particular piece of equipment are transferred in parallel.Digital data, when transmitted, are in serial form.Parallel transmission of an 8-bit word require eight pairs of transmission lines—not at all cost-effective.Data terminal(DTE)is a general phrase encompassing all of the circuitry necessary to perform parallel-to-serial and serial-to-parallel conversions for transmission and reception respectively and for data link management.The UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)
and
USART
(Universal Asynchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)are the devices that perform the parallel-to-serial and serial-to-parallel conversions.The primary DTE includes a line control unit(LCU or LinCo)which controls the flow of information in a multipoint data link system.A station controller(STACO)is the corresponding that belonged to the subscriber in a data link system.Between the DTEs, starting with the modems, was communications equipment owned and maintained by Telco property.Data communications equipment(DCE)accepts the serial data stream from the DTE and converts it to some form of analog signal suitable for transmission on voice-grade lined.At the receive end, the DCE performs the reverse function of converting the received analog signal to a serial digital data stream.The simplest form of DCE is a modem(modulator/demodulator)or data set.At the transmit end, the modem can be considered a form of digital-to-analog converter, while at the receive end, it can considered a form of analog-to-digital converter.The most common of modulation by modems are frequency shift keying(FSK), phase shift keying(PSK), and quadrature amplitude modulation(QAM).This is a typically data transmission mode using the analog telephone lines.If you transmit data by digital channel(sometimes it is called “Digital T-carrier”), a pulse Code Modulation(PCM)equipment must be used.A microwave transmission system can also be used for the data communication.Finally, you can use the satellite communication system for data transmission.If the cables and signal levels used to interconnect the DTE and DCE were left unregulated, the variations generated would probably be proportional to the number of manufacturers.Electronics industries Association(EIA),an organization of manufactures with establishing the DTE and modem.This is a 25-pincable whose pins have designated functions and specified signal levels.The RS-232C is anticipated to be replaced by an update standard.2.ARCHITECTURE OF COMPUTER NETWORKS Computer network is a complex consisting of two or more conned computing units, it is used for the purpose of data communication and resource resource sharing.Design of a network and its logical structure should comply with a set of design principles, including the organization of functions and the description of data formats and procedure.This is the network architecture and so called as a set of layers and protocols, because the architecture is a layer-based.In the next two sections we will discuss two important network architectures, the OSI reference model and the TCP/IP reference model.1.The OSI Reference Model The OSI model is shown in Fig.14-2(minus the physical medium).This model is based on a proposal developed by the International Standards Organizations(OSI)as the first step toward international standardization of the protocols used in the various layers.The model is called the ISO OSI(Open System Interconnection)Reference Model because it deals with connecting open systems--that is, systems that are open for communication with other systems, We will usually just call it the OSI model for short.The OSI model has seven has seven layers.Note that the OSI model itself is not a network architecture because it does not specify the exact services and protocols to be used in each layer.It just tells what each layer should do.However , However, ISO has also produced standards for all the layers, although these are not part of the reference model itself.Each one has been published as a separate international standard.2.The TCP/IP Reference Model
The TCP/IP reference model is an early transport protocol which was designed by the US Department of Defence(DOD)around in 1978.It is often claimed that it gave rise the OSI “connectionless” mode of operation.TCP/IP is still used
extensively and is called as a industrial standard of internet work in fact, TCP/IP has two parts: TCP and IP.TCP means it is on the transport layer and IP means it is on the network layer separately.1.There are two end-to-end protocols in the transport layer, one of which is TCP(Transmission Control Protocol), another is UDP(User Datagram Protocol).TCP is a connection-oriented protocol that allows a byte stream originating on one machine to be delivered without error on any other machine in the internet.UDP is an unreliable, connectionless protocol for application that do not want TCP’s sequencing of flows control flow control and wish to provide their own.2.The network layer defines an official packet format and protocol called IP(Internet protocol).The job of the network layer is to deliver IP packets where they are supposed to go.The TCP/IP Reference Model is shown in Fig.14.3.On top of the transport layer is the application layer, It contains all the higher-level protocols.The early ones included virtual terminal(TELNET), file transfer(FTP), electronic mail(SMTP)and domain name service(DNS).3.WIDE AREA NETWORK A wide area network, or WAN, spans a large geographical area, often a country or continent.It contains a collection of machines intended for running user(i.e., application)programs.We will follow traditional usage and call these machines hosts.By a communication subnet, or just subnet for short.The job of the subnet is to carry messages from host to host, just as the telephone system carries words from speaker to listener.By separating the pure communication aspects of the network(the subnet)from the application aspects(the hosts), the complete network design is greatly simplified.Relation between hosts and the subnet is shown in Fig.14-4.One of many methods that can be used to categorize wide area networks is with respect to the flow of information on a transmission facility.If we use this method to categorize wide area networks, we can group them into three basic types: circuit switched, leased line and packet switched.1.CIRCUIT SWITCHED NETWORKS The most popular type of network and the one almost all readers use on a daily basis is a circuit switched network.The public switched telephone network, however，is not limited to the telephone company, By purchasing appropriate switching equipment, any organization can construct their own internal circuit switched network and, if desired, provide one or more interfaces to the public switched network to allow voice and data transmission to flow between the public network and their private internal network
2．LEASED LINE NETWORKS This is a dedicated network connected by leased lines.Leased line is a communications line reserved for the exclusive use of a leasing customer without inter-exchange switching arrangements.Leased or private lines are dedicated to the user.This advantage is that the terminal or computer is a always physically connected to the line.Very short response times are met with service.3.PACKET SWITCHING NETWORKS A packet network is constructed through the use of equipment that assembles and disassembles packets, equipment that routes packet, and transmission facilities used to route packets from the originator to the destination device.Some types of data terminal equipment(DTE)can create their own packets, while other types of DTE require the conversion of their protocol into packets through the use of a packet assembler / disassemble(PAD).Packets are routed through the network by packet switches.Packet switches examine the destination of packets as they flow through the network and transfer the packets onto trunks interconnecting switches based upon the packet destination destination and network activity.Many older pubic networks follow a standard called X.25.It was developed during 1970s by CCITT to provide an interface between public packet-switched network and their customers.CCITT Recommendation X.25 controls the access from a packet mode DTE, such as a terminal device or computer system capable of forming packets, to the DCE at a packet mode.CCITT Recommendation X.28 controls the interface between non-packet mode devices that cannot interface between the PAD and the host computer.CCITT Recommendation X.3 specifies the parameter settings on the PAD and X.75 specifies the interface between packet network.4.LOCAL AREA NETWORK Local area data network , normally referred to simply as local area network or LANs, are used to interconnect distributed communities of computer-based DTEs located within a building or localized group of building.For example, a LAN may be used to interconnect workstations distributed around offices within a single building or a group of buildings such as a university campus.Alternatively, it may be complex.Since all the equipment is located within a single establishment, however, LANs are normally installed and maintained by the organization.Hence they are also referred to as private data networks.The main difference between a communication path established using a LAN and a connection made through a public data network is that a LAN normally offers much higher date transmission rates because of the relatively short physical separations involved.In the context of the ISO Reference Model for OSI, however, this difference manifests itself only at the lower network dependent layers.In many instances the higher protocol layers in the reference model are the same for both types of network.Before describing the structure and operation of the different types of LAN, it is perhaps helpful to first identify some of the selection issues that must be considered.It should be stressed that this is only a summary;there are also many possible links between the tips of the branches associated with the figure.1.Topology Most wide area networks, such as the PSTN, use a mesh(sometimes referred to as a network)topology.With LANs, however, the limited physical separation of the subscriber DTEs allows simpler topologies to be used.The four topologies in common use are star, bus ,ring and hub.The most widespread topology for LANs designed to function as data communication subnetworks for the interconnection of local computer-based equipment is the hub topology, which is a variation a variation of the bus and ring.Sometimes it is called hub/tree topology.2.Transmission media Twisted pair, coaxial cable and optical fiber are the three main type of transmission medium used for LANs.3.Medium access control methods
Two techniques have been adopted for use of the medium access control in the LANs.They are carrier-sense-multiple-access with collision detection(CSMA/CD), for bus network topologies, and control token, for use with either bus or ring networks.CSMA/CD is used to control multiple-access networks.Each on the network “listens” before attempting to send a message, waiting for the “traffic” to clear.If two stations try to sent their messages at exactly the same time, a “collision” is detected, and both stations are required to “step back” and try later.Control token is another way of controlling access to a shared transmission medium that is by the use of a control(permission)token.This token is passed form one DTE to another according to a defined set of rules understood and adhered to by all DTEs connected to the medium.ADTE may only transmit a frame when it is in possession of the token and, after it has transmitted the frame, it passed the token on to allow another DTE to access the transmission medium.1．計算機網絡
數據通信
端設備可以是計算機、打印機、鍵盤、CRT等，它們可以產生要發送的數字信息，也可使用所接收的數字數據。這種設備通常在內部以字為單位處理數字信息——在一個實際設備中構成一個字的所有位是并行傳遞的。數字數據在發送一個8對傳輸線，這是不經濟的。那些在發送、接收數據分別完成并-串和串-并轉換并進行數據鏈路管理的所有電路，一般稱為數據終端設備（DTE）。UART（通用異步接收/發送器）和USART（通用同步/異步接收/發送器）是實現并-串和串-并轉換的設備。主DTE包括控制多點數據鏈路系統中信息流的線路控制部件（LCU或LinCo）。從設備一方的相應設備是工作站控制器（STACO）。如果DTE有與LCU相關的軟件，則稱為前端處理機（FEP）。同時，DTE也是數據鏈路系統中屬于用戶的最后一個設備。在兩個DTE之間，先是調制解調器，接著是屬于并有電話公司維護的通信設備。最近的調整結果是調制解調器已不屬于電話公司獨家管理的設備了。
數據通信設備（DCE）從DTE接收串行數據流，并將其轉化成適合在話音線路上發送的某種模擬信號形式。在接收端，DCE完成相反的功能，把接收到的模擬信號轉換成串行數字數據流。最簡單的DCE是調制解調器或數傳機。在發送端，調制解調器可以視為一種數/模轉換器，而在接收端則可視為一種模/數轉換器。調制解調器最常用的幾種調制方式是移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）和正交調幅（QAM）。這是一種典型的使用模擬電話線路傳輸數據的方式。如果使用數字通信（有時稱為T-載波）傳輸數據，則必須使用脈碼調制（PCM）設備。也可以用微波傳輸系統進行的數據通信，當然還可以用衛星通信系統去傳輸數據。
如果鏈接DTE和DCE的電纜和信號電平都是未調整的，則所產生的偏差就是可能與生產廠家的數量成正比。電子工業協會（EIA）（由關心建立行業標準的廠家組成的組織）同意將RS-232C作為DTE和調制解調器間的標準接口。它是一個25針電纜，每一針都規定了功能及信號電平，預計RS-232C將被修訂的標準所取代。
2．計算機網絡的體系結構
計算機網絡是由兩個或多個計算機設備互連而成的一種復合系統，用于數據通信和資源共享。網絡設計及邏輯結構應該遵循一套設計原則，包括功能的組織與數據格式和過程的描述，這就是網絡的體系結構。由于這種體系結構是分層次 的，故又稱為一組層次和協議。
下面兩節將討論兩個重要的網絡體系結構，即OSI參考模型和TCP/IP參考模型。
1．OSI參考模型
OSI模型如圖14-2所示（物理介質未畫出）。這一模型是基于國際標準化組織（ISO）提出的一個建議，作為用于各層次的國際標準協議的第一步。該模型也稱為ISO開放系統互連參考模型，因為它涉及開放系統的互連，即于其他系統的通信是開放的，通常簡稱為OSI模型。
OSI模型有7層。應該注意的是，OSI模型本身并不是一種網絡體系結構，因為它不具體規定每一層所使用的確切的服務和協議。它只是說明每一層應該做什么。然而，ISO還是對各層制定出了標準，盡管這些標準不是參考模型本身的一部分。每一層都作為一個單獨的國際標準來頒布。
2．TCP/IP參考模型
TCP/IP參考模型是美國國防部大約于1978年設計的一種早期的運輸協議。該協議通常被視為OSI無連接工作方式的源頭。TCP/IP仍在廣泛的使用，并且被稱為互聯網事實上的行業標準。
TCP/IP有兩部分：TCP和IP。TCP表明是處于運輸層，IP意為是網絡層。（1）運輸層有兩個端到端協議，其中之一是傳輸協議（TCP），另一個是用戶數據報協議（UDP）。TCP是一種面向連接的協議，它可以在互聯網上無差錯地將字節流從一臺機器發送出去。UDP是一種不可靠的無連接協議，用于不希望那種TCP流控制序列，而希望只提供自身功能的場合。
（2）網絡層定義了正式的分組格式及稱為互聯網協議的IP。該網絡層的任務是將IP分組發送到指定的地方。
圖14-3所示為TCP/IP參考模型。在運輸層上面是應用層。應用層包括所有高層協議。早期的協議包括虛擬終IELNET、文件傳送協議FTP、電子郵件（SMTP）和域名服務DNS。
3．廣域網
廣域網跨越地域很大，通常是一個國家或一個大陸。這種網絡中匯集了運行各種用戶程序（即應用程序）的計算機。本文還是沿用傳統的稱呼把它們叫做主
機，在一些文獻里有時也稱其為端系統。這些主機是通過通信子網（有時簡稱子網）連接起來的。子網的任務是把報文從一個主機傳送到另一個主機，就像電話系統把話音從講話人傳到收聽者一樣。把網絡（子網）的純通信任務與主機的應用任務分開以后，整個網絡的設計工作就得到很大的簡化。圖14-4展示了主機與通信子網之間的關系。
廣域網的分類方法很多，其中一種方法是按傳輸設備中的信息流分類。如果使用這種方法，可將廣域網分成3種基本類型：電路交換、專線和分組交換。
1．電路交換網
電路交換網是最常用的并且是幾乎所有用戶都要用的網絡類型。然而，公用電話交換網不限于電話公司。任何單位只要購買了合適的交換設備，就可以建立自己的內部電路交換網，而且如果需要，還可配置一至多個與公用交換網互連的接口，在公用網和他們的專用內部網之間話音和數據傳輸。
2．專線網
這是一種通過租用線連接的專用網。租用線是由租用客戶專用的一條通信線，不須進行交換機間的交換。租用或私人線路是用戶專用的。專線的優點是終端或計算機一直連在租用線上，服務的響應時間極短。
3．分組交換網
分組網絡是用分組裝拆設備、分組路由的設備，以及將分組從源傳到目的地的設備構成的。某些類型的數據終端設備DTE可以生成他們自己的分組，而其他一些DTE則要使用分組裝拆器（PAD）把其協議轉化成分組。分組通過分組交換機在網上傳遞。當分組在網上傳輸時，分組交換機檢查分組的目的地址，并且根據該分組的目的地址和網絡的實際運行情況把分組傳向互連交換機的中繼結點。
早期網絡的許多公用網一般都遵循X。25標準，該標準是20世紀70年代由CCITT開發的，旨在為公用分組交換網與用戶之間提供一個接口。
CCITT X。25建議管理從一個分組型DTE，例如從一個具有分組功能的終端設備或計算機系統，去訪問一個分組結點DCE。CCITT X。28建議的管理沒有分組功能的非分組設備與PAD之間的接口。CCITT X。29建議定義的是PAD與主機之間的接口。CCITT X。3建議規定了PAD上的參數設定，X。75則規定了分組網之間的接口。
4．局域網
局域數據網一般簡稱為局域網，用于在一幢樓內或局限在樓群范圍內把分散的基于計算機數據終端設備互連在一起。例如，一個局域網可以把一幢樓里或像大學校園內各個樓里的各個辦公室的工作站連在一起。另外，局域網也可以把分布在工廠或醫院建筑群中的計算機設備連在一起。由于所有這些設備都是一個單位的，因此局域網一般也由這些單位負責安裝和維護。于是這類局域網也叫做專用數據網。
用局域網方式建立的通信線路和通過公用數據網連接的線路兩者的主要區別在于：因為局域網連接的設備之間相對來說距離較近，因而數據傳輸速率高的多。但是在ISO的OSI參考模型中，這兩種網絡是沒有區別的。
在敘述幾種不同類型的局域網的結構和工作之前先認識一下必須考慮的有關問題可能是很有幫助的。應該強調的是，這僅僅是一個概括，因為各分支之間還可能有很多鏈路。
1．拓撲結構
大多數廣域網，如公共電話交換網（PSTN）就使用網狀（有時稱為網絡）拓撲結構。而局域網，由于用戶數據終端設備相距很近，可采用簡單的拓撲結構。常用的有星形、總線、環形和集線器等4種拓撲結構。
應用最廣的、用于本地計算機設備互連以進行數據通信的局域網拓撲結構是集線器拓撲結構。這種拓撲結構是總線和環形拓撲結構的變種。有時也稱為集線器/樹形拓撲結構。
2．傳輸媒體
雙絞線、同軸電纜和光纖是局域網采用的3種主要傳輸媒體。
3．媒體訪問控制方法
局域網中采用了兩種媒體訪問控制技術。他們是用于總線網絡拓撲結構的帶沖突檢測的載波偵聽多路存取（CSMA/CD）和既可用于總線又可用于環形網絡的令牌控制技術。
CSMA/CD用來控制多路存取網絡。網絡上的每個站點在試圖發送信息前先“偵聽”，等待通路空閑。如果兩個站點在同一時刻要發送信息，將會檢測到沖突，這
兩個站點必須各自“后退”一步，以后再重試。
令牌控制是另一種用令牌去控制訪問共享傳輸媒體的方法。該令牌按所有連入媒體的DTE都知道并遵守的一套確定的規則從一個DTE傳向另一個DTE。當某一DTE掌握這一令牌時，它才能傳送一幀數據，而在傳送完該幀之后，要將令牌釋放，以便其他DTE訪問該傳輸媒體。
第三篇：無線傳感網外文翻譯
無線傳感網絡?
1、簡介
無線傳感器網絡是由一些節點組織成的一個相互協作的網絡。每個節點都具有處理能力（有一個或多個微控制器，CPU或DSP芯片），還可包括多種類類型的存儲器（程序，數據和閃存），一個射頻收發器（能常是用一個全方位的定向天線），電源（如電池和太陽能電池），和各種傳感器、執行器。這些節點被部署在一個特定的環境中后，它們通常通過自組織的形式，實現無線通信?？梢灶A見，由數千個甚至上萬個這樣的節點組成的系統將會出現，并將改變我們的生活和工作方式。
當前，無線傳感器網絡的部署步伐正在加快。這是很合理的期望：10-15年內，能夠通過互聯網訪問的無線傳感器網絡將覆蓋整個世界。這可以被視為互聯網變成了一個物理網絡。這一新技術令人興奮，在許多領域都具有無限潛力，包括醫療，軍事，交通，娛樂，危機管理，國土防御和智能空間等。
由于無線傳感器網絡是一種分布式實時系統，一個自然的問題是，有多少已有的分布式和實時系統解決方案可用于這一些新的系統？不幸的是，很少先前的成果可以應用，因此在系統的所有領域都需要新的解決方案，主要的原因是，以先前的工作為基礎的假設發生了巨大變化。過去的分布式系統研究的假設是：系統是有線的，電源是無限的，非實時的，有用戶界面（如屏幕和鼠標），有一組固定的資源，將系統中的節點看得很重要，并且是與位置無關的。相比之下，無線傳感系統是有線的，電源也比較稀缺，實時的，使用傳感器和執行器作為接口，擁有的資源也會動態改變，總體行為很重要，位置信息也很關鍵。許多無線傳感器網絡還使用了最低端的設備，這進一步的限制了對過去方案的重用。
本章概述了無線傳感器網絡的一些關鍵領域和無線傳感網絡的研究情況。在介紹過程中，我們使用工作中的具體例子來展示發展的狀態并顯示這些解決方案與分布式系統的解決方案的不同之處。特別地，我們討論了MAC層（第2節），路由（第3節），節點定位（第4節），時鐘同步（第5節），和電源管理（第6節）。為了展示這一技術的整體狀況，我們又簡單的討論了兩個當前的系統。在第8節中，我們做了總結。
2、MAC 介質訪問控制協議（MAC）通過共用信道協調行動。最常見的解決方案是基于沖突的。一個普通的基于沖突的策略是，讓一個節點傳輸信息來探測信道是否忙，如果不忙則傳輸該信息，忙則等待并且稍后再次嘗試。發生沖突后，節點會等待一段隨機的時間，避免再次沖突。許多無線介質訪問控制協議也有休眠模式，進入休眠模式后，在一個給定的時間內，節點不再傳輸和接收數據包，以節省能源。還有許多以些此機制為基礎的變化形式。? 作者：John A.Stankovic Department of Computer Science University of Vaginal.出處：WDS'08 Proceedings of Contributed Papers, Part III, 19–23, 2008.一般來說，大多數MAC協議都是對一般情況，或者特殊通信模式和工作負荷，而進行的優化。然而，一個無線傳輸網絡具有更多的集中的要求，包括：本地的單播和廣播，通信通常是從節點到基站（sink）的（大多數通信因此是朝一個方向的），通信具有周期性和間歇性，并且作為一個主要因素必須考慮能量的消耗。一個有效的無線傳感網絡的MAC協議必須消耗的能量少，避免沖突，實現所需代碼和內存少，能有效的為一應用程序所用，能適應不斷變化的無線電頻率和網絡條件。
基中一個比較好的無線傳感網絡的MAC的例子是 B-MAC，它是高度可配置的，并且能用很少的代碼量和內存量實現。它還有一個接口，允許你選擇各種功能，僅當那些功能為某一應用程序特需的時候。B-MAC協議包括四個主要部部分：空閑信道評估（CCA），包重傳，鏈路層的確認，低功耗的監聽。當信道空閑時，B-MAC的CCA用一個加權的變化的樣本平均值來評估背景噪音，以能更好檢測有有效數據包和沖突。包重傳時間是可配置的，通常從一個線性范圍值中選取，而典型的其他分布式系統使用的是一個指數重傳策略。對于典型的在無線傳感器網絡中發現的通信模式而言，這將減少延遲和工作量。B-MAC也支持一個包一個包的鏈路層確認機制。這樣僅僅重要的包需要消耗額外的代價。低功耗監聽機制用于周期性蘇醒和休眠的節點中。當蘇醒時，它監聽一段足夠長的時間來評估是否需要繼續保持醒的狀態，或者轉回到休眠模式。該方案節約了大量的能量。許多MAC協議使用請求發送（RTS）和清除發送（CTS）的交互方式。在選定的數據包數量級比較大的網狀網絡中（1000字節），這個效果很好。然而，當包的大小很小時，為建立一個包的傳輸所需RTS-CTS開銷將變得不可接受，因此，不能用RTS-CTS 策略。
最近，已出現一些支持多信道無線傳感網絡的的研究工作。在這些系統中，擴展MAC協議為多信道MAC協議是必要的。其中的一個協議就是MMSN[36]。這些協議必須支持像B-MAC協議樣的協議的所有特征，但是也必須為每一次傳輸確定頻率。因此，多頻MAC協議分為兩個階段：信道分配和訪問控制。MMSN的細節是相當復雜的，在此沒有做過多的描述。另一方面，我們期望未來有更多的無線傳感器網絡采用多信道（頻率）。MAC協議的優點包括提供了更大的包吞吐量，甚至在由競爭網絡和商業設備像移動電話和微波爐引起的頻譜擁擠的情況下也能傳輸。
3、路由
多跳路由是無線傳感網絡所需的關鍵服務。下因為如此，出現了大量的這方面原工作?；ヂ摼W和移動自組網（MANET）路由技術，在無線傳感器網絡中，不能出色發揮?；ヂ摼W路由假定具有高可靠的有線連接，因此包錯誤是很少的；在無線傳感器網絡中這點不成立。許多MANET路由解決方案依賴于相鄰點間的對稱的聯系（例如，如果節點A可以可靠的到達節點B，則B可以到達A。這些差異使得新的解決方案的發明和部署很必要。
對于以自組形式部署的無線傳感器網絡，路由策略往往從發現鄰居節點開始。節
點巡回發送信息（包）并且建立本立路由表。這些表包括了相鄰節點的ID和位置的最少信息。這意味著節點必須先于節點發現之前，知道它們的地理信息。在這些表中的其他典型信息包括節點的剩余能量，能過這個節點的延遲，鏈路的質量評介。
一旦表在在，在大多數路由算法中，信息從源位置傳導到目標地址，都是基于幾何坐標，而不是ID。一個典型的像這樣工作的路由算法就是GF(Geograpic Forwarding)。
在GF中，一個節點知曉它的位置，并且正在被路由的信息包含了目標地址。此節點然后，通過幾何的距離公式，計算哪一個相鄰節點與目標節點最靠近。它就將這信息傳輸到下一跳。在各種GF的變體中，節點也可以考慮延遲，鏈接的可靠性和剩余的能量。
其他重要的無線傳感網絡的路由范例是定向擴散[11]。該路由方案集成了路由，查詢和數據匯總。此處，散發一個查詢來詢問對遠程節點來的數據的興趣。擁用適合于被請求的數據的節點就回復以一屬性值對。此屬性值對，基于梯度，向著請求者的方向延伸，它隨著請求的發送和回應而建立和更新。沿著從源到目標的路徑，數據可以被聚合，以減少通信量。數據也可以經過多條路徑以增加路由的穩健性。
除了剛才展示的的無線傳感網絡路由的基本的特性外，還有許多關鍵問題包括： ? 可靠性
? 與喚醒/睡眠計劃的整合 ? 單播，組播和任播語義 ? 實時 ? 移動性 ? 空洞 ? 安全性和 ? 擁塞
可靠性：由于信息要的傳輸要經過多跳，各個鏈接的高可靠性就顯得得重要，否則信息傳過整個網絡的可能性將令人無法接受的低。為了確保鏈接的可靠性，使用一些指標做了許多重要的工作，像接收信號強度，基于錯誤的鏈接質量指標，包投遞率等。重要的經驗證據表明，包投遞率是最好的度量，但是獲取這一數據代價是昂貴的。實證數據也表明許多在無線傳感器網絡中的鏈接是不對稱的，也就是說，節點A可以成功傳遞一條信息到節點B，反向的從B到A的鏈接可能不可用。非對稱的鏈接是導致MANET路由算法像DSR和AODV不能很好的用于WSN的原因，因為這些協議從源向目的地發送一條詢問信息，然后利用反向的路徑獲取確認信息。反向路徑，由于WSN中的不對稱性發生率很高，不太可靠。
與喚醒/睡眠的整合：為了節約能量，許多WSN將點置入睡眠狀態。顯然，一個醒著的節點里應當選擇一個睡眠狀態的節點作為它的下一跳（除非它先喚醒該節點）。
單播，組播和任播語義：正如上面提到的，在大多數情況下一個WSN將一條信息路由到一個地理的目的地。當它到達目的的，會發生什么呢？有幾種可能性。首先，此信息也包括一個特定單播節點作為目標，或者語義也可能是一個最接近地理終點的節點會成為單播節點。第二，語義可能是，在一個目標地址周圍區域中的所有節點都接受到這一信息，這是一區域多播。第三，在目標區域中的任何節點都接受信息，稱為任播。SPEED[5]協議就支持這三種語義。也常有洪泛（多播）到整個網絡的需要。存在許多高效的洪泛路由策略。
時實性：對于一些應用程序，信息必須在一定期限到達目的地。由于在WSN中存在高度不穩定性，要開發一個總是有保證的路由算法很困難。許多協議如SPEED和RAP用了一個速度的概念來將包傳輸進行優先次序的化分。速度是一個很好的度量標準，它聯合了時間期限和一條信息必須傳輸的距離。
移動性：路由將會變得復雜，如果信息源和目的都在移動的話。解決方法包括更新本地相鄰路由表或者確定代理接點，由它負責跟蹤節點所在位置。一給定節點的代理節點也可能改變，當一個節點越來越遠離它的初如位置時。
空洞：因為WSN節點傳輸范圍有限，對于一些節點，在路由路徑上，在一條信息應該經過的方向上，沒有轉發節點。像GPSR這樣的協議，通過選擇一些不在正確方向的節點，以圖找到一條繞過空洞的路徑，解決了這一問題。
安全性：如果對手存在，他們可以干各種各樣的對路由算法的攻擊，包括選擇性轉發，黑洞，重播，蟲洞和拒絕服務攻擊。不幸的是，幾乎所有的路由算法都忽略了安全性并且很容易 受到這些攻擊。像SPINS這樣的協議開始解決安全路由的問題。
擁塞：今天，許多WSN通信具有周期性或很少通信。擁塞似乎不是一個問題對于這樣的網絡來說。然而，擁塞對于有更多要求的WSN來說將會成為問題，對于一些處理音頻，視頻和處理多個基站的大系統來說，這一問題更加突出。甚至在只有一個基站的系統中，在基站附近的擁塞也會是一個嚴重的問題，因為所以的通信聚集于基站。解決方案使用背壓力，減少源節點傳輸率，扔掉不太重要的信息，并能過調度避免盡可能多的沖突，它們只會加劇擁塞問題。
4、節點定位
節定定位是確定在系統中的每個節點的地理位置的問題。定位問題對于WSN來說是必須解決的，最基本、最困難的問題之一。區域是許多參數和要求的函數，使得它非常的復雜。例如，要考慮的問題包括：額外的定位硬件的成本，信標（自己自己位置的節點）存在嗎，如果在在的話，有多少個，它他的通信范圍是多大，需要的定位精度是多少，系統是室內的還是室外的，節點之間是否有視線，它是一個二維的、還是三位的定位問題，能量預算是怎樣的（信息數量），需要多長時間來定位，時鐘是同步的嗎，系統處在友好還是敵對區域，有什么錯誤的假設正在作出，系統對象是否受到安全攻擊。
針對某些要求和問題的難題可輕易的解決。如果成本和外形尺寸不是主要的問題并且米級別的精度是可接受的，那么對于戶外系統，節點裝備上GPS就可以解決問題。如果系統需要一次一個節點的手動方式部署，那么一個由部署者攜帶的簡單GPS節點能夠定位每一個節點，依次地，能過一被叫做步行GPS的方案（Walking GPS）。盡管簡單，這一方案很精巧，在對每一個節點的定位中避免了手動操作。
許多其他的在WSN中的定位方案要么是基于范圍，要么與范圍無關?；诜秶臋C制利用各種技術首先確定節點之間的距離（范圍），然后利用幾何定理計算位置。為了測定距離，需要采用額外的硬件，比如用來偵測聲波和無線電波到達的時間差異。此差異可以被轉換為距離的度量。在范圍無關的機制中，距離不是直接測定的，但是我們使用跳數。一旦跳數被確定了，節點之間的距離可通過每跳平均距離來估計，然后利用幾何定律被來計算位置。范圍無關的方案沒有基于范圍的方案精確，并且常需要更多的信息。然而它們不要求每個節點具備額外的硬件。
幾個早期的定位方法包括Centroid[1]和APIT[6]。每一個這類方法解決了基于特定建設的某一定位問題。兩個最近有趣的方法是SpotLight和Radio Interferometric Geolocation [20]。聚光燈將許多的定位代碼和開銷移到中心的一個激光設備上。Spotlight需要光線和時鐘同步不。Radio interferometric geolocation 使用一種新奇的網內處理技術，它依靠節點同時發出頻率稍微不同的無線電波來完成。這一方案是針對一些部署中的多路問題的，要求許多信息。當前這兩種方法都提供了高達厘米級的精度。
5時鐘同步
在一個WSN中，每個節點的時鐘在一個小的量內應當相同，并且保持下去。由于時鐘隨著時間漂移，他們必須周期性地重新財步，并且在某些情況下，需要非常高的精確度時，在同步期間對時鐘漂移的計數很重要。
時鐘同步由于很多原因是很重要的。當一個事件在WSN中發生時，知道它在哪里，什么時間發生是很必要的。時鐘也常用于許多系統和應用程序任務。例如，睡眠/蘇醒的安排，一些定位算法，傳感器融合就是一些需要依靠時鐘同步的服務。應用程序像追蹤和計算速度也要依靠同步時鐘。
用于時鐘同步和互聯網的的NTP協議對于WSN來說開銷太大了。每個節點內置GPS成本又太昂貴了。已經開發的用于WSN的典型時鐘同步協議有RBS和FTSP[19]。
在RBS中，一個參考的時間消息被廣播到相鄰節點。當消息接受到時，接受器記錄下這一時間。節點之間交換它們記錄的時間并且調整它們的時鐘以達到同步。此協議遭受非發射端非確定性，因為時間戳僅在接受端。精確度大約只有30微秒一跳。它不適用于多跳系統，但是可以被擴展。
在TPSN中，為整個網絡生成了一棵生成樹。該方案假設生成樹中的所有鏈接是對稱的。然后從樹根開始，沿著樹的邊進行成對的同步。因為不像在RBS中有廣播存
在，TPSN是代價昂貴的。此協議一個關鍵屬性是時間戳被插入到MAC層的傳出訊息中，因此減少了非確定性。精確度可達17微秒的范圍。
在FTSP中，有無線電層的時間戳，傾斜補償，線性回歸，定期洪泛，來確保這一協議的穩健性，適應拓撲結構的變化。傳輸和接收信息都在無線電層帶上了時間戳，差距用于計算和調整時鐘偏移。精確度在1-2微秒范圍。
在使用時鐘同步協議時，需要注意的是：選擇同步的頻率，確定在時鐘同步期間，時鐘漂移是否必須。如何處理多跳/網絡問題，并盡量減少能源開銷和增加的網絡擁塞。
6、電源管理
許多用于WSN的設備像Mica2和MicaZ要兩節AA電池帶動。根據節點的不同活動級別，如果沒有電源管理策略，它的壽命可能只有幾天。由于大多數系統需要更長的壽命，許多重大的研究可以保證，在滿足基本需求的情況下，使用時間。
在硬件層面上，可以增加太陽能電池或者使用清潔的動能和風能。電池能力也在不斷提高。如果外形大小不成為問題，則可以增加更多的電池。低電源電路和微控制器也在逐漸進步。許多硬件平臺讓設備的各個部分（每個傳感器，發送器，微處理器）具有多個省電狀態（關閉，閑置，開啟）。通過這種方法，僅在某個時間需要的組件才開啟。
在軟件層面上，電源管理解決方案的目標：（1）由于傳輸信息和監聽信息很耗能量，盡量減少通信（2）對節點或節點的組成部分建立睡眠/喚醒機制
最小化通信信息量是一個綜合問題。例如，有一個好的MAC協議，就會減少沖突和重發。有一個好的路由算法，短路徑和擁塞的避免或減少就可以實現，并且也可最小化發送信息的量。若能高效的找到相鄰節點，則時間同步，定位，廣播的查詢和洪泛都能減少信息量，從而增加使用壽命。
對于如何安排睡眠/喚醒模式的方法，存在很大的差異。許多解決方案試圖讓醒著的節點（被稱為哨兵）數量最少，為了阻止所有節點睡眠，必須確保所需的感知覆蓋范圍。為了平衡各節點能量消耗，周期性地執行一個論換機制，選出新的哨兵參加下一個時間段。另一個常用技術是讓各節點以一定占空比的形式工作。例如，讓一個節點一秒內保持清醒狀態200微秒，則它的占空比為20%。占空比的選擇取決于應用程序的要求，但最終的結果通常是極大地節省了能源。請注意，占空比法和哨兵法可能聯全起來應用，如在軍事偵察系統VigilNet[7][9]中，就是這樣。
7、應用程序和系統
為了展示WSN的能力，我們舉了兩個應用程序和與此相關的系統的例子。7.1監視和跟蹤
VigiNet系統是一個用于軍事偵察的長期實時無線傳感器網絡。它的主要目標是：在敵對區，當感興趣的事件發生時，警告軍事指揮部和控制單元。感興趣的事件包括：
人的出現，帶武器的人員出現，大型和小型交通工具經過。成功的探測，跟蹤和分類要求應用程序以可接受的精度和準確度，獲取目標的位置。當信息被成功獲取后，在一個可接受的延遲期內，將它報告給無遠程的基站。VigilNet是一個自我組織運行的傳感器網絡（有超過200個XSM微塵節點），它提供了以絆線為基礎的監視功能，通過以哨兵為基礎的電源管理機制來達到3到6個月的壽命長度。絆線也是僅在需要時才激活外部的傳感器（在正常Vigilnet系統之外），如紅外攝像機，這也增加了壽命。
圖1.1提供了該系統的架構概況，基中有三種組件：1）應用程序組件，2）中間件組件，和3）TinyOS系統組件。應用程序組件為監視目的而設計，包換1）一個基于實體的跟蹤組件，2）分類組件，它提供了四種目標的區分，3）速度計算，它人提供目標速度和方向的估計，4）錯誤警報過濾，它可區分真、假目標。
中間件組件被設計來使獨立于應用程序。時間同步，定位和路由組成了低級組件，它們形成了實現更高級中級間服務，像聚合和電源管理的基礎。時間同步和定位對于一個監視系統是很重要的，因為協同檢測和追蹤進程依賴于多個節點發送的追蹤報道之間的時空聯系。
時間同步模塊負責本地節點時鐘和基站時鐘的同步。定位模塊負責確保每個節點能找到它自己的位置。配置模塊負責動態配置系統，當系統要求改變時。非對稱測試模塊設計來協助路由模塊來選擇高質量的通信鏈路。無線電喚醒模塊用于警告非哨兵節點，當重大事件發生時。電源管理和協作檢測是由VigilNet提供的兩個關鍵的高級別服務。哨兵服務和絆線管理負責電源管理，而組管理模塊負責事件的聯合探測和追蹤。哨兵和絆線服務通過選擇節點的一部分（它們被定義為哨兵）來監視事件，從而達到省電的目的。其他剩余的節點可以處于低耗電狀態，至到一個事件發生。當一個事件發生時，哨兵喚醒事件區域中的其它節點，同時組管理組件動態地將節點組織成組，以實現協同跟蹤。這兩要組件也一起負責跟蹤能量消耗相關的事件。
VigiNet系統的架構建立在TinyOS基礎上。TinyOs是一個事件驅動的計算模塊。針對特定節點平臺，用NesC寫成的。TinyOs提供了一個必要的組件集合，像硬件驅動，一個調度機制和基本的通信協議。這些組件為VigiNet模塊提供了低層支持，它們也是用NesC語言寫的。TinyOS的組件和VigiNet的應用程序先被NESC編譯器處理成一個可執行程序，它可以在XSM（和MICA2）節點平臺上運行（在VigelNett系統中）。
圖1.1 VigilNet系統架構
8、總結
這一章討論了WSN的相關問題和MAC層、路由、定位、時鐘同步、電源管理的實際例子。為什么這些解決方案與過去的網絡解決方案如此的不同。還對當前的兩個WSN系統進行了簡單的描述：一個軍事監視、跟蹤和分類系統，一個輔助生活設施系統。
盡管這些問題是WSN的關鍵問題，還有許多重要的話題在本章中無談到。例如安全和隱私對這些系統來說是很關鍵的功能。編程抽象和WSN的語言也是一個很活躍的研究領域。一些重大的研究在收集關于WSN性能的實證數據。這些數據對于提高模塊和解決方案很關鍵。調試工具和WSN管理工具也開始出現。
傳感器網絡研究產生的新技術正在應用到許多實際項目中。未來將會看到這些技術的加速應用。
參考文獻
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第四篇：畢業論文和外文翻譯要求
沈陽農業大學本科生畢業論文（設計）撰寫要求與格式規范（2008年7月修訂）
畢業論文（設計）是培養學生綜合運用所學知識 分析和解決實際問題
提高實踐能力和創造能力的重要教學環節 是記錄科學研究成果的重要文獻 也是學生申請學位的基本依據
為保證本科生畢業論文（設計）質量 促進國內外學術交流
特制定《沈陽農業大學本科生畢業論文（設計）撰寫要求與格式規范》
一、畢業論文（設計）的基本結構
畢業論文（設計）的基本結構是：
1.前置部分：包括封面、任務書、選題審批表、指導記錄、考核表、中（外）文摘要、關鍵詞和目錄等
2.主體部分：包括前言、正文、參考文獻、附錄和致謝等
二、畢業論文（設計）的內容要求
（一）前置部分
1．封面
由學校統一設計
2．畢業論文（設計）任務書
畢業論文（設計）任務由各教學單位負責安排 并根據已確定的論文（設計）課題下達給學生
作為學生和指導教師共同從事畢業論文（設計）工作的依據
畢業論文（設計）任務書的內容包括課題名稱、學生姓名、下發日期、論文（設計）的主要內容與要求、畢業論文（設計）的工作進度和起止時間等
3．論文（設計）選題審批表
4．論文（設計）指導記錄
5．畢業論文（設計）考核表
指導教師評語、評閱人評審意見分別由指導教師和評閱人填寫
答辯委員會意見、評定成績以及是否授予學士學位的建議等材料應由答辯委員會填寫
6．中（外）文摘要
摘要是畢業論文（設計）研究內容及結論的簡明概述 具有獨立性和自含性
其內容包括論文（設計）的主要內容、試（實）驗方法、結果、結論和意義等 中文摘要不少于400字；英文摘要必須用第三人稱 采用現在時態編寫
7．關鍵詞
關鍵詞均應為專業名詞（或詞組）注意專業術語的通用性
數量一般為3－5個；外文關鍵詞與中文關鍵詞一一對應
8．目錄
目錄由論文（設計）的章、節、附錄等序號、名稱和頁碼組成
（二）主體部分
1.前言（引言或序言）
簡要說明本項研究課題的提出及其研究意義（學術、實用價值）
本項研究的前人工作基礎及其欲深入研究的方向和思路、方法以及要解決的主要問題等
2.正文
正文是畢業論文（設計）的核心部分 應占主要篇幅
正文內容必須實事求是
客觀真切、準確完備、合乎邏輯、層次分明、語言流暢、結構嚴謹、書寫工整 符合學科及本專業的有關要求
論文（設計）中的用語、圖紙、表格、插圖應規范、準確 量和單位的使用必須符合國家標準規定 不得使用已廢棄的單位
凡有法定符號代表量和單位的 均用法定符號表示 引用他人資料要有標注
（1）農科類
農科類畢業論文的正文部分 一般應包括：
a.材料與方法
材料主要描述用于試（實）驗的生物、試劑、工具及主要配套用具等材料的規格、型號、數量
方法包括試驗的設計方案和主要儀器安裝 操作方法以及與試驗有關的環境條件等
b.結果與分析
結果與分析部分指對本試（實）驗觀測所獲得的數據（現象、圖像）經過初步整理加工
對其結果進行逐項（條）分析 用文字加以表述
這部分是論文的核心內容 需要較詳細、實事求是地闡述
c.結論與討論
“結論”是指對試驗結果分析后的概述 一般是按一定的邏輯關系 先后歸納成結論性條文
“討論”通常是對某些不成熟的結論
或經過本試驗尚不能做出明確結論的現象或問題 加以推斷性的解釋
有的甚至對與前人持有不同觀點的結論 發表商榷性意見
同時還可以提出進一步研究的建議
農科類畢業論文總字數在10000字以上
（2）工科類
工科類畢業設計（論文）的正文部分 一般應包括：
a.設計方案論證：應說明設計原理 進行方案選擇
論述方案選擇的合理性及特點
b.計算部分：這部分在設計說明書中應占有相當的比例
一般應包括機器系統性能參數的選擇與計算；主要零部件結構參數的選擇與計算；各零件材料的選擇等
在說明書中要列出各工作條件、給定的參數
計算公式以及各主要參數計算的詳細步驟和計算結果 對應用計算機的設計還應包括各種軟件設計
c.結構設計部分：應包括機械結構設計、各種電氣控制線路設計及功能電路設計、計算機控制的硬件裝置設計以及以上各種設計所繪制的圖紙等
樣機或試件的各種實驗及測試情況：包括實驗方法、線路及數據處理等
d.方案的校驗：說明所設計的系統是否滿足各項性能指標的要求 能否達到預期效果
e.結論：概括說明本設計的情況和價值 分析其優點、特色 有何創新
性能達到何水平
并應指出其中存在的問題和今后改進的方向
特別是對設計中遇到的重要問題要重點闡述并加以研究
工科類畢業設計（論文）字數在10000字以上 機械類專業學生還要至少要獨立完成零號圖紙2張
電氣類專業學生要有完整的系統電氣原理圖或電氣控制系統圖
（3）經管類
經管類畢業論文
可以是理論性論文、應用軟件設計或調查報告 論文選題新穎 符合專業學科要求
具有邏輯性、結構嚴謹、論點明確、論據充分、資料翔實、數據準確、研究與寫作方法規范
經管類畢業論文字數在10000字以上
3.參考文獻
列出的參考文獻限于作者直接閱讀過的、最主要的且發表在正式出版物上的文獻 參考文獻的著錄按在論文中出現的先后順序編號
期刊類文獻書寫方法:[序號]作者（不超過3人 多者用等或etal表示）.題（篇）名[J].刊名 出版年
卷次（期次）:起止頁次.圖書類文獻書寫方法:[序號]作者.書名[M].版本.出版地:出版者 出版年:起止頁次.論文集類文獻書寫方法:[序號]作者.篇名[C].論文集名.出版地:出版者 出版年:起止頁次.學位論文類書寫方法:[序號]作者.篇名[D].出版地:單位名稱 年份.電子文獻類書寫方法:[序號]主要責任者.題名:其他題名信息[文獻類型標志/文獻載體標志 ]出版地:出版者
出版年（更新或修改日期）[引用日期].獲取和訪問途徑.參考文獻應在15篇以上
4.附錄
附錄的主要內容有：某些重要的原始數據 數學推導 計算程序 框圖 結構圖 裝配圖等
5.致謝
向指導教師
曾經支持和協助自己完成論文課題研究工作的教師、技術人員以及合作伙伴等人表示謝意 “致謝”寫在畢業論文的最后
三、畢業論文（設計）撰寫與裝訂的格式規范
第一部分：封面
1.封面：由學校統一設計
2.封皮顏色按學位種類劃分 農科類用綠色封皮 工科類用黃色封皮 理科類用灰色封皮 管理學用粉色封皮
3.需填寫的項目一律電腦打印 不得手寫
第二部分：目錄
目錄（三號 宋體 加粗 居中）
中文摘要（關鍵詞）（小四號 宋體
下同）...(頁碼)
外文摘要（關鍵詞）....................................(頁碼)
前言.........................................................(頁碼)XXXXXX（一級標題）.................................(頁碼)
1.1 XXXXXX（二級標題）..............................(頁碼)
1.1.1 xxxxxx(三級標題)..............................(頁碼)
1.1.1.1 xxxxxx(四級標題)...........................(頁碼)
參考文獻...................................................(頁碼)
致謝.........................................................(頁碼)
第三部分：摘要與關鍵詞
1.中文摘要與關鍵詞（單獨用頁）
摘要（三號 宋體 加粗 居中）
摘要內容(五號 宋體)
關鍵詞標題（五號 宋體 頂格 加粗）
關健詞內容（五號 宋體
詞間用分號隔開）
2.外文摘要與關鍵詞（單獨用頁）
外文摘要標題（三號 英文用Times New Roman 加粗 居中）
外文摘要內容（五號 英文用Times New Roman）
外文關鍵詞標題（五號 英文用Times New Roman 頂格 加粗）
外文關鍵詞內容（五號 英文用Times New Roman 每個詞組（或詞）的第一個字母大寫 詞組（或詞）間用分號隔開）
第四部分：論文（設計）主題
1.標題
標題一律采用本規范中目錄部分的樣式 最多分四級
一級標題 三號字 宋體 頂格 加粗
二級標題 四號字 宋體 頂格 加粗
三級標題 小四號字 宋體 頂格 加粗
2.正文
小四號字 宋體
3.引文注釋
引文后注釋標示示例：“激光平地技術能夠大幅度地提高土地平整的精度
激光感應系統的靈敏度至少比人工肉眼判斷和操作人員手動控制的準確度提高10～50倍 是常規平地技術所不及的[1]” 這里“[1]”是右上標
其中[1]表示正文后面的“參考文獻”中的第1個文獻
4.圖表
正文中圖、表均需編排序號
有圖、表題目及說明（五號、宋體、加粗）文中所列圖形應有所選擇 照片不得直接粘貼
須經掃描后以圖片形式插入 插圖寬度一般不超過10cm 標目中物理量的符號用斜體 單位符號用正體 坐標標值線朝里
標值的數字盡量不超過3位數 或小數點以后不多于1個“0” 如用30km代替30000m 用5μg代替0.005mg等 并與正文一致
中英文、羅馬字符應統一
一般采用Time New Roman斜體（單位符號、縮寫等除外）
第五部分：參考文獻
參考文獻標題（三號 宋體 加粗 居中）
參考文獻內容（五號、宋體；英文用五號 Times New Roman）
第六部分：附錄標題（三號 宋體 加粗 居中）
內容的格式與正文相同
第七部分：致謝標題（三號 宋體 加粗 居中）
內容的格式與正文相同
第八部分：版面要求
論文開本大?。?10mm×297mm（A4紙）
版芯要求：左邊距：25mm 右邊距：25mm 上邊距：30mm 下邊距：25mm 頁眉邊距：23mm 頁腳邊距：18mm
字符間距：標準
行距：1.25倍
頁眉頁角：
從中文摘要開始
直到致謝為止；頁眉的奇數頁書寫-
沈陽農業大學學士學位論文 頁眉的偶數頁書寫論文題目 在每頁底部居中加頁碼（宋體、五號、居中）
四、論文（設計）裝訂
論文（設計）的裝訂順序是：封面、論文（設計）任務書、論文（設計）選題審批表、論文（設計）指導記錄、論文（設計）考核表、目錄、中文摘要與關鍵詞、外文摘要與關鍵詞、正文、參考文獻、附錄、致謝、論文（設計）承諾書
本科畢業論文（設計）文獻綜述和外文翻譯 撰寫要求與格式規范（2008年7月修訂）
一、畢業論文（設計）文獻綜述
（一）畢業論文（設計）文獻綜述的內容要求
1．封面：由學校統一設計 普通A4紙打印即可
2.正文
綜述正文部分需要闡述所選課題在相應學科領域中的發展進程和研究方向 特別是近年來的發展趨勢和最新成果 通過與中外研究成果的比較和評論
說明自己的選題是符合當前的研究方向并有所進展 或采用了當前的最新技術并有所改進 目的是使讀者進一步了解本課題的意義
文中的用語、圖紙、表格、插圖應規范、準確 量和單位的使用必須符合國家標準規定 不得使用已廢棄的單位 如：高斯（G和Gg）、畝、克、分子濃度（M）、當量能度（N）等 量和單位用法定符號表示 引用他人資料要有標注
文獻綜述字數在3000字以上
正文前須附300字左右中文摘要 末尾須附參考文獻
列出的參考文獻限于作者直接閱讀過的、最主要的且一般要求發表在正式出版物上的文獻
參考文獻的著錄按在文章中出現的先后順序編號
期刊類文獻書寫方法:[序號]作者（不超過3人 多者用等或etal表示）.題（篇）名[J].刊名 出版年
卷次（期次）:起止頁次.圖書類文獻書寫方法:[序號]作者.書名[M].版本.出版地:出版者 出版年:起止頁次.論文集類文獻書寫方法:[序號]作者.篇名[C].論文集名.出版地:出版者 出版年:起止頁次.學位論文類書寫方法:[序號]作者.篇名[D].出版地:單位名稱 年份.電子文獻類書寫方法:[序號]主要責任者.題名:其他題名信息[文獻類型標志/文獻載體標志 ]出版地:出版者
出版年（更新或修改日期）[引用日期].獲取和訪問途徑.參考文獻應在10篇以上
（二）畢業論文（設計）文獻綜述撰寫與裝訂的格式規范
第一部分：封面
1.封面：由學校統一設計
第二部分：文獻綜述主題
1.中文摘要與關鍵詞
摘要標題（五號 宋體 頂格 加粗）
摘要內容(五號 宋體)
關鍵詞標題（五號 宋體 頂格 加粗）
關健詞內容（五號 宋體
詞間用分號隔開）
2.正文標題
標題最多分四級
一級標題 三號字 宋體 居中 加粗；
二級標題 四號字 宋體 頂格 加粗；
三級標題 小四號字 宋體 頂格 加粗；
3.正文
小四號字 宋體
4.引文注釋
引文后注釋標示示例：“激光平地技術能夠大幅度地提高土地平整的精度
激光感應系統的靈敏度至少比人工肉眼判斷和操作人員手動控制的準確度提高10-50倍 是常規平地技術所不及的[1]” 這里“[1]”是右上標
其中[1]表示正文后面的“參考文獻”中的第1個文獻
5.圖表
正文中圖、表均需編排序號
有圖、表題目及說明（五號、宋體、加粗）文中所列圖形應有所選擇 照片不得直接粘貼
須經掃描后以圖片形式插入 插圖寬度一般不超過10cm 標目中物理量的符號用斜體 單位符號用正體 坐標標值線朝里
標值的數字盡量不超過3位數 或小數點以后不多于1個“0” 如用30km代替30 000m 用5μg代替0.005mg等 并與正文一致
中英文、羅馬字符應統一
一般采用Time New Roman斜體（單位符號、縮寫等除外）
6.參考文獻
參考文獻標題（五號 宋體 加粗 居中）
參考文獻內容（五號、宋體；英文用五號 Times New Roman）
第三部分：版面要求
論文開本大小：210mm×297mm（A4紙）
版芯要求：左邊距：25mm 右邊距：25mm 上邊距：30mm 下邊距：25mm 頁眉邊距：23mm 頁腳邊距：18mm
字符間距：標準
行距：1.25倍
頁眉頁角：頁眉的奇數頁書寫-沈陽農業大學學士學位論文文獻綜述 頁眉的偶數頁書寫-文獻綜述題目 在每頁底部居中加頁碼（宋體、五號、居中）
二、畢業論文（設計）外文翻譯
（一）畢業論文（設計）外文翻譯的內容要求
外文翻譯內容必須與所選課題相關 外文原文不少于6000個印刷符號 譯文末尾要注明外文原文出處 并上交外文原文復印件
原文出處:期刊類文獻書寫方法:[序號]作者（不超過3人 多者用等或etal表示）.題（篇）名[J].刊名 出版年
卷次（期次）:起止頁次.原文出處:圖書類文獻書寫方法:[序號]作者.書名[M].版本.出版地:出版者 出版年:起止頁次.原文出處:論文集類文獻書寫方法:[序號]作者.篇名[C].論文集名.出版地:出版者 出版年:起止頁次.原文出處:學位論文類書寫方法:[序號]作者.篇名[D].出版地:單位名稱 年份.原文出處:電子文獻類書寫方法:[序號]主要責任者.題名:其他題名信息[文獻類型標志/文獻載體標志 ]出版地:出版者
出版年（更新或修改日期）[引用日期].獲取和訪問途徑.（二）畢業論文（設計）外文翻譯的撰寫與裝訂的格式規范
第一部分：封面
1.封面格式:由學校統一設計 普通A4紙打印即可
第二部分：外文翻譯主題
1.標題
一級標題 三號字 宋體 居中 加粗
二級標題 四號字 宋體 頂格 加粗
三級標題 小四號字 宋體 頂格 加粗
2.正文
小四號字 宋體
第三部分：版面要求
論文開本大?。?10mm×297mm（A4紙）
版芯要求：左邊距：25mm 右邊距：25mm 上邊距：30mm 下邊距：25mm 頁眉邊距：23mm 頁腳邊距：18mm
字符間距：標準
行距：1.25倍
頁眉頁角：頁眉的奇數頁書寫-沈陽農業大學學士學位論文外文翻譯 頁眉的偶數頁書寫-外文翻譯題目 在每頁底部居中加頁碼（宋體、五號、居中）
裝訂順序是：封皮、文獻綜述封皮（普通A4紙打印）、文獻綜述正文、外文翻譯封皮（普通A4紙打?。⑼馕姆g中文譯文、外文原文復印件
封皮顏色同畢業論文（設計）
做生意一定要同打球一樣，若第一桿打得不好的話，在打第二桿時，心更要保持鎮定及有計劃，這并不是表示這個會輸。就好比是做生意一樣，有高有低，身處逆境時，你先要鎮定考慮如何應付。
第五篇：活塞連桿機構的外文和翻譯
Modeling and Simulation of the Dynamics of Crankshaft-Connecting Rod-Piston-Cylinder Mechanism and a Universal Joint Using The Bond Graph Approach
Abstract This paper deals with modeling and simulation of the dynamics of two commonly used mechanisms,(1)the Crankshaft – Connecting rod – Piston – Cylinder system,and(2)the Universal Joint system, using the Bond Graph Approach.This alternative method of for mulation of system dynamics, using Bond Graphs, offers a rich set of features that include, pictorial representation of the dynamics of translation and rotation for each link of the mechanism in the inertial frame, representation and handling of constraints at joints, depiction of causality,obtaining dynamic reaction forces and moments at various locations in the mechanism, algorithmic derivation of system equations in the first order state-space or cause and effect form, coding for simulation directly from the Bond Graph without deriving system equations,and so on.Keywords: Bond Graph, Modeling, Simulation, Mechanisms.Modeling Dynamics of two commonly used mechanisms,(1)the Crankshaft – Connecting rod – Piston – Cylinder system,and(2)the Universal Joint system, are modeled and simulated using the Bond Graph Approach.This alternative method of formulation of system dynamics, using Bond Graphs, offers a rich set of features [1, 2].These include, pictorial representation of the dynamics of translation and rotation for each link of the mechanism in the inertial frame, depiction of cause and effect relationship,representation and handling of constraints at joints, obtaining the dynamic reaction forces and moments at various locations in the mechanism, derivation of system equations in the first order state-space or cause and effect form, coding for simulation directly from the Bond Graph without deriving system equations.Usually the links of mechanisms are modeled as rigid bodies.In this work, we develop and apply a multibond graph model representing both translation and rotation of a rigid body for each link.The links are then coupled at joints based on the nature of constraint [3-5].Both translational and rotational couplings for joints are developed and integrated with the dynamics of the connecting links.A problem of differential causality at link joints arises while modeling.This is rectified using additional stiffness and damping elements.It makes the model more realistic, bringing in effects of compliance and dissipation at joints, within definable tolerance limits.Multibond Graph models for the Crankshaft – Connecting rod – Piston – Cylinder system, and, the Universal Joint system [6], are developed using the BondGraph Approach.Reference frames are fixed on each rigid link of the mechanisms using the Denavit-Hartenberg convention [7].The translational effect is concentrated at the center of mass for each rigid link.Rotational effect is considered in the inertial frame itself,by considering the inertia tensor for each link about its respective center of mass, and expressed in the inertial frame.The multibond graph is then causaled and coding in MATLAB, for simulation, is carried out directly from the Bond Graph.A sketch of the crankshaft mechanism is shown in Fig.1, and its multibond graph model is shown in Fig.2.A sketch of the Universal joint system is shown in Fig.3, and its multibond graph model is shown in Fig.4.Results obtained from simulation of the dynamics of these mechanisms are then presented.1.1 CrankshaftPiston-Cylinder Mechanism Fig.1 shows the sketch of the “Crankshaft – Connecting rod – Piston – Cylinder system.”
Fig.1: Crankshaft-Connecting Rod-Piston-Cylinder Mechanism.The individual components are considered as rigid links,connected at joints.The first moving link is the crank,the second link is the connecting rod and the third link is the piston.A frame is fixed on each link.Thus frame 1 is fixed on link 1, frame 2 on link 2, and frame 3 on link 3.A fixed inertial frame 0, whose origin coincides with frame 1, is chosen.However, it will neither rotate nor translate.C1, C2 and C3 are centres of mass of respective links.The frames are fixed on respective links using the Denavit-Hartenberg convention [4].Dynamics of the system of Fig.1 is modeled in the multibond graph shown in Fig.2.The model depicts rotation as well as translation for each link in the system.The left side of the bond graph shows the rotational part and right part shows the translational part.We restrict any motion between the origin of inertial frame O and point on the link 1 that is O1 by applying source of flow Sf as zero.Similarly we restrict any relative motion at point A, distinguished by A1 on link 1 and A2 on link 2, by applying source of flow Sf as zero.The piston which is link 3, is constrained to translate only along the X0 direction.Translation along Y0 and Z0 direction is constrained by applying source of flow Sf as zero for these components.Differential causality is eliminated by making the K(1,1)element of the stiffness matrix [K] between link 2 and link 3 as zero.Additional stiffness and damping elements used for eliminating differential causality make the model more realistic, bringing in effects of compliance and dissipation at joints, within definable tolerance limits.These viscoelastic elements are represented in the bond graph by using C and R elements.We have a source of effort Se at link 3, which is the pressure force acting on the piston, although this force is also acting only in X direction.Fig.2: Multibond graph model for the Crankshaft – Connecting rod – Piston – Cylinder system of Fig.1.1.2 Universal Joint Mechanism The Fig.3 shows the sketch of the “ Universal Joint” mechanism.Fig.3: Universal Joint Mechanism.It has three rigid links, two are yokes which are attached to rotating shafts and the middle one is the cross connecting the two yokes.The inertial frame is numbered 0,and it is fixed.Frame 1 is on link 1, frame 2 on the cross which is link 2, and frame 3 on the right yoke which is link 3.Origin of the inertial frame coincides with that of frame 1 of link 1.The links 1 and 2 are connected with each other at two coincident end points points AB1 on link 1 and B2 on link 2.Similarly links 2 and 3 are connected at two points DE2 on link 2 and E3 on link 3.Link 1 rotates about Z axis with respect to the inertial frame.The frame 2 is located at the centre of mass of the link 2.Link 2 rotates with respect to the link 1 in direction Z2 as shown in Fig.3.Frame 3 also coincides with frame 2 but it is located on the link 2.The frame 3 on link 3 rotates with respect to the link 2, about Z3, as shown in Fig.3.The bond graph for this system is shown in Fig.4.Fig.4: Multibond graph for the Universal Joint system of Fig.The issue of differential causality arises for this mechanism also.It is eliminated using additional stiffness and damping elements.As discussed earlier, this makes the model more realistic, bringing in effects of compliance and dissipation at joints, within definable tolerance limits.The relative motion between the links at joints, along certain directions, is restrained by applying the source of flow Sf as zero.The constraint relaxation is tuned by changing the values of stiffness and damping at corresponding joints.Here we restrict the motion of the link 3 in two directions Y and Z, and allow motion in X direction by resolving the source of flow in three parts and by putting Sf as zero in Y and Z directions only.For the simulation, an excitation torque is applied to link 1 about the Z direction 2 Simulation The results of computer simulation for the crankshaft mechanism of Fig.1 are discussed first.The initial position of the crankshaft is at 1 θ = 60o with the X0 axis.It is then released under the effect of gravity.The force of gravity also acts on the connecting rod.No force due to gas pressure is considered for the simulation as it is not the main issue under focus for this paper.The upper row in Fig.5 shows the displacement of the centre of mass C1, as observed and expressed in Frame 0.It moves in a circular arc about the Z0 axis.The first figure in the lower row of Fig.5 shows the oscillation of the crankshaft about the Z0 axis through change in orientation of the unit vectors of Frame 1.The second figure in the second row shows the oscillation of the centre of mass C1 with time.This could perhaps be ascribed to the nonlinearity imposed due to coupling with the connecting rod.Simulation results for the Universal joint system are presented in Fig.8.A constant torque is applied to the driving shaft about its axis.The driven shaft makes an angle of 5° with the axis of the driving shaft.The First row shows the response of the driving shaft which is the first link.The component of angular momentum of the driving shaft about its axis increases linearly, which is as expected.The first two figures of the second row show the change in orientation of the cross, which is link 2.Angular motion about all three axes is clearly visible.The driven shaft follows the motion of the driver shaft as is clear from the third row in Fig.8.Conclusions The Bond Graph approach is used to model dynamics of two commonly used mechanisms,(1)the Crankshaft – Connecting rod – Piston – Cylinder system, and(2)the Universal Joint system.Pictorial representation of the dynamics of translation and rotation for each link of the mechanism in the inertial frame, representation and handling of constraints at joints, depiction of cause and effect relationships, coding for simulation directly from the Bond Graph without deriving system equations, have been explained in this work.MATLAB based simulations have been presented and interpreted for both the systems.曲軸連桿活塞機構及使用鍵合圖法的萬向聯軸器的
動力學仿真建模
摘要
本文論述了與常用的兩種機制的動力學仿真模型，（1）曲軸連桿活塞–缸系統，及（2）萬向接頭系統，使用的鍵合圖方法。這種替代方法的系統動力學仿真，采用鍵合圖，提供了豐富的功能集，包括，對慣性系的機構的各個環節的平移和旋轉的動態圖形表示，表示和約束節點處理，描述的因果關系，在不同的位置獲取動態反應的機理力和力矩，算法的系統方程的推導在第一階狀態空間或因果形式編碼進行了仿真，直接從鍵合圖沒有導出系統方程，等等。
關鍵詞：鍵合圖，建模，仿真，機制。建模
常用的兩種機制的動態，（1）曲軸連桿活塞–––缸系統，及（2）萬向接頭系統，進行了建模和模擬使用的鍵合圖方法。這個系統的動力學方程的替代方法，采用鍵合圖，提供了豐富的功能集[ 1，2 ]。這些措施包括，對慣性系的機構的各個環節的平移和旋轉的動態圖形表示，因果關系，描述表示和約束縫隙處理，在不同的位置獲取機制動態反應力和力矩，系統方程的推導在第一階段狀態對空間或原因形式及影響編碼進行了仿真，沒有直接從鍵合圖導出系統方程。通常機制的鏈接被建模為剛性體。
在這項工作中，我們開發和應用一個多元圖模型的每一個環節都要翻譯和剛體的轉動。環節進行耦合基于約束[3-5]自然關節。平移和旋轉接頭的開發和集成的動態連接。在建模的時候連接接頭是一個問題。這能糾正使用附加的剛度和阻尼元件。它使模型更逼真，使合規和耗散在關節的影響，定義在公差范圍內。多元圖模型的曲軸連桿活塞–––缸系統，和萬向接頭系統[ 6 ]，采用鍵合圖方法。每一剛性連接的機制參考框架固定在采用Denavit-Hartenberg公約[ 7 ]。翻譯的影響主要集中在質量中心的每個剛性連接。旋轉效應是慣性框架本身考慮，通過考慮每個環節對各自質心慣性張量，并在慣性坐標系的表達。然后使 多元圖的編碼在MATLAB中，仿真，進行直接從鍵合圖。一種曲軸機構示意圖如圖所示，其多元圖模型如圖2所示。一種萬向接頭系統示意圖如圖3所示，其多元圖模型如圖4所示。從這些機制的動力學仿真得到的結果。
1.1曲軸-連桿-活塞缸機構 圖1顯示了“曲軸連桿活塞–––缸系統示意?！?/p>
單個組件被視為剛性連接，連接的接頭。第一個移動連接曲柄，第二連桿是連桿、第三連桿是活塞。一架固定在每一個環節。因此，框架1固定鏈接1，框架2和框架3上連接2，連接3。一個固定的慣性坐標系0，其起源與1幀被選擇。然而，它既不旋轉也沒有翻譯。C1，C2和C3是各環節質量中心。該框架固定在各自的鏈接采用Denavit-Hartenberg公約[ 4 ]。
圖1的系統動力學是在圖2所示的多元圖模型。該模型描述了旋轉以及在系統中的每個環節的翻譯。鍵合圖的左邊顯示的轉動部分和右側部分顯示平移部分。我們限制任何運動的慣性幀O點起源之間的鏈路上的流量是1，O1 SF應用源為零。同樣，我們限制在任何點的相對運動，由A1和A2鏈接1鏈接2，通過流量SF應用源為零?；钊擎溄?，是約束沿X0方向。這些組件沿Y0和Z0方向翻譯是受流SF應用源為零。微分因果關系是使K消除（1,1）的剛度矩陣[k]之間的聯系2和鏈接3元為零。
附加的剛度和阻尼元件用于消除微分因果關系，使模型更逼真，使合規和耗散在關節的影響，定義的公差范圍內。這些粘彈性元件中的鍵合圖用C和R元素。
我們有一個硒在鏈接3源，這是作用在活塞的壓力，盡管這力量也只有在x方向。
圖2：為曲軸連桿活塞–––缸液壓系統圖1多元圖模型。
1.2萬向節機構
圖3顯示了素描的“萬向節”機制。
它有三個剛性連接，兩個線圈被連接到兩個軛，旋轉軸與中間一個是交叉連接。慣性幀編號為0，它是固定的。1幀是1幀2連接，在十字架上，連接2和3幀，右邊的軛是鏈接3。慣性坐標系的原點重合的鏈接1 1機架。鏈接1和2在兩個重合點相互連接的鏈接1和A2鏈接2B1和B2鏈接1鏈接2。同樣的聯系2和3連接在兩個點DE2和E3鏈接2鏈接3。
鏈接1繞Z軸相對于慣性幀?？蚣?位于2鏈路質量中心。鏈接2相對于方向Z2，如圖3所示的鏈接1轉動。3幀也恰逢框架2但它位于鏈接2?？蚣?連桿3相對于鏈接2，關于Z3轉動，如圖3所示。這個系統的鍵合圖如圖4所示。
圖4：為萬向節多元圖系統圖
該機構還有微分因果關系出現的問題。它是使用額外的剛度和阻尼元件消除。如前面所討論的，這使模型更逼真，使合規和耗散在關節的影響，定義在公差范圍內。在節點的鏈接之間的相對運動，沿著一定的方向，運用流SF源為零的約束。約束松弛是通過改變剛度值和相應的關節阻尼調整。在這里，我們限制的鏈接3在兩個方向上運動的Y和Z，并允許通過解決三個部分流源在x方向的運動，將SF為零，Y和Z方向。對于仿真，勵磁轉矩施加鏈接1關于Z方向
2模擬
首先對圖1的曲軸機構的計算機仿真結果進行了討論。曲軸的初始位置是在1θ= 60o與X0軸。然后，在重力的作用下釋放。重力也作用于連桿。由于氣體壓力沒有力考慮為仿真不是主要問題，本文的焦點。觀察圖5中的上行顯示的質量中心位移C1在0幀的表達。它移動到Z0軸圓弧。在圖5的下行的第一個圖顯示了曲軸的振動通過對1幀的單位矢量方向變化。在第二排第二個數字表明C1中心隨時間振蕩。這也許可以歸因于非線性造成的耦合與連桿。
為萬向接頭系統的仿真結果如表8所示。恒轉矩被施加到驅動軸的軸。使驅動軸與驅動軸的軸線成 5° 角度。第一行顯示驅動軸的第一環節的響應。角動量的驅動軸的軸線呈線性增加的成分，這是預料之中的。第二行的前兩個數字顯示的橫方向的變化，這是鏈接2。所有三個軸的角運動是清晰可見的。驅動軸的驅動軸的運動：從圖8中的第三行是明確的。
3結論
鍵合圖的方法是使用兩個常用機構動力學模型，（1）曲軸連桿活塞–––缸系統，及（2）萬向接頭系統。對慣性系的機構各環節的平移和旋轉的動態圖形表示，表示和約束節點處理，因果關系的描述編碼進行了仿真，直接從鍵合圖沒有導出系統方程，一直在這工作了?；贛ATLAB的仿真結果進行介紹和解釋的系統。
出處：
http://www.tmdps.cn/NaCoMM-2009/nacomm09_final_pap/DVAM/DVAMAV3.pdf
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