论文部分内容阅读
摘 要：计算机网络在船上已经得到广泛应用，本文引入以太网的结构及设置，就是为了避免计算机故障而导致整个船舶检测系统瘫痪，提高系统的可靠性。同时也为了增加系统配置的灵活性，船舶机舱的报警及监测系统是由多台计算机组成的控制系统，而计算机之间的信息传递及数据的交换则依赖于以太网，以实现全船的数据共享，就此以以太网的结构及网络设置进行阐述.
关键词：船舶；计算机；应用
1以太网的概况
以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，于1980年DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网，它采用的是CSMA/CD访问控制法，都符合IEEE802.3。
以太网的类别：标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（1Gb/s）、万兆以太网（10Gb/s）。以太网的拓扑结构：总线型、星型。以太网的接口模式：半双工、全双工。以太网不是具体的网络，而是一种标准。
2船舶计算机网络的应用
随着单片机和网络技术的发展，采用分布式结构的网络型监视报警系统已经成为发展的主流。这类系统中，对每个重要设备或区域，分别采用单独的计算机（如单片机）进行监视和控制，并用数据传输总线将各个计算机连接形成总线网络。现场总线网络再与由PC机组成的以太网互联，并由以太网执行上层管理的功能。因此，在现代船舶机舱监视报警系统中计算机数据通信扮演者非常重要的角色。计算机之间的数据通信是通过通信总线进行的，在船舶机舱中采用最多的是串行通信总线。而国际上制定了一系列串行通信的总线标准，就是为了便于计算机系统之间能够相互连接，从而实现数据的交换和共享。例如：西门子生产的SI-MOS-31S监视报警系统就产生了这样的结构。
3船舶以太网的结构及网络的设置
局域网（LocalAreaNetwork）是在一个局部的范畴（如：船舶的机舱、学校等等）内，将各种计算机相互连接起来组成的计算机通信网，简称LAN，目前无论在船舶或陆地都得以广泛的应用。局域网的拓扑结构有总线型、星型、环型和树形结构。而以太网（Ethernet）却采用了无源电缆作为传输介质的总线型基带传输的以太（Ether）来命名。现今船舶局域网主要采用了以太网，主要用于监视与报警系统的上层网络。譬如，将与现场网络连接的集控室计算机通过局域网连接到驾驶台和轮机员舱室等，实现了全船的数据共享。
3.1以太网的物理结构
从技术角度看，LAN是通过特定类型的传输媒体（如电缆、光缆和无线媒体）和网络适配器（亦称为网卡）互联在一起的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。
以太网的连接模式有多种，比较流行的模式有网络接口板式、集线器和双绞线连接，下图为单个集线器连成的以太网。
网络接口板插在主机机箱内的一块插板上，又称网络适配器（Adapter）或网络接口卡NIC（Net-workInterfaceCard），俗称网卡。其作用是在驱动软件的控制下整理从计算机发往网络的数据，并将数据分解为适当大小的数据包在发送到传输介质上，同时也从网络接收数据。每个网卡都有一个唯一的网络节点地址，也称做MAC地址（物理地址），是由生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）中的，MAC地址具有唯一性。
集线器（Hub）是双绞线以太网不可缺少的设备，上图展示了通过双绞线把集线器和网卡连接在一起，但当计算机数量或物理距离的原因使得一个集线器不够时，可以采用多个集线器级联的方案。从图示表面上看，采用集线器连接而成的局域网在物理上是一个新形网络，但由于集线器内部是使用电子器件来模拟实际电缆的工作，因此整个网络在逻辑上仍然像一个传统的以太网那样运行，整个网络的物理连接线路在逻辑上仍然是一条共享总线。
网卡与Hub之间的连接线俗称网线，有一定长度的双绞线和RJ45插头组成。其中，双绞线有8根不同颜色的导线分成4对绞合而成没对传输一路差分信号。两端的RJ45插头分别与网卡和Hub的插孔相连。按电气特性的不同，在EIA/TIA-568标准中将双绞线分为1-5类等级，目前最多采用的是8芯5类非屏蔽双绞线。相应地，RJ45插头/座也有采用相同的等级。
RJ45是一个国际通用的注册插孔（RegisteredJack），其插头部分有铜片和透明塑料外壳制成，俗称水晶头。
网线的最长传输距离为100m。如果要加大传输距离，在两段双绞线之间可安装中继器，中继器最多可安装4个。若安装4个中继器连接5个网段，则最大传输距离可达500m。如上介绍的只是以太网的最基本概念和网络物理结构，要实现以太网中计算机之间的数据通信还必须有网络操作系統的支持。目前，Windows系列的操作系统均支持以TCP/IP的方式操作局域网，计算机之间可以通过IP地址进行相互访问，使得通信非常方便。但是值得注意的是，以太网应用目前已从原来的台式计算机逐渐扩展到工业控制的现场层网络，许多设备的监视或控制模块都支持TCP/IP通信协议，可以方便的组成基于TCP/IP的工业以太网监控系统。
3.2网络设置
以太网采用TCP/IP通信协议，该协议在安装网卡驱动程序时自动安装并同网卡绑定。但要使计算机能够连接到网络上，还必须对其进行设置。
设置方法是首先在连接属性中找到“Internet协议（TCP/IP）”项目，双击打开“Internet协议（TCP/IP）属性”窗口。在“Internet协议（TCP/IP）属性”窗口中，如果网络支持自动分配IP地址，则选中“自动获得IP地址”选项，确定即可：如果网络不支持此项功能，则需选中“使用下面的IP地址”选项，并手动填入各项内容。
参考文献
[1]刘伟宇.海洋可控源电磁甲板监控系统通信技术研究[D].吉林大学2014
[2]卫佳.网络化多智能体系统的一致性研究[D].华中科技大学2013
关键词：船舶；计算机；应用
1以太网的概况
以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，于1980年DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网，它采用的是CSMA/CD访问控制法，都符合IEEE802.3。
以太网的类别：标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（1Gb/s）、万兆以太网（10Gb/s）。以太网的拓扑结构：总线型、星型。以太网的接口模式：半双工、全双工。以太网不是具体的网络，而是一种标准。
2船舶计算机网络的应用
随着单片机和网络技术的发展，采用分布式结构的网络型监视报警系统已经成为发展的主流。这类系统中，对每个重要设备或区域，分别采用单独的计算机（如单片机）进行监视和控制，并用数据传输总线将各个计算机连接形成总线网络。现场总线网络再与由PC机组成的以太网互联，并由以太网执行上层管理的功能。因此，在现代船舶机舱监视报警系统中计算机数据通信扮演者非常重要的角色。计算机之间的数据通信是通过通信总线进行的，在船舶机舱中采用最多的是串行通信总线。而国际上制定了一系列串行通信的总线标准，就是为了便于计算机系统之间能够相互连接，从而实现数据的交换和共享。例如：西门子生产的SI-MOS-31S监视报警系统就产生了这样的结构。
3船舶以太网的结构及网络的设置
局域网（LocalAreaNetwork）是在一个局部的范畴（如：船舶的机舱、学校等等）内，将各种计算机相互连接起来组成的计算机通信网，简称LAN，目前无论在船舶或陆地都得以广泛的应用。局域网的拓扑结构有总线型、星型、环型和树形结构。而以太网（Ethernet）却采用了无源电缆作为传输介质的总线型基带传输的以太（Ether）来命名。现今船舶局域网主要采用了以太网，主要用于监视与报警系统的上层网络。譬如，将与现场网络连接的集控室计算机通过局域网连接到驾驶台和轮机员舱室等，实现了全船的数据共享。
3.1以太网的物理结构
从技术角度看，LAN是通过特定类型的传输媒体（如电缆、光缆和无线媒体）和网络适配器（亦称为网卡）互联在一起的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。
以太网的连接模式有多种，比较流行的模式有网络接口板式、集线器和双绞线连接，下图为单个集线器连成的以太网。
网络接口板插在主机机箱内的一块插板上，又称网络适配器（Adapter）或网络接口卡NIC（Net-workInterfaceCard），俗称网卡。其作用是在驱动软件的控制下整理从计算机发往网络的数据，并将数据分解为适当大小的数据包在发送到传输介质上，同时也从网络接收数据。每个网卡都有一个唯一的网络节点地址，也称做MAC地址（物理地址），是由生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）中的，MAC地址具有唯一性。
集线器（Hub）是双绞线以太网不可缺少的设备，上图展示了通过双绞线把集线器和网卡连接在一起，但当计算机数量或物理距离的原因使得一个集线器不够时，可以采用多个集线器级联的方案。从图示表面上看，采用集线器连接而成的局域网在物理上是一个新形网络，但由于集线器内部是使用电子器件来模拟实际电缆的工作，因此整个网络在逻辑上仍然像一个传统的以太网那样运行，整个网络的物理连接线路在逻辑上仍然是一条共享总线。
网卡与Hub之间的连接线俗称网线，有一定长度的双绞线和RJ45插头组成。其中，双绞线有8根不同颜色的导线分成4对绞合而成没对传输一路差分信号。两端的RJ45插头分别与网卡和Hub的插孔相连。按电气特性的不同，在EIA/TIA-568标准中将双绞线分为1-5类等级，目前最多采用的是8芯5类非屏蔽双绞线。相应地，RJ45插头/座也有采用相同的等级。
RJ45是一个国际通用的注册插孔（RegisteredJack），其插头部分有铜片和透明塑料外壳制成，俗称水晶头。
网线的最长传输距离为100m。如果要加大传输距离，在两段双绞线之间可安装中继器，中继器最多可安装4个。若安装4个中继器连接5个网段，则最大传输距离可达500m。如上介绍的只是以太网的最基本概念和网络物理结构，要实现以太网中计算机之间的数据通信还必须有网络操作系統的支持。目前，Windows系列的操作系统均支持以TCP/IP的方式操作局域网，计算机之间可以通过IP地址进行相互访问，使得通信非常方便。但是值得注意的是，以太网应用目前已从原来的台式计算机逐渐扩展到工业控制的现场层网络，许多设备的监视或控制模块都支持TCP/IP通信协议，可以方便的组成基于TCP/IP的工业以太网监控系统。
3.2网络设置
以太网采用TCP/IP通信协议，该协议在安装网卡驱动程序时自动安装并同网卡绑定。但要使计算机能够连接到网络上，还必须对其进行设置。
设置方法是首先在连接属性中找到“Internet协议（TCP/IP）”项目，双击打开“Internet协议（TCP/IP）属性”窗口。在“Internet协议（TCP/IP）属性”窗口中，如果网络支持自动分配IP地址，则选中“自动获得IP地址”选项，确定即可：如果网络不支持此项功能，则需选中“使用下面的IP地址”选项，并手动填入各项内容。
参考文献
[1]刘伟宇.海洋可控源电磁甲板监控系统通信技术研究[D].吉林大学2014
[2]卫佳.网络化多智能体系统的一致性研究[D].华中科技大学2013