摘要：设计并实现了一个USB/EPP 转接系统，给出其硬件设计方案并讨论了相关技术细节， 使其实现USB 接口到EPP接口的相互数据转发。使仅具有EPP 接口的传统仪器设备借助于USB/EPP 转接系统拥有USB 总线所提供的即插即用和设备插架特性， 方便其通过USB 接口灵活接入同时拥有多个外设的计算机主机系统。关键词：USB；EPP；转接系统中图分类号：TP368.3 文献标识码：A文章编号:1008- 0570(2005)11- 2- 0166- 03 在传统的I/O 模式中，计算机外设通常映射为CPU 中固定I/O 地址，要求由主机分配一个指定的IRQ 中断请求。由于PC 机的端口和中断资源有限，因而使外设的可扩展性受到局限；同时，随着电脑应用的拓展，PC 机的外设接口越来越多，外设对系统资源的独占性也容易导致系统资源冲突。由于各种外部设备不断增加，容易导致各种I/O 冲突。由Intel、Compaq、Microsoft、IBM等厂商所提出的USB 总线标准，基于即插即用和设备插架技术，设备接入时不影响应用程序的运行，具有良好的可扩充性和扩展的方便性。目前USB 协议已经发展到了最新的2.0 版本，可支持峰值传输速率为480Mbps 的高速外设，可提供4～8 个USB 2.0 接口，同时通过USB 集线器（HUB）的扩展还可以支持多达127 个外设同时连接，基本上解决了各种外设同时存在同时使用的所有问题。基于USB 接口的上述优点，目前的计算机，特别是笔记本计算机基本上都只配备USB 接口，而取消了传统的串口和并口，这对那些以前购置的需要与计算机进行通信而只有串口或并口的各种仪器的继续使用造成了极大的障碍。 针对传统的数字化仪器与计算机通信中存在的接口不足的问题，本文设计了一个USB/EPP 转接系统，使其能够从计算机的USB 接口接收数据，经过格式转换，从USB/EPP 转接系统的并行接口EPP 发送给传统的仪器设备；同时也能够从USB/EPP 转接系统的并行接口EPP 接收数据，将其转化为USB 帧格式，并发送到计算机的USB 接口。从而使仅具有EPP 接口的传统仪器设备借助于USB/EPP 转接系统，可以继续正常使用。2 USB 总线2.1 USB 系统描述及总线协议USB 是一种电缆总线，支持在主机和各种即插即用外设之间进行数据传输。由主机预定的标准协议使各种设备分享USB 带宽，当其它设备和主机在运行时，总线允许添加、设置、使用以及拆除外设，这为多个仪器设备共享同一个主计算机提供了可能。USB 协议采用了管道模型的软硬件协议，摒弃了一般外设协议的端口映射方式，从而有效地避免了计算机应用系统I/O 端口地址冲突。根据功能划分，一个USB 系统由三个部分组成：即USB 互连、USB 主机和USB 设备。图1 给出了USB系统的通用拓扑结构。
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基于多点网络的水厂自动监控系统设计Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works刘 美 俊(湖南工程学院，湘潭411101)摘要针对水厂工作水泵多、现场离控制站距离远的特点，提出了一种基于MPI多点网络的自动监控系统的设计方法，分析了系统的工作原理，介绍了系统中数据的采集与处理、主站与从站的通信原理以及系统软件的设计。由于这种系统的主、从站PLC之间采用MPI网络通信，具有运行可靠、性能价格比高的特点，所以适用于中小规模水厂的分布式监控场合。关键词多点网络主站从站监控系统Abstract Ina ccordancew ithth efe atuersof w aterw orks,i. e. ，manyp umpsin o perationa ndth ep umps， farfor mt hec ontrolst ation,th em ethodo fdesigninga na utomati(〕monitoringa ndc ontorlsy stemb asedo nM PIis p resented.Th eo perationalpr incipleo fth esy stemi san alyzed,th ed atac olection,data processing; communication between master station and slave station as wel as design and system software are discussed. Because MPI network communicationis used among master station, slave stations and PLC, the system is reliable and high cost-efective. It is， suitable for smal and mediumsized water works for distrbuted monitoring and control.Keywords MPI Masterst ation Slaves tation Monitoringa ndc ontorlsy stem 自来 水 厂 的自动控制系统一般分为两大部分，一对组态硬件要求较高，投资较大。相对而言，MPI网是水源地深水泵的工作控制，一是水厂区变频恒压供络速度可达187.5 M bps，通过一级中继器传输距离可水控制，两部分的实际距离通常都比较远。某厂水源达Ikm 。根据水厂的具体情况，确定以MPI方式组地有3台深井泵给水厂区的蓄水池供水。水厂区的成网络，主站PLC为S7-300系列的CPU3121FM，从任务是对水池的水进行消毒处理后，通过加压泵向管站为S7-200系列的CPU222。这样既满足了系统要路恒压供水。选用Siemens公司的S7系列可编程控求，又相对于Profibus网络节省了三分之一的成本，制器(PLC)和上位机组成实时数据采集和监控系统， 这种分布式监控系统具有较高的性能价格比。系统对深水泵进行远程控制，对供水泵采用变频器进行恒中PLC的物理层采用RS - 485接口，网络延伸选用压控制以保证整个水厂的电机设备安全、可靠地运带防雷保护的中继器，使系统的安全运行得到了保行。证。MPI网络的拓扑结构如图1所示。1 多点网络(NWI)监控系统的组成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多点网络与Profibus现场总线网络两种组网方式。Profibus现场总线的应用目前较为普遍，通用性较好，它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA组成。Profibus - DP型用于分散外设间的数据传输，传输速率为9.6kbps一12Mbps，主要用于现场控制器与分散1/0之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求，特别适合于加工自动化领域的应用;Profibus - FMS主要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理层和数据链路层，适用于过程自动化的总线类型。
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随着 微 电 子技术的飞速发展，电子产品越来越微型化，集成化，自动化，低廉化，进而推动着其它许多产业的发展。特别进人21世纪以来，生物技术与电子技术的结合，成为高科技领域的研究热点。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系统”〔’〕(microto talan alysissy stems，即ptTAS)，通俗地称为“建在芯片上的实验室”(Lab on a chip)或简称芯片实验室(Lab chip)，主要组成部分为电泳芯片，同时是进样，分离和检测为一体的微型装置，其在电泳实验中的高效检测性能为生物化学分析仪器发展提供了一种借鉴。p.TAS广泛应用于生物医学、环境检测、食品卫生、科学以及国防等众多领域。目前 应 用 的大多为多通道的毛细管电泳芯片，这也是芯片发展的一个必然趋势。这不仅对电泳芯片本身的设计和制作提出了更高的要求，也对传感器和数据处理技术提出了新的挑战。考虑成本，集成度，控制能力以及可靠性方面的因素，本系统采用单片机作为实时数据处理、控制以及通讯的硬件平台。如果系统中既有实时的通信任务，同时又有其他实时任务，采用一个廉价的单片机，资源会比较紧张，不仅实现困难，结构复杂，而且效果可能不满意。而采用高性能的处理器，又浪费了其有效资源，所以本系统采用两个MCU协同工作，以并行/分布式多机的思想，构成了电泳芯 片核心的双单片机系统结构。微全 分 析 系 统 进行的多项实时任务，可以划分为以下 几个模块:①采集模块。负责对外围检验设备进行控 制以及对传送过来的信号进行采集和分析;②交互模 块。通过液晶显示，键盘扫描，以及打印等实现实验人 员对前端采集电路的交互操作;③双单片机控制和通 信模块。协调双单片机之间的数据传输和指令传输 ;④网络传输模块。其中一个单片机通过以太网发送接 收数据到上位机。本文提出一种实时多任务的双单片 机控制和通信系统[31的设计，一个MCU基于TCP /IP网络模块的实现。
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RS-232-C 是PC 机常用的串行接口,由于信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。本产品(转接器),可以实现任意电平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的无源电平转接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口？采用RS-232-C 接口有何特点？传输电缆长度如何考虑？答： 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和并行通讯二种方式。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。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。(1) 接口的信号内容实际上RS-232-C 的25 条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9 条引线。(2) 接口的电气特性 在RS-232-C 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V 的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1”(3) 接口的物理结构 RS-232-C 接口连接器一般使用型号为DB-25 的25 芯插头座,通常插头在DCE 端,插座在DTE端. 一些设备与PC 机连接的RS-232-C 接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9 的9 芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。(4) 传输电缆长度由RS-232C 标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50 英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50 英尺，美国DEC 公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2 的实验结果。其中1 号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2 号电缆为不带屏蔽的电缆。 2. 什么是RS-485 接口？它比RS-232-C 接口相比有何特点？答： 由于RS-232-C 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：（1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。（2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。（3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。（4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为50 英尺，实际上也只能 用在50 米左右。针对RS-232-C 的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485 就是其中之一，它具有以下特点：1. RS-485 的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V 表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V 表示。接口信号电平比RS-232-C 降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL 电平兼容，可方便与TTL 电路连接。2. RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。4. RS-485 接口的最大传输距离标准值为4000 英尺，实际上可达 3000 米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1 个收发器， 即单站能力。而RS-485 接口在总线上是允许连接多达128 个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485 接口方便地建立起设备网络。因RS-485 接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485 接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485 接口连接器采用DB-9 的9 芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485 采用DB-9（针）。3. 采用RS485 接口时，传输电缆的长度如何考虑？答： 在使用RS485 接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG 铜芯双绞电话电缆（线 径为0.51mm），线间旁路电容为52.5PF/M，终端负载电阻为100 欧 时所得出。（曲线引自GB11014-89 附录A）。由图中可知，当数据信 号速率降低到90Kbit/S 以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV 时， 则电缆长度被限制在1200M。实际上，图中的曲线是很保守的，在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如：当数据信号速率为600Kbit/S 时，采用24AWG 电缆，由图可知最 大电缆长度是200m，若采用19AWG 电缆（线径为0。91mm）则电缆长 度将可以大于200m； 若采用28AWG 电缆（线径为0。32mm）则电缆 长度只能小于200m。
上传时间： 2013-10-11
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单片机原理与应用《课程简介》：单片机已成为电子系统中进行数据采集、信息处理、通信联络和实施控制的重要器件。通常利用单片机技术在各种系统、仪器设备或装置中，形成嵌入式智能系统或子系统。因此，单片机技术是电类专业特别是电子信息类学生必须具备的基本功。本课程以51系列单片机为模型，主要向学生介绍单片机的基本结构、工作原理、指令系统与程序设计、系统扩展与工程应用。作为微机原理与接口技术的后续课程，本课程强调实践环节，侧重系统构成与应用设计。力求通过实践环节，软、硬结合，培养初步的单片机开发能力，并使其前导课程讲授的基本概念得到综合与深化。由于课时的限制，综合性的应用设计安排在后续课程《微机应用系统设计》中进行。 课 程 内 容：第一章 单片微型计算机概述单片机的发展与应用 MCS-51系列单片机简介第二章 MCS-51系列单片机结构MCS-51单片机基本结构 CPU 时序简介 存储器空间结构 片内RAM与SFR时钟电路与复位电路 并行I/O口与总线扩展第三章 MCS-51单片机指令系统指令系统简介数据传送指令 数据处理指令 位处理指令 程序控制指令汇编语言程序设计方法 程序调试的常用方法第四章 SCB-I 单片单板机SCB-I 单片单板机结构简介 监控系统简介SCB-I 单片单板机的基本操作 第五章 单片机常用接口电路的软、硬件设计LED显示接口电路与应用编程键盘接口电路与应用编程计数器/定时器工作原理及其应用编程MCS-51中断系统及其应用编程8255扩展并行接口及其应用编程串行通信接口及其应用编程A/D与D/A转换接口及其应用编程*第六章 单片机应用系统设计举例第七章 单片机开发工具简介* 加“*”为选讲内容教学要求：1、 了解单片机的一般性概念及单片机技术的发展。2、 掌握51系列单片机的基本结构与工作原理。3、 掌握51系列单片机的指令系统与程序设计的基本方法。4、 以单片单板机为样板，掌握51系列单片机的系统扩展设计。5、 通过实验，掌握单片机常用接口电路的软硬件设计及其应用。6、 以上为本课程的基本要求。作为提高要求，对有能力、有兴趣的学生，若能较快地完成基本实验，可在规定课时内安排有一定难度的综合性实验，以提高其应用设计的能力。 课时安排和考核方式：1、 讲课40学时，实验20学时，课内外学时比 1:2 ；（实验从第七周开始，7个基本实验，选做1个综合实验）2、 考核方式平时考查 20实验考核 40（含实验过程、实验验收与实验报告）期末笔试 40参考书：《MCS-51单片机应用设计》 张毅刚 等编 哈尔滨工业大学出版社《MCS-51系列单片机原理及应用》 孙涵芳 徐爱卿 编著 北京航空航天大学出版社《单片微机与测控技术》 赵秀菊 等编 东南大学出版社《单片微型机原理、应用与实验》 张友德 等编 复旦大学出版社 《单片机实验》 肖璋 雷兆宜 编 暨南大学讲义
上传时间： 2014-01-08
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现实世界中有很多问题，它的机理较简单，用静态,线性或逻辑的方法即可建立模型，使用初等的数学方法，即可求解，我们称之为初等数学模型。本章主要介绍有关自然数，比例关系，状态转移，及量刚分析等建模例子，这些问题的巧妙的分析处理方法，可使读者达到举一反三，开拓思路，提高分析, 解决实际问题的能力。 在人们的生产实践中，经常会遇到如何利用现有资源来安排生产，以取得最大经济效益的问题。此类问题构成了运筹学的一个重要分支—数学规划，而线性规划(Linear Programming 简记LP)则是数学规划的一个重要分支。自从1947年G. B. Dantzig 提出求解线性规划的单纯形方法以来，线性规划在理论上趋向成熟，在实用中日益广泛与深入。特别是在计算机能处理成千上万个约束条件和决策变量的线性规划问题之后，线性规划的适用领域更为广泛了，已成为现代管理中经常采用的基本方法之一。 如果目标函数或约束条件中包含非线性函数，就称这种规划问题为非线性规划问题。一般说来，解非线性规划要比解线性规划问题困难得多。而且，也不象线性规划有单纯形法这一通用方法，非线性规划目前还没有适于各种问题的一般算法，各个方法都有自己特定的适用范围。 下面通过实例归纳出非线性规划数学模型的一般形式，介绍有关非线性规划的基本概念。
上传时间： 2013-10-19
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电子发烧友网核心提示：医疗内窥镜的市场发展带来了各种挑战，例如，要求增强功能，更高的精度，更好的处理性能，以及更小的体积等。本文介绍Altera高级医疗内窥镜系统解决方案，它使用了1080p视频设计工作台、DSP 构建模块、参考设计，以及 Stratix® V、Cyclone® V 和 Arria® V FPGA 等。通过下文介绍，资深专家向您支招，教你懂得如何通过采用基于FPGA的方法来缩短高级医疗内窥镜系统的开发时间。 引言 对内窥镜检查的需求在不断增长，同时还需要不断改进检查过程，增强医疗设备的功能。全球竞争不断加剧，导致各种新功能的出现，新市场的变化也非常快，开发周期越来越短，工程团队必须集中精力提高核心竞争力，加强系统知识。工程师需要灵活的硬件平台和支持各种平台的工作台工具，使他们能够针对新标准或者标准的变化而对产品进行更新。此外，设计团队必须更高效的进行开发工作。Altera® 1080p 视频设计工作台和28-nm FPGA提供了灵活的系统方法来满足当前以及不断发展的功能需求。 不断增长的全球需求 很多因素导致对内窥镜检查的需求越来越强。今后数十年内，世界60岁以上的人口数量将会大幅度增长，对医疗卫生服务的需求也会随之增长。而且，胃肠道患病人口在不断增加，需要进行检查和治疗。越来越多的医生采用内窥镜检查方法。很多政府报销政策鼓励非置入式治疗，这有利于患者更快的恢复，从而降低了治疗总成本，患者的体验会更好。 很多国家增加了在医疗基础设施上的投入，特别是加大了医疗设备的采购。反过来，这些新市场需求也扩大了对下一代内窥镜系统的需求。设计团队体验到需求的不断增长，而全球竞争导致他们推迟其产品发布计划。
上传时间： 2014-12-28
上传用户：huxiao341000
HDB3(High Density Bipolar三阶高密度双极性)码是在AMI码的基础上改进的一种双极性归零码，它除具有AMI码功率谱中无直流分量，可进行差错自检等优点外，还克服了AMI码当信息中出现连“0”码时定时提取困难的缺点，而且HDB3码频谱能量主要集中在基波频率以下，占用频带较窄，是ITU-TG.703推荐的PCM基群、二次群和三次群的数字传输接口码型,因此HDB3码的编解码就显得极为重要了[1]。目前，HDB3码主要由专用集成电路及相应匹配的外围中小规模集成芯片来实现，但集成程度不高，特别是位同步提取非常复杂，不易实现。随着可编程器件的发展，这一难题得到了很好地解决。
上传时间： 2013-11-21
上传用户：sy_jiadeyi
Actel、Altera、Lattice Semiconductor和Xilinx是目前业界最主要的四大FPGA供应商，为了 帮助中国的应用开发工程师更深入地了解FPGA的具体设计诀窍，我们特别邀请到了Altera系统应用 工程部总监Greg Steinke、Xilinx综合方法经理Frederic Rivoallon、Xilinx高级技术市场工程师 Philippe Garrault、Xilinx产品应用工程部高级经理Chris Stinson、Xilinx IP解决方案工程部总 监Mike Frasier、Lattice Semiconductor应用工程部总监Bertrand Leigh和软件产品规划经理Mike Kendrick、Actel公司硅产品市场总监Martin Mason和应用高级经理Jonathan Alexander为大家传经 授道。 他们将就一系列大家非常关心的关键设计问题发表他们的独到见解，包括：什么是目前FPGA应用工 程师面对的最主要设计问题？如何解决？当开始一个新的FPGA设计时，你们会推荐客户采用什么样 的流程？对于I/O信号分布的处理，你们有什么建议可以提供 给客户？如果你的客户准备移植到另外一个FPGA、ASIC和结构化ASIC之间进行抉择？(下)">结构化 ASIC或ASIC，你会建议你的客户如何做？
上传时间： 2013-11-09
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GMSK信号具有很好的频谱和功率特性，特别适用于功率受限和信道存在非线性、衰落以及多普勒频移的移动突发通信系统。根据GMSK调制的特点，提出 亍一种以FPGA和CMX589A为硬件裁体的GMSK调制器的设计方案，并给出了方案的具体实现，包括系统结构、利用CMX589A实现的高斯滤波器、 FPGA实现的调制指数为O．5的FM调制器以及控制器。对系统功能和性能测试结果表明，指标符合设计要求，工作稳定可靠。 关键词：GMSK；DDS；FM调制器；FPGAl 引 言 由于GMSK调制方式具有很好的功率频谱特性，较优的误码性能，能够满足移动通信环境下对邻道干扰的严格要求，因此成为GSM、ETS HiperLANl以及GPRS等系统的标准调制方式。目前GMSK调制技术主要有两种实现方法，一种是利用GMSK ASIC专用芯片来完成，典型的产品如FX589或CMX909配合MC2833或FX019来实现GMSK调制。这种实现方法的特点是实现简单、基带信 号速率可控，但调制载波频率固定，没有可扩展性。另外一种方法是利用软件无线电思想采用正交调制的方法在FPGA和DSP平台上实现。其中又包括两种实现 手段，一种是采用直接分解将单个脉冲的高斯滤波器响应积分分成暂态部分和稳态部分，通过累加相位信息来实现；另一种采用频率轨迹合成，通过采样把高斯滤波 器矩形脉冲响应基本轨迹存入ROM作为查找表，然后通过FM调制实现。这种利用软件无线电思想实现GMSK调制的方法具有调制参数可变的优点，但由于软件 设计中涉及到高斯低通滤波、相位积分和三角函数运算，所以调制器参数更改困难、实现复杂。综上所述，本文提出一种基于CMX589A和FPGA的GMSK 调制器设计方案。与传统实现方法比较具有实现简单、调制参数方便可控和软件剪裁容易等特点，适合于CDPD、无中心站等多种通信系统，具有重要现实意义。
上传时间： 2013-10-24
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