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路由器是一種負責(zé)尋徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它在互連網(wǎng)絡(luò)中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡(luò)路徑提供給用戶通信。路由器有兩大典型功能，即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等，一般由特定的硬件來完成?？刂乒δ芤话阌密浖韺崿F(xiàn)，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。交換是一個涵義廣泛的詞語，當(dāng)它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二層的設(shè)備時，實際指的是一個橋接設(shè)備。而當(dāng)它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第三層的設(shè)備時，又指的是一個路由設(shè)備。即交換機和路由器都可用來交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只是所交換的網(wǎng)絡(luò)層次不同。同時交換機和路由器都可以用來上網(wǎng)，都是用來擴展網(wǎng)絡(luò)的。傳統(tǒng)的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。由交換機連接的網(wǎng)段仍屬于同一個廣播域，廣播數(shù)據(jù)包會在交換機連接的所有網(wǎng)段上傳播，在某些情況會導(dǎo)致通信擁護和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會被分配成不同的廣播域，廣播數(shù)據(jù)不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。路由器提供了防火墻的服務(wù)，它僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和求知目標網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。

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網(wǎng)線轉(zhuǎn)接頭只要連接正常、無接觸不良等情況，則不會影響網(wǎng)絡(luò)速度。網(wǎng)線接長的方法有兩種。一種是使用絕緣膠帶像接電線一樣連接，另外一種方法是使用專用的對接水晶頭對接的轉(zhuǎn)換頭。方法一，絕緣膠帶對接法（一般用于沒有網(wǎng)線鉗的接法）：網(wǎng)線內(nèi)部是8根不同顏色的細線，相同顏色的線接好后，使用絕緣膠帶纏繞好即可。但是這種方法由于對接手法的差異，有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信號傳輸容易中斷，或者網(wǎng)絡(luò)斷開頻繁等現(xiàn)象。所以建議如下的接法。方法二，使用專業(yè)對接水晶頭的轉(zhuǎn)換頭（一般用于有網(wǎng)線鉗的接法）：1，到電腦耗材店買一個網(wǎng)線轉(zhuǎn)接頭，就是一個長方形，兩頭都是水晶頭插口那種；2，用它加在兩根網(wǎng)線中間使網(wǎng)線加長。既快捷，又方便、美觀、可靠。

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摘要：為了實現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)通信，使用以太網(wǎng)控制芯片DM9000A和單片機MSP430F5529，組成了嵌入式以太網(wǎng)接口，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信，其中單片機完成自身以及以太網(wǎng)控制芯片的初始化、數(shù)據(jù)的封包和收發(fā)控制，而DM9000A芯片負責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。詳細介紹了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖和硬件設(shè)計，給出了實際的接口電路，重點描述了單片機和DM9000A芯片之間的軟件接口程序設(shè)計，并給出了網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的應(yīng)用方法。實驗結(jié)果表明，該設(shè)計體積小、接口簡單、速度快、功耗低，具有很高的推廣價值。隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，以太網(wǎng)接口在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，網(wǎng)絡(luò)化成為未來設(shè)備發(fā)展的一個重要方向，各種嵌入式設(shè)備已經(jīng)成功滲透到各個領(lǐng)域，并逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。以太網(wǎng)以其在實時性、可靠性、標準化等方面的卓越性能及其便于安裝、維護簡單、不受通信距離限制等優(yōu)點，已發(fā)展成為一種成熟的技術(shù)。本文以MSP430F5529單片機和以太網(wǎng)控制器DM9000A為硬件組成，通過軟件編程，和上位機實現(xiàn)了UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信。1 硬件設(shè)計DM9000A是DAVICOM公司推出的一款高速以太網(wǎng)接口芯片，是完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)MAC控制器，其被設(shè)計為低功耗、高處理性能，而其操作又非常簡單，具有通用的處理器接口，可以與多種處理器直接連接，數(shù)據(jù)總線寬度可設(shè)置為8 b和16 b，支持3．3 V和5 V電源模式。MSP430F5529單片機是TI公司的一款超低功耗單片機。該芯片采用低功耗設(shè)計，具有五種低功耗模式，從低功耗模式到喚醒模式的轉(zhuǎn)換時間小于6μs，其獨特的時鐘設(shè)計，每個時鐘都可以打開或關(guān)閉，從而實現(xiàn)對整體功耗的控制。供電電壓范圍為1．8～3．6 V，具有強大的中斷功能，集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)和較多的I／O端口，提高了對外圍設(shè)備的開發(fā)能力。在本設(shè)計中，單片機MSP430F5529控制整個系統(tǒng)的運行，以太網(wǎng)控制器DM9000A實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡蛯庸δ?。單片機完成對DM9000A的初始化，并將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)按協(xié)議要求進行以太網(wǎng)幀封裝，發(fā)送給DM9000A；以中斷的方式接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并對接收到的數(shù)據(jù)進行解析，對有用數(shù)據(jù)進行處理。DM9000A接收從單片機發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過RJ45傳送到遠程主機，并通過RJ45接收從遠程主機發(fā)送來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)初步解析后保存在緩存中，然后向單片機發(fā)出中斷信號，由單片機來完成對數(shù)據(jù)的讀取。系統(tǒng)的硬件設(shè)計框圖如圖1所示。系統(tǒng)中單片機和以太網(wǎng)控制器都采用3．3 V來供電。單片機作為系統(tǒng)的主控芯片，和DM9000A之間采用8 b模式(將EECS腳接一個10 kΩ的上拉電阻)，使用P6端口和DM9000A的數(shù)據(jù)端口相連接，傳輸數(shù)據(jù)或地址數(shù)據(jù)，無需電平轉(zhuǎn)換；P1．0腳和CMD相連，為高時為數(shù)據(jù)讀／寫操作，為低時為地址讀／寫操作；P1．1腳和INT腳相連，作為單片機的數(shù)據(jù)讀取中斷信號；P1．2，P1．3腳分別和IOR腳、IOW腳相連，用于控制讀或?qū)懖僮?，低電平有效，即在信號的上升沿進行讀(IOR)寫(IOW)操作；P1．4腳和CS腳相連，作為DM9000A的片選信號。2 DM9000A芯片操作DM9000A的讀／寫操作與一般的異步存儲器相同，圖2和圖3分別顯示了DM9000A的讀／寫時序。

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摘要：為適應(yīng)RFID 讀寫器在不同應(yīng)用系統(tǒng)中的要求，開發(fā)了一種以MSP430F149 單片機為核心的具有嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的手持式RFID 讀寫器。文中介紹RFID 讀寫器中單片機與以太網(wǎng)控制器RTL8139 組成的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計方法，實現(xiàn)了手持式RFID 讀寫器接入Internet 網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信。RFID 技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于身份識別、防偽應(yīng)用、供應(yīng)鏈應(yīng)用、公共交通管理、物流管理、生產(chǎn)線自動化與過程控制、容器識別等領(lǐng)域。由于手持式RFID讀寫器的存儲器容量有限，保存在讀寫器中的數(shù)據(jù)可以通過USB 等接口傳送到計算機中進行處理，但為更方便快捷地將讀寫器中的數(shù)據(jù)傳送到遠程的計算機系統(tǒng)中，將便攜設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化是解決上述問題的有效途徑之一。但目前的手持式RIFD 讀寫器并不具備與互聯(lián)網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口。另外，手持式RFID 讀寫器是通過內(nèi)部所裝有的電池進行供電，所以降低其工作功耗也是主要問題之一。而MSP430F149 單片機是一款16 位超低功耗的處理芯片，它將多個不同功能的模擬電路，數(shù)字電路模塊集成于一身，適合應(yīng)用與需要電池供電的便攜式儀器儀表中。因此，文中主要介紹手持式RFID 讀寫器中MSP430F149 單片機與以太網(wǎng)控制器RTL8139 接口的硬件設(shè)計的方法，以及相應(yīng)的硬件設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計和TCP /IP 協(xié)議棧的處理方法。1 網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)。1. 1 網(wǎng)絡(luò)接口手持式RFID 讀寫器是便攜式射頻識別系統(tǒng)的主要設(shè)備，其網(wǎng)絡(luò)接口主要由MSP430 單片機與以太網(wǎng)控制器RTL8139 塊等組成。其網(wǎng)絡(luò)接口硬件結(jié)構(gòu)如圖1 所示。根據(jù)便攜設(shè)備的低功耗要求，MSP430 單片機采用MSP430F149,具有超低功耗、強大處理能力、豐富片上外圍模塊及多種存儲器形式等功能，其中有2 個具有中斷功能的8 位并行端口P1與P2和4 個8 位的通用并行端口P3、P4、P5與P6,可以滿足和以太網(wǎng)控制器的接口，而且能夠?qū)崿F(xiàn)RFID 讀寫器的其他接口功能。隔離變壓器選用PM34 - 1006M10 /100 /1000M 變壓器。采用RTL8139 以太網(wǎng)控制器作為網(wǎng)絡(luò)接口。由于RTL8139 是PCI 總線接口，不能直接與8 位的MCU 接口，需要一個PCI 接口進行轉(zhuǎn)接。單片機在進行外部存儲器操作時采用的信號有P0口、P2口、ALE以及RD 和WR 信號。其中，P0口為地址（ 低8 位） /數(shù)據(jù)復(fù)用，P2口為高8 位地址信號； ALE 為地址鎖存信號，為高電平時將P0口的值鎖存到低8 位數(shù)據(jù)線上； RD 和WR 為讀寫有效信號，低電平有效。因此，PCI 接口實際上是起到一個從單片機讀寫時序到32位PCI 讀寫時序轉(zhuǎn)換的作用。1. 2 RTL8139 的結(jié)構(gòu)及編程接口RTL8139 是臺灣Realtek 公司生產(chǎn)的一種高度集成的全面支持IEEE802. 3 標準的以太網(wǎng)控制器芯片，支持微軟的PnP 規(guī)范。利用雙絞線可以和全雙工網(wǎng)絡(luò)交換機相連接，能夠同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。支持UTP（ Unshielded Twisted Paired） ,AUI（ Attachment UnitInterface） 自動偵測。支持IO 地址全解碼模式。其主要特性如下：（1）符合Ethernet Ⅱ 和IEEE802. 3 （ 10Base5,10Base2,10BaseT） 標準。（2）支持跳線和免跳線兩種工作方式。（3）全雙工，收發(fā)可同時達到100 Mbit·s - 1 的速率。（4）支持32 位數(shù)據(jù)PCI 總線。（5）允許3 個診斷LED 可編程輸出。（6）128 腳LQFP 封裝，縮小了PCB 尺寸。PCI 總線信號有3. 3 V 標準和5 V 標準，信號線眾多，但并不是所有的PCI 設(shè)備都使用全部的PCI 接口信號，實際只使用需要的即可。RTL8139AS 以太網(wǎng)控制器遵循3 V 標準，并且只使用了PCI 總線信號中的以下部分： AD[31: 0]為數(shù)據(jù)信號復(fù)用總線。FRAME 為幀周期信號，由當(dāng)前主設(shè)備驅(qū)動，表示一次訪問的開始和持續(xù)時間。IRDY 為主設(shè)備準備好信號。TRDY 為從設(shè)備準備好信號。C /BE 為總線命令和字節(jié)使能復(fù)用信號。地址期是總線命令，數(shù)據(jù)期是字節(jié)使能。IDSEL 為初始化設(shè)備選擇信號。在參數(shù)配置讀寫傳輸期間，用作片選。對于只有一個PCI 設(shè)備的情況，它可以總接高電平。RST 為復(fù)位信號。CLK 為系統(tǒng)時鐘信號，頻率范圍DC ~ 33 MHz.以上信號都在CLK 的上升沿有效。INTA 為中斷請求信號，RTL8139數(shù)據(jù)準備好后可以用來向主控制器發(fā)出中斷DEVSEL 為設(shè)備選擇信號，表明驅(qū)動它的設(shè)備已成當(dāng)前訪問的設(shè)備，由于系統(tǒng)中，RTL8139 是單一的PCI 設(shè)備，因此該信號可以不用。2 網(wǎng)絡(luò)接口軟件結(jié)構(gòu)RFID 讀寫器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口軟件主要包括硬件設(shè)備驅(qū)動程序、TCP /IP 協(xié)議棧、應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)接口軟件的流程如圖3 所示。其中應(yīng)用協(xié)議和其他用戶應(yīng)用程序?qū)⒃诙伍_發(fā)時根據(jù)RFID 讀寫器的具體功能要求進行設(shè)計，這里主要介紹硬件設(shè)備驅(qū)動程序、TCP /IP 協(xié)議棧的實現(xiàn)方法。2. 1 硬件設(shè)備驅(qū)動程序硬件設(shè)備驅(qū)動是將PCI 接口當(dāng)作單片機的外部存儲器看待，單片機以讀寫外部存儲器的時序?qū)CI 接口進行讀寫，再由PCI 接口將這種讀寫操作時序轉(zhuǎn)換成PCI 時序?qū)σ蕴W(wǎng)控制器進行操作。主要包括3 個部分，網(wǎng)絡(luò)初始化，發(fā)送控制和接收控制。主要完成對CR,TCR,RCR IMR ISR,RBSTART,MAR 等寄存器操作。發(fā)送控制過程在網(wǎng)絡(luò)中，幀傳輸?shù)倪^程是發(fā)送方將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按幀格式要求封裝成幀，然后同過網(wǎng)卡發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的傳輸線上。發(fā)送程序框圖如圖4所示。接收控制過程分成2 步，第1 步是根據(jù)哈稀算法判斷數(shù)據(jù)包是否是本地的數(shù)據(jù)包，如果是則接收放入FIFO,如果FIFO 里的數(shù)據(jù)包達到了RCR 寄存器預(yù)先設(shè)定閾值，把數(shù)據(jù)報放入RX_BUFF.第2 步主機程序?qū)X_BUFF 里的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存進行處理。2. 2 TCP /IP 協(xié)議棧TCP /IP 實質(zhì)上是一系列協(xié)議的總稱，是實現(xiàn)Internet通訊必不可少的部分，包括十幾個協(xié)議標準，在這里要實現(xiàn)的是通過網(wǎng)絡(luò)讀取居民用表的讀數(shù)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量少且對實時性要求不高，不需要全部的協(xié)議，只要實現(xiàn)幾個必備的即可，權(quán)衡之下，求在最小代碼、最小資源需求和功能實現(xiàn)間取得一個平衡： 只實現(xiàn)了ICMP、TCP、IP、ARP 4 個協(xié)議，組成一個小型化的TCP /IP 協(xié)議。因為任何一個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀要發(fā)送時都必須要知道對方的物理地址，這能過ARP 協(xié)議獲得，所以要實現(xiàn)ARP 協(xié)議。而IP 協(xié)議是TCP, ICMP協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸格式； TCP 協(xié)議提供可靠的，可重組服務(wù)； 而ICMP 協(xié)議是調(diào)試時所不可缺少的。另外，在實現(xiàn)重發(fā)功能時，大多的做法是應(yīng)用層不參與，當(dāng)需要重發(fā)時，由TCP /IP 協(xié)議把存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)再發(fā)送一次即可，但在以單片機為主處理器的情況下，因為單片機自身的資源有限，為了減少RAM 的使用，可以在需要重發(fā)時再由應(yīng)用層產(chǎn)生這一幀數(shù)據(jù)即可，這無需太多的時間。這樣也不必每發(fā)送一幀數(shù)據(jù)都要存在緩沖區(qū)中以備重發(fā)時使用，進一步節(jié)省了RAM。3 實驗結(jié)果及分析將手持式RFID 讀寫器通過網(wǎng)線連入局域網(wǎng)交換機，預(yù)先將讀寫器的IP 地址設(shè)置為192. 168. 1. 37,啟動讀寫器、交換機及電腦，在電腦的命令終端輸入ping192. 168. 1. 37 命令在電腦中打開RFID 綜合管理系統(tǒng)，將實驗用RFID 卡放入手持式RFID 讀寫器后，綜合管理系統(tǒng)讀到信息手持式RFID 讀寫器將讀到的實驗卡信息，通過局域網(wǎng)交換機成功地傳輸?shù)诫娔X的綜合管理系統(tǒng)當(dāng)中，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)接口的功能。4 結(jié)束語設(shè)計的手持式RFID 讀寫器網(wǎng)絡(luò)接口硬件采用MSP430F149 作為控制芯片，選用PM34 - 1 006M10 /100 /1 000M 變壓器作為隔離變壓器，以及全面支持IEEE802. 3 標準高度集成的RTL8139 作為以太網(wǎng)控制器芯片，整個系統(tǒng)具有超低功耗等優(yōu)點，實現(xiàn)了RFID 讀寫器的網(wǎng)絡(luò)化功能，為提高產(chǎn)品的競爭力創(chuàng)造了條件。同時，網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動程序及TCP /IP C 語言進行開發(fā)，具有較好的可讀性和移植性，可以提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期。

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RJ的名稱代表注冊的注冊杰克。它是一個標準化的網(wǎng)絡(luò)接口。RJ45和RJ11是我們生活中的兩種常見的晶體連接器。它們的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍是不同的，不能混合。然而，很多人對此并不了解，造成了一些不必要的設(shè)備損壞。本文將詳細介紹這兩種水晶接頭。什么是RJ45水晶頭？RJ45水晶頭是一個八針接頭，主要用于以太網(wǎng)，“RJ”用于注冊插孔，“45”用于接口標準序列號。RJ45晶體頭通常端接在以太網(wǎng)線路上，以連接各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如計算機、路由器、交換機等。網(wǎng)線制作流程什么是RJ11水晶頭？RJ11水晶頭類似于RJ45水晶頭，但是只有四個引腳，并且通常用于連接電話和調(diào)制解調(diào)器。應(yīng)該注意，RJ11通常指六位置（六引腳）模塊化插座或插頭，但是僅使用四個引腳，并且RJ11也用于模塊化插件的四引腳版本。RJ45水晶頭和RJ11水晶頭的不同之處主要表現(xiàn)在以下幾個方面：構(gòu)造RJ45晶體頭具有8個溝槽和8個觸點(8p8c)，而RJ11晶體頭通常只有6個溝槽和4個觸點(6p4c)，因此RJ45晶體頭的體積大于RJ11晶體頭的體積。RJ11水晶頭通?？梢圆迦隦J45接口，反之亦然，但是強烈建議不要使用RJ11水晶頭作為RJ45接口。線序標準由于RJ45晶體頭和RJ11晶體頭的結(jié)構(gòu)不同，其布線標準也不同。RJ11晶體頭一般只有六個凹槽和四個觸點（6P4C），其順序是固定的，如下所示：RJ45晶頭布線有兩種線路標準：T-568A和T-568B（如下）。通過采用不同的標準，最終有兩種類型的網(wǎng)線和交叉型。如果要制作直通電纜，電纜的兩端可以按照相同的標準（T-568A或T-568B）連接。如果要制作交叉電纜，電纜兩端應(yīng)根據(jù)不同的標準連接。應(yīng)用RJ45晶體頭通常連接在電線的兩端以連接計算機和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而RJ11晶體頭連接在ADSL和語音電纜的兩端以連接電話或調(diào)制解調(diào)器。雖然RJ11水晶頭可以插入RJ45接口，但是由于RJ11水晶頭不是國際標準，其尺寸、插入強度、插入角度等沒有按照國際標準統(tǒng)一插件設(shè)計要求。如果被強制使用在一起，可能會損壞RJ45設(shè)備RJ45接口?？偨Y(jié)RJ45水晶頭與RJ11水晶頭在尺寸、布線標準和應(yīng)用范圍上有所不同，兩者沒有互操作性，應(yīng)特別注意使用。

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RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器在應(yīng)力釋放實驗中得出以下結(jié)論：（1） 將RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器的工作功能提升到合金功能的因素可能繼續(xù)存在。這表明準確預(yù)測應(yīng)力釋放是連接器規(guī)劃的關(guān)鍵。（2）RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器當(dāng)測量數(shù)據(jù)和溫度之間存在一定的相關(guān)性時，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)線性推送到更長的測試時間通常是有用的。不足之處在于，當(dāng)實驗時間超過正點時，有時會出現(xiàn)坡度轉(zhuǎn)彎，其功能在其他溫度下無法預(yù)測。（3）當(dāng)應(yīng)力作為試驗時間的函數(shù)時，通常會發(fā)現(xiàn)斜率發(fā)生變化。因此，測試時間應(yīng)適當(dāng)延長，以獲得該數(shù)據(jù)。（4） 在一個例子中，在繪制不同溫度下的數(shù)據(jù)曲線時，這些參數(shù)非常有用。這種方法對于猜測已完成和估計的短期實驗的兩個溫度之間的數(shù)據(jù)函數(shù)也非常有用，從而模擬數(shù)據(jù)的長期函數(shù)。如果超過測試溫度標度，則不能將其用于計算。（5 RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器可以結(jié)合這兩種方法重新檢查計算值。