導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇采集技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵字蜜罐，交互性，入侵檢測(cè)系統(tǒng)，防火墻

1引言

現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全面臨的一個(gè)大問題是缺乏對(duì)入侵者的了解。即誰(shuí)正在攻擊、攻擊的目的是什么、如何攻擊以及何時(shí)進(jìn)行攻擊等，而蜜罐為安全專家們提供一個(gè)研究各種攻擊的平臺(tái)。它是采取主動(dòng)的方式，用定制好的特征吸引和誘騙攻擊者，將攻擊從網(wǎng)絡(luò)中比較重要的機(jī)器上轉(zhuǎn)移開，同時(shí)在黑客攻擊蜜罐期間對(duì)其行為和過程進(jìn)行深入的分析和研究，從而發(fā)現(xiàn)新型攻擊，檢索新型黑客工具，了解黑客和黑客團(tuán)體的背景、目的、活動(dòng)規(guī)律等。

2蜜罐技術(shù)基礎(chǔ)

2.1蜜罐的定義

蜜罐是指受到嚴(yán)密監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)誘騙系統(tǒng)，通過真實(shí)或模擬的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)來(lái)吸引攻擊，從而在黑客攻擊蜜罐期間對(duì)其行為和過程進(jìn)行分析，以搜集信息，對(duì)新攻擊發(fā)出預(yù)警，同時(shí)蜜罐也可以延緩攻擊和轉(zhuǎn)移攻擊目標(biāo)。

蜜罐在編寫新的IDS特征庫(kù)、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏洞、分析分布式拒絕服務(wù)（DDOS）攻擊等方面是很有價(jià)值的。蜜罐本身并不直接增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性，將蜜罐和現(xiàn)有的安全防衛(wèi)手段如入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)、防火墻(Firewall)、殺毒軟件等結(jié)合使用，可以有效提高系統(tǒng)安全性。

2.2蜜罐的分類

根據(jù)蜜罐的交互程度，可以將蜜罐分為3類：

蜜罐的交互程度（LevelofInvolvement）指攻擊者與蜜罐相互作用的程度。

⑴低交互蜜罐

只是運(yùn)行于現(xiàn)有系統(tǒng)上的一個(gè)仿真服務(wù)，在特定的端口監(jiān)聽記錄所有進(jìn)入的數(shù)據(jù)包，提供少量的交互功能，黑客只能在仿真服務(wù)預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)動(dòng)作。低交互蜜罐上沒有真正的操作系統(tǒng)和服務(wù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部署容易，風(fēng)險(xiǎn)很低，所能收集的信息也是有限的。

⑵中交互蜜罐

也不提供真實(shí)的操作系統(tǒng)，而是應(yīng)用腳本或小程序來(lái)模擬服務(wù)行為，提供的功能主要取決于腳本。在不同的端口進(jìn)行監(jiān)聽，通過更多和更復(fù)雜的互動(dòng)，讓攻擊者會(huì)產(chǎn)生是一個(gè)真正操作系統(tǒng)的錯(cuò)覺，能夠收集更多數(shù)據(jù)。開發(fā)中交互蜜罐，要確保在模擬服務(wù)和漏洞時(shí)并不產(chǎn)生新的真實(shí)漏洞，而給黑客滲透和攻擊真實(shí)系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。

⑶高交互蜜罐

由真實(shí)的操作系統(tǒng)來(lái)構(gòu)建，提供給黑客的是真實(shí)的系統(tǒng)和服務(wù)。給黑客提供一個(gè)真實(shí)的操作系統(tǒng)，可以學(xué)習(xí)黑客運(yùn)行的全部動(dòng)作，獲得大量的有用信息，包括完全不了解的新的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式。正因?yàn)楦呓换ッ酃尢峁┝送耆_放的系統(tǒng)給黑客，也就帶來(lái)了更高的風(fēng)險(xiǎn)，即黑客可能通過這個(gè)開放的系統(tǒng)去攻擊其他的系統(tǒng)。

2.3蜜罐的拓?fù)湮恢?/p>

蜜罐本身作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器對(duì)周圍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并沒有什么特別需要。理論上可以布置在網(wǎng)絡(luò)的任何位置。但是不同的位置其作用和功能也是不盡相同。

如果用于內(nèi)部或私有網(wǎng)絡(luò)，可以放置在任何一個(gè)公共數(shù)據(jù)流經(jīng)的節(jié)點(diǎn)。如用于互聯(lián)網(wǎng)的連接，蜜罐可以位于防火墻前面，也可以是后面。

⑴防火墻之前：如見圖1中蜜罐（1）,蜜罐會(huì)吸引象端口掃描等大量的攻擊，而這些攻擊不會(huì)被防火墻記錄也不讓內(nèi)部IDS系統(tǒng)產(chǎn)生警告，只會(huì)由蜜罐本身來(lái)記錄。

因?yàn)槲挥诜阑饓χ?，可被視為外部網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)普通的機(jī)器，不用調(diào)整防火墻及其它的資源的配置，不會(huì)給內(nèi)部網(wǎng)增加新的風(fēng)險(xiǎn)，缺點(diǎn)是無(wú)法定位或捕捉到內(nèi)部攻擊者，防火墻限制外向交通，也限制了蜜罐的對(duì)內(nèi)網(wǎng)信息收集。

⑵防火墻之后：如圖1中蜜罐（2），會(huì)給內(nèi)部網(wǎng)帶來(lái)安全威脅，尤其是內(nèi)部網(wǎng)沒有附加的防火墻來(lái)與蜜罐相隔離。蜜罐提供的服務(wù)，有些是互聯(lián)網(wǎng)的輸出服務(wù)，要求由防火墻把回饋轉(zhuǎn)給蜜罐,不可避免地調(diào)整防火墻規(guī)則，因此要謹(jǐn)慎設(shè)置，保證這些數(shù)據(jù)可以通過防火墻進(jìn)入蜜罐而不引入更多的風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)點(diǎn)是既可以收集到已經(jīng)通過防火墻的有害數(shù)據(jù)，還可以探查內(nèi)部攻擊者。缺點(diǎn)是一旦蜜罐被外部攻擊者攻陷就會(huì)危害整個(gè)內(nèi)網(wǎng)。

還有一種方法，把蜜罐置于隔離區(qū)DMZ內(nèi)，如圖1中蜜罐（3）。隔離區(qū)只有需要的服務(wù)才被允許通過防火墻，因此風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。DMZ內(nèi)的其它系統(tǒng)要安全地和蜜罐隔離。此方法增加了隔離區(qū)的負(fù)擔(dān)，具體實(shí)施也比較困難。

3蜜罐的安全價(jià)值

蜜罐是增強(qiáng)現(xiàn)有安全性的強(qiáng)大工具，是一種了解黑客常用工具和攻擊策略的有效手段。根據(jù)P2DR動(dòng)態(tài)安全模型，從防護(hù)、檢測(cè)和響應(yīng)三方面分析蜜罐的安全價(jià)值。

⑴防護(hù)蜜罐在防護(hù)中所做的貢獻(xiàn)很少，并不會(huì)將那些試圖攻擊的入侵者拒之門外。事實(shí)上蜜罐設(shè)計(jì)的初衷就是妥協(xié)，希望有人闖入系統(tǒng)，從而進(jìn)行記錄和分析。

有些學(xué)者認(rèn)為誘騙也是一種防護(hù)。因?yàn)檎T騙使攻擊者花費(fèi)大量的時(shí)間和資源對(duì)蜜罐進(jìn)行攻擊，從而防止或減緩了對(duì)真正系統(tǒng)的攻擊。

⑵檢測(cè)蜜罐的防護(hù)功能很弱，卻有很強(qiáng)的檢測(cè)功能。因?yàn)槊酃薇旧頉]有任何生產(chǎn)行為，所有與蜜罐的連接都可認(rèn)為是可疑行為而被紀(jì)錄。這就大大降低誤報(bào)率和漏報(bào)率，也簡(jiǎn)化了檢測(cè)的過程。

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)主要是使用入侵檢測(cè)系統(tǒng)IDS來(lái)檢測(cè)攻擊。面對(duì)大量正常通信與可疑攻擊行為相混雜的網(wǎng)絡(luò)，要從海量的網(wǎng)絡(luò)行為中檢測(cè)出攻擊是很困難的，有時(shí)并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理真正的攻擊。高誤報(bào)率使IDS失去有效的報(bào)警作用，蜜罐的誤報(bào)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大部分IDS工具。

另外目前的IDS還不能夠有效地對(duì)新型攻擊方法進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)論是基于異常的還是基于誤用的，都有可能遺漏新型或未知的攻擊。蜜罐可以有效解決漏報(bào)問題，使用蜜罐的主要目的就是檢測(cè)新的攻擊。

⑶響應(yīng)蜜罐檢測(cè)到入侵后可以進(jìn)行響應(yīng)，包括模擬回應(yīng)來(lái)引誘黑客進(jìn)一步攻擊，發(fā)出報(bào)警通知系統(tǒng)管理員，讓管理員適時(shí)的調(diào)整入侵檢測(cè)系統(tǒng)和防火墻配置，來(lái)加強(qiáng)真實(shí)系統(tǒng)的保護(hù)等。

4蜜罐的信息收集

要進(jìn)行信息分析，首先要進(jìn)行信息收集，下面分析蜜罐的數(shù)據(jù)捕獲和記錄機(jī)制。根據(jù)信息捕獲部件的位置，可分為基于主機(jī)的信息收集和基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集。

4.1基于主機(jī)的信息收集

基于主機(jī)的信息收集有兩種方式，一是直接記錄進(jìn)出主機(jī)的數(shù)據(jù)流，二是以系統(tǒng)管理員身份嵌入操作系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)監(jiān)視蜜罐的狀態(tài)信息，即所謂“Peeking”機(jī)制。

⑴記錄數(shù)據(jù)流

直接記錄數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)一般比較簡(jiǎn)單，主要問題是在哪里存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。

收集到的數(shù)據(jù)可以本地存放在密罐主機(jī)中，例如把日志文件用加密技術(shù)放在一個(gè)隱藏的分區(qū)中。本地存儲(chǔ)的缺點(diǎn)是系統(tǒng)管理員不能及時(shí)研究這些數(shù)據(jù)，同時(shí)保留的日志空間可能用盡，系統(tǒng)就會(huì)降低交互程度甚至變?yōu)椴皇鼙O(jiān)控。攻擊者也會(huì)了解日志區(qū)域并且試圖控制它，而使日志文件中的數(shù)據(jù)不再是可信數(shù)據(jù)。

因此，將攻擊者的信息存放在一個(gè)安全的、遠(yuǎn)程的地方相對(duì)更合理。以通過串行設(shè)備、并行設(shè)備、USB或Firewire技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)接口將連續(xù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程日志服務(wù)器，也可以使用專門的日志記錄硬件設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用加密措施。

⑵采用“Peeking”機(jī)制

這種方式和操作系統(tǒng)密切相關(guān)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較復(fù)雜。

對(duì)于微軟系列操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的源代碼是很難得到，對(duì)操作系統(tǒng)的更改很困難，無(wú)法以透明的方式將數(shù)據(jù)收集結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)內(nèi)核相結(jié)合，記錄功能必須與攻擊者可見的用戶空間代碼相結(jié)合。蜜罐管理員一般只能察看運(yùn)行的進(jìn)程，檢查日志和應(yīng)用MD-5檢查系統(tǒng)文件的一致性。

對(duì)于UNIX系列操作系統(tǒng)，幾乎所有的組件都可以以源代碼形式得到，則為數(shù)據(jù)收集提供更多的機(jī)會(huì)，可以在源代碼級(jí)上改寫記錄機(jī)制，再重新編譯加入蜜罐系統(tǒng)中。需要說(shuō)明，盡管對(duì)于攻擊者來(lái)說(shuō)二進(jìn)制文件的改變是很難察覺，一個(gè)高級(jí)黑客還是可能通過如下的方法探測(cè)到：

·MD-5檢驗(yàn)和檢查：如果攻擊者有一個(gè)和蜜罐對(duì)比的參照系統(tǒng)，就會(huì)計(jì)算所有標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)二進(jìn)制文件的MD-5校驗(yàn)和來(lái)測(cè)試蜜罐。

·庫(kù)的依賴性和進(jìn)程相關(guān)性檢查：即使攻擊者不知道原始的二進(jìn)制系統(tǒng)的確切結(jié)構(gòu)，仍然能應(yīng)用特定程序觀察共享庫(kù)的依賴性和進(jìn)程的相關(guān)性。例如，在UNIX操作系統(tǒng)中，超級(jí)用戶能應(yīng)用truss或strace命令來(lái)監(jiān)督任何進(jìn)程，當(dāng)一個(gè)象grep（用來(lái)文本搜索）的命令突然開始與系統(tǒng)日志記錄進(jìn)程通信，攻擊者就會(huì)警覺。庫(kù)的依賴性問題可以通過使用靜態(tài)聯(lián)接庫(kù)來(lái)解決。

另外如果黑客攻陷一臺(tái)機(jī)器，一般會(huì)安裝所謂的后門工具包，這些文件會(huì)代替機(jī)器上原有的文件，可能會(huì)使蜜罐收集數(shù)據(jù)能力降低或干脆失去。因此應(yīng)直接把數(shù)據(jù)收集直接融入U(xiǎn)NIX內(nèi)核，這樣攻擊者很難探測(cè)到。修改UNIX內(nèi)核不象修改UNIX系統(tǒng)文件那么容易，而且不是所有的UNIX版本都有源代碼形式的內(nèi)核。不過一旦源代碼可用，這是布置和隱藏?cái)?shù)據(jù)收集機(jī)制有效的方法。

4.2基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集

基于主機(jī)的信息收集定位于主機(jī)本身，這就很容易被探測(cè)并終止?；诰W(wǎng)絡(luò)的信息收集將收集機(jī)制設(shè)置在蜜罐之外，以一種不可見的方式運(yùn)行，很難被探測(cè)到，即使探測(cè)到也難被終止,比基于主機(jī)的信息收集更為安全?？梢岳梅阑饓腿肭謾z測(cè)系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)上來(lái)收集進(jìn)出蜜罐的信息。

⑴防火墻

可以配置防火墻記錄所有的出入數(shù)據(jù)，供以后仔細(xì)地檢查。用標(biāo)準(zhǔn)文件格式來(lái)記錄，如Linux系統(tǒng)的tcpdump兼容格式，可以有很多工具軟件來(lái)分析和解碼錄制的數(shù)據(jù)包。也可以配置防火墻針對(duì)進(jìn)出蜜罐數(shù)據(jù)包觸發(fā)報(bào)警，這些警告可以被進(jìn)一步提煉而提交給更復(fù)雜的報(bào)警系統(tǒng)，來(lái)分析哪些服務(wù)己被攻擊。例如，大部分利用漏洞的程序都會(huì)建立一個(gè)shell或打開某端口等待外來(lái)連接，防火墻可以記錄那些試圖與后門和非常規(guī)端口建立連接的企圖并且對(duì)發(fā)起源的IP告警。防火墻也是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的好地方，進(jìn)出數(shù)據(jù)包可被計(jì)數(shù)，研究黑客攻擊時(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量是很有意義的。

⑵入侵檢測(cè)系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)NIDS在網(wǎng)絡(luò)中的放置方式使得它能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中所有機(jī)器進(jìn)行監(jiān)控。可以用HIDS記錄進(jìn)出蜜罐的所有數(shù)據(jù)包，也可以配置NIDS只去捕獲我們感興趣的數(shù)據(jù)流。

在基于主機(jī)的信息收集中，高明的入侵者會(huì)嘗試闖入遠(yuǎn)程的日志服務(wù)器試圖刪除他們的入侵記錄，而這些嘗試也正是蜜罐想要了解和捕獲的信息。即使他們成功刪除了主機(jī)內(nèi)的日志，NIDS還是在網(wǎng)內(nèi)靜靜地被動(dòng)捕獲著進(jìn)出蜜罐的所有數(shù)據(jù)包和入侵者的所有活動(dòng)，此時(shí)NIDS充當(dāng)了第二重的遠(yuǎn)程日志系統(tǒng)，進(jìn)一步確保了網(wǎng)絡(luò)日志記錄的完整性。

當(dāng)然，不論是基于誤用還是基于異常的NIDS都不會(huì)探測(cè)不到所有攻擊，對(duì)于新的攻擊方式，特征庫(kù)里將不會(huì)有任何的特征，而只要攻擊沒有反常情況，基于異常的NIDS就不會(huì)觸發(fā)任何警告，例如慢速掃描，因此要根據(jù)蜜罐的實(shí)際需要來(lái)調(diào)整IDS配置。

始終實(shí)時(shí)觀察蜜罐費(fèi)用很高，因此將優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)和蜜罐結(jié)合使用是很有用的。

4.3主動(dòng)的信息收集

信息也是可以主動(dòng)獲得，使用第三方的機(jī)器或服務(wù)甚至直接針對(duì)攻擊者反探測(cè)，如Whois，Portscan等。這種方式很危險(xiǎn)，容易被攻擊者察覺并離開蜜罐，而且不是蜜罐所研究的主要范疇。

5蜜罐的安全性分析

5.1蜜罐的安全威脅

必須意識(shí)到運(yùn)行蜜罐存在的一定的風(fēng)險(xiǎn)，有三個(gè)主要的危險(xiǎn)是：

⑴未發(fā)現(xiàn)黑客對(duì)蜜罐的接管

蜜罐被黑客控制并接管是非常嚴(yán)重的，這樣的蜜罐已毫無(wú)意義且充滿危險(xiǎn)。一個(gè)蜜罐被攻陷卻沒有被蜜罐管理員發(fā)現(xiàn)，則蜜罐的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)存在著缺陷。

⑵對(duì)蜜罐失去控制

對(duì)蜜罐失去控制也是一個(gè)嚴(yán)重的問題，一個(gè)優(yōu)秀的蜜罐應(yīng)該可以隨時(shí)安全地終止進(jìn)出蜜罐的任何通訊，隨時(shí)備份系統(tǒng)狀態(tài)以備以后分析。要做到即使蜜罐被完全攻陷，也仍在控制之中。操作者不應(yīng)該依靠與蜜罐本身相關(guān)的任何機(jī)器。虛擬機(jī)同樣存在危險(xiǎn)，黑客可能突破虛擬機(jī)而進(jìn)入主機(jī)操作系統(tǒng)，因此虛擬蜜罐系統(tǒng)的主機(jī)同樣是不可信的。

失去控制的另一方面是指操作者被黑客迷惑。如黑客故意制造大量的攻擊數(shù)據(jù)和未過濾的日志事件以致管理員不能實(shí)時(shí)跟蹤所有的活動(dòng)，黑客就有機(jī)會(huì)攻擊真正目標(biāo)。

⑶對(duì)第三方的損害

指攻擊者可能利用蜜罐去攻擊第三方，如把蜜罐作為跳板和中繼發(fā)起端口掃描、DDOS攻擊等。

5.2降低蜜罐的風(fēng)險(xiǎn)

首先，要根據(jù)實(shí)際需要選擇最低安全風(fēng)險(xiǎn)的蜜罐。事實(shí)上并不總是需要高交互蜜罐，如只想發(fā)現(xiàn)公司內(nèi)部的攻擊者及誰(shuí)探查了內(nèi)部網(wǎng)，中低交互的蜜罐就足夠了。如確實(shí)需要高交互蜜罐可嘗試?yán)脦Х阑饓Φ拿劬W(wǎng)而不是單一的蜜罐。

其次，要保證攻擊蜜罐所觸發(fā)的警告應(yīng)當(dāng)能夠立即發(fā)送給蜜罐管理員。如探測(cè)到對(duì)root權(quán)限的嘗試攻擊就應(yīng)當(dāng)在記錄的同時(shí)告知管理員，以便采取行動(dòng)。要保證能隨時(shí)關(guān)閉蜜罐，作為最后的手段，關(guān)閉掉失去控制的蜜罐，阻止了各種攻擊，也停止了信息收集。

相對(duì)而言保護(hù)第三方比較困難，蜜罐要與全球的網(wǎng)絡(luò)交互作用才具有吸引力而返回一些有用的信息，拒絕向外的網(wǎng)絡(luò)交通就不會(huì)引起攻擊者太大的興趣，而一個(gè)開放的蜜罐資源在黑客手里會(huì)成為有力的攻擊跳板，要在二者之間找到平衡，可以設(shè)置防火墻對(duì)外向連接做必要的限定：

⑴在給定時(shí)間間隔只允許定量的IP數(shù)據(jù)包通過。

⑵在給定時(shí)間間隔只允許定量的TCPSYN數(shù)據(jù)包。

⑶限定同時(shí)的TCP連接數(shù)量。

⑷隨機(jī)地丟掉外向IP包。

這樣既允許外向交通，又避免了蜜罐系統(tǒng)成為入侵者攻擊他人的跳板。如需要完全拒絕到某個(gè)端口的外向交通也是可以的。另一個(gè)限制方法是布置基于包過濾器的IDS，丟棄與指定特征相符的包，如使用Hogwash包過濾器。

6結(jié)語(yǔ)

蜜罐系統(tǒng)是一個(gè)比較新的安全研究方向。相對(duì)于其它安全機(jī)制，蜜罐使用簡(jiǎn)單，配置靈活，占用的資源少，可以在復(fù)雜的環(huán)境下有效地工作，而且收集的數(shù)據(jù)和信息有很好的針對(duì)性和研究?jī)r(jià)值。既能作為獨(dú)立的安全信息工具，還可以與其他的安全機(jī)制協(xié)作使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短地對(duì)入侵進(jìn)行檢測(cè)，查找并發(fā)現(xiàn)新型攻擊和新型攻擊工具。

蜜罐也有缺點(diǎn)和不足，主要是收集數(shù)據(jù)面比較狹窄和給使用環(huán)境引入了新的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)不斷改進(jìn)的黑客技術(shù)，蜜罐技術(shù)也要不斷地完善和更新。

參考文獻(xiàn)

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篇2

[關(guān)鍵詞]雷擊；防雷技術(shù)；接地線；防雷器

中圖分類號(hào)：TG363 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）02-0000-01

0 引言

隨著勘探規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)區(qū)域由平原轉(zhuǎn)入山地、叢林、沼澤等復(fù)雜地區(qū)，惡劣的天氣也對(duì)采集設(shè)備造成很大的傷害，特別是雷電的傷害，為此，我們有必要對(duì)采集設(shè)備的雷電防護(hù)進(jìn)行研究，有效提高地震儀器的防雷擊能力，減少設(shè)備的損失，從而提高地震采集生產(chǎn)效益。

1 400系列采集鏈防雷技術(shù)研究

400系列采集鏈主要由數(shù)傳電纜、采集站組成，其中采集站是核心部分。采集站主要由大線插頭、電源電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、接口電路、數(shù)據(jù)通訊電路、EEPROM六部分組成。具體的工作流程是：采集站首先接收來(lái)自電源站或交叉站的命令，將檢波器拾取的模擬信號(hào)換成數(shù)字信號(hào)，并完成第一級(jí)濾波，再將數(shù)字信號(hào)經(jīng)由數(shù)傳電纜傳送到下一個(gè)電源站或交叉站。

400系列數(shù)傳電纜由兩對(duì)雙絞線組成的標(biāo)準(zhǔn)四芯線構(gòu)成。A、C到D、B和B、D到C、A兩對(duì)雙絞線用于傳輸數(shù)字信號(hào)，傳輸方向總是從B、D到C、A，傳輸極性總是B、C為正，D、A為負(fù)。

1.1 雷電對(duì)采集鏈的入侵形式

1.1.1 雷電通過數(shù)傳電纜侵入采集鏈

當(dāng)排列上的采集鏈遭到雷擊后，雷電產(chǎn)生的高壓或電磁脈通過數(shù)傳電纜傳入采集站的輸入變壓器上，由于該雷電電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變壓器所能承受的電壓，將其瞬間燒毀，燒毀的變壓器產(chǎn)生的高溫將電路板燒焦。經(jīng)分析我們知道該變壓器和采集鏈中的4根傳輸線相連，因此判定雷電大部分是通過數(shù)傳線侵入采集站而導(dǎo)致采集站損壞。

1.1.2 雷擊通過檢波器串侵入采集站

在野外受到雷擊時(shí)，采集站通過檢波器串接收的輸入電壓瞬時(shí)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采集站額定值，該輸入信號(hào)加到模擬電路的前放和ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，導(dǎo)致電路板受損。此類采集站的電路板無(wú)明顯的過電流現(xiàn)象，只是在模擬電路和ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊對(duì)應(yīng)外殼部分出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，電路板側(cè)面有輕微的開裂。因此可以判斷雷電是通過排列上的小線檢波器侵入采集站的。

1.2 目前防雷擊技術(shù)及其缺陷

400系列采集鏈現(xiàn)有的防雷擊技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

①、在采集站對(duì)外通道上采用陶瓷氣體放電管進(jìn)行泄放雷電流，在檢波器的輸入端和每對(duì)傳輸電纜的輸入端接有氣體放電管。氣體放電管的地通過采集站的印刷板地與不銹鋼板相接，而不銹鋼板與塑料外殼上的不銹鋼卡子

和螺釘相聯(lián)，當(dāng)采集站直立放置時(shí)，螺帽與大地相聯(lián)。當(dāng)采集設(shè)備遭到雷擊時(shí)，雷電壓超過氣體放電管放電電壓，氣體放電管通過地瞬間導(dǎo)通，起到避雷作用。

②、野外采集單元大多采用塑料外殼，以專門的尾椎接地作為雷電的入地泄放通道；這種專用的接地尾錐在實(shí)際使用過程中極不方便，容易劃傷施工人員和采集鏈。

在使用的過程中發(fā)現(xiàn)，采集設(shè)備原有的防雷電路在雷電發(fā)生時(shí)卻不能產(chǎn)生相應(yīng)的防雷效果，分析發(fā)現(xiàn)原因有以下三點(diǎn)：

③、采集站的實(shí)際接地效果不好。當(dāng)采集站接入檢波器串后，在高處的插頭以及線的重量使得排列上的采集站大部分呈側(cè)向放置，因此底部的螺釘接地不良或未能接地。

④、防雷泄電器件的技術(shù)參數(shù)過低。400系列儀器配置放電管的直流啟動(dòng)電壓為230V，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)25μs。而雷電流在11μs時(shí)達(dá)到峰值，25μs的響應(yīng)時(shí)間對(duì)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)基本起不到保護(hù)作用。

⑤、防雷器件泄放雷電流是有次數(shù)限制的，防雷器件多次泄放雷電流之后，器件的性能就將變差而基本不再起作用。

2 400系列采集設(shè)備防雷裝置研制

2.1 接地線的研制

防雷的基本途徑就是要提供一條雷電流對(duì)地泄放的路徑，而不能讓其

隨意選擇放電通道。在復(fù)雜山區(qū)施工時(shí)，遇到溪流或溝壑常常需要把采集鏈架起，遠(yuǎn)離地面，為了保證采集設(shè)備良好的接地，決定人為的給采集鏈加上接地線。接地線由墊片、延長(zhǎng)線及錐形銅棒組成，在延長(zhǎng)線的選材上采用了電氣性能好、導(dǎo)電性能穩(wěn)定的銅芯線。接地線保證施工中的采集站在任何狀態(tài)下都有很高的接地概率，而且，線狀結(jié)構(gòu)比較柔軟，收放方便，不會(huì)損傷采集鏈，并且該設(shè)計(jì)在安裝過程中不破壞400系列采集鏈的結(jié)構(gòu)和防水等性能。

2.2 防雷器的研制

（1）設(shè)計(jì)原理

采集鏈主要受到兩個(gè)方面雷擊電流的傷害：檢波器感應(yīng)的雷電流和通過數(shù)傳電纜感應(yīng)的雷電流。因?yàn)榈卣饳z波器的線圈對(duì)電磁場(chǎng)非常敏感，所以我們?cè)O(shè)計(jì)在檢波器接入采集站的信號(hào)輸入端并聯(lián)一個(gè)防雷器的方式，來(lái)增加一個(gè)雷電流的瀉放路徑。

（2）研制過程

考慮到浪涌電壓對(duì)電子元件的損壞，該防雷器主要是是由一個(gè)啟動(dòng)電壓230V，響應(yīng)時(shí)間7μs的放電管和浪涌保護(hù)器組成，使用檢波器的外殼對(duì)防雷器進(jìn)行封裝，檢波器串信號(hào)線的兩端分別與放電管的兩端連接，放電管的地線地線則與檢波器的尾錐相連。這樣做的目的就是在使用該防雷裝置的時(shí)候僅僅把裝有放電管的單只“檢波器”并聯(lián)在檢波器上即可，單只檢波器像普通檢波器一樣接在小線夾子上，這樣的設(shè)計(jì)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不僅可以在400系列儀器上使用，也可以不做任何改動(dòng)的在其他類型儀器上使用，達(dá)到防止雷電從檢波器傳入采集站的目的。

（3）測(cè)試試驗(yàn)

使用SMT-300檢波器測(cè)試儀對(duì)并入防雷器的檢波器參數(shù)進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試。分別進(jìn)行3次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，并入防雷器后，檢波器的各項(xiàng)指標(biāo)都沒有變化，證明檢波器串加入防雷器后，不影響檢波器的指標(biāo)，理論上也不會(huì)影響檢波器的接收，實(shí)際使用中對(duì)接收數(shù)據(jù)的影響好需要在野外生產(chǎn)中進(jìn)行檢驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

篇3

1空氣槍激發(fā)參數(shù)分析

在地震資料采集中，一般要求空氣槍的子波及頻譜（圖1）為：①氣泡振幅要小，A1／A2＞10；②第一個(gè)脈沖振幅要大，A1＞24巴米（巴米表示槍的能量單位，是距離槍1m處所測(cè)到的槍的壓力）；③子波信號(hào)穩(wěn)定，對(duì)于目前高分辨率地震資料采集，有兩個(gè)附加要求；④子波的脈沖寬度要窄，即T要小，以保證有足夠?qū)挼念l譜；⑤槍陣要小，使之接近點(diǎn)震源。

1.1空氣槍沉放深度試驗(yàn)分析根據(jù)空氣槍工作原理，為了壓縮空氣槍子波的脈沖寬度，提高地震資料采集分辨率，必須控制空氣槍的沉放深度。氣槍沉放較深時(shí)，所釋放出的高壓空氣被封閉在水中形成高壓氣泡，這個(gè)氣泡振動(dòng)上浮直到露出水面，這時(shí)能量強(qiáng)，氣泡振動(dòng)嚴(yán)重；氣槍沉放較淺時(shí)，由于外界壓力變小，所釋放的高壓空氣可能沖出水面使氣泡震動(dòng)減弱；同時(shí)，由于能量的散失，氣槍子波的能量亦大為減弱，隨槍深變淺，高壓空氣沖出水面時(shí)速度加快，致使氣槍子波的第一脈沖迅速達(dá)到最大，脈沖寬度變窄?？傊?，槍深越淺，子脈沖越窄，相應(yīng)頻譜越寬。但是為了保證一定的激發(fā)能量，必須選取一定的沉放深度，在控制氣泡振動(dòng)的同時(shí)加強(qiáng)激發(fā)能量。資北三維采集項(xiàng)目在空氣槍沉放深度做了相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)參數(shù)如下：深度分別為1．5，2，2．5，3和3．5m（5炮，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)共10炮）；氣壓為1800PSI；槍陣組合為14槍；容量為1360立方英寸。對(duì)不同沉放深度的空氣槍單炮記錄進(jìn)行了分析，從20～40Hz分頻掃描記錄可以看出2m和2．5m深度的記錄要稍稍好于其它沉放深度，3．5m深度的記錄與其它深度相比要稍差。隨著空氣槍沉放深度加深，水下壓強(qiáng)增大，一定程度上壓制了空氣槍能量向下的傳播，所以沉放深度不是越深越好（圖2）。利用Klseis軟件對(duì)5種不同沉放深度空氣槍單炮進(jìn)行能量、信噪比分析。取2．3～3．3s主要目的層開時(shí)窗分析，從其能量對(duì)比中可以看出在氣壓1800PSI、14槍的情況下，2．5m深度激發(fā)能量要強(qiáng)于其它深度；從信噪比對(duì)比中可以看出2．5m沉放深度的信噪比也最好。

1.2空氣槍氣壓試驗(yàn)分析為了獲取空氣槍最佳激發(fā)氣壓，資北三維項(xiàng)目在空氣槍采集開始前設(shè)計(jì)了不同氣壓激發(fā)試驗(yàn)（圖3），試驗(yàn)參數(shù)如下：氣壓分別為1600，1700，1800和1900PSI；沉放深度為2．5m；陣列組合為14槍。從圖3分頻掃描記錄可以看出：壓強(qiáng)1800PSI和1900PSI的記錄要稍稍好于壓強(qiáng)為1600PSI和1700PSI的記錄。通過Klseis軟件對(duì)5種不同沉放深度空氣槍單炮選取2．3～3．3s目的層開時(shí)窗進(jìn)行能量、信噪比和道間頻率分析。從其能量對(duì)比可以看出氣壓為1800PSI、1900PSI激發(fā)能量要強(qiáng)于其它氣壓；從信噪比對(duì)比可以看出1600PSI的激發(fā)壓強(qiáng)最好，其次是1900PSI，其它兩種氣壓信噪比相差不大。從道間集頻率分析中可以看出1900PSI激發(fā)壓強(qiáng)的頻率特性最好。根據(jù)資北三維試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著氣槍激發(fā)氣壓的增加，獲得的單炮資料品質(zhì)逐步提高，在李埠南三維和金家場(chǎng)三維施工時(shí)采用2000PSI氣壓進(jìn)行施工有效提高了空氣槍單炮記錄品質(zhì)。從李埠南三維空氣槍施工的單炮記錄可以看出，空氣槍激發(fā)能量、信噪比都得到有效提高，淺、中、深目的層有效反射強(qiáng)，同相軸連續(xù)性好。

1.3空氣槍陣列組合試驗(yàn)分析一般情況下，通常采用相干槍陣法消除氣泡振幅，改進(jìn)氣槍子波特性。相干槍陣法是利用同容量的槍相距很近時(shí)，所產(chǎn)生的氣泡相互抑制進(jìn)而縮小了氣泡振動(dòng)的原理（圖4）。圖4a中，圓代表氣槍激發(fā)的氣泡。當(dāng)距離較大時(shí)，氣泡之間沒有影響；當(dāng)距離小到兩氣泡在最大半徑幾乎相切時(shí)，氣泡的振動(dòng)互相制約而減弱了氣泡振動(dòng)。圖4b中是兩支相干槍的子波和兩支與相干槍容量相同獨(dú)立槍的子波比較，可以看出獨(dú)立槍的子波氣泡振動(dòng)要比相干槍大得多。這種抑制氣泡振動(dòng)的方法除可有效地抑制氣泡振動(dòng)外，還有陣列小、槍距小、用幾個(gè)容量相同的小槍相干而不使用大槍的優(yōu)點(diǎn)。目前長(zhǎng)江水域采取的就是這種陣列組合。資北三維采用14槍陣列組合，李埠南三維采用28槍小容量氣槍陣列組合。不同氣槍陣列組合單炮20～40Hz分頻記錄顯示：資料品質(zhì)隨著氣槍組合的數(shù)量增加而增強(qiáng)（圖5）。從14槍陣列組合和28槍陣列組合所獲單炮記錄可以看出，28槍陣列組合所得資料品質(zhì)明顯好于14槍陣列組合（圖6）。

1.4空氣槍疊加次數(shù)試驗(yàn)分析空氣槍疊加試驗(yàn)是在同一個(gè)位置，按照相同的激發(fā)參數(shù)放8炮，然后在8炮中選取資料分別疊加炮次以合成不同疊加次數(shù)的單炮記錄。按照試驗(yàn)任務(wù)的要求分別合成1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次疊加的試驗(yàn)單炮資料（陣列組合14槍，氣壓1800PSI）。分析不同疊加次數(shù)單炮20～40Hz的分頻記錄，看到1～8次的疊加記錄區(qū)別不是很明顯，隨著疊加次數(shù)的增加，記錄并沒有太大的改善。分析8次疊加的振幅譜圖，可見1～8次在有效頻率范圍內(nèi)的振幅沒有明顯的區(qū)別，隨疊加次數(shù)的增加振幅能量沒有很明顯的優(yōu)勢(shì)，反而1次、2次的振幅譜效果要稍好于7次、8次的疊加（圖7）。從對(duì)資北三維空氣槍垂直疊加次數(shù)的試驗(yàn)分析可以看出，不同的垂直疊加次數(shù)對(duì)氣槍單炮記錄沒有明顯的影響，所以綜合生產(chǎn)效率及單炮記錄品質(zhì)等各方面的因素采用一次疊加能滿足地質(zhì)任務(wù)要求。

1.5不同河床深度激發(fā)效果分析由于河流的強(qiáng)烈作用，使長(zhǎng)江的河床底部在不同部位的高程高低不一。考慮到河床深度對(duì)地震資料品質(zhì)的影響，本次試驗(yàn)對(duì)比分析了河床深度從2m至25m的空氣槍激發(fā)效果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)取自金家場(chǎng)三維空氣槍激發(fā)試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)如下：河床深度分別為2，4，6，8，10，13，16，19，22和25m（共10炮）；沉放深度為2m；氣壓為2000PSI；容量為2070立方英寸；陣列組合為28槍組合。從空氣槍不同河床深度激發(fā)試驗(yàn)單炮30～60Hz分頻記錄上看，13m以下河床深度的單炮顯示淺、中、深目的層反射波組齊全，同相軸清晰，特別是2，4，6和8m河床深度的單炮明顯強(qiáng)于其他河床深度的單炮；超過13m河床深度的30～60Hz記錄上顯示主要目的層反射較弱。綜合以上分析可以看到，隨著河床深度的加大，單炮記錄品質(zhì)沒有明顯的改善，反而逐漸變差，這說(shuō)明隨著河床深度的加深，氣泡壓力在振蕩過程中逐漸減小。因此，在施工中應(yīng)該選取合適的河床深度來(lái)做空氣槍激發(fā)點(diǎn)位，確保空氣槍單炮記錄品質(zhì)。

1.6空氣槍能量傳播距離分析資北三維長(zhǎng)江段cdp號(hào)為329291經(jīng)過動(dòng)校正后的共反射點(diǎn)道集（圖8）。從圖8中可以看出，在偏移距0～2000m內(nèi)目的層T8清晰、連續(xù)；在偏移距2000～3800m范圍內(nèi)，由于能量吸收衰減作用，隨著偏移距的增加，目的層T8變得模糊且連續(xù)性變差，但還是可以識(shí)別追蹤；而偏移距大于3800m后幾乎看不到T8的有效反射，且受動(dòng)校拉伸畸變的影響，1．9s以上資料都被切除掉。由此可見，針對(duì)目的層T8，空氣槍激發(fā)時(shí)排練長(zhǎng)度在0～2000m偏移距范圍內(nèi)是獲得T8反射層資料最佳范圍，在偏移距2000～3800m范圍內(nèi)，仍然可以獲得目的層的反射資料；而大于3800m，由于能量吸收衰減和動(dòng)校拉伸畸變的影響，幾乎看不到T8目的層的有效信息，即最大炮檢距應(yīng)小于3800m。

2空氣槍激發(fā)效果分析

2.1單炮分析從資北三維空氣槍的單炮記錄（1800PSI氣壓、1360立方英寸容量、14槍組合）來(lái)看，空氣槍的能量較強(qiáng)，頻率特性較好，目的層同相軸比較清晰而且連續(xù)性好，2．5s以上都能得到有效反射。30～60Hz分頻掃描仍然可以看到有效反射（2～2．5s），波組連續(xù)性好，能量強(qiáng)（圖9）。

2.2剖面效果分析空氣槍震源資料對(duì)于彌補(bǔ)剖面缺口至關(guān)重要，采用空氣槍施工前后剖面對(duì)比（圖10）：不進(jìn)行空氣槍施工，缺口很大，深度在1．5s；采用空氣槍施工后，剖面缺口縮小至0．5s以上。不同方向所獲剖面效果對(duì)比顯示了多種震源聯(lián)合施工的重要性和必要性，同時(shí)也為江陵凹陷復(fù)雜水網(wǎng)禁炮區(qū)三維施工積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

3結(jié)論

篇4

關(guān)鍵詞：信息采集 ESB XML 中間件

中圖分類號(hào)：R197 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-0-01

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)各行業(yè)的信息化建設(shè)快速發(fā)展，各行業(yè)各部門都根據(jù)自己的需求進(jìn)行了信息系統(tǒng)建設(shè)。因發(fā)展初期國(guó)家沒有社區(qū)衛(wèi)生信息化指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有市場(chǎng)供應(yīng)或相關(guān)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)自行開發(fā)的“社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)信息管理系統(tǒng)”軟件，由于在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)目標(biāo)、系統(tǒng)要素、系統(tǒng)功能和系統(tǒng)構(gòu)成等方面的不一致，大部分社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)軟件跟不上社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)發(fā)展需要。民政、公安、物業(yè)、疾控、社保、婦女、兒童保健等相關(guān)部門，按照各自需要內(nèi)容設(shè)計(jì)軟件，各部門信息化軟件不能交互，個(gè)人基本資料不能共享，造成資源浪費(fèi)[1]。

從電子健康檔案在國(guó)外的實(shí)踐來(lái)看，不管區(qū)域是怎么劃分的，其目的無(wú)外乎為轄區(qū)內(nèi)的居民提供便捷，高效，高質(zhì)量的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)。其建設(shè)過程中，更多的借鑒業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和利用現(xiàn)有成熟的技術(shù)，譬如HL7 v3 RIM參考信息模型，SOA集成等[2]。

該文采用先進(jìn)的電子健康檔案基本信息采集技術(shù)，整合民政、公安、物業(yè)、疾控、社保、婦女、兒童保健等信息系統(tǒng)與健康檔案基本信息相關(guān)的資料信息，完成電子健康檔案基本資料部分的信息采集。解決目前個(gè)人基本資料不能共享、各信息化部門不能交互及大量系統(tǒng)存在的信息孤島和死檔問題。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)家健康檔案的基本概念和系統(tǒng)架構(gòu)，健康檔案的基本內(nèi)容主要由個(gè)人基本信息和主要衛(wèi)生服務(wù)記錄兩部分組成。個(gè)人基本信息包括人口學(xué)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)等基礎(chǔ)信息以及基本健康信息。其中一些基本信息反映了個(gè)人固有特征，貫穿整個(gè)生命過程，內(nèi)容相對(duì)穩(wěn)定、客觀性強(qiáng)[3]。

電子健康檔案?jìng)€(gè)人基本信息采集系統(tǒng)是一個(gè)龐大而繁雜的系統(tǒng)，牽涉多方面協(xié)同工作，其中重點(diǎn)內(nèi)容就是電子健康檔案從其他相關(guān)系統(tǒng)獲取個(gè)人基本信息。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由三部分組成：集成開發(fā)環(huán)境、管理控制臺(tái)和后臺(tái)引擎。

集成開發(fā)環(huán)境是通信接口的創(chuàng)建界面，開發(fā)界面簡(jiǎn)潔、直觀，開發(fā)過程大部分的操作都可以拖拽完成，支持Windows運(yùn)行環(huán)境。管理控制臺(tái)則可以通過Internet Explorer等瀏覽器，在任何地方對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和管理。后臺(tái)集成引擎，核心為Java32&64位，可以安裝在多種操作系統(tǒng)中。保證系統(tǒng)在不同環(huán)境中均可高效穩(wěn)定運(yùn)行。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)按照預(yù)先載入的配置文件，通過多種協(xié)議和方式從外部系統(tǒng)獲取消息，并通過本身預(yù)定義的消息格式和消息類型對(duì)獲取的信息進(jìn)行處理（校驗(yàn)、過濾、映射等），向目標(biāo)系統(tǒng)發(fā)送消息。

所有被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接受并處理的消息，都將保存于服務(wù)器中，以備再次調(diào)閱或再處理；通過監(jiān)控界面所有的消息通道和被處理的消息都可以被監(jiān)控，以便在出現(xiàn)問題時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向指定位置發(fā)送錯(cuò)誤信息，在最短時(shí)間內(nèi)解決問題。

系統(tǒng)信息采集功能需要與各外部系統(tǒng)交互，按個(gè)人基本信息的信息域和各外部系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)性，定制好交互對(duì)象進(jìn)行相關(guān)信息采集，在外部系統(tǒng)端得到相關(guān)信息后，首先轉(zhuǎn)化為HL7標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)浇】禉n案端，所有采集到的信息整合為個(gè)人基本資料信息格式后進(jìn)行歸檔。

2 關(guān)鍵技術(shù)

ESB（enterprise service bus，企業(yè)服務(wù)總線）是由中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并支持SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）的一組基礎(chǔ)架構(gòu)，支持異構(gòu)環(huán)境中的服務(wù)、消息以及基于事件的交互，并且具有適當(dāng)?shù)姆?wù)級(jí)別與可管理性。

社區(qū)衛(wèi)生信息系統(tǒng)與其它系統(tǒng)交互模型基于消息中間件技術(shù)和消息內(nèi)容路由功能，集成工作流服務(wù)。通過數(shù)據(jù)交換適配器，實(shí)現(xiàn)其它各相關(guān)信息系統(tǒng)的集成接入。把被集成系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換平臺(tái)進(jìn)行交互的功能組件、數(shù)據(jù)組件封裝成“服務(wù)”，屏蔽被集成系統(tǒng)所采用的具體技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方式，以標(biāo)準(zhǔn)的接口方式與互通平臺(tái)銜接[4]。

基于HL7的數(shù)據(jù)交換適配器由適配器核心和應(yīng)用程序編程接口（API）組成，適配器核心實(shí)現(xiàn)消息交換中心的消息交換和對(duì)HL7消息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并提供將消息分發(fā)到應(yīng)用系統(tǒng)的功能。API為應(yīng)用系統(tǒng)提供的一套標(biāo)準(zhǔn)的接口，具有足夠的擴(kuò)展性，可以嵌入到業(yè)務(wù)流程中，同時(shí)，把與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的通訊配置定義和業(yè)務(wù)代碼進(jìn)行隔離。

利用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)ESB基礎(chǔ)架構(gòu)，支持異構(gòu)環(huán)境中的服務(wù)與消息的基于時(shí)間的交互，并且具有適當(dāng)?shù)姆?wù)級(jí)別和可管理性?；赬ML的數(shù)據(jù)遷移中間件，通過自定義XML文檔的存儲(chǔ)與導(dǎo)出，完成電子健康檔案基本信息從其他系統(tǒng)到社區(qū)醫(yī)療服務(wù)軟件系統(tǒng)的自動(dòng)采集。

3 結(jié)語(yǔ)

該文采用先進(jìn)的健康檔案構(gòu)建技術(shù)與信息采集技術(shù)，在電子健康檔案建檔時(shí)，實(shí)現(xiàn)個(gè)人基本信息在各相關(guān)外部信息系統(tǒng)的采集，具有一次性部署和自動(dòng)傳輸特性。在社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心和各相關(guān)部門之間，提供一個(gè)通用、高效、安全的電子健康檔案?jìng)€(gè)人基本資料信息采集系統(tǒng)。

解決了目前居民基本資料不能共享、各信息化部門不能交互及大量系統(tǒng)存在的“信息孤島”和死檔問題。將促進(jìn)我國(guó)公共衛(wèi)生服務(wù)的信息化發(fā)展，提升我國(guó)社區(qū)衛(wèi)生管理水平，同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的

發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴濤.醫(yī)療信息化集成平臺(tái)在醫(yī)院的建設(shè)與思考[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2011，32（6）：2-16.

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篇5

關(guān)鍵詞：圖像采集 傳感器 嵌入式技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）11-0171-01

1、OV7620傳感器簡(jiǎn)介

OV7620由一個(gè)的感光陣列構(gòu)成，并集成了幀控制電路、模擬信號(hào)處理電路、視頻時(shí)序產(chǎn)生電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)輸出電路及I編程接口。OV7620傳感器可以對(duì)得到的原始圖像信號(hào)進(jìn)行多方面處理：模擬信號(hào)處理電路主要進(jìn)行信號(hào)處理工作，然后輸出多種標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)；時(shí)序產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生進(jìn)行數(shù)據(jù)同步、場(chǎng)同步、等多種同步信號(hào)所需要的時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)也由該模塊產(chǎn)生和控制；I總線接口可以用來(lái)與外部控制器連接，通過輸入控制命令讀取傳感器的工作方式、工作狀態(tài)，控制芯片的數(shù)據(jù)輸出格式等。

由于OV7620采用了CMOS制作工藝，可以對(duì)模塊進(jìn)行高度集成，故該芯片制造成本低，但是又不失在圖像數(shù)據(jù)處理方面的簡(jiǎn)單和高效性，另外，COMS的制造工藝決定了該傳感器工作電壓?jiǎn)我弧挝还牡?、?duì)局部圖像的像素編程具有隨機(jī)訪問等優(yōu)點(diǎn)。

2、圖像采集方案設(shè)計(jì)

本方案基于Omnivision公司生產(chǎn)的OV7620進(jìn)行設(shè)計(jì)。OV7620的參數(shù)手冊(cè)說(shuō)明中規(guī)定其圖像輸出速率最高值為30bps，一般的處理器的接口的讀寫速度無(wú)法與其匹配，即便可將其某個(gè)端口電平設(shè)置為循環(huán)性質(zhì)的高和低，控制輸出方波頻率也不能超過4兆赫茲。也就是說(shuō)每秒內(nèi)采集到的圖像數(shù)據(jù)量相對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)過大。默認(rèn)情況下，OV7620一幅圖像的數(shù)據(jù)大小為300K，而本系統(tǒng)采用的處理器是基于ARM7的由飛利浦公司生產(chǎn)的LPC2114，雖然其功耗特別低，但是相應(yīng)的不足之處就是它的內(nèi)存空間只有16KB，沒有外接存儲(chǔ)器的擴(kuò)展總線，因此該處理器在外部擴(kuò)展上具有先天性不足。但是由于其所具有的低成本特性和低端面向控制的處理器件技術(shù)的發(fā)展，該類系統(tǒng)還是具有非常廣泛的應(yīng)用。

本文就是設(shè)計(jì)一種可行方案來(lái)解決該單一處理器無(wú)法獨(dú)立完成的圖像采集問題。具體方案描述為：利用CPLD（可編程邏輯門陣列）與OV7620對(duì)接，輔助該傳感器將實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)放到一片緩存器中，然后通知LPC2114對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。通過該處理方式，在不降低OV7620采集速率的前提下解決了LPC2114的讀寫速度慢和內(nèi)存儲(chǔ)不夠大等問題。

圖像采集系統(tǒng)由四部分組成：前端部分的CMOS攝像電路、中間部分的數(shù)據(jù)緩存控制邏輯電路、輔助端的SRAM存儲(chǔ)設(shè)備，還有一條32位嵌入式系統(tǒng)的總線接口。

3、CPLD控制邏輯設(shè)計(jì)

由上一節(jié)可知，系統(tǒng)所采用的LPC2114處理器的讀寫速度慢和內(nèi)存容量小，該系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)完成采集一幀圖像并存儲(chǔ)的傳輸要求。只能采用在該系統(tǒng)中添加一片邏輯控制器件來(lái)協(xié)助完成采集功能，其主要原理是由CPLD內(nèi)的邏輯控制電路對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，然后將數(shù)據(jù)緩存到外接存儲(chǔ)器中。由于存在中間過程，該系統(tǒng)就變?yōu)榉菍?shí)時(shí)圖像采集與處理系統(tǒng)，鑒于這種情況，可以通過適當(dāng)改變OV7620的輸入時(shí)鐘頻率來(lái)降低OV7620數(shù)字圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)輸出速率。系統(tǒng)中默認(rèn)的CPLD的時(shí)鐘頻率為40MHz。采用10分頻技術(shù)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻，分頻后的時(shí)鐘頻率作為COMS圖像傳感器的時(shí)鐘頻率。通過降低傳感器的圖像輸出的速率，減少LPC2114處理器對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)的負(fù)擔(dān)，甚至于使處理器有空閑進(jìn)程可以進(jìn)行其它控制指令操作。由于CPLD在工作時(shí)需要讀取CMOS圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)并將其輸出到緩存中。因此CPLD中的時(shí)序邏輯主要參考圖像傳感器輸出圖像數(shù)據(jù)的時(shí)序和緩存器的讀寫時(shí)序來(lái)編寫。CPLD的時(shí)序邏輯電路可以通過由硬件描述語(yǔ)言VHDL編寫的狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這些主要工作完成后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)附加一些必要的門電路、多路選擇器和加法器等，結(jié)合狀態(tài)機(jī)，該部分就組成了控制攝像頭的邏輯控制電路。

4、功能驗(yàn)證方法

為驗(yàn)證該方案能否實(shí)現(xiàn)圖像采集功能，可以對(duì)CPLD部件控制的緩存到SRAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，查看輸出圖像是否與采集圖像一致。鑒于PC計(jì)算機(jī)在軟硬件資源方面具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，我們使用PC計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)采集數(shù)據(jù)構(gòu)成的圖像，驗(yàn)證圖像采集功能是否準(zhǔn)確有效。具體方法可以將LPC2104處理器從SRAM中讀取的圖像數(shù)據(jù)通過串口傳送給PC計(jì)算機(jī)。在PC計(jì)算機(jī)端編寫響應(yīng)的數(shù)據(jù)接收軟件，對(duì)接收的串口數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼分析，然后成像，輸出到屏幕上，對(duì)比輸出圖像和采集圖像驗(yàn)證該圖像采集系統(tǒng)的功能。

5、結(jié)語(yǔ)

由于嵌入式系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)，其被廣泛應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域。本文提出了一種在硬件方面基于OV7620傳感器和LPC2114處理器、在軟件方面結(jié)合VHDL語(yǔ)言和嵌入式處理器應(yīng)用程序的圖像采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了圖像采集功能。

參考文獻(xiàn)

[1]孟超，張曦煌.基于嵌入式系統(tǒng)的圖像采集與傳輸設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008（29）：4414-4416.

篇6

【關(guān)鍵詞】帶寬受限 視頻采集 自動(dòng)測(cè)報(bào)設(shè)備 視頻傳輸

1 前言

水文遙測(cè)站一般布設(shè)在河流重要控制斷面，大部分都處于遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)偏遠(yuǎn)地區(qū)，設(shè)備采用太陽(yáng)能浮充蓄電池的直流供電方式，以滿足不通市電地區(qū)的電源需要，信息傳輸主要使用移動(dòng)公網(wǎng)GPRS＼CDMA為信道，這個(gè)傳輸帶寬對(duì)于圖像傳輸來(lái)說(shuō)是不足的，于是就要研究專門的技術(shù)，使的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備從只能傳輸少量的數(shù)據(jù)信息，擴(kuò)展到具有傳輸大量的數(shù)字信息的圖像視頻信息。

2 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的圖像傳輸

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)科研單位設(shè)備廠商及相關(guān)水文單位努力提高自身科研水平，使水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。隨著電子信息技術(shù)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展，可以方便地開發(fā)出性能更先進(jìn)、功能更全面的水文遙測(cè)設(shè)備，不但能監(jiān)測(cè)雨量、水位、閘門開啟高度、流量、地下水及水質(zhì)等實(shí)時(shí)信息，進(jìn)一步拓展圖像采集傳輸。

2.1 遙測(cè)站圖像采集

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖像傳輸首先要解決圖像信息的采集。圖像數(shù)據(jù)采集采用防水型串口攝像機(jī)，內(nèi)含有拍攝控制、視頻捕捉、圖像數(shù)據(jù)采集、圖像JPEG壓縮及串口通信等功能，同時(shí)帶有可選擇的紅外照明功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)照度補(bǔ)償、遠(yuǎn)程照明，接口為標(biāo)配的RS232/RS485串行接口，能夠方便的和遙測(cè)終端相連。遙測(cè)終端機(jī)通過RS232/RS485串行連接攝像頭，控制攝像頭拍攝圖像，拍攝得的圖像保存在遙測(cè)終端機(jī)內(nèi)存中，等待端機(jī)發(fā)送命令分幀獲取圖像包。

圖像監(jiān)測(cè)站運(yùn)行體制采用自報(bào)式工作體制，并增加有遠(yuǎn)程抓拍圖像功能，可以進(jìn)行圖像定時(shí)自動(dòng)采集報(bào)送或安接受到的召測(cè)指令采集報(bào)送。自報(bào)次數(shù)可以根據(jù)需要設(shè)定并可隨時(shí)調(diào)整，可以設(shè)置為每天1、2、4、6、8、12或24次。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抓拍的召測(cè)指令可由發(fā)送短信、遠(yuǎn)程電話振鈴發(fā)送到遙測(cè)測(cè)站端機(jī)，也可以通過遙測(cè)端機(jī)LCD的菜單選項(xiàng)或?qū)ｉT的圖像召測(cè)按鈕實(shí)現(xiàn)圖像抓拍。

2.2 遙測(cè)端機(jī)的圖像傳輸技術(shù)設(shè)計(jì)

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖像采集傳輸?shù)年P(guān)鍵在于遙測(cè)端機(jī)的設(shè)計(jì)，使其具有圖像采集傳輸功能。至少已有兩種實(shí)現(xiàn)模式的端機(jī)：

（1）采用嵌入式處理器硬件設(shè)計(jì)為主的技術(shù)；

（2）采用軟件功能的擴(kuò)展。

使用嵌入式處理器技術(shù)設(shè)計(jì)增加圖像采集傳輸功能的遙測(cè)端機(jī)，采用低功耗高性能的嵌入式處理器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，GPRS/ CDMA/3G/4G等通信技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，太陽(yáng)能持續(xù)電源供應(yīng)等技術(shù)。在遙測(cè)端機(jī)開發(fā)中將32位嵌入式處理器S3C44BOX和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Ucos-Ⅱ相結(jié)合，采用GPRS、CHMA及3G/4G等公網(wǎng)數(shù)據(jù)通道，開發(fā)具有圖像采集功能的水文遙測(cè)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)包括遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)圖像在內(nèi)的多種水文信息的遙測(cè)。軟件設(shè)計(jì)界面采用uC/GUI，它是嵌入式用戶圖形界面軟件，給任何使用圖形LCD的應(yīng)用程序提供獨(dú)立于處理器和LCD控制器之外的有效的圖形用戶接口，可應(yīng)用于單一任務(wù)環(huán)境，也可以用于多任務(wù)環(huán)境中。使圖形任務(wù)實(shí)現(xiàn)以下功能：具有參數(shù)設(shè)置、功能選擇及控制、運(yùn)行狀態(tài)顯示等。

使用軟件功能的擴(kuò)展設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)圖像采集傳輸?shù)亩藱C(jī)，圖像監(jiān)測(cè)部分由串口攝像機(jī)、遙測(cè)終端機(jī)（RTU）及電源系統(tǒng)組成。由于圖像監(jiān)測(cè)站要適應(yīng)一般在偏遠(yuǎn)地區(qū)的水文站的環(huán)境，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基本要求是低功耗，高穩(wěn)定可靠性。選用AVR單片機(jī)ATmega2560作為遙測(cè)終端機(jī)（RTU）系統(tǒng)主CPU，是ATMEL公司的8位系列單片機(jī)的配置比較高的一款單片機(jī)，它高性能低功耗，接口豐富，處理能力，應(yīng)用極其廣泛，非常適合作為遙測(cè)終端機(jī)的主CPU。

軟件設(shè)計(jì)既注重程序的整體邏輯結(jié)構(gòu)又要提高程序的執(zhí)行效率。系統(tǒng)軟件整體上分為設(shè)備驅(qū)動(dòng)層和應(yīng)用層。設(shè)備驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)所有的硬件外部接口的驅(qū)動(dòng)管理，部分采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用功能。兩層之間既相互獨(dú)立又有所耦合，設(shè)備層與應(yīng)用層通過函數(shù)庫(kù)和全局變量相互調(diào)用和聯(lián)系。

采用“多任務(wù)并行處理”軟件模式，保證系統(tǒng)能同時(shí)支持多個(gè)任務(wù)并行運(yùn)行，每個(gè)任務(wù)獨(dú)占系統(tǒng)資源，多個(gè)任務(wù)共享系統(tǒng)資源?！按跀z像驅(qū)動(dòng)”的實(shí)現(xiàn)，將串行口攝像機(jī)的采集控制程序全部集成在軟件中，形成驅(qū)動(dòng)庫(kù)，應(yīng)用層通過函數(shù)直接調(diào)用，而不是要關(guān)注內(nèi)部底層操作細(xì)節(jié)。軟件具有休眠喚醒功能和看門狗功能，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行不死機(jī)。

2.3 圖像信息的傳輸接收

基于遙測(cè)端機(jī)的圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由前端圖像監(jiān)測(cè)站和中心圖像接收控制軟件兩部分組成，圖像檢測(cè)站安裝在水文站需要拍攝圖像的現(xiàn)場(chǎng)，中心站圖像接收監(jiān)控軟件安裝在中心站管理機(jī)房。圖像監(jiān)測(cè)站要實(shí)現(xiàn)在偏遠(yuǎn)地區(qū)的惡劣現(xiàn)場(chǎng)條件下，穩(wěn)定可靠采集現(xiàn)場(chǎng)圖像并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)通訊網(wǎng)狀況，在盡量短的時(shí)間內(nèi)將圖像傳輸至中心站。中心站能同時(shí)接收多個(gè)測(cè)站發(fā)來(lái)的多幅圖像數(shù)據(jù)包，在接收完成后能將圖像數(shù)據(jù)包里的信息盡快組合成多幅完整的圖像。

在日常定時(shí)報(bào)送的一段時(shí)間內(nèi)，所有圖像檢測(cè)站幾乎同時(shí)通過GPRS信道與中心站建立TCP連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于圖像數(shù)據(jù)量比較大，傳輸過程也比較長(zhǎng)，因此，中心站圖像接收控制軟件需要同時(shí)處理與多個(gè)圖像監(jiān)測(cè)站的發(fā)送接收任務(wù)，如果采用一個(gè)單獨(dú)線程進(jìn)行處理，所有任務(wù)都要被該線程順序處理，排隊(duì)等待將會(huì)大大影響圖像接收的時(shí)效性，因此必須采用“多線程”技術(shù)處理多個(gè)測(cè)站端的同時(shí)訪問。當(dāng)一個(gè)圖像監(jiān)測(cè)站通過傳輸信道發(fā)起一個(gè)TCP連接是，接收程序?yàn)樵撨B接創(chuàng)立一個(gè)獨(dú)立的為該任務(wù)獨(dú)占的線程，以接收該站發(fā)送的圖像。圖像接收完成后，按照序號(hào)將分包數(shù)據(jù)組合成一幅圖像，存入數(shù)據(jù)庫(kù)。完成任務(wù)后系統(tǒng)銷毀該線程。

2.4 遙測(cè)站電源設(shè)計(jì)

水文遙測(cè)站點(diǎn)一般比較偏遠(yuǎn)，交流電一般難以保證，為了保障圖像監(jiān)測(cè)站能適應(yīng)于偏遠(yuǎn)水文站點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要遵從水文遙測(cè)站太陽(yáng)能板與蓄電池的供電模式。據(jù)此也要求圖像監(jiān)測(cè)站整機(jī)功耗比較低。從以下兩個(gè)方面保障低功耗：

（1）遙測(cè)終端機(jī)支持休眠喚醒功能，當(dāng)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時(shí)，功耗正常；當(dāng)完成任務(wù)后，系統(tǒng)立即進(jìn)入休眠模式，這時(shí)系統(tǒng)功耗比較低，采用直流12V供電時(shí)，值守電流僅5～8mA。

（2）串口攝像機(jī)電源由遙測(cè)端機(jī)控制，當(dāng)攝像機(jī)正常工作時(shí)，接通供電，當(dāng)攝像任務(wù)完成時(shí)，遙測(cè)端機(jī)控制立即關(guān)閉電源。也就是說(shuō)，在不工作狀態(tài)下，只有消耗遙測(cè)終端機(jī)值守電流的功耗。

3 結(jié)語(yǔ)

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)站點(diǎn)一般都布置在野外偏遠(yuǎn)地點(diǎn)，傳輸帶寬受限制，能利用水文自動(dòng)測(cè)報(bào)設(shè)備的現(xiàn)有資源進(jìn)行圖像采集傳輸，既能充分發(fā)揮設(shè)備在雨水情有限的信息測(cè)報(bào)的大量寬裕時(shí)間效益，又能增加水信息控制站點(diǎn)的圖像信息，豐富防汛減災(zāi)水資源配置調(diào)度的可視化信息，對(duì)決策支持的幫助很大。為提高水利信息資源的應(yīng)用水平和共享程度，從而全面提高水利建設(shè)和水事處理的效率和效能做出更多的貢獻(xiàn)。

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篇7

智能化的交通管理系統(tǒng)組成如下，這些系統(tǒng)之間都是相互聯(lián)系、相互作用的關(guān)系，缺少任何一個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（1）交通信號(hào)控制系統(tǒng)；（2）閉路電視交通監(jiān)視系統(tǒng)；（3）交通信息采集處理系統(tǒng)；（4）車輛定位系統(tǒng)；（5）交通誘導(dǎo)信息系統(tǒng)；（6）交通管理地理信息系統(tǒng)；（7）交通信息系統(tǒng)；（8）信息移動(dòng)查詢系統(tǒng)。智能化交通管理系統(tǒng)的主要功能是：對(duì)道路交通的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息進(jìn)行采集、分析及處理，并將處理后的信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)浇煌ü芾砜刂浦行?，以?shí)現(xiàn)對(duì)道路交通運(yùn)行進(jìn)行有效調(diào)度，保證道路交通暢通無(wú)阻。通過及時(shí)道路交通信息，尤其是車流量大、車輛易擁堵路段，可采取相應(yīng)的疏導(dǎo)措施，引導(dǎo)司機(jī)駕駛行為，避免發(fā)生交通事故。通過交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)道路交通運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)道路交通的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，為道路交通管理規(guī)劃工作提供重要參考依據(jù)。

2視頻采集技術(shù)及其特點(diǎn)

因環(huán)形線圈檢測(cè)器具有穩(wěn)定的可靠性和高質(zhì)量的精密度等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于交通檢測(cè)系統(tǒng)中。但隨著應(yīng)用的廣泛化和普遍化，環(huán)形線圈的缺點(diǎn)也逐漸暴露出來(lái)：（1）環(huán)形線圈運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障維修和維護(hù)需要花費(fèi)的成本比較高；（2）環(huán)形線圈對(duì)混合交通車流不能進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果存在很高的不確定性；（3）環(huán)形線圈針對(duì)不同的路況信息，檢測(cè)結(jié)果有較大差異，尤其對(duì)于復(fù)雜路況往往檢測(cè)功能發(fā)揮欠佳。隨著科技的發(fā)展，視頻檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)有效的解決了以上缺點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)代通信手段和數(shù)字化手段，視頻采集技術(shù)通過攝像機(jī)對(duì)多個(gè)車道的車輛進(jìn)行跟蹤，定位，拍攝，將獲得的相關(guān)車輛信息（如車型、車流量、車速等）進(jìn)行圖像數(shù)字化處理，再對(duì)信息進(jìn)行分區(qū)處理，最后經(jīng)過特征提取和檢測(cè)分類，將所收集的數(shù)據(jù)反饋給交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)依據(jù)所得到的相關(guān)車輛的信息來(lái)辨認(rèn)車輛。采用這種技術(shù)不僅可以獲得多個(gè)區(qū)域的交通車輛圖像信息，還可以對(duì)覆蓋區(qū)域的路面交通狀況做出全面精準(zhǔn)的判斷。視頻采集的技術(shù)特點(diǎn)主要以下幾方面：（1）視頻采集裝置安裝施工便利，不會(huì)因?yàn)槭┕ざ绊懙缆方煌ㄏ到y(tǒng)的正常運(yùn)行；（2）不會(huì)因?yàn)槭┕ざ鴮?duì)道路的相關(guān)設(shè)施造成破壞；（3）可實(shí)現(xiàn)多車道的信息采集；（4）具有良好的擴(kuò)展性，能有效提高道路交通系統(tǒng)運(yùn)行效率；（5）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車流量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，統(tǒng)計(jì)和區(qū)分等一系列步驟；（6）對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)對(duì)異常交通狀況的緊急報(bào)警。

3視頻采集技術(shù)在智能交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1視頻采集技術(shù)應(yīng)用于交通信號(hào)控制系統(tǒng)

依靠采集數(shù)據(jù)控制交通流，使得交通信號(hào)控制系統(tǒng)能夠通過相關(guān)路段設(shè)置的視頻車輛檢測(cè)器來(lái)獲取交通參數(shù)。信號(hào)控制機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行接收并加以處理，進(jìn)一步分析改路段的實(shí)際交通運(yùn)行狀況，并以此為依據(jù)在有效地時(shí)間內(nèi)自動(dòng)的選擇出符合該地面路況的交通信號(hào)控制方案。通過這種方式對(duì)路面交通視頻進(jìn)行采集，如車輛流量，然后采用合理的疏導(dǎo)手段和措施對(duì)交通進(jìn)行控制，可大大地提高了道路交通運(yùn)輸效率。交通信號(hào)控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集功能和對(duì)交通流組織控制作用，是智能交通管理系統(tǒng)的最為重要的子系統(tǒng)之一。交通信號(hào)控制系統(tǒng)采用的視頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通信號(hào)的采集，是在交通路段的關(guān)鍵位置（路口），設(shè)置視頻車輛檢測(cè)器對(duì)該路段的交通斷面參數(shù)進(jìn)行采集，然后將這些參數(shù)傳輸?shù)叫盘?hào)控制機(jī)，經(jīng)信號(hào)控制機(jī)處理后制定出科學(xué)性的交通信號(hào)控制方案，實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.2視頻采集技術(shù)應(yīng)用于交通動(dòng)態(tài)信息采集系統(tǒng)

城市交通檢測(cè)中心普遍采用以視頻采集技術(shù)為主的方式來(lái)采集交通動(dòng)態(tài)信息，這樣可以更加合理的管理交通運(yùn)行狀況。通過光纖網(wǎng)絡(luò)將視頻交通信息采集系統(tǒng)與環(huán)形線圈采集系統(tǒng)，超聲波交通信息采集系統(tǒng)等結(jié)合在一起，通過運(yùn)用多路協(xié)議轉(zhuǎn)換器將綜合交通動(dòng)態(tài)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，用以指導(dǎo)道路交通的暢通運(yùn)行。為了更好地評(píng)估交通工程和交通管理措施，為今后交通規(guī)劃提供決策依據(jù)，城市交通管理部門都需要安裝交通動(dòng)態(tài)信息采集系統(tǒng)采集交通動(dòng)態(tài)信息，交通動(dòng)態(tài)信息采集系統(tǒng)可以以視頻技術(shù)為主，結(jié)合其他采集技術(shù)來(lái)完成交通動(dòng)態(tài)信息采集任務(wù)。

3.3視頻采集技術(shù)應(yīng)用于檢測(cè)交通安全

視頻采集技術(shù)在交通安全方面有兩個(gè)應(yīng)用方向：①視頻采集技術(shù)對(duì)道路交通事故進(jìn)行采集，及時(shí)將采集到的信息反饋至交通管理部門，以提升事故現(xiàn)場(chǎng)處理的效率；②對(duì)道路擁堵信息進(jìn)行采集，便于交通管理部門及時(shí)疏導(dǎo)交通。

4結(jié)語(yǔ)

篇8

[關(guān)鍵詞]流數(shù)據(jù)；Esper；插件化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.077

[中圖分類號(hào)]TP391.44；TN929.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）12-0-02

1 研究背景

流數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)持續(xù)到達(dá)，且速度快、規(guī)模宏大、格式各異。目前，在進(jìn)行外場(chǎng)感知設(shè)備的數(shù)據(jù)采集處理時(shí)，通常要同時(shí)對(duì)接不同的外場(chǎng)感知設(shè)備。由于不同的感知設(shè)備其通信協(xié)議不同，甚至差別較大，而傳統(tǒng)的做法一般都是針對(duì)不同的外場(chǎng)感知設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，通常進(jìn)行專門的開發(fā)。

本文對(duì)外場(chǎng)感知設(shè)備的數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行了分析與研究，并基于Esper設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)能夠適用于多協(xié)議流數(shù)據(jù)處理平臺(tái)SCP（Stream Computer Platform）。

2 外場(chǎng)感知數(shù)據(jù)采集

2.1 流數(shù)據(jù)

近三十多年來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展迅速且得到了廣泛應(yīng)用。一方面，數(shù)據(jù)建模形式多樣，從層次數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)到關(guān)系對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)等；另一方面，數(shù)據(jù)規(guī)模也越來(lái)越大。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的一個(gè)共同點(diǎn)是：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在介質(zhì)中，可以多次利用；用戶提交數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（Data Manipulation Language，DML）來(lái)獲取查詢結(jié)果。盡管傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得了較大的成功，但是在20世紀(jì)末，一種新的應(yīng)用模型卻對(duì)它提出了挑戰(zhàn)。一種名為流數(shù)據(jù)（Streaming Data）的應(yīng)用模型廣泛出現(xiàn)在眾多領(lǐng)域，例如金融應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、通信數(shù)據(jù)管理、Web應(yīng)用、傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理等。

令t表示任一時(shí)間戳，at表示在該時(shí)間戳到達(dá)的數(shù)據(jù)，流數(shù)據(jù)可以表示成{…，at-1，at，at+1，…}。區(qū)別于傳統(tǒng)應(yīng)用模型，流數(shù)據(jù)模型具有以下4點(diǎn)共性：①數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)到達(dá)；②數(shù)據(jù)到達(dá)次序獨(dú)立，不受應(yīng)用系統(tǒng)所控制；③數(shù)據(jù)規(guī)模宏大且不能預(yù)知其最大值；④數(shù)據(jù)一經(jīng)處理，除非特意保存，否則不能被再次取出處理，或者再次提取數(shù)據(jù)。

2.2 外場(chǎng)感知設(shè)備數(shù)據(jù)采集中的關(guān)鍵問題

外場(chǎng)感知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大、設(shè)備分散、各自同時(shí)向上匯聚數(shù)據(jù)的特點(diǎn)帶來(lái)了一些采集的特殊問題。本部分分析了感知設(shè)備的配置管理問題，對(duì)于大量異構(gòu)數(shù)據(jù)的匯聚，給出了兩步走的分層設(shè)計(jì)，以解決大并況下異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集。并對(duì)采集到的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，給出了一個(gè)可擴(kuò)展的插件式的處理框架，以解析采集到的異構(gòu)數(shù)據(jù)。

2.2.1 流數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸

外場(chǎng)感知數(shù)據(jù)由于設(shè)備較多，數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)也較多，且互相之間沒有必然聯(lián)系，各自獨(dú)立上傳，這導(dǎo)致前置機(jī)要同時(shí)接受多個(gè)甚至大量的鏈接。即便前置機(jī)可以處理多個(gè)鏈接，也不能同時(shí)將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和處理，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致前置機(jī)壓力過大，影響數(shù)據(jù)的時(shí)效性和完整性。所以，為了能夠同時(shí)處理大量來(lái)自不同匯聚點(diǎn)的異構(gòu)數(shù)據(jù)，本文給出兩步走的解決方法。第一步，前置機(jī)的功能弱化，只接收同構(gòu)數(shù)據(jù)，這能降低前置機(jī)的通信復(fù)雜性，同時(shí)將異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理放到第二步中。第二步將構(gòu)建基于Esper的數(shù)據(jù)匯聚總線，Esper總線將接收前置機(jī)的數(shù)據(jù)，不進(jìn)行任何處理，只是簡(jiǎn)單地將不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)放置到不同的模塊隊(duì)列中。這樣，來(lái)自外場(chǎng)感知的異構(gòu)數(shù)據(jù)就最終被放到了不同的模塊隊(duì)列中，同時(shí)可以保證大數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)處理。流數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸如圖1所示。

2.2.2 多規(guī)約數(shù)據(jù)的解析

以往的流數(shù)據(jù)處理框架通常將數(shù)據(jù)的解析和傳輸在一起實(shí)現(xiàn)，對(duì)于多種外場(chǎng)感知數(shù)據(jù)需要單獨(dú)實(shí)現(xiàn)一套采集程序，不能很好地進(jìn)行復(fù)用。由于本文使用了Esper總線，將數(shù)據(jù)分發(fā)到不同模塊的消息列中，所以多規(guī)約的數(shù)據(jù)解析就在各規(guī)約數(shù)據(jù)的模塊隊(duì)列中完成了解析。為了能夠?qū)Σ煌?guī)約的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，這里只需要實(shí)現(xiàn)不同規(guī)約對(duì)應(yīng)的解析模塊，在程序啟動(dòng)時(shí)加載到SCP即可。對(duì)于不同的模塊隊(duì)列，分別啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)消費(fèi)線程，消費(fèi)線程調(diào)用解析模塊，有針對(duì)性地將來(lái)自不同外場(chǎng)感知設(shè)備的數(shù)據(jù)，解析為同一種統(tǒng)一的格式放入目標(biāo)隊(duì)列中，或者單獨(dú)投遞到指定的目的地（文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、MQ等）。

3 基于Esper的多協(xié)議流數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

在文中關(guān)鍵問題分析的基礎(chǔ)上，筆者基于Esper復(fù)雜事件處理引擎設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了涵蓋異構(gòu)設(shè)備、實(shí)時(shí)外場(chǎng)感知數(shù)據(jù)匯聚、大規(guī)模并發(fā)傳輸?shù)牧鲾?shù)據(jù)處理平臺(tái)SCP。其系統(tǒng)框架如圖2所示。主要模塊包括：前置機(jī)、Esper總線、感知隊(duì)列、消費(fèi)解碼線程、目標(biāo)隊(duì)列、存儲(chǔ)系統(tǒng)、配置庫(kù)、配置文件以及守護(hù)進(jìn)程等。

圖2中各個(gè)功能模塊的說(shuō)明：

（1）前置機(jī)：前置機(jī)通過讀取配置庫(kù)中與本前置機(jī)相關(guān)的配置，從而確定與哪些通信端通信，以及通信的具體方式等。

（2）Esper總線：負(fù)責(zé)接收以事件形式包裝的、來(lái)自各個(gè)前置機(jī)的外場(chǎng)原始數(shù)據(jù)，并根據(jù)事件的類型分發(fā)到不同的感知隊(duì)列中。

（3）感知隊(duì)列：盛放未經(jīng)解碼的異構(gòu)數(shù)據(jù)，每個(gè)感知隊(duì)列盛放一種類型的感知數(shù)據(jù)。

（4）消費(fèi)解碼線程：消費(fèi)解碼線程使用以插件的形式加載到系統(tǒng)中的解碼模塊，一種消費(fèi)線程負(fù)責(zé)從感知隊(duì)列中取出數(shù)據(jù)，調(diào)用解碼模塊進(jìn)行解碼，將統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)放入目標(biāo)隊(duì)列中。

（5）目標(biāo)隊(duì)列：對(duì)于異構(gòu)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將最終提供一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式來(lái)存儲(chǔ)異構(gòu)數(shù)據(jù)，異構(gòu)數(shù)據(jù)可能只是目標(biāo)隊(duì)列中數(shù)據(jù)對(duì)象的子屬性。這樣目標(biāo)隊(duì)列就可以盛放各種外場(chǎng)感知數(shù)據(jù)。如果感知數(shù)據(jù)是完全不同格式的數(shù)據(jù)，比如有些外場(chǎng)感知數(shù)據(jù)是文件，有些是圖片。感知數(shù)據(jù)經(jīng)過消費(fèi)線程解碼后，可以直接跳過目標(biāo)隊(duì)列，直接進(jìn)入存儲(chǔ)系統(tǒng)。

（6）存儲(chǔ)系統(tǒng)：系統(tǒng)最終存放數(shù)據(jù)的地方。其可以是文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、外部消息隊(duì)列服務(wù)等。

（7）配置庫(kù)：提供系統(tǒng)啟動(dòng)需要的各種配置信息。

（8）配置文件：提供一些適合存放在文件中的配置信息，比如本機(jī)IP、端口等用于定位前置機(jī)本身的信息。

（9）守護(hù)進(jìn)程：用于在系統(tǒng)出現(xiàn)異常退出等不在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)重啟SCP。

4 結(jié) 語(yǔ)

在能源和交通等領(lǐng)域，企業(yè)信息化日益發(fā)展，企業(yè)常常面對(duì)大量分布分散的終端設(shè)備數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理服務(wù)器的過程中，以流數(shù)據(jù)的方式向上匯聚?；诹鲾?shù)據(jù)的特點(diǎn)，本文為了能夠快速處理流數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了基于Esper的插件化流數(shù)據(jù)處理框架。該框架可以適應(yīng)不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)格式異構(gòu)的問題，可以處理多數(shù)據(jù)源，同時(shí)可以向數(shù)據(jù)處理服務(wù)器匯聚數(shù)據(jù)。

主要參考文獻(xiàn)

篇9

（上海通用識(shí)別技術(shù)研究所，中國(guó) 上海 201112）

【摘要】本文圍繞指紋采集設(shè)備分類、觸摸式與刮擦式的比較、活體檢測(cè)技術(shù)等內(nèi)容，系統(tǒng)地介紹了指紋采集設(shè)備相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞 指紋采集設(shè)備；分類；觸摸式與刮擦式；活體檢測(cè)

0　引言

隨著指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，由于唯一性和終身不變的特性，采用指紋特征進(jìn)行人員的身份識(shí)別成為國(guó)內(nèi)外的一種趨勢(shì)，指紋識(shí)別技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。作為指紋識(shí)別中的一項(xiàng)重要技術(shù)內(nèi)容，盡管四十多年前指紋采集設(shè)備就已問世，但直到近些年，大家對(duì)指紋采集設(shè)備的關(guān)注才逐漸加大。近年來(lái)，指紋采集設(shè)備市場(chǎng)飛速發(fā)展，體積在縮小，價(jià)格在降低，指紋系統(tǒng)被整合為諸如筆記本電腦、硬盤、鼠標(biāo)、鍵盤等電子設(shè)備的一部分。本文將圍繞設(shè)備類別、觸摸式與刮擦式的比較、活體檢測(cè)等內(nèi)容介紹指紋采集設(shè)備相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

1　指紋采集設(shè)備類別及發(fā)展

第一代采集設(shè)備使用的是光學(xué)技術(shù)，目前絕大多數(shù)采集設(shè)備屬于以下其中一種：光學(xué)的、晶體的和超聲波的。當(dāng)今使用的主要是是光學(xué)和晶體傳感器。由于體積緊湊，便于嵌入筆記本電腦、手機(jī)、智能卡等物體，晶體傳感器現(xiàn)在得到了廣泛應(yīng)用。

光學(xué)傳感器：光學(xué)傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括經(jīng)受溫度變化、相當(dāng)?shù)偷某杀?、分辨率較高、較好的圖象質(zhì)量和更大傳感范圍。光學(xué)傳感器的缺點(diǎn)是尺寸大以及污垢、油脂等污染對(duì)光學(xué)傳感器的影響。

晶體傳感器：最初晶體傳感器的問世是為了克服光學(xué)傳感器的體積和成本問題。然而，考慮到設(shè)施的高安全性，需要較大的傳感區(qū)域，這樣事實(shí)上晶體傳感器的成本就不比光學(xué)傳感器低了。將物理信息轉(zhuǎn)換成電子信息的四種不同的晶體傳感器技術(shù)分別是：電容性的、熱量的、電場(chǎng)的和壓電的。

超聲波傳感器：在超聲波傳感器中，傳送器向手指?jìng)魉吐曇粜盘?hào)，接收器探測(cè)到在手指皮膚之間來(lái)回的回聲信號(hào)。用皮膚和空氣間聲音阻抗的不同來(lái)測(cè)量距離，這樣就獲得了指紋的圖象。這種傳感器的頻率范圍是20千赫到幾千兆赫。如要相互區(qū)分指紋，那就需要高頻率來(lái)獲得所需的信號(hào)差異。

事實(shí)證明，超聲波傳感器獲得圖象的準(zhǔn)確率要比市場(chǎng)上其它指紋傳感技術(shù)好。超聲波技術(shù)也是能反應(yīng)手指次表皮膚的幾種少有的技術(shù)中的一種，這樣能穿透臟物、油脂等。盡管超聲波傳感器被認(rèn)為也許是指紋技術(shù)中最精確的一種，但由于尺寸大、成本非常高，沒有被廣泛使用，而且，用超聲波傳感器獲取圖象需要耗時(shí)幾秒，時(shí)間較長(zhǎng)。

2　觸摸式與刮擦式的比較

如今使用的大多數(shù)傳感器是接觸式。當(dāng)使用接觸式傳感器時(shí)，只要將手指放置在傳感器上保持幾秒鐘不動(dòng)就可以了，接觸式傳感器的使用者不需要培訓(xùn)。然而，接觸式傳感器也存在一些缺點(diǎn)：

（1）傳感器很快就會(huì)變臟，必須要進(jìn)行清潔。

（2）殘留指印的問題。國(guó)外研究表明，根據(jù)傳感技術(shù)的類型，有的可能會(huì)重新激活殘留在指紋傳感器上的指印。

（3）手指的旋轉(zhuǎn)是識(shí)別的另一個(gè)問題。一些比對(duì)算法不接受手指大角度的旋轉(zhuǎn)（例如超過20度）。

（4）傳感區(qū)域成本與尺寸的權(quán)衡。晶體傳感器這個(gè)問題尤其突出，成本主要取決于芯片模具的區(qū)域。

由于這些缺陷，一種新的傳感器問世了：刮擦式傳感器。刮擦式傳感器與手指一樣寬，但只有幾像素高。因此，刮擦式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)于晶體傳感器來(lái)說(shuō)，是成本下降。掃描只包括縱向運(yùn)動(dòng)，在結(jié)束時(shí)，將先前所獲得的所有圖象進(jìn)行重組，得到指紋圖象。

刮擦式傳感技術(shù)最先問世時(shí)只與熱量傳感器相結(jié)合，但目前已經(jīng)在許多不同的傳感器中得到了應(yīng)用。與接觸式傳感器不同，刮擦式傳感器在使用過程中能夠保持很干凈，不存在殘留指印的現(xiàn)象，而且在大多數(shù)情況下，手指的旋轉(zhuǎn)也不是問題。但刮擦式傳感器也存在一些缺點(diǎn)，比如：

（1）使用前要進(jìn)行學(xué)習(xí)。在使用者習(xí)慣于正確掃描（沒有急劇的速度變化或不連貫）之前，需要做很多次嘗試。

（2）為能跟上掃描速度，界面必須能捕獲足夠多的指紋圖象層。

（3）從圖象層到指紋圖象的重整過程需要持續(xù)一段時(shí)間，有時(shí)會(huì)出錯(cuò)。

3　指紋采集儀的活體檢測(cè)技術(shù)

活體檢測(cè)是指系統(tǒng)在注冊(cè)、識(shí)別認(rèn)證過程中檢測(cè)樣品是否是活體。一些指紋識(shí)別系統(tǒng)的生產(chǎn)廠商也宣稱他們?cè)谙到y(tǒng)中具備活體檢測(cè)的能力。通常有兩種方法進(jìn)行活體檢測(cè)：（1）利用附加的部件獲取生命特征；（2）利用系統(tǒng)已捕獲的信息檢測(cè)生命特征。第一種方法的缺點(diǎn)是價(jià)格貴，體積大。第二種方法對(duì)算法要求比較高。目前比較常用的是第一種。只有在美國(guó)，過去的幾年中提出了許多基于生命特征的指紋采集設(shè)備中的活體檢測(cè)專利。這里將描述其中的一些方法。

溫度：表皮的溫度大約在20—30攝氏度，這種方法主要利用傳感器檢測(cè)表皮的溫度是否在正常范圍來(lái)進(jìn)行活體檢測(cè)。

光學(xué)特性：光學(xué)傳感器可以利用人體皮膚與其他材質(zhì)光學(xué)特性的比較作為一種活體檢測(cè)方法。這種特性包括在不同光照條件下的吸光、反射、散射和折射。

電阻：根據(jù)手指的濕度，皮膚電阻的范圍從幾千歐姆到幾百萬(wàn)歐姆。由于有些人手指干燥而有些人潮濕，空氣條件和心理狀況等也會(huì)改變?nèi)梭w皮膚的濕度，因此皮膚電阻所允許的范圍會(huì)很大。

脈動(dòng)血氧：脈動(dòng)血氧在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是用來(lái)測(cè)量病人動(dòng)脈血中血色素氧氣飽和度。脈動(dòng)血氧計(jì)也可以用來(lái)測(cè)量脈動(dòng)速率。涉及的技術(shù)基于兩個(gè)主要原理：（1）血色素根據(jù)氧化度以兩個(gè)不同的波長(zhǎng)吸收光；（2）每一次脈搏跳動(dòng)時(shí)動(dòng)脈血的波動(dòng)量為吸收增加了跳動(dòng)成分。

ECG、脈搏血氧與溫度相結(jié)合：1998年的一項(xiàng)美國(guó)專利建議活體檢測(cè)中最好使用多個(gè)生物特征，并給出了許多非確定的生物測(cè)定參數(shù)，最適宜的是脈搏血氧、心電圖（ECG）和溫度傳感器相結(jié)合。

表皮下方的探測(cè)：人體的皮膚包括兩層：表皮和真皮。不僅可以在表皮找到指紋紋樣，也可以在兩層皮膚中間發(fā)現(xiàn)相同的紋樣，這就是此方法檢測(cè)所利用的原理。

參考文獻(xiàn)

［1］Federal Bureau of Investigation.The Seience of Fingerprint:classification an uses,United State,Empire Book,2001[Z].

篇10

關(guān)鍵詞 中華蜜蜂；熊貓牌蜂蜜；技術(shù)規(guī)程；長(zhǎng)青自然保護(hù)區(qū)

中圖分類號(hào) F326.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739（2016）11-0312-02

Abstract The technology regulations of ″panda honey″ was summarized，including operation mode of panda honey，the inspection procedures of honey sampling，harvest，storage and transportation procedures of honey.It depended ecological fair product as the carrier and introduced social participation to realize the new model of ecological value chain many benefits finally.

Key words Chinese bee；Panda Honey；technology regulations；Changqing National Nature Reserve

最近幾年，自然保護(hù)專家學(xué)者、自然保護(hù)區(qū)、社區(qū)居民形成共識(shí)，發(fā)展中華蜜蜂（以下簡(jiǎn)稱中蜂Apiscerana cerana）養(yǎng)殖業(yè)具有良好的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。洋縣山區(qū)居民有依靠當(dāng)?shù)赝练滟Y源和家庭條件養(yǎng)蜂取蜜的歷史傳統(tǒng)，但是，養(yǎng)蜂的收入極不穩(wěn)定。專家從氣候變暖、電磁干擾、病毒和真菌感染、蜂群過勞或營(yíng)養(yǎng)不足、農(nóng)藥危害、管理措施方面解釋蜂群衰退失調(diào)、國(guó)家食品標(biāo)準(zhǔn)[1-9]。面對(duì)自然保護(hù)、產(chǎn)品質(zhì)量、原產(chǎn)地品牌認(rèn)證等新問題，2014年3月至2015年9月筆者開展中華蜜蜂蜂蜜樣本送檢規(guī)程、采集運(yùn)輸養(yǎng)殖業(yè)調(diào)查和熊貓牌蜂蜜取樣質(zhì)量檢測(cè)工作，以期在熊貓牌蜂蜜創(chuàng)立、可持續(xù)發(fā)展中華蜜蜂養(yǎng)殖業(yè)，探索以生態(tài)公平產(chǎn)品為載體，引入社會(huì)參與，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)價(jià)值鏈，多方受益的保護(hù)新模式。

1 中華蜜蜂養(yǎng)殖歷史和棲息地概況

長(zhǎng)青自然保護(hù)區(qū)地理坐標(biāo)東經(jīng)107°25′～107°45′，北緯33°26′～33°43′，周邊與9個(gè)行政村接壤，現(xiàn)有人口5 087人，人口密度為5～9人/km2。管護(hù)森林面積3萬(wàn)hm2，大部分是大熊貓的冬春棲息地，是秦嶺大熊貓保護(hù)重要的組成部分。洋縣中蜂分布于海拔700～2 200 m之間，中蜂相較洋蜂個(gè)體小，適宜在蜜源分散的山區(qū)生活。中蜂飛動(dòng)敏捷，嗅覺靈敏，勤奮、抗病、耐寒、耐熱力強(qiáng)，但產(chǎn)蜜量和分泌王漿的能力略低于洋蜂。洋縣山區(qū)開花植物上千種，但是分布不均，特別是山茱萸（Cornus officinalis），早春開花，對(duì)中蜂種群影響大。該區(qū)域?qū)偌撅L(fēng)性氣候，季節(jié)性變化明顯。全年具有雨熱同季、溫暖濕潤(rùn)、雨量充沛等特點(diǎn)，氣候隨海拔升高而呈垂直變化。海拔700～2 200 m年均降雨量850.0～996.6 mm，年均氣溫5.1～12.3 ℃，>10 ℃積溫2 125.7～3 490.4 ℃，年均無(wú)霜期182～208 d。日照春夏多、秋冬少。

2 熊貓牌蜂蜜運(yùn)作模式

選擇大熊貓保護(hù)區(qū)原產(chǎn)地條件，調(diào)查蜜源植物。在各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，制定熊貓牌蜂蜜質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。制定蜂蜜送檢樣本的采集規(guī)程，蜂蜜采收、儲(chǔ)存及運(yùn)輸規(guī)程，認(rèn)證無(wú)公害綠色食品“熊貓牌蜂蜜”。提高養(yǎng)殖技術(shù)與管理水平，采用高質(zhì)高價(jià)策略。

3 蜂蜜送檢樣本的采集規(guī)程

一是每個(gè)蜂場(chǎng)分別送樣；每份送檢樣品從原蜜中采集約500 mL。二是容器材質(zhì)可以用無(wú)毒塑料，必須無(wú)毒、無(wú)異味，使用前必須清洗消毒，用清水反復(fù)沖洗干凈，高溫蒸煮過后，日光曬干。三是將蓋口擰緊密封，以避免運(yùn)輸中的二次污染。將樣品快遞至中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所進(jìn)行檢測(cè)。

4 蜂蜜采收、儲(chǔ)存及運(yùn)輸規(guī)程

4.1 采收的見證、溯源

采收全程應(yīng)有養(yǎng)蜂人和熊貓蜂蜜項(xiàng)目負(fù)責(zé)人同時(shí)在場(chǎng)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在現(xiàn)場(chǎng)起到見證采收蜂蜜信息的作用，以及所負(fù)責(zé)地區(qū)蜂蜜采收的匯總及溯源跟蹤。負(fù)責(zé)人在采收時(shí)拍攝每個(gè)蜂場(chǎng)、生產(chǎn)者的照片；并制作蜂蜜采收匯總表。

4.2 采收機(jī)具

采收所需要的各種機(jī)具，都必須無(wú)毒、無(wú)異味。使用前必須清洗消毒。消毒用75%的酒精，如果條件不具備也可用清水反復(fù)沖洗干凈，高溫蒸煮過后，日光曬干備用。要選用不銹鋼、全塑或木質(zhì)的無(wú)污染分蜜機(jī)；選用不銹鋼割蜜刀；一定不能選用鐵桶，或有生銹部位的搖蜜機(jī)或割蜜刀。

4.3 采收操作現(xiàn)場(chǎng)

采收操作現(xiàn)場(chǎng)必須清潔干凈無(wú)積水，消除污染源及蒼蠅孳生地，工具、容器擺放齊整，備有清潔水和滅菌消毒器具。

4.4 采收

采收的蜜脾應(yīng)該完全封蓋；蜂蜜水分含量應(yīng)低于20%。操作時(shí)間應(yīng)在上午進(jìn)行，盡可能避開采集高峰期和不良天氣，操作時(shí)氣溫以不低于14 ℃為宜。采收后需用60目以上的篩網(wǎng)將蜂尸等雜質(zhì)濾出。

4.5 裝桶

應(yīng)使用蜂蜜周轉(zhuǎn)專用桶，無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)異味。專用桶如是鐵桶，需經(jīng)附著力強(qiáng)的無(wú)毒、耐酸食品漆（環(huán)氧樹脂）做特殊處理；也可選用陶、瓷罐（缸）或木桶無(wú)毒塑料桶。容器使用前要用清水沖洗干凈。蜂蜜裝入周轉(zhuǎn)專用桶后，桶口一定要封緊。每桶盛裝不可過滿，應(yīng)留有20%左右的空檔，以防轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)震蕩受熱外溢或膨脹爆裂。

4.6 產(chǎn)品信息標(biāo)簽

在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)生產(chǎn)者和見證人同時(shí)確認(rèn)后，填寫附件2信息標(biāo)簽，一式2份：一份以不易損壞的方式固定在包裝容器的側(cè)面；另一份作為專用桶口封條。標(biāo)簽中的蜂場(chǎng)GPS點(diǎn)位、水分含量、波美度、重量等信息，用標(biāo)準(zhǔn)儀器測(cè)量。專用桶編號(hào)以項(xiàng)目區(qū)為單位連續(xù)編號(hào)。

4.7 儲(chǔ)存

蜂蜜嚴(yán)禁露天存放，儲(chǔ)存要設(shè)專用庫(kù)，按品種分等級(jí)分別存放，并堆碼齊整，放置平穩(wěn)。庫(kù)房?jī)?nèi)要保證清潔陰涼、干燥通風(fēng)，防潮濕、防爆曬、防風(fēng)沙、防止溫度急劇升降。庫(kù)溫以5～10 ℃為宜，一般不要超過20 ℃，空氣相對(duì)濕度一般不得超過75%。蜂蜜要遠(yuǎn)離污染源，杜絕與有毒、有害、有異味、不衛(wèi)生及腐蝕性強(qiáng)的物品同庫(kù)、同處貯存。儲(chǔ)存期間應(yīng)經(jīng)常開庫(kù)檢查，及時(shí)糾正處理引起質(zhì)量變化的各種不利因素。

4.8 運(yùn)輸

運(yùn)輸工具要清潔干凈，裝運(yùn)過的車輛、船只未經(jīng)沖洗消毒前不得裝運(yùn)蜂蜜，不得與有異味或有同載混裝。運(yùn)輸途中蜜桶要疊好、捆牢，避免顛簸和日曬雨淋。

5 結(jié)語(yǔ)

通過制定熊貓牌蜂蜜技術(shù)規(guī)程，探索以生態(tài)公平產(chǎn)品為載體，引入社會(huì)參與，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)價(jià)值鏈，多方受益的保護(hù)新模式。

6 致謝

感謝北京山水自然保護(hù)中心給與的資金資助，感謝長(zhǎng)青自然保護(hù)區(qū)華陽(yáng)、茅坪中心保護(hù)站吳永林、許全石、楊振民等在項(xiàng)目開展過程中給予的無(wú)私幫助。

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