導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文，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

系統(tǒng)由分布在育苗架中的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集單元、設(shè)備控制單元和存放在嵌入式ARM設(shè)備中的監(jiān)控軟件4部分組成，如圖1所示。育苗架由鋼制材料構(gòu)成，共有4層。每一層上面都布有4個(gè)溫度傳感器和加熱、加濕裝置，苗架內(nèi)布有1個(gè)濕度傳感器。苗架工作時(shí)處于完全密封狀態(tài)，苗體生長(zhǎng)所需的溫濕度環(huán)境均由外部智能控制。數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令，進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)處理、打包過(guò)程，將數(shù)據(jù)通過(guò)RS－485總線(xiàn)接口發(fā)送到嵌入式設(shè)備上的智能監(jiān)控軟件中，數(shù)據(jù)傳輸所使用的協(xié)議為Modbus［3］。智能監(jiān)控軟件收到采集單元發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)之后，進(jìn)行解包、分析、處理等過(guò)程，然后顯示到用戶(hù)界面上，同時(shí)軟件具有記錄歷史數(shù)據(jù)的功能。用戶(hù)在監(jiān)控軟件上可以設(shè)定期望達(dá)到的溫度、濕度值，軟件會(huì)發(fā)送包含這些期望值的指令給數(shù)據(jù)采集單元。數(shù)據(jù)采集單元收到這些指令之后，會(huì)判斷當(dāng)前是否符合條件。當(dāng)條件符合后，數(shù)據(jù)處理單元會(huì)自動(dòng)調(diào)用設(shè)備控制單元對(duì)育苗架進(jìn)行相應(yīng)的加熱、加濕操作［4］。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2．1嵌入式平臺(tái)

嵌入式平臺(tái)CPU型號(hào)為博通公司的BCM2835，采用ARM11微架構(gòu)，主頻為700MHz，同時(shí)平臺(tái)配有512MBDDRRAM和8GBNandFlash，提供高效、穩(wěn)定的運(yùn)行和存儲(chǔ)環(huán)境。平臺(tái)配有HDMI高清視頻接口，用來(lái)外接顯示器，可以直觀地顯示系統(tǒng)操作界面。配有RJ－45網(wǎng)絡(luò)接口和多個(gè)USB接口，用來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)、鍵盤(pán)鼠標(biāo)和USB轉(zhuǎn)RS－285數(shù)據(jù)線(xiàn)。平臺(tái)搭載開(kāi)源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)穩(wěn)定性好并且具有豐富的擴(kuò)展功能，適合作為嵌入式監(jiān)控平臺(tái)［5］。

2．2傳感器節(jié)點(diǎn)和設(shè)備控制單元

溫度傳感器采用Pt100。Pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)(4～20mA)的儀表，其本質(zhì)是鉑熱電阻，阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變，主要用于溫度參數(shù)的測(cè)量和控制，測(cè)量量程為－200℃～+200℃，精度為0．1℃。濕度傳感器采用NWSF－1AT，它是一種集傳感、變送為一體的濕度傳感器，適于室內(nèi)環(huán)境的濕度測(cè)量。其測(cè)量量程為0～100%RH，精度為±5%RH，響應(yīng)時(shí)間小于15s，是一種兩線(xiàn)制的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)(4～20mA)傳感器。設(shè)備控制單元采用繼電器控制。加熱裝置分布在育苗架的每一層，且可以獨(dú)立工作，加熱裝置的核心是碳纖維加熱毯，它使用碳纖維作為加熱介質(zhì)。碳纖維(carbonfiber，簡(jiǎn)稱(chēng)CF)，是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的導(dǎo)熱性能好，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性。因此，碳纖維加熱毯的功耗低、加熱速度快，適合在農(nóng)業(yè)上使用。加濕裝置分布在育苗架的每一層，核心是雙向高壓噴頭，可以均勻覆蓋待加濕區(qū)域。本單元既可以接收由數(shù)據(jù)采集單元發(fā)來(lái)的指令，打開(kāi)或者關(guān)閉加熱、加濕裝置;也可以設(shè)定一個(gè)閾值，自動(dòng)地打開(kāi)或者關(guān)閉加熱、加濕裝置。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由通信協(xié)議和上位機(jī)程序兩部分組成。其中，通信協(xié)議采用Modbus、上位機(jī)程序使用Qt開(kāi)發(fā)。

3．1通信協(xié)議

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一種控制器請(qǐng)求訪問(wèn)其它設(shè)備的過(guò)程，制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。Modbus協(xié)議規(guī)定，在進(jìn)行通信時(shí)，每個(gè)控制器需要設(shè)定唯一的設(shè)備地址，交換消息時(shí)根據(jù)設(shè)備地址進(jìn)行響應(yīng)，確保一條指令對(duì)應(yīng)的設(shè)備是唯一的。Modbus協(xié)議查詢(xún)指令數(shù)據(jù)示例如表1所示。其中，數(shù)據(jù)均為16進(jìn)制，CRC錯(cuò)誤校驗(yàn)位高位在前、低位在后。

3．2上位機(jī)程序

本系統(tǒng)上位機(jī)程序采用Qt開(kāi)發(fā)，它是一款開(kāi)源的界面設(shè)計(jì)庫(kù)，使用C++類(lèi)編寫(xiě)。其最大特點(diǎn)是跨平臺(tái)，支持市面上所有主流平臺(tái)，如Windows、桌面Linux、嵌入式Linux、MacOS、Android等。用戶(hù)只需要編寫(xiě)一次代碼，就可以在不同平臺(tái)上進(jìn)行編譯、運(yùn)行，可移植性較好。在正式編寫(xiě)Qt代碼之前，需要在目標(biāo)平臺(tái)上搭建相應(yīng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，即本系統(tǒng)需要搭建適用于嵌入式Linux的Qt開(kāi)發(fā)環(huán)境，Qt版本為4．8．5。首先將Qt源代碼解壓，在其根目錄下執(zhí)行．/configure命令，對(duì)源碼進(jìn)行配置;然后執(zhí)行make和makeinstall命令編譯源碼，并安裝編譯好的庫(kù)文件到lib文件夾下;最后將這些庫(kù)文件拷貝到嵌入式平臺(tái)根目錄下的lib文件夾中，并為其增加export變量路徑:exportQTDIR=/usr/local/Trolltech/Qt－4．8．2exportPATH=/usr/local/Trolltech/Qt－4．8．2/bin:$PATHexportMANPATH=$QTDIR/man:$MANPATHexportLD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATH至此，Qt環(huán)境搭建完畢。嵌入式平臺(tái)用戶(hù)界面如圖2所示。上位機(jī)程序由查詢(xún)指令發(fā)送模塊、查詢(xún)指令接受模塊、控制指令發(fā)送模塊、歷史記錄生成模塊和通信控制模塊組成。對(duì)各模塊進(jìn)行獨(dú)立開(kāi)發(fā)，最后在主界面中采用多線(xiàn)程機(jī)制進(jìn)行結(jié)合，將各模塊分別放置在單獨(dú)線(xiàn)程中執(zhí)行，既確保了各模塊的獨(dú)立性，又提高了程序的安全性和總體的運(yùn)行效率。系統(tǒng)總體的軟件流程如圖3所示。系統(tǒng)啟動(dòng)后，會(huì)首先初始化硬件(內(nèi)部寄存器、串口等)和傳感器節(jié)點(diǎn)［6］。采集單元通過(guò)RS－485串行通信口與嵌入式設(shè)備進(jìn)行通信。本系統(tǒng)可以選擇手動(dòng)查詢(xún)模式或自動(dòng)查詢(xún)模式。安裝在ARM設(shè)備上的上位機(jī)程序能夠給數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送查詢(xún)或控制指令。當(dāng)發(fā)送查詢(xún)指令之后，采集單元會(huì)根據(jù)指令中包含的設(shè)備地址信息，匹配相應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)，并采集數(shù)據(jù);將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、打包，然后傳回上位機(jī)程序;上位機(jī)程序接收到數(shù)據(jù)之后，進(jìn)行分析、解包、處理，最終顯示到用戶(hù)界面上，同時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送控制指令之后，采集單元會(huì)把待設(shè)定的參數(shù)傳遞給控制單元，使其可以根據(jù)需求對(duì)加熱、加濕裝置進(jìn)行控制［7］。

4實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

為了驗(yàn)證系統(tǒng)的性能，將育苗架放置在室內(nèi)環(huán)境中，分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)記錄育苗架周邊環(huán)境的溫度、濕度數(shù)據(jù)。給育苗架分別設(shè)定一個(gè)溫度目標(biāo)值和濕度目標(biāo)值，每10min記錄一次育苗架內(nèi)的溫濕度情況。為保證精度，周邊環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)由小型氣象站采集。育苗架內(nèi)部的傳感器放置如下:每層分成4個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的中心放置1個(gè)溫度傳感器，傳感器距離每層頂部距離為20cm，用來(lái)采集溫度數(shù)據(jù);在育苗架內(nèi)同時(shí)放置1個(gè)濕度傳感器，用來(lái)采集濕度數(shù)據(jù)。育苗架內(nèi)部的加熱、加濕裝置放置如下:加熱裝置鋪在每層底部，使該層各部分可以均勻受熱，且加熱裝置下再鋪一層隔熱層，避免每層熱量相互串?dāng)_;加濕裝置安裝在每層的頂部，距離頂部5cm，采用360°雙向設(shè)計(jì)，保證可以對(duì)該層各部分進(jìn)行加濕。數(shù)據(jù)采集單元放置在苗架的外面，并且對(duì)苗架內(nèi)的連線(xiàn)進(jìn)行密封處理［8］。

4．1溫度控制實(shí)驗(yàn)

將苗架溫度目標(biāo)值設(shè)定為25℃，濕度不設(shè)定，連續(xù)采集6h并記錄數(shù)據(jù)，作出變化曲線(xiàn)圖。圖4為育苗架內(nèi)溫度曲線(xiàn)圖，圖中虛線(xiàn)為苗架外環(huán)境溫度變化曲線(xiàn)。

4．2濕度控制實(shí)驗(yàn)

將苗架濕度目標(biāo)值設(shè)定為40%Rh，溫度不設(shè)定，連續(xù)采集6h并記錄數(shù)據(jù)，做出變化曲線(xiàn)圖。圖5為濕度曲線(xiàn)圖，圖中虛線(xiàn)為苗架外濕度變化曲線(xiàn)。由兩次實(shí)驗(yàn)可知，在系統(tǒng)剛開(kāi)始工作的時(shí)候，不論苗架內(nèi)外的溫度還是濕度情況基本一致，各點(diǎn)的溫度情況處于混沌狀態(tài)，苗架內(nèi)的溫度和濕度都不等于設(shè)定值。隨著時(shí)間的推移，苗架內(nèi)各點(diǎn)的溫度均趨向于設(shè)定值(25℃)，濕度能維持在設(shè)定值(40%Rh)左右，且可以穩(wěn)定保持。

5結(jié)論

篇2

杏鮑菇在食用菌中屬于環(huán)境敏感型菌類(lèi)，由于中國(guó)南北方氣候的差異，不同地區(qū)栽培杏鮑菇所采取的調(diào)控策略也不相同［9］。因此，在以前學(xué)者對(duì)杏鮑菇栽培環(huán)境的研究基礎(chǔ)之上，結(jié)合寧夏彭陽(yáng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，探尋到杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)發(fā)育期環(huán)境因子調(diào)控的最佳范圍:溫度最佳點(diǎn)16℃，調(diào)節(jié)范圍15～17℃;濕度的調(diào)節(jié)點(diǎn)90%，調(diào)節(jié)范圍75%～95%;CO2濃度的最佳調(diào)節(jié)范圍1200×10－6～2500×10－6;光照度的最佳理論值為100lux。群落式杏鮑菇生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要是在單個(gè)菇棚環(huán)境監(jiān)控的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)四區(qū)域環(huán)境監(jiān)控，再以四區(qū)域監(jiān)控為一個(gè)控制單元，逐漸拓展單元數(shù)量;由上位機(jī)接收匯總各個(gè)控制單元發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)調(diào)控策略進(jìn)行調(diào)控，達(dá)到寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化示范基地出菇區(qū)112間杏鮑菇菇棚群落式監(jiān)控的目的。群落式和單棟溫室監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。系統(tǒng)底層利用溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器、光照度傳感器，將杏鮑菇菇棚內(nèi)的溫度、濕度、CO2濃度、光照度等模擬量環(huán)境因子轉(zhuǎn)變?yōu)?～5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào);通過(guò)AL－4AI4DO數(shù)據(jù)采集模塊將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，由RS485串口傳送到GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸模塊(DTU);再通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)，在上位機(jī)自主開(kāi)發(fā)的組態(tài)監(jiān)控界面中完成數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、超限報(bào)警等功能。根據(jù)杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)期間環(huán)境因子調(diào)控的上、下限值，由上位機(jī)經(jīng)過(guò)DTU無(wú)線(xiàn)發(fā)送開(kāi)關(guān)量信號(hào)給采集模塊的繼電器輸出接口，從而控制現(xiàn)場(chǎng)的S7－200PLC，使其繼電器線(xiàn)圈輸出狀態(tài)改變來(lái)控制執(zhí)行器工作，調(diào)控各個(gè)環(huán)境因子在需求范圍內(nèi)。

2系統(tǒng)硬件組成

2．1傳感器模塊

系統(tǒng)需要采集菇棚內(nèi)的溫度、濕度、CO2濃度、光照度這4個(gè)環(huán)境因子，所以選擇JWSL－3VB型溫濕度傳感器工作量程分別為0～50℃、0～100%RH，精度為±0．5℃、3%RH;LCO2－V1型CO2濃度傳感器工作量程為0～5000×10－6，精度為±30℃、10－6±5%;GZD－V1型光照度傳感器工作量程為0～1000lux;傳感器的輸出均為0～5V電壓信號(hào)。

2．2數(shù)據(jù)采集模塊

系統(tǒng)選用AL－4AI4DO經(jīng)濟(jì)實(shí)用型數(shù)據(jù)采集模塊。其集成了4路0～5V/0～20mA采集、4路繼電器輸出功能。采集接口分辨率12位，精度為±0．01V。繼電器接口為干接點(diǎn)輸出，觸點(diǎn)容量為5A/30VDC、5A/250VAC。模塊采用工業(yè)級(jí)STM32F10x單片機(jī)作為控制核心，配備兩路RS485接口，采用標(biāo)準(zhǔn)ModbusRTU通信協(xié)議，完成讀取4路采集數(shù)據(jù)、讀取或設(shè)置4路繼電器狀態(tài)等功能。

2．3無(wú)線(xiàn)通訊模塊

GPRS(通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱(chēng))是一種以GSM為基礎(chǔ)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，在基于電路交換方式的GSM網(wǎng)絡(luò)上增加了SGSN和GGSN等功能。GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)具有通訊速度快、持久在線(xiàn)性強(qiáng)、不受地域限制、延時(shí)短、成本低等特點(diǎn)［10－11］。系統(tǒng)選用COMWAYWG－8010GPRSDTU內(nèi)置工業(yè)級(jí)GPRS無(wú)線(xiàn)模塊，其提供標(biāo)準(zhǔn)的RS485數(shù)據(jù)接口，可以方便地連接AL－4AI4DO采集模塊，即可與服務(wù)器端通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)建立連接，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與采集模塊間數(shù)據(jù)的全透明傳輸。通過(guò)RS485數(shù)據(jù)接口，可以控制和協(xié)調(diào)多臺(tái)終端數(shù)據(jù)采集模塊與上位機(jī)通信。同時(shí)，如果需要維持雙向通信，必須設(shè)置GPRS－DTU定時(shí)發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)包，從而保持NAT端口映射。

2．4可編程控制器(PLC)

可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC(ProgrammableLogicCon-troller)，它是基于微處理器的通用工業(yè)控制裝置［12］。系統(tǒng)選用西門(mén)子公司的S7－200系列PLC，它具有極高的可靠性、強(qiáng)大的通信能力、較強(qiáng)的抗干擾能力和豐富的擴(kuò)展模塊。CPU選用的是S7－226CN，它集成了24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，最大可擴(kuò)展數(shù)字量I/O點(diǎn)為128點(diǎn)輸入/128點(diǎn)輸出，充分滿(mǎn)足了杏鮑菇溫室內(nèi)多點(diǎn)控制的需求。2．5電源模塊系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備對(duì)供電電源的要求不同:采集器使用12VDC供電電源，傳感器使用24VDC供電電源，DTU使用5V的供電電源。2．6執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收上位機(jī)發(fā)出的控制命令，通過(guò)S7－200PLC輸出端繼電器輸出，控制執(zhí)行器動(dòng)作。每間菇棚內(nèi)主要執(zhí)行器包括空調(diào)機(jī)、噴淋裝置、換氣扇及散光燈。其中，空調(diào)機(jī)組具備制冷、制熱等功能，自動(dòng)控制程度高，換氣扇分進(jìn)氣和排氣兩種安裝方式，杏鮑菇屬暗箱培養(yǎng)只需兩展散光燈。

3上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)監(jiān)控軟件處于監(jiān)控層，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制。系統(tǒng)的上位機(jī)為組態(tài)王King-View6．55，具有操作簡(jiǎn)單、功能齊全、豐富的圖形化設(shè)計(jì)資源、數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警設(shè)置以及報(bào)表顯示等功能，內(nèi)部提供與多種類(lèi)型硬件連接的接口［13］。系統(tǒng)通過(guò)建立DTU和AL－4AI4DO采集模塊連接，組態(tài)王和AL－4AI4DO采集模塊通訊，完成動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)交換，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。

3．1DTU與采集模塊的通訊

系統(tǒng)將DTU進(jìn)行初始化配置后，在DTU標(biāo)識(shí)的卡槽內(nèi)插入一張開(kāi)通GPRS流量的SIM卡，再通過(guò)RS－485線(xiàn)將DTU的串口與采集器串口連接，即可實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)向DTU的傳送。其中，系統(tǒng)采用全雙工方式傳輸模式的串行通訊，兩根數(shù)據(jù)線(xiàn)均可進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，發(fā)送和接收信息可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)，互不沖突。

3．2組態(tài)王與采集模塊的通訊

組態(tài)王通過(guò)虛擬串口與遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。AL－4AI4DO采集模塊在組態(tài)王中支持modbus(RTU)設(shè)備。首先，在組態(tài)王工程的COM口建立莫迪康PLC設(shè)備，設(shè)備地址必須與AL－4AI4DO采集模塊設(shè)置的地址保持一致，并設(shè)定COM口通訊參數(shù)。然后，在組態(tài)王軟件內(nèi)部將DTU虛擬接入上位機(jī)的串口，配置運(yùn)行DTU無(wú)線(xiàn)串口服務(wù)軟件，從而實(shí)現(xiàn)采集模塊與組態(tài)王之間的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

3．3數(shù)據(jù)采集功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)通過(guò)DTU無(wú)線(xiàn)通訊模塊經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)菇棚內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)傳，上位機(jī)接收、處理、儲(chǔ)存現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在上位機(jī)上必須事先運(yùn)行無(wú)線(xiàn)串口服務(wù)軟件，確保DTU處于online狀態(tài)。當(dāng)無(wú)線(xiàn)串口服務(wù)軟件的虛擬串口有數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)，軟件窗口中即能顯示數(shù)據(jù)收發(fā)的字節(jié)數(shù)。系統(tǒng)在單個(gè)菇棚監(jiān)控的基礎(chǔ)上將4個(gè)菇棚的數(shù)據(jù)采集模塊(AL－4DI4DO)采取并聯(lián)的方式，通過(guò)地址的不同選擇實(shí)現(xiàn)多對(duì)一的傳輸模式，利用上位機(jī)監(jiān)控軟件接收顯示所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)四區(qū)域環(huán)境監(jiān)控，并以拓?fù)涞姆绞綄⑵鋽U(kuò)展到整棟溫室，達(dá)到群落式遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。每一個(gè)采集模塊對(duì)應(yīng)每個(gè)菇棚內(nèi)的3類(lèi)傳感器，采集到的多路數(shù)據(jù)只用一個(gè)DTU無(wú)線(xiàn)串口進(jìn)行傳輸。4個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊并聯(lián)同一個(gè)無(wú)線(xiàn)串口，需要用軟件編程實(shí)現(xiàn)串口共享的方法，以12s為1個(gè)周期，將其劃分成4個(gè)時(shí)間段，每3s采集1次數(shù)據(jù)。采集模塊分時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示。

3．4PLC控制程序設(shè)計(jì)

結(jié)合寧夏南部山區(qū)的氣候特性和杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)期的最佳調(diào)控策略，需要對(duì)菇棚內(nèi)進(jìn)行降溫、升溫、增加濕度、通風(fēng)換氣、補(bǔ)充光照的調(diào)節(jié)。系統(tǒng)上位機(jī)的組態(tài)王軟件通過(guò)設(shè)定的程序?qū)Σ杉降膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)與環(huán)境因子的上下限值進(jìn)行比較，然后發(fā)出控制命令經(jīng)DTU無(wú)線(xiàn)傳給數(shù)據(jù)采集模塊的繼電器端口，控制現(xiàn)場(chǎng)的S7－200PLC工作，使相應(yīng)的執(zhí)行器動(dòng)作。菇棚內(nèi)的溫度過(guò)高時(shí)，控制空調(diào)制冷機(jī)工作;溫度過(guò)低時(shí)，控制空調(diào)加熱器工作;濕度過(guò)低時(shí)，控制噴淋裝置工作。由于杏鮑菇在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放CO2，使CO2濃度不斷升高，因此需控制CO2不超過(guò)規(guī)定的上限值。當(dāng)CO2超過(guò)上限時(shí)，通過(guò)控制換氣扇工作降低棚內(nèi)CO2濃度。同時(shí)，通過(guò)控制散光燈的開(kāi)關(guān)進(jìn)行光照補(bǔ)充?？刂瞥绦蛄鞒虉D如圖3所示。3．5組態(tài)王的監(jiān)控界面設(shè)計(jì)基于組態(tài)王豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、靈活的組態(tài)方式以及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的功能，設(shè)計(jì)了群落式杏鮑菇生長(zhǎng)環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，滿(mǎn)足了多間菇棚的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)顯示、參數(shù)調(diào)整、超限報(bào)警等設(shè)備調(diào)控的要求，提高了杏鮑菇生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度。系統(tǒng)部分監(jiān)控界面如圖4、圖5、圖6所示。

4系統(tǒng)運(yùn)行

系統(tǒng)在寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范基地進(jìn)行示范性推廣應(yīng)用。該示范基地占地33．3hm2，對(duì)其中生產(chǎn)杏鮑菇的112間菇棚進(jìn)行群落式無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用試驗(yàn)。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)是可行的，性能穩(wěn)定可靠，監(jiān)測(cè)精度高，能夠?qū)崟r(shí)與上位機(jī)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊，實(shí)現(xiàn)了菇棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，且設(shè)備調(diào)控平穩(wěn)準(zhǔn)確，達(dá)到了群落式無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。如圖7所示，選取2013年9月正處在出菇期的某間杏鮑菇菇棚8:00－16:00的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采集頻率30min。從數(shù)據(jù)曲線(xiàn)可以直觀地看到，系統(tǒng)運(yùn)行正常且穩(wěn)定，能夠依據(jù)調(diào)控策略調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)保持在杏鮑菇子實(shí)體發(fā)育期需求的范圍內(nèi)，綜合應(yīng)用效果良好。

5結(jié)論

篇3

1.1通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件適當(dāng)修改實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件具有修改服務(wù)器軟件與程序功能。當(dāng)在其中嵌入特殊信息則具有過(guò)濾功能，從而可以對(duì)設(shè)定信息內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)與過(guò)濾。

1.2通過(guò)服務(wù)器技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)控與過(guò)濾

服務(wù)器集群的監(jiān)控與過(guò)濾，屬于規(guī)則過(guò)濾技術(shù)。許多網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)使用這一技術(shù)充當(dāng)防火墻。當(dāng)信息流進(jìn)入proxy后，需要過(guò)濾器過(guò)濾才能轉(zhuǎn)發(fā)；依照服務(wù)器集群中的規(guī)則要求過(guò)濾“非法”信息，將合法信息轉(zhuǎn)發(fā)至用戶(hù)。

1.3通過(guò)Sniffer實(shí)現(xiàn)路由器報(bào)文捕獲功能

與前兩種監(jiān)控技術(shù)相比，Sniffer信息監(jiān)控技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能不產(chǎn)生任何影響。只需在邊界路由器上設(shè)置一至多個(gè)監(jiān)聽(tīng)端口，就能捕獲所有途經(jīng)報(bào)文。目前許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持此類(lèi)功能，通過(guò)端口映射獲取交換機(jī)上的數(shù)據(jù)。

2、網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)的思路

設(shè)計(jì)思路從3個(gè)層面進(jìn)行：一是在采用探針技術(shù)或sniffer技術(shù)，對(duì)鏈路層、途經(jīng)邊界路由器上的所有報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲。二是使用TCP/IP協(xié)議軟件方式，在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包處理。

（1）對(duì)分片報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行IP重組，使其成為完整的IP報(bào)文；

（2）對(duì)TCP層報(bào)文進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，使其成為傳輸原始內(nèi)容數(shù)據(jù)；

（3）根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行具體還原數(shù)據(jù)分析。三是對(duì)還原數(shù)據(jù)進(jìn)行特征關(guān)鍵字匹配過(guò)濾。

3、網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)采集的結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)有兩種：一種是類(lèi)似防火墻功能的邊界路由器與內(nèi)網(wǎng)間的監(jiān)控主機(jī)，由其檢測(cè)、攔截所有進(jìn)出數(shù)據(jù)包，但此類(lèi)采集方法容易影響網(wǎng)速、帶寬等性能；另一種是Sniffer監(jiān)聽(tīng)方式，該方式有傳統(tǒng)、現(xiàn)代方式兩種。傳統(tǒng)方式將主機(jī)網(wǎng)卡設(shè)置成了接收局域網(wǎng)報(bào)文的混雜模式，現(xiàn)代方式是對(duì)網(wǎng)絡(luò)原有設(shè)置不做任何變動(dòng)，使用支持探針技術(shù)的交換機(jī)端口映射技術(shù)實(shí)施監(jiān)聽(tīng)，這樣對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬無(wú)影響，即使在監(jiān)控主機(jī)出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)正?；顒?dòng)也無(wú)影響。如圖1（網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖）所示，系統(tǒng)為支持探針技術(shù)的Sniffer監(jiān)聽(tīng)方式。它采用交換機(jī)映射端口轉(zhuǎn)發(fā)途經(jīng)數(shù)據(jù)包，主機(jī)網(wǎng)卡為混雜模式，專(zhuān)門(mén)用于接收被轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。但由于在高速環(huán)境下主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)包重組、監(jiān)測(cè)，負(fù)載過(guò)重，數(shù)據(jù)丟失率較高。所以在數(shù)據(jù)處理與信息監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)上，需采用分布式集群結(jié)構(gòu)以達(dá)到均衡負(fù)載的目的。交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)接收機(jī)負(fù)責(zé)接收，接收后轉(zhuǎn)發(fā)給集群中各機(jī)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與信息監(jiān)測(cè)。這種分布式集群結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比較，具有系統(tǒng)可擴(kuò)充性等優(yōu)點(diǎn)，更能滿(mǎn)足多協(xié)議信息監(jiān)控的需要。

4、網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息監(jiān)控平臺(tái)模塊功能的實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息監(jiān)控的本質(zhì)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)施監(jiān)查與對(duì)比，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的目的。要使每個(gè)數(shù)據(jù)包都接受監(jiān)查，就必須將流經(jīng)數(shù)據(jù)截留下來(lái)，因此，怎樣快速、高效地截獲數(shù)據(jù)包是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。截獲后，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，應(yīng)用還原技術(shù)進(jìn)行比對(duì)，只有通過(guò)信息監(jiān)控策略與模式匹配算法，最后才能實(shí)現(xiàn)信息有效監(jiān)控。系統(tǒng)監(jiān)控功能由以下模塊實(shí)現(xiàn)。

4.1網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕獲的實(shí)現(xiàn)

對(duì)網(wǎng)絡(luò)底層信息實(shí)施監(jiān)聽(tīng)，一是利用以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的廣播特性來(lái)實(shí)現(xiàn)，二是通過(guò)設(shè)置路由器監(jiān)聽(tīng)端口來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩種方式（方法）分別應(yīng)用于不同的工作情況。

4.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析與實(shí)現(xiàn)

進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析，先應(yīng)將符合截獲要求的數(shù)據(jù)截獲，并濾掉有關(guān)不需要的數(shù)據(jù)報(bào)本機(jī)，后應(yīng)在與其連接源端及目的端均無(wú)TCP連接的情況下，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的TCP/IP協(xié)議組。這實(shí)際上是數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀的問(wèn)題。因?yàn)橐粋€(gè)完整的物理層以太幀的組成有4部分：一是頭部，是以太網(wǎng)原始MAC地址頭；二是IP數(shù)據(jù)報(bào)頭；三是TCP/UDP數(shù)據(jù)報(bào)頭，四是實(shí)際數(shù)據(jù)。

4.3網(wǎng)絡(luò)TCP還原的實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)TCP還原的方法與IP重組的方法類(lèi)似，即對(duì)接受的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分析處理，如屬同一TCP連接，則要先用同一排序樹(shù)按數(shù)據(jù)報(bào)的Sequence排序起來(lái)，而后遍歷這一排序樹(shù)就能實(shí)現(xiàn)TCP還原。實(shí)現(xiàn)TCP還原的過(guò)程，即是對(duì)iptree遍歷，對(duì)IP數(shù)據(jù)報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行還原的過(guò)程。通過(guò)報(bào)文分析，從還原結(jié)果中可監(jiān)測(cè)到在進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲時(shí)，客戶(hù)端、服務(wù)端之間命令的使用情況。

4.4網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的分析

4.4.1HTTP協(xié)議的分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就要瀏覽一個(gè)網(wǎng)頁(yè)，建立多個(gè)連接。為此，選定哪個(gè)網(wǎng)頁(yè)、哪些連接，傳送哪些內(nèi)容，就成了HTTP還原的核心。HTTP的分析設(shè)計(jì)如下：

（1）端口局部性與單調(diào)遞增性。從客戶(hù)端瀏覽器向Http服務(wù)器發(fā)出第一個(gè)請(qǐng)求指令開(kāi)始，服務(wù)器為后續(xù)連接分配的端口號(hào)是單調(diào)遞增的，且具有局部性，端口號(hào)相對(duì)連續(xù)，偶爾有跳躍。

（2）模塊原始數(shù)據(jù)的組織方式。模塊原始數(shù)據(jù)來(lái)源于TCP／IP協(xié)議模塊的還原結(jié)果。為表示端口號(hào)，數(shù)據(jù)文件命名體現(xiàn)了源端口號(hào)、目的端口號(hào)、源IP地址、目的IP地址連接的四元組，這正是一個(gè)網(wǎng)頁(yè)必備的基本信息。

（3）合成網(wǎng)頁(yè)的處理時(shí)間窗口。在合成一個(gè)網(wǎng)頁(yè)時(shí)，如遇無(wú)效文件存在，在一定時(shí)間內(nèi)要?jiǎng)h除以加快處理時(shí)間，這樣不免形成一個(gè)處理時(shí)間的窗口。在時(shí)間窗口的一定時(shí)間內(nèi)：一要確定哪些連接(傳送的內(nèi)容)可以合成；二要盡量還原網(wǎng)頁(yè)所需全部資源；三要將還原網(wǎng)頁(yè)盡快寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

4.4.2Smtp、Pop3協(xié)議分析

（1）Smtp協(xié)議分析。監(jiān)聽(tīng)郵件時(shí)，需對(duì)郵件內(nèi)容進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)到Smtp的“Data”的命令報(bào)文時(shí)，對(duì)其后的數(shù)據(jù)就要進(jìn)行捕獲，從而獲取發(fā)送郵件數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)語(yǔ)法分析、編碼部分解碼，以致獲得整個(gè)郵件的相關(guān)信息。

（2）Pop3協(xié)議分析。在Pop3協(xié)議分析時(shí)，要重點(diǎn)考慮Retr命令，這是因?yàn)镽etr命令的出現(xiàn)代表著協(xié)議狀態(tài)階段進(jìn)入了數(shù)據(jù)傳送階段。接下來(lái)，對(duì)其后數(shù)據(jù)包分析，就可獲得用戶(hù)完整郵件數(shù)據(jù)。

5、網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息監(jiān)控服務(wù)機(jī)制的創(chuàng)新

網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)除在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新外，還應(yīng)通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理學(xué)、政治學(xué)、傳播學(xué)、社會(huì)學(xué)等多學(xué)科交融理論推動(dòng)服務(wù)機(jī)制的創(chuàng)新。

（1）以思想政治教育為先導(dǎo)，完善在線(xiàn)文化信息監(jiān)控與引導(dǎo)工作機(jī)制，進(jìn)一步提高在線(xiàn)文化信息監(jiān)控服務(wù)的科學(xué)性和有效性，切實(shí)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)文化信息的“正能量”的輻射力、吸引力和感染力。首先要不斷倡導(dǎo)網(wǎng)民積極傳播健康信息，自覺(jué)抵制有害信息、網(wǎng)絡(luò)濫用行為和低俗之風(fēng)。其次要加強(qiáng)管控措施，發(fā)現(xiàn)有害信息及時(shí)報(bào)告、立即刪除或圍繞社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)、焦點(diǎn)問(wèn)題，主動(dòng)撰寫(xiě)貼文，吸引網(wǎng)民點(diǎn)擊和跟貼，弘揚(yáng)網(wǎng)絡(luò)文化正氣。再次要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)文化信息宣傳與評(píng)論工作隊(duì)伍，搶占網(wǎng)絡(luò)文化信息陣地，針對(duì)各種危急情況，第一時(shí)間進(jìn)行正確引導(dǎo)和疏通，最大程度地減少負(fù)面效力。

（2）以敏感信息和輿情疏導(dǎo)治理為抓手，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息分析與甄別工作機(jī)制，準(zhǔn)確把握網(wǎng)絡(luò)信息整體動(dòng)態(tài)，敏銳捕捉傾向性、群體性的信息和輿情危機(jī)苗頭，提高網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息應(yīng)對(duì)服務(wù)的及時(shí)性和針對(duì)性。首先，要加強(qiáng)IP地址管理，建立IP地址分配使用逐級(jí)責(zé)任制和用戶(hù)實(shí)名信息登記制度，保證所有文化活動(dòng)的信息能夠?qū)崿F(xiàn)“溯前追查”。其次，通過(guò)認(rèn)真分析敏感和輿情信息產(chǎn)生的原因、發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)人們思想的影響，準(zhǔn)確把握網(wǎng)群動(dòng)態(tài)，敏銳捕捉危機(jī)苗頭。第三，通過(guò)分析與甄別工作，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)文化活動(dòng)重點(diǎn)部位、重點(diǎn)人員、重點(diǎn)方向、重點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)注，提高網(wǎng)民思想政治教育工作的針對(duì)性和時(shí)效性。

（3）以開(kāi)發(fā)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)統(tǒng)計(jì)工具為支撐，建立網(wǎng)絡(luò)文化信息收集和反饋工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)收集工作的即時(shí)化、經(jīng)常化和全面化，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)文化信息監(jiān)控服務(wù)機(jī)制的效能和水平。在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)文化信息監(jiān)控機(jī)制過(guò)程中，應(yīng)調(diào)查掌握現(xiàn)代網(wǎng)民從事網(wǎng)絡(luò)文化活動(dòng)的基本特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)信息收集工作的常態(tài)化。形成統(tǒng)一協(xié)調(diào)、反應(yīng)靈敏、高效暢通的網(wǎng)絡(luò)文化信息收集反饋機(jī)制，尤其在國(guó)內(nèi)外發(fā)生重大事件的重要敏感時(shí)期，要做到不斷線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)文化信息搜集和管控工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)應(yīng)對(duì)。

6、結(jié)束語(yǔ)

篇4

1．自覺(jué)向民族傳統(tǒng)文化回歸

中國(guó)的現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)需要建立在民族文化、民族風(fēng)格的基礎(chǔ)上，因此必須重視向民間藝術(shù)學(xué)習(xí)，堅(jiān)信中華民族文化傳統(tǒng)的主流在民間。所以在城市空間設(shè)計(jì)中，要通過(guò)對(duì)環(huán)境的理解，對(duì)傳統(tǒng)的認(rèn)知，自覺(jué)地借鑒，而不是直接挪用。中國(guó)傳統(tǒng)民間藝術(shù)形式變化萬(wàn)千、風(fēng)格種類(lèi)異彩紛呈，凝聚了中華民族幾千年的智慧精華，也傳承了中華民族特有的藝術(shù)精神，值得當(dāng)代城市設(shè)計(jì)師深入學(xué)習(xí)和研究。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，通過(guò)元素剝離、創(chuàng)意整合和情感傳達(dá)，特別是與新技術(shù)巧妙融合，就能創(chuàng)造出獨(dú)具中國(guó)特色的現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)作品。當(dāng)然，這需要一個(gè)過(guò)程，要靠城市設(shè)計(jì)師與民間藝術(shù)大師、民間藝術(shù)教育人才的融合。所以說(shuō)，城市設(shè)計(jì)師必須以民間藝術(shù)為基礎(chǔ)，重視向傳統(tǒng)民間藝術(shù)學(xué)習(xí)，只有親身體會(huì)這筆文化遺產(chǎn)的魅力所在，了解傳統(tǒng)民間藝術(shù)中所蘊(yùn)含的深厚的民族本源文化、本源哲學(xué)、本源藝術(shù)的基因，以及多姿多彩的具有生命活力的民族語(yǔ)言形態(tài)，才會(huì)對(duì)它加以自覺(jué)應(yīng)用［2］。

2．傳統(tǒng)民間藝術(shù)語(yǔ)言

現(xiàn)代化現(xiàn)代城市空間越來(lái)越相似，傳統(tǒng)特色逐漸消褪，因此如何保持城市的獨(dú)特氣質(zhì)就成為十分迫切的問(wèn)題。傳統(tǒng)民間藝術(shù)語(yǔ)言體現(xiàn)了獨(dú)特的審美傳統(tǒng)，蘊(yùn)含著深厚的精神文化內(nèi)涵，將其作為城市空間設(shè)計(jì)的思想源泉，在城市空間中直接或間接地運(yùn)用，對(duì)強(qiáng)調(diào)和延續(xù)歷史文脈有著重要意義。但是，源于自然崇拜的原始文化的民間藝術(shù)，所代表的是不同于現(xiàn)代文化的農(nóng)耕文明，它雖有著特定的社會(huì)基礎(chǔ)，但其中也有不適合現(xiàn)代生活方式、不符合現(xiàn)代審美、倫理觀的地方，這樣就限制了其在當(dāng)代城市設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用。有些民間藝術(shù)圖式如果不經(jīng)過(guò)調(diào)整、創(chuàng)新，就很難為現(xiàn)代社會(huì)所接受，因而應(yīng)用時(shí)不能簡(jiǎn)單、機(jī)械地復(fù)制、拼貼，而應(yīng)該在理解其文化含義的基礎(chǔ)上，取其精髓，去其糟粕，使其藝術(shù)語(yǔ)言現(xiàn)代化，為當(dāng)代大眾所認(rèn)同并接受。中國(guó)傳統(tǒng)民間藝術(shù)的很多內(nèi)容和形式有相對(duì)的穩(wěn)定性及程式化特征，在藝術(shù)認(rèn)知上有更為直接的優(yōu)勢(shì)，因而是可以應(yīng)用到城市空間設(shè)計(jì)中的。其應(yīng)用方式有兩種，第一種是物品本身、題材、造型及藝術(shù)手法的直接運(yùn)用;第二種是間接運(yùn)用，即可以從民間藝術(shù)的形、色、質(zhì)等方面著手，進(jìn)行形的簡(jiǎn)化與再造、色彩的沿用與重組以及材料的選用與更新等，來(lái)再現(xiàn)或表現(xiàn)民間藝術(shù)。在城市空間設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師要將傳統(tǒng)文化經(jīng)過(guò)現(xiàn)代設(shè)計(jì)思維的選擇與消化，融入到現(xiàn)代設(shè)計(jì)之中，這樣，民間藝術(shù)元素才可能真正發(fā)揮它的藝術(shù)價(jià)值，作為一種新的視覺(jué)傳遞語(yǔ)言，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中重現(xiàn)生機(jī)。

3．在社會(huì)場(chǎng)域上的對(duì)接雖然城市空間設(shè)計(jì)

一直以來(lái)都以較快的速度發(fā)展，但在當(dāng)代，與公眾聯(lián)系緊密的傳統(tǒng)民間藝術(shù)才逐漸走進(jìn)人們的生活之中。民間藝術(shù)形式以合理、合情的方式融于城市開(kāi)放空間中，其較大的輻射面和難以抗拒的視覺(jué)沖擊力，使與它發(fā)生接觸的人都會(huì)或多或少地接受它傳達(dá)的信息，從而在心中產(chǎn)生一種熟悉的、能產(chǎn)生共鳴的集體性的感受。為城市居民營(yíng)造一種心理歸屬感，滿(mǎn)足社會(huì)心理情感的需要，可以使城市居民對(duì)城市產(chǎn)生心理依賴(lài)感，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生身份認(rèn)同、心理認(rèn)同，直至文化認(rèn)同。另外，當(dāng)代城市空間設(shè)計(jì)追求綠色生存空間，提倡低碳設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)民間藝術(shù)如陶藝、編織等，其原生態(tài)性契合了當(dāng)代城市設(shè)計(jì)的需求。在設(shè)計(jì)中，對(duì)民間藝術(shù)中傳統(tǒng)的工藝、材料和形式的毫無(wú)偏見(jiàn)的借鑒，體現(xiàn)出了強(qiáng)烈的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，同時(shí)也體現(xiàn)出了一種社會(huì)的進(jìn)步，因而是一種設(shè)計(jì)倫理和設(shè)計(jì)道德的體現(xiàn)。傳統(tǒng)民間藝術(shù)一旦融入城市空間藝術(shù)中，就會(huì)逐漸走進(jìn)人們的生活，其審美對(duì)象就會(huì)直指社會(huì)公眾，就會(huì)以公眾的精神需要為目的，以公眾的審美評(píng)價(jià)為借鑒，生存于公眾之間。這就使得公眾對(duì)自己生活的公共空間藝術(shù)享有話(huà)語(yǔ)權(quán)，同時(shí)享有藝術(shù)創(chuàng)作的參與權(quán)，從而提高了社區(qū)居民的和諧氛圍，促進(jìn)了社會(huì)和諧。

二、傳統(tǒng)民間藝術(shù)在城市空間設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

1．城市空間墻面藝術(shù)與傳統(tǒng)民間藝術(shù)

傳統(tǒng)民間藝術(shù)的民間性和貼近生活的特點(diǎn)，迎合了城市特色營(yíng)造的需要。城市空間的墻面圍合成居民生活的空間，在城市空間的墻面上揉進(jìn)諸多傳統(tǒng)民間圖式元素，可以體現(xiàn)城市的獨(dú)特個(gè)性和其融合性。同時(shí)，利用民間藝術(shù)形式改造城市建筑墻面，可以增加建筑的歷史、藝術(shù)價(jià)值，也將提升整個(gè)城市的藝術(shù)品位。墻面藝術(shù)的豐富多彩使城市居民在街道上除了廣告外，有可看的內(nèi)容，也可彰顯該城市與其它城市的差異。同時(shí)，融入傳統(tǒng)民間藝術(shù)的城市墻面，除提升城市形象外，也能滿(mǎn)足城市公眾的精神需求。如高雄駁二藝術(shù)特區(qū)中的墻面設(shè)計(jì)借鑒了民間皮影和鄉(xiāng)土繪畫(huà)，使原本廢棄的墻面換上了新妝，煥發(fā)了新的生命。同時(shí)，建筑室內(nèi)墻面設(shè)計(jì)也常常采用民間藝術(shù)元素來(lái)活躍空間氛圍，提升空間親和力。譬如大連甘井子實(shí)驗(yàn)小學(xué)的教學(xué)樓設(shè)計(jì)，局部采用了民間藝術(shù)元素，將傳統(tǒng)紅燈籠懸掛在大門(mén)入口的過(guò)廳天花板上，每盞燈籠上面都有不同的兩個(gè)字，比如“幽默”、“溫柔”、“愛(ài)笑”、“漂亮”、“耐心”、“善良”、“公平”等。這種設(shè)計(jì)既體現(xiàn)了藝術(shù)文化特色，又具有親切感和歷史厚重性，深得家長(zhǎng)、老師、孩子們的喜愛(ài)。

2．當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)民間藝術(shù)

篇5

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基于Cortex—A9的智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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篇6

摘要：火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為當(dāng)前各類(lèi)建筑中設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，是建筑防火安全體系的核心與消防系統(tǒng)集成的關(guān)鍵。但由于其自身特點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易受環(huán)境影響、故障率偏高等很多影響可靠性的因素的存在大大削減了系統(tǒng)本應(yīng)具有的監(jiān)控能力，因此需要通過(guò)一定的評(píng)定手段來(lái)進(jìn)一步提高火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的誤報(bào)率，防止控制誤啟動(dòng)。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)； 層次分析法； 可靠性

1引言

1.1 研究的背景和意義

根據(jù)可靠性理論，可靠性分析的前提是確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116-1998）規(guī)定，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般由火災(zāi)探測(cè)器、輸入輸出模塊、各類(lèi)火災(zāi)報(bào)警控制器和消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備等共同構(gòu)成。通過(guò)結(jié)合故障樹(shù)分析法與層次分析法建立合適的數(shù)學(xué)模型對(duì)其可靠性進(jìn)行評(píng)定可以有效地分析火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障的因素的主次關(guān)系，從而可以提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，以針對(duì)不同的實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，保證在節(jié)約成本省時(shí)省力的前提下達(dá)到火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)最佳工作狀態(tài)。

1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家已把可靠性技術(shù)和全面質(zhì)量管理緊密地集合起來(lái)，有力的提高了產(chǎn)品的可靠性水平。在火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，一般由火災(zāi)探測(cè)器和報(bào)警控制器來(lái)完成火災(zāi)探測(cè)功能?；馂?zāi)探測(cè)技術(shù)是傳感技術(shù)和火災(zāi)探測(cè)算法相互結(jié)合的產(chǎn)物，其實(shí)質(zhì)是將火災(zāi)中出現(xiàn)的物理特征，利用傳感器進(jìn)行接收，將其變?yōu)橐子谔幚淼奈锢砹?，通過(guò)火災(zāi)探測(cè)算法判斷火災(zāi)是否發(fā)生?；馂?zāi)探測(cè)器是探測(cè)和預(yù)報(bào)火災(zāi)的信息源頭，其靈敏度、可靠性、響應(yīng)速度、抗干擾能力、誤報(bào)率的高低直接決定了火災(zāi)探測(cè)和預(yù)報(bào)的成敗。美國(guó)在可靠性的理論研究及工業(yè)應(yīng)用方面堪稱(chēng)是代表。

在我國(guó)，最早是由電子工業(yè)部門(mén)開(kāi)始可靠性工作的，在60年代初進(jìn)行了有關(guān)可靠性評(píng)估的開(kāi)拓性工作。我國(guó)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)起步較發(fā)達(dá)國(guó)家晚幾十年，在此方面所進(jìn)的可靠性分析也相對(duì)要晚。早前中國(guó)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與日本國(guó)立消防研究院共同合作，在合合肥完成了迄今國(guó)際上最大規(guī)模的火陣列羽流與火旋風(fēng)實(shí)驗(yàn)，這也標(biāo)志著中國(guó)火災(zāi)科學(xué)研究已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。但同國(guó)外相比，還是存在一定差距，主要表現(xiàn)在可靠性、穩(wěn)定性差，未能很好的解決探測(cè)器靈敏度和誤報(bào)率之間的矛盾等。同時(shí)還需要發(fā)展新的火災(zāi)判定依據(jù)、新的火災(zāi)識(shí)別模式和基于此的火災(zāi)探測(cè)器或復(fù)合探測(cè)器。同時(shí)向智能化方向發(fā)展，與各種新技術(shù)相結(jié)合發(fā)展，以提高系統(tǒng)的可靠性。

1.3論文研究的內(nèi)容、目的

火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是以火災(zāi)為監(jiān)控對(duì)象，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火情，并采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)，及時(shí)采取滅火、疏散等措施，最大限度地降低因火災(zāi)帶來(lái)的損失，因此對(duì)其進(jìn)行可靠性分析非常重要。根據(jù)可靠性理論，可靠性分析的前提是確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，決定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是部件，即探測(cè)器的選型。本課題主要是通過(guò)建立合適的數(shù)學(xué)模型對(duì)其可靠性進(jìn)行評(píng)定可以有效地分析火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，針對(duì)不同的實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，以保證在節(jié)約成本省時(shí)省力的前提下達(dá)到火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)最佳工作狀態(tài)。

2可靠性方法

2.1可靠性簡(jiǎn)介

可靠性是一門(mén)新興的工程學(xué)科。近年來(lái)，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家已把可靠性技術(shù)和全面質(zhì)量管理緊密地集合起來(lái)，有力的提高了產(chǎn)品的可靠性水平?？煽啃缘脑u(píng)價(jià)可以使用概率指標(biāo)或時(shí)間指標(biāo)，這些指標(biāo)有：可靠度、失效率、平均無(wú)故障工作時(shí)間、平均失效前時(shí)間、有效度等?？煽啃允桥c電子工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)的，電子產(chǎn)品的復(fù)雜程度在不斷增加，電子設(shè)備的使用環(huán)境日益嚴(yán)酷導(dǎo)致產(chǎn)品失效的可能性增大，電子設(shè)備的裝置密度不斷增加，可靠性已經(jīng)列為產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標(biāo)加以考核和檢驗(yàn)。

2.2可靠性分析步驟及方法

可靠性問(wèn)題有它本身的結(jié)構(gòu)，且反過(guò)來(lái)刺激了概率論中一些新領(lǐng)域的發(fā)展。因此，可靠性數(shù)學(xué)成了應(yīng)用概率和應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的一個(gè)重要分支。同時(shí)，在可靠性的研究中，又與決策問(wèn)題和各種最優(yōu)化問(wèn)題有緊密的關(guān)系，這又決定了可靠性數(shù)學(xué)又是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)重要分支?？煽啃缘姆治霾襟E主要可分為：確定可靠性目標(biāo)、可靠性數(shù)據(jù)采集、選擇方案分析、可靠性評(píng)審。

火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性分析問(wèn)題是一個(gè)多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的復(fù)雜決策問(wèn)題，分析應(yīng)從多個(gè)角度進(jìn)行，同時(shí)也應(yīng)建立較強(qiáng)的層次關(guān)系。根據(jù)以上列出的方法的使用范圍和特點(diǎn)，較合適的方法有模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法及故障樹(shù)法，具體選用哪種方法要綜合考慮分析的過(guò)程。

3火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能分析

3.1火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成及工作原理

火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是以火災(zāi)為監(jiān)控對(duì)象，根據(jù)防火要求和特點(diǎn)而設(shè)計(jì)、構(gòu)成和工作的，是一種及時(shí)發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火情，并采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)而設(shè)置在建筑物中或其他場(chǎng)所的自動(dòng)消防設(shè)施。火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可提高建筑物中或其他場(chǎng)所的防災(zāi)自救能力，是將火災(zāi)消滅在萌發(fā)狀態(tài)，最大限度地減少火災(zāi)危害的有力工具。一般由火災(zāi)探測(cè)器、輸入輸出模塊、各類(lèi)火災(zāi)報(bào)警控制器和消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備等共同構(gòu)成，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)被保護(hù)對(duì)象的特點(diǎn)和要求，綜合考慮建筑物的規(guī)模性質(zhì)、火災(zāi)荷載、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救的難易程度、火災(zāi)事故的可能后果等因素，確定相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)形成并完成設(shè)備配套。

3.2火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)故障原因分析

由于火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成復(fù)雜，因此對(duì)其危險(xiǎn)性分級(jí)也較困難，筆者此次制作了一份針對(duì)消防安全重點(diǎn)單位火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的調(diào)查問(wèn)卷，對(duì)象是實(shí)習(xí)所在城市張家界市所有消防安全重點(diǎn)單位，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的形式綜合考察單位現(xiàn)有火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主次因素從而實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)性分級(jí)。調(diào)查問(wèn)卷從火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)自身硬件故障、外界干擾因素及管理因素等方面出發(fā)，綜合考察了火災(zāi)探測(cè)器、輸入輸出模塊、各類(lèi)火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備、電源、線(xiàn)路等硬件設(shè)施工作狀態(tài)及用后維護(hù)、管理以及人員值班管理等各方面的基本情況，從而作為衡量火災(zāi)危險(xiǎn)性分級(jí)的一部分依據(jù)。

4提高火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的方法

4.1硬件設(shè)備方面

為提高火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，則需要優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高硬件質(zhì)量并加強(qiáng)維護(hù)，總體說(shuō)來(lái)要從硬件選型、施工、維修各方面嚴(yán)要求。

4.2管理方面

管理方面，合理處理好人與機(jī)和環(huán)境的接口，提高人員素質(zhì)是必需。在火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后，用戶(hù)應(yīng)將設(shè)計(jì)、施工、安裝單位移交的有關(guān)系統(tǒng)的施工圖紙和技術(shù)資料，安裝中的技術(shù)記錄、系統(tǒng)各部分的測(cè)試記錄、調(diào)試開(kāi)通報(bào)告、竣工驗(yàn)收情況報(bào)告等加以整理，建立技術(shù)檔案，妥善保管，以備查詢(xún)。同時(shí)，還應(yīng)建立相應(yīng)的操作規(guī)程、值班人員職責(zé)、值班記錄、顯示系統(tǒng)在所保護(hù)建筑物內(nèi)位置的平面圖或模擬圖、系統(tǒng)運(yùn)行登記表、設(shè)備維修記錄等，以使管理人員在工作中有章可循。

5結(jié)論

本文研究了可靠性分析的方法，結(jié)合火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成和主要功能，依據(jù)各類(lèi)規(guī)范建立了影響火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性因素故障樹(shù)層次關(guān)系，在指標(biāo)選取、評(píng)價(jià)模型構(gòu)建、軟件分析計(jì)算等一系列過(guò)程中，得到了以下幾方面結(jié)論：

（1）構(gòu)建了影響火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性因素故障樹(shù)層次關(guān)系。

（2）計(jì)算分析后所得結(jié)果表明：影響火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的因素中，管理因素占主導(dǎo)，其次則為硬件設(shè)備故障與外界環(huán)境干擾。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

【關(guān)鍵詞】隧道；通風(fēng)監(jiān)控；組態(tài)軟件；PLC

隧道是一個(gè)相對(duì)封閉的區(qū)域，自然風(fēng)和交通風(fēng)無(wú)法完成隧道內(nèi)空氣的轉(zhuǎn)換。當(dāng)CO濃度很大時(shí)，會(huì)危及人的身體；煙霧粉塵則會(huì)給駕駛員的視野造成障礙，增大了交通事故的發(fā)生概率。所以必須采取機(jī)械通風(fēng)方式，有效及時(shí)地排出隧道內(nèi)的有害物質(zhì)，降低空氣的污染程度。尤其在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故或者火災(zāi)的特殊情況下，機(jī)械通風(fēng)就越發(fā)顯得重要。因此在隧道中建立通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)意義十分重大。

1.通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

隧道通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)、CO/VI檢測(cè)器、風(fēng)向風(fēng)速檢測(cè)器、風(fēng)機(jī)和區(qū)域控制器等組成。

1.1 監(jiān)控中心上位機(jī)

此隧道監(jiān)控系統(tǒng)軟件的上位機(jī)系統(tǒng)是利用北京三維力控公司的Forcecontrol 6.1組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。上位機(jī)可以發(fā)出指令給區(qū)域控制器，以便來(lái)控制隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)備，也可以接受區(qū)域控制器的數(shù)據(jù)來(lái)分析和處理。

1.2 CO/VI檢測(cè)器

CO/VI檢測(cè)器由一氧化碳/能見(jiàn)度檢測(cè)探頭、評(píng)價(jià)控制單元、安裝支架、連接電纜等部分組成。一氧化碳檢測(cè)采用的是非擴(kuò)散檢測(cè)紅外波段中的一定波長(zhǎng)對(duì)非對(duì)稱(chēng)分子吸收能力的變化值（即δ值），再變換成電流的變量，把這一變量又用數(shù)字信號(hào)傳至隧道監(jiān)控室中心計(jì)算機(jī)并顯示出來(lái)[1]。能見(jiàn)度測(cè)量是通過(guò)另一分離通道，由發(fā)射/接收單元發(fā)射光波，通過(guò)10米測(cè)量通道到達(dá)反射單元，反射光再經(jīng)原來(lái)的10米測(cè)量路徑反射到發(fā)射/接受單元，光束經(jīng)過(guò)衰減，得到的信號(hào)經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)控制單元處理為測(cè)量值，就是能見(jiàn)度檢測(cè)值。

1.3 風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器

風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器采用超聲波的原理測(cè)量隧道的環(huán)境溫度和風(fēng)速風(fēng)向，由二個(gè)超聲波發(fā)射/接受單元、數(shù)據(jù)處理評(píng)價(jià)單元、安裝支架、連接電纜等部分組成，具有現(xiàn)場(chǎng)顯示功能。

1.4 區(qū)域控制器

此次設(shè)計(jì)下位機(jī)的區(qū)域控制器采用honeywell高性能可編程控制器（PLC），負(fù)責(zé)管理和控制相關(guān)區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。區(qū)域控制器由機(jī)架、CPU、電源模塊、I/O模塊、通訊模塊等組成。主要設(shè)備清單如表1所示。

2.隧道通風(fēng)的方式

目前隧道機(jī)械通風(fēng)方式可分為縱向式通風(fēng)、半橫向通風(fēng)和橫向式通風(fēng)三種方式。縱向式通風(fēng)是從一個(gè)洞口直接引進(jìn)新鮮空氣，由另一洞口排出污染空氣的方式。這種通風(fēng)方式一般適用于單向行車(chē)的隧道；半橫向式通風(fēng)是將新鮮空氣經(jīng)送風(fēng)道直接吹向汽車(chē)的排氣孔高度附近，直接稀釋排氣，污染空氣在隧道上部擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)兩端洞門(mén)排出洞外。使用這種方式的隧道僅需設(shè)置排風(fēng)道，比較經(jīng)濟(jì)；橫向式通風(fēng)的特點(diǎn)是風(fēng)在隧道的橫斷面方向流動(dòng)，一般不發(fā)生縱向流動(dòng)，因此有害氣體的濃度在隧道軸線(xiàn)方向的分布均勻。該通風(fēng)方式有利于防止火災(zāi)蔓延和處理煙霧。但需設(shè)置送風(fēng)道和排風(fēng)道，增加建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用[4]。在本系統(tǒng)中采取縱向式通風(fēng)方式。

3.隧道通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

3.1 數(shù)據(jù)的采集及顯示功能

該通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)能檢測(cè)出隧道內(nèi)CO濃度、能見(jiàn)度、風(fēng)速和風(fēng)向，并顯示在上位機(jī)監(jiān)控界面上。

CO濃度（單位：PPM）和能見(jiàn)度（單位：1/km）都由CO/VI檢測(cè)儀檢測(cè)所得。風(fēng)速主要采集的是縱向風(fēng)速（單位：m/s），風(fēng)向指隧道內(nèi)的縱向風(fēng)向，分為正向和反向，用箭頭表示，數(shù)據(jù)由風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)儀檢測(cè)所得，輸出形式為一個(gè)繼電器輸出。

檢測(cè)到的CO/VI值和風(fēng)速為模擬信號(hào)，在4-20MA之間。數(shù)據(jù)采集后要把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后才能顯示在界面上。

3.2 風(fēng)機(jī)狀態(tài)的監(jiān)控功能

通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)可以返回每一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括風(fēng)機(jī)的正/反轉(zhuǎn)、停止、故障等狀態(tài)信號(hào)，然后將這些狀態(tài)清晰、明了的顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面上。該系統(tǒng)把處在一個(gè)斷面上的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)作為一組來(lái)進(jìn)行控制?？刂品绞椒譃檫h(yuǎn)程自動(dòng)、遠(yuǎn)程手動(dòng)和本地控制三種。遠(yuǎn)程自動(dòng)控制就是監(jiān)控中心上位機(jī)將采集到的信息處理后，當(dāng)達(dá)到一定的限值時(shí)實(shí)時(shí)地發(fā)出指令；遠(yuǎn)程手動(dòng)控制就是操作員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況人工發(fā)出指令來(lái)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行；本地控制就是操作人員在現(xiàn)場(chǎng)低壓柜按下風(fēng)機(jī)的啟停按鈕。

3.3 輔助功能

1）報(bào)警功能：能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，如果數(shù)據(jù)超過(guò)規(guī)定的報(bào)警限值或低于規(guī)定的報(bào)警限值，實(shí)時(shí)報(bào)警窗口就會(huì)自動(dòng)彈出，報(bào)警數(shù)據(jù)、設(shè)備和區(qū)域就會(huì)在報(bào)警窗口顯示出來(lái)。用戶(hù)也可以設(shè)計(jì)報(bào)警聲音，以便更好的對(duì)操作員進(jìn)行提示。

2）趨勢(shì)曲線(xiàn)：現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后依照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，通過(guò)趨勢(shì)曲線(xiàn)可以更好的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析顯示。

3）報(bào)表：能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和打印等功能。

4）事件記錄：記錄操作人員的操作過(guò)程，并可記錄系統(tǒng)上位機(jī)相關(guān)程序的啟動(dòng)、退出及異常的詳情。用戶(hù)可以通過(guò)記錄來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

5）安全管理：安全管理主要包括用戶(hù)級(jí)別管理、安全區(qū)管理、系統(tǒng)安全管理及工程加密管理。

4.隧道通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

（1）I/O設(shè)備建立

力控組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)I/O驅(qū)動(dòng)程序?qū)/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與下置，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與I/O驅(qū)動(dòng)程序之間為客戶(hù)/服務(wù)器運(yùn)行模式，一臺(tái)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)可通過(guò)多個(gè)I/O驅(qū)動(dòng)程序完成與多臺(tái)I/O設(shè)備之間的通信。本監(jiān)控系統(tǒng)中，首先對(duì)Honeywell PLC進(jìn)行設(shè)備設(shè)置，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)MODBUS（TCP）協(xié)議建立相應(yīng)的I/O設(shè)備，并輸入IP地址，以便和下位機(jī)建立通訊。I/O設(shè)備建立如圖1所示。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)點(diǎn)建立

點(diǎn)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)保存和處理信息的基本單位。在創(chuàng)建一個(gè)新點(diǎn)時(shí)首先要選擇點(diǎn)類(lèi)型和所在區(qū)域。點(diǎn)類(lèi)型分為數(shù)字I/O點(diǎn)和模擬I/O點(diǎn)兩種，本系統(tǒng)中CO值、VI值和風(fēng)速值為模擬點(diǎn)，風(fēng)向、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的反饋及控制點(diǎn)均為數(shù)字點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)都需要對(duì)基本參數(shù)、報(bào)警參數(shù)、數(shù)據(jù)連接和歷史參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

（3）界面建立及動(dòng)畫(huà)連接

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)了監(jiān)控主界面、手動(dòng)控制界面、報(bào)警界面、趨勢(shì)曲線(xiàn)界面和報(bào)表界面等。畫(huà)面建立完成后，將畫(huà)面中圖像對(duì)象與變量或表達(dá)式建立連接，這樣就可以對(duì)系統(tǒng)中的各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。在監(jiān)控主界面上可以清楚的顯示各檢測(cè)數(shù)據(jù)、風(fēng)機(jī)在隧道中所處的位置以及風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況。在監(jiān)控界面上點(diǎn)擊風(fēng)機(jī)控制按鈕，進(jìn)入風(fēng)機(jī)手動(dòng)控制界面，操作員根據(jù)不同情況點(diǎn)擊正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止?fàn)顟B(tài)按鈕進(jìn)行操作。隧道通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)主界面如圖2所示。

（4）腳本程序

在隧道通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中除了監(jiān)控界面的建立，編寫(xiě)腳本程序也是一項(xiàng)重要任務(wù)。

在本系統(tǒng)中需要編寫(xiě)的腳本程序有如下幾項(xiàng)：

1）每臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要短暫的延時(shí)，上一臺(tái)風(fēng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，再啟動(dòng)下一臺(tái)風(fēng)機(jī)，以減少對(duì)變電站供電的沖擊。

2）風(fēng)機(jī)控制時(shí)如果在左轉(zhuǎn)，此時(shí)右轉(zhuǎn)按鈕灰掉（即被屏蔽了），必須先按停止后，才能再按右轉(zhuǎn)按鈕啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

3）通風(fēng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

在正常行車(chē)條件下，若隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)CO濃度或能見(jiàn)度值時(shí)，正常交通狀況下交通活塞作用所產(chǎn)生的風(fēng)速足夠完成隧道通風(fēng)，則射流風(fēng)機(jī)組無(wú)需啟動(dòng)；若隧道內(nèi)CO濃度或能見(jiàn)度并持續(xù)10分鐘時(shí)，每一組開(kāi)啟一臺(tái)風(fēng)機(jī)；若測(cè)點(diǎn)CO濃度或煙霧濃度并持續(xù)10分鐘，射流風(fēng)機(jī)全部啟動(dòng)。此時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向應(yīng)同風(fēng)向是一致的；若隧道發(fā)生火災(zāi)，則開(kāi)啟隧道內(nèi)的全部風(fēng)機(jī)。此時(shí)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向應(yīng)向距離火災(zāi)點(diǎn)較近的洞口吹去。

4.2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)區(qū)域控制器應(yīng)用的是Honeywe-ll MasterLogic-200系列PLC，采用SoftMaster-200作為編程軟件。用戶(hù)可以進(jìn)行系統(tǒng)配置和程序的編寫(xiě)、調(diào)試、仿真、在線(xiàn)診斷PLC硬件配置狀態(tài)、控制PLC的運(yùn)行狀態(tài)和I/O通道的狀態(tài)等。

（1））首先通過(guò)CPU的USB接口連接PC機(jī)，在SoftMaster-200軟件中對(duì)PLC進(jìn)行配置網(wǎng)絡(luò)地址并寫(xiě)入，建立PC機(jī)與PLC之間的通信。

（2）配置I/O設(shè)備信息，明確上位機(jī)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)點(diǎn)與PLC輸入點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，各輸出點(diǎn)與各輸出執(zhí)行單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系，創(chuàng)建全局變量和本地變量。調(diào)用全局變量的步驟如圖3所示。

（3）按照控制要求編寫(xiě)梯形圖程序。

在編寫(xiě)梯形圖時(shí)要注意變量與上位機(jī)組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)中變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系；風(fēng)機(jī)的延時(shí)啟動(dòng)；風(fēng)機(jī)的單點(diǎn)控制及自動(dòng)控制；上位機(jī)監(jiān)控界面中按鈕之間的互鎖等。梯形圖編寫(xiě)界面如圖4所示。

（4）程序編程完成后，選擇“聯(lián)機(jī)[Online]”-“寫(xiě)入數(shù)據(jù)[Write]”，然后選擇要傳輸?shù)絇LC的數(shù)據(jù)，然后點(diǎn)擊“確定[OK]”，將選定的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC。

（5）進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。

5.結(jié)論

本設(shè)計(jì)對(duì)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的工程設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，功能設(shè)計(jì)和模塊劃分和上下位軟件設(shè)計(jì)。應(yīng)用力控Forcecontrol 6.1組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的主界面、風(fēng)機(jī)顯示界面、風(fēng)機(jī)控制界面和風(fēng)機(jī)預(yù)案管理等。應(yīng)用honeywell PLC進(jìn)行區(qū)域控制器設(shè)計(jì)，并編寫(xiě)了后臺(tái)控制程序，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)監(jiān)控功能。

本系統(tǒng)有效地保證駕駛員、隧道養(yǎng)護(hù)人員免受有害氣體的危害，提高了車(chē)輛運(yùn)行安全系數(shù)。整套系統(tǒng)已投入運(yùn)行，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，取得了良好的效果。在本文中我們所做的研究工作還僅僅是初步的，今后仍有大量的工作值得深入探討。

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作者簡(jiǎn)介：

篇8

【關(guān)鍵詞】LPC2119;CAN;實(shí)時(shí);監(jiān)控系統(tǒng)

Abstract：In this paper，the microprocessor as the core design of awelding shop real-time monitoring system based on LPC2119，can sample circuit testing of welding workshop of toxic and harmful substances，when welding workshopenvironment parameter exceeds the set value will open theventilation system and through sound and light alarm，and the environmental parameters to the monitoring center through the CAN bus，the monitoring center environmentreal time monitoring of welding workshop，to prevent a catastrophic accident.

Key Words：LPC2119;CAN;Real time;Monitoring system

焊接車(chē)間里常存有大量的可燃和有毒物品，同時(shí)在焊接操作過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的有化學(xué)氣體，如果沒(méi)有及時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)這些氣體的存在可能會(huì)對(duì)工作人員身體產(chǎn)生危害，可燃?xì)怏w達(dá)到一定的濃度還會(huì)產(chǎn)生爆炸，帶來(lái)的危害就相當(dāng)大。所以設(shè)計(jì)一種高效準(zhǔn)確的監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。本文利用CAN總線(xiàn)的通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)、容錯(cuò)率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)設(shè)計(jì)了焊接車(chē)間的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)用恩智浦半導(dǎo)體公司的LPC2119芯片，該芯片功耗低。電路通過(guò)8路傳感器傳送在焊接車(chē)間里的環(huán)境信息，分別是氧、一氧化碳、硫化氫、甲烷、二氧化硫、甲荃的濃度以及環(huán)境的濕度和溫度。當(dāng)檢測(cè)到氣體超出設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)就會(huì)產(chǎn)生聲光報(bào)警，微處理器給換氣繼電器電路信號(hào)開(kāi)啟焊接車(chē)間換氣并通過(guò)CAN接口電路向臨控中心送報(bào)警信息。監(jiān)控中心隨時(shí)可以通過(guò)CAN總線(xiàn)讀焊接車(chē)間的環(huán)境信息，顯示電路用來(lái)顯示當(dāng)前環(huán)境狀況，供工作人員隨時(shí)查詢(xún)。由于CAN總線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)監(jiān)控中心隨時(shí)都可以準(zhǔn)確的掌握焊接車(chē)間的環(huán)境狀況，及時(shí)處理突況。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 SO2取樣電路

2.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 取樣檢測(cè)電路

氣體傳感器選用的是煒盛公司的ME3系統(tǒng)和德國(guó)Drger公司生產(chǎn)的miniPac系列定電位電解式傳感器，傳感器電路如圖2所示。各檢測(cè)電路基本一樣，這里只給出了二氧化硫（SO2）的取樣檢測(cè)電路，AD623是一個(gè)集成單電源放大器，它的增益可以由外接電路控制。濕度取樣檢測(cè)電路是由濕敏電容HS11XX和TLC555組成，具體電路如圖3所示。取樣檢測(cè)電路得到的檢測(cè)信息分別送到LPC2119的P0.16、P0.20和P0.25-P0.30八個(gè)端口作為采集信號(hào)輸入端。

圖3 濕度取樣電路

2.2 CAN接口電路

LPC2119芯片中自帶CAN控制模塊，CAN接口電路就由6N137和82C250組成，P0.23端口與RX0相連，P0.24與TX0相連。

圖4 CAN接口電路

2.3 LPC2119端口分配

系統(tǒng)微處理器LPC2119各端口連接是：P0.16為濕度取樣檢測(cè)電路信號(hào)輸入端口;P0.20為溫度取樣電路信號(hào)輸入端口;P0.25-P0.30為氣體取樣檢測(cè)電路信號(hào)輸入端口;P0.0-P0.7為L(zhǎng)CD顯示數(shù)據(jù)端口，P0.8-P0.15為L(zhǎng)CD顯示控制端口。LCD顯示屏用深圳市川航科技有限公司的CH240128C液晶模塊;P0.23和P0.24為CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)端口，P0.17為換氣繼電器控制端口;P0.18為聲音報(bào)警輸出端口;P0.19為光報(bào)警輸出端口。P0.21-P0.22為按鍵輸入端口。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)是基于μC/OS-II系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，μC/OS-II是一個(gè)多任務(wù)的操作系統(tǒng)，模塊化設(shè)計(jì)可移植性強(qiáng)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器選用LPC2119功耗低、處理能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高，可在一個(gè)焊接車(chē)間安裝多個(gè)本產(chǎn)品，通過(guò)CAN總線(xiàn)組網(wǎng)并與監(jiān)控中心相連，CAN總線(xiàn)傳送速度快，可靠性好，監(jiān)控中心可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)備的知道焊接車(chē)間的環(huán)境參數(shù)，預(yù)防為]災(zāi)難性事故發(fā)生，同時(shí)監(jiān)控中心也可以通過(guò)CAN總線(xiàn)對(duì)本產(chǎn)品的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，防止節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品誤操作。

參考文獻(xiàn)

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篇9

[關(guān)鍵字]提升系統(tǒng) 可移動(dòng)無(wú)線(xiàn)雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)

[中圖分類(lèi)號(hào)] X924.3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-2-278-1

1提升系統(tǒng)

提升系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)安全生產(chǎn)起著決定性的作用，根據(jù)集團(tuán)要求，井筒設(shè)施由原來(lái)的月檢提升到每周例檢一次。以往每次檢測(cè)、檢修都是檢修人員站在罐籠上作業(yè)，由于井筒狹小，且存在淋水、上部落物、高空作業(yè)、井上下難以聯(lián)系等安全隱患，作業(yè)過(guò)程安全系數(shù)低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)效率低，致使安全隱患排查不細(xì)，影響正常生產(chǎn)。

為解決檢修過(guò)程中存在的安全隱患、降低檢修勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，沂南金礦組織開(kāi)發(fā)應(yīng)用了可移動(dòng)無(wú)線(xiàn)雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)把現(xiàn)場(chǎng)情況用數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)降孛骐娔X，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多方位檢測(cè)，可疑檢測(cè)點(diǎn)可局部放大，給檢修人員提供準(zhǔn)確信息，從而對(duì)可疑檢測(cè)點(diǎn)有針對(duì)性的進(jìn)行檢修。該系統(tǒng)可提高檢測(cè)速度，節(jié)省檢修時(shí)間，確保檢修人員安全，提高生產(chǎn)效率。

2可移動(dòng)無(wú)線(xiàn)雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)：

可移動(dòng)無(wú)線(xiàn)雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是由音視頻采集系統(tǒng)、信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、音視頻接收系統(tǒng)三部分組成。

（1）音視頻采集系統(tǒng)。聲音由采集器輸入音頻放大器，經(jīng)信號(hào)壓縮放大輸入發(fā)射模塊；視頻采集器由4臺(tái)6毫米攝像頭組成，形成多方位視頻采集信號(hào)，輸入發(fā)射模塊；

（2）信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采用2.4GHZ國(guó)際通用頻率，使用RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）集雙聲道音頻視頻于一體調(diào)制，后經(jīng)功率放大器（采用德國(guó)西門(mén)子公司GaAs芯片）作功率放大，形成圖像清晰、音頻穩(wěn)定的信號(hào)。在長(zhǎng)距離傳輸中，通過(guò)中繼器放大來(lái)保證數(shù)字信號(hào)的完整；

（3）音視頻接收系統(tǒng)。音視頻接收系統(tǒng)由信號(hào)接收模塊和顯示終端組成，信號(hào)接收模塊接收到數(shù)字信號(hào)后輸入電腦顯示終端形成視頻圖像及聲音。

全系統(tǒng)采用DC12V電源；保證使用安全。

3技術(shù)應(yīng)用

方案確定后，經(jīng)調(diào)試組裝，在銅井分礦進(jìn)行了試應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)證，該系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，安全性能可靠，較好地解決了生產(chǎn)難題，目前該系統(tǒng)在本礦進(jìn)行了推廣使用。

設(shè)備組成：音視頻采集傳輸系統(tǒng)是由攝像頭、拾音器、發(fā)射模塊、音頻放大器、平板放大器、防水機(jī)箱、DC12V電源組成。信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）、功率放大器（采用德國(guó)西門(mén)子公司GaAs芯片）組成。音視頻接收系統(tǒng)是由DC12V電源、信號(hào)接收模塊、電腦組成。

調(diào)制方式：FM /FSK 頻率范圍：CH 1= 2414MHZ；CH 2= 2432MHZ；CH 3= 2450MHZ；CH 4= 2468MHZ（可選一拖七套設(shè)備即七個(gè)發(fā)射配七個(gè)接收）。

技術(shù)參數(shù)視頻輸入（ 1 路 ）雙聲道伴音輸入 （ 2 路 ）（ 6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）

發(fā)射功率 ：34dBM最大消耗電流：700mA；輸入電壓：12V接收機(jī)頻率：CH 1=2414MHZ；CH 2=2432MHZ；CH 3=2450MHZ；CH 4=2468MHZ

接收靈敏度：-90dBm；接收機(jī)最大消耗電流：160mA；輸入電壓：12V，視頻輸出 （ 1 路 ）；雙聲道伴音輸出（ 2 路 ）（6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）發(fā)射接收模塊工作溫度：-10-120度，根據(jù)礦井的深度采用平板接受放大模塊，增加接收數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)的強(qiáng)度。

使用方法：把音視頻采集傳輸系統(tǒng)固定在罐籠上面，根據(jù)井筒設(shè)施調(diào)整安裝攝像頭采集信號(hào)，卷?yè)P(yáng)機(jī)以每秒0.5米的速度運(yùn)行，檢修人員在井口接收終端檢測(cè)豎井井筒內(nèi)各種設(shè)施安全隱患。

可移動(dòng)無(wú)線(xiàn)雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)方案示意圖（圖1）：

可移動(dòng)無(wú)線(xiàn)雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)音視頻采集器外觀圖（圖2）：

通過(guò)使用可移動(dòng)無(wú)線(xiàn)雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了以往檢測(cè)井筒需要多人站在罐籠上作業(yè)的弊端，實(shí)現(xiàn)了全程音頻和視頻的監(jiān)控，降低了安全事故的發(fā)生，有力的保證了提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信；網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-8136(2009)24-0144-02

1　引言

目前。各個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是異質(zhì)的，其中包括了GSM網(wǎng)、IP網(wǎng)、智能網(wǎng)、信令網(wǎng)、GPRS等，它們的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且管理和控制的費(fèi)用相對(duì)較高，更重要的是目前還不能將全網(wǎng)的管理信息集中起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一處理。隨著未來(lái)幾年IN、GPRS、移動(dòng)IP、WAP等新業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，這一切都迫切要求加快網(wǎng)管建設(shè)，提高維護(hù)管理水平和規(guī)劃能力，保證移動(dòng)通信業(yè)務(wù)向更深更廣層次的發(fā)展。

研發(fā)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)是為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量，從而為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作人員優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)提供有力的科學(xué)依據(jù)。我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展速度很快，而相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)水平滯后，從而出現(xiàn)通信容量不夠、小區(qū)劃分和話(huà)務(wù)量分配不合理、同頻干擾嚴(yán)重、無(wú)線(xiàn)覆蓋不好等亟待解決的問(wèn)題。因此，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，搞好運(yùn)行維護(hù)，改善網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和安全，已成為一項(xiàng)重要的課題。

2　移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2．1　層次架構(gòu)分析

移動(dòng)通信多業(yè)務(wù)智能監(jiān)控系統(tǒng)是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)通信多業(yè)務(wù)仿真平臺(tái)。該仿真平臺(tái)可根據(jù)需要加載不同業(yè)務(wù)并對(duì)其運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行分析和評(píng)估，滿(mǎn)足多種移動(dòng)業(yè)務(wù)的需求。此外，該平臺(tái)還可建立與BSC的連接，通過(guò)對(duì)特定通信過(guò)程中上行和下行信令的比較來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行深入分析。

監(jiān)控系統(tǒng)通常有兩種結(jié)構(gòu)形式：集中式和分布式。前者的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但由于信號(hào)電纜過(guò)長(zhǎng)，信號(hào)易失真、易受干擾，且由于數(shù)據(jù)采集通道數(shù)和存儲(chǔ)量的增加導(dǎo)致監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性差，只適用于測(cè)點(diǎn)較少且比較集中的場(chǎng)合；后者可靠性高、易于擴(kuò)展、適用于大規(guī)模且監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散的場(chǎng)合。根據(jù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)分布的特點(diǎn)，要能監(jiān)控移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在任意點(diǎn)的通信質(zhì)景，必須采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。本文所設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控系統(tǒng)是分布式的。

從體系結(jié)構(gòu)上，智能監(jiān)控系統(tǒng)一般包括3個(gè)層次：

(1)數(shù)據(jù)采集層主要包括由智能數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)上傳功能的數(shù)據(jù)采集前端。

(2)網(wǎng)絡(luò)通信層主要完成采集終端和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。

(3)監(jiān)控中心層主要面向具有管理和調(diào)度權(quán)限的管理人員，由計(jì)算機(jī)在此完成集中監(jiān)測(cè)。

2．2　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)終端監(jiān)測(cè)儀離散分布的特點(diǎn)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)主要有終端監(jiān)控子系統(tǒng)、監(jiān)控中心和通信網(wǎng)絡(luò)組成。

(1)測(cè)試監(jiān)控子系統(tǒng)：測(cè)試監(jiān)控子系統(tǒng)可以分布在任意測(cè)試監(jiān)控點(diǎn)，負(fù)責(zé)采集監(jiān)控系統(tǒng)所要監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，同時(shí)能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)按照設(shè)計(jì)的協(xié)議通過(guò)短消息的方式發(fā)送到監(jiān)控中心。終端監(jiān)控子系統(tǒng)由GSM模塊和測(cè)試控制兩部分組成，用于測(cè)試移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在固定點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的相關(guān)參數(shù)，同時(shí)可以使用短消息的方式將數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到監(jiān)控中心。本系統(tǒng)中是采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

(2)移動(dòng)短消息服務(wù)中心：完成系統(tǒng)中終端監(jiān)控子系統(tǒng)和監(jiān)控中心的短消息互發(fā)功能。

(3)監(jiān)控中心：通過(guò)短消息的方式和各個(gè)終端監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而設(shè)置終端監(jiān)測(cè)儀的工作參數(shù)和控制它們采集數(shù)據(jù)。同時(shí)監(jiān)測(cè)中心軟件系統(tǒng)可以分析處理終端監(jiān)控子系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)，為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作人員提供查詢(xún)和報(bào)表功能。所以監(jiān)控中心必須設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套獨(dú)立的軟件系統(tǒng)。

3　移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3．1　監(jiān)控平臺(tái)中的硬件設(shè)計(jì)分析

本系統(tǒng)的硬件核心設(shè)備由放置在基站或者直放站(主要)附近的監(jiān)控點(diǎn)組成，它們通過(guò)服務(wù)器端的終端進(jìn)行撥測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)終端系統(tǒng)由手機(jī)終端和控制系統(tǒng)兩部分組成，該終端系統(tǒng)接收服務(wù)器命令，進(jìn)行業(yè)務(wù)測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果以短信方式發(fā)送至服務(wù)器控制終端以備查詢(xún)。

監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要使用兩套終端設(shè)備，終端設(shè)備由手機(jī)終端和終端控制系統(tǒng)構(gòu)成：一套是安置在監(jiān)控主服務(wù)器端的控制終端系統(tǒng)，負(fù)責(zé)發(fā)送測(cè)試命令和測(cè)試數(shù)據(jù)的接收，并將數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)器；另一套是安置在監(jiān)測(cè)，該終端接收服務(wù)器命令，進(jìn)行業(yè)務(wù)測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果以短信的方式發(fā)送至控制終端。這兩套系統(tǒng)在硬件方面都是相同的，只是在具體的控制程序上有所不同。

3．2　監(jiān)控平臺(tái)中的軟件設(shè)計(jì)分析

移動(dòng)業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)的總原則是：在不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行或者降低原網(wǎng)絡(luò)的性能和安全性的前提下，進(jìn)行分層次，模塊化設(shè)計(jì)，不僅可以集中操作維護(hù)，而且可以靈活的升級(jí)和擴(kuò)展。下面以網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成：監(jiān)控主服務(wù)器、監(jiān)控從服務(wù)器和DB服務(wù)器為例進(jìn)行說(shuō)明分析。

(1)監(jiān)控主服務(wù)器

它是監(jiān)控系統(tǒng)的核心所在。完成監(jiān)控系統(tǒng)的所有功能，包括：用戶(hù)的管理策略、監(jiān)控系統(tǒng)的接口配置(055接口、DB服務(wù)器、從服務(wù)器、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、SMS、GPRS)、不同業(yè)務(wù)的處理單元(語(yǔ)音／SMS／GPRS)、信令分析和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)形成模塊、告警信息的處理和生成、數(shù)據(jù)采集分析模塊、平臺(tái)配置模塊和日記文件系統(tǒng)。一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只能有—個(gè)主服務(wù)器。

(2)監(jiān)控從服務(wù)器

從服務(wù)器是Web Service服務(wù)器。一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)可以有多個(gè)從服務(wù)器組成，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要可以增加相應(yīng)的從服務(wù)器來(lái)擴(kuò)充功能。主服務(wù)器和從服務(wù)器直接的通信是通過(guò)基于XML的SOAP(簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議)進(jìn)行通信。它的功能是監(jiān)控任務(wù)的定制和調(diào)度，SMS短信收發(fā)和配置管理。

(3)DB服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)信息等所有設(shè)計(jì)到的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。各個(gè)服務(wù)器與DB的數(shù)據(jù)交互通過(guò)ADO．NET高效數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)和SQL語(yǔ)句。