传感器技术是一种在现代工农业生产中得到大量应用的电子技术。这种技术在电子技术中占据了重要的地位，生产生活中的应用极其广泛。在机械电子工程方面地应用便是典型之一。机械电子工程在减少浪费和提高机械制造生产效率和精度等方面有着优越的表现，它结合了两种技术的优点，在实际的生产应用中发挥极大功用。如今，其中的几种功能已经成功引入了电子技术。其中包括主功能、信息处理功能、动力功能和控制功能等。由此可见，在机械电子这一行业，大力应用和发展传感器技术必然会为机电行业带来进一步的发展和进步。 1当前机电行业发展状况 目前阶段，我国“机电一体化”进程实质上指的是机械电子。机械电子工程起源于融合机械技术和电子技术，其名称也来源于此。近些年来，我国的机电领域的建设上技术和理论都飞速发展，一系列不菲的成就展示了机电这一行业的生命力。不同于传统的机械设备,以数控机床和机器人为代表的新型机电设备明显具有更强大的生产效率和精度。首先，数控机床的应用是一种在机电行业在实际应用中的一大部分。数控机床许多生产方面的优点，例如生产效率高、可靠性高、适应性强、 加工精度高和劳动强度低等。建立在这些优点上，数控机床在工业生产的各个领域都起到了促进发展的作用。其次是机器人的应用。如今阶段,大多数机器人在汽车和电子产品的生产等领域中都大量应用。对工作者有更高灵活性和可靠性要求的工作，更多的选择了机器人。机器人能够完成人力无法完成的工作和任务,在多种恶劣的环境条件下也能够展开施工。近年来, 机器人的具体功能随着市场和研究者不断积极地加强对机器人研究变得更加多样和实用。最后是检测传感技术。它的媒介功能则在具体使用的过程中呈现出了较强的优越性。在进行数据检测的过程中,大多数技术仅从设备本身出发进行检测.而传感技术还充分地检测了设备运行环境的数据。在可预见的未来，机器人也会更多的应用于养老护理、医疗卫生等服务行业。机械电子是其中较为成熟并持续快速发展的典型技术。 2传感器技术在机械电子行业中的实际应用 从长远的角度来看，网络化、智能化、数字化、绿色化、模块化是机械电子产业未来的发展地重要趋势。 2.1智能化 智能化主要体现在机器人应用方面，它充分体现出了机械电子产业发展的趋势。机器人的智能化更加能够促使机器人对观察到的对象进行准确的判断。机器人在没有具体指令地情况下，能够进行更为准确的判断。这些判断能够帮助机器人运行更具针对性地指令，使得机器人在完成各种不同类型的任务方面表现出良好的适应性。如今传感器技术飞速发展，市场对传感器提供的功能需求越来越多，对其所提供的对象信息不但有了种类多样性地要求，还有了高度精确性地要求。智能化的发展趋势中，传感器在信息采集和传输这一方面上发挥出了重要作用。 2.2数字化 所谓数字化就是将自然界中各种物理数据，从不可度量的主观感受转化为更为精确的数字，并通过一定的技术，进一步构建出数学模型。从而真实明了的反映出来。而传感器的有效应用.就是实现信息采集以及传输的关键。以前，面对这些不可测量的事物，我们束手无策。随着传感器技术的普及，以及在机电方面的应用，多数无法进行度量的感受得表现出来。现阶段,在对数据进行提取的过程中.数据的精度,数量以及维度等方面我们都取得了不小的进步。而传感器的发展会进一步推动数字化精度和维度的提高。 2.3绿色化 在当今环境污染日益加剧的情况下，绿色发展显得尤为重要。机械设备在使用过程难免会出现故障问题，随着使用时间的增长，就会存在设备老化的现象，从而导致资源利用率降低、污染加剧。但是传感器的产生改变了这一局面，它是以产生的数据为基础，优化资源配置，实施停用相关的生产设备，从而降低污染物的排放，增加资源利用率，使机电设备向着更为绿色化的方向发展。 2.4网络化 在传感器应用的过程中，一个最主要的特点是网络接口的集成。它将物联网设备作为主体的，在传输的过程中，通过4G、5G、WIFI等传输方式，将传感器与互联网相连接。互联网地加入和应用，帮助操作者和监控者不受地理位置地限制，自由地操控机电设备。互联网还帮助实现了各个传感器之间形成网络，实现了数据共享和协同工作。传感器为网络化的实现提供了特定的接口，物联网中机电设备的重要地位在网络化的过程中得到了明显体现。 2.5人性化 试想如果机电设备能更为人性化的服务于人民，它会给人们带来不可估量的便利。一切事物的发展都朝着更为人性化的趋势进行着。由于传感器的出现，设备的使用方式也进一步得到改善，我们可以通过一些简单的手势、语音等途径对其进行操控。新的交互方式的广泛应用能够帮助设备在使用过程中突破多种限制，不受空间与环境条件的限制。 3发展前景 传感器是机电领域中关键的电子技术之一。传感器在未来的发展中具有不容忽视的重要作用。它在帮助提升信息采集质量和效率这一领域中的地位显得尤为重要。机电技术为改善和弥补传统机电设备运行过程中的缺陷提供了重要支持。这一技术在理论方面融合了机械与电子两个专业，在对多种网络接口进行集成的过程中，可以促使相关机械电子设备在数据传输中取得较大的优势。 4结束语 在信息化时代，广泛对传感器进行使用能够节约大量的人力物力。传感器的应用是机电设备更高效快捷连入物联网的重要选择。传感器技术还能够帮助机电技术实现远程监控。最后，信息的获取、积累以及挖掘会带来极大的进步。 参考文献： [1]刘慧,杨炙坤.机电一体化系统中传感器技术的运用[J].建材与装饰,2018(18):228. [2]刘凤瑞.传感器技术在机电技术中的应用[J].电子制作,2018,(08):27-28+46. 作者:肖江村 单位:中国质量认证中心广州分中心

1引言 当前，我国工业现代化迅速发展，机电一体化技术逐渐向着机电自动化技术方向发展，传感器技术的广泛应用，该内容属于机电自动化发展的核心内容，机电自动化生产过程中，对传感器技术进行应用，可以促使质量生产以及生产效率得到大幅度提升，促使现代化企业的机电自动化发展需求得到保障。 2传感器技术的研究现状 当前，在一些先进的科学研究当中，传感器技术的应用越来过广泛，其逐渐成为智能器件、智能系统当中的一项重要组成部分。将传感器-计算机-效应器作为核心内容的机电自动化控制技术的应用最为广泛。特别是在高度自动化的工厂运作流水线、不同形式的办公智能自动化设备当中应用更为重要。促使社会经济发展得到进一步加快，还让人们的生活水平以及生活效率得到不断提升，对于整个社会发展起到推动作用。此外，传感器属于机电自动化控制系统当中的首要部位，在整个系统中，是系统正常运行的前提条件。在相应智能化系统当中，若传感器发生故障，不能“感知”外界带来的变化，这就会导致一系列过程难以进行。对此，传感器技术水平高低对不同类型的智能系统运行情况以及应用效果带来直接影响。 3当前传感器技术在机电自动化中的应用现状 3.1传感器技术不够精细 对当前传感器技术在自动化生产工作中的应用情况进行分析，认为其还存在一定问题，如传感器的精细化程度存在问题，即便当前存在多个企业对传感器进行应用，已经发展成了微传感器，但是对微型传感器进行应用，还没有得到广泛认可。从总体角度进行分析，未来的机电自动化生产过程中，传感器技术会逐渐向着更小、更加精细化的方向发展，这就要求机电自动化生产产业高度重视。 3.2传感器技术不够清洁 传感器技术使用过程中，不够清洁。过去较长的一段时间内，采用机电自动化生产，对传感器进行应用，使用的主要是切削液技术，这就在无形之中提高了使用成本，还在一定程度上导致周围环境受到污染，在具体生产中，产生大量的污染废气和油气。因此，对传感器技术进行使用过程中，需要重点考虑传感器技术是否具备清洁性。针对这一问题，技术人员可以采用干式加工技术，通过这种方式，有效弥补过去削切、磨削等方式的不足，进一步提升工作效率，有效节约机电自动化生产资源。 3.3传感器技术不够虚拟 在对传统传感器技术进行具体应用过程中，传感器技术的虚拟度不高。这就在一定程度上促使实际生产以及作业过程中，蕴含着极大的危险因素，进一步增加了生产安全事故发生的可能性，还为工作人员自身的安全埋下巨大安全隐患，甚至会带来严重的额财产损失，导致机电自动化生产对产品研发速度降低，这种情况下的生产效率较低。因此，今后对传感器技术进行具体开发过程中，需高度重视传感器虚拟化问题，对传感器仿真技术进行科学创新，对计算机仿真软件进行科学合理的应用。最终模拟出更加真实的机电自动化生产系统，这就在一定程度上促使产品设计以及生产更加精细化、合理化。对机电自动化生产过程中出现的实际问题及时发现并解决，对产品工艺以及技术质量进行进一步优化。 4传感器技术在机电自动化中的应用 4.1机械制造 对于传感器技术而言，在机械自动化生产过程中的实际应用，主要内容有以下几个方面：第一方面是对机械工程进行具体制造，对传感器技术进行应用，具有较高的现实意义和价值。技术人员将传感器技术和自动化生产进行有机结合，从而提供更加有效的技术监测手段，对机械制造产品进度层面的技术进行科学有效的控制。例如对工件进行具体生产过程中，存在一些基点，在这些基点之间，还需对工件尺寸进行科学控制，这种情况下可以对接触式传感器进行进行使用，从而能够在工件当中寻找细微的光点。 4.2机器人 对传感器技术进行设计以及开发的基础上，现代化机电自动化生产还对机器人技术进行有效应用，促使机电一体化技术的应用范围被拓宽，机器人具有较高的智能化特点，这就对传感器技术提出了较高的要求。通常情况下，技术人员对机器人进行具体设计过程中，存在内部以及外部两种不同形式的传感部分，其中的内部传感基本上是对机器人内部运行情况进行监测的，也就是对系统进行监测，可以结合实际给定的需求提供相应的服务。 4.3技术监测 传感器技术被应用在工程机电自动化技术生产过程中，对监测技术进行应用，就是对环境监测技术进行使用，针对机电工程自动化实际生产环境进行严格监测，进而构建起一套比较完整的系统网络，通过这种方式，可以相对准确的对环境产生的变化进行识别和判断，对创安器进行有效安装，能够从生产环境当中获取温度、湿度方面的信息，这就在一定程度上确保自动机电自动化生产设备始终处于正常运行状态下。同时还可以始终保持在相对合适的生产氛围环境下，促使现代化企业机电自动化生产效率得以提升，有效降低生产环境危险性。 5结语 传感器技术的应用，促使人们逐渐向着智能化生活、智能化工作和只能变化学习时代，这一内容属于机电自动化控制系统当中的重要组成部分，在一些大城市当中，更多的机电自动化控制器件逐渐将大商场、大型厂房、甚至人们家庭等覆盖。创安器技术逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。

无线传感器网络拓扑控制研究:无线传感器网络拓扑的监控与维护 摘 要：以ZigBee协议为基础，提出了一种新的无线传感器网络拓扑结构的监控和维护方法。创新性地设计了基于叶子节点的通讯模式，该模式运用协议栈自有运行流程来获取节点的加入或丢失信息、实现网络拓扑的监控，并通过设计一种基于关联表的链表式存储结构来进行动态网络拓扑的维护。经过在实际办公环境监控平台上验证表明，该方法数据传输量小，资源占用少，操作简便，具有较强的应用推广价值。 关键词：无线传感器网络；ZigBee；拓扑结构；监控与维护 0 引 言 随着无线传感器网络技术在军事、工农业、城市管理、环境监控等各个领域的快速发展，作为系统基础组成部分的网络拓扑结构成为研究的一个重要方面。目前，国内外的科研机构在网络拓扑发现以及拓扑的监控和管理方面开展了大量的相关研究工作，但大多停留在理论和仿真层面，这些通过在高性能的PC机上搭建仿真模型来验证算法效果的研究，大多缺乏能够应用到实际系统的可行性案例。安徽财经大学的赵涛[1]，根据在聚合节点（sink）收集到网络内部节点报文接收或丢失的情况，通过发现网络中所有叶子节点到sink 节点的数据传输路径，来推测网络的逻辑拓扑。该方法计算比较复杂，120节点规模网络在主频为2.8 GHz的CPU主机上运行尚需9秒的时间，同时会受到节点资源、计算速度、实施条件等限制，因此，这种方法很难在实际应用中实现。德州仪器(TI)公司的官方网站也给出了一种获取网络拓扑结构的方法[2]，该方法采用发送网络发现命令的方式，并通过返回结果来确定网络拓扑结构。此法虽然能够在实际应用中实施，但需要定期向网络中的所有节点发送发现命令，因而数据消耗量巨大。 本文以Z-stack协议栈为基础，采用叶子节点通讯方式，并利用协议自身的运行流程，提出了一种轻量数据消耗、真正面向应用的拓扑监控方案，同时通过设计一种基于关联表的链式存储结构来实现对网络拓扑信息的维护，因而在解决网络监控与维护方面更具有实际应用价值。 1 Z-stack协议栈原理简介 作为ZigBee联盟的一个重要的组织成员，2007年，TI公司宣布推出业界领先的ZigBee协议栈Z-Stack。Z-Stack符合ZigBee 2006规范，能支持多种平台，其中包括本系统使用的、面向IEEE 802.15.4/ZigBee的CC2430片上系统解决方案[3]。 1.1 ZigBee协议栈的体系结构及信息传递流程 ZigBee协议栈的体系结构如图1所示，由图可见，ZigBee协议采用分层体系结构[3]，由物理层(PHY)、介质接入控制子层（MAC层）、网络层(NWK)和应用层(APL)组成。其中，应用层框架包括了应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)及由制造商制定的应用对象。 在ZigBee网络中，信息或数据的传递将依照上述层次结构实现。上层发送的数据或指令按照应用层―网络层―MAC层―物理层的顺序，从上至下依次进行处理；底层返回的数据则按照物理层―MAC层―网络层―应用层的顺序，从下至上处理后返回给上层用户。每个层次负责发送到本层数据的分析和判断，并对于属于本层次的数据或指令做出相应的动作响应；对于不属于本层的数据，则按照规定格式打包后发送给上、下一层。 1.2 节点加入与失步流程 为了维护系统的正常运行，ZigBee协议栈还提供了一些必须的消息响应流程，其中包括节点加入网络和失步响应的流程。 节点加入流程[3]如图2所示。当子节点申请加入网络时，会启动加入流程。子节点的加入请求通过其NWK层、MAC层、PHY层传递给父节点；父节点收到加入通知消息后，又通过其PHY层、MAC层、NWK层将该情况上传给应用层，最后通过ZDO_JoinIndicationCB()函数的调用，得到子节点加入的消息。 图2 节点加入流程 节点失步流程[3]是指终端节点丢失其父节点的同步信号时，向上层报告的失步情况发生的流程。其具体流程如图3所示。 终端节点每隔一段时间就会开启与父节点的同步，当在设定时间内没有接收到父节点的同步信号时，就会产生失步指示信息，协议栈将该失步信息层层上传，最后通过调用ZDO_SyncIndicationCB()函数，将信息传达到应用层。 1.3 关联表 TI的Z-stack协议栈在全功能节点中可以维护associated _devices_t结构的关联表，关联表中保存有与本节点直接关联（父子节点）的相关信息，包括关联节点的短地址、设备类型、连接状态等，基本上可以满足网络拓扑结构监控和维护的信息需求。 TI的ZigBee协议栈虽然可为用户开发提供强大支持，但是在网络监控和维护上并没有专用的接口。一方面，该协议栈只能发现节点加入网络，但是无法发现节点非主动性的丢失或退出，因而不具备网络拓扑监控的功能；另一方面，协议在每个全功能节点中都维护了与之关联设备的关联表，但是并没有维护整体网络的关联信息，因而无法掌控网络拓扑的全貌。鉴于协议栈在网络拓扑功能上的不足和缺陷，本文以协议基本流程为基础，提出一种实现整体网络拓扑监控和维护的方法，该方法可以满足一般系统对于拓扑结构的监控和维护需求。 2 网络拓扑结构监控 网络拓扑结构监控的主要目的是实现拓扑结构的建立和在结构发生变化时及时获取变化情况，其中最主要的是实现节点加入和退出事件的捕捉。节点加入事件的获取相对容易，可以通过加入节点主动上报等方式来获取；而节点丢失事件获取要复杂得多。现阶段，对节点丢失情况的监控多采用系统定期查询的手段[2]。采用查询方法时，其实时性与查询周期的长短直接相关：查询周期设置较长，拓扑变化反映时间增长，实时性变差；而查询周期设置较短，则传输数据量增大，占用系统资源，往往很难在二者之间找到平衡点。协议栈中数据或消息的传递是一个复杂的过程，为了尽可能地降低系统资源的占用、节约能耗，除了维护系统正常运行所必须的数据通讯外，还应尽量减少人为添加（应用层）的数据通讯量。因此，最好的办法就是利用协议自身的数据传递或者节点加入、失步等流程来实现相关信息的获取。 本文设计了一种基于网关――叶子节点通讯的节点丢失情况获取方法，该方法可以利用协议栈自身的运行流程，以较少的数据通讯量和简单的操作，实现网络中所有节点的丢失情况获取。 2.1节点加入事件的获取 通常情况下，节点加入事件多采用加入节点主动上报的方法来获取。该方法操作简单，但是需要人为地发送相关加入信息，会增加系统数据通讯量。由图2所示的节点加入流程可知，如果有子节点加入网络，加入的指示信息都会通过ZDO_JoinIndicationCB()函数的调用报告给父节点。即该函数的调用证明有子节点的加入事件。因此，本文通过在此函数中添加向应用程序报告的功能，即可通知用户子节点加入事件的发生。 2.2节点丢失信息的获取 由图3所示的流程可知，协议栈通过调用void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )函数可实现失步情况的报告。该函数具有节点丢失的指示功能，并能够指示丢失节点与本节点的父子关系和短地址等。但在实际的应用中发现，该函数的调用是有条件限制的，具体实施条件如下： 父节点丢失：从失步报告流程可知，终端节点能够自动轮询发现其父节点同步信号的丢失，而无需人为添加任何触发条件，引发函数调用。但路由节点不支持与父节点的轮询机制，因而不能产生父节点丢失情况的报告。 子节点丢失：对于包括终端节点在内的所有类型节点的子节点丢失，在未加相应处理的情况下，协议栈都不会引发该函数的调用。 由实施条件可知，该函数的丢失指示并不适用于所有类型节点的丢失情况，因此，如果要得到除终端父节点外网络中所有节点的丢失情况，就需要人为加入其他处理，以触发ZDO_SyncIndicationCB()函数的调用，从而实现丢失事件的获取。 2.3 叶子节点通讯触发方法 通常采用的基于查询的网络发现机制都需要在所有节点间发送数据，因而增大系统的数据开销。这里以图4所示的拓扑结构为例，图中的叶子通讯需要进行14条数据的查询和14条数据的应答才能够完成一次节点丢失情况的获取。为了尽可能减少数据通讯和操作的复杂度，本文设计了一种基于网关――叶子节点通讯的节点丢失情况获取方法，以便用较少的数据通讯量和简单的操作来实现网络中所有节点的丢失情况获取。 研究发现，失步函数的触发可以通过加入数据通讯来实现。因为在数据发送的过程中，协议栈会开启数据发送流程，数据发送后则会自动检测接收方应答帧。这样，如果节点丢失，则发送节点无法接收到有效应答，进而引发节点失步指示函数的触发。 具体触发时，如果节点之间有数据通讯，发送数据节点则能够发现接收数据节点的丢失，从而引发void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )函数的调用。 在同一条数据通路上的节点进行数据转发时，数据传递路径上的各个节点都会发现其父节点（数据由下而上）或者子节点（数据由上而下）的丢失，进而调用void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )函数。如图4所示，如果网关发送数据到终端节点1，则在网关到终端节点1数据路径上的所有节点（网关、路由1、路由2、终端1）都能够发现其子节点的丢失；终端节点1发送数据到网关，则路径1上的所有节点都能发现其父节点的丢失。 该方法通过建立数据通路上起始节点和末端节点的数据通讯来实现整条路径上节点丢失情况的获取。其具体操作过程分为两个部分：其一是父节点丢失情况的获取。由前面提到的实施条件可知，终端节点无需任何人为操作就能够发现其父节点的丢失，而无需对此部分做特殊处理，因而只需对路由节点做出处理。而由路由叶子节点（如图4中路由节点2、4）向网关发送数据时，则可实现整条路径上所有节点丢失情况的获取。其二是子节点丢失情况的获取。子节点丢失的获取可以通过网关向叶子节点（图4中所有终端节点和路由4）发送数据的方法来覆盖整个网络中的所有节点，从而使全部节点都能够发现其子节点的丢失情况。 人为加入上述两部分数据通讯后，只要整个网络中有节点丢失，该丢失节点的父节点和子节点都会产生失步函数void ZDO_SyncIndicationCB( byte type, uint16 shortAddr )的调用，这样就可以简单地在该函数中添加向上层应用报告的功能，实现网络中节点丢失信息获取。并且数据通讯量由原来的28条减少到6条，从而大大减少了数据消耗和由此带来的系统资源占用。 3 网络拓扑结构与维护 Z-stack协议栈在全功能节点中只维护与本节点直接关联的节点信息的关联表，没有整体网络信息的存储功能。为了解决Z-stack关于网络全貌信息缺失的缺陷，结合本文提出的网络拓扑结构监控方法，设计一种拓扑结构维护的方法，在占用少量资源的情况下获取整个网络的拓扑信息，并将信息整合到网关节点中统一维护和管理，从而建立网络拓扑的管理办法，实现具有自组织、自适应能力的智能网络管理机制。 3.1管理模式 网络信息管理可采用搜集模式和监控模式相结合的方式。搜集模式通过发送指令搜集网络拓扑信息，赋予用户即时获取当前网络结构的能力；监控模式通过监控从网络组建起历史网络的结构变化，实现网络拓扑信息更新，从而整合为当前网络拓扑结构。 搜集模式在实现时，首先由网关设备广播一个命令来搜集设备信息；然后，收到广播信息的路由节点再按照一定的数据格式，由网关返回子节点关联信息；当网关收到各个路由节点的返回信息后，再将其组合为整个网络中的设备信息。 监控模式则是从网络形成起，网关节点就开始监控所有节点的状态；当路由节点检测到其子节点加入或者退出的时候，向网关上报该子节点的状态变化信息，而网关节点检测到子节点加入或者退出则不用上报，直接在网关内部处理；当网关接收到路由节点上报的状态信息后，就会删除或者增加该路由子节点的关联信息，同时更新整体网络结构。 3.2 网络拓扑存储结构 网关节点作为整个网络拓扑结构管理的中心，负责拓扑结构的添加、删除和更新，因此，必须在网关节点存储整体的网络拓扑结构信息。受网关资源的限制，本文采用分级动态链表的形式保存网络拓扑信息，以便以较少的资源占用实现拓扑信息的动态存储。本设计的网络拓扑存储结构如图5所示。 图5中，AssocListHead是装载路由节点头信息的数组，包含有该路由节点的长地址、短地址、父节点短地址和拥有的子节点数以及指向其子节点链表assoc_list的头指针；assoc_list链表中记载着这一路由下的子节点信息，包括子节点的短地址、长地址、类型、连接状态等。在该路由下每增加一个子节点，就会在assoc_list链表中添加一个节点信息，当节点离开时，又会将相对应的链表删除。这样，网关就可以方便地对当前网络中的所有节点的拓扑和相关信息进行查找、更新、维护。 3.3 网络维护方案 网络维护的实施要建立网络中所有类型节点间的区分与协作机制。区分是根据节点类型的不同、事件类型的不同做出区别处理；协作是在所有节点间建立连动响应机制，相互配合，并实现信息的汇聚和统一管理。具体的网络维护分为事件响应和信息维护两部分。 3.3.1 拓扑变化事件的响应 拓扑变化主要是指节点加入事件和节点退出事件。当节点加入事件是指节点加入网络时，其父节点负责将该子节点加入信息上报网关；节点退出事件则是指获取到的网络节点丢失信息的处理。处理可分为两种情况：一种是当传递来的type = 1时，即丢失节点为本节点的父节点时，开启网络加入流程，使节点可以重新加入网络，并恢复网络的正常运行；第二种情况是type = 0时，即本节点发现其中一子节点丢失。本方法对于长时间无法连接的子节点，将启动移除（LEAVE）流程，将该子节点从网络中删除，同时向网关节点报告子节点退出的消息。 需要注意的是：当子节点丢失时，有的时候是真正丢失了（长时间或永久无法连接），但更多的时候只是暂时地失去联系，随着子节点的重新加入申请，又可以加入网络，恢复正常的运行状态。因此，设计时需要将暂时失步和真正丢失这两种情况区分开，再分别做出合理的处理。 本文采用延时判断的方式，即当检测到失步现象发生后，先定时一段时间，再做判断：如果定时一段时间后，节点仍旧失去联系，则判定是真的丢失了节点，此时可通过NLME_LeaveReq移除子节点，同时上报网关节点丢失的消息；否则认为只是暂时的节点失步。 节点退出情况的处理流程如图6所示。 3.3.2 拓扑信息的维护 由网络各个路由上报的节点加入或退出的信息最终将在网关汇集，网关按照上报的节点加入、退出信息对网络拓扑存储关联表进行添加、删除、更新，以维护当前网络拓扑状态。其具体方法是先判断接收信息的种类，然后对节点加入信息和节点退出信息分别处理。对于加入信息，可核查是否是已经存在于网络中的点，如果是已经存在的，则更新存储的节点信息；如果是一个全新的点，则为该节点分配存储空间，并在对应的父节点下增添子节点分支。对于退出信息，同样核查是否是存在于网络中的点，如果该节点已经不存在了，则报错处理；如果是存在的点，则将该节点信息删除，并解除与其父节点的父子联系。 网关在接收到由父节点上报的节点加入消息时，还需要对加入子节点类型进行判断：如果是终端节点，则在其父节点的链表中更新或加入该子节点的相关信息；如果加入节点是路由节点，除了在该路由节点父节点的链表中加入该子节点信息外，还要添加该子路由关联头信息。图7所示是实现网络拓扑维护管理的示意图。 4 实验验证 本文的实验验证可在基于CC2430搭建的WSN开发平台上进行，该平台共使用5个终端节点、5个路由节点、1个网关和PC调试机。所有传感器节点自组织成无线网络，并将感知信息和拓扑信息汇报给网关节点，网关节点与PC机通过串口相连，操作人员可以通过上位机的调试软件对网络状态进行实时监控。图8所示是其上位机监控程序界面。该试验网络的节点布局示意图如图9所示。 实验时随机选取监控过程中两个时间点的网络拓扑结构监控过程示意图如图10所示。其中两个时间点在实验过程中上报的拓扑变化信息如表1所列。 从实验结果可以看出，一方面，父节点能够实时上报其子节点加入和丢失的网络变化情况；另一方面，子节点也能够及时检测出其父节点的丢失，并选择其他父节点重新申请加入网络。可见，本系统具有网络的自组织、自适应的动态网络监控与维护功能。 5 结 语 本文提出了一种通过终端与父节点间的失步信号来捕捉与基于叶子节点人为触发失步函数调用的方法，可以实现整个网络节点丢失情况的获取。其中，通过终端与父节点间失步信号来捕捉节点丢失信息的方法无需人为干预，能够通过协议自动实现，从而减少了查询的数据量和对其操作带来的系统资源占用；基于叶子节点的失步函数触发机制，只通过叶子节点与网关的数据传输，就能够完成整个线路上节点丢失情况的获取，在实际应用中，经常由终端上报数据，相当于终端自动完成数据线路上父节点丢失情况的发现，使该方法的实施更加简单。这两种方法的结合，能够以较小的数据通讯量、简单的操作和较小的系统资源占用来实现网络发现的功能，因而 具有较高的实际应用价值。 本文提出的网络拓扑维护方法具备网络拓扑的自组织、自适应功能，可满足无线传感器网络系统对于网络组织结构的动态性能要求。同时具备拓扑结构的存储功能，能以较少的系统资源保存整个网络的动态拓扑结构，十分方便网络的管理和控制。 无线传感器网络拓扑控制研究:无线传感器网络拓扑控制研究综述 摘 要：在无线传感器网络研究中，拓扑控制技术是核心技术之一，本文首先描述了现有拓扑控制算法的分类，其次分析了几种典型的算法并总结了其优缺点，最后简述了现有拓扑控制技术中存在的问题以及未来研究的发展趋势。 关键词：无线传感器网络；拓扑控制；发展趋势 1 引言 无线传感器网络（WSN）是集信息采集、传输以及处理于一体的智能信息管理系统，应用前景广阔，是目前比较活跃的一个领域。 WSN是一种由大量微传感器节点组成的自组织网络，其向学者们提供了大量的研究课题，拓扑控制是最基本问题之一。拓扑控制就是要研究如何形成一个良好的网络拓扑结构，为数据融合、路由协议以及目标定位等其他技术提供支撑。 WSN节点通常大规模部署并且具有随机性、自组织性，网络组织方式通常多种多样，节点能量非常有限，因此，在设计无线传感器网络时，要提高路由协议和MAC协议的效率，延长网络生存周期，一定要有一个良好的网络拓扑结构。 目前主流的拓扑控制算法可分为：节点功率控制型和层次型拓扑控制型。 功率控制就是通过变化节点的发射功率来调整节点无线信号的覆盖区域大小，在此基础上调节网络的拓扑结构，最终目的是提高整个网络的连通性。 层次型拓扑控制主要采用的是分簇机制，将整个网络划分成若干区域形成多个簇，选出骨干节点构成骨干网进行数据转发，而普通节点可择机关闭不必要的模块，以避免不必要的能量消耗。 2 典型的拓扑控制算法 2.1节点功率拓扑控制算法 LMA和LMN算法是基于节点度的算法，通过不断的改变节点的发射功率来使得其度数处在一个合适的范围，根据已经采集到的局部信息来调整邻居节点之间的连通性，最终使整个网络具有连通性。两种算法的相同点是分步骤、周期性地调整节点的发射功率，不同点是它们有着不同的节点度数计算方法。 这两种算法利用较少的局部信息就可确定节点功率的调节方式，而且对时钟同步、传感器节点要求均不高，但是在节点邻居节点判断上存在不足，所形成的网状拓扑结构不仅增大了网络复杂度，而且使网络开销增大了。 DRNG和DLMST算法是基于邻近图的拓扑控制算法，所有节点调整发射功率至最大化形成一个拓扑结构图，再根据设定的邻居判别规则得出该图的邻近图，每个节点根据邻居中最远节点的距离来设定发射功率。 这两种算法均以节点发射功率不一致为背景，基于邻近图RNG、最小生成树LMST理论，用距离最远的邻居节点所需的发射功率为标准，有效解决了发射功率不一致的问题，并通过增加删除操作来保证网络拓扑的双向连通。但是这两个算法需要精确的定位信息。 2.2 层次型拓扑控制算法 LEACH是最早的也是较典型的基于均匀分簇的拓扑控制算法，簇首通过分布式选举随机生成，剩余节点作为簇内成员节点。在网络运行中，簇首节点融合簇内所有节点的信息，以单跳方式发送至Sink节点。簇首节点和簇结构均周期性更新。 相对于传统网络，LEACH使用簇结构，能有效提高节点能量利用率和网络寿命。但簇首节点和Sink节点之间的单跳通信可能因长距离数据传输而能耗过大；频繁的簇重增加了额外的通信开销；簇首节点的选择未考虑节点地理位置、剩余能量等因素。 GAF是一种基于地理位置的分簇拓扑控制算法，首先将网络划分为固定数目的虚拟分区，节点将自身地理位置信息与虚拟网格中某个点关联映射起来并计算自身所属的分区，每个区域内选出一个节点在某一时间段内处于活动状态来监测所在区域内的信息并报告数据给Sink节点。 GAF使得形成的簇结构更均匀，但是在选择簇首时没考虑节点的剩余能量，划分单元格时，若节点间的一跳通信距离较小单元格会比较密集，而一跳通信距离较大分簇又比较稀疏，这样的分簇反而会降低网络的效率。 EEUC是一种分布式的、非均匀分簇算法，首先以概率T（由算法预先设定）在网络中选出一些节点作为候选簇首节点。簇首由候选簇首节点竞争产生，其他节点在簇首选举过程中处于休眠状态，其中竞争半径由候选簇首到Sink节点的距离决定。 EEUC将整个网络分成规模各异的簇，簇的规模与离Sink节点的距离成反比，这样有效降低了簇首通信代价，避免了“热区”问题，延长了网络周期。但EEUC单纯的考虑距离而没有考虑节点的剩余能量以及密度因素，而且没有考虑簇首节点在簇内的位置，可能造成网络能耗不均衡过早死亡的现象。 结语 本文介绍了WSN拓扑控制的分类和几种经典的拓扑控制算法，分析了算法的优缺点。目前的大多数研究模型都比较理想化，没有全面考虑实际应用中存在的问题，还有很多问题亟需进一步研究。未来拓扑控制研究的发展趋势应为：结合多种机制且更接近实际情况，网络的各种性能应被综合考虑进来，拓扑控制的自适应性和鲁棒性应有所提高。 无线传感器网络拓扑控制研究:火灾监控系统中无线传感器网络拓扑研究 摘要： 针对森林火灾监控系统中无线传感器网络特点，建立了基于随机几何图的加权网络拓扑模型，连边权重为体现节点通讯能耗的相异权。该模型不仅描述了节点间相互连接关系，还能体现节点间距离及通讯半径对拓扑结构的影响，研究中利用复杂网络分析方法对模型进行了验证。此外，在此模型基础上提出了拓扑优化算法。该算法在网络连通的前提下，通过约束节点单跳可达邻居数简化了网络结构。实验结果表明，拓扑模型与实际网络特性相符，拓扑优化算法能有效降低连边密度，有利于简化复杂的路由计算，延长网络寿命。 关键词： 森林火灾监控；WSN；拓扑模型；拓扑优化 森林是人类赖以生存及社会发展最重要和不可缺少的资源。由于自然或人为因素导致森林火灾时有发生，森林火灾是破坏森林资源安全、威胁人类生存环境最为严重的灾害之一。如何准确、高效地预防和发现火情已成为亟待解决的问题。森林地势复杂，很多区域人员难以到达，不易进行人工和有线监测。因此，无线传感器网络（WSN）技术应用于森林火灾监测具有广阔的前景。森林面积广阔，监测系统需要大量微型、廉价的传感器节点，节点通过人工埋置或飞行器播撒的方式随机部署，实时感知覆盖区域内的温度、烟雾浓度等火灾信息，通过自组织网络将采集到的数据传递给汇聚节点，汇聚节点将现场数据经Internet、移动通信网络或卫星等途径发送到控制中心，实现对森林火灾的无线监测。与其他通信网络相比，森林火灾监测系统中采用的无线传感器网络具有网络规模大、节点部署密集、网络冗余度高、节点自身资源受限等特点。对于大规模的无线传感器网络而言设计良好的拓扑结构尤为重要，网络拓扑是设计和组建网络的第一步，也是实现各种协议的基础。因此，如何建立更加符合实际网络特性的拓扑模型是研究的前提。此外，由于传感器节点部署具有很大的随机性，节点的位置不可预测，初始的网络拓扑很难满足要求，需要进行优化控制。笔者主要针对森林火灾监测系统中无线传感器网络的特点，构建网络拓扑模型，并在此模型基础上对网络拓扑进行优化，为网络性能的提高奠定基础。 1WSN拓扑结构 1．1传感器节点通信特性 无线信号在传播过程中由于受环境因素的影响，信号强度会随传播距离的增加而衰减。依据自由空间传播路径损耗模型，距发射机为d处的平均接收功率Pr（d）可以表示为式（1）。Pt为发射天线辐射功率；Gt为发送天线的方向增益；Gr为接收天线的方向增益；λ为媒介中场的波长。为了保证节点直接通信，节点间距离d必须满足d≤ΨPtPr，（）th，其中Ψ＝GtGrλ4［］π2，d称为节点通信半径。在布尔型全向感知模型中设节点i在二维平面上的坐标为xi＝（xi，yi），节点感知半径为ri，节点对于在坐标xj＝（xj，yj）处任意节点j的感知概率可表示为式（2与j的距离。 1．2传感器节点度分布 设有n个节点随机分布于区域A内，网络节点密度ρ＝n／SA，SA表示区域A的面积。网络中任意节点恰好位于区域B（其中BA）的概率为P＝SBSA，随机变量X表示恰好有m个节点位于区域B中的事件，则该随机变量服从二项分布，由P＝ρSBn可得式（3）由式（4）可知，当网络节点数n很大时，传感器节点度分布近似为泊松分布。 2WSN拓扑建模 2．1加权网络拓扑模型 为了解决随机图对无线传感器网络拓扑建模存在的不足，研究中采用随机几何图构建网络拓扑模型。设传感器节点的通信半径与感知半径相等，将无线传感器网络用随机几何图描述，其中n为节点数，r为通信半径。V＝｛v1，v2，v3Λ，vN］表示网络中节点集合，dij表示节点vi和vj间的距离，E＝｛e1，e2，e3Λ，ew］V×V表示边的集合。节点通信覆盖范围是以自身为圆心，r为半径的圆盘区域，如式（5）所示。考虑节点间距离对网络拓扑的影响，需要在网络连边上赋予权重。对于无线传感器网络，节点进行数据转发时总是选取能耗最低的路径。式（1）可知，自由空间模型下无线通信的能量消耗会随着通信距离的增加而增长。因此，可以将d2ij作为权重赋予连边eij，d2ij的大小可体现节点间进行数据转发所消耗的能量。无线传感器网络的加权拓扑模型就可用相应的加权邻接矩阵A＝［aij］表示。其中，aij＝f（xij）•g（dij），f（xij）为节点感知概率，g（dij）＝d2ij。节点间距离越近权重越小，距离越远权重越大，当两点间无直接连接时权重为∞。 2．2实验仿真 在100m×100m的区域内随机部署200个传感器节点，节点通信半径为13m。网络中所有节点均同质，具有相同的物理性质和通信半径，节点采用布尔型全向感知模型。图1为网络拓扑结构。考虑到拓扑结构模型为加权网络，因此主要分析节点度分布和节点强度分布，如图2和图3所示。研究结果表明，整个网络节点度分布比较均匀，大量节点度集中在7～11之间，以平均度8．5为中心两边迅速下降，度值小于7或大于11的节点所占比例不足5％，近似泊松分布，与理论推导的结论相符。图3显示网络节点强度分布比较均匀，大量节点的点强度集中于平均值附近，少量点的强度偏离均值。为了揭示无线传感器网络拓扑结构特性，将传感器网络拓扑模型统计特性与随机网、小世界网和近邻耦合网的统计特性进行了对比，表1给出了同等规模下不同 2．3结果讨论 （1）所建立的拓扑模型中节点度分布均匀，近似为泊松分布，与理论计算结果相符。网络节点度有界，这与节点感知范围有限所导致的局部通信特性相一致。（2）通过计算发现，点强度与节点度不满足s（k）≈＜w＞k的关系（＜w＞为网络边权平均值）而满足s（k）≈Akβ的关系。其中β≈0．45、A≈32，表明网络边权与拓扑结构有关，与网络模型构建中边权的赋予方式相符。（3）与其他三类网络相比，无线传感器网络拓扑结构具有较大的聚类系数，即网络具有明显的聚类效应，局部节点间的连接比较紧密，这符合传感器网络的本地化通信特点。 3拓扑控制 3．1拓扑优化算法 森林火灾监测中需要大量的传感器节点，为了保证网络的连通及对被测区域的全覆盖，网络建立初期形成的拓扑结构具有较大的冗余。这样既不利于节点能耗的降低，又会增加节点间通信干扰。因此，研究中提出了基于约束节点连边数的稀疏网络拓扑优化算法。算法中主要针对“度”大的节点边数进行约束，选定节点后删除与该节点相连的哪些边是算法的关键，这就要求对节点在信息传递过程中的重要度进行评估。通常用度描述网络节点的重要程度，但对于数据转发的无线传感器网络，考虑某一节点对其他节点的影响力更为重要。而“介数”衡量的就是点对其他节点的影响程度。节点i介数L（i）是网络中所有节点对之间通过该节点的最短路径数占所有最短路径数的比例，即L（i）＝∑s≠t≠iσst（i）σst。其中，s．t是网络中的节点对，σst是从s到t的所有最短路径的总和，σst（i）表示通过节点i的所有最短路径数。显然，在讨论无线传感器网络数据流通时，介数比节点度能够更好地评价节点的重要程度。因此，研究中将介数作为衡量节点重要度的指标，以此来确定所要删除的连边。具体算法如下：（1）随机部署节点，设置通信半径保证网络连通，初步形成网络拓扑；（2）选取节点i进行连边约束，节点被选中的概率与其节点度d成正比；（3）确定与被选节点i相连的所有邻居节点集合V＝｛vj｜aij≠0］，在集合V内选取ρd个节点，在集合V内节点介数越小被选中的概率越大（其中ρ为删边比例，d为节点i的度）；（4）确定节点i及其邻居节点j后，判断二者的连边是否唯一，如果唯一，放弃该邻居节点返回第3步，在集合V中重新选取，如果不唯一删除连边eij；（5）返回第2步，重复上述过程。 3．2算法仿真 实验中网络参数设置如下：节点数为200，分布区域面积10000m2，节点通信半径为14m。图4为初始网络拓扑，图5为对节点度进行约束后得到的稀疏网络拓扑。表2为拓扑优化前后网络结构测度的对比。可以看出，网络连边密度降低了41．5％，节点平均度减少了41．5％，而网络的平均最短路径只增加了14．8％。优化后的拓扑既简化了网络结构又保证了网络的连通，将有利于路由的简化和网络生存周期的延长。 4结论 为了满足森林火灾监控的需求，无线传感器网络被广泛应用。森林火灾监控系统中无线传感器网络具有网络规模大、节点部署随机、结构冗余度高、节点自身资源受限等特点。结合这些特点，笔者建立了基于随机几何图的无线传感器网络拓扑模型。该模型不仅可以描述传感器节点间相互连接关系，还可以体现节点间距离及通讯半径对网络拓扑结构的影响。此外，在此模型基础上对网络拓扑进行了优化，以度和介数作为节点重要程度的衡量指标，提出了稀疏网络拓扑优化算法，通过该算法对网络的冗余链路进行适当地删减，降低了网络连边密度，在保证网络连通的情况下实现网络结构的简化，有利于简化复杂的路由计算，降低节点间通信干扰，延长网络生存周期。 作者：任月清 齐利晓 杨国庆 单位：天津城建大学

随着现代化进程的不断加快，科学技术也在不断的发展，传感器技术作为诸多科学技术中发展最为迅速的一门前沿技术，是提高机电一体化系统智能化的重要组成部分。传感器就相当于人类的感觉器官，它可以快速、精准的收集系统多处的信号反馈给处理系统，确保系统正常运行，同时也保证了系统能够达到更高的水平。如果缺少了传感器，导致系统的状态和对某些信息的准确度把握就无法做到自动检测，那么系统的其他模块功能就无法实现，比如信息处理模块、控制决策模块等。 1、传感器概念分析 传感器是一种在现代科学中通过仿生学的角度，使机械能够像人类或动物的感觉器官一样能对外界环境变化进行感知，传感器通过对变化的检测和感受，并通过编写的程序，按照一定的规律将外界环境转化为电信号或数据信号，同时将这类信号传送到接受元件或装置中，这类模拟感觉器官的器械称为传感器，为了更精密的探测某些外界因素，传感器技术的发展受到人们的极大重视。在现代科学技术的支持下，传感器的敏锐程度和探测广度早已超过了人类的感觉器官，可以探测到人眼看不到的红外线、紫外线，也可以检测到人耳听不到的超声波。所以对于传感器的应用在我们的生活中越来越广泛，人类也对传感设备更加依赖。各式各样的传感器有很多，我们通常依据其使用情况来对它们进行分类，比如说可以按需要测量的对象来分类等等。不同类别的传感器用途也不一样，而传感器技术的应用，可以实现对系统的有效控制，提高其自动化水平。传感器技术是利用传感器可以将光、震动或者其他一些刺激动作按照一定规律转换成特有的一种输出信号来对机电一体化系统自身的检测。有效的控制机电一体化系统的正常运行。 2、传感器技术在机电一体化系统中的重要性 机电一体化系统是一个自动化程度比较高的系统，其核心部件就是传感器，所以传感器技术也就是该系统中的核心技术。传感器在机电一体化系统中的角色就好比人体的感觉器官，它能够通过对目标实物的感知测量来获取目标的相关信息，并快速、准确的将这些信息传递给系统控制模块，进一步提高系统的控制效果。在对目标测量过程中，传感器能够为机电一体化系统准确、快速的提供维持系统高效运行的重要的相关数据信息，最主要的是能够帮助系统实现对自身的自动化检测，传感器在提高机电一体化系统性能方面，所以进一步加强机电一体化系统中传感器技术的研究是十分有必要的。 3、传感器技术的应用 3.1在机械加工过程中的应用 在机械加工中，传感器技术被广泛的应用。其目的是为了提高加工产品的精度和质量，首先，在工件加工前，要对其毛坯件进行自动化检测，看其是否满足加工的要求，如果满足，再进行加工过程。加工过程中传感器的应用更为重要，每一道工序的加工精度控制都是通过传感器来实现的，当加工到一定位置时，传感器检测到这一位置发出的信息，将这些位置信息迅速的转换成其特性的信号，快速的传递给控制中心，控制中心快速的做出判断，开始进行下一道工序的加工。多次重复后，为了保证工件的加工精度，还可以通过传感器技术，对加工设备在工件加工过程中的进给速度、切削力，进而保证其质量。 3.2数控机床中的应用 传感器技术在数控机床上的应用也比较广泛，其目的主要是实现机床的高度自动化水平，同时对加工精度的有效控制。通过传感器对加工轨迹的检测，可以实现工件的模拟加工，做到加工误差的有效控制。并对其做出合理的调整，确保加工精度，实现工件的全自动加工。为及时发现数控机床加工中存在的问题，需对机床轴动过位等开展实时调查。比如在数控机床当中，可使用压力传感器检测工件夹紧力，如果夹紧力比设定值低，则会产生工件松动问题，系统提示警报，中断走刀。此外，还能运用压力传感器对车道切削力实际改变进行检测。通过上述分析得知，在数控机床上合理应用传感器，适时引入传感器技术，可有效处理生产过程中发生的问题，大幅提升生产效率，降低故障发生率，为保证生产质量奠定良好基础。 4、 传感器技术的未来发展趋势 在未来的几年里，传感器控制系统的研究将会继续进行，使其在未来能够发挥更大的作用，为人们带来更多的便利，其主要的发展趋势有以下几点：①向高精度发展。在新型的传感器研究中，要将精度、灵敏度、响应速度作为研究重点，确保未来的工业化生产具有可靠性；②向微型化方向发展。再利用新型的材料与纳米技术等先进的技术，对传感器的结构进行优化；③微功耗、无源化发展。当前的电气设备以及传感器设备的运行都需要在电能的支持下才能正常运转，因此为了提高传感器的工作性能，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向；④向智能化数字化发展。智能化是当前国际上广泛关注的焦点，也是未来传感器重点开发领域。 5、结语 总而言之，工业生产自动化程度的逐渐提升，对自动监测水平的要求也更为严格，因此需要加强对传感器的研究，以促进机电一体化向着更加自动、更加智能的方向发展，还需要对传感器有更加深入的研究和探索，使传感器能够检测的信息范围更为广泛，同时对信息的检测精度也需要得到相应提升。

物理课程资源的开发与利用包括多个方面，其中实验器材开发是课程资源开发的重要组成部分。对于一些物理实验，教师使用传统实验器材很难取得预期效果，可借助信息技术手段创造条件开展实验，充分发挥学科育人功能。有条件的学校可配备数字化实验仪器，增强实验现象的可视化和实验数据采集的实时化。对于大多数教师来讲，自制器材也是不错的选择。自制传感器采集系统在中学物理教学中有很好的应用前景，具有精度高、可视化强、造价低廉等优点。笔者基于51单片机自制传感器采集系统，在课程资源开发方面做了一些探索。 一、基于51单片机自制传感器采集系统 数字化信息系统（DIS）功能强大，被不少学校采用，但由于价格高昂、装置复杂，短时间内难以在初中物理教学中普及应用。笔者自制的传感器采集系统，基于51单片机开发，以数码管（38.1mm）作为显示元件，并配有声、光、力、液压、大气压、温度等传感器用于采集数据。此外，笔者将该装置通过串口通信线连接电脑，应用自编的VB程序在电脑上完成数据采集及描图工作。系统的电源由2节干电池组成。该系统具有造价低廉、操作简单、效果明显等优点，可以便捷而精准地采集原始数据，非常适合初中物理教学（如图1）。笔者自制该系统用到如下材料：自行研发设计的单片机主板、stc89c52rc及stc12c5a60s2单片机芯片、串口模块RS232转TTL模块、称重传感器1kg压力传感、双通道24位模数转换HX711AD、GY-68BMP180新款BOSCH温自制传感器采集系统改进物理实验教学文|谢立行度、US-015超声波测距模块、防水型DS18b20温度探头、E18-D80NK光电传感器、数字光强度/光照传感器BH1750FVI、数码管（共阳）、USB转串口线USB转RS232USB转COMUSB转232340芯片、49S晶体晶振、5V升压模块等材料。教师应用该系统可开展多个项目的实验教学：通过数码管显示方式可操作超声波测距、超声波测声速、超声波测身高、大气压测量、液压测量、力的测量（验证阿基米德原理实验、飞机机翼升力测量）、电压测量、光强度测量、单摆周期测量、跑步计时、小车斜坡下滑前后半段时间测量、数字温度计等实验；通过串口连接电脑可以完成力的相互作用、比热容、超声波测物体移动速度、不同液体的沸点对比等实验。系统具有以下特点：一是造价低廉（整套成本在300元以内），适合在经济欠发达的农村学校及山区学校推广应用；二是可以选择数码管显示方式操作，降低对计算机的依赖，数码管可视度高，显示效果极佳，能对传统测量器材进行改良；三是具备连接电脑进行描图的功能，可以采集数据；四是功耗极低，电源匹配方便（既可使用5V通用USB接口供电，又可以选择两节干电池结合升压模块供电）；五是不同传感器可以通过小扩展板与主板进行切换连接，从电脑下载程序很方便；六是相对传统数据采集系统，操作更简单，非常适合教学。 二、应用自制传感器采集系统实验的两种方式 （一）通过数码管显示方式实验 1.红外光电传感器的应用实例 红外光电传感器既可用于单摆周期测量实验，以即时显示单摆每摆动一个周期所用的时间（如图2），又可用于跑步计时测量，以精确测量学生穿越两个红外光电传感器所需时间。物理教师开展实验教学应重视学生参与探究和体验的过程，但是一些实验受场地和器材限制，难以在课堂上进行。百米赛跑是引入速度概念的绝佳例子，但在教室里无法实施，教材只用图片和文字的方式阐述。教师利用红外光电传感器能帮学生解决短距离高精度计时问题（如图3），让学生真正参与其中，体验探究过程。 2.压力传感器的应用实例 自制的压力传感器系统是以hx71124位AD模块作为数据采集器，并结合压力传感器（量程为10N）构建的一套数字测力装置。传统实验室配备的弹簧测力计只能用于单向的测量（拉伸方向），而压力传感器可用于双向测量（如图4），其特殊性能是传统弹簧测力计无法比拟的。在演示“压力的作用效果”的实验教学中，为了说明压力的作用效果与受力面积有关，教师常利用水气球和钉床进行演示，但学生无法利用弹簧测力计测量水气球的受力数据。笔者利用压力传感器对该实验进行改进：利用压力传感器对气球产生一个下压力，并测量其大小。受力面积较大时，压力达9.33N，气球还是完好无损。笔者在压力传感器上加上钉子，改变受力面积，再次下压气球，仅用0.21N的压力，气球马上破裂（如图5）。笔者还利用压力传感器测量精确度高（精确到0.01N）的特性对验证阿基米德原理实验进行改进。利用传统弹簧测力计验证阿基米德原理实验往往存在较大误差，甚至无法得出“物体所示浮力等于其排开液体所受的重力”这一结论。笔者利用压力传感器操作“验证阿基米德原理实验”时，恰好手头上没有合适的小水杯盛装物体排开的水，故用轻质的空手套替代小水杯，顺带检验一下测力计的精确度。笔者将测力计调零，以大钩码作为被测物体进行测量，先测量空手套重力0.06N，后测量大钩码重力2.00N（如图6）。笔者准备好盛满水的溢水杯和空手套，使大钩码浸没入水中，同时用空手套接住排开的水；发现测力计示数在1.74N与1.75N之间徘徊；取下钩码，测得手套和水重力为0.31N。2.00N-1.75N=0.31N-0.06N，结论得证。即使按1.74N算，误差仅有0.01N。相较于传统弹簧测力计，新器材优势明显。 3.超声波传感器的应用实例 超声波传感器可用于测距，笔者指导学生对原有程序稍作修改，用于测量身高（如图7）。 4.大气压传感器的应用实例 大气压传感器可用于测量室内大气压随高度的变化情况。笔者采用的大气压传感器是通过BOSCHBMP085气压模块采集数据，其精度很高。笔者让学生利用该大气压传感器在课堂上做实验，了解大气压随海拔高度变化的特点。学生举起大气压传感器站在凳子上，然后将其贴近教室地面（如图8），测得数据分别为1.105×105Pa和1.102×105Pa。大气压传感器还可用于测量电梯随楼层高度变化的大气压变化情况。 5.液压传感器的应用实例 一杯水能产生多大压强？笔者利用液压传感器解答这个问题。如图9所示，笔者准备一烧杯注入红墨水（300mL），将液压传感器放入烧杯底部，测得液压值为0.0055×105Pa，然后根据液压公式P=ρgh，让学生思考如何让这杯红墨水的压强增大。学生通过实验验证他们的想法：将液压传感器固定在一根长约1.4m的有机玻璃空管底部，将这杯红墨水灌入管中，当水快灌满管子时，测得液压值为0.1325×105Pa（如图10）。该实验能让学生深刻认识液压的特点。学生用测量数据推算红墨水的深度，所得结果非常精准。 （二）通过串口连接电脑完成实验 1.比热容实验 笔者将长度相同的两段加热丝（电阻值均为1.7Ω）接到电脑电源的12V电压输出线上（如图11），保证两者产生的热量相同；用两个18B20温度传感器对等质量的食用油和水进行温度数据采集（如图12）；利用串口数据线连接电脑生成图像（如图13）。 2.超声波测物体移动速度实验 笔者在实验中使用了超声波传感器和电动推杆。首先给电动推杆加上不同的电压，使其以不同的速度做匀速直线运动，然后利用超声波传感器采集探头到推杆白色挡板之间的距离数据，将串口数据线连接电脑，生成白色挡板移动的S-T图（如图14）。此外，师生通过串口连接电脑的方式还可以完成“力的相互作用”验证性实验。笔者基于51单片机自制传感器采集系统开展实验教学，利用其高精度特性，对部分传统实验进行改进和创新，用全新的方法操作教材上的实验，实现传统实验器材无法实现的功能，对传统实验做了很好的补充和拓展，教学效果明显提高。该系统小巧独立，不依靠电脑显示，操作简便，得到用户一致认可，具有推广价值。 作者:谢立行 单位:广东省广州市广园中学

农业物联网论文:物联网的智能农业系统研发 1总体方案 本系统方案是在成都农业科技职业学院已有的农业大棚基础上进行智能化检测、控制和管理。该方案主要分为三大子系统：物联网连接与监测、物联网智能控制、云服务器；物联网连接与监测：在农业大棚实验基地部署和安装农作物生长环境所需参数的传感器，用以监测环境中的温度、湿度、光照、CO2浓度、土壤酸碱度及养分等物理量参数，从而保证农作物有一个适合的、优良的生长环境。目前我们用到的传感器包括：空气温度、湿度传感器；土壤温度、湿度传感器；光照传感器；CO2浓度传感器；pH值传感器；土壤微量元素检测仪。各种传感器检测到的参数信息经过ZigBee网关，再通过3G网络传送到服务器。服务器将接收到的数据进行存储和相应的处理，用户即可通过电脑或手机等智能设备访问服务器进行查询，同时，还可以对设备参数进行修改和设置，对数据采集周期进行修改和设置，为后期农作物生长提供必要的数据支持。为了实现农作物24小时无人监控，我们还在大棚实验基地安装摄像头，对整个大棚进行24小时监控，监控视频和图片都将一并传送到服务器，为用户提供回看、实时看功能，确保资料完整性。物联网智能控制：针对农作物生长所需的环境因素，通过各种电机启动大棚实验基地的PVC喷水管、营养液滴头、遮阳帘、卷帘等设备，调节控制大棚实验基地内环境温度、湿度、土壤养分、CO2浓度等因素。云服务器：本系统方案采用J2EE服务器资源池和数据库资源池搭建，采用应用程序和数据分离原则搭建SAAS平台。所以，当有新的大棚实验基地加入时，只需使用应用程序模板和数据库模板即可创建大棚实验基地应用程序和数据库实例，大大延伸其系统效扩展性，有效降低成本。 2物联网智能农业大棚系统 2.1系统总体设计本系统的主要功能如图1所示，系统大致包括传感器数据查询、视频与图片查看、数据报表统计、远程设备参数设置、设备远程控制、专家知识库、后台管理等模块。 2.2数据库设计数据是整个温室大棚管理系统的基础，各种传感器采集的数据、视频摄像数据、照片图像数据，经过采集、处理、标准化、传输后，装载到系统平台的数据库和文件系统中。根据我校温室大棚实际情况分析出平台系统应包含空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度值、氮磷钾营养值、酸碱度pH值等基本数据，视频图像、照片图像等视频图像数据；设备及设备类型、编号、参数、运行情况等维护数据；设备控制命令、电机控制命令等控制数据；专家知识库等专业知识数据；系统用户、角色等系统基础数据。 2.3数据库表详细设计数据存储系统逻辑划分如下：基础业务信息数据库：空气温湿度、土壤温湿度、光照度等与农作物成长密切相关的业务数据；视频图像数据系统：采用文件系统存储各种视频、照片数据，有利于提高系统整体运行效率；运行维护信息数据库：设备基本信息——参数、类型、编号等，设备控制命令等数据；专家知识库：各种农作物成长条件知识案例等；系统基础信息数据库：系统用户、角色、模块、登陆、日志等系统运行数据。根据逻辑划分，数据库中大致包含20个表：dev_info（设备类型表）表示温室大棚中各种传感器、摄像头、设备等类型及单位；dev_state（设备状态表）表示dev_info中设备状态是否正常及记录时间；electromotor_rul（e农产品环境参数设置）表存储所种植农产品所必须的环境参数控制规则；notify_log（公告日志）存储系统的公告等日志；notify_person（公告人员联系信息）表示公告或通知中人员基本信息，用于环境参数无法调整到正常值时发送通知（后期手机平台开发使用）；notify_rule_person（告警条件）表示农产品环境参数告警通知；picture_list（照片信息）表示温室大棚实时画面；sensor_dev（传感器数据）表示传感器采集到的实时环境参数；system_department（部门信息）表示使用系统的部门；system_dictionary_data（人员信息类别值）表示描述使用系统人员基本信息类别值；system_dicrionary_type（人员信息类别）表示描述使用系统人员信息类型；system_module（系统控制类型）表示本系统可控制的类型；system_role（角色权限）系统角色功能管理；system_role_module（角色模块）系统角色模块管理；system_user（用户）系统用户基本信息；system_user_department（用户部门）用户所在部门；system_user_operation（用户操作记录）记录用户基本操作信息；system_user_role（用户角色）用户所属角色；video_history（历史影像）备份历史影像记录。 2.4系统总体结构设计整个系统采用Java2平台开发，采用三层架构模式：展示层、业务层、持久层。展示层使用struts2、业务层使用spring、持久层使用ibatis。传感器值查询采用直接查询数据库方式；视频图片查看采用封装文件系统服务方式；接入模块使用JavaNIO进行开发，服务器与3G网关的通信都通过此模块进行；数据入库模块对Ibatis和JavaFileIO进行封装。本系统的架构设计流程如图2所示。展示层是表示本系统以WEB网页形式呈现，可提供给使用者友好的人机交互界面，同时也提供一定的安全性，确保角色对应用户的权限。业务层：用于访问数据层，并根据展示层页面需要进行一定的逻辑运算，封装成接口反馈给展示层，以便调用。例如，本系统中需要对大棚环境基础参数进行设置，展示层提供参数组合文字条件，本层编写合理的组合运算规则，调用数据层，修改多个表的值。持久层：持续获取大棚实时信息，包括各类传感器获取到的环境参数、各类摄像头捕获到了实时图像等信息。本层还负责将各种信息存入对应数据库的表中，以供的访问。所有对数据的增、删、改、查均通过此层完成。本系统设计图片文件的存储权限，也是通过本层实现。本层所有数据均是通过3G网关传输然后存储的，为了统一管理，特在此层根据接入模块对数据进行封装，具体实现如下： 2.5系统实现系统运行后的部分效果如图3和图4所示。在图3的首页中，上边为Log、视频播放器、Android客户端；左侧为系统功能目录，右侧为大棚环境参数值、现场图像、传感器趋势图、设备状态表；图4是大棚现场传感器传回的实时监控数据，数据中包含传感器名称、传感器编号、传感器地址、最新传感器数据等现场信息。 3结语 本文简单地总结了基于物联网智能农业系统（温室大棚控制系统）的设计思路及具体实现，目前，本系统正在我校温室大棚中进行番茄种植的试运行，从现有的效果看，在PC机上能实现对大棚的自动化控制和检测。后续我们将进行多种农作物的实验，并丰富智能农业系统中的基础数据，下一步，我们希望创建真正意义上的专家系统，集统计、分析、检测混合型农作物数据为一体，为农业专家提供更丰富、方便、快捷的服务支持。 作者：任华邹承俊单位：成都农业科技职业学院电子信息分院 农业物联网论文:特色农业中物联网技术的应用 1WSN应用现状 具体来说，首先，无线传感网中传感节点能量有限，能耗问题是物联网技术应用的核心问题，为满足运行时的低功耗，网络的拓扑结构，及路由的算法，对节点的能耗起着至关重要的作用。同时，在同样的监测面积里在保证通讯互联，对监测点全覆盖的条件下进行最少的传感器节点排布，这也是降低网络部署成本的基本要求。无线传感网也必须能保证实现各个节点互联互通，消除和修复网络覆盖空洞，使用合适的覆盖控制算法和节点调度算法在保证一定覆盖性的前提下使一些节点的传感模块策略性的休眠，对延长网络生存时间有重要意义。实现自动组网，完成数据的高效传输，这方面对无线传感网的拓扑控制算法及相关模型建立也是必须进行深入研究的。此外，由于环境影响和能量耗尽等情况，节点容易出现故障，这就使得传感网络往往是动态的。因此，传感器网络节点需要以自组织的方式工作，能够自己协调彼此的行为，无需固定的网络支持，在任何时候任何地方迅速展开并自动组网来提供监控监测。 2WSN应用研究难点 当前国内外的对物联网技术在农业上的应用研究遇到以下一些难点：第一，传感器成本及功能问题。为进行精细的监控，在农业环境中需要部署数量庞大的传感器，而开发和选取低成本传感器，丰富传感器的种类，在限定面积内最少部署节点，并去除冗余节点，都是降低成本的关键，也是物联网农业应用研究的难点。第二，无线传感网节点设备功耗问题。农业现场电源的供给一般比较困难，无线传感器网络中节能是首要考虑的问题。有效地延长无线传感器网络的生存时间，达到传感器节点的负载均衡是无线传感器网络路由协议的设计目标。第三，适应农业的无线传感网络构建的问题。寻求适合于当地农业环境的无线通信技术，研究合理的拓扑模型和路由算法，建立安全高效的数据通讯机制，对无线传感网进行优化，实现数据的高效传输。针对以上三个难点，研究无线传感网络拓扑控制、构建问题和相关模型算法起着关键作用，我们希望通过这些研究加强新疆特色精细农业技术的提升，促进农业中物联网技术的应用和发展。关于无线传感网的拓扑算法，国外有伊利诺斯大学的Narayanaswamy等人提出COMPOW算法，XingGL等人提出的CCP算法等。国内有尚凤军等人给出CHTD-M簇间多跳路由算法。林恺等提出的利用能量预测的分簇算法，张德干等人提出的不均匀成簇的无线传感网络拓扑动态加权演化模型。李云等提出的改进的最小能量通信网拓扑控制算法IMECN。目前现有的理论和算法主要偏重于理想状况下的纯理论研究，对于在新疆农业现场的实际应用，其网络拓扑环境可能受到田间环境的限制，如在特定的区域，如沟渠、水井等地方不能设置传感节点，特殊的气候环境下，由于外力的影响（如风吹、雨打等）而发生节点位置或工作状态的变化，因此当前的拓扑控制算法存在很多缺陷，很多仅具有理论意义，并没有在现场进行试验检测。同时，由于物联网技术的发展日新月异，无线传感网的通讯方式有很大的变化和发展，目前基于如Wifi、6LoWPAN和Zigbee等协议的无线传感网技术快速发展，这些网络在拓扑关系、路由效率，数据传输性能，能耗等方面相互关系及算法还需要进行深入研究。无线传感网的部署有两种策略，一种是大规模的随机部署，另一种是针对特定的用途进行计划部署，这些也要根据现场实际情况进行综合考虑，需要研究结合新疆特色农业现场使用的，并在吸收现有研究成果的拓扑控制算法及路由方式，并根据现场试验结果来验证算法，研究将发现更为高效的分布式分簇算法，最终发现安全高效的无线传感网模型算法和数据通讯机制，实现无线传感网满足低功耗、低成本、自动组网、高速率、鲁棒性的要求，并适用于新疆特色农业环境。应用前景方面，本项目的研究将解决在新疆特色农业环境下科学部署无线传感网络的问题，可实现网络完全覆盖条件下有效除去冗余节点，降低了无线传感器网络能量和成本，增加网络的生命周期，减少建设投入成本。 3研究意义 通过对基于物联网技术的WSN在新疆特色农业中的应用，可以对新疆地方农业生产提供有效信息化技术支撑，加强物联网技术的应用，提升农业科技化、现代化水平，实现农作物的精准化作业。并为农作物精准调控提供技术支持，达到增加农产品产量、改善品质、科学调节生长周期、提高农民经济效益的目的。通过无线传感网的科学有效部署，还可以比较方便地建立农业节水灌溉平台，有效实现对新疆水资源的严格管理，确保对“三条红线”政策的执行。 作者：胡春玲叶峰吴霞单位：石河子大学新疆维吾尔自治区风能研究新疆警官学院 农业物联网论文:物联网技术农业发展策略 我国是一个农业大国，农业是安天下、稳民心的战略产业。从1982年起，中共中央多次以农业、农村和农民为主题的中央一号文件，对农村改革和农业发展作出具体部署，强调“三农”问题在中国社会主义现代化建设时期“重中之重”的地位。《国家农业中长期发展规划》要求发展特色农业、生态农业、节水农业和观光农业。“智慧农业”是智能农业专家系统，是“感知中国”理念在农业发展中的具体应用，指利用物联网技术、云计算技术等信息化技术实现“三农”产业的数字化、智能化、低碳化、生态化、集约化，从空间、组织、管理整合现有农业基础设施、通信设备和信息化设施，使农业和谐发展实现“高效、聪明、智慧、精细”。是两化融合在农业发展领域中的具体实践和应用［1－3］。物联网技术是实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术，是智慧农业智能化和精细化生产、管理、决策的技术支撑，是发展“智慧农业”的核心。通过对我国“智慧农业”发展中物联网技术、现状、分析、技术要求、难点、应用分析，提出了“智慧农业”中物联网应用的可行性及发展策略。 1现状及存在问题 1．1物联网技术及应用现状 物联网技术是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。我国物联网技术的研究、开发、生产已经初具规模，标准、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等技术取得显著进展，目前在安防、电力、交通、医疗、环保、物流、食品溯源、农业等领域推广应用初见成效。 1．2智慧农业中的物联网技术应用现状 近年来，在政府、科研机构及农业生产企业等的共同推动下，部分地区在农业物联网技术应用方面进行了积极的探索，已取得初步成效。 （1）大棚温控技术的应用甘肃、河南、辽宁、陕西等不少地方利用温度、湿度、气敏、光照等多种传感器对蔬菜生长过程进行全程数据化管控，保证蔬菜生长过程绿色环保、有机生产。实现蔬菜反季节生产，充分保证市场供应，缓解我国季节性蔬菜供应紧张局面。 （2）大田种植信息化建设应用黑龙江、河南通过物联网技术，对农作物生长、土壤等进行监测，实时准确实现农田施药、施肥，作物远程诊断管理等。 （3）农业用水灌溉应用北京、天津等地从2008年起就开展农业都市农业走廊综合节水示范工程以及农业用水远程计费收费管理，共安装上千套农业用水智能计量管理系统，平均每亩地节水50％，节约了农民用水成本和避免水资源的浪费。另外新疆、河南等地均建设了农业用水示范区，提升灌溉效益，加大节水力度。 （4）农资监管应用2008年，农业部推行农药标签采集管理系统，2010年由实行农药行政审批服务系统，加大农资监管力度和提升农资准入门槛，充分保证农民利益。 （5）农超对接的现代农业物流应用北京、甘肃兰州等地实现以“生产基地＋配送中心＋商超直销”的生产经营模式，保证农业产品质量和安全。分别对生产基地、运输中心等加以监控和控制，积极推行产品溯源建设，促进农业节本、安全、增效。虽然我国农业信息技术经过多年的研究，有一定基础，但与目前的应用需求差距很大。在生产过程科学管理、农产品质量安全与溯源、农村政务公开、农业电子商务、农业远程技术服务、农民远程培训等方面研究刚刚起步；农业种植结构的调整，果业、养殖业以其他相关产业迅速发展，用于优质生产和标准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步；面向农村快捷的网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍未取得重要突破［6］。 1．3存在问题 目前，物联网技术在农业领域应用涵盖了农业资源利用、农业生态环境监测、农业生产经营管理和农产品质量安全监管，并在政策扶持、技术研发、示范应用、人才培养等方面积累了一定的经验。但农业物联网技术应用总体还处于初步应用阶段，存在关键技术产品及集成体系成熟度较低、农业物联网应用标准规范缺失、有效的运营机制和模式尚未建立、专业人才缺乏等问题，迫切需要国家开展农业物联网技术应用示范项目，加快建设应用示范基地，深入开展相关技术研发和集成创新，探索产业化应用模式，制定农业物联网应用标准规范，推进物联网技术在农业领域的规模化、标准化、产业化应用［7－8］。 （1）农业信息化基本设施建设进展缓慢 区域不同，产业不同，资金问题等困扰着农业生产的信息化建设步伐，原始的纸质载体信息资源已无法满足农业生产发展对信息资源的需求。这就使得农业的数字化、智慧化程度较低，农业信息的时效性、准确性、综合性达不到广大农民的要求。 （2）农业应用缺乏统一的物联网技术标准 在农业应用中没有统一的物联网技术标准，制约着共享平台的应用和开发。农业信息资源杂乱、随意的方式制约着农业生产、科研、服务。规范化、标准化、科学化不能满足农业标准化生产对资源的需求，不能满足农业科研工作对信息全面、广泛的获取。 （3）无法满足农民科学技术培训、应用需求 我国农业从业者目前受教育程度普遍较低，应用和接受现代信息化技术能力较弱，加强对从业者的各类知识培训、教育是解决农民的科学使用现代农业技术的必要前提。 （4）规模化农业生产力度不够 我国大部分地区农业种植集约化程度不高，规模化农业生产力度不够。目前大多数地区的农业生产经营主要以单农户家庭为单位，不能形成集中管理、科学种植、按需种植，靠天吃饭的现象普遍存在。 （5）取得广泛应用的技术条件还不成熟 目前物联网技术发展势头良好，但仍处于起步阶段，技术研发和标准均需突破。虽然随着宽带技术、3G技术、智能终端的普及，突破了物联网应用瓶颈，物联网技术已在安防、电力、交通、物流、医疗、食品药品溯源、环境监控、大棚农业等方面得到应用。但真正实现物联网技术在智慧农业中的广泛应用还有差距。 1．4问题分析 农村综合信息服务平台建设，重点要以现代化新农村信息化服务体系、建设开放式信息服务平台为基本功能，在技术上重点解决农民便捷获取信息问题。开展多元拓展协同信息服务，积极搭建基于物联网的公共服务共享平台，在国家和政府的政策引导和资金扶持下，积极解决物联网在智慧农业应用中的以下技术问题。 （1）借鉴电子商务的设计理念和构建框架，建立农产品供应链物流模型，构建现代管理理念，最终实现“产、供、销”的农业电子商务平台，突破“智慧农业”物联网应用和实现的技术难点。 （2）实行物联网产业发展的骨干企业培养工程，这种解决基于无线传感器网络的数据采集，无线多媒体传感网络节点的硬件结构及工作原理；基于物联网基础标准自主研发，无线视频传感器网络传输标准；信息质量分析及增强、实时数据解析、多元异构数据的统一建模与描述、存储与管理；节点低功耗、运行稳定性、土壤养分、作物生长状况监测等方面的问题。 （3）推进实施“智慧农业”中“农业精细化生产”信息采集方法和技术、物联网多媒体信息传输质量和效率、多源信息解析、表达与存储、病虫害识别预测、单株健康状况评价理论、方法和技术等方面的技术攻关，重点解决“智慧农业”的中物联网应用的重点和难点。 （4）探求统一、符合规范的农业生产流程、流通信息的行业服务标准、农业信息的标准化体系、物联网的基础标准，是实现“智慧农业”标准统一化、规范化的难点。 （5）积极协调和推进“智慧农业”中物联网应用机制建设，加强政府部门、从业者之间的合作，加强农业人才队伍建设，建立人才配套服务体系，最大限度的发挥制度、机制、人才的协作精神。 （6）拓展和营造“智慧农业”中物联网应用氛围，积极调动涉及“三农”行业的从业者的积极性，为实现农业生产经营活动更上一层楼打下良好的基础。 2可行性分析 工信部规［2011］552号《关于印发〈物联网“十二五”发展规划〉的通知》文件中指出：加大物联网技术的标准化推进工程体系建设，积极推进关键技术创新工程，重点领域内建立应用示范工程。应用示范工程中包括智慧农业建设，要求在农业资源利用、农业生产精细化管理、生产养殖环境监测、农产品质量安全管理和产品溯源上积极推进物联网技术的应用和建设。“智慧农业”是以高产增效带动农民增收、农村富裕为目标，以提高农村信息服务质量和效果为抓手，以现代化新农村信息化服务和地区特色农业生产、经营、管理信息化为载体，大力发展和构建特色农业、生态农业、节水农业、观光农业的物联信息服务平台。 （1）提升农村信息化基础设施建设，积极推进信息的“村村通”，积极整合通信运营商、现代农业技术供应商、农资生产商的各个环节，疏通现代化新农村信息化服务内容和农民便捷获取信息的渠道，建设农业公共信息数据库，搭建公共信息服务平台。 （2）积极依靠国家政策，农业部、工信部已经紧靠农业产业特点，初步制订适合我国农业物联网技术发展的新标准，促进了工业化、信息化、“智慧农业”的融合发展，真正实现农业生产的生产、供应、销售的“三方融合”。整合基于物联网农业信息与标准，分析数字农业的实施标准、开发标准、接口标准、信息采集标准、数据标准和共享标准；使“智慧农业”发展科学规范。 （3）积极推进对农民的技术培训，不仅要对农民进行基本生产技能培训，而且需加大对农民的信息化技术、管理理念、经营信息等方面的培训，探索对农民进行基于物联网技术多媒体三农信息平台技术，传感器技术、信息技术和通信技术、数据采集构架技术、实时信息解析、信息处理，实现智能化灌溉与精准化施肥、病虫害预报及防治、单株的健康状况快速无损监测技术等方面的培训方式，最终使农民成为“设施农业精准化生产”实现者、管理者、应用者。 （4）大力推行集约化、规模化农业生产，使分散农业生产形成团体化，以典型案例为对象，开发大田作物、设施农业以及家畜养殖等标准化示范平台，积极推进农民创收、增收。 （5）实现“农村综合信息服务平台”、“农业电子商务平台”、“设施农业精准化生产”和“农业信息与标准化”平台的集成与无缝融合。 （6）构建以农业信息为基础的各种涉农数据库、数据平台或涉农网站，及时、全面地为农业生产者和农业科研、政府部门提供翔实而全面的农业信息服务。 （7）创建适合农业生产、经营活动的生产资料保障体系，品种错时、错地耕种体系，作物个体生长监控体系，土壤分析体系，灌溉监控体系、生态、气象监控体系，市场风险监控预报体系，市场销售需求体系，运输体系等为一体的物联网应用体系。随着宽带技术、3G技术、智能终端技术等在物联网中的推广将逐步解决物联网技术的瓶颈问题［7］，从技术上将保证“智慧农业”的发展，保证农业在智慧化、科学化、信息化、规范化生产经营上实现质的突破，为解决我国粮食安全问题提供有力保障。 3发展策略 发展“智慧农业”，推广物联网技术在农业中的应用，加快转变农业发展方式，优先在农业生产经营管理、农产品质量安全、农业资源与生态环境监测等领域的农业物联网应用示范工程，推动物联网技术在现代农业中的集成应用，全面提高农业生产综合生产能力和可持续发展能力，推进农业技术和生产方式创新，提高农业产业综合竞争力［6］。 3．1突破“智慧农业”物联网技术关键、标准支持研发符合农业多种不同应用目标的高可靠、低成本、适应恶劣环境的农业物联网专用传感器，解决农业物联网自组织网络和农业物联网感知节点合理部署等共性问题，建立符合我国农业应用需求的农业物联网基础软件平台和应用服务系统，为农业物联网技术产品系统集成、批量生产、大规模应用提供技术支撑。多部门联动，主要部门牵头组织物联网技术应用单位、科研院所、高等院校和相关企业，在国家物联网基础标准上，制定物联网农业行业应用标准，包括农业传感器及标识设备的功能、性能、接口标准，田间数据传输通讯协议标准，农业多源数据融合分析处理标准、应用服务标准，农业物联网项目建设规范等，指导农业物联网技术应用发展［8］。建立“智慧农业”物联网技术运行机制和应用模式。鼓励科研院所、高等院校、电信运营商、信息技术企业等社会力量参与农业物联网项目建设，创建政府主导、政企联动、市场运作、合作共赢的农业物联网应用发展模式，按照需求牵引、技术驱动、因地制宜、突出实效的原则，在大田生产、设施园艺、畜禽水产养殖等领域开展规模化应用，完善农业物联网应用产业技术链，实现农业物联网全面发展。大力提升农业核心竞争力，提高农业的高产、优质、高效、生态、安全的生产水平，推进现代农业示范园区建设，进一步提升水平、健全体系、完善机制，提升技术标准、服务标标准、应用标准、推广标准。调整农业结构，促进农民增收，增加增收载体，使农民“看得懂、学得会、带得走、用得上”，切实充实农民的实得利益。 3．2夯实“智慧农业”物联网技术应用基础推进加快发展设施农业、现代种业标准化养殖业等产业，加快发展农产品加工业及流通业，推进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化和服务社会化。完善土地流转制度，加快土地经营权依法自愿有偿流转。推进农村金融改革创新，探索建立涉农担保体系，扩大涉农有效担保品范围，探索农村土地流转金融业务。加快发展农民专业合作经济组织，大力引进和发展壮大龙头企业，培育知名品牌，延伸产业链条，促进产业融合，探索全产业链模式，构建集现代农业生产、循环农业、特色旅游、农产品深加工及农业社会化服务为一体的现代农业产业体系。农业物联网技术作为农业高新技术具有基础薄弱、一次性投入大、受益面广、公益性强的特点，迫切需要政府加大投入力度，统筹规划、优先考虑、重点支持农业物联网技术发展。政府应在“智慧农业”物联网技术建设中发挥主导作用，发挥“人、财、物”投入的领头作用，这不仅仅是解决农业生产问题、农民增收问题，而且是解决子孙万代的生存、国家安全问题，因此农业基础设施的建设投入、信息化建设投入、基本用电用水、网络管理、人才培养等均需政府投入，同时鼓励社会力量参与农业物联网技术发展和建设工作，保证农业物联网技术健康发展。 3．3制定政策、加快人才培养、提高创新能力加强农业物联网发展战略和政策研究，将支持农业物联网应用发展纳入到国家强农惠农政策中。制定农业物联网技术人才培养与培训计划，联合高等院校和科研院所和企业，加快对农业物联网专业技术人才的培养、培训，提高农业物联网技术创新能力、应用能力；建立人才激励机制，稳定和扩大人员队伍，满足农业物联网发展的人才需求。集聚、研发科技成果，展示新品种、新技术，探索新模式、新平台。建立健全技术创新支撑、标准化生产、生态农业循环、科技信息服务和农产品销售市场等支撑体系。逐步实行农业标准化生产、土地流转、多元化投融资、产业链延伸、农民与龙头企业建立利益联结机制等，为干旱半干旱地区现代农业发展探索经验、创造模式、提供服务。 3．4合理布局，平衡发展、生态发展完善和提升现代农业企业孵化园、种苗产业园、标准化生产示范园、农产品加工园、物流园等，合理布局，平衡发展。提倡生态发展，绿色发展，节约发展。智慧农业物联网技术工作涉及面广，资源整合和共享问题突出，为了减少重复投资，必须强化顶层设计，大力推进农业物联网技术研发、转化、推广和应用过程中的重大问题研究，应做到协调统一，地域优势平衡发展。 4结束语 通过“智慧农业”的中物联网技术的现状、存在问题以及应用前景和发展策略的研究，认为大力推进我国智慧农业中物联网技术的应用切实可行，符合我国现代农业发展规律，经过我国“十二五”的物联网技术的发展，将极大地推进我国“智慧农业”经营、生产、运输、加工等行业的发展；将促进我国物联网技术在各个领域中的推广和应用；将带动我国IT产业，通信产业，自动化识别产业链的再次飞跃；将促进国家实施农业生产和管理的科学化、持续化、标准化、国际化发展。 农业物联网论文:泰州将建“智能农业”物联网应用项目等 泰州将建“智能农业”物联网应用项目 在泰州，正在建设的高港区农业生态园将实现智能化农业管理。近日，中国电信泰州分公司和高港区农业生态园签订全业务合作协议，双方将携手共同打造信息化农业生态园，建成全市首家“智能农业”物联网应用项目。 泰州分公司将为农业生态园区提供虚拟网、光纤宽带、ITV和天翼工作手机等基础通信服务以及园区内综合布线、视频监控等ICT应用，实现园区内安防监控和网上实景视频展示。通过农业生态园的实时视频监控，实现基于互联网的园区网上信息和园区视频展示。 泰州分公司还将和高港区农业生态园共同推进物联网在现代农业项目中的应用，打造“智能农业”样板工程。通过传感技术、定位技术和移动互联网等技术的整合，实时采集温度、湿度、光照等环境参数，对农业综合生态信息进行自动监测和远程控制。 (南京市物联网产业联盟　供稿) 重庆两江新区开建物联网“云计算”基地 重庆市经济工作会指出，要尽快启动、全力争取打造国内最大的数据处理基地，最终要做成上百万台服务器、上千亿美元规模的“云计算”基地，成为全球数据开发和处理中心。目前，重庆正在启动打造“云计算”产业试验区。 发展“云计算”产业不受物流等运输方面的限制。因此，重庆可扬长避短，利用丰富的人力资源、人力和土地成本低等优势，提高特有的核心竞争力。重庆市每年大学毕业生达15万人，其中IT专业为5万～6万人，人才数量居全国前列。同时，与沿海比较，重庆人工和土地成本要低三分之一左右。 目前，重庆市已完成“云计算”数据基地的选址，计划在两江新区的水土镇开建数据工业园，仅一期面积就达10平方千米。届时，世界各地的数据都可在这里储存和处理。要发展“云计算”产业，需引进大量的数据处理企业。再在数据中心周围，汇集一批公司为其服务。目前，相关招商引资工作已启动，不少IT巨头已展露合作意向，重庆将围绕“云计算”做服务外包、城市智能化管理系统建设等。 (成都物联网产业发展联盟　供稿) 无锡举办市政物联网防雪抗冻演练 近日，由无锡市市政设施管理处组织、8家市政设施养护单位共同举办的市政防雪抗冻演练，在人民东路紧张有序地展开。与往年演练不同的是，今年市政设施管理处首次在110联动车上安装了物联网探头。 通过几辆联动车顶部的白色摄像头，整个街道上的工作开展状况被实时传输到指挥现场，整个过程中，系统运行连贯稳定，工作井然有序。 据了解，为了安装这4台物联网探头以及相关的设备，市政设施管理处共花费了20余万元。“目前我们要求8家市政养护单位也要在明年2月份之前，安装这样的物联网探头”，无锡市相关负责人表示。 此次预演，市政及相关单位共出动铲车、养护车、铲雪车等机械设备共38辆，应急抢险人员80余人。演练现场，各养护单位带领应急人员进行了融雪剂喷洒、草包铺垫等现场路面演示。 目前，市政设施处已经做好了准备，一旦再次遇到大雪突发天气，全市可同时出动200多名应急抢修人员、50多辆物联网应急抢修车。“喷洒融雪剂、铺垫防滑草包以及铲雪等项目可以协调进行”，相关工作人员称。 农业物联网论文:基于物联网的设施农业环境监控与数据挖掘技术的研究应用 摘要 介绍了基于物联网的设施农业环境监控服务平台设计的总体思路，并提出物联网远程专家诊断指导系统的技术方案，包括系统实现的目标、功能和硬件构成。系统通过各种传感器采集日光温室种植过程中的关键要素数据，并利用网络通信技术将其及时传送到控制计算机和数据中心，以实现用户对作物生长环境的实时监控和预警，有效预防病虫害、提高生产质量、提升劳动效率、节约成本、提高农产品的产量和品质。 关键词 设施农业；物联网；环境监控；数据挖掘；专家诊断系统 传统农业以人力为中心、依赖于孤立机械，而农业物联网系统工程在农业服务业中开展应用后，通过基于物联网的设施农业环境监控系统服务平台可以有效改变生产模式，使农业生产转向以信息和软件为中心，提升农业生产效能[1-3]。通过建立物联网远程专家诊断指导系统，利用物联网技术、通信技术和传感技术，将日光温室种植过程中关键的要素（空气的温度、湿度及土壤的温度、湿度等）数据通过各种传感器的采集，并利用网络通信技术如以太网WEB、GPRS、3G等，将数据及时传送到本地的设施农业物联网控制室以及远端的设施农业物联网数据中心，使设施农业管理人员及时掌握农作物的生长环境，并及时采取控制措施，从而达到预防病虫害、提高生产质量、提升劳动效率的目的。通过农业专家预警系统，调节适宜作物的设施内小环境，提高农产品的产量和品质，提高水肥利用率，降低人力消耗。通过实时监测数据，可以有效预测和预防风灾、雪等自然灾害，防止设施损害、农产品减产。在作物的不同生长阶段，种养殖户实时定量监控各环境因子，如光、温、水、气等，科学管理设施内作物的水、肥、气等环境因子，降低人力消耗，实现了真正的精耕细作[4-5]。 1 总体思路 依靠无线网络，对区域内分散的农业设施实行精细化管理，实时监控光、温、水、气、湿及病虫等对作物生长有重要影响的因素，掌握其变化情况。此模式可以应用于畜禽养殖、大棚果蔬生产等。农民可以使用手机或电脑在该系统平台上查询自己的种、养情况，例如大棚和鸡猪舍超过或达不到正常状况随时有短信提示。在了解种养过程中各项关键要素的实时变化情况后，可以通过专家系统进行关键因素的定时、定量分析，对病虫害的发生和发展进行预测预警，以便农户及时采取应对措施，为农业生产提供保障[6]。 2 技术方案 2.1 物联网远程专家诊断指导系统的目标 一是信息采集采用智能测控系统，依托物联网监测农作物生产；二是对农业生产信息进行实时监控，应用智能产品检测、控制作物；三是实现农业生产管理的科学化与智能化，通过智能产品中的专家知识和技术支持，保障农业生产，为农户提供及时有效的服务。 2.2 物联网远程专家诊断指导系统的功能 2.2.1 环境监测。主要包括各项环境数据的采集，如温度、光照、土壤水分、湿度等，监测范围包括大棚及作物生产区域。通过单传感节点独立采集和多传感节点汇集采集的数据先传输到主机，再转至服务器（GPRS网络），以此实现可视化展现、实时监测、历史数据查询，并对实时数据和日数据形成直观曲线。 2.2.2 数据挖掘。进行知识库服务器本地化，冀东半地下标准温室揭帘时间为M1=TEXT[（21 300+56.33X）/24/3600， "hh：mm：ss"]，盖帘时间为M2=TEXT[（28 800-89X）/24/3600， "hh：mm：ss"]，其中X为当日到6月22日之间的天数，TEXT为Excel函数，实现种养小环境内远程精准可控化生产。 2.2.3 智能预警、报警。一是报警。对任意监测指标或者在此基础上计算得到的二级指标设置警戒阈值，满足一个或者多个报警条件时，系统通过短信、电子邮件等方式向农户、管理员等发出警报，通知其及时采取应对和处理措施。二是预警。设置一定的条件，对监测数据进行计算更新，当监测指标以及二级指标被预测到未来将达到某一阈值，系统发出预先警报。以多种形式通知用户，提醒其提前做好防范准备。 2.2.4 基地管理。主要包括基地（园区、片区）管理、大棚管理、设备（监测、控制设备，网关，设备参数）管理等。同时，可按以生产企业、合作社分布图的方式进行查询、统计。系统通过提供直观的页面为用户查询和控制提供便利。 2.3 物联网远程专家诊断指导系统的构成 系统硬件通过RF组网技术，完成各个传感器的数据采集和设备控制，通过检测各项参数实现生长环境数据的实时获取。 2.3.1 工业控制专用计算机。专门为工业控制设计的计算机，在生产过程中监测与控制各个机器设备、生产流程以及数据参数。 2.3.2 传感器。①光照传感器。采用 2.3.3 物联网网关。数据传输单元（DTU）主要用于汇集、打包多个采集节点的数据，发送至上位机及市级数据中心。网关与采集控制器组成基于RF射频的无线传输W，传输距离 ≥1 000 m，1个温室大棚部署1套采集控制器，则通过1个网关控制32个大棚的采集器。具有设备入网功能，与周围无线采集器、无线控制组成网络；不同的网关与周围采集控制节点具有构成互不干扰的网络。 2.3.4 采集器。1个采集控制器负责1个环境监测节点，负责收集温室的各种数据，通常1个大棚部署1个采集节点（较大规模温室可设置多套）。采集控制器具有LED显示屏功能（图1），可循环显示采集到的温度、湿度、土壤水分、二氧化碳等数据信息；采集控制器通过RF射频向数据网管发送数据。 2.3.5 气象哨。气象哨可以采集露地和温室外相应的环境参数，包括空气温度、湿度、风速、风向等，为种植管理者提供环境依据，为农业生产活动和决策提供帮助。 2.3.6 LED显示终端。LED（0.35 m×1.00 m）阵列显示屏，放置于安装物联网监测设备的温室缓冲间外壁，可实时显示该温室的环境参数，方便生产管理者及时采取措施，确保温室环境稳定。 3 主要技术创新点 通过对冀东半地下式棚室内多个传感器大量数据的采集与分析，挖掘出本地设施内的温、湿、水、气等多种作物生长因子的变化规律，结合设施内当地的主栽品种，编制出相应作物的物联网控制参数阈值（针对冀东地区半地下温室，黄瓜顶风口单独放风温度阈值为25.5 ℃，西红柿顶风口单独放风温度阈值为27 ℃，双风口同时放风温度阈值提高2 ℃），形成标准化的作业流程。 利用物联网技术、手机移动应用APP技术，通过专家知识库服务器远程自佑Υ穑实现对冀东地区设施农业种植中的核心要素及畜牧养殖环境中的关键指标（如温度、湿度、NH4浓度、CO2浓度、土壤水分）的远程监测与控制能力。 进行知识库服务器本地化，冀东半地下式标准温室揭帘时间为M1=TEXT[（21 300+56.33X）/24/3600，"hh：mm：ss"]，盖帘时间为M2=TEXT[（28 800-89X）/24/3600，"hh：mm：ss"]，其中X为当日到6月22日之间的天数，TEXT为Excel函数，实现种养小环境内远程精准可控化生产。 整合多种资源，形成气象+市场+物流=农产品生产，改善系统处理异常数据的容错能力，实现物联网系统对农业基础设施的预判性控制。推广微灌肥水一体化技术，利用控制器精准控制施肥量，可使肥料利用率提高40%～50%，春季黄瓜结果盛期，黄瓜棚每4 d随水浇施纯N 19.5 kg/hm2、P2O5 7.5 kg/hm2、K2O 37.5 kg/hm2。 4 效益分析 4.1 直接经济效益 一是通过物联网专家系统的精确温湿度控制，保证适宜的水、肥、气、热等作物生长因子管理，做到科学种养，平均年增收2.1万元/hm2。以种植温室黄瓜为例，温室黄瓜平均产量为105 t/hm2，平均增产8%（8.4 t/hm2），按平均价格2.4元/kg计算，实现增收2.016万元/hm2。二是通过物联网的自动化控制，使每个棚室每年减少用工时数18个，节省农药、水肥成本90元，温室平均可节约成本28 350元/hm2。 4.2 社会效益和生态效益 一是有效保护生态环境；二是节约了水肥资源；三是实现了农业生产管理的远程化和自动化，减少了人工投入，从而使社会资源得到更合理的分配。可以直接促进当地经济的发展，并为农业信息化发展积累经验。 农业物联网论文:缙云县现代农业物联网技术示范应用 摘 要：物联网技术在农业生产的示范应用，实现了农业生产精准化、集约化、信息化管理，大大减少了劳动强度和用工费用，节约了水资源，提高了农产品的质量和产量，提高了农业科技含量。 关键词：农业；物联网；应用 1 物联网技术在缙云农业各产业中的示范应用 1.1 在花卉产业中的示范应用 缙云县春芳花木园艺有限责任公司投资5000多万元建设了种苗组培基地，建有0.03km2花卉连栋温室大棚，主要种植多肉、红掌、凤梨等盆花，公司投入Y金安装控温设备，采用物联网技术进行生产管理，取得了显著的经济效益。 1.2 在中药材产业中的示范应用 缙云县双峰绿园家庭农场建设铁皮石斛物联网示范基地0.01km2，安装德国进口的全套喷滴灌设备，采用浙大床架栽培模式，应用肥水一体化灌溉、松皮基质育苗等高效生产技术，推广废弃物循环利用、标准化生产、病虫绿色防控等多样化增效技术，生产高标准、高科技含量的铁皮石斛，初步建成一个生态循环节约集约型农业生产示范种植场。 缙云县地缘家庭农场从事西红花的种植和研发。农场引进物联网平台，通过物联网及无线网络，进行远程监控、远程生产管理，人在外地，也可以用手机控制温室内的喷雾，控制温度、湿度。 1.3 在食用菌产业中的示范应用 双溪口食用菌精品园秀珍菇连栋大棚是目前最为先进的设计，整个大棚遮阳系统可以电控自动闭合，通风系统可以自由调节，菇架国内首个采用镀锌钢质材料，移动式制冷出菇工艺设计，自动加湿喷滴灌系统等制作的。购置了4台套液体菌种生产罐，使杏鲍菇生产能够全面应用液体菌种先进技术，生产效率大大提高，走在了全国同行的前列。添置了高压灭菌设备，具有当前食用菌生产领域最为先进的脉冲高压灭菌系统，该设备全自动智能化控制，可100%保证菌棒灭菌彻底，成品率、工作效率大大提高。生产主要环节的机械化率接近100%的水平。 1.4 在设施蔬菜上的示范应用 在设施蔬菜生产中通过在温室内布置光照、温度、湿度等无线传感器、摄像头和控制器，使得管理者可以随时随地通过3G手机或电脑，进行远程监测、远程控制浇灌和开关卷帘等设备，并可实时查看到农业大棚内的温度、湿度等信息。实现对农业大棚的自动化管理，提高工作效率。 对农产品的各个生产阶段把关，农产品质量追溯系统可以实现对农作物品种、生长环境、喷药施肥、病虫害状况等农事做出详细记录，蔬菜的采收、施肥、用药、灌溉、农药检测等信息都被记录在电子标签中，消费者只需要扫描包装上的二维码，就能了解到蔬菜生产的所有信息。 蔬菜智能育苗中心，在种植蔬菜玻璃大棚、连栋大棚内进行了智能化应用试点，以传感器、无线网、监视器、大棚设备、操控平台架构大棚自动化智能控制管理系统，实现光照、温度、湿度、灌溉的自动化控制，在棚内设置自动养分测试仪、各种传感器，实时自动获取环境数据，通过平台分析数据，操控大棚通风、控温、施肥设施。 缙云县四海丰果业专业合作社的智能连栋大棚种植葡萄，建成了智能控制系统，在天气突变的情况下能及时进行卷膜操作。完成对大棚环境中土壤湿度、空气湿度、光照强度、湿度等多因子的监测及调控。根据温湿度信息来进行对电磁阀水阀的开关控制，以达到最佳的控制效果。将现场视频信息上传到监控室，能够在电脑上看到大棚内农作物的生长情况，便于及时获取农作物信息，利用温室大棚保温技术可使早熟品种于6月初采收上市。通过手机软件中的萤石云APP可以随时随地查看大棚内的相关信息。 2 物联网技术在农业生产中示范应用效益 经济效益，缙云县推广农业物联网试验示范基地8个，实现总产值2493.28万元，新增产值120.68万元，降低劳动生产成本150.42万元，总增效益213.6万元，实现了显著的增产节本增收效果。物联网技术在缙云农业生产的示范应用，涉及花卉、中药材、食用菌、生猪养殖、蔬菜、葡萄等，已建立起了一系列农业物联网应用基地，研究总结出了一套适合本地不同产业应用的物联网技术，实现了农业生产精准化、集约化、信息化管理，大大减少了劳动强度和用工费用，节约了水资源，提高了农产品的质量和产量，提高了农业科技含量。生态效益，物联网技术在种植业、养殖业、设施农业等领域实现了应用示范，节肥、节药、节水效果明显，有利于提高产品质量和减少农业面源污染。社会效益，发展农业物联网，具有生态环境保护、食品安全保障、能源资源节约及节省人工实现“机器换人”等社会效益。 3 结论 发展农业物联网，开展精准施肥、智能灌溉、温湿调控、设施种养农业等方面的信息化、提高农业生产管理的精准化、智能化和自动化水平。减少流通环节，促进产销对接，增加农民收入，倒逼农业生产标准化，实现了专业合作社、龙头企业、种养大户与市场对接。可加快农业产业升级和转型，最终实现农业现代化。 农业物联网论文:基于物联网技术的农业气象观测系统的研究与设计 摘要：文章首先分析了基于物联网开展农业气象观测系统设计的整体结构构建，结合使用功能来进行。在此基础上重点探讨设计的流程以及软件使用功能，从数据信息传输稳定性提升以及增强探测器精准度两方面内容开展，为农业生产提供稳定的气象数据，降低气象问题造成的农业损失。 关键词：物联网技术；农业气象观测；软件设计 一、基于物联网的农业气象观测系统的总体设计 应用互联网技术进行农气象观测软件设计，首先需要定一个设计框架结构，在框架结构基础上进行后续的填充设计，实现对气象数据的全面检测。其中计算机设备能够对系统运行过程中搜集到的信息进行保存，并录入到数据库中，作为历史数据来为农业气象观测提供参照依据。不同监测区域内会使用探测器对实时动态信息进行监测，设计期间会针对信息传输更新时间做出计算，这样在最终的控制效果上也会更理想。整体框架结构分别负责不同的功能层，根据所得到的数据信息来进行内部控制检测，传输管理指令。由于气象环境是不断变化的，因此观测系统要确保探测器的灵敏程度，确保信息传输能够达到实时更新，这样系统功能投入使用后在功能上才能够满足农业发展需求。系统的终端是由农户手机构成的，在总控制中心会针对探测设备得到的信息进行传输，进入到计算机设备的分析系统中，将其汇编成为一种手机软件可以显示的信息，通过信息传输信息将其传输到用户的手机中，实时反映农业生产区域的气象变化，便于农民根据气象反馈对所种植的农作物品种进行选择，并合理的预防气象灾害。 二、气象观测无线传感器网络设计与实现 1、气象观测无线传感器系统设计 软件控制系统部分具有灵活性，可以根据使用需求进行设计调整，软件控制是对硬件进行指令传输的，能够帮助气象监测系统适应不同区域的环境特征，并将气候所带来的干扰影响降至最低。在传输信道的设计中，要确保信号传输是独立进行的，彼此之间不存在干扰，这样在信息传输过程中也能提升最大控制能力，使气象观测系统能够独立运行，并达到最理想的控制效果，当前一些比较常见的设计问题，在系统控制中也均能够得到更新。控制系统设计属于软件设计，需要建立一个基础的信息传输框架，这样才能够帮助提升传输效果，提升数据信息的处理能力，达到一个更理想的管理效果。综合气象监测过程中所遇到的变化，作为数据库建立的参照依据，更快速的完成设计任务。 2、气象观测无线传感器的网络设计 网络设计是其中比较重要的内容，也是信息传输的基本框架，在对其进行设计时，首先需要根据所需要传输的信息需求量来建立接入点，为后续所开展的信息传输建立一个稳定的基础环境，并观察是否能够帮助提升信息的传输效率，发现问题后及时的调整，帮助提升系统运行以及最终的控制质量，对农业生产种植区域内的气象变化进行全面监管控制。对于设计方案中需要优化的部分，充分采取这种方法，也能帮助更好的解决，实现管理控制效果的提升，对于气象观测中的传输网络设计，更要体现出信息传输的高效，在软件中对网络信息进行防护处理，将网络病毒的影响降至最低，避免网络病毒对数据库攻击影响到信息的安全使用。网络设计是与软件结合进行的，对于设计过程中的多个项目探讨，应该充分采取这种预防方法，提升网络信息传输的高效性，同时更应该确保其中的质量安全，发现问题后及时的采取解决方案，避免类似问题再次出现。 三、气象观测数据服务中心软件架构及关键程序设计与实现 1、软件架构设计与实现 软件设计是针对程序框图部分的完善来进行的，观察程序框图中是否存在可以优化的部分，充分采取优化方案。确定程序框图后，对各个框图的功能进行填充，并严格按照所填充的内容进行具体的构建，使用汇编语言来编写相关的功能，为气象观测信息传输建立一个稳定的软件环境。在此基础上观察是否存在需要继续强化解决的内容。软件程序框图构建后，具体的实现仍然需要参照实际观测环境，将气象变化特征体现在其中，并通过这种方法来继续深入解决当前常见的问题，为管理计划开展创造稳定的条件。软件程序可以对硬件部分进行控制，根据现场观测得到的信息传输需求来进行，避免在软件功能与硬件对接过程中出现衔接问题。软件设计可以借助网络平台来下载一些资源，进而达到更理想的设计效果，系统正式使用后也需要借助网络平台来对信息进行传输共享。将信息的传输速度与网络调节融合在一起，共同进行软件方面的设计，最终的设计效果也会有明显提升。对于农业气象观测系统，构建过程中一项重要的任务是对使用终端进行完善，体现在结构设计中。气象数据纠正及融合处理程序主要根据ZigBee 网络获取的数据和市级气象服务器上获取的区域天气数据进行数据融合对观测到的气象数据进行修正处理，然后存入到MySQL数据库中。 2、关键程序模块的设计 关键程序模块的设计，包括气象变化探测系统，对这一部分的控制软件的设计，需要进行一个控制参数之间的联系体系建立，并对所设计的控制软件进行试验检测，技术人员模拟出网络环境中存在的攻击，并通过这种方法来帮助完善当前的设计方案，发现数据库受到破坏的现象，及时建立起联系，继而实现整体管理效果的提升，模块设计可以从关联性建立层面来进行，构建各个功能层之间的软件联系，这样在运行使用中能够将信息共同传输到总控制中心中，避免受到参数误差的影响，导致气象观测结果不理想，影响到农业生产。设计过程中主要完成的软件模块包括 Zigbee 网络数据交换、气象数据纠正和融合处理、市级气象服务器数据交换和 web及应用服务器 4个部分的设计。 3、气象数据纠正及融合处理程序设计实现 气象数据由于环境问题或者是受到参数分析的影响，对于气象的预测结果很容易产生误差，这种误差会随着时间发展而减小，在系统设计中需要将这种误差缩减体现在其中，也就是自动化参数误差调节。其处理程序功能的实现，是根据所更新得到的数据进行重复计算，综合计算结果，并选择其中的平均值，这样更接近真实情况，对气象变化的描述也更符合实际变化。技术人员要定期对探测装置进行模拟检验，观察所传输到总控制中心的数据是否与实际情况是一致的，并通过程序汇编来对控制功能做出调整，提升最终控制功能的稳定性。 4、web及应用服务程序设计实现 这一功能实现需要与网络相互结合，实现通过网络来对观测得到的数据信息快速传输，可以不受时间以及距离的影响，提升最终的传输速度。设计环节中主要是对网络系统的一个综合构建，充分利用网络平台来进行数据资源开发利用，农民需要对气象信息进行连接时，通过网络环境也能更高效的实现，信息获取渠道增多后，对提升信息结构的准确程度也有很大帮助。当前的设计方法是通过结构框架来带动程序功能实现的。 结语：农业气象应用系统的智能化精准化还处于起步阶段，仍有很大的发展空间，很多地方还有待完善。对于操作界面来说，可以融入心理学方面的知识来制作更符合人们心里需求的、更为美观方便的操作界面；对于前端采集系统来说，可以增加更多的采集要素，并加强精度，从广度和深度上使采集的数据更为准确全面；对于后端管理软件来说，可以将气象大数据融入进来，使其提供更深层的气象服务功能。 农业物联网论文:物联网智慧农业实训平台应用系统 摘 要：物联网智慧农业实训平台选取具有典型意义的智慧农业设备为基础，结合可灵活部署的移动实训台。通过网关、安卓工控平板和物联网云平台之间不同的搭配、组合，为学生提供云平台接入、网关直连、平板直连，PC直连四种不同的数据采集、流转、处理模式。本实训平台很好地帮助了学生从物联网理论学习过渡到实际动手操作，培养学生在物联网综合应用方面的动手实践能力，软件编程以及项目设计能力，为后续的行业实训打下坚实基础。 关键词：物联网；智慧农业；实训平台；行业实训 0 引 言 物联网是我国战略性新兴产业的重要组成部分，《物联网“十二五”发展规划》[1]圈定了10大领域重点示范工程，智能农业便是其中之一。据工信部统计，智能农业在其领域五年内需要的人才约为1 000万。从产业需求看，物联网人才[2]总体可分为研究型人才和工程应用型人才两类。 研究型人才主要为研究生层次或研究型高校所培养的毕业生，是各类“研究型企业”或“高新企业”的研发部、研究院所急需的人才。在高等院校和科研院所物联网研究型人才培养方面，偏重于研究型和创新型，具有跨学科复合型特点。工程应用型人才主要为各类高职学校或信息类本科学院毕业生，以从事物联网系统设计、产品开发、物联网项目实施等为主，以系统设计、产品开发、工程项目策划与实施为主的企业，更应注重工程应用技术能力的培养，加强工程实践的实际训练，突出技术应用能力、培养创新能力。 随着近几年大量物联网应用系统开发完成，开始转向系统的实施与维护过程，物联网应用型人才的占比已赶上甚至超过了研发型人才需求。巨大的市场潜力，广阔的行业发展前景，急待提高的人员素质，为职业学校办好此朝阳专业建立信心和决心。很多高职院校抓住此良好环境和契机，建设好该新兴专业，物联网实训室应用平台是保障此专业能较好完成教学效果的前提和必要条件。 1 物联网智慧农业实训室平台的需求分析 1.1 实训室建设意义 从教学方面来说，应培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与系统开发的高技能人才。培养合理的知识结构，具备扎实的物联网理论与实践知识，并具备在物联网领域跟踪新知识、新技术的能力及较强的物联网应用能力。通过理论课程的教学并结合实训室的实验，让学生、学员亲自动手，接触各种实训室设备。最终实现能让学生独立构架各种物联网应用系统的目的。通过理论与实践相结合，感知体验与动手结合、方案设计与实际验证结合来提高动手能力，积累实践经验，进一步提高学生水平。 从科研方面[3]来说，物联网技术是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，包含RFID射频技术、有线传感技术、无线传感技术、数据交换与网络异构、终端管理等关键技术。实训室物联网设备通过射频识别等设备与互联网连接，实现智能化识别和管理，通过建设物联网实训室为教师提供物联网应用研究的科研平台，通过实训室设备促进教师与科研人员进行更好的科研研究。 1.2 实训室的建设特点 物联网实训室设计以技术全面化、业务典型化、应用教学化三个方面为指导思想进行建设。 1.2.1 技术全面化 主要解决技术知识层面的问题，实训室引入物联网龙头企业工业化产品体系，融合产业发展趋势，设计模式吻合教学实训体系。实训室不仅可以全面支持物联网培训认证所要求掌握的技术，还全面涵盖了物联网专业的基础课和专业课[4]，如物联网概论、信号与系统、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等均可在此完成并创新拓展。 1.2.2 业务典型化 主要解决应用和就业层面的问题。众多教育集团公司将多年成功的商业模式及成熟的行业应用如车联网系统、智能家居、智慧农业等转化为典型的业务场景以用于支撑物联网行业应用实训，使学生在实训的同时了解、融入真实的行业产业应用。 1.2.3 应用教学化 应用数字化的主要目的在于解决培养和定位问题，通过物联网实训平台、行业应用实验箱、实训墙、行业应用实训场景等多种形态、多种应用的实验实训设备以及物联网技术体验中心实现理论与实践的结合，感知体验与动手的结合、方案设计与实际验证的结合。 1.3 实训室的建设目标 通过建立实训室，建设一个教、学、研、培训认证统一的实训平台，集教学、实训、培训认证功能于一体，围绕物联网主题，同时兼顾当前IT流行技术的发展趋势，注重各种技术之间的融合c灵活应用，既可满足日常教学要求，又注重项目实训及创新试验，各设备之间还可以灵活组合。学员不仅可通过实训室里的相关设备掌握物联培训认证所要求的所有技术，还可以基于各种模块，按照自身需求进行独特设计，融合各种技术进行创新试验及项目实训。建设一个完整的物联网实训室，进行各种无线传感器网络、智能视频技术等教学实验，模拟典型智慧校园、智能追溯等实际应用。通过实训培养物联网方面的高技能技术人才。学生、学员可就业于与物联网相关的企业，从事与物联网相关的工作。 物联网专业实训室的建设，应在物联网的识别、感知、通讯传输、组网技术以及数据分析方面，衍生至物联网整个产业链，以专业建设、人才培养、物联网核心课程教学、提高学生实训水平为目标，建立一个完整的、基础的实训架构体系。实训室的建设需满足以下基本要求： （1）满足农业院校物联网专业的人才培养规范和教学基本要求； （2）能够支撑学校相关专业课程教学； （3）能够支撑学校物联网教学实训，实现物联网各知识点的实训； （4）能够满足物联网产业综合创新的实训，如智慧城市、智能家居等。 2 智慧农业实训室应用平台 典型物联网应用实训平台[5]（智慧农业套件）以选取具有典型意义的物联网智慧农业设备为基础，结合可灵活部署的移动实训台。学生可通过应用平台实训产品的训练进一步了解各种农业物联网技术典型应用，进行模拟训练；从实训产品中学习传感器、WSN及嵌入式知识。通过丰富多彩的智慧农业物联网实验案例及体验，激发学生的想象力，充分调动学生的积极性，并提供多样化的集知识性和趣味性于一体的超强用户体验。让学生可以在实训室中看到农业物联网行业的现状，培养学生的动手设计能力，帮助他们成为具有特色能力的专业技术人才。 2.1 实训室平面图 物联网智慧农业实训室平面设计图如图1所示。具体位置可按实地重新规划，根据教室实地情况，使用20+1套典型物联网应用实训平台进行教学，可以满足对20～40学生进行教学。此外，结合农业院校特色，新建一个农产品温室大棚，充分体现了智慧农业套件由浅入深，由理论到实践的循序渐进过程，丰富实训课程设计，并将其应用于实践生活中。 2.2 系统结构 物联网智慧农业实训平台属于移动实训系列产品，主要由物联网网关、工控平板、数/模采集器等11个物联网典型部件构成。其中移动实训台、物联网网关、安卓工控平板是核心部件，采集器使用四输入模拟采集器和数字量采集器，有继电器I和继电器II，传感器包括光照传感器、温湿度传感器、人体红外开关，通过风扇I和风扇II完成。 2.3 平台实现流程 智慧农业套件实训平台通过网关连接到公共网云平台，构成了基于感知层基础的物联网云平台。具体数据流转流程[6]如下所示： （1）通过四模输入量采集器采集光照、温湿度传感器数据，通过ADAM-4150采集人体红外传感器数据； （2）模拟输入量采集器通过ZigBee传输协议将数据传到网关，ADAM-4150通过串口将数据传至网关； （3）网关通过TCP/IP协议将数据传输至云平台或者工控平板进行数据逻辑处理； （4）云平台或工控平板形成控制指令，并通过TCP/IP协议传给网关； （5）网关通过串口将指令传给ADAM-4150； （6）ADAM-4150给继电器输出指令，控制风扇的开闭。 3 核心部件功能介绍 3.1 网关功能介绍 物联网网关作为系统设备域的重要部件[7]，集成物联网核心采集器、控制器，通过ZigBee协议、Modbus协议等采集、解析数据，具有透传、控制命令下发等功能，可将数据实时显示于网关显示屏。网管功能截图如图2所示。具有采集光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器数据的功能并进行显示，还可手动下发指令，打开风扇，将采集的数据传输给工控平板或云平台，同时工控平板或云平台通过网关可下达对继电器的开关指令。基于这些功能，农业套件平台网关具有以下特点： （1）LCD显示功能，可同时显示6路传感器数据； （2）本地声光报警功能，具备超温、断电报警功能； （3）通过WiFi/GPRS/以太网传输可将温湿度数据实时传送至后台； （4）内置后备电池，断电后可继续工作2小时； （5）支持断线储存功能，最大支持5 000条记录。 3.2 工控平板功能介绍 工控平板是智慧农业套件的数据处理核心，通过对网关传输数据的逻辑处理，可自动下发控制指令。对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据进行逻辑处理，自动生成控制指令；对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据案例进行开发并展示；对网关下达继电器开关指令，或通过串口对ADAM-4150下达控制指令。基于这些功能，工控平板具有以下特点： （1）支持通过网关连接和通过串口与采集器直接连接两种数据采集方式； （2）显示内容丰富，界面友好； （3）多通道数据传输，支持WiFi、串口、RJ45等多种数据传输方式； （4）可旋转支架。 3.3 云平_功能介绍 物联网云服务平台[8]以云计算架构实现系统的云平台管理，包含用户管理、数据存储、逻辑处理，设备管理、配置，资源管理、配置等功能，如图3所示。支持多个网关、传感器、执行器等物联网设备动态接入和管理；对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据进行存储；可远程手动或自动下达控制指令；BS架构可实现远程管理、监控；提供了丰富灵活的API接口，可通过API接口获取数据，组建具有逻辑功能的各种应用场景。 4 结 语 物联网智慧农业实训平台以移动型实训台为硬件支撑平台，所有部件可灵活调配，紧跟教学进度，可按需组合，平台系统安装部署灵活，方便教学，支持四种数据传输模式，学生可自由组合，了解学习数据传输的原理，掌握数据传输的方式和知识。平台的农业套件主要包括ZigBee无线组网相关的传感器、继电器等多种物联网设备，通过配套的智能农业应用实训及理论课程教学，让学生动手进行安装调试，接触物联网技术在短距离传输领域的真实使用，最终实现感知体验与动手相结合、方案设计与实际验证相结合的目的，提高学生的实践动手能力。 农业物联网论文:基于物联网云平台的智慧农业温室系统设计 摘 要：针对传统农业中有线网络成本高、布线繁琐、劳动成本高等问题，文中基于TLink物联网云平台、网关控制中心以及无线传感网络节点设计了一种方便、准确、高效的智慧农业系统。该系统可实现手机客户端及网页客户端对农业现场传感器设备数据的采集和控制开关，当农场中的某项采集数据发生异常时，通过网关中心对用户手机发送短信报警信息。实验结果表明，该系统可以实现预期效果且成本低廉，适宜广泛推广。 关键词：智慧农业；TLink；网关；物联网云平台 0 引 言 农业是中国最传统的基础产业，物联网技术的出现提升了农业生产效率，通过信息技术对地块的土壤、肥力、气候等进行大数据分析，然后据此提供与种植、施肥相关的解决方案，大大提升了农业生产效率。基于精准的农业传感器进行实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，并将分析指令与各种控制设备进行联动完成农业生产、管理。这种智能机械代替人的农业劳作，不仅解决了农业劳动力日益紧缺的问题，还实现了农业生产的高度规模化、集约化、工厂化，提高了农业生产对自然环境风险的应对能力，使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业[1]。 本设计采用国内流行的TLink物联网云平台，基于意法半导体STM32最小系统，ZigBee无线传感网络芯片、WiFi芯片、GSM模块以及农业数据采集传感器，实现用户通过手机客户端或网页客户端实时查询农业现场传感器信息以及对农业现场的通风、加湿等设备进行控制[2]。 1 系统整体设计 该系统由客户端、TLink物联网云平台、网关、节点组成。系统整体框图如图1所示。 客户端分为手机端和网页端，可以实时查看传感器信息，TLink物联网云平台作为一个开放的公共物联网接入平台[3]，通过给用户提供开放的API接口使传感器数据的接入、存储和展现更加方便简单。网关基于STM32嵌入式最小系统可实现多种网络协议的转换[4]，主要有无线传感网络ZigBee协议、无线局域网WiFi协议和第二代全球移动通信GSM协议。节点同样基于STM32嵌入式最小系统搭建ZigBee无线传感网络，实时采集传感器信息并上传[5]。 2 系统硬件设计 网关是本系统的核心控制部分。网关以STM32F103RBT6为主控芯片，最多可支持五路串口，在STM32最小系统搭载HLK-RM04 WiFi模块、CC2530 ZigBee协调器模块、SIM900A GSM模块。本网关模块实现底层ZigBee网络、GSM网络和Internet网络协议转换。STM32必须提供外围相关电路构成最小系统，包括3.3 V稳压电源、8 MHz晶振时钟、复位电路、数字和模拟间的去耦电路、调试接口。WiFi模块与GSM模块在功能上互补，充分考虑到无WiFi网络情况下，数据可以通过GSM模块传送到用户手机。各模块与网关底板以插针的方式连接，方便程序升级更新。采用220 V转5 V适配器供电。此外，网关增加功能设置按键和LED提示功能。按键主要功能为复位和启动/停止数据上传。网关ZigBee模块采用PCB天线，WiFi模块采用airgain内置天线[6]。 节点以STM32F103RBT6为主控芯片，最小系统搭载DHT11温湿度传感器、BH1750光强度传感器、土壤湿度传感器模块、松乐SRD-05VDC-SL-C继电器、CC2530 ZigBee芯片。底层构建一个基于ZigBee协议的无线传感网络[7]。该无线传感网络涵盖灯光控制、通风控制、环境温湿度的采集、升温、加湿控制。硬件供电电源部分电路图如图2所示。 电源通过AMS1117-3.3 V芯片实现5 V转3.3 V输出，电源接口为PWR2.5，可接220 V转5 V/2 A的电源适配器获得。C7、C8、C9为滤波电容，保证电源电压稳定可靠。继电器电路图如图3所示。 节点板继电器部分采用PC817光耦隔离芯片，实现信号地和电源地之间的有效隔离。继电器触点容量为250 V/10 A（AC）或30 V/10 A（DC）。继电器输出为公共端和常闭端。 3 系统软件设计 3.1 软件功能描述 基于STM32嵌入式软件编程，实现通过一个串口服务器将芯片的三个串口USART1、USART2、USART3分别接到ZigBee协调器节点、SIM900A GSM模块、HLK-RM04 WiFi模块，波特率分别设置为115 200，9 600，115 200 （Bd/s）。节点板在主循环中完成对温湿度、光照度、土壤湿度传感器数据的采集，并将数据定时发送至串口1，再由与串口1相连接的ZigBee终端节点向上层网关板发送数据，并实时监听接收网关板下达的控制命令[8]。 3.2 数据帧格式 节点板与网关板数据交互帧格式（节点上传网关）见表1所列。 节点上传网关数据帧数据总长度为11字节，帧首和帧尾固定为0XFE和0XFF，数据长度占1字节，数据总长度-帧首长度-帧尾长度-1字节=0X08。源端口号标示ZigBee终端节点用于发送数据所占用的端口。 目的端口耸ZigBee协调器节点用于接收数据所占用的端口。 网关地址标示ZigBee协调器节点的网络地址，用2个字节表示，低字节在前，高字节在后。 网关下发节点的数据帧格式见表2所列。网关下发节点数据帧格式数据总长度为8字节，帧首和帧尾固定为0XFE和0XFF。 数据长度占1字节，数据总长度-帧首长度-帧尾长度-1字节=0X05。 源端口号为上传数据帧中的目的端口号，目的端口号为上传数据的源端口号。 节点地址标示在ZigBee网终端节点的网络地址，2个字节表示，低字节在前，高字节在后，控制命令占1字节。 控制命令为0X00表示开第一路继电器，控制命令为0X01则表示关第一路继电器。 控制命令为0X02，表示开第二路继电器，控制命令为0X03，表示关第二路继电器。 网关板与云平台数据交互帧格式（网关板上传云平台）见表3所列。 帧首、帧尾固定为0X4C和0XFF，分隔符固定为0X2C（对应ASCII码为“，”逗号）。 数据依次为温度、湿度、光照度、土壤湿度。 云平台与网关板建立的是一个TCP长连接，云平台控制命令下发至网关板则发送JSON格式数据：{“sensorDatas”：[{“sensorId”：“xxxxxxx”，“value”：“xx”}]}。其中，sensor ID是云平台中每个开关型设备的编号，value是相应设备的状态，每个设备的开关状态分别用00和01表示。 3.3 软件流程图 节点软件流程图如图4所示，网关软件流程图如图5所示。 4 TLink物联网云平台 4.1 TLink简介 平台的主要功能如下： （1）接入传感器设备能够支持用户使用Http，MQTT或Socket等方式连入平台，支持以JSON，XML等标准格式上传传感器数据，在Socket模式下，能提供传感器设备实时反向控制功能（即由Web或App远程控制接入设备），所有数据存入和取回等API手册完全开放，并支持客户进行二次开发。 （2）RESTful的交互接口设计使得TLink与开发者之间的交互非常简洁、透明，轻松完成数据的添加、存储、设置状态或更新状态等操作，能够很容易的与移动App或企业管理系统进行整合。 （3）虚拟仪表功能在一个交互页面上，以网关为单位整合和展现多个数值型传感器的历史数据和曲线图，并能够完成对传感器的事件触发配置。 （4）事件触发能力能够定义多种传感器的阈值，在达到特定值时发送短信，Email或由微信推送。 （5）社交功能能够在TLink公众号上查看传感器的状态或历史曲线，并通过微信共享给好友查看。传感器数据能够触发微信交互，使微信关注者能够直接与机器设备进行交互和控制[9]。 4.2 TLink开发流程 TLink开发流程如下： （1）通过http：//www.tlink.io/地址访问TLink平台注册用户，并登录平台个人中心。 （2）创建设备，在此处编辑设备名称，并追加传感器设备，设置连接协议，定义数据上报周期。 （3）编辑设备，定义协议标签。数据头标签：[H：数据] [HE：数据]，分隔符标签：[S：数据][SE：数据][SN长度]，数据标签：[D？][D[长度]][DE[长度]|数据][DEC[长度]|数据][DF[长度]|数据][GPS]，结束符标签：[T：数据][TE：数据] [CRC16][CRC8]。其中H代表字符型数据，HE代表16进制数据，D代表字符型的十进制数，DE代表16进制整型数据，DEC代表16进制整型字符串数据，DF代表16进制浮点型数据，GPS代表定位数据，CRC16和CRC8分别代表CRC16位和8位校验值。 （4）设置连接协议。平台支持的协议类型有TCP透传：数据透传，自定义解析协议；MQTT：协议规范严谨，开发者集成协议；HTTP：HTTP RESTful API，开放接口，支持快速扩展；Modbus RTU：工业协议标准，外接联网模块可直接使用。 （5）等待客户端连接。 4.3 云端配置 本系统设计采用了TCP透传链接协议。协议标签格式为： [H：@][S：，][D？][S：，][D？][S：，][D？][S：，][D？][S：，][D？][S：，][D？][S：，][D？][S：，][D？][T：#] 实际数据示例：@，xx，xx，xx，xx，xx，xx，xx，xx #，一次上传8个数据，分别对应节点1的温度、湿度、光照度、土壤湿度和节点2的温度、湿度、光照度和土壤湿度。 此外，TLink平台还提供一些个性化服务，如触发器，可以设定某个传感器的阈值范围，当采集到的数据超出这个范围后，就进行微信报警；组态应用，可以编辑个性化的Web界面，通过各式各样的控件更加直观、方便地查询传感器数据和控制现场设备。 4.4 客户端 客户端基于TLink提供的开放API接口实现，用户根据自己的需要编辑客户端界面。客户端分为手机客户端和网页客户端，用户可通过任意一个客户端登录TLink平台查看传感器信息以及控制农业现场的设备。 5 测试与分析 5.1 系统丢包率测试 本系统采用无线GSM、ZigBee、WiFi三种无线通信技术。GSM的工作频段为900 MHz，主要频率范围为890～915MHz和935～960 MHz，ZigBee和WiFi的工作频段均为ISM 2.4 GHz，因此可能会出现ZigBee与WiFi信号冲突的问题。针对此问题做如下测试： ZigBee模K和WiFi模块采用随机信道，4个ZigBee模块分为2组，1组发送数据，1组接收数据，2个WiFi模块同时向云平台建立TCP连接。测试结果见表4所列。 5.2 丢包测试分析 基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络协议ZigBee标准定义了16个信道，每个信道宽为2 MHz，然而基于IEEE 802.11协议的WLAN标准定义了14个信道，每个信道宽为22 MHz。以上两种标准物理层都基于2.4 GHz ISM频段，信道存在相互重叠的可能[10]。 ZigBee信道分布图如图6所示，WiFi信道无重叠分布图如图7所示。 对ZigBee与WiFi协议信道进行不重叠筛选，可有3信道不发生重叠，当ZigBee与WiFi设备同时开启时，通过干预各自的随机动态信道分配方式，即WiFi信道选用不重叠1，7，13信道，ZigBee选用15，16，21，22信道，可有效避免不同通讯方式占用同一信道的情况，从而降低系统丢包率。 5.3 系统功能性测试 Web网页客户端如图8所示，手机客户端以及微信报警界面如图9所示。 网页客户端和手机App端均可显示节点数据，当节点数据异常，超过设定阈值时，本系统设定温度值高于30 ℃便触发微信报警功能。经测试，系统运行稳定、可靠。 6 结 语 本设计保证了数据的准确可靠通信，达到了预期对系统实时性、稳定性的要求。测试结果表明，系统可以稳定运行在温室环境中，实现了对温室的智能监控。 农业物联网论文:物联网技术在农业灌溉中的应用探讨 摘要：将物联网实际应用于现代农业，可有效实现农业的高效安全生产，而节水又是农业高效生产的核心内容之一，如何开展精细化灌溉成为了农业灌溉的研究重点，即解决何时灌溉以及灌溉多少的问题。本文，结合当前物联网灌溉发展的基本现状，深入地分析了物联网节水灌溉系统实现过程。 关键词：物联网技术；农业灌溉；数据感知 物联网是近年来新兴的一种信息技术，它被认为是继计算机互联网技术后一次新的技术革命，然而在农业节水灌溉方面的应用还不是很多[1]。目前，在农业节水灌溉方面的主要新技术有：1）与生物技术相结合的作物调控灌溉技术；2）应用3S技术的精细灌溉技术。即：全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）；三是智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备。 1 物联网灌溉基本情况 随着我国水资源的日渐紧缺，我国的水资源供需矛盾也逐渐表现出来，而农业作为用水大户，其发展节水型农业已经成了农业未来发展势在必行的方向[2]。目前节水农业主要采取了滴灌、喷灌、微灌等节水灌溉措施，虽然相对于大水漫灌而言，已经实现了较高的用水效率，但综合分析，其精准度依旧不够，无法根据农作物的具体需水要求进行灌溉。物联网技术结合农业的发展诞生了物联网智能灌溉系统，不仅提高了灌溉精准度，同时也减轻了人力劳动，实现了远程控制，全面提高了农业生产的生产效率。物联网智能化农业灌溉是指不需要人进行其实控制，系统能够自动的感知对农作物何时进行灌溉，以及为农作物灌溉多少的问题。物联网智能化灌溉可以根据农作物的数据采集结果自动开启灌溉系统。物联网灌溉技术是目前我国从传统农业向现代化农业转型的重要技术支撑，也帮助农业生产实现了向远程化、精细化、自动化、虚拟化的转型[3]。物联网智能灌溉系统提高了灌溉的综合管理水平，将原本最需要人的经验才可以进行生产的农业，转变成了科技化生产模式，不仅杜绝了人为操作的盲目性与随意性，同时提高了全面管理水平，实现了一个人对上万亩地的管理。由此可见，推广物联网智能化节水灌溉，不仅可以有效地缓解我国的水资源短缺危机提高我国农业现代化的水平，改变原先粗放式的灌水模式，同时也可以实现农业管理水平的提升，提高农业生产效率，减少人力劳动，全面优化农业生产方式。所以基于物联网的农业节水灌溉技术，必然成为今后农业灌溉的发展趋势。 2 基于物联网的节水灌溉体系 为了全面实现我国农业高效灌溉系统的建设，必须要大力推广基于物联网技术的农业灌溉应用，这就需要建立基于物联网的节水灌溉体系[4]。利用物联网的节水灌溉体系首先应该利用物联网技术通过传感器采集土壤的温度、湿度、墒情、光照强度、二氧化碳浓度等基本信息，然后通过适合的无线传感设备，将采集的基本信息转化为数字信号，并通过无线通讯方式将这些信息的数字信号传递给计算机系统进行分析处理，计算机系统会将采集的信息进行智能化判断，根据需要及时的控制相关的智能灌溉设备的驱动，对，农作物进行智能化、精细化的灌溉。从而做到灌溉水量、灌溉时间和灌溉周期的三准确，提高水资源的利用率，达到灌溉用水的智能化控制。且由于物联网传感器的网络具有信息互递、自主组建网络、网络通讯时间同步等特点，因此可以对整个灌溉区域与灌溉节点的数据进行综合对比分析，即便个别数据出现问题，也可以对数据进行更正[5]。同时采集的数据也可以直接上传到网络，经过相关技术人员的分析，可以根据分析结果对灌溉数据进行更正，从而确保灌溉的准确性与高效性，如果发现农作物发生病虫害，也可以通过灌溉系统对农作物进行除病害作业。同时随着农业物联网平台的建设，也可以将这些数据上传到平台进行管理，对于构建一个高效、低耗、低投入、多功能的农业灌溉节水平台就这十分重要的意义，然后也对平台采集的信息进行分析，并根据分析的结果进行灌溉，甚至可以对预期将会发生的天獗浠进行预防性灌溉，提高农作物对灾害的抵抗能力，这也是未来物联网智能化灌溉发展的必然要求。 3 结束语 物联网技术作为新一代信息化技术的高度集成与综合性应用，已经成为了当前科技界发展的战略发展方向之一。通过物联网与农业的相结合，为农业信息化技术与农业产业的发展，提供了新的机遇，同时农业也为互联网技术的发展提供了一个广阔的应用平台，尤其是节水灌溉技术的应用，可以直接有效地解决当前农业发展遇到的问题，为农业的现代化进程提供强劲的动力，实现高效的精准化灌溉，全面提高农业生产效率。 （作者单位：湖北职业技术学院） 农业物联网论文:基于物联网的智慧农业监控系统 摘 要：采用ZigBee技术和3G通信技术结合的方式，将不同的农业基地以及相关设备组成一个无线传感网络系统，然后根据不同农业基地的传感器收集传感器参数，更加精确地控制不同农业基地的状况，实现远程设备和人员之间的信息交互，组成基于物联网的智慧农业监控系统。对系统进行多次测试，证明系统具有良好的稳定性，可实时监控，采集信息，进行环境控制，广泛应用于农场的远程管理。 关键词：智慧农业；监控系统；物联网；ZigBee 0 引 言 中国的农业生产一直以来都依靠传统的生产模式，浪费了大量的人力物力，而且对环境造成了污染与破坏，不利于农业的可持续发展。因此，如何顺应新时期和谐社会对农业生产的要求，利用现有技术和平台来设计一个满足要求的新系统，成为迫切需要解决的问题。智慧农业利用物联网、云储存、ZigBee等技术实现农业的精准化监控与管理。 1 系统总体方案 监控系统是基于现有技术特点，由嵌入式网关，RFID，ZigBee及各种传感器模块组成，在遵循物联网三层架构的基础上设计实现的，包含安卓客户端和Web客户端的智慧农业监测系统。通过各传感器来采集相应的数据，然后利用ZigBee无线技术完成数据从传感器到嵌入式网关的传输，再依据TCP协议使数据从嵌入式网关传输到Web服务器，将数据进行分析形成信息在安卓客户端和Web客户端显示，实现将农业大棚里的环境参数在相应客户端与移动端显示的功能。同时依据传感器反馈的信息对大棚里的控制设备进行简单控制，以保证环境参数的稳定。此外，系统还为Web用户和移动用户提供了友好的显示界面，管理和控制界面，给予用户良好的体验。监控系统总体结构如图1所示。 2 现场监控系统 现场监控系统由Android手机客户端、嵌入式网关和ZigBee模块组成。 Android手机客户端主要用以实现人性化的人机交互界面。进入智慧农业监测系统界面后可以一览大棚内多种环境参数，如大棚内的厥度信息、是否存在有毒气体、是否有人闯入大棚，大棚内的光照强度等。 四个ZigBee模块上的传感器会对大棚内的环境参数进行采集，其中温湿度传感器用以实时采集大棚内的温度和湿度信息；广谱气体传感器用以感应室内有害气体（CO、SO2等）是否超标；人体检测主要对大棚内的作物起保护作用，当有人私自闯入大棚时，会感应到并及时报警；传感器将采集到的数据发送到各ZigBee模块，然后通过ZigBee的自组织网络传递给整个网路中的ZigBee协调器，此外，基于CC2530的风扇起到了排气效果，协调器通过RS 232串口将数据传送给嵌入式网关进行相应的处理。 嵌入式网关将接收到的由ZigBee协调器传送过来的数据进行处理并通过局域网传送给手机客户端，对于手机客户端发送过来的数据进行处理并对相应的传感器、生长灯、风扇进行控制。现场监控子系统需要满足实时数据存储分析、数据采集、网络连接等功能。 2.1 短距离ZigBee网络设计 ZigBee技术作为一种低速率、低复杂度、低损耗、低成本的无线网络技术，逐渐成为近距离通信应用的首选。从农业大棚的要求来看，一般大棚所需要传输的数据类型对通信速率要求并不高，所以使用ZigBee方式取代传统的布线方式可行性极大。考虑到一般农业基地均具有控制距离较短，测点多、设备多等特点，采用ZigBee的Mesh组网方式。Mesh网络由路由器、协调节点、多个终端节点组成，属于多跳的网络系统。在网络中节点之间可以直接通信，每次通信都由一条或多条路由节点进行中继，最后传给目的节点。ZigBee终端节点工作流程如图2所示。 2.2 嵌入式操作平台设计 采用ARM-Linux控制器模式，硬件的部分选取ARM Cortex-A9系列作为嵌入式控制器的微处理器，该系列处理器具有性能高、处理能力强、低功耗等特点；软件部分采用Linux操作系统，它具有多任务、多用户、兼容性高、界面操作简单、支持多种平台、安全性好等优点。嵌入式系统结构如图3所示。 2.3 视频监控设计 视频监控采用云台高清网络摄像头，它不仅可以通过手动控制摄像头旋转，还可以通过Web或者手机App来控制，拥有标准的H.264算法，同时能够支持CIF、D1两种分辨率，适合无线网络；支持摄像头360度旋转；可通过WiFi，蓝牙传输数据，适用于不便布线的场合。 摄像头将采集到的视频数据通过内置编码器编码，经无线网络传输到管理中心，同时解码器会将接收到的数据解码后播放视频。 3 远程监控管理中心 远程管理中心主要由介入设备和计算机组成，用以完成大棚内环境参数的采集、传输和显示，还能实现对基地环境参数和视频的远程控制或者联动控制。 远程管理中心采用B/S（浏览器/服务器）模式，用户通过浏览器或者手机App登录管理控制中心，通过实时获取的视频图像，直观地观察各大棚内的植物生长情况，并通过显示的环境参数对生长状况进行分析。根据用户对于系统的要求，设计了如下几个主要功能： （1）具有设备监控、设备管理、视频监控、系统设置、报警记录功能； （2）对各基地的空气温湿度、有害气体、土壤温湿度、光照强度等参数实时显示，拥有风扇、灯光、水泵等装置，用户只需点击开关装置便可实现对远程装置的开关操作； （3）对于植物生长相关参数进行正常范围的设置，实现农业大棚环境参数的联动控制。 智慧农业监控的系统参数如图4所示。 4 结 语 该系统通过各传感器来采集相应的数据，利用ZigBee无线技术将数据从传感器传输到嵌入式网关，再依据TCP协议，完成数据从嵌入式网关到Web服务器的传输，之后将数据分析形成的信息在安卓客户端和Web客户端显示。系统可以实现对农业大棚里环境参数的实时显示（包括相应的移动端显示），同时可以依据传感器反馈的信息对大棚里的控制设备进行简单操作，以保证环境参数的稳定。 农业物联网论文:农业物联网电源系统应用解决方案探析 摘要：针对农业物联网应用区域分布广、电源接入困难、电压不稳定的问题，对农业物联网中各子系统的供电技术进行深入研究，并以南阳镇高密度环保鱼类养殖项目为例，探索出可靠的农业物联网电源系统解决方案，阐述农业物联网电源系统的具体运作。旨为农业物联网技术的推广应用和可持续性发展提供参考。 关键词：物联网；电源系统；无线传感器；网络；供电 1 概述 我国农业正处于传统农业向现代农业转型的时期，物联网产业兴起，物联网与农业的深度结合，为现代农业提供了前所未有的发展机遇。农业物联网是将传感器加入到土地、水体、灌溉系统、农业机械等各类农业生产、流通的工具和环境中去，然后通过网络把这些事物连接起来，进行智能化分析运算，实施精细、动态、全面的管理及控制，推动生产力水平的提升，促进现代农业可持续性发展。 作为电子信息设施，无论是农业物联网或其它领域的物联网，都离不开稳定的电源供应。由于农业物联网有着应用区域分布广、电源接入困难、电压不稳定的特殊情况，因此，如何获得稳定可靠、长期耐用的电源系统，一直是困扰农业物联网发展的一个难题。一方面，一旦发生电源供应中断的故障，将有可能给农业生产带来不可挽回的损失；另一方面，农业生产的区域广泛分布在山间、田野，若不能获得电源供应，这些区域的现代化农业生产就不能得到根本性解决。因此，有效的电源供应，是农业物联网得以大力发展的重要保障。目前，此领域相关研究成果还非常少。为此，本文对农业物联网电源系统进行全方位研究，为农业物联网的推广应用提供可靠的电源解决方案，并结合对农户指导应用的实例，进行详细阐述。 2 物联网技术在农业中的应用范围 物联网在现代农业中的应用主要有以下几个方面： （1）应用传感器网络建立精准的农业生产控制系统，收集温室、田间的环境数据，监测作物的生长情况，以实现生产作业规划、自动生产控制等。 （2）应用RFID（射频识别，Radio Frequency Identification）技术实现现代养殖业生产、加工、批发以及零售等各个环节的有效管理，构建食品供应链跟踪与可追溯体系。 （3）随着物联网的技术进步和推广应用，物联网与农业的融合不断加深 ，除农业生产环节外，还将在农产品电子商务、农村社会管理、农业信息服务、农业规模化发展等方面大显身手。 3 农业物联网电源系统分类与解决方案 农业物联网应用技术离不开电源供应，由于农业物联网应用的多样性，对电源供应方式的要求也相应多种多样。在农业物联网中，供电系统根据模块功能可分为：数据处理与控制中心供电、无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）供电、指令执行机构供电等三个部分。 3.1 数据处理与控制中心供电解决方案 数据处理与控制中心是整个农业物联网系统的核心，该部分对供电要求最高，必须做到7*24小r不间断供电。主电源由市电线路供电，由于农村电网电压不稳，且时有停电的情况，所以必须装备在线式UPS（备用电源系统）。规模化农业生产投入非常大，为确保用电不间断，UPS系统必须采用双机互为备份，备用电源系统的电池组容量应根据当地单次停电最长时间及所有设备总功率来确定，市场上常用的铅酸电池由于其寿命短，使用效果不佳，不适合应用于农业物联网这类需要长期稳定电源的场合。备用电源系统的电池组应选用锂电池组，锂离子电池以单位能量密度大、寿命长、重量轻、体积小等优点著称，能胜任野外恶劣的环境。考虑到农村时常停电，有时候UPS的电池组会因市电供应不足而充不满电，给农业安全生产带来隐患，因此，还应在房顶或附近的空地上架设功率适用的太阳能电池板，有阳光的日子可以给后备电池组进行充电，还可将多余的电能提供给系统用。考虑到在极端情况下会出现连续多日的阴雨天气，导致在市电长时间断电的同时，太阳能电池板无足够的日照时间来给电池组充电，当电池容量过低时，系统将向管理员发出报警信息，在得到管理员回复确认后，启动备用发电机来给系统供电，以保证农业生产的连续性。该方案供电原理见图1所示。 3.2 无线传感器网络供电解决方案 无线传感器网络是由大量低廉的微型传感器组成的负责感知、采集和处理检测区域中信息的网络系统，其通过无线方式进行通信，采用多跳、自组织的方式组成一个网络体系。通常一个无线传感器网络由终端传感器节点、汇聚节点、管理节点组成。 无线传感器网络节点的能耗决定整个网络的生命周期。无线传感器网络节点比较分散，从硬件结构看，节点的能耗主要是在微处理器模块和无线通信模块。这为设计供电方式时提供了思路，以实现网络的低功耗及可持续性供电。 3.2.1 终端节点供电方案 终端节点可以从外界感知相关信息，采集所需要的环境参数。主要获取风向、风速、雨量、光照及农田中空气的温湿度数据，为灌溉量的决策提供依据。一个终端节点一般由传感器单元、处理单元、收发单元以及电源模块构成， 电源模块可采用太阳能电池板、无线充电和锂电池共同供电的方式来提供电源，实现终端节点能源的持续供给。在无光照的使用环境中，可只提供无线充电方案对节点的锂电池进行充电，但必须采用适合的无线充电算法，以确保终端节点能够补充到可以维持其正常工作的电能。终端节点供电原理见图2所示。 采用太阳能电池及无线充电方式充电改变了传统节点能量单向递减的过程，实现了节点能量自给，无须为节点更换电池。 在大规模的现代化农业生产中，传感器节点的使用量非常大，且分布区域广，部署环境复杂，如果全部使用耗能型电源（电源的电量越用越少），经过一段时间后，节点将因缺电而停止工作，而通过更换电池的方式来补充能量是不现实的，会造成的农业生产难以预计的损失。因此，通过研究使用无线充电的方法来对大量的无线节点进行动态充电，采用合理的充电调度算法，当节点的电池电压低于设定值时，向控制中心发送充电请求信号，控制中心发出指令给智能无线充电系统（或无线充电机器人），由智能无线充电设备根据控制中心的指令，对缺电的节点定向充电。控制中心还可根据每个节点历次发出的充电请求，预测出该节点下一次应充电时间，提前对节点进行充电，确保无线节点能够长期使用。无线充电原理见图3所示。 3.2.2汇聚结点供电方案 在无线传感器网络中，汇聚节点负责协调节点间通信，处理数据。汇聚节点包括处理器、射频芯片、GPRS模块和电源模块，是终端节点通往控制中心的一个枢纽，其能否持续正常工作，关系到所管辖区域的农业生产成败。汇聚结点的功耗往往比终端节点大很多，因此其供电部分，主要采用以固定电源供电为主，太阳能充电为补充的供电方式。为确保万无一失，当以上供电方式失效且电池剩余电量低于设置值时，汇聚结点将向控制中心发出供电异常警报，以便管理人员及时排除供电故障。汇聚节点供电原理见图4所示。 3.3 执行机构供电解决方案 数据处理中心把各节点收集上来的数据进行综合分析，并根据运算结果，控制执行机构进行相应的操作（如水泵、风扇、卷帘机、加热器、增氧机等），以实现灌溉、温湿度控制、光照控制等农业自动化的目的。这些设备多为大功率设备，因此，执行机构的电源必须由大功率的电源提供。在实际应用中，其供电方式可参考控制中心供电方式。 4 农业物联网电源解决方案应用实例―南阳镇高密度环保鱼类养殖项目 在农业物联网电源系统应用解决方案研究过程中，根据广西南宁市南阳镇水产养殖农户的要求，设计实施了高密度环保鱼类养殖物联网系统，现结合此系统，对前述电源解决方案进行应用阐述。 4.1 南阳镇高密度环保鱼类养殖项目简介 采用农业物联网系统的南阳镇高密度环保鱼类养殖项目，取得了显著的养殖成效，其养鱼密度可以达到一般状况下的8倍，带来的经济效益明显，同时减少污染，具备较强的推广应用价值。项目包括控制中心和养殖基地两个组成区域，控制中心设在农户居住区，养殖基地位于野外。养殖基地根据养鱼生态链划分为养鱼系统、沉淀物处理系统、微生物水处理系统、微生物利用系统、水体消毒与循环再造系统、安保系统等几个子系统，每个子系统都包括传感器及控制部件。这些子系统都由相应的电源模块进行支持。 4.2 高密度环保鱼类养殖项目的电源系统 4.2.1 电源系统分类 结合实际情况，项目电源系统分为数据中心供、传感器网络供电、执行机构供电等三个部分。 4.2.2 供电方案 数据中心供电：数据中心建设在控制室内，架设有数据处理服务器。供电系统以市电为主，在供电回路中串联一台在线式UPS，当市电供应中断时，UPS为服务器提供24小时不间断的电源供应，保证数据处理服务器能够连续正常运转。 传感器网络供电：由于该养殖基地建设在野外荒地上，离数据处理与控制中心相距大约2公里远，无稳定的市电供应来源，架设专用供电线路成本过高，因此，传感器网络供电主要以太阳能发电系统为主，备用发电系统为辅。传感器网络主要由汇聚结点综合控制器及终端结点数据取样传感器构成，总功耗约为15W。汇聚结点直接使用有线方式供电。终端传感器结点通过无线传感器网络与汇聚结点连接，使用自带电池供电，当电量小于设定值，即发送数据给控制中心，控制中心发出无线充电指令给管理员确认后对该结点进行无线充电。 执行机构供电：执行机构主要由水泵、紫外线消毒装置、增氧泵、LED照明灯、电磁阀等构成，总功耗约为200W。执行机构供电方式与汇聚结点相同。 4.2.3 供电设备 供电设备主要有：智能电源管理系统、4块单体实际功率为100W的单晶太阳能发电板、12V200AH磷酸铁锂电池组、太阳能充电控制器以及500W直流转交流DC12V-AC220V逆变器等。4块太阳能面板并联工作，每块太阳能板最高输出电压18V、电流5.5A。根据南宁地区经纬度计算得知，每天的有效发电时间约为6小时，日发电量2.4KWH。太阳能供电示意图见图5。 太阳能控制器主要功能是将太阳能发电板发出来的连续但电压不稳定的直流电转换成稳定的直流电，对锂电池组进行充电。 磷酸铁锂电池组主要是将太阳能板发出来的电能进行存储。由于养殖基地无市电供应，因此对电池组各方面的要求较高，须能在0-60摄氏度范围内工作，且电池组连续工作5年容量不能少于80%，所以磷酸铁锂电池组为最佳选择（磷酸铁锂电池充放2000次循环，容量不低于80%；工作温度范围：0-80摄氏度）。 电源逆变器主要功能是将储存在电池组中的12V直流电转化为220V交流电，供给基地内所有220V用电设备使用。逆变器的最大功率为500W，可满足基地内所有用电设备同时使用。 备用发电系统主要由一台功率为1KW的汽油发电机构成，当日照不足导致太阳能发电板无法对电池组进行及时充电时，控制中心根据汇聚节点传来的电池剩余容量数据通知管理员，管理员可通过手机远程启动发电机对锂电池组进行充电，当管理员不能在规定的时间内进行回复时，控制中心将直接启动备用发电机进行充电。 4.3 实施情况小结 在电源系统解决方案有效实施的情况下，此项采用物联网技术的高密度环保鱼类养殖项目得到顺利开展，除经济效益明显外，其应用解决方案对于我国广泛分布的山间、野外的农业生产系统都具有一定的借鉴价值。 5 结论与展望 有效供电问题一直是影响物联网在农业领域推广应用的重要瓶颈，本文针对农业物联网电源系统进行了详尽分析，并提出相关解决方案。展望未来，除了按本文撰述为系统中各部分提供稳定可靠的电源供应之外，还应尽可能的减小各节点的功耗，做到开源节流，以提高整个系统的可靠性。随着电子科学技术不断快速发展，相信在不久的将来可研发出在使用寿命期限内不需要进行能量补充的终端传感器，以及更多的节能环保配件，大力推动农业物联网产业快速发展。 农业物联网论文:传感仪器在农业物联网发展中的作用 摘 要 农业物联网作为新一代的信息技术在农业领域的综合应用，在很大程度上促进了我国的农业信息化的发展。通过改变传统的农业生产方式，进而促进我国农业向精细化以及智能化的方向转变。本文从农业物联网的概念着手，对农业物联网与传感仪器的发展进行研究。 【关键词】农业物联网 传感仪器 研究进展 我国是农业大国，想要实现我国农业的可持续性发展，就必须要借助科学的技术手段，通过利用智能化以及信息化的技术管理，；来实现我国传统农业的转型，进而为我国现代农业的发展做出更大的贡献。在我国现代农业的转型过程中，农业物联网以及传感器的研究进展发挥着关键性的作用。物联网技术是二十一世纪的新型技术，在世界各国都得到了普遍的关注。物联网主要涉及三个层面，即感知层、传输层以及应用层。农业传感仪器在物联网中隶属于感知层，通过传感器可以对农作物进行一定的了解，农业信息的传输需要通过农业物联网传输层这个介质实现，传输层能够有效的保障农业信息的获取，物联网的应用层主要是对农作物的生产加工等进行有效的管理。通过对物联网这三个层次的研究与发展，可以对现代农业的发展起着一定的积极影响。 1 农业物联网的概念分析 在二十世纪末期，物联网概念被提出，农业物联网主要是通过各种传感器来对信息进行采集，帮助农民及时的发现农业生产问题，并且对发生问题的位置进行准确的定位。这样农民就能通过机械生产的模式对农业实现智能化以及自动化的生产。物联网是继计算机、互联网以及移动通信网之后的被世界公认的信息产业。物联网是以感知为前提，实现人与人、人与物以及物与物的全面互联的网络。通过传感器对物理世界的各种信息进行获取，再通过局部的互联网、无线网络以及移动通信网等各种通信网络进行交互传递，进而实现对世界的感知。 2 农业物联网技术的研究进展 2.1 农业物联网的技术组成分析 农业物联网主要由感知层、传输层以及应用层三个方面构成，感知层主要是由各种感知器以及传感节点组成，主要是对土壤水分以及苗情的长势等农业信息进行获取。传输层主要是通过有线或者无线的方式将感知层获取的各类数据信息传输到应用层上。应用层再对收集的信息进行有效的处理和决策，进而实现对农业生产过程的管理与控制。 2.2 农业物联网的感知技术 在农业物联网中，感知技术一项关键性的技术，传感器则是感知技术的核心。近些年来，我国的农业传感器技术的发展步伐比较快，主要有农业信息传感器以及农业环境传感器。当前，光、水等常规的环境传感器发展已经比较成熟，土壤传感器是目前农业传感器研究的重点。采用电子以及电磁学等方法对土壤的电阻以及电容等参数进行测量，很容易受土壤组成的影响。利用电磁波对土壤进行测量可以对土壤的结构以及物理化学性质等进行测量。电化学方法可以对土壤中的某些离子等进行测量，土壤的组成具有一定的复杂性，因而，原位测量传感器在国际范围中都是研究的难点。信息传感器同样也是研究的难点，主要采用光学以及电磁学等物理学原理，根据被测对象的性质来对动植物生命体进行检测，然而动植物生命过程具有一定的复杂性，想要对其信息进行精准的探测，就必须在其计量模型上有一定程度上的突破。 2.3 农业物联网通讯技术分析 农业环境具有一定的复杂性，因而想要实现农业物联网信息的传输对通讯技术进行简单的搬用是不行的，要根据实际情况选择适宜的通讯方式。农业设施中不仅要考虑墙体的厚度，同时还要考虑材质对传感器节点之间的信息通讯的影响。比如，大田的作物要考虑农作物的高度以及地形地貌特征对通讯的影响，基于此种情况的考虑，节点布设以及节能机制就成为研究的重点。果园中树冠的形状以及与天线的相对高度直接影响着信息的传输。 2.4 农业物联网应用分析 农业物联网应用是一个闭环控制的过程，在农业物联网应用中其关键性的技术有云计算以及云服务。因为，农业具有一定的生命特性以及生态区域性特征，因而农业的物联网应用很难通过一种技术以及模式来对问题进行解决。在实践中，一般都是按照实际的情况来对物联网进行应用。就其应用模式而言，可以是WEB服务应用也可以是智能的单体应用。 伴随着科学技术的不断进步，很多欧美发达国家都对农业物联网应用开展了示范性的研究。在农业生产中实现了物联网技术的实践与推广。我国在此基础上也开展了一系列的应用研究，为我农业的发展奠定了技术基础。 3 农业物联网发展趋势分析 在农业生产的过程中，应用农业物联网技术对于农业的生产管理具有很大的积极作用。以下分别从几个方便对农业物联网的发展前景进行阐述： 3.1 农业传感器的新研究 农业传感器是农业信息获取的“眼睛”在农业物联网信息感知系统中发挥着积极的作用。全新的农业传感器的研究在农业物联网产业中也是不可忽略的关键环节。伴随着科学技术的进步，微机电系统农业传感器也将成为重要的研究领域。 3.2 农产品的生产更加精细化 伴随着农业物联网技术的不断发展，对于农产品的精细化的管理将会成为农业物联网发展的方向。通过物联网技术对农作物进行精准化的播种、育秧以及对其生产环境进行精确的控制等，都在很大层面上节省了人力资源，提高了农业生产的附加值，进而更好的促进我国农业精细化的发展。 4 结语 综上所述，虽然物联网在农业实践中的应用依旧面临着很大的挑战，但是随着物联网产业的标准化的逐步建立与完善，以及农业物联网技术的不断进步，将会更快的促进我国农业现代化的发展。 农业物联网论文:铜山区发展农业物联网的主要做法与问题思考 摘 要：铜山区农业物联网技术经过近十年的推广，取得了一定成绩，示范点数据采集、传输、储存运行良好，但同时也存在不少问题。该文介绍了铜山区应用农业物联网技术的主要措施，针对存在的问题提出了相应的对策建议。 关键词：农业物联网；主要做法；问题；应用；铜山区 按照国家关于“互联网+农业”工作要求，贯彻落实农业物联网技术发展规划和措施，铜山农委结合实际情况，积极推进物联网、云计算和虚拟化在农业领域的应用，截至2016年年底，农业物联网技术应用面积比例达24.5%。 1 主要做法 1.1 因地制宜，制定2016―2018年农业物联网发展规划 根据农业部关于“互联网+农业”工作部署，按照区委、区政府农村工作要求，区农委制定《铜山农业物联网技术应用三年发展规划》。其中2016年建设智能园区1个，智能温室23.33hm2，自动化养殖场3个，新增渔业智能养殖面积6.67hm2，物联网应用面积占比达到24.5%。2017年建设智能温室6.67hm2，自动化养殖场5个，新增渔业智能养殖面积10hm2，物联网应用面积占比达到27.2%。2018年新增渔业智能养殖面积13.33hm2，智能温室33.33hm2，自动化养殖场5个，物联网应用面积占比达到29%。 1.2 深入农村调查研究，督促农业物联网工作进展 区农委高度重视农业物联网技术应用发展工作，要求必须抓住机遇，因地制宜，做出铜山特色。研究制订《铜山区“互联网+农业”发展工作实施方案》，成立了由农委主任任组长，分管业务工作副主任任副组长，信息科科长及各镇（办事处）农技中心主任任组员的全区农业物联网工作领导小组，负责该项工作的督查推进、考核奖惩等。工作组深入到农村田头地边、养殖圈舍和林场鱼塘等地方，同老百姓亲切交谈，了解他们在种养殖方面面临的困难，研究制定解决方案。另外，依托农业信息化工程，完成植保物联网技术管理平台建设，运用植保决策系统、移动工作系统及数据资料库管理系统，实现农田病虫情况的及时发现和预警，有利于广大农户提前做好病虫害的防范工作。 1.3 组织各类培训，为农业物联网发展积蓄人才 区农委科教科和信息科积极配合，邀请各大院校教授、物联网技术及系统集成专业人才，加强对大学生村官、复员军人、农村创业青年、合作社负责人、回乡毕业生等人员的物联网技术及农业智能化方面培训，为有效解决农业信息化发展积蓄人才，2016年累计培训600多人次。通过培训，铜山久久生态园技术人员熟练掌握蔬菜种植物联网技术，并安装了大棚物联网设备，通过温室传感器获取大棚的环境信息，然后将信息通过网络传到中央处理器，经系统自动分析后确定温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等指标是否在正常范围内，基本实现了蔬菜种植自动化、智能化。 1.4 引导社会投资，推动农业物联网技术应用 铜山区农委大力宣传农业物联网技术的作用，鼓励社会资金用于物联网技术方面的投资。徐州嘉祥草莓专业合作社位于徐州市南郊的台上村，全村草莓种植面积约400hm2，合作社成员2 800多人，通过区农委牵线搭桥，与南京农科院合作建立草莓组培室，利用自有资金为智能温室添置一套物联网应用系统，根据草莓物联网管理系统提供数据资源，研发草莓新品种获得成功。而且将草莓新品种在全村统一种植，统一追肥以及防治病虫害，节约了劳动成本，提高了收益。 2 存在的主要问题 2.1 农业物联网投入成本大，运维技术要求高 国家对于农业各项建设给予财政支出力度逐渐加大，铜山区级财政支出也随之水涨船高，但目前还远不够，要建设农业物联网需要下大力气支持，尤其是农业物联网是高技术、高产业、高市场化的a业，要达到发达国家农业的程度没有财政支持是不行的。 2.2 现阶段农业物联网技术不成熟，产品存在缺陷，集成运用不够 目前我国农用传感器种类不到世界的10%，国产化率低，性能不够稳定，使得监测数据不够准确，需要经常校正，而且器材寿命短。 2.3 物联网应用技术人才缺乏，在农业上运用程度不高 农业物联网在我国尚处于起步和转型阶段，一些人认识还不深，对于建设农业物联网的做法更是有待进一步探讨。 3 解决途径 3.1 争取财政项目支持，引导社会各方投资 要紧紧围绕推进农业供给侧结构性改革，按“政府引导、市场主体、多元投入、协调发展”总体思路，大力实施“互联网+”现代农业行动。从生产、经营、服务方面入手，加快补齐生产信息化这一农业农村信息化首要任务的短板，利用互联网、物联网、大数据等发展精准农业、智慧农业，推行“专家+推广单位+示范户”模式，大胆探索租赁合作、政府购买服务、设备入股等应用机制。加大物联网项目工作推进，整合社会投资，加强农业物联网基础设施建设，打通为农服务“最后一公里”。 3.2 利用现有技术设备资源，促进农业智能化生产 当前物联网设备还不够接“地气”，在满足农民使用需求方面还要继续探索，铜山区农委正在研究建立农业信息补贴制度，加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录，以此鼓励电信运营商和科研院校等社会力量的积极性，降低传感器等仪器设备的成本，通过单项技术突破与集成应用并举，逐步形成政府引导投资主体多元化、运行维护市场化的农业物联网发展策略。 3.3 加强农业物联网技术培训，建设典型示范基地 农业物联网需要新型的知识农民作为基础，因此需要加大对农民的科技文化培训，建设物联网技术应用示范基地，通过现场参观和教学，不断提高其对农业物联网技术的认知能力，逐步把他们培养成为懂科技、懂电脑、懂网络、懂市场、懂管理、懂运营的新型知识农民。 4 发展方向 从发展规律上看，智慧农业是现代先进的生产方式，农业进入掌握包括土壤、环境、植物生长全过程的时代，而智慧时代就要更加智能化地管理农作物生长过程等。最新的《全国农业农村信息化发展“十三五规划”》透露，物联网技术有望在农业部确定的200个国家级现代农业示范园区获得农业部和财政部的补贴，重点开展先行先试，让农村信息化总体水平在今后5年提高到35%。因此，铜山区要利用好国家给予农业物联网发展机遇，加大物联网技术推广的精准覆盖，推进物联网技术同种植、养殖和水产的深度融合。 （责编：张宏民）

网络故障诊断技术研究:基于用户终端网络故障诊断系统 摘要：随着专线接入的规模还在不断扩大，很难通过传统的现场维护或集中培训等方法解决，因此，探索一种解决专线故障新的解决方案非常必要。基于用户终端的网络故障诊断系统就是出于这方面考虑可以实施开发的系统，用户通过系统能方便快捷地对终端故障进行预处理，大大降低了维护人员的工作量。 关键词：终端网络； 故障诊断； 效益 1、 课题研究建立 1.1、 问题提出 随着通信运营商业务的快速发展，专线接入的规模不断扩大，专线故障次数日趋增多，导致专线故障率逐步增加。随着电信重组全业务运营带来的契机，如果专线用户故障居高不下，将直接影响公司今后数据业务的发展。由于专线接入点主要为全市各渠道营业厅，特别是乡镇营业厅分散，偏远，人员流动性大，素质参差不齐，随着业务的快速发展，各营业厅的专线接入规模将不断扩大，很难通过传统的现场维护或集中培训等方法解决，因此，探索一种解决专线故障的新的解决方案非常必要。 1.2、 问题分析 根据某地市运营商提取了专线用户发展情况和故障情况，并按照故障点所在位置进行了分类统计。用户端故障是造成专线故障次数不断增加的主要原因，用户端故障占每月专线故障总数80%以上并成呈逐月增长趋势。通过以上8个月的故障统计，我们得出了每月的平均故障及占比。 我们对用户端的故障原因进行了分类统计，结果发现用户端人为故障占用户端故障次数的80%左右，是造成用户端故障次数不断增加的根本原因。我们得到故障占比月均值，作出如下饼图： 对之前的《故障维护记录表》进行了讨论分析，发现用户端大部分故障都是可以通过用户自身简单处理就能恢复的，于是我们对用户在遇到常见故障的处理能力上提出了质疑，带着这一问题，对100个曾出现过故障的专线用户进行了常见故障处理能力调查，发现由于专线用户各方面基础知识薄弱，造成了用户自身原因的故障次数多，因此提升专线用户诊断常见故障的技能，将会是降低专线用户自身操作问题造成的故障次数的关键。 2、 设定目标 2.1、 总体目标 探索出一种帮助用户诊断网络故障的新方法，有效减少用户端自身操作故障次数，从而有效解决专线故障问题。 2.2、 目标值 将专线故障率由35%降低到15%以下。 3、 确定最佳解决方案 3.1、 提出可能的方案 解决目前的问题可以有以下三种截然不同的方法来帮助用户诊断及处理人为故障，整理亲和图，得到三种可行的方案，转换成树图： 3.2、 从三种方案中进行测试优选 （图3-2：专线传输设备系统） 方案一：基于传输设备的网络故障诊断系统 抽取了50个专线用户，进行了基站端至用户端的传输监控，对其一个月内的故障原因进行分类统计，通过分析得出，若这50个专线用户被纳入传输设备系统，经验证其人为故障恢复比为78.26%。 结论：该系统可对专线用户传输设备进行实时监控，能有效定位网络故障源的大概位置，方便维护人员指导专线用户进行故障处理。该系统部署需要大量硬件设备支撑，需要对整条链路的设备进行统一。 方案二：基于网管监控的网络故障诊断系统 抽取50个专线用户，进行了机房端至基站端的传输监控，对其一个月内的故障原因进行分类统计，通过分析得出，若这50个专线用户被纳入网管监控系统，经验证其人为故障恢复比为69.57%。 结论：该系统可以对专线故障做出及时的反应，当一条链路出现中断时，网管系统会及时告警，显示哪条专线中断，维护人员可以很快响应。每次出现故障后，维护人员会马上与专线用户取得联系，电话指导用户对故障进行判断和处理，由于很多故障由用户自身原因所致，维护人员工作量较大。 方案三：基于用户终端的网络故障诊断系统 抽取了50个专线用户，进行了用户端自身的传输监控，对其一个月内的故障原因进行分类统计，通过分析得出，若这50个专线用户被纳入用户终端系统，经验证其人为故障恢复比为82.61%。 结论：该系统集成了常用的DOS命令测试工具和终端设备故障判断方法，对用户判断终端故障具有指导意义，用户通过系统能方便快捷地对终端故障进行预处理。大大降低了维护人员的工作量，用户满意度较高。 根据上述的分析和试验结果，对比分析各种方案如下表所示： 表3-1：三大方案对比表 方案 描述 优点 缺点 结论 基于传输设备的网络故障诊断系统 在机房放置一台监控终端，对整条专线链路设备进行统一更换 1、维护人员能快速诊断故障并对其进行处理。 2、技术要求不高。 1、成本昂贵，每条专线需要1000元对设备进行更换。 2、部分用户端造成的故障还得不到解决。 故障恢复比78.26%。 效果较明显，但成本太大。 基于网管监控的网络故障诊断系统 在机房放置一台终端电脑和一台服务器，安装基于网管的诊断系统 1、可对全网进行全天监控。 2、对中断专线用户信息反馈及时。 1、维护人员事务较多，每天约2/3时间与用户沟通。2、由于用户素质参差不齐，不能及时解决问题。 3、系统开发技术要求较高。 故障恢复比69.57%。 效果欠佳 基于用户终端的网络故障诊断系统 在每个用户端可任找一台普通的Windows系统终端机进行安装 1、维护人员工作量降低。 2、用户可以自己诊断并解决大多数专线终端故障 1、需对每条专线的终端安装诊断系统，初次安装工作量较大。 2、系统开发技术要求高。 故障恢复比82.61%。 从源头解决问题 效果显著 结论：由上述比较，最佳方案：研发基于用户终端的网络故障诊断系统。 网络故障诊断技术研究:神经网络在网络故障诊断中的应用研究 摘要：针对传统的网络故障知识库难以共同存在的缺陷的高冗余性和稳定性，综合运用神经网络方法和粗糙集理论，提出了RSNN算法，以获得研究样品净化处理。该算法简化了样本，具有高适应性和高容错性，不容易陷入局部极小点，可以有效地处理噪声或不兼容的网络故障诊断。使用这种方法与其它相似的方法相比，可以提高诊断的精度和速度的诊断，具有一定的价值。 关键词：神经网络；计算机网络；故障诊断 1 引言 目前的网络规模、网络结构越来越复杂，这些新的变化变得越来越难作出诊断网络故障，迫切需要的一种工具来进行网络管理与网络故障诊断与排除。网络故障诊断依赖于各种网络设备的状态信息，当发生故障时，通过这些信息的分析和判断，找到原因[1]。在本文中采用粗糙集理论，在原有的规则提取的网络状态信息，算法的基础上决定神经网络的粗糙集（RSNN），并引入层次分散优化的思想和错误的传播原理设计，网络故障诊断模型，引进的层次分散优化网络故障诊断模型，可以在混合网络环境中提供一个singlenetwork的操作控制环境来管理所有子网和管理设备，统一远程控制的，以建立合理的和有效的诊断知识库，故障排除和网络设备，从而提高产品质量的网络，抗干扰能力和快速恢复能力的重新配置。 2 网络故障诊断的相关概念和它们的状态信息 定义1 网络状态S是一个二元组 ， 是非空有限的对象，称为被管理对象的空间，记作 ， 是被管网络对象， 是相应的属性参数， ， 是状态属性， 是相应属性的参数。网络状态信息是指行为信息提取的网络实体在网络运行的状态。 定义2 网络实体可以定义成一个三元组 ，其中 这是一个系统迁移。G是映射功能状态变化，A是造成物理状态变化的事件集合。网络局部状态能分成L个不相干的特征 ， L是由域节点的性质确定。网络故障是一种从正常状态过渡到不正常的状态。 网络状态信息通过信息的收集交界处，基于SNMP轮询的时序相关的MIB变量的数据采集，E调换改变当前网络运行状况E，数据管理，转换成网络状态信息： 为实体状态的属性参数 设定了一个阈值 ， 固态性能参数的物理性能特点的基础上，可以设定一个阈值，需要的专业知识或反复实验，调整，建立比较函数： 用 代替 ，替换预处理后的状态信息。得出： 。令 得到： 因此，要使用的n-维矢量表示本地网络状态的特性。 3 系统原理及实现 在获取信息的基础上RSNN的网络性能、网络的局部特征的性质定义的属性过滤掉所有重要的属性，以反映网络故障的性质之间的关系，然后根据这些属性，建立最低起ruleslayered综合的知识基础，根据神经网络，以提高系统的性能，降低误报率的特点。预处理模块是负责网络状态记录在一个特定的时间间隔相应的离散特征属性，建立基于粗糙集理论和层次分布的优化思路，以减少网络故障可辨矩阵的功能，为了消除矛盾（冲突）和重复的分类规则的故障诊断系统，为每种类型的网络层包含多个子分类粗糙集理论，构成了一个多层次的复杂的神经网络系统。上面的步骤包含规则的故障检测。 诊断问题的实质是一个映射，我们使用一个神经网络来近似这种映射，故障分类系统的学习样本集由故障状态和故障，如在下面的表1中示出的判决子格式的子集的属性组成： 训练样本集在给定的知识领域的专家，所以难免不兼容，导致多余的样品，对这些样品进行培训，不仅不提高决策的正确性，会降低效率的学习神经网络，使用的是三层神经，每个属性贡献的故障现象子集的决策是不一样的，系统需要反映不同的属性在学习过程中的重要性，提高学习效率；此外，网络的故障信息描述的网络结构中的神经元和连接权特定的数目，必须导致低效的学习算法，并最终因为它是有限的使用，以得到样品决策表决策的标志包含只有一部分的的完整冲突样品，沙美特罗H优化算法的神经网络结构的原始库的规则，在每个层的神经元素来定义一个性能指标，i-层优化指标： 其特征在于，表示的第p个样本输入端，第i层的第j个结点的的实际加权和输出；表示第p个样本输入端，第i层的第j个结点加权和期望的输出，以确定网络的神经元的神经网络的权重可以调整到决策过程中的分层分散子优化问题的修正神经网络的学习和粗糙集的决策规则之间的交流达到了粗糙集学习，提高学习当选最低的构成正确的训练集。 （1）简化网络故障信息样本系统。设R是故障属性集，如果对于a∈R，属性集D，如果 ，那么就删除a； （2）计算信息表的可辨识矩阵 ； （3）对于可辨识矩阵中的所有取值为非空集合的元素 ，建立相应的析取逻辑表达式 ，将所有的析取逻辑表达式 进行合取运算，得到合取范式 ， ，将L转换为析取范式的形式，得 ，其中，每个合取项中包含的属性组成约简后的条件属性集合，得到降低冗余后的知识系统K。 （4）穿越不同类别的知识系统属性，如果有重复的记录删除冲突记录，如果删除一列保留了原有的属性值，标记为其他记录，其余的属性值可以判断决策，然后删除该值，否则保持原有的价值知识系统； （5）如果两个记录仅仅是一个条件属性值，和的财产已被删除的记录，那么没有标记的属性值的记录时，可以判断决策，然后再删除另一条记录，否则，删除记录在案； （6）在上述处理中，一个新的信息表，所有的属性值是值的表芯，所有的记录都对应一个决策规则，沙美H优化算法知识的神经网络，输出为每一个输入对做如下处理： （a）输入信号前向传播： （b）输出误差信号后向传播： 输出层：由 ，得到： 隐层：和BP算法一样，将输出层的误差沿代价函数的负阶梯方向逐层后向传播： （c）计算：由 可得到： 将上式带入 ，得到： （7）更新权值：设误差能量函数 ，其中 。 表示梯度，设 得到： 其中， 表示 的单位梯度向量。 （8）重复步骤（6），直至收敛或学习步数达到规定值； （9）如果训练成功，固定权值，用于回代，重新迭代。 4 结束语 针对传统的网络故障知识库难以共同存在的缺陷的高冗余性和稳定性，综合运用神经网络方法和粗糙集理论，提出了RSNN算法，以获得研究样品净化处理。该算法简化了样本，具有高适应性和高容错性，不容易陷入局部极小点，可以有效地处理噪声或不兼容的网络故障诊断。使用这种方法与其它相似的方法相比，可以提高诊断的精度和速度的诊断，具有一定的价值。 网络故障诊断技术研究:煤矿局域网网络故障诊断及排除方法 【摘要】随着信息化程度的不断提高，煤矿局域网的规模越来越大，局域网有着便捷、传输速率高和资源共享等多项优点。随之而来，在局域网的使用中也不可避免的出现各种网络故障。作为网络管理员，必须及时的进行诊断，从故障现象出发，分析故障原因，确定网络的故障点，查找问题的根源，排除网路故障，快速恢复局域网的正常运行，并且想办法减少故障的出现，确保网络的安全性和可靠性。 【关键词】局域网；网络故障；诊断；排除方法 1、引言 安全生产信息化建设是提高矿井安全生产水平的一项基础性工作，是贯彻“科技兴煤”战略的重要手段。网络故障排除是一门综合性技术，以网络原理、网络配置和网络运行的知识为基础。 2、局域网常见网络故障 2.1 按网络故障的性质分类 （1）硬件故障 网络设备是否正常被连接，网卡是否正常安装，网络线路是否有断路，线路和网络模块的打线是否正确，网络设备如交换机、路由器的电源和连接的端口是否正常等。 （2）软件故障 网络软件故障相对网络硬件故障来说复杂得多，网络软件故障主要体现在网卡驱动程度的问题上，看网络协议是否正确，IP地址分配是否正确，路由器在配置上是否准确，并且看VLAN或子网划分是否正确，是否存在病毒等。 2.2 按网络故障的对象分类 （1）端口故障：端口故障通常包括插头松动和端口本身的物理故障。 （2）线路故障：在日常网络维护中，线路故障发生率约占发生的网络故障的70%。线路故障通常包括网络线、水晶头损坏及线路受到严重电磁干扰等引起的网络故障。 （3）集线器、交换机或路由器故障：集线器、交换机和路由器故障在此是指物理损坏，无法工作，导致网络不通。 （4）主机故障：此类故障通常包括网卡接触故障，网卡松动，网卡物理故障，主机的网卡插槽故障和主机本身故障。 3、网络故障的表现及排除步骤 3.1 网络故障的表现 在日常的维护和管理过程中局域网的网络故障现象虽然多种，但是其表现归于以下几种： （1）计算机无法登录到服务器； （2）计算机用户无法访问网上邻居； （3）计算机无法从局域网内浏览内部网页面，或者无法收取局域网内的电子邮件； （4）计算机能够浏览内部网络中的网页，也可以收发内部网络的电子邮件，但是无法接入Internet； （5）计算机无法通过服务器接入Internet，或者计算机只能和部分局域网中的计算机通信； （6）计算机网络程序运行速度缓慢。 3.2 网络故障排除步骤 对于网络故障首先要诊断网络故障的表现，列举分析故障产生的原因，在此基础上缩小范围，对故障原因进行定位，查找问题的根源，最后采取适当的排除方法解决。具体可以遵循如下的步骤进行。 （1）确定问题 分析网络故障的第一步，就要首先描述清楚故障的现象和症状。 （2）收集因素 使用相关工具进行测试，收集需要的用于帮助隔离可能故障原因的信息。 （3）考虑可能的原因 通过集中思考，将问题分类，先排除一些不可能的问题，根据收集到的情况考虑可能的故障原因。 （4）创建诊断计划 根据上一步确定的可能故障，制定出相应的诊断计划。 （5）执行计划 开始仅用一个最可能的故障原因进行诊断测试，这样可以很容易恢复到故障的原始状态。 （6）做好记录 记录每一步和最终的解决方案，以提高自己支持网络的能力。 4、网络故障排除方法 本文按网络故障的性质分类，即硬件故障和软件故障进行网络故障诊断，在检查网络故障时，一般本着先硬件故障再软件故障的顺序检查。 4.1 硬件故障排除方法 网络硬件故障主要表现为线路、端口、网卡、信息插座等方面。一旦网络出现故障，首先想到的最直观的排查方便就是检查网络的物理线路和硬件设备。 （1）线路故障排除方法 在日常网络维护中，线路故障发生率约占发生的网络故障的70%。对于双绞线引起的故障，其中包括网线及水晶头的损坏、线序不正确以及网线过长引起的回波损耗，可以用替换法或使用测线仪来确定是否是网线的问题。 （2）端口故障排除方法 最直观的方法就是查看信号灯状态是否正常。如果离得较近，首先要查看网卡、HUB、交换机、路由器面板上的指示灯。 （3）集线器、交换机或路由器故障排除方法 ①若怀疑是集线器或交换机问题，通常最简易的方法是替换排除法，用正常的集线器或交换机替换原来的集线器或交换机。 ②判定可能是路由器或MODEM问题，通过IE打开路由器地址或MODEM地址，看设置有没有被更改，再看运行状态是否正常，若运行状态正常而网络不通就应考虑是其它问题，并非为路由器或MODEM的问题，当然从其指示灯也可以作连接正常否的简单判断。 （4）主机故障排除方法 在此主要介绍主机与网卡无法匹配工作的情况。对于网卡接触故障的解决办法是拔出网卡将其金手指用橡皮擦擦掉其氧化层再插入使用。对于网卡松动、主机的网卡插槽故障最好的解决办法是更换网卡插槽。 4.2 软件故障排除方法 （1）网卡驱动程序安装不当的排除方法 在设备管理器窗口中，检查网卡选项，看是否驱动安装正常，若网卡型号前标示出现“！”或“x”，表明此时网卡无法正常工作。解决方法很简单，只要找到正确的驱动程序重新安装即可。 （2）主机网络地址参数设置不当的排除方法 查看网络邻居属性中的连接属性窗口，查看TCP/IP选项参数设置是否正确。 （3）主机网络协议或服务安装不当的排除方法 在网上邻居属性或在本地连接属性窗口查看所安装的协议是否与其他主机是相一致的。 （4）网卡设备有冲突的排除方法 磁盘大多附有测试和设置网卡参数的程序，分别查验网卡设置的接头类型、IRQ、I/O端口地址等参数。 （5）一些重要进程或端口关闭的排除方法用Ping线路近端的端口看是否能Ping通。 5、总结 随着煤矿生产规模的扩大，安全生产情况日益复杂，安全生产数据信息急剧增加，运用计算机网络技术指导、服务于安全生产工作，建立高效灵敏、运行可靠的信息体系，及时掌握安全生产动态，提高安全生产监督、管理信息化水平和工作效率，全面推进安全生产信息化建设工作已经势在必行。 网络故障诊断技术研究:无线传感器网络故障诊断技术研究 摘要：随着社会的发展与不断进步，无线传感器网络得到广泛应用，但是由于无线传感器节点的能量具有制约性，导致无线传感器网络的运用环境比较脆弱，所以本文探讨一下无线传感器网络故障的诊断技术。 关键词：无线传感器 网络故障 诊断技术 无线传感器网络是由大量传感器节点组成的，因为传感器节点廉价和微型的特点，促使无线传感器网络对节点的利用率非常高，尤其是在无线传感网络的监测区域，在自组织方式的参与下，以互相协作的形式完成无线传感器的监测任务，所以其应用的前景也是非常广阔的，但是传感器节点的工作能力是有限的，难免会发生系统故障。 1 无线传感器网络故障评价指标 无线传感器网络故障诊断的性能评价指标是以无线传感器的网络特点和网络应用为基础制定的，其标准主要体现在诊断精度、特殊环境诊断精度、能效性以及诊断时间四个方面。 诊断精度。无线传感器故障诊断精度是诊断机制对故障最直接的评价方式，特别是在网络安全性较高的环境中，如果不能保障故障诊断的精确度则会导致传感器网络系统出现安全漏洞，同时意味着此故障诊断精度的失效，诊断精度主要是以一次过程为故障诊断的依据，分析被诊断的节点状态与实际节点状态的相符程度，诊断精度中故障误报率和故障识别率为评价故障的两个指标。 特殊环境诊断精度。无线传感器网络在特殊环境中的应用是有特定的诊断精度的，例如自然灾害、人为破坏等特殊环境因素，由于故障的节点在网络中的分布不均匀，可能会出现故障区域节点的过分疏散或者是节点的过分密集等现象，普通的诊断精度是不适应的，所以只能采取特殊环境的诊断精度对故障进行评价。 能效性。受无线传感器网络能量供应方面的影响，能效性成为故障诊断评价机制中需要最先考虑的问题，能效性比较强的故障诊断机制可以促进网络使用寿命的延长，以便保障传感器网络监测、计算方面能量的持续供应，与能效性有直接关系的因素有数据通信、处理和采集三方面。 诊断时间。无线传感器网络投入使用后，如需进行故障诊断需要对传感器中节点与节点之间的关系进行协作性判断，主要是因为节点呈现激活状态的数量比较多，如果节点出现联系性的故障一定会对无线传感器网络造成巨大的能耗压力，所以节点故障诊断的时间不宜过长。 2 无线传感器网络故障诊断分类 无线传感器网络故障主要来源于传感器的节点，主要表现在四个模块上，分别为能量电池供应模块、无线网络通信模块、传感处理模块和传感器模块，基于无线传感器网络的运行和使用，其组成元件、部件会出现各种各样的问题，如干扰通信、线路老化、电能耗损以及接线松动等等，引发无线传感器网络发生故障。 2.1 节点级别的故障 节点级别的故障主要是发生在传感器网络的节点处，大部分故障主要是传感器的节点本身出现了问题，其又可分为节点软故障和节点硬故障，软故障是指节点在不影响无线传感器网络运行的前提下发生故障，只有对数据进行传送和测量时，可瞬间影响通信的故障；硬故障是指对节点本身以及对传感器网络造成的直接损害，例如节点本身损坏、电源布置不合理或电源能量不足都会造成无线传感器网络故障。 2.2 网络级别的故障 网络级别的故障是指无线传感器的节点本身是正常的，但是在节点与节点之间的传输、协作方面上出现制约性问题，导致网络连接异常、通信受阻、信息丢失、IP偏差、非法入侵等等，此故障的出现是直接作用于网络的，其故障的表现极其明显，而且故障出现的速度非常快，影响范围比较广，属于无线网络传感器网络中相对较为敏感的故障。 2.3 功能级别的故障 无线传感器网络功能级别的故障对于整体网络都是存在影响的，如出现功能级别的故障会造成网络中汇集点不能正常接收和收集网络中运行的全部信息，引起功能级别故障的原因主要有传感器节点的重启、死亡和失效，链接线路故障以及路由装置故障等。 2.4 数据级别的故障 数据级别的故障是指传感器节点表现正常，但是传达了错误的数据信息，致使网络形成错误的数据感知，数据级别故障的隐蔽性比较强，只有经过精细的检测才可发现传感器节点传递了错误的感知数据，因为即使节点感知数据传递错误，但是其本身的表现形式是没有任何问题的，因此无形中降低了无限传感器网络的运行性能，而且会错误的引导网络管理员检查维修。 3 无线传感器网络故障诊断技术 无线传感器网络故障诊断主要是针对其投入使用的期间，通过对网络传递的信息进行分析，判断无线传感器网络是否发生故障，根据故障发生的状态检测导致故障发生的基本根源，无线传感器网络故障的诊断是一项复杂而又系统的工程项目，基于其所处的环境以及自身运行的特点决定了故障诊断的难度，为降低诊断的难度，一般情况在进行故障诊断时需要以传感器各个节点日常的测量数据为主，以节点数据传输的附加信息为辅，促进故障诊断的效率。 无线传感器网络故障诊断的指标为传感器高质量的服务和能量的有效保护，而故障诊断策略的衡量指标主要有错误警报率和检测率，其中错误报警率反馈的是无效警报在诊断报告总警报中的占据比例，错误报警率较低即可说明此次诊断结果具有较高的可信度；检测率反馈的是被检测出的故障在网络总故障中占据的比例，与错误报告率相反，检测率越高则说明诊断策略的有效性比较高。目前对无线传感器网络故障诊断技术的研究主要以传感器的故障、场景类型为中心，对传感器节点的功能、读数故障进行探讨，分析无线传感器网络故障的诊断技术。 3.1 传感器节点读数故障的诊断技术 节点读数故障的诊断技术主要是针对无线传感器网络中错误的测量数据，错误数据产生的情况主要有外界环境干扰导致网络受到安全攻击、节点部件的损坏等等，针对节点读数故障提出以下诊断技术。 （1）WMFDS诊断技术。此技术主要是对传感器节点与节点之间的数据进行空间相关性的测量，越临近的节点其测量结果的相似性越大，所以只能通过正常读数的空间关系，根据此理论提出WMFDS诊断方法，主要是对两节点之间的故障率、分布密度进行分析，判断节点是否出现问题，此方法还可对相邻的节点进行加权处理，但是此方法只可以用于具有空间相关性的节点读数上。 （2）FIND诊断技术。此技术利用无线传感器节点在监控区域具有可持续性监测的特点，感知网络的突然事件，此节点的数据读取可反馈事件发生点到节点相对应的距离，传感器节点的信号强度与距离是呈现相反关系的，即相对距离越大，节点信号强度越弱，节点信号的强弱变化被称为单调变化特性，所以节点的单调特性是反馈节点出现读数故障的判断标准，比如故障节点会表现出与相对距离单调特性相反的现象。 （3）CSN诊断技术。此诊断技术是有一定局限性的，主要是以移动设备为检测对象，利用加速器得出节点的地震运动，故障节点的读数会存在阈值，此阈值与实际历史差距比较大，通过计算机分析节点比例，如出现较高阈值则说明此节点出现了一定的问题。 3.2 传感器节点网络故障的诊断技术 传感器节点网络故障主要表现在链路受环境因素的影响导致网络可靠性降低等现象，针对传感器节点网络故障提出的诊断技术主要有以下三种： （1）网络软件调试法。在传感器的节点中采取调试，利用软件的调试命令，对节点处的网络状态进行分析，收集节点网络数据，确定节点网络故障的来源。 （2）特定模型推断法。特定模型推断法主要包括两种，分布式和集中式的方法。分布式的诊断技术是针对网络中的所有节点，利用从局部到整体的决策方法，分布式诊断技术的代表方法有LD2和TinyD2，最终通过节点网络的整合，得出诊断报告；集中式的诊断技术是在网络节点处植入小型探测器，以便对经过节点的应用数据进行分类、分组，但是探测器对得到信息的分析能力是非常有限的，所以需要感知系统的参与，以此为基础进行节点网络故障的细化诊断。 （3）无声故障诊断技术。此诊断技术在三种技术中是具有一定特殊性的，其可对无经验故障进行有效诊断，例如AD诊断技术，即是比较典型的代表，通过对节点各类型诊断信息之间相关性图表的变化，发现网络中存在的隐藏故障，即无声故障，此技术可提高故障诊断的准确率，同时降低了故障出现的频率。 综上所述，利用无线传感器故障诊断技术诊断无线传感器网络中出现的问题，并对其进行及时有效的处理，一方面可以提高无线传感器网络的运用效率，另一方面提高了无线传感器网络的使用率，所以无线传感器网络的正常运行在一定程度上促进我国经济效益和社会效益的发展和提高。 4 结语 无线传感器网络在世界范围内的关注度是比较高的，其渗透多项科学技术，例如无线通信技术、传感器技术以及信息处理技术等等，无线传感器的研究不论是在经济效益上还是在社会效益上，都是具有极其重要的意义的，无线传感器有效的网络故障诊断技术一方面可以提高无线传感器的利用效率，另一方面对能源节约具有一定的实际价值。

煤矿监测系统论文:浅议煤矿瓦斯安全监测系统 摘要：众所周知能源工业是国家经济发展的命脉，然而我国煤炭行业的安全生产形势却不容乐观，尤其是重、特大伤亡事故频繁发生。在这些事故中，瓦斯爆炸又占绝大多数。其中有很多诱发因素，但各煤矿生产企业安全监测设备不完备、管理手段落后是造成事故频发的重要原因之一。本文主要介绍了瓦斯防治导航监控管理主要内容及瓦斯安全监控设备安装时的要求及技术管理，最后展望了煤矿瓦斯监控系统的发展趋势。 关键词：煤矿；瓦斯；监测系统 1、引言 我们都知道瓦斯灾害是煤矿生产中的主要灾害之一，一方面为了满足国民经济快速发展对煤炭能源的强劲需求，国内煤矿开采强度普遍增大；随着开采深度向深部延深，多数矿井由原来的低瓦斯矿井转变为高瓦斯或瓦斯突出矿井，这是近年来我国煤矿瓦斯事故多发的客观原因之一；另一方面国内几起重大瓦斯事故的原因分析表明，瓦斯防治管理方面存在的缺陷也是导致瓦斯事故频繁发生的重要原因。因此瓦斯治理就成为煤矿安全生产的重点与难点。那么如何运用信息技术改善瓦斯防治管理手段、提升瓦斯管理水平，已经成为我国煤矿安全生产的迫切需求。 2、瓦斯防治导航监测管理主要内容 什么是煤矿瓦斯安全监控系统呢？所谓煤矿瓦斯安全监测系统 是指利用信息管理、计算机网络等技术对矿井甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、风速、风压、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停等实施远程动态监控管理，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功能的系统。 目前,我国煤矿多数矿井都装备了瓦斯安全监测系统。同时随着电子技术、计算机软硬件技术的发展和企业自身发展的需要，煤矿安全综合信息化网络监测管理应用系统等到了快速发展。人们就可以通过安全监测系统来分析判断、提醒和报警实现生产矿井瓦斯防治导航的技术，来确保煤矿系统的安全运行。 瓦斯防治导航监控管理主要有以下内容： （一）监测系统监控管理内容 监测系统以采掘工程平面图为基准，新建添加各种监控传感器及必备的监控内容，设计有传感器说明牌、传感器监测表，对监测数据进行定性、定量分析、评价的监测表，实现对监测传感器的定位管理，对监测数据、监控区域的预测、预报、预警，判断更直接、快速。 （二）通风系统主要设施监控管理内容 通风系统以采掘工程平面图为基准，新建添加各种通风设施，设计有设施说明牌、设施监测表，对通风设施监测数据进行定性、定量分析、评价的监测表，实现对通风系统设施管理的预测、预报、预警，根据授权进行签名评价、消警、处理，消除安全隐患及导航系统报警信号。 （三）采掘生产系统主要监控管理内容 在数字化的采掘工程平面图上对采煤工作面和掘进工作面的适时位置进行活化处理，根据其推进度按时更新，系统将根据其更新的适时位置线对推进前方影响区域内瓦斯情况进行分析、评价、预测、预报、预警。 （四）瓦斯地质信息监控管理内容 瓦斯地质以采掘工程平面图为基准，划出高瓦斯区、高瓦斯带、突出威胁区、突出危险区，随采掘工作面推进按监测表要求，随时进行预测、预报、预警。 3、瓦斯安全监控设备安装时的要求及技术管理 煤矿企业在对瓦斯安全监测设备安装时必须符合以下要求： ①瓦斯监控装备必须具有煤安标志，设备下井前必须经过调试、校正，检查合格后方可使用。对于没有煤安标志和合格证明的设备一律不准下井和安装使用。 ②监控设备必须按设计要求进行安装，各项技术参数的取值也必须符合设计要求。 ③监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。 ④电缆要求：本质安全型监控装备其输出本质安全型部分可不按防爆要求管理，但其关联设备仍要按防爆要求管理。 ⑤井下主机或分站应安设在支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或峒室内，且距巷道的底板距离不得小于300mm。 ⑥传感器必须垂直悬挂。 ⑦设备安装完毕经过调校，测试合格，由瓦检员、安装人员、施工单位共同在安装申请单上签字，然后移交给施工单位使用和保管。 加强瓦斯监控设备的技术管理 ①矿井技术人员要充分利用计算机数据库的监测资料，定期组织分析，查找瓦斯超限或设备故障的原因，制定针对性的措施，以确保安全生产。 ②加强技术资料管理。技术人员要经常收集整理各种瓦斯监控技术资料，并分门别类进行建档。 ③配齐瓦斯监控人员，强化培训、提高素质、确保瓦斯监控工作的正常开展。安装、维修及监控室值室人员必须经过专业培训并经考试合格后挂证上岗，不合格的不得上岗。 4、煤矿瓦斯监控系统的发展趋势 ①智能化自检功能 系统故障自检功能向智能化发展，具有对故障的智能分析、判断功能，改变系统自检功能单一、简单的情况，做到系统常见的软件和硬件故障都能通过门检功能进行判断， 从而缩短故障处理时间，更好地保障矿井安全生产。 ②规范通信协议 通信协议不规范的后果是造成设备购置重复， 不能随意进行软硬化升级的改造。制定统一的专业技术标准，对促进矿扑监控技术发展和系统的推广应用具有十分重要的意义。 ③实现监控信息网络化 根据监控系统网络化管理的需要， 监控系统的实时监控信息被网络共享，系统应用软件按统一的格式向外提供监测数据，每一台在网远程终端都可以共享监控信息， 为决策和管理层提供决策依据。 ④传感器技术得到改善，将开发出高品质的传感器 未来的高性能传感器的寿命、抗高浓冲击性能、抗中毒性能将会得到改善。 5、结论 总之，瓦斯安全监测系统是领导煤矿安全生产决策提供科学可靠的第一手材料，是及时协调和正确指挥生产的重要途径。充分发挥煤矿瓦斯监测的重要作用，有效遏制煤矿重特大瓦斯事故的发生，规范瓦斯监测系统的运行管理，从而真正发挥监控系统在 “一通三防”中的作用，保证瓦斯监测系统正常运行，能够使煤矿安全生产得到进一步提高。 煤矿监测系统论文:浅谈煤矿安全生产监测系统的组成与技术改进 【摘 要】自2000年以来，随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井陆续在装备矿井监测监控系统。系统的装备大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率，同时也为该技术的正确选择、使用、维护和企业安全生产信息化管理提出了更高的要求。 【关键词】煤矿安全；监测；改进 1、煤矿安全生产监测监控系统组成 系统由早期的地面单徽机监侧监控已发展成为网络化监测监控。其主要由监测终端、监控中心站、通信接口装置、井下分站、传感器组成。 监测终端：主要监侧煤矿井下各种有毒有害气体及工作面的作业条件。如高浓度甲烷气体、低浓度甲烷气体、一氧化碳、氧气浓度、风速、负压、温度、岩煤温度、顶板压力、烟雾等。 监控中心站：主要监控井上、下主要生产环节的各种生产参数和重要设备的运行状态今数，如煤仓煤位、水仓水位、供电电压、供电电流、功率等模拟量；水泵、提升机、局扇、主扇、胶带机、采煤机、开关、磁力起动器运行状态和参数等。中心站软件具有侧点定义功能；具有显示测量参数、数据报表、曲线显示、图形生成、数据存储、故障统计和报表、报告打印功能。 井下分站：尽管各厂家的监控系统井下分站形式多样，但基本上具备了如下功能： 开机自枪和本机初始化功能：通信侧试功能：分站设程控功能（实现断点仪功能、风电瓦斯闭顿功能、瓦斯管道监侧功能和一般的环境监侧功能等）；死机自复位功能且通知中心站；接收地面中心站初始化本分站参数设里劝能（如传感器配接通道号、量程、断电点、断电点、报普上限和报替下限等）：分站自动识别配接传感器类型（电压型、电流型或频率型等）：分站本身具备超限报苦功能；分站接收中心站对本分站指定通道输出控制继电器实施手控操作功能和异地断电功能。 传感器：传感器的稳定性和可靠性是煤矿监侧监控系统能正确反映被侧环境和设备参数的关键技术和产品。目前国内生产和用于煤矿监侧监控系统的传感器主要有瓦斯、一氧化碳、风速、负压、温度、煤仓煤位、水仓水位、电流、电压和有功功率等模拟量传感器，以及机电设备开停、机电设备馈电状态、风门开关状态等开关量传感器，以上传感器的开发和应用基本满足了煤矿安全生产监测监控的需要，但国产传感器在使用寿命、调校周期、稳定性和可靠性方面与国外同类产品相比还有很大差距，某些传感卷（如瓦斯传感器）的稳定性还不能满足用户的需要。 2、移动井下人员定位技术和定位功能模块 井下作业人员的流动性大以及工作环境复杂，一旦事故发生，井下人员的确切数量以及每个人所处的具体位置都很难确定，从而给营救工作带来极大困难，常常会延误营救的最佳时机并造成严重后果。另外，一旦意外事故发生遇难人员的具体位置不能确定，导致发生被困人员生死不明的情况。同时，为了避免挖掘中对人员的伤害便不能使用大的机械设备进行救援，从而导致救援进展缓慢。如果能够确定井下工作人员的确切位置便将会大大加快救援的进度，这样就有可能营救出更多的人员，从而把损失降到最低的限度。 1）系统定位方法和定位模块 井下定位系统的采用集中的定位方式由管理中心进行定位。 定位步骤如下：首先布设网关和参考节点，保持网关之间的距离，再布设一些位置已知的参考节点保证每个移动节点至少要处于多个参考节点的射频信号覆盖范围之内。 欲定位时首先确定当前节点相对于参考节点之间的位置，因参考节点的位置把移动节点相对参考节点的位置和参考节点的绝对位置相加，即可得到该移动节点的绝对位置。具体定位步骤如下：首先进行移动节点的相对定位来确定移动节点相对于参考节点的位置。采用的测距技术为无线电信号强度和无线电信号覆盖关系相结合的技术。 RSSI测距是指无线射频通信时，节点所接收到的射频信号强度是随距离衰减的，采用信号强度随距离衰减模型并不增加额外装置。 距离测量是节点定位时，通过检测相邻参考节点的无线信号强度来计算它们信号强度之比，利用RSSI计算出该员工到多个参考节点的距离。 位置计算指的是移动节点根据所计算得到的距离值，根据两点、三边以及三角测量法等方法，计算出该节点距离最近的网关的二、三维距离，从而实现了移动节点相对于参考节点的定位。 2）基于无线传感器网络的井下人员实时定位系统 目前，井下定位一般采用射频识别卡（RFID）的方式。员工随身携带写有唯一编号的电子射频识别卡，巷道的询问装置发射询问信号接收员工电子识别卡的应答信号从而实现员工的定位。 这种定位系统存在诸多问题，首先是定位精度低，它的定位精度取决于巷道询问装置间的距离，一般的电子识别卡定位方式中巷道询问装置的距离是几十米的量级定位精度，不能精定位便对于紧急情况的救援只能提供有限的帮助。另外射频卡一般是被动卡，从而只能应答固定的询问。在发生意外时员工仅仅依靠电子识别卡仅能确定事故发生之前的大概位置而不能与巷道询问装置进行双向通信。 3、用于煤矿生产安全实时监控子系统管理平台 基于已有的通用管理信息系统，针对煤矿生产安全监控的特殊需求为煤矿管理者定制开发一个监控管理信息系统，该系统具有用户认证数据管理、数据查询以及实时监控等多项功能。配置了针对矿井应用的专用无线传感器网络，用于数据管理的数据库服务器和便于信息共享的Internet服务器。适用于各类气体以及人员位置监控的现代化管理系统。本项目中的监控系统能够提供基于GIS的和采用自定义条件方式的查询、统计和报表功能。提供对所有监测信息的数字信息、图像或视频的实时监视。整个监控系统采用模块化的设计方法，能够随着需求的变化增加新的功能从而不断地进行完善具有良好的可扩展能力。 4、技术趋势 传感器网络有着巨大的应用前景和发展空间，被认为是将对21世纪产生巨大冲击的技术之一。传感器网络以一种新的无处不在的主动式计算模式推动科技发展和社会进步已成为国家竞争的焦点，从而关系到国家政治、军事和社会安全等诸多方面。发展具有自主知识产权的传感器网络技术，完成推动新兴传感器网络产业化的跨越式发展，对于我过在21世纪的国际战略地位具有领先地位至关重要意义。 煤矿监测系统论文:基于物联网的多层次远程煤矿安全监测系统 摘　要　煤矿安全信息远程监测系统正变得越来越复杂，对数据的实时性、完整性和正确性，尤其是对实时数据响应的快速性、对监测环境的远程遥控能力提出了更高的要求。文章介绍了一种基于物联网的多部门、多层次煤矿安全信息远程监测系统，较为详细地介绍了系统的总体设计、软硬设计、数据传输程序设计及信息安全设计。该系统具有数据传输实时、完整、正确、遥控性能较好、数据处理和存取快速、系统可扩充并灵活支持扩展应用等特点,便于管理层快速、及时、准确地获取生产数据，提高决策科学性。 关键词　煤矿安全　监测系统　物联网　传感器网络 1　前言 煤炭作为我国重要的能源之一，在国民经济发展中有着至关重要的地位。然而，在我国煤矿企业管理过程中，安全问题尤为突出。安全与生产的关系是相辅相成的，只有创造一个稳定、安全的生产环境，才能保障更高的生产效率，才能带来更多的经济效益。 安个与生产的问题不只是煤矿企业高度重视的对象，所有的矿山开采企业都必须认真考虑。传统的人工苦力开采己经不再存在，智能化开采技术已经实现部分环节由机器设备代替人工，这也是减少矿一山事故人员伤亡的措施之一。随着矿山开采深度的增加，高地应力、高温等问题也随之而来，使开采作业遇到一系列难题，这就要求智能技术必须不断的提高。现如今，基于数字化、信息化与集成化，对井下部分作业过程和环境状况进行实时监测、分析，实现了计算机网络管理智能化。 引入物联网技术，应用到矿山安全管理过程中，通过嵌入在各种设备中的传感器采集其运作信息，并对这些信息进行处理和共享，实现煤矿企业所有工作人员之间、工作人员与运转设备之间及所有运转设备之间的智能化管理，打造一个先进的智慧矿山。 物联网在矿山方面的应用发展正处于初级阶段。2010年3月，徐州市提出基于矿区智能化的“感知矿山”的概念，政府与中国矿业大学合作建立了感知矿山工程研究中心，成为物联网应用的一个重要研究领域。它通过物联网技术，实现对真实矿一山的可视化、智能化和数字化。其目的在于将矿山的地理、地质、生产、安全管理、产品加工、运销等各种综合信息进行数字化，将感知、传输、信息处理及智能云计算等物联网技术与现代采矿、矿物加工等技术相互紧密结合，以实现详尽地动态地描述并控制矿山生产与运营的安全过程，解决矿山瓦斯爆炸、透水事故等各种灾害预防的难题。 “感知矿山”不仅能够提高矿山的安全管理水平，它更多的是能够增加生产，利用信息、网络等技术感知并监控矿区运煤皮带、煤仓、变电站等各个生产相关系统，很大程度上提高了矿区的自动化生产水平。实施“感知矿山”的重点是将与安全生产相关的感知层设备接入网络。在矿区建设生产过程中，所使用的传感器生产厂商不一，协议接口也就不一致，更甚者，在早期建设的项目中，有些设备是没有智能接口的。总之，全而感知矿山的基础就是将设备全面接入传感网络对矿区进行多层次实时监测。 2　系统组成 系统总体采用分布式架构，如图1所示，将视频监控与语音对讲等数据采集和通信系统结合，实现系统内预警、报警与视频监控、数据采集及控制系统的联动，提高矿井的安防水平和快速反应能力。整个远程监测系统采用井下分控、矿区总控、各级安全监管机构三级构架组成的多层监测模式。各级安全监管机构可实时查看所辖矿区的安全生产情况数据。每个矿区设一个总控室对各矿井进行管理，各矿井设分控室对应矿井内各种传感数据进行分析和管理。 传输网络：各级安全监管机构和各矿区之间通过监控专网连接；各矿区内分控与总控之间采用专用IP网络连接； 前端系统：分控室前端采取模数结合、集中编码的方法，按自成系统、独立管控（含控制、存储）的要求来构成。前端系统能独立完成安防及数据采集系统的所有基本功能。 总控系统：由于前端系统功能较强大和完善，总控系统就显得相对简单，总控室的任务可根据实际现场情况向更重要的目标转移，使系统更具针对性和实用性。本设计采用网络监控、VGA上墙，屏幕墙采用两个由4×46寸液晶屏的拚屏屏幕墙； 传感器系统：分控部分集成了瓦斯、压力、光纤（用于监测顶板应力、应变、弯曲、裂缝、蠕变及位移等参数变化）、漏电检测传感器、温度、气体、湿度等等多种传感器，实现对井下生产运行数据的全局监控。 对讲系统：总控室与岗楼、门卫值班室、各分区分控室配备相应的对讲系统。系统为总线制的二级网联结构，具备全双工呼叫对讲、任意一点一址监听、任意一点一址（或多址、全址）广播、与视频的联动报警等功能。 2.1　硬件系统设计 井下分控单元需要将各个传感器采集的数据进行基本处理和传输，根据这一需求和井下具体环境的影响，本文采用基于ZigBee的无线传感器自组织网络技术，已经不同传感器应用形式和环境，将井下传感器均做成传感器节点的形式实现数据采集与基本处理功能。 基于ZigBee的传感器单元硬件组成如图2所示，包括电源模块、无线收发模块、接口电路、串口模块、传感器、微处理器等。考虑到zigBee模块要需要安装ZigBee协议栈，微处理器需要自带一个一定容量的可编程flash存储器，因此ZigBee模块的微处理器需要采用8位或16位的高性能单片机。 2.2　软件系统设计 传感器单元的软件设计主要包括，模块的定义、系统参数初始化设置和模块功能实现三个部分。模块定义主要根据应用要求定义模块是FFD还是RFD，从而确定节点的性质和软件内核的规模。系统参数初始化主要进行协议栈的配置，参数初始化流程如图3所示。首先定义系统的时钟信号，然后定义ZigBee芯片所连接的MCU类型和型号，接下来定义通信模块性质，即通信模块是全功能节点还是精简功能节点，再接着定义模块的工作频率和电源管理方式及ZigBee网络层和MAC层的参数，如网络地址、节点所属接口、集群等。 3　安全策略 ZigBee采用了分级的安全性策略：无安全性、接入控制表、32比特AEs和128比特AES。如果系统是用于安全性要求不高的场景，可以选择级别较低的安全措施，从而换取系统成本和功耗的降低；反之，在安全性要求较高的应用场景（如军事），l丁以选择较高的安全级别。这样，厂l衍可以综合考虑功耗、系统处理能力、成木和应用环境等方面因素而采取适当的安全级别。蓝牙协议在基带部分定义了设备鉴权和链路数据流加密所需要的安全算法和处理过程。设备的鉴权是强制性的，所有的蓝牙设备均支持鉴权过程，而链路的加密则是可选择的。蓝牙设备的鉴权过程是基于问询一响应模式和共享的加密方式。为了使蓝牙链路的数据流具有隐蔽性，可以使用1比特的流密码对链路进行加密。密钥大小随着每个基带分组数据单元传输而改变。加密密钥可以从对设备鉴权中得到。这意味着，在使用链路加密之前，两个设备之间至少已经进行了一次鉴权。密钥的最大长度为128比特。 4　系统特点 （1）对煤矿进行多部门、多层次立体网络式监管，显著增加各种违规操作的成本，进而提高煤矿安全监管水平； （2）利用ZIGBEE技术，形成矿区局部自组织传感器网络，实现对矿区各项监控指标的实时立体监管； （3）考虑国家能源信息的敏感性，建立了多种信息加密机制，提高整个监测网络的安全性能。 5　结语 本文面向煤矿，利用物联网技术建立了多部门、多层次的远程安全监测系统，设计并开发了整个系统的软硬件平台，初步对系统的准确性、可靠性和稳定性进行了验证，结果标明达到了精度及稳定性的要求。由于单片机的扩展性，该系统未来还可根据被检测对象的实际需求配置不同的生理数据采集终端，具有很强的灵活性和适应性。 煤矿监测系统论文:基于以太环网的安全监测系统在中小煤矿中的应用 摘要：基于以太环网的安全监测系统给地方煤矿的安全监测系统发展提供一个平台，将多个相距较近的矿井合并采用一套基于以太环网的安全监测系统，再聘用专业人员统一进行管理，从而充分发挥了安全监测系统的功能，确保矿井安全生产又节约大量成本。 关键词：以太环网 安全监测 应用 近年来特别是国家对于煤矿瓦斯灾害的治理制定了一系列重大方针，其中“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针尤为重要。实践证明，对于地方煤矿来说，在落实并实施“十二字”方针中，建立健全以监测监控瓦斯通风参数为核心的煤矿安全监测监控系统（以下简称监测监控系统），特别是管好用好煤矿安全监控系统，是建立防治瓦斯灾害的长效机制，遏制重大瓦斯事故，保证矿井安全生产的重大举措。坚持装备并管好用好监测监控系统，采用先进的监测监控手段，准确地反映煤矿井下瓦斯通风参数的状况及变化，及时地对作业地点和被控区域实行报警、断电，进而采取果断措施进行处置，具有更重要的意义。 1、目前地方煤矿安全监测系统的现状 在地方煤矿中，由于大多数乡镇煤矿技术力量严重缺乏；没有监测监控方面的专业队伍；管理人员及工人技术及文化素质低，缺乏对监测监控系统及其配套设备的原理、功能、性能、故障原因及检测、维修、维护方法的了解，因而监测监控系统在运行中发生故障，无力维护和排除。使监测监控系统不但没有发挥应有的作用，设置完全失去了存在的必要。 对在用的监测监控系统缺乏严格的体系管理，监管不力，如人员配备、规章制度、专业技术培训等；监控系统管理员职责不清。 综上所述，在地方煤矿中，为将安全事故隐患消灭在萌芽状态，从根本上减少和杜绝重大瓦斯事故的发生，总结经验，研究在地方煤矿中监测监控系统装备、使用、管理中应采取的对策，提高装备、使用和管理水平，发挥煤矿安全监测监控系统的“矿山安全卫士”的重要作用，已势在必行。 2、地方煤矿监测监控系统装备、使用、管理应采取的对策 近年以来，根据煤矿安全的实际状况，国家不断加大安全投入，并经相关部门提出了一系列关于在“双高”、“双突”矿井安装煤矿安全监测监控系统的要求，各省、市、地区也积极采取措施、挖掘资金渠道，落实中央的部署，取得了决定性的成果。 针对有相当一部分地方煤矿具有相距较近的特点，这就给当前自动化领域内的基于以太环网的网络测控架构的安全监测系统提供了更好发展的舞台，以太环网测控架构下的安全监测系统具有高速、大容量、开放性和适应性强的优点，可以将附近各个小煤矿的安全监测系统合并一套使用。各煤矿节省了中心站设置。节约成本投入。加之基于IP的Internet网络测控技术很大程度解决各种测控设备和计算机设备风各种网络互联的问题，增加系统通信的灵活性。而基于TCP/IP的测量、控制和管理一体化技术将测量、控制和信息管理结合起来，通过系统各要素之间充分协调配合，使系统整体达到最优目标。完全能够实现煤矿安全监测监控系统的各项功能。基于以太环网下的安全监测监控系统结构是依靠其强大的远程化、智能化的测控功能，从而实现煤矿各类参数监控。 3、基于以太环网下安全监测系统的架构 基于以上原则，图1设计了所示的基于以太环网下各个煤矿的安全监测系统的架构，图中描述了测量、控制设备与网络相互连接组成一个安全监测系统，整个系统构成主要分为以下二网络层次： 第一网络层次：是各被控设备通过网络化智能监控装置连成一个监控网，各传感器送来的状态信号通过装置的输入端口输入，供单片机处理、传送、控制指令由输出端口输出到设备的执行控制机构，串行接口作为设备与监控装置进行数据交换的扩展接口和连接微机的虚拟控制台接口。 第二网络层次：是区域以太环网。在这一层次中，各煤矿的网络设备和管理系统的网络设备等连成一个局域内部的网络，有较高的安全性。 采用上述方法的特点: (1)网络化智能监控装置成为一个监控信息汇集平台。各煤矿监控装置通过第一层次和第二层次的衔接点，对输入的普通模拟信号进行辨识并处理，然后进行编码并通过网络响应远方的请求，同时监控装置也可对接收自网络的有效数据指令进行解释，以决定在相应的端口输出操作信号，通过以太环网平台的处理和转换，普通的设备不需要处理复杂的网络协议，就可实现网络测控。 (2)该结构能更高效的使用网络资源。装置接入层与以太环网连接，采用星形拓扑结构，既可以在竞争占用总线的工作状态下，也可以利用交换机采用专线连接满足特定场合的实时性的要求。 (3)该结构体现了信息网与控制网的有效结合的特点。在很多测控场合，测控数据对控制有非常严格的实时性要求，将信息网与控制网相结合构成一种质优价廉、灵活性高的综合测控系统。 4、该系统的实现实例 本人所在的宁夏松山工贸公司下属有两个矿井相距不足三公里，采用北京康斯培克生产的KJ31N型煤矿安全监测系统，目前我们将下属的两个矿井KJ31N型煤矿安全监测系统通过以太环网合并成一个系统，节省了四个微机员人工工资，并节省一整套中心站系统的投入，且将两个监测系统合并后管理相对集中方便。各项功能完全符合《（AQ6201-2006）煤矿安全监控系统通用技术要求》、《（AQ1029-2007）煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》等相关要求。 煤矿监测系统论文:基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的探讨 摘要： 在当前计算机网络飞速发展的新形势下，在军事和工业领域，无线传感器网络得到了广泛应用，尤其是在那些传输数据量较少，使用电池供电，设备成本较低的应用场合应用最为广泛。科学技术的发展日新月异，国家也不断提高煤矿企业安全生产要求，为了迎合企业长远健康发展的需要，煤矿检测监控系统陆续走进国内各大煤矿企业。本文探讨了基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统。 关键词： 无线传感器网络；煤矿安全；监测系统 1 无线传感器的概念 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、遥测、遥控技术、分布式信息处理技术和无线通信技术，是一个范围广、动态性、自组织和可靠的监控网络。无线传感器网络技术作为计算机科学技术的一个新的研究领域，其研究、开发和应用，关系到国家安全、经济发展等各个重大方面，在国际上引起了广泛的重视和大量的投入，并广泛应用于军事、工业、交通、安全、医疗、探测以及家庭和办公环境等很多方面，被认为是将对本世纪产生巨大影响力的技术之一。 2 无线传感器网络的特点和体系结构 2.1 无线传感器网络的特点 无线传感器网络不仅具有传统Ad-hoc网络动态、多跳、自组织的特点，而且还具有很多独特的优势。传统Ad-hoc网络是自组织的无线局域网络，它是由很多节点组成的，其主要原因是希望传输具有服务质量要求的多媒体信息流（这主要通过移动管理技术和动态路由实现），另外，传统Ad-hoc网络的所有节点都能够进行移动，具有复杂多变网络拓扑结构，节点必须通过电源持续供电。与之相反，无线传感器网络是更加先进的网络系统，主要集成了监测、控制以及无线通信功能，显著的优点是它具有更多的传感器节点，并且节点分布更为密集。 2.2 无线传感器网络的体系结构 无线传感器网络的体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。在无线传感器网络的体系结构中，无线传感器网络各层都设计到三个管理：能量管理、任务管理和移动管理。应用层主要负责任务管理，给各个子网和传感器节点分配监测任务，应用层也考虑移动管理。网络层与数据链路层负责能量管理和移动管理 （例如SAR协议）。物理层有能量管理，但是较少考虑移动管理和任务管理问题。 3 基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统 3.1 基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的提出 煤炭开采主要工作地点是在离地面几百米的井下，环境复杂、恶劣，巷道狭窄、湿热，地面凹凸不平，四周被煤炭和煤矸石包围，还安放了液压支架、运煤钢轨、风门以及动力线等设备，各种机械不时的发出噪音。在煤矿井下，无线电波的传播具备其自身的特点，所以，在进行系统的设计的过程中，必须进行谨慎的思考，并作出认真的需求分析和设计，避免不必要的问题的产生。本系统设计方案中采用的2.4GHz IEEE802.15.4/ZigBee标准，就能够满足井下环境对无线传感器网络的要求。 基于无线传感器的井下采煤工作面安全监测系统的设计复杂，它涉及到整个监测网络的应用环境、应用目的、系统硬件设计和软件设计等。基于无线传感器的井下采煤工作面安全监测网络的应用的设计，主要就是为了能够在巷道狭窄、湿热，地面凹凸不平，四周被煤炭和煤矸石包围，还安放了液压支架、运煤钢轨、风门以及动力线等设备，各种机械不时的发出噪音的井下进行煤矿环境无线监测系统的设计和实现，同时，通过基于ZigBee技术的无线传感器网络的应用，能够进行井下采煤工作面安全环境检测数据的无线传输，实时反馈井下采煤工作面的各种信息。通过对井下环境的考察和分析，并结合煤矿监测系统的实际需求，最终确定了基于ZigBee的井下采煤工作面安全监测系统的总体设计方案。 3.2 基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的功能要求及性能指标 井下采煤工作面安全监测系统是通过ZigBee协议的使用，以及IEEE 802.15.4标准的采用，从而实现的一个无线数据传输网络，这个无线数据传输网络是一个速率比较低、距离比较短的无线传感器网络，并且，这个无线数据传输网络具备比较低的射频传输成本。 主要性能指标如下： ①组网与通信：完成无线传感器众多的不同的节点之间点到点、点到多点的无线通信，并且能够实现这些节点之间的自组网络，同时，也能够提供服务支持给基础和管理服务层。 ②通信协议标准：ZigBee协议和IEEE802.15.4标准。 ③网络拓扑结构：拓扑结构是网状的。 ④应用系统：可以实现通用网络服务的提供，同时，也可以实现面向各个不同领域的网络服务的提供。 ⑤管理与基础服务：通过组网与通信部分提供的服务，可以提供服务支持给应用系统。 ⑥数据传输速率：250KBps。 ⑦调制方式：DSSS（O-QPSK）。 ⑧使用频段：2.4-2.483GHz。 ⑨节点功耗：5OmW-300mW。 ⑩接收灵敏度：-94dBm的接收灵敏度。 {11}时延：进行激活或信道接入的时延是15ms，进行设备搜索的时延是30ms。 {12}节点间通信范围：75m-100m。 4 结束语 煤矿无线监测作为一个新兴的研究领域，具有十分广阔的应用前景。本文提出了一种基于无线传感器网络技术的煤矿安全监测系统，充分利用无线传感器网络的特点，并且通过对比各种应用于井下无线通信技术的特点，选择了ZigBee技术作为无线传感器网络的通信平台，实现对井下各种环境及生产参数全方位、实时监测和智能预警，以大大降低煤矿生产安全隐患。 煤矿监测系统论文:基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的设计 摘要: 为了满足煤矿瓦斯监测的需要, 开发了一种基于无线传感器网络的智能化瓦斯监测系统。该系统采用数字瓦斯传感器实时检测瓦斯, 提高了测量精度; 采用无线传感器网络, 避免了其它无线通信技术高功耗的缺点。 关键词: 煤矿；瓦斯监控； 数字瓦斯传感器；无线传感器网络；AVR 单片机 1 系统硬件设计 该系统主要由流量传感器节点和汇聚节点 2 个部分组成，流量传感器节点负责传感器的数据采集以及将采集到的数据发送给汇聚节点，汇聚节点负责控制子节点的数据采集和发送，并且负责将各个子节点的采集数据发送给嵌入式计算机。系统硬件原理如图 1 所示。 1.1 微处理器模块 系统采用 AT mega128L 单片机作为节点的微处理器。AT mega128L 采用精简指令集 (RISC) 结构,加上哈佛总线的存储器结构、两级流水线指令结构、单周期指令等技术, 大大提高了系统运行的效率。AT m ega128L 具备以电池供电的无线传感器网络应用所需的主要功能, 包括纳瓦功耗管理、自编程闪存程序存储及先进的模拟、控制和通信外设。采用A T mega128L与射频收发器CC2430结合, 实现了高度集成、成本低廉的节点。 1.2无线收发模块 无线收发模块是一个射频集成电路模块,作为无线网络的物理层射频前端实现无线数据的收发。本系统选用CC2430射频芯片。CC2430延用了以往 CC2420 的架构,在单个芯片上整合了ZigBee 射频( RF ) 前端、内存和微控制器。它使用1个8 位M CU, 具有 128 KB 可编程闪存和 8 KB 的 RAM,还包括模拟数字转换器、定时器、AES- 128 协同处理器、看门狗定时器、32 kH z 晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路以及 21 个可编程I/ O 引脚。CC2430 采用 0. 18m CM OS 工艺生产, 工作时的电流损耗为 27 mA; 在接收和发射模式下, 电流损耗分别低于 27 mA 或25 mA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性,特别适用于电池寿命要求较长的场合。 1.3报警和显示模块 系统采用 128× 64 的图形点阵式 H G128643 液晶显示器进行流量显示, 利用 AT mega128L 的2 个端口分 别驱 动 1 个蜂鸣器和1 个高亮度的红色L ED 来进行流量越限声光报警。HG 128643 液晶显示模块是使用 KS0108B及其兼容控制驱动器作为列驱动器, 同时使用 KS0107B 及其兼容驱动器作为行驱动器的液晶模块。由于KS0107B不与 M PU发生联系, 只要提供电源就能产生行驱信号和各种同步信号, 故设计较为简单。另外, 该液晶显示器能显示 ASCII 字符、汉字和各种曲线, 可与单片机连接构成功能强大、结构简单的人机界面, 因此,广泛用于各种智能仪表和控制系统。 1.4 串口模块 串口电路只有网关( sink) 节点才有。sink节点是传感器网络中特殊的节点, 负责嵌入式计算机与传感器网络的通信, 向下级节点发送查询命令, 接收下级节点回传的数据并由串口发送给嵌入式计算机。本系统选用低电压高速传输的 RS232 收发器M AX3318。MAX3318工作电压为 2. 5~ 3 V, 传输速率可达 460 kbit / s, 满足接收器和嵌入式计算机之间的大量数据传输的需要;工作温量为 - 40~+ 85, 能适应煤矿井下恶劣的环境。 2 系统软件设计 2.1WSN 通信协议及网络结构 根据井下的具体情况, 决定采用簇状拓扑结构。簇状拓扑结构的优点是将很大的网络化分成若干独立区域, 在这些区域内, 数据独立地进行处理和汇聚。在每一簇内部的通信可以是单跳也可以是多跳通信。上级网络将利用更高的传输带宽, 或者将上级网络连接到一个有线网络上, 再通过基站接入井下环网把数据传到井上来。 2.2汇聚节点程序设计 汇聚节点既可以是一个具有增强功能的传感器节点,也可以是没有监测功能、仅带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点具有 2 种功能: 网络维护功能和数据传输功能，网络维护功能主要是负责组建 ZigBee 网络、分配网络地址及维护绑定表。数据传输功能主要是充当 ZigBee 网络与互联网的网关, 将 2 个使用不同协议的网络连接在一起, 实现 2 种协议栈之间的通信协议转换。所有流量传感器节点将所采集到的传感器数据以无线的方式发送到汇聚节点上, 汇聚节点将这些数据转换之后通过串口传给嵌入式计算机; 另一方面, 汇聚节点接收嵌入式计算机发送过来的数据, 并将这些数据转换之后发送给目标节点。汇聚节点程序流程如图 2 所示。 2.3流量传感器节点程序设计 流量传感器节点主要负责采集传感器数据并将这些数据传送给网关节点, 同时接收来自网关节点的数据并根据这些数据进行相关操作。当没有数据发送或接收时转入休眠模式, 节点 功耗降到最低。流量传感器节点程序流程如图 3 所示。 主程序初始化相应的寄存器和变量及相应的管脚后, 进入主循环。主循环负责对外部传感器信号转换后的电压信号进行采样及处理, 转换成相应的值, 并送到对应的缓冲区, 然后判断是否超限, 若是则启动相应的报警程序, 否则结束此次循环。 3 测试结果 将按上述方案设计的瓦斯监测系统应用到煤矿井下进行现场试验, 测试结果如表1所示。从表1可看出, 该系统测量误差较小, 能够满足使用要求。测量值与标准值之间的误差主要是由于传感器本身存在误差以及井下环境的限制所致, 但网络传输过程中几乎不会引入误差,而且系统运行稳定可靠。 4 结束语 本文提出了一种以AT mega128L单片机为中央处理器, 基于无线传感器网络的集监测、显示、报警、通信等多功能于一体的智能瓦斯监测系统。它充分利用 AT m eg a128L 集成度高、功能强、体积小、功耗低、性能可靠等特点, 同时利用无线传感器网络对监测数据进行传输, 有效地实现了对煤矿井下瓦斯的实时监测。 煤矿监测系统论文:KJ2000N网络监测系统在煤矿安全中的探讨 摘要：网络监测系统随着科学技术的不断向前发展，也在煤矿行业得到广泛的应用，并且取得了一定的良好效果，这体现出了网络监测系统具有广阔的应用前景和潜力。随着煤矿开采深度的不断增加，煤矿的灾害也严重影响了煤矿的安全高效生产，比如有顶板事故、突水事故、瓦斯事故、粉尘危害等几大灾害，其中瓦斯灾害就是其中影响最为严重的一种。因此，针对开滦林西矿业公司提高安全生产的需要，对矿井安全监控系统的设计与安装以及监测系统的理念进行了阐述，并对整套系统的衔接进行了描述。这种矿井瓦斯监测系统的管理模式在煤矿生产中正快速的发展中，对提高煤矿的经济效益和社会效益有着巨大的作用。 关键词：矿井瓦斯；网络监测系统； KJ2000N系统；安全管理 1、前言 众所周知，网络监测系统随着科学技术的不断向前发展，也在煤矿行业得到广泛的应用，并且取得了一定的良好效果，这体现出了网络监测系统具有广阔的应用前景和潜力。在煤矿生产过程中，存在着很多灾害直接影响煤矿的安全生产，比如有顶板事故、突水事故、瓦斯事故、粉尘危害等几大灾害，其中瓦斯灾害就是其中影响最为严重的一种，因此，要保证煤矿生产安全高效的运行，必须有效防治瓦斯灾害。淮浙煤电公司顾北煤矿现用KJ2000N型煤矿安全监控系统。这种矿井瓦斯监控系统的管理模式在煤矿生产中正快速的发展中，对提高煤矿的经济效益和社会效益有着巨大的作用。KJ2000N系统在煤矿生产过程中对于煤矿瓦斯的治理有以下几个主要作用：第一，由于在井上进行数据处理，其环境给操作者提供了简洁易用的界面。第二，还可以对井下的设备参数进行自行处理和编辑，同时实现数据的共享。第三，在进行数据处理的时候，可以在井上处理，方便工程技术人员对通风系统的管理。第四，能够实现远距离的连续传输和对工作面的实时监测，也可实现超限报警，自动断电。 2、网络监测系统简介 2.1 系统结构图 KJ2000N系统由地面中心站、网络传输接口、井下分站、井下防爆电源、各种矿用传感器、矿用机电控制设备及KJ2000N安全生产监测软件组成。地面中心站是整个系统的控制中心，安装在地面计算机房。井下部分包括：KJ2007(F，G等)井下分站，KDW6B隔爆兼本质安全型电源，各种安全、生产监测传感器，报警箱和断电控制器等。井下分站和传感器安装在井下具有煤尘、沼气、一氧化碳等危险气体的环境中，对煤矿井下的各种安全、生产参数进行实时监测和处理，并将安全生产参数及时传输到地面中心站。各种数据由分站和中心站处理，并能按要求直接发出声、光报警和断电控制信号。地面中心站经过网络传输接口采用光缆与井下分站联结通讯。当前情况下，煤矿生产中所使用的监控设备已经在各个生产工作面、掘进面等一些主要的机电硐室均被广泛应用，正是由于KJ2000N矿井安全监控系统在煤矿的广泛使用，这样使得煤矿传统的单一的监控模式得到了彻底的改变，通过KJ2000N系统可以准确、全面地了井下安全情况和生产情况，实现对灾害事故的早期预测和预报，并能及时地自动处理。这样既提高了煤矿的生产效益，又弥补了由于井下瓦斯员的疏忽大意所导致的数据部准确等原因造成的定时定点汇报的不足，进行实时监测监控，并且可以利用监测数据库进行安全趋势分析研究，对井下灾害进行预测预报，实现安全管理的双保险。 图一KJ2000N系统结构图 2.2 注意事项及相关建议 （1）按照要求及时对传感器进行调试、校正，保证监测数据的可靠性。 （2）及时捧除故障，加强系统维护，确保其正常运行。 （3）必须按照要求设置传感器的位置。随着工作面的推进，要及时调整传感器的位置，使其真实反映井下的情况。 （4）备用监控系统的操作与功能。当由于人为或外界因素导致主监控服务器的监测应用程序停止工作或服务器断电等原因正常监测不能进行的时候，备用监控服务器可在5 s内人为手动打开监测应用程序，保证监测的正常进行，保证了用户应用程序的连续性。 （5）随时和厂家联系，及时解决安全监控系统运行中出现的新问题。 3、系统体系结构 该监测网络系统是在各煤炭企业已形成的监测监控系统基础上，整个系统将建立两级数据监控中心，形成一个“三层四级”网络体系结构。 (1)建立一级数据监控中心。 (2)在国有重点煤业集团建立二级数据监控中心。 (3)在煤炭管理部门设立二级数据监控中心。 4、监测系统的监管及意义 我们必须对一些高瓦斯矿井或者按照高瓦斯矿井管理的煤矿要有网络式的监管方式，这样才能实现对矿井的监测监控系统的有效管理，我们还必须要将这些数据上报到安全监管部门，这样便于上级部门对煤矿瓦斯进行有效的监管。各监管部门的监管人员应该及时对数据进行处理，这样可以更好的有效的对煤矿瓦斯进行监测和监控，病区要将数据处理结果上传到网上，方便工程技术人员参考，这种监管模式对煤矿的安全高效生产能够起到很好的监督和监控作用，同时这对煤矿安全生产形势的稳定好转具有积极的意义。只有有效的保证煤矿瓦斯网络化实时监控项目的实施，这样才能够使得煤矿安全又了进一步的保证，电子警察的角色也就很好的扮演者，这样对煤矿的多级管理也是一个很好的强化，这样在煤矿生产中就形成了多级监管体系和安全生产综合信息网络, 如果在煤矿工作面出现了瓦斯超限等问题，矿监控中心将立即报警，并且将报警的数据直接上报到监控中心，便于煤矿领导部门更方便的查明超限原因和及时的采取有效的措施，将瓦斯事故消灭在萌芽状态。对防止以瓦斯等恶性事故, 提高煤矿管理水平具有重要意义。这种监控系统-----KJ2000N系统，对煤矿的瓦斯治理具有以下几点重要意义。第一，这项工程很好的改造了煤矿瓦斯的监控系统，对提高煤矿的安全管理和装备水平都更好更快的提高。第二，以前对瓦斯实行的是填表上报，这样有可能监测瓦斯人员偷懒活者其他原因，不检测数据，而是对数据进行修改，然后上报，这样使得数据极不真实, 多数情况下也无法追溯核实,这样使得瓦斯事故在煤矿生产中高发的一个重要原因。第三，监控网络不会改变煤矿的安全管理模式, 它为各级管理部门提供了实时监控的工具，提高了工作效率。第四，有助于对煤矿的各类监测数据进行宏观分析, 微观指导。 5、结论 综上所述， KJ2000N系统在煤矿瓦斯监测系统中得到广泛应用，这样既增强了系统的稳定性和有效性，同时还对整个系统的功能也是一个很好的完善和补充，对协调我国矿井设备落后与高生产效率要求之间的矛盾也有一定的指导意义，并且使得网络在矿井瓦斯监测系统中得到了充分的应用，这样使得瓦斯监控系统的功能能够发挥到极致，这样有助于对煤矿的各类监测数据进行宏观分析, 微观指导。督促煤矿把问题和隐患消灭在萌芽状态。KJ2000N系统，实行通过网络对瓦斯进行监测，这种矿井瓦斯监控系统的管理模式在煤矿生产中正快速的发展中，对提高煤矿的经济效益和社会效益有着巨大的作用。从而为提高煤矿安全和经济效益，起到了积极作用。同时为井下工人的安全提供了进一步的保证，把公司的管理提高到现代化管理水平。 煤矿监测系统论文:μc/oS-ll在煤矿井下环境监测系统中的应用 摘要：针对常见煤矿井下环境检测仪检测参数单一、占用传输线较多的缺点，本文设计了多传感器融合的井下环境检测系统。该系统对采集到的信息进行数据融合，使系统决策更加科学合理，同时减少了巷道内的走线数量。实际使用表明，系统具有较好的实时性、可靠性，并具有良好的扩展和升级能力。 关键词：μc/OS-II；煤矿；环境监测；任务规划 引言 为保障煤矿安全生产和职工人身安全，早在2001年国家煤矿安全监察局就颁布并实施了《煤矿安全规程》，并不断对之做出修订。《煤矿安全规程》对煤矿井下安全工作环境、报警方法等做了详细规定。煤矿井下环境检测的理论研究工作已趋于成熟，众多相关文献已经发表，国内外也已有多款成型产品，例如凯茂CO 100精密型一氧化碳仪、cosmos X0-2200氧气计。从现场应用情况来看，虽然已有的参数检测设备能够较好地满足测量需求，但仍存在下述缺点：一，测量参数单一，无法对测量点的环境做出准确的判断，需要将数据传送至地面做进一步处理；二，每个检测设备需要一路传输线。 针对上述问题，在对徐矿集团旗下若干煤矿进行设备更新项目中，设计了多传感器融合的井下环境检测系统，系统利用多传感器数据融合技术，对井下环境做出更加科学合理的判定，降低误报率。测量数据经一路传输线传送至井下分站，降低了走线成本和复杂度。本项目开发过程中使用了嵌入式实时操作系统μC/OS-II，μC/OS-II的引入是系统设计成功的关键。本文介绍了嵌入式操作系统(Embedded OperationSystem，EOS)相关概念和设计原则，并以煤矿井下环境监测系统的设计过程为例分析了基于μC/OS-II的实时多任务系统的开发要点。 1嵌入式操作系统 EOS的概念容易和嵌入式系统混淆。简而言之，EOS属于软件范畴，而嵌入式系统是软件和硬件的综合体，但并不是所有的嵌入式系统都必须使用EOS。从技术角度来讲，EOS是一种用途广泛的的系统软件，负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度、控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。 对于实时多任务EOS的开发，关键是合理地进行任务划分。对于任务的划分，并没有统一的标准，也很少有相关论文对任务划分的原则有较详细的介绍。本文列出本项目任务划分所依据的主要原则： (a)解耦原则：任务之间的耦合关系是影响软件复杂度的重要因素，紧密相关的功能应尽量组成一个任务，以减少任务耦合；应尽量使用数据耦合，少用控制耦合和特征耦合。具体方法可参见软件工程类书籍。 (b)实时性原则：大多数商业内核都是占先式实时内核，即在就绪条件下，内核总是运行优先级最高的任务，因此对实时性要求高的功能应采用高优先级任务实现，占用CPU时间较长的任务应尽量赋予较低的优先级。 (c)I/0决定原则：对每个独立的硬件(例如GPIO)进行操作的驱动程序应放在一个任务中完成，以避免资源冲突。 任务的划分不能一成不变地遵循上述原则，必须结合项目的特点和需求作具体的分析，下文以μC/OS-II在煤矿井下环境监测系统中的应用来说明。 2系统设计 文献[4]分析指出，煤矿井下环境参数的检测至少应包括可燃性气体、02、CO和温度的测量。经过现场考察也发现在井下巷道内众多地点均需要对上述四个参数进行检测，因此设计了四参量环境监测系统。系统对检测到的模拟、数字信号处理后显示、决策(是否报警)并将数据传送至分站。该项目需求分析如下： 提供简单的用户接口。采用液晶分时显示测量结果，用户通过按键查看指定参数。 提供煤矿常用传输接口。采集到的数据需要在地面实时显示和存储，因此需要进行数据传输。 正常检测外的系统自检功能等。 软硬件设计具备良好的扩展性，方便系统升级。 2.1硬件实现 据需求分析得出硬件设计框图如图1所示。MCU选用NXP公司的LPC2214，该芯片基于ARM7TDMI-S内核，内含256KB高速Flash，16KBSRAM；片内集成8路10位ADC、两个32位定时器(带4路捕获和4路比较通道)、6路PWM、多达9个外部中断源；常用总线接口有1个12C接口、2个SPI接口、2个UART接口，完全满足应用及扩展需求。 待测模拟量包括甲烷、CO、02三个参量，3个模拟量分别通过信号调理电路送入MCU片内ADC；温度信号由数字式单总线温度传感器DSl8820获取；由于按键较少，可采用独立按键直接连接至MCU的GPIO；液晶显示模块LCM需要模拟总线连接；传输接口采用井下常用的RS485接口，预留RJ45接口、CAN总线接口，在一定程度上提高系统的通用性。 2.2软件实现 通过需求分析及硬件设计发现，该系统任务较多，且需使用慢器件，如DSl8820、LCM，因此不适合使用简单的“前后台系统”，即应用程序是一个无限循环，循环中调用相应的功能函数完成对应的工作，用中断服务程序处理异步事件。系统对实时性、可确定性、可靠性有较高需求，因此以μC/OS-II嵌入式实时操作系统为基础完成软件设计较为合适。 μC/OS-II是一个完全占先式实时内核，即在满足运行就绪条件下，“C/OS-II总是运行优先级最高的任务。应用程序最多可以管理56个用户任务，μC/OS-II提供很多系统服务，例如邮箱、消息队列、信号量、内存申请与释放等。图2是系统多任务规划框图，图中每个方框代表一个任务。 由图2可以看出，任务划分结构清晰，μC/OS-II的任务编写具有一定的规律，从而方便了系统的扩展。当需要添加新的功能时，可以直接增加新任务，也可以修改已有的任务，这对软件的维护是相当有益的。在编写任务代码时，大量使用了指向任务实体的指针和数据传递指针，从而在一定程度上提高了程序的封装性能，加强了任务模块的可重用性。 3结论与展望 μC/OS-II采用基于优先级的任务调度策略，因此在进行任务划分时，必须依据实时性原则为每个任务分配合适的优先级。μC/OS-II的绝大部分源码采用移植性很强的ANSI C编写，因此具有很好地可移植性，但是C语言是面向过程的，不具有面向对象特性，各功能模块的通用性差。在开发过程中，设计人员需要编写大量相似的程序段，因此有必要开发面向对象的任务表达模型，以及对应的操作系统，进一步提高软件模块的可重用性和可维护性。 煤矿监测系统论文:煤矿安全生产监测系统研究与改进对策 摘要 中国能源需求持续增长，但是煤炭开采量和各种煤矿事故仍然居高不下，从而给国家财产和矿工生命造成巨大损失。为了应对国民经济的高速发展，同时继续发展煤炭开采产业，煤矿安全工作正成为全国工业安全生产的重中之重。 关键词 煤矿安全；监测；改进 1 多功能瓦斯气体传感器网络节点设备 研制基于无线传感器网络技术的传感器网络节点包涵了多种科学技术，其中包括传感器、嵌入式系统、无线通信、自动控制以及微电子技术等。传感器网络节点的功能是能够完成实时监测环境对象信息，并将采集的数据进行实时处理并以无线方式经过基站传输到远程服务器，把信息提供给网络上的终端用户以实现实时监视以及控制。本项目研究和开发的多功能无线传感器网络节点具有低功耗的高性能、高可靠性、长传输距离等特点，支持面向井下煤矿行业应用的多通路传感器以及特殊需求功能的集成。 研发传感器网络节点，第一步要从硬件着手设计传感器网络节点的系统架构以及每一个单元部分的功能，节点应具有低功耗、可重构和高稳定性等特点；根据节点的特性对嵌入式操作系统进行裁减优化，利用最小的CPU占用率对节点进行全面控制。 普通传感器节点具有功耗低，在节点全功率工作发射数据状态下功耗可以控制在50mW以下，在接收信号状态下功耗控制在25mW以下，在节点进入休眠模式后功率可以控制在15mW以下。 节点具有通信距离远特点，传感器节点之间通讯距离在开阔地可以达到300m以上，在室内可以达到50m~100m，在井下也可以达到40m~60m；节点体积相对较小，传感器节点体积可以控制在3cm×5cm×2cm以内；节点可进行实现远程控制，可以在远程控制端对节点进行远程管理，改变网络节点的工作方式和功率等；集成了多种类型传感器以及特殊功能要求（如定位），同时可以对环境进行综合判别；软件设计采用了嵌入式软件操作系统，具有体积小、效率高和稳定性强等特点，同时由于该系统的设计采用了模块化的设计方式，因此具有裁减性、方便修改和易于维护等特点。 2 移动井下人员定位技术和定位功能模块 井下作业人员的流动性大以及工作环境复杂，一旦事故发生，井下人员的确切数量以及每个人所处的具体位置都很难确定，从而给营救工作带来极大困难，常常会延误营救的最佳时机并造成严重后果。另外，一旦意外事故发生遇难人员的具体位置不能确定，导致发生被困人员生死不明的情况。同时，为了避免挖掘中对人员的伤害便不能使用大的机械设备进行救援，从而导致救援进展缓慢。如果能够确定井下工作人员的确切位置便将会大大加快救援的进度，这样就有可能营救出更多的人员，从而把损失降到最低的限度。 1）系统定位方法和定位模块 井下定位系统的采用集中的定位方式由管理中心进行定位。定位步骤如下：首先布设网关和参考节点，保持网关之间的距离，再布设一些位置已知的参考节点保证每个移动节点至少要处于多个参考节点的射频信号覆盖范围之内。 欲定位时首先确定当前节点相对于参考节点之间的位置，因参考节点的位置把移动节点相对参考节点的位置和参考节点的绝对位置相加，即可得到该移动节点的绝对位置。具体定位步骤如下： 首先进行移动节点的相对定位来确定移动节点相对于参考节点的位置。采用的测距技术为无线电信号强度和无线电信号覆盖关系相结合的技术。 RSSI测距是指无线射频通信时，节点所接收到的射频信号强度是随距离衰减的，采用信号强度随距离衰减模型并不增加额外装置。 距离测量是节点定位时，通过检测相邻参考节点的无线信号强度来计算它们信号强度之比，利用RSSI计算出该员工到多个参考节点的距离。 位置计算指的是移动节点根据所计算得到的距离值，根据两点、三边以及三角测量法等方法，计算出该节点距离最近的网关的二、三维距离，从而实现了移动节点相对于参考节点的定位。 移动节点把得到的相对于参考节点的位置值传送到网关，然后，加上自己的位置信息传输到网络管理中心，管理中心的计算机根据移动节点的位置和网关的位置就可以确定该移动节点在井下的绝对位置便实现移动节点的精确定位。 2）基于无线传感器网络的井下人员实时定位系统 目前，井下定位一般采用射频识别卡（RFID）的方式。员工随身携带写有唯一编号的电子射频识别卡，巷道的询问装置发射询问信号接收员工电子识别卡的应答信号从而实现员工的定位。这种定位系统存在诸多问题，首先是定位精度低，它的定位精度取决于巷道询问装置间的距离，一般的电子识别卡定位方式中巷道询问装置的距离是几十米的量级定位精度，不能精定位便对于紧急情况的救援只能提供有限的帮助。另外射频卡一般是被动卡，从而只能应答固定的询问。在发生意外时员工仅仅依靠电子识别卡仅能确定事故发生之前的大概位置而不能与巷道询问装置进行双向通信。 3 用于煤矿生产安全实时监控子系统管理平台 基于已有的通用管理信息系统，针对煤矿生产安全监控的特殊需求为煤矿管理者定制开发一个监控管理信息系统，该系统具有用户认证数据管理、数据查询以及实时监控等多项功能。配置了针对矿井应用的专用无线传感器网络，用于数据管理的数据库服务器和便于信息共享的Internet服务器。适用于各类气体以及人员位置监控的现代化管理系统。本项目中的监控系统能够提供基于GIS的和采用自定义条件方式的查询、统计和报表功能。提供对所有监测信息的数字信息、图像或视频的实时监视。整个监控系统采用模块化的设计方法，能够随着需求的变化增加新的功能从而不断地进行完善具有良好的可扩展能力。 4 技术趋势 传感器网络有着巨大的应用前景和发展空间，被认为是将对21世纪产生巨大冲击的技术之一。传感器网络以一种新的无处不在的主动式计算模式推动科技发展和社会进步已成为国家竞争的焦点，从而关系到国家政治、军事和社会安全等诸多方面。发展具有自主知识产权的传感器网络技术，完成推动新兴传感器网络产业化的跨越式发展，对于我过在21世纪的国际战略地位具有领先地位至关重要意义。 传感器网络综合了传感器、计算机嵌入式、分布式信息处理和通信技术等多个领域，无线传感网络的发展既对各行业各学科的发展可以起到推动作用，但又强烈地依赖于各行业各学科的技术支撑。 煤矿监测系统论文:基于总线的煤矿通风机主轴温度监测系统研制 【摘要】 介绍了一种基于CAN总线的煤矿通风机主轴温度自动测试系统,通过对国内外风机主扇温度检测及通讯方法的分析、研究,确定了基于CAN总线的煤矿通风机温度自动测试系统的控制方案。以嵌入式单片机为核心设计了这一系统,并给出了系统的硬件结构和软件流程。 【关键词】 CAN总线;DS1820数字温度传感器;自动测试系统 一、系统工作原理 (一)CAN总线的特点和工作原理 CAN(controller area network)是一种先进的串行通信协议,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN总线是一种多主站总线,各节点都有权向其它节点发送信息。通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。它可以通过简单的协议,实现在电磁干扰环境下的远距离实时数据的可靠传输,且硬件成本较低。主要特点可概括如下:CAN总线任一节点均可在任一时刻主动向网络上的其它节点发送数据,不分主从;CAN总线上的节点可分为不同的优先级,可以满足不同的实时要求;借助接收滤波实现多地址的帧传送;数据采用短帧结构,受干扰率低,数据帧的信息CRC校验及其它错误检测措施;发送期间丢失仲裁或由于出错而遭破获的帧可以自动重发;对于严重错误具有自动关闭总线功能,使总线其它操作不受影响。 CAN总线的接收数据长度最多为8个字节,因而不存在占用总线时间过长的问题,可以保证通信的实时性。通信速率最多可达1Mbps(通信距离40m),通信距离最远可达10km(传输速率5kbps)。通信介质可以是同轴电缆或光纤,甚至可以是双绞线,其硬件接口简单,编程方便,系统容易集成。基于CAN总线的以上特点,它特别适用于系统分布比较分散、实时性要求高、现场环境干扰大的场合。智能节点能够采集现场数据,并根据接收到的命令或者主动将数据发送到CAN总线。通过事先设置验收码和验收屏蔽码可以控制智能节点从总线上接收哪些数据或命令。如果某些数据需要进一步复杂的处理,则上位计算机可以从总线上接收数据。当上位机需要对某个节点施加控制动作时,可以采用点对点方式与该节点通讯;当它要同时对所有节点施加控制动作时,可以采用广播方式将命令发送到总线。这样当系统正常运行时完全可以没有上位机的参与。大大减少了数据的传输量,同时提高了系统的实时性和可靠性。 (二)DS1820数字温度传感器特点 DS1820是美国DALLAS公司生产的一种温度测量传感器,以数字形式串行输出温度测量值,改变了以往温度传感器需要加A/D转换器才能转换为数字量的模式,可直接与单片机连接,接口电路大大简化。DS1820的64位ROM存放着序号,前8位是产品类型编号,接着的48位是每个DS1820的唯一序号,最后8位是前美国微芯公司的PIC18F458 单片机集成了CAN 通信接口,执行Bosch 公司的CAN2.0A/B 协议。它能支持CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0B 协议的旧版本和CAN2.0B现行版本。使用PIC18F458 单片机的嵌入式系统,可以很方便的利用CAN总线与外界进行数据交换。它的优点是电路接口比较简单,只需很少的外围电路就可实现CAN 通信,受硬件限制比较少;软件编程容易实现所需功能,只需对相关寄存器进行正确设置即可。 DS1820的特点如下:仅一条线便可以完成读或写数据,一条总线上可挂任意多个DS1820 不需要外接元器件;温度测量范围为-55℃～125℃,分辨率为0.5℃;温度转换为数字量的时间为1s(典型值),DS1820含有两个字节的寄存器,第一个存放着温度值的符号,如温度为正则全为1,否则全为0。第二个存放着温度值的补码。具体计算如下:先将寄存器中的温度数字量求补,再转换为十进制并除以二,即得被测温度值。 二、系统的硬件构成 系统硬件由PIC18F458 单片机为控制核心,通过并行DS1820温度传感器,检测出通风机测点温度,通过PIC18F458单片机信息处理,由CAN 通信接口信号处理器MCP2551进行远距离信号传输,系统通过LCD1602进行就地温度显示,同时温度信号通过MAX232串口与PC机进行组态监测显示。系统还具有温度超限报警功能。美国微芯公司的PIC18F458 单片机集成了CAN 通信接口,执行Bosch 公司的CAN2.0A/B 协议。使用PIC18F458 单片机的嵌入式系统,可以很方便的利用CAN 总线与外界进行数据交换。优点是电路接口比较简单,只需很少的外围电路就可实现CAN 通信,受硬件限制比较少;软件编程容易实现所需功能。 三、系统的软件设计及抗干扰设计 1.初始化CAN 控制。在使用CAN 之前,必须对它的一些内部寄存器进行设置,如CAN 控制寄存器CANCON、波特率寄存器BRGCONx 的设置以及对邮箱进行初始化(初始化流程图如图1 所示)。 2.信息的发送。PIC18F458 有3 个发送邮箱缓冲器,每一个发送缓冲器的数据长度可以设置为1～8 个字节长度,信息发送的具体步骤如下:(1)初始化发送邮箱;(2)设置相应的发送请求位为1,即TXBxCON bits.TXREQ=1(x=1,2,3);(3)若CAN 总线允许发送,则启动最高优先级信息的发送;(4)若发送成功,则TXREQ 被清零,TXBxIF 被置1,如果中断被使能,则会产生中断;(5)若信息发送失败,则TXREQ 保持为1,并置位相应的状态标志。 3.息的接收。IC18F458有2个具有多重接收滤波器的完全接收缓冲器和1 个单独信息组合的缓冲器。接收邮箱初始化时,要设置其标识符及相关的屏蔽寄存器、接收优先级等。MAB 寄存器接收所有来自总线的下一条信息,RXB0 和RXB1 则接收来自协议驱动的完整信息。MAB 接收所有信息,只有满足过滤条件的信息才被传送到RXBx 中。程序实现的是发送缓冲器0向接收缓冲器0发送数据的正常模式,其中接收采用中断方式,发送采用查询方式。 煤矿通风机主轴温度自动监测系统运行一年的情况表明,系统信号传输距离长,信号传输质量高,系统抗干扰能力强,工作稳定。 煤矿监测系统论文:煤矿计算机瓦斯监测系统设计与实现 [摘 要] 煤矿瓦斯监测系统的重要内容是加强煤矿安全生产管理，以防止煤矿事故的发生。所以，在煤矿瓦斯监测系统工作中务必提高应对各种突发事故的能力，因此加强煤矿瓦斯监测系统建设的专业素质至关重要，此外，还应加强制度上的规范管理，不断的提高煤矿瓦斯监测系统设计水平，加强对现场的巡视和设备维护等都是必不可少的环节。笔者结合煤矿开采环境，对瓦斯监测系统在煤矿安全生产监督中的应用进行了分析。 [关键词] 瓦斯监测系统； 煤矿； 安全生产 作为煤矿安全生产监控工作的关键性内容，信息的获得无疑至关重要，而获得信息的主要手段就是监测技术。一般而言，通过煤矿安全生产现有的客观资料，我们可以初步确定监控的初始方案，进而在煤矿工程运营过程中根据监测数值、经验方法等内容，开展反馈分析等工作，修正初步方案与施工网络计划，以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此，监控工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿工程质量中的一些不安全因素，监测技术在监控中的应用能够很好的解决此类问题，它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态，利用监控数据对流量方案进行整改，并指导开采质量作业；还可以预见事故风险，采取一系列的事前措施，给建筑的安全管理提供信息，将事故突发率降至最低，保证了煤矿安全生产的稳定性。通过太阳能光伏技术，我们可以很好地将太阳能转换为电能，并广泛应用在瓦斯监控系统当中，太阳能供电部分监控结合了煤矿开采的相关特点，对煤矿地点的自然环境等因素进行分析，确定了系统设计相关参数，优化了供电系统的相关参数，对煤矿领域的网络瓦斯监控起到了一定的作用。 1 煤矿瓦斯监测系统的准备工作 1.1 规范制度，端正思想 一个良好的组织机构，除具备较好的运行机制和管理制度之外，还应该具有健全的岗位制度而且能够将之贯彻执行。因此，在煤矿安全生产网络瓦斯监控过程中，我们需要一个合适的监控管理结构，以便于明确各个工作人员的职权问题，保证个人任务到位，避免权力交叉和责任推诿的现象发生，这些问题都可以通过建立健全的岗位责任制度得以解决。此外，工作人员不但要对网络瓦斯监控知识有一定了解，思想上时刻保持着“安全第一”意识，保证将综合自动化安全意识渗透到工作的每一个层面，全面提升安全作业人员的工作责任心与使命感。 1.2 加强瓦斯监测系统的设备管理 加强设备巡视管理是网络瓦斯监控的重点，预防设备异常的发生是监控运行管理的主要内容。为了保障监控仪器的准确性，应该建立完善的设备定检制度，仪器设备需要进行定期的检测，对于一些使用频率高的仪器，更是要依据规定检测并建立相应的维护记录以随时了解其运转状态，保证其正常的运行和及时的维护。 1.3 提高瓦斯监测系统的技术管理 由于煤矿瓦斯监测系统存在很大程度上的特殊性，而作为贯彻于瓦斯监测系统整个流程的重要要素，技术管理在中的作用不容小觑。因此，加强设备的绝缘监督工作，利用声波检测、光谱分析等监督手段，及时地发现并排除故障无疑势在必行。煤矿安全工作一旦脱离了技术的支持，就难以称作是有效的工作。对于系统运行工作的异常情况，及时采取跟踪测温，利用图谱库进行分析对比，并提出检测修改的建议，以此来加强设备的有效运行。 2 煤矿瓦斯监测系统的设计 2.1 联网设计 为达到网络带宽的预定要求，在瓦斯监测系统的设计中采取分层瓦斯转发、本地局域网组播的设计方案，也就是在每个网络层构设瓦斯转发服务端口，并且在煤矿现场、区县市局成立监控管理中心，完善各部门瓦斯解码器、电视播放墙等设施。具体的瓦斯监控系统联网设计如图1所示。由于煤矿施工长期通常都较为偏远，带宽并不充裕，这种联网设计则可以很好地应用于广域瓦斯联网，若考虑到以后省级平台瓦斯联网模式，这种设计方案无疑当前2 Mb带宽的最佳选择，不然很容易致使监控网络不稳定甚至不能使用。该联网设计借助已知煤炭网的部分节点，经上级授权之后连接并登录瓦斯流管理服务端口，就可以轻松观看该服务器监控矿区的生产工作瓦斯，且不会增加前端带宽负荷，可同时向多个用户共享图像信息。 2.2 安全系统体系结构设计 在图2中，我们可以清楚地看到安全系统体系结构的设计方案。通过4个监控工作站或D1单画面轮巡，将画面进行分割并上传到瓦斯流管理服务端口，然后统一由瓦斯流管理服务端口对瓦斯信号进行存储和，这样有效地避免工作人员直接访问客户端而导致网络拥塞现象。开展瓦斯监控工作时，前端摄像机瓦斯线依次对前端画面处理器、瓦斯服务器和光端机实施连接，通过光缆把接受到的瓦斯信号传输到监控中心。在这个时候，其他用户很容易不会根据已经规定好的操作流程来对系统进行操作和数据处理，而且由于不受时间、地域的限制，他们还可能会通过输入地址直接对数据库实施访问。如此一来，就很容易造成客户肆意操作，最终致使后台数据库随时都有崩溃的威胁。所以说，我们应该采取一些可运用的技术对系统进行尽可能全面的安全防范，比如说系统加密、防火墙、真实身份认证、授权控制技术等等。监控中心在接收瓦斯信息后，第一时间想远端的瓦斯服务器发出云台控制信号，最终传输到摄像机云台控制线，并直接上传到系统客户端。 2.3 瓦斯控制系统 在煤矿保护层上的回收期，我们可以将高抽巷侧上方的石板巷回风巷段封闭采空区瓦斯抽放管，同时与上隅角采空区瓦斯抽采。抽巷形成的采空区瓦斯的顶板裂隙排水渠，对下部采空区瓦斯发挥作拉动用，减少采空区气体排涌向工作面和的上隅角。通过分段砌筑封闭墙，在封闭墙中铺设管路进行瓦斯抽采，抽采管路为240mm的铁管，抽采流量为91 m3/min，封闭墙间距为110m。封闭墙的组成由砌筑两道墙体，并在其内部充填黄泥，墙体厚度800mm，墙与墙之间的距离不小于4m，这样可以很好地起到密闭和防爆的作用。每个封闭墙内铺设两道管路，在新的封闭墙砌筑充填完成时，根据瓦斯抽采量适时关闭里段抽采阀门，保障了高抽巷瓦斯抽采的连续性。 2.4 瓦斯流管理服务器设计 在瓦斯监控设计中，瓦斯流管理服务器无疑是IP瓦斯监控系统的精神内容。建立瓦斯流管理服务端口，不但可支持瓦斯管理系统同时被多名用户访问，而且还很好地解决了前端瓦斯受网络带宽限制的问题，从而保证了各部门及领导可以直接通过桌面计算机对瓦斯监控系统进行访问，随时可浏览监控现场图像和瓦斯。服务器端拥有通过查询数据库，进而实现对煤炭安全生产信息化的作用，可以为计算机提供很多实用服务。瓦斯流管理服务器与空间数据库建立连接，可提供大量查询服务，例如属性查询服务、矢量和栅格地图服务等。在网络瓦斯监控系统组成部分中瓦斯流管理缓存服务器模块是相当重要的，服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。两部分组件分工合作，缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果，在缓存中处理请求数据然后向客户端发送，或者利用数据库中已存数据，而索引管理组件先索引分析客户端请求，制作出瓦片空间待处理数据列表。若能发展好缓存数据的利用，数据库交互即可免去，同时数据的响应速度也会大大提高。总的来说，瓦斯流管理服务端为煤矿的安全生产提供了有效的图像监视选择和瓦斯存储的功能，可以彻底实现用户权限管理、自动报警与生产安全建议。 2.5 KJ95安全监控系统 KJ95煤矿综合监控系统是由煤科总院常州自动化研究所开发的。该系统通过井下通信和工业电视监视设备，对煤矿井下作业进行全程生产监控。这一过程中的工业电视监视和井下通信不但可以任意搭配组合，还可以单独利用，能够很好地满足不同条件的矿井需求。在KJ95综合监控系统配置框架中，监测系统与通信系统两者之间相互独立，主线采用光纤为材料，以确保通信系统所发出的语音信号和监测系统采集到的数据可以同时被地面的电端机所接收，为方便光纤传输，光端机会将混合后的电信号转变成光信号，再通过矿井下的光端机把光信号转换成电信号传送至井下工作面，最终将数据和语音彻底分开。通过井下的电端机RS232口可以将数据信号传送到矿井下的传输接口，然后由传输接口将之输出带到各个分站。通过分线盒可以把语音信号分送到各个话机，这一系列过程中语音信号与监测数据都是双向传递的。 3 实现效果 计算机网络瓦斯监控技术应用到煤矿安全生产来，根据所监控出来的瓦斯数据，对煤矿生产过程实施自发监控，并且数据处理敏捷准确，而且它可以直接对煤矿生产中必要的地物进行自动标注，并将标注数据存储到数据库中，避免不必要的人为抄写错误。最后在监控成果表输出以后，表格格式规范、信息完整，并能直接进行打印实现了导线点计算、展点、制表一体化。系统界面可视化、操作性强，监控人员不必进行专门的学习或培训，操作使用十分简便。通过面板中输出的原始瓦斯监控画面，可以切实地反映煤矿生产的真实状况，它对煤矿监控系统全过程进行瓦斯拍摄，在瓦斯监控工作开展前掌握了煤矿各节点在实际结构中的相对位置及相互关系，很简单地就可以完成固定环境轮廓的拍摄，提高了煤矿安全生产监控的工作效率。计算机网络瓦斯监控管理不但简单迅速，而且通过数据维护自动更新、表格目录与导线名称检索等方法实施管理，煤矿安全生产监控的效率明显获得了提高。 4 结论 煤矿瓦斯监测系统建设涉及到煤矿生产工作的数百个指标，需要调用大量的数据和信息，并要综合平衡煤矿生产同劳动力之间、供求需要同可开采煤矿之间、煤矿企业自身效益同社会效益之间的各种关系，要求很高，业务性和技术性很强，煤矿煤矿瓦斯监测系统建设过程实际上是一个多目标动态决策过程。因此，顺应技术进步的潮流，以计算机网络技术为手段，辅助设计煤矿瓦斯监测系统，实现计算机对煤矿安全生产管理是非常必要的。 煤矿监测系统论文:基于物联网及云计算平台的煤矿产区白龟山水库水环境监测系统研究 [摘 要] 应用物联网技术对平顶山煤矿产区白龟山水库水环境指标进行远程自动、实时监测，搭建相应的云计算平台，实现海量监测数据的及时有效处理及数据共享，为实现白龟山水库水资源可持续利用和用水安全提供保障。 [关键词] 物联网； 云计算平台； 水环境； 监测； 白龟山水库 水环境监测是水资源管理和安全供水的重要前提。目前，我国各主要湖泊水库的水环境监测尚未实现无人值守和动态监测，多采取监测人员留驻湖泊水库现场以人工方式采集水质数据，采集点和采样频次受到限制，获取的信息量较小，且耗费大量人力物力，另外很多水质指标还需要带回实验室进行测定，导致数据信息无法及时进行时空对比分析。即使部分湖泊水库采用较为先进的监测技术，但由于获得的时空数据量庞大，处理过程复杂度高，筹建所需的大量高性能计算服务器资金消耗巨大，很难实现水环境监测数据的及时、有效处理及合理快捷共享[1-3]。 自2009年以来，“物联网”概念频频出现在人们的视野中。物联网是指把所有物品通过射频识别、传感器等信息采集和识别设备与通信网络（如Internet、GPRS、3G网络等）连接起来，实现智能化管理和应用。日本、韩国、美国、欧洲一些国家基于物联网把新一代IT技术有效运用在生产生活中，通过物联网实现人类社会与物质世界的整合，从而提高了资源利用率和生产力水平[4-9]。物联网技术的发展也为水环境的监测提供了一个全新的方法和有效途径，但同时物物相连的必然产生大量的数据信息，若将这些信息有机的联合起来，就需要建立一个性能稳定的云计算平台，以解决物联网海量水环境监测信息的存储和处理问题。因此，将物联网技术和云计算平台结合，构建水环境监测物联网，搭建相应的云计算平台，实现水环境信息的实时动态监测和监测数据的及时有效处理及数据共享，为实现水资源可持续利用和确保用水安全提供重要依据[10-14]。 1 系统工程构建 1.1 系统体系架构 整个系统主要由水质监测传感子系统、多层次通信网络子系统、云计算平台和太阳能供电子系统构成，其体系结构如图1所示。 水质监测传感子系统的下位机软件采用中心对多点通讯方式，波特率为9600，采用心跳包实现保活机制，通讯信令采用ASCII码信令。上位机软件与数据中心之间拟通过TCP/IP协议来实现数据传输；通过对系统层Socket的封装，以及从数据链路层、网络层到应用层的集成融合通信方式，来实现用户编程接口的统一。云计算平台数据存储中心基于Oracle数据库来构建，事务处理采用并发机制和触发器机制，最后通过作业调度来实现数据的联机事务处理（On-Line Transaction Processing， OLTP）。利用Oracle DWB来建立数据仓库，提供分析型环境。所有的分析产品和用户接口（User interface， UI）均采用B/S架构来实现。系统拟采用目前比较流行的开源框架SSH（Spring、Struts、Hibernate）来搭建。 1.2 各子系统架构 ① 数据中心及采集系统 数据中心体系结构如图2所示，数据流处理包括接收处理数据流和发送数据流。 接受及处理数据流 a） 通过由水质参数传感器、滤波器、A/D转化器组成的采集系统，获得现场实时水质参数数据，并将这些数据按照采样频率传送至数据中心； b） 数据中心接收到实时数据后，进行逻辑分析，剔除脏数据，将正确的数据存储到瞬时数据库； c） 利用ETL（extract， transform and load）工具，结合企业数据库的作业/调度以及触发器等功能，利用瞬时数据库中的数据生成适合分析、统计的水质分析型数据库或者数据仓库； d） 利用数据仓库分析产品或者BI（business intelligence）报表引擎，对分析数据库或者数据仓库进行数据分析处理，生成用户需要的各种分析产品。 发送数据流 a） 用户可通过移动终端设备（比如手机、PDA等）或固定终端的水质数据查看器登录到数据中心，通过数据中心发送信令给采集系统，设定采集系统的采样周期等参数信息； b） 用户还可以通过数据中心向供电系统发送控制信息，开启或者关闭供电系统，或者对供电系统进行远程调控。 ② 多层次通信网络子系统 多层次通信网络系统架构如图3所示，采取分层混合网络体系架构，分为业务层、核心层、接入层、终端层四个层次。 ③ 供电系统 太阳能供电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器和蓄电池（组）构成。其中，太阳能电池板是将太阳辐射能转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作，是该系统的核心组件。 太阳能控制器控制整个系统的工作状态，并起到对蓄电池过充电保护和过放电保护的作用。蓄电池作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，当遇到阴雨天气的时候或者光照不够充足的条件下，特别是采集系统发生异常时，需要大功率高负荷的实时手动采集时，通过蓄电池来释放能量。 1.3 相关算法 ① 数据ETL算法 传感器水质参数数据通过以下五个流程过程，实现提取、转化和装载，最终建立WSDW数据仓库，算法实现流程图如图4所示。 ② 分类预测算法 基于LSM模型的聚类算法，是一种无教师自动分类算法，针对待聚类的目标数据，随机选取任意一个数据作为标兵数据，其他数据作为候选数据进行聚类。该算法具有敏感度低，数据选取次序无关等良好特性，非常适合传感器数据的分析处理，本工程采用基于LSM模型的聚类算法进行水质业务数据分析。 2 系统在白龟山水库应用 白龟山水库位于淮河流域沙河干流上， 大坝位于河南省平顶山市西南郊，东经112°50′至113°15′及北纬33°40′至33°50′之间。东西长15. 5 km，南北宽4. 2 km，占地近70 km2。水库控制流域面积2 740 km2，水库多年平均降雨量900 mm， 多年平均径流量4. 23 亿m3，总库容达9. 22 亿m3，是一座以防洪为主，兼顾农业灌溉、工业和城市供水的大型综合水库[10]。同时白龟山水库也是南水北调饮水工程的重要调节库。 以白龟山水库作为实验站点，建立基于物联网（无线传感网络）技术的水环境自动监测与分析系统，解决白龟山水库当前人工水质参数采集存在的诸多问题，构建白龟山水库水环境监测云计算中心，实现水资源持续有效利用和确保用水安全。 2.1 云计算平台的数据采集 ① 水环境系统主控因子数据采集 湖泊水库水环境监测指标包括诸多主控因子。白龟山水库主要选取水温、PH、浊度、ORP、溶解氧、总磷、总氮等主控因子。各主控因子数据采集通过搭建无线传感器自动数据采集子系统来完成。 自动数据采集子系统包括6个无线传感器自动采集站。利用各类在线水质传感器，在白龟山水库入水口、1号监测点、2号区监测点以及白龟山水库出水口等地设立6个实验示范性无线传感器自动监测站。自动数据采集系统按照业务需要来设定数据采集频率，对监测点水质进行无人值守实时采集。利用数据采集器进行滤波、A/D转化，最终为无线传输系统提供可靠的原始信号数据。 数据采集子系统获得的信号数据为4-20mA的电流信号，将通过无线网络传送至数据中心，然后转化为实际的水质参数数据，不同参数转化算法不同。转化后的水质参数数据，为准确地掌握水质状况和动态变化趋势提供基础数据，将持久存储在数据中心。 ② 视频数据采集 为现场设备、水域环境及生物活动提供视频采集功能，并通过无线方式按照定频和手动采集方式发回数据中心。依此实现对各个采样点非法入侵、设备破坏、特种保护动物活动提供实时监控。 2.2 云计算平台的数据传输 数据传输子系统用于将获得的实时信号数据传送至数据中心以便对此数据进行转化、分析、处理和存储。数据传输子系统包括传输控制节点、通信网络及数据中心。 传输控制节点负责接收数据采集器获得原数据，并通过RS485网络，将获得的实时水质参数信号数据传送到GPRS无线混合通讯系统，经由GPRS以及3G无线网络传送到有固定IP地址的数据中心。通讯传输采用“中心对多点”的TCP模式，实现数据的可靠透明传输。各传输控制节点间也可相互通信，与有固定IP的数据中心超级节点之间形成多层重叠混合网络，从而实现数据中心对整个无线传感器网络的管理。各用户终端设备通过该子系统完成登入、退出及异常处理，建立稳定网络，为传输信号数据和控制信令建立双向数据传输通道和通讯链路。 2.3 云计算平台的数据处理中心 数据中心是整个云计算平台服务体系的核心，其主要功能是对数据的计算和存储。通过数据中心，一方面，实现水质数字信号信息的接受、分析处理、预警及存储，另一方面，还可以通过远程无线控制进行随机监控和采样周期设定及视频监控等工作。 2.4 云计算平台的实时监控预警 实时监控预警子系统提供监控和预警两项功能。监控模块主要完成两个方面的工作：一方面，提供实时数据的查看，在线分析和报表下载功能；另一方面，对无线视频采集系统获得的现场图像进行分析、比对，对异常现场状况采取措施；预警模块也主要完成两方面工作：一方面，当数据中心发现异常数字信号后，传送异常类别给实时监控预警子系统，该系统完成对实时数字信号的预警处理任务；另一方，为授权用户和决策人员提供自动预警处理结果。 2.5 野外太阳能供电系统 由于无法通过交流电对白龟山水库水质监测系统供电，因此必须选择适合当地环境的可靠的供电方案来解决此问题。根据白龟山水库的气候特点，本着绿色、节能、环保和低碳的原则，采用太阳能供电系统作为供电方案。 3 结语 应用物联网技术构建的监测系统实现了白龟山水库水环境指标的实时动态监测，云计算平台对监测信息进行及时快捷有效地处理并能实现信息共享，为加强水资源管理和提高用水安全提供了有力保障。 煤矿监测系统论文:基于无线传感器网络的煤矿监测系统设计 [摘 要] 煤矿安全已经成为社会非常重视和关注的问题。针对当前基于有线网络和固定传感器技术的监测系统存在监测盲区的问题，设计了一套基于Zigbee技术的无线传感器网络煤矿监测系统方案。分析了煤矿监测系统的结构，对系统的无线传感器网络部分进行了详细设计，包括硬件设计和软件设计。系统对预防煤炭安全事故有着重要的意义。 [关键词] 煤矿安全； 监测系统； 无线传感器网络； Zigbee协议； 节点 引言 我国煤矿开采方式只要是以矿工开采为主，多数矿井都有瓦斯、煤尘、火灾等隐患。我国煤矿生产形势一直十分严峻，煤矿频繁发生事故，给国家和人民都造成了巨大的损失。安全问题一直困扰着我国煤矿生产，是制约我国煤矿行业发展的主要障碍。但是目前我国使用的安全监测系统主要还是以现场总线为主，通过有线方式进行信息数据的采集和传输，这在矿井特殊环境下存在许多的弊端。如井下监测点数量有限，存在监控盲区；随着挖掘的深入，传感器无法实现快速跟进；一旦网络发生故障，系统就会瘫痪等。 无线传感器网络的网络自组织、结构灵活、以数据为中心的特点很适合矿井环境安全监测的应用，无线通信技术ZigBee的低功耗、低成本、覆盖范围大、高可靠性等都符合系统的要求，很好的解决了上述的弊端。本文设计的煤矿安全监控系统，是通过无线传感器网络实现对煤矿监控区域瓦斯浓度和温湿度等信号的采集测量，同时将所采集的信息在地面控制中心 PC 机上实时地显示出来，对煤矿井下环境数据进行全方位实时监测和智能预警，对煤矿的安全生产具有重大的意义。 1 总体结构 整个系统分为井上及井下两大部分，由协调器、终端节点、路由节点、监控计算机和监控中心管理系统组成。在主巷道的入口处架设协调器，在煤矿井下主巷道和采掘工作面中每隔几十米布设一个路由节点，矿井工作人员佩戴移动的终端节点，每个采掘区形成一个无线传感器网络，它通过协调器采用总线与地面监控计算机相连。其中协调器、终端节点、路由节点构成基于zigbee的无线传感器网络，三种节点相互配合，共同完成对瓦斯浓度、温湿度数据的采集、传输和对网络的管理。系统的总体结构如图1所示。 系统井下部分为路由节点和终端节点构成的ZigBee网络。终端节点上使用瓦斯传感器、温湿度传感器等对井下环境数据进行采集，并通过路由节点的转发送给井上协调器节点。协调器节点与监控计算机通过串行接口将数据传给监控计算机。监控计算机收集数据信息，对数据进行实时监测，并能够通过以太网或Internet将数据传送给监控中心。 2 节点硬件设计 协调器节点、路由节点和终端节点采用相同的硬件设计。考虑到系统具有低功耗和可靠性高等要求， PIC18F4620单片机具有低功耗、性能稳定的特点；CC2420射频芯片只需简单外围电路设计，且支持ZigBee协议。传感器节点采用PIC18F4620单片机和CC2420射频芯片。节点的硬件结构如图2所示。 节点硬件平台以PIC18F4620单片机和CC2420射频芯片为核心，在单片机上扩展出SPI接口与CC2420进行连接，它们之间采用主从模式进行通信，同时还在外围扩展了RS232和RS485接口电路。针对影响矿井安全环境的因素，系统采用瓦斯传感器和温湿度传感器对矿井环境相关数据信息进行采集，传感器采集的数据经过信号放大、A/D转换等处理后传输给控制器。然后节点利用CC2420射频收发器将数据发送给中心节点，当数据值超标，产生安全隐患时启动报警装置发出警报。瓦斯传感器采用LXK-3，可以实现瓦斯浓度4%以内的检测，且当持续半分钟检测到瓦斯浓度高于1%时，蜂鸣器发出报警信号。温湿度传感器采用SHT11，根据煤矿的温湿度参数自动对瓦斯传感器校零，从而提高瓦斯浓度报警器的准确性。节点采用9V电池供电，通过稳压器将电压输出转换为系统可用电压。 3 软件开发环境 MPLAB IDE是Microchip公司用于PIC 系列单片机的基于Windows 操作系统的集成开发环境，采用汇编语言或C语言使用内置编辑器创建和编辑源代码。MPLAB ICD 2 在线调试器实时调试可执行逻辑，使用 MPLAB ICD 2 器件编程器向单片机中烧写。 ZigBee协议栈由Microchip协议栈的3.5版本来实现。Microchip协议栈的3.5版本能够在大多数PIC18系列的单片机上进行移植，并支持各种ZigBee网络拓扑结构，能够实现全功能设备和精简功能设备的功能。 4 节点程序设计 在本系统中，节点设备的功能不同。传感器终端节点的主要功能是通过瓦斯传感器和温湿度传感器对矿井环境相关数据信息进行采集，并将数据发送给协调器节点；路由器节点的应用层程序主要功能是网络路由的维护、节点的管理和数据的传输等；协调器节点的任务是创建整个网络，并将从传感器节点传输来的数据通过串口传输给监控计算机，同时将控制命令发送给网络中的节点。传感器终端节点、路由器节点和协调器节点均有各自的应用层程序文件：RFD.c、 Router.c、Coordinator.c，这三个文件分别是终端节点、路由器节点和协调器节点的应用程序，分别实现了各自的功能。 终端节点、路由器节点和协调器节点三种节点的应用程序都是通过调用原语，通过改变原语的状态使ZigBee协议栈的各子层实现相应的操作来实现的。在程序的初始阶段都要先对看门狗、硬件、协议栈及其它部分进行初始化操作。节点初始化后，协调器节点建立并维护网络，路由器节点和终端节点在建好网络后加入网络，负责各自在网络中的任务。 4.1 协调器节点程序设计 协调器节点作为网络的中心节点，是无线传感器网络和监控计算机的联系纽带。它一方面要创建网络，对网络地址进行分配，并维护网络状态；另一方面要在收到数据请求时从终端设备节点读取数据信息，并将这些数据传送给监控计算机。在协调器节点开始运行后，要先对PIC18F4620单片机和CC2420芯片进行初始化操作，然后创建网络并对网络进行监听，将接收到的数据发送给监控计算机。节点的程序流程图如图3所示。 4.2 路由节点程序设计 终端节点和协调器节点之间可能因为距离等问题无法直接进行数据的传输，路由节点的功能主要是帮助协调器节点建立完整的网络，管理其覆盖范围内的传感器终端节点，对网络中传输的数据信息进行转发，类似于一个网络中继站。当协调器节点创建网络以后，路由节点要搜索并加入网络，然后管理其覆盖区域的传感器终端节点加入或离开网络。该节点的流程图如图4所示。 4.3 终端节点程序设计 系统的终端节点实现的功能是利用节点上的传感器对环境对象的数据进行感知和采集，对采集的数据进行一定的处理，然后通过CC2420射频芯片将数据通过网络发送给协调器节点。终端节点在收到协调器节点的数据请求命令后才会进行相关数据的采集和发送，在没有数据请求的时候处于休眠状态，以减少能量消耗。终端节点的软件流程图如图5所示。 5 结束语 将无线传感器网络应用到煤矿安全监测中，可随意增加移除监测节点，方便网络扩展，弥补了煤矿目前的煤矿生产安全监控系统的不足，具有重要的现实意义。 随着无线传感器网络和煤矿监控技术的发展，成本的不断下降和体积的进一步减小，无线传感器网络在煤矿安全监控系统中的大规模应用会很快实现，未来的煤矿安全监控系统会更智能、更完善、更稳定。 煤矿监测系统论文:KJ581型钢丝绳芯胶带在线监测系统在彭庄煤矿的应用 摘要：针对矿用胶带钢丝绳芯的漏磁在线检测及X光成像技术的应用与研究，将检测、成像及诊断系统的结合一体，完成对胶带内钢丝绳芯锈蚀、断绳、接头抽动、移位、镀锌层老化等工况的高速、在线、电磁检测及精确定位。对重点隐患部位进行重点检查，及时发现隐患，实现对钢丝绳芯胶带的在线监测，保证设备安全运转。 一、前言 强力胶带机由于运输能力大，运输距离长，所以广泛应用于我国矿山等行业。但是由于强力胶带机运距长、负荷大、设备老化等问题，造成皮带接头易损、带身钢丝绳断裂，设备安全运转存在重大隐患。如果发生事故，不但会造成重大的财产损失，而且造成更为严重的人员伤亡事故。 彭庄煤矿矿现有钢丝绳胶带机2部，在设备运行中发现胶带接头的完好情况是整个胶带机安全运行的基础，现在皮带硫化接头的检查只凭肉眼观测，对接头的硫化仅凭经验，虽然在管理中要求司机在班中严格按规定巡检，但难免监测不到位，因此极不科学，很容易出现断带事故。 目前国内有钢丝绳芯探伤仪，存在着只能以“心电图”形式的记录，不能自动判断，需专业人员才能看懂，不便快速有效的发现胶带在运行中存在的隐患。通过钢丝绳芯皮带电磁在线检测及X光成像技术的应用研究，将检测、成像及诊断结合起来，对重点隐患部位进行重点检查检修，及时排除隐患，保证设备安全运转，为矿井的安全生产打下基础。 二、综合在线监测装置的工作原理及组成 1、工作原理： 首先，通过永久磁场对胶带钢丝绳芯进行充磁，当系统工作时，通过对胶带内钢丝绳芯磁通量的变化情况实现对胶带内钢丝绳芯的锈蚀、断绳、接头抽动、移位、镀锌层老化等工况实行高速、在线、电磁检测。当某处损伤超标或接头抽动超标时再启动 X射线部分进行低速在线或定点透视，从而使用户能更清楚、直观地看到损伤点或接头的透视图像，以便采取进一步的合理修复手段，防范隐患扩大或事故发生。 2、系统的组成： 电磁传感器：完成对输送带内钢丝绳芯的加磁及漏磁信号的拾取与检测； X 光机系统：X光发射、接收装置、皮带定位装置，完成机架内皮带定位及其透视图像的实时采集； 下位计算机：完成对磁信号及视频图像的接收、预处理、打包、发送以及电源的提供； 上位计算机：完成对信号的接收、校验、后处理、存储与实时显示和报表打印。 3、系统的功能： ⑴完成输送带内钢丝绳芯锈蚀、断绳、接头抽动、移位、镀锌层老化等工况的高速、在线、电磁检测及精确定位； ⑵完成输送带内钢绳芯损伤点或接头的 X 射线低速在线或定点透视；⑶检测数据及扫描图像可通过日期、接头号、位置等选项进行查询、观看和比对、分析；⑷系统最终出具检测数据、曲线图、文字报告，并具超限报警功能；⑸实现各检测值的长时间存储及报表打印；⑹系统可通过光纤远距离传输并可进入用户局域网实现数据共享；⑺对输送带进行辅助定位,并进行声音提示。 4、系统的特点： ⑴磁传感器形式：数字式、密集型、单箱式传感器；⑵磁传感器维护：无传感器调节窗口、温度自适应、彻底免维护、免调试；⑶系统模块化的多层单片机结构，使系统运行更快、更稳定、更容易实现更新换代；⑷面对用户的人性化、模块化、傻瓜型的软件设计，使用户无需懂太多计算机知识的人也可以轻松使用该系统；⑸系统可进入用户的局域网，实现数据共享；⑹可大大降低工人的劳动强度，改善其劳动工作条件，缩短检测时间；⑺人可以远距离进行X光透视,免辐射。 三、设备的安装与调试 1、磁传感器的安装： 传感器安装位置遵循以下原则：输送带抖动最小、要尽量远离强磁场、不易受砸、安装维护方便、信号传输距离尽量短等。 传感器应放在上皮带与底皮带之间， 首先将L 型固定板固定在输送带大梁上，套上U型螺丝，用螺母拧紧；再用直杆螺丝将传感器箱吊挂在 L 板上。传感器箱下表面距离底皮带上表面的高度调节为60mm+5mm，最后用螺母拧紧即可。 安装注意事项： ⑴传感器箱应安装在皮带抖动小的地方（最好安装在机头附近，靠近托辊的位置，但为了避免测试误差，请不要装在托辊正上方）；⑵用螺母固定传感器箱时，应加装弹垫,切记拧紧，防止长期震动导致螺母松动。 2、X光系统各部分的安装(仅限综合系统)： 现场安装期间，发现该装置的固定装置，不牢靠及X光机安装位置在上下胶带之间，要求上胶带胶带下平面与胶带机纵梁上平面之间有不低于300的间距，我们对机架的固定方式及托辊架进行了改造。 原有X光机架为落地式，它要求安装地点的底板必须与胶带平行方可安装，由于井下地理条件的不同及底板的起伏不平，造成机架安装后，X光机纵向移动架与胶带机纵梁交叉，影响机架前后移动距离。我们在与厂家技术人员研究后，提出将机架改造为吊挂式使用，具体方法如下： ⑴在机架前后两端，加工四根等距吊架，将X光机机架整体吊挂在胶带机纵梁上；⑵再在机架前后两端，加工四根拉杆，将机架与胶带机前后H架固定在一起；⑶原有胶带机上托架为插板式，托辊上沿只比纵梁高出60，我们在不停产的前提下将托辊架改造为固定式，且逐渐提高托辊安装高度，使胶带在通过监测装置处形成桥型段，既满足了监测装置的安装要求，又保证了矿井生产的正常进行。 四、使用的注意事项 1、硬件设备： ⑴传感器箱在运输安装时，应避免强烈的震动或碰撞；⑵操作该系统时，操作者必须经过计算机操作培训,并严格按照该使用说明书进行操作；⑶应定期检查传感器箱固定螺丝是否松动；⑷每次使用本产品时，应先进行设备自检，如果发现有设备损坏应及时修理或与厂家联系⑸X光机启动时,请勿在机架附近长时逗留。 2、软件使用： 禁止拷贝与该系统无关软件到本计算机，防止病毒侵入影响，使用 U盘或移动硬盘时先进行杀毒再使用。 禁止删除系统软件中的任何文件，防止软件无法正常运行。 五、常见问题及解答 1、实时监测过程中或处理数据过程中，计算机经常出现死机，不能正常运行： ⑴检查计算机所在室温是否高于35℃或低于 0℃，若是应降低或升高室温；⑵若室温条件满足，故障仍未排除，请检查计算机是否有病毒并用正版杀毒软件进行查杀病毒。 2、报表及图形数据打印，颜色太浅，无法看清。 更换色带、墨盒、硒鼓。 3、计算机自检时显示下位机连接不上： ⑴下位机电源是否已经打开；⑵USB 转光纤模块是否按操作规程（先启动工控机,待启动完毕,再按住 USB 转光纤模块按钮 3 秒）,如果不是,请按规定操作,便可正常连接下位机；⑶光纤是否折断(用激光笔从一侧照光纤,另一侧可见到光,即为完好)，若折断则需更换；⑷下位机通讯板损坏，需更换；⑸USB转光纤模块损坏,需更换。 六、结语 通过对彭庄矿井下主上仓皮带安装KJ581型钢丝绳芯胶带在线监测系统之后，通过该系统的投入使用，完成对胶带内钢丝绳芯锈蚀、断绳、接头抽动、移位、镀锌层老化等工况的高速、在线、电磁检测及精确定位。提高了胶带使用的安全性和可靠性，并针对胶带的重点隐患部位进行重点检查，及时发现隐患，实现对钢丝绳芯胶带的在线监测，保证设备安全运转，为矿井的安全生产奠定了基础。

机电技术应用论文:浅析煤矿机电管理技术的应用及管理 摘要：煤炭是我国重要的能源，煤炭工业的大力发展，在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。采用机电一体化产品的煤矿，能够获得可观的技术、经济和社会效益。随着现代化设备的不断投入使用，对机电管理人员的业务素质也提出了新的要求，只有熟识电气设备的功能，才会更好的完成本职工作。因而，近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 关键词：机电管理人员；煤矿机电一体化产品；煤炭生产 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化，综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控，使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度，检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态，自动调节支架推移输送机的拉移等，使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中，因为现代化煤矿发展的需要，对煤矿机械化采煤提出更高的要求，因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今，对于国外一些采煤技术比较先进的国家，煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机，他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式，主要以电力电子器件为核心。 1 机电一体化 机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组，并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展，它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击，采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备，而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革，对传统的机械工业注入新鲜的血液，实现文明生产。 2 煤矿机电一体化产品 煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场，我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等，为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。 3改进煤矿机电管理的办法 3.1重视管理，提高机电管理水平 重视机电管理，首先是矿井领导人重视机电管理，这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作，多提工作建议，以获得领导的支持。 3.2因矿制宜建立机电管理机构，授予职权，统一管理 矿井机电管理机构体系不论采取哪处形式，都必须授予机电部门职权，实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权，即：制定机电管理规章制度权；编制部署机电工作计划权；设备配件分配权；制止违章作业权；追查机电事故权；检查评比考核奖罚权；机电业务骨干调整调动工作监督权。 3.3加强机电标准化管理，建立健全标准化管理组织，提高全体机电人员的质量标准化意识，按标准化要求开展机电工作。 机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础，地方煤矿应逐步完善机电标准化工作，成立标准化领导小组，制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”，即面上抓质量升级，线上抓达标头面、机道、机房，点上抓薄弱环节。建立机电标准化奖罚制度，开展机电标准化竞赛活动，树立标准化样板机电区队、机房硐室、机道，推动机电标准化工作的全面开展。 3.4扎实地做好设备综合管理工作 设备管理的基本任务是掌握设备动态，建立、保管设备档案，办理设备调拨转移手续，掌握设备技术性能状态，编制审查设备购置、更新、改造、修理、配件计划，掌握大修资金的使用，对设备实行全过程的管理。各矿应建立设备综合管理体系，完善设备综合管理制度，配齐设备管理人员，实行流程化管理，扎实地做好设备综合管理工作，确保设备管理制度化、正常化、规范化。 3.5认真落实规章制度 规章制度是机电业务活动的准则，是做好机电工作的纪律保证，应建立健全。当前，规章制度执行不利是突出的问题，特别是操作、维修、综合平衡、质量验收、现场管理等制度的执行方面尤为突出。矿井机电管理的主要工作对象是设备，落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是：机电管理人员责任制度；设备使用操作规程；设备维护保养、检查、维修、质量验收制度；机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。 4 对我国煤矿机电一体化技术的思考 在 20世纪，我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展，机电一体化技术应用到了煤矿每个环节，但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此，要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平，必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度；以计算机为机电一体化的核心装置，因为计算机运算和存贮能力非常强，且体积和功耗小，更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品，在设计煤矿机电一体化产品时，应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机，从而保证工作性能更可靠；对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能，同时，要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块，方便与控制网络进行连接通信控制；煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平，能判断机电设备和周围环境的状态，使设备能自动适应环境并以最优的状态工作，同时能快速地对所采集的参数进行分析，从而对故障进行诊断，再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测；要对矿用传感器进行深入研究和开发，提高矿用传感器的可靠性和使用寿命，同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量，并保证其测量准确度，并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能；要关注国内外高新技术的发展，将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品，从而提高煤矿现代化，达到煤矿自动化生产。 5 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础，更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术，煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广，大力地推动我国煤矿综合生产力，同时，为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:机电应用中的检测技术分析 作者:刘成良;战丽红;周恩才 摘要:高等职业教育工学结合的中机电一体化专业的前端检测技术学习与分析，实现了学生的高素质技能型人才培养和教师的实践学习。 关键词:机电一体化;传感检测;传感器;机器视觉 高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型，肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命，《国务院关于大力发展职业教育的决定》的2006年16号精神，要求以科学发展观为指导，促进高等职业教育健康发展，改革教学方法和手段，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养，教学过程实践性、开放性和职业性，突出实验、实训、实习三个关键环节，加强学生的生产实习和社会实践及校内生产性实训基地建设的校企组合新模式等，提高学生的实际动手能力。 我院的机电一体化专业通过和周边区域、企业工学结合、顶岗实习，走产学结合发展道路，使学生、教师的实际能力获得了极大巩固和提高，为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才。 一、机电一体化 机电一体化又称机械电子学，英语称为mechatronics，它是由英文机械学mechanics的前半部分与电子学electronics的后半部分组合而成。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。 机电一体化具体包括以下内容：机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术。 机电一体化主要课程机械方面有机械制图，机械设计，金属工艺学，数控编程技术，autocad；电工方面有可编程控制器plc，单片机，自动控制原理，电工电子。实习课程：电力拖动，plc，单片机，钳工，普通车、铣、刨床，数控车、铣，加工中心。 主要就业岗位：机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理；普通机床的数控化改装等。次要就业岗位：机电一体化产品的设计、生产、改造、技术服务等。 二、传感检测技术 传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。 检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。 国家标准gb7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 可以用不同的观点对传感器进行分类： 按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。 按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。 电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。 电阻应变式传感器。传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。 压阻式传感器。压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。 热电阻传感器。热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。 按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量的开关型传感器；输出为模拟量的模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。 按传感器材料分类：可分为金属、聚合物、陶瓷、混合物传感器。 按传感器制造工艺分类：可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。 集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。? 薄膜传感器是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。? 厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是al2o3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。 陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。? 完成适当的预备性操作之后，已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性，在某些方面，可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。? 每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低，以及传感器参数的高稳定性等原因，采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。 三、机器视觉技术 采用机器代替人眼来做测量和判断的“机器视觉”，第一步靠的就是传感器技术。 机器视觉系统是通过图像摄取装置把图像抓取到，然后将该图像传送到处理单元，再通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉技术日臻成熟，在现代加工制造业中，广泛应用于食品和饮料、化妆品、制药、建材和化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造等行业。在现代自动化生产过程中，广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉系统能提高生产的柔性和自动化程度，提高了生产效率和生产的自动化程度，机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。 四、机器视觉工业检测系统类型 机器视觉工业检测系统从检测性质和应用范围而言，分为定量和定性检测两大类，每类又分为不同的子类。机器视觉在工业在线检测的各个应用领域十分活跃，如：印刷电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、容器容积或杂质检测、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。此外，在许多其它方法难以检测的场合，利用机器视觉系统可以有效地实现。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成许多工作，这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。 用微波作为信号源，根据微波发生器发出不同波涛率的方波，测量金属表面的裂纹，微波的波的频率越高，可测的裂纹越狭小。 自动光学检测 (aoi) 指的是通过在受控照明条件下使检测目标（如 pcb 的一部分）成像进行的目标检测。 在aoi 系统中，捕获和重建3-d 形状的能力是非常必要的。3-d aoi从检测图像中可以萃取出不同类型的信息。其表面颜色一直被成功用于检查零部件情况，对于焊点检测，精确确定焊点质量，形状信息比颜色信息更有用。 高等职业教育坚持育人为本，德育为先，立德树人的根本任务，培养学生的社会适应性，教育学生树立终身学习理念，提高学习能力，学会交流沟通和团队协作，提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。 重视学生的职业道德教育和法制教育，重视培养学生的诚信品质、敬业精神和责任意识、遵纪守法意识，培养出一批高素质的技能性人才。 机电技术应用论文:试探机电一体化技术的应用 摘要：随着 科学 技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微 电子 技术信息技术的迅速 发展 ，机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文对机电一体化技术的应用进行阐述，并对其发展进行探究。 关键词：机电一体化 应用 发展 0 引言 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着相关技术的不断发展，其内容将不断更新。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、 计算 机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术，它使 工业 生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化技术的应用 1.1 在 现代 机械制造业中的应用 传统机械制造业是建立在规模 经济 的基础上，靠 企业 规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、 网络 化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。 1.2 在饮料行业中的应用 机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。 1.3 在钢铁企业中的应用 1.3.1 计算机集成制造系统(cims) 钢铁企业的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。 1.3.2 现场总线技术(fbt) 现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。 1.3.3 交流传动技术 随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 1.3.4 开放式控制系统 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 1.3.5 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2 机电一体化技术的发展趋势 2.1 智能化 智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能，设置智能i/o接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心 理学 、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.2 数字化 微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。 2.3 模块化 是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。 2.4 网络 化 网络技术的兴起和飞速 发展 给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以 计算 机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 2.5 自源化 自源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。 2.6 人性化 人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说更 自然 ，更接近生活习惯。 2.7 微型化 微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。 2.8 绿色化 工业 发达给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果，所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 3 结束语 随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。 机电技术应用论文:浅论机电一体化技术的应用及其发展趋势 【论文关键词】：机械工业　机电一体化　数控　模块化 【论文摘要】：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手： （一） 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。 （二） 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。 （三） 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。 （四） 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 （五） 接口技术 为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 （六） 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 （一） 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在： 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 （二） 计算机集成制造系统（cims） cims的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 （三） 柔性制造系统（fms） 柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 （四） 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展： （一） 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 （二） 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除rs232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。 （三） 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 （四） 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。 （五） 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 （六 ） 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要：文章概述传感器 研究 现状与 发展 ，探讨传感器在机电一体化系统中的 应用 ，并 分析 我国传感器技术发展的若干 问题 及发展方向。 关键词：传感器技术；机电一体化；应用 在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定 规律 转换成可用输出信号的器件或装置，主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态，为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展， 电子 信息种类日益繁多，信息传递速度日益加快，信息处理能力日益增强，相应的信息采集——传感技术也将日益发展，传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起，逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”，各先进 工业 国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的 现代 科技 领域，传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统（或产品）发展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品之中： 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作，是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括：其自身状态信息的获取通过内部传感器（位置、位移、速度、加速度等）来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 （1）切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或（金属）材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等，而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲，主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等，其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 （2）工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比，工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来，工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲，工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外，还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器，如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 （3）刀具（砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度（按磨钝标准判定）或出现破损（破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称），使它们失去切（磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时，称为刀具/砂轮失效。工业统计证明，刀具失效是引起机床故障停机的首要因素，由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外，它还可能引发设备或人身安全事故，甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的 应用 ， 现代 化汽车 工业 进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件，这不仅体现在发动机上，为更全面地改善汽车性能，增加人性化服务功能，降低油耗，减少排气污染，提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性，先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中，必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术 发展 的若干 问题 及发展方向 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上 影响 和决定着系统的功能；其水平越高，系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的 研究 主要集中在专业研究所和大学，始于20世纪80年代，与国外先进技术相比，我们还有较大差距，主要表现在： （1）先进的 计算 、模拟和设计 方法 ； （2）先进的微机械加工技术与设备； （3）先进的封装技术与设备； （4）可靠性技术研究等方面。因此，必须加强技术研究和引进先进设备，以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面： 1.加速开发新型敏感材料：通过微 电子 、光电子、生物化学、信息处理等各种学科，各种新技术的互相渗透和综合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展：研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展：通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展：传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展：随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号（如0-10mv），而是经过微电脑处理好后的数字信号，有点甚至带有控制功能，即智能传感器。 机电技术应用论文:机电一体化技术专业“项目教学法”应用的探索与实现 【摘 要】高等职业 教育 培养目标是为社会提供大量的应用型技术人才，但高等职业教育的现状是满足不了社会的需求，为此，要求职业教育进行课程改革。本文根据高职学生的实际情况，结合本课程特点，从高职 电子 教学实际出发，在高职电子课堂教学中如何将传统的教学方法与 现代 化教学方法有机的结合，根据课程内容将项目教学法应用于课堂教学中。 【关键词】机电一体化技术专业；项目教学；应用 为进一步落实 科学 发展 观，坚持以学生为本，深化职业教育教学改革，办出职业教育特色，提高人才培养质量，增强职业教育对 经济 和社会发展的贡献力，各级各类职业学校都在进行课程改革，构建以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化专业课程体系。新课程实施的原则是要使学生“会学”，而不是“学会”。教学不单是知识的传递，更重要的是知识的处理和转换，以培养学生的创新能力。积极探索与新的课程体系相适应的教学模式，改变目标单一的以知识传授为主的教学方法，构建体现项目课程特性的新型教学关系，逐步形成以项目教学法为主要特点的教学，促进教师教学方式、学习者学习方式的根本改变。探索建立“教学内容模块化、能力培养项目化、实践指导个性化”的教学模式。 1．项目教学法的定义 项目教学法，是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在教学活动中，教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生，在教师的指导下，以小组工作方式，由学生自己按照实际工作的完整程序，共同制定计划、协作完成整个项目。在项目教学中，学习过程成为每人参与的实践与创造活动，它的价值体现主要在完成项目的过程中，而不是最终的结果。 2．项目教学法在机电一体化技术专业中的设计原则 项目教学法与传统教学法相比，有很大的区别，主要表现在改变了传统的三个中心，由以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以项目为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。具体来讲，要遵守下面的五项原则： 2．1　项目教学的科学性。我们制定的教学目标，必须有利与开发每个学生的学习潜能，而且还注意把教师和学生所花费的时间和精力控制在合适的程度，以防师生负担过重。 2．2　项目教学的系统性。项目教学面向每一个学生的个性发展，尊重每一个学生发展的特殊需要，最重要的是创新能力的培养。对于一个职高学生来说，要很快具有创新能力是不现实的，但是使他们具有创新意识和创新精神是能够做到的，也是必须做到的。除了学科的整合，另外还与教师培养、设施设备条件关联，项目教学是一个系统工程。 2．3　项目教学的实践性。项目教学和现有学科教学最大的不同点是它不对学生进行纯学术性的书本知识的传授，而是让学生自己动手实践，在实践中获得信息时代所需要的能力，这才是设立项目教学这一课程的最根本的目的。如果说，其他课程主要让学生获得基础知识，那么，项目教学则强调让学生得到实践能力的训练。 2．4　项目教学的层次性。项目教学的开展，决不是为了取代学校现有的学科教学。因为职校学生还处在长知识、打基础的阶段，学科教学中的知识、能力训练是他们成长所必需的。不具备一定的从学科教学中获得的知识，开展项目教学只能是无本之木、无源之水，无从谈起。从这个意义上说，“项目教学”的开展非但不取代，相反还有赖于学科教学的质量。 2．5　项目教学的自主性。项目教学是以学生的直接经验或体验为基础而开发和实施的。它是以学生的直接经验为基础而对学科知识的综合运用，是对学科的逻辑体系的超越。在“项目教学”的开发和实施过程中，鼓励学生的自主选择和主动探究，将学生的需要、动机和兴趣置于核心地位，为其个性充分发展创造空间。 3．项目教学法在机电一体化技术专业中的应用 依据项目教学法在高职机电一体化技术专业课程教学中应用的基本原则，现将机电一体化技术专业课程作为实施研究的对象，开展项目教学法的研究。 机电技术应用专业项目大致可以分为： 3．1　典型的切削加工项目：可以构建以《机械设计基础》、《机械制造技术》、《数控技术基础》等形成的项目课程，作为第一个学习领域； 3．2　典型的 电子 装配项目：构建《电工基础》、《电子技术》、《电工与电子操作技能》等形成的项目课程，作为第二个学习领域； 3．3　典型的机电一体化控制项目：构建以《电力电子技术》、《电气控制》、《机电一体化技术》，《数控机床故障诊断与维护》作为第三个学习领域。 3．4　典型的机电产品装配、维修服务项目：构建《单片机接口技术》、《传感器技术》、《液压与气压传动》、《自控控制系统》、《plc可编程控制器》作为第四个学习领域。 这些从一到四的学习领域，按照学制及认知的 规律 ，从简单到复杂，从低级到高级，从一般到特殊展开项目教学过程。每个项目的实施步骤如下： （1）确定项目任务。组织教师分析项目涵盖的跨学科的知识及涉及到的专业科目，确定项目的目标和任务，详细编写《项目(课题)任务书》。 （2）布置项目。分发《项目任务书》，讲解项目要求，使各小组明确学习任务和要求。 （3）各工作小组拟订活动计划与方案，教师审核计划。项目小组拟订课题实施计划，设计一份详细的《项目活动计划》，每个小组成员都要有成果汇报任务，各小组都要有成果汇报.在计划书中学生可随时记录项目进展情况，以便教师随时检查和指导。 （4）项目小组的活动实施，学生动手实践。根据计划，各小组成员开始分头执行各自的任务。学生通过翻阅、取舍、整理资料，进行项目任务的设计和验证，通过解构单元实体、到实验室做实验验证相关结论、在实习室进行实际装接操作和调试等实际环节，不断提出问题，再通过小组讨论、请教教师等途径解决问题，最终完成课题任务。 （5）项目答辩与师生评价。在此阶段，通过“项目成果汇报、学生自己进行自我评估、组别互评、教师点评、师生共同 总结 ”等程序完成对各小组课题任务完成的评价。并将项目任务完成的评价结果列为项目学习成绩的一个部分。 （6）归档或结果应用。项目教学总结，并把项目工作的结果归档或应用到 企业 和学校的生产教学实践中去，以使项目工作的结果尽可能具有实际应用价值，指导后续工作。 各种教学法没有绝对的对错、优劣之分，都有一定的适用性，因此，“教学有法，教无常法。教学法选用的基本原则就是以“适合”为宜。总之，职业 教育 是一项任重而道远的任务，其教学方法的改革与创新也是无止境的。教师在传授知识的同时，要注重培养能力，在发挥教的主导作用的同时，又要调动学的主体作用，既重视理论学习又要倡导动手实践，只要我们不断地更新思想，推动教学方法的革新，就一定能培养出一大批适应社会 发展 的高素质劳动者，为发展职业教育事业，实现中华民族的伟大复兴和全面建设和谐社会贡献我们的力量。 机电技术应用论文:港口机电设备故障诊断技术的应用研究和推广 [摘要]随着港口吞吐量和机械化程度的增加,对港口设备的要求也越来越高,港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多。本文首先介绍了设备故障诊断技术的 发展 及研究现状,分析了传统的设备故障诊断技术方法,然后针对港口机电设备故障诊断技术应用及研究进行了详细分析,并以内燃机为例详细说明了港口机电设备故障诊断的步骤。由于港口设备数量和种类较多,因此港口机电设备故障诊断技术应向自动化和智能化方向进一步发展。 [关键词]港口设备 故障诊断 应用 推广 我国的 交通 运输业是国民 经济 的重要组成部分,自从改革开放以来,我国的水运行业发展迅速,随着港口的大型机电设备的自动化程度的日益提高,我国港口吞吐量增长较快,促进了水运行业的发展,使得我国的交通运输行业在国民经济发展中所占的比重也逐渐增大。随着港口吞吐量和机械化程度的增加,港口机电设备在水运行业中的作用越来越重要,对港口设备的要求也越来越高,港口机电设备的结构及其组成也愈加复杂,负荷越来越重,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多,这直接影响了港口作业的质量和进度,降低了港口水运的经济效益。因此,对港口机电设备故障诊断技术的研究成为港口水运行业的的一项迫切的重要任务。 一、设备故障诊断技术发展及现状 机电设备故障诊断技术发展分为三个阶段:初级阶段-感官、专业知识和经验判断; 现代 化阶段- 计算 机技术、传感器技术和动态监测技术综合诊断;智能化阶段-集故障监测、诊断、设备管理和调度一体化的智能化阶段。机电设备故障诊断技术起源于20世纪,并在此期间取得了较大的发展和进步。航天 工业 的发展使该技术取得较快地发展,随后计算机、微 电子 和传感器技术的发展和应用使得该技术逐渐地完善,此时还在航天和核电等大型部门应用较多,其他部门发展较为缓慢,到20世纪末机电设备故障诊断技术在农业、化工、冶金矿山、发电、交通运输和机械制造等各部门开始应用,并且发展较快,取得了显著的经济和社会效益。21世纪,机电设备故障诊断技术在我国国民经济的各部门都已取得长足的发展和普及应用,技术发展转向智能化。 二、设备故障诊断技术及手段 ①机械振动监测诊断技术。通过对振动参数进行监测,来判断设备的运转情况,由于其此种方法简单偏于操作,且对设备没有损伤,因此机械振动监测技术成为首选方法;②磨屑监测诊断技术,该技术主要用于液压系统和润滑系统,由于磨损方式和磨损速度不同而产生的磨屑粒尺寸和形态有所差异,从而来判断破损类型和磨损部位;③温度监测诊断技术,由于设备不同部位产生的温度变化不同,利用温度变化程度来判断设备的运行情况,利用红外线来监测可以实现非接触、远距离监测,且能够进行运算、处理和判断精确测定设备各部分的温度变化;④无损探伤监测技术,该技术应用较广,尤其是γ射线扫描。该技术是射线在物质中的衰减 规律 ,扫描得到相关参数变化的谱线,然后通过系统分析确定设备故障的部位。 三、港口机电设备故障诊断技术 1.港口机电设备故障诊断技术研究情况 港口设备分小型装卸机械和大型装卸机械两类,其中小型机械数量大,流动性大,但活动范围小,大型机械种类多,作业分散,操作要求较高。国内鉴于港口机械的工作性质和工作环境,提出了柴油机、结构裂纹、液压传动、钢丝绳和制动器、粮仓、电器系统、皮带纵向撕裂、监测中心和测试车、设备管理和维修体制改革10个方向的相关的研究专题。 国内外设备故障监测技术与手段的发展,在港口机电设备故障诊断技术中也得到了广泛地应用。目前国内在各港口开展了设备监测研究和故障诊断研究,取得的成果有:上海港务局与上海海运、上海交大和同济大学等院校进行相关课题的合作,上述10个研究课题中9个课题开始进行研究,部分课题已列入交通部和上海市的科技攻关项目。 2.港口机电设备故障诊断实例分析 港口设备动力一般由内燃机提供,内燃机可能会出现故障,以内燃机为例简要分析港口设备故障诊断技术的应用。针对内燃机动力不足问题进行简要分析。 (1)故障现象。港口上使用时间较长的内燃机存在动力不足的现象。 (2)故障原因。内燃机油箱油量是否充足;内燃机的供油管是否有漏油或断裂现象;内燃机的喷油泵油量调节杆是否卡住、锁紧螺栓是否有脱落现象等;内燃机的燃油是否含有空气或其他杂质等;内燃机供油管是否堵塞;内燃机的燃油滤清器是否堵塞;内燃机的供油时间是否合适无延迟现象。 (3)故障排除。内燃机的供油管有没有漏油等问题,内燃机的油箱的油量多少,内燃机的喷油泵油量调节杆有无卡住,内燃机的油量控制杆锁紧螺栓是否脱落,内燃机的燃油成分检查是否空气含量较高,内燃机的供油管和滤清器是否堵塞,最后检查内燃机的供油时间。 (4)采取措施。首先应检查内燃机的油箱油量是否充足,如果油量不足应增添燃油;其次检查内燃机的供油管是否漏油或断裂,发现漏油或断裂及时进行维修,如果是由漏油原因引起则维修内燃机后还要排除管路中的空气壁面油的纯度不够;检查内燃机的调节杆卡住和内燃机的油量控制杆的锁紧螺栓是否紧固,如果在内燃机的运行过程中有异样声响,则需要将部件重新锁紧;然后拆下内燃机的燃油管的进油端进行连续压动,如无燃油流出,可能是供油管或燃油滤清器发生了堵塞,采取措施为进行逐段进行排除;内燃机的供油时间不合适,延迟或过早都会引起动力不足。 四、结论 自从改革开放以来,我国的水运行业 发展 迅速,我国港口吞吐量增长较快,对港口设备的要求也越来越高,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多。 本文首先介绍了设备故障诊断技术的发展现状,目前传统的机电设备故障诊断技术主要包括:机械振动监测、磨屑监测、温度监测以及无损探伤等,港口设备故障诊断技术水平已越来越高,然后随着故障现象的增多,港口设备故障诊断技术应向自动化智能化方向进一步发展。 机电技术应用论文:基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用 论文关键词 ：web3d技术 机电产品 cult3d技术 汽车 虚拟现实 论文摘要：主要介绍 了 web技术和 3d技 术相结合的产物一web3d技 术的基本概念、特点及实现技术．并以实例的方式详细阐述了web3d技术之一的 cult3d技术 ．在机 电产品虚拟设计 中的工作流程，从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果，为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式，最终提 高企业的竞争力。 0 引言 随着数字化设计技术 的发展 ．人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类 、二维的产品图片，而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的web3d技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务 、远程教育 、工程技术 、计算机辅助设计等领域已经获得 了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示 、色彩设计实时装配等 ，从而提高用户的参与性 。增强体验感。 1 web3d技术概述 1．1 web3d技术的基本概念 虚拟现实 vr (virtual reality)技术是一种逼真地模拟人在 自然环境中的视觉 、听觉、运动等行为的人机界面技术，web3d技术是虚拟现实技术的一种实现形式 [21。web3d还可以简单地被看成是 web技术和 3d技术相结合的产物 。实际上也就是本机的 3d图形技术 向互联网的扩展．网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3d图形技术的主要差别在于：第一，实时渲染 ：它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的；第二，具有无限的交互性：因为是实时渲染，这就为交互性提供了基础；第三，优化和压缩：由于网络带宽的限制 ．文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用 web3d技术 ，用户可以在 网上浏览以三维形式表现的物体 ，并对其进行交互性操作 以体验身临其境 的奇妙感受。 1．2 web3d技术的实现手段 web3d的实现技 术主要分成三大部分 ．即建模技术、显示技术 、三维场景中的交互技术 [31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立 的三维模型描述转换成人们所见到的图像，就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类 ：一是基于几何模型的实时建模与动态显示 ：二是基于图像的实时建模与动态显示 。交互技术是 web3d的关键技术 ，交互功能的强弱 由 web3d软件本身决定 。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。 在众多的 web3d软件系统中 。基 于 java内核的cult3d技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户 的普遍欢迎 ，现已广泛应用于众多电子商务网站的 3d机电产品展示中。 2 cuil3d技术及其开发流程 cuh3d是一种全新的 web3d技术 ．它有一纯 软件跨平 台的渲染引擎 ，主要包含 cult3d exporter plug—in、cuh3d designer和 cuh3d viewer plugin三大部分。 开发设计人员可 以使用 3d设计领域广泛使用的 3dsmax或 maya来设计 产 品 3d模 型 ．使 用 cuh3d exporterplug—in来转换设计模型 ，在 cuh3d designer中为模 型加入交互 、音效等其它效果 ，再无缝隙地嵌入到 html页面和其他应用程序中 [41。其开发流程如图1所示。用户 即可在网上实时观看 3d模型 ，还可通过 鼠标对其进行旋转 、放大或缩小等操作。 3 cult3d‘技术在产品虚拟设计中的应用实例 3．1 创建汽车 cult3d对象 为方便输 出，必须使 用一个 三维模 型制 作 软件f3dmax或 maya1制作物体 的三维模型。制作前必须先下载插件 cult 3d exporter for 3dmax或 cult 3d exporter for maya。只 有安 装好 输 出插 件 ，3dmax或maya才可以将 3d模型输出成 cult 3ddesign的 c3d格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫，尽量用最少的面来做模型，以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间 ，更是对浏览者机器 的考验。最后输出成 c3d格式的 3d模型 。 3．2 对汽车 cult3d对象进行交互设置 cuh3d对象的交互设计就是在 cuh3d designer的事件地图窗 口中建立事件、动作和场景的相互关系，使浏览者触发某个事件或某个事件 自动做出相应的动作 ，并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。 汽车的时间地图如图2所示，它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在cult3d designer中完成设计后，需将culturald对象导出为可的co格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。 3.3 汽车cult3d对象 可cult3d对象的程序有多种，其中基于网络的应用较为广泛，用户可以通过网络或在本地机种用ie或netscape浏览器查看。基于网络的需要编写想应得网页，在编写网页时，有两项主要工作： （1）在网页中编写语句嵌入cult3d对象。ie浏览器是通过activex组件来cult3d对象。ie使用 object 的标签命令来在网页中嵌入activex组件。 netscape浏览器不支持 activex控件 ．需要另外设置外挂程序的语法 。netscape浏览器使用 embed 的标签来嵌入 外挂组件 。另外 ，必须安装 cuh3d viewer插件，才能在浏览器网页时播放 cult3d对象。对于 ie浏览器需要在 object 这个标签内插入 codebase指定其下载网址．netscape浏览器需要在 embed 标签内插入 type=“application／x--cuh3d--object”语法说明外挂程序对象．pluginseape指定其下载网址。 同时支持 ie和 netscape浏览器的超文本语句如下 ： object classid= clsid：31b7eb4e一8b4b一 11d1一a789--00aocc665 1a8 width= 宽 height= 高 codebase=http：///dianzijixie/" 电子商务模块使用。 4 结束语 虚拟现实技术作为一支崭新的综合性信息领域中的奇葩 ，体现出较高的人性化科技特色与风格。而将虚拟仿真技术同机电产品设计产业相结合 ，为设计师与企业厂商们提供了非常好的技术支持与解决方案．更为产品的推广营销创造了巨大的商业价值。无论是与传统影视媒体 、多媒 体软件 ，还是 与传统虚拟现实技术 比较 ，web3d技术都表现出了在机电产品设计中的独特优势和潜力 。随着网络技术的高速发展必将有更新的 web3d技术出现，服务于设计 、服务于大众、服务于未来 。 机电技术应用论文:机电一体化技术的应用与发展前景 摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。 关键词：机械工业；机电一体化；数控；模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。 （一）机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。 （二）传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。 （三）信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。 （四）驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 （五）接口技术 为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 （六）软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 （一）数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在： 1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。 3、wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 （二）计算机集成制造系统（cims） cims的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 （三）柔性制造系统（fms） 柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 （四）工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展。 （一）智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 （二）系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除rs232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。 （三）微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 （四）模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。 （五）网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 （六）绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述，机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:煤矿机电一体化技术应用探究 摘要：煤炭是我国重要的能源，煤炭 工业 的大力 发展 ，在我国的国民 经济 建设发展中占居重要的地位。因而，近年来各级煤矿 企业 领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 关键词：煤矿 机电一体化 应用 1 概述 煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品，其主要技术包括：微 电子 、 计算 机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等，这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中，开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品，并取得了巨大的成功，这让人们清楚地意识到，机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。 2 煤矿机电一体化技术产品的应用 2.1 矿井运输提升产品的应用 在煤矿生产中，因为 现代 化煤矿发展的需要，对煤矿机械化采煤提出更高的要求，那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今，对于国外一些采煤技术比较先进的国家，煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机，他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式，主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家，高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机，它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体，这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。 在我国，大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化，采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外，计算机控制系统发展也非常迅速，它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能，如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障，可能在某些方面没有面面俱到，在使用上还不能满足一些功能，但是从发展的角度看问题，这的确是一个很好的开始。目前，我国直径在两米以上的提升机有1700多台，其中90%为交流提升机，并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速，电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统，只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动，虽有部分可控硅供电系统，也均为模拟量控制。而plc可编程控制器使用比较简单，程序设计起来也比较容易，不需要一些复杂的输入输出接口装置，抵抗外界的干扰能力也很强，因此，它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。 2.2 综合机械化采煤 1970年，我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面，并在大同矿务局进行试验使用，一直试验使用到80年代后期，这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展，推动了煤矿自动化的发展进程，同样，采煤机也由液压牵引开始转向电牵引；液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置，实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全性、可靠性大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。 2.3 矿井安全生产监控系统 从多数煤矿使用监控系统的效果来看，还存在一些问题，但是主要问题是传感器的不足，并且使用过程中，其稳定性相对较差，使用寿命不足，一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究，对一些关键技术也实施多次再设计改进措施，但仍然没有得到预期的效果，因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外，由于 计算 机 网络 软硬件技术 发展 很快，运行速度和质量也在不断提高，传输介质由同轴电缆发展到光缆，信息媒体由字符发展到声像，煤矿的安全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品，一些高校、科研所和 企业 正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。 3 对我国煤矿机电一体化技术的思考 在20世纪，我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展，机电一体化技术应用到了煤矿每个环节，但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此，要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平，必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度；以计算机为机电一体化的核心装置，因为计算机运算和存贮能力非常强，且体积和功耗小，更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品，在设计煤矿机电一体化产品时，应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机，从而保证工作性能更可靠；对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能，同时，要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块，方便与控制网络进行连接通信控制；煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平，能判断机电设备和周围环境的状态，使设备能自动适应环境并以最优的状态工作，同时能快速地对所采集的参数进行分析，从而对故障进行诊断，再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测；要对矿用传感器进行深入研究和开发，提高矿用传感器的可靠性和使用寿命，同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量，并保证其测量准确度，并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能；要关注国内外高新技术的发展，将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品，从而提高煤矿 现代 化，达到煤矿自动化生产。 4 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础，更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术，煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广，大力地推动我国煤矿综合生产力，同时，为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭 工业 生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:浅谈机电一体化技术在煤矿的应用 摘要：近年来，我国各行各业竞相 发展 ，依靠机电一体化技术，大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性，提高制造水平，增加产品的应变能力，提高劳动生产率，节约大量能源和材料消耗。煤炭系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人们清楚地认识到，机电一体化技术和产品的发展，是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。本文对机电一体化技术在煤矿中的应用进行阐述，并对其发展趋势进行分析。 关键词：机电一体化技术 煤矿 应用 发展趋势 1 概述 机电一体化技术就是机械、 计算 机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术，是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今 科学 技术发展的 规律 ，显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体，使物流、能流、信息流融为一体。 2 机电一体化技术在煤矿中的主要应用 2.1 机电一体化技术在提升机中的应用 矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，硬件配置简单，互相兼容。“九五”期间，国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机，其核心部分ascs是由双cpu构成的计算机系统，其性能先进、操作简便、准确可靠。此外，我国还应用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前，最大装机容量已达到5000kw，主、副井提升机可做到全自动化，不需要专门的绞车司机。 2.2 机电一体化技术在采煤机中的应用 电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有一下特点:①良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍，所以电牵引采煤机可用在40°~50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。③运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外，其它元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。④反应灵敏，动态特性好:电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99%，而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。 1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研制成功我国第一台采用交流变频调速mg344-pwd型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来，我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机，而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发，我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟，为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。 2.3　机电一体化技术在带式输送机中的应用　带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的cst可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台cst驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且，输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低，和发达国家相比存在显著的差距。 2.4　其他煤矿机电一体化装置　液压支架则向电液控制方向 发展 ，将 计算 机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架，移架速度为6～8s/架，最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。 煤矿供电的特点是供电要可靠，质量要高，能满足大功率设备的要求。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小，使用寿命长的真空开关。采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数，减少供电系统无功电流，减少无功功率损耗。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”，具备 网络 功能，可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。 3　煤矿机电一体化技术应用的发展趋势 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，创造了巨大的 经济 效益和社会效益。但是，我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比，还有一定的差距，因此还有很多的工作需要继续研究，其未来的发展趋势是:①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；②增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等；④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。 4　结束语 近年来，随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展，信息流成为机电一体化的主要特色。其产品实现自动化、数字化、智能化，在性能和功能方面均实现了质的飞跃。因此，机电一体化技术是 企业 信息化的重要支撑技术，是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广，极大地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。 机电技术应用论文:机电一体化技术在汽车设计中的应用 摘要:经济的发展和汽车科技水平的提高大大加快了汽车机电一体化技术的发展速度，这对汽车产业的发展具有重要的推动作用。在汽车设计中应用机电一体化技术可以将汽车的性价比大大提升。但是在汽车设计中应用机电一体化技术仍然存在一些问题，对其造成不利影响。所以本文主是对汽车设计中机电一体化应用的进行了具体的研究。 关键词:机电一体化技术;汽车设计;应用 随着我国汽车行业的发展速度不断加快，大大拓展了汽车设计中机电一体化技术的应用范围，同时也大大提高了机电一体化技术的水平。稳定性、经济性和安全性等是机电一体化技术具备的特征，通过对汽车设计中机电一体化的应用进行研究，不但可以将汽车的整体稳定性提升，同时可以为机电一体化技术质量提供保障，从而对我国汽车行业的发展具有重要的推动作用。 1在汽车设计中机电一体化技术存在的问题 1．1陈旧机电一体化技术设备 我国汽车机电一体化设计技术具有较晚的起步时间，这样传统手动汽车控制系统的设计无法使汽车用户的实际需求得以满足［1］。同一汽车厂对不同车型的设计标准和操作流程没有统一的制定，这样无法规范汽车机械零件的设计方法，从而使机电一体化技术出现一些问题，如不够科学和规范以及无法安装等，使人们对现代化汽车设计的基本要求无法满足。这些问题的存在对汽车设计中机电一体化技术的提升和改进产生不利影响。由于汽车设计应用设备的落后性不但对大量的人力、物力和财力造成了浪费，同时使汽车设计中机电一体化技术的成本提升，从而对机电一体化产品的更新和机电一体化设计技术的创新造成阻碍。 1．2汽车设计理念的落后性 由于落后的机电一体化设计理念会大大降低汽车整体运行的性能和工作效率，这对汽车本身的设计方案造成一定的破坏，使汽车发生故障的次数增加，对创新和发展现代化机电一体化汽车设计技术造成影响［2］。另外由于汽车设计理念的落后性，无法有效的推广新型机电一体化技术方法，无法为汽车良好的运转性提供保障。在汽车实际运行中，传统的汽车维修人员对创新汽车设计理念工作并不重视，这样无法进一步推广和使用机电一体化技术，对创新汽车设计方法和提升汽车运行的整体安全性造成影响。 1．3汽车机电一体化技术人员较低的综合素质 由于不断增加汽车需求量，使汽车行业缺乏相应的汽车实际人才，这样在汽车行业中会使用一些非专科毕业的工作人员，从而对机电一体化技术的使用范围无法提供保障。另外汽车设计具有复杂的程序和较高的技术含量，如果汽车汽车人员的专业技术不丰富，会在安全过程中忽视一些小的零部件，这对汽车运行中的稳定性无法保障。而且由于汽车机电一体化技术人员具有较低的综合素质和专业素质，对安装检查汽车机电一体化技术设备造成影响。 2在汽车设计中完善机电一体化技术的措施 2．1将现代化机电一体化技术设备不断更新 在设计汽车过程中，机电一体化技术人员应该对计算机应用软件正确的使用，这样可以对汽车工程领域中机械技术的改善具有重要的作用［3］。技术人员要对机电一体化技术设备不断的改善，从而可以将汽车设计中处理信息的技术提升，而且要将汽车驱动技术和计算机集成技术等合理的应用到汽车的设计系统中。汽车设计中各个方案的执行是通过不断创新机电一体化设计技术设备来完成的，这样可以将汽车运行的整体功能性大大提升，使汽车电子系统与机电运行系统充分融合的目的得以实现。 2．2对传统的汽车设计理论进行创新 在设计汽车过程中关键的技术主要是机电一体化技术，所以在完善汽车性能的过程中机电一体化技术的创新设计的作用是不可代替的，同时创新汽车设计程序和理念可以将汽车的整体性能大大提升。但是在这个过程中要对各个因素阻碍进行克服，造成这种现象的主要原因是人们出行的安全问题，如生命财产安全会受到汽车内部各个零部件运行质量的影响。因此要充分的融合汽车的微电子精算技术和设计机技术，不断提升汽车的整体性能。只有在汽车设计中充分的应用汽车机电一体化技术，才能够将汽车机电一体化的微电子技术水平不断加强，从而可以进一步提升汽车的稳定性和安全性。 2．3将汽车设计人员的综合素质不断提升 智能化和功能化是目前汽车设计中机电一体化技术的主要发展方向，所以引进汽车机电一体化设计的人员不但要掌握较高的专业技术，同时其专业素质要符合要求［4］。同时要对新技术培训和专业考核制度的力度不断加强，这样机电一体化设计人员可以将汽车整体的机构和运行系统的专业规范熟练的掌握，从而可以为汽车的运行质量提供保障。同时汽车设计人员应该将相应的理论和专业技术不断完善，将微电子技术的应用范围不断推广，这样不但可以将技术人员的实践操作能力提升，同时可以将汽车运行的整体水平大大提升。 3结论 由此可见，随着在技术设计中机电一体化技术的应用力度不断加强，消费者逐渐用更高的标准要求汽车的安全性和稳定性等。在汽车设计中应用机电一体化技术，对机械领域各个方面的发展都具有重要的推动作用。但是其也存在一些相应的问题，这需求汽车企业采取针对性的措施，将这些问题合理的解决，从而可以在汽车设计中更好的应用机电一体化技术，进而可以大大提升汽车设计水平。 作者:徐群杰 邢敏 李娜娜 李莎 单位:山东劳动职业技术学院 山东财经大学东方学院 机电技术应用论文:煤矿机电技术管理在安全生产的应用 摘要：阐述了煤矿机电技术管理在安全生产中的作用，分析了煤矿机电技术管理现状，提出其在安全生产中存在的问题与不足，最后结合多年实践经验，针对煤矿机电技术管理在安全生产中的应用提出几点看法，以供参考。 关键词：煤矿；机电技术管理；安全生产；应用 0引言 要想实现煤矿生产安全高效，建成现代化的矿井，必须提高装备水平。矿井的装备水平、对装备的重视程度及使用情况对机电安全管理起到重要作用，具体应做到：要引进技术先进、运行安全可靠的装备；要严管理，建立健全管理机构和制度，统一队伍建设；要加强设备检测与管理；并提前做到对产品进行对比后购买，实现安全高效。 1煤矿机电技术管理在安全生产中的作用 1.1提高机电设备应用的规范性 煤矿机电设备故障大多是由于没有规范使用机电设备。如果操作不规范，就会加大设备损坏的概率，同时还会给煤矿生产安全构成严重威胁。相关统计表明，大部分煤矿安全事故都是由于设备操作不规范引起的，而导致设备操作不规范的主要原因就在于没有合理运用机电技术管理措施。为此，为了使煤矿设备操作更加规范，提高设备运行的可靠性与安全性，使安全事故得到有效控制，就必须对机电技术管理予以强化，确保在生产中对其的应用得到落实。 1.2保障机电设备安全 煤矿生产对机电设备的需求量较大。目前，很多设备没有得到及时更新，存在的安全隐患非常多。然而，有的煤矿企业依然在使用这些设备，使得事故发生率大大增加。而机电技术管理的有效实施，可以使机电设备的维护与检修水平得到提升，通过定期检查，这些设备的正常运行才能得到有效保障，对于煤矿安全生产有着十分重要的意义。 1.3提高机电技术水平 现阶段，中国很多煤矿企业缺乏专业的机电技术人员，难以满足煤矿生产的需求，导致机电设备操作不当，没有得到准确的检测与维护，进而给煤矿安全生产构成了严重威胁。而采用科学、有效的机电技术管理方法，能有效提高工作人员技术水平，在一系列培训中他们的专业技能得到强化，使煤矿机电设备操作更加规范，对于安全生产有着十分重要的意义[1]。 2煤矿机电设备技术管理存在的问题 2.1对煤矿机电设备标准化不够重视 在煤矿生产实践中，有的企业在机电设备标准化人员配置方面存在严重不足。即使有安排相关管理人员，他们大部分也属于兼职，专业水平并不高，进而导致机电设备管理不合理问题时有发生。且有的机电管理人员受限于专业素质低、标准化意识薄弱，在管理煤矿流动设备与固定设备时，没有严格遵守相关规范规定，难以满足管理要求。相关调查显示，在机电设备管理中，很多煤矿机电管理人员对规范制度的落实情况并不理想，时常出现机电设备的编号、标志不全的问题。这一现象在选型、采购、验收及安装等环节非常突出。有的机电设备的更新也存在问题，在长期运转之下，没有及时进行报废处理，导致设备运行存在诸多安全隐患。 2.2机电设备管理部门的职能没有得到充分发挥 就煤矿生产现状而言，尽管大部分煤矿企业针对机电设备管理设置了机电科，然而这些煤矿机电管理部门却没有充分发挥部门职能作用，更多的是追求设备的生产效益，对煤矿机电设备技术管理的重视程度并不高。受这一问题的影响，除了有可能造成管理机电运行的网络中断之外，机电管理人员匮乏问题也越来越严重，在缺乏完善的机电专业组织的情况下，机电管理部门就难以体现出自身价值。 2.3机电管理人员队伍建设不到位 实践表明，尽管大部分煤矿企业都根据有关制度与规范，针对机电管理人员队伍进行建设与发展，并定期或不定期地采取一系列培训与教育措施。然而实际培训效果却不甚理想，很多培训的工作内容与形式的针对性不强，大多停留在理论方面，显得过于抽象，甚至存在与现实脱节的问题。这种走过场的培训与教育显然难以满足工作人员的需求，缺乏实际意义，员工的积极性与主动性无法得到有效提高[2]。 2.4煤矿机电设备管理人员水平有待提升 作为煤矿企业，其机电设备技术管理人员的特点在于流动性很强。而生产需求的增加迫使煤矿企业引进更多的新员工，这些员工在投入生产之前，往往没有经过培训，专业知识水平较低，管理经验也相对匮乏。受限于技术水平与专业素养，这些工作人员在操作中难以严格遵守规章制度，导致煤矿正常生产受到不利的影响。 2.5煤矿机电设备更新不及时 目前，大部分煤矿企业缺乏完善的机电设备保护机制，难以满足煤矿安全规程的要求。有的煤矿企业出于生产进度要求，不得不提升机电设备的负荷，使其长期处于高强度作业状态，进而加速了机电设备的老化。再加上这些设备本身就没有得到及时更新，并且定期维护与保养工作也不到位，使得煤矿机电设备安全状态受到影响，严重威胁到煤矿安全生产。 3煤矿机电技术管理在生产中的应用对策 3.1强化设备的现场管理 a)在设备安全方面，必须提高安全质量，为机电设备运行的可靠性与安全性提供强有力的保障。在安装前必须对安装流程进行合理设计，如果没有有关部门的审核批准，就不得投入使用，如此才能从根源上消除设备安全问题。机电安全部门必须严格按照有关制度规定对设备安全进行检查与验收，在进行下道工序之前，必须有设备管理人员的签字确认；b)设备运行质量的提升也至关重要。煤矿企业必须加强设备检查制度建设，对设备进行定期点检。为了完善点检标准，应对相关数据进行研究与分析，对机电设备运行进行了解，如此才能使故障得以及时发现并得到解决。技术人员应做好设备的跟踪调查工作，确保其得到及时的维修，应对点检周期进行合理制定，使设备点检工作更加合理、有效；c)煤矿企业要针对设备检修予以重视。应对设备采取停产检修措施，在这之前应对检修计划进行制定与完善，使检修工作得以顺利开展。同时还要强化检修人员的责任意识，对检修工作责任制度进行完善，将设备检修质量责任落实到个人，为设备运行的可靠性与安全性提供保障[3]。 3.2加强机电设备检测 a)应加强检测管理制度建设。在检测之前要对相关制度进行完善，对设备运行进行定期检测与检查。针对设备故障问题，要做好故障诊断与预测，应不断改进技术方法，提高检测水平，以此来保证设备运行正常；b)做好对检测人员的考核工作，将设备检修质量责任落实到个人身上。可采用小组形式对设备进行检修，使相关责任得到明确。此外还要做好现场检查工作，定期检测设备运行参数；c)必须提高技术人员业务水平。煤矿企业要做好人才培养工作，坚持以人为本的原则，为机电设备技术管理人员提供机会接受培训。在培训中，必须结合实际情况，使管理人员的专业水平得到有效提升。企业还可以制定激励机制，使员工的积极性得到提升。为了实现这一目标，企业就必须加大资金投入，引进先进技术手段，提高培训质量，使技术人员的实际应用水平得到提升。且要不断完善责任制度，使煤矿生产中存在的责任问题得到解决，将技术人员的作用充分发挥出来。 3.3加强机电技术管理队伍建设 作为开展煤矿机电设备技术管理工作的主体，建设机电技术管理队伍对于煤矿生产正常运行而言有着重要意义。为此，煤矿企业必须重视管理人员的综合素质的提升，促使其业务素质、文化水平得到全面提升，在操作设备的过程中严格遵守规章制度，为煤矿机电设备管理工作的有效开展提供强有力的支持。 4结语 煤矿机电技术管理对于煤矿安全生产而言有着重要意义。然而现阶段中国煤矿生产中，机电技术管理依然存在诸多不足，因此必须对此展开研究，针对煤矿机电技术管理存在的问题进行分析，并以此提出有效的应对措施，使煤矿机电技术管理在安全生产中的作用得到充分发挥，为煤矿企业的发展提供强有力的保障。 作者:乔斌 单位:山西诚正建设有限公司 机电技术应用论文:机电工程技术应用及其自动化问题 【摘要】现代科学技术的逐渐发展与完善，相关学科间开始有相互渗透、交叉的情况，为工程领域(尤其是机械工程)带来了变革。当前，计算机、微电子技术的迅猛发展，不但扩展了应用范围，还开始广泛应用于机械工业领域，并衍生机电一体化，利于机械工业的发展，另外机电一体化实现了机械工业产品结构、管理系统以及生产方式等方面的改善，预示着机电一体化时代的到来。 【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景 当前，计算机、微电子技术的发展，开始广泛应用于机械工业领域之中，并逐渐发展形成机电一体化局面，改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析，加速机电工程一体化发展。 1机电工程技术应用分析 1．1机器构造 就机电工程技术而言，其应用期间涵盖多种生产机器，而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件，想要确保机械的运行效率，需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时，进行机械效率优化期间，仅考虑机器结构存在明显的片面性，还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁，但是随着传统机器产品市场竞争力的下降，开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料，通过新型生产原料的选择，不但成功降低了机器自身的重量，还降低了能力方面的消耗，在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。 1．2技术的优化 想要进行机电工程技术的应用，最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高，在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析，提高弱电控制线路，内容如下。 1．2．1电机 电机作为驱动机的代表，应用期间电机响应速度、工作效率存在问题，想要进行电机综合性能的提高，可以研发并选择新型驱动单元，并在期中加入传感器以及控制组件等。 1．2．2传感器 就传感器而言，科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性，所以想要提高传感器工作效率，前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前，光纤传感器是最为常用的传感器类型，非接触性检测屈董单元是信息传播的介质，能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。 1．2．3微型计算机 微型计算器作为信息处理设备之一，在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能，前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠，并对干扰等相关问题进行处理。另外，要进行专项技术人才的培养，达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式，确保机器运作效果。 2机电一体化核心技术分析 机电一体化涵盖两方面技术，即软件、硬件(机械本体以及传感器等)，为了确保机电一体化发展，需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析，内容如下。 2．1机械本体技术 机械本体需要综合考虑几个方面，包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料，想要减轻质量，前提是进行结构改进，并考虑材料的替代，在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化，并最终达到机械本体优化的目的。 2．2传感技术 传感器问题主要考虑三个方面，即可靠性、灵敏度、精准度，并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器，外部信息传感器选择非接触型检测技术。 2．3信息处理技术 当前，信息技术的发展与普及，直接促进了机电一体化，所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况，提高处理速度。 2．4驱动技术 基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题，所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。 2．5接口技术 想要实现和计算机之间的通信，需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化，利于实现信息传递、维修处理，并进行设计简化。当前，技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发，以解决接口中所涉问题。 3机电一体化技术前景分析 就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用，未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向，内容如下。 3．1智能化 当前，智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向，智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟，有一定的判断、推理、思维、决策能力，在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。 3．2系统化 系统化表现特征包括两个方面，即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下，能够进行裁剪、组合，以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言，机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展，尽可能的实现产品中部分人的性能，包括智能、情感等，趋向于生物系统化发展。 3．3微型化 微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术，成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势，包括体积以及耗能小、灵活性等，能够进入一般机械都无法达到的空间中，利于精细化操作，且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中，未来发展前景更为广阔。 3．4模块化 在机电一体化中，产品的种类丰富多样，生产厂家繁多，进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事，需要经历较长的时间，并制定相关标准，确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言，可以借助标准单元进行新产品的开发，并合理的进行生产规模的扩大化。 3．5网络化 就当前网络技术发展而言，网络化是最常听到的词汇，并广泛应用于各个行业中，对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响，使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多，所以网络的对应方式以及形式也会有所不同，网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。 3．6绿色化 当前，工业的兴盛发展，在降低资源的同时，更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题，绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势，所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收，目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低，并且最大程度上提高资源的利用效率。另外，绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。 4结语 综合本文上述内容，机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段，机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需，在推动机械产品发展的同时，振兴机械工业的发展。另外，机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向，也对相关科研工作人员提出了更多的要求，以利于机械工业行业的发展。 作者:梁战昌 单位:岑溪市水利供水有限公司 机电技术应用论文:机电工程技术应用和自动化问题 【摘要】现代科学技术的逐渐发展与完善，相关学科间开始有相互渗透、交叉的情况，为工程领域(尤其是机械工程)带来了变革。当前，计算机、微电子技术的迅猛发展，不但扩展了应用范围，还开始广泛应用于机械工业领域，并衍生机电一体化，利于机械工业的发展，另外机电一体化实现了机械工业产品结构、管理系统以及生产方式等方面的改善，预示着机电一体化时代的到来。 【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景 当前，计算机、微电子技术的发展，开始广泛应用于机械工业领域之中，并逐渐发展形成机电一体化局面，改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析，加速机电工程一体化发展。 1机电工程技术应用分析 1．1机器构造 就机电工程技术而言，其应用期间涵盖多种生产机器，而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件，想要确保机械的运行效率，需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时，进行机械效率优化期间，仅考虑机器结构存在明显的片面性，还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁，但是随着传统机器产品市场竞争力的下降，开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料，通过新型生产原料的选择，不但成功降低了机器自身的重量，还降低了能力方面的消耗，在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。 1．2技术的优化 想要进行机电工程技术的应用，最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高，在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析，提高弱电控制线路，内容如下。 1．2．1电机 电机作为驱动机的代表，应用期间电机响应速度、工作效率存在问题，想要进行电机综合性能的提高，可以研发并选择新型驱动单元，并在期中加入传感器以及控制组件等。 1．2．2传感器 就传感器而言，科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性，所以想要提高传感器工作效率，前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前，光纤传感器是最为常用的传感器类型，非接触性检测屈董单元是信息传播的介质，能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。 1．2．3微型计算机 微型计算器作为信息处理设备之一，在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能，前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠，并对干扰等相关问题进行处理。另外，要进行专项技术人才的培养，达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式，确保机器运作效果。 2机电一体化核心技术分析 机电一体化涵盖两方面技术，即软件、硬件(机械本体以及传感器等)，为了确保机电一体化发展，需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析，内容如下。 2．1机械本体技术 机械本体需要综合考虑几个方面，包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料，想要减轻质量，前提是进行结构改进，并考虑材料的替代，在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化，并最终达到机械本体优化的目的。 2．2传感技术 传感器问题主要考虑三个方面，即可靠性、灵敏度、精准度，并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器，外部信息传感器选择非接触型检测技术。 2．3信息处理技术 当前，信息技术的发展与普及，直接促进了机电一体化，所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况，提高处理速度。 2．4驱动技术 基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题，所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。 2．5接口技术 想要实现和计算机之间的通信，需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化，利于实现信息传递、维修处理，并进行设计简化。当前，技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发，以解决接口中所涉问题。 3机电一体化技术前景分析 就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用，未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向，内容如下。 3．1智能化 当前，智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向，智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟，有一定的判断、推理、思维、决策能力，在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。 3．2系统化 系统化表现特征包括两个方面，即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下，能够进行裁剪、组合，以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言，机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展，尽可能的实现产品中部分人的性能，包括智能、情感等，趋向于生物系统化发展。 3．3微型化 微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术，成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势，包括体积以及耗能小、灵活性等，能够进入一般机械都无法达到的空间中，利于精细化操作，且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中，未来发展前景更为广阔。 3．4模块化 在机电一体化中，产品的种类丰富多样，生产厂家繁多，进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事，需要经历较长的时间，并制定相关标准，确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言，可以借助标准单元进行新产品的开发，并合理的进行生产规模的扩大化。 3．5网络化 就当前网络技术发展而言，网络化是最常听到的词汇，并广泛应用于各个行业中，对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响，使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多，所以网络的对应方式以及形式也会有所不同，网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。 3．6绿色化 当前，工业的兴盛发展，在降低资源的同时，更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题，绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势，所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收，目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低，并且最大程度上提高资源的利用效率。另外，绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。 4结语 综合本文上述内容，机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段，机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需，在推动机械产品发展的同时，振兴机械工业的发展。另外，机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向，也对相关科研工作人员提出了更多的要求，以利于机械工业行业的发展。 作者:梁战昌 单位:岑溪市水利供水有限公司

车辆管理中物联网技术的应用:基于物联网技术的智能小区车辆管理系统研究 【摘要】本文针对智能化小区车辆停车管理难题，提出了一种基于物联网技术与嵌入式技术、无线传感网技术相结合的智能小区车辆管理系统方案，通过综合运用物联网的思想、概念和方法，采用无线技术、网络和设备，以构建一个信息化、自动化、网络化、无线化的车辆管理系统，实现智能小区车辆动态、合理、高效地管理。 【关键词】物联网;ARM;无线;车辆管理 近年来，随着社会经济快速发展，人们的生活水平不断提高，机动车辆越来越多地进入百姓家庭，住宅小区“停车难、管理乱”的问题日趋突出。智能小区车辆管理正在逐步趋于规范和科学，实现小区车辆智能化管理已经成为必然的发展方向与研究热点。 1.系统设计方案 利用物联网、嵌入式、无线传感网等技术，实现智能小区车辆管理系统，将智能无线传感器安装在车辆、智能小区信息采集点，通过无线感知周边的温度、湿度、光线、位置等信息。在无线传感器节点内同时集成CPU、无线通信模块、天线、电源等，使得该无线传感器节点具备与周边传感器节点协作、通信的功能，组成无线传感网络。每个节点即是信息的采集点又是路由中转点，采集到的数据通过路由算法在各个节点中传送，最终到达嵌入式智能小区网关。小区网关基于S3C6410与嵌入式Linux操作系统平台之下，能有效运行协议转化软件，将无线传感网传输的数据通过以太网发送到智能小区控制服务器，服务器接收到数据后发出相应的控制命令，经由智能网关发送到每个无线传感节点。通过智能小区车辆管理无线传感网，实现对智能小区内车辆的管理和控制，提高智能小区内车辆的管理效率。整个系统由出入口管理系统、停车场管理、小车辆区管理，无线节点管理四部分构成，其系统框图如图1所示。 图1 系统框图 2.关键技术介绍 2.1 物联网关键技术 2.1.1 物联网的概念 物联网（IOT）是指将所有物体通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、等信息传感设备，按约定的协议，与互联网相连接起来，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。和传统的互联网相比，其特征和优势一它是各种感知技术的广泛应用，二它是一种建立在互联网上的泛在网络。 2.1.2 射频识别技术 RFID是射频识别技术的英文缩写，又称电子标签、无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术。一个完整的RFID系统硬件通常由标签（Tag）、阅读器（Reader）天线（Antenna）组成。其中，标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象;阅读器读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式;天线在标签和读取器间传递射频信号。目前，RFID技术已经被广泛应用于物流系统、电子收费系统、安防系统、供应链系统、车辆识别系统等各个行业。 2.1.3 车牌识别技术 车辆管理工作智能化的发展趋势也让通信技术以及计算机技术被广泛应用于车辆管理领域中，其精度强、自动化程度高的特点在车辆管理领域逐渐突显。其中车牌识别技术就是在此过程中引起广泛关注的重要技术之一， 车牌识别是通过计算机的视频及模式识别功能，对车辆拥有的唯一车牌号进行定位识别的系统技术。技术的主要环节包括对图像开展预处理、对车牌进行定位、对字符进行分割以及对字符进行识别。 2.2 嵌入式技术 嵌入式系统（Embedded system）是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，因此能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。近年来，随着医疗电子、智能家居、物流管理和电力控制等方面的不断风靡，嵌入式系统利用自身积累的经验，在已经成熟的平台和产品基础上与应用传感单元的结合，扩展物联和感知的支持能力，发掘某一领域物联网应用，成为物联网系统技术的重要组成部分。 2.3 无线传感技术 无线传感网，简称WSN，是指由一组随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的传感器以自组织方式构成的无线网络，用于实时监测网络覆盖区域的各类监测对象的信息。WSN综合了传感器技术、无线通信技术、嵌入式系统技术、分布式信息处理等技术，是一项集成了多学科的技术领域，已成为构建无线物联网的重要技术。 3.关键技术实现方法 3.1 车辆识别 RFID读写设备主要完成车上卡片与主机上的信息的交换，用于识别车辆信息以及完成收费等一系列服务，此部分要求模块稳定度高，灵敏度高，可以实现2米以上读卡，读卡速度可以设定，至少是lOms，相同ID信息输出时间间隔设定为2分钟以上，与上位机通信采用232接口，系统可以在很短时间内稳定地实现收费等系列服务。摄像头作为RFID读写器的辅助设备，可以在缴费、登记时对车辆进行监控、抓拍，防止在无人值守情况下发生车辆作弊行为。系统图像采集模块采用基于CMOS图像传感器的OV7620感光器件及OV511微处理芯片组成的USB接口摄像头。 3.2 无线传感网络 系统利用CC2431协议技术和NesC技术进行无线传感节点的软硬件设计，为构筑智能小区内车辆在无线传感器网络，每个传感器节点需要同时具备传感器及计算功能。无线传感节点硬件采用8051 MCU控制单元及CC2420 RF传输芯片相结合的SoC TI CC2431，以支持使用TI CC2431 ZDK的Zigbee协议，并通过TinyOS 2.x实现实时传感器网络。在CC2431的控制下选择不同的传感器以实现不同的数据信息的采集。软件采用无线传感器网络的专用操作系统TinyOS 及TinyOS下具有类形式组件（component）结构的NesC语言来开发节点程序，完成不同传感器的程序编写以实现数据采集和无线传输，达到数据采集功能，并通过对无线传感网MAC协议的优化和改进，最大限度减少电池的能量消耗，延长传感器的使用时间。 3.3 嵌入式网关 要完成有线和无线的通信、融合，需将无线节点发送的数据通过智能小区嵌入式网关或智能家居嵌入式网关进行协议转换，并通过以太网发送到小区控制主机，同时将主机的指令通过嵌入式网关转换为无线指令发送到无线传感器节点。系统中采用基于S3C6410微处理器与嵌入式Linux相结合的智能小区网关，并完成Linux下的协议转化软件的编程。 4.结论 本系统提出了一种将物联网技术与嵌入式、无线传感网技术相结合，利用先进的控制技术实现智能小区车辆管理系统方案，是一种高效、方便快捷、科学的车辆管理手段。能体现智能小区车辆管理要求高可靠性、高实时性、高安全性、低维护性，实现信息资源共享和任务综合管理特点。 车辆管理中物联网技术的应用:浅析物联网技术在车辆管理系统中的应用 摘要：随着我国高速公路体系的快速发展，半自动收费和人工收费的方式费时费力，已无法满足高速公路现代化管理的需要。因此，在车辆管理系统之中引入物联网技术，设计一套专门应用于高速公路的车辆管理系统具有非常重要的意义。本文对物联网技术在车辆管理系统中的应用进行了研究。 关键词：物联网技术；车辆管理系统；高速公路 1 引言 随着我国高速公路体系的快速发展，半自动收费和人工收费的方式费时费力，已无法满足高速公路现代化管理的需要。而电子不停车收费的收费方式常常在实际使用过程中存在着用户缴费和收费管理不便等各种问题，主要有用户对预付卡恶意盗用和冒用等问题。因此，在车辆管理系统之中引入物联网技术，设计一套专门应用于高速公路车辆管理的车辆管理系统具有非常重要的意义。系统通过自动标识通行车辆，然后系统自动通过物联网对银行服务系统进行访问，完成相关费用的收缴。这样解决了原收费系统必须需要预付卡购买、储值和收费等环节，有利于车辆管理系统的应用 [1]。 2 物联网技术概述 物联网的英文简称为“IOT”，所谓物联网是指“物与物相连的互联网”，对于物联网的定义国内外有很多说法，其中最为常用的一种定义是：网联网是通过红外感应器、射频识别（RFID）装置、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的物理网协议，把互联网与任何物品相连接，以实现相关信息通信和交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。 3 基于物联网技术的车辆管理系统设计 3.1 车辆管理系统结构 本文设计的车辆管理系统主要由以下几个部分构成：车辆识别系统、监控中心系统、信息服务系统。其具体工作过程是：在高速公路上当车辆通过收费口时，在车辆上附着的电子标签进入了RFID磁场，系统对由标签读写器所发出来的射频信号进行接收，然后射频系统依靠感应电流所获得的能量，发出相关的车辆信息。车辆的相关信息由系统的标签读写器读取，然后由解码器进行解码，送至监控中心系统，再通过本地及远程接口，存储到访问远程服务器或本地服务器进行相应数据处理[6]。 3.2 系统的硬件设计 3.2.1 电子标签选用 本文设计的系统采用的电子标签芯片是Philips的UCODE HSL，本文系统之中采用的电子标签主要有3个，这三个电子标签分别嵌入到车牌、发动机缸体和车体框架之中。这三个电子标签分别对车辆的号码、发动机和车架的出厂编号信息进行记录，这样多标签的设计可以防止车牌的盗用、套牌等违法行为。 3.2.2收费站车辆入口、出口设计 收费站的车辆入口、出口主要由车辆感应器和道闸控制器、车辆检测传感器、LED信息提示牌、接收天线及标签读写器组成、多点摄像系统。具体的工作流程如下：车辆进出高速公路收费口时，车道下面的检测传感器对车辆的相关信息进行检测，然后多点摄像系统对驾乘人员和车辆进行拍照和录像，同时，车辆的电子标签芯片被标签读写器激活。同时，将电子标签的相关信息与照片、录像信息等信息打包传输给远程主机，进行相关检测后，进行放行[8]。 3.2.3监控中心设计 车辆系统的监控中心主要有入口主机系统和出口主机系统构成，入口主机系统主要用来接收识别系统发来的车辆信息，然后对相关信息进行确认，并将相关信息传输并存储给到本地服务器多媒体数据库中，数据库对车辆信息进行查询，若没有发现该车辆的相关信息，则再到远程数据库进行查询。出口主机系统主要用来当车辆到达出口时，对系统发来的车辆信息进行接收和识别，然后将相关信息与入口发来的信息进行核对，对违规车辆进行处理，并计算出该车辆应缴纳的里程和费用等等[9]。 3.2.4信息服务系统设计 本地信息系统主要由数据库管理系统软件和2台服务器构成，对这2台服务器进行主从配置，其中从属服务器主要用于数据的实时备份[10]。以确保相关数据的绝对安全可靠。由服务商提供远程信息系统，使用多表结构设计本地数据库，分别对车辆的基本信息、车辆通行信息、缴费信息、车主基本信息、录像等多媒体信息、车辆和人员照片等进行记录。 3.3 EPC编码功能设计 本系统采用EPC编码，这种编码格式主要有：64位、96位和256位。这种编码格式的特点是简单和安全，这种编码具有惟一性和分层扩展性。本文设计的系统为了降低电子标签的成本，采用EPC-64Ⅲ型64位编码格式[12]，其中域名管理26，位版本号2位，这种编码格式可以作为厂家识别的代码。由于国内车辆是按照省、地、县市分级管理，所以系统车牌的编码采用分段式结构，对车辆号码逐级分层管理，有利于扩展和提高信息查询效率。 3.4 Savant系统 本文的Savant系统由以下几个部分构成：事件管理系统，实时内存事件数据库，任务管理系统。这个系统的功能是负责整个车辆管理系统的程序集成和整体控制。Savant系统提供了标签读写器和应用程序等两个接口。其中标签读写器主要与车辆管理系统的标签读写器相连接，而应用程序接口主要是为了实现通讯功能与外部应用程序相连接。系统的具体工作流程如下：Savant系统通过接口读取系统标签读写器中的车辆EPC，将信息做平滑、协同及转发后，存入RIED数据库中。 3.5 ONS系统 车辆管理系统之中的ONS系统采用BIND程序进行配置，ONS相当于Internet中的域名系统DNS。它可通过Internet域名解析实现与互联网的连接。具体来说，ONS就是为了完成“主机名”和IP地址之间的转换，实现与外部Internet系统连接。同时ONS系统的具体工作流程如下：车辆管理系统的Savant系统获取车辆EPC，然后将车辆EPC传递给ONS，进行IP地址的转换。同时，车辆管理系统在Internet上搜索该IP地址对应的计算机和相应服务，从PML服务器中获得车辆的描述信息，进行完成相关车辆信息的调用。 4 结论 在我国交通快速发展的今天，在车辆管理系统之中引入物联网技术，设计一套专门应用于高速公路车辆管理的车辆管理系统具有非常重要的意义。本文就此问题进行了分析。文章在通过认真分析物联网技术的基础上，完成了基于物联网技术的车辆管理系统的设计，具体分为：车辆管理系统结构，，系统的硬件设计，EPC编码功能设计，Savant系统，ONS系统。 车辆管理中物联网技术的应用:物联网技术在智能车辆管理中的应用探究 【摘要】物联网技术作为一种全新的技术措施，在智能车辆管理系统中实现了信息的交换、管理与监控，随着车辆的不断增加，物联网技术应用于智能车辆管理的体系也越来越健全。本文在了解物联网技术内容的基础上，对物联网技术在智能车辆管理系统中的应用进行了探究。 【关键词】物联网技术 智能车辆 管理系统 技术应用 一、物联网技术简介 随着经济的飞速发展和社会的不断进步，城市人口数目有了很大范围的增加，汽车数量也在持续增多，交通堵塞、拥挤的现象愈加严重，因此而引发的大气污染、噪声污染、能源消耗等也成为各工业发达和发展中国家所面临的严峻问题。智能交通系统（ITS，Intelligent Transportation System）作为近年来逐渐兴起的技术措施，可以有效改善交通阻塞问题，使得交通拥挤问题得以解决，这一措施也越来越受到国内外专家学者和政府决策部门的重视，在许多国家和地区也开始了更为广泛的应用。随着近年来物联网技术在国内的快速发展，智能交通领域也被赋予了更为丰富的技术内涵，同时，在管理理念及相关技术手段上也引起了革命性的变革。 顾名思义，物联网（IOT，The Internet of Things）就是物物相连的网络，一般认为，物联网指的是通过传感器网络、射频识别及全球定位系统等信息传感设备，按提前约定的协议，把某物品与互联网连接起来，以便进行信息通讯及交换，从而实现智能化识别、跟踪、定位、监控及管理的一种网络。从1999年物联网概念的提出直至2005年国际电信联盟（ITU）年度互联网报告引发全球范围内的对物联网的相关讨论，再到2009年IBM提出“智慧地球”的概念，物联网的定义及范围都发生了巨大的变化，其覆盖范围也有了较大的拓展，不再仅仅是基于RFID技术的互联网。物联网技术应用于智能化车辆管理，使得交通事件从“事后处置”转变为“事前预判”这一模式，是智能交通领域内一次较为深刻的变革。 二、智能车辆管理中的物联网技术应用 （1）射频识别技术。射频识别技术是智能车辆管理中对车辆出入的一种管理，比如根据企业事业单位对于人员出入车辆的管理需要，会给员工车辆发放一张远距离识别卡，将卡片固定在车的某一部位（如：前挡风玻璃），在道闸前段部位地面下安装远距感应器，当携有RFID卡的车辆到达此区域时，远距离读卡器将读到的RFID卡号传递给控制器，进而控制器对所读卡号进行合法判断，在卡片合法的情况下，控制器上继电器工作，从而使得与之相连接的智能道闸打开，反之，卡片不合法时，继电器则不会工作，道闸不打开，同时传递给计算机一个引发警报的信息。这种利用远距离自动控制技术和射频识别技术共同开发成的具有国际领先水平的智能化管理系统，可以实现人员车辆进出速度快、更便捷的目的。它不仅可以使人员车辆出入的批准步骤得以简化，而且可以实现人性化的自动识别人员车辆的身份，使得人员车辆的管理更加简单、精准，而且可以有效提高企业的形象。射频识别技术的应用具有感应距离远、多重识别、读信息速度快等优点，这种技术拥有着较高的稳定性和可靠性，一车一卡，资料存档，防伪性极高，在保证安全性的基础上，避免了人为控制带来的诸多不便，车辆出入资料更便于工作人员监督。 （2）车辆定位技术。车辆定位技术使用包括通讯器和定位器两部分的RFID硬件设备，以电子标签作为标识码，驾驶员使用人员标签，车辆使用车辆标签，具备了数据可靠、有效通讯距离长、不宜破损等特点，电子标签的基本原理则是利用射频信号及其空间耦合与传输特性实现的对移动或静止的待识别物体的自动识别。利用电子标签并结合车辆内所具有的视频监控设备，建立起一套较为完整的车辆定位跟踪管理系统。车辆定位技术可以自动检测受控目标经过受控区域的时间及地点信息，并可以实现对受控目标的统计及安全管理的自动化；具有成熟可靠的网络通信系统，对信息可以进行实时采集，整个过程无需人为参与；具有完备的信息查询与数据统计软件，为高层人员管理与查询提供了全方位的服务；该技术具备较强的安全、可靠、稳定性，对于异常情况可以及时发现，并有报警呼叫系统的高级配置。 （3）车牌识别技术。车牌识别技术是智能车辆管理中的一项重要技术，也是智能车辆管理时所关注的内容。如今，车辆管理工作越来越注重追求车辆管理的高质量、高效率及高精确度，由此，车辆管理自动化程度和管理精度自然而然地成为了智能车辆管理的主要关注对象。车辆的识别较为冗杂，首先需要在动态的运行车辆中抓取快照，通过对照片的预先处理获取较为清晰的照片，接着通过计算机对车牌信息进一步自动识别车牌数字信息，根据自动定位技术采集的车辆位置信号与车辆进行对应，并进行位置定位，由此完成车牌的识别。车牌对于整辆车来说较小，而且车牌处于整辆车下部较为隐蔽的位置，这也就增加了车牌的检测难度。然而车牌识别在车辆管理过程中是尤为重要的一个环节，工作人员需要根据检测到的车牌确定各车主，并且可以通过视频监控和模式识别等功能对车辆进行实时定位。 （4）底盘扫描技术。对车辆进行底盘的识别有利于保障车辆的运行安全性，对于车辆正常行驶有着极其重要的意义。底盘检测相对来说也存在一定的难度，通过肉眼观察以及人工安置反光镜为较为传统的检测方法，受管理人员能力与经验的影响，这种方法检测效率不高、精确度较低，同时也不利于检测工作的顺利进行。智能化的车辆管理系统在克服低效率、低精确度问题的基础上，实现了检测数据化存储与分析处理，满足了更多车辆管理的需求。智能的底盘扫描系统则是利用现代化的传感器装备来检测底盘的形状、运行特性参数及零部件位置等，通过将检测信息与标准信息对比，在一定时间内对其进行预测，当预测的检测结果超过了所设定的阈值时便可对底盘故障进行判断，并发出故障预警。此外由于底盘的检测环境有所不同，底盘检测技术要对于环境的改变及时做出灵活调试及转变，以便适应较为复杂的车辆状况。 三、结语 物联网技术应用于智能车辆管理系统需要遵循一定的管理机制，随着车辆智能化管理的实现，根据所需管理车辆的规模对终端监测节点和上位机监控界面进行合理设计，在解决交通阻塞、交通拥挤问题和减少交通事故的前提下，车辆的管理效率也将会得到大幅度提高。对于较大规模的车辆管理工作可以通过中央控制系统进行层层下分，以便保证整个系统的协调高效运行。

1前言 汽车电子集成化、网联化、智能化是世界汽车发展的主流趋势，各职业类技术院校的汽车专业基本都开设了智能网联汽车技术相关方向的课程，该类课程的技术相关概念复杂、深奥、抽象，学生根本无法深刻理解其本质含义。本文尝试使用目前主流的软硬件仿真系统Tinkercad与Proteus进行联合仿真，基于智能网联汽车技术的车载超声波雷达测距[1]模块教学案例，仿真实现基本的车载超声波雷达测距系统测距功能，使学生能透彻地理解其测距原理。Tinkercad仿真系统连线简单明了，界面友好，通过几根简单的电路接线即可形象地显示雷达测距原理与各模块之间地逻辑关系，特别适合于没有专业基础或专业基础薄弱的学生入门学习，Proteus软件则侧重于实践开发，如具体硬件模块选型、元器件种类的选择、各元器件参数的设置及具体的电子系统布线图，而且可以完成整个超声波雷达测距系统从硬件系统到软件系统的细节基础设计。显然，整个教学实践过程主要分成两大步骤，即先进行Tinkercad仿真实践，然后再进行Proteus仿真实践。 2车载超声波雷达测距原理Tinkercad仿真 Tinkercad是世界著名图形设计公司Autodesk（AutoCAD为其代表产品之一）近年来新推出的一款开源软硬件电子仿真设计系统，该设计系统提供了许多市场上典型的开源硬件处理器及电子元器件，可以进行电子电路设计及单片机或嵌入式系统仿真设计，并支持C或C++语言进行系统编程。在Tinkercad网站完成Autodesk账户的注册之后，如图1所示，进入Tinkercad电子电路设计界面，界面简单明了，只需把右侧“基本组件”的元器件拖拽至左侧”电路设计区”，采用简单的连线即可完成车载雷达系统硬件设计。其中，微处理器芯片采用ArduinoUNO，雷达传感器采用HC-SR04型号。在教学过程中，重点向学生阐明雷达传感器四个引脚的物理意义，分别是电源引脚VCC、地引脚GND、Trig引脚为超声波触发引脚、Echo为雷达反馈信号接收引脚，引脚物理意义阐述清楚，学生即可初步理解超声波测距原理，与蝙蝠探测食物昆虫距离类似，超声波测距雷达系统只需计算发射的超声波信号与接收的超声波信号时间间隔，声波速度乘以间隔时间除以2即为汽车与障碍物之间的距离。如图1所示，Arduino单片机[2]的5V电源引脚接到面包板的正极，Arduino单片机板的GND引脚接到面包板的负极，雷达传感器HC-SR04的VCC与GND引脚再分别接到面包板的正负极，即Arduino单片机通过面包板给雷达传感器HC-SR04供电。Arduino单片机的9号引脚通过面包板连接到HC-SR04的Trig端子，用以触发HC-SR04工作，8号引脚通过面包板连接到雷达传感器HC-SR04的Echo端子，用以接收超声波反射信号，该反射信号为高电平，高电平持续时间即为超声波从发射到探测到障碍物后反射的时间间隔。同时，在8号超声波信号接收引脚外接一个简易示波器，用以直观显示超声波传感器的返回高电平信号持续时间。其中示波器的分辨率设置为10ms（具体分辨率参数设置可根据不同的系统实测后设定）。在连接完成硬件电路之后，点击“图标菜单栏”右侧的“代码”按钮进行程序编辑，编辑完成右侧所示代码区代码。车载雷达测距仿真案例采用Arduino单片机，该类型单片机具有强大的函数库功能，在编程过程中避免初学学生陷入复杂的单片机寄存器编程操作，使得编程更容易上手，软硬件结合方便学生更好地理解车载雷达测距原理。如图2所示，在代码区，Arduino单片机核心函数有两个，一个是setup函数，该函数主要用来设置Arduino单片机引脚工作模式，根据前述硬件连线方式，采用pinMode函数设置8号引脚为接收雷达测距传感器反馈信号引脚，9号引脚为雷达测距传感器触发信号引脚。Arduino单片机第二个核心函数为loop循环函数，该函数主要实现具体的系统功能，在每一个循环内，利用digitalWrite函数先设定9号引脚为高电平，然后利用延迟函数delayMicroseconds令9号引脚的高电平持续10微秒，只有这样，雷达传感器才能触发工作，最后利用digitalWrite函数设置9号引脚为低电平，这样便完成一次雷达传感器SR04的触发工作。最终，每一个循环，9号引脚高电平持续10微秒一次，雷达传感器SR04触发工作一次。在每一个循环最末尾利用delay函数延迟100毫秒，以避免雷达传感器触发工作太频繁，影响示波器信号的采样与显示。点击图1中Tinkercad上方菜单栏里的“开始模拟“按钮，进入Tinkercad仿真环境，在仿真状态下，如图2所示，点击超声波传感器，在其图形的上方出现一个带有绿点的扇形区域，该绿点即为障碍物，通过鼠标拖拽该绿点，使其与超声波传感器的距离不停变化，雷达传感器SR04上的距离数值也不停变化，同时，示波器的电压脉冲信号宽度大小将随着绿点障碍物的远近发生变化，学生通过Tinkercad的简单仿真，即可充分理解障碍物距离、超声波发射与返回间隔时间、超声波传感器返回高电平信号持续时间三者之间严密的逻辑关系。 3车载超声波雷达测距系统Proteus仿真 Proteus仿真软件界面较复杂，菜单栏与工具栏功能强大，对学生专业基础知识及操作技能要求较高，学生通过前期Tinkercad软件系统仿真，已经理解了车载雷达系统的基本原理、核心雷达传感器SR04的测距原理及主要端子的功能及信号特点，对车载雷达测距系统的编程逻辑也有了一定了解。以此为基础，学生可以细致全面地在Proteus仿真软件实现车载雷达系统的硬件设计及软件仿真，如图4所示，与Tinkercad软件仿真类似，Arduino通过IO2与IO3引脚分别连接雷达测距模块的ECHO与TR端子相连，即IO2引脚接收雷达传感器的反馈测距信号，IO3引脚控制雷达传感器工作触发。同时，IO2（ECHO）引脚连接到示波器模块的A通道，IO3引脚（TR）引脚连接到示波器模块的B通道，在程序仿真运行时，能实时显示SR04雷达模块的工作时序，显示曲线明显比Tinkercad示波器更加详实细致，SR04雷达模块的触发信号与输出回想信号（反馈信号）在Proteus示波器动态数据显示中具有更强的对比度与可调整性。在授课过程中，Proteus仿真比Tinkercad仿真更能说明如图3所示的雷达模块SR04工作时序原理图，即Arduino通过IO3（TR）引脚持续输出10微秒以上高电平触发雷达模块SR04工作，SR04模块连续发出8个40KHz雷达脉冲，Arduino通过IO2（ECHO）收到SR04模块反馈回声信号，回声高电平信号持续时间与所测障碍物距离成正比。得益于Proteus元器件库的系统全面，学生更能细节掌握LCD显示模块[3]的硬件电路布线及LCD基于Arduino的软件编程函数库。如图3所示，Arduino的IO8号引脚连接LCD1602模块的数据/指令寄存器选择控制端，IO9引脚连接LCD1602模块的R/W读写选择控制端，IO10引脚连接LCD1602模块的使能端E。Arduino的IO4～IO7四个引脚分别连接LCD1602模块的D4～D7端，使得LCD1602模块工作于4位显示模式下。Proteus程序代码比Tinkercad程序代码更加详实具体，全面细致。在Proteus仿真编程中，除了要求学生更加熟练掌握利用digitalWrite函数与delayMicroseconds延迟函数触发雷达模块SR04工作的编程技能，还要求学生掌握利用pulseIn函数读取雷达反馈信号高电平脉冲宽度，从而通过计算获得雷达测距数值。此外，还要求学生掌握关于液晶显示模块LCD1602的Arduino库函数库LiquidCrystal里面常见的显示参数与显示模式设置相关函数的编程。在实践教学过程中，学生需掌握的Arduino软件编程库函数如表1所示。至此，分别通过Tinkercad仿真与Proteus仿真，学生由浅入深，循序渐进地掌握了车载雷达测距系统测距原理、系统硬件电路设计及布线、软件系统编程。 4结论 智能网联汽车技术相关课程概念深奥难懂，硬件化实现困难，采用仿真系统不仅可以大大降低硬件成本，把深奥抽象的概念理论转化成看得见的可视化的仿真结果，使学生不再局限于理论知识的粗浅了解，对车载雷达测距系统有了深刻的理解与认知，大大提高学生学习兴趣与教学效果。Tinkercad电子电路仿真软件特点是界面友好，操作极其简单。所以在本教学案例中，主要用该软件来进行简单的系统原理仿真，使无理论与实践基础的学生对车载雷达测距系统有初步理解及概念。但其不足也较明显，其核心芯片及元器件种类有限，芯片与元器件硬件资源库远远比不上Proteus的全面系统，具体的芯片引脚及端口不如Proteus标注详实具体，不能体现系统连线布线细节，且Proteus能直接生成PCB图，更贴合实际嵌入式系统设计情况。但Proteus对学生操作技能要求较高，要求学生必须掌握所设计系统基本原理，相关微处理器芯片及核心元器件主要信号物理意义及布线原理。两款仿真软件的结合，更能优势互补，达到最佳的教学效果。 参考文献: [1]基于超声波雷达的自动泊车自适应测距与定位设计[J].张海焕,陈彩霞,马逸.科技视界.2020（28）. [2]基于Arduino的智能家居控制系统设计[J].李宗峰.信息技术与信息化.2021（06）. [3]TFT-LCD源驱动电路设计和仿真[D].申国辉.上海交通大学.2015. 作者:陆人定 单位:常州信息职业技术学院

室内系统设计论文:室内环境质量无线监测系统设计 摘 要：高校实验室在上课期间，人员集中，室内环境质量恶劣，对师生的健康和学习效率有着很大的影响。文中选择高校实验室作为研究对象，通过对实验室室内环境监测技术的研究，为营造健康舒适的高校室内环境提供了一种技术支持，从而为实现高校室内环境质量的健康可持续发展奠定了基础。 关键词：室内环境质量监测；温湿度；光照；ZigBee 0 引 言 健康舒适的室内环境对任何一种建筑来说都尤为重要，实验室作为人员密集型建筑，良好的室内环境有助于提高学生的学习效率。如果温度过高或过低，湿度过湿（高于70%）或过燥（低于30%），光照的过明或过暗，都会使学生产生不适感，影响正常排汗和情绪、降低注意力。由此可见，实验室环境的不尽人意，在无形中影响了学生的健康和学习效率。因此，开发了室内环境质量无线监测系统，以便24小时监控实验室的环境质量参数。本无线检测系统的主要特点如下：（1）该系统可以延长实验室里面设备的使用寿命，为设备提供一个安全的使用环境；（2）该系统能够提高管理效率，温湿度数据可以远程传输，管理人员在巡查的时候不必到机房去就可以远程了解实验室的环境问题；（3）本系统可以代替管理人员24小时监控非上班时间实验室存在的安全隐患，达到对实验室远程监控的目的。 1 系统总体设计 在日常生活中，由于存在个体差异，在各种条件下要找到一个单一的指标来准确反映人体对环境的舒适性是很困难的。因此，在环境舒适性的检测过程中，我们往往关注三个比较重要的影响环境舒适性的因素：温度、湿度、照度。所以本系统针对实验室的环境分别采集温度、湿度、照度这三个因素来衡量实验室环境的舒适性。系统的总体设计框图如图1所示。 图1 室内环境无线监测系统的总体设计框图 本文所述的室内环境无线监测系统分为硬件设计方案和软件设计方案两部分。 1.1 硬件设计方案 该系统采用模块化的硬件设计，由STC12系列单片机微控制器、温湿度传感器、光照传感器、CC2530芯片的ZigBee收发模块、液晶显示模块、电源模块等组成。该终端具有室内环境参数的自动采集、计算处理等功能，它可以连续自动地测量温度、湿度、光照这些指标，各种要素经过传感器将模拟量转化成相应数字量，供采集器定时处理后给单片机进行处理，实现数据的采集、显示及无线传输。 1.2 软件设计方案 室内环境无线监测系统的软件设计由主程序、温湿度传感器驱动子程序、光照传感器驱动子程序、LCD12864液晶显示子程序、串口通信子程序等组成。对于硬件方案用到的编程软件其中包括对于微控STC12C5A60S2进行C语言程序编译的Keil软件，将Keil软件生成的.hex头文件烧录至MCU中的下载软件STC-ISP中。 2 室内环境质量无线监测系统的硬件设计 实验室室内环境质量无线采集系统在硬件设计过程中，使用了模块化的设计方法，分别为微处理器电路设计、数据采集模块电路设计、显示模块电路设计、串口通信电路设计、无线收发模块。在本系统中，对实验室室内环境质量参数数据的采集主要依靠各种传感器，如温湿度传感器AM2301、照度传感器模块GY30。这些传感器的工作原理是利用物质各种物理性质随环境变化的规律把温度、湿度、照度等转换为模拟量或数字量进行输出，通过单片机采集这些电量数据并对其进行计算即可确定各环境参数的数值。在室内环境质量无线监测系统的设计中，本文使用了STC12C5A60S2单片机进行设计。具体包括：单片机最小系统，温湿度接口电路，光照接口电路，接口电路，电源电路，串口通信接口电路。 2.1 MCU的选型 本系统设计采用的是STC12C5A60S2单片机。STC12C5A60S2 在众多的51系列单片机中，算是国内STC 公司的1T增强系列中更具有竞争力的一种，因为他不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内具有Flash工艺的大容量程序存储器。如STC12C5A60S2单片机内部就自带高达60 K的 FlashROM，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且STC系列单片机支持串口程序烧写。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可进行加密，很好地保护了用户的劳动成果。 2.2 温湿度传感器AM2301 DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT21传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。 2.3 光照传感器模块GY30 本系统采用新型单片测光芯片GY30模块，该模块的工作电压为3.3 V，内置了BH1750芯片，可以对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定，实现了照明度（1～65 536勒克斯）数字值的直接输出。主控器通过I2C（Inter-Integrated Circuit） 通讯接口读取GY30采集到的数据，然后按照用户要求的形式通过界面将数据呈现出来。 2.4 ZigBee数据传输模块选型 本系统中所使用的ZigBee模块为某电子公司的无线模块，该无线模块在产品类型中分为三种：ZigBee（Coordinator-协调器）模块、ZigBee Router（路由器）模块、ZigBee End Device（终端设备）模块。 ZigBee能耗无线监测终端的硬件设计中，无线ZigBee模块（Router-路由器）的功能是以无线方式发送数据资料包，并寻找最适合的路由路径，当有其他终端节点加入时，其也可为其他终端节点分配地址。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，其内部包含一个8051 CPU，且系统内可编程，其支持TI官方指定的IAR编译软件，并具备8 KB RAM，因此，CC2530是一个完整的SoC解决方案。通过其可以建立强大的无线传感器网络。 2.5 ST7920型12864液晶显示模块 为了在节约硬件资源的基础上可以得到更丰富的显示内容，并考虑到低功耗的要求，本系统设计中的显示电路采用ST7920型12864带字库的液晶显示模块。 3 室内环境质量无线监测系统软件设计 本节的主要内容是进行室内环境质量无线监测系统的软件设计，软件设计的核心为底层硬件温湿度传感器AM2301模块、光照传感器GY30模块、LCD12864液晶、串口通信等编写驱动程序，使得监测系统在上电后可以分别正常监测温湿度值、光照值的显示，及进行串口通信。室内环境质量无线监测系统主控程序流程图如图2所示。 图2 室内环境质量无线监测系统主控程序流程图 3.1 温湿度传感器AM2301驱动子程序设计 DATA数据线用于MCU与 AM2301之间的通信。四十比特完整的数据=十六比特的湿度数据值+十六比特的温度数据值+八比特校验和。例如，接收四十比特的数值，温湿度传感器AM2301的数据格式如图3所示。 图3 温湿度传感器AM2301的数据格式 空闲时总线为高电平，通讯开始MCU拉低总线1～10ms，然后释放总线，延时20～40 μs后主机开始检测响应信号。从机AM2301的响应信号是一个80 μs左右的低电平，随后从机在拉高总线80 μs左右代表即将进入数据传送。长的高电平代表的是信号1；短的高电平代表的是信号0。温湿度传感器AM2301数据传输的时序图如图4所示。 图4 温湿度传感器AM2301的数据传输时序图 3.2 光照传感器GY30驱动子程序设计 GY30与主控器之间的通讯使用I2C通讯协议。时钟线为高电平时，数据线由高电平向低电平变化表示开始信号；时钟线为高电平期间，数据线由低向高变化表示结束信号。I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图如图5所示。 图5 I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图 3.3 串口通信子程序设计 上位机对单片机所存储的数据的读取是通过USART实现的。由于单片机内部集成有USART模块，因此MCU只需要连接MAX232芯片，就能和PC通信。首先，单片机要设置异步通信的比特率数据位、停止位、校验方式等，最后才打开中断。在本系统中，异步串口通讯模块比特率设置为9 600，通信模式采用模式l，即每次发送的有效数据为8位，另加一位停止位。串口通信的软件设计流程图如图6所示。 4 结 语 本文针对室内环境质量的关键问题，基于物联网技术，采用无线数据采集与传输等先进信息技术手段，准确采集室内环境质量数据，使实验室室内环境质量在计量、采集、统计方面更加完善，同时确保实验室的正常、高效、健康、稳定地运行。管理人员只需要通过网络就可以了解实验室环境的实际情况，从而极大地减轻对实验室的管理工作，实现实验室的科学管理。 室内系统设计论文:基于DW1000的超宽带室内定位系统设计 摘要：为了提高室内无线传感器网络的定位精度，设计了一个基于UWB的无线传感器网络定位系统，该系统在上位机软件上运用TDOA算法进行定位计算，硬件设计上锚节点采用decaWave公司生产的DW1000为无线收发芯片，在其控制器STM32内部写入嵌入式程序，完成数据记录、收发。该系统理论定位精度可达到10cm，抗多径能力强、稳定性高，为无线网络传感器定位提供了更多的参考。 关键词：无线传感器网络 UWB TDOA DW1000 随着物联网时代的到来，人类已经置身于信息时代，一种全新的UWB技术与21世纪最具影响力的无线传感器网络的完美结合，正在改变着科技，改变着人类工作生活的方式，连通了现实社会、计算机世界、人类社会这三元世界。人类社会对目标进行检测、定位、跟踪和导航要求日益增高，尤其在环境复杂的室内，常常需要确定物品与设施的具体位置，所以急切需要开发通信能力强、成本小、能耗低、可靠性高的定位系统。相比于其他无线传感器网络通信技术，基于UWB[1]的无线传感器网络技术低功耗、低成本、高容量、高安全性的特点，非常适合于多点数据通信搭建室内定位平台。 1 系统构架和定位原理 1.1 系统整体构架 本定位系统主要由硬件和软件两部分构成，硬件部分是基于UWB（IEEE802.15.4）协议的无线传感器网络，其中包括标签节点（Tag）、锚节点（Anchor），软件部分包括硬件嵌入式软件和运行于上位机上的实时定位系统（RTLS）软件。 在系统中锚节点的设计是关键，锚节点对标签节点TOA信息进行的记录[2] [3]，并且，记录锚节点之间的时间同步信息，然后发送给上位机定位软件，由上位机定位软件完成TDOA[4]定位分析计算，定位位置显示，并对Anchor/Tag进行配置管理。如图1所示。 1.2 定位原理 定位系统基于TDOA定位方法，这种方法只要求锚节点之间同步，不要求锚节点与标签之间同步，便与工程实现。通过标签节点向位置已知的锚节点发送无线电波信号，测量出标签节点到达锚节点的时间差，因为在空气中无线电波传播的速度近似于光速，所以，可以得到标签节点到锚节点的距离差，然后根据双曲线原理，利用最小二乘可以求出标签节点的坐标[5]，完成定位。如图2所示。 已知有三个锚节点A 、B 、C 的坐标，未知标签节点T ，T到A与T到B的距离差 ，T到A与T到C的距离差 ，根据几何原理，标签节点T必定位于以锚节点A、B为焦点、与两个焦点的距离差恒为 的双曲线上。同时，标签节点T也位于以锚节点A、C为焦点、与两个焦点距离差恒为 的双曲线上，则有， 因为各个锚节点的位置都已知，可以求出 ， ， ，得到位置标签T ，的位置。 2.硬件设计 2.1 锚节点总体架构 锚节点和标签节点是硬件设计的关键，标签节点的功能很单一只是按固定周期发送广播数据包，设计比较简单，与锚节点设计相似，这里以锚节点作为重点进行介绍，下图是锚节点设计总体架构，锚节点主要有处理器模块、无线收发模块、嵌入式软件组成。锚节点以STM32F107VCT6为MCU，通过SPI[6]连接DW1000无线收发芯片，对其进行控制管理，集成EEPROM芯片，用于存储锚节点MAC地址、IP地址、RTLS定位服务器IP地址等，锚节点还设计有Ethernet接口用于上传数据、提供电源。如图3所示。 2.2 处理器模块 定位系统节点在MCU的选择上，采用意法半导体公司推出的互联型系列微控制器STM32F107VCT6，此芯片集成了各种高性能工业标准接口。它基于ARM Cortex-M3内核，主频72MHz，内部含有256K字节的FLASH和64K字节的SRAM，LQFP100封装。板上除晶振外的所有IO口全部引出，方便扩展及开发。内部集成高性能以太网模块，支持802.3协议定义的独立于介质的接口（MII）和简化的独立于介质的接口（RMII），支持DHCP、Telnet、TFTP、HTTP等协议。提供256字节的I2C端口，提供18Mbps的SPI接口，含有USB 2.0 OTG全速接口，支持从USB接口取电或通过控制对USB设备供电。 2.3 无线通模块 无线通信模块采用decaWave公司提供的DW1000无线收发芯片，它是一个遵循IEEE802.15.4-2011 UWB标准的低能耗、低成本无线收发芯片，支持精度定位和同步数据传输，定位精度可达到10cm，抗多径能力强，在RTLS系统中支持高密度存在，长寿命的电池适用于极小系统的消耗，支持TOF测距和TDOA精确定位，支持6个从3.5GHz到6.5GHz射频波段，数据传输速率为110 kbps，850 kbps，6.8 Mbps，功率消耗低，睡眠模式电流1 ?A，深度睡眠迷失电流50nA，拥有完整的MAC层支撑软件，提供SPI接口，可连接主处理器，6 mm x 6 mm 48引脚小型封装包，引线间距0.4 mm。适用于无线传感器网络。如图4所示。 2.4 SPI接口设计 SPI是一种同步串行外设接口，本系统中STM32作为主设备通过SPI实现对从设备DW1000无线收发芯片内部寄存器和RAM的读写操作，进行通信以交换信息、发送命令。SPI接口设计有4跟线，其中SCLK表示主设备STM32产生时钟信号，完成对通信的控制， MOIS表示STM32输出数据，DW1000接收数据， MIOS表示DW1000输出数据，STM32接收数据， CS1/CS2表示DW1000的使能信号，由STM32控制。如图5所示。 2.5 I2C设计 I2C[7]模块采用24C02的EEPROM芯片，该芯片容量为2Kbit，256个8字节，内有一个16字节写缓存器，支持I2C总线传输协议。I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL构成，可以在MCU与DW1000、DW1000与DW1000之间进行双向传输，各种被控制的电路都并联在这条总线上，每个模块都有自己唯一的地址，根据所要完成的工作，在信息传输的时候，每一个模块既是控制器，又是发送器。本系统主要用于存储Anchor MAC地址、IP地址、RTLS定位服务器IP地址、decaWave DW1000收发器芯片的硬件配置信息。如图6所示。 3 嵌入式软件设计 嵌入式软件开发采用Keil公司的Keil uVision4，编程语言使用C语言，该软件的编译与调试能够与ARM器件高效匹配。编写在MUC中的嵌入式软件主要完成标签节点到锚节点TOA的测量、锚节点之间TOA信息的测量、将获得信息传送给RTLS。 嵌入式软件的信息处理流程采用串行处理，单线结构就可完成所需功能，包括 STM32复位和时钟配置模块（STM32-RCC）、I2C读取模块、Ethernet模块、DHCP动态IP获取模块、UDP5555端口初始化模块、UDP4646端口初始化模块、定时器配置模块、decaWave DW1000收发器配置模块、上层应用初始化模块、发送无线广播数据包模块、中断处理程序。当无线收发收发芯片收到或发送一个数据帧的的时候，会向MUC发送中断请求，中断程序主要中断产生的类型、判断中断位置是否正确、读取数据接收帧的源地址、读取数据接收帧的类型、接收数据帧、读取TOA信息、将读取的信息进行封装发送给RTLS。如图7所示。 图7 嵌入式软件流程图 4 上位机软件设计 上位机软件采用微软公司开发的WPE框架，使用C#编程语言。主要完成TDOA定位分析计算，Anchor状态显示、定位显示、配置管理。Anchor状态显示主要显示Anchor是否连接到TDOA-RTLS，Anchor能够接收到那些Anchor的Pacer-blink信号，以及Anchor两个无线模块的工作状态；定位显示主要显示Anchor位置和工作状态（有无信号发送），Tag位置和工作状态（有无信号发送），Tag历史位置（或活动轨迹）指示；配置管理功能主要包括定位软件的功能配置和Anchor的管理配置。 4.1 上位机软件接口 嵌入式软件通过端口号为6666的UDP连接向RTLS发送TOA分析计算和Anchor之间的时钟同步所需的信息，该端口上传输的信息包括长度分别为76字节和70字节的数据包；RTLS通过端口号为3535的UDP发送管理配置信息，该端口的信息完全可以通过IP Tools网络监测工具进行数据包的截获和分析，并且这些信息可以与I2C芯片中读取的信息进行对比分析；RTLS通过编号为2346的UPD将定位计算结果直接发送给各个显示客户端；RTLS通过端口编号为2345的UPD发出TDOA定位计算结果。如图8所示。 4.2 上位机软件工作流程 上位机软件的设计比较复杂，主要有主线程、TDOA计算线程、UDP6666数据包接收线程、UDP6666 socket数据包收发线程、UDP3535处理线程、UDP2346处理线程构成。当定位系统开始运行时，RTLS系统通过端口6666的UDP连接就收上传数据，当数据包接收完成后对数据包进行解析，76字节数据包提供标签到达锚节点的TOA信息，70字节数据包提供锚节点之间的TOA信息，之后通过TDOA计算线程调用定位算法函数进行定为计算，最后通过UDP2346处理线程显示出定位结果，整个过程中UDP3535处理线程一直处于打开状态，进行管理配置。如图9所示。 5 结语 本文设计了一个基于与DW1000的超宽带室内定位系统，该系运用TDOA定位算法，原理简单，易于工程实现，硬件部分采用DW1000无线收发芯片，具有定位精度高、稳定性强、成本低等特点。同时，本系统的设计为无线传感器网络室内定位提供了一个参考样本，具有一定的参考价值。 室内系统设计论文:室内消火栓系统设计探析 [摘 要]消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施，对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文分析了消火栓系统的特点，探讨了室内消防竖管设置的最小间距，并研究了高位消防水箱设计的几个问题。 [关键词]消火栓；消防竖管；高位消防水箱 1 消火栓系统的特点 消火栓系统是我国使用最早、应用最为广泛的消防系统。消火栓系统包括室内外消火栓设备、消防管道、消防供水等设施，在灭火时有以下几个特点： （1）人工操作的消防系统，也意味着发生火灾时，消防人员的到位会有一定的滞后； （2）系统本身灭火效果也会受到火场条件的影响，比如：较高的火场温度，浓烟降低了火场能见度，建筑构造设计不完全符合消防要求等； （3）火灾最终需要由消火栓系统来收尾。 作为室外、室内都使用的消防系统，消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施，对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文即对室内消火栓系统设计中所遇见的几个问题进行分析。 2 消防竖管最小间距的确定 《建筑设计防火规范》（以下简称“建规”）规定：室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位[1]。 《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称“高规”）规定：消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位[2]。 《消防给水及消火栓系统技术规范》规定（以下简称“水规”）：室内消火栓的布置应满足同一平面有2支水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求[3]。 依以上规范条文可知，消火栓布置时可根据水枪的充实水柱长度、建筑层高和水带长度得到消火栓的保护半径，使得建筑内各处均处于两个以上消火栓的保护范围内即可达到要求。由此结合建筑内部形式可基本确定消防竖管的最大设计间距。 但上述三部规范并未详细规定消防竖管的最小间距，当两个消火栓布置间距过近或紧连着布置一处时，一旦火势威胁到某处消火栓，两个消火栓极易同时受大火影响，无法起到互相保护的作用，这种情况应该避免的。所以消防竖管布置应保证最小间距，根据对安全出口应分散布置并保证至少5米最小间距的要求，保证5米是一个比较合理的最小间距。 3 高位消防水箱设置的必要性 消防水箱是设置在高处直接向水灭火设施重力供应初期火灾消防用水量的蓄水设施。对于高位消防水箱，部分人认为消防水箱可少设或不设，因为建筑高处设置的水箱可能会影响建筑立面处理，增加结构荷载和抗震防护要求，而且水箱作用有限，自身并不一定完全满足最不利点水压要求，且在消防主泵投入较早较及时的情况下，可以基本保证消防供水。 但笔者认为，考虑到我国的电力供应和消防设施管理情况，结合已发生的火灾案例，若不设高位消防水箱很有可能影响到火灾的初期灭火，而能否及时、快速的在火灾大范围蔓延之前控制火势是至为关键的。况且如下文所述，消防系统在设计时可以降低水箱设置高度，或设置在下层，通过设置稳压泵来达到水箱的设计压力要求。所以，在临时高压消火栓系统中设置高位消防水箱是非常有必要的。 4 高位消防水箱的设置高度 《水规》规定：高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力，并应按下列规定确定：1一类高层公共建筑，不应低于0.10MPa，当建筑高度超过100m时不应低于0.15MPa；2高层住宅、二类高层公共建筑、多层公共建筑，不应低于0.07 MPa；多层住宅不宜低于0.07 MPa；3工业建筑，不应低于0.10 MPa，当建筑体积小于20000m？时，不宜低于0.07 MPa；4自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定，但最小不应小于0.10 MPa[3]。 由上述条文可见，《水规》要求需满足最不利消火栓处7m 、10m和 15m水柱的净水压力，但符合《水规》要求的消防水箱设计仍有可能出现以下两个问题： （1）满足《水规》要求消防水箱的设置高度，并不能完全保证最不利消火栓处的正常使用压力。根据工程实践计算，最不利消火栓口所需压力与水带长度、水带材质、水枪喷口直径、所需充实水柱长度和水枪射流量有关。19mm水枪配65mm衬胶水带，水带长度25m，则当消火栓出流量取5L/s时，最不利栓口所需水压为0.189MPa。由此可见，当保证最不利消火栓处7m 、10m和15m水柱的净水压力，并不能保证最不利消火栓的灭火需要。 （2）消防水箱的设置高度不应仅为满足最不利消火栓处的压力需求，在实际工程中，自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统）亦需设计高位消防水箱，而且自喷系统与消火栓系统常共用一座消防水箱。此时，消防水箱还应满足自喷系统最不利喷头处的压力需要。根据实际工程计算可知，此处一般需0.2MPa以上的静水压力。 综上所述，从尽可能满足最不利点处灭火要求来看，高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力（自喷、消火栓均应满足最低压力）。当高位消防水箱不能满足此静压要求时，可增设稳压泵和稳压水罐，成为设有稳压泵的临时高压消防给水系统。 5 高位消防水箱有效容积 《水规》按照建筑物性质和标准确定高位消防水箱的有效容积有明确规定：1一类高层公共建筑，不应小于36m3，但当建筑高度大于100m时，不应小于50m3，当建筑高度大于150m，不应小于100 m3；2多层公共建筑、二类高层公共建筑和一类高层住宅，不应小于18m3，当一类高层住宅建筑高度超过100m时，不应小于36 m3；3二类高层住宅，不应小于12 m3；4建筑高度大于21m的多层住宅，不应小于6 m3；5工业建筑室内消防给水手机浏览当小于等25L/s时，不应小于12 m3，大于25L/s时，不应小于18 m3；6总建筑面积大于10000O且小于30000O的商店建筑，不应小于36m？；总建筑面积大于30000O的商店，不应小于50m？，当与本条第1款规定不一致时应取其较大值[3]。上述规范条文要求基本清楚，但有以下两个问题： （1）高位消防水箱的有效容积能否满足初期火灾水灭火系统所需消防用水量的要求。高位消防水箱火灾初期灭火的重要供水来源，常见的初期水灭火设施包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，以建筑高度超过50m的一类高层公共建筑为例。《水规》规定此类建筑室内消火栓用水量为40L/s，火灾初期以10min计，则需水量： 40L/s×10min×60s=24m3 另外此类建筑又须设自动喷水灭火系统，又需水量： 30L/s×10min×60s=18m3 10min初期灭火用水共需水量： 24+18=42m3 由此可见，规范所要求的水箱有效容积实际上是不够10min满负荷灭火需要的，但考虑到火灾初期消火栓和喷头使用数量有限，消防主泵正常情况下可以及时启动，所以对水箱有效容积的要求有所减小。 （2）完全依照建筑物性质和标准确定消防水箱容积也有一定的局限性。如建筑高度低于24m但面积较大的商场建筑，其火灾危险性是非常高的，在设计消防水箱容积时就可能套用规范规定而采取偏小的消防水箱容积。 6 结束语 消火栓系统是最基本的灭火设施，在设计室内消火栓系统时，应注意控制消防竖管最小间距以使临近消火栓能互相保护；临时高压消火栓给水系统中应设置高位消防水箱，其有效容积应尽量超过现行设计规范要求，以满足初期火灾消防用水量和水压需求。 室内系统设计论文:基于ZigBee网络的室内环境监测系统设计 摘 要：本文基于ZigBee技术设计了室内环境监测系统，对室内温度、湿度、烟雾、可燃气体等参数进行测量和采集，并对异常情况发出报警。给出了系统的整体设计方案，介绍了系统的传感器选型及控制方案，并对系统进行了数据测试分析，验证了系统的稳定可行性。 关键词：ZigBee技术；环境监测；传感器 0 引言 ZigBee技术是近几年发展起来的自组网无线通信技术，节点之间可很方便的进行组网通信，有效的解决了单点无线传输的距离问题。诸多事故的发生都源于未知，室内环境的监测对于生产和生活都具有重大意义。本文为室内环境参数的监测提供了一套完整的解决方案，并给出了相应的阐述。 1 系统整体设计方案 室内环境监测系统主要包括监测节点和数据接收处理主机。节点主要负责室内各项环境参数的数据采集和监测，包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、可燃气体检测模块以及PM2.5检测模块；采用单片机负责检测的控制，并将采回的数据通过ZigBee模块送出。ZigBee每个节点都自动分配唯一的ID，每一个节点可管理254个子节点，一共可扩展管理多达65000个节点。数据处理主机主要负责接收每个监测节点的数据，对数据进行处理，包含显示模块、人机交互设置模块、报警输出模块和联动控制模块。系统整体设计方案如图1所示，给出了单个节点的组成框图和主机的组成框图，节点的个数可根据用户需求进行扩展。 2 系统硬件设计 基于ZigBee技术的数据采集节点 主要采用了DHT11温湿度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器、夏普PM2.5灰尘传感器。 2.1 温湿度传感器 设计采用数字温湿度传感器DHT11进行温度和湿度的检测。DHT11是一款复合型温湿度传感器，采用单总线方式直接送出温度和湿度值，使用时只需要电源和任意一个I/O口配合上拉电阻便可对其操作和访问。DHT11供电范围为3.3-5.5V，可以很方便的应用于各种单片机和嵌入式系统。DHT温度测量范围为0-50度，湿度为20%-90%RH，完全满足室内环境的监测。 DHT11接口电路如图2所示。 2.2 气体传感器 设计采用电阻型MQ-2气体传感器对空气中的烟雾和可燃气体进行检测。MQ-2气体传感器采用二氧化锡气敏材料进行气体的检测。二氧化锡在纯净的空气中电导率很低，一旦空气中有其他气体的存在，其电导率随空气中气体的浓度增加而增加，通过简单的电路便可将气体浓度信号转换成对应的电信号。MQ-2传感器不但对如液化气、甲烷、氢气等可燃气体灵敏度很高，而且对烟雾也有着理想的响应曲线。 MQ-2气体传感器测试电路如图3所示。传感器需要提供加热电压进行预热，加热过程大概30秒，然后便可以正常输出。加热电压和电源可采用统一电源供电，选择合适的负载电阻即可。 2.3 PM2.5灰尘传感器 PM2.5检测采用了日本夏普公司的GP2Y1010AU0F灰尘传感器，该传感器电压输出与灰尘浓度具有良好的线性关系。传感器采用光学方式进行灰尘的检测，通过控制内部LED发光时间然后检测对应光学腔内接受到的光强，经过内部相应的放大处理从而得到对应的电压。传感器采用5V供电，输出电压范围为0.75-3.5V，对应的灰尘浓度为0-0.5mg/m3，输出电压和浓度成一次线性关系。GP2Y1010AU0F传感器输出为模拟电压，所以需要配合AD转换器进行数据的采集，传感器接口电路如图4所示。 3 系统软件设计 基于ZigBee自组网的特性，无线部分程序设计变得相对容易，只需要记录和校验每个节点的ID即可进行数据的交互。节点的主要负责数据的采集和等待主机的数据发送请求，当收到请求时进行ID验证，若为本机ID则发送数据，否则继续等待，节点程序流程如图5所示。主机的程序设计主要负责数据的请求和接收处理，进行显示、报警、人机交互和联动控制，主机程序流程如图6所示。 4 结论 本文给出了基于ZigBee技术的室内环境监测方案，详细的分析了系统的整体设计方案，对系统的传感器电路设计做出了相应的介绍，分析了系统的可行性。最终对系统进行了整体数据采集和通信测试，良好的验证了系统的稳定性和可靠性，对室内环境的监测具有一定的指导意义和参考价值。 室内系统设计论文:基于PID控制理论和步进电动机的冬季室内温度控制系统设计 摘要：我国北方，冬季取暖一般采用暖气技术集中供暖，用户不能自主地调节温度，室内温度过高，资源浪费的现象严重。本设计应用PID控制技术，以步进电动机作为执行元件，根据实时测量的室内温度，来控制阀门的开度，调节暖气管道内热水或热气的流量，从而达到了控制室内温度的目的，增强了居民室内生活的舒适度，减少了能源的浪费。 关键词：PID控制；流量；PM2.5；编码；解码 引言 我国北方属于典型的温带大陆性气候，冬季寒冷干燥。目前为了改善室内温度环境，我国北方城市普遍采用集中供暖[1]。各市均建有大规模的地下暖气管道网，由政府指定的供暖公司负责运营。集中供暖有着较为明显的好处：资源利用率高，平均成本较低，供暖效果好。但是，也存在不少缺点：一是无论白天还是黑夜，不管用户是否需要，暖气始终全天供热；二是用户没有办法自主调节室内温度的高低，造成室内温度过高，空气流通不好。居民非常容易出现皮肤发紧，口唇干燥、咽部发痒、咳嗽、流鼻血等“暖气病”。用户为了降低温度，只能打开窗户散热，使宝贵的能源白白浪费了。近年来，我国北方地区冬季雾霾频发，pm2.5频频爆表，燃烧煤炭作为集中供暖的主要手段，成为罪魁祸首，成为众矢之的。如何才能在不降低冬季室内生活的舒适度的前提下，实现节能降耗的目的呢？ 本设计采用步进电动机来控制阀门的开度，进而调节暖气管道内水或气的流量，实现了控制室内温度的目的，从而增强了居民室内生活的舒适度，为节能降耗做出了巨大贡献。 一、系统设计方案 本系统由两个模块组成，一个是温度设置及测量模块，一个是驱动模块，两个模块在物理上相互分立，使用时可以将温度和测量模块放到远离暖气片的地方，保证温度测量的准确性。驱动模块直接到暖气管道上控制暖气的流量。两个模块之间通过红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272传递控制信息。温度设置及测量模块又分为键盘输入、温度测量、温度显示三个单元。人们可以通过键盘设定自己需要的温度，温度的测量采用数字温度传感器18B20，18B20将采集到的温度信号以串行数据的形式传递给单片机AT89C51，经过处理后，在数码管上显示当前测量的温度。同时，AT89C51把实时测量的温度和用户预先设定的温度比较和分析，得出调整指令。通过红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272将调整指令传递给驱动模块的单片机，由驱动模块单片机控制步进电动机完成阀门开度的调整，实现改变暖气管道内热水流量的目的。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 二、温度传感器18B20 18B20是美国Dallas 半导体公司创造的数字化温度传感器。该温度传感器外形如一只三极管，温度感应元件及转换电路集成在一个芯片上。现场温度直接转换成二进制数字表示的温度，存储在18B20内的存储器里，18B20和单片机之间仅需要一条数据线连接，单片机可以通过数据线向18B20写入或读取数据，而且可以通过数据线提供18B20正常工作所需要的电源。每个18B20都有不同的序列号，所以多个18B20可以使用同一根总线和单片机相连接，单片机通过序列号识别不同的18B20并发起读写动作。这一特点使用户组建温度传感器网络变得十分容易。通过程序设定，DS18B20 可以达到9～12 个二进制位的分辨率。测量温度的范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内，测量精度可以达到±0.5°C[2]。由于DS18B20 具有体积小、测温精度高、适用电压范围宽、采用一线式总线、可组网等优点，在实践中的得到了广泛的应用。 三、红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272 PT2262/2272采用CMOS工艺制造，分别具有编码和解码的功能，其中PT2262是编码电路，PT2272是解码电路，PT2262/2272必须配对使用，可用于无线数据的发送和接收。PT2262/2272分别拥有18个管脚，最多可以设置12位地址端管脚和6位数据管脚。地址管脚可以设置成“0”、“1”、“悬空”三种状态，但是必须保证PT2262和PT2272的地址管脚设置相同，否则PT2272不能解码。在实际应用中，我们一般采用4位数据码和8位地址码的方式。 编码芯片PT2262发出的编码信号称为码字，一个完整的码字包含地址码、数据码和同步码三部分。解码芯片PT2272在接收到PT2262发来的信号后，首先分离出地址码，并对地址码进行比较，只有当接收到的码字的地址码和2272的地址码相同时，2272的VT管脚才能输出高电平，表示解码成功。单片机在检测到VT脚高电平的信号后，开始读取PT2272接收到的数据。 四、步进电动机 步进电动机也称为脉冲电动机，它可以将电脉冲信号转换成相应的角位移，每输入一个电脉冲信号，步进电动机就转动一定的角度，由于该电动机的转动方式是步进的，所以把它叫做步进电动机。步进电动机具有以下优点：一是步进电动机转动的角度和输入电脉冲的个数成正比，转动的速度由输入电脉冲的频率决定，频率越高，速度越快。而且在不超出步进电动机负载能力的情况下，以上关系不受负载大小、电压高低等因素的影响；二是步进电动机在不失步的情况下，每转动一圈的步数是固定的，所以电动机的步距误差不会积累；三是步进电动机具有良好的控制性能，在开环控制系统中，转速具有很宽的调节范围，而且能够快速启动、制动和反转。正是由于步进电动机具有以上优点，所以在数字控制系统中经常被用作执行元件。 五、软件设计 该系统的软件设计分为两大部分，分别对应系统硬件的两个模块。其中驱动模块的程序设计包括控制量的读取和步进电动机的控制。温度测量模块包括温度采集子程序（读取18B20测得的温度数据）、显示子程序、键盘输入子程序（用户设置室内温度）、PID温度控制子程序（计算控制量）。前面几个程序都比较简单，这里不再赘述，下面我们详细介绍一下PID温度控制子程序的设计原理。单片机首先读取18B20测量的实时温度数据，然后把测量温度和设定温度进行比较得到温度误差，把温度误差作为PID控制系统的输入信号，由PID算法计算得出控制量。PID控制系统的结构框图如图2所示。 图2 PID控制系统的结构框图 系统的控制规律可以用u（k）= u（k）+u（k-1）和u（k）=Kp[e（k）- e（k-1）]+Ki e（k） +Kd[e（k）- 2e（k-1）+ e（k-2）]两个算式表示[3]。其中u（k）表示每个测量周期阀门的变化量，Kp表示PID控制系统的比例系数， Ki表示PID控制系统的积分系数、 Kd表示PID控制系统的微分系数，e（k）表示k时刻的温度误差。由于室内温度是一个相对缓慢的变化过程，所以我们在该温度控制系统中采用了周期性的控制方式，即在一个温度采样周期内保持控制量u（k）恒定不变[1]。 结语 为了验证系统对室内温度控制的准确性和稳定性，我们做了多次试验，下表为实验记录的测量数据，分析记录数据可知，本设计控制温度准确性高，达到了预期目标。 本系统采用PID控制理论，以AT89C51单片机为系统的控制单元，以红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272为数据传输的纽带，选用步进电动机作为系统最终的执行机构，根据室内温度和设定温度的误差来改变阀门的开度，较好的实现了室内温度的调节。实验表明，该系统具有稳定性好、控制精度高、节能环保等优点，具有一定的实用价值。 室内系统设计论文:基于射频及超声技术的室内二维定位系统设计 摘 要：该文通过对比几种常用室内定位（In-location）方法，设计并实现了基于射频和超声波技术相结合的室内二维定位系统。系统采用C51系列单片机为主控芯片，nRF24L01芯片作为射频通讯芯片，结合超声波发射与接收电路，融合射频和超声技术对二维平面上一点的位置信息进行获取，并通过LCD12864进行测量结果的显示。文章详细的分析了系统的工作原理并进行了测量电路的设计，由实际测量的数据对结果进行误差分析可知，测量数据误差在2%以内。 关键词：射频 超声波 参考节点 室内定位 众所周知，对于室外定位系统，全球定位系统（GPS）[1]已经应用的成熟可靠，目前常用的车用导航、物流定位等大多数都利用的是此原理。但是对于室内定位，例如机场大厅、矿井内部、大型展厅内部、大型室内停车场以及大型购物商场，由于室内环境复杂多变，建筑物的结构，内部布局，以及人为因素等影响，所以实现精确定位的难度较大。目前诺基亚、谷歌、博通甚至一些知名大学比如美国杜克大学（Duke University）和芬兰奥卢大学（University of Oulu）都有专门研究室内定位的小组。美国研究机构ABI称：“室内定位技术（In-location）是下一波热门定位技术，该技术将在2015年-2017年间得到大量部署和实施，是今后移动互联网领域的一个关键环节。” 目前室内定位常用的方法有红外线室内定位技术、超声波定位技术、蓝牙定位技术、射频识别定位技术和超宽带定位技术等。表1[2]分析了几种常见无线定位系统的性能表，参照表1，该文设计了基于51单片机使用超声波和无线射频相结合进行室内定位的测量系统，可以有效结合两种方法的优点，设计思路清晰，成本较低。根据实际测量结果分析，系统采样稳定，数据误差较小，具有一定的现实意义。 1 系统的设计思想及原理 由于射频信号传输速率接近光速，远高于超声波传播速率，因此可以利用射频信号先激活待测节点，之后使其接收超声波信号，利用时间差的方法进行测距。这种技术成本低，功耗小，精度高[3]。该文便是采用此种方法实现在二维平面内对一待测节点位置信息的获取。 1.1 系统设计原理 如图1所示。在一个二维平面中，要确定某未知点的位置信息，其实质便是求得其在平面坐标中的坐标值。由数学知识可以知道，确定平面上某一未知点（x，y）的坐标值只需要知道该点到平面坐标中已知的两个参考点（x1，y1），（x2，y2）的距离d1及d2，再利用两点间的距离公式（1）式，求解方程组即可求得未知点的坐标信息。 （1） 系统的关键就是通过超声波测出图1中的距离d1及d2，现在假设系统某一节点A具备射频发射模块和超声波发射电路，系统另一节点B具备射频接收模块及超声波接收电路。A节点同时发射超声波与射频信号，即发射电磁波。由于电磁波的速度接近光速远远大于超声波在介质中的传播速度，射频信号传播到节点B的时间忽略不计，当节点B接收到射频信号时，启动计时，当接收到超声波信号时停止计时。时间间隔t即是超声波由A传播到B所用时间。设声速为V，则A，B间距离为：。 1.2 系统整体设计 该文系统采用C51系列单片机作为控制芯片，nRF24L01作为射频通信芯片，利用LCD12864液晶屏进行坐标显示。如图2所示。系统主要包括三个节点，分别为1号总控制主节点，2号参考节点，以及3号待测节点。硬件设计上，各个节点都包括51单片机最小系统及上电指示电路，射频收发模块（nRF24L01）电路；另外总控制节点和参考节点具备超声波接收电路，待测节点处安装超声波发射电路。 系统整体通信流程简述如下：1号总控制主节发出射频触发信号，3号待测节点接收到射频信号之后报警指示灯亮。同时发射出射频同步信号及发射超声波。射频同步信号很快到达1号总控制节点及2号参考节点，两个节点启动计时器，待3号节点发射的超声波分别到达1号节点和2号节点后，接收到超声波信号，停止计时。分别获得超声波由3号节点到1号节点及2号节点的传播时间。1号节点总控制节点计算出节点1，3距离。2号节点参考节点计算出节点2，3距离，再利用射频模块将数据无线传送给1号总控制节点。总控制节点再依据两个距离数据，已知的节点1，2的坐标计算出3号待测节点的位置坐标。至此，完成系统一个单程通信，如此反复通信10次，求得位置坐标平均值通过1号节点处的液晶显示模块LCD12864显示待测节点位置信息。所有的通信流程由1号总控制节点控制。 2 系统电路设计 2.1 硬件设计 硬件设计上，文中系统主要涉及单片机小系统，射频收发电路，超声波发射与接收电路，LCD显示电路，射频收发模块供电电路。这里主要介绍系统的射频收发电路，超声波发射与接收电路。 系统无线通信模块的发射与接收主要采用nRF24L01芯片作为主控核心。nRF 24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4～2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置[4]。由于采用SOC方法设计因此只需要少量外围元件便可组成射频收发电路，再配合简单的通信协议，就可以实现无线数据传输[5]。将nRF24L01相应的控制引脚连接到单片机的P1口上，利用串行通信方式与单片机进行通讯，可以设置为增强型模式（ShockBurst）下的接收或是发射状态，启动自动应答及自动重发功能。采用nRF24L01增强型模式时内部芯片堆栈区先入先出，数据可从低速微控制器送入，高速发射出去，地址和校验码由硬件自动添加和去除[6]，可以提高系统整体的性能和效率[7]。 系统超声波发射电路框图如图3所示。系统利用定时器由单片机的I/O端口输出40 kHz左右的方波脉冲信号，信号送给推挽式功放电路进行功率放大，用以驱动型号为TCT40-16T的超声波换能器，发射出超声波信号。 系统超声波接收电路框图如图4所示。接收电路的核心是红外线检波接收专用芯片CX20106。由于红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz比较接近，可通过外接电阻微调芯片内部滤波器的中心频率。当超声波探头未接收到40 kHz信号时，芯片信号输出引脚为高电平；当接收到与CX20106中心频率（40 kHz）相符的超声波信号时，信号输出引脚输出下降沿脉冲，将此信号连接到单片机外部中断引脚上，可触发中断，从而停止超声波传播计时。 2.2 软件设计 系统软件设计流程图可以参考图2。系统软件按功能划分可以分为LCD显示，超声波发射，射频通讯，坐标计算几大部分。其中，LCD显示部分主要是通过时序对液晶屏进行相应的读写操作，超声波发射部分采用定时器中断产生40 K方波信号，坐标位置计算算法依据的公式（1）进行计算。下文主要针对射频通讯部分所进行的软件配置进行简述说明。 在图2的“3射频同步信号 超声波信号”过程中，系统各节点射频收发配置如图5所示。由于nRF24L01在每个通讯频道上具有6个不同的数据通道，因此在设计上，3号节点与1号节点通过数据通道0传输信号，与2号节点通过数据通道1传输信号。3号节点发出具有发送地址编码的射频信号被1，2号节点接收后，1，2号节点分别启动定时器计时并通过各自的数据通道返回应答信号给3号节点，表示通讯成功3号节点可以发出超声波信号。值得注意的是，3号节点若是启动自动重发功能，则每次重发等待时间为250 us，这将导致系统测量误差过大，因此该系统禁止自动重发，而是由软件编程重发3次，判断是否次数溢出或是接收到应答信号，这样可以将每次重发产生的误差控制在15 us左右。同时，图2在“1发出射频触发信号”及“4传输距离数据”两个过程中，射频通信均采用数据通道0进行数据通信，并且开启相应的自动重发功能2次，经测试系统射频通讯流程性能稳定。 3 实测数据分析 系统测试实验环境为室内地面，其中主控制节点（1号节点）坐标安装在原点（0，0）上，参考节点（2号节点）坐标安装在y轴点（0，100）上，单位为cm。测量工具为卷尺，精度精确达0.1 cm。对于测试平面上10个不同位置点分别测量10次，得到100个数据，结果见表2。 通过分析图中数据，可以得出以下实验结论。 （1）定位范围。 经过测试表明，该系统基本可以实现对于在地面上200 cm×200 cm的二维直角坐标系中移动节点的定位。 （2）系统的平均定位误差。 X轴的平均定位误差为3.01（cm） Y轴的平均定位误差为3.14（cm） （3）系统的平均定位精度。 X轴平均定位精度：（200.0-3.01）/200.0×100%=98.50% Y轴平均定位精度：（200.0-3.14）/200.0×100%=98.43% （4）误差分析。 通过实验测得数据并分析，系统测量误差主要来自以下几个方面： ①超声波信号的衰减问题。从表1及表2可以看到，虽然系统测量平均误差不算太高，但是针对不同的测量区域其测量误差明显不同，随着各节点之间距离的不同，超声波信号的衰减程度会不同导致接收到超声波信号的时间点不同，引入测量误差。 ②超声波发射角问题。从表中数据可以看出，在区域边缘地带数据的测量误差偏高，由于超声波存在发射角度局限问题，导致超声波信号接收时间点不同引入测量误差。 ③系统软件设计时，在3号节点发射同步射频信号和超声波过程中，禁止自动重发次数而采用软件编程发送次数溢出的方法在每次重发数据过程中需要等待15 us，总共软件设计为重发3次溢出，所以此处可能会引入50us左右的测量误差。 ④数据算法计算。系统数值计算的精度也会引入测量误差。综合考虑系统测量要求，51系列单片机的运算能力及速度，以及软件整体的效率和整洁度。该次系统软件计算精度都采用16位无符号位整数数据类型，而未引入浮点数据类型计算，所以对最终显示结果会造成测量误差。 ⑤温度引起误差。声速随温度变化关系可以表示为：V=（331.45+0.61t/℃）m・s-1。但是该系统中没有考虑温度补偿，而是以声速标准值340 m/s进行数据计算，因此会引入一定测量误差。 4 结语 该文设计了基于射频和超声波技术的室内二维定位系统，并通过设计得系统进行实际数据的测量，分析实验数据可以得出系统的误差较小。对于存在的误差提出了可能产生的原因以及后续的解决方法，期望通过后续的改进可以使实验误差进一步减少，测量范围也相应的增大。 室内系统设计论文:无线市话室内信号分布系统设计探讨 【摘 要】无线市话室内信号是室内常用的信号系统，能够对于手机通信进行有效的补充。本文对于室内信号分布系统的原理以及设计方式进行探讨，对于设计中的信号源选定、分布系统选择以及布置等多种方法进行选择，从而设计适合室内的信号分布系统。 【关键词】室内信号分布；建筑内部；设计 0 前言 近年来，随着个人便携电话系统的迅速发展，人们对于通信服务的要求越来越高。当前的建筑大多为钢筋混凝土骨架结构，对于无线电信号的屏蔽衰减特别厉害，比如在地下商场、地下停车场等患者的通信信号微弱，通信质量严重下降。为了保障无线电通信信号，解决室内信号固定的问题，采用无线市话室内信号分布系统是保证通信质量的有效方式。采用无线市话室内信号分布系统是通过有线的方式，将无线信号引入室内，从而为室内的用户提供稳定、可靠的室内信号。参考我国“信息产业部电（2000）604号”的文件，无线市话室内信号是固定电话网的补充与延伸，而且使用的频带为1900MHz～1910MHz，载频间隔为300KHz，主要采用TDMA的多址方式、TDD双工方式。 1 无线市话室内覆盖系统的建设意义 1.1 无线市话室内系统覆盖现状 随着无线市话的信号发展，室内覆盖的问题也日益突出：（1）因为建筑物的屏蔽以及吸收作用，导致无线电波的传输衰耗，从而造成无线信号的弱场强区甚至盲区，而且受到基站天线的限制，会造成无法正常覆盖；（2）建筑物高层空间容易受到无线频率干扰，从而影响语音质量；（3）因为一些公共场所，比如会议中心以及大型购物商场，无线市话的使用密度过高，导致网络容量不能够满足用户需求。 1.2 室内分布系统特点 采用无线市话室内信号分布系统，能够有效的覆盖建筑物的盲区，适用于建筑结构复杂和人流密集、话务量高的建筑物内部的信号覆盖，室内分布系统特点表现如下：（1）建筑物的信号分布相对均匀，而且采用分布系统，能够抑制信号弱区内的乒乓效应，能够适应于系统扩容与多网合一；（2）室内分布系统的设计与施工相对复杂。总体而言，采用室内分布系统，能够适用于大面积和内部结构复杂的建筑物室内信号覆盖，是当前覆盖优化最主要的手段。 1.3 建设室内分布系统的必要性 与传统的SDMA和GSM网络相比，无线市话具有基站成本低和手机性价比高的方式，对于室内区域，解决信号覆盖问题相对复杂。而且当前无线市话室内覆盖系统的质量与容量受到影响，所以为了解决当前的信号覆盖的问题，应该将3G网络与PHS网络融合，从而降低室外网络的整体干扰，保证室内通信质量。 2 室内分布系统设计的基本流程 无线市话室内信号分布系统设计的关键在于合理选择分布系统与天线安装为主，一般而言，室内分布系统的基本流程为：现场勘测原信号覆盖情况、确定设计要求、选取合适信号源、选择室内分布系统、设计分布系统方案、硬件安装与开通测试，具体的设计工作如下。 2.1 勘测工作 勘测工作是为设计工作提供参考资料，为了保证设计的合理性，首先需要详细的建筑结构图并且进行实际勘测，根据建筑物的实际情况做好标注，对于可能会引发信号影响的因素进行分析，从而得到该建筑的传播损耗模型。在建筑物的勘测工作中，需要对建筑物的电梯、隔墙材料等信息进行收集，根据建筑物的结构图进行无线环境路测，从而为设计提供参考。 2.2 设计工作 设计是无线市话室内信号分析系统的关键工作，对于室内信号起到决定性的作用。为了完成设计工作，需要对设计中的问题进行综合考虑。 2.2.1 信号源选取 无线市话室内分布系统可以采用PHS系统或3G系统，PHS系统可以再用500mW的lC7T基站，而对于3G系统，可以采用基站信源和直放站信源两种类型，为了保障室内系统的通信质量，需要合理选择信号源，在选择的过程中，需要从建筑物的容量与覆盖两方面进行考虑，为了满足室内的通信质量，需要合理选择适当的信号源，适当提前考虑信号源机房的预留。 2.2.2 室内分布系统的选择 为了保障室内信号的有效性，需要根据覆盖面积以及不同环境选择覆盖系统：（1）对于覆盖面积小而且结构简单的建筑，优先选择无源分布系统；对于覆盖面积大而且结构复杂的建筑，可以采用分区覆盖的方式；（2）裙楼一般位于建筑物的低楼层，需要考虑容量的问题，标准楼的空间间隔较为规则，主要注意纵深处的信号控制，地下层通常为信号盲区，需要解决覆盖问题，电梯需要满足语音业务的覆盖需求，应注意保持信号连续性，因此通畅采用在电梯井内安装高增益定向天线或敷设泄漏电缆的方式进行覆盖。 3 方案设计的关键点 3.1 上下行平衡问题 无线市话室内信号分布系统中，需要对干线的增益效益进行合理设置，避免输入信号幅度过大或是过小形成的设置不合理。在设计的过程中，同时需要对链路预算进行计算，根据天线口的功率计算系统设计的衰减，保证合理传输。 3.2 干放使用原则 对于无线市话室内信号分布系统而言，同一组的基站不能接入太多干放，建议不超过5套，而且所有的干放尽量不要串联。设计中低噪声放大器一般处于接收机的前段，性能对于整机性能与接收灵敏度具有重要的影响。合理控制信号源干放，能够将上行信噪比控制在较为理想的水平。 3.3 天线布放原则 室内分布系统应该遵循“小功率、多天线”的原则，降低小天线输出能够减少外协信号强度，因此采用多天线小功率方案覆盖效果更好。在天线布放过程中，需要合理确定天线出入口功率，根据模拟测试效果选择天线布放位置，保证系统的稳定性。 4 结语 无线市话室内信号分布系统对于建筑屋内的信号传输具有重要的意义，随着建筑楼层的增多，当前的信号传输不能够满足室内信号的需求，合理设计室内信号分布系统，能够保证室内信号强度，使室内信号满足建筑内部通信需求。 室内系统设计论文:一种Zigbee无线传感网络的室内温度监控系统设计 Zigbee无线模块作为节点，具有协议简单、成本低、功耗小、组网容易等优点， 利用Zigbee组建的无线传感网络，对下端设备进行数据采集和无线控制。本文针对室内温度监控设计出了一个切实可行的室内温度监控系统，此系统可控性好，可靠性高，同时适合在智能家居方向扩展与应用。 【关键词】Zigbee 无线控制 室内温度监控 无线传感网络 节点 传统室内监控系统大多数都是用有线连接方式。当监控节点数大时，就会导致布线繁琐、安装困难、维护不便等诸多问题。利用Zigbee技术来构建无线传感器网络的室内监控系统，就可以解决上述的各种问题。本文介绍了一种无线室内温度监控系统，文中详细介绍了Zigbee技术的工作原理以及实时温度监控系统的设计与实现。 IEEE802.15.4-2003标准定义了物理层和媒介层，Zigbee联盟在此基础上建立了网络层以及应用层。Zigbee网络由三种设备类型组成，分别是协调器、路由器以及终端节点，这三种设备类型的组网拓扑又可分星形拓扑、树形拓扑和网形拓扑。为了提高通讯效率，Zigbee组网不论采用哪种拓扑结构，网络都将按照Zigbee协议算法选择最好的路由路径作为数据传输通道，此系统采用网络形拓扑设计。 1 监控系统设计 终端节点通过采集温度传感器数据，经路由器节点发送给协调器节点，并接收协调器的控制命令从而作相应处理；路由器节点在系统中的主要任务是数据中转，确保协调器节点与终端节点间的数据交换正确，加大了Zigbee网络的覆盖面积；协调器节点接收终端节点采集到的传感器温度数据，把该数据由串口发给上位机，同时接收上位机发过来的指令信息，并发给对应的终端节点；上位机主要实现对监控设备状态信息的管理，包括系统调控配置、实时状态显示、节点控制、数据管理及数据查询等，系统结构模型如图1所示。 2 Zigbee温度监控系统硬件设计 该监控系统主要由路由器节点和终端节点组成。终端节点模块包括数据采集和外设控制两部分，终端节点模块结构如图2所示。温度采集采用传感器DS18B20，温度采集范围-55℃―+125，-10℃―+85℃测量精度为±0.5℃。传感器将测得的温度数据传送给Zigbee模块CC2530，CC2530对数据进行处理后，发出控制信息控制下端设备（空调）调节室内温度。 3 Zigbee温度监控系统的软件设计 3.1 Z-Stack协议栈的软件设计 本系统的Zigbee无线模块采用操作系统的思想来构建软件系统协议栈，通过自适应轮询算法处理，系统初始化后，即进入休眠状态，当检测到事件发生时，系统立即被唤醒，并作出相应响应，事件完成后，系统继续进入休眠模式，如果几个事情同时发生，系统将按照中断事件优先级按序处理，Z-Stack工作流程为：启动系统、操作系统OSAl初始化、硬件驱动初始化、自适应轮询。 3.2 协调器节点的软件设计 协调器在系统中主要是完成建立和管理Zigbee网络的任务，它能够自动允许其他节点加入网络，收集终端节点传来的温度数据，通过串口将数据发送给上位机，同时接收上位机的控制命令，然后将命令发送给终端节点以控制其采取相应的处理措施。协调器建立网络并处理节点请求的程序流程如图3-1所示。 3.3 Zigbee节点与路由节点软件设计 路由器节点的作用是选择路由、转发数据。Zigbee设备有64位的MAC地址和16位的网络地址。网络地址是设备入网后，由协调器或者路由器分配，在网络中是独一无二的。为了保证每个节点所分配的网络地址的唯一性，Zigbee的分配网络地址的方案采用分布式寻址。Zigbee节点与路由节点网络流程图如图3-2。 3.4 终端节点软件设计 终端节点是用来采集室内温度数据的，它一方面与协调器建立一定关系将温度数据发送给协调器，另一方面接收协调器发来的控制命令，控制下端设备空调器做出相应的操作。 在终端节点以终端的身份启动并加入网络后，即开始与协调器建立关系。一旦关系建立就 可以在不需要知道明确的目的地址的情况下发送数据。终端节点数据传递流程如图3-3。 4 上位机的软件设计 本系统上位机利用JAVA、Apache、Mysql和PHP实现，它的主要功能是可以通过串口或者有线网络接口接收Zigbee无线网络传送的被监控室内温度数据，将该数据处理后，结果可在上位机窗口实时显示，实现室内温度的无线监控和自动或手动的温度调节控制；借助后台MYSQL，将室内温度信息储存，可以方便的在上位机界面上对历史信息记录查询和对监控数据信息管理。上位机登陆界面和上位机监控界面如图6、图7所示 5 结语 本文给出了一种室内温度监控系统的Zigbee无线传感器网络的设计方案，解决了有线网络存在的布线、维护和扩展性等问题。系统以CC2530为核心，搭建了一个物联网络平台，经试验证明，该系统可以很好的完成温度数据的采集、传输、处理和记录等任务，能够通过控制外设完成对室内温度的调节工作，对智能家居的发展也有一定的指导意义。 室内系统设计论文:CDMA室内分布系统设计中的相关问题分析 【摘 要】通过对CDMA的信号发送和接收境况进行全面的分析和讨论，就室内布线系统的设计思路进行了详细的分析，介绍了室内天线和信号源的选取方式，并对CDMA室内分布系统设计中需要考虑的问题进行了全面的分析。 【关键词】CDMA；室内系统设计；噪音 在移动通信的CDMA网络建设的过程中，CDMA的网络信号由于基站的分布，而产生主导频污染的现象，导致信号受到干扰，在一般的大型商场和商业楼宇之间的基站不能布置的太密，在大规模的CDMA网络铺设完成之后，需要对网络的信号场强进行测试，以及对用户的使用报告进行检测分析，可以明显的看出，在室内还存在信号分布不足，信号不稳定，网络通话质量存在问题，连通率比较底下，影响CDMA的通信质量。 1 室内分布系统设计思路 CDMA信号在室内系统设计主要包括CDMA信号源与室内CDMA信号的具体分布方式等相关内容的设计。 1.1 CDMA信号源的选取 CDMA信号源的接入是室内布线系统必须考虑的问题，这个信号源的接入必须通过一个特定的接口才能与室内分布系统接入，这样室内的布线系统才能收到信号源的信号，信号源的接入手段一般有蜂窝接入或者光纤耦合或者空间耦合等接入手段。 （1）基站直接与信号源相连接的手段，接入到室内布线系统。 （2）通过基站与信号收发的端口进行耦合的方式，通过耦合器能够很好的对信号进行控制，排除其他信号的干扰和污染主导频信号，它主要适合于主基站离室内分布式布线比较近的接入方式。 （3）光纤直放站耦合的接入方式。在原理与基站直接耦合的方式相似，主要是采用光纤将基站的信号接入，并将信号接入到室内分布式系统。它适合室内布线系统与基站距离比较远的分布式系统，但是在施工时难度比较大。 1.2 室内分布系统中天线的选取 室内天线的选择是保证信号能够正常接收的重要保证，一般采用全向吸顶天线，它安装方便，能够有效的覆盖整体楼宇，而鞭状天线和定向天线的覆盖范围比较大，能够有效的覆盖电梯和人群比较密集的地下室、车库等相关的场所。室内天线的选择需要根据具体的布线情况而定，也要根据室内的信号结合方式而定，要符合环境保护和美观的需要。在实际室内布线工程设计中，要结合CDMA信号变化情况，根据室内分布系统规模的不同和具体的情况，从天线设计的效益、成本、投资等方面对天线进行具体的设计，要保证信号能够覆盖整个建筑物。 针对10000平方米大中型室内CDMA信号覆盖系统，要求的话务量和CDMA信号覆盖的强度比较大，需要根据具体的情况进行设计，信号的接入可以采用光纤与基站直接接入的方式进行连接，在一般无源器件发送的信号不能满足覆盖要求时，可以采用干线放大器等设备对信号进行放大。当室内面积小于5000平方米时，可以采用微小型室内信号覆盖系统，采用全向型的天线，来实现CDMA信号的全面覆盖，也可以采用小功率的无线天线直放站作为室内分布系统的信号源。在对室内分布系统进行设计时，要根据信号场强的大小和建筑物的特征，选择适当的、信号增益能够满足要求的定向、或者全向的天线施工方式。 2 室内分布系统设计中CDMA信号场强分析 2.1 覆盖边缘场强分析 边缘场强的取值对CDMA信号的分析具有直接影响的作用，整个CDMA信号覆盖的场强的计算，需要依据边缘场强的确定，如果将CDMA信号的边缘场强取值过高，就要求室内的场强相应的提高，室内信号覆盖的强度也会提高，增加室内信号覆盖的成本，如果降低边缘场强，就会减少室内信号覆盖的程度，降低覆盖的成本，但是这也会影响室内CDMA信号的通话质量。在一帮的情况下，基站和手机的接收效率也会与边缘场强的取值有很大的关系，根据CDMA信号覆盖的要求，对于楼宇进行CDMA室内布线设计时，一般将边缘场强取值为-80dB，对于楼梯和一般的地下室等相关的场所的边缘取值为-85dB，以满足信号覆盖的要求。 3 CDMA室内直放站作为信号源时应注意的问题 3.1 室内CDMA无线直放站安装环境要求 针对CDMA信号无线直放站的要求，设计时，信号的主天线安放位置应根据实际的情况确定，但是至少要能够接收到强导频信号的软切换分支少于3个信号源，这样才能够避免室内分布系统的主导频信号受到污染，在施主天线的安装位置，要求主基站的导频的频率信号不能受到污染，确保室内信号的强调能够满足要求，保证通话质量。这样，基站接收的基站的信号强度要满足-70dB，为保证信号的通话质量，在主天线安装位置周围，要保证信号的外界的强干扰源的信息噪声小于-113dB。 3.2 室内信号无线直放站施主天线与转发天线隔离度的分析计算 根据CDMA信号的覆盖要求，和实际的天线经验，为有效避免和建设无线直放站之间信号的干扰和自激现象，要求无线直放站的施主天线与转发天线二者之间的信号隔离度应大于8dB，满足信号不能互相干扰的要求。具体的计算要求：，式中，为CDMA信号主天线的前后比，为CDMA信号转发天线的前后比，Li为CDMA信号的自由空间损耗，位置为CDMA信号的建筑物或者障碍隔离损耗，在实际的工作设计中，需要考虑障碍物、施主单位和转发天线的实际情况进行设计。 3.3 直放站对CDMA信号的施主基站噪声分析 4 结语 CDMA信号的室内分布系统的设计需要对具体的情况进行综合的分析，需要根据移动通信的建设方案和优化程略进行具体的分析，要以最低成本投入，达到最大的收益，促进CDMA市场的发展。 室内系统设计论文:移动通信室内分布系统设计探讨 【摘要】本文介绍了移动通信中的室内分布系统的概念及应用，同时介绍了室内分布系统的设计原则、设计方法以及设计时要关注的要点。 【关键词】室内分布系统；工程设计 一、概述 近年来，随着移动通信的快速发展，移动电话已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具，同时广大移动用户对移动通信服务质量的要求也越来越高，他们已不再单单满足于良好的室外移动通信服务，而且也要求在室内（特别是星级酒店、大型商场、高级写字楼等）能享受优质的移动通信服务。而现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架，再加上全封闭式的外装修，对无线电信号的屏蔽衰减特别厉害，使通话质量严重下降。在此情况下，室内分布系统应运而生。室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案；是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。 二、室内分布系统的组成、应用及类型 室内分布系统通过功分器、耦合器等无源功率分配器件和干线放大器等有源器件及馈线、室内天线等设备将无线信号均匀分配到室内各个区域，实现无线信号对室内的延伸覆盖。 1.室内分布系统由两部分组成： （1）信号源（微蜂窝、宏蜂窝、直放站、BBU+RRU等）； （2）分布系统（同轴电缆、光缆、泄漏电缆、光端机、干线放大器、功分器、耦合器、天线等）。 2.需要建设室内分布系统的区域有： 室内盲区：新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆。 话务量高的大型室内场所：车站、机场、商场、体育馆、购物中心，增加微蜂窝建立分层结构。 发生频繁切换的室内场所：高层建筑的顶部，收到多个基站的功率近似的信号。 3.室内分布系统有以下几种类型： （1）同轴电缆分布方式无源分布系统 信号源通过组合使用的耦合器、功分器等无源器件进行分路，经馈线将信号均匀分布到室内各个角落。通过仔细的链路计算，达到信号的均匀分布。天线使用适合室内使用的吸顶式或壁挂式天线。覆盖面积小，适用于中小型楼宇室内覆盖场所。 （2）同轴电缆分布方式有源分布系统 在建筑物覆盖面积较大时，前述的无源天馈线很难满足需要；可增加中继设备，如放大器，以补偿信号在传输过程中的损耗。 （3）光纤分布系统 当覆盖的区域比较分散、相距较远或地形比较复杂时，可以采用光纤分布系统，通过拉远的方式对各个分离的室内区域进行覆盖。光纤站近端在信号源所在之处，通过近端实现光电转换，将射频信号转换为光信号，并经光分路器分配进入光纤传输至各远端；光纤远端为光电转换取出射频信号，并经过功率放到输入室分天馈系统。 （4）泄漏电缆分布系统 信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路后，送入泄漏电缆中，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。在信号传输过程中，将信号均匀的分布在所经过的区域，这种方式称为泄漏电缆分布系统。 三、室内分布系统设计 进行室内分布系统设计时，应把握的总体原则是： “小功率、多天线”的覆盖原则 “先局部、后整体”、“先平层、后主干”的设计顺序 主干线上主要用耦合器，平层主要用功分器 主干线尽量采用7/8馈线，平层小于30米采用1/2馈线 进行室内分布系统设计时，有以下几点需要注意： 1.室内分布系统天线布放方式 （1）走廊交叉位置布放天线 在走廊交叉位置布放天线，可以使该天线能够照顾多个方向的覆盖，在满足覆盖要求的情况下做到天线数量最少。 （2）切换区域布放天线 在电梯厅附近布放天线，在覆盖房间的同时，兼顾电梯厅的覆盖。 停车场出入口布放天线，布放位置一般选择在拐角处。 （3）房间内布放天线 为了减少穿透墙体带来的损耗，对于大型会议室、办公区域等，如果物业允许的话，可以将天线布放到房间内。 （4）定向天线防止信号泄漏 对于一些容易发生信号泄漏的区域，如走廊尽头靠窗位置，可以布放定向天线进行覆盖，定向天线的主瓣方向朝里，利用定向天线后瓣的抑制特性，防止信号泄漏到室外造成干扰。 （5）干扰区域布放天线 如果在室内存在室外干扰信号的区域，而且客户要求在室内区域必须占用室内信号，那么从室内覆盖优化的角度（相对室外基站优化调整），则需要根据干扰信号强度和区域来决定室内天线的布放位置。确保天线布放后，在室内干扰区域，室内信号的导频功率比室外干扰信号导频功率高5dB以上。 2.电梯覆盖需单独考虑 天线主瓣方向朝向电梯井道一般可覆盖4层；天线主瓣方向朝向电梯厅一般可覆盖3层。 3.室内分布系统的功率分配原则 （1）“先平层设计”，主要用功分器（保证天线口功率平衡）；根据天线数量确定采用何种功分器，平层馈线小于30米一般用1/2馈线。 （2）“后主干设计”，主要用耦合器（可以节省功率）；根据主干信号功率和平层需要功率确定耦合器的耦合度；馈线一般用7/8馈线。 （3）如果主干线全采用耦合器，可能引起天线口功率不平衡，因此，主干线可采用耦合器+功分器分配功率方式。 4.系统切换设计 （1）一般建筑物大堂出入口切换区域建议在室外距离门口5～7米范围内。切换区域不宜离马路太近或进入室内过深。 大堂切换设计策略： “小功率、多天线”方式； 定向天线从门口往里覆盖； 天线口功率可调。 （2）电梯切换设计策略： 通常建议电梯内为同一小区； 当楼层太高，不能同一小区时，需要引入相邻小区信号； 非全楼覆盖时，电梯井道天线主瓣方向朝向电梯厅； 电梯内外不同小区时，切换区域选择在电梯厅。 （3）车库出入口切换设计：在车库出入口位置安装天线保证切换。 5.干扰和泄露 为建立较完美的无线覆盖网络，在设计时应兼顾边缘场强的计算，保证不会产生明显的信号泄漏。 小功率、多天线”覆盖技术解决室外干扰和控制室内信号外泄； 在易外泄区域安装定向天线控制室内信号外泄； 室外网络优化。 四、结束语 室内分布系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域。同时，使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。室内分布系统的设计是一项复杂的工作，需要考虑诸多方面的问题。本文只是从天线布放、电梯覆盖、功率分配、系统切换、干扰和泄露几个方面进行探讨，在实际工程设计时还有许多问题需要考虑。 室内系统设计论文:低功耗、便携式室内空气质量检测系统设计 摘 要：本系统以MSP430F5529单片机为核心，采用MQ138甲醛检测传感器、MS2200-P1一氧化碳检测传感器等多种传感器检测室内空气中甲醛、一氧化碳等有害气体并检测甲醛浓度；利用AM2301温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测，并通过段式液晶显示屏实时显示甲醛浓度读数，温度、湿度读数。整个系统体积小，重量轻，采用电池供电，携带方便。系统功耗低，价格低，适合家庭使用的空气质量检测系统，能快捷服务健康生活。 关键词：MSP430F5529；有害气体检测；温湿度检测；超低功耗 居室、办公室、宾馆、饭店、商场等场所使用的装潢材料中含有大量的有害化学成分如：甲醛等有害气体常引发眼睛和喉咙疼痛、皮炎等一系列健康问题，习惯称之为“装潢病”，在导致“装潢病”的诸多物质中甲醛可算是罪魁祸首。且甲醛是一种潜在的致癌物质，对人体健康有较大的危害。专业机构测量甲醛等有害气体价格昂贵，而且在时间方面受到限制。现代家庭使用的天然气、液化气可能发生泄漏引起爆炸。因此，设计一种低功耗、便携式室内空气质量检测系统具有广泛的应用价值。 1 系统组成及工作原理 该检测系统由MSP430F5529单片机为核心，由传感器、A/D转化模块和液晶显示模块组合而成。通过MQ138甲醛检测传感器检测室内空气中甲醛浓度，通过ms2200CO检测传感器检测一氧化碳气体，通过空气质量传感器 MQ135传感器检测室内空气中其他有害气体和可燃气体，AM2301温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测，采用MSP430单片机自带的AD转换器对传感器采集的信号进行模数转换，利用段式液晶显示屏显示检测结果。系统结构如图1所示： 2 硬件电路设计 2.1 主控芯片MSP430F5529功能介绍。MSP430F5529是一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。寻址方式丰富，运行速度快，高达25MHz。当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需5μs；并且体积小，电压低，功耗低，适用于需要电池供电的便携式仪器中。此外，内置的A/D转换器的分辨率达到了12位，提高了转换精度，使测量更加准确，内置A/D转换器进一步降低了功耗。 2.2 MQ138甲醛检测传感器。MQ138传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体，当在空气中加热到一定温度时，发生氧化反应，氧原子吸附电子变成氧负离子，浓度升高。遇到还原气体时氧负离子因发生还原反应导致其表面浓度降低。MQ138传感器模拟信号和电平信号同时输出，模拟量输出随浓度增加而增加，浓度越高电压越高。用于家庭、环境的挥发物探测装置，适宜于醛、醇、酮、芳族化合物的探测，气敏感元件测试浓度范围：苯 1 to 100ppm、甲苯10 to 100ppm、甲醛 1 to 10ppm。MQ138甲醛检测传感器测量原理图如图2所示。 2.3 MQ135空气质量检测传感器。MQ135空气质量检测传感器用于家庭、环境的有害气体探测装置，适宜于氨气、芳族化合物、硫化物、苯系蒸汽、烟雾等气体有害气体的探测；气体敏感元件测试浓度范围：10 to1000ppm；对硫化物、苯系蒸汽、烟雾等有害气体具有很高的灵敏度；具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ135空气质量检测传感器测量原理图如图3所示。 2.4 ms2200CO检测传感器。ms2200CO检测传感器用于检测一氧化碳气体，工作在-10至60摄氏度，检测浓度范围：0-1000ppm（CO气体）；对一氧化碳、烟、HC挥发气体有高灵敏度，可用于该类气体定性检测；具有使用寿命长和稳定性可靠等特点。ms2200CO检测传感器测量原理图如图4所示。 2.5 AM2301温湿度传感器。AM2301传感器又叫DHT21传感器，是一款含有已校准数字信号输出的复合式温湿度传感器。该传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC感温元件，并与高性能单片机相连。 2.6 报警系统。为了使本系统对室内空气品质的监测更为直观，采用了由显示屏和一个蜂鸣器构成的声光报警电路。其中对应每一种有毒气体都有一红一绿两个发光二极管与其对应，正常情况下对应绿色的发光二极管亮，蜂鸣器不响；当气体的浓度超标时，对应红色的发光二极管亮，并启动蜂鸣器。 2.7 AD转换电路。气体传感器出来的信号是模拟信号，而微处理器MSP430F5529只能处理数字信号，故需要对模拟信号信号进行转换，将其转换为处理器能识别的数字信号，由于经过放大电路出来的模拟电压变化范围在0～3V，故采用MSP430F5529单片机自带AD进行模数转换。 MSP430F5529对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0-3V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。ADC0809的时序接口为51系列单片机的标准总线接口，操作方便，如同对存储器或I/O操作一样，A/D转换精度为8比特，满足本课题要求。输入的模拟电压为0～3V，一次A/D转换时间为100μS。 2.8 超低功耗。MSP430F5529继承了MSP430单片机超低功耗的特点，可以软件配置6种超低功耗模式，其处理功耗（1.8～3.6V，0.1?A/Power-down，0.8?A/Standby，250?A/MIPS）和口线输入漏电流（最大50mA）在业界都是最低的。可以满足本系统对超低功耗的要求，实现电池供电。 2.9 液晶显示模块。本系统所要显示的数据一共有5个，分别是两种有毒气体的浓度和室内的温度、湿度，显示模块采用单片机自带的段式显示屏。这种LCD是102x64矩阵LCD，带背光，驱动简单，适用于耗电量小为便携式应用的场合。 3 软件电路分析 系统软件流程图如图5所示。 4 系统实验方案 4.1 温湿度检测模块设计实验方案。选择AM2301模块进行温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测，将测得数据与标准温湿度表进行比较，修正室内空气质量检测系统测量准确度。 4.2 有毒气体检测模块设计实验方案。有害气体检测模块与MSP430单片机连接，利用单片机内置的A/D转换器将气体检测传感器模块输出的气体浓度信息转换为数字信号，并在显示屏上显示出来，将显示出来的值与标准有害气体浓度相比较，修正室内空气质量检测系统测量准确度。 5 结束语 检测室内甲醛气体浓度和可燃气体（甲烷、丙烷等）；还可检测室内温度、湿度；可实时显示甲醛浓度读数、温度、湿度读数。体积小，重量轻，携带方便；采用电池供电，系统功耗低，价格低；适合家庭使用的空气质量检测系统。 室内系统设计论文:基于多网合一的室内覆盖系统设计 摘要：如何利用现有资源减少投资，实现多种网络合一的室内覆盖规划设计，是3G和后3G建设的热点问题。 关键词：室内覆盖系统 多网合一 覆盖规划 0、引言 不同运营商的室内覆盖系统之间不仅频率不同，制式也不同，无法充分利用，既浪费投资又影响建筑物内的美观，同时也给网络维护带来隐患。本文就多网合一的3G室内覆盖系统的系统间干扰、容量、功率匹配等方面进行探讨，本文的设计方法可以保证多系统的正常工作，互不干扰，可有效应用于实际的网络建设中。 1、多网合一系统的关键问题 在多网合一室内覆盖设计时，由于不同系统的设备输出功率不同，不同频段信号在馈线中的传输损耗不同，不同频段无线信号在空间中的传播损耗也不同；各系统设备及性能指标不同，导致各系统的接入节点位置不一致。在建设多制式通信系统合一时，运营商需要考虑多方面问题。 1.1系统合路：系统合路是在原有系统增加新的信号源，如原有室内覆盖系统是无源方式，且器件工作频段涵盖了800MHz～2500MHz，则无需再改动。增加新系统时需在信号源部分使用双频或多频合路器对信号合路/分路后（对上行是合路，对下行是分路）送到室内分布系统。 1.2覆盖与容量：共用室内分布系统需满足各种系统的覆盖和容量要求。3G室内覆盖系统设计建议优先采用“多天线、小功率”的方式，减少室内天线的输出电平，以控制信号泄漏电平。 对于大型建筑物，信号在传输和分配过程中，信号强度低到一定程度就需增加干线放大器对其放大，此时需用合路器把信号合路/分路，通过各系统的干线放大器放大后，再通过双频或多频合路器进行合路。 1.3功率匹配：多系统共用分布系统的一个突出问题是功率匹配。均需要在设计中进行综合考虑。 1.4系统间干扰：多网合一的室内分布系统设计的重点，需要分析各系统间的干扰并提出抑制方法，保证各系统的正常工作。 在工程上运营商可以采用合路器隔离度、增加滤波器、空间隔离等几种方法满足杂散隔离度需求。 2 、系统的多网合一改造实例 某办公楼的原有GSM室内覆盖系统需要进行优化改造，使系统能兼容WLAN和TD-SCDMA系统。该建筑物有13层，地下有1层，有两部电梯。楼内多为办公区、会议室等。大楼中间为走廊，两侧为办公区，结构具有代表性。 2.1 GSM、TD-SCDMA、WLAN系统的合路：信号源方面，TD-SCDMA目前多采用BBU+RRU的方式，能够将远点射频模块就近于天线安装，降低了信号在馈线上的损耗。这种方式施工方便，对原有系统变动小，工程成本较低，无需依赖干放，是一种经济的室内覆盖系统组网方式。 TD-SCDMA设备RRU的输出功率（27dBm左右）比GSM设备（40dBm左右）低，而在馈线中的损耗却比GSM大，设计中不考虑在机房内进行合路，在无源器件中间级择机合路，采取功率倒推的方式，根据模拟测试结果，计算出天线口需要的功率，返回推算出TD-SCDMA设备接入的合适具体位置。根据大量测试经验，TD-SDMA系统天线口功率一般建议控制在7～10dBm左右，那么，从天线口至合路器位之间的馈线和器件及合路器损耗，应该控制在17dB左右。 WLAN系统的工作频段比TD-SCDMA系统的工作频段更高，如采用与TD-SCDMA系统相同位置合路的情况下，由于室内型AP设备输出功率有限（一般在100mW以内），为扩大单个AP的覆盖区域增大，工程上需要采用WLAN功率放大器，将AP信号放大，通过AP+干放的方式来解决覆盖问题。通过链路计算，WLAN干放的输出功率大致需要在30dBm左右。 2.2 功率匹配：根据工程经验，TD-SCDMA和WLAN系统天线口功率建议控制在10dB左右，这就需要通过对RRU和AP干放的输出功率的适当调整，使天线口的功率符合设计要求，在开通测试后优化调整，尽量保证信号的边缘覆盖场强的同时控制信号的外泄情况。 2.3 信号覆盖：对大楼原有系统进行摸查核实，对所有器件及天线等进行认真核查，检查是否与原有存档的文件相符合。对于部分格局发生变化的区域，根据现场覆盖情况，进行天线的增补。原有电梯内的覆盖，是采用八木天线安装在电梯井顶部和底部方式，天线间距很远，另外电梯覆盖原有采用八木天线，由于八木天线的频带无法覆盖到2GHz频段，因此考虑本次TD-SCDMA系统的电梯覆盖，采取重新布放馈线和宽频定向天线的方式。 信号覆盖方面：TD-SCDMA系统，需对大楼实现全覆盖；WLAN系统，主要覆盖办公区和会议室等重点区域，而电梯及地下室等区域，无需考虑WLAN的信号覆盖。 2.4 系统容量WLAN系统：工程设计上一般每AP接入用户数在20～30个左右应该比较合适。由于本大楼平层面积不大，对覆盖区域内的用户数进行估算，同时为净化信道环境，减低信道干扰，并结合实际工程经验，对于在办公区域，每两层楼采用一个AP来进行覆盖，基本能满足用户需求。对于特殊热点区域，如大型会议室等场所，可采用多个AP合路的方式来解决。如果要进一步扩大用户容量，可采用支持802.11g标准的设备，该标准下单个AP最佳最大并发用户接入数是75。 TD-SCDMA系统：采用BBU+RRU的方式，分布式基站使容量和覆盖能彼此独立来规划，使室内覆盖系统的规划变得简单，并且带来很大的灵活性。由于目前项目处于试点阶段，初期用户数目少，网络提供的业务相对简单，对容量要求不明显，主要完成室内的信号覆盖，本方案暂时对每小区配置3个载波。 2.5 系统共存时的干扰：在多网合一的室内分布系统的设计中，对系统间干扰的分析和抑制显得至关重要。根据前面的理论分析和计算，只要合路器的隔离度满足大于90dB，就可以采用合路器隔离的方式来抑制3个系统间的干扰。 3、结束语 多系统室内覆盖应重点考虑不同系统间的杂散和互调的影响，当系统较少时，可只考虑杂散指标的要求。考虑到工程成本、建筑物美观及特殊场景需求，多系统共用室内分布系统是未来的发展方向。 室内系统设计论文:基于光纤光栅探测器的室内温度检测系统设计 【摘 要】为了精确、稳定地获得粮仓内大范围的温度分布，设计了光纤布拉格光栅测温系统。系统通过光纤网络对粮仓内进行大范围温度检测，利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系，根据光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。其中每个光栅的工作波长相互分开，经3dB的耦合器反射后，再用波长探测解调系统对多个光栅的线性频移进行测量，即可检测出仓内各处的温度。实验采用FBG封装的光纤、LPT-101型光源、放大处理电路等设备获得采集得到的温度信息。通过Origin软件画出了被测温度与波长频移的关系图，同时与传统的测量方法K型热电偶的测量数据进行比较。实验结果显示，光纤布拉格光栅测得温度与标准温度更接近，且抗干扰能力更强，满足粮仓内大范围温度监测的要求。 【关键词】光纤布拉格光栅；温度检测；光谱线性频移；粮仓 0 引言 温度检测在很多领域都有应用，生产厂房的温度检测、住宅区的室温控制、农业生产中温室大棚的恒温监控等。目前，国内外对于温度检测的主要方法有：热电偶型测温系统，具有结构简单，探测区域大的特性，而其属于接触式测量，易污染、精度较低。数字集成温度探测芯片，该温度探测器功耗低、体积小，常应用于单点探测，在多点位大范围测试中误差较大。除此之外，光纤测温器也是一个常见类型，其灵敏度高、适合远距离检测，但多路检测测量难度大、工艺复杂、价格高；半导体吸收式光纤温度传感器温度监测系统，其优点是将光纤仅用于传输，测量采用其它光学或机械的元件完成，监测被测温度的变化；智能（数字）温度传感器温度监测系统，其内部包含处理芯片，适用于测温位置在线处理的场合。我国传统的内部温度测量方法是直接将温度计插入粮食中检测，工作量大、效率低、精度差；除此之外，国内还有采用基于PN结或热敏电阻的温度检测系统[11]，但其传统电路设计上存在干扰、滤波不稳定，线路复杂等问题。而测温电缆技术在实际应用中不但工艺复杂，且部分结构需要专用设备，十分不便。 相比之下，采用波长调制的光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）传感器[12-14]避免了温度测试信号受光源变动、光纤损耗等的影响；采用波分复用技术在一根光纤中串入多个布拉格光栅实现分布式测量，大大降低了系统复杂度；采用光谱线性频移的监测手段，测量精度高、范围广、分布密度大。本文在采用分布式光纤布拉格光栅结构的基础上，利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间的线性函数关系，提出了一种通过光谱线性频移反演分布式粮温的新方法，提高了检测精度、温控范围和温度数据密度。 1 温度探测系统设计 系统采用了一种新的分布式光纤布拉格光栅测温方法，即通过光纤布拉格光栅温度探测器对粮仓各处的局部温度进行监测。由于光谱线性频移程度与被测温度存在函数关系，即中心波长与被测温度之间呈线性关系。分布式光纤探测系统是可从整体上大范围地对被测物理量的变化进行监测的探测网络。本文采用的是分布式光纤布拉格光栅探测结构，根据系统性能，建立了粮仓的数学模型。处理器控制宽带光源发射探测光，通过耦合器进入多组光纤通道，每组光纤通道中设置光纤光栅探测器，在粮仓内网络式分布，从而获得粮仓内各处的粮温数据。回波信号经解调仪解调，将带有温度信息的数据传给处理器，经过处理器将粮仓各位置粮温数据显示在控制台上。 2 光纤光栅基本原理 在光纤光栅之前，将在平面光波导中沿入射光传播方向制作的多层介质结构，即布拉格光栅。光纤中的光栅反射实际上是一种层状介质的反射，由光纤中沿轴向分布的多层介质结构构成光纤布拉格光栅。 常用的电类温度传感器有热敏电阻温度传感器、热电偶温度传感器，其极易受外界的电磁干扰，会由于测量距离、辐射系数等因素导致测量精度降低。而光纤光栅温度传感器不仅具有普通光纤温度传感器的优点，还有光谱特性好、损耗率低及稳定性高等特点，且波长编码信息不受光源功率波动或耦合损耗等的影响。同时，在一根光纤中可设置多个光栅，使光栅阵列信息量大，结合波分复用等技术非常适合大范围的分布式网络化的粮温监测。 光纤布拉格光栅探测器中的宽谱光源可采用面发光二极管SLED或放大自发辐射光源ASE等，光传输及转换部分由光耦合器或光环形器构成。当光源系统发出一定带宽的光入射到光纤光栅后，由于光纤光栅对中心波长具有选择作用，只有符合波长关系的光被才会被反射，并再次通过光传输结构送入解调装置解调，最后解调光会体现出光纤光栅反射波长的变化特性。当利用光纤布拉格光栅原理检测粮仓内局部粮温时，由于粮温变化引发的光栅自身的折射率或栅距的改变会使反射波长产生相应的变化，最终对由解调器检测得到的波长变化推导计算即可求得相应位置实时的粮温数据。探测器获得的尖峰波长随着粮温的变化持续变化，探测器带宽是指光纤布拉格光栅反射峰对应的带宽，其检测精度越高，则带宽就越小，由于工艺水平的限制，一般在0.2-0.3nm之间。 3 解调仪 光纤布拉格光栅采用波长调制，对布拉格波长移动的检测获取粮温变化信息的重要步骤。目前国内外实用化的解调技术主要有：采用可调谐F-P滤波器和宽带光源扫描传感光纤光栅的反射谱；采用大功率可调谐窄带激光源对传感光纤光栅进行波长扫描；采用建立在色散元件和阵列相结合基础上的光谱成像技术进行波长分析。ASE光源发出的宽带光经过F-P（Fabry-Perot）滤波器，因为不同的扫描电压所对应的中心波长各有不同。在扫描电压的控制下，窄带光穿过F-P滤波器，其中透射光经耦合器的分光后，产生多个可与测量通道相接的光路，3个测量通道的反射光回波信号被光电探测器采集从而获得反射谱。这些反射谱都是电压信号，被放大滤波后传输给信号采集模块，最终导入计算机，从而解调出粮温信息。 4 结论 本文针对粮仓内大范围的粮温实时监测困难大，设计了基于光纤布拉格光栅测温原理的分布式粮温网络监测系统。系统根据光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系，利用光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。实验采用LPT-101型光源、FBG封装的光纤及处理电路等获得模拟粮仓中的分布温度数据。通过计算光谱线性频移量及温度标定的方法获得对应处温度信息，再由Origin软件画出了被测温度与波长变化的关系图，与传统的K型热电偶单点测温方法进行比较。实验结果显示，光纤布拉格光栅测温法的精度满足设计要求，且具备抗干扰能力强，可获得大范围多点的实时粮温数据。 室内系统设计论文:高层建筑TD-SCDMA室内分布系统设计与优化探讨 【摘要】高楼林立是大都市的特色，而混凝土和金属材料的大量使用却使建筑物对无线信号产生屏蔽。因此室分系统在TD室内业务覆盖和性能指标中起着举足轻重的作用。本文主要针对高层建筑条件下TD信号的特点提出适合的室内分布系统的设计方案，并结合测试结果提出优化方案。 【关键词】TD-SCDMA室内分布系统高层建筑优化方案 一、引言 移动通信业务中，只占覆盖总面积的20%左右的室内，但却产生了70%的业务量。而建筑材料会对包括TD信号在内的无线信号造成屏蔽。高层建筑物的较低层，TD基站的信号较弱；而较高层，信号虽较强但杂乱，会出现干扰严重甚至没有信号的现象。 为解决上述问题，TD网络有必要引入室内分布系统以清除盲区，吸收室内话务量，改善室内通话质量。另外，TD室内覆盖方案还要考虑融合并充分利用楼宇内已有的2G或其它制式的3G室分系统。 二、室内覆盖技术特性 2.1空间损耗分析 TD的频段为高频段，衰落比GSM900大，本文选取2010 MHz-2025 MHz频段来计算TD与当前2G系统在室内环境的传播损耗差值。由于室内电磁波的辐射模式相对简单，采用自由空间模型。计算结果表明在自由空间里，TD的传播路径损耗约比GSM900高6.6 dB，比GSM1800高0.8 dB。 2.2天馈系统的损耗 在天馈系统中，如果原系统使用的馈线为7/8与1/2的组合，TD系统的综合损耗约高于GSM900系统2～5 dB，高于GSM1800系统约1 dB；如果原系统中含有8 D、10 D等馈线，则分别高出为5～8 dB和2 dB。 2.3遮挡物典型损耗值 TD信号传播能力差，深层覆盖不理想，TD网络将出现更多盲区和弱信号区。遮挡物损耗值如表1所示，从表1中可见，钢筋混凝土的遮挡损耗值最大。 三、室内分布系统设计 3.1设计技术指标 （1）无线覆盖区内可接通率达区内约90%，且MS在99%的时间里可以接入网络。（2）话音、CS64k、PS数据的块差错率分别在1%左右、0.1～1%及5～10%。（3）无线信道呼损不超过2%。 3.2边缘场强要求[1] （1）主公共控制物理信道载干比PCCPCH C/I≥-3 dB。（2）外泄电平在室外10米处的接收信号码功率PCCPCH RSCP≤-95 dBm。（3）无线覆盖边缘场强PCCPCH RSCP≥-85 dBm。 3.3功率配置方案 （1）信源采用PCCPCH信道功率进行功率预算，按32 dBm（12 W、6载波）进行功率预算。（2）PCCPCH信道功率在楼层天线口为5～10 dBm，在电梯天线口为10～15dBm。（3）单站RRU数量小于等于6个的，不采用光缆级联方式。（4）覆盖半径取6～10米。 3.4小区配置方案 （1）切换区域适中。如过大容易引起小区间的干扰，而过小不容易保证切换时间的要求。（2）室分系统小区切换到室外的宏基站规划在进入建筑物处；别的区域，则需要控制信号室内外相互泄漏。（3）楼层是室分小区边界，因而楼梯处即为切换带。（4）电梯内信号覆盖可与较低楼层共在一个小区或单独划分，与电梯外信号的切换尽量设置在电梯的门厅处。 3.5信源规划及设计 TD室内覆盖可选择的信源有BBU+RRU、光纤直放站、无线直放站三种类型。考虑到目前TD-SCDMA网络重点覆盖数据业务需求区域的建设策略，采用BBU+RRU作为信号源。另外，对于2G室内分布改造站点，BBU的安装位置应尽量接近原有2G信源设备（微蜂窝或光纤直放站），以利于方便引接原有的传输设备或传输光缆[3]。 3.6功率核算 （1）信源输出功率：PCCPCH信道功率（双码道）为32 dBm[3]。（2）边缘场强：普通建筑物PCCPCH RSCP≥-80 dBm C/I≥0 dB；地下室、电梯等封闭场景PCCPCH RSCP≥-85 dBm C/I≥-3 dB。（3）天线口功率≤10 dBm。（4）TD基站和终端间的最小耦合损耗应大于57.5 dB。 3.7切换区规划 （1）进出建筑物的切换：切换带在建筑物门口外5米以内非马路的平坦地面。（2）建筑物窗口处的切换：室分系统的天线可放置在近窗边位置，使室内小区尽量覆盖全部室内用户；或者通过改变小区选择/重选的参数，使用户优先选接室内小区；而建筑物高层的室内和室外小区则用单向邻区策略，也可以不配置邻区关系。（3）电梯间的切换：上下电梯的切换设在电梯口；用户在乘坐一台电梯的过程中无需切换。 3.8泄控制 要精确控制电信号的泄漏，可采取辐射功率小的多根天线。主要通过利用减小天线辐射功率、利用建筑物的屏蔽作用、合理选择天线布放位置来完成。使PCCPCH RSCP达到室外10米处满足≤95 dBm或室内小区外泄比室外主小区低10 dB[4]。 四、室内分布系统优化分析 室内分布系统有施工难度大，走线复杂，容易造成覆盖盲区等特点。因此很容易出现问题，从而严重影响网络质量。如果不预先防范，将对后期优化工作带来很大的障碍。 4.1室分系统问题定位 经过测试取样，室分系统出现最多的问题是信号在部分楼层与电梯间内无法覆盖。另外部分天线失效、电平泄露、乒乓效应等问题也偶有出现。经过进一步勘测和分析，造成以上问题的主要是RRU和馈线的原因。主要表现有： RRU配置不当；馈线、光缆或器件故障；RNC功率低。 4.2常见问题优化分析 （1）RRU故障类问题。RRU故障是导致室内无信号覆盖问题最主要的原因，造成RRU故障的主要原因则是RRU的配置不当，在确定正确配置RRU后问题如果仍存在，则可能是硬件问题或馈线故障。（2）馈线故障类问题。导致部分楼层无覆盖或者弱覆盖的第二个主要原因是馈线故障。在排除馈线故障时可以首先从馈线线头松动和规格不匹配这两个方面入手。（3）室内的小区切换问题。高层建筑的信号由于建筑物内的空间基本都是相对隔离的，信号分布状况相对复杂。在进行室内覆盖设计时，要选择人员活动较少的空闲的角落作为切换带。 五、总结 室分系统设计对TD网络建设具有意义重大。本文针对高层建筑内无线信号特点和业务需求，提出高层建筑室分系统在设计阶段应统筹考虑覆盖，切换等关键问题。然后根据测试结果发现室内覆盖出现问题的主要原因是信源、馈线故障以及小区切换规划设计。因此在施工阶段，要特别注意上述内容。另外网优人员也应及早介入室内分布系统的优化测试中，及时解决覆盖中遇到的问题。

文章简要介绍了智能机器人的发展情况，以及未来的发展趋势，详细阐述了智能机器人所涉及到的关键技术，最后辩证讨论了智能机器人所带的利处与弊端。智能机器人是一种具备大量内部信息传感器和外部信息传感器的机器，包含视觉、听觉、触觉、嗅觉等多种信息传感器，除具有这些传感器之外，还有效应器，能够作用于周围环境。当前的智能机器人已经可以理解人类的语音信息，甚至能够直接进行人机交互。 此外，它能根据出现的情况，调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求，能拟定所希望的动作，并在信息不充分的情况和环境迅速变化时都能完成这些动作。例如，小米智能家居中的设备可以通过人体传感器，多功能网关、门窗传感器等多种智能玩法使人们生活更加舒适便利。 1智能机器人的发展 1.1机器人的发展历史 机器人这个词最早起源于科幻小说中，第一台可编程机器人由美国人乔治德沃尔于1954年制造出来，随后注册了专利。随后很长的一段时间里，由于人类生活水平的提升，对生产力的需求也越来越高，普通的人工生产方式早已无法满足要求，因此在部分生产过车中以机器人代替人类劳作，大大缓解了这样的状况。前期的机器人主要是出现在工业场景中，近些年来，机器人逐步活跃起来，在农业、商业、医疗娱乐等很多商业都能够看到机器人的声音，机器人已经成为我们生活中的重要环节。 1.2智能机器人的发展趋势 未来，智能机器人的发展将会更加积极，首先会有更加明朗的政策支持，例如在《中国制造2025》中就提出了要大力发展智能化机器人的要求，相信随后的机器人市场将持续增长。2015年世界机器人会上，我国总理指出智能机器人是现代高科技技术及高端制造产业衡量标志之一。在技术方面，随着感知认知技术，机器学习技术，云计算，大数据技术等大量智能化技术的不断成熟，都将促进智能机器人的发展。最重要的是，以智能制造为技术背景的时代已经到来，机器人的智能化程度越来越高，这就需要更多的“智造人才”参与其中，而目前关于智能机器人相关人才的培养早已形成，未来的几年内，依靠这些人才作为核心竞争力的智能机器人市场必将迎来快速发展。 2智能机器人的技术原理 2.1运用传感技术 机器人一般通过各种传感器获得外界信息，传感是实时检测机器人的内部运动、工作情况，以及外界工作环境信息，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。智能机器人和普通的机器人相比，除了能够根据已知的输入指令来执行动作，也可以根据周围环境的变化执行具体行为，正是因为智能机器人配备了丰富的传感器设备，才让上述情况变为现实。传感器技术本身已经相对成熟，也应用在多种情况下，但是对于智能机器人所配备的传感器而言，需要具备一定的精度和实效性以满足机器人在运转过程中的实际要求。传感器能够将环境中的各类非电信息，例如光信息、距离信息、声音信息等转化成智能机器人可以识别的电信号，这就让其具备了能够感知周围环境的能力。在实际场景中，智能机器人也是凭借传感技术实现自主运动、避障、调节环境等，特别的，对于一些对周围环境变化要求较高的场合下，例如芯片制造，利用高精度的传感器就可以让机器人能够更好的完成任务。 2.2运用语音识别技术 智能人机接口系统主要包含：自然语言人机对话，基于声、文、图形及图像等多媒体的人机交流，基于脑电波等生理信号的人机交流。当机器人具备传感器后，就能够与周围环境的信息进行交互，但在更多环境下，我们需要智能机器人可以和操作者进行有效的交互，其中语音识别即是最有效，最常见的形式。作为操作者，我们希望仅仅依靠发出声音就能够对机器人进行操作，在这个环节中，就是智能机器人的语音识别环节。对于语音识别技术的实现过程，首先需要智能机器人的语音采集器尽可能准确地收集到外界环境中的语音信息，包括人的指令或者其他设备发出的声音等，随后，对采集到的信息进行具体的处理，包括：将声音信号转化为计算机可以识别的电信号，再将电信号转变成对应的数字序列，目前已经可以利用人工智能技术分析出这些数字序列具体对应的语音内容，再通过完善的语音库确定语音内容的具体含义，最后就是根据这些含义进行实际的操作。目前，智能机器人的语音识别技术已大量应用于商业环节，可以极大地提高生产生活效率，降低人力成本。 2.3运用图像识别技术 当智能机器人具备”听觉”属性后，自然也少不了“视觉”属性，在多数场景下，智能机器人的视觉识别能力比听觉识别能力应用得更加广泛，也相对更叫高效。对于机器而言，图像信息能够提供的信息量也是最为丰富的，利用机器视觉技术，可以让智能机器人更好的服务于人类。智能机器人的图像识别技术包含以下几个步骤，首先是采集图像或者视频流中的图像帧，直接作为输入信息，传递给智能机器人。随后智能机器人将提取视频信息中的相关特征，根据相关特征确定图像所包含的信息，对于不同的使用场景，所需要提取的信息也不同，例如在避免碰撞时，会提取物体的边缘信息；在进行身份识别时，会提取待识别对象的人脸信息等，这些功能的实现也都是依托于目前相对成熟的机器学习技术。智能机器人的图像识别计算让机器有了“眼睛”去观察真正的世界。 3智能机器人的利弊分析 3.1智能机器人的利处 智能机器人的出现可以给人们的生活带来极大的改变，除了那些千篇一律，枯燥的工作可以由机器人代替，目前随着机器人智能化的不断提高，很多根据挑战性的工作也可以由他们代劳，这样就可以在生活的方方面面都可以便利人们的生活。此外，更加重要的是，在一些比较危险的场合下，可以操作机器人或者让智能机器人根据环境自主的进行运动，以代替人类执行任务，这样就能够避免人员危险，提高安全性。智能机器人的前期投入成本较高，但是随着使用时间的不断延长，成本便可以逐步摊平，以降低当前过高的人力成本。可以说，智能机器人为我们生活不仅带来效率上的提升，更重要的是质的改变。 3.2智能机器人的弊端 智能机器人给我们的生活带来极大利处的同时，我们也不能忽视其带来的部分挑战。由于生产商通过收购竞争对手和专利保护等手段，使得智能机器人这一领域形成了暂时的垄断，从而导致智能机器人购置费用、成本以及维修费用极其昂贵。另外，大量机器人投入市场后，势必会取代大量的工作岗位，因此很多工作人员不可避免地需要面对失业问题。此外，智能机器人的大量使用也会降低人类本身的劳动积极性，导致一些行业发展的停滞，以上这些也都是我们需要解决的挑战。 4结论 智能机器人的出现已经在很多方面对我们的生活带来了很大的影响，相信随着技术的不断升级和产业变革，智能机器人将带来翻天覆地的变化。智能机器人之所有能够表现的那么智能化，还是取决于其自身的硬件组成和软件设计，这些技术的不断积累也一定能够促进其高速发展。但是，不容忽视的是，智能机器人带来便利的同时，也带来了很多挑战，如何应对这些挑战也是我们眼下及未来需要考虑的问题。

智能机电一体化篇1 1机电一体化与智能制造 1.1机电一体化技术 所谓机电一体化技术,就是涉及电子信息处理系统技术、机械制造系统技术等,具有较强综合性特点,相关设备主要包括光学传感器、压力传感器等。在相关技术不断发展的当下,机电一体化技术要想获得可持续发展,需要把众多高新技术成果互相融合,把信息技术研发当作最重要的目标。机电设备一体化技术除了包含系统、机身框架和各项基础设施之外,对连接部分而言,还需要借助实际压力传感器调整各项系统的重要运行参数以及状态信息,并且把获取的信息处理成能够自我识别的各项内容,然后再综合分析各项信息传输指令要求的基础之上,实现运动部件的有效控制,使整个系统能够正常运行。其中,实现一体化与智能化控制系统的系统主要包括可编程微控制器、自动计算器以及逻辑电路等,通过有效整合上述部分,明确各个功能部分的各自分工与责任,提升整个系统技术的运行管理效率,为我国制造行业健康稳定发展夯实基础。 1.2智能制造 智能制造技术就是利用计算机仿真系统完成正确分析、判断以及决策的过程,通过特定方式整合智能机器,同时把其应用于制造企业系统当中,使制造企业能够更加有序稳定发展。从该角度来看,智能制造技术的主要优点就是能够节约劳动力,实际操作中用计算机进行简单的数据收集、处理及存储工作,就能提升生产效率[2]。 2机电一体化技术的特点 2.1结构最优化 以往在机械产品控制过程中,一般需要设计机电机构；为了实现变速控制目标,也需要在机电系统中加入变速箱。而信息技术的不断发展,也让传统的人工操作模式逐渐被变频调速电子设备所取代,通过运用计算机软件控制模式,提升生产效率。机电一体化技术的出现,能够充分整合计算机软件、电子技术以及机械技术等众多优势,使机械产品结构得到整体优化。 2.2系统智能化 机电一体化技术能够实现智能化控制系统规划管理生产脉络的目标。随着机电一体化技术各项性能的快速提升,传统生产方式的弊端也逐渐得到了较大改善,人力投入量也得到了有效控制。智能化控制系统的出现能对各项系统与程序进行有效调控,也能充分体现其自动化控制的实际效果,比如故障诊断、信息处理和自动化检测等等,具体操作时也可以将工作指令输入系统内,使系统完成自动化操作程序,节约较多人力[3]。除此之外,当系统出现风险故障时,工作人员也能更加具有针对性地对故障进行处理,使管理人员借助系统当中的预警功能掌握系统运行的实际情况,保证系统运行安全性的同时,也能有效降低生产危险系数。 2.3交换优势 与传统生产技术相比,机电一体化技术有着十分明显的控制功能以及灵敏度,可有效提升数据处理效率。而智能制造通过引入机电一体化技术,也能让数据处理流程变得更加高效,信息数据交换也会更加安全。通过机电一体化技术的相关优势,可以有效解决智能制造过程中的技术困难,也能有效提升信息处理效率,使数据完整性得到有效保障。 3机电一体化技术在智能制造中的应用 3.1传感器技术 对机电一体化技术来说,传感器其实作为系统十分关键的没人,可在应用过程中体现较大作用,借助传感器技术,能对外界情况进行实时监测,也能保证生产时形成传感器终端网络系统,可实时对传感器接收到的各项数据完成加工。结合应用情况可知,传感器技术也必须发挥计算机作用,让传感器信号进行实时分析,把握信息数据。目前光纤传感器有着十分广泛的应用范围,也是十分特殊的应用类型,在前期使用过程中需消耗较大成本,一般在汽车等机械加工过程应用,例如我们以长春一汽汽车为例,如图1所示,在实际生产加工中安装有激光测距雷达装置,这个装置就能十分深入地反映智能制造中传感器技术发挥的重要作用[4]。将激光测距雷达设计于汽车前后方,能为司机提供实时提醒,使其能随时观测周围障碍物,合理判断距离。除此之外,激光测距雷达还能根据信号对障碍物情况作出准确判断,当距离过近,也会通过该装置对驾驶人进行报警,提升安全性。 3.2自动生产技术 在智能制造过程中,运用自动化技术能够充分发挥实现对机械生产的自动控制,也能让整个生产模式变得更加自动化,提升工作人员效率,使整个产品的工艺模式能够更加优化,也能获得更加满足人们要求的产品。以往产品制造与加工中以手工方式为主,这种模式不仅无法保证工作效率,还对后续的产品销售存在不利影响。而对智能制造来说,实现自动化生产以后,不仅能够提升生产效率,还能让整个工艺模式变得更加优化,提升产品性能。 3.3信号处理技术 在智能制造信号传输过程中,主要为借助网络传输信号对机电一体化技术进行处理的最终信号,通常以传输电信号为主[5]。从技术原理层面来看,机电一体化技术能够一起处理终端系统与服务器的各项内容,利用制造的智能化方式,让信息在机电一体电信号传输平台与网络中得到实时传输,也能借助智能制造技术对各项信号进行实时处理。上文我们提到智能制造模式有着较大的应用价值,其可以通过构建电信号传输模块的方式,降低信号干扰,也能将智能制造实际效果体现出来。 3.4智能机器人技术 该技术能够在条件比较差的工况下应用,工作人员也能根据现场操作情况,合理利用信息化技术、仿生学技术以及机器人控制技术等,不仅能够优化生产环境,还能让生产信息的筛选过程变得更加智能化,使产品生产与管理工作变得更加高效,让企业加工更加高效。智能机器人有着很大的使用价值：第一,可减少人力方面的投入,提升最终利润,使企业生产链更加完善；第二,可有效提升企业生产效率,使生产流程更加智能化,也能通过更为优化的生产流程模式,降低传统生产过程中存在的不足,保证系统运行的同时,也能有效提升生产效率。第三,有效控制安全现象的发生概率,防止人员受到威胁。由于实际生产条件十分恶劣,我们一定要重视监督管理工作,但是即便如此,也无法完全避免安全事故的发生。而利用智能机器人技术,不仅能够有效保证人身安全,也能通过该项技术手段降低安全事故的发生概率。 3.5人机一体化技术 目前该技术在智能制造过程中得到很大范围的应用,该项技术除了能够提升机械设备的智能化程度之外,还能将智能设备与人力相结合。在利用该技术时,工作人员需要对整个成本进行有效控制,通过智能设备获取以及分析相关数据。除此之外,借助该技术还能对人与机械的工作范围进行实时调整,改变加工期间存在的主被关系,也能让人机一体化技术朝着更加专业且智能的方向不断发展。 3.6计算机集成数字化采集技术 通过该技术的应用,并发挥数据存储作用,在综合手工操作模式的基础之上,能够获取与处理数字化内容,还可以对各项生产数据进行实时监控。例如,技术人员可以通过计算机对各项数字化采集技术进行统一应用,也能进一步查明设备的实际运行状态。社会在不断发展,该技术也发展更加完善,能够以机电一体化技术为主要手段,确保在智能制造中真正达到技术迁移的效果。 3.7柔性控制系统 柔性控制系统能对数字信息进行有效控制,也可根据具体状况进行科学转换,可以通过智能化的方式调控各项生产物料与设备,也能共同作用于数条生产线。借助信息技术对各项环节的数据信息进行实时处理,也能进一步掌握市场的发展动态,可结合市场要求制定更加科学的生产方案,避免出现生产资源浪费现象。 3.8生产制造远程控制技术 在传统生产方式中,受到人工干预很多,现在已经很难达到生产管理要求,在机电一体化技术支持下,能够让生产管理实现远程化操作与控制目标。要想进一步保证网络应用的可靠性,很多企业也在积极引入局域网网络,但是这种方式虽说可降低外部干扰,仍然会面临一定的风险隐患,在远程管控方面还有很大难度,因此也会引起安全管理等问题。由于信息传输模式十分多元化,然而对各种传输手段来说,其对应的特点也有所不同,现在智能制造的思想,可以通过多模组协同传输信号,也能有效保证信息传输效果,让各生产流程实现远程控制,结合实际情况开展有效管控。 4结语 综上所述,机电一体化技术在智能制造过程当中的发展前景与应用模式也受到了全社会的广泛关注,因此需要从模式创新、技术升级等层面进行有效分析与改进。把握机电一体化技术的特点与智能制造的发展前景有着十分重要的现实意义,智能制造中的机电一体化技术应用需要从稳定控制、系统设计两大层面入手,引进国外先进的技术设计理念,在有针对性优化后获取更好效果,保证系统运行更加安全,产品质量也得到有力控制。 作者:王熊 单位:宁波家联科技股份有限公司 智能机电一体化篇2 0引言 机电一体化技术包含机械制造技术、自动控制技术、信息处理技术及传感器控制技术，是以多种技术的整合促进职能目标实现的科学技术。机电一体化技术可实现诸多技术优势的充分利用，且在实际应用中能够监控优化目标，完成系统整体资源的优化配置，促进系统运行效率的提高、运行能耗的降低。依托传输技术可对系统运行状态及参数展开调整，能转化控制信号及信号为可用传输信号。同时，信息传输中可处理信息，并以适宜规则为根据传输信息，能为系统运行安全及稳定性提供保障。智能制造支持编写相关控制程序，且能够模拟人类思维，可用于各项设备生产制造的控制，能够大幅提升制造业生产效率及质量。依托多样化自动控制系统，可有效采集多类型的数据信息，并展开深度处理、分析及存储，供于生产制造实践活动使用。智能制造产品设计中，通过计算机设备的运用能够从多维度展示产品设计图纸，与传统人工生产相比，不仅能使人工岗位成本支出减少，在较高危险性与污染性的工业生产中也十分适用，能有效避免工作人员受环境影响的情况，并减少安全事故发生率，消除人为操作失误的情况，且能带动生产效率的大幅提升，从而助力制造业的进一步发展。所以，现代化制造业发展与转型中，智能制造已逐步发展为主要路径之一。 1机电一体化技术优点机电一体化技术 优点主要包含三方面：一是结构最优化。相关机械产品中应用机电机构后，能够大幅提升产品控制有效性；而为促进系统变速控制的实现，有必要引入机电系统至变速箱内。当前时代，信息技术发展成果显著，以往的人工操作控制已被变频调速电子设备取代，计算机软件控制模式逐渐占据了主导。机电一体化技术实现了计算机软件、机械与电子技术的综合应用，机械产品结构也因此实现了整体性的优化。二是交换优势。机电一体化技术在控制性能及灵敏度方面极具优势，基于机电一体化技术的智能制造中，不仅可实现数据的高效处理，且信息数据交换安全性更高。在该技术交换优势的运用下，能妥善化解各类技术方面的难题，可带动制造信息处理效率的提高，规避信息交换中可能出现的系统瘫痪情况，为数据提供完整性保障的同时，确保系统能够安全运行。三是系统智能化。机电一体化技术的应用，可实现系统的智能化控制和生产脉络的规划管理。在智能化控制系统的运用下围绕系统及程序展开统一调控，凭借自动化功能作用，可达成自动化检测、处理信息及诊断故障等目的。同时，在该系统的运用下，工作人员输入对应的工作指令后，可实现工作程序的自动化操控。当系统有风险故障产生后，能第一时间发出预警信号，向管理人员传达系统运行情况，并迅速展开对应的处理，可为系统运行提供安全保障，能消除工作中可能出现的危险隐患，从而帮助工业实现稳定、安全且高效的生产作业。 2机电一体化技术与智能制造相关性 现代技术领域中，具备突破性与创新性的机电一体化技术和智能制造，前者实现了多种技术手段的结合，突出集成技术的优势；后者需要组合技术，以提高应用程序质量及技术水平。机电一体化技术在信息化、自动化等方式对机械设施展开控制，可使工业生产水平与质量实现大幅提升。而作为人工智能领域标志性发展的智能制造，主要是通过模拟人类智慧实现人工智能生产，并在人工智能的基础上达成智能制造的目标。智能制造中，信息技术与计算机是至关重要的基础，而机械与电子技术同样也是生产制造过程必不可缺的关键，智能制造中通过人工智能完成有关指令的接收后，在联合信息与计算机技术后，能够顺利有序的生成操作指令。这也表明了智能制造今后的发展方向必然是以应用机电一体化技术为主，两者间存在密切的关联。 3智能制造中机电一体化技术的构想 3.1设计构想机械设计制造领域中通过机电一体化的应用，在设计产品时可引入诸多能完善设备建设的智能化设施，最大限度规避由于设备问题造成时间浪费的情况。同 时，能减少人力投入，突出管理的便捷性，从而提高工作效率，并规避人工引起的失误。不同人员的分工是有差异的，联合多部门共同协作，细化工作至个人头上，在协同合作的基础上能更高效率的完成工作任务。 3.2关键技术 现阶段，科技技术发展迅猛，面对人们提出的有关机电系统整体控制发展方面的需要，传统单一的主体技术构建模式不再适用，融合不同系统控制模式也因此成为主流发展方向。机电信息技术工程领域中，在设计系统控制产品时应当积极引入国内外成熟的系统知识理论，并以现阶段机电信息发展行情为根据，融合适宜的计算机信息元素，切实把握时代特点，持续发展机械与信息技术工程。当机电行业构建了自动控制系统后，能有效简化数据模型构建、工程产品设计及数据计算等繁杂的数据操作。 4智能制造中机电一体化技术的应用 4.1传感器技术 传感器性能的高低，是决定传感器技术作用能否充分发挥的关键。传感器需具备良好的刷新速率，支持高效处理固定时间内监控范围图像信息，且能突出信息内容反馈的高效性，减少时间成本支持。同时，具备准确性更高的动态捕捉功能，是与传感器信息处理能力关联密切的重要影响因素。基于传感器技术的智能制造中，可实现数据的高效传输与中断处理，且支持延迟反馈信息，结合终端系统做好工作指令的发送，信息反馈延迟表示当传感器完成工作指令的接收后数据信息传回的时间。在不存在特殊工作要求的前提下，传感器技术能以毫秒级时间差来计算信息延迟反馈时间，且因智能制造技术支持迅速处理海量数据的缘故，因此能够大幅提高传感器数据信息传输延迟控制方面的有效性。 4.2智能机器人的应用 目前，社会生产生活中已逐渐普及了人工智能等技术的应用，如智能手机及网页浏览搜索引擎方面，可从海量信息中收集择取与用户兴趣爱好相关的内容。立足于技术应用性角度而言，现代日常生活、工业生产及公共设施等方面中，人工智能及通用机器人制造技术已体现了重要的应用价值。在应用人工智能机器人后，能促进工业规模化及生产经营效率的大幅提升，且能为工业产品质量提供更可靠的保障，可帮助工作人员减轻工作负担。同时，可实现系统信息库的迅速、及时更新，且能迅速完成处理操作系统指令的下达。此外，智能机器人还可以胜任人类大脑无法处理的复杂性较高的业务工作，整体应用成果良好。 4.3数控技术的应用 机械制造在现代工业生产中有着重要的占比率，当机械制造业实现了机电一体化技术的广泛应用后，能促进了各项技术领域发展速度的提高，且能实现更精准的应用。数控技术能实现大批量机械设备的生产，在可编写程序及光电电子控制驱动系统的运用下，并引入电子控制驱动装置这一类具备人机交互功能的技术，即可实现自动化机械生产线的构建。同时其作业时间是全天候，拥有远超人工的生产效率，故而在机械制造生产实践中引入数控技术后，能大幅提升产品生产效率和质量。智能制造背景下，数控生产技术有着较高的智能自动化控制要求，在数字信息技术的运用下能够远程控制机械工作运动状态及控制过程，可促进机械产品工艺、质量及性能控制有效性的提高。目前，数控生产中，多以“CPU+总线”的设计模式三维仿真模拟数控生产全过程，能使数控生产中产品生产效率及质量得到有效提升，技术优势显著。 4.4柔性制造系统的应用 集合了信息过程控制管理系统、数字控制管理等一系列系统后形成的综合型制造系统即为柔性制造系统，是自动化工业制造系统范畴下的突破性技术。基于柔性制造系统的工业智能设备制造中，通过市场分析统计结果的运用，在调整和优化加工产品生产流程后，能最大限度利用现有的生产资源，同时能大幅提升制造企业生产管理效益。立足于企业信息系统管理角度而言，在应用了柔性制造系统后，结合信息系统能够对产生于企业生产经营中的各项机械数据自动展开整合、处理及分析，同时能凭借各项计算机信息技术软件自动控制各类机械设备。同时，在软件设计、产品质量监督等工作中，应用柔性制造系统之后同样能显著提升工作开展效率。 4.5自动生产及信号处理技术 以往生产产品时基本都是由手工的模式进行，此类模式不具备较高的工作效率。基于自动生产技术的智能制造中，凭借自动机械控制的效能，可促进自动化生产模式的实现，不仅能解放工作人员劳动力，同时能使生产与加工效率大幅增加，带动整体生产效率的提高，并持续优化产品工艺模式，产品生产性能更高，且能确保产品与社会大众需求相符合。同时，在同时连接终端系统及服务器后，机电一体化技术还能够传输信息数据，结合网络传输及机电一体化信号传输平台进行信息的传输和处理。从适用范围方面来看，智能制造技术同样具备突出的优势，依托电信号传输模块建构双模信号处理系统后，能使信号间干扰大幅减少，从而促进智能制造技术应有作用的发挥。 4.6生产制造远程控制技术 面对现代化生产管理需求，传统以人工为主的生产管理模式过于滞后，此时结合机电一体化技术不仅能更好地满足各方面需求，且支持远程生产管理的控制。企业为了能够安全应用互联网技术、降低外部干扰，往往都会引入局域网网络体系，但在排除内部风险方面的效果却不够理想，不支持远程管控，导致安全管理风险加大。信息传输过程中涉及了较多的传输模式，且各种传输方式的特点也是有差异的，而在多模组协同的基础上，凭借智能制造技术来传输信号，能为信息传输效果提供保障，支持技术人员对生产环节展开远程控制，且能结合生产管理具体的需求开展相应的管控工作，可以大幅降低生产风险。同时，智能制造中通过应用机电一体化技术后，可对生产设备展开实时监控，第一时间做好技术故障排除工作，能赋予企业更强的风险管控能力，并带动企业生产效率的显著提升。 4.7自动化监控技术 机电工程中，通过计算机网络及传感器的运用能够实现监控目标的自动监视，属于远程监视技术之一。自动化监视支持对多个目标实时展开监视，建立在监测中心的基础上，能突破时间与空间方面的限制，可使整个监控工作的开展更加便利。但是，因属于远程监控技术的缘故，该技术在运行速度方面受到了一定限制，在远程监视大型自动化系统方面不太适用。中央监视功能能够集中自动化系统中多个功能并统一展开监视，但这需要建立在同一处理器的基础上实现。同时，利用该方法进行监视时，需以设备具体功能需要为根据合理进行间隔的设置。此外，不同监视装置相互间存在独立的功能，且其自身可靠性相对较高，能使绝缘装置与系统端子柜使用频率大幅降低，如此即可减少投资成本。 4.8专家系统及计算机集成数字化采集技术 专家系统全面融合了计算机技术、人工智能技术及相关理论与技术，通过集中某领域专家知识和经验并构建数据库，能将必要的参考依据供于相关实践操作的开展。一般情况下，专家系统具备信息咨询、推理判断及分析决策等功能，包含人机交互系统、信息与信号输出系统、信号输入系统、知识经验数据库及推理决策系统等，在机械制造领域中各类“疑难杂症”的解决中发挥着不可忽视的作用。而在计算机集成数字化采集技术的运用下，联合人工操作及计算机数据存储功能，可实现数字化信息的采集与分析。同时，支持对生产数据展开全天候的监控，如技术人员在该技术的运用下能更全面地掌握处于运行中的设备各方面状态。现阶段，该技术历经一系列发展后更加成熟，建立在机电一体化技术的基础上，在智能制造中能够顺利达成迁移技术的目标。 5结束语 综上所述，机电一体化技术应用至智能制造中后，在制造业及各类先进技术的协同运用下，能大幅提升生产效率，并产出质量更高的产品。所以，制造行业在生产实践与管理中需要着重关注机电一体化技术的应用，以生产实际情况为根据选择技术工艺，突出针对性、合理性，以便在大幅提升生产效率的同时尽可能规避失误率，这样一来能带给制造业更可观的生产效益，保障其自身可持续发展。 作者:罗千 单位:浙江省宁波市舒普智能技术股份有限公司 智能机电一体化篇3 现如今,中国的经济发展迅速,国内的智能制造产业的地位也日益凸显。在智能制造产业的发展下,我国的各项生产业经济也随之带动。在经济化和全球化的技术和经济竞争压力下,我国的智能制造产业也需要不断学习、钻研新的技术,进而精准把握制造产业的生产技术特点,提升机电一体化运用效率,最终为促进我国的智能产业可持续发展奠定基础。 1简述我国的机电一体化智能制造技术机 电一体化技术(MechatronicsTechnology)是一项综合的技术,是相关技术人员利用机电技术和计算机技术、现代科学技术对生产的机械进行升级和优化的现代综合技术,其特点在于实现自动化升级、更新、诊断和优化,进而为工业制造等行业提供活动指导,还能够为企业获得更高的生产效益。在现有的生产环境下,利用机电一体化技术可以促进企业的运行,进而为企业的经营者获得更高的利润。值得注意的是机电一体化的技术内容较多,囊括了复杂化、自动化和模板化,这些先进的技术也能够有效促进制造业发展,可以帮助制造业向着集约化和智能化方向发展;对于企业的生产而言,利用机电一体化技术来做好产品管理还能够确保产品的加工流程更加规范化且促进产品的生产质量和产品生产效率。智能制造值得是在产品生产中依托于智能化技术、生产系统来优化生产流程,可以及时改进生产中不合理、不科学的地方,进而保证生产产品的质量和工艺水平符合产业需求,这种方式可以减少产品生产的压力,同时减少对人力资源的过度依赖,还能确保产品的生产质量和生产效率得到显著提升。针对制造产业而言,机电一体化技术帮助制造产业及时获取多方面的生产信息,同时丰富智能化生产系统,可以减少工作人员的压力,有效节约人力资源,同时也能够减少机械制造产业的物理和财力问题。通过人机一体化智能系统有效促进了机械控制质量,确保机械生产的有效性,保证了现代生产稳步推进。 2简述机电一体化常见技术 机电一体化具有综合化、现代化、系统化的特点。机电一体化技术融合了电子计算机技术、信息通信技术和自动化技术,多项技术综合运用可为产品制造提供针对性且可靠的数据依据;此外,在现代科学技术不断发展,我国的机电一体化的技术应用范围也在不断扩大,基于技术研发和技术创新等方面也诞生了传感技术、信息处理技术、自动控制技术,体现了机电一体化现代化的特点。 2.1简述机电一体化的常见技术 此外,机电一体化运行依托于多个传感器,这些传感器由通过系统来实现数据传递、分析、信息交互,体现了机电一体化系统化的综合特点。在生产运行中,操作人员需要将多个传感器安置在机械或者是电气设备中,通过数据分析会研究对多个数据进行收集、监督和管理,这些都能够为机电工作人员提供必要的数据支持。此外,信息处理技术可以管理和处理机电信息内容,实现数据针对性和有效管理。相关工作人员可以及时收集各项信息数据,进而确保数据的准确性,保证信息数据可以得到自动化升级和处理,这些都对设备的稳定运行奠定基础。自动化控制技术是工业化生产的重要特征,为了节省人力资源,提升生产竞争力,工厂需要建立科学、符合生产的自动化控制系统技术,同时构建出标准的自动化控制体系,进而对机电设备进行掌控。相关企业在操作管理时候要了解系统的运行特点,做好数据研发,最终来提升机电设备的管理针对性。 2.2分析机电一体化的技术特征 机电一体化的技术特征表现在整体结构优化和系统智能化控制链等多个方面。从整体结构优化而言,传统的机械生产都需要建立控制系统如构建变速齿轮、变速箱等实现结构变速,促进系统运行。但是现阶段电子技术水平不断上升,我国的齿轮变速箱也在不断更新,发展为变速调频电子装置。这种装置的特点在于可以减少人力资源投入,同时将信息技术和机械软件技术进行整合,最终完成整体结构优化。此外,从系统控制的智能化特点来看,机电一体化技术中智能控制技术一直都会现代生产中最突出的技术特征。智能化凭借着高效、节能降耗等特点都可以促进系统稳定生产。针对智能化控制系统而言,通过电子控制系统就可以完成既定的程序,让每一项工作的动作功能之间达到稳定协调,这也能够让机电一体化系统检测的功能得到稳定体系。常见的系统包括自动化检测系统和自动化信息处理系统(系统设计流程如图1所示)。 3简述机电一体化在智能制造中应用的技术要点 机电一体化制造技术在智能制造中的应用十分多样,常见的包括智能传感控制技术、自动化生产控制技术、机械生产工作控制技术等。 3.1简述传感技术 如今,我国的制造企业的经济、生产技术都在不断更新,各个制造企业在实际的发展过程中需要借鉴多方面的生产资源,不断更新生产体系,促进生产改革。为了保证生产的质量、效率、确保生产产品的经济价值,智能制造过程中需要关注技术改革,利用先进的生产工艺技术来保证生产质量。传统的制造产业强调生产数量、忽略生产质量,导致很多产品的残次率高。而且很多技术人员对现代科学技术研发了解不多,大多按照以往的生产经验或常规的日常操作管理生产,导致生产的结果不理想。传感技术的敏感度高,可以及时感应生产过程,通过压力、电流、温度、湿度等检查可以发现产品生产的异常问题,进而及时发现和处理、规避风险。通过联合传感器技术可以及时发现企业生产存在的质量问题,同时为生产过程提出一些生产改进建议,降低企业生产存在的质量问题,进而提升企业生产的经济性。从实际的运行环境来看,传感器可以对企业生产加工全过程进行了监督和掌控分析。如利用传感器可以检测生产加工的异常数据并将其传输给中心系统,负责人可以及时发现故障问题并结合实际的生产环境、经验给出针对性处理建议,进而保证企业的生产加工、制造等工作高效且稳定。与此同时,传感器技术可以针对生产加工的数据问题进行分析,通过定位器装置可以检测制造生产全过程情况,还能够提前设置监测范围值,进而更好地促进产品生产管理。若在生产中发现了异常情况,相关工作人员就可以按照智能化调节建议对生产参数进行调节,确保生产有效。 3.2自动化生产控制研究 自动化生产控制研究可以了解机电一体化生产全过程,同时及时有效地规避生产风险,积极解决和避免人为因素对产品生产质量的影响。通过机电一体化技术的广泛运用,相关工作人员可以发现生产中常见的问题并给出生产管理建议,确保企业生产活动稳定且高效运行。随着我国对机电一体化技术的研究不断深入,自动化生产技术的自动跟踪技术可以检查企业生产的全过程,如通过特殊的自动控制系统采集各个生产车间、产品生产全过程环节的数据,并对其将自动化统计、分类、计算、分析、处理,这些都保障了企业全面高效的生产管理工作。而很多企业在生产中也能针对既定的程序和数据进行标准化分析和数据自动化生产研究。 3.3工业机器人技术 工业机器人技术的运行效果好、稳定性强,可减少人力资源成本。随着我国的现代科学技术不断进步和发展,工业机器人也逐渐走入了多个工厂生产流水线中。工业机器人的工作效率高且满足了企业的产品加工、科技生产要求,也积极促进了我国的企业制造产业的飞速发展。在实际的产品制造中,企业的通过分析自身的生产动态对机器人执行的程序进行编辑,按照计算机提前设定的程序完成产品加工工作,对比其他的模式,工业机器人可以保证企业加工的产品精度高且品质好,工业机器人本身也有自动识别和精度分析等优势,可以保证工业技术不断升级和改善,保证整个系统拥有智能化和针对化的优势。从工业机器人的运行兼容性来看,工业机器人不光可以提升现代制造产业的运行效率、提升资产质量,还能够自动化升级,让机器人和管理人员进行交流互动,通过自动化升级等方式让工业机器人适应更多的工作环境和产品要求,进而达到更加高速的生产效率。此外,工业机器人的安全性和稳定性也是很多制造产业关注的重点。因工业机器人具有灵活性,运动速度快且精度高,对比人工生产管理的安全性更高,可规避大量的操作风险;而化工产品加工中,产品本身具有一定的危险性和操作风险,传统的人力操作风险高且存在大量的安全问题。而采用机器加工方式可以规避大量的操作风险,保证工作人员的人身安全。可见,工业机器人在制造产业具有极大的生产效能,推广该技术可以体现机电一体化实际生产优势,还能够极大程度的规避生产风险,确保每个生产环节的安全性和高效性。 3.4数据生产分析 机电一体化技术的智能制造技术在企业数控生产中具有极大的应用优势。通过利用数控技术可以保证机电生产具有针对性、有效性和科学性。利用该技术可以让企业的生产技术发挥优势,提升自身的竞争力。首先,相关技术人员要收集企业生产的各项数据并做好数据技术模拟工作,生产管理中也需要及时处理数据并对相关数据进行动态技术研究和实时分析,保证加工数据达标;此外,通过数据收集、模拟等还能够实现数据加强分析,有利于发挥生产设备优势,全面提升数控工作的整体效果,这些对产品的生产制造的精度和产品质量都有较大的应用价值。其次,要想做好机电一体化数控技术综合运用也需要机电工作人员对数控数据进行模拟研究,不断更新这些技术,通过科学的技术研发和创新等将这些元数据深化,为后期的产品升级奠定基础。 3.5柔性制造技术 柔性制造技术是通过信息和物资储存技术融合使产品可以不断变换型号。作为现代制造业的特殊工艺技术,柔性制造技术还在研发和试验应用阶段。该技术发挥了成组技术的优势,可以满足多批量不同型号、类型的产品生产需求,而且还能够结合市场的动态需求调整生产数量和规模,体现了生产的经济性和灵活性。在实际的生产中,相关制造管理人员需要先确定机械的制造过程并对现有的生产环境选择合适的加工设备和加工物料;其次按照计算技术的计算结果统筹利用、合理调动资源,实现对生产线进行全过程控制。从现有的柔性制造技术推广应用情况来看,柔性制造系统的应用范围正在不断推广,结合机电一体化的运用技术优势,柔性制造技术也在不断更新。相关单位可以结合实际的市场需求和市场环境对柔性制造的技术和参数进行调整,进而满足制造企业生产和管理的多方面要求。 3.6内燃机技术应用 机电一体化技术在制造企业的应用范围较广,在我国的现代化生产管理中也发挥了较大的优势。内燃机就是智能制造的重要代表性产品。内燃机属于常见的动力机械设备,是通过将燃料燃烧的热能转化为动力能源,属于发动机的一种。如今,内燃机主要在船舶上有所应用。通过机电一体化技术可以提升内燃机的运行效率,也能够提升机械制造的质量,确保内燃机能够在现代生产环境中稳定运行。 3.7机械制造 机械制造技术是当前制造产业关注的重点。机电一体化技术可以将计算机辅助技术和智能控制技术融合来提升制造产业的稳定性。利用科学的制造技术可以提升现代化制造生产质量,提升制造产业的科学性,保证其稳定生产。如智能控制技术推广后,很多生产企业利用计算机系统模拟机械制造的全过程,联合多项传感器和数据信息分析将模糊数据整合在一起融入到控制系统中,进而探寻出更符合企业制造的装置、技术、参数。这种方式可以机械制造工作更有针对性,也体现了计算机、材料、结构、人工智能等多方技术的特点,进而可以完成复杂的工业科技和生产任务。如今机械制造技术也广泛运用到了军事生产制造环境中。 4结语综 上所述,机电一体化技术改变了传统的机械生产和运行模式,对制造产业生产效率、生产质量都有促进。整体来看,智能机械生产是我国现代机电一体化技术综合运用的起点,也是促进我国现代化、工业化、社会经济发展的重要动力。为了让企业的生产效率提升,各个单位也应当在自身的经济利益和社会的发展需求上挖掘出多方技术资源,加强机电一体化技术的研发和运用,进而为促进制造产业稳定建设作出贡献。 作者:隋国华 单位:临沂市工业学校

近年来，我国科技的进步可经济水平的提升是有目共睹的。人们对于出行工具的要求越来越高，汽车作为人们青睐的出行工具，良好的体验感和舒适性是必不可少的。自动化的发展以及其在汽车机械控制系统中的应用使人们的这种需求得到一定程度上的满足，自动化技术的使用，不但节省了大量的人力，而且相较于传统的技术更具安全性。目前，自动化技术在汽车机械控制系统中的应用向着多功能、智能化的方向发展。 1汽车机械控制系统中的模块分析 人们能够便捷的操控汽车，汽车能够安全的行驶都在很大程度上得益于汽车机械控制系统。它是整车的一个复杂化的系统，识别、掌控着汽车的各种行为。但这个复杂的系统仍然是由许多模块组成的，主要包含以下几个模块： 1.1传感器 汽车的传感器分布于汽车全省，主要作用为获取汽车的细节信息，并对车辆整体的运行情况进行判断和监控，形成监控信息的记录，并将这些信息呈现给人们。根据汽车机械控制系统的运行特点，通过传感器获取汽车某个时间点的信息，同时进行传输，也可以使用不同的频分制将所获取的信息传输至存储段，以达到对汽车的运行状态进行监控的目的，保证汽车控制系统的安全性和稳定性。 1.2电源管理 目前，大部分汽车的行驶通常是不以电为主要能源的，但是，整个汽车控制系统却与电密不可分，电源的管理是整个汽车机械控制系统的运行基础，各部分的稳定工作都仰赖于稳定而充足的电源。汽车控制系统中的诸多模块所需的电流与电压均不相同，这就要求电源管理能够满足这些不同的需求，通常需要配置5V、6V、12V的电压。测速元件、单片机等大部分部件使用的都是5V电压。电源输出电压如果不稳定，首先应对其进行稳压处理，然后再将其转化为相应的需求电压。 1.3配电设计优化 在配电设计的过程中，需充分考虑到汽车的负载容量与可靠性的要求，在符合相关标准的同时，还要尽量保持汽车机械的稳定性和灵活性。配电设计需根据线路负载情况来展开，在负载较小时采用静态补偿法进行设计，如果负载较大，则可使用动态补偿法。为了减少电能损耗，应使导线的电阻值尽量小。 2自动化技术在汽车机械控制中的设计与应用 2.1汽车运行情况的实时监控 基于自动化技术而设计的汽车机械控制系统能够在很大程度上满足汽车驾驶者对于了解汽车具体状况的需求，再次基础上开发出数据表。在汽车启动运行之后，通过各个传感器将速度、温度、压力、距离等参数信息数据传输给驾驶者，能够帮助驾驶者了解汽车运行的情况，以便实现故障的预防，提升安全性。在整个监控过程中，自动化技术发挥着十分重要的作用，例如对许多危险的情况做出自动化处理或者及时的向驾驶者发出警报。目前许多汽车中所配备的防撞预警就是自动化技术在汽车机械控制系统中广泛应用的功能之一。在此以胎压的检测监控为例，汽车轮胎压力的检测监控是目前许多车辆已经配备的系统之一，也是汽车机械控制系统内一个极为重要的安全辅助系统。当前，可以通过在轮胎的内部安装温度、压力传感器的方法来实现对汽车轮胎内部温度和压力参数的获取和监控，再通过无线传输将这些信号发送给汽车控制终端，再把这些信号进行处理，形成汽车胎压数据呈现给驾驶者。使驾驶者能够及时的获取胎压信息，并在轮胎发生渗漏或胎压过低的时候发出警报。汽车胎压监控传感器的设计与开发中，应注意到以下几点：第一，传感器的工作环境较为恶劣。其工作温度的范围为40℃至125℃，传感器应该能在高低温下稳定运行；期恐冲击能力也应在3000g以上，并且还需要受到离心力的作用，应保证耐受1000g的离心加速度。第二，胎压传感器通常需要置于汽车轮胎的内部，其更换的难度较大，因此，在设计胎压传感器的时候应在保证其稳定可靠的同时，尽量延长其使用寿命，发挥其低能耗特性。汽车胎压的监控系统，是在传感器的配合下，对汽车的胎压进行一种动态的监测和控制的方法，在传感器收集到温度、胎压等信息时，生成电子机械系统可识别的敏感信号，再通过电路监测单元将这些信号转化为能被监测到的模拟电压信号，并进行输出。在汽车的胎压监测系统中，有两类较为重要的敏感单元。分别是微电子机械系统压敏电阻和微电子机械系统温敏电阻。压敏电阻在汽车胎压改变的情况下能够使自身阻值产生变化，通过全桥电路的辅助，能够将电阻信号的变化转化为模拟电压信号进行输出。而温敏电阻则是通过恒流源来供电的，能够使车辆的温度变化超过预警值的时候促使温敏电阻的阻值发生变化，进而造成所分担压力的变化，并将这种变化以模拟电压信号的形式表现出来。 2.2故障的诊断与排除 现阶段，在汽车机械控制系统的设计过程中，自动化技术的应用逐渐以计算机网络技术为基础，并体现出了高度的综合性和集成性。车体故障的诊断和排除就是以计算机网络为基础的自动化技术应用的最集中的体现。在汽车运行过程中，机械控制系统能对出现的故障进行精确的判断，并作出自动化的处理措施，自主的排除故障，避免以故障的出现而造成的安全威胁和财产损失，因而基于自动化技术的汽车机械控制系统设计具有很好的安全性和经济性，对汽车本身和驾驶者而言都是十分重要的。 2.3自动化技术在汽车机械控制系统中的应用前景展望 我国的经济水平与科技水平都不断的进步，自动化技术在各个方面，特别是在实际生产方面已经得到了广泛的应用，这在很大程度上促进了社会生产力的发展，解放了人力。当然，自动化技术的功能还不仅限于此，它还可以，并且应该给人们带来更好的产品体验感和舒适性。因此，在汽车机械控制系统的设计中，它仍有很大的空间等待人们去挖掘。目前，正在研发与完善中的汽车机械控制系统中，辅助驾驶与自动驾驶技术最为火热，也是各大汽车研发公司的全新的竞争领域。汽车辅助驾驶是长时间驾驶汽车的司机的福音，辅助驾驶不能离开人的操作，但在很大程度上减少了司机长时间高度的精神集中所带来的驾驶疲劳感。利用自动化技术完善汽车机械控制系统，使汽车能够在司机发出指令时，自主的完成驾驶操作。例如定速巡航等功能已经被广泛的应用于汽车当中，目前，更安全、更方便自动化辅助驾驶技术仍在不断发展当中，并展现出充足的活力。相比于辅助驾驶，自动驾驶则是完全将人从驾驶工作中解放出来，这个领域的研发工作仍与自动化技术的应用密切相关。目前，已经有特斯拉、宝马等众多汽车公司开始生产并销售自动驾驶汽车。但是，目前，这个领域的相关技术仍有缺陷，相关的自动驾驶事故也曾出现过，相关的技术仍在不断的完善当中。在极为广阔的市场和良好前景的刺激下，众多的汽车公司仍会投入大量的人力财力在这个领域当中，随着自动化技术的不断发展，自动驾驶也将会逐渐走进人们的生活，改变人们的出行观念，并带来巨大的经济效益。 3结语 技术的发展使人们的生活日新月异，经济的发展提升了人们的生活水平。在技术与经济齐头并进的当下，人们对于物质生活和体验感的追求越来越明显。汽车作为人们出行所需的交通工具，安全性、体验感都是人们所关注的。自动化技术在汽车机械控制系统设计中的使用则在很大程度上满足的人们的需求，并且展现出良好的发展前景。相信随着技术人员的不断探索，自动化技术一定会在汽车机械控制系统中发挥更强更好的作用。

交通灯智能控制系统的设计与实现:基于机器视觉的交通灯智能控制 摘 要 利用采集的路口车辆排队动态视频图像，采用边缘检测等数字图像算法，进行车辆排队长度检测。对交叉路通灯的通行时间在稳定性和通过率进行比较，再以各相位车队排队长度为输入值，建立不定相序及信号灯时间实时动态分配模型。在此基础上，利用synchro软件进行了仿真分析。 关键词 机器视觉；智能交通；实时配时 0 引言 随着计算机技术和视频技术的发展，基于机器视觉的检测技术已经应用于交通监测系统，本文通过计算机视频检测技术实时检测十字路口各车道车辆的排队长度，根据路口的实际候车队列分布情况，对交通灯采取实时动态的配时控制方案。最大程度的利用绿灯时间，避免绿灯时间的浪费和路口候车时间的增加，有效缓解交叉路口的交通拥堵。 1系统总体设计方案 本设计方案分为视频图像采集、数字图像处理、交通灯信号控制3个部分。图像采集利用安装在交叉路口四个方向的摄像头采集车裂排队长度的实时图像，并对图像数据数据进行存储和传输；图像处理利用数字信号处理器（DSP）进行实时处理，并通过图像预处理、图像分割和设置虚拟框实时分析计算交叉路口路口车列的排队长度；信号控制以车列排队长度作为输入值对时间进行动态实时分配。控制器采用可编程控制器（PLC）作为控制核心，根据接收到各个路口车辆排队的长度信息，实时配时地智能化控制交通灯。 2 基于图像的车辆队列长度检测 2.1 路口视频图像的采集 图像传感器采用数字COMS摄像头，CMOS应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部周边设施于单晶片中，包括信号读取电路、图像信号放大器、光敏元件等，节省了加工晶片所需负担的成本和良率的损失；采用COMS芯片的摄像头成本很低，并且数字摄像头的并行接口可以很好的与DSP的并行I/O接口连接，数字COMS摄像头获取路口图像，缓存在COMS传感器内存RAM中的数字图像。 2.2 基于图像的车辆队列长度检测 1） 检测原理 车辆排队队列长度检测是实时配时智能控制的基础，本设计采用数字信号处理器DSP处理图像，并先通过图像预处理，使图像的帧灰度化；通过canny算子对降噪滤波后的图像进行边缘检测，获得完整的车辆队列的轮廓边缘；最后在轮廓图上设置虚拟框分析并计算路口车辆的排队长度。 2） 车辆排队图像的预处理 图像的预处理包括帧灰度化和去噪。数字图像处理器DSP接收缓存在COMS传感器内存（RAM）中的数字图像，在DSP中，对原始图像数据进行位图格式转化，将图像转换为BMP格式，并进行灰度转化。为了提高后续处理效果，采用3×3滑动窗口中值滤波进行去噪处理，较好保存图像边缘。 3） 基于canny算子的车辆边缘检测 本方案采用了canny边缘检测方法，检测到车辆的边缘轮廓。对先期处理过的图像采用canny算法，能够清晰的寻找到图像中的车体边缘。 3.2信号配时方案设计 配时方案的设计不拘泥于延误时间或者绿信比等参数的降低，任何一种方法也不能说是绝对的最优，更重要的是涉及到交通安全。设计时，我们针对应用最广泛最常见也是最常见的交叉路口，综合分析左转的车辆，排除右转车辆，将交叉路口分成8个相位。 1）绿灯浪费时间 在十字路口任意相位，不同时刻等候车队长度是变化的，各相位车队长度随机性很强。而每个周期都遵循没有绿灯浪费时间的规则，则可以保证总通行时间仍然是最小的。综合其他相位和优先相位，对于其他相位，应尽量多放行，但不多给时间；对于优先相位，确保没有绿灯浪费时间。 2）同时开放两个不冲突相位 本方案是固定当开放一个方向的相位时，此时可选取与之不冲突的相位进行同时开放，保证一直是两个不冲突相位同时开放，从而充分利用了绿灯时间。由于右转车流不与其他车道交通流发生冲突，故在此不作考虑。 3）信号周期 5）算法过程描述 （1）判断周期开始。若是周期起始，则根据各相位车列排队计算本次周期时长，若时长大于约束值，则使周期时长等于约束值（120s）跳到步骤3； （2）若非周期开始，排除此次周期已通过的优先相位； （3）对比各相位车列排队长度，找出最大相位，使最大相位优先通过； （4）比较与本次相位配皮的三个相位，确定2或3个通行相位，分配好时间依次开放，其时间总和应等于最大值相位开放时间； （5）某一绿灯绿灯时长结束前，若此次周期结束则跳入步骤1，若没有结束则跳入步骤2，循环执行。 6）系统整体复位功能 一旦系统出现混乱的状态，如冲突相位同时开放，则人工启动复位键，使系统从开始状态重新运行。 4 交通灯控制仿真 为进行交通信号的配时与优化，并分析路口的通行能力以及协调控制，本文采用了Synchro软件仿真。通过Synchro软件对初始数据进行仿真，输出各车道的评价参数和95th的各车道队列长度，同时输出各车道的评价参数，与优化前的参数作对比。 1）有效反应十字路口的通行能力有多种指标，通过对十字路口的车辆总延误、行程时间和平均通行速度以及车辆燃油消耗率的模拟仿真来对比改造前后的十字路口通行能力。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于PLC的自适应交通灯智能控制系统设计 摘 要：随着我国私家车数量的持续增长，各大城市都出现了交通极度拥堵的情况，城市交通问题也越来越引起人们的注意，社会各界也都在为解决交通现状出谋划策。文章从交通信号灯的控制方面着手，研究和设计了基于PLC的自适应交通灯智能控制系统。 关键词：PLC；交通灯；自适应；智能控制 交通灯控制系统是一个具有随机性的复杂系统，他受到车辆、行人、天气等都多方面的影响，因此想要建立一种固定的数学模型是不大可能的，即使是用现有的数学方法也无法描述其系统特征。目前国内交通等控制系统主要采取定时切换的控制模式。 我国自20世纪80年代开始出现私有汽车，到2003年私家车社会保有量达1 219万辆，私家车突破千万辆仅用了20年时间，而突破2 000万辆仅用了3年时间。截止到2011年我国机动车保有量已到达2.19亿辆，汽车保有量首次突破1亿大关，占机动车总量的46%。随着经济发展、人均国民生产总值增加以及政府拉动内需各项政策的实施，私家车的拥有量也跟着急剧上升，国内各大中型城市（如北京、上海、广州、武汉等）的交通系统都面临着严峻的考验。虽然各大城市都出台了一系列的限制汽车出行、增加公共交通设施、扩宽新修道路等措施，但依然无法缓解目前的城市交通状况。交通信号灯定时切换这一种控制模式的局限性也就逐渐凸显出来，因此我们急需一种智能的交通控制系统来缓解交通信号控制的缺陷给本就糟糕的交通系统带来的压力。 智能交通控制系统的研究在国内外已经取得了不少成果，一些发达国家已采用智能方式来控制交通信号灯，其中主要运用的有GPS全球定位系统等。出于成本、设计便捷性等方面的综合考虑，我们可以考虑在各路口增加传感器探测车辆数量来控制交通信号灯的时长这一设计方案。 1 控制系统设计方案 基于PLC的自适应交通灯智能控制系统主要有车流量检测系统、PLC、控制中控台三大部分组成，其控制结构图如1所示。 1.1 系统控制原理 车流量检测系统主要负责检查各路口单位时间（60 s）内通过路口的车辆数量，并将检测结果发送至PLC；PLC根据车流量检测系统记录的数据，按预先设定的控制规律来控制相应的交通信号灯；中控台主要用来对控制系统的运行模式进行控制，如自动运行模式、人工干预运行模式等。 自动运行模式下，若东西向或南北向车流量均小于15辆/min，则系统按定时切换控制运行，双向绿灯均为40 s，黄灯3 s，红灯43 s切换运行；若某一向每分钟车流量大于15而小于30，则该向绿灯调整为50 s，黄灯3 s，另一向绿灯30 s，黄灯3 s；若某一向若某一向每分钟车大于30，则该向绿灯调整为70 s，黄灯3 s；当两向车流量均在同一范围内时，车流量较大的一向控制优先，若两向车流量均在同一范围内且相等时，东西向控制优先。系统控制流程如图2所示。 1.2 车流量检测设计 智能交通灯控制系统自适应交通情况的关键在于系统自身对车流量的判断，因此系统车流量检测的设计就显得尤为重要。调查研究表明，我国机动车辆高度一般在1～5 m之间不等，因此本方案设计在各路口100 m处架设高度为5 m的检测点，采用由欧姆龙公司生产的检测距离0～4 m的光电传感器E3JM-R4来对过往车辆进行检测，当有在此高度的车辆经过检测点时，光电开关会向PLC发送信号。E3JM-R4光电传感器参数如表1所示。 本设计采用在各路口双向设置光电传感器的形式对通过路口的车流量进行统计，并将统计信号传送给PLC。PLC对各方向传感器发送信号进行统计比较，最终确认各路口的车流量，同时对各路口车流量情况进行再比较，最后根据比较结果按预设控制方式对南北和东西向的红绿灯进行控制。 1.3 PLC控制设计 PLC为本控制系统的核心，相当于计算机控制系统的CPU，主要负责对车流量、中控台等方面的信号进行收集，并按相应的信号运行PLC内设计的用户程序，最终驱动交通信号灯。本系统选用三菱公司生产的FX2N-48MR系列PLC，其I/O分配如表2所示。 本系统运行模式分两种，即自动运行模式和手动运行模式。 ①自动运行模式下系统按图2所示的运行规则，结合车流量检测信号控制各向红绿灯进行切换。车流量信号的判断比较主要包括两个方面，一是同向信号的比较，将单位时间内来自X6与X10的信号脉冲数比较，两者中较大值作为东西向最终车流量参考值，X7与X11的信号脉冲数比较，两者中较大值作为南北向最终车流量参考值。二是东西南北向车流量比较，即将同向信号比较的结果进行再比较。 ②手动运行模式下，系统在人工干预下运行，人工干预信号包括南北向强制通行、东西向强制通行和四向禁止通行三种。南北向强制通行时，南北向固定输出绿灯亮，东西向固定输出红灯亮；东西向强制通行时，东西向固定输出绿灯亮，南北向固定输出红灯亮；四向禁止通行时，东西南北四向固定输出红灯。 2 总结与展望 本设计基于车流量的自适应交通灯智能控制系统，利用逻辑判断比较和分析算法，使程序的运算结果根据相应的程序方案进行控制，实现了交通灯自适应的智能控制，并通过了软件及硬件的模拟调试。车流量比较值、信号灯接通时间等都可以通过改变PLC中相应的参数进行调整，通过本智能控制方案，可以实现优化交通疏导，达到交通信号灯自适应智能控制的目的。 交通信号系统是一个极其复杂的控制系统，基于车流量的自适应交通灯控制虽然能缓解日趋严峻的交通压力，但其缺点也较为明显，固定的车流量判断模式是其主要缺陷之一。因此今后我们可以考虑使用现今逐渐成熟的视频检测技术，对交通压力进行直观的监测与分析，并设计相应的控制方案。 交通灯智能控制系统的设计与实现:基于微波检测器交通灯智能控制系统的研究与设计 【摘 要】本文主要解决根据十字路口红灯路段停车数的多少，控制交通指示灯的下次放行时间达到实时智能交通控制。 【关键词】微波交通检测器；单片机；交通灯；8255并行口 对目前十字路交通控制器研究发现，用户设定主副路口的时间后，就一直按照设定的时间在主副路交替转换下去，无法满足智能交通对于路口控制器的要求；能否找出根据实际交通状况进行调节控制是解决问题的关键，本文通过微波检测器测出的车辆数，控制定时时间来达到实时智能交通控制。 一、微波交通监测器 微波交通检测器是利用雷达线性调频技术原理，通过发射中心频率为1 0.525GHZ或24.200GHZ的连续频率调制微波（FMCW）在检测路面上，投映一个宽度为3.4米，长度为64米的微波带。每当车辆通过这个微波投映区时，都会向RTMS反射一个微波信号，RTMS接收反射的微波信号，并计算接收频率和时间的变化参数以得出车辆的速度及长度，提供车流量、道路占有率、速度和车型等实时信息。为了检测出车道上停车的车量数，RTMS在微波束的发射方向上以2M为一个层面分展探测物体，微波束在15度范围内投影形成一个分为32个十层面的椭圆形波束（椭圆的宽度取决予仪器选择的工作方式），通过这种方式可检测出车量数。 二、交通指示灯控制过程分析 十字路口各车道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯点亮时间为各干道的公共停车时间。各干道车辆通行情况如下表1所示。 表1 各干道车辆通行情况 三、系统硬件设计 它主要由控制器、微波交通检测器、定时器、串行通讯电路、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。所选元件为8051单片机、各车道微波检测器、8255并行通用接口芯片、74LS07锁存器、MAX692‘看门狗’以及显示电路指示灯组成。系统总框图如图1示： 四、系统工作原理 （1）系统初始化，微波交通检测器检测各车道车辆数，通过车辆数的多少转换为各车道放行时问，通过研究发现，车道放行时间与停车数存在一种复杂的数学关系，为了使问题简单，这里用简单的公式表示为：车道放行时间=停车数*3秒，然后通过8051单片机延时程序控制延时时间，达到智能控制十字路口车辆通行情况。（2）由8051单片机通过P0口向8255的数据口送信息，由8255的PC口显示红、绿、黄灯的燃亮情况；由8255的PA、PB口显示每个灯的点亮时问。（3）8255 PA口用于输出时问的个位，P B口用于输出时间的十位，由747S07驱动芯片驱动；而P C口用于输出各个灯的情况，它的末段连接双向晶闸管采用220V交流电压驱动。（4）在交通控制程序中加入看门狗指令，当系统出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输入到MAX692看门狗芯片的WDI引角引起RESET复位信号复位系统。（5）微波交通检测器测得的数据，通过RS。232接口传递数据至8051串行口，将数据通过编制的软件处理得到定时时间并延时。 五、软件流程图 本系统的设计，主要突出通过微波交通检测器实现十字路通灯智能控制，获得了不错的效果。通过系统将扩展，可实现摄像机交通监控的控制，盲人通过时交通灯的控制以及行人通过时播放音乐声等更加完善。 交通灯智能控制系统的设计与实现:交通灯通断智能控制预防城市道路堵车的一种方法 摘 要：在城市道路密集、路口众多的背景下，基于道路现场测量系统获取车队尾长数据，利用Matlab软件编制一种控制信号灯延迟通断的计算程序，与信号装置相配合，就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间，一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 关键词：车队尾长 信号灯 延迟通断 1 交通堵塞的成因 现代城市路网密集，大量私家车上路常常造成交通阻塞且已成为影响城市市民正常生活和工作的严重问题。而城市道路管理中不合理的交通灯通断系统更使交通拥堵现象雪上加霜，例如，多数城市采用的定时同步通断转换自动化交通灯系统，即沿同一条街道上各路口的灯光同步切换，在一定情况下会成为交通拥堵的导火索。很多人都有这样的经历，在一个路口被红灯拦下，后面路口会接二连三被红灯拦住。这不仅仅是运气问题，实际上和交通灯通断控制有很大关系。假设有一队车A在路口1等绿灯放行，欲驶向路口2，两路口的距离为D，车辆正常行驶速度为V，第一辆车到达路口2时用时D/V，此时路口2绿灯，第一辆车通过路口2。由于车队各车是不可能同时起动、同时加速的，而是从头车开始，各辆车依次起动从而形成一个“起动波”，传播速度大约为4.5 m/s（16km/h）[1]。设车队长L，与头车相比，最后一个车要走（L+D）路程才能到达路口2，而且它必须等候起动波传过来时才能起动，因此末尾车要花（L/Vb+（L+D）/V）时间才能到达路口2，如果绿灯通行时间T0小于（L/Vb+（L+D）/V），这就使得车队的尾部有可能在到达并通过路口2之前，就被下一次红灯阻挡，车队A发生截尾，跟过来的车队B就有增长的趋势，车队B增长到一定长度，也会甩尾给车队C，这样车队越积越长，进而发生交通堵塞。可见防止交通堵塞的关键在于及时制止过长车队的形成，防止车队增长的趋势。 2 一种预防交通堵塞方法思路 目前城市路口都装有摄像及图像识别系统，发现某路口车队逐渐增长，在一个绿灯通行时间内有被甩下的车队尾巴出现，通过智能干预，及时调整交通灯的通断顺序和时间，引导疏流，就有可能制止过长车队的形成，从而达到完全避免非反常交通堵塞的目的。假如发现上例路口2逐渐有被甩下的车队尾巴出现，就要延迟路口2红灯开通，即延长绿灯时间，使T≥（L/Vb+（L+D）/V），放车队A过去，消除这个尾巴。这样从路口1处开过来的车队B在接近路口2时就没有车队A的尾巴留下，车队B就不会增长，但延长的时间是有限制的，最长允许延长时间是车队B的头车刚好接上车队A的尾车，即D/V-L/Vb-L/V=0，车队A的长度占路口1与路口2之间的距离D的比例L/D=Vb/（V+Vb）。如果?T=D/V-L/Vb-L/V 0，则路口2还可以再延迟?T开通绿灯；如果?T=D/V-L/Vb-L/V 当然，和实际情况比，这里忽略了车辆行进过程中加速和减速过程，这里V实际上是两路口距离间车队的平均移动速度。 3 一种预防交通堵塞方法的程序实现 设某城市有主干道m条，n条横向街道，主干道与s条横向街道相交后，各段主干方向街道的长度为矩阵D。各路口上被甩下的车队尾巴长度组成的动态数据矩阵（截尾矩阵），如果在上述m条主干方向街道中有m1条双行道，则矩阵将是一个（m+m1）×n的矩阵。根据双行道上双向车队尾长的总和判定各双行道的优先方向，只取双行道优先方向截尾尾长，截尾矩阵化为m×n的矩阵。计算并输出延迟矩阵?T，?T=D/V-L/Vb-L/V，从而控制交通灯通断顺序。在延迟量矩阵中，?T值为负的路口实际上就是尾巴较长的路口，需要提前?T接通绿灯，提前放走积压的车辆，?T值为正的路口是尾巴较短的路口，可以延迟?T接通绿灯而不会造成该方向车辆堵塞。提前值?T大于T0，即可认为已经产生车辆堵塞。 以某7×4街道为例，输入上下行车辆截尾尾长，计算的延迟时间结果如表1所示。 通过道路现场测量系统获取车队尾长数据，应用这个程序计算的信号灯延迟时间，与信号装置相配合，就可以及时调整城市路通灯的接通顺序和时间，一定程度上达到控制车流和避免交通阻塞的目标。 4 结语 现在技术获取道路现场车队尾长数据已经非常方便，Matlab软件应用也非常方便，利用Matlab软件编制的计算程序很容易实现该方案，通过控制信号灯延迟通断，控制车流，避免交通阻塞。 交通灯智能控制系统的设计与实现:一种十字路通灯智能控制系统的设计 摘 要：该文在采用车辆检测传感器实时采集十字路口各方向车流量数据的基础上，提出一套自动周期交通灯比例时长和固定周期交通灯比例时长相结合的智能交通灯控制方案，即根据车流量的实际情况，自动调节信号周期和红绿灯配时比例，以尽量减少道路交通路口的车辆滞留，实现交通灯的智能化控制。 关键词：车流量 交通灯 微控制器 随着经济和人民生活水平的提高，私家车数量的剧增使得城市交通拥堵问题日益突出。十字路口是整个交通网络控制的关键点，十字路通的有效控制能提高整个交通网络的性能。目前，我国传统的十字路通信号采用固定的时间控制，不能有效提高十字路口的通行能力。那么如何提高十字路口的通行能力和缓解城市的交通拥堵问题呢？大家设想如果可以根据十字路口各个车道上的车流量来合理分配交通信号灯的控制时间，对交通信号实现智能化控制，那么就可以提高交通系统的通行能力和效率，从而缓解交通拥堵问题。 1 硬件电路设计 1.1 系统结构图 该十字路通灯智能控制系统由微控制器、车流量检测电路、显示电路（指示灯和倒计时显示电路）和紧急控制开关组成。该系统是以传感器为核心的车流量检测电路用于车流量的智能检测，将车流量信息送微控制器进行处理，智能化控制交通灯的时间长短和倒计时的显示，起到优化十字路通的作用。紧急控制开关用于交通突发事故时的交通车辆通行控制。遇到紧急情况，扳动开关，通过硬件和程序发出一个控制信号来实现两路红灯与黄灯亮，同时关闭数码管的显示。紧急情况解除后，按复位键通过程序回到初始状态，重新开始运行主程序。该系统的结构图如图1所示。 1.2 车流量检测电路 目前，实现车流量检测的传感器有感应线圈传感器、超声波传感器、红外线传感器、微波检测器、视频检测器、磁力检测器、声学检测器等[1]。目前的交通控制系统大多采用单一的车流量检测传感器来采集交通流信息，这样会导致一系列问题：（1）采用单一车流量检测器，若该检测器出现问题，则可能造成整个交通瘫痪；（2）不同的车流量检测器有各自的工作原理和特点，如超出其测试条件时该检测器将无法采集到准确的数据；（3）车流量检测传感器不断地采集数据，这些数据需要汇总到交通控制中心，由控制中心经计算后发出相应指令。车流量检测传感器的发展趋势是多传感器联合检测，在前端对联合检测的数据进行处理，这样交通控制中心获得的信息才会真正成为交通诱导、交通控制以及交通规划的有力依据。 城市中典型的十字路口为双向6车道，每个方向1、2、3车道分别为右转、直行和左转车道。在每个车道的远侧和近侧分别埋设一个车流量检测传感器检测车流量数据，两个检测器之间为各车道的检测区，设定这一距离为100 m。远侧检测器执行通行车辆数加操作，近侧检测器执行减操作，这样任意时刻检测区获得的数据即为该方向等待放行的车辆数。当某一相位绿灯亮时，系统将该车道收集的数据存储，作为判断交通状态和决定下一周期通行时间的依据。 十字路口车流量的放行采用常用的四相位方式，即按照东西方向直行车辆、东西方向左转车辆、南北方向直行车辆、南北方向左转车辆通行的顺序循环切换，交通灯之间采用短时黄灯进行缓冲警告。系统根据传感器获得的等待放行车辆数，适时控制放行时间的自动周期交通灯时长比例的方法和固定周期调节交通灯时长比例两种方法相结合，在各方向车辆数比较均衡的交通低峰时段采用自动周期，在某方向或几个方向出现交通高峰时采用固定周期自动调节交通灯时长比例方式。两种方式判断的标准是是否出现两个或更多方向的排队车辆占满计数区，即如果出现两个方向的车辆排队长度超过100 m即使用第二种控制方式，否则使用第一种方式。不管采用哪种方式，系统都要设定一个最短绿灯时长和最大绿灯时长。设定最短绿灯时长的目的是为了保证每一条道路都不会因为车流量过小而不给通行时间，设定原则是能让少量车辆安全通过路口而不影响交通安全，一般取t0 =15 s。最大时长的设定是为了不让某方向长时间占用通行权，使其他方向的车辆的延误时间增大，对于不太大的单交叉路口，绿灯时间一般不超过60 s，因此设定tm=60 s。 1.3 微控制器 系统的控制核心采用MSP430系列超低功耗的微控制器，车流量检测电路将检测的车流量信息传递给微控制器，微控制器采用某种算法进行计算处理，并将需要发送的十字路通信号信息发送至显示电路，人们通过显示电路就很容易通过十字路口了。 2 系统软件设计 该交通灯采用自动控制，在设计方案中预先设定了可调节红绿灯自动转换时间，并以自动方式显示倒计时；控制系统将在红绿灯交替阶段自动控制黄灯时间，提示各方向过往车辆通过或暂停，以达到模拟现实生活十字路通灯工作模式。程序开始运行时首先对定义的各个变量进行初始化，接下来进入while循环检测是否有按键按下，如果检测到按键，则执行中断程序，解除按键锁定后返回执行while循环。如果没有检测到按键，while循环继续，交通灯与交通灯倒计时同时执行，之后返回while循环。 3 结语 系统采用车流量检测传感器和MSP430微控制器构成的十字路通灯智能控制系统，可以根据实时检测的车流量信息调整红绿交通灯的配时比，达到交通灯智能化控制的目的，提高十字路通的通行能力。

物联网技术论文:消防安全管理在物联网技术的信息化应用 【摘要】消防信息化建设是消防安全管理的重要内容，在消防安全管理中，只有通过采用正确、及时的灭火措施，才能最大程度的保障人员的生命财产安全，物联网技术为消防信息化建设提供了新的发展方向。因此，本文通过阐述了物联网技术的定义，联系实际，分析了物联网技术在消防信息化领域中的应用 【关键词】消防安全管理；物联网技术；信息化应用 物联网技术能够实现信息的智能收集与传递，不仅可以降低人为误操作带来的安全隐患，同时也可以提高消防工作效率，阻止火势的蔓延，保障人民群众的生命财产安全，加强消防信息化建设，就要在消防工作中利用物联网实现资源的有效整合与利用。 1物联网技术 物联网技术是在互联网技术之上研发的一种先进的计算机技术，由于我国对物联网技术的研究较早，目前，物联网技术在各行各业中都有着广泛的应用，极大程度的促进了我国现代化建设。物联网技术的技术核心是将网络技术做了延伸和扩展，将移动终端设备与互联网相连接，如全球定位系统、红外感应器、激光扫描仪等，通过移动终端设备实现信息的交换，达到智能监控与管理的目的，运营模式有M2M、SaaS等。物联网以其智能化以及优越性在消防安全管理中有着重要的应用，尤其针对于高层建筑、高铁、地下建筑的消防安全管理有着更大的意义，更大的责任，只有加强消防信息化建设，才能有效的保障社会群众的生命财产安全，物联网在消防信息化中的应用主要表现在感知功能与传输功能上，通过手持机等移动终端设备来实现智能的感知功能，通过无线网络实现信息的传输功能，最终作用于消防系统中，另外，物联网技术还可以应用于消防事业管理，将数据导入到消防档案系统中，实现统一管理与消防的合理调度。 2物联网技术在消防信息化领域中的应用 2.1更新基础数据库 数据是系统的重要组成部分，完善的数据不仅可以帮助系统做出正确、科学的分析，同时也能够提高数据的利用率，但是我国目前的消防信息系统数据过于陈旧，资源利用率不高，在资源共享方面难以提供全面的数据，极大程度的限制了我国消防信息化的进程，因此，将物联网技术应用在消防信息化领域中，能够有效的对数据进行录入与分析，区别于过去数据单独录入存在重复率极高的弊端，物联网能够实现数据的平移，达到资源有效整合的目的，消防信息化领域中，将灭火救援、队伍整改以及后勤保障串联在一起，实现统一管理，利用物联网技术可以将消防指挥中心与客户终端相连，在火灾发生时，能够及时的采取正确的灭火措施，疏散人群，避免造成更大的损失。另外通过为消防人员配置移动终端设备，能够最大程度的提高资源的利用率，促进消防事业的发展。 2.2实现消防车辆智能调度 在灭火过程中，对消防车辆、消防员和灭火药剂的调度有着重要的作用，高效的调度能够帮助消防队员及时的采取灭火措施，在火势尚能控制时降低安全事故的发生几率，保障人民群众的生命财产安全。因此，将物联网技术应用于消防的调度中，通过RFID技术与消防车辆的水泵与发动机相连，能够在灭火过程中，对于消防车的水量以及发动机状态做到实时的了解，便于消防指挥中心的指挥工作，通过物联网技术，将数据进行智能收集与传递，此过程不依赖于人工操作，不仅能够避免在数据收集与传递中的人工误操作，同时也大大节约了沟通的时间，数据可以直接在PDA或消防指挥系统中显示，为消防指挥中心制定出正确的灭火方案赢得了时间。 2.3提高消防工作人员的安全保障 火灾现场情况复杂，尤其是在高层或地下建筑环境中，人员密集，疏散空间狭小，使得消防人员的危险系数增大，特殊的环境也加大了灭火救援的难度，因此，将物联网技术与消防员相连，在消防防护服中安装芯片，如湿度探测器等传感设备将每一名消防员的基本信息通过网络反映到消防指挥系统中，不仅可以使指挥员识别出火灾现场的温度、湿度以及有害气体的浓度，从而及时调整灭火方案，另外移动终端设备还会反映出消防员的身体状况，使指挥员及时下达撤离命令，有效的规避风险，保障消防员的安全。 2.4实现消防设施的动态管理 消防设施主要是指自动化灭火设施、灭火器、消防水源等等。目前我国消防部队尚没有对消防设施采用统一的管理，自动化灭火设施等是阻止火灾蔓延最为有效的途径，尤其在消防救援力量未赶到火灾现场时，自动化灭火设施的合理使用能够最大程度的保障人民群众的生命财产安全。消防水源是灭火救援的基础设施之一，合理的利用可以达到最大的灭火效果，因此，将物联网技术应用到消防信息化领域中，通过在消防设施中安装GPS芯片合一实时了解消防设备的位置，通过安装RFID芯片，能够是实时了解消防设备的使用情况，便于统一管理和调度。 3结语 综上所述，物联网技术在消防信息化领域有着广泛的应用，不仅可以更新基础数据库、实现消防车辆智能调度、提高消防工作人员的安全保障同时也能够实现消防设施的动态管理，不仅最大程度的保障了社会人民群众的生命财产安全，同时也极大促进了我国消防事业的现代化建设。 作者：吴迪 单位：昆明市公安消防支队 物联网技术论文:物联网技术在环境监测中的运用 摘要：详细分析了物联网技术在大气污染、水污染、海洋污染及其他生态环境恶化等环境监测中的作用，着重阐述物联网技术在这些监测中存在的要素不全、技术等级低、监测缺乏统一规划和标准、公众对监测认知程度较低等系列重要问题，并对物联网技术在环境监测中的未来发展前景做出展望。 关键词：环境监测；物联网技术；信息传递 随着改革开放的推进，各种工业不断发展，加剧了对自然资源的需求和生态环境的破坏，人们逐步意识到环境保护的重要性，传统的环境监测是使用人工采取样品进行检测的方式，这种监控方式：（1）无法进行长期的远程实时监控；（2）不能够及时地反应环境变化等信息；（3）由于依靠人力，劳动强度大，这些不足使得传统监测方式无法满足现代监测对于环境的信息化管理要求。随着污染源在线监控系统的开始推广，物联网技术在我国环境监测领域开始了最早的探索和应用，它的出现克服了传统环境监测方法的缺陷，降低了监测成本，也使得环境监测向自动化、信息化、网络化、智能化方向发展，我国目前的环境监测手段还很落后，物联网技术的出现为我国环境监测的发展提供了一个很好的契机，为复杂、多样的环境进行自动实时监测提供了可行的思路和方案。 1物联网 1.1概念 物联网（TheInternetofthings，IOT）是指在互联网的基础上扩展和延伸到物体与物体之间信息交流的一种新型信息技术，物联网的定义是实现物体与物体、人与物体、人与人之间的信息交流。物联网在国内的应用一般是使用定位系统、红外线感应仪、全球定位系统（GPRS）、激光扫描仪和气体感应器等设备间的信息，进行交换和记录，实现检测、定位、监测和扫描的一种信息技术，实现各种设备之间信息的交流，让使用者能够在物联网中得到需要的信息，让监测和管理的信息具有时效性和保证其准确性，达到人工智能化的监控，提高工作效率和生产力，弥补传统工作中的不足。物联网在现代被广泛运用于各个领域中，如医疗健康、道路交通、店铺监控等，它们都体现了物联网的智能化与实用性。随着信息技术、网络技术、自动化技术、芯片技术的不断发展，物联网已经开始应用到生活的各个方面，很多地方的环境监测已经开始广泛使用物联网技术。 1.2组成结构 环境监测物联网主要由采集层、网络层、应用层3大部分组成。其中采集层通过传感器、智能卡、电子标签、识别码、摄像头等感知设备实现环境因子的识别、监测分析等信息的捕获、采集，以达到智能感知的目的；网络层利用无线网、移动网、固定网、互联网、广电网等传输网络实现感知层所采集信息的传输与处理，是整个环境监测物联网的核心组成部分，是将采集层所采集的数据进行大范围的传输与共享，并且实现多方的交互；应用层主要包括环境监测中的特定应用服务以及实现网络层和应用服务间接口和能力调用功能的中间件，用于完成信息的分析处理和决策，以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测，发挥智能作用。 2在环境监测中的应用 2.1大气污染监测 如今我国很多城市存在空气污染现象，空气质量较差，尤其在一些大中城市，由于重工业和城市交通的发展以及人口持续增长，导致了城市大气污染相当严重，其中就有人们熟知的PM2.5。大气污染监测主要包括大气污染物监测、空气质量自动监测和大气降尘监测等几个方面，由于物联网技术所具有的强大沟通等功能，它能够有效地应用到对大气污染监测的整个过程中，如监测空气中可吸入颗粒物的含量，空气中有毒有害物质的含量，甚至能够监测大气中的氧气含量、二氧化碳含量、氮气含量等，可以快速地发现空气中存在的问题，并且通过实时传输功能把监测器上的相关数据传输到气象控制中心，再由气象控制中心传输给电视台新闻中心等告知民众，让民众及时做好自我防护，降低污染的危害，保证身体健康。从中央到地方各级天气气象预报的准确和适时就表明我国在城市空气质量监测的物联网应用上确实已经有一个完善的体系。 2.2水污染监测 当今世界水污染现象已到了相当严重的程度，应当引起全人类的重视。由于物联网技术所具有的自动监测功能也被广泛用于对河流河道水质、水库水质、污水处理质量等监测中。通过传感器监测水体中含有的各种固体污染物含量，各种气体含量，其他有毒有害物质含量；而后将数据传送到中央控制系统，再由那里的计算机自动进行对比分析判断水质好坏情况、水质安全情况并提供两种相应系数，所有的数据都会自动进行储存备案，一旦发现问题或异常情况，计算机还能够自动报警，引起人们的警觉。而且物联网技术具有的“物物相联”的特点使得人也能够对系统进行人工干预，人为地进行实时的监测观察，以便为及时整改服务。 2.3海洋污染监测 我国对于海洋污染监测的物联网系统建设还处于初级阶段，而世界很多国家都很早就对海洋污染监测的物联网系统建设进行着研究，它们的研究成果能够为我们提供借鉴和帮助。海洋污染物联网系统建设能够监测一个国家海洋的水质情况、污染物情况，能够在发生一些人为灾害或者自然灾害时做到及时发现，从而为及时处理争取时间。比如在发生核泄露造成核污染时及时发现污染物是否到达国家的近海，为及时有效的防范争取时间；在发生油船原油泄漏时也能够及时地判断原油泄露产生的污染情况并及时地做出处理，有效控制污染的范围和规模，把损失降到最低。 2.4生态环境监测 生态环境的物联网监测系统尽管是一个较为宽泛的系统概念，但也已经逐步地被接受应用，并发生着作用。一般来说，这样的一个监测系统不仅仅包括前面提及的几个已经投入使用的环境监测系统，它还包括视频监控系统和对生态环境中的植物、动物生存情况的监测等一系列的监控，所有的信息、数据等最终汇集到中央控制系统中，由中央控制系统做出反应发出指令。目前生态环境的物联网监测的应用主要是在一些自然保护区、沙漠绿植研究、生态环境恶化监测中，已经体现出了收集、预报等功能和功效。 3存在的问题 3.1监测要素不全 在关于生态环境的物联网技术系统性监测中，监测的对象其实较为简单，很多监测系统的构成也较为单纯，因而离实际需要还有很大距离。比如只能够对海洋中几种特定的污染物进行监测，对空气中特定的污染物进行监测，监测范围非常有限，因而监测的功效也大受影响，这些与对全球整个生态环境的监测需求是极不匹配的，缺乏完善、全面的整体性环境监测势必制约着环境保护与防治，所以监测要素亟待补充和完善，方能担当重要使命。 3.2监测技术还较为初级 世界上物联网环境监测系统建设其实也并不完善，尤其是我国环境监测中的物联网系统建设还处于较初级的阶段，硬件、软件上都还有很多欠缺的地方需要完善和加强，还有很多课题亟待人们去研究和论证，还有很多未知领域等待我们去认知和开拓；不仅仅是完善传感器、传输器、运算器等硬件；更多的是在软件系统的研究控制上要加大力气，加强技术攻关，努力改变监测技术的初级化制约着监测成效的现状。 3.3监测缺乏统一规划和标准 我国在环境监测的物联网系统建设上起步晚，缺乏相关的经验和技术，逐步在摸索中前进，逐步在积累中提高，迄今还没有一个统一的标准和尺度，整个国家的环境监测物联网系统建设也还缺乏统一规划，有着各自为政的特点，因而显得混乱；甚至同一个地方、不同监测系统每天向公众播报的空气污染物种类、污染程度及等级都不相同，这样的环境监测效果确实不尽人意。因此实行监测的统一规划和标准，有利于提升监测效果。 3.4公众的认知度较低 物联网是一种较为新颖的名词概念，其技术应用在我国尚未得到大范围的推广，而且宣传力度也不够，甚至对于已经应用了一定物联网技术的领域也没有对公众进行宣传，由此可见，物联网技术对于普通公众的关注度还不是很高，有隔膜的。这样一来，关注度低自然导致相应的政策无法进行完善，物联网技术应用便不能有效地扩大范围。虽然公众对于这样一项技术是有着巨大的需求前景，但是市场和生产研发之间出现了巨大脱节，这也与技术的宣传力度不足存在着一定的联系。 4未来发展 4.1加大技术研发的力度 对于相关设备技术的研发、生产，国家要不断加大加强政策支持，同时国家也要加强对相关研发企业、生产企业的政策补贴，在提高物联网相关附属设施质量、性能的同时不断地降低成本价格，让物联网技术能够更好地应用到环境监测中，服务国家，服务社会。 4.2加强环境监测物联网建设规划 必须加强环境监测物联网建设的系统规划，统一监测的标准，统一国家层面的系统建设标准。同时对整个环境监测物联网系统的建设进行统一的规划，杜绝地方性差异，与此同时还要不断进行完善，提高质量和水平。 4.3加大宣传，提高民众对于物联网的认知 必须要通过科学教育频道、有关新闻频道、社会活动以及公共产品展示等方式来提高人们对于物联网技术的认识和了解，增加普通民众对于物联网技术研发的支持，因为物联网技术的研发归根到底要惠及民生幸福。 5结语 物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，随着社会和信息技术的发展，它必然会融入人们日常生活中的方方面面，促进生活的改善和优化，使得人们的生活越来越智能化。尤其对于现代环境监测系统的建设，其建设的物联网监测系统对于节能型社会的发展，新时期环境保护以及国家实行节能减排都有巨大的促进作用，也使得现代经济得到持续、健康、稳定发展。 作者：沈伟 单位：泰州职业技术学院 物联网技术论文:在铁路运输中物联网技术的应用 铁路运输与维护是阻碍铁路发展的巨大隐患之一，运用铁路信息化完全可以这些问题迎刃而解。由此，为了能够适应铁路客运呈现的密度高、客流大的特征，就一定要提高铁路系统运输工作的效率与智能化水平。 一、物联网概述 1.物联网概念 物联网是通过运用物品把它和互联网相结合，从而实施智能化的管理、定位、识别与监控的网络，同时通过激光扫描器、全球定位系统与红外感应器等信息传感设备实现通讯与交换。它的核心是互联网，但是结果却已经扩散到商品之间的互换。 2.物联网的发展历程 在1999年，物联网这个概念第一次被提出。物联网是依靠互联网技术运用无线设备与射频设别技术，从而形成一个能够让全世界的商品在互联网上能够达到实时共享的网路。在2003年，美国的权威杂志《技术评论》表示在未来的生活中物联网将会是改变我们生活习惯的十大技术的第一位。在2005年国际电信联盟就发表了物联网的相关报告，在报告中表示出物联网大时代的到来，在全世界各地的商品都能够通过网上交易平台实现交换。通过依靠互联网技术，物联网也将会成为未来商品交易的主要方式之一。在中国也出现了许多成功运用物联网技术实现人工智能化的典型，例如上海的浦东机场与上海的世博会。 二、物联网关键技术 首先物联网需要运用特定的识别系统对物品的相关属性进行鉴定，其次应该把相关物品的数据信息通过互联网上传的网上，最有通过中央信息处理系统把传输进去的网络信息进行处理与公布，从而实现信息的共享。在当前物联网使用的主要技术包括：智能嵌入、云计算、IPv6、传感技术等。 1.IPv6 因为互联网的不断成熟，互联网的IPv4地址已经达到了顶峰，IPv6必定会在未来取代IPv4。当期IPv4只有32位的地址远远不能够到达当前会联网用户的需求，而孕育而生的IPv6具有128位地址，这样就能够促使世界上的任何一样物品都能够拥有自己的IP。在当前想要快速发展物联网就需要让每一件商品都具有自己的IP地址，因此IPv6的运用必将成为物联网实现迅猛增长的基础。 2.RFID 运用射频识别RFID能够通过无线射频识别出相应的物品信息。射频识别可以识别出很小的物品的相应信息，同时通过对实体的分辨，可以迅速的在没有触摸商品的情况下了解到商品的相关信息。RFID能够大面积的识自动识别商品的相关属性，但是RFID运用的技术也有相应的不同，比如适用领域、技术特点与工作原理都制定出了不同的标准。 3.云计算 云计算被一些专业人士叫做计算资源池，它能够对海量的信息实现快速的处理，它是发展物联网的关键。由于物联网需要随时随地及时的对相关采集的数据进行更新与添加，这样就需要一个能够大量存储信息的平台实现，通过云计算就能够实现海量数据的管理。 4.传感技术 计算机技术、通信技术、传感技术是信息技术的三大核心。传感技术通过传感器、信息的识别与处理对相关物品实现检测与数据录入。同时运用其相关的传感器对一些感官达到信息录入与处理的要求。 5.智能嵌入 把信息处理器嵌于应用系统，运用Internet让整个系统固化。这样就能够节约许多的时间，但能够快速的让信息实现共享。这样就能够让计算机技术与网络技术实现实时同步的进行信息的高速传递。 三、物联网技术在铁路运输中的应用 在铁路运输中实现物联网的全覆盖能够对铁路运输与维护起到高效的作用。它能够在铁路行车调度管理、机车和轮对检修信息管理系统、铁路货运物流信息化系统与智能化检票系统中实现 1.智能化售检票系统 智能化售票系统在中国已经实现了大规模的使用。乘客可以使用自动售票机进行铁路购票。在乘客进站时检票员运用小型识读器识别读取RFID电子标签，以此来识别乘客购买的车票是否与购票信息相符，这样不但能够大大提高铁路人员的工作效率，还能够节省旅客进出车站的时间，从而使车站可以快速运转。 2.铁路机车车辆智能化识别系统 地面独立识别设备、车身或者底部的识别标签、复示设备与数据集中管理这五个部分构成了铁路机车车辆智能化识别系统。地面独立识别设备是由四个部分组成，其设置需要通过各个站点的一系列的处理来实现信息的管理。在货物运输车上安装电子标签就能够迅速的对车辆的相关信息进行识别。这样在物联网时代就能够让货物的信息实现实时的了解与共享。 3.铁路行车调度管理 物联网在铁路行车调度管理中只要是通过对车厢的管理来实现。它能够对铁路的速度检测与信号的升级起到关键的作用。在每一个车厢上安装一个RFID芯片，运用RFID芯片的读写器，不但能够了解到当前铁路运输的速度，还能够检测到当前铁路运输中所出现的安全隐患，从而使相关人员能够及时的排除安全隐患从而使铁路可以安全的到达相应的目的地，防止一些干扰。 4.铁路客运系统 运用物联网，把旅客购票的信息植入到每一张的车票中，同时把读写器安装的客运车厢、候车室、检票口与车站口等地方。当旅客在自动售票机上购买到车票以后进入到进站口就能够自动识别车票信息是否与本人相符，进入到候车大厅以后，收到读写器的识别能够快速分辨出旅客候车地是否正确，以免旅客耽误候车时间。同时还能够及时的对旅客候车的人数进行统计。旅客在登上火车后，也可以通过读写器对某些旅客走错车厢得以及时的纠正，并且对旅客的下一站所达到的信息进行实时传递，一面旅客坐过站的现象出现。在旅客下车以后，系统还可以对相关信息进行处理。 5.机车和轮对检修信息管理系统 运用RFID技术，能够对火车的到达时间与步骤进行精确的统计与计算，进而存储。不但如此，还可以对火车进出车站的次数与相应数据进行快速的采集与录入，这样就可以大大提高列车数据的查询与统计效率，缩减检测工作人员的工作量提高其工作质量与效率。 6.铁路货运物流信息化系统 发展铁路物流，就一定要把集装箱运输实现信息系统化。通过对集装箱信息的采集与统计，对箱号图像识别，这样可以方便摄像头对集装箱对信息的快速读取，从而减少由于天气或集装箱破损的原因导致识别系统出问题的现象的出现。把RFID技术运用到铁路的集装箱上面，不但能够实时了解货物运输情况，还可以减少商品被盗或者破损的情况。同时提高集装箱运输运用的效率得以提高。 四、物联网技术在铁路行业其他业务中的应用及展望 1.物联网在视频监控中的运用 想要达到高质量的要就必须要使用传感器与物联网。比如，能在探头前面连接各种各样的传感器，将激光测距传感器、倾角传感器与云台摄像机连接，利用云台摄像机捕捉画面信息，利用激光测距传感器进行测距。 2.山体滑坡的监控以及提前警报系统 山体滑坡作为一种破坏力极强的地质灾害，它不但可以摧毁大量的铁路基础设施，还可能对铁路运输时对火车上的人员造成极大的伤害，由此看它是一个特别严重的灾害对铁路运输安全是一个极大地隐患。在当前铁路部门可以运用物联网技术，在山体滑坡现象严重的区域安装倾角传感器、液位传感器和前端设备，这样不但能够实时监控这一地区山体情况，还能够对当前的山体的数据进行传输与储存以便于相关人员的分析。同时在发现山体变化的同时及时的发出警告预警，以便于车站人员能够及时的对相应的地质灾害做出反应，进而极大地挽回人员与财产的损失。 五、结束语 物联网技术在我国铁路系统的广泛运用，是当前信息化时代不断进步的必然要求。只有把物联网技术应用到了铁路系统的各个方面才能够提升我国铁路系统的运输效率。目前，我国的物联网在铁路中的使用主要表现在RFID、传感器、数据采集以及二维码等方面，在这些年的运用中能够发现其效果是十分的明显的。互联网的广泛运用，为物联网的发展打下了坚实的基础。未来铁路运输的发展必将会朝着智能化的方向不断的前进，我国铁路系统必将会迎来发展的新契机。 作者：范军 单位：北京铁路局调度所 物联网技术论文:物联网技术单灯控制系统应用 1单灯控制系统组成 莱州市单灯控制系统框图由路灯监控中心、GPRS无线数据通信系统、路灯监控终端和安装于每基路灯灯杆处的单灯控制器组成。该系统利用中国联通烟台有限公司莱州分公司的GPRS网络进行大区组网，将监控中心局域网与联通GPRS核心网络接入平台进行专线链接，为每台监控终端安装移动SIM卡（SIM卡只开启数据传输功能），并且配置监控中心的IP地址后，即可实现监控中心与监控终端的数据传输，达到远程监控的目的。而监控终端通过RS-485接口与单灯集中器连接，采用ISM无线小区组网方式与安装在每基灯杆处的单灯控制器进行通信，并完成与监控中心的通信中转任务。 1.1单灯控制系统组网方式 1.1.1单灯有线方式（电力线载波） 电力线载波通信的发展已有很多年了，它是借助电力线，将高频信号叠加在电力线上进行低速数据传输的技术，广泛应用于自动抄表、智能电网等领域。优点：借助原先路灯电力线进行通信，无需铺设电缆和安装天线，可实现长距离数据通信；网络协议简单；维护方便。缺点：由于路灯线路复杂多变，灯型和阻抗各有不同，单一载波频率很难适应各种线路，通信成功率不到90%；变压器对载波有阻隔作用，电力载波信号只能在一个变压器配电区域使用，无法实现跨越。 1.1.2单灯ISM无线方式（433MHZ） ISM为国际通用的无线频段，433MHz无线网络广泛应用于工业、科学和医学领域，国内在远程抄表、工业控制、电子消费产品和无线传感网中均有成功应用。优点：频率免费使用，穿透性和绕射能力强，传播距离最远可达2000米；发射功率低，接受灵敏度高，稳定可靠；经济适用。缺点：单一的433MHz频点易受干扰，可通过无线模块自身特有的十组频点跳频技术来解决； 1.1.3单灯ISM无线方式（Zigbee） ZigBee是一种无线连接网络，工作在2.4GHz频段，具有最高250kb/s的传输速率，它的传输距离在10-75米的范围内，类似于WIFI技术，多用近距离数据传输。优点：功率低，时延短；协议通用、开放；采用加密算法和避免碰撞机制，安全性高，可切换16个信道。缺点：波长短，只能直线传输，无法绕开障碍物；传输距离短，超过75米需增加中继，可靠性大大降低，中继故障将导致后面链路所有通信中断。 1.2单灯集中器 单灯集中器安装于路灯控制箱处，与监控终端通过RS-485接口对接，主要实现承上启下的作用。一方面，单灯集中器负责集中采集所管辖路段所有路灯的电压、电流、有功、无功、功率因素等参数，向单灯控制器发送开关灯指令；另一方面，单灯集中器与三遥终端进行数据传递，由三遥终端向监控中心实时传输数据。单灯集中器主要技术指标如下：（1）处理器采用Corex-M332位ARM芯片，运行速度快，可靠性高；（2）软件可远程升级；（3）可容纳单灯控制器容量≥256个；（4）内置锂电池，停电后可使用8小时以上；（5）具有自身和单灯控制器参数掉电保存功能；（6）较好的接收灵敏度和抗干扰性能，信道冲突自动检测；（7）单灯集中器自身故障，可根据自带时钟及常闭触点确保路灯正常开关。（8）供电范围：AC220V±20%；（9）工作温度：-40～+70℃；（10）防护等级：IP51；（11）防雷等级4级； 1.3单灯控制器 单灯控制器主要应用于路灯照明，可以实时在线监控每一个灯杆每一盏灯的工作，采用国际上先进的物联网技术，经精心研制而推出的新产品。单灯控制器安装于路灯灯杆底部，防尘、防水设计，达到IP54防护等级，可根据灯杆尺寸和内部空间采用永磁吸附灯杆内壁或内壁悬挂固定。主要技术指标如下：（1）采用军品级MCU处理芯片和电力计量专用芯片，运算速度快，采样数据精度高；（2）采用无线或载波通讯方式与单灯集中器通信，通信距离最远可达2KM；（3）检测回路：2路，可检测电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数；（4）数据采集精度优于1％；（5）采用IP54防护等级，防水、防潮；（6）采用看门口电路、软件优化等方法进行抗干扰设计；（7）可适应高压钠灯、金卤灯、LED灯和节能灯等不同光源；（8）外形尺寸设计小巧，安装方便，采用透明外壳和指示灯，方便现场接线和维护；（9）工作温度：-40～+70℃；防护等级：IP65；（10）输入电压：220±20%VAC；（11）绝缘等级ClassI； 2单灯控制系统主要功能 （1）实现单、双、三头（臂、火）的控制、调光和检测；（2）通过中心站软件或手机APP指令实现片区、街道、间隔和一侧（单、双数）等控制方案，以及主道开灯、辅道开灯、主辅全开、主道调光、辅道调光和主辅调光等控制模式；（3）可实现3路0-10V独立调光输出控制；（4）具有异常开关灯、电压电流超限、灯具故障、灯杆漏电、通信失败等报警功能；（5）可按照周计划、日计划自主独立运行；（6）能够检测各个灯头的电压、电流、有功、无功和功率因素；（7）实现了通过更换通信模块，即可实现433MHZ、Zigbee和电力线载波三种不同得通信方式，确保通信无盲区覆盖。（8）实现白天修灯只开启需要维修的单盏路灯，无需开启整条路段路灯。 3结语 莱州单灯控制系统建成后，只要在监控中心就可掌握全市主要路段每盏路灯的亮灯情况，路灯故障可直接定位，准确及时的维修，大大提高工作效率，同时也为管理者精细化管理奠定了技术基础。另外通过设置各路段每天亮灯方案，隔灯亮、半夜关闭广告灯箱、奇偶日轮换亮灯等方式不仅节约了大量电费还大大延长了灯具的使用寿命。因此该系统的建设获得了很好的社会效益和经济效益。 作者：李宁华 单位：南京理工科技系统有限公司 物联网技术论文:物联网技术铁路运输论文 一、目前物联网技术在铁路运输各方面的应用 近几年来，我国的物联网技术在铁路方面得到了初步的应用，尤其是在设备的客货运输的服务系统以及安全保障系统。各方面的智能化应用给乘客带来了极大的方便，同时也提高了铁路运输的安全以及服务质量。 1.火车票售票和检票的智能化应用 目前，在全球的高速铁路中物联网技术的应用飞速发展，我国的售票和检票系统也已经实现了很高的智能化，给广大乘客取得了很大的便利。而在铁路运输的领域中，所运用的是RFID电子容票，它根据乘客需求，采用自动售票机使得乘客可以自己提取，而且在检票中指定相对应的读写器，解读数据来分析车票是否有效，这给乘客带来了很大的便利，同时也缩短了工作流程。 2.铁路行车时的调度得到有效管理 在铁路行车的调度管理中，物联网的运用能够有效管理火车的各节车厢从而进行铁路速度的监察控制以及信号系统升级改造。它是将电子标签芯片安装在各个车厢里面，这样同时，隔一段距离在铁路的两装上特有的读写器，这样，不仅能够全面掌握全国所有的铁路某个时刻所在的线路位置信息，还能够读出火车的速度，大大的帮助了火车的安全控制、调度以及追踪。 3.铁路上车辆智能化监控识别系统 一般而言，铁路机车车辆智能化识别系统由五个部分所组成，即数据集中管理、复示设备、机车车身底部识别标签、地面自动识别设备（AEI）等，其中，地面自动识别设备包含了防雷设备、天线、读取装置、列车探测装置、远程通信设备、微波射频装置等。将自动识别的仪器装在各种不同的站，通过对国王的车辆分析解读，然后传至信息系统处理，采集包含数量、车次、类型等各种数据的信息，这就实现了车站管理信息的系统对机车进行每个时段的有效跟踪。 4.物联网技术在客运系统的运用 在铁路系统的各个主要地方安装读写器，这样就能识别车票中的芯片，对应相应的乘客。除此之外，这样的系统能够统计等候的乘客人数，如果有乘客不小心进错了检票口，那么就会发出提醒。而且在列车驶出后，这些信息就会自动的传输到下一个车站，而到下一站的时候就会自动提醒，除此之外，乘客下车后系统能对信息写入。 5.物联网在铁路货运物流信息化系统的应用 互联网与现代化技术的迅速发展，人们的生活方式也在潜移默化的改变着。而如今网上购物的便利使得人们购物的方式越来越倾向它，那么货运的稳定、高效成为了人们关注的热点。而相比其他的运输方式而言，铁路有其独特的优势，但是，也经常会出现一些非常重要的漏洞。并且这些情况的发生，不但损失了消费者的利益，同时也给铁路部门带来了许多损失。而将物联网技术的使用，使得在货物上车前就对其进行检测，那么这些信息都能被采集到，组合管理人员能够将货物与单据信息核对。不仅如此，物联网的应用，使得消费者能在网络上看到货物所在地以及到达的时间。 二、物联网技术在铁路运输领域内的未来展望 随着大规模的铁路建设，物联网技术的迅猛发展，铁路运输信息化程度的要求越来越高，那么，基于物联网技术在智能化交通以及现代中的应用，物联网的技术会在一下更多的方面得到更为广泛的应用。 1.物联网应用于站车信息的共享系统 如今铁路的售票系统已经与网络相连，但是车上的补票依旧需要独立的开展，这就导致了车站里面的所留的票以及车上所补的票之间会有所脱节，那么就会有浪费的现象出现。如果利用RFID技术的网络信息共享性，将车站售票系统与车上补票系统联网，车站可以准确掌握无票上车人员的情况，根据实际情况确定车票的预留，车上也可以准确掌握列车预留情况，方便为旅客补票，从而可以充分利用列车资源，同时便于车上进行检票。 2.综合安全预示系统 安装以物联网技术为基础的综合安防预警系统，能够及时有效的感应入侵，包含火灾等各类安全隐患的子系统，实现列车更为安全的运行。 3.仓库管理系统 借助标签我们能使工作人员在不开箱的情况下检查物品，这同时可以防止货物在仓库里面受到损害或者被盗。 三、结语 物联网作为一次技术革命，带动或者是与产业链共同发展，实现了人与物品之间的对话。铁路是我国各方面的重要产业，随着各方面发展的提高以及互联网技术的飞速发展，在不远的将来，铁路交通智能化一定会迎来质的飞跃。 作者：吴鹏单位：内蒙古集通铁路（集团）有限责任公司 物联网技术论文:物联网技术化校园管理论文 1物联网技术在校园教学管理中的应用。 1)提供智能化教学环境。学生时常为找不到自习教室而苦恼，利用物联网技术搭建的信息平台，学生可以通过网络了解到自习室的情况。将摄像头、传感器等设备安装在教室中，并且与教室资源系统连接起来，将实时的学生数量信息传递到资源平台上，学生可以通过进入教学资源系统来查询自习室的占用情况，从而节省了找自习室的时间。 2)智能考勤系统。传统教师点名的考勤方式，浪费了一定的教学时间。使用智能考勤技术，学生上课前通过刷卡进教室，教室的读卡器在接受了学生的刷卡信息后，自动将信息发送到教学管理系统中，并通过计算机将数据更新到考勤数据中去，这样教师就可以通过计算机快速的查询学生的出勤情况，从而节约了教学时间。 3)构建智慧图书馆。智慧图书馆的建设主要为学生借阅图书和学校管理图书提供方便。首先，学校图书馆是供学生查阅资料的场所，外来人员的进入会给图书馆的管理带来了不便，利用RFID标签和学生的一卡通等设备，可实现图书馆安全管理。另外学生借书、还书也依靠一卡通来实现，通过刷卡、扫描图书等方式来实现自助式借书，还书时只需扫描一卡通即可获得书本信息，方便图书的归架。另外，系统在刷卡时能自动识别学生的专业、借阅记录，学生的考试成绩等信息，自动寻找学生的兴趣点，为学生提供推荐服务，方便学生学习。 4)实验室管理。实验室的设备一般造价昂贵，其结构、类别也比较复杂，通过电子标签，对实验设备进行管理，在电子标签上存储设备的信息，通过与网络系统相连接，实现统一控制。学生凭一卡通进出实验室。 2物联网在学生生活方面的应用。 校园生活是智慧校园管理系统中的一项重要内容，校园生活包括学生、教师在校园内消费、住宿、校园安全、车辆管理等方方面面，智慧校园是以智慧技术来实现智慧生活，利用物联网技术来更好的实现智慧校园。具体来谈，有以下几点。 1)消费管理。消费管理是智慧校园的重要组成部分，以物联网技术为核心的消费管理主要包括： ⑴基于RFID技术的一卡通，或有的学校以手机等作为信息存储器，含有学生的基本信息。 ⑵RFID阅读器，即消费场所的刷卡器，读到信息后传至后台的数据库进行查询，读取和扣除金额。 ⑶后台数据库，持卡人的信息统计在数据库中，方便了消费业务的查询。像食堂、商店、浴室等场所的消费管理都可以通过这种方式实现。 2)智能照明控制。利用物联网技术实现智能照明，利用声控装置、加法计数器等设备，根据光线、教室有无人来自动控制照明开关，实现节能效果。 3)校园安防管理。在物联网安防管理平台中，利用射频识别、图像识别、GPS等技术，结合日常监控设备，通过计算机进行信息汇总、处理，适时进行警报或提示，实现校园安防自动化。 作者：张淑坤单位：德州科技职业学院 物联网技术论文:现代农业发展物联网技术问题及建议 摘要：农业物联网是一种新兴农业信息化技术。本文针对物联网技术在我国农业上的具体应用，分析了在应用过程中涉及的数据安全、射频辐射、电子环保、形象工程、国家标准五大问题，并提出了相应的建议和解决方案。 关键词：物联网；射频技术；农业信息化 物联网是当代信息技术发展的又一里程碑，其英文名称是：“TheInternetofthings”。定义可以概括为通过射频识别（RFID）（RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议把任何物品与互联网相连，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络［1］。物联网技术在农业信息化中的应用步骤是首先各种数据感知设备采集各种农业数据，然后建立数据传输和数据格式转换，最后利用各种网络及现代信息传输渠道如4G网络、zigbee、internet，数据决策中心如“吸星大法”般的实现农业广、深数据全方位的大尺度收集；决策中心再将海量农业数据进行分析、挖掘，然后再发出指令数据控制各种智能化终端完成农业各种操作行为，最大限度的免手工作业，进而实现数字农业高效精准目标。物联网和云计算、大数据往往是密不可分的。近年来，物联网在我国农业相关领域开发应用取得了很大的成绩，在农业生产过程精细管理、农产品质量溯源、农产品物流、农业生态环境监测等各个方面如雨后春笋般地出现了各种基于物联网技术的农业数据处理平台。如辽宁省农科院开发的基于zigbee网络传输的设施农业温湿度物联网控制系统；2012年安徽省被列入国家物联网试验区，主要在农作物“四情”大田监测、农业精细化种植管理、加工车间生产管理、畜禽和水产养殖、农产品质量安全追溯等方面应用到了物联网技术。物联网等信息技术确实在由传统农业到现代农业转变的过程中起到了重要作用，但看到成绩的同时，物联网快速爆发式的应用也呈现出了很多问题。如何应对及解决这些问题，是我国农业物联网能否高效、长期、健全稳定发展的关键。 一、数据安全及建议 从物联网的定义上不难看出，RFID使用数字识别技术。（RadioFrequencyIDentification，简称RFID）射频识别技术，是由电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）、阅读器（Reader）与及软件平台三部份所组成，通过射频信号进行数据识别，其工作原理非常简单。农业物联网与其他物联网最大的差别是，农业物联网能够较大程度地保证农产品生产过程中的各类生产信息的公开，而且使用农业物联网进行生产的农产品附加值较高［2］。但是，由于前期大量数据录入及处理需要人工操作，那么，问题来了！从数据安全角度，如果射频标签不加密或机密机制不够严谨，在各个工作流程的环节中，标签中的数据很有可能被删除、盗取或被篡改。农产品的各种种植、加工、性状等数据就有可能被其他竞争者所获取并利用，也就形成了标签数据是真的，但和实际产品对不上的尴尬境地。从网络安全角度，从读写器到后台网络传输如zigbee网络传输，不但面临普通网络中的数据安全问题，而且也要面对无线传输数据截获问题。建议：解决这些问题的方案是所有的RFID读写器在读取数据、zigbee传输数据中都要严格应用数据加密验证机制，同时读写器和后段的系统平台数据传输也需要数据加密，必要时可以采用量子网络进行数据传输。参与平台的管理人员也要有高度的数据安全意识，并且要具有高涵养的科研数据保密素质。 二、射频芯片的电磁辐射影响 在物联网中，无论是信息采集设备、还是无线数据传输设备，包括rfid、zigbee、wifi等先进电子设备，都会或多或少的对周围环境产生电磁辐射。当RFID标签和zigebee相关的电子器件被大量使用的时候，操作者就会陷在充满电磁辐射的有一定危险的空间中，如果功率过高，这就可能会损害人类的身体健康。在农业物联网中，电子器件的电磁辐射及材料释放物对空气、水、植物、动物等的影响甚至会超过对人类健康的影响，本来农业物联网是用来代替人工劳动力来提高农业生产效率的，最后可能因为电磁辐射的影响，却大大降低了农产品的品质，甚至是生产了有毒害的农产品，最终食用农产品的人类还是受害者。这样人类就掉入了自己所设计的高科技电子产品之坑。建议设计人员严格按照国家电磁辐射相关标准规定RFID标签使用的频谱和信号功率，其功率及频谱必须对人体的辐射降低到最低，甚至是零辐射；规定其工作模式是被动还是主动以等重要参数。不要盲目追求传输速率，尽量使用保证人类、环境相对安全的低频段，避开高频段和超高频段，把农业物联网的电子设备的电磁辐射降低到最小。 三、物联网电子设备的环保问题 在大规模的农业物联网中，电子标签和相关电子器件必将是大规模应用的产品，大规模的使用所带来的问题就是环境污染即“绿色环保”的问题。针对电气电子设备报废产生的环境问题，2003年1月27日欧洲议会和欧洲理事会电气电子设备报废指令，电气电子设备报废指令旨在将电气电子设备在其生命周期中和成为废品后对环境产生的影响最小化。它鼓励收集、处理、再循环、再利用电气电子设备报废品，并订立标准，规定制造商负责大部分这类活动的费用（制造商责任）个人用户能够返还报废的电气电子设备而勿需缴纳费用此外。强调采用再利用、再循环以及其它各种形式的废物回收手段，以减少废物排放还寻求改善电气电子设备生命周期中所涉及到的所有人员的环境条件［3］。虽然rfid、zigbee等电子器件及芯片是可以多次反复使用的，但也会有生命周期。因此，做好废弃RFID相关电子器件处理与回收利用的工作，既是对本身的道德要求，又是对社会公众及地球大环境负责任。我国在电子设备绿色环保领域还没有成熟的相关法律法规。建议国家尽快建立物联网相关电子设备的废物回收等绿色环保电子设备法律法规，最好由使用方或者制造方负责回收，并且要创建由政府部门监督、由检测机构或RFID标签制造方来处理的体制，采用“谁获得收益谁付出管理”的原则。即产品制造者在得到RFID标签收益同时，也必须要由有义务回收、处理相关的电子垃圾，或者增缴RFID电子标签及其他电子器件垃圾的环保税。可以依据回收工作的质量进行rfid设备商的资质评级，未达到资质评级的要求强制退出政府采购供应。 四、演示形象工程多，产生实际效益的少 虽然我国农业互联网技术应用发展已有多年，但大多数还是处在演示、形象、政绩工程阶段，真正用到农村农业生产实践中的很少，而能够给农业带来实际经济效益和社会效益的少之又少。类似几年前的互联网泡沫经济，短期出现的大量互联网站在互联网泡沫经济的衰退下也都因为不能创造价值而关闭了。同理，目前物联网有些标准还尚未统一，政府部门及相关科研单位及企业各自为战，在设计研发初期都把关键点放在了如何采用最时髦的信息技术和设备，营造最先进的物联网环境，以达到单位报奖、个人政绩提升之目的。至于设备成本、人工使用成本、使用推广对象、是否适合地域实际情况等问题很少考虑。以致重复投资建设研发出来的形形色色的技术平台只能做花瓶鉴赏，不能真正在农村、农民中推广，不能在农业实际生产时投入使用。或者即使投入实际农业生产，相对高昂的平台软硬件费用投资，产生的社会效益及经济效益也会微乎其微，甚至会是负效益。建议政府、科研部门在设计研发物联网平台时应脚踏实地、立足当地实际的三农需求，根据国家的相关标准，开发出当地农业真正能用得上的、用得起的、真正给当地农业带来实际经济效益的物联网平台。即真正用在田间地头的、用在老百姓家里的、让农民看到收益的物联网平台五、农业物联网技术应用缺乏统一标准近年来，我们国家先后建立了中国物联网标准联合工作组、中国通信标准化协会（CCSA）、电子标签标准工作组、传感器网络标准工作组、泛在网技术工作委员会（TC10）。早期成立的这些科研组织通过积极参与制定国际物联网标准化方面的工作，在物联网技术标准化方面奠定了一定的话语权。但是农业是一个特殊的应用行业，其他行业的物联网技术标准往往不能直接应用于农业方面，需要根据农业行业特点重新进行拟定统一技术标准。所以，在物联网技术农业标准方面，各个国家是处于同一起跑线的。建议国家相关部门专门成立农业物联网标准的制定部门，特别对绿色RFID标签的研究与开发相关标准方面，有待建立完善的农业物联网标准体系。各级科研机构不能各自为战，要尽快统一标准。 五、结束语 在信息技术飞速发展的今天，农业物联网的研究与应用已经引起了世界农业科研机构的高度重视，我国国家农科院、各省农科院也认识到了物联网技术应用对农业数字化管理及精准数字农业的重要意义。如果能在实践中解决以上五个相关问题，并充分和云计算、大数据等信息技术相结合，相信随着政府的高度重视，科研机构的前瞻研究，再和农村生产一线的实践相结合，物联网技术在我国农业上的应用就不会停留在虚空的信息化彩壳之上，亦将会给我国数字农业发展带来革命性的改变。 物联网技术论文:物联网技术在电子商务中的应用 物联网是新一代信息技术的重要组成部分，是信息产业发展的第三个浪潮，被列入国家“十二五”规划专题。电子商务这几年虽发展迅猛，但物流配送、产品质量、假货等问题制约了电子商务的发展，因此研究如何应用物联网技术解决这些问题具有重要的现实意义。 一、物联网简介 1、物联网的定义 物联网是指按约定的协议，通过各种信息传感设备，如射频识别（RFID）、光纤传感、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，将任何物品与互联网相连接起来，能实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 2、物联网的典型特征 （1）全面感知：通过装置在各类物体上的电子标签（RFID）、传感器等，实现对物体的全面感知。 （2）可靠传输：通过移动通信网、互联网、传感网等多种方式将感知的信息传送到处理中心。 （3）智能处理：强大的计算能力和数据存储能力，智能处理算法和模型。 3、我国物联网发展现状 我国物联网的发展并不比其他国家落后，我国的物联网研究并没有盲目跟从国外，而是根据国家重大战略以及应用需求，积极开展基础标准体系等方面的研究，近年来，我国物联网在车辆管理、调度以及物流的物品运输、仓储、监测和食品药品溯源等方面得到了广泛的应用，形成了以应用为牵引发展特色，并在标准、技术、产业以及服务和应用等方面，已经接近国际水平。我国物联网产业已进入了“百花齐放”的“应用启动”阶段，多地物联网产业发展重点突出“示范应用”。 二、电子商务发展中存在的问题 1、信息不对称问题 电子商务并不是面对面的交易，而是通过商品的标题、图片、宝贝描述来获取商品的信息，买家对于商品的认知取决于卖家的描述，若卖家不诚信，则造成买家对商品的认知产生偏差，卖家甚至可以利用掌握商品信息的主动权误导买家，如经营商虚假商品信息等，使得市场中出现了一些商品信息不对称的问题，网络消费者实际收到的商品往往和网上的商品介绍相去甚远。 2、物流问题 物流是电子商务的最后一公里，是与消费者直接打交道的最接近的环节，物流服务的好坏直接影响电子商务的效果；但由于我国目前物流发展还较落后，没有形成高效的物流体系，多以第三方配送为主，而第三方的服务质量和水平会影响用户对商品的满意度，目前电子商务中投诉最多的是物流配送服务方面。如：配送速度慢，送错地方，丢失货件，送错商品，货件有损坏等问题。 3、电商产品真假问题始终存在 价廉物不美，电商商品真假难辨，近年来越来多的电子商务平台被假货沦陷，淘宝/天猫（C2C集市卖家及品牌卖家）、当当、小米、国美在线、1号店、唯品会、银泰网、华为、好乐买、凡客诚品为“2014年度十大用户体验最差网络零售商”。2011年央视《焦点访谈》曝光了淘宝网售假问题；2013年3月，调查发现，关于乐蜂网售卖假货的投拆在微博、论坛、BBS上比比皆是；2014年CCTV2《经济半小时》曝光当当网、亚马逊中国等电商售卖的化妆品来自“天照天”批发市场，而当当网方面无法提供能证明是“正品”的凭证。所有这些，说明目前电商售假，是老大难问题，同时也是制约电商发展的重要问题。 三、基于物联网的电子商务发展策略 1、应加强支撑平台的建设，积极推进示范工程 （1）建设原则统一规划、统一标准。着力改变电子商务分散建设各自为战的现状，应尽快制定电子商务标准、物联网编码标准以及数据共享和交换等标准规范，并应统一设计电子商务和物联网总体框架。示范引导、分步实施。鼓励感兴趣、并有条件的企业首先在我国电子商务对物联网应用需求比较迫切的地区和领域，开展物联网应用示范基地，总结运行经验，并逐步扩展应用的区域和领域。依托现有、充分整合。依托现有的电子商务、信息基础设施，充分整合各种相关系统，提高效率，尽量避免重复建设。资源共享、业务协同。强调资源共享，包括设备资源共享、信息资源共享和知识经验的共享，通过物联网整合分散的资源，理顺各单位间的业务流程，形成新技术条件下电子商务新的工作机制，逐步实现企业间、部门间的业务协同。政府引导、市场运作。示范工程的建设需要发挥政府与企业的积极性，实现政府引导，市场运作。 （2）支撑平台的建设应由政府建立相关的《产品防伪和质量追溯管理系统》，使用RFID技术对产品从生产到流通直至到消费者的全部信息数据进行精准化和系统化管理，从而达到对产品实行防伪和追溯管理的目的。质量追溯：系统应对所有产品进行统一编码，综合运用加密通信、GPS、RFID等技术，将产品生产、加工、储存、运输等过程的信息全部写入RFID标签，对写入的环节应严格把关，再利用RFID读写设备读取信息，了解每个产品的信息，从而实现从产品的生产到加工、物流配送直至到最终消费的全过程监控，实现产品可追溯，可追溯系统对产品供应链上的所有环节实施监控，能够实现产品的可追溯和信息透明化。防伪：为每个产品设置一个全球唯一标识，并将标识写入电子标签中，成为产品的一部份，用户可通过电子标签识别器对产品进行真假识别验证。 （3）示范工程的建设应开展应用示范工程，可在物流、农产品、食品等方面的电子商务确立一批应用物联网的示范工程，积极探索“物联网+电子商务”的应用模式，如可先建立智能物流、食品追溯物联网示范工程。示范工程应以政企共建模式为佳，由政府牵头整合资源、进行前期引导支持，后续通过企业市场运作保障工程的可持续发展，并在初期对企业给予税收和资金等方面的政策支持。 2、应用物联网技术解决电商产品信息不对称问题 从产品开始生产起，就在产品中嵌入EPC标签，使每件产品都有自己的身份证，将产品从生产到流通整个过程的信息都记录其中，包括：生产厂商名称、原材料、原材料检验人、原材料检验结果、原材料批次、产品批号、成品质检人、成品质检结果、成品分类、出厂日期、出厂顺序等相关信息，为消费者提供商品的真实信息。消费者在进行网上购物时，不再是由卖家单方介绍产品信息，可主动地通过卖家所提供的产品的电子标签EPC，通过溯源系统查询产品从原材料到成品，然后再到销售的真实信息，从而解决电商产品信息不对称问题，使消费者可真实地辨别商品，了解商品的来源，提高网络消费者的满意度。同时，每件商品都有自己的“身份证”，有利于工商等执法部门的公平快速执法，形成网上商家良性竞争形态。 3、应用物联网技术解决防伪问题 应用RFID技术建立基于物联网的产品防伪系统，在生产时为每个产品设置一个全球唯一标识，并且将标识写入电子标签中，写入后是无法修改、无法仿制的，同时在标签读写过程中利用电子签名技术提升标签的保密性和防伪造性，为方便用户的查询，可应用移动技术将移动终端，如：具有RFID读写功能的PDA、开放了开发环境的智能手机和平板电脑与电子标签、防伪系统结合起来，使用户可直接用智能移动终端对产品进防伪验证，系统将防伪验证结果返回给消费者，同时记录验证信息，若验证不正确，应将信息记录到防伪报警子系统中。 4、应用物联网技术优化物流问题 配送速度慢，送错地方，丢失货件，送错商品，货件有损坏等问题，主要是由于企业和消费者对物流过程不能实时监控所造成的，可通过将电子商务物流与物联网有机结合，解决这些问题。 （1）优化配送运输流程应综合运用RFID、GPS、GIS及速度传感器等技术建立智能物流系统。系统可通过优化配送线路和配送方案，加快物流配送速度；并能实时准确获取车辆所处的地理位置、车辆速度、车内湿度、温度以及物品的相关信息等，并可将车辆的各类参数进行实时动态监测，当出现异常情况时应有自动报警功能，并将这些信息传送到智能物流系统，同时车辆应按监控中心的指令工作。 （2）实时追溯货物的行踪，提高配送质量通过对物品进行统一的编码，并在物品中嵌入EPC标签，通过智能物流系统，消费者、企业、物流公司仅需要在网上查找相关商品的EPC信息，就能够实时获取该商品的所有信息，如：商品的运输路线、车辆目前所处位置、车内温度、物品有无破损等。当商品在物流的某个环节出现问题时，可马上采取措施进行补救。通过对商品实现追踪，减少送错地方、丢失货件、送错商品、货件损坏等问题的发生，有效提高整个物流实时效率。 四、结语 近年来电子商务成为了我国经济发展的新的增长点，而物联网是信息产业发展的第三个浪潮，它们是相辅相成的，将物联网与电子商务有机结合，将会解决电子商务目前存在的很多难题，有助于电子商务健康持续发展。 作者：黄燕勤 单位：梧州学院 物联网技术论文:库存管理中物联网技术应用 现如今，大多数的制造型企业在库存管理上都基本实现了自动化，管理信息系统的应用也推动了企业库存管理的发展，诸如MRP、ERP等，而物联网的发展也极大的改善了库存管理的模型。 一、库存管理中物联网技术的有效应用 1、仓储运作流程的优化。 在企业的仓储运作流程当中，包括有三个阶段：其一是入库；其二是出库；其三是盘点。而验货人员的工作就是根据以上的到货记录与接到订货数量的单子进行具体的比对，再决定是否将货物接收入库；而在出库的管理过程中，一般是应用RFID技术来进行扫码，可以将库存量信息准确的进行更新记录，定位货物库位的信息，有利于货物的分拣便捷；对货物进行盘点的时候，可以应用RFID技术来加快盘点的速度，使得定位更加精确，与传统的人工盘点相比，新型盘点技术可以增加效率，缩短时间，更能够提高盘点的准确性。 2、库存成本的降低。 在企业内部的库存管理时，需要对订货的时间和数量做出准确的管理，还要保证货物的安全问题。物联网技术的应用就可以极大的保证在途物资的动态时时查询和跟踪监测，为后来的入库做好充分的准备，还可以科学的安排接下来的生产以及销售。此外，我们还可以对库存内的产品数量进行了解，在掌握原材料的消耗情况之后，为下次的订货做好准备。因此，物联网的应用能够帮助企业进行库存管理，最大化的降低库存成本，使企业保持最佳的库存持有量，减少库存资金在企业资金中所占的比例，从而提高抵抗市场风险的能力。 3、生产成本的精确计算。 在企业的生产管理过程中，只有通过物联网技术的引进才能够准确的把握产品的生产过程，了解消耗的原材料数量和其他加工的产生的见解成本，对不同批号产品的数量和成本都能够更加准确的进行计算。 4、服务质量的提高。 利用物联网技术还可以帮助客户进行产品动态的查询，还可以对整个企业的库存变动情况进行科学的记录，将库存管理行为透明化，只有有迹可循才能够不断提高客户的满意度。并且，企业还可以对产品生产的来源和加工流程进行了解，包括原材料的始发地信息等等，保证企业在产品生产的过程中出现问题时能够准确的查询到原有，同时，还能够利用物联网技术将库存产品动态进行清晰的定位，配合先进的自动化技术将库存管理过程中的设备运行机械化，包括对堆垛机的控制以及出入库和库内管理的运行，提高了企业内部库存管理的有效性。 二、在库存管理中应用物联网的障碍 1、物流管理应用较少。 现代企业对于库存管理已经不单单在企业的内部使用，在与企业相关的各个供应链当中都得到了广泛的应用，而整个应用的环节设计到多个方面，包括对于海关、工商和税务等。由于在现代社会当中，物联网的应用还处于初始阶段，还没有在整个市场企业中得到重视，因此技术使用范围受到的局限性较大，大多是在企业的内部得到推广，却没有在庞大的供应链中体现物联网技术的优势。 2、物联网技术标准不够统一。 物联网技术所涉及的范围包括：传感网技术；TCP/IP寻址技术；RFID技术，第三项技术的技术性较强，在企业中的使用也比较频繁，由于每个RFID标签都具有唯一性，也就是说其中的识别码是独一无二的，因此使用者可以通过使用感应器来将物品中的RFID标签信息读取出来，比较规范而且还具有信息互用性。但是现阶段，RFID产品在国际上并没有正视的标准，倒是每个厂商的相关产品之间不可互通，无法兼容，导致RFID标签产品只能在特定的厂商中得以应用，不利于库存管理中物联网技术的发展，企业的管理也不够便捷。 3、技术产业化问题。 国内对于物联网技术的研究主体一般都是各大高校或者是相关的科研单位，虽然该技术在许多的领域中都取得了专利，但是技术产业化问题仍然困扰着我们，无法进行大规模的产业化应用，只要在智能交通或者家居等方面使用，对于企业供应链这一庞大的应用群体，物联网技术只处于试验时期，还无法将这项费用较高的新兴技术在企业物流管理中得到广泛的应用。总之，本文探究了库存管理中物联网技术的有效应用，面对信息技术的不断快速发展，物联网技术也将会继续深入的进行研究试验，最终成为物流发展的重要核心支撑点，降低库存成本提高企业运营的效率。 作者：徐小敏 单位：重庆西南医院 物联网技术论文:铁路运输中物联网技术的应用 铁路运输与维护是阻碍铁路发展的巨大隐患之一，运用铁路信息化完全可以这些问题迎刃而解。由此，为了能够适应铁路客运呈现的密度高、客流大的特征，就一定要提高铁路系统运输工作的效率与智能化水平。 一、物联网概述 1.物联网概念 物联网是通过运用物品把它和互联网相结合，从而实施智能化的管理、定位、识别与监控的网络，同时通过激光扫描器、全球定位系统与红外感应器等信息传感设备实现通讯与交换。它的核心是互联网，但是结果却已经扩散到商品之间的互换。 2.物联网的发展历程 在1999年，物联网这个概念第一次被提出。物联网是依靠互联网技术运用无线设备与射频设别技术，从而形成一个能够让全世界的商品在互联网上能够达到实时共享的网路。在2003年，美国的权威杂志《技术评论》表示在未来的生活中物联网将会是改变我们生活习惯的十大技术的第一位。在2005年国际电信联盟就发表了物联网的相关报告，在报告中表示出物联网大时代的到来，在全世界各地的商品都能够通过网上交易平台实现交换。通过依靠互联网技术，物联网也将会成为未来商品交易的主要方式之一。在中国也出现了许多成功运用物联网技术实现人工智能化的典型，例如上海的浦东机场与上海的世博会。 二、物联网关键技术 首先物联网需要运用特定的识别系统对物品的相关属性进行鉴定，其次应该把相关物品的数据信息通过互联网上传的网上，最有通过中央信息处理系统把传输进去的网络信息进行处理与公布，从而实现信息的共享。在当前物联网使用的主要技术包括：智能嵌入、云计算、IPv6、传感技术等。 1.IPv6 因为互联网的不断成熟，互联网的IPv4地址已经达到了顶峰，IPv6必定会在未来取代IPv4。当期IPv4只有32位的地址远远不能够到达当前会联网用户的需求，而孕育而生的IPv6具有128位地址，这样就能够促使世界上的任何一样物品都能够拥有自己的IP。在当前想要快速发展物联网就需要让每一件商品都具有自己的IP地址，因此IPv6的运用必将成为物联网实现迅猛增长的基础。 2.RFID 运用射频识别RFID能够通过无线射频识别出相应的物品信息。射频识别可以识别出很小的物品的相应信息，同时通过对实体的分辨，可以迅速的在没有触摸商品的情况下了解到商品的相关信息。RFID能够大面积的识自动识别商品的相关属性，但是RFID运用的技术也有相应的不同，比如适用领域、技术特点与工作原理都制定出了不同的标准。 3.云计算 云计算被一些专业人士叫做计算资源池，它能够对海量的信息实现快速的处理，它是发展物联网的关键。由于物联网需要随时随地及时的对相关采集的数据进行更新与添加，这样就需要一个能够大量存储信息的平台实现，通过云计算就能够实现海量数据的管理。 4.传感技术 计算机技术、通信技术、传感技术是信息技术的三大核心。传感技术通过传感器、信息的识别与处理对相关物品实现检测与数据录入。同时运用其相关的传感器对一些感官达到信息录入与处理的要求。 5.智能嵌入 把信息处理器嵌于应用系统，运用Internet让整个系统固化。这样就能够节约许多的时间，但能够快速的让信息实现共享。这样就能够让计算机技术与网络技术实现实时同步的进行信息的高速传递。 三、物联网技术在铁路运输中的应用 在铁路运输中实现物联网的全覆盖能够对铁路运输与维护起到高效的作用。它能够在铁路行车调度管理、机车和轮对检修信息管理系统、铁路货运物流信息化系统与智能化检票系统中实现 1.智能化售检票系统 智能化售票系统在中国已经实现了大规模的使用。乘客可以使用自动售票机进行铁路购票。在乘客进站时检票员运用小型识读器识别读取RFID电子标签，以此来识别乘客购买的车票是否与购票信息相符，这样不但能够大大提高铁路人员的工作效率，还能够节省旅客进出车站的时间，从而使车站可以快速运转。 2.铁路机车车辆智能化识别系统 地面独立识别设备、车身或者底部的识别标签、复示设备与数据集中管理这五个部分构成了铁路机车车辆智能化识别系统。地面独立识别设备是由四个部分组成，其设置需要通过各个站点的一系列的处理来实现信息的管理。在货物运输车上安装电子标签就能够迅速的对车辆的相关信息进行识别。这样在物联网时代就能够让货物的信息实现实时的了解与共享。 3.铁路行车调度管理 物联网在铁路行车调度管理中只要是通过对车厢的管理来实现。它能够对铁路的速度检测与信号的升级起到关键的作用。在每一个车厢上安装一个RFID芯片，运用RFID芯片的读写器，不但能够了解到当前铁路运输的速度，还能够检测到当前铁路运输中所出现的安全隐患，从而使相关人员能够及时的排除安全隐患从而使铁路可以安全的到达相应的目的地，防止一些干扰。 4.铁路客运系统 运用物联网，把旅客购票的信息植入到每一张的车票中，同时把读写器安装的客运车厢、候车室、检票口与车站口等地方。当旅客在自动售票机上购买到车票以后进入到进站口就能够自动识别车票信息是否与本人相符，进入到候车大厅以后，收到读写器的识别能够快速分辨出旅客候车地是否正确，以免旅客耽误候车时间。同时还能够及时的对旅客候车的人数进行统计。旅客在登上火车后，也可以通过读写器对某些旅客走错车厢得以及时的纠正，并且对旅客的下一站所达到的信息进行实时传递，一面旅客坐过站的现象出现。在旅客下车以后，系统还可以对相关信息进行处理。 5.机车和轮对检修信息管理系统 运用RFID技术，能够对火车的到达时间与步骤进行精确的统计与计算，进而存储。不但如此，还可以对火车进出车站的次数与相应数据进行快速的采集与录入，这样就可以大大提高列车数据的查询与统计效率，缩减检测工作人员的工作量提高其工作质量与效率。 6.铁路货运物流信息化系统发展 铁路物流，就一定要把集装箱运输实现信息系统化。通过对集装箱信息的采集与统计，对箱号图像识别，这样可以方便摄像头对集装箱对信息的快速读取，从而减少由于天气或集装箱破损的原因导致识别系统出问题的现象的出现。把RFID技术运用到铁路的集装箱上面，不但能够实时了解货物运输情况，还可以减少商品被盗或者破损的情况。同时提高集装箱运输运用的效率得以提高。 四、物联网技术在铁路行业其他业务中的应用及展望 1.物联网在视频监控中的运用 想要达到高质量的要就必须要使用传感器与物联网。比如，能在探头前面连接各种各样的传感器，将激光测距传感器、倾角传感器与云台摄像机连接，利用云台摄像机捕捉画面信息，利用激光测距传感器进行测距。 2.山体滑坡的监控以及提前警报系统 山体滑坡作为一种破坏力极强的地质灾害，它不但可以摧毁大量的铁路基础设施，还可能对铁路运输时对火车上的人员造成极大的伤害，由此看它是一个特别严重的灾害对铁路运输安全是一个极大地隐患。在当前铁路部门可以运用物联网技术，在山体滑坡现象严重的区域安装倾角传感器、液位传感器和前端设备，这样不但能够实时监控这一地区山体情况，还能够对当前的山体的数据进行传输与储存以便于相关人员的分析。同时在发现山体变化的同时及时的发出警告预警，以便于车站人员能够及时的对相应的地质灾害做出反应，进而极大地挽回人员与财产的损失。 五、结束语 物联网技术在我国铁路系统的广泛运用，是当前信息化时代不断进步的必然要求。只有把物联网技术应用到了铁路系统的各个方面才能够提升我国铁路系统的运输效率。目前，我国的物联网在铁路中的使用主要表现在RFID、传感器、数据采集以及二维码等方面，在这些年的运用中能够发现其效果是十分的明显的。互联网的广泛运用，为物联网的发展打下了坚实的基础。未来铁路运输的发展必将会朝着智能化的方向不断的前进，我国铁路系统必将会迎来发展的新契机。 作者：范军 单位：北京铁路局调度所 物联网技术论文:物联网技术在建筑节能中的应用 1建筑节能的方向走势 （1）对于建筑节能最常见的概括是，为了提高建筑中的能源利用率，在建筑使用的过程中，对建筑空调热水器的使用、建筑照明以及各个家用电器工作状况等多方面对其进行一定的合理利用。另外，在建筑使用的能耗方面，空调体统、照明以及动力系统的所占比例较高，对于大型的公共建筑而言，楼宇的自动化系统的运用是最常见的，通过对楼宇自动化和控制网络的数据通讯协议以及欧洲设备安装总线的协议这两种主要的技术采用，保证了楼宇自动化系统的建筑内共机电设施的完好运行。尽管楼宇系统自动化的技术运用比较广泛，但仍然存在一些难点，例如：建筑内电气设备存在布线的成本较高并且安装复杂的问题。并且，楼宇系统自动化的其他方面的难点在于，它不能全面的获取建筑在能耗过程的详细数据，因此，无法让建筑的内耗能系统处于最佳的运行状态。所以，另外一种更低成本、更加低耗拥有较大范围的组网，并且更便于管理的网络通信技术应运而生。 （2）物联网技术的低成本，低耗能，并且能够组建大规模的测控网络等许多方面的使物联网技术为建筑的节能技术带来更好的发展前景。在国外，一些能源研究机构经过科学的系统研究，研究出来根据无线传感器网络技术的照明控制实验室的原型系统。在一些研究报告中可以发现，增加采用基于无线传感器网络技术的控制节点的照明系统中，使其对能源的消耗降低30%左右。另一方面，一些小型的公司，已经研发出一整套以无线传感器为基础的网络的照明控制产品，这些产品，通过照明系统的遥控与自控，从而使照明系统的能耗降低。 （3）建筑的能耗多尺度、细粒度以及对多种运行参数的检测都可以通过对物联技术的运用得以实现，另一方面，根据对一些相关数据的进行分析的基础上，继而形成建筑低能耗的运行系统的最优化。 2物联网技术在生活中的应用 （1）温湿度采集器、空调墙空器以及人员位置的采集器是中央空调的调监控子系统的主要组成部分。温湿度采集器主要通过对区域的温度和湿度进行一定的收集，然后将收集到的数据信息发送给空调墙控器，进而，空调墙空器结合当前温度与之前预备设置的温度进行对比，另一方面，人员位置采集器通过向空调墙提供某篇区域的人员所在信息，让空调控制器通过一定的数据分析合适选择其控制模式，因此，这两方面的正常结合运用，使空调得以正常的运行。 （2）照明控子系统是通过将某片区域的光照检测信息传递给照明墙控器然后通过对该区域的安装的人员位置与光照度的采集，在周围环境光照度的基础上，经过该片区域内照明电器的组合控制照明电器开关对照明亮度进行一定的调节。 （3）为实现对处于正常运行状态中电梯进行一定的数据监测与信息控制，电梯控子系统采用电梯数据采集器以此来知晓电梯在运行过程中的消耗。通过对电梯控子系统的智能优化，从而更好的实现节约能源，降低耗能的最终计划。 （4）电能表数据的采集是一个较为复杂的过程，在实际生活中，为更加方便的解决电表数据的采集和传送，使用为电表加入无线通信模块或者是连接无线数据采集器的方式进行远程电表数据的采集工作，并且逐步建立一个电力抄表的系统。 （5）根据实际生活的需要，对建筑能耗系统的测控中，数据采集节点占绝大部分，数据采集节点有被人们称之为系统中的终端节点。终端节点的作用在于在检测环境温度，电量的数据过程中可以一段时间内周期性的采集所需要的检测数据。另一方面，由于电梯的启动与暂停工作的频繁，因此，可以采用中断方式采集数据，而且终端节点在很大程度上处于一种未工作的状态，从而可以采用电池进行对其的供电。 3建筑节能的控制策略 （1）利用物联网技术对能源以及排放的系统设备进行一定改善与约束是跟据我国能源及排放多方位的整理分析得出的。因此，对建筑各个方面的节能控制成了首要的任务。在建筑的通风与空调节能的分项工程中，对水管、风管的保温层的温差进行一定的自动检测并经过一定的数据分析，另外对房间里每个地方的空调用电进行计算与统计并安装自控装置。 （2）在对空调的采暖系统的冷热源这一分项的节能工作中，进行一定的科学实验。在公共建筑的空调节能过程中，以实验区为例。在实验区的区域内采用四管制空调系统用，冷源为冰蓄冷系统，热源为市政蒸汽。一方面采用全空气空系统，空调系统冷热源采用屋顶式空调机组；另一方面，在教育展示中心设置地源热泵，使建筑物内其余的空调区域运用变冷媒流量多联几种中央空调系统，最后利用技术动态的检测记录，进行分布调控。 （3）在进行对电能检测与控制节能的工程分项中： ①对每个电源的分路进行检测、计量；根据的电路所需容量选择合适的智能电表。 ②对于开关容量超过100A，应配置相应的电流互感器，运用带CT接线进行软计量检测，最后，智能电表和智能数据根据网关可采用“总线式”挂换方式。 （4）在可再生能源分项工程、雨水利用分项工程以及污水处理的分项工程中： ①对太阳能热水系统的智能检测和供回水动态监控，同时也对太阳能光伏发变电监测进行智能的记录与监控。 ②在雨水利用分项过程中，对集水池，管道和泵，以及喷灌系统进行记录控制，使雨水在一定程度上能够被最大化的利用。 ③对污水排放的窖井，调节池和反应池以及污水提升管道，进行一定的动态检测，包括，潜污泵、流量计、管道混合器、pH计泵、加药设备以及计量泵。使污水得以被更好的重新利用或者合理的进行排放。 4结束语 在物联网技术应用过程中，建筑节能是一个热点领域，随着市场的发展，将占据未来物联网市场数据中的主要比例。这一技术的兴起，能很好的降低我国建筑领域对能源的需求，提高产品的质量，从而更好的实现企业效益目标，因此，物联网技术的应用是我国工业建筑节能减排中是一个重要的研究对象。 作者：刘浩伟 单位：山东省电子信息产品检验院 物联网技术论文:现代物联网技术设施农业论文 一、物联网技术在设施农业应用概述 据统计，到二十一世纪第一个十年，我国的设施农业种植面积已经位居世界首位，达到了350万hm2。同时伴随着物联网技术应用推广开来，大范围应用于设施农业，会使应用整个体系更加完善。与此同时，物联网凭借其产出增加、成本降低、高效及智能化等优势被人看作是现代农业智能化实现的重要途径。设施农业是结合动植物的特点分析其最佳的生长条件，同时在有关设备和人力的共同调节下控制环境，使动植物不受季节天气的束缚达到每年均衡生产上市的目的。当现代信息技术发展到某个程度进而衍生出物联网技术，实现了技术上的突破，物联网技术是将传感器技术、人工智能、网络与自动化等综合在一起从而实现的聚合性应用。它涉及的技术领域比较广，因此被认为是信息技术第三次革命性的创新。这种技术拥有巨大的潜力，同时世界各国人们对其充满了期待，我国顺应时代潮流，提出了“感知中国”的战略，其重要性可见一斑。把互联网的快速发展应用到设施农业发展中去，实现农业现代化与信息化的完美结合。在智能监控与分析、数据的传输与采集、自动化调控等互联网信息技术的帮助下对农业的生产过程等进行监控管理，对农业生产实现科学的组织与规范的管理，让动植物能够更好生长生产，实现产出最大化。如今，物联网在设施农业中的应用已经形成一套控制闭环的系统，它的实现首先通过传感器来得到温室环境的各种参数（如温度、湿度、酸碱性等），在把得到的数据通过数据的收发网关来发送到信息的处理中心，同时由它来对得到的信息进一步处理并采用一系列的算法等作出决策，然后再经网关把算出的决策传送到设施农业执行机构，触发执行任务后就可以参考标准对现在的环境作出调整。如此循环往复，实现目标。 二、物联网技术在设施农业中的应用 当前，在种植、养殖、农资、农产品加工、农业信息化推送、农业智能化管理等方面，设施物联网技术都取得了一定的应用与发展。物联网技术的应用，可以让植物生长环境更好，可以全面感知家禽牲畜的生长状态，减少弊病。下面就对其应用具体几个方面进行探讨：一、物联网技术可以对农业情况进行实时监测。在整个物联网技术的研究工作中，其终端技术的应用及研究是工作的重点之一。简单地说，物联网终端与各式各样的作用不同的传感器有着密不可分的联系。在传感器的帮助之下，可以全方位的对农作物实时进行监控，依据监控所得数据进一步采取措施，使农作物在合适的环境下生长。其中传感器的种类大致有温度、光、湿度、pH值、二氧化碳、生物等传感器。使用这一终端对在农业生产中出现的各种问题进行合理适度的调整控制，同时还节约了各类资源，如水与人力等。二、对农作物的病虫害具有防治作用。判定农作物是否发生灾害的关键数据是阈值，当阈值到达一定的界限之后，农作物灾害便随之而来。在以往的种植过程中，人们常常需要花费不少的时间、金钱、精力去应对农作物灾害发生，但是往往得到的效果也不尽如人意，同时大量时间、金钱付诸东流。在设施农业中应用物联网技术，可以借助无线传感器对农田进行大规模的同步监测，同时针对观察情况，科学及时地对发现的情况处理，对农作物的灾害防御有很好的作用。在准确判断灾害情况、范围、程度的同时，还可以面对问题给出最合理的方案。根据情况的不同，在整个过程中还可能会用到GPS定位、GIS等先进技术。 三、物联网在设施农业应用中存在的问题 随着国家对物联网发展事业的重视，物联网产业持续升温，很多与设施农业相关的设备工厂开始在设施农业物联网方面大展拳脚，使得产品种类多种多样。在这个过程中，这些公司也出现了很多的问题。一、产品功能单调、没有特色。再次开发前景受限、价格过高等。这些工厂研发制造水平旗鼓相当，在激烈竞争的同时并没有出现领头羊式的企业。再者由于该技术比较新颖，没有一套公认的、合理的、权威的评价标准。面对这一困境，需要国家进行适度干预，从全局上对该产业进行规划、同时明确发展的方向并根据实际情况制定一些计划。要在新产品的研发与新技术上加倍努力，根据不同的地区情况、人员素质情况研发技术，因地制宜。在发展的同时还出现了技术不协调的问题。二、目前我国的农业生产信息化还没有普及，所以物联网中很多的高新技术并不是完全适用于我国当前的市场，这就导致我国的物联网技术在一些关键的技术上一直停滞不前。但是伴随着传感器在各个不同类型农业的发展，其价格也逐渐走低，该技术取得了一定进步。综合上述两种现象，产生了在一个大的技术系统中各类技术发展不均衡。设施农业的发展离不开物联网技术的支持，虽然目前物联网技术取得一定发展，但是总体上水平较低。要是这个问题走出泥潭，首先是对关键技术（无线传输等）进行攻关，取得突破，再是对已经取得的技术成果（传感器等）进一步巩固完善。三、当前，我国农业物联网产业分布分散，没有统一的组织，没有明确的分工，这使得行业内交流较少。出现了对同一技术重复开发，造成资源大量浪费。这需要各个企业共同努力建设一个权威技术平台，围绕该平台，进行交流探讨，避免一些重复开发、资源浪费问题再次发生。 四、就物联网在设施农业发展中的设想 要想使设施农业实现投资少，环保节约的目的就要大力发展精确农业，这种农业类型以效益作为目标，是一种超前性的农业新技术。这种技术把信息智能化与机电一体化结合起来，并取得一定的应用。精确农业凭借其减少不必要投资，同时加强农业管理水平，既保证能源消耗少，又可以使环境影响小等优势值得被引入我国设施农业。自进入二十一世纪以来，食品安全的问题逐渐凸显。要想使食品安全有保证，农产品的生产、传输、出售等各环节必须严格把关，用传统的方式往往会消耗大量的人力物力，但是设施农业的引入可以缓解这个问题。比如通过物联网技术监控动植物生长，监测动植物生长环境的各个指标，真正保证食品安全，实现绿色无公害。当前，传感器应用和比较广泛，但是随着发展很多农户存在完全自动化管理的要求。这对整个设施农业的发展可以起到很好的领导作用。同时要建设一批专业的技术队伍和技术品台，使企业之间、用户之间、企业用户间有一个良性沟通。 五、结语 物联网的应用可以使设施农业有一个大的飞跃。随着社会发展，人们对新的农业技术要求越来越迫切，同时也提出愈发多的高要求，加之国家对物联网的高度重视，使得物联网发展有着很好的发展前景。面对种种任务，我们才刚刚起步，前路漫漫，需要我们更加努力地进行探索研究。 作者：庞春辉 单位：辽宁机电职业技术学院 物联网技术论文:物联网技术电子商务论文 一、物联网与云计算 谷歌已许可用户在Google的云计算上运行大型并行式的应用程序，并公开其教授云计算程序。在国内，中国移动科学院已完成云计算中心的试验，阿里巴巴下属阿软件建立了国内首个“电子商务云计算中心”，世纪互联推出CloudEx产品线，提供个人及企业进行云备份的数据保障服务。由此可见，中国云计算的产业生态链的构建立正在进行中，云计算将得到飞速的发展，其在电子商务上的发展价值巨大。本文对分析云计算在B2C的发展及困难，通过解决方案来探讨云计算在电子商务中的发展方向。 二、基于云计算与物联网技术的B2C电子商务模式 由于云计算平台的物联网的电子商务运营体系，能够对海量的营销数据进行高性能的分析处理与优化，考虑当前的物联网技术处于初步发展阶段，在建立云计算平台的物联网的电子商务运营体系时，采用如下几个方面的经营模式。 1.在物联网的角度作为切入口，协同传感器生产厂商、通讯营运商，将企业自身的无线传输网络，通过传感节点的方式接入互联网。因此，想升级为电子商务模式的企业，可以将物联网系统架设在云计算的基础设施之上。从而实现运资源的虚拟化与动态分配。 2.可以将大型的B2C的企业作为发展的云平台发展的基础，将云平台的网络几点配置以及资源分配进行优化升级，从而达到B2C电子商务企业的高效应用。将大型的B2C企业进行联合，制定云平台的统一标准。 3.当云计算平台的物联网的电子商务运营体系建立完善时，随着B2C电子商务的业务量不断的增长，要努力提升云平台资源的共享服务以及高性能计算的能力。服务能力的提升是伴随云计算平台的物联网的电子商务良性发展的要素。随着B2C电子商务的规模越来越大，云计算平台的物联网的电子商务运营体系的优势就越明显，盈利效应就越好。 三、总结 本文介绍了云计算与物联网的概念及其应用，深入分析了云计算与物联网技术的商业模式，并且对云计算平台的物联网解决方案作了详尽的阐述与深入的探讨。为云计算和物联网技术的B2C电子商务领域的企业提供了有力的理论依据和一定的实践参考价值。 作者：周本海 单位：沈阳工程学院 物联网技术论文:物联网技术用于设施农业论文 1设施农业物联网技术发展趋势 21世纪是信息化科技飞速发展时期，我国农业正处于这个关键的时期，农业物联网的发展为推动传统产业改造升级提供了巨大的动力，随着互联网技术的成熟和普及，要想使“电脑上种地”的愿望可以实现，就必须加快网络信息化技术发展的步伐，为现代设施农业发展提供必要的基础。 1.1传感器种类繁多，功能相近，将向细化 其发功能的方向发展目前，应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的，并能够形成简单的系统，但是功能不完整，扩展性和升级能力相对较差，性价比不高，没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展，能否降低构建传感器网络的成本，降低传感器的功耗，延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时，发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位，引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术，提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。 1.2网络传输管理系统建设滞后，无线通信 技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台，设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段，价格昂贵，真正能够大面积推广的产品还很少。此外，如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大，且当节点失效时查询处理过程易被中断，无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用；同时，通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集，自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备，用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号，收集设施内生长环境数据进行分析，从而达到远程控制智能调节指定设备，为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。 1.3人才匮乏，技术不完善，应用推广范围较小 农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资，给予资金技术支持；需要国家加强农业物联网专门人才的培养，提高他们的创新能力以及应用能力；需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业，围绕这个平台和标准，开发相应的配套产品设备，不再投入大量精力开发基础的软硬件，可以节省人力、物力，增加设施农业物联网技术的产品种类，加快设施农业物联网综合技术的推广应用。 2结语 设施农业物联网技术作为多种学科技术的综合应用，融合了现代的传感技术、自动化、智能化通讯技术、计算机技术以及植物科学等多种技术，通过物联网技术的应用，把所有的技术联系在一起，从而达到对农作物生长进行精细化管理，有效降低农业成本，提高农业生产效率，加强环境保护，促进农业发展的信息化、标准化、智能化。 作者：李娅娜 单位：扬州商务高等职业学院 物联网技术论文:物联网技术资产管理系统设计论文 1物联网与FRID技术介绍 1.1物联网技术 物联网是一项新的技术，是一种物与物，物与人的连接，通过射频识别、红外感应、激光扫描、通信装置等信息传感设备，按照约定的协议，将物体与互联网相连，进行信息的交换与通信，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。 1.2FRID技术 射频识别（简称FRID）技术是一种利用射频信号通过交变磁场和电磁场实现非接触式信息传递并通过所传递的信息识别目的的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。通过与物联网技术相结合，能够实现企业资产的定位跟踪与信息的共享。FRID正不断向生产行业的各个方面渗透。FRID在煤炭行业的应用首先是人员定位系统、安全监测系统，然后扩大到资产、物流的各个环节，已显示其在煤炭行业的广阔的应用前景。 2系统需求分析 基于物联网的资产管理系统基本功能应满足公司公司资产的流程管理工作，具体包括资产的录入管理：即采购资产的信息录入、到货信息的补充录入、资产的验收确认、资产信息数据的写入、RFID芯片标签的制作、标签的粘贴与固定；同时实现资产的变动管理：包括资产的转移、维修修和报废管理；资产状态管理：主要是区域内资产分类、资产名称和数量等，而且某个大型设备上安装多个标签可反应一个资产信息，快速盘点资产；资产信息的查询汇总；统计分析报表等功能。要求能够对资产进行全生命周期管理工作，实时掌握设备使用的全过程，从而实现从设备的采购，运行，报废整个过程对资产进行科学合理的管理。是管理工作做到更加精细，精确。 3系统的整体架构设计 资产管理系统的整体架构是按照物联网三层架构的基础上进行设计的，具体包括感知层，网络层，和应用层，感知层采用RFID读写器和RFID标签组成，标签用于记录资产信息，读写器用于读取标签上的信息，实现物联网感知层原始数据的自动采集工作。网络层采用公司的各类可连接的网络连接读写器，在网络机房架设SQLServer2005数据库服务器和应用服务器，将读写器采集到的数据传输到服务器中来完成资产的全程跟踪，实现资产的动态信息化管理。应用层是用户和物联网的接口，是根据公司资产管理流程处理读写器采集到的数据，再将数据显示在用户桌面上，实现资产数据信息的查询、存储、统计与共享工作。 4资产管理系统设计方案 本系统包括资产编码设计、RFID系统设计和资产管理系统设计。 4.1资产编码设计 为了有效控制和管理公司的资产，准确区分公司各类型资产存放状况，将公司资产分为固定资产和其他资产两大类，为了做好编码资产的动态管理，本次资产编码采用RFID植入式芯片无线管理监控，并对编码资产实行门禁系统管理，将公司资产存放位置划分为生活区、工业区、井下、风井工业区四大区域。同时，为了规范资产管理，前期由资产管理部门对所管辖资产进行标签写入、核对及贴签。后期对新增的每一项资产均在验收通过时，写入资产管理系统并现场制做并贴签。 4.2RFID设计 4.2.1RFID标签设计 由于煤矿物资存放的场所不同，体积各异，且井下环境条件恶劣，在对公司物资设备情况进行具体分析后，确定使用超高频860～960MHz，存放公司物资电子标签设计时主要考虑以下内容： 1)防水、防油污、防撕 2)RFID芯片的粘贴或悬挂根据以上要求将RFID标签样式设计为室内标签和室外标签两种，室内标签采用超高频无源RFID标签银行卡大小，封装pvc8.5×5，室外标签采用超高频无源RFID标签，封装pcb，抗金属，规格95×35×10，带外壳，具体根据实际情况分为钢丝栓挂，带胶，带胶且螺丝固定3种类型。 4.2.2RFID读写器设计 RFID读写器是系统的核心设备，通常分为固定式和手持式两种，固定式读写器安装于公司资产存放位置的出入口，用于快速识别资产上绑定的标签出入，进行方便的对资产的管理，并提供报警功能。手持式读写器配合管理人员用于对公司固定资产进行盘点。管理人员拿着手持式读写设备在资产所在区域走一圈，该区域的资产将自动读入手持式读写器，再将读写器连接在互联网上将数据导入资产管理系统中，方便的实现固定资产的盘点工作。 4.3资产管理系统设计 4.3.1系统业务流程 根据公司资产管理的流程分析。管理人员登录到资产管理系统，根据流程图可以看出管理资产的动向和盘点的数据。 4.3.2业务功能设计 根据公司的实际需求，对公司的业务工作流进行分析，设计系统业务功能图。资产管理系统的功能包括资产的新增，领用、借用、处置、调拨等功能。 4.3.3系统开发及运行环境 在项目开发阶段，整个系统开发基于B/S的体系结构，数据统一存放在数据服务器上，采用基于微软的.NET平台VisualStudio2010进行编程，数据库采用SQLServer2005数据库，在客户端运行此系统端无需安装任何软件，通过浏览器就可以访问，在服务器端配置windowsServer2008+IIS（.netFrameWork3.5）即可。 5结束语 张家峁矿业公司基于物联网资产管理系统对未来煤矿行业大规模的物联网发展推广有积极的作用。物联网技术有望成为煤矿行业工业化和信息化融合的切入点。物联网技术的不断发展，使得公司技术创新形态发生着转变，以用户为中心，以人为本的创新形态正在不断的显现，实际应用下的用户体验也是煤矿行业的创新。但物联网的具体应用涉及到信息的采集，传输、处理、控制各个过程，还涉及到研发的各个环节，显然不是单个人后者单个部门能够处理的了的事情，需要在政府部门、企业技人员、和消费者的共同努力下，才可能形成一个良性的物联网发展环境。 作者：韩培强 单位：陕煤集团神木张家峁矿业有限公司

1对物联网技术的理解 物联网技术指运用信息传感设备和技术——如全球定位系统、射频识别技术、传感器和红外感应器等——来监测需要监控、连接、互动的物体或过程，进而促使人们对物品进行智能化识别、定位和管理。物联网技术，简单地说，就是以互联网技术为基础，通过信息传感系统将人们的生活和网络融合在一起，达到物物相连，进而使人们工作智能化和网络化，提高工作效率，同时也使资源达到共享，运用更加充分。 物联网系统主要涵盖内容有三方面——感知层、网络层、应用层。感知层就是物联网系统中的传感设备，主要包括智能卡、电子标签、GPS、识别码、摄像头等，通过传感系统来捕获、采集相关信息（如识别环境因子并监测分析），实现智能感知；网络层是物联网系统中的网络中心和通信信号，例如：智能控制中心和信息处理中心，其作用就是对感知层所采集的信息进行处理和判断，实现设备的智能化控制；应用层是物联网在各行各业中的实际应用，根据不同行业的不同的特征来实现智能化处理。 2环境监测中物联网技术应用的意义 环境监测是一项复杂的工作，需要较好的设备和监测技术，若设备和监测技术达不到要求，就会导致很多工作只停留在表面，检测出的数据有限、不准确。例如：传统的环境监测工作一般由人来做，实效性差，监测人员对某区域进行环境状况概括后，之后过很长时间才能再次重新监测，而如果突然出现意外状况，环境监测人员不能及时有效地进行信息搜集、判断和分析，出现环境问题，并持续恶化。物联网技术应用到环境监测中，能让我们及时获取难以监测、记录的信息，且信息数据更全面、准确，通过整理和分析这些数据信息，有助于环保部门及时发现存在的问题，并能及时做好预防和控制工作，促使环境监测的效率大大提高。 3环境监测中物联网技术应用存在的问题 3.1监测技术有待提高 物联网技术在环境监测中应用还处于初级阶段，需加强硬件和软件的建设。目前，环境监测传感器功能太少，可以监测的污染源范围小，监测的种类少，采集的信息和数据的准确性低。某些化学类传感器需要耗费大量资金来进口，且设备维护成本高。环境监测也需要网络技术来传递信息，但我国的网络技术应用还不成熟，技术性不高，限制实际传感功能。 3.2监测要素不全面 在生态系统监测中，应用物联网技术只监测简单的元素，而且监测系统的构成也不全面；物联网技术应用到海洋环境监测中，只是分析几项重点的污染物；大气监测中，只是研究空气中特定的污染物。环境监测要素不全面，不能形成全面的环境监测系统，环境监测能力有限。 3.3专业技术人员匮乏 环境监测技术人员有专业的技术能力，岗位上配备与岗位相对应的技术人员，这些都有助于提升环境监测工作实效性。目前，我国环境监测专业技术人员匮乏并且组成结构也不完善，需重新分配和优化工作人员。环境监测技术人员需具备专业的知识和技术，对突发的意外事故有良好的操作能力，能及时发现问题，解决问题。目前我国缺少专业化的环境监测人员，这严重阻碍了物联网技术在环境监测方面的健康发展。 3.4环境监测管理制度不完善 随着环境问题的不断出现，环境监测管理工作越来越受到人们的重视，但因为没有完善的环境监测管理制度，再加上监测技术和监测范围等因素的影响，不利于环境监测工作管理效率的提高，容易造成监测结果与实际情况有一定的偏差。缺乏有效的环境监测管理制度导致无法充分发挥整个物联网技术的作用，管理部门完善环境监测管理制度，有助于环境监测工作顺利开展。 4环境监测中物联网技术的应用策略 4.1加大技术研发的力度 物联网技术在环境监测中应用还不成熟，还需进一步加大技术研发和生产相关设备，相关部门应提供技术、资金等条件来支持物联网技术的研发。相关科技人员也应不断提高自己的专业技术水平和能力，进而完善与创新物联网技术，提高物联网技术的硬件和软件的质量，扩大监测内容，使其性能变得更好。提高物联网技术后，也降低其在环境监测中的使用成本，有利于物联网技术快捷高效地为环境监测服务。 4.2建立统一物联网信息共享平台 统一物联网信息共享平台使环境监测数据和信息达到共享，并能智能审核、分析和存储数据和信息，保证了物联网的环境监测质量，提高环境监测的有效性，确保物联网准确性和可靠性。 4.3培养环境监测人员的专业素质 要想培养一支专业技术和综合素质高的团队，相关部门可加大对技术员工的培训力度，可定期对技术人员进行相关技术专业培训，提高专业知识和实践操作能力。也可建立再教育机制，激发工作人员的培训热情。既要提高员工的专业能力，又要提升工作人员的责任感与使命感，进而提高员工的综合素质，这样才能高质量、快捷高效、顺利地完成环境监测工作。 4.4建立环境监测管理制度 国家相关部门要根据国际物联网各项技术标准和相关区域的实际情况，制定出符合中国环境的监测管理制度，为物联网技术在环境监测的应用中提供标准化的技术参考，这样就使不同区域的电子终端实现协调统一，保证监测数据的准确性。 总之，物联网技术在环境监测工作中的应用能提高环境监测效率和质量，保证采集的信息和数据更全面和准确，有利于后续工作的顺利开展。物联网还应不断完善，完善后的物联网才能更好地应用到环境监测中，保证环境监测工作顺利进行。

物联网技术在农业中的应用篇1 过去，我国多是采用人工管理模式进行农业生产建设和管理，这种生产模式不仅需耗费大量的人力、物力和时间，且难以取得良好的生产效果。随着我国现代化农业建设进程的不断加快，传统的农业生产模式已经无法满足现代农业生产和建设的要求，在这样的社会背景下，就需要农业建设和管理人员对传统农业生产模式进行改革升级，积极探索以物联网技术为主的现代化智能技术在农业生产建设中的应用，并大力开发农业现代化、信息化生产经营模式，才能不断提升农业生产建设质量和生产效率，从而才能实现智慧农业的目标要求。 1物联网技术与智慧农业的概念 1.1物联网技术 物联网技术指的是按照约定的协议，利用计算机技术、互联网技术及信息传感设备等将不同的物质与网络相连接，从而使不同的物体通过信息传播媒介进行信息通信和交换，以实现智能化识别、跟踪、定位、监管等功能的现代技术。在具体使用过程中，物联网结构体系可细分为三个层次，第一层为感知层，主要通过扫描识别相关物体，获取物体相关的数据信息，然后将数据信息传输至系统处理设备中；第二层为网络层，主要是对处理后的数据信息进行再传递；第三层为应用层，该层主要是借助于用户端接口和网络层对用户的需求进行全面把握，并根据用户需求对相应的数据信息进行处理和分析，从而使物联网技术产生的数据信息和实现的功能满足用户需求[1]。 1.2智慧农业 智慧农业指的是在传统农业的基础上融合计算机、移动设备等现代化设备及智能化科学技术，从而实现农业生产全过程的智能化控制，具体来说，就是将互联网技术、计算机技术、物联网技术、智能监测技术、无线通讯技术、3S技术等现代信息技术应用到农业生产实践中，以实现农业生产的精准化管理和农业生产全过程的信息化管理，如对农业生产数据信息进行远程可视化监测、诊断和控制，根据监测的农业生产数据信息制定科学的农业管理规划，远程监测农业病虫害灾害问题并自动预警等[2]。可以说，智慧农业的出现不仅改变了传统农业生产模式和促进了现代农业转型升级，同时也有效提高了农业生产整体发展水平。 2物联网技术在智慧农业中应用的重要意义 从上述概念可以看出，物联网技术仅是智慧农业中应用的现代化信息技术之一，但是，该项技术在智慧农业中的应用对促进我国农业发展却具有重大的意义，主要表现在以下两个方面：1）提高了农业生产管理水平，在农业生产过程中，利用无线智能传感器实时采集农业生产现场环境参数，然后，利用物联网技术中的智能物联网监控系统实时传送和处理所采集数据信息，不仅能帮助用户们制定科学的农业生产管理决策，还能为农作物生产和温室控制提供可靠的依据，从而能有效提高农业生产管理水平。2）推动农业走向信息化，将物联网技术应用于智慧农业中，在农业种植现场使用各种无线传感器、传输设备及无线基站等，不仅能促进农业管理人员采用自动化监测系统轻松、快速获取种植现场的各种信息，同时还能利用软硬件系统和手机客户端对农业种植现场可能出现的各种自然灾害进行监测及预警，从而能精准地进行现场管理，物联网技术的这种高度信息共享性、自动化特性，有效推动了农业走向信息化和智能化[3]。 3物联网技术在智慧农业中的应用 3.1在智慧农业统筹规划管理中的应用 合理地进行农业统筹规划管理是推动农业生产、管理、加工等工作顺利开展的前提条件，由于农业生产管理涉及的内容众多，因此，就需要借助于物联网技术广泛收集农业生产中的相关数据信息，并对这些数据信息进行处理，才能实现合理的农业统筹规划，例如，可应用物联网技术中的无线传感技术广泛采集与整合农产品相关长势、规模、植保、产量、品质等信息，利用物联网技术中的网络通讯技术、卫生遥感技术对各项农产品相关数据信息进行监测，并对相关信息进行分析和处理，利用物联网技术中的卫星遥感技术对农业生产经营中的关键数据信息进行定位和实时传递，不仅能促进农业统筹规划工作高效开展，还能降低管理人员的农业统筹规划管理难度。在智慧农业中，应用物联网技术进行农业统筹规划管理，首先需采用信息采集设备、无线或有线传感节点、传输系统及太阳能供电系统等监测植物生长环境动态变化及植物生长环境中的植物养分含量、土壤温度、土壤水分、空气湿度、空气温度、光照强度等参数，根据各项参数便可实现农业园区的自动施肥、喷药、灌溉、降温等，第二步则是应用农业园区视频监控实时监测弄作物生长情况，以便农户能根据农作物生产实时状态合理调整种养方案，物联网技术在智慧农业统筹规划管理中的应用见图1所示。 3.2在智慧农业生产中的应用 要达到智慧农业生产目标要求，就需要采用现代化信息技术实现农业生产中各项农作物生产信息及相关环境变化的智能化监测，将互联网技术应用于农业生产中便能达到这一要求，如利用物联网技术中的相关智能化技术设备和无线传感技术，不仅能快速采集和监测农作物生长土壤、养分、温度、空气、光照等数据信息，还能动态监测农作物生产环境的变化，从而能为农业生产和管理提供可靠的数据支撑。另外，借助于物联网技术中的智能物联网监控系统还能实现农业园区的农作物灌溉、施肥、松土等自动化生产运营和管理[4]。 3.3在智慧农业灌溉中的应用 农业灌溉是农业生产过程中十分重要的工作内容之一，科学合理的农业灌溉不仅能有效提高农产品生产质量和产量，同时还能节约农业水资源，从而为农户创造最大的经济效益。而要实现智慧农业灌溉，就可以利用物联网技术在不同类型的农田中配备不同功能的传感器，利用这些传感器全面收集农产品生长过程中的湿度、温度及光照等环境条件数据信息，根据这些数据信息分析和总结不同农产品不同时期的灌溉需求，在根据其灌溉需求制定合理的农业灌溉方案，另外，利用物联网技术还能实现农业灌溉的智能化控制和农田灌溉作业自动化，这样不仅能有效提高农业灌溉工作的效率、准确性和有效性，还能提升农作物生产质量。 3.4在智慧农业监管中的应用 农业监管主要包含了农业生态环境监管和农产品质量安全监管两个方面的内容，其中，做好农业生态环境监管是保障农产品生产质量、产量的前提条件，因此，其在农业生产管理中具有非常重要的作用。既往，多是依靠人工进行农业生态环境监管，不仅耗时、耗力，且难以达到良好的监管效果，随着物联网技术的出现及其在智慧农业中的应用，利用智能物联网监控系统不仅能快速、准确地采集不同农田的环境质量数据信息，同时还能自动化处理和分析采集的数据信息，从而能帮助农田管理人员合理评估农田的生态环境现状，进而有助于其制定出合理的农业生态环境治理方案或修复措施。在农产品质量安全监管中的应用则主要是指利用物联网技术可追溯查询农产品全供应链质量，如在农产品信息收集环节，管理人员可对农产品生产基地的编码板块进行划分，并配备相应的电子标签及条码，这样便能促进农作物除草、施肥、浇水等流程均有对应的记录信息，然后，在农作物加工至农产品的各个环节也配备相应的电子标签及编码，这样在农产品销售环节中，商家和消费者便可利用物联网技术对其追溯码进行查询，从而能明确农产品生长、加工、销售等全供应链质量，进而能有效保障农产品质量安全。 3.5在智慧农业病虫害防治中的应用 农业病虫害防治也是农业生产过程中较为重要的工作内容之一，农业病虫害防治质量的好坏对农作物产量、质量均会造成直接的影响，因此，就需要农业管理人员全面做好农业病虫害防治工作。既往，农业管理人员多是在农业病虫害发生后采取农药或其他病虫害防治技术对其进行处理，这种做法会显著降低农产品质量。随着物联网技术的出现，农业管理人员就可应用物联网技术进行智慧农业病虫害防治，如应用物联网技术全面收集农产品生产过程中潜在病虫害的各项数据信息，如病虫害发生时间、危害部位等，然后制定合理的农产品病虫害防治方案。另外，农业管理人员还可利用智能化技术对农作物进行自动化精准喷施农药或构建农产品农药喷施自动化装置，这样可有效减少农药的使用量和降低农作物中农药的残留量，从而能有效保障农产品质量的安全[5]。 3.6在智慧农产品销售中的应用 进行农业生产的最终目标不仅是人们提供充足的食物，同时还需进行农产品销售，从而为农业管理人员创造一定的经济收益。既往，农产品销售多是采用线下销售模式，这种销售模式的销量并不高。随着物联网技术的出现和在农产品销售中的应用，就可利用物联网技术收集农作物生长全过程中的所有数据信息，并将这些数据信息上传至电商平台中展示给消费者看，这样不仅能提高消费者对农产品的相关认知，还能促进农产品自身的质量和安全性提升，从而能为其赢得良好的市场口碑。另外，利用物联网技术还能实现农产品的网络化销售，这样能促进销售人员不受空间和时间限制进行农产品销售，从而能显著扩大农产品销售途径，进而能有效提升农产品销量。 4结束语 我国是农业大国，但是，在既往的农业生产和管理过程中，我国采用的多为传统人工生产和管理模式，这种模式并不利于解放农业生产力，且难以提升农业生产和管理效率。随着我国信息技术的发展，便随着信息技术也发展起来不少可应用于农业生产管理中的现代化信息技术，如互联网技术、计算机技术、物联网技术、智能监测技术、无线通讯技术、3S技术等，其中，以物联网技术在农业中的应用最为广泛，如在农业统筹规划中的应用、农业生产中的应用、农业灌溉中的应用、农业监管中的应用、农业病虫害防治中的应用及农产品销售中的应用，物联网技术在农业中的应用不仅有效提高了我国农业生产管理水平和促进我国农业走向信息化、智能化，同时也促进了传统农业模式向智慧农业模式转型发展，从而有效推动了我国农业生产模式改革升级。 作者:董明星 单位:西安交通工程学院 物联网技术在农业中的应用篇2 农业是中国非常重要的基础保障，是立国之本。随着信息技术在农业中的推广应用，中国农业正朝着现代化、自动化和智能化方向发展，发展智慧农业模式是中国未来农业发展的主要趋势。物联网技术是在第一、二次计算机和网络革命后诞生的新技术，是随着计算机技术和信息技术的发展而新兴的一种技术，为农业发展带来了新机遇，也为智慧农业的发展提供了信息化支持条件[1]。物联网技术具有较为突出的优势，动态数据信息分析和处理能力比较强大，能够进行智能化识别和追踪，因而在社会生产生活各领域的应用越来越广泛。智慧农业属于一种智能能源系统，其能利用智能技术手段促进农业生产变得更生态、环保和高效[2]。在智慧农业发展中，应用物联网技术，通过技术与生产之间的联动性，可为整个农业体系建构一个多维度的信息环境，提高信息传输速度，确保信息交流过程的有效性，提高农业生产效率，真正实现农业生产智能化、智慧化。 1物联网技术与智慧农业阐释 1.1物联网技术 物联网实质上来说，就是指“物物相连的互联网”，这种网络是以互联网、电子信息技术为基础而延伸拓展形成的网络体系，其建构起连接虚拟世界和现实世界的桥梁，同时还实现了人机交互。因为物联网的基础和核心是互联网，具有连通性和物物联接的特点，用户端可以扩展到任何物品，实现物品间的信息交换与通信。从技术支持角度看，传感技术与射频识别技术是物联网体系运行的主要技术[3]。利用传感技术可以定向对物联网内的物体实施信息传输，同时，也能够对物联网所覆盖的区域信息进行传输与处理。从系统架构方面看，物联网系统架构可分为三个层次，即可靠传递层、全面感知层和智能处理层，其中，全面感知层采集和处理物体实时信息时，主要是利用二维码、传感器和RFID等技术进行，可非常方便地进行操作；可靠传递层利用互联网技术、移动电信网络和无线传感网络等进行处理和信息再传訾婷，王士龙（山东省淄博市数字农业农村发展中心，山东淄博255000）递；智能处理层通过智能化控制来实现人机交互或人与人交互，最终能够较好地满足用户的需求。 1.2智慧农业 智慧农业是指利用计算机、移动设备等，对传统农业进行生产实践支撑，对农业生产过程进行智能化控制，实现农业生产全过程信息化管理的一种先进农业生产模式。智慧农业包含的内容非常丰富，涉及到生产、服务、交易与管理等方方面面的内容，每个环节的数据信息在农业生产中都是交互传播和共享的，获取信息非常便利快捷。智慧农业基于专业理论知识和智能化硬件设施设备，能够进行远程可视化监测和诊断，可以对农业生产的各方面信息进行监控和管理，实现农业生产的精准化、高效化管理，促进农业发展降本增效[4]。智慧农业具有非常显著的智能化特征，农业生产的自动化水平非常高，这极大地促进了农业生产的现代化发展，是农业转型升级发展的内在推动力，可进一步推动中国农业高效、高产、绿色、安全、优质地发展。依托物联网技术，可建构一个多维度的信息环境，为智慧农业稳健、持续发展提供良好的支撑。 2物联网技术在智慧农业中的应用策略 2.1物联网技术在农业生产中的应用 在智慧农业生产中充分应用物联网技术，能为农业发展奠定坚实的基础。其能对农业园区进行自动化管理和运营，利用无线传感技术动态监测相关环境变化情况，采集土壤、空气、温度、光照和养分等各项信息数据，并提供施肥、灌溉、松土等优化解决方案，从而为农业生产和管理提供可靠的数据支撑。例如，灌溉是农业生产的关键一环，对农作物的生长具有重要的作用。合理的农业灌溉不仅能够保证农作物的健康生长，还有助于节约和保护水资源。应用物联网技术控制和管理农业灌溉时，可把相关的传感器安装在田地中，利用传感器来对农作物生长所需要的温湿度、光照等外部环境条件进行监控。同时，还能结合农作物在各个生长阶段的需求，为其控制合理的水肥，自动进行灌溉操作，灌溉的效率与精准性也得到极大的优化提升，保证农产品品质，有效节约水资源，保护自然生态环境。 2.2物联网技术在农业监管领域中的应用 现代人们对物质生活质量和食品安全问题越来越重视，应用物联网技术对智慧农业进行监管，主要是对农业生态环境进行监管，保证农作物及农产品的生长状况、品质与安全性良好。农产品质量和安全受到环境的影响比较大，物联网技术可实现对农业生产过程的生态环境监测，分析评估农田生态环境情况，提供科学的环境改善方案。应用物联网技术，还能对土壤的养分、结构等信息进行采集、分析和监管，从而帮助农业种植者筛选适合土壤生长的相关作物品种。物联网技术还能对大气环境、水环境等因素进行检测，根据所得的参数和指标分析结果，可以及时发现有害物质，如微生物和重金属离子元素等，帮助人们及时做好改善和防护措施，确保农产品安全高效地生产。物联网技术还能采集和整合农产品相关长势、产量、品质、规模、植保等信息，提高农作物和农业生产管理的有效性。 2.3物联网技术在农业病虫害防治中的应用 病虫害的发生会极大地危及农作物的生长，做好病虫害防治工作，才能促进农作物丰产和农民增收。物联网技术中有定位系统，该系统能利用卫星遥感技术，来对农业生产关键数据信息进行精准监测，及时发现农作物病虫害问题，为相关部门开展农业病虫害防治提供参考。物联网技术能够根据监测的病虫害情况，自动进行农药喷施，而且是自动化地进行精准喷施，不仅能降低病虫害防治成本，还能减少农药用量，使农药利用率提高，降低农作物投入成本，并能降低农产品中农药的残留量。物联网技术还能统计分析农作物各生长时期的病虫害数据信息，帮助人们提前制定病虫害防控措施，实现智能化的病虫害防治。 2.4物联网技术在农产品销售中的应用 随着电子商务的快速发展，网络在线销售逐渐成为农产品销售的主要渠道。在农村地区，很多农产品的电商平台也逐渐建立起来，应用物联网技术可进一步拓展农产品营销渠道，构建产、供、销统一服务平台，为智慧农业发展拓展途径。物联网技术能够将农产品整个生产过程在电商平台上进行展示，确保农产品的质量与安全保证，能增强消费者的信任度，也有利于在市场上树立良好的形象。物联网技术运用于智慧农业中，还创建覆盖农产品生产、加工、运输、仓储、销售等不同环节的农产品安全溯源系统。同时，物联网技术还能充分满足消费者的农业生产监控和实景体验，增强购买欲望。 3结语 综上所述，现在各地都在探索智慧农业建设和发展问题，而物联网作为农业信息化、智慧化建设的重要载体，其在智慧农业中的广泛应用是必然趋势。各地在实践中需要进一步分析和把控智慧农业发展特征，应用物联网技术推动农业生产发展，实现农业生产高精度、智能化控制，最终推动农业生产更加高质、高效地发展。 作者:訾婷 王士龙 单位:山东省淄博市数字农业农村发展中心 物联网技术在农业中的应用篇3 随着社会的发展，信息技术被广泛应用于很多领域。为加快我国农业现代化发展步伐，实现农业智能化管理，应积极运用物联网等高新技术加快智慧农业建设，缩短我国与发达国家在这方面的差距。未来农业发展的主要趋势就是发展智慧农业模式，引入物联网技术可促使传统农业生产管理模式的转变，从而实现农业生产的智能化。 1智慧农业与物联网技术的概念 1.1智慧农业 智慧农业是指在传统农业中引入相关智能技术，借助计算机、移动设备等对农业生产过程进行智能化控制的一种先进的农业生产模式[1]。智慧农业涉及很多前沿信息技术，包括大数据、云计算、物联网、人工智能等技术，将这些技术融入到农业生产中实现对农业生产信息的自动化采集，并通过计算机处理后做出相应的智能化决策。 1.2物联网技术 物联网的定义目前尚无统一定论，从字面意思可知，它是“物物相连的互联网”。此处含义主要有两层：1）物联网的基础和核心是互联网，这是依托互联网而形成的一种新型网络；2）物联网的用户端可以扩展到任何物品，实现物品间的信息交换与通信。2005年，国际电信联盟（ITU）将物联网命名为“theInternetofThings”，并对物联网的定义进行了补充，它是指任何时间与任何场所，任何物体间的互联[2]。 2智慧农业物联网主要架构分析 2.1系统结构设计 智慧农业物联网系统主要包括智能监管设备、自动调控设备、信息采集器、智能网关等硬件设施。信息采集器搜集与环境有关的信息后处理成模拟信号，然后通过模数转换器将其处理为数字信号，再借助无线传输设施把信号转换为电磁波[3]。其中，无线传输设施采用了具有能耗小，建网活动空间大，可以多终端接入等优点的zigbee技术。智能网关负责对数据信息进行全面处理，将信号传输至监控中心，由监控中心对获取的信息进行分析与存储。与此同时，通过专家系统对采集信息进行智能判断，将调控指令发送给自动控制器，实现对现场设施的自动化控制。此外，现场图像信息可传输至监控中心，实现远程可视化监控。 2.2物联网感知层 RFID设备、传感器、视频监控设备是构成物联网感知层的主要构件，主要作用是收集数据信息。利用zigbee节点、CAN节点等由通讯模块将搜集的信息传输给物联网对应的智能网关，从而实现对现场数据信息的实时测验与采集。应用系统位于上层，所传达的指令可通过智能网关传输给继电器，实现对农业设备开关的调控，进而实现对农业生产环境的智能化调控。 2.3物联网网络层 网络层主要涉及WLAN、LAN、CDMA、4G等网络技术，能够即时准确地传输农田生产数据信息与控制指令。物联网网络层可以将感知到的相关农业生产数据高速、高安全、无障碍地传输至任何需要的地方，使数据在世界范围内实现长距离、大范围的通信。 2.4物联网应用层 应用层是面向终端用户的，属于智慧农业的最高层，可按用户的不同需求建立各自操作平台。物联网应用层中存在数个应用系统，可以对农业生产环境、过程、病虫害进行辨识。同时，物联网应用层可将物联网感知层获取的信息进行分析做出相应处理，从而完成对农业生产场地的自动化管理与调控[4]。此应用层的用途主要是实时采集农业生产、农产品流通等过程中的数据，并进行数据共享，让工作人员做出更合理的决策，提升资源利用效率与生产效率。同时，还能加强对产后流通、安全溯源、多渠道销售等相关环节的管控，从而推动农业朝着高效、高产、绿色、安全、优质的方向发展。 3智慧农业中物联网的主要应用 3.1应用于农业灌溉领域 灌溉属于农业生产的关键一环，灌溉是否合理关系到农作物能否正常生长，有利于节约水资源。在田地中安装不同类型的传感器，搜集作物生长中的温度、湿度、光照等环境因素，围绕农作物不同生长阶段的水肥需求给出有效的灌溉方案，之后利用物联网给出灌溉指令，自动完成灌溉操作。不仅极大提升了灌溉效率与精准性，利于农作物生长，而且提高了农产品品质，有效节约水资源。 3.2应用于农业监管领域 农业监管工作包括2个层面：1）加强对农业生态环境的监管；2）加强对农产品的品质与安全性监管。农业生态环境决定着农产品质量和安全[5]，利用物联网获取农田的主要环境质量数据，由系统进行分析后评估农田生态环境情况，然后给出科学合理的环境改善方案。 3.3应用于农业病虫害防治领域 病虫害是为害农作物生长的主要因素，加强病虫害防治管理是确保农作物丰产的主要措施。基于物联网技术可以实现自动化精准喷施农药，从而提升农药的利用率，减少农药用量，减轻农产品中农药的残留量，节省农药支出成本。借助物联网及时获取农作物各生长时期的病虫害数据，可以了解病虫害的发生时段、为害部位、药剂类型等，在此基础上制定科学的防治方案，再经物联网完成农药的自动喷施操作，实现智能化的病虫害防治。 3.4应用于农产品销售领域 当前，网络在线销售正成为农产品销售的主要渠道。利用物联网在电商平台上展示农产品整个生产过程，让消费者对农产品有更全面的认识，提高消费者对农产品质量与安全的信任度，从而增加购买意向，而且也能获得良好的口碑。因此，在智慧农业中运用物联网技术建立农产品安全溯源系统。对生产环节中的农产品或运输包装过程中农产品贴上RFID电子标签，同时，在运输、仓储、销售等不同环节及时更新数据信息，从而建立起农产品安全溯源系统。通过该系统可以对农产品从生产、加工、运输到销售整个环节的数据信息进行共享与透明化管理，从而实现对农产品全过程的可追溯性管理。 4推动物联网在智慧农业领域发展的建议 为更好地推动物联网技术与智慧农业的有机融合，实现我国农业产业的转型升级，提出下列建议。1）加大对农业信息化建设的补贴优惠。将与农业物联网有关的产品与设施纳入农机购置补贴范围，并出台相关鼓励措施，鼓励科研院校、科技涉农企业、电信运营商等社会力量积极参与，从而逐步形成以政府为主导，多方力量共同参与的局面。2）加大对农业无线传感网络技术及相关产品的研发与应用。加强农业物联网技术自主创新，重点对无线传感器网络农业应用技术加以研究，攻克相关技术难点，研发出更多适合我国农业产业发展的软件产品与农用智能终端产品等。3）加强顶层设计，做好农业物联网技术相关标准研究，组织专家团队参与农业物联网技术标准制定，掌握话语权。 5结语 将物联网技术融入农业领域符合智慧农业建设的需要，智慧农业作为我国现代农业发展的高级阶段，是我国农业实现现代化的主要目标。由于我国智慧农业发展比较迟，在推广与应用过程中面临着不少困难，但伴随着我国农业现代化建设的加快，智慧农业发展也必将提速。今后农业物联网的发展目标是实现农作物生产全过程的精准管理，水肥药的自动化控制、病虫害的智能监控与预警、农产品质量安全监管与追溯等。其中，应重点构建更为完善的农业生产模型，比如，病虫害预警模型、气候灾害预警模型、不同农作物生长模型等。同时，探寻云计算技术与农业生产发展深度融合的路径，重点研究农业物联网应用服务模式，建设从农业数据中心到手持移动终端设备的数据交换宽带，以农村“三网融合”为契机推动智慧农业的快速发展。总之，随着科技的进步与现代农业的发展，物联网在农业领域必将发挥出更大的作用，也必将成为打造智慧农业的主要基础。农业物联网属于一个新兴研究领域，需要相关学者、专家、农技人员的继续努力，根据农业生产特点与需要不断优化农业物联网技术，最终实现农业生产的高效率、高精度的智能化控制。 参考文献： [1]李志成,张沐诗.物联网在智慧农业中的应用[J].农村科学实验,2019,35(21):122,124. [2]张熙.物联网在智慧农业中的应用性研究[J].宝钢技术,2018,11(2):46-47. [3]王金翔,郑笔耕.物联网技术在智慧农业中的应用[J].科技风,2015,27(16):112-113. [4]夏波,刘志琴.浅析物联网在智慧农业的发展[J].通讯世界,2015,34(7):306-307. [5]文黎明,龙亚兰.物联网在农业上的应用[J].现代农业科技,2010,18(15):54. 作者:唐浩强 单位:甘肃省庆阳林业学校

汽车工业机电一体化研究:汽车工业机电一体化内涵特点研究 摘要：机电一体化有机地融合了现代计算机技术、机械工程技术、电力工程技术等相关技术和设施设备，对于现代工业生产管理控制的自动化起着非常重要的价值和作用。本文分析了机电一体化的内涵特点，并以汽车工业为例探讨了汽车产品中机电一体化的解决方案。 关键词：机电一体化；内涵；汽车工业；应用 一、机电一体化的内涵 机电一体化综合集成了电子工程和机械工程技术，实现了面向任务的机电一体化功能，它可以有效地协助技术设计人员对某项生产管理项目进行特定的技术开发和设计。机电一体化的方法论包括信息控制理论和工程系统理论，而一体化是机电一体化的核心思想。 二、机电一体化的特点 1.安全性高 机电一体化系统可以提供包括警报、监控、诊断、保护在内的一体化自动服务，在工作过程中当发生相关故障时可以自动采取保护办法，诸如当工作电压过高或过低时，会自动停止工作或发出警报提醒操作人员采取措施，最大程度上保障相关设备和操作人员的安全，保障财产设备等不受损害。 2.生产能力强 机电一体化产品系统的信息处理与控制一般都是自动化的，具有较高灵敏的检测控制能力，在计算机控制系统的作用下可以更为精确地确保机械设备装置完成所设计的动作，从而更好地保证产品的质量。更为重要的是，机电一体化产品系统自动化的控制和操作，极大地提高了产品的生产效率，降低了单位产品的成本。 3.适用范围广 机电一体化产品系统强大的技术综合能力使之已经超越了单一产品功能的范畴，再加上其自身较高的自动化水平，可以满足客户更为复杂的需求，提供个性化解决方案。机电一体化产品较高的智能化、自我保护性、自动监控性、可扩展性使之可以应用于不同的环境和场合。 三、汽车工业领域机电一体化的应用 1.自动变速器系统 汽车自动变速器的主要作用是降低汽车行驶过程中的功率损耗，提升汽车动力系统的有效功率，通过增加变速档数实现汽车的舒适安全行驶。汽车行驶过程中，发动机的实时运行状态需要借助传感系统进行测量，测量的数据信息通过电子监控设备进行处理，并且具有换挡信息程序、开关程序以及开关关闭程序，根据汽车最优行驶的条件要求来选择相应的电子监控装置。如汽车发动机启动后，相关的警示灯关闭，说明系统功能正常；如果警示灯未关闭，那么这时的自动变速器就处于非电控状态，但其仍然可以正常工作，只是相关的优化性能不再生效。 2.制动系统 起初的汽车一般在后轮安装制动设备，随着汽车行驶速度的不断提升，单纯在后轮安装制动设备已经无法有效提供充足的制动动力，促使了汽车前轮也需要安装相应的制动设备。当汽车制动设备工作时，汽车的动态轴负荷就会转移、前轮的载重量就会增加、后轮载重量降低，但后轮发生抱死时更容易使汽车失去方向控制能力，于是汽车防抱死制动设备就产生了。汽车防抱死制动设备的主要功能就是可以感知制动发生时每个车轮的瞬间运动方向，并且根据相关情况调节制动设备的动力钜大小，防止抱死现象的发生。ABS防抱死系统就是比较著名的电子监控技术，提升了汽车行驶的安全性。 3.计算机控制发电机系统 计算机微处理器或者集成电路用以控制发电机单元，利用传感器负责接收电压信号，并获得发动机的脉冲数据，传送到发动机电控单元中。信号模拟器通过数字模型输出数字信号，以这些信息为基础发电机控制单元对点火时间、燃料空气比例、循环排气效率进行优化计算，并将计算结果作为控制点火设备和燃料阀开关大小的参数，从而控制燃料与空气的适当比例。在燃料空气比增加时，会使得点火困难；当燃料空气比降低时由于氧气缺乏，造成燃料燃烧不充分，排放的气体中一氧化碳的含量会增加。 4.激光测距雷达系统 在汽车前面部位安装测距激光雷达，当激光光束遇到障碍物后就会散射，当散射信号被捕捉到，测出车辆与障碍物之间的距离，使用计算机系统对障碍物方位信息进行持续的动态测量和跟踪，就能够准确判断障碍物是否在运动，并计算出其运动速度和车间距离，根据运行轨迹判断其是否能够与车辆发生碰撞，从而提醒车辆驾驶员调整车辆运行速度、方向。当出现危险情况时，系统会发出警报信息。 四、总结 机电一体化融合了众多技术、跨越了多个领域，它是一种集成产品，特别是现代计算机系统为机电一体化的实现带来了真正的飞跃和突破，成为工业生成自动化控制中的一项重要技术。它有效地提升了汽车产品的质量和驾乘舒适度，随着机电一体化解决方案智能化和汽车工业的发展，两者的融合深度将会进一步增强。 作者：严俊杰 单位：鄂州职业大学机械工程学院 汽车工业机电一体化研究:机电一体化在汽车工业中的应用 摘 要：本文探讨了机电一体化新技术、新产品在现代汽车和汽车制造厂中的应用，并特别介绍了传感器及微特电机在现代汽车中的应用。 关键词：机电一体化；汽车；电机；传感器 1 机电一体化在现代汽车中的运用 由于大型汽车，先进豪华型的轿车均已开始装备各类机电一体化产品，由于车载机电一体化装备和电子控制装置的增加，现代汽车在性能、安全、质量及豪华舒适等方面将日趋完善。 1.温度监控 车身内冷热水温度自动空调，通风量自动控制，热密封控制，发动机冷却水，油量控制，传动系统润滑油温度控制，结冰警告系统，进气管预加热，自动控制管。 2.汽车电动机及其控制 中央锁上机构自动动作，风窗刮水器遇雨自动开启，可伸缩的前照灯自动开启与关闭，驾驶座椅用电动按钮无级调整位置等。 3.加热监控 汽车燃料自动加热，控制开关并有液晶数字显示。 4.液位检测 车轴位、发动机油、制动液、燃料、水的液位数字自动显示。 5.设备保护 与电源或信号线路相连的各种装置的保护。 6.汽车点火装置方面的应用 传统的有触点点火装置在欧美、日本等发达国家早已淘汰。国外研制生产的机电一体化汽车无触点火装置现在已经普及，传统的有触点点火装置在国内已经受到严重冲击，现已基本淘汰。更高档的轿车上还开始装备有电子控制自动变速器，电子控制化油器，自动催化转换器等机电一体化新产品。 2 C电一体化在汽车制造厂的应用新意义 当今汽车产品市场的激烈竞争，实质上就是汽车制造厂家自动化生产发展的直接动因，因此面向市场的生产自动化的目的，不仅仅在于节省大量的劳动力和改善人们的劳动条件，更主要的目的是在于提高汽车制造业的竞争能力，即提高对市场变化的响应速度，包括提高生产效率优化控制过程，提高产品质量和保持产品质量的一致性和降低产品的成本，缩短制造周期，加速产品的更新换供，从而使现代化的高质量、优性能、多品种、低成本的汽车源源不断地生产出来，并牢牢地占领市场。 而机电一体化技术在现代汽车工业中对实现全自动化控制、大规模、高质量生产等方面均起着关键的作用，随着机电一体化技术的发展和应用现代汽车制造技术水平必将发展到一个新的阶段。 长期以来，汽车生产基本上停留在靠通风机床和工人技术的工艺水平上，其结果是生产周期长成本高，质量不易稳定，而到八十年代中期充分运用机电一体化技术制造的各类数控机床得到了迅猛发展，数控机床的出现圆满地解决了高生产效率和高度灵活性的矛盾，所以它迅速成了工厂生产自动化的热点，数控机床比普通机床有着不可比拟的优点。用数控机床TNT，可以获得更高的精度和稳定的质量，因为它是根据规定程序自动加工的，没有人为的干扰因素，而可以利用软件进行精度校正，所以可以获得比机床精度更高的加工精度和重复精度；数控机床具有高生产率与普通机床相比，可以提高2～3倍，某种条件下甚至可以提高十几至几十倍；数控机床可以适用不同品种及尺寸规格零件的自动加工，一般借助普通夹具，只要更换一条程序纸带即可改变工件的品种，因此，可以大大缩短生产周期，几乎不需要专用工装；一机多用，数控机床，特别是可自动换刀的数控机床，在一次装卡条件下，几乎可完成工件全部需要加工部件的，因此一台这样的数控机床可替代5～7台普通机床；数控机床可实现普通机床难以实现的复杂形面加工优势。因此，目前世界上各工业发达国家均把发展数控机床作为实现机械工业技术革新的战略重点。 3 传感器在汽车中的应用 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息，并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统达到高水平的保证，如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理，控制决策功能就无法谈及和实现。现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。根据传感器的作用，可以分类为测量温度、压力、流量、位置，气体浓度、速度、光亮度、干温度、距离等功能的传感器，它们各司其职，一旦某个传感器失灵，对应的装置工作就会不正常，甚至不工作，因此，传感器在汽车上的作用是很重要的。 4 微特电机在汽车中的应用 除了汽车发电机、起动机外，随着汽车向着舒适化、人性化的要求发展，应用了大量不同规格的永磁直流电动机。如散热风扇、洗涤器、雨刮器、玻璃升降器、汽车空调器、燃油泵、后视镜、电动天窗、电动座椅、门窗、音响产品等配套产品，在发动机底盘的阀门，节气门和速度表中也应用了永磁步进电机，在电动助力转向系统（EPS）中还应用了旋转变压器和无刷力矩电动机，随着汽车部件的电动化，自动化程度不断提高和对汽车微特电机的噪音、电磁兼容、效率的高要求，将采用永磁无刷直流电动机替代有刷的永磁直流电动机。 随着汽车技术的不断发展，特别是汽车电子系统的广泛应用，电动化驱动系统逐步替代传统的机械系统，在各种档次的汽车中大量采用各种不同类型和规格的微特电机。微特电机全称微型特种电机，简称微电机，是指直径小于160mm或额定功率小于750W或具有特殊性能、特殊用途的电机。微特电机常用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。汽车微特电机以年递增高10%的需求量增长，高级型轿车需40～50台，豪华轿车多达70～80台，汽车尤其是轿车已成为微特电机的一大应用领域。 为了适用汽车有限的空间和移动的环境，要求汽车用微特电机具有一系列的特点：1.低电压大电流 汽车上的电源由发动机驱动交流发电机后向蓄电池充电获得，电压一般为直流14V，所以汽车微特电机大部分是低电压的直流电动机，其工作电流都较大。 2.工作电压波动大 汽车上使用了种类繁多的电器和电子系统，都由蓄电池供电，而在不同时间内蓄电池供电的电压变化范围大，所以要求电机在电源电压8～16V范围内也能正常地工作。 3.环境条件苛刻 汽车微特电机与工业用，家用电器用和微特电机相比较，环境条件更为苛刻，应满足耐、耐冲击振动、防水、防腐蚀等要求，能在环境-40℃～+80℃下正常工作，例如在四轮操纵系统中使用的混合式步进电动机，由于安装在汽车底盘上，所以要求耐振动6g，耐冲击150g，并在结构上采取防水和通风的措施。 4.“三防”及防尘性能好 汽车作为一种交通工具，要求电机具有良好的防潮，防霜，防盐雾及防尘的性能，有消除无线电干扰的措施。直流电动机因换向器和电刷摩擦产生的火花会造成元线电干扰，所以采取消除干扰的措施，如接入滤波电容器。 5.效率高、功率重量比大 随着耗电量的增加，发动机的负载也增加了，从而使耗电量上升，当耗电量增加10W时，汽车的耗油成本增加0.3%～0.6%，为了节约耗油量，就要求汽车微特电机效率高，功率重量比大。 汽车微特电机的这些应用特点，要求在设计、工艺、材料、生产技术和装备等方面更为先进。 综上所述，机电一体化新技术、新产品在现代汽车和汽车制造厂中得到了广泛应用，对汽车工业的发展十分重要。 汽车工业机电一体化研究:汽车工业领域机电一体化的应用 一、汽车工业领域机电一体化的应用 1.自动变速器系统 汽车自动变速器的主要作用是降低汽车行驶过程中的功率损耗，提升汽车动力系统的有效功率，通过增加变速档数实现汽车的舒适安全行驶。汽车行驶过程中，发动机的实时运行状态需要借助传感系统进行测量，测量的数据信息通过电子监控设备进行处理，并且具有换挡信息程序、开关程序以及开关关闭程序，根据汽车最优行驶的条件要求来选择相应的电子监控装置。如汽车发动机启动后，相关的警示灯关闭，说明系统功能正常；如果警示灯未关闭，那么这时的自动变速器就处于非电控状态，但其仍然可以正常工作，只是相关的优化性能不再生效。 2.制动系统 起初的汽车一般在后轮安装制动设备，随着汽车行驶速度的不断提升，单纯在后轮安装制动设备已经无法有效提供充足的制动动力，促使了汽车前轮也需要安装相应的制动设备。当汽车制动设备工作时，汽车的动态轴负荷就会转移、前轮的载重量就会增加、后轮载重量降低，但后轮发生抱死时更容易使汽车失去方向控制能力，于是汽车防抱死制动设备就产生了。汽车防抱死制动设备的主要功能就是可以感知制动发生时每个车轮的瞬间运动方向，并且根据相关情况调节制动设备的动力钜大小，防止抱死现象的发生。ABS防抱死系统就是比较著名的电子监控技术，提升了汽车行驶的安全性。 3.计算机控制发电机系统 计算机微处理器或者集成电路用以控制发电机单元，利用传感器负责接收电压信号，并获得发动机的脉冲数据，传送到发动机电控单元中。信号模拟器通过数字模型输出数字信号，以这些信息为基础发电机控制单元对点火时间、燃料空气比例、循环排气效率进行优化计算，并将计算结果作为控制点火设备和燃料阀开关大小的参数，从而控制燃料与空气的适当比例。在燃料空气比增加时，会使得点火困难；当燃料空气比降低时由于氧气缺乏，造成燃料燃烧不充分，排放的气体中一氧化碳的含量会增加。 4.激光测距雷达系统 在汽车前面部位安装测距激光雷达，当激光光束遇到障碍物后就会散射，当散射信号被捕捉到，测出车辆与障碍物之间的距离，使用计算机系统对障碍物方位信息进行持续的动态测量和跟踪，就能够准确判断障碍物是否在运动，并计算出其运动速度和车间距离，根据运行轨迹判断其是否能够与车辆发生碰撞，从而提醒车辆驾驶员调整车辆运行速度、方向。当出现危险情况时，系统会发出警报信息。 二、总结 机电一体化融合了众多技术、跨越了多个领域，它是一种集成产品，特别是现代计算机系统为机电一体化的实现带来了真正的飞跃和突破，成为工业生成自动化控制中的一项重要技术。它有效地提升了汽车产品的质量和驾乘舒适度，随着机电一体化解决方案智能化和汽车工业的发展，两者的融合深度将会进一步增强。 作者：严俊杰 单位：鄂州职业大学机械工程学院

1采煤机概述 我国从20世纪开始引进到成功研制出第一台深截式采煤机仅仅用了2年的时间。目前，在矿山采掘工作中，采煤机是成套设备中成功应用综合机械自动化技术的产品之一。随着自动化技术在煤矿安全生产应用中快速发展，其在采煤机中的应用主要在以下三个方面发挥了重要作用。 1）使煤矿安全生产效率及质量得到了重大的突破和提高。首先，新时代下从环保、高效、安全生产角度，自动化技术在采煤机中的应用都满足了煤炭开采的需求。其次，自动化技术能够对采煤机的重要数据信息自动进行检测、处理，以经过采煤机的这些检测和处理的数据为基础，自动采煤机还可以自动采取有效的控制方案，使得各个采煤机械设备能够运行在最佳状态，实现了智能化的控制。再次，常常可以避免设备故障，减少了采煤机设备的维修时间，使其在较短的时间内进入到工作中，有效提高了采煤机的工作效率。最后，从环保角度看，可以节能减排，提高了煤炭开采的质量。 2）提高煤矿安全生产的安全性。煤炭开采是一项高危且复杂的工程，它需要人们长期处于非常复杂、非常恶劣的矿井工作环境当中，所以，采煤机具备较高的稳定性和安全性是煤矿安全生产的首要条件，自动化技术在采煤机中的应用正好弥补了人工开采所不可取代的需求。从可靠性方面看，在设备硬件系统中（如：液压元件、压力传感器、流量传感等），自动化技术的应用可以使采煤机硬件系统的可靠性在很大程度上得到提高。从安全性方面看，为了让采煤机的每一个设备及系统能安全运行，可以在采煤机软件系统中设置不同类型故障诊断、监控程序、计算机信息处理、显示功能等自动化系统，让这些自动化系统自动进行诊断，实时进行监测、监控，进一步提高煤矿安全生产的安全性。 3）自动化技术在采煤机中的应用不仅可以节省大量的人工劳动力，为煤矿安全生产企业节约大量的劳动成本，还能对矿井工作人员的生命财产安全起到保障的作用。 2采煤机自动检测改造思路及具体措施 目前，自动化技术在整个煤矿安全生产中的很多领域都得到了很好的应用，如采煤机的矿井提升机系统、液压牵引系统、自动检测系统等。采煤机是煤炭开采过程中装煤、落煤最重要的一种采掘机械设备，因此，在运行过程中，采煤机自身的正常运行状况直接关系到整个煤矿生产的效率。怎样高效地找到故障发生点并排除故障是本文重点探讨的问题。以液压牵引采煤机为例，对采煤机的自动检测改造，主要是对计算机信息处理技术、传感器、液压牵引系统进行相应的改造。 2.1牵引主回路 牵引主回路是一个封闭式系统，也是液压牵引采煤机重要的组成部分，它包含了定量双向马达和变量双向泵两个部分。合理地调整液压马达的转向及转速，即合理地调整主油泵的排油方向及流量，达到改变牵引方向和牵引速度的目的，主油泵性能的好坏直接影响整个系统的性能，所以主油泵的选择至关重要。 2.2传感器的安装 在油马达对应位置处安装流量传感器和流量、压力传感器，将液压系统的流量、压力、温度、扭矩和转数等变为电信号，输入计算机处理，并输出到显示器显示。为了方便维修人员查询，液压系统的参数可以设置保存一定的时间，当系统出现故障时，工作人员可以通过系统查询功能准确判断相关设备的故障情况。为了具体了解工作介质的温度变化情况，可以在主油管路上装设一个温度传感器，再在适当位置处安装压力传感器，可以掌握主油路压力的实际情况。 2.3改造措施 主泵在工作时其主回路可伴随泄漏情况，即液压元件存在泄漏的风险，且由于主泵自身工作原理及结构上的缺陷使系统散热性较差，液压油温度也会随着升高，因此，可以在液压系统中设置补油和热交换回路。在采煤机运行过程中，主要元件辅助泵从油箱经精滤油器吸入适量的冷油，排出的压力油经精滤油器、单向阀自动进入到主油路的低压侧，达到补偿回路泄漏的目的。与此同时，油马达所排出的一些热油在经过梭形阀、背压阀及单向阀回油箱之后，再经过冷却器，又流回到油箱，热油便得到冷却。再在辅助泵出口处安接一个压力传感器，通过压力传感器的电信号将装辅助泵的压力传输给计算机，便可准确检测到液压系统低压和辅助泵工作的情况。为了让辅助泵能正常运行，安装上的压力传感器的最低压力值可根据采煤机的不同设定为辅助泵的最低压力值，工作人员可根据显示结果来判断辅助泵和低压系统的正常运行状况。此时，采煤机的自动检测改造技术已基本可以实现。例如充分利用各种传感器将采集到的数据信息（采煤机液压马达的转动方向、转动速度及排水量等）信号转化为电信号传输到计算机系统中，计算机系统经过自动化处理技术，完成采煤机的自动检测。此计算机处理系统具有防止故障恶化的中断功能，能够在采煤机运行出现危险信号时立即采取适当的处理方案；具有实时监测监控、显示功能，对传感器传输过来的信号进行实时跟踪保存等多种功能。改造后的采煤机自动检测满足煤矿开采各方面的要求，提高了煤矿生产的效率。 3我国采煤机的发展现状及前景 目前，与国外采煤机技术相比，不管在理论研究上还是技术实践上，我国都还有很大的完善空间，所以在煤矿生产方面，我国采煤机在很多方面具有很大的发展前景。 1）在采煤机的应用中，系统的可靠性将会不断完善。第一，液压牵引系统各方面性能应不断完善。如主回路泄漏情况、低压稳定性、散热性、防潮性等。第二，提高采煤机各零部件的可靠性、稳定性，延长设备的使用寿命，定期维护保养，使其质量得到提升。如主油泵、马达、传感器等。第三，不断提高采煤效率，并减少采煤的各种成本，特别是人工劳动成本。 2）对采煤机的计算机处理系统进行升级，如数据信息实时传输、设备运行情况的监测监控、远程监控等方面都有待更深层次的探讨研究。让采煤机在煤矿井下的应用达到更安全、更可靠的效果，真正实现采煤工作“高产、高效、环保”的特点。 3）煤炭开采设备正朝着“综合化、微型化、自动化、智能力”的方向发展。未来的采煤机由于零部件少，自身轻巧、灵便、智能，操作会更灵活，可以更好地适应各种复杂的煤层地质条件、恶劣的开采环境及立井、横井的地理特性等。除此之外，随着自动化、智能化技术的迅速发展，在煤矿开采中也会逐渐应用无人开采技术、记忆割煤技术等。 4结语 对煤矿开采来说，在自动化技术的应用中，对采煤机的自动检测技术进行切实有效的改造越来越重要。由于液压牵引采煤机的液压牵引系统采用了传感器、计算机、显示器等一体化的信息处理技术，使采煤机具有更好、更直接的故障诊断及警报功能，不仅大大提高了工作效率，缩短设备故障查找时间，增加了采煤机生产工作时间，还能使采煤机处于更好、更稳定、更安全的正常运行状态中。未来，我国的煤矿安全生产企业要实现“高效、高产、环保”的美好发展前景指日可待。

智能农业论文:山东农业大学图书馆RFID智能管理系统实施的基础 摘 要：文章通过分析山东农业大学图书馆实施RFID智能管理系统，介绍了图书馆RFID智能管理系统的原理和特点，根据山东农业大学图书馆的实际情况对老旧图书馆馆舍进行改造，以适应图书馆RFID智能管理系统要求，调整整个图书馆馆藏结构，以及与图书馆RFID智能管理系统相匹配的芯片加工和转换数据等一系列基础工作，深刻解读了图书馆实施RFID技术所需的图书馆基础支持。 关键词：山东农业大学图书馆 RFID技术 应用基础 目前国内在图书馆管理系统中普遍采用的是“安全磁条+条形码”的技术手段，以安全磁条作为图书的安全保障，以条形码作为图书的身份证，虽然解决了图书管理中的些许问题，但是图书顺架、排架困难，读者查找图书以及馆员清点馆藏数量繁琐耗时，图书馆管理自动化程度低，缺乏人性化，而且磁条容易消磁、老化，防盗效果差，安全系数低等一系列问题需要解决；同时图书馆管理人员强烈意识到在新的形势下，需要大幅度提高图书馆管理的信息化程度，现代图书馆需要做到图书自动盘点、自助借还，图书区域定位、自动分拣以适应图书馆当前发展的需要。因此，2012年山东农业大学图书馆成功实施了RFID智能管理系统，围绕RFID项目的实施图书馆开展了许多基础性的工作。 1 图书馆RFID智能管理系统的原理与特点 RFID是一种利用射频通信实现的非接触式识别技术，即无线射频识别，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。它利用先进的RFID技术，将门禁、校园卡、图书标签、标签转换装置、自助借还机、移动盘点平台和馆员工作站系统软件融合为一体，实现了迄今最便捷的图书管理自助功能。它具有以下特点。 （1）简化读者借还书手续，缩短了图书流通周期，提高图书借阅率，提升图书馆服务水平，充分发挥图书馆公共服务职能。 （2）利用移动盘点平台为图书馆提供全新盘点模式，降低管理人员的劳动强度，大幅提高图书盘点及错架图书整理效率。 （3）图书定位使读者方便快捷查找错架图书，挖掘出潜在图书资源，提高图书资料利用率。 （4）安全门禁系统支持离线与在线工作模式，未借出图书通过门禁时，系统会自动发出声光报警，防止图书被带出图书馆，防盗技术更强，系统更安全、可靠。（如表1所示） 2 图书馆实施RFID智能管理系统的基础保障 随着图书馆长期的文献积累，无限增长的馆藏文献和有限的图书馆馆舍面积成为制约图书馆发展的尖锐矛盾；同时也无法适应RFID图书馆管理系统要求的一门式管理模式。图书馆首先对原有图书馆馆舍进行了大规模地改造工程，图书馆的原有建筑是框架结构，大开间、大跨度，改造工程只需要将原来各个独立书库、阅览室的隔墙打开，将其合并形成开放式的借阅。 2.1 图书馆馆舍的改造与利用 由于农大图书馆是20世纪90年代建成的老式图书馆，随着学校大规模的扩招在校学生数量猛增，教师队伍也随之发展壮大，图书馆读者群数量同时随之增多，而图书馆馆舍面积维持在原有的基础上没有大的改观，使得图书馆借阅环境和阅览空间紧张，同时对门厅进行改造，安装了RFID项目的安全门禁系统及电子大屏幕，充分利用图书馆有限的馆舍面积，提升了图书馆的整体形象，同时改善了图书馆愉悦的学习环境、温馨的文化氛围和浓厚的人文气息，为RFID项目的实施提供基础。 2.2 图书馆文献资源结构的调整 2.2.1 首先对改造后的图书馆馆藏文献进行馆藏结构调整 图书馆馆员对各个时代的文献资源进行甄别，部分脱离时展的旧观念、旧知识、旧技术以及部分老化、破损、低借阅率的图书文献进行剔旧处理。调整初期遵循图书馆文献剔旧工作的原则和规律，从该馆整体馆藏文献的针对性、完整性、系统性、未来发展等方面综合考虑，本着藏以致用，高效服务，发挥馆藏功能，满足读者需求的原则，以及保持该馆馆藏文献体系的完整性、科学性，馆藏的专业性与任务相一致的原则，对原有馆藏文献保留了各个时期具有经典性、代表性的著作，摒弃过时、陈旧的内容和学术观点，增强藏书活力和利用率，节约藏书空间，保证馆藏文献有效地反映最新知识和科技成果。 农大图书馆是学校教学、科研的信息服务中心，具有符合学校教学、科研发展的馆藏文献特色。在长期的图书馆馆藏文献建设中，突出与学校专业发展相适应的馆藏文献的收藏；有超前服务的藏书思想，对于一些与学校专业设置相关的领域以及专业拓展的书籍，图书馆馆员要有能力做出判断，在藏书剔旧过程中，对于非专业性图书的剔除从宽处置，一般普及性图书及发展较快的应用科学图书，保存期可以短些，而对于专业性图书的剔除要从严处置，避免造成文献的流失。并在工作过程中按照该馆文献剔旧工作统一的标准执行，如，内容陈旧，不宜久藏的图书；复本量过多，长期压架无人利用的图书；破损的、质量低劣的图书；专业不对口的图书，图书馆馆员根据该馆读者需求、馆藏特色对部分图书进行剔旧，同时设置密集书库。对尚有一定参考、利用价值的书刊，做下架处理，移至密集书库，并在自动化系统中，标明此书在密集库，以供少数读者查阅。这样既保留了馆藏资源，又使得馆藏资源不流失。优化了馆藏结构。 2.2.2 对剔旧后的图书文献资源进行数据结构调整，以适应图书馆RFID技术的应用 对于原有图书馆馆藏结构进行了全面调整，按照图书馆RFID智能管理系统的要求，图书馆将实行开放式、一门式服务，根据改造后图书馆馆舍的实际情况，对原图书馆各书库、阅览室的图书、期刊文献资源进行调整、合并，按照大类分别放置，保存了原有工具书库，将其与过期期刊合并存放成为综合借阅室，而现刊则根据图书按照大类归属于各个书库，形成了以第一和第二自然科学借阅室，以及第一和第二社会科学借阅室和综合借阅室为基础的开放式服务模式，满足了图书馆RFID智能管理系统借阅模式的需求。 山东农业大学选用的是远望谷集团公司的图书馆RFID智能管理系统，必须通过标签转换系统将RFID唯一识别信息与图书唯一条形码信息实施绑定，并将RFID技术与现有图书馆管理系统（ILAS）挂接，实现对图书、读者详细信息的访问，从而将RFID技术集成到现有图书馆管理（ILAS）系统中，实现与现有图书管理软件（ILAS）的无缝链接。因此，图书馆需将调整合并后的图书馆文献资源进行加工、整理，对缺失书标的图书补贴书标，有利于顺架工作的开展，将完成调整的图书由原来的馆藏地点转换到新的馆藏地点，即转馆藏，对每一本图示进行夹芯片（RFID电子标签）工作，并通过标签转换装置将数据信息转换到芯片（RFID电子标签）上，就是转数据，这些工作的顺利完成使图书馆原有的条形码借阅模式改为图书芯片借阅模式，为RFID技术在图书馆的应用提供了基础保障。 3 图书馆实施RFID智能管理系统的体会 山东农业大学校本部图书馆实施RFID图书馆智能管理系统，安装声光报警系统以及视频监控系统，极大地提高了图书馆的安防能力，改变了借阅模式和管理模式，由独立分散管理变为开放式统一管理，由各独立个库室变为藏借阅合一的借阅模式，增加阅览桌椅，增加馆藏面积，优化馆藏结构，提高馆藏质量，增强读者的自由度，实现了图书精确定位，便于读者快速查找，自助借还模式方便读者借阅，提高馆员服务水平。为便于整个图书馆的统一管理，建议南校区图书馆可以实施RFID系统，实现图书馆统一借阅模式、统一管理模式，方便读者利用图书馆，提高图书利用率，节约图书馆馆舍，提高馆藏数量和质量，提升图书馆的服务水平。 4 结语 图书馆RFID智能管理系统的顺利实施，简化了读者借还图书的手续，改变了图书借还流程，变手工借还为自助借还，改进了图书馆读者服务质量，缩短了图书流通周期，提高了图书的流通率；为图书馆员提供了全新的盘点模式，即利用移动式或手提式盘点系统，对所需盘点图书的书架进行扫描，通过无线网络传输将数据录入数据库，快速地完成图书盘点，极大地降低了图书馆馆员的劳动强度；RFID安全门系统实现零误报避免读者与馆员之间的矛盾，管理更加人性化，安全系数大大提高；同时RFID馆员工作站打造一体化的图书管理系统，极大地减轻了图书馆员在藏书管理和流通服务上的劳动强度，提高了图书馆的服务水平。 智能农业论文:农业机器人智能充电系统设计 摘 要： 针对农业机器人的充电现状，设计了基于PIC16F887和UCC3895的农业机器人智能充电系统。该系统采用UCC3895对全桥变换器进行移相控制，在较宽范围内实现了软开关。采用单片机PIC16F887控制充电电路的启停以及实现过压、欠压、过流保护，并对充电过程进行了实时管理，将充电数据进行实时显示并向上位机传输保存。实验证明，充电系统功能完善、性能稳定、充电快速、功耗低。 关键词： 农业机器人； ZVS； UCC3895； PIC16F887； 充电控制 0 引 言 中国作为一个农业大国，农业生产的规模化和精准化是现代化农业水平的重要标志。农业机器人在改善农民劳动环境、降低农民劳动强度和提高劳动效率等方面具有重要意义，尤其在育苗、采摘、灌溉、收获等方面得到了一定程度的应用 [1?2]。因此国家已把农业机器人技术及其应用列为农业工程领域的重点研发对象之一。但农业机器人技术在推广过程中受到了时间和空间的限制，其主要原因就是机器人动力源问题。因此作为机器人动力源的蓄电池以及能量补给的充电系统就显得尤为重要[3]。调查表明，现在的蓄电池由于充电设备落后、充电方法不当导致其使用寿命只有2～3年，远低于其设计指标10～15年的要求，既增加了使用成本又造成了资源的极大浪费。 目前，一般的蓄电池充电系统完成一次充电需要8～12 h，显然无法满足机器人对充电系统的要求以及生产的需要。因此设计一种快速、高效和安全的智能充电系统是农业机器人技术得到大力发展的重要前提。本文以80 V机器人车载铅酸蓄电池为研究对象，设计了基于UCC3895和PIC16F887的充电系统，此系统实现了充电过程的高效、快速、稳定并具有充电过程管理功能。 1 充电系统总体设计 为了做到高效快速的充电，又能实时掌握整个充电过程电池的状态，充电系统由两个模块组成：上位机监控管理模块和下位机充电模块。系统的总体设计框图如图1所示。 本系统的核心是充电模块，主要由充电主电路和控制电路组成。充电主电路由输入整流滤波、DC/DC变换器、输出整流滤波三部分组成；控制电路由UCC3895控制芯片、单片机PIC16F887、检测电路和外围电路组成。系统通过检测充电电压和充电电流实现电压、电流的闭环控制；上位机监控管理模块完成与单片机的通信，实现对充电电压、电流以及电池温度等数据的显示保存，并为后期系统功能的改进提供数据支持。 2 硬件电路设计 2.1 充电主电路的设计 三相交流电经输入滤波、整流后得到直流电压，该直流电压又作为DC/AC逆变器的母线输入。经DC/AC逆变器变换后得到高频脉冲电压，再由高频变压器进行隔离变换，经过输出整流滤波得到充电所需的直流电压。 本文采用ZVS移相全桥变换器作为逆变器，其工作波形[4]如图2所示。其主电路拓扑是利用开关管的输出电容或外接并联电容与变压器自身的漏感或原边串联电感进行谐振，谐振电感储存的能量向电容[C1～C4]释放，使开关管两端电压下降到零并使反向并联二极管导通，由此实现开关管零电压开通和关断。系统选用IGBT模块作为开关器件，为了减小大电压和大电流对IGBT的冲击，设计了RC吸收电路[5]。 2.2 充电控制电路设计 2.2.1 检测及信号处理电路设计 输入检测电路主要负责采集母线电压与电流信号。信号处理电路1将此模拟信号进行变换送入UCC3895的CS端，实现对全桥变换器滞后臂驱动信号占空比的控制；并将其变换后送入PIC16F887的A/D输入端，实现对充电主电路的过压、欠压和过流保护。输出检测电路[6]主要负责采集充电电压、电流、温度信号，信号处理电路2将得到的模拟信号进行变换后送入UCC3895，实现对IGBT驱动信号占空比和相位差的控制；并也将其送入PIC16F887的A/D输入端，实现对充电主电路的启停、显示和报警控制。 2.2.2 UCC3895控制电路设计 本文选取UCC3895作为全桥变换器的移相控制芯片[7]。UCC3895芯片是Texas Instruments 公司生产的专用PWM移相全桥变换器新型控制芯片。该芯片在UCC3875的基础上增加了PWM软关断能力与自适应死区设置功能，能够适应负载变化时不同准谐振条件下的软开关要求。UCC3895采用低功耗的BICMOS工艺，其工作频率、效率、可靠性得到大幅度提高。通过连接不同的外围电路，使其电压工作模式和电流工作模式可以进行切换，并且软启动/软停止可按要求进行调节。 UCC3895主要功能是实现闭环控制。母线电流经检测和变换后送至UCC3895的CS端，如果母线电流增大，CS电压升高形成斜波信号，该信号与UCC3895的CT引脚产生的锯齿信号比较后送UCC3895进行计算，输出可改变占空比的滞后臂驱动信号。如果母线电流瞬间增大，使CS引脚的电压超过2.5 V，UCC3895就会关断PWM输出。从而防止过流烧毁IGBT器件。 UCC3895还内置了可以调节PWM输出占空比的误差放大器EA，它在UCC3895上有3个端口：EAP端pEAN端和EAOUT端。当EAOUT端输出小于500 mV时，UCC3895停止PWM输出，当EAOUT端输出大于600 mV时，恢复PWM占空比调节功能。在本设计中，误差放大器EAN和EAOUT接成跟随电路，将充电电压、电流信号经检测和变换后送至UCC3895误差放大器EAP端，当充电电压或电流大于给定值时，EAP电压减小，导致EAOUT电压下降，UCC3895自动增加超前臂和滞后臂驱动信号的相位差。UCC3895控制框图如图3所示。 2.2.3 单片机控制电路设计 本文选用美国微芯科技公司生产的PIC16F887单片机作为充电系统控制芯片[8?9]。PIC16F887自带A/D转换功能，将检测电路采集的充电电压、电流和温度转换成数字量，通过程序控制IGBT驱动信号的占空比，并把数据进行显示的同时传给PC机进行存储。将采集的母线电流、电压信号变换成数字量，通过程序完成主电路的过压、欠压和过流保护。 2.3 通信接口电路设计 由于单片机与上位机的接口电平不同，因此通信电路采用RS 232总线技术和美信MAX232转换芯片，既实现了20 m左右的异步通信，又实现了充电过程中蓄电池的充电电压、电流和温度等信息的保存。上位机与下位机通信RS 232接口电路如图4所示。 3 系统软件设计 3.1 单片机控制程序设计 充电系统以硬件电路为基础[10]，通过程序控制完成了预充电、大电流恒流充电、恒压充电、小电流恒流充电和涓流充电五个充电阶段，充电程序控制流程如图5所示。 3.2 人机交互界面软件设计 充电系统上位机人机交互界面以VC作为开发工具。通过模块化划分管理，设置了登陆、电池充电状态、充电数据、打印记录等菜单。用户可以清晰地掌握蓄电池的充电状态、充电电压、充电电流、温度等信息。 4 试验结果分析 通过不断的计算和调试，使电路参数设计达到了最优。图6和图7表明轻载时超前臂和滞后臂的IGBT都实现了ZVS，大大降低了充电电路的功率损耗，提高了充电效率。 5 结 论 本文设计了农业机器人充电系统的主电路和控制电路，编写了相关控制程序，实现了五阶段智能充电。系统硬件设计采用UCC3895和PIC16F887对全桥变换器进行移相控制，实现了IGBT模块的ZVS，大大降低了功率损耗。实验证明，此充电系统结构简单，充电快速，充电效率高，功能完善，具有广阔的应用前景。 智能农业论文:基于ZigBee与GPRS的智能农业传感节点的设计 【摘要】 本文设计了一个可以远程采集农业大棚中光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度的智能农业传感节点。本设计通过使用CC2530芯片和SIM600A芯片，将ZigBee协议与GPRS协议相结合，使得传感节点同时兼具终端节点和中继节点双重功能。经过测试，本设计具有采样精度高、组网快、组装方便等特点。 【关键词】 CC2530 ZigBee 智能农业 传感节点 GPRS 一、引言 现代社会早已进入信息化的时代，物联网技术正在逐渐向工业、商业、医药卫生、交通、农业等领域渗透。同时，具有无线传感、远程控制、自动组网及智能计算的传感网络极大地方便了人们的生产与生活。调查显示，我国目前的农业智能化普及率只有不到1%，但是市场需求年增长接近50%，由此可见智能农业还有极大的发展空间。本文设计了一种基于CC2530芯片的智能农业传感节点，通过使用低功耗、可灵活组网的ZigBee技术以及可以连接互联网的GSM技术实现了远程采集农业大棚里的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度的功能。传感节点采用低功耗设计，成本低廉，可以轻松地推广。 二、原理与结构 本文设计的智能农业传感网络节点需要实现环境传感和无线传输两大功能。环境传感既采集农业大棚里的环境光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度。无线传输上，本文设计的节点能够实现终端节点和中继节点两种角色。终端节点只能采集数据并发送给中继节点，而中继节点不仅保留采集数据的功能，还可以汇集终端节点传来的数据，并通过GSM模块将数据传送到互联网服务器。此外，本设计的节点还可以通过显示屏实时显示采集的结果。主控制器采用低功耗的MSP430芯片。整个系统由5V电源适配器通过DC005接口直接接入供电。图1中给出了本设计无线智能农业节点的结构原理图。 三、系统硬件设计 3.1环境物理量传感器模块 图2 SHT11与主控制器通信电路示意图 空气温湿度采用瑞士进口的SHT11芯片进行测量，该芯片温湿度反应灵敏、误差小、各项指标均高于国产DHT22等温湿度模块。资料给出，该芯片的湿度测量范围在0～100%RH，温度测量范围为-40～+123.8℃，其中湿度测量精度为 ±3%RH，温度测量精度只有±0.4℃。此外，该芯片还具有响应时间快及低功耗的优势。图2为该芯片与主控制器之间的通信电路示意图。 由于其具有可完全浸没的特点，故土壤传感器我们也使用了SHT11作为主要芯片，并采用了铜粉烧结技术制作了外壳，用铜合金粉末高温烧结而成，过滤精度高，透气性好。 光照传感器我们则采用了环境光传感器BH1750，能够直接通过光度计来测量环境光照强度，其量程为1～65535流明（注：光通量的单位）。图3给出了BH1750芯片的电路原理图。光照强度计算可以通过公式1表示： L=COD/（1.2*ε*R） （1） 其中，L为实际值，CODE为测量值，ε为透光率，R为高精度模式2调整值。 3.2基于CC2530的无线传感模块 节点间通信采用TI的CC2530解决方案，它是一种集成了ZigBee协议栈与增强型8050内核的无线通信芯片。该芯片采用ZigBee通信协议，可以通过实际情况配制成路由节点或者广播节点。本设计在主控MCU内部完成中继节点和终端节点的区分，终端节点将CC2530无线通信模块配置为广播模式，做为一个节点，每一组约3-6个节点。其中包括一个中继节点，配置成中继节点的传感节点，每个节点都有独立的数据采集能力。不同的是，普通节点采集数据后将数据通过CC2530发送出去，而中继节点则将收到的数据存入自己的内存之中，在适合的时机下通过GPRS协议将数据传送到互联网服务器。 3.3基于SIM900A的GPRS模块 节点与远程服务器的通信采用SIM900A模块，内部集成了GPRS功能，芯片与主控制器之间采用AT指令进行通信。本设计通过使用SIM900A模块的GPRS协议将数据传送到指定服务器中。 四、系统软件设计 本文设计的传感节点将实现无线组网及中继通信功能，此外还将采用低功耗设计。系统开机后将首先判断自己的配置是终端节点还是中继节点。如果是中继节点则进入休眠模式，由时钟定时1分钟唤醒一次。当程序唤醒时将分别采集光照强度、空气及土壤温湿度存储到部内部存储器中，同时将数据发送给中继节点。所有功能完成后再次进入休眠模式，等待下一次唤醒。此外，主控制器还可以通过外部按键唤醒，唤醒后可以在15s内持续显示各项环境参数。作为中继节点的设备将始终保持正常运行状态，收到的终端节点的数据将保存在存储器内，一旦收到服务器的查询指令即可立刻将数据传送到互联网服务器。程序流程见图4所示。 五、系统测试 本设计经过测试，可以发现各项功能运行状态良好，采集的光照强度，空气温湿度以及土壤温湿度均保持在误差较少的范围之内。无线组网功能可靠性高，组网速度快。最终成果见图5所示。 六、结论 本文根据现有的农业发展状况以及智能农业发展现状进行分析，提出了一种设备装配简单，可自主组网、远程检测农业大棚内光照、空气温湿度及土壤温湿度的智能农业传感节点产品。通过测试，本设计具有低功耗、传感精度高、可快速组网并与互联网服务器通信等优势，系统运行可靠性高。 智能农业论文:用于农业生产环境监测系统的智能传感器节点设计 摘 要 本文实现了一种低成本、多参数、分布式、自组织的三层农业物联网架构，能够实现高速率远程接入和信息共享的农产品生产环境监测。本文描述了该系统的整体架构设计和智能节点设计方案，实现了对农业生产环境的无人值守监测功能。 【关键词】农业物联网 智能节点 环境监测系统 农业生产环境的监测由于农业生产的范围大、气候和环境多变，需要监测内容较多，一直是困扰农业物联网技术广泛应用的技术难题。 基于智能传感器技术和物联网技术的综合农业生产环境监测技术是农业物联网技术实施的技术基础和重要应用。农业生产环境涉及到气候、农作物及其生产环境的众多方面，需要的观测量众多，各观测量所采用的传感器技术、变送器方法各不相同，而且在分布范围广和监测时间较长的情况下，智能传感节点的设计需要综合考虑安装环境、网络连接、可用时间等众多因素，设计一种能够适用于多种节点类型，分布式布局、自组织网络的农业物联网系统，首先需要在网络架构上采用灵活部署和分布式的物联网架构，然后是分布式的智能节点设计。具体监测的参数包括大气条件、土壤情况、病虫害和农作物生长形态等。 基于农业物联网技术的农业生产环境监测系统网络，可以实现农业生产的基础数据采集和存储，通过无线传感器网络构成的无人值守的自组网结构，可以准确感知农业生产环境信息和作物信息。 本文介绍了一种基于农业物联网网络架构的智能节点设计方案，可实现农产品生产环境监测。该环境监测系统采用分布式的智能传感器现场布局，这些传感器节点可以准确感知农业生产环境信息和作物信息，通过自组织的Zigbee网络，连接到上层的智能网关，组建农业生产信息基础数据库，利用数据库的共享功能，用户可远程访问数据库，获取需要的信息，指导农业生产过程。 1 农业物联网系统网络架构设计 农产品生产环境监测系统将Zigbee传感器网络与3G/4G 网络融合并接入互联网，系统采用三层结构设计：感知节点层、网络传输层和业务应用层。感知节点层由众多分布式部署的感知节点组成，节点能够搭载多个标量及多媒体传感器节点，在读取农业环境信息的同时，还能够自组织构成可自愈的高效无线数据传输网络，与上层的网关节点保持通信；网络传输层的主要设备是智能农业网关，有能够收集下层感知节点的ZigBee主节点模块和向上与互联网连接的3G /4G无线传输模块；业务应用层的数据中心包括农业基础信息数据库和 Web服务器，农业基础信息数据库负责数据保存，Web服务器负责向互联网信息。系统的工作过程如下：智能感知节点主动构成自组织的无线传感器网络，数据融合后与智能网关进行数据传输，智能网关在保存数据内容后，再通过3G/4G网络向使用者提供互联网服务，然后定期将数据上传给上级监管部门的数据服务器；上级监管部门或农业指导部门可以根据数据内容形成报告提供给农业从员者；各类用户可通过互联网终端访问该系统，查询感兴趣的农业环境参数，如有可能，还可对部分可控节点进行控制操作。 网络传输层的无线传感器网络采用类似于ZigBee的协议，智能农业网关通过ZigBee网络与多个节点或路由器相连，构成一个星形网络。 在网络接入协议的选择上，系统可根据环境要求和应用需要，自主切换到无线WIFI或3G/4G网络，并在节能需要的情况下关闭网络开关，形成速率自适应和节能的网络接入。 2 感知层的ZigBee智能感知节点设计 智能感知节点作为整个监测系统的信息采集源头，能够为整个系统提供完整和准确的数据。节点能实时采集农业生产相关的环境信息与作物信息，并且能够通过集成多种传感器，搭建一个自组织的ZigBee网络。其中的传感器种类，包括大气条件、气象信息、土壤湿度、水环境PH值等标量数据传感器，以及为农业生产者提供直观影像的图像传感器（摄像头）。经由节点采集的数据首先在节点处进行数据处理，然后经由ZigBee网络汇聚到网络区域内的智能网关。 考虑到各类传感器节点的能耗、购买成本、覆盖范围以及传输距离的限制，如摄像头的能耗较大、价钱相对较贵，可以覆盖较大范围，一个监测区域内安放一个摄像头就可以满足应用的要求。因此不必在同一监测区域内的节点上都采用同样的设计结构，可以分别连接不同的传感器连接网关。 3 结论 本文设计实现了一种基于物联网三层结构的农产品生产环境监测系统，该系统利用可灵活部署的智能节点实现了分布式的传感网络总局，实现了对农业生产现场的环境监测和基础农业数据采集。具体采用了自组织的Zigbee网络将广泛分布在农业现场的各类农业生产数据组织在一起，利用网络传送到智能网关给农业从业人员使用。系统重点解决了在分布式环境下对于智能节点的可靠性可用性设计、冗余数据的融合处理和网络的自组织问题，是农业物联网技术的一次成功应用。 智能农业论文:浅析智能仪表系统在农业电气自动化中的应用 摘 要：智能仪表系统现已经在农业中得到了应用，尽管目前应用并不广泛，但却足以证明智能仪表在农业中拥有着巨大的潜力。我国现阶段正在进行着新农村建设，智能仪表系统在农业电气自动化中的应用，无疑为新农村建设提供了科技基础。本文首先对智能仪表系统的工作原理进行了介绍，其次对智能仪表系统的功能特点进行了概述，最后探讨了其在农业中的应用，希望能够为我国农业发展提供借鉴。 关键词：智能仪表系统；农业；电气自动化；应用 由于科技的发展进步，仪表系统越来越向着智能化的方向发展，尤其是测量控制仪表系统发展十分突出。现如今，智能化测量控制仪表种类已经非常多，比如流量计、温度仪、调节器等都已经实现了智能化。这些智能化仪表系统的发展，为我国农业的发展起到了积极的作用。农户借助智能仪表系统，可以对农作物进行自动化的控制，以此提高农作物的产量以及质量。 1 智能仪表系统的工作原理 智能仪表系统要想在农业电气自动化中达到彻底的应用，有关人员必须对其工作原理完全了解，依据其工作原理，将其恰当好处的应用在农业中。传感器是智能仪表系统中不可或缺的一部分，其可以说是该系统的心脏。传感器拾取被测参量的信息，并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关。由单片机逐路选通模拟开关，将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中。单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理。运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时，单片机把运算结果与存储于片内或EEPROM（电可擦除存贮器）内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号。 2 智能仪表系统的功能优势 2.1 能够进行自动化操作。智能仪表系统应用在农业中，使得农业生产逐渐的摆脱了人类劳动，农户可以从土地中解放出来，去从事其他方面的工作。农业自动化是现代化的典型标志，因此智能仪表系统的应用是我国农业走向现代化的重要表现。智能仪表系统每一个测量环节，都是微控制器进行操作，因此每个测量环节都是自动化。 2.2 能够进行自测。智能仪表系统的自测功能有比较多，比如能够自动凋零、自动诊断、自动检验等。如果系统出现了异常情况，系统会进行自动检测，将故障部位查找出来，如果系统十分高级，甚至能够诊断出故障原因。此种功能可以在仪表启动时就发挥作用，在仪表运行过程中也能够发挥作用，因此不必再派专门的人员进行监控。系统运行期间发生故障，自会发出警报，诊断出故障部位，这对检查人员来说，十分方便。 2.3 能够进行数据处理。这是智能仪表系统最为显著的特点。因为绝大多数智能仪表系统应用的是单片机或者是微控制器，这样如果某些问题硬件逻辑难以解决，软件系统可以解决。比如数字万用表基本不具备处理数据功能，只能进行电流、电压测量，而智能仪表系统中的万能表，除了能够测量数据外，还能够对测量结果进行数据处理，比如取平均值、统计分等。这使得用户不必为自己进行数据处理，同时也确保仪器测量精度。 2.4 能够进行人际对话。智能仪表系统能够进行人机对话，这使得人们只要输入相关的数据信息，就能够找到相应的信息，以便能够及时采取对策。智能仪表系统应用的是键盘，其与传统的切换开关相比，更加的方便灵活，工作人员只需要掌握键盘输入命令，即可进行测量。另外，智能仪表系统还能够将数据信息处理结果报告给操作人员，操作人员通过显示屏即可了解数据信息，这样仪表操作不仅方便，还具有直观性。 2.5 能够进行可程控操作。因其具备这一功能，所以才得到了广大农业研究者的欢迎。现代智能仪表系统绝大多数都有通信接口，比如GPIB、RS485等，这样系统能够与PC机或者是其他仪器设备连接起来，构成完整的测量系统，该系统功能更加齐全，能够对复杂任务进行测试。 3 智能仪表系统在农业中的应用 随着智能仪器以及农业现代化的发展，智能仪表系统逐渐走入农业产业化中，更好的为农业产业化做贡献，其中TFW-VIII型智能化农业环境监测仪得到了广泛的应用。TFW-VIII型智能化农业环境监测仪是一种综合性能较全、测量精度较高、操作较简单的一种智能化农业及生态环境实用的测量仪器，可以对土壤、水和空气进行现场监测。该仪器内设置了GPS全球卫星定位装置，可以对测试地点的方位（经纬度）和海拔高度有较准确的测定。在土壤方面，它能较精确地测试土壤内的氮、磷、钾和有机质的含量，可以对土壤中的酸碱度（pH）值、盐分（电导）、其他微量元素和地层温度进行测量，对土壤的容积含水量进行现场速测，还可以对化肥进行检测。在水质测试方面，可以测试水中的溶解氧、水的浊度、温度、pH值和水的电导率。除此以外，还能对测点空气的温度和湿度进行实时在线监测。该仪器是一部数字化的智能型仪器，不仅设制了操作菜单、数据存储和打印，还可以与计算机实现联网，能最大限度满足使用者对被测物数据的测试、记录和存储的要求，是土肥站、农科所及相关农业环境监测部门首选的仪器之一。 4 智能仪表系统的优化 4.1 测量精度的提高 在智能仪表设计时，以测量精度作为主要的参数之一，为了提高仪表的测量精度，一般除了选择性能好和精度高的元器件外，同时也可以利用微处理器对测量数据进行加工与处理，以减少测量过程中产生的随机误差和系统误差。 4.2 系统的低功耗设计 高效率，低耗能是每个仪器的最终目标。智能仪表系统的低功耗设计是系统优化设计的一个重要方面。在低功耗设计时，应重点考虑以下几个方面：一是可选用CMOS集成电路，这是由于CMOS电路具有功耗低、抗干扰能力强和工作温度范围宽等特点；二是系统功耗和系统供电电压存在着一定的关系，一般来说，供电电压越高，系统功耗越大，因此低功耗单片微机系统应尽量采用低电压供电，这样既能减少系统功耗，又有利于电池供电。 结束语 综上所述，可知对智能仪表系统在农业电气自动化中的应用进行研究十分必要。农业作为我国第一大产业，其发展直接关系到我国国民经济的发展，也关系到农民的生活水平。智能仪表系统在农业中的应用，能够促进我国农业尽早的实现现代化，尽管目前，该系统并不完善，甚至有诸多不足之处，但是将其应用在农业电气自动化中是农业发展的必然。随着使得的发展，智能仪表系统会成为农户日常中不可缺少的设备，也是我国农业研究者重点研究的对象。 智能农业论文:基于yeelink网络平台的智能农业远程控制 民以食为天，农业的发展一直是社会发展与进步的基础，利用现代传感器技术可以使人们更有效地调整和控制大棚农作物生长的环境，从而达到提高农作物的产量，有效地利用资源，缩短农作物的生长周期的目的。而针对传统远程监控系统不能历史数据存储以及需要固定外网IP地址的瓶颈，从而设计了基于yeelink云存储的远程大棚监控器，文章详细介绍了系统组成，工作原理，以及实验结果。实验结果表明，该装置组网简单，使用方便，结果精确。 【关键词】农业 网络平台 智能控制 单片机 1 系统控制要求 远程控制界面使用4个虚拟按键（电灯控制器、电热丝开关、移动天窗开关、喷滴灌系统开关）用于远程控制；使用光照传感器、温度传感器、湿度传感器、土壤传感器、烟雾传感器对环境进行数据测试并且通过W5100发送到yeelink网络平台；数据带有临界报警功能。 2 系统方案 以arduino单片机为控制器，以W5100网络模块为核心，单片机的I/0直接与W5100网络模块通信，系统在程序的的控制下，按照网络yeelink协议把数据循环排队传到yeelink云存储上或下载到单片机上，方便用户实时查看过去任何一段时间的数据和控制单片机进行相应的处理。 3 工作原理 远程环境监控器是一款基于yeelink网络平台的数据云存储，它是以 arduino单片机为处理核心，通过各种传感器探测环境数据，并且通过w5100网络模块接入互联网，通过循环排队等候的方式源源不断把数据发到yeelink网络平台上和把yeelink网络平台上的数据接受到单片机上面，方便用户实时查看过去任何一段时间的数据和控制单片机进行相应的处理。 4 硬件设计 采用光照传感器、温度传感器、湿度传感器、土壤传感器、烟雾传感器作为数据采集点，然后通过arduino单片机进行处理，把数据通过W5100网络模块发送到yeelink云存储平台 5 软件设计 到yeelink官网免费申请帐号，通过帐号申请ID号码，如果没有外网IP，则把路由器设计成自动获取IP地址，并且在程序里面改成自动获取IP地址。 6 远程电脑网页监控 如图1所示。 7 远程手机监控 如图2所示。 8 结论 采用yeelink网络平台实现农业现代化管理，有效提高农业生产效率和大大降低农民的工作量，将大量的传感器节点构成监控网络， 通过各种传感器采集信息， 以帮助农民及时发现问题， 并且准确地确定发生问题的位置， 这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。一场农业科技革命的浪潮正在席卷中国大地：越来越多的人放弃了传统耕作模式，开始用传感器与农作物进行“交流”，成为智慧农业时代的“新农人”。这就是设计基于yeelink网络平台的智能农业远程控制价值所在。 作者单位 邵阳学院 湖南省邵阳市 422000 智能农业论文:农业智能节水灌溉系统的设计分析 摘 要：我国是一个农业大国，然而我国水资源非常缺乏，这就阻碍了农业的发展。农业灌溉所需要的水资源非常多，而现阶段我国农业灌溉技术相对落后，这就造成了在农业灌溉中水资源得到了大量的浪费。随着我国科学技术的发展，人们开始重视农业生产，将一系列的先进技术引入到农业生产中，其中在农业灌溉中充分利用计算机技术和信息技术，设计出了各种不同类型的智能化节水灌溉系统，这不但节约了大量的水资源，还使得农作物的灌溉更加科学合理，提高农作物的产率。文章简要分析了农业智能节水灌溉系统的设计方案，希望能给读者一些帮助。 关键词：农业灌溉；智能节水；设计分析；单片机 目前，农业智能节水灌溉系统主要是把AT89C52单片机作为主控芯片，而外围又是有多个传感器以及电路共同组成，主要包括：湿度传感器、超限警报电路、数据处理电路和LED动态显示电路等。该智能节水灌溉系统主要是通过由湿度传感器监测土壤的湿度，然后将湿度值报告给单片机，单片机再根据预先设定的湿度值控制其它系统对土壤输送水分，待达到规定的湿度值后，系统则自动停止补充水分，让土壤始终保持最合适的湿度，进而促进农作物的快速生长。 1 智能节水灌溉系统的整体设计 智能节水灌溉系统是把型号为AT89C52的单片机作为系统的主控芯片，在土壤中安装多个湿度传感器，由它来监测土壤中水分含量。当土壤中含量低于标准值时，湿度传感器则将这个信息转化成电流信号，再通过信号处理电路进行一系列的处理后就变成了可用的电压模拟性信号，然后通过A/D转换器将它转化为数字信号，直接传输到主控芯片单片机中，单片机就对整个系统进行合理地调控，在数码管上会显示出湿度值。一旦湿度值发生了变化，该智能节水灌溉系统就会自动控制水泵开关。农业智能节水灌溉系统结构框图如图1所示： 图1 智能节水灌溉系统结构图 2 单片机的最小系统 AT89C52单片机具有功耗低、性能高的优点，在农业智能节水灌溉系统中得到较为普遍的应用。该单片机在工作时的额定电压为5V，在单片机的内部存在一个256B的RAM和一个8kB的PEROM，这就保证单片机能够与标准MCS-51指令系统共同控制运作，这主要是运用了由ATMEL公司研制出的高密度生产技术和非易失性存储技术，在单片机内部还分布着Flash存储单元和8位CPU，芯片为40个引脚，这就包括了32个外部双向I/O口、2个全双工串行通信口、2个外部中端口、2个16为可编程定时计数器。该芯片不仅能够实现常规编程，还能够实现在线编程，依靠可反复擦写的Flash存储器与MCU将其有机结合，这就直接使得芯片的灵活性得到大幅度提升，还减少了系统的制造成本。 3 时钟电路 单片机的内部结构从根本上分析也即是同步时序逻辑电路，其核心就是时钟电路，主要依赖于时钟信号对时序逻辑系统进行有效控制，并且CPU具备的不同种指令功能即是在由时序单路生成的时钟信号控制下逐一实现的。其中，MCS-51型号的单片机中所含有的时钟信号可以分为两种方式：通过外部电路生成；通过单片机内部的振荡电路生成。 4 复位电路 为了确保CPU与其它相关的功能部件均可以从某个确定的状态开始工作，因此，单片机在每一个开机时都必须重新复位，此时，复位电路就起到了关键作用。复位电路一般分为按键复位和上电复位等形式。在对MCS-51型号的单片机进行复位时，主要是由外部复位电路来完成，其工作原理为：当按下按钮之后，就使得RC电路进行充电，且RESET端发生高电平，此时只要将高电平始终维持在10ms以上，即可完成单片机的复位工作。 5 数据采集处理电路 由传感器监测到的模拟信号是非常微弱的，并且此时存在很多干扰信号，所以信号在传输到主控芯片之间就必须通过滤波、信号放大以及模数转换等步骤。该智能节水灌溉系统通过运算放大器U2、U3把信号进一步放大，进而能适应之后A/D转换器的工作要求。 ADC0809主要包括一个A/D转换器、一个8通道模拟开关、一个三态输出锁存器和一个地址译码锁存器等，该数据采集处理系统可以同时允许8个模拟信号传输，并实现A/D转换器的转换共享。 6 LED显示系统电路 在采用单片机的系统中，一般所采用到的显示器件包括数码管和显示器。这两种器件具备的优势十分明显，包括价格便宜、配置容易、与主控芯片接口简便等。可以在农业智能节水灌溉系统中采用共阴极数码管，实现动态显示。把数码管的LED的引出端与单片机I/O口的8位线进行连接，调节共阴极数码管的高电平使之有效，再选择8位并行输出端，则就可以在LED显示器上实时显示不同的数值。 7 超限警报电路 如果该智能节水灌溉系统的运行环境超出预置的范围，就需要设置一个超限警报电路来提醒使用者，以便及时采取有效措施加以解决，现今普遍采用的报警电路主要包括：蜂鸣报警、闪光报警及语音报警等。例如，采用语音报警装置，则一般选择采用1SD1420型号的语音报警芯片，由A/D转换器传出的数字信号经过主控芯片的P0接口输送到主控芯片内，然后由主控芯片对信号进行智能化处理并与配置值作对比。如果比预置值要小，那么P2.1口将会输出低电平，单片机就会控制语音芯片发出报警信号；反之，那么P2.1口将会输出高电平，系统不会出现语音报警信号，则系统运行正常。 8 结束语 本文简要介绍了农业智能节水灌溉系统设计组成，这体现了自动化技术在我国农业灌溉中的有效应用，同时也体现了我国农业科技水平的显著提高。而目前，我国农业灌溉的智能化水平在整体上看来偏低，这需要国家农业部门进一步加大农业智能化研发力度，在农田灌溉方面设计出高度智能化、自动化的供水系统，既能节约大量的水资源，还能促进农作物快速成长。 智能农业论文:农业节水灌溉智能控制及信息化系统的研究与推广 【摘 要】介绍了一种适用于广大农村推广使用的节水灌溉信息化系统。只监测用电量就实现了对水量使用的有效控制，控制器内存储的灌溉记录极大地便捷了各级管理部门的工作。结合北京市多个实际项目的实施及售后经验总结，通过对几款不同特色信息化系统的优缺点分析，文章最后对该系统的推广与发展趋势进行了探讨。 【关键词】节水灌溉；无线通信；信息化管理；水电计量 1 技术背景 随着电子技术及信息化的飞速发展，计算机控制与管理技术的运用已广泛深入到各个领域。智能灌溉控制器，是为了提高灌溉效率并实现信息化智能管理而发展起来的一款电子产品。考虑中国土壤面积广、人多、地形复杂以及人文特点，绝大部分的土地无法实现智能灌溉。为了实现准确计量和有效管理，广大农村可采取简单可行的节水灌溉控制措施。此举不仅具有广阔的市场前景，而且具有不可估量的社会价值。 2 农业灌溉智能控制的现状 农业灌溉用水一直主要考虑收取电费，对用水量没有概念。用户灌溉前，需找电工记录电表读数，灌溉后再记录一次，向村里缴纳电费即可。这样既浪费了人力资源及大量的时间，又不准确，且不便于统计管理，尤其对于科学灌溉和信息化管理毫无作用。鉴于此，市面上出现了各种IC卡预付费电表，当用户IC卡内金额足够的时候，刷卡时候预付费电表通过内部控制电路发出开泵指令，启动井泵开始灌溉；当用户主动刷卡停泵或是IC卡内金额不足时，电表发出停泵指令，停止井泵运行。虽然方便了电费的收取，一定程度起到了管理的目的，但是经笔者调查，用户普遍反映设备故障率较高维护不及时，影响用户使用；管理系统只记录了售电情况，管理系统不完善，没有受到上级管理者的认同和推广。 3 农业节水灌溉信息化系统的研究与发展 3.1 精细型信息化系统 此系统需要提前收录该村所有用户的用户名、所有地块信息（包含地块的位置、面积以及种植作物类型）和灌溉方式，并写入智能控制器内。使用过程中，用户通过IC卡识别出自己的资料，并选定地块及作物后启动井泵开始灌溉，同时开始计量电量，当用户再次刷卡时结束灌溉，控制器存储该用户此次的记录信息。由管理员定期利用智能掌上电脑（下文简称PDA），通过蓝牙的无线通讯，将控制器内存储的所有记录信息传送到PDA内。再通过USB数据线将PDA连接到PC机上，在管理软件中导入所有的记录信息，统计出每月的总用水量及每种作物的灌溉时间及用水量，经由GPRS无线传送给上级管理部门。如下图1所示。 图1 节水灌溉信息化系统 此款设备操作明了，记录信息详尽，但也存在一些不足：（1）控制箱的设计存在一定问题；（2）前期所提供数据量太大，村里管理员用到的数据量很小，且上级管理部门目前也不具备全面管理所有地区灌溉资料的力量；（3）控制器内存储的信息过多，设备老化快；（4）控制器与PDA之间是双向操作，对设备的寿命及稳定性都造成不利影响；（5）蓝牙传输不够稳定且速度太慢，不够人性化。 3.2 简单实用型信息化系统 考虑精细型操作过于复杂，在第二代产品的研发过程中，将人性化设计和有效管理放在了第一位。用户直接刷卡进行灌溉，控制器自动存储灌溉的起始时间、终止时间、用户信息、使用电量；管理员利用PDA通过红外技术将控制器内的灌溉信息抄取到PDA内；再将PDA与村级管理平台PC机连接，信息导入管理软件中；由GPRS无线传输给上层管理平台。 改进点：（1）控制器内部芯片也进行了升级，确保了设备的稳定性和寿命；（2）控制器只通过村庄编码来识别用户卡，简化了操作方法，保证灌溉记录的完整性和准确性；（3）在管理软件上，针对机井录入了相对的灌溉面积及作物种类，统计灌溉时间、用电量，通过水电转换系数来变换成相对的用水量，满足用户需求；（4）将蓝牙传输改为红外传输，确保了数据传输的稳定性和完整性。（5）改进了控制箱的设计，将进线孔全部封闭。 经过一段时间的运行，设备返修率仅为5%，且满足上级管理部门的基本需求。在定期维护时候，又发现了一些新问题：（1）灌溉记录的抄取需要人为操作，且抄取时间不定，不能同时满足各级管理者的不同需求；（2）通过估算水电转换系数，来计算用水量，误差太大。 3.3 实用拓展型信息化系统 在此基础上，经过笔者公司相关专业人员的研究，应管理部门的新需求，在北京顺义区又展开一个新项目，在简单实用型的基础上，又开发了控制器与超声波水表之间的无线数据传输、控制器与村级管理PC机的无线传输两种新功能，以及健全信息化系统。（1）设备的使用环境条件较好，配备了超声波水表，可以将水表读数直接无线数传给灌溉控制器，在用户使用过程中实时显示灌溉的用水量以及用电量，保证了用水量及用电量数据的准确性，同时为水电系数计算提供了参考数据；（2）控制器可以直接将灌溉记录定时通过无线组网方式无线传输给村级管理平台的PC机，并由PC机通过GPRS传输到上级管理平台。（3）在管理平台上，细化了机井的各种信息，并关联了用户的地块面积、作物类型，由管理员记录到软件管理平台上。可以随时按照用户名、机井来统计总的用水量、用电量，使得管理更加智能化。 设备运行良好，维护率很低，且管理简单，受到了用户、村级管理员和上级管理部门的好评！ 4 农业节水灌溉信息化系统的应用与推广 目前在大兴、顺义多地大力推广该系统的使用。电子化、信息化、智能化、网络化是管理系统的发展必然趋势，提高无线传输的稳定性、更人性化的处理用户误操作导致的设备故障，以及更恰当的迎合上级管理部门的需求，才能最终实现节水灌溉控制及信息化管理系统的全面推广。 智能农业论文:基于ZigBee传感网的农业智能照明系统 摘要：将LED技术和ZigBee技术相结合，设计了一种智能照明系统应用于农业照明。结果表明，系统能实时监测环境参数并报告故障，对LED灯进行实时控制，节约了电能。解决了农业照明不同光色、光照度及照射时间等需求，提高了管理水平。 关键词：ZigBee;LED驱动;PWM控制 ZigBee网络属于短距离的无线通信网络，能适应复杂的网络环境并快速方便地添加或重新配置网络节点，形成短距离无线通信子网。节点布网成本低、灵活性和可扩展性强，适合组建短距离的无线传感网。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4标准，以星、树、簇等拓扑方式实现了数千个微小的传感器之间的协调沟通[1]。 随着节能减排技术的发展，基于无线传感器网络的分布式LED智能照明系统的研究与设计具有重要的现实意义。不同的发光二级管P-N结构成的LED灯其发光颜色不同，此次介绍的农业LED灯则根据不同农作物的需要选取。LED灯的颜色由其本性决定，这里着重介绍LED灯驱动电源的设计及其驱动方式。 1 系统硬件选型及电路搭建 系统采用点对点控制方式、树形组网[2]，以PC（Personnel Computer）基站式和手机移动式两种方式控制WSN（Wireless Sensor Network）的各个节点，以PWM（Pulse Width Modulation）方式控制各个终端的发光亮度，通过光照度传感器采集光照度信息以达到适应不同的外部光照环境来实时控制，有手动和自动控制两种方式。系统硬件大致分为传感网模块和LED驱动电源模块，软件是上位机应用软件。 1.1 节点设计方案 系统中各终端设备和路由设备采用相同设计，充当路由的设备完成信息转发的中继功能，由终端设备完成信息的采集和对LED驱动电源的控制。协调器设备完成网络的发起和建立，并为各个节点分配LAN内的短地址，以RS232串口和计算机互联通信，完成对节点的控制和信息显示。 系统的硬件要求控制芯片应满足工业环境监测要求的通信延迟、通信的可靠和能量损失小的要求[3]。通过ZigBee协议标准的编制，使用成本低、开放、低功率无线互连的国际标准的片上系统芯片CC2530为本系统的传感节点。它能建立低功耗、大规模的传感网络[4]。CC2530采用F256版本，具有256 kB的闪存。 根据CC2530芯片的内部架构设计了射频外围组件，作为其信号收发前端，并将其安置到外围电路上，组成一个能收集现场信息并能控制LED驱动芯片的终端节点。该节点上有温湿度传感器、光照度传感器，节点将现场感知信息通过路由设备传输到协调器设备，协调器根据设定的光照度阀值和现场光照度发送PWM控制命令，再通过终端节点完成对LED驱动电源PWM_D脚的控制。图1是系统的射频前端电路，图2是节点模块电路，图3是协调器电路。 1.2 LED驱动电源设计 系统提供的LED驱动电源能满足LED日光灯、球泡灯等LED灯的恒流驱动，能满足高可靠性、高效率、高功率因数、浪涌保护及电磁兼容的要求。智能调光方式为根据对高功率LED驱动芯片HV9910的PWM_D脚输入PWM信号来对MOS管进行开关控制来调光，最高输入为300 kHz，以满足LED灯不同亮度的要求。 电流输出方式是根据控制MOS管的断开时间来控制输出电压，终端节点输出的PWM信号最大为300 kHz。试验中所使用的LED灯设定的正常工作电流ILED为350 mA，纹波电流正常取ILED的30%。振荡器的工频可以用外部电阻接在HV9910芯片的ROSC端将其控制在25 k～300 kHz，频率值计算方式为FOSC=25 000/（ROSC[k？赘]）[kHZ]。根据HM9910数据手册，电感的计算方式为：正常整流后的电压为 ■VIN，因此开关占空比D=VLED/■VIN，则功率管的导通时间TON=D/FOSC，由这些必要的值求出电感大小为L=（VIN-VLED）TON/（0.3ILED）。 2 软件设计流程 软件设计部分分为协调器模块（路由模块）和终端模块，协调器模块负责网络的发起和建立，并选择优先信道，建立好网络后便充当一个路由设备与PC互联，将终端感知的温度、湿度和光照度等信息通过UART方式传输至PC控制软件，在控制软件上可以对各终端选择控制，图4是协调器的工作流程。 终端模块先申请加入网络，稳定工作后实时将采集的现场信息传输给协调器，再根据协调器的命令对LED驱动电源发送PWM信号，以能够实时控制LED灯的亮度。图5是终端的工作流程。 在控制方式上有两种，一种是在上位机上直接操作，有手动和自动两种方式可选。另一种方式是通过手机发送短消息给终端节点，以完成点对点控制，不过这种方式要求知道终端节点的节点号，不便于操作。表1是终端控制参数设置方式。 3 实测效果 系统中各节点采用树形组网方式，将各个终端节点分布在照明现场，各终端LED灯色根据不同应用进行选取。终端及时地将现场信息采集至管理处，在PC终端可查看现场的温度、湿度、光照度信息，系统有手动和自动两种控制方式，控制人员根据现场采集的信息发送控制命令给每个终端，进行点对点控制，节省了人力和电力。图6是部分LED灯PC端的控制信息。 4 小结 将ZigBee技术和LED应用相结合，设计出了一种应用于农业大棚照明的智能系统，降低了能源消耗，提高了照明的可靠性，在照明方式和实时控制上能取得显著的效果。ZigBee传感网的建立在其节点的能耗上有一定的时限，并且在定位应用的精准度上有一定的困难，具体还有待进一步研究。 智能农业论文:刍议农业智能物联网 摘 要 农业物联网平台适应于多种农业生产场景（植物种植、禽畜饲养、水产养殖等），覆盖农业产业链的种养、检验、销售采购、物流运输和安全回溯等多个环节。农业物联网平台由传感器系统和云控制服务平台构成。农业物联网传感器系统是由大量的传感器节点构成监控网络，采集环境温湿度、光照强度、土壤墒情、空气状态等信息，以帮助管理人员准确地发现定位问题，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。 【关键词】农业智能 物联网 基于UHF抗扰加密技术的农业物联网传感器系统以先进的正交频分复用（OFDM）和时分复用（TDM）通信同步综合技术为核心，采用新一代软件无线电平台架构，创造性的使用射频信号分集收发、发射器功率泄漏对消、跳频通信抗干扰、时隙轮询握手交互、基于密钥分散和3DES算法的通信数据加密等领先技术，具备高速并行计算处理能力，能够适用300-348 MHz、400-464 MHz和800-928MHz等ISM频段及短距装置（SRD）频带实时双向通信。农业智能物联网应具备如下功能： 1 发射器功率泄漏对消软件自适应算法，有效提升通信传输距离 设备的泄漏对消机制是指从射频发射器前向射频信号中耦合获得参考信号，并根据参考信号产生对消信号，用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度，使得射频反向通信干扰信号大幅降低。 2 软件无线电技术，同步综合使用OFDM和TDM技术，抗干扰能力大幅增强 系统基于软件无线电技术的DSRC基带信号处理引擎，独创的信号纠错、还原、再生处理算法，先进的分集接收技术和解码算法，提升了对低质量弱信号的识别能力。 系统使用OFDM和TDM同步综合技术。在物理层，实现多个设备集（以无线网关为核心）处于不同频段，一旦发生通信碰撞，设备集将使用跳频通信算法自动选择新的频段，避免不同频段（多个设备集间）的通信干扰；在应用层，一个设备集是以无线网关为核心的星形拓扑结构，网关和各个采集设备使用基于时隙轮询的握手算法，分时同各个设备单独通信，避免同频段设备（设备集内）的通信干扰。 在相同通信频率和同一应用场景的情况下，针对多组通信距离，本系统设备通信成功率提高12.5%～75%。 3 通信数据使用3DES算法和密钥分散的软件加密机制，数据安全性显著提升 为了保证无线网关和采集器及控制器之间传输通道安全，系统设计了基于3DES加密算法和密钥分散的软件加密机制。3DES又称Triple DES，是DES加密算法的一种模式，它使用3条56位的密钥对数据进行三次加密。系统具备智能休眠和唤醒算法，实现性能和功耗的最佳平衡状态。 4 支持智能远程监控功能，对接云服务平台 完善的设备自检功能，多参数综合检测，故障快速定位及告警功能，方便工作人员及时掌握设备运行状态。支持智能化的远程监控技术，通过远程监视实现对设备系统的操作、升级、配置、查询、维护等操作。支持脚本化功能配置，灵活对接云服务控制平台。 智慧农业物联网系统是在与现有农业设施的机械、电气控制系统兼容的前提下，构建了一套功能完整、可裁剪、低成本农业生态信息远程监测控制物联网应用平台。该平台适应于多种农业生产场景（植物种植和禽畜养殖等），覆盖农业产业链的种养、销售采购、物流运输、安全回溯等多个环节。 从功能角度，农业生态信息智能化物联网应用系统由传感控制器网络系统和云服务控制中心构成。 传感控制器网络的核心部分是无线网关。该设备基于支持多天线超高频无线通信和有线通信模式，支持10M/100M/1000M以太网通信，支持WLAN/GSM/GPRS/3G无线通信。采集器和控制器可以使用有线或无线的方式连接到网关上，形成完整的农业现场传感器控制网络系统。 5 UHF无线通信技术 常用的无线通信包括3G/GPRS、蓝牙、WiFi、红外传输（IrDA）、ZigBee、SRD UHF等。这些通信方式各有特点，或基于传输速度、距离、耗电量等的特殊要求，或着眼于功能的扩展性，或符合某些单一应用的特别要求，或建立竞争技术的差异化等。 6 正交频分复用技术OFDM原理 正交频分复用技术OFDM是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道间相互干扰ISI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。 7 跳频通信技术原理 跳频是最常用的扩频方式之一，其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，也就是说，通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。 近50年来，中国农业走过了一条高投入、高产出、高速度和高资源环境代价的道路。目前，我国农业水平和以生产效率高、经济效益好、技术密集与可持续发展等为主要标志的现代农业相比，存在较大的差距。2013年4月，国家农业部余欣荣部长视察天津农业工作时曾提出：“党的十八大提出了‘四化同步’发展战略，其中工业化是引领，城镇化是动力，农业现代化是基础，信息化是灵魂。” 作者单位 天津机电职业技术学院 天津市 300131 智能农业论文:智能中文农业垂直搜索引擎体系的架构与实现 摘要：针对互联网农业信息的多样性、复杂性以及我国“三农”的特殊性，研究并实现了智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom，介绍了AgriRoom的体系架构和系统实现中涉及到的关键技术：基于网页分类和多元线性回归分析的信息过滤技术、物理存储模式的分页式倒排索引技术、基于随机索引和潜在语义分析的语义检索模型。该系统目前已投入使用，取得了较显著的应用效果。 关键词：农业信息;垂直搜索引擎;体系架构 20世纪90年代初，搜索引擎开始应用于农业领域，多由商业公司开发，也有一些是由组织机构和政府部门研发的。从搜索引擎的质量来看，组织机构、政府部门开发和维护的农业搜索引擎的质量高于商业公司，主要是因为政府部门和组织机构都是农业相关部门，拥有先天优势。典型代表有美国农业网络信息中心（AGNIC）与美国普林斯顿建立的Agriscape Search等[1]。2007年，中国首个农业垂直搜索引擎――“农搜”上线，是目前全球数据量最大的中文农业垂直搜索引擎，其实现了“全文检索+语义检索”的智能检索功能[2]。同年上线的“华农在线”利用自然语言语义分析技术实现了信息处理的应用和在农业行业的垂直搜索。与此同时，我国还出现了一些提供农业信息搜索功能的网站。随着搜索引擎技术的发展，面对我国“三农”的特殊性以及互联网农业信息的多样性和复杂性，许多问题需要探讨，本研究构建了智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom，并从体系的架构、信息过滤、物理存储模式以及语义检索模型等方面进行了介绍，为构建智能中文农业垂直搜索引擎奠定了基础。 1 智能中文农业垂直搜索引擎体系的架构 课题组基于前期研究成果设计并实现了一个功能完备的智能农业垂直搜索引擎AgriRoom，其体系架构如图1所示。AgriRoom作为专注于互联网农业信息的垂直搜索引擎，从初始的种子站点到主题词库等都体现了农业特性，同时系统还具有专门的信息过滤模块筛选与农业相关性高的网页，从而既可以节约存储空间，又保证了信息的准确性。同时，为后期高效地检索打下良好的基础及保证系统的查准率和查全率，AgriRoom采用基于双索引库模式的潜在语义检索方式。首先，系统利用索引模块建立高效的分页式倒排索引库;然后，利用检索模块将其转换为双重语义空间，为后面的语义检索作准备。体系的架构图见图1。 1）专业网络蜘蛛[1]从农业种子站点列表中获得网页的URL，如果该地址不在舍弃URL队列中，则对互联网中相应的Web服务器进行网页抓取，并解析抓取的网页，提取该网页中的超链接信息和网页内容信息送信息过滤模块。然后，网络蜘蛛再继续抓取下一个网页进行同样的处理。 2）信息过滤模块接到专业网络蜘蛛送来的已解析页面后，根据农业主题词库中的主题词及其权值，分析该页面的内容是否与农业主题相关、是否是垃圾网页或导航页面。如果页面与农业主题相关度比设定的阈值低或页面为垃圾页面，则将此页面的URL送入舍弃URL队列。否则，将页面送入索引模块准备建立索引，同时，还将该页面存入农业网页数据库中。 3）索引模块将获得的页面信息，进行相应处理后，建立分页式倒排索引并存入索引库[3]中。 4）当所有抓取的页面都被索引后，检索模块读取分页式倒排索引库中的索引，通过随机索引[4]和潜在语义分析[5]建立较高效的双重语义空间。 5）用户输入查询条件后，检索模块对其进行解析和处理，转换为标准的查询语句;检索模块将查询语句和语义空间中的信息进行语义分析后，获得查询结果。最后，形成结果页面返回给用户。 2 智能中文农业垂直搜索引擎体系的关键技术 AgriRoom的实现需要综合应用多项技术，除了常规的网页抓取[1]、中文分词技术[6]外还涉及到了3项关键技术：信息过滤技术、分页式倒排索引技术以及语义检索技术。 2.1 信息过滤 为了有效地减小索引规模和提高系统效率，AgriRoom采用了一种基于网页分类技术和多元回归分析[7]的信息过滤模型如图2所示。整个工作流程可以分为训练过程和测试过程。在训练过程中，训练集实例经过预处理（文本抽取、中文分词）、抽取特征项、向量表示后，构建多元线性回归的数学模型，最后进行回归分析获得回归方程;在信息过滤过程中，每一个待过滤的中文网页经过预处理、向量表示后，代入多元回归方程中，判定该网页是否为农业网页。 从图2可以看出，构建该信息过滤模型的关键因素包括：建立训练集、网页预处理、特征选择算法、多元线性回归分析： 1）建立训练集。训练集是研究的起点和基础，但是与众多的面向英文的标准网页训练集相比，标准的中文网页训练集的起步很晚。到目前为止，只有一些中文文本训练集，还没有出现标准的中文网页训练集。为了解决该问题，动员100个学生手工在互联网上采集农业网页50 000张，其中，35 000张作为训练集，15 000张作为测试集;然后，以百度作为网络蜘蛛的种子站点，在互联网上随机抓取 12 000张网页，人工挑出7 000张非农业网页，其中的4 000张作为训练集，3 000张作为测试集。通过反复测试，最终确定训练集实例用于信息过滤。 2）网页预处理。网页预处理过程主要包括网页正文抽取;借助于中文分词工具对抽取后的文本进行中文分词;对分词后的结果建立索引。 3）特征选择算法。特征词不但是用来建立回归模型的因子，也是区分农业网页和非农业网页的最关键因素，特征词选取方法将对模型的识别效果产生重大影响。文本在深入研究了中文网页分类中典型的特征词提取方法的基础上，结合实际应用提出了一种新的特征词选取方法，其步骤如下： a.从农业训练集索引文件中获取农业训练集分词结果集合Term1（t1，t2，…，tn）和对应文档频率集合Df1（df1，df2，…，dfn）; b.从非农业训练集索引文件中获取非农业训练集分词结果集合Term2（t1，t2，…，tm）和对应文档频率集合Df2（df1，df2，…，dfm）; c.从集合Df1中查询Term1中所有词条ti的文档频率，记为ny_dfi，再从集合Df2中查询词ti的文档频率dfi，记为fny_dfi，计算词条ti在农业训练集和非农业训练集中文档频率差值的绝对值C，即C=ABS（ny_dfi-fny_dfi）。对词条ti按C值逆序排序，选取C值大于预先设定的阈值的词条ti为区分农业网页和非农业网页的特征词。通过分别比较不同分词工具的特征词选取结果，最终确定了前100个特征词（表1）。 4）多元线性回归分析。多元回归分析[8]是一种处理自变量与因变量的统计相关关系的一种数理统计方法。虽然自变量和因变量之间没有确定性的函数关系，但可以设法找出最能代表它们之间关系的数学表达形式。回归分析有很广泛的应用，例如经验公式的求得、因素分析、产品质量的控制等。在进行中文农业网页识别过程中，利用获得的前40个特征词和MATLAB进行多元线性回归分析，最终获得可用于分类的回归方程，即分类器：y= -0.368 4+0.187 4x[0]+0.210 4x[1]+0.202 4x[2]+0.125 8x[3]+0.364 2x[4]+0.188 2x[5]+0.135 7x[6]+0.083 7x[7]+0.126 8x[8]+0.045 5x[9]+0.061 6x[10]+0.053 8x[11]+0.105 0x[12]+0.097 0x[13]+0.404 0x[14]+0.071 1x[15]-0.018 4x[16]+0.076 1x[17]-0.372 7x[18]+0.118 8x[19]-0.098 9x[20]+0.078 7x[21]+0.065 8x[22]-0.088 4x[23]-0.054 9x[24]-0.028 5x[25]+0.047 5x[26]-0.083 6x[27]+0.036 6x[28]-0.134 3x[29]+0.003 4x[30]+0.004 5x[31]+0.034 4x[32]+0.045 6x[33]+0.020 3x[34]+0.038 0x[35]-0.063 9x[36]-0.026 6x[37]+0.092 7x[38]-0.083 2x[39]。 式中的x[i]为第i个特征词的对应值，若该词在网页中出现了，x[i]的值为1，否则为0;最终计算出的y值如果大于0，说明网页为农业网页，否则不是农业网页。 2.2 分页式倒排索引 为了解决常规倒排索引的检索效率低、不易更新等缺点[9]，AgriRoom采用一种分页式倒排索引结构（图3）。该倒排索引的存储模式采用数据库与磁盘文件混合存储，只将文档集合D存入数据库中而将词条集合T和倒排索引集合IT存入磁盘文件中。为了提高检索速度，AgriRoom将倒排索引散列为100份。每个文件夹下有3个文件，分别是IND、SITES和URLS，均为顺序文件。其中，IND文件中存储了每个词条在SITES文件中的偏移量（SitesOffset），包含该词条的站点个数（SiteCount）、该词条的文档个数（UrlCount）以及词条在文档集合D中出现的总次数（TotalCount）。SITES文件中存储了词条在各站点（Site_ID）倒排索引中的偏移量（UrlsOffset）。URLS文件存储词条的倒排索引并按照Site_ID聚合。 为了提高倒排索引的检索和更新效率，倒排索引文件在磁盘中以分页方式存储[10]。为了减少文件页内碎片，AgriRoom将倒排索引集合IT存入多个文件中，每个文件具有不同页大小，并在配置文件中指定每个文件的路径、文件名以及页大小（页大小是文件系统页大小的整数倍）。每个倒排文件有一个头页（HeadPage）和若干个数据页（DataPage）。在头页中存储该文件的页大小（PageSize）、页个数（PageCount）以及下一个空闲页的页号（NextFreePageNo）。在数据页中存储该页的页号（PageNo），如果单个词条的倒排索引数据长度大于数据页的大小则存储下一个数据页的页号（NextPageNo）、索引长度以及索引数据。一个数据页中最多只能存一个词条的倒排索引数据。由于HASH数据结构在内存中的等值查找性能最好，所以词条集合T和倒排索引集合IT在内存中以HASH数据结构存储以提高检索效率。倒排文件和词典文件在磁盘和内存中的结构如图4所示。 2.3 基于双重语义空间的语义检索模型 检索技术是智能中文农业垂直搜索引擎实现高效检索的核心技术之一，针对语义检索的现状和存在的问题，AgriRoom采用了一种新型的基于双重语义空间的语义检索模型[11]。该检索模型的基本思路是将检索过程分解为两个阶段：①利用改进后的随机索引技术[11]生成农业测试集的文档空间和词空间，然后获得查询句的语义向量，与文档空间中的向量进行比较，获得初选文档列表;②利用潜在语义分析技术生成文档空间的文档相似度矩阵[12]，利用文档间的相似度值，对初选文档列表中大于指定阈值的文档查找相关文档，并更新文档列表，最终获得结果列表返回给用户。AgriRoom的语义检索模型见图5。 3 系统的实现 基于系统的总体设计和相关研究成果，课题组构建了功能完备的智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom。从种子站点开始抓取互联网中的相关网页，并经过信息过滤后，建立农业网页数据库和分页式倒排索引库，再经过进一步的语义分析后，建立语义索引库，最终能够为用户提供方便、准确的农业信息检索服务。 3.1 开发环境与工具 系统开发的硬件环境为：64位曙光刀片服务器，其主要配置为4 GB内存，260 GB硬盘容量;软件配置为：Redhat Linux操作系统，其内核为2.6.31.5-127.fc12.i686.PAE，编译器为GCC 4.4.2，Web服务器为Apache 2.x。系统的后台数据库为：MySQL。 4 小结 面对海量的互联网信息资源，如何快速而有效地获取个性化的农业知识和信息资源成为数字农业迫切需要解决的问题。智能中文农业垂直搜索引擎的出现将有效解决农业信息“迷航”问题。因此研究构建了智能中文农业垂直搜索引擎的关键技术，提出了基于网页分类和多元线性回归分析的信息过滤技术、分页式倒排索引技术以及基于随机索引和潜在语义分析的语义检索模型。最终，构建了功能完备的智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom。经过实际应用证明，该系统能够为用户提供方便、准确的农业信息检索服务。 智能农业论文:基于NRF905的智能农业无线通信系统设计 摘 要：智能农业是农业领域推出的第一代拥有自主知识产权的远程环境监测系统。它是通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤含水量、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌，开关卷帘等）。同时在温室现场布置摄像头等监控设备，实时采集视频信号。用户通过电脑或智能手机终端，随时随地观察现场情况，查看现场温湿度等数据和远程智能调节指定设备的运行状态。现场采集的数据，为农业综合生态信息检测，对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。前端设备支持多种传感器的接口，同时支持音频，视频功能，可以有效的为农业专家提供第一手的现场专业数据。 关键词： 智能农业；无线传感器；远程监控；实时采集 一、物联网概述 （一）物联网技术的背景 物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点，国家和政府部门非常注重物联网产业的发展，据新华社报道，在各省启动的十二五规划中，有23个省份将物联网作为重要的发展目标。 物联网（The Internet of things）是指通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统（GPS）、二维码等信息感知设备，按约定的协议连接起来，通过有线或无线网络的组织模式进行信息交换和通信，以实现智能化识别、数据采集、智能控制、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网技术在农业中的应用，既能改变粗放的农业经营管理方式，也能提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展。 农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为重心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和技术为中心，大规模地使用各种自动化、智能化、远程控制的设备的生产模式。 短距离无线数据通信系统一般情况下由终端节点、通信系统节点及管理器节点组成，其系统结构框图如图1所示。 （二）智能农业系统的功能介绍 物联网智能农业平台系统由前端数据采集系统、无线传输系统、远程监控系统、数据处理系统和专家系统组成，其各部分系统功能介绍如下： 1.智能农业数据采集系统 数据采集管理系统主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量等传感器采集的数据以及视频监控数据的采集和管理。可为用户在电脑与手机终端上实时、直观的展示采集到的数据。用户可以在平台上查看自己需要的数据，包括实时数据采集、历史数据管理，以及为用户提供自定义打印报表，提供各种汇总统计信息，对数据库备份等服务，从而方便的得到数据信息，辅助决策等。 实时采集的数据主要为各类传感器采集的数据和视频监控采集的现场视频数据。温度包括空气温度、浅层土壤温度（土下2cm）、深层土壤温度（土下5cm）；湿度主要包括空气的湿度、浅层土壤含水量（土下2cm）、深层土壤含水量（土下5cm）。传感器采集数据的上传采用ZigBee无线传输模式，ZigBee发送模块将传感器的采集数据传送到ZigBee节点上。 用户可以在农业物联网平台上或通过手机终端等查看现场的实时采集的数据，并且在界面上可显示实时采集数据的曲线图。 2.智能农业视频监控系统 视频监控系统采用高精度摄像机对农田或大棚等进行视频监控，系统清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标准。 在大棚内安装视频监控系统，平台将视频监控文件进行处理传给后台管理子系统，可在微机终端进行查看，后台管理系统将视频监控文件进行处理通过WAP方式利用手机终端进行查看。企业管理层或相关管理结构负责人可通过手机视频来了解农业示范区现场动态情况。系统可以通过视频监控植物的成长过程（实时、录像）供远程学习。 3.智能农业预警系统 当采集数据超过系统预先设置的限制是，将开启系统报警功能，并发送短信告知相关管理人员，便于对农作物生产的管理。 4.智能农业设备远程控制系统 设备远程控制系统主要有控制设备和相应的继电器控制器控制电路组成，通过继电器可以自由控制各种农业生产设备，包括喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。用户可通过电脑或手机终端对设备直接操控，完成日常工作。 二、NRF905的概述 （一）NRF905概述 NRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片，工作电压为1.9-3.6V，32引脚QFN封装（5mm×5mm），工作于433/868/915MHz 3个ISM频道，频道之间的转换时间小于650us.自动产生前导码和CRC校验码，可以很容易通过SPI接口进行编程配置。[8] 外围器件连接简单，无需外部SAW滤波器。芯片内部本身附带功率放大器、频率合成器、调制器和晶体振荡器等部分，其中输出功率以及通信频道可通过编写程序进行配置。从NRF905的芯片手册中查到，其功耗十分小，当以10dBm 的功率发射时，工作电流仅有 30mA，同时支持多种低功率工作模式，待机模式下电流仅为12.5μA，节能设计更加方便。 （二）工作原理 该系统主要是实现的是点对点无线收发数据的过程，单片机将地址和数据写完后，就要控制NRF905无线收发模块将接收到的数据发送出去，NRF905发送模式会自动产生字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚（即DR）通知单片机数据发送完毕。下面是NRF905发送数据的流程：（1）当单片机发送数据的时候，根据时序图将要发送的数据以及接收机的地址通过SPI接口传送给NRF905，SPI接口的速率在通信协议和期器件配置时已经确定；（2）通过单片机置高TRX_CE和TX_EN，激发NRF905的射频发送（ShockBurstTM）模式；（3）NRF905的ShockBurstTM发送；（4）若单片机将AUTO_RETRAN寄存器设置为高电平时，此指令表明需要再次发送数据，NRF905无线模块将实施重发，持续到STC89C516RD+单片机将TRX_CE变为低电平为止；（5）当TRX_CE被置低时，表示NRF905发送数据过程完成，芯片将自动进入空闲模式。[14] 三、系统硬件设计 节点硬件结构。本系统的通信底板以STC89C516RD+单片机为核心，通过Altium Designer软件自行设计通信子系统的PCB板，将NRF905无线收发模块安放在预先设计好的的系统板上。串口电路部分采用MAX232芯片，外围搭建光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器等，硬件结构简单，性能稳定，同时有效的节约了成本。 四、系统运行流程 软件构架。本系统工作时首先节点1先设定为发送模式，通过外接各种传感器将采集到的数据传送数据给节点2，然后等待节点2接收，当节点2得到正确的数据之后，又将反馈信息发送给节点1，当节点1得收正确的反馈信息之后，系统板上的LED灯将会点亮，则说明发送接收成功。 五、运行结果 系统硬件连接实物图如图2所示。 数据收发完全正确，其结果显示如图3所示。 短距离无线数据业务以其低功耗、数据传输可靠、信息容量大等特点正被应用到广阔的应用领域。本文首先对其发展前景和应用现状及无线通信系统的广泛应用进行了概述，重点是对本课题所采用的STC89C516RD+型单片机与无线收发模块NRF905，再使用LCD液晶显示器进行实时显示来完成NRF905的无线通信系统设计，同时对短距离无线通信技术的结构特点进行了较为详细的论述，对其发展前景也进行了深入的研究。 无线通信技术，正在迅猛发展并广泛应用于各个领域。本文对其在盲区无线智能通信系统中的应用作了一些有益的研究并取得了一些成果，但仍有许多问题可待进一步的研究解决。（1）提高节点集成化，缩小体积。本文制作完成的节点是由微控制系统板和射频通信板组成的，体积较大。在以后的电子技术发展中可以同时将射频通信系统和微控制系统以及一些相关应用集成到同一芯片上，将会极大缩小节点体积。（2）能耗管理智能化研究，进一步降低能耗。本文所作研究对能耗管理方面通过采用系统定时休眠来达到节能的目的。进行能耗管理提高系统自身运行的稳定性，延长系统的使用时间，最终提高了系统自身的应用效益。 利用无线传感器网络实现数据传输是农业环境测控系统通信问题的有效方法。将无线传感器网络技术的农业系统环境信息采集与监测控制系统用于农业环境数据的接收、实时显示和存储，并通过无线方式实现与远程管理中心的通信，成功地解决了传统农业下的各种问题，无线传感器网络技术必将更大更广阔的农业领域中发挥越来越重要的作用。 [作者简介]葛付伟，南开大学滨海学院电子科学系，教师；毛建新，南开大学滨海学院电子科学系，本科在读。 智能农业论文:基于ZigBee技术的智能农业大棚的研究 【摘要】智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，自动开启或者关闭指定设备;可以根据用户需求，随时进行处理。本文提出了利用ZigBee技术进行无线传感的智能农业大棚设计，为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。 【关键词】ZigBee;智能;农业大棚;物联网 一、概述 “物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。 智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的，要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。但是，传统的智能控制系统由于很多因素的制约，很难达到要求。为了解决这些问题，业界尝试了很多办法，但基本上都属于封闭式的，多采用私有协议，彼此间难以互通，导致结构不透明，灵活性、扩充性不佳。从长远看，智能控制系统的发展趋势是走向开放，尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。 二、智能农业大棚的应用分析 通过对农业大棚内的温湿度信号、光照度以及土壤的水分等参数的采集，能够根据用户设定的参数，自动开启或关闭设备，来达到大棚内的参数平衡。这样，可以实现农业生态信息的自动监测，对大棚内设施进行自动控制和智能化管理。 大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只，用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数;每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只，用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。所有传感器一律采用直流24V电源供电，大棚内仅需提供交流220V市电即可。 每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等），用来传输各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到internet上与平台服务器交互。 在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备1套（包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等），用来传递控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。 三、系统架构研究 1、总体架构 系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。 2、传感信息采集分析： 数据采集系统，主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。数据传感器的上传采用ZigBee无线传感模式。 传感器的数据上具有Zigbee模式和RS485模式两种，RS485模式中数据信号通过有线的方式传送，涉及大量的通讯布线。而在Zigbee传输模式中，传感器数据通过Zigbee发送模块传送到Zigbee中心节点上，用户终端和一体化控制器间传送的控制指令也通过Zigbee发送模块传送到中心节点上，省去了通讯线缆的部署工作。中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令发送到上位机的业务平台。用户可以通过有线网络/无线网络访问上位机系统业务平台，实时监测大棚现场的传感器参数，控制大棚现场的相关设备。Zigbee模式具有部署灵活、扩展方便等优点。所以，在这里我们采用的是Zigbee模式。 3、控制系统分析： 控制系统主要由一体化控制器、执行设备和相关线路组成，通过一体化控制器可以自由控制各种农业生产执行设备，包括喷水系统和空气调节系统等，喷水系统可支持喷淋、滴灌等多种设备，空气调节系统可支持卷帘、风机等设备。 采集传输部分主要将设备采集到的数值传送到服务器上，现有大棚设备支持3G、有线等多种数据传输方式，在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。 业务平台负责对用户提供智能大棚的所有功能展示，主要功能包括环境数据监测、数据空间/时间分布、历史数据、超阈值告警和远程控制五个方面。用户还可以根据需要添加视频设备实现远程视频监控功能。数据空间/时间分布将系统采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分布状况（折线图）和空间分布状况（场图）、历史数据可以向用户提供历史一段时间的数值展示;超阈值告警则允许用户制定自定义的数据范围，并将超出范围的情况反映给用户。 四、智能农业大棚主要功能 1、数据采集 能够对智能农业大棚内的数据进行无线采集，可以采集内部的温湿度、光照、以及土壤的水分等参数。 2、视频监控 用户能够实时地通过电脑或手机进行监控，观察大棚内作物生长状况。 3、数据存储 系统能够对历史数据进行保存，以便日后对这些数据进行分析，方便日后查询。 4、数据分析 系统将采集到的数据进行曲线图或柱状图分析，生成报表，根据分析后的数据，可以由此判断出在什么条件下更适宜农作物的生长，为以后种植的提供依据。 5、远程控制 只要能够联网，在任何时刻都可以对大棚内的设备进行远程控制，以调节内部的参数。 6、超限报警 用户可以自行设置超限值，当参数越过超限值时，可以通过监控器或手机进行实时报警，以便及时提醒用户。 五、结束语 随着物联网的普及，智能农业大棚将会在以后扮演越来越重要的角色。对农业生产起着非常重要的作用，同时也会推动农业经济的发展以及农业信息化的发展。

煤矿绞车论文:浅谈无极绳绞车在煤矿中的应用 【摘 要】 在煤矿井下的采区斜巷上运输一般都使用调度绞车，调度绞车运输时需要投入大量的人力、物力，并且中间的环节较多，安全系数相对较低，运输的效率也比较低。而无极绳绞车运输就能解决这些运输环节复杂、运输距离长、巷道变坡多、运输效率和安全系数低的问题，在运输条件复杂的回风槽等地方应用无极绳绞车，就能实现煤矿的安全、高效、经济的斜巷运输，确保煤矿的安全生产。 【关键词】 无极绳绞车 煤矿 应用 0 引言 随着煤矿机械化水平的提高，对煤矿采区内部斜巷运输的安全性、快速性、经济性、高效性提出了更高的要求。推广使用先进的运输装备，提高运输管理水平是当前煤矿斜巷运输管理的重点和难点。无极绳绞车是一种实用的新型辅助运输装备，具有结构紧凑、操作方便、可靠性高等优点，适用于长距离、多变坡、大吨位工况条件的普通轨道运输，主要用于煤矿井下工作面顺槽和掘进后配套运送生产所需材料、设备，无极绳运输设备简单，使用范围广泛，是当前调度小绞车的替代产品。 1 无极绳绞车结构原理 无极绳绞车由传动装置、主轴装置和制动操纵机构等组成。 1.1 传动装置 传动装置包括电动机、液力耦合器、减速器、齿轮联轴器和一级开式齿轮传动。 （1）减速器。减速器采用ZHQ-85型标准两级圆弧齿轮减速器。机壳为水平剖分结构，机盖和机座用铸铁铸成，并以螺栓连接。机座一端设有油位尺，其下面设有放油用的螺塞。盖板用于遮盖视孔，其上有排气帽。主动轴、中间轴和被动轴均以单列向心圆锥滚子轴承支承。各轴轴端有调节轴承间隙的垫片和端盖。 （2）液力耦合器。液力耦合器用于连接电动机和减速器，其作用和工作原理与输送机上用的相同。泵轮和壳体用螺栓连接。涡轮位于壳体内但无连接关系，它通过平键与减速器主动轴联结。壳体内设有注油孔和保险器。当液力耦合器长期过负荷工作使油温超过91.5度时，保险器内的易熔金属熔化，其中的销子在油压作用下被推出，并触动保险装置的拐臂，而后通过小轴、销子、套和凸轮臂，使电气开关动作而切断电路，起到保护作用。 1.2 主轴装置 主轴装置由卷筒、主轴、齿轮和滑动轴承等组成。卷筒有夹钳式和抛物线型两种。夹钳式卷筒有驱动力大、钢丝绳使用寿命长和无滑动现象等优点，其结构是在轮体上装有12块扇形压板，扇形压板内装有左、右卡钳和弹簧、销轴组成的夹钳，钢丝绳则卡在夹钳内。抛物线型卷筒是由轮体和开有抛物线形绳槽的轮圈组成，它们用螺栓连接。这种卷筒的优点是制造简单和可以正反转。 1.3 制动操纵机构 制动操纵机构包括工作制动器和安全制动器。 （1）工作制动器。它采用电动液压推动器自动操纵，推动器的电动机与主电动机联动。主电动机起动后，电动液压推动器使其外部的框架升起，进而通过连杆、长轴和连杆使重锤升起，于是杠杆抬起，工作制动闸松开。主电动机停转时，电动液压推动器随之停止工作，制动闸在重锤的作用下将卷筒闸住。此外，工作制动闸还可以通过手把拉动连杆进行操作。电动液压推动器的结构原理为，动作状态时，电动机带动涡轮旋转，油室内的油液输送到活塞的下腔。这一过程是逐步实现的，从涡轮排出的油液先使缓冲装置下部的活动套升起。当该活动套上升到使开口露出时，油液才进入活塞的下腔。随着套的继续上升，开口逐渐增大，直到套的上端顶到涡轮外罩时，开口达到最大。这时，活塞在油液压力的作用下上升，带动框架升起，使工作制动闸松开。制动状态时，电动机停止运转，涡轮也随之停止运转，油液不再具有压力，于是活塞在重锤的作用下迫使油液从开口返回油室，并且随着套在弹簧的作用下下降，开口越来越小，回油速度越来越慢，因而使制动过程进行的比较平稳。 （2）安全制动器。安全制动器由电动液压推动器、重锤、制动杠杆和带形闸等组成。主电路有电时，液压推动器动作，使重锤提起，使带形闸处于松闸状态。当发生故障，总电路被切断时，液压推动器停止工作，重锤立即下降，通过制动杠杆使带形闸将卷筒制动，起到安全保护作用。安全制动使用的电动液压推动器与工作制动用的基本相同，只是没有弹簧缓冲装置，因而动作较快，适合安全保护的要求。 1.4 逆止装置 逆止装置的作用是当工作制动器失灵时，防止绞车在货载的作用下反转而造成事故。它由固定在主轴一端的单向离合器、固定在离合器上的模板、中间传动机构和按钮开关组成。绞车正常工作时，离合器不转，模板位置不变。一旦工作制动器失灵，绞车在货载的作用下刚一反转时，离合器便立即动作，其上的模板便触动按钮开关而切断液压推动器的电源，使安全制动器立即动作，防止了绞车的反转；同时，安全制动器上的闭锁装置切断主电动机的电路而使之停止转动。 2 无极绳绞车在煤矿运输中的应用 （1）简化运输系统。无极绳绞车减少了线路上的工作人员和矿车摘挂钩次数，摘挂钩工人劳动强度大，轨道附属件多，倾斜运输中容易发生跑车事故，应用无极绳绞车无形中提高了提升效率和安全性能，为综采工作面安全、快速的安装奠定了基础。 （2）减少了摘挂钩和倒车接替次数，避免了因跑车、脱钩、断绳等引发的事故；简化了运输程序，减少了事故隐患环节，降低了运输事故发生率。 （3）液压张紧系统张紧便捷。钢丝绳张力可随着牵引工况的变化而变化，延长了钢丝绳的使用寿命，减少了窜绳张紧的次数。 （4）泄漏通讯装置使用方便，实现了手持电台之问、手持电台与基地电台之间的多方通话，还具有打点、急停控制功能，为长距离安全运输提供了技术保证。 （5）无极绳绞车采用机械传动方式，结构紧凑，操作方便，可靠性高。 （6）在顺槽中实现连续运输，无需转载，提高了安全可靠性，避免了掉道对煤矿采取设备安装、生产的影响。 （7）尾轮固定简单，可方便快捷地移动，实现运输距离变化。 3 结语 无极绳绞车运输是煤矿生产过程中重要的运输方式之一，随着社会的发展和科技的进步，在无极绳绞车在设计制造方面将更加完善，将能更好地为矿井的生产建设服务，为煤矿企业创造更多的效益，确保矿井安全稳定生产。 煤矿绞车论文:浅析煤矿提升绞车测速系统的改造 【摘 要】 传统的矿用提升绞车测速装置因结构较为复杂，带有的电刷和换向器，其产生的干扰信号会对绞车上PLC或者变频器等电控装置造成影响。本文重点介绍了基于霍尔传感器的绞车测速装置在仙亭煤矿中的使用情况，对今后该装置的推广使用具有一定的指导意义。 【关键词】 煤矿 霍尔传感器 提升绞车 测速 目前矿井提升绞车已基本实现了对其进行PLC或者变频控制的改造。但是很多提升绞车上仍然使用的是利用测速发电机这种传统测速方式，该种测速装置结构较为复杂，带有的电刷和换向器，其产生的干扰信号会使改造后的提升绞车电控装置造成不良影响。以仙亭煤矿使用的重庆GKT型绞车为例，该种绞车配备的是直流测速发电机，经过多年的运行，大部分测速装置已经不能正常使用，因此寻找一种廉价、易维护的测速方法对于绞车安全运行有很大价值。本文详细讲述霍尔传感器测速系统在矿山提升绞车上的应用情况。 1 霍尔传感器的原理 1.1 霍尔效应 在一块半导体薄片上，其长度为L，宽度为b，厚度为d，当它被置于磁感应强度为B的磁场中，如果在它相对的两边通以控制电流T，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两边将产生一个大小与控制电流I和磁感应强度B乘积成正比的电势u ，即UH=KHIB，其中KH为霍尔元件的灵敏度。该电势称为霍尔电势，半导体薄片就是霍尔元件。 1.2 工作原理 霍尔开关集成电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅值随磁场强度变化的霍尔电压UH放大后再经信号变换器、驱动器进行整形、放大后输出幅值相等、频率变化的方波信号。 2 霍尔传感器在仙亭矿绞车上的应用 2.1 霍尔开关概述 霍尔开关是一种磁感应电子器件，其原理是感应电势根据磁场强度的变化而变化——即霍尔效应。霍尔开关可以作为接近开关使用，主要用于转速及位移检测，其分类有开关型霍尔传感器和线性霍尔传感器两种，开关型霍尔传感器输出为0和1两种信号，是一种数字信号，可以直接连接PLC或者单片机的I/O引脚，而线性传感器则需要AD转换器。霍尔开关价格便宜，稳定性较好，是一种理想的非高精度测速原件，现以仙亭矿201采区GKT1.6绞车为例，探讨使用霍尔传感器对绞车测速。 2.2 测速方法介绍 仙亭矿201采区绞车的电控系统现为PLC电控，结合变频器使用，使用的PLC型号为欧姆龙CPM2AE-60CDR-A，扩展模块为CPM1A-20EDR，扩展模拟模块为CPM1A-AD401，其测速装置使用测速发电机输出220V电压后，进入型号为DP（I）4-PDV500C的数字式直流电压表（DVP）作为采集装置，信号发送到CPM1A-AD401（如图1所示）。PLC模拟模块编程后，可设置输入电流信号上下限，起到限速保护作用（数字式电压表DP（I）4-PDV500C自身带有上下限设定功能，本文不做讨论）。此时测速发电机如果损坏，可考虑使用使用线性霍尔传感器替代，线性霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成输出的是模拟型号，根据外加磁场强度变化，输出电流也在变化，将霍尔传感器的输出端直接连接DP（I）4-PDV500C即可，PLC程序无需修改，选择适当型号的霍尔传感器即可。 2.3 硬件实现 2.3.1安装 使用霍尔接近传感器测速时，采用旋转式接近，将配套磁钢片以同一极性按一定的角度贴在电机转轴上，传感器正面对准磁钢片固定，工作距离大概在2～10mm之间（如图2所示）。当电机旋转时，传感器霍尔电势随磁钢片磁场强度变化而变化，对于线性霍尔传感器来说，是电流电压的线性变化。 2.3.2 接线方式 一般的霍尔接近开关有三条线，棕色接电源正极，蓝色接电源负极，黑色为输出线，输出线接负载，负载可以是继电器线圈、信号灯，对于PLC则是数字输入模块。需要注意的是，不同PLC需要选择不同的接近开关，公共输入端为0V的 PLC要选用NPN型接近开关，公共输入端为24V的PLC则需选用PNP型，欧姆龙等日系PLC公共输入端一般为0V。 2.4 软件实现 限速保护实现流程图： 利用PLC编程软件设定上限值，并在安全回路设置过速保护开关，可实现限速保护，如果利用多位数码显示管，还可显示速度。具体的软件设置和梯形图需根据现场及PLC的型号而定。 3 其他测速方式 除线性霍尔传感器，还可使用开关型霍尔传感器，需要设置转速公式，编程较为复杂，但不需要PLC模拟模块；另外还可以使用旋转编码器，其优点是精度较高，接触式旋转编码器安装十分不便，而非接触式旋转编码器对环境要求高。 接近开关可以组合使用，对于牌坊式深度指示器的提升绞车，在深度指示器安装和电机等部位各安装若干个传感器，进入PLC后进行数据对比，设置差值上限，可作为深度指示失效保护。霍尔传感器在工控领域应用已十分成熟，价格在几十至几百元不等，价格低廉，对于矿井设备控制也能有十分广阔的应用。 4 结语 本霍尔传感器适用于矿山提升绞车的速度测量，从根本上解决了传统的利用测速发电机这种电磁式转速传感器输出信号的幅值不稳定，响应频率不高，以及抗电磁波干扰能力差的缺陷。能够更好的保障矿井的安全生产，值得在煤炭行业广泛推广。 煤矿绞车论文:煤矿提升绞车故障诊断技术及设备保养探讨 【摘 要】本文介绍提升绞车的工作原理及性能，并对绞车故障诊断技术和设备保养进行了论述。 【关键词】煤矿机械；提升绞车；故障诊断；设备保养 1 提升绞车的工作原理及性能 1.1 工作原理 （1）动力传动系统：其传递路线为：电机联轴器中心轮1（太阳轮）行星轮中心轮2（内齿轮）调整装置行星架斜齿轮卷筒。 （2）调速系统：因系行星差动轮系，自由度有2个。通过对内齿轮的速度调整，可实现对行星架输出转速的无级调速，使卷筒达到理想的工作转速。 （3）辅助装置：包括紧急制动装置、工作制动器、调速操纵器、深度指示器与卷扬系统等。紧急制动装置用于突然停电或遇紧急情况时，起紧急刹车作用。主要由电力液压制动器和带制动轮的柱销联轴器组成；工作制动器用于停车前或工作中制动减速。该制动器为连杆带式制动器：主要由制动带、杠杆系统和操作手柄组成。制动带有内衬，用螺栓或铆钉固定于钢带上；调速操作器由块式制动器，制动闸轮，杠杆系统，操作手柄组成。向前推动操作手柄，位于调速器外侧的块式制动器打开，调速轮空转，调速器输出速度为零。向后拉动操作手柄拉紧制动时，调速轮固定不动，调速器输出速度最大；卷扬系统装置包括卷筒、主轴与轴承座。卷筒由大齿轮、制动轮和钢板卷筒组成，并通过平键联接在主轴上，外带绳槽的衬垫或木衬、以减少钢丝绳的磨损。 1.2 性能要求 （1）满足负载时变：绞车用于海洋拖曳、电梯轿厢提升、矿山调度等场合时，由于外界环境因素影响，例如海浪、海流、货物质量等的不断变化，其负载也在不断变化。这就对绞车的稳定运行造了很大干扰。因此，要采取有效的控制手段来控制绞车的收放速度。 （2）驱动力矩范围大：这是由绞车的工作环境决定，其驱动力范围从几公斤到上百吨不等。 （3）调速方便，高低速运行稳定：由于收放工作的需要，现在许多绞车都需要能够方便连续地调整收放速度。高速运行时，不能出现飞车情况；低速运行时，不能出现爬行现象，而且要保持一定的输出力矩。 （4）要求较高安全可靠性：由于绞车一旦出现事故，就有可能对人的生命或财产造成很大的伤害，加上绞车的工作环境大多较恶劣，要求绞车具有很高的可靠性。因此，在设计绞车时，应考虑到绞车的最大负载能力、绞车的防爆性与元件的可靠性等因素。 （5）较好的可操作性：一些先进的电子控制技术、通讯技术的运用，使得绞车有很好的人机接口和远程通信能力，极大提高了绞车的操作性能。 2 绞车故障诊断方法 2.1 传统诊断方法 绞车的故障现象是各种各样。实际检修过程中，要充分利用手、眼、耳等器官，判断时，先要搞清楚故障的基本现象或特征，深入仔细思考和具体分析有可能产生故障的部位，以及可能的原因，然后遵循“从简到繁、由表及里、由易到难”的原则。 首先，进入现场直接观察机械设备，并查阅机器运行技术档案资料，结合故障诊断设备。 2.2 运用现代诊断技术 现代测试仪器主要有便携式振动仪，温度计和油样分析仪等。 对绞车运用震动诊断，是运用外在设备对绞车的运行状态做出判断，进而对有故障部位、故障程度、故障原因做出准确判断。绞车常见的机械故障一般出在轴承和齿轮。齿轮的正常运转，关系到整台设备的正常工作。齿轮是一种较为复杂的成型零件，保证其制造和装配质量较为困难，特别是在井下高速重载下运行的齿轮，工作条件更为恶劣。振动分析是非常先进的技术手段。因此，要求设备故障诊断人员有较高的理论水平和较强的实际操作能力。 对绞车采用油样分析，通过润滑油液分析来达到故障诊断的目的。通过对工作油液（脂）的合理采样与分析处理后，就能取得关于该机械设备各摩擦副的磨损状况：包括磨损部位、磨损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对设备所处工况作出科学判断。磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的3种主要形式和原因，而其中磨损失效约占60%左右。由于油样分析方法对磨损监测的灵敏性和有效性，因此，这种方法在机械故障诊断中日益显示其重要地位。 油样分析通常指油样的铁谱分析和光谱分析以及磁塞分析，都是对铁磁性物质颗粒的收集和分析。通过油样分析，能获取绞车以下信息： （1）磨屑的浓度和颗粒大小反映出绞车磨损的严重程度； （2）磨屑大小和形貌反映磨屑产生的原因，即磨损发生的机理； （3）磨屑的成分反映磨屑产生的部位，亦即零件的磨损部位。 温度检测是绞车诊断的重要特征参量。温度升高反映出是否润滑不良、选用材质是否合格，许多轴承的损坏都与轴承的温升息息相关。温度检查是检修绞车的重要依据，是引发机械故障的重要因素。绞车故障检修时选用非接触式温度计就可以收到效果。 3 绞车日常管理维护 （1）要保持设备清洁，设备停止运转后才可进行维修、保养和加油等；经常检查油管、气管、接头处是否有渗漏现象，保证所有的电、气、液管线不与坚硬物发生摩擦；车上变速器等设备摩擦连接处应按照技术要求加足润滑油，防止锈蚀等；设备每运行250 h，应更换滤油器芯。 （2）由专业维修人员进行液压系统的维护工作，确保系统清洁度是液压系统维护的重要问题之一。每次系统运转或维修后，都应检查油箱油面，油量不足时，应及时添加相同牌号的液压油。 （3）滚筒轴承应保持良好的润滑，每月注入一次锂基润滑脂，加注量为贮油量；不定期检查润滑油液位及油液质量，杜绝添加劣质润滑油，尽可能使用同一牌号的润滑油。 （4）精心维护管理降低测井绞车操作过程中出现故障的概率，使绞车保持正常的工作状态，增加绞车使用寿命。当测井绞车长期停止使用时，应存放在干燥、通风良好、无腐蚀性介质，且避风雪、防暴晒，有消防设施的场所。 4 结语 煤矿建设和生产单位要重视对绞车的维护、维修和保养工作，大力提高维修、维护人员的职业水平尤为重要。及时总结经验，逐步提高判断故障的技术水平。 煤矿绞车论文:煤矿双速多用绞车存在的问题与维护 【摘 要】煤矿双速多用绞车用于煤矿井下综采工作面设备及各类机电设备的搬迁等辅助运输工作，也可用于煤矿井下采掘工作面、井底车场、上下山、地面等处的物料运输，矿车调度等工作及回采工作面的回柱放顶，还可用于其他矿山和建筑等行业。本文主要探讨煤矿双速多用绞车存在的问题与维护。 【关键词】煤矿；双速多用绞车；维护 现有生产采区运输系统已经形成，不适用新型辅助运输设备，在联络巷和顺槽宜推广使用双速多用绞车，解决安撤工作面支架运送问题。绞车操作工必须熟悉所操作绞车各部的结构、性能及机械电气、液压系统，熟悉绞车工作原理及操作方法，熟悉信号联系方法，会一般性的检查、维修、润滑和保养，会处理一般性的常见故障。 1 煤矿双速多用绞车的特点 （1）具有快、慢两种速度，慢速平均为8～9m/min左右，与目前煤矿井下使用的回柱绞车等慢速绞车的速度相似；快速平均为55～65m/min左右，与目前煤矿井下使用的调度绞车等快绞车的速度相似；通过离合内齿方式实现速比差异较大的两档快慢速度，使用灵活方便。 （2）该系列绞车的慢速牵引力分别为80kN、140kN、220kN，分别与相应规格的回柱绞车等慢速绞车的牵引力相同；快速牵引力分别为13kN、21kN、29.1kN。分别与相应规格的调度绞车等快速绞车的牵引力相同。 （3）一机多用，可代替现有同规格的回柱绞车、调度绞车、慢速绞车、运输绞车，实现一机四体。 （4）传动系统采用圆锥一圆柱齿传动，传动效率高，整机传动效率在75%以上。能耗低；油箱内油的温升低，绞车设计寿命长（5000h），是现有回柱绞车寿命的3.8倍。 （5）结构紧凑，外形尺寸小，呈长条形对称结构，底座呈船形结构，可整体下井，在井下可自移，且平稳，不摆动，不翻倒，很适应在煤矿井下采掘工作面、顺槽等狭小条件下工作。 （6）系列产品的设计参数适合煤矿井下使用条件。 2 煤矿双速多用绞车存在的问题 煤矿双速多用绞车用于井下采煤工作面综采设备及各类机电设备的搬迁等辅助运输工作，也可用于煤矿井下采掘工作面、井底车场、上山下山、煤矿地面等处的矿车调度、物料运输等工作，还可用于回采工作面的回柱放顶。该绞车具有快速和慢速两档速度，可根据现场的需要变换速度和牵引力进行不同条件下的工作。这就要求绞车操作工熟练地掌握绞车理论知识、实际操作和维护技术，具有高度的职业责任感，为煤矿安全生产做出贡献。 2.1 轴承过热 （1）缺油，油中含杂质，油孔堵塞；（2）接触不良或轴线不同心；（3）间隙过小；（4）油圈转动不灵或卡住。 2.2 滚筒有异声 （1）连接杆件松动或断裂，产生相对位移和振动；（2）焊缝开裂；（3）筒壳强度不够，产生变形；（4）衬套与轴径磨损，间隙过大；（5）联轴器松动。 2.3 滚筒轮毂松动 （1）各支承轴承不同心，水平度偏差大，使轴局部受力过大，反复疲劳折断；（2）经常超载运行和重载冲击，使轴局部受力过大，产生弯曲；（3）材质不符合要求和轴颈变径处结构不合理；（5）带负荷静置太久，产生变形。 2.4 抱闸或松闸不灵活，速度缓慢 （1）传动杠杆销轴不灵活或过于松旷；（2）缓冲器油缸卡顶；（3）油压不足；（4）碟形弹簧失效；（5）制动器操作手把给不到位，或移动角度不合适。 2.5 闸瓦局部过热或裂纹 （1）制动杠杆力不均匀；（2）局部接触，使单位面积压力过大；（3）闸块与闸轮（或闸盘间隙不均匀）。 3 煤矿双速多用绞车的维护与管理 3.1 绞车的维护 （1）绞车的操作人员必须严格遵守操作规程。 （2）绞车必须按规定及时加注润滑油。 （3）绞车若长时间搁置不用，必须选择干燥的地方存放，防止电器受潮，绞车的裸露部分应涂保护油，各摩擦部分涂上润滑油。 3.2 绞车的润滑与密封 机器的润滑不仅关系着机器的正常工作，而且直接影响机器的寿命，因此必须及时的更换和补充润滑油。润滑油的油质必须符合要求，不得混入灰尘、污物、铁屑及水等杂质。闭式齿轮传动润滑采用工业齿轮油250号（SY1172-77S）。减速箱内最高油面不超过大锥齿轮直径的三分之一，最低不低于大锥齿轮齿宽方向的三分之一。闭式减速箱内的轴承均为溅油润滑。 开式齿轮传动及支撑其的滚动轴承均采用钙钠基脂润滑脂（SY1403-77），各滚动轴承内加入的润滑脂加入量不得超过容量的三分之二，每隔3～6个月应加油或更换一次。 对于新的或大修后的绞车，在运行半个月后必须更换减速箱内的润滑脂并进行清洗，以除去传动零件磨损的金属细屑。 减速箱剖封面及各密封面，密封后均不允许漏油。拆卸后，重新安装时应在各密封面涂密封胶或水玻璃。 3.3 认真学习安全生产的方针、政策、法律法规，参加矿、区队组织的安全业务培训及安全技术措施、绞车知识、质量标准、煤矿工人安全知识50条和企业安全文化学习，不断提高自身素质和技能。 3.4 绞车司机必须持有《岗位资格证书》和《特种作业人员操作资格证书》方能上岗，否则，严禁操作绞车。上岗人员应熟悉本职业务，钻研技术，做到“三知四会”（知设备结构原理、知技术性能、知安全装置的作用；会操作、会维护、会保养、会排除一些故障）。 4 结论 正确地操作与维护绞车，保证其安全可靠经济地运行，提高工作效率，延长设备的使用寿命，具有极为重要的意义。所以，要求绞车操作工熟练地掌握绞车理论知识、实际操作和维护技术，具有高度的职业责任感，为煤矿安全生产做出贡献。 煤矿绞车论文:煤矿斜巷小绞车运输事故发生的原因及预防措施 摘 要 分析斜巷小绞车运输事故发生的原因，采取有针对性的措施，对促进煤矿安全生产具有重要的意义。 关键词 煤矿；斜巷小绞车；事故原因；预防措施 矿井运输是煤矿安全生产的重要环节。由于矿井运输具有工作范围广、战线长、设备设施流动性大、涉及人员多等客观因素，矿井运输事故在煤矿各类事故中一直占有很大的比例。特别是分析斜巷小绞车运输事故发生的原因，采取有针对性的措施，对促进煤矿安全生产具有重要的意义。 在运输事故中斜巷小绞车运输占很大的比例，而且斜巷小绞车运输事故的危害也远远大于其他运输事故，下面将最常见的导致斜巷小绞车运输事故发生的原因进行分析并找出相对应的预防措施。 1 分析斜巷小绞车运输事故发生的原因 1）斜巷小绞车的选择、钢丝绳的型号、斜巷的长度坡度以及在该区域设备最大重量四者之间的关系。以上四者之间在各个环节选择不当都可能出现该区域整个运输系统瘫痪。 2）无证人员操作绞车。由于当班班组长安排工作不细致，将无证人员安排在绞车司机工作岗位上，而作业人员没有拒绝班组长的违章指挥行为，而是盲目听从班组长的安排进行违章作业。此类违章行为可能会产生严重后果，由于无证人员对绞车各项性能不熟悉，遇见紧急情况，不能正确处理，斜巷运输作业现场在拉运过程中随时可能出现这样或那样的隐患，而司机处理不当就很有可能发生事故。 3）斜巷违章停车装料或其他作业。当班班组长安排工作不细，不认真，没有交代作业过程中的安全注意事项。作业人员为了作业省力，蛮干违章。 4）斜巷安全设备不齐全或闭合不到位，倒置在运行过程中起不到安全保护作用，从而造成斜巷跑车事故或安全设施闭合不到位，在下车场有作业人员时，上车场的车辆进入斜巷造成跑车，出现伤亡事故。 5）绞车维护不到位长期带病运行，钢丝绳出现断丝、硬弯、打结或磨损超限不及时更换，等都有可能出现斜巷跑车事故发生。 6）连接装置不合格如出现裂纹、破损、磨损超限等如果没有及时进行更换，在拉运过程中可能出现连接装置断裂造成跑车事故。 7）运输车辆本身缺陷造成事故。装材料或机械车辆由于使用时间较长，车辆底盘、碰头、闭锁装置等由于长时间碰撞或锈蚀等没有及时进行检修修复，在运输过程中在薄弱环节可能出现断裂，造成事故。 8）在斜巷正常拉运过程中，由于轨道质量不合格造成在车辆掉道，在处理掉道车辆时，由于使用处理方法不当（如用绞车硬拉处理、在松绳状态下使车辆复轨等）导致事故发生。 除了以上原因以外，区队干部对斜巷运输的不重视也是一个主要原因，特别是一些采掘一线的管理人员，他们认为采掘一线主要任务就是生产，每班只安排几个职工进行材料运输，对现场的运输管理全部由当天拉运人员中临时安排人员进行负责，造成在运输过程中得不到有效的监管，任由现场作业人员进行违章蛮干，最后导致事故发生。 2 斜巷事故发生的预防措施 由以上斜巷小绞车运输事故的发生原因分析可知，运输事故的发生主要表现在“人、物、环境”（人是指作业人员，物是指设备、材料、工具等，环境是指工作现场的作业环境）在三者之间是没有轻重主次之分，只要任何一个出现问题都有可能造成运输事故的发生。要减少或控制运输事故，应采取以下措施。 1）在斜巷运输的设计开始必须经过严密的设备选型以及验算，以该区域设计巷道的参数（斜巷的长度、坡度）为基础，以最大设备重量为承载量，合理的选择小绞车的型号和钢丝绳的型号，必须保证绞车的牵引了和钢丝绳的破断拉力是斜巷小绞车安全运行的首要保证。 2）在小绞车拉运时，绞车司机必须熟知绞车的性能，尤其掌握提升的最大静张力，估算出所拉设备的重量。特别是对于不经常拉运的材料，决不能盲目进行拉运，必须向管理人员问清楚，采取谨慎态度，宁可少挂车辆或不拉运（严禁超挂车辆）。如超载超重运料，很有可能引起制动力矩不够，造成断绳或跑车事故。 3）绞车司机必须持证上岗，在工作期间职工必须清楚本人操作证的工种，在班组长安排工作是，首先要考虑是否有该工种的操作证，如果没有必须果断的拒绝班组长的安排，并说明原因，再由班组长合理安排其他符合该岗位的作业人员。 4）在斜巷绞车运行过程中，上下口的把钩工应负责把口严禁人员进入斜巷，在发现有人进入时把钩工应及时制止此类违章行为，发现后立即向绞车司机打信号，停车并制止，坚决做到斜巷“行人不行车，行车不行人”。 5）在斜巷作业过程中必须严格按照相关的作业规程和《煤矿安全规程》中的相关规定进行作业，在从事特殊作业时必须编制专门的安全技术措施，根据措施进行作业。 6）对斜巷所使用的设备和安全设施、工具特别是连接装置在拉运前必须由专人进行专项检查，对存在的不安全隐患和不合格工具必须坚决进行处理更换，必须保证设备和安全设施始终处于完好状态。 7）要强化安全宣传教育和培训，提高员工的运输安全意识和安全技能。各单位的领导干部必须利用每班班前会的学习时间对职工在现场操作中可能出现的一些违章现象和不规范行为以及一些隐患进行强调，并给出出现相应问题的处理和解决方案。对全矿实行的“手指口述”和“岗位描述”必须给职工详细讲解并剖析，使职工熟练掌握。要切记让职工对一些规定进行死记硬背，干部应根据规定结合现场实际对职工说明制定各条款的原因，使其对规定有进一步的理解，从而便于现场实际操作。通过学习和培训让职工掌握矿井运输安全的重要性，必须给职工树立“安全第一”的思想，增强遵章守纪、按章操作的自觉性，要做到只要不安全，坚决进行作业的思想意识。 8）加强现场的安全监督检查，严格落实各项规章制度。要通过单位自查和管理科室的抽查来加强矿井运输的监督和管理，是有效遏制运输事故的重要手段。特别是矿井专门成立的督导组检查人员必须具备丰富的运输管理工作经验，且工作积极、责任心强，并熟悉斜巷运输中各工种的《操作规程》和作业程序，掌握《煤矿安全规程》和一些相关的管理规定，对全矿的斜巷小绞车安全运行填卡制度的执行情况进行监督检查，对使用中的小绞车安全运行进行现场随机监督和卡片签字认可的复查工作，对存在的问题必须及时安排人员进行处理，对一些问题得不到解决的必须严格落实相关人员的责任，进行从严、从重处罚。 除了以上的预防措施外我们还可以给职工创造一个安全的工作环境。如斜巷要有足够的光线照明，一坡三挡设置齐全。在一些特殊地点制作安全提示小标语。班前会上安排工作任务要细致认真，要强调在作业过程中可能出现的隐患和问题并给出相应的处理办法。再就是安全监督检查人员应加强斜巷作业监督检查，帮扶作业人员遵章作业。 煤矿绞车论文:煤矿斜井绞车联动挡车器的工作原理及功能特性 摘 要：浅析斜井跑车事故的危害，斜井跑车事故的发生原因及其主要特点，绞车联动挡车器的结构与工作原理，斜井绞车联动挡车器的主要功能与特点，以及应注意的两个关键问题。 关键词：煤矿斜井；绞车联动；挡车器；原理；特性 一、引言 煤矿斜井串车提升，一直是常用的提升方式。该提升作业程序比较复杂，需要的操作人员多，劳动强度大，对作业人员间的协调配合要求还比较高，且提升过程中极易发生跑车事故。事故一旦发生，将给人身安全和财产安全都造成极大的危害。因此，斜井提升也是煤矿安全防范的重点之一，必须采取行之有效的措施，预防和制止跑车事故的发生。 斜井串车提升发生的跑车事故，因能量积蓄很大，破坏性极强。采用高强度耐冲击的挡车器，会造成挡车器体积过大、对控制机构的功率和强度要求高，存在响应时间长等诸多弊端。通过挡车器和绞车的联动，就可以降低挡车器的强度，提高灵敏度，从而有效防止跑车事故的发生。 二、斜井跑车事故的发生原因及其主要特点 煤矿斜井跑车，实质上就是被牵引的车辆失去控制后，在重力的作用下沿斜坡方向加速下滑的现象。一旦失控的车辆自由下滑到斜坡的底端，巨大的冲击力就会给周围设施造成损毁。斜井跑车发生的区间还难以确定，事故的破坏性极强。 斜井跑车事故发生的原因与主要特点，可归纳为以下几点（类）： 1）断绳造成的跑车。有时因载荷超过了钢丝绳的破断力，或者受外力冲击，以致造成钢丝绳破断，而使得被牵引的车辆失去控制。特点：跑车发生在车辆运行区段，车辆具有一定的初速度，不易发现和控制。破坏性随事故发生的位置而不同。 2）断销造成的跑车。车辆运行过程中因连接销断裂或滑脱，以致造成了被牵引车辆失去控制。特点与断绳跑车截然相同。 3）未连挂车辆的跑车。因作业操作失误或井口挡车装置失效，使未连挂的车辆滑人斜巷造成的跑车事故。特点：发生在上井口车场，车辆初始运行速度较小或为零，易发现，并在井口车场内极易控制或制止事故扩大。如果不能及时制止，则失控的车辆将在整个斜巷内自由下滑，积聚的动能最大，破坏性也最强。 三、绞车联动挡车器的结构与工作原理 1）绞车联动挡车器结构。绞车联动挡车器主要由电源开关、行程开关组件、信号开关、执行元件、挡车器，以及信号传输线路等组成。在此以电控式绞车联动挡车器为例说明之。电源控制开关选用DW83-80N型可逆磁力起动器，执行元件选用电动推杆，挡车器选用型钢与转轴组合而成的自复位型挡车器，按照分段距离确定其强度。 挡车器及形成开关组件设置，见图1（a）。由图中示意可以看出，两档挡车器将整个斜井划为AB、BC、CD三段。其对应于图1（b），行程开关组件I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ将整个圆盘分为三段圆弧。 2）绞车联动挡车器工作原理。①当下放车辆时，提升绞车起动，车辆2由上车场被推向变坡点A，安装于限速圆盘上的控制凸轮板也由起点开始转动。当车辆2到达A点时，控制凸轮板到达Aˊ点。②车辆通过A点后，沿斜坡向B点运行，控制凸轮板也由Aˊ转向Bˊ。当车辆2接近B点时，控制凸轮板到达行程开关组件I的位置，并将行程开关4压下。行程开关串接在电源开关正向控制线圈电路中的常开点闭合；正向控制线圈有电；接触器动作；电动推杆收缩，通过连接钢丝绳牵引第一档挡车器3转动；挡车器伏在基础坑上，低于轨面，同时触发设置于基础坑内的信号开关，向绞车房发送允许通过的灯光信号。车辆2可顺利通过。③当车辆2全部通过B点后，控制凸轮板转至行程开关组件Ⅱ处，并压下行程开关2。行程开关2串接于电源开关反向控制线圈电路中的常断接点闭合；电源开关反向控制线圈有电；反向接触器动作；电动推杆伸出；挡车器在自重力的作用下抬起复位，并释放信号开关。AB段恢复封闭状态，车辆不能通过。④第二档挡车器的动作由行程开关Ⅲ、Ⅳ控制，对BC段进行封闭，阻挡该区段发生跑车事故的车辆继续下滑（其控制原理与第一档挡车器相同）。⑤当车辆上提时，车辆撞击挡车器，使挡车器伏在基础坑上。车辆通过后，挡车器自行复位。控制凸轮板随限速圆盘反向旋转，将行程开关压杆抬起，行程开关不动作。⑥通过调整行程开关组件I、Ⅱ的相对位置，可调整A、B、C、D问的距离，实现根据挡车器的强度对斜井巷道适当分区，以确保挡车器工作的可靠性。⑦通过调整行程开关组件I、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ之间的相对位置，就可控制挡车器的开闭时间，从而限制车辆通过的个数，并实现防止超挂车辆现象的发生。 四、斜井绞车联动挡车器的主要功能与特点 在斜巷中运输，为防止跑车事故或阻止跑车事故的扩大，必须在斜井设置能将跑车车辆阻挡住的具有极高强度和灵敏度的挡车器，但是这个问题难以解决。高强度势必造成挡车器体积大、功率大、响应时间长、灵敏度又低。而绞车联动挡车器，则可综合以上特点，并能有效地解决这一矛盾。 斜井绞车联动挡车器主要特点：①该系统可通过深度指示器圆盘定位，方便准确，易于调整，且不发生误动作。②系统具有可靠的控制功能，可根据提升机钩头的位置，准确地控制挡车器的开闭，便于将整个提升区间进行分段和分段地设置挡车器，同时全部与绞车联动。它能限制发生跑车车辆的自由下滑距离，从而使车辆未积聚较大动能时就能被挡车器及时阻住，这样也降低了对挡车器强度、体积和机构功率的要求，并缩短挡车器的响应时间，有效提高挡车器的动作灵活性。③系统可通过相应的信号及时通知操作人员，使其迅速判断是否发生了事故，从而选择可靠的操作方法。④系统的执行机构与挡车器之间，通过钢丝绳柔性连接，从而消除了车辆撞击挡车器时对执行机构的破坏性，也使系统易于恢复和降低运行费用。⑤本系统结构简单，易于安装，便于维护和使用。 五、应注意的关键问题 安装使用应注意的两点：①系统使用控制凸轮板时，应不影响提升绞车限速装置和自动减速装置的正常工作。使用非接触元件(如红外线传感器)替代控制凸轮板和行程开关组件为好。②系统可以使用风动、液压等执行机构，但其缺点是动作响应时间较长，在考虑挡车器强度或对斜井分段时，应将响应时间内车辆积蓄的能量和运行距离考虑进去，以保障挡车强度。 六、结语 本绞车联动挡车器，由于采用了分段式控制，在满足挡车强度的基础上，有效第缩小了体积，提高了响应效果，阻车也有了保障。这样也能降低运行成本。系统操作简单，维护方便，可靠性高。 煤矿绞车论文:浅析变频绞车电控系统在煤矿中的应用 摘要：本文简要介绍了变频绞车的特点,重点讲述了变频绞车电控系统在煤矿生产中的使用情况。 关键词：煤矿 变频绞车 电控系统 应用 矿用绞车是通过缠绕钢丝绳带动提升容器沿井筒或倾斜井巷运行的提升机械,是煤矿生产系统矿中用不可少的重要运输设备,常用于采区、工作面顺槽及掘进工作面等地点。为了进一步提升绞车运行中的安全性、经济性与可靠性,从而达到节能与增效的目标,必须对绞车的电气控制措施进行改造,其中探讨变频绞车电控系统的技术的应用对煤矿生产来说是至关重要的。本文主要论述变频绞车电控系统的组成及应用。 1、变频绞车的特点 (1)结构紧凑、体积小、移动方便、用于矿井可节省大量的开拓费用。 (2)安全防爆,适用于煤矿井下等含有煤尘、瓦斯或其它易燃易爆气体的场所。 (3)变频绞车是以全数字变频调速为基础,以矢量控制技术为核心,使异步电机的调速性能可以与直流电机相媲美。表现在低频转矩大、调速平滑、调速范围广、精度高、节能明显等。 (4)采用双PLC控制系统,使斜井绞车的控制性能和安全性能更加完善。 (5)操作简单、运行安全稳定、故障率低、基本上免维护。 变频绞车控制系统是完成绞车按一定的控制要求,安全可靠运行的一种过程控制系统。该系统主要包括绞车的提升控制;行程测量、控制与指示;故障检测、报警与保护;安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。以PLC为控制核心的绞车控制系统,极大地提高了控制系统本身的安全可靠性,使绞车控制性能和保护性能更加完善;使控制系统的硬件组成和线路更加简化;操作和维护更加容易。 2、变频绞车电控系统适用的范围 变频绞车电控系统,适用于交流异步电动机(绕线型或鼠笼型)驱动的单滚筒或双滚筒缠绕式绞车。既可以与新安装的绞车配套使用,也适合于对老绞车电控系统的技术改造。变频绞车电控设备适用于以下场所: (1)海拔高度不超过1000米,如超过这个海拔高度,元器件在功率、容量方面应按海拔高度的增加,适当降容使用。 (2)周围环境温度不高于+40℃,不低于-20℃。 (3)相对湿度不超过95±3％。 (4)没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体。 (5)在无淋水、滴水、无剧烈振动和颠簸的地点使用。 (6)没有强磁场作用。 (7)防爆设备适用于煤矿井下等含有煤尘,瓦斯或其它易燃易爆气体的场所。 3、变频绞车电控系统的技术参数 (1)电机型式及调速方式: 电机:交流异步电动机,推荐采用鼠笼电机; 单机最大容量:660V,355kW;1140V,500kW; 电机电压等级:380V,660V,1140V;电压波动范围:±10％; 调速方式:交流异步电动机变频调速; 主回路:交-直-交电压型; 功率器件:IGBT或SKiiP。 (2)控制方式是PLC双线制控制。 (3)适用范围:井下暗斜井、暗立井;地面斜井、立井;单水平、多水平;单滚筒、双滚筒。 4、变频绞车电控系统 变频绞车电控系统可简单地划分为:变频调速系统(由输入电抗器箱+VFD1、变频器箱+VFD2组成);PLC控制系统(由PLC控制箱+DS、司机台+PA组成);信号系统(+LM)。 变频调速系统是根据PLC控制系统发出的控制指令,通过对绞车交流拖动电动机的转矩和频率控制,来完成对绞车的启动、加速、稳速、减速、停止等运行过程的控制。交流异步电动机采用了矢量控制技术后,使异步电机的调速性能可以与直流电机相媲美。表现在低频转矩大、调速平滑、调速范围广、精度高、节能明显等。 PLC控制系统主要完成绞车从启动、加速、等速、减速、爬行到停车的整个过程的逻辑控制;行程测量、控制与指示;故障检测、报警与保护;安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。PLC控制系统极大地提高了控制系统本身的安全可靠性,使绞车控制性能和保护性能更加完善;使控制系统的硬件组成和线路更加简化;操作和维护更加容易。PLC控制系统受信号系统的控制与闭锁。 信号系统是根据上下井口或各个中段的生产情况,在具备开车条件后,由各水平信号工以打点的形式,通知司机按要求开车,同时与PLC控制系统之间有各种信号闭锁,可避免因司机误操作造成安全故障。信号系统内部有严格的逻辑闭锁,并有语音对讲和报警功能。 5、煤矿变频绞车电控系统的应用 5.1 调速精度高,调速范围广 调速精度不低于0.5%,调速范围为0.3～额定转速。 5.2 双线制保护 由于采用一条硬件安全电路和两条软件安全电路相互冗余,使得系统更加安全可靠。 5.3 双线制控制 正常提升时,采用双PLC系统相互监视,相互冗余。当其中一个PLC系统发生故障时,另一个PLC系统仍可投入进行应急开车,最大程度的给用户减少损失。 5.4 操作简便 绞车司机操作简单,系统安全性大大提高。 5.5 节能效果明显 系统将再生能量通过四象限变频调速装置回馈电网,采用AFE自换向技术保持回馈电流与电网电压的反相位,真正实现回馈制动。 5.6 延长绞车寿命 煤矿变频绞车的电气控制中可以对设备的启动、加速时间进行合理的调节,进而减少了在绞车启动时对电器部件或机械部件的冲击,并且增强了电气系统的可靠性,有利于延长绞车的寿命。 6、结语 总之,在变频绞车电控系统中,以防爆四象限变频器为主要拖动设备,通过双PLC数字控制技术,实现了《煤矿安全规程》中规定的绞车双线制保护及控制。从而促进了我国煤矿工业的全面发展。 煤矿绞车论文:煤矿绞车盘形闸的组成及工作间隙的监测与调整 摘要：在叙述煤矿绞车盘形闸的组成的基础上，阐述了盘形闸工作间隙的监测与调整方法。 0 前言 绞车提升系统中盘形闸与制动盘的工作间隙是一个重要参数。煤矿安全规程明确规定：“绞车提升装置必须装有闸间隙保护装置，当闸间隙超过规定值(一般为2mm)时能自动报警或自动断电”。为此，设计了具有声光报警功能的盘形闸工作间隙动态监测报警仪。 1 仪器结构及工作原理 盘形闸工作间隙动态监测报警仪有两种结构,可根据现场条件选择使用：(1)就地安装，即主机安装在盘形闸附近；(2)远地安装，即在盘形闸附近安装一台数据检测仪，显示主机放在绞车房或其它1．5km范围以内的任何地方。 仪器工作原理：仪器主机由单片机控制，未安装传感器前，仪器各点显示的间隙距离为无穷大(实际显示为4mm左右，由传感器性质决定)，当固定好传感器后，各点显示为盘形闸间隙的零点初始值。为让传感器工作在最佳区域范围内，要求传感器离制动盘1．5mm左右，通过仪器面板上的调零按钮将各点调零，则在各点显示为“0．O”时，单片机已将各点的初始距离保存在一只掉电不丢失数据的存储器里，并且仪器一直显示当前检测的盘形闸间隙与初始值之差，即盘形闸的工作间隙。 2 硬件 2．1 主机 2．1．1 显示电路 仪器显示分辨率为0．1mm，在现场已足够使用，所以每个测点显示的数据为2位有效数字，即最大9．9mm，最小非零数字0．1mm。仪器有8个测点共16位LED数码管，为节约硬件电路资源，选用了2片高性能串行接口、8位LED数据管显示驱动器MAX7219芯片，它的主要特点为：供电电压5V，管脚为24脚，外部只需要一只普通的限流电阻，输入的显示数据为BCD码，只需三根输入数据线，内部动态扫描，编程控制LED亮度、小数点和显示的位数。 2．1．2 通信电路 设计通信电路是为了实现该仪器与其他单片机或计算机之间数据通信。如电路板不接显示器，可当作就地数据采集分机。通过通信电路与另一台远距离主机或计算机相连，或功能相同的两台报警仪，一台就地安装，一台远地安装，实现数据共享，使观察、操作、维护都很方便。电路设计采用光耦隔离、RS485接口芯片，同时加有滤 波、抗干扰措施，传输距离达数公里，并可与计算机联网。 2．1．3 传感器测试电路 传感器输出为电压信号，所以必须经过A／D转换后才能由单片机检测，仪器选用了高性能串行接口TLC2543集成电路，它具有11路模拟输入，输入电压范围0-VREF，VREF最大可达芯片的电源电压5V，它的分辨率为12位，具有内部时钟，功耗12．5mW，工作方式可编程，外围电路不需其他任何元器件，且在使用中性能稳定、可靠，数据准确，软件编程也较简单。需要注意的是，单片机每次读出的转换数据是上一次选通的模拟通道数据而非本次操作输出的通道数据。该芯片不允许输入电压超过其电源电压，而一般的标有0―5V输出的传感器都可能超过5V(如输入超限时)，为防止损坏TLC2543，设计时在传感器与TLC2543之间增加了一只电压跟随、限幅输出电路，它的功能是当传感器输出电压小于5V时，其输出为线性跟随，当传感器输出电压大于5V时，则输出限幅为5V，确保TLC2543在安全范围内工作。为了使转换数据准确、稳定、可靠，须在位移传感器的输出或A／D转换器的输入端对地跨接一只滤波电容，这是很必要的，否则，单片机读出的转换数据不稳定，有波动。 2．1．4 自动复位电路 自动复位电路由二极管、振荡器和单片机复位电路组成。振荡器正常工作时每隔一定的时间(可调整)输出一个正脉冲给复位电路，让单片机复位。然而单片机在正常工作时并不需要复位信号，只有在单片机死机时才需要它输出一个正脉冲，这就要求单片机不能允许振荡器正常工作。可利用振荡器的清零引脚，在单片机正常工作中不断的输出一个清零脉冲给振荡器，使振荡器输出全为低电平。 2．1．5 存储电路与调零电路 其功能是保存数据在仪器掉电的情况下不丢失，主要保存零点的数字。所谓零点数字，就是指在仪器安装好后，位移传感器与制动盘的初始距离。在离铁质物质0一lmm范围内是传感器的盲区。仪器要求传感器的初始距离在1―5mm范围内，在此基础上，通过按键调零按钮，即将当前的初始距离值保存起来，此后显示器显示的数字即为盘形闸与制动盘的间隙距离。调零电路设有8只按钮，分别对应8只位移传感器，按不同的按钮会得到不同的初始距离，存储电路将一一对应地把不同点的初始值放在不同的存储空间。存储器选用了EE．PROM，易编程控制，价格低廉，工作稳定可靠。 2．1．6 声光报警电路 在8个测点中，其中任一个间隙超限(大于2mm)时都能发出声光报警。在正常情况下，指示灯为绿色，报警时，对应的指示灯变成红色。声光报警指示直到超限间隙回复到安全距离以内(小于2mm)时才解除。为现场使用方便，仪器还设有一组无源接点输出备用，有报警时接点闭合，正常时接点断开。 2．2 位移传感器设计 位移传感器为电感式微位移传感器。工作范围为1～5nun，精度可达0．01mm。传感器为铁磁感应式传感器，当感应线圈附近没有铁磁物体时，流过感应线圈的电流为恒定初始电流，当有铁质物体靠近时，根据电磁感应原理，铁质物体处在传感器线圈电磁场中，内部被磁化并产生涡流，吸收了传感器线圈中的电磁场能量,使得流过线圈中的电流减小，铁质物体离传感器越近，传感器线圈中通过的电流越小，通过适当增加电路补偿，基本上可使线圈中的电流与线圈离铁质物体的间隙成正比关系，再通过转换电路，将电流信号转换成0～5V的电压信号。 3 软件 3．1 主程序 图1 是主程序流程图。在主程序中，报警的设置是利用单片机内部的一个寄存器字节(8位，可寻址)，放8个测点的报警值，若超限报警，该位置1；不超限，该位清零。对灯光指示，该位直接输出到单片机的控制输出线上；对声音，则判断整个字节是否全为零，否则，只要有一个位为1，则声报输出，只有当整个字节全为零时，声报才解除。 3．2 通信程序 设计通信程序工作于全中断方式，当接收到外来计算机通信指令时，单片机才作出相应的操作，不同的指令，执行不同的操作，操作完毕，退出中断，返回主程序。 4 安装调试 对位移传感器，可通过一只“Z”型铁板将其固定在盘形闸上面的一颗螺钉上，传感器长度160mm，用两个螺母(传感器自带)固夹在“Z”字型铁板上。用一只厚度为1．5mm的塑料片作衬垫，使传感器头与制动盘保持i．5mm左右的初始工作间隙，仪器送电后，分别将各测点调零，调完后所有测点均显示“0．0”，此时仪器安装调试完毕。使用一段时间后，由于某些点安装不牢或因振动造成某些点的初始值不为零，或为负零点几，或为正零点几，表明初始间隙有微变，这时再一次调零即可。 作者简介： 梁修龙，男，安徽六安人，助理工程师，现在淮浙煤电公司顾北煤矿分公司机电修配中心从事机电技术管理工作。 煤矿绞车论文:浅谈煤矿井下调度绞车安全管理 摘要：为深入贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，进一步加强调度管理，促进安全可靠生产。现对煤矿井下斜巷调度绞车的安全设施、安全管理做一浅谈。 关键词：煤矿井；绞车；安全 一、安全管理：新安装调度绞车必须由矿专业人员进行设计，调度绞车的安装、回撤要有专人负责。安装设计中，要明确标注绞车硐室尺寸、绞车型号、控制设备型号、绞车安装地点、安装尺寸、照明和信号的安装位置、钢丝绳型号、长度、最大载荷量、绳头的连接方式，以及下山安全设施（车档、保险门、地滚的安装尺寸和具体要求等）。 所有调度绞车的安装质量应符合设计和安装质量标准要求，安装竣工后应验收合格方可投入使用。 调绞牵引斜长超过15m时，都必须安装声光信号，信号线应采用橡套电缆，并且不准有鸡爪子、羊尾巴、明接头。调度绞车电源开关必须采用远控按钮操作。 调绞管理要专人包机，谁使用谁管理，保持完好，绞车离合、制动系统、护绳板等安全装置必须齐全可靠。否则，不准使用。提升车辆的钢丝绳、钩头、连接装置，必须符合要求，挂车要用保险钩头，倾角大于12°时要用保险绳。 调度绞车在使用中必须实行班检查原则，班检查由司机负责。 对调绞要实行定期维修，禁止在井下倒换使用或超周期使用。井上大修后的绞车应有专人负责质量检验，不合格不准使用。绞车司机要固定专人，经过技术培训并考核合格后方可持证上岗，不准无证开车，司机必须严格执行岗位责任制和《操作规程》，严禁超载提运，严禁不送电放车。 调度绞车提升的钢丝绳和保险绳必须严格执行日检查制度。 二、斜巷绞车安全设施：调度绞车主要安全设施有阻车器、保险门。作为下山绞车第一道安全设施必须由绞车司机控制，当矿车提升到上部时，由司机控制关上保险门（或阻车器），当矿车再次下方时，由司机控制打开保险门（或阻车器）。当然由司机自动控制这道设施是有一定难度的，如果设阻车器必须用机械控制，但是由于绞车距阻车器超过20米时，操作起来不灵敏。所以调度绞车下方第一道安全设施应该用保险门(此保险设施上方安设一盏防爆行车红灯)，最适合操作，保险门可以设计电动控制。那么电动保险门是怎样实现的呢？此保险门必须特殊加工，在保险门的转轴上，安装旋转电机，此电机由真空磁力起动器开关控制电机正反旋转。在矿车提升到距绞车5米处的轨道上或绞车前巷道变平坡点适当处安设一台行程式控制开关，从而实现控制和起动保险门开与关。这一电动保险设施对运输安全是一种保障，免去以往人为忘记关保险门在变坡点处忘记挂钩头、提前摘钩头或断绳等造成跑车，而造成的危险。安全设施必须安全灵活可靠，信号系统必须通畅灵敏，下面说一下信号系统。调度绞车信号系统包括联络信号、行车红灯和照明灯。联络信号，从过去的防爆打点机和防爆电铃传输点的个数，从而发出拉放车信号，而现在的声光信号器，不光是信号声传输还灯光提示和语音传输双方的对话。可照明灯和行车红灯在斜巷调度绞车运输中还有待普遍使用和技术改进。下面重点说一下，斜巷调度绞车运输道照明灯和行车红灯的设计和使用，现在斜巷调度绞车道照明灯的使用是很有必要的，煤矿《安全规程》规定“斜巷提升时严禁蹬车、行人”，在车运行当中把钩工更不能蹬车。当运输巷道设置照明时，上面司机和下面把钩工都能观察到一定距离的车运行情况。在运输巷道里设置50米一盏照明灯，还可以随时观察到巷道的支护情况和人员行走方便。 综上所述调度绞车巷道是有必要安设照明灯的，那么在实际操作时行车红灯是必须有的安全设施。因为在煤矿《安全操作规程》中有“行车不行人，行人不行车” 特殊规定。因此在车运行当中，尤其车行至巷道上部时，人在下部很难发现车是否在运行，人在向巷道上山行走过程中，如果这时运行车辆发生断绳、断链、断销等造成跑车事故时，人员是很难躲闪不开的，会造成严重后果。所以行车红灯是行车信号灯，在调度绞车斜巷中每100米一盏红灯是必须安设的安全设施。那么在斜巷调度绞车运输中怎样来实现行车时红灯亮呢？在这里先说一下调度绞车现在使用的QBZ-80N防爆开关的工作原理。 先将起动器隔离开关Q闭合，隔离开关Q闭合后电源变压器T获电源。保护器JDB的执行继电器J吸合，串接于中间继电器K3和K4吸合线圈回路中的常开触点3、4闭合。为起动器正常工作做好准备。按下外控正转起动按钮S2，中间继电器K3吸合，常开触点K31闭合，真空接触器K1吸合线圈接通，主触头K1接通，电动机正向起动；同时真空接触器辅助触头的一组常闭触头K12打开，将漏电闭锁回路断开，使漏电闭锁保护解除。当中间继电器K3和真空接触器K1闭合时，另一组中间继电器K3的常闭触点K32与K34打开，使之外控反转起动器按钮S3不能再起动，实现电气联锁。按下起动器停止按钮S1或外控停止按钮S4，中间继电器K3吸合线圈释放，常开触点K31打开真空接触器K1吸合线圈释放，主触头K1断开，电动机停止，同时真空接触器辅助触点的一组常闭触点K12闭合漏电闭锁回路接通，漏电闭锁保护投入。起动器反向起动与正向起动工作原理相同。 要想最终实现行车红灯亮，QBZ-80N防爆开关需改进：为什么要对开关改进呢？由于QBZ-80N防爆开关现有三个大接线嘴，两个小接线嘴，接线室内有5个控制用小接线端子。因此需改进开关如图，把接线室内增加两个小接线端子，开关本身增加一个接线小嘴。这样才能保证实现行车时红灯亮。 为能实现对斜巷调度绞车行车红灯的控制，在外接照明综保开关借一相127V电源（另一相127V电源直接接入红灯），接到中间继电器任意一对常开触点上（必须把正、反向起动器两个中间继电器的两对常开触点串在一起），形成一个行车红灯的电源开关，当起动器起动时中间继电器吸合，常开触点闭合，从而实现行车时红灯亮。 随着科技的发展和实践的证明，一切煤矿井下使用的电器设备会愈来愈标准和完善，投入的设施会灵活可靠更能保证安全生产。 煤矿绞车论文:煤矿提升绞车电控系统的改进 摘要：通过对煤矿提升绞车电控系统技术革新的回顾，阐述了我国科学技术日新月异的发展和科技在推动企业发展中的巨大作用。 关键词：绞车电控；技术革新；系统 0 概述 绞车是煤矿的大型只要设备，也是煤矿所有设备中唯一需要调速运行的设备，它担负着煤矿人员与设备材料的提升。早期的煤矿提升绞车电控系统都是采用KKX或TKD电控系统，由于它在当时的技术条件下能够满足提升绞车的调速要求，因此，在煤矿中得到了广泛的应用，很多煤矿至今仍沿用这种控制系统。 九十年代中期，随着自动化控制等技术的成熟和发展，以PLC代替继电器以及外围电路、可控硅无触点调速装置代替交流接触器的新一代提升绞车电控设备在焦作华飞公司诞生，它的问世大大简化了原提升绞车的电控系统，使提升绞车的控制操作简单化和智能化迈进了一大步。目前，随着控制技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术的飞速发展，好多厂家（如洛阳源创电气有限公司、唐山开诚电控设备集团有限责任公司）已经研制出高低压变频调速装置并将其成功应用于煤矿提升绞车电控系统。下面就煤矿提升绞车电控系统的技术改进过程作一综述。 1 PLC技术的成功应用 1．1 PLC概述 可编程控制器是专门为工业控制应用而设计的一种通用控制器，是一种以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、通信技术和传统的继电器控制技术而发展起来的新型工业控制装置，具有结构简单、编程容易、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性高等一系列优点。近年来在工业生产的许多领域，如冶金、机械、电力、石油、煤炭、化工、轻纺、交通、食品、环保、轻工、建材等工业部门得到了广泛的应用，已经成为工业自动化控制的三大支柱之一。 1．2 绞车电控采用PLC的优势 (1)简化了系统。PLC与传感器等器件配合后，完全代替了原TKD控制系统中的时间继电器、磁放大器、自整角机、测速度发电机等部件，因此，减化了控制系统，减少了故障点，使维护变得简单易行。 (2)可靠性高，抗干扰能力强。可编程控制器是专为工业控制而设计的，在硬件和软件电路设计方面都采用了屏蔽、滤波、隔离、故障诊断和自动恢复等措施，使可编程控制器具有很强的抗干扰能力，其平均无故障时间达到(3―5)×l04h以上。 (3)编程直观、简单。可编程控制器是面向用户、面向现场，考虑到大多数电气技术人员熟悉电气控制线路的特点，其编程所用的梯形图语言与继电器原理图相类似，形象直观，易学易懂。 (4)适应性好。可编程控制器是通过程序实现控制的，当控制要求发生改变时，只要修改程序配置，组成规模不同、功能不同的控制系统即可，适应能力非常强。 (5)增加了控制的科技含量。目前的可编程控制器具有数字量和模拟量的输入输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、通信、人机对话、自检、记录和显示等等功能，使设备控制水平大大提高。 2 可控硅无触点加速接触器及真空接触器的应用 TKD电控系统的高压换向器、线路接触器、加速接触器等全采用的是大功率的空气式交流接触器，用于线路及电阻切换，这些元件存在一个共同缺点，就是电磁及机械噪声大、结构复杂、易损坏不可靠。经过多年的研究和探索，焦作华飞等公司终于研制出高压真空换向器和可控硅调速装置，很好地解决了这一问题。 (1)高压真空接触器的使用。用高压真空接触器代替原空气式高压换向器、线路接触器，并采用现场总线方式接收主控台PLC发出的操作指令，实现提升机的正反向切换和正常运行控制。该接触器以真空作为灭弧介质，因此具有主电路电弧不外露、分断能力大、体积小、重量轻、寿命长、低噪声和安全可靠等优点。 (2)可控硅调速装置的研制应用。该装置利用了可控硅(SCR)的开关特性，巧妙地替代了原系统的空气式交流接触器，同时采用现场总线方式接收主控台PLC发出的操作指令，实现主电机转子回路外接电阻的切换，其切换原理如图1所示。该装置有以下优点： ’ ①无触点控制，运行可靠，无噪音； ②优良的动、静特性； ③结构简单，使用维护方便。 图1 可控硅调速装置原理图 3 高压变频调速装置的应用 矿山提升绞车通过对控制电路的改造，减化了系统，降低了噪声，维护方便，同时增加了系统的科技含量。但其机械特性及调速的经济性等性能指标并没有改变。随着控制技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术的飞速发展，一种数字、节能、智能化的绞车调速控制系统应运而生，那就是高压变频调速系统。 3．1 高压变频原理 随着通用变频器技术的日新月异和快速发展，高压大功率变频调速装置也不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来也随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展得到了很好的解决。 高压变频器类型和拓扑结构比较多，但原理和功能大同小异。根据有无直流环节将高压变频器分为两大类：无直流环节的变频器，即交一交变频器和有直流环节的变频器称为交一直一交变频器，其中直流环节采用大电感以平抑电流脉动的变频器称为电流源型变频器；直流环节采用大电容以抑制电压波动的变频器则称为电压源型变频器，煤矿提升绞车一般多采用IGBT单元串联型变频器。由于受功率器件(IGBT或GTo)耐压的限制，高压变频器运用了电压叠加技术，输出电压由若干个低压单元串联而成，每个单元相当于一个常压变频器，完全利用了通用变频器的成熟技术和功率器件。各个功率单元由隔离变压器的二次线圈分别供电(如图3所示)，可以很方便地得到不同电压等级的输出，而不受功率器件耐压的限制。其功率单元及系统原理如图2所示。 图2IGBT功率单元原理图 3．2 变频调速提升机的控制优势 (1)真正实现了绞车的无机调速，可以实现大范围内的高效连续调速控制，使绞车在加、减速阶段运行非常平稳，具有良好的机械性能。 (2)软启动软停车，减小了机械冲击，在启动、加速换档及减速阶段不会对电网造成冲击，可以进行高频度的起动运转。 (3)模块化、智能化设计，维护简单，排除故障容易。 (4)系统简化，占用空间小。绞车变频控制系统取消了原老系统的加速接触器、电阻箱、高压换向器、低频电源装置、动力制动装置、测速装置、继电器屏等设备，系统仅由高压开关柜、高压变频器、主控台(PLC、数字式主令控制器等)等几部分组成，且只需要普通鼠笼型异步电机即可。 图3 6 000 V变频器系统原理图 (5)全中文界面，显示操作直观，交互性好。 (6)变频器四象限运行，在绞车下放阶段向电网回馈能量，实现电气制动，提高了运行的可靠性。 (7)由于使用了普通的鼠笼式电机，因此节省了原系统电阻部分的转差功率消耗。同时在绞车下放阶段向电网回馈能量，节能效果非常明显。据测算，绞车实现变频调速后，其节能效果提高30％ ～40％ 。 (8)容易实现电动机的正反转切换，无需任何换向装置。 (9)适用范围广。目前，高压防爆变频调速绞车已成功应用于煤矿井下。 (10)直接转矩控制，实现电动机速度和转矩的精确控制。 4 结论 高压变频控制系统的出现，使绞车的机械性能发生了质的飞跃，是绞车控制理论的一个重大突破。但是由于受功率器件耐压的限制，目前必须采用均压叠加技术才得以实现，而且在软件控制方面的技术并不十分成熟，因此它的发展和改进尚有一定的空间。随着现代电力电子技术及计算机控制技术的日益成熟，高压变频器将朝着大功率、小型化、轻型化和无传感器控制等方向发展。届时，煤矿提升绞车的控制将会变得更加完美。 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 煤矿绞车论文:煤矿提升绞车设计与优化 【摘 要】绞车是现代工业生产当中较为常见的一种起重设备。绞车的出现于发展已经经历了一个较长时间的发展过程。随着现代工业技术的不断发展，绞车的生产技术也在不断的提升当中，通过在设计上和生产工艺、材料上的提升和优化，提升绞车在工作性能和操作安全方面都都得到了长足的发展。本文就现代煤矿生产中针对提升绞车进行的设计补充和优化进行了详细的分析。 【关键词】煤矿；提升绞车；设计；优化 绞车作为现代工业中施工现场主要的起重机械。在煤矿开采、港口运算、工厂建设的过程中应用广泛。其中，提升绞车主要被应用于煤矿开采过程中竖井和斜井的物品和人员调运工作。提升绞车的牵引性能十分优秀，作为煤矿开采过程中设备和人员的运输工具，为煤矿的正常运行提供了更为可靠的安全保障。 绞车正被广泛地运用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。 一、提升绞车的性能和设计要求 提升绞车主要应用在现代工业生产中的设备牵引当中。煤矿开采和生产过程中，由于矿洞本身的封闭性和狭窄特点。所以良好的人员和设备的牵引机械，是保证煤矿生产基础要求。为此，针对煤矿生产工作的需要，提升绞车的设计需要满足一下几点设计要求： 1、良好的牵引能力 对于提升绞车的牵引能力又可以细分为绞车的负载能力和驱动能力。由于煤矿开采的过程中，矿井的纵向深度和横向距离是处在不断的增加过程中的。因此，为了满足开采工作的需要。提升绞车的牵引功能被严格要求。煤矿生产的过程中，随着生产的进行，提升绞车的工作包含矿石运输，人员和生产设备的调度几个方面，货物、人员、设备的重量对于提升绞车的负载能力造成了很大的考验。如果牵引过程中提升绞车的负载能力不能够满足实际的需求，绞车的收放工作就将难以进行。 同时，在保证提升绞车负载能力的基础上，提升绞车还需要具备出色的驱动能力。在这里，要额外强调的是，绞车的驱动能力并不仅仅是指绞车对于牵引重量上的负荷能力，还包括提升过程中绞车的稳定性和加速过程中的安全性。 牵引能力是提升绞车的主要性能之一，特别是在煤矿开采过程中。提升设备的牵引能力被特别强调。 2、提升绞车的调速能力和可靠性 提升绞车在煤矿开采工作的过程中，针对不同开采现场的特点，提升绞车的运行速度的要求也是个不相同的。随着自动化技术的不断发展，实现提升绞车的调速运行也已经不再停留在设计范围。为了实现煤矿生产的高速运转，在进行设计的时候，要针对提升绞车在动作时的现场调速能力进行优化和补充。确保高速运行过程中的稳定性和低速运行中的匀速效果。 再有，煤矿开采和生产过程中，矿洞的开采是不断向下进行的。同时为了保证矿洞的稳定性，煤矿矿井的横截面积都不是很阔约。一旦提升绞车出现故障或者事故，财产的损失是小，井下员工的安全和矿井的安全是大。为此，针对煤矿矿井下恶劣的生产条件。要对提升绞车的安全性能进行强调。设计时根据实际的应用范围和性能需要，针对绞车的最大负载能力、设备元件的维修、故障时的应急措施，都要进行全面的考虑并进行优化。 3、提升绞车的易操作性和自动化 随着现代工业的不断发展，对于生产中普遍应用的各种设备的操作性能和自动化要求越来越高。绞车易操作性的提升也就代表由于操作失误导致的生产事故的概率降低。同时自动化技术和理念的应用，代表了提升绞车自愈性和可控性的增加。 对于提升绞车自动化的设计，不仅要满足易操作的设计要求。同时也要满足绞车自身安全运作的要求。 二、提升绞车的设计优化 煤炭作为我国的主要传统能源，在我国人民生活生产的过程中应用广泛。随着我国经济和现代工业的不断发展。对于煤炭的需求量和煤炭产业的生产量都在不断的提升中，这使得用于煤矿开采过程中的生产设备的性能需要进一步的补充和优化。同时考虑到设备的生产和运行成本，如何在优化设备性能的同时，减少设备损耗，降低设备生产运行成本也是进行优化的一个方面。 1、从提升绞车的工作原理出发 对于提升绞车，从事煤矿开采工作的人员并不陌生。提升绞车的工作原理也相对简单，及时通过设备内部的电机产生驱动力，通过驱动器、太阳轮、行星轮、内齿轮以及调整装置实现提升绞车对于设备的提升和牵引功能。 由此，提升绞车的最大驱动能力和负载能力主要和牵引设备使用的材料和电机的性能相关联，通过设计可优化的范围不大。而绞车的稳定性和可靠性就成为设计优化当中的主要内容。 2、辅助装置的使用 对于提升绞车的设计优化，绞车的安全性是其中关键之一。为此，在进行设计的过程中，要增加用于保障设备安全的辅助装置，例如：紧急制动器、调速装置、深度指示器等等。其中紧急制动装置对于设备故障起到紧急刹车作用。，当绞车发生故障时，电力液压制动器会自动咬合绞车制动齿轮，实现设备的紧急制动。 3、行星差动传动装置在提升绞车设计中的应用 行星差动传动装置是通过调节和控制设备运行过程中元件的稳定性，对设备的安全运作提供了保障。采用行星差动技术调节提升绞车刹车带的松紧和齿轮的倒换，不论在提升绞车运作过程中的调速能力还是可靠性，都有着出色的作用。 对于行星差动技术在绞车设计中的应用，要在深入了解行星传动技术和提升绞车平面结构设计技术的基础上，对无级调速系统的零件进行设计和检验，涉及到参数的选取和零件的安装。通过对零件的校正获得了合理的结构参数。 总 结 本文通过分析煤矿生产当中，提升绞车的设计理念和要求，对现代工业发展过程中提升绞车设计的优化提出了建议和看法。对于煤矿作业当中的提升绞车而言，在保证设备性能的情况下，降低设备生产运行当中的成本也是提高设备设计质量和市场竞争力的主要优化内容。如何结合现代工业生产技术对提升绞车的设计进一步优化，还需要结合实际生产中的经验不断的摸索。 煤矿绞车论文:煤矿回柱绞车的发展与应用 摘要：本文对煤矿回柱绞车的发展与应用进行了简要论述。 关键词：回柱绞车 0 引言 当今社会煤炭是的一项重要能源，是国民经济保持高速增长的重要物质基础和保障。由于资源条件和能源科技发展水平决定，在未来的30-50年内，世界范围内新能源、可再生能源及核电的发展尚不能普遍取代矿物燃料。因此，在相当时期内矿物燃料仍将是人类的主要能源。随着现代科学技术的快速发展，尤其是世界经济对能源的旺盛需求，世界煤炭开采技术也得到迅猛地发展。20世纪末期以来，先进采煤国家积极应用机电一体化和自动化技术，实现了采掘机械化和自动化控制，做到了矿井的高产高效生产。 机械化是煤炭工业增加产量、提高劳动效率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术手段，也是煤炭生产过程中节约能源、人力和减少原材料消耗的有效技术措施。矿井辅助运输作为矿井运输的重要组成部分之一，在矿山生产中也占有重要地位，尤其是现代化矿井对此更应高度重视。 煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运搬、提升的机械化。其中运搬包括运搬和辅助运搬。绞车就是辅助运搬的其中一种。我国绞车的发展大致分为三个阶段。20世纪50年代主要是仿制设计阶段；60年代，自行设计阶段；70年代以后，我国进入标准化、系列化设计阶段。 1 概述 JHB-8型回柱绞车是一种有效的矿山辅助设备。该型绞车主要应用于回柱放顶，同时也可用于上山、下山、平巷等综采工作面设备的搬迁，比如液压支架、溜槽等。此外，拉紧皮带机机头、运料、调度车辆等工作都可以用这种绞车来完成。在港口、码头、建筑工地、工厂企业，这种回柱绞车也可以发挥作用。可见，回柱绞车在煤炭行业、机械行业，包括部分其他行业都有着不可忽视的地位。 1.1 回柱绞车在回采工作面的布置方式 ①安装在回风巷内，距回采工作面约20-30m。这种布置方式适用条件广，尤其是煤层倾角较大，顶板破碎，压力较大的工作面。但这种布置方式会影响回风巷的运料工作。每一次回柱需移动导向轮，钢丝绳绕过导向轮，多了一个拐弯，摩擦阻力增大，钢丝绳容易损坏。按这种方式布置的回柱绞车，必须沿钢丝绳牵引方向长条式布置，绞车宽度不应超过900mm，过宽则会堵塞巷道。 ②安设在回采工作面上端，紧靠回风巷上部和密集支柱之间。这种布置方式在顶板较好、煤层倾角较小的条件下采用。但每进行一个循环都须移动绞车，且需移开柱子，因而不够方便。在工作面上方顶板压力较大时，机座受力容易变形，可能引起齿轮啮合不良，甚至回柱绞车有被压埋的危险。 ③安设在工作面上，工作面上有数台绞车同时回柱，加快回柱速度。这种布置方式对浅截深的机采工作面尤为需要。 1.2 回柱绞车结构的一般分析 1.2.1 按驱动机构分 ①手摇式回柱绞车 手摇式回柱绞车用于人工回柱，体积小，重量轻，移动方便，结构简单。但人工回柱效率低，安全性差，一般只用作辅助作业，或在回收金属支柱时使用。 ②风动回柱绞车 风动回柱绞车拉力大，重量轻，适用于我国西南地区的超级瓦斯矿，但是风动回柱绞车成本较高，使用范围受到限制。 ③电动回柱绞车 电动回柱绞车使用范围最广，目前各制造厂生产的多为电动回柱绞车。 1.2.2 按滚筒结构分 ①缠绕式滚筒 缠绕式滚筒具有一定的容绳量，操作简单，使用范围广，但体积和重量都比较大，现在生产的回柱绞车以采用缠绕式滚筒的为最多。 ②摩擦式滚筒 摩擦式滚筒多制成双曲线型，靠滚筒上的几圈钢丝绳与滚筒的摩擦力带动钢丝绳进行工作，滚筒量不受限制，也不存在排绳子问题，解决了咬绳现象，这种绞车尚在试验中。 ③链条滚筒 链条滚筒即用缠绕链条来进行回柱工作。因链条较重，不宜太长，如某厂生产的三吨轻便回柱绞车，链条仅有6米，因此，使用这种回柱绞车的极少。 1.2.3 按传动机构分 ①普通蜗杆蜗轮传动 普通蜗杆蜗轮回柱绞车，第一级为普通蜗杆蜗轮传动，再经过二级圆柱齿轮带动滚筒。采用蜗杆蜗轮传动机械效率低，虽具有结构结实耐用的优点，但体积重量都很大，搬运困难，不适于井下狭窄环境和经常移动的特点，故此类回柱绞车已不再生产。 ②圆弧面蜗杆传动 现在生产的各种回柱绞车均采用圆弧面蜗杆传动，机械效率提高到约为0.8-0.85机器体积和重量都相应减少。 2 国内外绞车的发展 近40年我国的煤炭行业发生了巨大变化，综采机械化水平达到国际先进水平，综采单采原煤产量早已突破了百万吨，然而煤炭工业机械化离不开运输，运输又离不了辅助运输设备，绞车就是辅助运输设备的一种。 我国绞车诞生于20世纪50年代，初期主要仿制日本和苏联的；60年代进入了自行设计阶段；到了70年代，随着技术的慢慢成熟，绞车的设计也进入了标准化和系列化的发展阶段。但与国外水平相比，我国的绞车在品种、型式、结构、产品性能，三化水平（参数化、标准化、通用化）和技术经济方面还存在一定的差距。 2.1 国外矿用绞车的特点 ①标准化系列化； ②体积小、重量轻、结构紧凑； ③高效节能； ④寿命长、低噪音； ⑤一机多能、功率大； ⑥外形简单、平滑、美观、大方。 2.2 针对国外的情况我们应采取以下措施 ①制定完善标准，进行产品更新改造和提高产品性能； ②完善测试手段，重点放在产品性能检测； ③技术引进和更新换代相结合； ④组织专业化生产，争取在较短时间内达到先进国家的水平。 2.3 JHB-8型回柱绞车的技术特点 ①速度变化不大，回柱效率高 JHB-8型回柱绞车工作时的牵引速度为5.9-8.1m/min，平均速度7m/min，最大牵引力为50KN，容绳量为100m，工作效率大大提高。 ②结构简单，布置合理 JHB-8型回柱绞车的传动系统采用两级传动，圆弧蜗轮蜗杆齿轮传动和圆柱齿轮传动，而且采用了开式齿轮传动，大大简化了机械部分的传动系统，便于安装和拆卸，结构布置紧凑、合理。 ③操作简单，安全可靠 JHB-8型回柱绞车采用锥面实现了工作状态和制动状态的互锁。绞车起动时动载小，钢丝绳受到的冲击小。只需轻轻点动电机控制按钮，就可起动电机，然后操作制动的手把，便可实现绞车的动作。 煤矿绞车论文:煤矿立井绞车自动化装载系统设计与改造 【摘 要】:本文主要对自动化系统构成的硬件配置、装载自动化控制系统工作原理以及改造后系统的优势进行了分析。 煤矿;立井;绞车;自动化;装载系统;设计;改造 1、前言 煤矿随着生产水平的不断延伸,其水平煤矿产量也随之上升,在煤矿生产中绞车起着非常重要的作用。其装载电控系统自投产以来一直采用手动控制,长期以来,有一些问题不能够得到解决。首先,工人劳动强度大。一般情况下,该系统每天分两班倒班制进行井下作业,随着水平煤炭产量的增加,工人因疲劳而导致操作有误的事件很多,即造成装重罐和煤炭装入井底的事故。其次,必备的保护装置比较缺乏。在手工操作下,无法把各种保护装置投入进去,除了经常发生的上述事件外,溜子、给煤机偷停,过载故障缺乏报警监控手段,不但延长事故处理时间,常常引起电机烧毁和运输溜子故障,严重影响正常生产秩序。为了解决上述问题,对此系统进行自动化改造。 2、自动化系统构成的硬件配置 主井装载系统是有2台往复式给煤机、2台刮板运输机、2台装煤定量斗及弧型闸门组成。井上、下煤仓设有煤位信号传感器,定量斗弧型闸门设有位置传感器(防爆磁开关),定量斗下有压磁测力装置检测煤量,刮板运输机、给煤机由真空开关控制作为电源控制启动和停止。 电气控制系统采用计算机集中控制,输入、输出信号分为开关量信号和模拟量信号。刮板运输机、给煤机的启动或停止属于开关量信号,定量斗内的煤量属于模拟量信号,外界开关量输出信号通过24V直流继电器隔离,可以有效防止外界电气干扰和高电压进人PLC。对继电器供电的24V电源,采用直流24V开关电源作为独立工作电源,有效的保证了计算机系统的稳定性和安全性。定量斗煤量传感器采用KJD-7型定重装置,该装置可提供2套计量传感控制,设置2套“空”、“满”、“过满”参数,提供2套“空”、“满”、“过满”继电器接点,分别用于A,B定量斗的煤量检测。 3、装载自动化控制系统工作原理 图1 PLC控制原理与接线 FX2一80MR型PLC的输人、输出为继电器型PLC,输入信号有40个接点,地址分别为XO~X7、X10~X17、X20~X27、X30~X37、X40~X47,其中X0连接打点按钮,在检修或手动控制方式下操作人员通过该按钮向绞车司机发出信号;X3,X4连接工作方式按钮控制,系统启动后默认为手动控制方式,按一次工作方式按钮,X4产生一个“1”脉冲,系统转为自动控制方式;再按一次工作方式按钮,X4再产生一个“l”脉冲,系统转为自动控制方式。检修控制方式由检修旋钮控制,当旋钮闭合时,X3为1,系统强行转到检修控制方式;X7连接装载急停按钮,当该按钮按下后装载系统全部设备停止工作,并报警。X10~X13连接给煤机启、停按钮,在手动控制方式和检修控制方式时,分别为B给煤机启、停按钮和A给煤机启、停按钮;X14~X17在手动控制方式和检修控制方式时,分别为B刮板运输机启、停按钮和A刮板运输机启、停按钮;X20~Xl7分别连接B定量斗弧型闸门开、关按钮和A定量斗弧型闸门开、关按钮;X32,X33,X47和X34,X35,X6分别连接定量斗煤量状态信号,来自KJD-7型定重装置输出继电器,当B定量斗煤量分别为“满”、“过满”、“空”状态时,X32,x33或x47为“l”,当A定量斗煤量分别为“满”、“过满”、“空”状态时,X34,X35,X6为“1”。X43,X44真空开关反馈信号,来自B,A给煤机真空开关。当B或A给煤机真空开关闭合时,向PLC柜发送指示信号,X43或X44为“l”,表示真空开关已经闭合;X45,X46分别连接B,A刮板运输机真空开关信号,当B或A刮板运输机真空开关闭合时,向PLC柜发送指示信号,X43或X44为“1”,表示真空开关已经闭合;X25,X42连接A,B箕斗到位信号,来自绞车电控系统接点,当A或B箕斗到达装载位置时,接点闭合,X25或X42为“1”。X27,X36连接绞车上、下行信号,来自绞车电控系统接点,当绞车上、下行时,接点闭合,X27或X36为“1”;X30,X31连接B,A箕斗进入曲轨信号,来自井筒防爆磁开关,当箕斗进入曲轨时,接点闭合,X3O或X31为“1”;X40,X41连接B,A定量斗弧型闸门关到位信号,来自B,A定量斗弧型闸门防爆磁开关,当定量斗弧型闸门关到位时,接点闭合,X40或X41为“1”。 4、改造后系统的优势 4.1降低工人劳动强度 在提煤期间,装载系统采用自动的工作方式,以下工作均由设备来完成:两个罐的给煤机启停、溜子启停、计量斗的开关以及开车信号的发出等全部操作。而操作工人只是完成以下工作:巡视和检查设备运转状态,必要的清洁工作。 4.2提高了生产效率 自动化工作方式中的各个工序是要严格按照计算机的运算指令进行,时间准确度超过0.15,因此,它在保证安全的前提下提高了工作效率,同时也对于因人为因素而造成的工作拖延这种情况也得到了避免。 4.3提高了安全性、可靠性,转变了工人违章环境 由于工人误操作装重罐的事故,由于装重罐保护装置投人使用,也得到了抑制。对于箕斗不到位而将煤装人井下的事故,由于箕斗――计量斗连锁保护,其事故的发生率也得到了抑制。上仓满、下仓空保护使井上下流水线作业信息沟通完善,使得走空溜子现象得到了避免。 5、结语 通过对煤矿立井绞车自动化装载系统设计与改造,使得立井绞车实现了自动化装载,创造了良好的作业环境,解决了安全问题。总之,立井绞车自动化装载系统改造成功,为煤矿工作带来了极大的益处。 煤矿绞车论文:煤矿副井绞车电控改造的研究与应用 摘 要：JTDK-ZN-01S型交流提升机电控系统采用性能优越的进口PLC可编程控制器作为主要控制器件，两套PLC相互冗余，构成安全回路双线制，且冗余量不低于20%。运用软件化的设计思想，能用软件实现的功能，决不用硬件，提高了系统的稳定性，大大减少了系统的硬件故障。采用了RS485 串行通讯的现场总线技术，仅用一根屏蔽线即可完成通讯功能，实现了控制的智能化。在提高系统可靠性的同时，省去了大量的控制接线，具有安装调试简单，使用维护方便等一系列优点。 关键词：副井绞车 电控改造 本矿副井提升绞车电控装置原采用天津电气控制设备厂生产的JKMK―PC型绞车电控装置，自2000年5月安装并投入正式运行，至今已有六年多的运行时间，一是电控部分大量的元器件已到使用期限，部分元件已损坏；二是原来的电控系统生产厂家已倒闭，配件供应不及时；三是PLC内部控制程序多次出现丢失现象，程序丢失后只能临时采用高压开车，给副井绞车的安全运行带来很多问题，因此经矿多方面调研论证，确定采用JTDK-ZN-01S型交流提升机电控系统，对副井绞车电控进行改造。 1. 电控系统技术特点 （1）现场总线技术 系统采用了RS485 串行通讯的现场总线技术，仅用一根屏蔽线即可完成通讯功能，实现了控制的智能化。在提高系统可靠性的同时，省去了大量的控制接线，具有安装调试简单，使用维护方便等一系列优点。 （2）全数字化设计 该系统将轴编码器应用于绞车电控，实现数字化的行程、速度、给定、油压等，其中数字化的主令控制器和手闸控制器具有控制准确、操作方便、故障率低等特点。 （3）软件化的设计 本系统运用软件化的设计思想，能用软件实现的功能，决不用硬件，提高了系统的稳定性，大大减少了系统的硬件故障。 （4）模块化设计 本系统运用模块化的设计思想，将系统多个功能集成为不同的电路模块，如语言报警模块、可调闸模块、电流检测模块、功率检测模块、电源模块等，缩短了故障的处理时间。 （5）冗余化设计 采用性能优越的进口可编程控制器作为主要控制器件，两套PLC相互冗余，构成安全回路双线制，且冗余量不低于20%。 （6）抗干扰设计 按照抗干扰的设计原则，在输入、输出、电源等方面有针对性地实施了抗干扰措施，完全符合GB/T13926电磁兼容性要求，整套系统独家通过电兼容性试验，使得系统安全可靠。 （7）完善的防雷系统 主控台内设置有完善的防雷系统，采用德国OBO公司设计生产的防雷器，有效地提高了系统抵抗自然灾害的能力。 （8）工业控制人机界面 该系统将工业显示屏应用于电控系统，显示绞车的各种静、动态参数，如速度、行程、油压、速度图、力图、打点次数及各种开关量的状态。此外显示屏中设置了故障记忆和故障态，以便查寻提升机的故障状态和故障原因，方便简洁。 （9）UPS电源 采用具有正弦波特性、功率容量充分大的不间断电源为控制回路供电，①保证了系统电磁兼容性指标的实现；②当发生突然停电，保证了二级制动的有效性。 （10）语言报警 本系统设计了安全回路控制接点动作记忆电路，一旦安全回路动作，引起动作的各种故障被记忆下来，并连续不断地用语言播放故障位置，大大缩短了故障的查找时间。 （11）多种运行方式 提升系统能完成提升机手动、自动、检修、故障开车等各种运行方式的控制要求。 2. 系统配置 本电控系统按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化进行产品设计，对于提高矿井自动化、安全保障能力，以及矿井现代化管理水平具有十分重要的现实意义。此外对于减少设备维修费用，减轻工人劳动强度，降低能源消耗和噪音污染，提高矿井生产效率等方面，将会产生很大的社会经济效益。系统设备特性如下： （1）智能型全数字交流主控台（JTDK-ZN-ZKT） （2）智能型高压低频换向柜（JTDK-ZN-GHP） （3）全数字无环流低频电源柜（JTDK-PC-DPY） （4）智能型可控硅调速柜（JTDK-ZN-SCR） （5）高压馈电开关柜（KGS1） （6）低压电源柜（JTDK-ZN-DYG） 3. 系统的主要技术性能 （1）提升机的运行方式 提升系统能完成提升机自动、常规、手动、故障开车等各种运行方式的控制要求。 （2）数字行程监控器 数字行程监控器由PLC、轴编码器构成。轴编码器将脉冲信号送入PLC中，经PLC逻辑运算处理转换成提升机钢丝绳线速度和容器行程位置，形成各种操作信号、保护信号和按行程给定的速度给定曲线。 主控PLC与监控PLC之间相互保护、相互监督，并能完成如下功能： 1）实现PLC故障状态下的低速开车功能； 2）实现数字行程给定功能，定位精度≤1cm，并实现数字行程罐位显示； 3）具有对编码器进行同步校正的功能； 4）PLC行程监控器可以很容易地进行参数的整定以适应变化的工况（如变化了的速度、深度等）。 （3）提升控制 系统核心控制部分采用两套模块化工业微机―FX2N可编程控制器，该型可编程控制器具有指令众多，功能强大，配置灵活，使用简单，工作可靠，可以和管理计算机联网，并能完全满足矿井提升工艺过程要求。 1）选用日本三菱公司的FX2N 型PLC； 2）主控PLC应用软件能完成提升机手动、自动、常规等运行方式的控制要求； 3）完成提升机运行工艺要求的控制功能； 4）实现对调速系统按速度给定的控制； 5）实现完善的保护功能，对于等速段超速、减速段过速、过卷等安全保护具有多重保护； 6）保护功能按下列三类设置：立即施闸的紧急停车、完成本次提升后不允许再次开车的功能，即一次提升、自动减速后施闸停车。 7）可在线或离线修改用户程序； 8）采用全数字工作闸和主令控制器，采用脉冲编码器来实现，使得控制准确度高、操作轻便、故障率低； 9）留有与矿井生产管理系统联网的接口。 （4）安全保护 系统的安全回路有两套，一套由主控机PLC，另一套为监控机PLC，实现PLC的相互冗余。系统的主要保护有： 立即施闸类保护，发生下列各类故障时，系统能立即进行完全制动停车，并发生声报警：提升容器过卷、减速段过速保护、等速段超速保护、提升容器接近井口速度超过2m/s、错向保护、给定方向记忆、深指失效保护、通讯错误、高压失压跳闸保护、制动油过压、轴编码器失效。 终端施闸类保护，完成本次提升后不允许再次开车的保护，即一次提升：润滑油欠压、润滑油超温、制动油超温。 自动减速后施闸类保护，发生下列各类故障时，系统自动降低速度，然后再施闸停车，并发出声报警：信号电源欠压、制动油故障、主电机超温、闸瓦磨损、闸盘偏摆、弹簧疲劳等。 （5）制动控制系统 提升机制动控制系统由PLC、安全继电器、脚踏动力制动和可调闸模块组成，其主要功能是： 1）当系统发生故障导致安全回路断开时，PLC利用采集来的速度信号和油压信号，对液压站制动电液阀进行PID闭环控制，以实现液压站的减速制动功能。 2）当减速制动发生故障时，若提升机在井中，PLC直接控制安全阀和二级制动阀动作，实施二级制动控制；若提升机接近井口，则实施一级紧急制动。 4. 应用情况和效益 副井绞车电控系统自改造以来，运行效果良好，未出现任何问题，2006年11月经山东省机电设备检测中心性能测试，各项指标均满足相关标准要求，极大地提高了副井安全运行的可靠性。该系统改造对于提高矿井自动化、安全保障能力，以及矿井现代化管理水平具有十分重要的现实意义。

车辆管理系统论文:车辆管理系统与方法 【摘要】 对于当前的交通形势而言，车辆管理问题是社会交通发展的一个重要课题，车辆停车管理办法，以及交通事故等生活交通事件都涉及车辆管理问题，对于车辆管理来说需要一个科学的管理方式与技术系统，因此，无论是交通管理部门，还是城市规划部门，对车辆管理系统的需求十分明确。因此，本文将对车辆管理系统的设计与功能以及车辆管理办法进行论述，希望能对相关部门有所帮助。 【关键词】 车辆管理；系统；方法 1前言 针对国内日渐发展的汽车行业和当今交通发展形势，政府以及物业等关于车辆管理的相关部门都需要对道路上普及的交通工具———汽车进行一个科学合理的管理。而对于目前庞大的车辆管理业务而言，运用电子科学技术与互联网技术开发一套可用的车辆管理系统是非常必要的。下面笔者将对车辆管理系统进行详细的介绍与解说。 2车辆管理系统的介绍 对于车辆管理系统而言，我们今天介绍的需要分为以下几个部分:(1)车辆登记;(2)交通事故或涉及违法案件中的车辆追踪;(3)车辆停车管理。 2．1车辆登记 所谓的车辆登记系统，即汽车信息登记管理，也就是对一辆汽车从厂区出发到使用者手中后的相关信息进行登记:包括车辆的品牌、车型、颜色、检验、行车登记以及车辆使用者的信息等相关情况登记。这是车辆管理系统的信息来源，也是车辆信息管理中较为重要的一个环节。这项工作一般是由交通管理部门来进行登记的，当然，这是为了让每一辆车都拥有一个合法的身份所做的必要工作。 2．2交通事故或涉及违法案件中的车辆追踪 该部分是交通管理部门以及相关执法部门对车辆管理工作中十分重视的一个部分。之前对于信息的登记，就是排查违法车辆与肇事车辆的基础，而对于车辆的追踪与锁定，就要依赖于该系统中的GIS与GPS系统定位以及互联网技术的锁定功能。利用互联网技术首先锁定违法车辆的相关信息，利用GIS与GPS系统定位违法车辆的地理位置，以此破获相关案件。 2．3车辆停车管理 交通事故或违法案件对于日常用车的人来说是较为生疏的事件，而在日常生活中，车辆的停放管理则是车辆行驶者十分关注的事情。有时候甚至可能因停车位的问题耽误很多重要事情。我们知道各地的停车场地并非都有停车管理系统，对于有停车管理系统的停车场，我们发现停车管理会比较简单。因为系统较为智能，首先有一个信息采集的输入前端，进行车辆信息采集，包括车牌号等车辆基本信息都可以采集到;采集信息后将其与政府的车辆管理系统进行比对，查看信息是否有出入;之后进行车辆停车登记，最后选定该场地的停车管理程序，针对车辆进行选择收费停车程序或免费停车管理。对于车位，目前也有许多停车场的停车管理系统采用“出减进增”的计数方式来进行管理停车位，如此对于停车管理就变得十分便捷。对于车辆管理系统的设计而言，涉及电子信息技术和互联网技术的结合，下面笔者将对此部分的内容作出简单的论述。车辆管理系统，是一个复杂庞大的电子信息系统，无论是基于何种技术，都需要大容量的数据采集与管理能力。这就需要开发者选用较为庞大的数据库与对应容量较大的服务器做强大的技术支撑。就目前而言，与日常生活息息相关的就是停车管理系统，而针对这样的管理系统来说，使用SQL数据库来开发管理系统是较为合理的。对于电子程序等技术方面的选择比较广泛，目前较为常用的管理系统是基于RFID技术的车辆管理系统。 3车辆管理办法 依靠车辆管理系统管理车辆仅仅是车辆管理办法的一个方面，对于车辆管理而言，车辆管理系统是一个科学实用的工具，但是车辆管理只有工具是不够的，还需要相关的业务人员来进行一些问题的处理。对于车辆管理办法，本人在此文中将提出以下建议: 3．1关于日常车辆管理问题 日常车辆管理包括车辆的日常行驶，违章违规处理、车辆年检及报废等问题。那么关于日常管理问题有以下几点需要注意:(1)驾驶者在日常行车的过程中需随身携带好相关行驶证件以备有关部门随时检查;(2)针对行驶者违规违法行驶车辆的情况，需要及时告知行驶者相关处罚规定，而这就需要结合道路安全监控系统以及有关执法人员在执法过程中及时予以告知;(3)在对违规车辆登记的过程中，需要对车辆信息详细核对，以免造成不必要的法律纠纷;(4)对于车辆年检，一定要细致周到，按规定检查各项车况，如有问题及时告知车主，进行维修或报废;(5)关于报废车辆，一定要进行报废，不得违规改装或延期报废。 3．2关于车辆的违法行为管理 对于车辆违法行为的管理更需要结合车辆管理系统来进行配合，其中道路上的安全管理系统就可以清楚的采集到违法车辆的相关信息，根据道路安全管理系统前端拍摄采集到的违规违法车辆的车牌以及车辆图像信息，可以准确的掌握交通参与者的违规违法行为，但是某些地区并没有安装这样的智能系统，那么就需要交警部门以及其他相关执法部门进行细致的执法:(1)对于车辆违规或违法行为，相关执法部门需要坚定的予以制止，并且按照相关规定进行处罚及处理;(2)一旦遇到违法车辆，需要及时进行车辆扣留，并且需要上报并配合交警部门以及相关执法部门执法;(3)当车辆涉及事故或违法行为的时候，驾驶者与车主不是同一人时，需要及时通知肇事车辆车主，以便于车主配合执法部门。 3．3关于车辆停放的管理办法 在交通日渐发达的今天，汽车停放是一个车辆管理中的重要问题，如果不能更好的解决车辆停放问题，就很有可能会造成交通拥堵的状况。在这样的情况下，笔者建议结合车辆停放管理系统进行规划车辆停放问题。当然在没有车辆停放管理系统的部分地区，可以规划出相应的车辆停放位置，在这没有停车管理系统的地区需要安装安全监控系统，以便于安全合理的进行车辆停放管理。 4结语 综上所述，本文了介绍车辆管理系统主要组成的同时，介绍了如何应用管理系统配合人工进行车辆管理的方法。在交通日渐发达的今天，车辆管理问题是一个城市交通建设的重要环节，如果能够做好车辆管理工作，就可以让城市交通变得更加顺畅。因此，本文虽然从宏观上介绍了车辆管理系统的应用以及车辆管理方法，但是在具体行使车辆管理问题时仍需要人机配合，才能做出最好的车辆管理机制。 作者：吴华 刘宏刚 单位：空军勤务学院航空军交运输指挥系 车辆管理系统论文:传感器网络车辆管理系统研究 摘要： 伴随信息技术的飞速发展，无线技术、传感器技术的发展，使得无线传感器技术有了低成本、低功耗、多功能的特性。随着科学技术的不断发展，当今社会的交通网络日趋完善，有关车辆管理的问题也愈发突显，此时基于传感器网络的车辆管理系统也应运而生。车辆识别信息是交通规划和管理部门重要的信息来源。基于传感器网络的车辆管理系统，对于有效地管理交通提供了更多可执行性以及效率性，对交通管理技术的发展产生了重大的影响与意义。 关键词： 传感器网路；车辆管理；系统 1基于传感器网络的车辆识别技术简述 无线传感器网络系统一般包括传感器节点和汇聚节点。节点大量部署于被感知对象内部或附件中。这些节点通过自身组织的方式构成无线网络，以协作的方式实时感知、采集和处理网络覆盖区的信息，通过多跳的方式经由汇聚节点链路将整个区域的信息传送到远程控制管理中心。正是由于以上途径，使得无线传感器网络具有资源有限、网络规模大、覆盖面积广、拓扑结构相对稳定、感知数据冗余度强、干扰更强等特点。由于每种车辆的物理参数（如长宽高、颜色等）皆不相同，则需做好有关车辆类型的分类。车辆识别将车辆划归为实现分好的类别，采集多个车辆参宿作为样本，根据事先划分好的车辆类别，将隶属于同一类别的车辆信息进行汇总。其中车辆的分类精度是评价一个车辆识别系统的重要评价指标。生活中，通常根据不同的交通应用采用不同的车辆分类方案，现较流行的分类方案是美国联邦公路局（FHWA）的车辆分类方式，其分类的侧重点是车辆的车轴数。 2时下的车辆识别技术存在的问题 2.1受到环境与光线的影响大 目前使用的车辆识别方法大多为应用图像技术、感应技术等方式进行车辆的分类，其中基于图像识别技术识别率可达90%以上，但是上述方法仍存在局限性，比如环境以及光线的影响，同时，车辆上喷涂的漆料也会对于车辆识别产生影响。 2.2造价高、覆盖面积小 目前的车辆识别系统的安装成本以及维护费用很高，且耗能较大，会造成不必要的浪费，同时由于其不具有较高的灵活性，因此其覆盖面积小，不利于大范围使用以及大规模部署。 2.3大型车辆对结果的影响 在交通管理以及研究中，譬如卡车、大型货车这种大型车辆也会对于结果产生影响。大型车辆体型大且速度低，对于公路的容量检测、环境评估会产生影响，同时会对车辆的分类统计精度也会产生或多或少的影响。 3用于车辆识别的信号分析及车辆分类 3.1用于车辆识别的磁信号分析 第一，磁场信号的方向性特征。由于地球的磁场在不同的地理位置具有不同的倾角和幅度，但是这仅限于大的范围而言，在很小的范围内，在同一行驶方向上的两个相邻的磁阻传感器节点测量的车辆信号特征基本上是相同的。根据计算，在磁力线与地面所成角度为65°左右时，车辆在同一地点的不同行驶方向所测量到的磁场特征差距较小，进一步从理论上说，利用无线节点测量的磁场信号进行车辆分类是可行的。第二，磁场信号的偏移特征。将磁阻传感器节点安置车辆底部的不同部位，所测量的磁场强度不同。从理论上讲，解决该问题的方法是在测量车道上放置一排节点，将各个节点的测量数据进行结果对比分析，找到数据中相关性最大的数据，便可以作为最终测量数据进行识别。第三，车辆的磁场特征。每种车辆都有其固定的相关特征，不同类型车辆的磁场信号特征也不尽相同。前文提及，车辆识别技术是通过磁阻传感器测量的车辆特征信号，与每个节点内存储的每种车辆特定的信号进行比对，其中关联性最大即实际测量数据。在此操作之前，应先制定车辆识别算法来获得每种车辆信息的模型。 3.2车辆分类 利用相关算法，可将原始车辆的磁场信号转换为具有较小矢量大小的车辆特征信号，再根据前面提到的方法利用车辆的特定磁场信号进行车辆分类。每种类型的车辆对应的一系列车辆的特征信号集，计算所测得的车辆特征信号和节点内存储的车辆特定的特征信号进行比对，比较二者的相关性，相关性最大的车辆特征信号对应的车辆类型就是该车辆的类型。进行车辆识别的时候可使用最邻近法这一算法，它可以更好地提高车辆识别环节的效率与准确性。 4基于传感器网络的路况信息监测 交通管理方面，实时监测恶劣天气与道路上的情况也是至关总要的。实时监测积水、积雪、结冰、能见度低等天气情况，以及道路损坏、桥梁损坏等突发情况，将路况信息快速传送给驾驶员，确保驾驶员的行车安全。由于监控道路的路况参数变化较为一致，可将用于道路情况的参数监测传感器安放在各个节点上，或使用专门具有能量供应的节点用于道路状况的参数监测。其中传感器可以选择温度传感器、湿度传感器、光强度传感器、加速度传感器相结合，全方位进行各项参数的监测。路况监测节点安放在路面上，用来监测道路积水、结冰情况。同时，对于车辆的监测可使用声音传感器，搭配前文提到的磁阻传感器，二者合一，既可以监测当前路况的车流量，又可以进行车辆分类操作，更大程度提高效率。 5传感器网络的优化 在计算机互联网、科学家合作网、产品生产关系网和电力网络等诸多领域，都会产生小世界现象，许多实际的复杂网络既不完全规则又不完全随机，而是介于这二者之间，既有类似规则网络的较大集聚系数，又具有类似随机网络的较小平均路径长度。无线网络传感器也是如此。网络编码可以实现数据发送对拓扑结构容错性，通信代价比传统的多路径容错低，但无线传感器网络本身由于体积、计算能力、存储空间的限制，无法使用高复杂度的编码算法策略，未来网络编码对于无线传感器网络的容错问题的研究工作则是尽量减小编码算法的计算复杂度，根据实际情况设计攻略，付诸实践。 6结语 在实际设计相关无线传感器网络系统时首先应了解其他方法的优劣性，总结其实用性与局限性，其次进行新的系统设计。交通管理在一定程度上是国家发展的重中之重，有关基于无线传感器网络的车辆分类系统以及对于路况的实时监测，可提高交通运输部门的工作效率性以及精准性。此外，合理地使用优化算法，优化网络编码技术，使所接收到的车辆特征信号更精确、更及时。从而使得整个系统的效率逐渐提高。 作者：姬婷 侯凯 张欢 单位：沈阳理工大学 车辆管理系统论文:岩土运输车辆管理系统开发 摘要： 分析了企业岩土外运的运行及管理模式，提出了基于硬件、网络、Socket通讯、客户端加服务端程序、WEB技术为一体的岩土外运管理系统设计方案，采用硬件控制车辆进出、网络和Socket通讯传输设备信号、客户端和服务端程序管理车辆进出流程及存储数据、WEB程序查询各类数据报表的模式。 关键词： 岩土外运管理系统；RFID；Socket；道闸 某大型露天矿山年矿石开采量1500万吨，岩土运输量大，每天有数十支运输队伍作业，有400余辆车进行岩土运输工作，运输资金高达10亿元。运输队伍复杂，车辆多，其运行路线长，作业范围大，且作业内容各异，导致对车辆的管理难度很大。另外，岩土外运业务也可能存在采场内乱卸、沿途乱卸、非卸载点卸载、非上站车辆上站等问题和风险。此运输车辆管理系统的建设构架是由包括GPS技术、RFID射频识别技术、GPRS技术、Socket通讯技术、视频抓拍及存储技术、自动计量技术及计算机管理技术组成。该系统的建立，可以有效提高采场的车辆管理水平，杜绝私拉乱卸、不按规定行驶等运输中的管理难点和盲区。 一、需求分析 （一）运输车辆流程控制 运输车辆射频技术管理车辆运行，通过RFID卡的发放对车辆流程进行控制，通过天线和PDA手持终端对RFID卡的信息进行采集，与服务器进行数据交互，判断运输车辆流程的正确性。 （二）运输车辆GPS定位 车辆偏移或离线行驶提醒或预警。各车队车辆行驶路线预先设定在系统中，当车辆偏离预定行驶路线时，系统需要智能识别并给出报警提示信息车辆行走路线回放。对于指定时间段内，系统具有车量行驶路径回放功能，用户可以通过选择时间起点和终点查看车辆的行驶路径和形成状态。车辆定位回传。车辆全天24小时定位，并按照设定的时间间隔，回传定位数据。根据行驶路线绘制新地图，由于采场内部路线不固定的特性，需要在原图基础上，绘制新地图功能。 （三）运输车辆图片及录像采集 运输车辆在驶入采场和驶出采场时需要对车辆进行抓拍图像，保存到服务器当中，需要按照时间对车辆图像进行查询。在驶入驶出采场、站台时则需要进行录像保存，并能按照时间对车辆进行查询。 （四）对运输车辆的管理 客户端管理包括车辆RFID卡的发卡管理、车辆IC卡的发卡管理、道闸的起杆落杆控制、车辆手动抓拍功能、读写器的重启连接功能、查询功能等。服务器端管理除了包含客户端的管理外，还包含用户管理、设备管理、违章车辆管理、车辆运行路线管理等。 （五）对运输车辆的查询 采用B/S结构，查询出车队、标段、RFID、钩机的一些基本信息，并按照车队、标段、单位、时间等条件查询出采场运量，同时能够查询出违规车辆信息及流量统计信息。 二、系统设计 根据系统的功能需求，系统分为客户端、服务器端、监控平台、图片采集、录像存储、WEB页面等6大模块。 （一）客户端 客户端是采场出入口的管理软件。其功能包括五方面。一是发放管理RFID卡，通过RFID读写器读取卡号，将车辆信息和卡号对应保存到系统。此卡号为车辆唯一数据确认标示。二是通过RFID读取信息错误管理，贴有RFID卡的车辆在进出口信息读取错误时，可手动修改信息。三是进行PDA存储错误信息管理，PDA上传错误或未能上传的信息修改。四是进行违章车辆管理，车辆违章后，不能进入或驶出采场，须做处理后由工作人员进行违章处理操作。五是实现车辆监控，实时显示车辆录像、图片信息，车辆的所属车队、违规情况、运量等基本信息，方便工作人员对车辆实时监管。 （二）服务器端 管理各个站点的设备程序，通过服务器端程序控制各个站点的车辆流程，记录车辆的运行数据，为WEB报表提供数据支撑。硬件设备控制，通过各个站点读写器、天线读取的车辆RFID信息，自动控制道闸的起落、LED的信息显示、客户端页面的车连信息。流程处理，通过各个站点读写器、天线读取的车辆RFID信息，判断车辆的流程状态，存储车辆的流程信息。 （三）监控平台 实时监控车辆、各个站点的车辆状态、车辆运量、站点流量，并输入采场车队、标段、钩机的基本信息。 （四）图片采集 各个站点车辆图片采集程序，通过地感线圈，判断车辆进出，抓拍车辆图片，对违规车辆进行图片对比，做出相应处理。 （五）录像存储 采用磁盘阵列对各个站点录像进行存储。 （六）WEB页面 基本信息显示，显示RFID卡信息、车队信息、标段信息、钩机信息。车队运量统计，按照车队、时间段显示车队的整体运量。标段运量统计，按照标段、时间段显示标段的整体运量流程运量统计，按照车辆流程、时间段显示车辆流程的整体运量。钩机运量统计，按照钩机号、时间段显示钩机的装载量。PDA扫描统计，按照PDA编号、时间段显示PDA扫描运量。违规统计，按照时间段显示车队的违规次数及违规车辆详细信息。流量统计，按照时间段显示各个站点的流量数据。 三、结论 岩土外运管理系统对岩土的私拉乱卸起到了监控效果，保障了矿石的安全，管理者通过实时的查看采场生产数据，指导矿山生产，对矿山的生产起到了积极的推动作用。 作者：毛志宇 张正 曹玉志 单位：河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司 车辆管理系统论文:车辆管理系统设计实现 摘要： 随着经济的日益增长，车辆作为最重要的交通工具，在企事业单位中得以普及，单位的车辆数目已经远远不止简单的几辆，与此同时就产生了车辆资源的合理分配使用问题。该问题涉及到车辆的档案管理；驾驶员档案管理；车辆（维修费用、洗车费用、养路费、燃料费用等）管理；车辆使用管理和交通事故管理等。如何对一个企事业单位的车辆进行合理分配使用，使其发挥最大的使用价值，所以该系统对于一个用车单位来说，不但可以对车辆的使用进行合理的管理，而且对车辆的使用情况进行跟踪记录，对单位车辆责任到人，费用清晰，避免责任混乱、费用虚假等一系列相应问题的解决。但是随着计算机技术的迅速发展，尤其是车辆的逐年增多和车辆的信息增加，车辆的管理不能够由传统的人工管理来进行管理，所以必须运用到计算机来进行管理。本车辆管理系统的完成就是基于计算机应用程序和数据库，对数据库进行操作。既方便实现车辆信息的查询，而且也大大提高了程序的可维护性和重复利用性。 关键词： 车辆管理；系统；设计；实现 在全球信息化、系统化的今天，有关车辆管理系统的设计与实现已受到关注。于日常管理中实现车辆的高效管理，对提升生活效率水平具有重要意义。尤其对于相关企业而言，对各类车辆进行管理是为一项庞大的工作工程。此时采用可靠可行的管理系统，必然能起到事半功倍的效果。本文就车辆管理系统的设计与实现两个方面展开论述。 1车辆管理系统的设计研究 1.1框架的建立设计 车辆管理系统的设计必须遵循两点原则，即经管原则与管理原则。对于企业而言，经管是核心，于车辆管理方面亦需灌注此一核心原油。管理原则可想而知，众多不同型号、不能功用的车辆管理，需以精减实际管理工作，使管理有循、有序进行，为广大车辆及车主提供可靠管理服务。车辆管理系统的基本框架主要包含三个部分，一是接入层，主要负责管理车辆与外部进行数据交接；二是业务层，即为车辆管理工作中的业务处理层，通过对数据进行访问来处理业务数据，将各个模块连接起来，按照设定程度来完成业务需求；三是数据层，此一层为为整个车辆管理系统提代数据支持与数据管理的作用。保证内外部的数据对接，及时了解各程序信息，方便有效管理。 1.2B/S方式设计 于车辆管理系统中采用此项方式来处理功能方面的设计，让管理人员能直接通过设定的用户名与密码实现对系统的管理，对系统中的信息交互、轨迹回放、超速报警、车辆定位等实现统一管理。 1.3信息设计 信息时代下，对车辆管理系统的信息管理至关重要。车载终端部署在监控车辆上，车载终端通过GPRS/SMS等无线数据传输方式把车辆的定位信息上传，接收来自于车辆管理平台的指令。车辆管理平台的设计，通过VPN或Internet方式接入联通网络，完成与车载终端的数据通信。物流企业IT系统与车辆管理平台通过内部数据接口通信方式，实现数据同步。 2车辆管理系统设计的实现 2.1实时监控，定位追踪 管理系统对车辆进行监控与调看，并能实现定时发送、超速报警，需要管理系统备以电子地图，与车载终端进行数据链接。车载终端将数据传入管理系统中，使管理人员能通过电子设备直接观察到车辆情况。此一系统还实现了盲区补报功能，完美弥补了管理系统的不足，而且由车载终端设置的定时传送功能，让系统能准确且快速到到相关车辆。实现对移动车辆的追踪，车主在突遇紧急情况时，开启数据终端并可实现超速报警。 2.2回放与条件定位功能 车主在需要调查车辆历史轨迹时，通过管理系统并可查找到车辆何时、何地的行车轨迹，而且还能通过暂停与放大等功能进行细致观察，反复察看。于条件定位方面，车主只需车牌号或终端SIM便可对车辆进行区域性的查询，先通过大致地图来查找出确定区域，再通过区域点查找出车辆，此种查询方式可在车辆无法定位（或不方便定位）时准确找到车辆所在区域。 2.3手机查车与远程监听 手机作为现代生活中人们不可或缺的一项信息工具，实现手机对车辆的监控是社会发展的必然要求。通过管理系统于手机上装载专业软件，并可完美实现这一功能。同时，手机的便携特点让对车辆的远程监听与监控变么更加便捷，还可于远程情况下通过手机对车辆进行控制。当车辆发生紧急事件时，超速报警后可利用手机对车辆进行持续监听，为警方提供可靠情报。 2.4违规警报功能的实现 由于车辆的增多，国内交通愈加复杂，许多车主并不能完全准确的记录下各类、各段的违规开车、停车规定。通过车辆管理系统，车载数据终端能够及时提醒车主可能发生的违规事项。另外，当车主在车内时，外部发生紧急事件，可将车辆设置为防状态，以避免危险的发生。当车门被正常开启后，设防状态将自动解除，保障安全同时亦比较方便。而当车门被非法开启时，系统当会自动报警。 2.5实时调度与信息上传功能的实现 车辆管理系统能够实现对一辆或多辆车进行实时的调度处理，通过下达命令让车辆得到更好的管理，尤其对车队而言，方便许多。现代社会信息更换加快，车载终端可以实现对信息的及时更新与下载功能，为车主提供更大的便利。 2.6主机电源断开报警功能 当主机电源被切断时，由备用电池供电，车载终端继续工作，同时上报中心主机电源被切断警情，并自动作好记录备查。 3结语 车辆管理系统的设计目的是为实现车主对车辆实行高质且方便的管理，一般此类管理系统是由企业设计并提供给车主，其中除安全管理外，还有车辆损坏、维修方面的管理作用。人们对车辆的管理包括了方方面面，安全属于第一位，因此在设计管理系统时，设计重点也应放在安全上。如，安全驾驶、行车安全、发出警报、及时报警、实时监控等。而维修与售后保障是消费者后期比较关心的问题，管理设计需要将其也考虑进其中，力求帮助车主解决车辆问题的同时，减少车主等待时间，注重效率。 作者：杨勇 单位：江苏省徐州市人民代表大会 车辆管理系统论文:工作流技术车辆管理系统研究 摘要： 将工作流技术的理念是使用于车辆运行管理系统中，需要对整个车辆运行管理系统的流程等进行了解，然后针对管理过程中可以实现快速和简化过程的环节，通过计算机技术的使用来实现快速和简单的目的，从而最终设计出工作流技术状态的车辆管理系统。 关键词： 工作流技术；车辆管理系统；管理内容；系统设计 一、前言 计算机科学技术的使用和广泛推广使其在当今社会中使用非常广泛，鉴于其在使用过程中体现出的简单、快速和过程简化等特点，将其使用于工作流技术车辆运行管理系统中是非常好的突破。要将计算机技术快速的特点融入进车辆运行管理系统中，还需要进行合理的系统设计。 二、车辆管理的过程和内容 一般在对于工作过程中涉及交通出动以及交通工具使用比较频繁的公司，在经济条件允许的情况，都会有公司出资购买一系列的交通工具并且歪了方面车辆的运行、管理和维护等，都会在公司内部设置专门的车辆运行管理处。或者是某些专门从事车辆管理和出租调动的公司就乎更加注重车辆的协议奥分配和运行管理等工作。因此对于车辆频繁出入使用的单位，该单位一般都会对车辆等进行管理，就是实施车辆运行管理。车辆运行管理的主要内容是为了协调车辆的出入库的等级，结合下达的车辆使用的命令和需求以及车辆的运行情况等对车辆进行合理的分诶管理和维护，协调每一项使用车辆的需求管理。因此为了是单位的车辆运行管理工作卡站更加顺利，同时为了便于该单位在车辆的使用和维护等等方面的支出和成本使用情况等，都需要对车辆的使用济宁规范化的统一管理。在车辆的使用中，车辆的购置、车辆的司机配置、车辆每次出入库的运行状态的检查，以及车辆每次使用的申请流程和相关油量的耗费，包括车辆损耗知乎的维修及维护工作的开展等，都是车辆管理处需要统一关注和管理的内容。为了更方便的对以上内容进行协调管理。保证每次车辆出行管理的正常和满足每次单位对于车辆使用的需要，更需要在整个单位建立起能够统一管理的车辆运行管理制度，方便车辆的使用和公司成本计量等。 1、申请用车的规范统一管理 车辆运行管理是为了实现车辆出入入库与使用的便捷化管理，协调和满足社会对于车辆的使用的需求，因此当车辆运行管理出的车辆要投入使用，首先观露出需要收到社会对于车辆使用的需求，如需求车辆的数量、车型等等；然后又管理处的工作人员根据现有在库车辆的登记使用情况以及该车辆的可运行情况等进行协调综合安排使用，若车辆的情况能够满足使用的需求，则给予该申请同意车辆的使用，若不同意使用申请，需要对申请者做原因报告等。如果最后车辆管运行管理处同意车辆的使用申请，则需要有车辆运行管理处为每辆车配置司机以及结合车辆使用申请中陈述的情况，对于车辆出行需要使用的油量和费用等进行规划，避免车辆过度消耗单位的车辆管理运行成本。 2、车辆维护的规范统一管理 因为车辆在使用的过程中，零件等会随着车辆使用时间的增长而逐渐出现损耗和消耗，为了更大程度上满足社会对于车辆使用的需求，以及保证车辆使用的安全性等，车辆运行管理处需要定时结合车辆的消耗情况等，对车辆进行维护工作。要进行车辆的维护和保养，首先需要向有关部门提出书面申请，陈述理由，得到同意后，由相关车辆管理者或者是管理部门出具同意车辆维护的郑敏，然后再将车辆提出库，进行专门的维修和维护工作，而相关车辆的维护记录等都要有车辆运行管理处登记在案。 三、设计车辆管理系统 针对于如今社会对于车辆使用需求的逐渐增加，因此对于车辆管理单位来说，实现便捷化、快速化的车辆管理是目前发展的主要方向。而计算机技术和互联网行业的发展为车辆运行管理系统和设计和使用提供了发展的契机。管理系统结构的设计可以通过实现车辆管理和用户用车需求之间的数据连接，简化用车申请中的流程设计，通过数据化信息直接在管理系统中提交申请，由车辆运行管理处的的人员直接进行在线处理，及时反馈申请通过情况。 1、引擎运行 基于工作流的引擎运行和设计主要为便于系统管理开展业务流程以及在此过程中可能出现和进行改变和变动的方面。将工作流引擎的核心设置为数据模型，传输的数据中要包含工作流的名称和所需要处理的对象及业务等信息数据。通过传输数据信息的方式，使相关机构及时获取工作流服务对象信息、工作流状态的关联对象以及相关信息等。以此来完成用车申请以及审批过程中每个环节所需要的信息等实现便捷和快速获取，并且能够随着信息读取的情况等，判断当前进行流程等，从而对申请审批答复得时间等尽心估计。 2、用车申请设计 原有的用车申请的流程相较于而言比较复杂，中间部门职员、部门管理者、车辆运行管理处职员、车辆运行管理处主管等人员，在流程上比较复杂，使得用车申请的请示和审批到配置出车等需要大量的时间。为了简化车辆使用申请的过程等，都可以实现在先审批的状态，在单位内部建设其计算机数据系统，用车申请等流程中涉及到的相关人员可以及时对信息进行处理和反馈，而做出申请人也可以根据数据读取传输状态等，知晓用车申请答复的时间，以便进行后续的安排。 3、车辆维修设计 车辆的维修和维护工作申请和审批流程中，主要包括部门申请人、部门管理者、车辆运行管理处职员、车辆运行管理处管理者等。在此过程中，也可以通过在线信息数据传送的方式来实现申请流程的快读和简单化，通过最初在线提出申请，由部门管理者答复，之后工作流状态转向车辆运行管理处，由管理处职员进行处理，最后当工作流状态转为车辆维修情况审批答复时，则由车辆运行管理处的管理者负责。 四、结束语 工作流状态的车辆运行管理办法对于一个车辆运行管理单位来说，是一个改善车辆运行管理当前冗长、复杂的申请和使用流程的重要办法。结合现代化高效、快速的工作原则，工作流状态的车辆运行管理系统的建立无意无疑是非常有效的。对于工作流管理系统的设计、建立和实现，还需要及时吸收和使用现代化新型技术。 作者：张静宇 单位：河北省唐山市陡河水库管理处 车辆管理系统论文:车牌识别技术车辆管理系统应用 1国内现状 当前现有车辆管理系统中，在车辆管理的介质上，有传统的接触式介质（如磁卡、条码卡等），也有新型的非接触式管理介质，如RFID技术和车牌图像识别技术等。目前国内在车辆识别技术里面，主要有所列的三种主流识别技术：（1）卡识别技术。接触式IC卡通过触点与读写器联接以获取能量并进行数据交换，它在功能、信息保密性与存储容量方面具有优势，适合在人流密集的公共场所，可以有车辆进出、门禁、考勤、消费等多领域的应用。但是用户需要每次进出时，都要停车、刷卡，所以效率比较低。而且IC卡存在使用寿命短，易折损等缺点。（2）射频识别技术。通过发射无线射频信号进行非接触双向数据通信，系统包括射频卡，读卡器和数据处理终端三大部分。用户可以不停车、不摇窗的快速通过实现识别。在各种恶劣环境下也可以正常工作，提高车辆通行效率，降低人工管理费用。但该技术所需射频基站和射频卡费用较高，不能实现核对车、卡是否一致，会出现漏收、误收等现象。（3）车牌识别技术。利用车辆的动态视频或静态图像，能够检测到受监控路面的车辆并自动提取车辆牌照信息（含汉字字符、英文字母、阿拉伯数字及牌照颜色）进行处理的技术。车牌自动识别技术具有自动化程度高，人工干预少，通行效率高，灵活性好，系统稳定性好等优势。此外，用户能够实现自定义车辆进出权限，收费标准等内容，实现车辆的智能管理、集中管理和监控。而且车辆在进出时都会抓拍图像并存档，这样，不仅杜绝“一卡多车”的行为，也记录了车辆的运行轨迹，更加安全可靠。但是，由于受自然条件影响，识别率一般为97％左右，车牌识别不出来的车辆，需要人为干预进出。 2车牌识别技术的基本原理 车牌自动识别以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础，对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频序列进行图像采集分析，从而确定牌照在图像中的位置，并进一步提取和识别出文本字符，在显示屏直观地给出识别结果，可实现车辆进出的智能管理。其硬件基础一般包括触发设备（监测车辆是否进入视野）、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机（如计算机）等，其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。车牌识别过程包括车辆检测、图像采集、车牌定位、字符分割、字符识别、结果输出等几部分。车牌识别通过对图像的采集和处理，来完成车牌自动识别功能。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元，采集当前的视频图像。车牌识别单元对图像进行处理，定位出牌照位置，再将牌照中的字符分割出来进行识别，然后将车牌识别的结果输出。 3系统设计方案 3.1功能需求 针对大连理工大学校园进出车辆管理的功能需求，决定采用车牌识别技术的车辆智能管理系统。此系统实现校园车道入口及出口管理设备自动控制，通过计算机的图象处理和自动识别，对车辆进出的安全和管理等进行全方位监控，可有效地控制学校外闲杂人员进入，更好地维护校园的教学科研环境。设计功能包括：（1）基于车牌识别技术进行车辆进出管理，实现对车辆管理中的各种控制参数的设置、并可以进行分类查询和打印统计报表；（2）具有收费管理功能，具有按时、按次、分时段、分时、不收费等多种计费标准，并具备出口收费模式、中央收费模式、自助缴费管理；（3）所有车辆进出时间、状态等详细信息，均形成系统日志记录，便于进行统计分析、问题查证；（4）支持异常处理，支持脱网运行，断电处于常开状态；（5）支持电子语音和LED显示。 3.2硬件系统 在硬件系统设计方面，主体采用TCP/IP以太网技术组网结构。系统包括数据中心服务器、远距离读卡器、车辆检测器（地感线圈）、自动道闸、出入口控制机、高清摄像机、LED显示屏、B/S终端管理计算机、LED显示屏信息提示等设备。其中数据中心服务器主要安装车辆管理软件，覆盖师生的基本信息及车辆信息，并和公共数据库进行数据同步，自动更新师生变更信息。校园车辆管理的需求示意图如图3所示，师生驾车靠近位于校园大门出入口处的区域时，当车辆经过地感线圈后，高速摄像机启动图像抓拍，对车牌进行自动分析识别，并与数据库中登记的学校教师车辆车牌数据比对，若属于内部有效车牌，LED显示屏提示进场车辆的车牌信息，道闸自动抬起放行车辆，系统记录入场时间、地点、状态；若使用权限过期时，LED显示屏显示过期车辆提示，道闸处于禁行状态，系统记录入场时间、地点、状态，由岗亭管理人员开闸放行；若不是内部有效车牌时，LED显示屏提示外来车辆，道闸处于禁行状态，系统记录入场时间、地点、状态，再由岗亭管理人员开闸放行。如需收费管理，出口处的摄像机会自动提取车牌，按照设定的计费规则自动计费，进行费用收取。 3.3软件系统 系统采用B/S架构，系统的结构设计如图4所示，主要包括车辆进出控制模块、数据同步接口、用户车辆管理模块、后台权限管理模块、决策辅助支持模块。其中，车辆进出控制模块通过车牌识别技术来设置摄像机、车牌识别设备、栏杆控制设备的相关参数，通过摄像机识别结果来控制开关阀进而对车辆进行出入控制。同时，岗亭管理人员还通过终端管理计算机可以手动控制车辆进出和查询车辆信息。LED显示控制可以将摄像机识别到的车牌和通过服务器查询到的车辆信息发送到LED屏幕进行显示。数据同步接口：与公共数据库进行数据同步，公共数据库提供师生的基本信息给车辆管理系统，车辆管理系统将车辆牌照号码、出入时间等进出记录提供给公共数据库。用户车辆管理系统：主要包括用户车辆信息数据维护，由于系统已经和公共数据库进行同步，师生的基本信息已经获得，所以只需要维护师生的车辆信息和单位用车及临时用车信息即可。后台权限管理模块：主要包括定义校门出入口的基本信息，配置车辆管理信息，备份和管理数据库和设置操作员权限，其中操作员权限包括操作员系统管理权限、岗亭操作员终端权限等。系统的权限分配支持分级授权，这样，即可以给不同的管理人员管理不同的进出入口的权限，已经获得权限的管理人员还可以分配给其他人员不高于自己的权限。决策辅助模块：可以查询车辆进入的记录，查询师生的用车信息，统计分析校园师生车辆的进出情况、外来车辆进出情况等。根据车辆进出提供的大量数据分析，可以为车辆的管理部门提供辅助决策支持。 4结语 基于车牌自动识别技术的车辆管理系统，通过智能化的识别设备和灵活性的管理软件实现车辆的自动识别和出入管理，简化了车辆进出的管理手续，提高了车辆的通行效率，提高了校园的安全性。管理人员可以随时登陆管理软件进行车辆管理和信息统计，为校园有序提供了依据支持。车牌识别技术未来也会是智能化交通管理系统的重要发展方向。 作者：田丽 刘春瑞 翟鸣宇 单位：大连理工大学网络与信息化中心 车辆管理系统论文:车辆管理系统设计研究 1功能分析 山东金阳矿业集团是一家集煤矿、热电、建材、经贸等为一体的中型企业，拥有七个子公司。为加快“数字化矿山”建设，推进管理信息化，运营市场化，辅助专业化，后勤社会化的进程，对车辆的管理就显的特别重要。 2用例分析 系统包含四个不同的角色：系统管理员，子公司填报员，部门领导审批人，派车还车人。 3静态结构分析 在用例模型的基础上，抽象出了车辆管理的静态模型（即类模型）。 4动态结构分析 车辆管理系统包括了申请、多级审批、领车、还车等多个步骤。子公司填报员填报车辆申请单后部门领导审批各自子公司的申请信息，然后分管厂长审批部门领导审批通过的信息，办公室审批分管厂长审批通过的信息。办公室审批通过后派车人派车，派完车系统会提示对应申请人去领车，另外用车人回来后还要到派车人那里还车。 5逻辑数据库设计 通过分析，确定了车辆管理系统所用到的实体，并用ER－win设计出了数据库的实体关系图。根据数据库逻辑模型，使用自己定义的数据字典，用Erwin的正向工程，将逻辑数据库模型转化为物理数据库模型。 7软件体系结构设计 系统采取表示层、业务层、数据层的三层架构，基于B/S模式进行软件设计。在这种结构模式下，用户工作界面是通过浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端实现，但主要事务逻辑在服务器端实现，这样大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总成本。 8系统实现 系统利用.NET平台开发。页面上半部分是车辆申请的填报，下半部分是管理页面，是对已填申请信息的修改、删除、查询，审批等功能。 9结束语 车辆管理系统是山东金阳矿业集团信息化建设中的一个子系统，整个系统设计从服务器、数据库、应用程序、用户等多方面综合考虑，主要适用于B/S模式，建立了严格的参照完整性和数据库结构，将触发器、存储过程、约束、规则、事务等应用到数据库设计中，加强了后台的功能和效率，对数据库的安全进行分级、分类设置并加以科学管理，提高了数据库的安全性，确保数据冗余少，具有更高的数据一致性、可操作性和安全性，具有很好的推广价值。 作者：郝桂明 李栋 于璇璇 单位：山东金阳矿业集团有限公司金阳煤矿 山东科技大学信息科学与工程学院 车辆管理系统论文:小区车辆管理系统设计 传统的住宅小区机动车辆管理多为人工管理或使用IC卡管理系统,在车辆进出小区的高峰时段会出现排队时间长甚至拥堵的现象[1G3].本文所述基于STM32和RFID的小区车辆管理系统,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预.该系统是湖北工业大学工程技术学院参加全国大学生智能汽车竞赛作品的一个测试应用子系统,在系统测试和管理中侧重于过程管理,体现了“创新以人为本,创新之根在实践”的宗旨[4G5],对学生的知识融合和实践动手能力的培养具有良好的推动作用. 1系统总体设计 小区车辆管理系统由STM32最小系统版(CorteGxM3内核)、RFID模块、L298N电机驱动模块、红外检测模块、语音模块、LCD显示模块等组成。小区需要管理的车辆分为两类:一是临时车辆,车辆进小区时由保安发放临时卡,车辆出小区时将卡收回;二是小区内部车辆,配有电子标签(内置有射频卡),进出小区采用RFID识别.当配有电子标签的车辆驶入RFID读写器的感应范围时,电子标签向RFID读写器发送射频卡信息,读写器判断射频卡的有效性,如有效,则获取射频卡的ID号,并与数据库信息进行比对.若不符合条件,则拒绝放行,同时给出告警信息和出错提示信息;若符合条件,则给入口控制器一个有效信号,抬起电动栏杆让车辆驶入.当红外车辆检测信号出现“有车—无车”变化后,将电动栏杆放下,完成一次放行车辆的过程(见图2).由于射频卡与读写器的信息交换距离可达数十米,所以当车辆到达入口时,电动栏杆已经抬起,大大减少了驶入小区车辆的查验时间[6G8].车辆驶出小区的过程与驶入类似,但需要与驶入时的信息比对。 2系统主要功能模块实现 2．1STM32控制模块及RFID射频模块控制模块采用CortexM3内核的STM32嵌入式控制芯片,该芯片具有高性能、低成本、低功耗的特点[9].STM32控制模块通过接收红外检测模块发送的信号确定车辆相对栏杆的位置,接收射频模块的信息,并与系统存储的数据进行比对.当满足放行条件时,便向电机驱动模块发送指令,使栏杆抬起或落下[10].RFID射频模块主要由电子标签、读写器DSM300模块组成.电子标签放置在车辆上,存储着该车的相关信息.DSMG300模块工作在2．4~2．5GHz微波段,内置天线,有效识别半径8m;若安装高增益外置天线,最远识别距离可达50m.电子标签与读写器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合;在耦合通道内,根据时序关系,实现能量的传递和数据的交换[11G12]. 2．2红外对管模块红外对管是一种红外线收发的开关管,接收管在接收和不接收红外线时,电阻差别很大,利用外围电路可以输出高(低)电平供嵌入式处理器识别,从而实现智能控制.可以通过调节电位器改变识别距离.本系统中使用的红外对管最远可以识别50cm的距离[13G15].系统中使用了4个红外对管模块,入口、出口各2个,用作抬杆和落杆的开关控制.红外对管模块的out端分别与嵌入式处理器的PE口的0—3号引脚相连(见图3).当接收管接收到反射回来的红外线时向嵌入式处理器发送一个低电平,嵌入式处理器相应的标志位被置位为“1”,当条件符合时向电机驱动模块发出抬杆或落杆信号. 2．3语音模块语音模块自带微处理器和语音芯片,可以方便地进行语音录制、存储和播放.语音模块的工作分为两步:(1)通过下载软件向语音模块内部下载“欢迎光临”、“一路顺风”等语音信息并储存;(2)当嵌入式处理器接收到车辆驶入或离开信号时,即通过嵌入式处理器的PB0或PB6口,向语音模块的信号输入端写“0”,外部连接的直流音响设备会播报语音。 2．4电机驱动模块小区车辆管理系统使用的是L298N双H桥直流电机驱动芯片.驱动部分供电范围是＋5~＋35V,峰值电流是2A,最大功耗是20W,以电机驱动模块给直流电机供电[16G18],通过管脚电平可设定其工作状态(见表1).当微控制器成功接收到DSMG300的数据时,它就检测红外对管的信号.若红外信号把有车辆通过的信息返回给接收管,微控制器即向电机驱动模块发送电机正反转指令,让入口或出口的栏杆抬起或落下. 3系统测试 首先对本系统软硬件做整体功能测试.在DSMG300模块、STM32控制模块、红外对管模块、电机驱动模块、语音模块、LCD显示模块的功能均实现后进行性能测试,对RFID模块接收电子标签信号强度随距离变化和模型车通过门闸的时间进行了测试.(1)分别在模型车放置两张不同的电子标签,进行多次测试,RFID射频模块接收到这两张电子标签信号的频次随距离变化的数据如表2所示.此频次可表明信号的强度.数据表明,电子标签2比电子标签1信号强,有天线识别距离更远.(2)测试模型小车通过入口的时间数据如表3所示.测试时小车速度约为3m/s.测试结果显示,从1号红外对管接收到模型小车进入门闸区反射回来的红外线,到电机驱动模块发出抬杆信号并使栏杆完全抬起的平均时间值0．62s,从2号红外对管接收到模型小车通过栏杆后反射回来的红外线,到电机驱动模块发出落杆信号使得栏杆完全落下的平均时间为0．75s,而模型小车通过门岗的平均时间为3．34s.可知系统达到预期要求,模型车能以较快的速度通过门闸,可有效提高车辆通行效率. 4结束语 基于STM32和RFID的小区车辆管理系统的设计过程是一项具有探索性的工程实践活动,该系统还可以进一步拓展功能,例如与停车收费系统互联.在系统开发中培养了学生综合运用知识的能力、基本工程实践能力和创新意识,激发了学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导了理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,促进了学校的素质教育. 作者：徐桂敏 王改芳 单位：湖北工业大学 工程技术学院 中国地质大学(武汉)信息技术教学实验中心 车辆管理系统论文:基于.NET乙烯原料运输车辆管理系统的设计 摘要：从实际工作出发，在分析本单位乙烯原料运输车辆管理中存在的问题的基础上，结合管理信息系统开发的概念、结构及系统开发的基本原理和方法，通过ADO．NET技术对数据库进行访问，开发了一套运输车辆管理信息系统。 关键词：乙烯原料；运输；车辆管理；.NET 企业信息化建设是通过IT技术的部署来提高企业的生产运维效率，从而降低经营成本。为此信息化建设的步伐在企业发展战略中占有不可预估的地位，企业把信息化建设作为贯彻落实国家“走新型工业化道路”和“两化融合”战略部署的重要举措，作为转变发展方式、实现科学发展的重要手段。 1 乙烯原料运输车辆管理系统实现 1.1 开发背景 公司原油采购部每月有近500多车的乙烯原料采购任务。而公司缺乏一套信息系统对汽车运输任务的分派、装载、运输、油品品质检验、到站排序、卸车等进行监控管理。目前公司原油采购部在乙烯原料运输车辆管理方面存在的问题可归纳为： 1) 派车时不能实现对车辆运输资质、本次运输的油品和上次油品是否可混做出预判断。 2) 车辆装载完货物后，驻点人员用电话、短信或传真方式告知原油采购部，工作繁琐，所报信息容易出错。 3) 按照运输的相关规定，无备案车辆，不允许做油品运输；备案车辆长时间无运营任务，需要重点对所装油品做分析检查，目前人工完成检测核对工作。 4) 卸车完毕后，根据过磅重量人工对该车是否超重做出判断，不能从源头杜绝车辆超载情况。 5) 日车辆装、卸信息，用EXCEL完成日报和月报。数据量庞大，工作繁琐，容易出错。 在充分了解油品车辆运输业务现状的基础上，针对以上存在的问题，通过建立乙烯原料运输车辆管理系统使原油采购部的管理工作更加规范化、程序化，提高其处理工作的速度和准确性，也便于动态查询，实时监控，提高决策水平。 1.2 开发软件技术 在应用层面上，运用技术，以及目前最流行的Windows 平台应用程序Visual Studio为开发环境，结合若干服务器组件创建B/S模式的应用程序，使所有联网用户都可以通过WEB浏览器访问。 在数据层面上，为系统建立专用数据库服务器，用于数据存应用程序主要通过方式存取数据。并且易于使用、高速度、低内存支出和占用磁盘空间较少，支持用于建立基于客户端/服务器和 Web 的应用程序的主要功能。 1.3 数据库设计 本系统利用ORACLE数据库，使用PL/SQL Developer工具创建系统所需数据库文件， 乙烯原料运输车辆管理系统数据库命名为YYCGB。考虑到系统的实际需要，系统至少需要以下数据表。本系统数据库表一律采用汉语拼音的首字字母作为该项代码。 1) 承运商信息表(YYCGB_CYS) 承运商代码 承运商名称 经营许可证 法人等信息 2) 车辆信息表（YYCGB_CL） 车辆代码车辆标准 车辆净重 车辆毛重 车辆保险日期等信息 3) 装车信息表（YYCGB_ZC） 装车日期 油品 装运地点等信息 4) 卸车信息表（YYCGB_XC） 卸车信息 油品 卸车 5) 用户信息表（YYCGB_USE） 用户组用户名密码权限等 本系统共设计数据表13个，并根据数据库的实体完整性和参照完整性的要求，为表设置主键、外键和索引，并创建表间关联。 1.4 系统功能模块设计 图1为系统功能图。 本系统共分为六个部分，分别为：基础信息、装车信息、卸车信息、统计查询、文件中心及系统维护。 基础信息包括承运商、车辆、乙烯原料、单位信息、月计划录入和运输理论天数录入。此部分主要功能是维护基础信息，为后续的功能提供基础数据。 装车信息包括派车计划、装车信息录入、装车信息修改和打印装车磅单。驻点人员根据派车计划装车，将装车信息录入系统。 卸车信息包括待卸车信息、卸车信息录入、卸车信息修改和打印卸车磅单。卸车信息由卸车点人员录入。 统计查询包括两部分，分别为报表和查询。报表有日报、月报和频次。查询有理论运输天数查询、承运商查询、车辆查询、装车信息查询、卸车信息查询、用户查询。用户可以根据实际需要按不同的条件进行实时查询。 文件中心包括上传文件和文件查询两部分，管理员可将相关制度、通知等各种文件上载到系统中，方便用户和驻点人员查看，实现信息的及时共享。 系统维护包括系统设置和用户管理两部分。系统设置具体分为模块管理、用户组管理和代码管理，用户管理具体分为用户维护、口令修改和系统日志。 1.5 主要功能流程逻辑 1.5.1 基础信息录入 基础信息模块录入车辆、承运商、月计划等信息，为装车信息，卸车信息，车辆监控，统计查询提供数据源。 1.5.2 派车及装车逻辑 按照公司下达的乙烯原料月配置计划进行配车，安排车辆到指定炼厂或油田采购乙烯原料，配车计划下达后，由承运商安排相应车辆运输乙烯原料；车辆到达目的地后联系装车，装车完毕，由驻点办事处人员在系统中录入车号，系统自动带出相应车辆基本信息，包括所属承运商、车辆标重等信息，同时录入油品，毛重，装车铅封号等信息，填写完成后，点击保存。系统自动计算出净重，判断此车是否超重，若超重，给出提示。 1.5.3 卸车逻辑 车辆即将到达厂区前，进行卸车自动排序。车辆到待卸点后，原油采购部录入待卸车信息。卸车时，承运商车辆进行车辆毛重称重，查看铅封并卸车，卸车完成后填写相关信息，生成卸车单据，并检查是否超重，若超重对话框提示。供货商运输车辆到达厂区后，需先到原油采购部办理相关法律手续，审核并通过后，由原油采购部人员录入车辆基本信息，完成后进行后续卸车操作。 2 结论 乙烯原料运输车辆管理系统能够实现乙烯原料运输车辆信息的共享，提高业务响应速度，加快业务处理进程。能够理顺和规范车辆调度流程，消除大量的人工劳动，实现车辆管理的规范化。能够加强内部控制，做到实时监控，及时处理，对每一环节存在的问题可以随时反映出来。实现供应商信息、车辆信息、车辆保险、日报表、月报表、车辆监控信息综合集成，使决策层能够及时得到动态的车辆运输数据。 车辆管理系统论文:基于RFID技术和指纹识别技术的车辆管理系统 摘要：基于车辆管理信息化的需求，提出了引入RFID技术和指纹识别技术的车辆管理模式和手段，设计一套既能有效实现车辆日常信息的数字化管理又能有效监控车辆进出公司的车辆管理系统，以提高工作效率和车辆管理水平，杜绝公车私用，规范用车。 关键词：车辆管理； RFID技术；指纹识别技术；信息化管理 中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-2138-02 随着计算机技术的飞速发展，信息化管理成为企事业单位行之有效的行政管理手段。对于拥有一定数量车辆的企业，车辆管理成为他们日常管理事务中的一项重要工作。然而，公司内部的车队车辆调派信息以及油料管理、维修管理、年检管理等，仍然通过电话、纸张表单等传统的方式实现，效率低下、费用高。而且，很难实时掌握公司车辆的使用情况和杜绝公车私用，倘若员工驾驶公司车辆在外发生交通违章违规或事故，这难以跟踪和追究责任。另外，公司大院内车辆的防盗安全管理也是很重要的管理工作，需要监控跟踪进出公司的所有车辆，包括公司车辆、员工的私人小车以及来访人的车辆。目前已有很多车辆管理系统[1，2]，但无法完全满足公司的车队管理。所以引入先进的管理理念和科学技术，设计一套既能有效实现车辆日常信息的数字化管理又能有效监控车辆进出公司的车辆管理系统，以提高车辆管理水平和工作效率，杜绝公车私用，规范用车。 1 系统总体设计 1.1 系统需求分析和功能描述 本系统的需求包括两部分，一是车辆日常信息管理，二是车辆进出管理。如图1所示。 车辆日常信息管理要求：通过系统能录入和查询车辆信息，驾驶员信息，车辆油料、维修、保养、年审、违章等信息；能在网上用车申请和批示，方便车辆调派；能统计和查询车辆使用的历史记录。 车辆进出管理要求：要求准确记录哪个员工何时开出某辆车和何时还车，其车辆的保管责任由此员工负担；驾驶任何车辆（公司车辆、员工的私人小车以及来访人的车辆）都要在公司大门通过系统的安全验证。 所以系统功能包括车辆日常信息管理功能，车辆进出管理功能两大部分功能组成。 1.2 系统结构 系统由后台应用系统、车辆管理员操作、查询和用车申请操作、出车/回车登记、车辆进出登记等几个部分组成。结构如图2所示。 1) 后台应用系统：包括后台数据库和应用系统服务器，是车辆管理系统的核心，接收和处理前台应用程序的请求、发送反馈信息、存储采集到的数据。 2) 车辆管理员操作：使用前台应用程序界面录入和查询车辆信息，驾驶员信息，车辆油料、维修、保养、年审、违章等信息，网上用车审批和用车调派。管理员采集驾驶员指纹数据和制作代表车辆身份的ID卡，并录入系统。 3) 查询和用车申请：各部门的员工使用前台应用程序查询车辆状态和用车申请。 4) 出车/回车登记：驾驶员出车和回车时，使用前台应用程序和ID卡-指纹采集器进行出车/回车登记，以建立和解除公司车辆和驾驶员的信息绑定。 5) 车辆进出登记：公司车、员工私人车、外来车的进出公司需在公司门口刷ID卡，以记录进出信息。其中，员工开私人车或者外访人开车的进出公司时使用临时卡，员工开公司车辆进出公司时要使用具有唯一代码的车辆ID卡。 2 RFID技术和指纹识别技术及其在本系统的应用 RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）技术[3]是一种非接触式的自动识别技术，其基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息，或者主动发送某一频率的信号；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关的数据处理。最基本的RFID系统由三个部分组成：一是标签，二是阅读器，三是天线。从工作频率不同，RFID系统可分为低频系统（30-300KHz）、高频系统（3-30MHz）、超高频系统（300MHz-3GHz）和微波系统（2.4GHz以上）。依据实际需求，本系统选取低频系统。在公司大门部署读取ID卡（125KHz）的阅读器，当驾驶员开车进出公司时读取代表车辆身份的ID卡。另外在公司大楼里部署一台或多台ID卡阅读器，用于出车和回车登记。 指纹识别技术[4]是利用人体指纹特征进行身份认证的技术，属于生物识别技术的一种。其基本原理是通过取像设备获取指纹图像，然后用计算机识别软件分析指纹的局部特征和全局特征，从中抽取特征值进行特征匹配，最终实现指纹识别。本系统应用指纹识别技术来识别开公司车辆的驾驶员身份。在出车登记时，驾驶员需要通过指纹识别验证身份，这样做是为了避免被盗用别人身份开公司车辆进出。 3 系统工作原理 本系统两大功能模块可单独运行使用，其中车辆日常信息管理部分用于实现录入和查询车辆信息，驾驶员信息，车辆油料、维修、保养、年审、违章等信息，网上用车审批和用车调派等；车辆进出管理部分用于验证车辆身份和监控车辆进出。然而，系统重点要解决的是如何确定谁驾驶公司某辆车进出公司以及其准确使用时间。 本系统使用具有唯一编号的ID卡代表车辆身份，使用人体指纹代表驾驶员身份。当公司的部门或班组要使用公司车辆时，先在系统中查询车辆状态并申请使用未被分派的车辆，等审批后去领汽车钥匙和车辆ID卡。在出车前，要在系统中做出车登记，即在系统中选中出车登记功能并使用ID卡-指纹采集器刷车辆ID卡和扫描驾驶员指纹，系统验证通过后建立驾驶员和车辆信息的绑定和生成一条出车登记记录。这样，该驾驶员驾驶车辆进出公司经过门口时在ID卡阅读器上刷车辆ID卡，系统就自动获取该车辆信息以及驾驶员信息，并记录进出时间。如果该驾驶员办完事需要交还车辆时，需要在系统作回车登记，这样可以解除驾驶员与车辆的绑定，车辆变成待分派状态。这样系统可以准确记录哪个员工何时驾驶某辆车进出公司，便于跟踪车辆使用情况。 在系统里详细地记录车辆的申请使用、批复调派、出车信息、回车信息、进出信息等等，能让管理员实时地掌握车辆的动态、保障车辆的防盗安全、跟踪和追究责任以及杜绝公车私用。 4 总结 本车辆管理系统既能实现车辆调派、用车申请油料管理、车辆和驾驶员年审台帐等业务的数字化管理又能有效监控车辆进出公司。通过引入RFID技术和指纹识别技术，能准确记录公司车辆使用情况，让管理很容易跟踪查询某辆车被某位员工何时驾驶进出公司，这样既能自动记录，无需人工手续，提高了管理的工作效率，又能保障车辆的防盗安全和杜绝公车私用，规范用车。 车辆管理系统论文:浅谈基于传感器网络的车辆管理系统 摘 要：伴随信息技术的飞速发展，无线技术、传感器技术的发展，使得无线传感器技术有了低成本、低功耗、多功能的特性。随着科学技术的不断发展，当今社会的交通网络日趋完善，有关车辆管理的问题也愈发突显，此时基于传感器网络的车辆管理系统也应运而生。车辆识别信息是交通规划和管理部门重要的信息来源。基于传感器网络的车辆管理系统，对于有效地管理交通提供了更多可执行性以及效率性，对交通管理技术的发展产生了重大的影响与意义。 关键词：传感器网路；车辆管理；系统 1 基于传感器网络的车辆识别技术简述 无线传感器网络系统一般包括传感器节点和汇聚节点。节点大量部署于被感知对象内部或附件中。这些节点通过自身组织的方式构成无线网络，以协作的方式实时感知、采集和处理网络覆盖区的信息，通过多跳的方式经由汇聚节点链路将整个区域的信息传送到远程控制管理中心。正是由于以上途径，使得无线传感器网络具有资源有限、网络规模大、覆盖面积广、拓扑结构相对稳定、感知数据冗余度强、干扰更强等特点。 由于每种车辆的物理参数（如长宽高、颜色等）皆不相同，则需做好有关车辆类型的分类。车辆识别将车辆划归为实现分好的类别，采集多个车辆参宿作为样本，根据事先划分好的车辆类别，将隶属于同一类别的车辆信息进行汇总。其中车辆的分类精度是评价一个车辆识别系统的重要评价指标。生活中，通常根据不同的交通应用采用不同的车辆分类方案，现较流行的分类方案是美国联邦公路局（FHWA）的车辆分类方式，其分类的侧重点是车辆的车轴数。 2 时下的车辆识别技术存在的问题 2.1 受到环境与光线的影响大 目前使用的车辆识别方法大多为应用图像技术、感应技术等方式进行车辆的分类，其中基于图像识别技术识别率可达90%以上，但是上述方法仍存在局限性，比如环境以及光线的影响，同时，车辆上喷涂的漆料也会对于车辆识别产生影响。 2.2 造价高、覆盖面积小 目前的车辆识别系统的安装成本以及维护费用很高，且耗能较大，会造成不必要的浪费，同时由于其不具有较高的灵活性，因此其覆盖面积小，不利于大范围使用以及大规模部署。 2.3 大型车辆对结果的影响 在交通管理以及研究中，譬如卡车、大型货车这种大型车辆也会对于结果产生影响。大型车辆体型大且速度低，对于公路的容量检测、环境评估会产生影响，同时会对车辆的分类统计精度也会产生或多或少的影响。 3 用于车辆识别的信号分析及车辆分类 3.1 用于车辆识别的磁信号分析 第一，磁场信号的方向性特征。由于地球的磁场在不同的地理位置具有不同的倾角和幅度，但是这仅限于大的范围而言，在很小的范围内，在同一行驶方向上的两个相邻的磁阻传感器节点测量的车辆信号特征基本上是相同的。根据计算，在磁力线与地面所成角度为65°左右时，车辆在同一地点的不同行驶方向所测量到的磁场特征差距较小，进一步从理论上说，利用无线节点测量的磁场信号进行车辆分类是可行的。 第二，磁场信号的偏移特征。将磁阻传感器节点安置车辆底部的不同部位，所测量的磁场强度不同。从理论上讲，解决该问题的方法是在测量车道上放置一排节点，将各个节点的测量数据进行结果对比分析，找到数据中相关性最大的数据，便可以作为最终测量数据进行识别。 第三，车辆的磁场特征。每种车辆都有其固定的相关特征，不同类型车辆的磁场信号特征也不尽相同。前文提及，车辆识别技术是通过磁阻传感器测量的车辆特征信号，与每个节点内存储的每种车辆特定的信号进行比对，其中关联性最大即实际测量数据。在此操作之前，应先制定车辆识别算法来获得每种车辆信息的模型。 3.2 车辆分类 利用相关算法，可将原始车辆的磁场信号转换为具有较小矢量大小的车辆特征信号，再根据前面提到的方法利用车辆的特定磁场信号进行车辆分类。每种类型的车辆对应的一系列车辆的特征信号集，计算所测得的车辆特征信号和节点内存储的车辆特定的特征信号进行比对，比较二者的相关性，相关性最大的车辆特征信号对应的车辆类型就是该车辆的类型。进行车辆识别的时候可使用最邻近法这一算法，它可以更好地提高车辆识别环节的效率与准确性。 4 基于传感器网络的路况信息监测 交通管理方面，实时监测恶劣天气与道路上的情况也是至关总要的。实时监测积水、积雪、结冰、能见度低等天气情况，以及道路损坏、桥梁损坏等突发情况，将路况信息快速传送给驾驶员，确保驾驶员的行车安全。由于监控道路的路况参数变化较为一致，可将用于道路情况的参数监测传感器安放在各个节点上，或使用专门具有能量供应的节点用于道路状况的参数监测。其中传感器可以选择温度传感器、湿度传感器、光强度传感器、加速度传感器相结合，全方位进行各项参数的监测。路况监测节点安放在路面上，用来监测道路积水、结冰情况。 同时，对于车辆的监测可使用声音传感器，搭配前文提到的磁阻传感器，二者合一，既可以监测当前路况的车流量，又可以进行车辆分类操作，更大程度提高效率。 5 传感器网络的优化 在计算机互联网、科学家合作网、产品生产关系网和电力网络等诸多领域，都会产生小世界现象，许多实际的复杂网络既不完全规则又不完全随机，而是介于这二者之间，既有类似规则网络的较大集聚系数，又具有类似随机网络的较小平均路径长度。无线网络传感器也是如此。网络编码可以实现数据发送对拓扑结构容错性，通信代价比传统的多路径容错低，但无线传感器网络本身由于体积、计算能力、存储空间的限制，无法使用高复杂度的编码算法策略，未来网络编码对于无线传感器网络的容错问题的研究工作则是尽量减小编码算法的计算复杂度，根据实际情况设计攻略，付诸实践。 6 结语 在实际设计相关无线传感器网络系统时首先应了解其他方法的优劣性，总结其实用性与局限性，其次进行新的系统设计。交通管理在一定程度上是国家发展的重中之重，有关基于无线传感器网络的车辆分类系统以及对于路况的实时监测，可提高交通运输部门的工作效率性以及精准性。此外，合理地使用优化算法，优化网络编码技术，使所接收到的车辆特征信号更精确、更及时。从而使得整个系统的效率逐渐提高。 车辆管理系统论文:基于RFID的智能车辆管理系统 摘 要随着社会经济的不断快速发展与车辆数量的剧增，车辆管理系统也面临着空前的挑战。RFID属物联网体系中的一项非常重要的技术，其所具备的安全、高效以及经济性的特点得到当前普遍的关注与推广。基于RFID系统技术的车辆管理，能够极大地降低人力成本，并且能够使后台车辆实现统一性、规范化的智能管理。本文概述了RFID系统的特点，并且分析了RFID系统结合智能车辆管理的基本原理和意义，旨在为我国的智能车辆管理提供一定参考意义。 【关键词】RFID 智能车辆 管理系统 当前，日益剧增的车辆给政府机构实现车辆的有效管理带来了极大的挑战，而车辆管理的滞后，极有可能引发交通拥堵、车辆盗窃、车辆无法识别以及因为超速所引发的交通事故等一系列不良现象。运用现代化的智能车辆管理系统，尽可能地充分利用道路资源，维续交通路面的道路畅通，对城市的车辆道路网的健康发展具有重大的现实意义。 1 RFID智能车辆管理系统的工作原理 RFID系统采用UHF技术，车辆在各出入环境下均注册RFID智能牌照，以此从载体意义上实现RFID的智能管理。智能车牌所保留的信息主要有该车辆的具体所属部门（个人）、车牌号、驾驶车辆的姓名，以及身份证号。RFID智能牌照发射UHF，如果车辆出入口的远距离阅读器收到所发射的信号之后，读卡器就会利用韦根接口（Wiegand）把信号传输至通道的控制器。之后，再判定车辆牌照是否有效，而如果合法，智能控制器中继电器驱动道闸便会开启，允许这一车辆进出，而如果不合法，则无法开启。 同样，外来车辆在驶入智能源识别范围后，智能控制器并未收到UHF所发出的信号，初选信号中断。与此同时，智能道闸控制器出现警示，语音提示司机停车，提出登记提示，并且自动启动摄像抓拍这一车辆的信息（车牌号）。 2 RFID智能车辆管理系统的特征 2.1 接收信号距离远 RFID智能系统的信号接收距离可以保持在十米以内，阅读效率较高。按车辆管理门禁的现实要求，智能读卡的距离也不可一味拉长。十米的距离，可保证不需要进行人工近距离刷卡抑或是驾驶到特点范围内方可识别，RFID智能系统可完全达到自动识别水平。因而，也就极大地规避了在非常恶劣的环境下，驾驶人续开窗刷卡等。RFID智能系统可确保在高峰期间，缓解车辆多造成的堵塞现象。 2.2 稳定性强 RFID智能系统在保证远距离接收阅读信号的同时，而且有着极强的稳定性，不会轻易受外部环境的影响。即RFID智能系统可以非常高效破除汽车防爆金属网的屏蔽状态，进而较好的阅读器展开数据交换。在系统在极端温度下，可正常运行，例如在北方低温与西部高温的状态下更能凸显系统的优势，并且可以高效地抵抗灰尘与污染物。另外，RFID智能系统对环境一般不会受到环境因素影响，对干扰源抵抗出色，装置也非常便捷；智能设备使用年限长，投入成本低，无辐射损害。RFID系统具有现代化的防碰撞技术，能够在1s内识别数百个车辆信息标签。 3 RFID智能车辆管理系统的运行流程 RFID智能系统主要通过电子标签的手段得到车辆的身份信息，之后再通过TODA无线定位手段得到相关的车辆地理信息，利用车辆行驶过程中形成的高频多普勒频移（ Doppler shift）得到这一车辆速度信息。RFID系统内的车牌信息都保留了这一车辆的用途、最大载货（客）量、驾驶者的姓名和身份证号等。 对此，可以针对各区域的建筑环境与实际交通流量，装置相应数量的接收节点，实现资源有效利用，避免出现节点浪费。安装的每一个数据接收节点根据相对的频率定向传送编码、调制的命令信号，处在这个节点区域的RFID智能车辆（车牌）在获得这一命令，通过认证，将UID传送过去，接收节点在获得信息后，对车牌展开解调、解码，以获得车辆的身份信息，再利用CDMA模块传输到数据的处理单元，并最终发送到城市数据处理中心。 基于RFID智能系统无线定位的实现是通过无线数据收发节点主动得到覆盖范围内的车辆地理信息，通过RSSI、TOA、TDOA完成。首先在估计阶段，可通过鲁棒性（Robustness） 测试以保证估计值的有效性。在此背景下，寻找出和RFID智能车牌距离最近的三个数据接收节点，通过接收节点TDOA值实施再次定位，以此来获取车辆的地理信息，并发送到数据处理和控制中心，解释这一车辆的行驶轨迹。如上述所提，利用对车辆自身行驶过程中形成的高频多普勒频移开展即时评估，在数据处理结束后对这一车辆开展即时的测速。 RFID车辆智能系统通过计算机集中控管，利用感应式电子车牌对出入的车辆实施管理，以期使整个运行流程更为便捷、高效、安全，而这些都绝非传统模式所能比拟的。从整体性看，RFID智能车辆安全管理系统涵括了包括识别、道闸控制系统、地感检测、摄像机、监控等诸多环节。此外，贴附在车辆发动机的电子标签作为一项重要的识别工具，其功能与智能车牌的电子标签相同，一旦车辆被小偷盗取，该系统可进行实时监控，即便发动机上的电子标签被损毁，发动机也就不能正常的进行发动。换言之，小偷无论将车辆开向何处，都不能逃脱监控。RFID智能系统中的电子标签有着唯一性，该识别号码无法篡改，因而也就避免了复制、伪造和篡改的情况，车辆的安全性也得到极大保证。 4 结束语 综上所述，本文基于RFID智能系统对智能车辆管理的需求，探讨了系统应用在开放道路网中的定位、识别、以及测速子系统的组成。RFID智能系统能够有效地解决多站管理问题，可以完成即时监控、智能报警、自动巡检等一系列功能。并且，能够紧密贴合工程的实际，在实现变电站通信的基础上，获得装置设计最初的预期功能，该系统架构现代化、安全程度高、稳定性强、兼容性好，并且装置数量可灵活设置，对智能车辆管理的实现有极大的借鉴意义。 车辆管理系统论文:基于RFID与Android平台的小区车辆管理系统的研究与设计 摘要：本文研究了基于RFID与Android平台的小区车辆管理系统，是当今比较热门的话题，长期以来小区车辆管理系统一直处于以人工为主机械为辅的阶段，鉴于此需要开始着眼于新一代的智能小区车辆管理系统的研究，本课题的选取是有实际意义的。 关键词：RFID；Android；车辆管理系统 一、引言 随着人们的生活水平不断提高，小区汽车用户数量急剧增多，导致进出小区的车辆也越来越多，这就显得如何对出入小区的各类型车辆进行有序、高效的管理尤为重要，目前小区最普遍的管理方式是使用非接触式IC卡技术，这种技术由于抗干扰、受折易坏等缺点已不能满足未来的需求。为了提高管理效率和保证车辆安全，迫切需要一种自动化程度高、方便快捷的小区车辆管理系统。 无线射频识别（RFID）作为一种非接触的自动识别技术，具有识别速度快、操作方便等优点，广泛应用于工业自动化、商业自动化、物流管理等领域。RFID技术在车辆管理系统中也有重要的应用[1]，该技术的优势在于通信距离远，传输速率高，环境适应性强，可以实现无需停车远距离采集车辆信息，可以有效解决车辆进出频繁造成的拥堵现象。可以通过在相关的出入口安装读卡设备，让提前注册的带有标签的合法车辆接近出入口的时候提前自动完成读卡功能，获取准确的车辆信息，然后通过软件中的相关指令进行相关操作的判断，进而完成进、出口横木升降放行及收费等功能。 Android是基于Linux开放性内核的移动端操作系统，目前已被多家移动终端厂商采纳，主要应用于用户的移动互联终端上。 基于RFID与Android的小区车辆管理系统，车主可以通过Android手机安全、方便、快捷的了解车辆在小区内的状态，使车主能够快速高效的通过小区出入口，获得高质量的网络服务，又能帮助小区管理人员更好的进行网络管理，从而可以更有效的削减开支，控制成本。 二、可行性分析 系统主要使用RFID技术与ARM处理器，采用较为简单的串口通信方式[2]， 通信速度可根据要求设定， 最高可达到 115200bps。采用RS232电缆方式连接时， 数据传输具有较高的可靠性。ARM处理器将收到的消息解析后发送给数据库模块，数据库模块对解析后的消息进行分析，然后依据分析结果对SQLite数据库进行操作[3]。用Google提供的API开发用户图形界面模，用户图形界面利用相应的控件，完成操作和显示数据的功能。上述技术都是比较成熟，完成系统开发理论上是可行的。 三、系统需求分析 第一，需要对对小区内住户的机动车辆进行注册登记，得到车主的个人详细信息以及车辆的详细信息，并给注册过的车主发放RFID电子标签作为车辆唯一的标识。对于拥有标签的车辆只要车主按时交纳管理费用，就可以自由进出小区。 第二，车主可通过手机程序完成信息的查询与统计。 第三，性能方面要求车辆信息采集模块对电子标签的读写误差 第四，正常工作时功率在5W以下 四、系统总体方案构架 基于RFID与Android的小区车辆管理系统主要建立在RFID技术、Android平台技术、自动控制、嵌入式技术上的，系统可以通过车辆信息采集模块、数据库存储模块、用户图形界面三大模块实现了对小区车辆的智能管理。 小区车辆管理系统涉及到使用人员有：小区车主、临时车主、管理员、门卫。小区内注册了的用户可以自由方便的进出小区；临时车需要领取临时卡并按时付费后进出小区；管理员和小区车主可以通过Android手机端App查询车辆相关信息。基于RFID与Android的小区车辆管理系统的功能如图1所示： 系统的硬件可以采用UT-S3C6410开发板，RFID 射频读写模块内嵌的ISO14443 Type A 协议解释器，具有射频驱动及接收功能。 系统软件可以采用C语言和Java语言交叉开发，使用Linux、Google提供的SDK和ADT插件，在PC上开发好程序编译好后烧写到开发板即可；车辆信息数据库采用SQLite数据库；图形用户界面通过编写Android应用程序实现，Android应用程序处于application层[4]，可以使用Google给开发人员提供的类、API函数、ADT插件快速的开发出友好的基于Android的图形用户界面。 五、结论 本文研究了基于RFID和Android技术相结合的小区车辆管理系统方案，对系统的可行性和需求进行了分析，完成了系统总体架构的软硬件方案设计。本系统方案划分为车辆信息采集模块、数据存储模块、图形用户界面模块三个功能模块，并提出了相应的解决方案和详细的技术分析。本系统采用ARM处理器和Android系统开发，用户可以将软件安装到Android手机上，随时查询自己车辆的信息，提高小区物业服务的质量。 作者简介：李金娟（1978-），女，回，宁夏固原人，副教授，硕士学位，研究方向：计算机应用。 车辆管理系统论文:手机APP被盗抢车辆管理系统在公安工作中的应用 【摘 要】自改革开放以来，关于机动车被盗抢的案件数就不断的增加。目前，我国存在着被盗抢车辆查询系统，它是通过输入机动车的车牌号或者发动机号来进行查询的。虽然，它在一定程度上通过其功能给被盗抢车辆的查询带来了方便，但是由于这款程序是在网页上，在公安工作的车辆排查或者检查的时候，很难将其应用。为了提高工作效率，在排查被盗抢车辆的时候减少出错，更好的快捷使用，我认为一款手机APP软件，提前设计好其相关可以实现的功能，通过输入车牌号或者发动机号，可以查询到比如车辆信息，主人信息以及车辆原貌照片等等，应用于安卓系统的警用移动终端上，便捷容易携带，且工作效率高。 【关键词】机动车；被盗抢车辆程序；手机APP；安卓系统 序言 当前社会，由于人们的生活水平提高，私家车已经成为一种生活必需品。随之而来的机动车辆被盗抢的案例也有增无减。当前，我们国家已然拥有了自己的被盗抢车辆查询系统，这个系统是需要用电脑进行查询，但公安的实际工作大都是具有灵活性的，比如在日常的巡逻排查中，发现了可疑车辆没有办法第一时间进行查询确定。因此，手机APP的被盗抢车辆管理系统与现在的查询系统相比较，它的及时性，可以让民警第一时间得知是否为自己想要的信息，并且可以消除民警和情报中心交互过程中的各种人为不确定因素，而其功能的全面性在查询出车辆信息的结果之后也可以作为民警在处理案件时做出第一判断的依据。 一、 当前被盗抢车辆查询系统的功能和缺陷 （一）被盗抢车辆查询系统的功能 当前，我们的被盗抢车辆查询系统在功能上相对完整，但是对于普通民众其查询结果是不公开的。而在输入车牌号或者发动机号后，能够查询到的主要结果为1.车辆的型号。即车牌号，车辆的商家以及其他的基本信息是可以查询到的。2.车主资料。反馈出来的结果是车主的姓名，性别，年龄，住址，电话等基本信息。3.车辆有无设定抵押。4.车辆有无查封或者被司法机关采取强制措施。5.车辆有无共有权人。6.车辆是否属于盗抢。7.车辆的违章信息。8.车辆的过户信息。 这八个功能是目前被盗抢车辆查询系统的基本功能。经过仔细研究与分析之后可以发现，被盗抢车辆查询系统在一定程度上记录了相关信息，为以后的破案提供帮助，但是其功能大部分对于车主是有用的，但是对于公安实际工作中的应用涉及的却是不多。 （二）被盗抢车辆查询系统在实际工作中的缺陷 据学生实习和民警反映以及查阅资料所知，公安的工作具有灵动性，但是在实际的巡逻排查与治安设卡过程中，发现可疑的车辆往往因为没有及时得到有用的信息而第一时间做出判断，由于被盗抢车辆查询系统是在计算机上，无法携带，只能通过汇报信息中心，信息中心的人员查询反馈之后才能确定，因此这样的工作方式往往效率不高。同时，由于各方面条件的限制，目前各省份使用的被盗抢车辆查询系统数据更新不及时，致使许多嫌疑车辆无法核查身份，特别是近期丢失的车辆在相当长的一段时间内无法查到资料，大大影响并削弱了对盗抢车辆犯罪的打击力度。 二、手机APP被盗抢车辆管理系统具备的功能 （一）车辆信息功能 通过车辆信息功能可以得知车辆的购买日期，车辆的车牌号以及发动机号，车辆类型比如奥迪，奔驰，宝马等，还有车辆的颜色，以及相关保修等信息，这在公安工作的治安设卡排查中可以进一步明确该车辆的渠道是否合法。 （二）车主信息功能 得知车辆主人的基本信息资料比如姓名，国籍，出生日期以及主人照片等信息，这在日常巡逻盘问中，可以得到更加明确的情报，通过照片的对比可以第一时间得知是否为车辆的主人，在盘问中公安机关将占主导地位。 （三）案件信息查询功能 可以查询到案件的相关信息，假若查询到的车辆时被盗抢车辆，可以得知该被盗抢车辆的案件信息，知道何时何地被盗抢的车，车主是谁，联系方式等等。可以第一时间通知车主赶到现场进行进一步的细致调查与辨认。 （四）警用论坛 利用案例交流模块功能，可以得知各地相关的类似处理过程，程序，并且系统内有不同民警对于被盗抢车辆案件破获的心得体会，可以借鉴。公安工作是一个相对来讲较为复杂的环境，每天都会遇到不同的人不同的事情，通过与有过处理类似案件的警察沟通和交流是减少可能出现的不必要的麻烦和失误的有效途径。 三、手机APP被盗抢车辆管里系统在实际工作中的作用 目前，公安干警在执勤过程中由于当前网页被盗抢车辆查询系统的限制性，普遍采用的是口问，笔记的工作方式。由于缺乏必要的情报信息，被查人员，车辆的信息不能现场核实，不能适应复杂的工作环境，工作效率不高。民警迫切需要携带便于使用和查询的相关系统，在执勤过程中，现场核实各种证件的真伪，对可现场处理的问题进行处理。 手机APP被盗抢车辆管理系统，因为它是装载在可携带的警用移动终端上，便捷易携带，可以分配在有巡逻排查或者公安设卡任务的民警手上，在实际工作中，一旦发现可疑的车辆，即可以通过输入车牌号或者发动机号查询相关信息确认是否为被盗抢车辆，为民警提供必要的情报信息，在第一时间做出判断提供依据。公安的工作无论在质量还有效率上的要求都很高，通过软件的几个功能，我们不仅可以查询到相关的信息，而且更加的及时有效，这样可以减少警力的浪费，也跟的上时代的变化。 四、结语 使民警更加快捷，便利有效地获取相关信息是手机APP被盗抢车辆管理系统的最主要目的，该软件的成功应用可以极大的减轻警力的压力。通过手机APP被盗抢车辆管理系统，在最大的方便简单，便捷上给公安工作的效率做到保证。同时，该软件的的设计与监督也应该需要极其注意，因为其涉及的是公安内部资料，对于信息的收集整合，管理必然也需保证安全，秘密。 车辆管理系统论文:车辆管理系统需求分析 摘要：车辆管理系统需求分析是车辆管理软件系统开发中最重要的一个阶段，是系统开发之前的必要技术环节，需求分析为最终用户和软件开发者双方对系统的定位、认识、运行环境、功能和性能需求等方面进行明确。 关键词：车辆管理系统；需求分析 0 引言 车辆管理系统需求分析是车辆管理软件系统开发中最重要的一个阶段，是系统开发之前的必要技术环节，需求分析为最终用户和软件开发者双方对系统的定位、认识、运行环境、功能和性能需求等方面进行明确，需求分析作为设计实现的基线，为系统的应用功能设计、开发提供依据。本文对智能化住宅小区车辆管理系统的需求进行分析。 1 系统业务需求 住宅小区车辆管理系统主要业务是对固定住户车辆、临时来访车辆进行管理，管理员对系统数据进行管理和维护几个方面。具体需求为： 1.1住宅小区内固定住户车辆的车主 住宅小区内固定住户车辆的车主在出入出入口时，经车辆检测器检测到车辆后，将感应磁卡在出入口感应区掠过，通过阅读器进行读卡、判断卡的有效性，从而识别该车辆是否在车辆数据库中有记录（即判断该车辆是否为物业管理部门登记的住户车辆），同时摄像机摄录该车的图像。对于有效的感应磁卡，自动道闸的闸杆应升起放行并将相应的数据存入数据库中。若为无效的感应磁卡或进出场的车辆图像出现异常情况时，则不给予放行[1]。 1.2临时来访的社会车辆的车主 对临时来访的社会车辆的车主，在车辆检测器检测到车辆后，按入口控制机上的按键取出一张临时感应磁卡，并完成读卡、摄像和放行。在出场时，在出口控制机上读卡并交纳停车费用，同时进行车辆的图像对比，无异常情况时道闸升起放行，否则不予放行。 1.3系统管理员的日常使用 系统管理员负责对系统数据库进行查询、管理和对系统的日常维护。首先，管理员负责发放标签卡，在此过程中要对相应的标签卡的内容进行修改，用来识别不同的车辆，同时在数据库中创建相应车辆信息，把指定车辆和指定的标签卡联系起来，用于车辆识别。其次，管理员可以查询该数据库，用以实现特殊情况下人工实现车辆的识别和事件的处理，管理员可以修改数据库，以实现数据的更新、修正以及备份和恢复。除此之外，管理员可以强制控制停车器、报警器等硬件装置，以实现故障情况下车辆的进出口管理。最后，由于系统的管理员几乎可以对系统做任何操作，因此整个系统要实现对管理员身份的认证，以确保数据和系统硬件不会被其他人恶意操作。 2 系统目标需求 本系统的设计目标是针对小区的车辆管理的实际业务情况，设计出一套通用化、自动化、智能化的车辆监管系统。其目标需求如下： 1.为小区提供一个统一的车辆管理平台，实现车辆的自动化管理。 2.使用安全、可靠的信息管理方式，辅助物业人员完成小区内车辆监管工作。 3.使用高度智能化的软硬件设备，完成车辆出入检查，减少人工操作提高工作效率。 4.能自动区分合法车辆与非法车辆，并能拦截非法车辆、发出警报。 5.能实时检测车辆出入情况。 6.能查看、统计任意时段车辆信息。 3 系统功能需求 住宅小区出入口车辆管理系统应用在小区出入口，其基本功能是对出入车辆的监督、记录、缴费及分类管理，实现对出入小区车辆信息的查询，实现对车辆情况、小区车位使用情况的汇总统计。因此系统功能应有以下需求： 3.1脱机运行功能 系统控制器增加CPU处理器，系统硬件具有运算功能，在脱机状况下，不仅IC卡能作到临时卡脱机收费，远/近距离磁卡也可以做到脱机识别。 3.2栏杆自动控制功能 出入小区时，业主车辆的磁卡和访问车辆的临时标签卡这类有效标签卡刷卡时，栏杆自动抬起，车辆驶出/入后（即来往车辆通过地感线圈），栏杆自动落下。 3.3车辆自动检测功能 实现车辆自动检测、统计、计数，便于稽查管理。 3.4车辆分类管理 物业管理部门通过对卡片的分类管理，从而实现对不同类的车辆的管理，包括固定车、临时车等，相关部门根据不同需求，分别发行业主车卡和临时租卡。业主车卡实行预交费用；临时卡随到随取，简捷方便。停车场管理简捷，能有效防止高峰期缴费造成堵车。 3.5车辆出入控制管理 1.访问车全自动出卡，一车一卡防反复出卡； 2.有效卡刷卡自动抬闸，车过后自动落下； 3.出入场操作语音提示，无效卡报警提示； 4.防砸车功能，能独立控制闸机，可以用遥控器控制闸机和手动开关栏杆。 5.收费数据自动管理功能 所有收费交易自动入帐、管理，受有收费过程系统数据自动完成登记、存储。所有收费数据自动通过网络传输至收费网络服务器。 4 系统性能需求 小区车辆管理统应该具有良好的性能。因此，系统在性能方面应该有以下几种基本需求： 4.1数据精准度 要按照严格的数据格式输入，否则系统不给予响应进行处理。查询时要保证查全率，所有相应域包含查询关键字的记录都应能查到。因为通常有文件的记录会很多，系统采用两种方法进行查询：直接查询和模糊查询。 4.2稳定性 通过良好的系统架构设计，通过软硬件设备的运用，通过安全加密技术的保障，保证系统运行的稳定性。 4.3响应和访问速度 可稳定支持10个以上的用户数量；在局域网环境条件下，客户端访问系统平均响应时间≤3秒；数据综合查询事务≤5秒。 4.4不间断运行 系统客服务器端须提供24小时不间断正常运行，以保障系统业务全天候提供应用。 5 系统安全性需求 RFID系统很容易受到各种各样的攻击，主要是由于其通信是通过电磁波的形式，而且RFID标签设备具有一定的尺寸和成本限制。因此，其安全性与隐私性是人们一直所研究和讨论的主要问题。RFID系统安全机制目前主要采用两种方法，即物理机制方案和加密机制方案。 物理机制主要有Kill命令机制，静电屏蔽，阻塞法，主动干扰等，这些方法主要用在一些低成本的标签中，因为这类标签有严格的成本限制，因此很难采用密码机制。 Kill命令机制在设计上是从物理上杀死标签，而标签一旦被使用了Kill命令，便不能再重新使用了，这是一个不可逆的操作。 静电屏蔽则可以对标签进行屏蔽，它需要把标签放置于有静电屏蔽功能的物理设备范围内，标签不能再接受来自阅读器的信号，这样需要一个额外的物理设备，增加了系统成本。 阻塞法则依靠树遍历反冲突协议来起作用，阅读器每次发送读取命令总获得相同的应答数据，从而来保护标签，此方法需要额外一个阻塞标签，增加了系统成本。 物理安全机制存在着增加系统成本，阻止失败等多种弊端，因而，人们越来越多的在密码技术的安全机制上提出不同的方法。 数据加密传输时采用密码加密的方法，对数据信息加密后再进行通信，由阅读器或上位机单方面进行操作，从而节省标签的成本。小区出入口车辆管理系统需要采用MD5加密算法，计算机或阅读器将数据（明文）加密转换为密文后，发送给标签进行存储，当阅读器要读取标签中数据时，标签将存储区中密文发送给阅读器，阅读器将收到的密文解密，并与后台数据库比对。 以上是住宅小区车辆管理系统设计的基本需求，也系统开发的设计的基本要求，是系统开发的目标方向。 6 小结 本文主要从系统的设计目标、设计原则、安全性、业务要求、实现功能、和性能几个方面对小区车辆管理系统的需求进行了分析，为我们进行车辆管理系统的设计开发明确了方向。

电子测量与仪器论文:电子测量与智能仪器课程教学与实验改革探索 [摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足，课题组依托河南理工大学国家级实验示范中心和省级重点开放实验室平台，分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革，在培养学生自主学习，提高学生综合能力方面取得了很大成效，为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。 [关键词]教学方法；教学手段；实验；改革 电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性，是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密，在专业课程体系中占有重要地位，它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响，该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓，听课不能够集中精力，使该课程的课堂教学效果不够理想。另外，该课程让学生学习的内容、方式也存在问题，目前主要还是以做作业习题为主，即使增加了该课程的课程设计环节，但基本上也是“纸上谈兵”，不能够与实际应用结合，效果也不够理想。 针对以上传统教学所存在的问题，根据课程特点，我们通过积极探索，大胆改革，以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案，分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践，并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量，促进学生创新能力和实际工作能力的培养，提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。 一、 注重课堂教学改革 （一）更新教学内容，改进教学方法 针对课程教学内容，首先，我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作，最后选定了国家精品课程配套教材，古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用，而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用，而不是基于仪器的设计与制造，对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次，在日常教学过程中，根据给定学时，我们对课堂授课内容进行了有效节选，在讲述课程各部分内容时，注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述，以测量原理作为基础，通过测量误差分析来提升，以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述，在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时，教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示，在成功抓住学生兴趣的同时，进一步介绍它的基本组成和工作原理，并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程，这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业，要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组，采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法，以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师，教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围，也可以促进师生之间的互动和交流。 （二）教学手段多样化 电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性，涉及很多仪器以及具体操作等知识，单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中，我们根据课程实际情况，结合河南理工大学现有的教学设施，最大限度地进行了教学手段多样化改革，其主要表现为： 1.多媒体课件动起来 在传统的多媒体课件上，有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素，使多媒体课件动起来。根据课程的属性，将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生，不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量，还能大大提高学生的学习兴趣；利用多媒体课件的动画效果，以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析，将其组成工作原理生动、形象地展示出来，从听觉和视觉两方面刺激学生的感官，促进学生联想记忆，加深对知识的掌握；课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示，使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来，大大调动了学生的学习积极性，学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。 2.SAKAI网络平台用起来 随着计算机网络的发展，基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台――Sakai（赛课）网络教学平台，将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上，学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能，教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息，将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析，学生成立讨论小组完成讨论后，以电子作业的形式进行上传Sakai平台，教师可以实时进行跟踪，通过讨论的方式与学生进行沟通，及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率，也拉近了师生之间距离，大大提高了学生学习的积极性。 三、实验实践改革 作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节，学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程，学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上，还要学会使用各种仪器，搭建各种测试系统，学会对电子测量结果进行分析，因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心――电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的，学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外，任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验，学生可以自由组队，进行测试系统设计，利用实验室实验模块完成测试系统搭建，并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验，教师要给出优秀的实验成绩，以此调动学生参与的积极性。 四、考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节，教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上，摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法，进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。 （一）平时成绩考核 平时成绩考核20%，由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%，讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业，这是指在教学过程中，根据课程教学进程要求学生完成的学习任务，要结合Sakai网络教学平台，依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外，考勤记录是学生平时成绩的依据之一，教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内，最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩，这项成绩通常是在小组学习的基础上，学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目，通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩，最后由任课教师给出。 （二）期末卷面成绩 期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点，考题可以灵活多样，以闭卷为主，适当增加了理论设计题目的考核，使得试题能真正考查出学生的真实能力，以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。 （三）实验成绩 实验成绩占30%，其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%，自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验，调动学生参与的积极性，自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。 （四）课外活动成绩 该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂，我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果，在总成绩上直接给定课程成绩。 同样，学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目，也可视为加分项目。如此一来，学生学习、参与的积极性空前高涨。 五、总结 本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明，“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。 电子测量与仪器论文:电子测量与仪器课程的教学方法探索及考核方法改革 摘要： 深化中国大学课程教学方法和考试考核方法的改革是保障大学教学质量、提高人才培养质量的重要方面。针对目前电子测量与仪器课程在教学中的不足之处，我们进行了教学方法和考试改革的探索和实践，同时通过考试环节的完善和创新，力图达到提高学生的分析能力和综合素质的目的。本文系统的阐述了电子测量与仪器课程教学方法的改革和考核方法的改革思路，并取得了一定的效果。 关键词： 电子测量；教学方法；考核改革 0引言 教学方法由于是决定教学效果的十分重要因素而被人们所重视，教学方法的改革也就理所当然地成了教学改革中的重要一环。课程考核评价系统，是教学过程中必不可少的重要环节，贯穿于教学的全过程，课程考核的结果不仅可以反映教与学的实际状况，对学生各阶段乃至整个学习阶段有一个明确的评价，更是衡量学校教学质量的重要依据。然而，目前的课程考核评价系统只是通过单纯的卷面成绩考核，并不能真正衡量学生的综合能力。下面以《电子测量与仪器》作为试点课程，在测控本科专业的教学过程中，详细阐述该门课程的具体教学方法和考核方式的改革。 1电子测量课程的特点 电子测量是测控专业的一门专业必修课程，内容包括：电子测量的基本原理和基本的测量方法，常用的电子测量仪器的基本组成和工作原理，仪器的操作和应用。要求通过该课程的教学培养学生理论联系实际和动手能力以及解决问题的能力。该课程涉及比较深奥的理论，算法比较抽象且难懂；同时电子测量与仪器课程涉及面很广，它的应用包括了整个电子、通讯、自动化等多种学科的很多领域，比如取样、信号合成、自动化等多种技术都在电子测量中得到应用，因此教学中还要涉及如何把电子测量理论与实际应用相结合的应用问题。 2教学方法的探索及改革 针对《电子测量与仪器》这门课程的特点，基本拟订了改革的方法如下： 2.1 增强学生参与性。不同于以往的一味灌输的教学方法，在讲解了某种仪器的基本原理以及功能和操作后，要求学生以各种途径查询资料，并以报告的形式写出目前最新的技术指标，之后要抽点学生下一次课上来讲解，学生可以选择自己喜欢的一种型号产品为例子来写报告，同时，将学生分成几个小组，每个同学在组内都要讲解他说查到的仪器资料和型号，以及这个仪器的特点，阐明电路结构并进行分析性讲解，这就使得学生要了解这类产品的技术指标，必然在课后就要去查询相关的技术原理，小组讲解使得每个同学都有参与，所以每一个学生都会去查找资料并准备讲稿，比老师单纯的对仪器知识的理论灌输有效果，这样的方式，给学生学习上带来了一定的主动性和积极性，增强了参与性，同时，也培养学生对仪器学习的兴趣。 2.2 围绕教学大纲，把握住理论教学的方式方法，讲授方面从易到难，让学生逐渐对仪器建立起兴趣爱好。但大学的教育也必须注重理论环节，这和实践环节有等同的重要性，在某一种仪器以及电子测量方法介绍完后，要求学生自己拟出一个题目来讨论，将所有学生进行分组，比如，10人一组，共8个小组，最后，一个小组拟出一道题目。 2.3 测量技术发展很快，电子测量仪器在不断更新，这就要求适应形势，适当调整教学内容，将一些现代的电子测量手段以及先进的仪器作为例子引入到课堂上来，激发学生的学习兴趣。 2.4 结合实验教学，不再完全理论和实验脱节，理论讲解的时候，就要结合实验例子讲解。有某些理论课程可以到实验室进行讲解，让学生更加直观的理解仪器特点，真正做到教与学结合。由此，可以增强学生的参与意识，激发学生创新思维。 3考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节，教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上，采用了平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩。平时成绩占30%，期末卷面成绩占70%。 3.1 平时成绩考核30%，由考勤，实验成绩，讨论答辩成绩共同来决定。考勤和作业占到平时成绩的30%，实验成绩占到平时成绩的30%，讨论答辩成绩占到平时成绩的40%。 第一部分是考勤和作业，在教学过程中，根据课程教学进程，要求学生完成的学习任务，依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外，考勤记录是学生平时成绩的依据之一，将学生的出勤情况记录在“点名册”内。最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是实验成绩，是结合实验具体操作情况来打分的一项成绩。 这一项成绩在一定程度上反应了学生具体动手能力和操作能力情况。第三部分是讨论答辩成绩 ，这项成绩通常是在小组学习的基础上，大家共同完成一个课题、一个论文或一个项目，然后通过演讲答辩的方式，向全班同学作介绍。小组外的全体同学还要提出各种问题请小组答辩的成员回答。最后以小组答辩和工作完成的水平和质量作为依据，决定每个人的成绩，由小组外的其他同学和教师评价给出。 3.2 期末卷面成绩以教学大纲为参考，覆盖面广，考题可以灵活多样，以闭卷为主，可以考核一些新的仪器技术，另外，增加了理论设计题目的考核，使得试题能真正考核出学生的真实能力以及全面系统的考核学生系统掌握课程知识的能力，该项成绩占到70%。 4总结 现代大学教学方法，应该是能够激活师生思想、情感、潜能、智慧，发挥师生积极性、主动性、创造性的教学方法；而考核方式的改革依赖于教学方法的改革，我们将继续努力并研究该门专业课程的特点，通过不断的改革和改进，摸索出一套有效的教学方法，这样，才能做到考核方式真正有效的改革。 电子测量与仪器论文:微课在《电子测量与仪器》课程教学中的应用研究 摘要：目前在电子测量与仪器课程的教学过程中，正面临着种种难题亟待解决，如教学内容枯燥乏味，知识点多但是课时有限，学生的学习主动性不高等等。近年来，随着微课这一新的教学方式的出现，为提高《电子测量与仪器》的教学效果提供了希望。本文通过对微课和《电子测量与仪器》的特点分析，简要探讨了将微课应用到《电子测量与仪器》的教学过程中的前景。 关键词：电子测量与仪器；微课；教学方法 一、引言 对于我国高等院校的各电子类专业，如电子信息工程、电子科学与技术等而言，电子测量与仪器这门课程由于其独特的特性，对于学生专业技能的培养以及实际动手操作能力的提高具有重要的意义[1]。但是由于传统教学方式的限制，使学生在听课过程中经常感到枯燥无味，并缺乏学习热情。为了激发学生的学习欲望，提高授课效果，需要授课老师不断提高自身业务能力，改变传统教学思路，寻找更为新颖、高效的教学方法，为学生创造轻松、愉快的课堂氛围。 近年来，伴随着微课的兴起，为电子测量与仪器课程教学方式的改革提供了新的思路与方法[2-3]。本文将结合微课与电子测量与仪器这门课程的特点，对微课在电子测量与仪器课程教学过程中的应用前景进行重点讨论。 二、什么是微课 1.微课简介。微课（microlecture），顾名思义，指的是一种长度较短的教学过程，时长通常为5～8分钟。它以视频为主要载体，围绕着某一具体的教学知识点展开。“微课”最早是由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯（David Penrose）提出的，一经引入，就迅速在我国的各中小学以及大中专高等院校中推广开来，并引起了众多教育工作者广泛的研究热情[4]。 微课的核心是关于某个知识点的课堂教学视频，同时还包含了与该知识点相关的教学设计、素材及点评等辅助性内容。教师在编制微课课件的过程中，可以将教学内容以动画的形式形象地展示给学生们，引起学生的学习兴趣，同时还可以添加音频内容，将对该知识点的点评加入到课件中去，使学生在学习时同时受到视觉和听觉上的刺激，由于此时学生的注意力较平时更为集中，因此会使教学效果大幅提高。 2.微课的特点。微课经过近几年的不断发展，逐渐形成了如下几个自己独特的特点： （1）短小精悍。在传统的教学过程中，对某一具体知识点的讲解可能需要10～20分钟的时间，包括板书、PPT等教学资源的使用，但收到的效果却是一般。而微课虽然长度只有短短的几分钟，但是它以更为直观形象的方式将教学内容传递给学生，辅以声、光等多种感官刺激，势必取得更为良好的教学效果。 （2）重点突出。由于微课的时间短，因此它所包含的内容都是经过精挑细选的，并且都是与教学内容的主旨密切相关的，这就使得教学内容的重点更为突出，便于学生接受与掌握。 （3）素材丰富。微课的教学素材来源丰富，并且形式多种多样，除了传统的图片、视频等，目前还有各种专门用于制作微课课件的软件，如可以进行屏幕录制的Camtasia Studio，制作交互式视频课件的Adobe Ultra、Adobe Captivate，以及对视频进行后期处理的Adobe Premiere等，这些都为微课课件的制作提供了大量新颖的素材，是微课质量的重要保障。 （4）学习时间灵活。借助现在发达的英特网，只要将微课课件上传至指定服务器后，学生们就可以在任何时间访问这些课件并进行自主学习，而且由于时间短、重点突出等这些特点，学生在进行微课学习时不易疲惫，并且会迅速掌握教学内容的重难点，取得事半功倍的效果。 三、目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题 《电子测量与仪器》该课程处于电子类专业课程中的后继阶段，是其他基础课程和专业基础课程的综合应用，对学生提高实践能力和电子测试水平至关重要。笔者通过近年来对《电子测量与仪器》课程的教学授课经验，并结合查阅相关的文献，对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题进行了归纳总结，主要有以下几点： 1.部分内容枯燥乏味。在《电子测量与仪器》这门课程中，前期内容主要是关于各类电子仪器的原理性介绍，如示波器中示波管的结构与各部分功能，各种类型的模拟信号发生器的组成以及内部的主要模拟电路等，都涉及了大量的电路图和原理分析，需要耗费大量的课堂时间对其进行详细讲解，容易使学生产生枯燥乏味的厌学情绪[5]。 2.知识点多但课时有限。随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展，现阶段的各种电子测量仪器正逐步朝着多功能的方向发展，各种性能不断提高，各种新颖的功能也层出不穷，直接导致了该门课程知识点的迅速增多。仅以数字示波器为例，在课堂讲解时不仅要对各按钮、按键的功能进行说明，还要针对不同形式的波形信号的具体调节进行讲解才能使学生对该仪器有一个全面的了解与掌握，这就会占据大量的课时资源。在上实验课时，由于学生数量较多，因此不可能对学生进行逐一辅导，直接导致了事倍功半的教学效果。 3.学生缺乏学习主动性。《电子测量与仪器》课程的开课时间一般是在大三的上学期或者下学期，此时的学生经过两年大学生活的洗礼，逐渐产生两级分化，有的学生保持了高中阶段好的学习习惯，能够积极主动地进行学习，有的学生则放松懈怠，上课时注意力不集中，自然得不到好的学习效果。 综上所述，针对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学所面临的种种问题，需要授课教师不断探索，寻找一种更为新颖有效的教学方式来提高学生们的学习积极性与学习兴趣，才能从根本上保证该门课程的教学效果。 四、微课在《电子测量与仪器》中的应用研究 由于《电子测量与仪器》这门课程与实际应用密切不分，因此笔者在授课时经常会找一些与授课内容相关的小视频播放给学生观看，如某型号数字示波器的演示视频，基于应变片的自动测试系统等等。通过观察笔者发现，学生们对这些视频的兴趣很高，通过播放短片能够极大地吸引学生们的注意力，此时学生们认真听讲的程度较之传统的语言讲解高了不止1～2倍。 微课正好拥有这种短小精悍的特点，而且它本身作为一种特殊的视频资源，能够极大地引起学生们的学习兴趣。将微课这种新颖的教学方式引入到《电子测量与仪器》课程的教学过程中来，必将取得良好的效果。 同时，《电子测量与仪器》这门课程本身所具有的一些特点，也特别适合进行微课的开展。在这门课程中，不仅包含了各种电子仪器，如示波器、信号发生器、电压表、万用表等的使用方法、注意事项，还包含了自动测试系统的组建和实现，以及虚拟仪器的使用，这些教学内容都特别适合使用微课来进行展示。例如，可以将基于LabVIEW的虚拟仪器的组建和演示过程用屏幕录像软件进行录制，然后通过后期的处理，添加一些动画特效，将其制作为一个5～8分钟的微课课件。不仅能在课堂上对学生进行演示，还可以使学生在课下进行随时的观看。这样的教学方式，不仅新颖，而且收效更好。 五、总结 作为一种新出现的教学方式，微课正在因其自身的各项优点引起诸多教育工作者的关注。本文通过对微课的介绍，以及对《电子测量与仪器》这门课程现阶段所面临的各种问题的深入分析，对微课在《电子测量与仪器》中的应用前景进行了简要探讨。经过分析笔者得出结论，由于《电子测量与仪器》本身的一些特点，特别适合进行微课的开展，通过对微课的合理利用，必将对提高《电子测量与仪器》的教学效果起到极大的推动作用。 电子测量与仪器论文:模块化设计在电子测量与仪器实验教学改革中的应用 摘要：电子测量与仪器是测控专业的重要课程。针对以往该课程实验教学中存在的不足，结合专业实际情况，提出了模块化设计的改进思路，并以计数器实验为例，阐明了模块化设计的实现。在实验教学过程中，取得了良好的教学效果。 关键词：电子测量与仪器；模块化设计；计数器 一、引言 电子测量与仪器课程是测控相关专业的重要课程，主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量[1]。使学生掌握电子测量的基本概念，测量误差理论及数据处理方法，掌握基本电参量的测量原理、方案设计及结果分析方法。 该课程所包含的实验要求学生熟悉常用仪器仪表（电压表、示波器、计数器、信号源等）的使用[2]，掌握仪器仪表工作原理，学会利用现有设备采取正确的测试方案进行一些简单的测量，能根据所学知识综合设计简单的测量电路。 二、实验教学过程中的不足 以计数器实验为例，计数器实验要求了解和掌握通用计数器的组成及工作原理和操作方法，掌握频率比测量方法和测量误差处理方法。在以往的实验过程中，直接使用通用计数器进行相关参数的测量。虽然在实验之前会向学生讲解相关测量原理，但学生往往只记住了通用计数器的操作方法，即如何测量频率、周期和频率比，而对于通用计数器的内部工作原理则没有结合理论课上的内容进行深究。这样，实验效果大打折扣，学生的认识还只是停留在表面，没有自觉的深入探讨工作原理，理论与实际没能结合到一起。 三、改进思路 针对这个问题，可以将实验改成设计性实验。设计性实验教学对学生技能的提高，思考方法的训练，知识的综合运用起了很好的作用[3]。如果让学生自己设计制作一个简易的通用计数器，当然会有一定的改进效果。但又有可能让学生的注意力转移到了调试细节上，而又重新忽视了测量原理。因此，在细节的划分上要有一个折中，模块化设计是一个解决方案。我们重新设计了实验项目，制作了实验板，将通用计数器内部的主要模块分离出来，体现在实验板上。 计数器测量信号频率的原理框图如图1所示，其中，fA为被测信号，经过放大整形后变成标准的方波。门控电路产生门控信号，控制闸门的开启和关闭。闸门可以用逻辑门电路中的与门来实现，门控信号为低电平时，与门关闭，方波信号不能通过与门；门控信号为高电平时与门打开，方波信号能通过，此时要求门控信号的频率要小于方波信号。门控信号的高电平持续时间为闸门时间。闸门时间内通过的方波送入计数器进行计数，并将计数结果显示出来。计数结果N再除以已知的闸门时间即得到fA的频率。 将图1所示的原理框图稍作修改就可以用来测量信号周期。将fA整形后的方波看成门控信号，而将原来的门控信号频率提高并看成被测信号fg，此时fg的频率要高于fA且fg的周期已知。这样，在fA的方波高电平持续期间，fg信号可以通过闸门，计数器对fg进行计数。计数结果N再乘以fg的周期tg即得到高电平持续的时间，若高低电平时间相等，那么fA的周期应为N*tg*2。 计数器测量两个信号频率比的原理框图如图2所示，fA与fB为不同频率的两个输入信号，假设fA的频率大于fB的频率。fA经过放大整形后直接送到闸门的输入端，而fB经过放大整形后的信号作为闸门信号输入。此时，在fB高电平持续期间，fA整形后的方波能通过闸门进入计数器进行计数，计数的结果是fB的半个周期内（假设fB的正负半周期相等）通过的fA的脉冲数，因而频率比为计数结果N*2。 根据以上的分析，测量电路中的关键模块为：放大整形电路、闸门、门控电路、计数器及显示器。因此，设计图3所示的电路模块。其中，计数器及门控电路由单片机构成，可以通过键盘设置标准闸门信号的时间长短。将这几个模块使用PCB电路板实现，要求学生根据测量原理在这几个模块之间进行连线，搭建正确的电路对信号的频率、周期以及频率比进行测量。并写出计算表达式。期间，要求学生使用示波器对连线的各个结点的波形进行测量记录，进一步领会相应的测量原理。这样，学生面对的是这几个抽取出来的主要模块，对通用计数器内部结构会有一个更清晰的认识，能够将注意力放在测量原理上。 四、结论 该实验板在我院2012级测控专业与自动化专业中进行了使用，取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面： 1.将通用计数器内部结构通过若干主要模块体现出来，屏蔽了一定细节，减少了学生的重复劳动，有助于学生将注意力集中到理解测频原理上来； 2.同样的几个模块，连接方法不同，实现的测量目标（测频、测周、测频率比）也不同，有助于学生灵活运用所学知识，提高动手能力； 3.通过使用示波器测量各个连接点的波形，有助于学生理论联系实际，提高电路调试能力。 电子测量与仪器论文:电压波形参数测试在电子测量与仪器实验中的应用 摘 要：电子测量与仪器是测控专业重要的课程，而对应的实验课程则是培养学生理论联系实际能力的重要环节。在分析电压表测量原理的基础上，设计并实现了不同类型电压表的实现模块，给出了相应的数据测量表格。在实验教学中能够帮助学生迅速理解和掌握电压表测量的原理和方法，取得了良好的教学效果。 关键词：电子测量与仪器；峰值；平均值；有效值 引言 电子测量与仪器课程是测控及相关专业的重要专业基础课程，主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量。使学生掌握电子测量的基本概念，测量误差理论及数据处理方法，掌握基本电参量的测量原理，方案设计及结果分析方法[1]。 在各基本电参量中，电压是描述电信号的重要参数。电压表是测量电压的重要仪器，而正确理解和掌握电压表测量电压的原理往往对初学者来说不是一件容易的事情。 1 电压参数的测量原理 电信号可以分为直流信号和交流信号。对于直流信号而言，其电压是一个恒定不变的值，测量相对比较简单，没有必要做太多的讨论。而对于交流信号，其电压大小是可以时刻变化的，可以用电压的瞬时值来描述电压的大小和变化。示波器可以测量信号的瞬时值并通过图形的方式直观的展现在屏幕上。但是示波器价格昂贵，不方便携带，因此在很多场合不适用。 图1 电压表测量原理图 电压表是测量电压的重要仪器。其测量原理如图1所示。首先被测的交流信号先要经过检波电路进行检波，转换成直流信号，再由直流电压表对该直流信号的电压进行测量，将测量值乘以一个系数之后得到测量结果在显示器上显示。 检波电路的检波方式通常有三种，平均值检波、有效值检波和峰值检波，分别对应于平均值电压表、有效值电压表和峰值电压表。 设被测交流电压的瞬时值为u（t），则： 电压平均值为： （1） 有效值为：（2） 波形因数为：（3） 波峰因数为：（4） 交流信号都可以看成是一系列不同频率和幅值的正弦波的叠加。因此，正弦波是一种典型的交流信号。由于被测交流电压大多数是正弦电压，而且人们通常只希望测量其有效值，故除非特别说明，交流电压表都是以正弦波为测量对象，并按有效值定度，即表头示值是被测电压为正弦电压时的有效值[2]。 因此，在测量正弦电压时，对有效值电压表，其检波电路的输出就是电压的有效值，可直接当做读数进行显示，如式（5）所示。 U=？琢 （5） 对平均值电压表，其检波电路的输出就是电压的平均值，而要得到有效值，需要按式（6）进行换算才能得到正确的读数。其中KF为正弦波的波形因数。 对峰值电压表，其检波电路的输出就是电压的峰值，而要得到有效值，需要按式（7）进行换算才能得到正确的读数。其中KP为正弦波的波峰因数。 Up=Kp・？琢 （7） 而在测量非正弦电压时，有效值电压表的读数就是波形的有效值，该读数是正确的。而对于平均值表，读数是按式（6）换算的。但它无法自动识别出输入波形的波形因数，因而其中的KF仍然是正弦波的波形因数，因此读数是错误的。由于同样的原因，峰值表的读数也是错误的。 所以，通过以上的分析可以得到，在测量非正弦信号时，只有有效值电压表的读数是正确的，可直接使用。而平均值表和峰值表的读数是错误的，如果要使用，则必须使用对应被测信号的波形因数或波峰因数进行修正。 2 实验方案的设计 为了让学生能够更好地掌握电压表测量电压的原理，我们设计了“电压表波形相应研究”的实验。目的是帮助学生分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的影响，进一步明确用不同检波特性电压表测量各种电压波形所得测量结果的物理意义，掌握测量结果的处理方法。 首先，为了体现电压表的内部结构，加深学生对测量原理的理解，利用模块化设计的思想[3]，我们将检波电路（有效值检波、平均值检波和峰值检波）单独设计到实验板上，作为三个独立的模块，如图2所示。 a.有效值检波模块 b.平均值检波模块 c.峰值检波模块 图2 检波电路模块图 给各个模块供电后，在输出端就能分别得到输入信号的有效值、平均值和峰值。这些值可以通过直流电压表直接测量得到。 设计表格如表1所示。要求学生调节函数信号发生器，输出频率为2KHz，输出幅度为1V（用示波器监视）。分别输出正弦波、三角波和方波，用平均值、有效值和峰值检波模块测量各输出波形，记录读数并填入表1中。根据测量结果，计算被测电压的有效值，并进行分析说明。其中，由于三种波形的输出幅度是相同的，因而峰值检波的三个读数应该相同。而表格中的最后三行要求将每个检波模块的输出换算成有效值，则要求学生能够将电压表的实现过程与图1中的原理框图完全对应起来，进一步加深对测量原理的理解。 3 结束语 该实验和相关实验板在我院2012和2013级测控专业与自动化专业中进行了使用，取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面：（1）将不同检波方式的电压表内部结构通过若干主要模块体现出来，充分体现出电压表测量电压的测量原理，有助于学生的进一步理解。（2）通过实验完成等幅度测量的数据表格，有助于学生灵活运用所学知识，从设计者的角度思考问题，主动运用测量原理来解决问题。 电子测量与仪器论文:试论电子测量实验仪器的维护与检修 【摘要】 电子测量仪器设备是实验教学与科研活动中不可或缺物质基础，电子测量实验仪器的精密程度以及使用状况对教学效果以及科研有着十分重要的影响，本文简要分析了电子测量实验仪器的故障原因，研究了具体的维护与检修方法。 【关键词】 电子测量 实验仪器 维护与检修 前言：电子测量实验仪器有很多，其使用的频率较高，所以出现故障的概率也较其他仪器大，如果维护与检修不得当，则会对整个实验教学和科研过程带来负面影响，因此电子测量实验仪器的维护与检修工作是十分重要的。 一、故障原因的分析 由于经常被使用，电子实验测量仪器出现故障的概率是比较大的，要想做好电子实验测量仪器的维护与检修，首先要明确其发生故障的原因，常见的故障原因有以下几个方面： ①操作不规范：在进行实验的过程中，如果没有按照仪器使用说明进行规范的操作，则会引起电子测量仪器的故障，因此在进行实验之前，要认真理解仪器的操作规范，牢记使用过程中应当注意的问题，教师要对学生加强指导，对于一些使用相对复杂的仪器，教师要耐心讲解仪器的构造及原理，使学生充分理解仪器开关、微调旋钮等的作用，有效减少了因操作不当而引起的仪器故障； ②仪器正常的损耗、老化：一般来说，电子实验测量仪器的调节大多为碳膜电位器，一旦碳膜磨损或进入灰尘都会引起仪器故障，从而造成测量误差，致使测量结果失真[1]，此外波段开关的触点滑动在使用时间长后也会造成接触电阻的增加，致使出现接触不良，一些仪器塑料配件的老化也会引发开关动静片接触不良等故障； ③元件损坏：电子元件一般都有极限参数，在使用过程中的过电压、过电流现象会使得电子元件损坏，造成电容击穿、线圈短路等故障。 二、维护与检修方法 2.1检修方法 ①直观检查法：在电子实验测量仪器出现故障的时候，第一步要细心检查仪器，查看仪器面板上的按钮、旋钮、开关等是否失灵，此外还要对电源进行检查，看接线柱、插头等连接电源的部位是否出现松动、滑脱、烧毁等接触问题，第二步要将仪器的面板打开，对内部的元件进行逐一排查，看是否出现烧焦、脱焊等问题，在发现问题之后及时处理；②电压测量法：利用万用表测量经过仪器的直流电压，通过测量结果与正常结果进行对比，查看整个仪器电路是否处于正常的工作状态，通过电路中的异常点判断故障位置，最后进行检修；③示波器测量法：示波器能够观察到电路中测试点的电压波形，将观测到的电压波形与各测试点正常的电压波形进行比较找出异常波形，确定出现故障的点，从而找出异常部位，确定部位后再通过其他方法找出具体故障，最后进行检修；④元件替代法：在我们不能确定是否是此元件出现故障时就可以利用这种方法，我们将已知的性能完好的元件替代怀疑元件，在替代后如果电子实验测量仪器运行正常则代表此元件出现故障，可以采取修理或更换的方式进行检修，如果替代后仪器依旧故障，则再去寻找其他的故障点；⑤电阻法：这种检修方法比较简单，用万用表测量电路中各个元件的电阻，将测量值与实际值进行对比，通过各元件电阻的异常判断其是否出现故障。 2.2维护、维修方法 ①清洗方法：电子实验测量仪器中的电位器及转换开关容易受灰尘影响而出现故障，因此可以采用专用的电子仪器清洁剂进行清洗，打开后盖后，找到仪器对应的转换开关、电位器等元件，喷入专用的清洁剂，反复调节后观察仪表显示，直至仪表显示正常为止；②更换相关元件：如果我们在直观的观察中能够发现开关或旋钮出现损坏，或者在清洗之后仍然故障，这时可以采用更换元件的方式进行维修，需要注意的是，转换开关为有着多个刀闸，线路板上的插脚也较多，因此要用空心针、吸锡器等专业设备进行更换，同时要尽量缩短烫焊时间，以免对线路造成损坏；③校准：电子实验测量仪器由于长时间的使用其精度和准度会出现一定的偏差，这时需要我们对测量仪器进行微调校准，校准的过程中要理解电路的原理以及仪器的构造，利用校准仪器一边调节一边观察显示屏[2]；④仪器维修：在我们确定故障部位以及故障器件之后，就要对出现损坏的仪器进行维修，拆卸电路板之后，要根据电路原理图对断线以及重要插头做好标记，同时要注意拆卸顺序，便于维修后的安装，之后根据故障对损坏的元器件进行维修，注意维修过程中不能焊接时间太久，避免对其他元件以及整个电路的损坏，维修好要对仪器进行调试，确保其能够正常使用，对于一些构造复杂的测量仪器可以送回厂家进行检修。 三、结论 综上所述，在电子实验测量仪器维护与检修的过程中，首先要明确仪器故障原因，然后根据原因确定故障以及故障位置，最后才能进行检修工作，电子实验测量仪器的维护与检修是一项技术性较强的工作，因此技术人员应当不断充实自己的专业技术，积累维护和检修经验，以保证电子实验测量仪器的完好率，对实验教学以及科研做出贡献。 电子测量与仪器论文:《电子测量技术与仪器》课程基于工程应用的实践教学改革 摘 要：电子测量技术与仪器教学改革引起了高职院校教学改革的热点讨论。根据我院实际教学情况和学生自身特点，对电子测量技术与仪器”课程的教学进行了讨论、探索和实践，并提出理论指导实践、强化应用、分组指导教学等良好的建议。 关键词：电子测量技术与仪器；工程应用；分组指导；教学改革 1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵 目前，《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课，该课程对理论和实践的要求都比较高，高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求，传统教学中实验操作较少，电子测量仪器种类较少，如何通过教学改革，强化学生的理论知识和实践操作技能，形成具有高职自身特色的教育课程，值得我们深入研究和思索。 结合该课程特点，我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质，一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高，因为移动通信专业的知识外联性较低，学生以前接触的很少，因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能，并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线，使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分，同时配备多种电子测量仪器，让学生在实际操作中练习各种测量技能，学和做相辅相成，更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体，遴选、重构课程内容，将工作任务作为终极努力目标。 2 教学改革实施 依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标，本课程实践教学改革的原则如下：⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线，通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。 在上述原则的指导下，对该课程教学进行如下改革： ⑴在教学中以学生为主体，以教师为主导，充分发挥主导的导向作用，使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼，同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上，着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈，移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器，运用自己所学理论指导实践，进行高频微波各种信号的测试，对相关数据进行记录分析并处理。因此，本课程从专业需求入手，充分利用实训室条件，培养学生分析问题，解决问题的能力。 ⑵充分采用多种教学方法，逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中，引入实际工程应用，以任务作为驱动，积极引导学生学习。主导教师介绍任务，将学生分组，每组同学分贝完成不同任务，在同一组中，每位同学轮流当组长，指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留，让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识，在后续课中鼓励同学们上台展示，给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分，基本模块用于提高电子测量能力，拓展模块用于培养学生的创新能力。 ⑶以电子仪器作为载体，联合企业开发多项实验实训项目，构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学，合理有序的安排实验项目，根据不同的工程环境、工作任务及精度要求，选取科学合理的测量方案，选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求，学生自行确定实验方案，配置实验仪器，分组制定实验步骤，完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验，不同组别的学生可以选取不同测量模块，自行查阅实训手册，分别制定不同实验步骤，最终完成测量任务。同时提出扩展性任务，添加学生自己的新思维，锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台，引入Lab View虚拟仪器平台，利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点，得出仿真结果，从而掌握电子产品发展新方向。 在综合性课程设计中，要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数，进行搭建实际电路并进行实际参数测量，要求学生提交测量结果，完成课程实习报告的书写，同时在实训结束前预留一定时间，自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等，指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论，学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。 3 总结 通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革，学生有了较强的自信心，理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高，而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务，进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽，面对问题能够共同讨论解决，学生的学习积极性有了明显的提高，真正落实了理论实践深层次理论的过程，学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进，教学内容贴近实际要求，因此，基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。 电子测量与仪器论文:基于案例引导、任务驱动教学法在《电子测量技术与仪器》课程教学中的应用 【摘要】对于《电子测量与仪器》课程的教学改革，通过基于案例引导、任务驱动教学方法提高学生的职业素质出发，适当调整理论教学的内容、加强实践教学环节、积极改进教学方法、扩展课程外延，培养学生的职业能力和创新能力等观点。 【关键词】案例引导；任务驱动；教学 《电子测量技术与仪器》是一门注重理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。除了学习和掌握必要的理论知识外，更重要的是能掌握各种电子测量仪器的选择原则以及使用方法。但我们一般的教材理论部分较多，具体测量方法特别实例分析、实训项目等内容介绍较少，教学也相对枯燥，学生的学习热情不高，学习效果不佳，所以需要更多的实践课程，利用案引导和任务驱动教学，更好地学习《电子测量技术与仪器》。 1.案例引导和任务驱动教学的应用 1.1 案例引导 20世纪初，哈佛大学创造了案例教学法。就是围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理，形成供学员思考分析和决断的案例（通常为书面形式），通过独立研究和相互讨论的方式。来提高学员的分析问题和解决问题的能力的一种方法。 以往在讲解电子测量基本仪器的原理时，教师按课程的理论体系阐述知识点，学生听老师讲解，适当时候教师提问。这样课堂气氛沉闷，不利于调动学生学习积极性。采用案例引导教学法有利于改变这种状况。例如讲解频率测量这一章节，教师可先拿教师自己或上一届学生设计的一个简易数字频率计向学生演示，介绍其功能和设计过程，再介绍其基本工作原理，这样学生的积极性被有效地调动起来，学习兴趣大增。讲完后，再让学生思考这个作品还存在什么问题，或者还可以采用什么新的方案，并及时布置与之相关的研究性学习任务，以小组为单位进行学习交流与研究。在这个过程中每个学生根据兴趣选择一个内容完成开学时布置的小制作及小论文。上交作品或小论文时对学生进行面试，以避免抄袭现象。另外，教师在平时的教学科研工作过程中要注意收集与电子测量相关的小产品，充实到案例教学中。这种教学方法对理论基础相对较差的学生帮助也很大，其动手能力、应用能力可得到较好的锻炼。案例引导应着眼于学生正确和熟练地使用仪器这一教学目标，围绕这一主线展开讨论。对于电子测量仪器，主要强调其基本组成与整机工作原理，不对整机电路作较多的讨论。教学中的仪器内容及选型注意与当前生产、科研实践相联系，使其具有一定的代表性。在介绍典型仪器产品时，把仪器的面板构成和原理框图相联系，有利于学生把所学的理论知识与实践相结合。 不过需要注意的是：（1）案例的来源往往不能满足培训的需要。研究和编制一个好的案例，需要较长时间。同时，编写一个有效的案例需要有技能和经验。因此，案例可能不适合现实情况的需要。（2）案例法需要较多的培训时间，对教师和学员的要求也比较高。在案例引导的过程中建议：1）案例讨论中尽量摒弃主观的成分，教师要掌握会场，引导讨论方向，要注意培养能力，不要走过场。2）案例教学耗时较多，因而案例选择要精当，开始时组织案例教学要适度。3）学生一般都具有实践经验，不必担心讨论不起来，但一定要有理论知识作底衬，即案例教学一定要在理论学习的基础上进行。 1.2 任务驱动教学 任务驱动教学就是在学习信息技术的过程中，学生在教师的帮助下，围绕共同的任务活动中心，在问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，引导学生产生一种学习实践活动。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。学生获得成就感，激发他们的求知欲望，形成感知心智活动的良性循环，从而培养出独立探索、进取的自学能力。 把课堂搬到实验室，针对具体的测量仪器来介绍工作原理及电路组成，同时观察实验效果。鼓励讲授理论的教师同时承担实验教学，此教学形式的改进能帮助教师拓展知识结构，理论教师通过实验课程指导，能深刻体会实验对理论教学的重要促进作用，提升教师自身教学和工程实践能力。令学生学生能够独立设计测量方案、熟练运用电子仪器、利用已学理论知识分析测量结果。通过任务驱动教学让学生充分掌握以下几点：（1）了解主要电子技术中如电压、电流、频率、元器件参数、阻抗、噪声等物理量的测量原理；（2）了解电压表、信号发生器、电子示波器、扫频仪、逻辑分析仪等电子测量仪器的工作原理并能熟练操作和使用这些测量仪器；（3）针对具体的物理量的测量，能够设计出合理的测量方案、正确操作测量仪器、并对测量结果能科学分析。 在仪器的新技术方面，我们建立了虚拟仪器实验室。通过Virt ualBench 等软件在教学中应用，使学生认识到在虚拟仪器中，一台计算机可当作多台仪器使用，“软件即仪器”；还可以根据自己的需要，应用Lab VIEW 等图形化编程软件编制软件，使计算机变成自己所需要的仪器。这样，大大地扩宽了学生的视野，提高他们的学习兴趣，也培养了他们的创新能力。 任务驱动教学需要注意的是：（1）教学进度不易把握。每一组的探究程度和进度教师很难把握，实训结束时，有的组提前完成，有的组不能完成，影响效果。所以后需采取一些措施，要既能保证探究效果，又不影响进度。（2）课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为生动，这也导致个别学生干扰他人。采取措施在行动上约束学生，最好能使学生都积极参与起来。（3）评价上有困难。任务驱动教学法，可能有个别学生滥竽充数、混水摸鱼，给教师造成教学质量好的错觉，影响到教学效果。 1.3 小结 总之，案例引导和任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构，使学生真正成为学习的主体，教师除了具有辅导者、引导者的身份外，不具备其他任何权威。在这一模式下，学生将可能通过计算机网络随时获取帮助，并随时成为教师。这种教学方式全面应用到技能教学相信只是一个时间上的问题，它将完全改变传统的教学方式，使因材施教真正落到实处，让每个学习者将学习当作一种享受。 2.建立新型的考核评价体系 传统的考试制度比较注重理论和笔试，实验成绩虽占有一定的比例，但比重较小，这不利于人才的培养，理论测试与实践动手能力考核应同等对待。理论考核应从培养学生分析、解决问题的能力和创造能力出发。而实践考核中，既为不同层次学生提供更加公平的评价方式，也为那些擅长动手和创造的学生提供空间和时间，帮助他们脱颖而出，对学生的评价更客观、更全面。突出了实践环节的重要性。 3.重视教师自身素质的提高 教师在教学活动中是处于主导地位的，很难想像一个专业化程度不高、业务一般的教师能教出一批好的学生。而且随着新技术、新方法、新仪器的不断出现，测量应用领域的拓展，对教师知识结构、素质和能力也提出了新的挑战。为此教师一方面必须积极参加科研，掌握学科前沿动态，另一方面定期到企业挂职锻炼，掌握相关电子产品生产测试实际情况，丰富实用教学案例，把自己获得的实际经验、所掌握的最新信息传授给学生。 4.小结 21世纪是知识经济时代，知识经济时代对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求，对人才培养工作产生极其深刻的影响。大学作为培养高级人才的摇篮，只有紧跟时代的发展脉搏，改革人才培养模式，转变教学观念，更新教学内容，探索各种教学方法和教学手段，切实提高教学质量，才能很好担当起为社会输送合格人才的重任。在本课程的教学过程中，我们采取了多种教学方法，虽然取得了一定的成绩，但教学改革毕竟是一个长期探索、不断完善的过程，需要我们去不断总结经验，探索更有益的方法。 电子测量与仪器论文:高职高专《电子测量与智能仪器》课程改革的思考 【摘 要】《电子测量与智能仪器》课程是电子信息工程专业、电子信息工程（通信方向）、城规控制等专业的专业平台课程，这门课程是实践性实做性很强的科目，也是一门内容繁杂的交叉学科。内容涵盖了传感器、电子测量、智能仪器等。它在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用，它的课程改革也显得尤其重要。 【关键词】《电子测量与智能仪器》；改革；传感器 《电子测量与智能仪器》课程是电子信息工程专业、电子信息工程（通信方向）、城规控制等专业的专业平台课程，这门课程是实践性实做性很强的科目，也是一门内容繁杂的交叉学科。内容涵盖了传感器、电子测量、智能仪器等。它在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用，从传感器转换原理上来说，涉及电学、磁学、光学、化学等学科；从应用角度来看，又与测量学、电子学、计算机技术及自动控制技术等紧密联系；而传感器、电子测量、智能仪器的内容相对独立又相互联系；就学习方法来说，是理论与实践紧密结合的一门课程。 本课程是从事现代电子科学研究的必备基础。随着电子技术的发展，我国正成为世界电子产品制造业的制造中心，对于高职院校的电子信息专业学生来说，走上工作岗位以后，会成为生产、调试、检验第一线的技术工人。为了提高生产效率，在生产岗位上除了需要大量的通用仪表，还需要各种特殊仪表，学生只有全面学习并掌握了常用的电子测量仪器仪表的原理和使用，才能为核心专业课的学习及以后的工作打下坚实的基础。 《电子测量与智能仪表》课程改革包括了下列内容： 一、理论教学的改革 （一）项目化教学的组织 因为该门课程内容由《传感器》和《电子测量》两门课程演变而来，教学课时又有限（48学时），教学内容不可能面面俱到；而且在企事业的实际应用中，不同行业所使用的传感器和测量仪器也各有侧重。针对以上特点，我们以项目为载体，将教学内容分为五个传感器项目和五个电子测量项目，传感器包含传感器认识、电子称设计、转速仪设计、声光控制灯设计、温度采集器设计等项目。电子测量包括信号产生、电压测量、波形测量、时间测量、电子元器件参数测量等项目。并在项目后加入知识扩展模块，方便不同专业的学生学习不同的专业知识，学有余力的同学还可以扩展知识，增加素养。根据学科的发展，教学内容适当加入智能仪器的内容，以方便学生以后更好的适应工作岗位。 （二）教学内容的优化 目前的传感器教材在内容的编排方面，考虑到系统性和完整性，顺序一般安排为基础知识、各种类型的传感器、信号处理电路，最后介绍智能型传感器和传感器网络等新知识，这样的安排不太适合职业院校对学生职业能力培养的要求。 为此，我们在组织教学时，对部分内容进行了调整： （1）将传感器认识作为一个项目，在这个项目里完成对传感器的认识、掌握传感器的分类、掌握传感器的命名方式、了解常用传感器的转换原理、了解常用传感器的测量电路和处理电路。这样调整的好处是，在学习具体传感器之前，先掌握相应的知识路，等讲到具体传感器时，学生便能针对不同的传感器进行相应的实践项目，做到学以致用，提高技能。 （2）把对应的传感器放到每一个具体的项目中学习。目前，传感器的智能化、集成化已走向成熟，很多半导体制造商都研制、生产出了各种智能化、集成化的传感器及传感器专用处理电路，将该内容分布到每个模块中，一是可以使学生对传感器的学习更有针对性；二是让学生对传感器的应用有了清晰的认识，学生掌握的不再是孤立的传感器的知识，而是相应的应用电路，在学生走到工作岗位之后能很快具备相应的岗位能力；三是能做到将最新技术、产品介绍给学生、满足学生对新技术的需求；四是每一项目仍自成一体，不会使教学内容离散。 （3）加入扩展知识 在每个项目的后面加入相关的扩展知识，比方说声光控制照明灯项目，该项目是以声光控制照明设备为载体，详细分析了光电传感器的应用。光电传感器是一类分类繁多，应用广泛的传感器，各个专业以后都可能用到。在项目后面我们加入红外报警器、地铁屏蔽门、光电鼠标等扩展知识，方便电子信息、城规控制、通信信号等不同专业的学生学习相关专业知识，积极发挥专业平台课的作用。 二、教学方法的改革 （一）实用为主、理论够用的原则 传感器部分主要内容为转换原理、基本特性等，而职业院校毕业生的去向主要为生产一线，重点在于应用，只要知道如何使用、选择传感器即可，很少需要进行理论研究。因此，在教学中只需要让学生定性地了解传感器的工作原理，熟悉其基本特性，对于原理性的理论推导可以不做要求。对于一些定理，只要知道定理内容及在生产实际中的应用即可，对于定理公式的推导则没必要详细介绍。对此部分内容感兴趣的学生可以自学，有问题再向教师请教或自己查阅资料。例如桥式测量电路，学生只要明白电桥电路的作用，知道直流全桥、双臂电桥、单臂电桥之间电压灵敏度的关系。而其理论推导则无须占用课堂时间。学生学习的重点在于如何根据传感器手册、应用场合、测量范围等指标选用传感器，而对于很多公式、理论等内容则以学生自学为主，重点在于培养学生的技能。 在教学过程中，对于基本概念的教学仍然采用传统的教学手段，对于新技术、新知识或相对比较简单的内容，则采用多媒体教学。对于一些智能型传感器，则要求学生充分利用网络资源，了解传感器发展的最新动态。 （二）依托网络资源环境，提升研究性学习的质量和水平。 课程组教师建立了课程网站和资源库，使多年来积累的课程建设成果、优质教学资源能够跨越时空界限为学生的自主学习和研究性学习提供资源环境。资源库建设包括教师的基本教学资源、拓展教学资源、课业库、试题库、学习链接等内容，网站还专门设置了“学生资源共享”“网上测试”和“网上答疑”等互动性环节。学生可以将自己的研学成果上传到“学生资源共享”。通过该互动环节丰富了资源的来源和共享范围，加强了教师和学生之间以及学生和学生之间的互动交流，通过网上测试随机组卷，了解自己对知识的掌握情况。 电子测量与仪器论文:浅谈技校《电子测量与仪器》课程的一体化教学 摘 要：新形势下技工教育应以培养学生的综合职业能力为目标，传统的教学模式存在不少弊端，应用理论与实践一体化教学方式，学生不单掌握了职业知识，更掌握了职业技能，为其职业生涯发展奠定了基础。一体化教学实施中，采用分组合作，学生体验到团队合作、与人沟通的重要性，增加了对工作的认同感与责任心，有利于提升综合素质。 关键词：理论 实践 一体化 职业 教学 合作 自主 学习 当今世界对技能人才的综合素质和技能水平要求越来越高，技工院校作为培养技能人才的主阵地，始终坚持为社会经济发展服务，为企业服务。技工教育正在探索建立以职业活动为导向，以职业能力培养为核心，理论教学与技能操作融合贯通的课程体系。正因如此，为了提高技校电子类专业学生动手能力，采用理论与实践一体化教学方式已经成为迫在眉睫的大事。下面就《电子测量与仪器》的一体化教学谈谈自己粗浅的看法。 1、 技校电子类专业《电子测量与仪器》课程传统教学的弊端 《电子测量与仪器》课程是电子类专业的一门重要专业课，这门课程在保证必要专业基础知识的同时，加强实践性教学内容，教材既有对电子测量知识 和原理的阐述，又有对测量方法、测量仪器的介绍。以往的“填鸭式”教学，学生接受的仅仅是纯粹的理论知识，由于实践缺少，他们对知识理解不够深入，再加上这门课比较抽象，学生就算听明白了，但具体操作还是有困难，无法真正学以致用，根本不能掌握技能。久而久之他们对这门课程失去了兴趣和学习积极性， 这是作为教师所不愿看到的。 2、 实行一体化教学的意义 （1）、采用一体化教学，有利于职业能力培养 “一体化”，在百度百科中被定义为“多个原来相互独立的主权实体通过某种方式逐步结合成为一个单一实体的过程”。技校电子类专业《电子测量与仪器》 课程的一体化教学是把理论知识和实践操作有机结合起来。理论和实践本是统一的，理论来自实践又指导实践，职业教育教学中不存在没有实践的理论，也不存在没有理论的实践。应用理论与实践一体化教学方式，可以达到课堂讲解、实践演示、实际操作同步开展，能有效让理论知识的教学和实际操作的学习统一成有机的整体。通过学习，学生不单掌握了职业知识（为什么要这样做），更掌握了职业技能（会做）。 （2）采用一体化教学，大大提高了学生的学习兴趣和学习过程的参与度 一体化教学过程中，以学生为中心，教师导、学生演的教学模式使课堂气氛活跃，学生课堂出勤率明显提高，课堂上玩手机、睡觉的现象大大减少。一体化教学改变了传统课堂以教师讲授为主的模式，让学生有了自我学习和动手操作的时间，大大提高了他们的学习积极性，使其从以往的被动学习转变为主动学习。一体化课程的学习是以学习任务为载体的学习与工作，当任务完成并且受到教师和同学们认可时，学生体会到了成就感，增强了自信心。 （3）采用一体化教学，有利于培养“双师型”一线教师 实施一体化教学首要条件是教师。一体化教学需要的是“双师型”教师，没有“双师型”教师，理论和实践还是割裂的。双师型教师必须具有综合职业能力，解决生产中的实际问题。《电子测量与仪器》课程任课教师在应用理论与实践一体化教学策略时，无论是理论知识，还是实践动手操作方面的知识都需要有系统性掌握，在此过程中，必然会带动一线教师应用各种方法提升自身的教学能力，进而培养出更多的“双师型”教师。 3、 技校《电子测量与仪器》课程一体化教学的实施 （1） 将课堂教学转向工作情景，让学生在“学习中工作，工作中学习”。 一体化课程来源于某一（类）职业的典型工作任务，学生通过完成完整的一项项学习任务实现综合职业能力的培养。整个教学过程是学习任务和工作任务完成的方法和途径，教师根据工作要求布置学习任务和工作任务，学生则通过学习和工作完成各项任务，即通常所说的工作中学习，学习中工作。教学场所由教室转为实训室（教学工作站），把课堂教学转向工作情景。具体到《电子测量与仪器》课程的一体化教学，实施时采用模块式教学，每一个模块又分成几个项目，每一个项目又划分成几个小任务。例如在进行电能量测量模块教学时，教师先讲授理论知识，然后演示电压、电流、功率及电能的测量方法，在此基础上，给他们布置学习、工作任务，让他们装接日常用的交流照明电路，测量该电路的电压、电流、功率及电能。从学生的接线、检查、通电、测量到断电，都严格按操作规程、企业规范来要求，让学生的学习过程与该职业在社会上的实际工作过程一致，使得学生能更全面地接触工作的每一个环节，为其将来的职业生涯发展奠定基础。 （2） 分组合作，自主学习，提高学生的综合素质 《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出：职业教育要增强吸引力，需要改革教学模式，教学模式改革成功的一个重要标志就是学生个性化学习方法的形成和自主学习能力的发展。自主学习是一种以学习者为中心、强调学习者积极参与并结合合作，学习自主管理自己学习的新型教学模式。具体到《电子测量与仪器》课程的一体化教学实施，教师可以把学生分成小组，一般3至5人作为一组，并从中选一位学生作为小组长，做好这一步有利于更好地进行教学的组织工作，教师通过引导学生确定学习目标、制定学习进程、合作探究等手段完成学习（工作）任务，学生在完成任务的过程中，不断讨论学习（工作）方法，形成了各自独特的技巧，培养了他们解决问题、优化工作的方法能力，在此过程中，学生体验到了团队合作、与人沟通的重要性，并增加了对工作的认同感与责任心，综合素质明显提高。 （3） 教师评价、学生成果展示，增强学生的成就感和自信心 学习（工作）任务完成后，让学生将自己的成果（设计、制作）进行展示，教师需要针对学生的知识掌握、操作情况及其在整个活动中的表现等方面进行点评，多给予鼓励，少批评，尽可能考量学生发展各方面的需要，进行层次化点评，让每位学生都有收益。 综上所述，技校《电子测量与仪器》课程的一体化教学是以职业能力为核心，以职业活动为导向，对提高学生的学习兴趣，增强他们的自主学习能力，提高他们的综合素质都有很大意义。

数据管理论文:建立机电设备大数据管理系统探讨 摘要:大同煤矿集团公司机电设备盘活工作采用手工记账，主要存在处理速度慢、传递不及时等问题；建立机电设备盘活系统可以对集团公司机电设备盘活管理所涉及存量机电设备信息生成、存量机电设备信息公示、盘活步骤、存量机电设备使用情况跟踪、分析等进行全程闭环式信息化管理，加快了设备周转、提高工作效率。 关键词:机电设备;大数据管理;系统 1建立盘活大数据管理的必要性 大同煤矿集团公司设备机电管理处、设备租赁中心的机电设备盘活工作存在诸多问题，主要集中在业务停留在手工记账阶段，机电设备信息以纸质单据或报表形式分散存放于各生产矿与集团不同部门，共享程度低，处理速度慢，易出错；机电设备信息汇总、统计慢，传递不及时，造成信息滞后，影响决策、分析；财务信息、存量机电设备台帐信息、现场实际情况对比困难，可能造成存量机电设备过储或供应欠缺；存量机电设备价值计算、平衡利库、库存预警等均依靠人工计算，工作量大。集团机电设备盘活信息管理系统(以下简称：机电设备盘活系统或系统)对集团公司机电设备盘活管理所涉及存量机电设备信息生成、存量机电设备信息公示、盘活申请、审批、价值评估、调拨、租赁、出售、转让、接受、报废、存量机电设备使用情况跟踪、分析等进行全程闭环式信息化管理。 2盘活设备管理流程 系统从各矿设备台帐及集团各部门财务数据开始，生成存量机电设备台帐，实时/定期对该台帐进行数据更新；各生产矿可通过实际需求查询或由系统库存报警自动生成机电设备盘活申请；设备机电管理处、设备租赁中心依据该申请，联系设备归属矿、机电处、集团财务等相关单位、对该申请进行线上核实/审批，以及线下现场检验等；获得审批通过的设备，将在存量机电设备原所属单位进行出库，在接收单位进行入库。系统为管理流程中的每一环节都提供详尽准确数据，有效辅助集团公司解决存量机电设备盘活过程中业务管理、库存管理、财务管理存在的执行、监控、统计等问题。其主要工作流程如图1所示（图中资产即指机电设备）。针对集团机电设备盘活业务停留在手工记账阶段，机电设备信息以纸质单据或报表形式分散存放于各生产矿与集团不同部门，共享程度低，处理速度慢，传递效率低，易出错；机电设备信息汇总、统计慢，传递不及时；财务信息、存量机电设备台帐信息、现场实际情况对比困难，可造成存量机电设备过储或供应欠缺；存量机电设备价值计算、平衡利库、库存预警等均依靠人工计算，工作量大等问题，研究开发集团机电设备盘活数据管理系统[1]。 2.1建立集团盘活机电设备源数据仓库 目前集团公司各直属矿井、千万吨矿井、二级子公司所辖矿井的各类盘活机电设备信息共享程度低，针对各矿可盘活机电设备管理的不摸底，各矿盘活机电设备所在位置、盘活机电设备完整性、可用性、可靠性情况不明朗。建立基于利用集团局域网和国际互联网的集团盘活机电设备设备数据仓库，对各矿盘活机电设备建立集团统一的标准化信息管理平台。 2.2建立集团盘活机电设备管理信息化体系 目前集团盘活机电设备管理流程是基于手工层面的管理流程，各矿信息获取、申报、审核、批准等均处于手工或半手工状态。建立基于电子信息流程的管理体系，盘活机电设备信息状态在线共享，与集团财务系统，设备管理系统实现对接，共享盘活机电设备的设备信息，状态建立集团层面的盘活机电设备管理运营标准实现机电设备盘活流程的电子信息化。 2.3建立集团盘活机电设备的考核指导体系 目前盘活机电设备的管理流程中有些环节还存在管理困难。目前集团各生产矿所属盘活机电设备的完整性，该机电设备是否已经被拆卸成不同配件；盘活机电设备的可用性，该机电设备是否在可以运行的状态；盘活机电设备的可靠性，该机电设备是否得到了应有的维护。由于手工操作的局限性,上述工作的管理处于缺失或部分缺失状态。利用互联网电子信息化技术，将管理颗粒延伸到每一台盘活机电设备设备，针对各台设备进行信息化考核。 2.4完善盘活机电设备分析预测功能 通过对盘活机电设备的机电设备管理运营，建立设备完整性、可用性、可靠性的大数据分析模型，对各矿盘活机电设备调拨、属地化管理等进行数据分析，实现风险库存、调拨预警等功能。 2.5实现平台分级管理、远程访问等功能 系统提供数据网络接口，可以利用Internet和集团局域网将盘活机电设备信息和分析报表等传送到有关部门及生产矿井，实现盘活机电设备信息的整合和信息共享、远程查询。同时针对各级领导和管理者开放不同级别的盘活机电设备数据，做到信息分级化管理。 3大数据在机电设备盘活方面的应用及创新 将大数据概念引入机电设备盘活领域，同时兼顾煤矿集团企业架构与煤机管理特殊背景，在国内外此项研究均属首次。系统为同煤集团机电设备盘活管理工作定制开发，以机电设备盘活工作为主线，同时兼顾研究设备维检运行、煤机调配规律等实现对集团直属矿井、千万吨矿井、子公司等分级进行机电设备设备状态的跟踪监督；通过与设备管理系统、财务系统对接，利用现有集团局域网、国际互联网等，实现信息共享，与机电设备盘活工作信息化。主要创新如下：（1）建立集团盘活机电设备设备的数据仓库，记录从设备采购、地理位置、归属、维检、盘活等信息，记录盘活机电设备的“前世今生”。（2）建立基于集团局域网、国际互联网的混合网络架构，通过与财务系统、设备管理系统对接，实现的煤矿机电设备盘活信息化工作体系。（3）通过对每台设备的数据信息化管理，建立完善的机电设备盘活监督考核体系，弥补了手工作业条件下，单台设备监督苦难的缺陷。（4）通过K-means、最大期望等大数据算法，建立机电设备盘活的大数据预警机制，实现库存、采购、盘活等多维度数据分析功能。 4前期研究工作情况、现有的基础和条件 同煤集团集团公司在煤矿信息化方面已取得了较成功的经验，塔山、同发东周窑等千万吨矿井已经成功实施库存管理系统，马脊梁矿实施了安全生产大数据系统。集团机电设备盘活大数据管理系统可充分利用机电设备管理与大数据风险预警的积累经验，为集团机电设备盘活管理工作进行定制开发。 5社会经济效益 （1）系统对集团盘活机电设备设备信息进行了统一化、标准化、数据化。通过建立盘活机电设备数据仓库，将集团各所属矿井的闲置机电设备进行统一归口管理，将各类可盘活机电设备进行信息公开与信息共享。可极大提高闲置机电设备的使用效率，避免重复采购。（2）系统对集团盘活机电设备管理工作进行了数据化、信息化梳理，建立完善基于现代网络信息化技术的机电设备盘活管理流程。从过去的手工/半手工管理模式，全面提升为信息化/自动化管理模式。（3）系统对集团盘活机电设备工作进行了深耕细作，借助信息化管理手段，从过去管理到矿/大类别的设备，精细化到每台设备的管理，通过监测每台设备的属地性、完整性、可用性、可靠性。大大提高机电设备盘活工作效率、通过对每台设备的精确考核，从而实现了机电设备盘活工作的闭环管理。（4）系统利用K-means、最大期望等大数据常用算法，建立大数据设备管理平台，通过监测盘活机电设备设备状态，为设备采购、设备报废、库存预警等提供管理支撑。 6结语 同煤集团存量机电设备盘活工作已经取得了丰硕的成果，机电管理处、设备租赁中心每年仅有数名管理人员，便已经实现了每年四亿元以上的机电设备盘活，为集团节省了大量采购开支。机电设备盘活大数据管理系通过对每一台盘活机电设备的精确管理、管理流程信息化实现、与现有设备管理系统财务系统对接、商业智能机制引入，可有效提高闲置机电设备使用效率，大大节约集团设备采购数量。 作者:庞海龙 单位:同煤集团机电管理处 数据管理论文:大数据管理会计信息化解析 摘要： 在大数据时代下，信息化不断发展，信息化手段已经在我国众多领域已经得到较为广泛的应用和发展，在此发展过程，我国的管理会计信息化的应用和发展也得到了非常多的关注。同时也面临着一些问题。本文通过分析管理会计信息化的优势和应用现状以及所面临的的问题，以供企业在实际工作中对这些问题的控制和改善进行参考和借鉴。 关键词： 大数据；管理会计信息化；优势；应用现状；问题 在这个高速发展的信息时代，管理会计的功能已经由提供合规的信息不断转向进行价值创造的资本管理职能了。而管理会计的创新作为企业管理创新的重要引擎之一，在大数据的时代下，管理会计的功能是否能够有效的发挥，与大数据的信息化，高效性、低廉性以及灵活性等特点是密不可分的。 一、大数据时代下管理会计信息化的优势及应用现状 在大数据时代下，管理者要做到有效地事前预测、事后控制等管理工作，在海量类型复杂的数据中及时高效的寻找和挖掘出价值密度低但是商业价值高的信息。而管理会计信息化就能够被看做是大数据信息系统与管理会计的一个相互结合，可以认为是通过一系列系统有效的现代方法，不断挖掘出有价值的财务会计方面的信息和其他非财务会计方面的综合信息，随之对这些有价值的信息进行整理汇总、分类、计算、对比等有效的分析和处理，以此能够做到满足企业各级管理者对各个环节的一切经济业务活动进行计划、决策、实施、控制和反馈等的需求。需要掌控企业未来的规划与发展方向就能够通过预算管理信息化来实现；需要帮助管理者优化企业生产活动就能够通过成本管理信息化对供产销一系列流程进行监控来实现；需要对客观环境的变化进行了解以此帮助管理者为企业制定战略性目标能够通过业绩评价信息化来实现。 (一)预算管理信息化 在这个高速发展的信息时代下，预算管理对于企业管理而言是必不可少的，同时对企业的影响仍在不断加强。正是因为企业所处的环境是瞬息万变，与此同此，越来越多的企业选择多元化发展方式，选择跨行业经营的模式，经营范围的跨度不断增大。这就需要企业有较强的市场反应能力和综合实力，对企业的预算管理提出了新的发展挑战要求。虽然不同企业的经营目标各不相同，但对通过环境的有效分析和企业战略的充分把握，从而进行研究和预测市场的需求是如出一辙的。企业对需求的考量进而反应到企业的开发研发、成本控制以及资金流安排等各个方面，最终形成预算报表的形式来体现企业对未来经营活动和成果的规划与预测，从而完成对企业经营活动事后核算向对企业经营活动全过程监管控制的转变。然而从2013国务院国资委研究中心和元年诺亚舟一起做的一项针对大型国有企业的调研结果中得出，仅仅有4成的企业完成了预算管理的信息化应用，大型的国有企业在预算管理信息化应用这方面的普及率都不高，足以说明我国整体企业的应用情况也不容乐观。所以从整体上来讲,预算管理信息化的应用并未在我国企业中获得广泛的普及。 (二)成本管理信息化 企业由传统成本管理企业向精益成本管理企业转换是企业发展壮大的必然选择。而基于大数据信息系统能够为企业提供对计划、协调、监控管理以及反馈等过程中各类相关成本进行全面集成化管理。而进行成本管理的重中之重就是对企业价值链进行分析以及对企业价值流进行管理。企业能够通过成本管理信息化对有关生产经营过程中的原材料等进行有效地信息记录及进行标示，并结合在财务信息系统中产生的单独标签，使与企业有关的供应商、生产经营过程和销售等的过程全都处于企业的监控。以此企业可以做到掌握生产经营的全过程，即能够通过财务信息系统实时了解到原材料的消耗，产品的入库及出库等一切企业生产经营活动。同时，结合价值链的分析和价值流管理，企业通过将生产过程进行有效地分解，形成多条相互连接的价值链，运用信息化手段对企业的每条价值链的成本数进行有效的追踪监管和综合分析，以此为基础为企业提出改进方案，并使用历史成本进行预测，达到减少企业的不需要的损失及浪费，最终达到优化生产经营过程。虽然成本管理信息化是企业发展的一个重要趋势，以大数据信息技术为基础的信息系统可以使得企业完成全面的成本管理，给企业的成本管理带来了巨大的推动力。然而信息化在成本控制方面的实施效果并不是很理想。 (三)业绩评价信息化 业绩评价是对企业财务状况以及企业的经营成果的一种反馈信息，当企业的绩效处于良好状态，代表企业的发展状况良好，也反映了企业现阶段人才储备充足，发展处于上升期，由此企业定制扩张战略计划。而当企业的绩效不断减少，代表企业的发展状况在恶化，也反映了企业的人才处在流失状态，企业在不断衰退，此时企业应该制定收缩战略计划。企业进行业绩评价信息化的建设，通过对信息系统中的各类相关数据进行综合分析，有效地将对员工的业绩评价与企业的财务信息、顾客反馈、学习培训等各方面联系在一起。对于企业而言，具备一套完善且与企业自身相适应的业绩评级和激励体系是企业财务信息系统的一个重要标志，也是企业组织内部关系成熟的一种重要表现。然而，如今对于具备专业的业绩评价信息化工具平衡分卡等在企业的发展过程中并未得到广泛的应用。其中最大的原因应该是对业绩评价的先进办法对于数据信息的要求比较简单，通常可以由传统方式获得。所以，现如今能够完全将业绩评价纳入企业信息系统，并能够利用业绩评价信息化来提高企业管理效率的企业数量并不多。 二、大数据时代下管理会计信息化存在的主要问题 (一)企业管理层对管理会计信息化不重视 我国企业管理层对企业管理会计信息化建设存在着不重视的问题。首先，对管理会计信息化概念和建设意义没有正确的认识，有甚至由于对于企业自身的认识不够充分，会对管理会计信息化的趋势产生了质疑和抵触心理。再者，只有在一些发展较好的企业中进行了管理会计信息化的建设工作及应用，但是，企业应用所产生的效果并不是很理想，进而促使管理会计信息化在企业的发展速度缓慢。 (二)管理会计信息化程度较低 大数据时代下，信息化手段已经在我国众多领域已经得到较为广泛的应用和发展，在此发展过程，我国的管理会计信息化的应用和发展也得到了非常多的关注。但是，由于管理会计在我国受重视程度不够，企业在进行管理会计信息化建设的过程中对与软件的设计和应用也要求较高，所以与管理会计信息化建设相关的基础建设还相对较落后。 (三)管理会计信息化理论与企业经管机制不协调 虽然随着国家政策鼓励和扶持，很多行业的不断涌现出新的企业，企业数量不断增多，但是由于这些企业在规模以及效益等方面都存在着较大的差距，同时在管理决策方面也产生了显著地差别。很多企业在发展的过程中并没有实现真正的权责统一，产生了管理层短视行为，没有充分考虑企业的长远利益等管理水平低下的问题。 三、管理会计信息化建设的措施 (一)适应企业管理会计信息化发展的外部环境 企业在进行管理会计信息化建设时，要结合企业所处的外部环境进行全方面的规划和建设。在企业进行规划和建设时，国家的法律法规等相关政策占据着十分重要的位置，需要对市场经济发展的相关法律法规进行充分理解和考虑，为企业管理会计信息化建设提供好的法律环境。管理会计信息化系统的正常运转要求企业处于相对较好的环境之中，以此充分发挥出其应有的作用。 (二)管造合适的管理会计信息化发展内部环境 企业管理会计信息化的良好发展要求企业能够提供良好的内部环境。树立有效推进企业管理会计信息化建设的企业文化，企业文化作为企业股东、懂事、管理层以及每个员工的价值观念体现，有利于各级员工都能够正确认识到管理会计信息化建设的重要性，接受管理会计信息化的价值取向。再者，企业要储备足够的管理会计人才,为管理会计信息化的建设提供源源不断的血液。同时，为企业管理会计信息化建设提供强大的资金保障。最后，对企业内部控制体系不断完善，为企业创造长足的生命力，为管理会计信息化赖以生存的环境。 (三)开发统一的企业信息化管理平台 在大数据时代下，信息化不断发展，对于企业而言，会同时使用多种不同的信息系统进行组合使用，并且这种情况在未来也可能将持续下去，企业需要建立综合统一的企业信息化管理平台。 四、结束语 管理会计信息化已经成为企业发展的重要趋势。同时也面对着一些问题。因此，相应的措施和不断地完善和改进是必不可少的，以此才能够促进管理会计信息化的不断发展。 作者：李瑞君 单位：河南大学 数据管理论文:制造企业资源数据管理系统设计 ［摘要］ 制造企业逐渐认识到材料、标准件等基础资源数据统一管理的迫切性，传统思路是每一类基础资源建一个管理系统，存在建设重复、维护成本高、系统集成复杂等问题，文章着重分析了企业基础资源管理业务流程共性需求，在分析基础资源数据特点的基础上，提出了以数据建模为核心的企业基础资源数据管理系统，实现多种类型的基础资源数据的统一管理。 ［关键词］ 制造企业；基础资源数据管理；管理系统；数据建模 1制造企业基础资源数据管理存在的问题 随着数字化技术在产品的设计制造过程中的深入应用，制造企业逐渐认识到基础信息资源统一管理的迫切性，开始逐步开展设计、制造等基础信息资源数据库建设，并应用信息化手段建立统一的信息资源管理体系，将企业经常使用的材料、元器件、标准件等基础资源整理后形成内部共享的基础资源数据库。然而，制造企业研发相关的标准件、材料、元器件等基础资源的分散在各个下属单位和部门，都不全面、比较零碎。由于缺乏统一管理和支持，各单位的数据库结构不一致、编码不一致、建设要求不一致，信息分散、数据重复、相互封闭，缺少持续维护，各数据库多数不具备完整性、权威性和开放性。缺乏统一的有效管理，共享程度低，必然影响设计制造一体化效率。传统的基础资源管理系统的建设思路是为每一类基础资源建一个管理系统，虽然实现了各类基础资源的管理，但也存在着极为严重的问题。主要问题表现在： （1）投资大，开发周期长。 （2）运行维护成本高，管理员需要学习多个系统的管理技巧，需要与多个不同的系统供应商合作完成系统的维护和更新。 （3）使用成本高，使用人员需要熟悉多个系统，在查找一些紧密相关的数据时，需要跨多个系统操作。 （4）缺乏统一的、完整的基础资源管理，各系统间数据重复存储，造成大量数据冗余但又有部分数据不全的矛盾现象。 （5）集成应用成本高，各个系统间是独立的，为实现跨系统间的数据共享和交换，需要额外的集成工作。针对以上问题，制造企业亟需研发支持包括标准件、材料、元器件等基础资源在内的统一的企业基础资源管理系统，为企业各单位和部门提供统一的数据服务，也就是说，通过一个管理系统就能完成各类数据的管理和查询使用。 2基础资源数据统一管理模式 以标准件在企业里管理基础信息资源的主要过程如下。 （1）梳理数据模型：标准化管理部门完成标准件信息梳理，包括标准件类别信息，每个标准件的描述信息等。 （2）开发系统：系统开发人员根据标准件信息设计数据库，完成系统的代码开发。 （3）部署系统：系统管理员完成系统的初始化，设定人员功能权限。 （4）数据录入：数据维护人员将标准件数据录入到相应的管理信息系统中。 （5）数据使用：标准件使用人员访问管理信息系统，查找需要的标准件并下载数据。材料、元器件以及其他基础资源的实现方式大同小异，最终企业往往在逐步建设过程中形成了矩阵模式，即标准化人员、软件开发员、系统管理员、数据管理员和数据使用人员需要再多个不同的系统中完成相应的重复性工作。针对传统的多个基础资源管理系统并存的缺点，本文提出的企业基础资源管理系统抽取业务流程共性需求，通过一次系统开发实现多种类型的基础资源信息统一管理。 （1）开发系统：系统开发人员总结各类基础资源信息的数据模型共性，开发企业基础资源管理系统。 （2）系统建模及部署：系统实施人员根据基础资源数据结构和管理要求完成基础资源数据模型、表单模型、流程模型等模型的建立。 （3）数据录入：数据维护人员选择待录入的基础资源数据模块，将数据录入到系统中。 （4）数据使用：使用人员访问企业基础资源管理系统，查找需要的数据并下载数据。因此，建立企业基础资源管理系统后能有效解决多个系统存在的问题，其中最核心的功能是需要设计开发兼容各类基础资源信息的建模工具。 3系统核心功能 针对新的数据对象的管理需求，数据管理功能模块为系统实施人员提供业务建模配置工具。 （1）数据建模：利用数据建模工具完成数据对象的数据模型的建立。 （2）表单建模：从数据模型中选择相关的数据源作为表单展现数据，利用模版自动生成表单的样式（HTML代码），美工人员借用第三方网页设计器完成表单页面的美化。 （3）报表设计：从数据模型中选择相关的数据源作为表单展现数据，选择报表的模版展示方式，生产报表页面。 （4）利用功能设计工具实现数据对象的展示页面（WebPage）的布局，设定增加、删除、修改等基本功能，确定页面的位置及关联菜单。 （5）利用工作流引擎设计数据管理的流程，明确各环节的角色、权限和业务逻辑。该步骤可选，即对于部分数据可以不经过流程直接提交数据库。 （6）用户使用新功能完成数据维护。 4数据建模设计与实现 数据建模功能是基础资源管理系统的基础模块，是实现多基础资源数据统一管理系统的核心。从企业设计制造过程中使用的标准件、材料和电子元器件数据特点分析可以得出，基础资源信息由两类数据或属性组成： （1）基本属性：可以用数据可中一个字段描述的数据，包括字符、整数、小数、时间、文件、富文本、图片等。 （2）复杂数据对象：指资源的一个属性需要用多个数据来描述，在数据库中需要用一个结构化的表格来表示。因此，企业基础资源管理系统需要提供支撑上述两种属性建模及数据录入功能。在数据建模中根据描述基础资源属性的不同，采用三种类型来创建及管理。对同一种基础资源建立一个单独的库进行管理，对每个库建立分类。注意到基础资源每个类别拥有该类别的独特属性。以材料数据为例，在金属材料类别中一个常用的属性是剪切强度，但对于非金属材料而言，如橡胶而言，一般不测试热导率。为保证系统能灵活定义基础资源属性的同时保证存储空间最优化，系统采用继承树的方式存储基础资源属性。数据建模的最终目的是生成物理表，在生成物理表的过程中有“继承”关系的体现，所谓继承就是根据分类的层级关系，孩子分类结点自动拥有父级结点的属性，同时孩子结点可以有自己特有的属性。Browser是浏览器段运行的JQuery脚本程序，在客户端对建模过程字段类型、字段长度、精度以及是否必需等规则开展校验，T9PcategoryTypeAct为分类管理前后台交互类，属于基础服务层，获取从浏览器发出的建模指令，判断属性字段是否存在，T9PropertyCategoryAct负责数据建模前后台交互类，属于数据交互层，根据T9PcategoryTypeAct的指令完成在数据库（DB）中完成数据库表的建立。 5结语 上所述，本文提出的制造企业基础资源管理系统基于统一管理模型，能有效降低开发和维护成本，有效解决多种基础资源管理系统建设重复、缺乏统一管理等突出问题，系统的核心是灵活的数据建模功能，使系统适应基础资源数据多样化的特点，目前已在制造企业实际使用，取得了较好的经济价值。 作者：马戎 周翀 单位：湖北工业大学 中国兵器工业信息中心 数据管理论文:探析欧洲海洋数据管理网络及其服务 欧洲的海洋观测系统是分散的。在欧洲各沿海国家内，分布着政府机构和私人工业的600多个科学数据收集实验室。他们通过船载传感器、潜水设备、固定或漂流平台、飞机、卫星等手段收集数据，用以观测物理海洋、地球物理、地质、生物、化学等参数。欧洲的海洋观测系统又是集中的。它是全球海洋观测体系的重要组成部分。欧洲的主要海洋区域，如北极、大西洋、波罗的海、地中海和黑海以及北美和亚得里亚海都具有各自鲜明的特征，也都有各自的区域海洋观测系统，如西北大陆架业务化海洋学系统（NOOS）、波罗的海业务化海洋学系统（BOOS）等［2］。另外，欧洲的海岸线蜿蜒曲折，破碎复杂，各国还建立了许多局地海岸带监测系统，以便为海岸线资源的监测和管理提供支持。 欧洲的数据管理网络 海洋数据的获取对于众多的海洋研究领域具有重要的意义，海洋防灾减灾、海洋工程开发、海洋环境保护、气候变化预测、海洋国防安全等都离不开海洋数据。欧洲在先进观测系统的基础上，建立了较为全面的数据信息管理和服务网络，并将它们在互联网上公开。通过使用人性化简单快捷的可视化用户界面，让来自不同背景的、无论是否具有处理复杂元数据库经验的用户来提取所需要的信息，这些措施有效保证了对海洋学相关数据和信息的轻松访问。这种便利的访问和获取方式将确保网络的使用并不仅仅局限于业务海洋学中心和机构。学者及来自各界的科学家和企业家将能够找到各种欧洲海洋观测系统和数据相关的信息，例如观测站点／设备，观测数据要素、测量精度、时空分布及观测数据所有者等特征信息。 1）欧洲海洋数据和信息管理网络 欧盟发起的海洋搜索（sea?search）计划聚集了来自30个欧洲沿海国家的33个研究所／中心，在不同的海洋数据和信息的管理和附加服务方面具有丰富的专业经验［3］。数据的学科范围包括物理海洋学、海洋生物、海洋化学、水动力学。另外，这些中心在各自的国家局扮演海洋数据和信息的国家资料中心或联络点的角色。它们是国家的中心节点，与其他的组织相连接，积极参与海洋研究和海洋环境管理活动；因此，负责监测和检查国家海洋研究活动和海洋数据流。大部分的合作伙伴也加入了IOC－IODE系统的国家海洋学数据中心。这些成员机构也参与了很多国家级和国际级别的海洋研究计划，包括一大批的欧盟委员会①计划。在多数情况下，成员机构对这些计划的海洋数据管理给予支持或协调。通过这些过程，成员机构为数据和信息管理的全过程，即数据监测、追踪、质量控制、处理、存档、产品制作、数据分析、元数据库及数据库维护、支持服务、数据分发／服务等积累了专业的技巧，训练有素的员工，以及建设基础设施（软件、硬件、网络）。在sea?search（2002—2005年）计划期间，所有的成员组织一起建立并推广了来自欧洲30个沿海国家的海洋数据和信息资源的泛欧洲目录以及概况。这些服务的维护、升级，以及未来的拓展由sea?search的后续计划———海洋数据网络计划（seadatanetproject，2006—2010年）来完成。sea?search计划的目标包括以下内容。（1）建立、维护及电子3个元数据产品／目录以追踪海洋数据和信息的动态，并提高欧洲海洋数据和信息的知名度、总体概况及可获取性。这3个目录分别是：①欧洲海洋环境数据集目录（europeandirectoryofmarineenvironmentaldata?sets，EDMED），一个索引和检索海洋环境相关数据集的欧洲标准，覆盖多个学科，它发起于1991年，至今仍在不断更新。目前，EDMED已经涵盖了来自超过574个资料中心的2814个数据集。②航次总结报告（cruisesummaryreports，CSR，旧称ROSCOP），一个通过调查船检索海洋航次信息的全球标准。它给出了这些航次所涉及的数据收集活动以及研究机构。航次报告由首席科学家编写。③欧洲海洋环境研究计划目录（europe?andirectoryofmarineenvironmentalresearchpro?jects，EDMERP），提供正在进行的研究计划、数据收集活动、参与机构和科学家、成果产品等信息。目前，EDMERP包括了来自超过62个研究中心的320多个研究计划。（2）针对数据和信息管理实践与方法交流经验，共同促进其发展和实施。（3）建立并组织形成处理、质控、存档不同格式海洋学数据的总体能力，并充分考虑单个团体能力差异以及新数据种类的出现。（4）定义、建立、实施公共数据索引（commondataindex）元数据目录，保证用户可以获得详细的海洋数据可获取性和地理分布信息。可扩展标记语言（XML）技术将被应用于以分布式网络方式建立并维护新的元数据库，支持跨越多平台的检索。 2）海洋数据管理欧洲基础设施 欧盟海洋数据网络（seadatanet）计划是sea?search计划的后续计划，它的目标是建立一个标准化的系统来管理由海洋调查船和新型自动观测系统所收集的不同种类的海量数据集以及网络，并巩固现有基础设施，即来自35个欧洲国家的积极进行数据收集工作的40个国家海洋数据中心和卫星数据中心。这些专业数据中心的联合将产生一个独特的数据管理系统来在线提供统一质量标准的综合数据集［4］。seadatanet已联合开放数字资源库，对来自海洋船队，新型自动观测系统和空间传感器的数据、信息、产品和知识，进行管理、访问和共享。 通过使用通信和信息技术的新发展和标准，现场和卫星海洋数据平台正在作为一个独特的虚拟数据中心提供元数据、数据和产品。seadatanet的各国合作伙伴将确保数据的归档和保存，以便它们被用于新的研究，保护不可能被重复创建的独特观测数据，提高供研究项目及海洋环境管理和教育、历史以及其他用途的数据的可用性。seadatanet还涵盖了以数据为基础的研究所强调的重要信任问题：安全性、保密性、所有权、保证来源、真实性，以及数据质量和元数据。标准的制定及其在通信和数据、元数据和产品质量保证问题方面的应用，为综合数据集提供了可通过评估的质量。seadatanet采用分布式网络方法对其数据资源实现综合协调的概述和访问，即通过制定和实施通用数据索引（CDI）服务来为用户提供了跨越整个欧洲的不同数据中心的海洋数据的可用性和地域分布等详尽信息。CDI为单个的数据集（如样本、时间序列、剖面图、轨迹等）提供了基于ISO19115的指数（元数据库），并提供了一个独特的在线数据访问接口。seadatanet同时还提供数据产品服务，其产品设计的目的是验证和综合有关海洋状态和健康监测的多学科数据集。区域涉及北极地区、北大西洋地区、波罗的海、地中海、北海等区域；主要变量包括热量和盐度、海平面、海流，还包括海洋生物资源及生态系统的相关变量，如营养盐和溶解氧等。区域seadatanet产品已通过这个项目的框架开发了专用的网络界面———OceanBrowser并向公众访问开放。通过这个网络界面可查看水平断面和任意垂直剖面。图形可以导出为各种格式，包括PNG，EPSSVG和KML，还可下载NetCDF格式的整个数据产品或使用OPeNDAP下载一个子集。seadatanet开发的基本型产品主要是环境参数的网格场，用于估算其平均值、季节变化及年际趋势。分析场使得seadatanet数据中心能够进行质量比对检查和其余离群值的检测。这些产品被科研团队广泛使用，如模型初始化和新的观测地点的优化选取等。#p#分页标题#e# 同时，一批面向非专业人士的高层次产品也将被，以实现贡献于国际气候变化与可预测性研究计划（CLIVAR）和海洋生物地球化学和海洋生态系统综合研究计划（IMBER）等重大国际项目、为Argo／Coriolis、My?Ocean、MFS／MOON等实时／业务项目提供补充产品等目标。用于分析的算法在优先级参数、时间和空间尺度和现有的程序方面，充分考虑了在不同海洋区域的特殊环境条件和需要。不同区域产品之间的一致性问题，由逆变模型分析进行的交叉检查来确保，并且通过参考DIVA图形软件专家和国际专家来实现。目前的工作主要为进一步提高产品的可视化服务：用户将能够从产品目录中搜索到数据产品，然后在地图中查看以及下载产品。目录和地图查看服务正在与My?Ocean合作，根据INSPIRE和OGC标准进行开发［6］。在元数据服务方面，欧洲海洋机构目录（EDMO）、欧洲海洋环境数据集目录（EDMED）、欧洲海洋环境研究项目目录（ED?MERP）、航次总结报告（CSR）、欧洲海洋观测系统目录（EDIOS）等5个欧元数据服务，给出了欧洲的海洋组织和他们在海洋研究项目、大型数据集管理，以及调查船和监测计划获取的欧洲海洋和全球海洋数据方面的概要。这些目录由各国协同编制，由seadatanet合作伙伴整理。每个目录都有各自的来源，然而seadatanet已将所有目录在使用语法、语义和工具上进行了统一。下面分别介绍seadatanet的5个元数据目录［7］。 （1）欧洲海洋环境研究计划目录 欧洲海洋环境研究计划目录（europeandi?rectoryofmarineenvironmentalresearchpro?jects，EDMERP）涵盖了海洋气象、物理海洋、化学和生物海洋学、沉积学、海洋生物学和渔业、环境质量、沿海和河口研究，以及海洋地质与地球物理等学科范围广泛的研究项目。在EDMERP编目中的研究计划是根据其题名或最关键内容的摘要而排列的［8］。其主要目标是支持用户在整个欧洲范围内寻找其感兴趣的研究活动，使他们能够与计划的科研管理人员联系，并访问项目成果，如数据、模型、出版物等。数据库具有许多实用功能，例如确定沿海和河口的研究项目，包括它们的数据收集活动，确定灰色文献（greyliterature）等。EDMERP由欧盟海洋搜索（EUsea?search）项目发起。欧盟seadatanet是其后续计划，参加seadatanet的成员国覆盖了所有35个欧洲国家。此外，EDMERP最近完成了一次重大升级：EDMERP用户界面和在线内容管理系统已经升级到第二版（V2），这将更好地衔接其他seadatanet目录，并使用已被引入seada?tanet的通用词汇。用户可以查询和浏览EDMERP目录，还可以指定搜索条件的组合。由此生成的与查询匹配的结果将出现在一个浏览列表中，清晰显示所选的个数，并允许在列出的结果之间跳跃浏览。此浏览列表可按一些关键要素排序，也可查看每个条目更多的细节，用户可以从一个项目跳到另一个。所涉及的组织和国家机构名称均设置了超链接，以链接到欧洲海洋组织目录（EDMO）所提供的具体组织的完整地址和描述介绍。EDMERP条目的汇编和维护由seadatanet网络的参与伙伴进行协调，它们与各自国家的机构联系和沟通，确保收集到重要的海洋研究计划的最新信息以及有关合作伙伴机构的地址和相关配置文件。NODC通过位于荷兰的机构来协调EDMERP的维护。这是通过一个专门的网上EDMERP内容管理系统（CMS）实现的。NODC可以为该国机构设置子账户，使其可以拥有自己的登录信息，因此，各机构可以添加和编辑自己的计划记录。然而，NODC负责验证由当地机构执行的所有修改和新建条目，然后再通过EDMERP用户界面提供给用户。另外，研究机构可以通过XML文件交换提供新条目和现有的条目的修改。因此，已经开发了一个新的适合单机使用的录入工具———MI?KADO。本着与seadatanet和NODC内的其他元数据库标准化和统一化的目的，EDMERPV1XML架构和XML交换格式已使用ISO19115元数据标准的标签来制定。EDMERPXML格式使用了通用词汇（commonvocabularies），该通用词汇是在seadatanet计划内发起建立的，通过网络服务和用户客户端保持业务运行。通过使用ISO标签和通用词汇，确保了与其他元数据库之间的互操作性。MIKADO工具可兼容修订后的CSRV1的XML格式，并使用seadatanet通用词汇。 （2）航次总结报告航次总结报告 （cruisesummaryreports，CSR，旧称ROSCOPs）是记录和汇报航次调查或海上现场实验的常用手段［9］。传统上，首席科学家有义务在航次结束两星期内向其国家海洋学数据中心（NODC）提交一份航次总结报告。通过此报告给出海上测量和所采集的样本的第一级目录清单。在欧盟Sea?Search项目范围内，德国海洋局（DeutschesOzeanographischesDatenzen?trum，DOD）已经安装了一个创新的基础设施，以简化录入和更新航次总结报告（CSRON?LINE）的流程，并通过互联网搜索和提交航次总结报告（CSRRETRIEVAL）。作为其后续项目seadatanet的一部分，覆盖范围扩大到了参加seadatanet的所有35个国家。目前正在进行的一个重大的升级是：CSR用户界面和维护系统已经升级到第一版（V1），与其他seadatanet目录更加一致，并使用了为seadatanet介绍的通用词汇。目前，CSR数据库涵盖了从1873年直到今天，来自欧洲30个沿海国家覆盖欧洲海域和全球海洋的超过37万条航次信息。其中也包括来自欧洲国家历史的CSR，从国际海洋勘探理事会（ICES）数据库加载的1960年之后的航次总结报告。CSR的汇编和维护由seadatanet网络成员负责协调，他们与各自国家的首席科学家沟通并且提交其CSR报表。NODC是荷兰的责任机构，协调和指导NODC成员机构整理和维护全国的CSR条目。这可以直接使用在线内容管理系统通过seadatanetCSR数据库完成，或者以CSR的形式提交给NODC，然后NODC将传输XML格式的CSR更新至seadatanetCSR数据库。为了与seadatanet和NODC内的其他元数据库标准化和统一化，使用ISO19115元数据标准的标签制定了CSRV1XML架构和XML交换格式。CSRXML格式使用了seadatanet发起的通用词汇，它通过Web服务和用户客户端保持业务。通过ISO标签和通用词汇的使用，与其他元数据库互操作性得到了确保。作为seadatanet项目的一部分，输入工具也已经升级。已经开发了一个新的输入工具：MIKADO，它适用于单机使用，与修订后的CSRV1的XML格式兼容，并使用seadatanet常见通用词汇。#p#分页标题#e# （3）欧洲海洋环境数据库目录 欧洲海洋环境数据库目录（Europeandirecto?ryofmarineenvironmentaldatasets，EDMED）。由意大利国家海洋学和实验地球物理学研究所（OGS）维护的海洋资料库目录介绍了由意大利几个科学实验室收集的500多套意大利海洋数据和普遍关心的国际数据库。该目录清单包括物理海洋学、海洋化学、生物海洋学、海洋气象、水文、海洋生态和水下声学等学科［10］。自21世纪初开始，已在全球范围收集多目录记载的数据集。他们的描述信息包括：观测的参数、仪器、数据处理、地理区域和时间周期、可用性和协调中心及联络人。它们以各自的格式（如数据库或文件、模拟记录、纸图、硬拷贝表格、生物样品等）被引用。完整数据集目录位于服务器上。 （4）欧洲海洋机构指南 作为seadatanet检索服务的一部分，欧洲各国的国家海洋数据中心维护着许多的元数据库。对于每个目录，重要的是具有海洋数据采集、处理和管理活动和研究项目所涉及组织的最新名称和地址。因此，建立了欧洲海洋机构指南（Europeandirectoryofmarineorganisati?ons，EDMO），以简化和有效一致的方式来管理这些地址和组织概况。目前，EDMO列出并描述了超过1000个研究院、数据保存中心、监测机构、政府和民间组织，它们从事海洋和海洋科研活动和／或数据和信息管理或支持服务。EDMO条目的汇编和维护，由seadatanet网络的国家海洋学数据中心（NODCs）协调，他们与其所在国家的机构接触和沟通，以收集信息确保这些机构的最新地址和信息。每个现有的元目录的维护工作被并入这些NODCs的国家收集活动中，并已经实施新的手段和工作方法，以支持协调的维护。NODCs可以通过网上内容管理系统（CMS）检查和更新国家组织的条目。 （5）欧洲海洋观测系统目录计划 欧洲海洋观测系统目录（Europeandirecto?ryoftheinitialocean－observingsystems，ED?IOS）是一个基于互联网的欧洲海洋观测、测量和监测系统的检索目录，是欧洲全球海洋观测系统（EuroGOOS）的倡议之一，由欧洲委员会研究总局共同出资开发。该目录包含元数据，即位置、测量参数、频率、数据的可用性、仪器的技术信息、负责机构以及数据持有机构的链接等信息。EDIOS目录的定期更新，确保大多数欧洲进行连续观测的海洋观测系统的最新信息。该目录是EuroGOOS全面实施的先决条件，它实现了对欧洲业务模式的可用数据进行连续分析，从而能够优化仪器的布放、采样策略及分类设计；基于EDIOS可访问数据及其包括的海洋观测系统，将海洋观测设置为欧洲标准，并帮助定义欧洲海洋观测系统。EDIOS有如下几个目标：①收集目前在波罗的海、东北大西洋（包括西北部的欧洲陆架）、地中海的所有欧洲海洋观测站点／设备（站、断面、重复样品、浮标、平台等）获取的信息，包括其地理位置、技术特点、观测的频率，并将这些信息传输到一个可查询的数据库（目录）。②通过对使用中的海洋观测站点／设备进行分类来定义欧洲海洋观测系统。③创建一个可视化用户界面（用户参与），以方便各种潜在用户访问本目录。EDIOS分类系统对EDIOS元数据库中的条目进行了分类，使全球海洋观测系统（GOOS）的工作人员和使用者能开放式的以最小限制访问GOOS并立即识别描述观测站／数据的记录；访问某些组织和GOOS区域联盟的观测站／数据；以及那些仅设计为单一机构或本地接入和使用的观测站／数据。目前EDIOS包括12000多个信息条目，并不断地在更新中。EDIOS收录的信息包括：①数据收集手段（仪表、传感器、船舶、网络等）的技术规格。②地理坐标。③观测的详述以及他们的时空特征（但不包括观测值）。可以包括站点采样的生物和生物化学数据的信息，没有必要为这种实际记录存储做特殊的考虑。将提供包含实际记录的数据库／档案的链接。④测量的近似精度。⑤采样数据目前的应用，包括衍生产品的应用。⑥每个仪表或传感器的责任机构／研究所。⑦数据持有机构和研究所的链接。EDIOS使得各国的国家海洋观测系统能够快速组合和协调，提高欧洲周围海域的监测和建模，并发展和完善观测活动。它还允许对海洋观测和预报系统的性能进行评估，并通过建立业务海洋观测系统的分类计划，来为海洋观测技术设置欧洲标准。EDIOS将鼓励对目录中包含海洋观测系统产生的数据在国家间进行广泛科学使用，以助于预测、评估，并制订应对全球变化的方案。 EDIOS对欧洲业务海洋学的促进作用将凸显在业务系统中的各个组成部分中，从仪器制造商、海洋观测系统的设计和实施、建模到附加价值处理和客户的需求。除了IOC／全球海洋观测系统、EuroGOOS、世界气象组织等国际计划的用户外，该目录还将寻找自己的用户群体。他们将是科学家和海洋科研院所和机构，环境和资源管理机构，气象部门等其他人员；此外还包括SMEs海洋行业的中小企业。EDIOS将有助于一般的海洋资源用户找到他们感兴趣的数据来源。此外，欧洲海洋观测地点／设备的汇编将有利于业务海洋学产生数据的协作及科学使用，从而减少冗余或重复的数据采样。由此带来的成本节约可能吸引更多的调查研究海洋，进而增加我们对海洋过程的整体了解。对ED?IOS测量系统的分类，将建立欧洲的海洋观测系统所需的欧洲标准。这些标准将处理由国家和区域机构存储的海洋观测站点／设备的格式、尺度、单位、地域分布、类型和详细信息。他们将有可能激励海洋观测设备的制造商和业主改善他们的系统。EDIOS将有可能首次实现对欧洲业务模式的连续性数据进行分析。主题网络将收集分散的海洋观测系统信息，将其整合归入目前正在使用的欧洲业务化海洋观测站点／设备的目录（包括黑海）。EDIOS的建立将尽可能与现有的如SEANET和EDMED等国际元数据库密切结合。如上所述，这样的一个目录能够协调各个国家海洋观测站，以改善欧洲海域周围的监测和建模，它是EuroGOOS全面实施的先决条件。EDIOS将会包括欧洲目前所有的目录以及数据存储机构和研究所的链接，从而有利于欧洲的海洋组织、机构和研究机构之间的联网和数据共享。EDIOS将采用未来定期更新的规定。EDIOS将向海洋科学、机构和企业提供前所未有的服务。这将补充和支持元数据库，包含项目的档案记录，或该清单的科学航次，档案数据中心，数据中心目录和其持有者。到目前为止，海洋观测站／设备的信息包括：海洋站、重复站、锚系浮标、远程成像等，目前在欧洲这些信息分散且不容易获得。许多区域数据库包含某些类型海洋观测地点／设备的材料，或专注于测量变量和机构持有的数据。国家机构和研究机构通常持有他们经常使用的海洋观测地点／设备名单，但这个信息在不同的机构之间是不兼容的，即格式、尺度、单位等类型和详细信息往往不一致。因此，欧洲海洋观测地点／设备全面的目录将是业务海洋学和海洋科学领域一个新的非常有用的工具。在海洋数据管理领域，EU／MODB（地中海海洋资料数据库）率先提供了一个地中海温度和盐度的全面数据集。这项工作由EU／ME?DATLAS项目进一步发展，该项目制作了目前地中海地区最完整的数据集，包括温度和盐度的气候图集。正在进行的EU?MEDAR／ME?DATLAS－II项目，旨在通过收录化学和生物参数和黑海地区的数据推进上述工作。欧洲海域其他地区的数据库和元数据库包括：波罗的海海洋观测系统（BOOS）收集由波罗的海沿岸国家运行的观测站观测信息；对于北海，欧洲北海地区的固定监测网络研讨会（SeaNet）提供浮标和平台的全面信息；其他欧洲国家建设海洋数据和元数据的数据库的行动，与欧盟支持的区域海洋大型研究项目框架内进行的海洋数据和信息管理活动相互联系（OMEX、MTP、CANIGO等）。#p#分页标题#e# 除了BOOS和SeaNet元数据库外，所有上述数据库和元数据库，主要或完全以传统海洋航次调查期间收集海洋学数据为基础。然而，欧洲的海洋预报需要具有实时数据采集能力的观测网络和分析系统、数值模式和资料同化程序。为此，大多数欧洲沿海国家维护着业务海洋监测计划，这些计划通常由国家机构和研究机构或科研组开展。然而，这些计划和项目通常只在每个国家内部运作，很少互相协调，即使在一个国家的各机构之间他们往往也是不相容的。一般来讲，一个国家有10到15个不同的机构在进行业务观测，如果计算所有那些地方一级的机构，数字可以达到更高。除了国家方案，业务海洋数据也来源于国际项目（如MF?SPP—地中海预报系统的示范项目）。总之，EDIOS是业务海洋学一个急需的工具，将填补现有欧洲海洋元数据库存在的差距。EDIOS将通过提供关于欧洲在连续使用的仪器和传感器信息的一个全面的目录，帮助Euro?GOOS建立欧洲海洋观测系统。此外，它的可视化用户界面会使用户很容易获得感兴趣的EDIOS资料，从而确保了EDIOS对所有海洋部门、商业和非商业组织的实用性。 欧洲海洋观测与数据网络欧洲海洋观测与数据网络 （Europeanma?rineobservationanddatanetwork，EMOD?NET）是欧洲海洋委员会2008年发起建立的，其目的是把现有的、分散的欧洲海岸带、大陆架以及周围海盆海洋观测系统获取的原始数据整合起来，对其进行综合管理，并制定相应的政策保存数据，为政府决策者、海洋管理部门以及相关部门和研究人员等用户提供方便快捷的数据访问和获取渠道，提高海洋观测、预报、海洋资源管理、海运安全以及欧洲海洋研究效率等各项工作。EMODNET是端对端的系统，由传感器与平台、调查研究、通信系统、数据管理和信息工具几个模块组成。EMODNET将形成一个公共的数据管理办法，倡议和组织协调海洋数据的管理，包括欧盟第六框架计划全欧洲海洋数据网络（seadatanet）的延时数据、欧洲海底观测网（ESO－NET）的海底长期、多学科观测站，欧洲全球海洋观测系统（EuroGOOS）区域的实时和准实时数据，欧洲气象卫星组织（EUMETSAT）的数据、图像和产品，国际海洋勘测理事会（ICES）的大量海洋学数据等。欧盟委员会已经签署了创建欧洲海洋观测数据网络（EMODnet）试点组件的服务合约。总体目标是创建试点门户，将分散和访问不便的海洋数据整合成完整海盆的可互操作的、持续和公开的数据流。整合的结果将有助于欧洲海洋观测数据网络的最终业务运行，为其确定流程、最优技术和近似成本。EMODnet－水文地理门户（EMODnet?hy?drographyportal）是EMODnet正在建设的数据门户之一。水文地理门户发起于2009年6月，目前正在为广大用户提供越来越多的产品和服务。在编制水深调查（铅垂线、单波束和多波束调查）目录方面正在取得突出的进展，并采用SeaDataNet的通用数据索引（commondataindex，CDI）结构，提供其数据检索和获取服务。此外，这些调查数据被整合处理，生成了欧洲下列海区的高精度的电子水深产品：①泛北海区域：包括卡特加特海峡（在瑞典和丹麦之间）及延伸海域。②英吉利海峡和凯尔特海。③地中海西部、爱奥尼亚海、地中海中部。④伊比利亚海岸和比斯开湾（大西洋）。⑤亚得里亚海（地中海）。⑥爱琴海－利万特海（地中海）。通过专门的数据产品查询服务，用户可以公开访问下列地理信息系统图层：①在0．25′经纬度DTM网格上的格点水深。②标注有等深线的标量水深。③选择查看单个DTM单元的质控参数和源数据。④选择显示沿航线的深度剖面。⑤海岸线。⑥通过OGCWMS协议选择添加CDI检索服务所包含的图层，如测深调查的轨迹等。用户可以下载多种格式的数字地形。此外，用户可以检索原始调查的元数据，并可以向分布式数据管理者提交对这些数据集的访问请求。OGCWMS还支持用户使用数字地形与其他门户网站数据产品相结合进行使用，这些门户包括EMODnet开发的海洋生物、海洋化学、海洋地质学、物理学和海洋生物栖息地门户和其他门户。许多组织参与了水文地理数据和产品的获取和提供，它们包括：①水文局，负责测量航线、港口航道，生产用于导航的纸质海图和电子海图（ENC）。②负责管理和维护港口、海防、航道和水路的主管部门。这些机构开展定期水深监测调查，以确保维持经协商的航海深度或确保国家的海防安全。③研究所，在其科学航次调查中收集多波束调查资料。④工业机构，特别是能源工业，进行多波束调查线路管道和电缆线（风电场），以及电信行业调查电话和互联网电缆的架设。EMODnet水文和海底制图组正在积极寻求与这些组织的合作，以生成更多的数据集（单／多波束调查、探测轨道、复合产品），以支持良好的地理覆盖率和高品质的水文数据产品。接收到的数据集正用于生产区域的数字地形模型（DTM），分辨率为0．25′×0．25′。该数据集本身不，但在CDI的元数据中有所描述，提供有关制作DTM的背景调查的数据，数据的访问限制、组织者和者等明确信息。这样一来，门户网站不但为水文资料的提供者设置了一个向潜在用户展示数据集的有力窗口，还可以对数据集进行有效的管理。 结束语 海洋环境现场实测资料的采集和管理是监测海洋环境变化、海洋环境保护、海洋资源开发、海洋防灾减灾、海洋工程建设、海洋国防安全等一系列涉海事业的重要基础。海洋观测资料管理涉及海洋环境数据的存储、管理、分析、处理和共享等多个方面。为此迫切需要建立一套以海洋数据为对象，集海洋环境参数实时监测、海洋数据管理、数据分析处理和数据共享为一体的数据管理系统。在过去的十几二十年间，全球已经建立了海洋科研数据和元数据的几个国际数据库。例如，联合国教科文组织／政府间海洋学委员会（IOC）已建立了海洋环境数据和信息（MEDI）数据集的查询目录。从最初打印的目录开始，MEDI已于最近被重建为基于PC的应用程序。MEDI的数据库结构以全球变化的主目录（GC?MD）为基础。GCMD是由美国航空航天局开发的一个有关全球变化的数据集目录（包括海洋数据集）。近年来，国际海洋资料和信息交换委员会（IODE）又发起了海洋数据门户（ODP）计划，旨在通过IODE网络下的国家海洋资料中心完整地获取海洋数据集和目录，同时考虑通过网络服务开发，使用户能迅速便捷地查询、评估并获取数据，发展一个全球性的分布式数据系统。此外，澳大利亚也已经开发了自己的“BluePages”目录。尤其是海洋国家占大多数的欧洲，海洋数据和元数据的发展更是走在世界前列，欧洲海洋学数据和信息管理网络（EU／EURONODIM）、欧洲海洋观测与数据网络、欧洲海洋数据信息网络等项目和计划正在不断的扩充和更新。欧洲的先进海洋数据管理理念和运行模式值得我们借鉴。我们应采取具体行动，建立我国的综合海洋数据管理网络，并确保其能够持续地发展。这里仅对我国的海洋数据管理和共享网络持续发展提出几条建议。#p#分页标题#e# （1）对国内现有的各种观测系统进行行动成本和效益评估，加强基础设施建设，建立完善的海洋观测、预报和预警系统。（2）通过加大适当的资金投入、鼓励机构间的合作、开展统一的海洋战略研究等手段，缩短各沿海省市、各涉海部门之间的数据观测和管理方面的差距。（3）尽快制定海洋观测数据和信息管理规定，指导并提高海洋数据收集方式和数据的科学使用，建立国家海洋观测资料共享机制，加快海洋数据共享平台的建设，开发方便快捷的数据检索和下载界面，以方便用户能够非常轻松地访问并获取现有海洋数据和产品，并且是高质量的数据和兼容的格式。（4）尽可能收集军事与工业数据（如石油、天然气、渔业和海上运输），收集各沿海地方政府决策需要参考的数据，并列入我国综合海洋管理网络。（5）开发新技术（如深海观测站）、购置和布放新的传感器（如Argo浮标的有氧传感器）；提高海洋科学仪器设备自主研发和产业化能力，逐步改变我国海洋仪器设备依赖进口的局面。（6）积极参与国际交流与合作，参加全球和区域的观测计划，促进海洋数据和信息技术的交流与共享，扩充我国海洋资料储备，提升我国海洋观测和预报的能力。 本文作者： 于婷 王海波 董明媚 单位：天津国家海洋信息中心 青岛中国海洋大学海洋环境学院 数据管理论文:农业物联网数据管理 物联网(Internetofthings)的概念是在1999年提出的，2005年国际电信联盟(ITU)发榷了《ITU互联网摄告2005：物联霹》将之定义鸯萼冬各释信息传感设备葛踅联网结合藏宋而形成的一个臣大网络．奥巴马就任美国总统后在一次会议上表示：“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式n吨]．”激家宝总理2009年指出，要大力培育战略性毅兴产照，攘抉物联网的研发应用并将“发麟物联网，促进倍感化”作当年“两会”期间为讨论的主题之一． 当前世界各豳都投入了大鬣的人力和物力开展物联网相关技术的研究，也取得了很多成绩．丹麦运输公司采用IBM的传感器技术允许园艺供应链中的参与者跟踪鲜花和盆栽植物的运输进度(从种植者到批发商，到零售商，遍及欧洲40个国家)．整条运输链的各方公司都可以利用传感器对运输的条件和气候进行跟踪．使运输过程更加透明．英国的Pachube允许给现实世界和虚拟世界中的物品、设备、建筑和环境添加标签，并分享即时传感器信息[3]． 我国在物联网方面也展开研究，并取得了很好的成果．无锡传感网中心的传感器产品在上海浦东国际机场和上海世博会被成功应用，这套设备由lO万个微小的传感器组成，散布在墙头墙角墙面和周围道路上．传感器能根据声音、图像、震动频率等信息分析判断，爬上墙的究竟是人还是猫鼠等动物．远望谷开发的完全拥有自主知识产权的XC型铁路车号自动识别系统已成功应用于中国铁路车号自动识别系统，在铁路货车使用费用清算中实现了精确统计货车数量；消除了铁路运输调度管理的盲区，提高列车正点率． 然而我国当前在农业物联网应用上做的工作还比较少．本研究结合传感器网络、移动网络与智能手机实现了对农田的实时监控和数据采集，对于农业安全管理、产品溯源都有相当的指导意义． 1材料与方法 1．1概述 物联网有3个特性：全面感知、可靠的传送和智能作用[4]，其控制特性与传感器网络‘51有很大不同，主要强调系统的可控性，而传感器网络则强调系统的可观测性．因此将传感器网络作为物联网的一个组成部分接入时就必须对其进行调整，使之适应物联网的要求．物联网包括3个层次：1)传感网络，即以二维码、RFID、传感器为主，实现‘物’的识别；2)传输网络，即使通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算；3)应用网络，即输入输出控制终端，可基于现有的手机、个人电脑等终端进行‘…． 本研究中，物联网中的“物”包括4种：农田(棉田、麦田与玉米地)、传感器网络、数据管理终端和智能手机．构建物联网的目的是将这4种“物”连接起来，使农田能够成为网络中的一个可观测终端，在此一共包括3个层面的连接： 1)直接测量．通过传感器网络采集温湿度和光照；通过数据管理终端归纳并管理采集到的数据；并通过智能手机实现数据的实时查看、分析与管理． 2)多源数据集成．将当前已建成的气象监测网络获取的数据与无线传感器网络采集到的数据相结合，建立传感器网络采集到的特征点数据与大环境数据的对应关系，使研究人员能够通过此网络更好地了解农田各参数之间的关系． 3)数据的开放与共享．利用WebService将网络内的数据开放出去，使之可以为更广泛的应用提供数据支持．例如为卫星遥感数据提供地面数据支持等． 1．2网络结构与部署 网络由3部分构成：精准灌溉传感器节点——用于采集空气温度、土壤湿度和光照强度，并为邻居节点提供路由；数据服务提供者——在服务器上部署相关服务，用于连通网内成员，并对外提供数据服务；数据管理终端——包括智能手机、B／S数据管理网页和C／S客户端，用户可通过不同方式查看服务器上的数据．系统在新疆与北京分别部署，服务器设在北京．在北京主要监测种植春小麦和夏玉米的农田，采集土壤湿度、空气温度和光照，并由网关节点记录喷灌机行进数据；由于新疆采用滴灌，故仅采集棉田土壤湿度、空气温度和光照，人工记录灌溉时间与灌溉量．通过B／S网页或分布部署在智能手机和电脑上的C／S客户端，用户可以远程查看农田参数与农机使用情况，分析数据以提高灌溉效率． 1．3软硬件配置 传感器网络系统采用国家农业信息化工程技术研究中心的FieldwSNs(农田环境无线传感器网络系统)，载波频段433MHz，实际部署时节点间距50～100m，每子网包含20个传感器节点构成对等网．土壤含水率传感器采用ECH20水分传感器，工作电压为2．5V． 由于部署网络区域经常出现连续阴雨天气，为方便部署传感器节点采用4节1．5VAA电池供电，通过稳压芯片t作电压3．0V；节点MAC层采用CSMA／CA协议，网络层采用洪泛协议；在能量管理上采用休眠／同步机制，使全部节点同时工作而后同时进入休眠状态以节省能量，通讯时利用网络层的洪泛机制进行全网同步[7]． 网关节点采用太阳能供电，工作电压12V；为保证网关节点在雨季也能正常工作，蓄电池容量为12Ah． 基于智能手机的移动终端采用WindowsMobile操作系统，通过WebService与服务器相连．主要目的是：1)在部署时以机载GPS定位节点，将节点位置信息上传至服务器；2)在现场查看网络工作状态，方便部署与维护；3)方便管理人员远程监控农田参数、人员工作状态与农机工作状态． 1．4数据服务的设计 传感器网络在外部看来是网络化的传感器，更强调数据的采集，强调系统的可观测性【8]．在传感器网络中观测的对象是传感器采集到的数据、传感器的工作状态以及网络的连接情况．而物联网则强调各个相连的事物之间的连通性，以及系统的可控性，物联网中传感器网络是连接观测者与被观测对象的渠道．因此，需要对传感器网络采集到的数据进行处理，以观测者需要的形式出去．主要包括2部分服务：滤波和插值和．观察者可以访问通过这些服务了解被观测对象，这一过程对传感器网络而言是透明的． 1．5数据滤波 由于传感器网络在传感器端没有作滤波，可能会有一些奇异数据被采集回来，在一般使用中需要进行滤波，只观测台理可靠的数据．在一些特殊的应用中，特别关心奇异数据，也可以通过滤波服务获取这些奇异数据．为方便计算，采用简单的平滑滤波∽j．#p#分页标题#e# 平滑滤波的目的是在不影响低频率分量的情况下减弱或消除图像中的高频率分量并将观测值中的细小中断连接起来．处理后的任一输出值弧均为观测值≈与相邻元素运算后的结果，如式(1)所示：Yk=≥：口：zf， (1)t=FN滤波窗宽度为2N，ai为加权系数，k为滤波窗中值． 为方便计算采用矩阵表达，可得y=IA】X／n， (2)其中l，为输出向量，x为输入向量，Ea-1为滤波矩阵，n为平均值参数． 针对不同情况可以使用线性平滑滤波和加权平滑滤波，线性滤波的滤波矩阵为行列元素皆为1的7阶矩阵，n为7；加权滤波的滤波矩阵为行向量为[1，6，15，20，15，6，1-1构成的矩阵，以为64． 对应服务为record[]DataProcess．Smooth(Datetimestart，Datetimeend，boollinear)，其中start为起始时间，end为终止时间，linear为线性滤波标志，返回值即为滤波后的输出值． 1．6插值分析 如果观测者仅能获得传感器所在位置的数据，就无法体现被观测的农田与观测者的关系，因此有必要对传感器采集到的数据进行插值，将空间插值后的数据提供给用户，使观测者只需输入位置信息即可获得所需的数据．因为同一农田中的温度、湿度和光照都是连续变化的，所以采用插值分析获得的数据是可信的．插值方法采用简单的两点插值和全图距离倒数插值2种． 1．6．1两点插值 两点插值又叫线性插值，取最近的2个点A，B的观测值为参考值，计算任意点的值．y一丝坚≯盟，(3)L其中L为最近两点距离，z。为插值点距A点距离，z：为插值点距A点距离，Y。为A点观测值，Y：为B点观测值．两点插值非常简单，而且不受其他点干扰，通常在部署网络时用于校验观测点传感器工作情况． 1．6．2全图距离倒数插值 两点插值计算简单，但是缺乏连贯性，每次参考点发生变化时插值结果会跳变，因此提供全图距离倒数插值服务，用户可以任意选用插值方法．全图距离倒数插值公式如下‘10]：3，一∑暑／∑z1， 其中zi为观测点i的观测值'rl为观测点到插值点的距离，n为观测点集的规模．对应服务double[]DataProcess．getValue(doublelongitude，doublelatitude，boolsimple)，其中longitude为插值点经度，latitude为插值点纬度，simple为两点插值标志，返回值即为插值点湿度、温度和光照观测值． 2结果与分析 网络被部署在新疆哈密、石河子和北京，图2为新疆石河子的网络实际部署图．为保证通信质量，传感器节点和网关节点被部署在2m左右的支架上． 由于距离较远，传感器节点须通过多跳方式将数据发送到网关，实验中跳数最大为6，通信距离400m左右． 传感器网络在4个月中采集到大量的数据，通过相应的服务，可以采集区域内任意点的数据曲线． 用户观测的对象由传感器网络节点转变为被观测对象，可以通过选择位置直接获得观测值．展示了哈密实验田中经纬度与石河子实验田的土壤湿度和光照曲线，在7月4日至7月5日哈密经历了一场降雨，在降雨期间光照强度急剧下降，而土壤湿度则迅速攀升直到夜间降雨停止湿度才开始回落．而石河子则是多云问阴的天气光照强度发生变化，而土壤湿度则基本持平． 通过相关数据服务，用户可以使用装在手机上的移动客户端访问网络．定位系统包括2部分内容：1)利用手机GPS进行定位，通过服务现场记录节点经纬度，并提交服务器．2)通过服务获取网络中各节点位置及其数据，通过插值算法将数据与位置关联起来，为用户提供直接的数据支持．此时传感器网络对用户完全透明，用户可以直接获取自己所关心的位置的农田参数． 数据管理论文:环境监测数据管理信息化发展 近几年，我国各级环境监测部门都积累了大量与环境有关的数据。但是，由于数据管理的手段还停留在单机和手工处理阶段，数据质量主要依靠人工检验，这就出现了无法有效处理大量数据的情况，甚至还会引发错误。如果数据出现错误，就无法反映实际情况，相关高层也就无法及时应对紧急的环境事故，继而造成意想不到的后果。 1开发系统的要求 建设信息化环境监测数据管理平台主要是为了加强各级环境监测部门对监测数据的管理和综合分析，进而实现信息共享。利用网络、B/S、GIS、数据库、Internet/Intranet、智能化数据分析等先进技术收集、汇总、审核、统计分析各级环境监测部门的数据之后形成报表，从而实现信息的完整收集、迅速传递、高效管理、综合分析和共享。 2系统设计 2.1平台的开发 不同城市的环境监测系统开发平台是不同的。其中，大部分系统使用的都是由微软公司开发的NET作为技术开发平台，使用的开发语言为NET语言、VB语言和ASP语言，这些都是系统最常用的语言。而个别WebGIS部分是不用语言来编程的，它使用的是MAPINFO家族技术和MAPX技术。这2项技术和语言编程同样重要，并且该系统主体是用可以使系统保持正常运行的B/S构建的，而录入使用的结构是由C/S构建的，可以有效提高平台的运行效率。 2.2数据库建设 该系统所用的数据库为SQL-SERVER2000，它是用关系型数据库来管理数据的。由于该系统的空间关系不复杂，而且空间属性相对简单，所以，可以统一管理空间数据和属性数据。环境监测中涉及到的数据有环境质量基础数据、环境质量标准数据、自动监测数据和例行监测数据等。其中，环境质量基础数据包括环境质量各要素的基本信息，即各级环境监测站，湖库、湖库垂线，河流、河流断面，饮用水水厂、饮用水源地、饮用水采样点，地下水、入海河口以及近岸海域监测点，噪声监测点，空气、大气监测点，网格等主要要素的基本信息；环境质量标准数据是指评价环境时用到的各种国家标准；自动监测数据包括水质自动监测数据和空气日报预报数据；例行监测数据则由水、气、声三大监测数据组成。为了适应环境监测中一点多用的需求，数据库中还设计了水环境点位属性表和空气点位属性表。通过点位属性表，分析人员可以灵活管理点位的变化，并且按照某一属性分析数据，从而实现合理利用、监测数据的目的。 2.3服务器端与客户端互换 系统使用了B/S架构后，要想简化操作，就可以利用WebService。这种简化主要就是实现服务器端与客户端之间的互换。WebService在网络运行中能发挥调用的作用，以此来满足客户端的调用需求。只要调试了客户端，那么，WebService就可以在服务器中运行，并处理运行过程中遇到的各种问题，将各个服务端的数据收集起来，最后再把最终的结果返回到调试区域。通过客户端与服务器端之间的互换可以实现两者间的高效互动。 3主要功能模块 信息化环境监测管理平台的功能模块主要有例行监测数据的录入模块，导入导出模块，数据管理、分析模块，自动监测数据的管理模块，监测点位管理模块，WebGIS数据查询分析模块和系统设置模块。例行监测数据的录入模块主要为C/S结构，它具有清空数据库、导入数据、检测值校验设置、数据录入、数据查询修改和设置地区年份等功能，同时，还能得到规范的监测数据。例行监测数据的导入导出模块主要是提供DBF格式和ACCESS格式的数据，它不仅可以排除掉错误的数据，提示错误，还可以自行规定校验的规则，比如监测点位完整性校验、监测值范围校验等。分析结果会在EXCEL中被编辑，使数据和检测结果更加直观。例行监测数据管理包括基础数据管理和监测数据管理两部分。基础数据管理主要是指数据的查询和修改、基础代码数据年份间的转换、数据增加等；监测数据管理主要是数据的简单、高级查询，还有要按照点位属性查询监测数据。自动监测数据的管理模块包括水质自动周报管理和空气质量日报预报管理。监测点位管理模块是为了适应一点多用监测工作的实际情况而设计的。这个模块可以实现用户管理水和空气点位的需求，同时，用户还可以添加或修改属性类别满足自己的需要。WebGIS数据查询分析模块具有视图功能，可以修改图像数据，使其达到最佳的效果。而该模块还可以实现属性数据与地图数据的图文互查，为各类数据的分析绘制专题图，比如柱状图、面状图还有饼状图等。这样做，不仅能够更加方便、快捷地查询数据，还能够更加清楚地呈现相关问题。系统设置模块囊括了地区设置、数据校验规则管理和环境标准管理。 4结束语 在信息发达的今天，如何利用信息为人们的工作服务，解决问题，已经成为了需要人们不断思考的内容。环境监测数据的传统处理方法已经无法满足现代化发展的需求，所以，实现环境监测数据管理的信息化刻不容缓。 作者：程诗雨 单位：南京市江宁区环境保护局 数据管理论文:主数据管理应用下的轨道交通论文 1主数据管理系统建设需求分析 随着企业日益向全球化迈进，为应对不同业务部门的个性化需求，信息系统越来越多，众多系统造成数据量不断增加。主数据在不同系统中的重叠现象日益显著，由于同一主数据在不同系统内部的标志和描述不统一，从而导致企业数据大规模形成冗余，用户无法确定其有效性，造成维护成本居高不下，业务差错率升高。即便在同一个应用系统内，所涉及的物料、人员、客户等主数据信息随着使用范围不断扩大，数据规模和分散的程度也不断增长，同一主数据在同一应用系统中会被不同的用户维护成为不同的对象，企业无法出具精确的分析报表，导致企业领导无法做出正确的决策。因此，随着企业不断发展，在信息化道路上高质量的数据已经成为区别企业管理水平和竞争力的重要指标之一。主数据是企业运作过程中必须使用的基本信息，它们长期存储在数据库中，集中存储并且可以由各组织维护和使用，是系统稳定运行的基础。主数据的有效管控，可以支持经营管理层便捷地获取多种业务角度的全面分析报告，加深数据挖掘和透视；可以保证业务管理层使用主数据的一致性和实时性；并可以帮助业务操作层人员统一沟通语言，降低沟通成本。一个企业在信息化建设的道路上是否实施了主数据管理最终的结果有着鲜明的对比。 2主数据管理系统建设目标 根据该公司信息化建设的总体规划和分布实施的策略，主数据管理系统建设的核心目标为：1）整个集团内制定并执行统一的，并且是符合业务要求的、科学合理的主数据标准；2）通过主数据标准的执行使得企业内部各个业务环节使用的主数据完整统一，只有一个真实的版本并且质量较高；3）提高数据的使用率和用户对企业数据质量的信任度；4）满足企业的诸多管理战略目标的需求。 3主数据管理系统实施 3.1主要实施内容1）制定四类主数据标准会计科目：立足于集团财务报表需求制定统一的会计科目体系。物料：包括原材料、标准件、成品和半成品，重点解决物料整体分类和对应属性标准。客户：制定集团统一管理的客户主数据的数据标准。供应商：制定集团统一管理的供应商主数据的数据标准。2）系统建设固化主数据标准和管理流程等，为用户管理主数据编码提供系统平台。实现对新增主数据编码的申请、审批、、更改、映射和查询功能。3）数据清理按制定的各类主数据标准对现有的会计科目、物料、客户和供应商数据进行清理，对清理后的规范数据进行集团统一编码，并导入主数据管理系统供集团及各企业共享使用。4）建立有效的管理流程和组织机构建立主数据管理流程和管理规范，建立主数据管理组织及职责设置。 3.2系统应用架构该公司选择了国际领先的SAP公司最新的主数据管理产品MDM7.1，提供了丰富的数据类型和强大的管理功能，但它本身没有流程审批控制功能。为了实现对集团主数据的申请、审核、等关键环节进行控制，将主数据标准、流程固话到系统中，该公司自主开发了工作流平台，并与SAPMDM系统集成应用，实现了整个集团主数据（物料编码、会计科目、供应商、客户）申请、审核、、修改等管理流程，为整个集团实现研发平台、企业资源计划系统（ERP）、决策支持系统（BW）等系统的全面集成共享奠定基础，实现了跨企业、跨系统的业务数据集成应用，主数据管理系统应用架构。 3.3实施方法MDM系统的实施是组织、流程、标准、平台高度集成的系统工程，实施推动工作巨大，主要的实施方法如下： 1）组织准备和MDM系统培训宣贯项目调研准备及集团数据标准宣贯，了解企业信息标准化现状并组织协调集团标准化专家进行标准培训。(1)了解企业各类主数据活跃数据量（存在于哪些系统，由哪些部门负责收集），确定数据收集范围。(2)了解企业各类主数据维护流程及编码规则。(3)建立企业主数据清理团队（包括内部顾问、关键用户）。(4)通过培训使最终用户了解主数据质量的重要性。(5)通过培训使最终用户了解物料、客户、供应商、会计科目等主数据标准规范。(6)通过培训使数据清理团队了解数据收集及清理方法。 2）数据收集及清理与数据的初始化(1)按照已确定的数据范围采集原始数据并存档。(2)制定数据清理流程及数据清理计划，划分数据清理过程相关人员职责。(3)汇总收集数据，按照主数据标准进行数据规范性检查，组织自身排重，检查和排重完毕后提报给MDM系统负责人，并存档；对于物料分类等标准问题，汇总记录后提交给集团标准化专家，并跟踪协调，直至问题全部解决。(4)MDM系统负责人对数据进行排重检查，将疑似重复数据反馈给原企业确认。(5)数据清理并检查完毕后，将清理出的所有主数据统一进行编码分配，导入MDM系统并下发至各企业相关信息系统。 3）MDM系统与企业信息系统集成(1)系统集成方案讨论，结合集团现有集成模式，根据企业的实际业务进行具体的集成方案讨论。(2)了解企业正在实施的系统内容，为系统集成及数据清理做好基础。(3)集成接口实现，制定数据映射规则，通过SAPPI进行配置，实现系统之间的数据集成。 4）上线前准备及系统配置(1)收集企业组织机构，完成主数据管理系统内组织机构的创建。(2)收集系统用户申请表，完成平台内用户创建，分配用户的角色、业务权限及功能权限。 (3)配置各类主数据的申请流程，包括物料、客户、供应商、会计科目等主数据的申请、修改、分发等业务流程。(4)组织相关业务部门关键用户进行MDM系统操作培训并编写用户操作手册。 5）系统上线及运维支持(1)建立系统运维组织及和职责划分。(2)做好系统支持及运维工作，及时解决出现的系统与数据问题，对问题进行汇总记录，并持续优化完善系统功能。 4应用效果及效益分析 4.1应用效果通过成功构建集团统一的主数据管理系统，建立集团统一的主数据标准、管理流程、支撑平台，保证整个集团基础公共数据的一致，促进了各企业规范基础管理，推进了全集团信息资源共享。为集团实现重要物料采购动态对标、财务综合分析、供应链优化提供有力支撑，有效提升集团科学决策分析能力。通过主数据管理系统的实施获得了以下收益：1）通过主数据管理系统逐步建立起集团公共基础数据标准库，实现了ERP、供应链管理系统和其它信息系统的灵活数据交换，为集团整体信息化建设综合集成和信息共享奠定基础。2）有效解决集团在进行信息化建设的过程中遇到的突出问题，即缺乏公共数据的标准和统一编码，尤其是物料编码的统一。这是集团推进ERP系统成功实施的前提条件之一。3）使用统一的公共数据编码标准可以提高数据的准确性和一致性，降低数据合并、整理、对比等工作量，提高效率，降低工作复杂性，具有长远的经济效益。 4.2经济效益主数据管理系统自2009年12月上线运行以来，日均集团统一主数据编码300多个。用户每天登录主数据管理系统申请、审核、审批物料等主数据。与此同时，主数据管理系统与公司SAP-ERP系统和决策支持系统（BW）的接口每天进行稳定的数据交换。由于有了统一的主数据管理系统，各类主数据的数据质量得到了很大的提升，按照业界调查统计报告，仅数据质量提升一项即可带来平均28.5%的收益。同时，由于主数据管理系统统一了各企业的物料编码，使得集中采购业务的操作性大大提高。通过主数据管理系统与集团供应链电子采购平台的集成应用，为推动采购对标、集中采购，阳光采购等管理手段提供了良好的数据基础，截止2013年底各企业线上采购金额已达到201亿元，线上降采金额约为7.6亿，综合线上采购率为50%，如果全部实现线上采购，降采金额预计超过10亿元。 作者：魏涛单位：中国北车股份有限公司 数据管理论文:开放存取资源元数据管理案例分析 1OAPS概述 OAPS是由清华大学、香港城市大学、台湾逢甲大学三校图书馆于2Oo4年7月共同发起的一个联合式机构仓储计划，即学生优秀作品仓储计划。目前已经加盟的成员有清华大学、香港城市大学、台湾逢甲大学、南洋理工大学、厦门大学、上海交通大学，并建立OAPS联合机构仓储网站_1]。该联合机构仓储的目的在于更广泛地传播和利用各个成员机构的优秀作品资源，实现优秀作品快速、有效地交流和共享，激发学生的兴趣和思考，提高学生的学习能力和研究能力。OAPS联合机构仓储网站是以开源软件DSpace系统为基础。通过应用OAIHarvester2．0元数据收割软件和本地开发XMLParser软件，收割各成员机构利用DSpace系统建立的本地机构仓储元数据(及数字对象)的方式建立并提供服务的仓储网站。OAPS面向全球提供免费元数据检索。并通过OpenURL技术链接至各成员机构的全文资源。 2OAPS元数据标准的选择 建立OAPS联合机构仓储网站的首要任务是确定其元数据标准．由于OAPS采用了DSpace系统，而DSpaee默认的元数据标准就是DC元数据，因此DC元数据自然而然地成为OAPS的首选标准。虽然OAPS的成员机构仓储都采用了DC元数据标准，但各成员机构在应用时的元数据结构又有所不同，因此OAPS联合机构仓储网站采用取合集的原则，尽量保留各成员机构仓储的所有元数据字段。另外，OAPS联合机构仓储网站充分利用了DC元数据的特性，根据自身情况采用了DC元数据的14个基本元素，并增加了Degree和Course元素。OAPS联合机构仓储网站的元数据方案如表1的DSpace-DC列所示。表1也给出DC元数据与OAPS联合机构仓储网站DSpace—DC的对应关系。 3OAPS元数据的生成 OAPS联合机构仓储网站的各成员机构的元数据主要通过表单提交元数据的方式生成。当然．OAPS各成员机构都规定了只有获得授权的用户才能提交元数据表单。用户只需参照各成员机构DSpace帮助项中的“submit”指示提交元数据，“sub—mit”中对每个元数据元素的填写进行了明确的说明。虽然DSpace系统利用元数据提交表单生成元数据很方便快捷，但是在提交的过程中，缺乏自动纠错功能。如填写Tide元素时，出现词汇错误，DSpace系统的提交程序无法自动检测，只有通过管理员的审核工作才能发现。OAPS联合机构仓储网站的元数据生成主要有2种途径：一种是收割成员机构仓储中的元数据；一种是远程直接提交元数据。收割生成方式将在下节阐述。远程直接提交元数据方式与各成员机构的元数据提交方式相同，在此不再赘述。 4OAPS元数据的 OAPS联合机构仓储网站以及各成员机构仓储都采用了DSpace系统，DSpace系统通过OAICat作为一个数据提供者向外元数据资源。OAICat是OCLC开发的一个开放源代码软件，遵循OAI—PMH协议。因此，OAPS联合机构仓储网站以及各成员机构仓储的元数据能够被诸如GoogleScholar、Scirus、OAIster之类的网络搜索引擎检索。 5OAPS元数据的收割与解析 OAPS联合机构仓储网站的元数据收割主要通过遵循OAI—PMH协议的OAI．Harvester2．0软件实现。0AIHarvester2．0的主要功能是作为一个服务提供者(ServiceProvider)从遵循OAI—PMH协议的仓储中收割元数据。OAIHarvester2．0遵循OAI—PMH协议的技术框架，它通过HrrP协议向数据提供者发送请求，数据提供者根据相应的请求返回一个XML文档，发送的H11、P请求不同，返回的XML文档内容就不同。OAIHarvester2．0主要通过请求动词和时间戳控制其收割的元数据范围。截止到2011年5月13日。OAPS联合仓储网站已经收割到1614条元数据记录。OAIHarvester2．0将收割到的元数据存储至本地服务器。为了将收割到的XML文件解析为DSpace系统能够导人的格式。需要利用元数据解析技术对XML进行解析。OAPS联合机构仓储网站自行设计开发了一个XMLParser软件。设计者在开发时。考虑到不同数据提供者在提供的xML文档数据格式存在一定的差异，因而在XML—Parser开发过程中，采用了通用性和适应性原则。由于OAIHarvester2．0收割到的是DC元数据元素名称，但DSpace系统可接受的DSpace—DC元数据既有元素名称又有修饰词，XMLParser在解析数据时，对二者的关系进行了映射处理。另外，考虑到各成员机构仓储提供的元数据有所差别．XMLParser为针对每个仓储建立了专门的映射文档，以便准确地解析出元数据。 6OAPS元数据的增值 OAPS联合机构仓储网站将收割到的DC元数据转换为本地统一的DSpace—DC元数据，通过统一的界面对元数据进行了索引。从而解决了由于不同成员机构仓储元数据结构和索引方法的不同．给用户带来的资源难发现、难检索的问题。OAPS以用户服务为中心。对收割来的元数据进行了不同角度的聚类，如从主题、题名、作者、日期等角度对元数据进行聚类。这样用户可以根据自己不同的需要，选择不同的检索浏览方式。 7对OAPS元数据管理的评价 0APS联合机构仓储在发展的过程中得到了各成员机构的大力支持和重视，自成立以来，成员机构每年都会组织召开相关会议。讨论OAPS的发展事项．积极探讨有关OAPS的相关技术问题，如元数据标准及共享方案等技术问题。OAPS联合机构仓储网站采用DSpace系统作为资源组织的基础，遵循了OAI—PMH协议，统一了元数据标准，实现了仓储之间的互操作，并对元数据进行了一定的增值处理。虽然OAPS联合机构仓储网站在元数据发展方面取得了一定的成果，但也存在一定的问题。与同样利用DSpace软件开发的香港科技大学机构仓储相比，首先。OAPS联合机构仓储缺乏明确的相关元数据政策说明，不便于用户对其元数据细节的相关了解和使用。而香港科技大学机构仓储中有明确的元数据使用政策说明、元数据提交政策说明，比如其在元数据使用政策中规定任何人可以免费获得元数据，同时规定在非商业应用的情况下，只要提供其OAI标识符或原始元数据记录链接，就可以在没有获得事先许可的条件下以任何方式使用其元数据『3_。其次，OAPS联合机构仓储缺乏相关元数据技术说明，而香港科技大学机构仓储在其系统特征中明确说明其采用的是OAI—PMH协议和SRW协议。便于用户对其元数据互操作技术的了解。最后，OAPS联合机构仓储缺乏对DSpace已有元数据提交界面的修改．而香港科技大学机构仓储针对DSpace本身提交界面太复杂的特性，在其基础上进行了重新设计，使得元数据提交更便捷，也更符合用户习惯。由于DSpace系统本身存在一些元数据处理方面的缺陷，比如DSpace在元数据扩展问题上，只能完成对新元素的注册，并不能在资源提交过程中自动添加新注册元素的属性描述项_4]。这就造成采用DSpaee系统的仓储在元数据管理上难免有些不足，因此．需要对DSpace系统进行不断的完善和修正，以增强其元数据管理功能。 数据管理论文:经计局发展数据管理计划 2009年我县统计工作的总体思路是：以邓小平理论、“三个代表”重要思想为指导，全面落实科学发展观，认真贯彻党的十七大精神，按照省、市统计工作总体要求和工作任务，紧紧围绕经济发展大局和县委、县政府的中心工作，深化统计改革，夯实统计基础，规范统计行为，加大统计执法力度，提高统计数据质量，加强机关作风建设，以良好的精神状态和优质的统计服务，抓好各项工作的落实，推进统计工作再上新台阶。 (一）精心组织，抓好国情国力调查 2009年是第二次全国经济普查的关键之年，按照经济普查工作方案，重点抓好以下工作： 一是抓好普查登记工作。普查登记工作是经济普查能否取得一次性成功的关键性工作，必须全力以赴高质量完成。要切实强化责任意识，加强普查业务培训和指导，严把普查源头数据质量关。要坚持依法普查，严肃查处经济普查中的违法行为。要严格按照普查计划，力争在确保质量的前提下抓进度、保质量，确保普查登记工作紧张有序稳步推进。 二是抓好数据审核处理工作。要严格按照数据处理方案，做好普查数据的审核、录入和处理工作。要落实好审核及录入人员，要加强业务培训。及早做好数据处理硬件、软件设备的准备工作，确保此项工作的顺利展开。 三是加强数据质量控制。认真落实各种数据质量控制措施，做好各个环节的质量控制，做好质量抽查、审核与评估，接受上级经普办的检查。要成立普查数据质量控制小组，负责质量控制与监督检查，确保普查数据质量。 四是做好普查数据工作。在数据审核、评估的基础上，及时向社会公布我县第二次经济普查的有关数据，为各级领导和部门的宏观决策提供依据。 五是继续抓好普查宣传工作。动用各种新闻媒体，采用多种宣传方式，集中宣传经济普查的有关知识及方针政策，使各类企事业单位充分理解经济普查，主动配合经济普查，确保经济普查顺利推进。 （二）拓展职能，打响统计服务品牌 围绕县委、县政府中心工作，不断充实服务内容，改进服务手段，增加服务品种。紧紧抓住我县经济社会发展热点、难点问题，增强统计服务的针对性。要进一步拓展服务领域，提升服务质量和水平，充分发挥统计信息的主渠道作用。 一是把握重点。加强对全县经济社会运行情况的监测分析，努力把握和反映苗头性、趋势性问题，重点加强对经济运行形势、经济发展方式、节能减排、固定资产投资、服务业发展、新农村建设等问题的分析研究，有针对性地开展统计跟踪、统计服务，充分发挥统计晴雨表功能。 二是注重调研。围绕党委、政府关心的重点、热点和难点问题，依托全面、系统的统计资料，深入开展调研，加强专题研究，形成有较高价值的统计研究成果，为党委、政府提供决策咨询，当好参谋，做好助手。 三是深化服务。积极主动为党委、政府、人大有关会议提供参阅资料。加强部门协作，做好统计数据对外加工整理服务，并依法为企业及乡镇和有关部门做好评比、论证材料的认证工作。做好政府信息公开工作，及时在*门户网站公开有关统计信息和统计数据。通过撰写《统计信息》、《统计分析》，编印《*经济动态》、《镇区主要经济指标完成情况》卡片、《*统计年鉴》等统计资料，满足社会需求。 （三）深化改革，提高统计数据质量 一是注重服务业调查、贸易业调查、能源调查等专业报表制度和“一套表”制度的进一步完善，建立健全社情民意调查等新制度，从方法制度的合理性、科学性上确保数据质量。 二是加强第三产业增加值核算基础工作。根据市局统计业务和我县相关考核工作要求，强化第三产业名录库管理工作，做好第三产业核算考核。 三是严格统计数据的审核评估，加强对基层数据的审核力度，保证数据的可靠性和严肃性。 四是严格执行地区生产总值核算下管一级的规定，积极推进专业统计与地区生产总值核算制度方法的协调，做好国民经济核算数据与专业统计数据衔接，着力提高地区生产总值核算数据与专业统计数据的匹配性。 （四）夯实基础，提升统计工作水平 一是要进一步加强基层统计队伍建设。继续贯彻落实县政府《关于进一步加强统计基层基础工作的意见》（盐政办发〔20*〕1*号），进一步明确统计机构的综合职能和职责范围，完善基层统计网络，加强部门、镇（区）和村（社区）统计力量。加强统计业务培训，组织好企事业单位等社会统计人员的统计继续教育培训，抓好统计职称教育和高级统计师的评审推荐工作，提高统计队伍的整体素质。 二是要进一步做好名录库维护管理工作。积极协调工商、税务、质监等部门，建立协调配合工作机制，利用窗口行政记录及招商信息，依托各镇（区）及部门的力量，做好统计单位登记工作，确保名录库资料按时提供、动态维护、信息共享，提高名录库信息的全面性和准确性。 三是要进一步加强统计信息化建设和网上直报工作。加强基层计算机技能培训，拓展网上直报专业统计领域。加强统计信息网的安全管理与维护，提高统计软件的应用与开发水平。强化统计基础工作规范化的管理，指导和督促基层单位建立和完善各种原始记录和统计台帐。 四是要加强指导和检查督促。按照基层统计规范化、报表台账标准化、统计管理制度化、统计调查科学化、统计手段现代化的要求，加强对基层的业务指导和考核，全面推进统计基层基础建设。 五是加强部门协调。理顺与部门统计的关系，搭建优势互补、资源共享的统计平台。 （五）及时准确，全面完成统计调查 一是强化质量意识，做好统计定、年报工作。进一步强化质量意识，加强组织实施，明确目标责任，落实规范标准，及时、准确、全面完成农业、规模工业、固定资产、房地产、建筑业、科技、劳动工资、批发零售、住宿餐饮等专业统计20*年年报和2009年定报工作。 二是强化能源统计工作。落实能源统计制度，加强节能降耗统计，认真做好我县节能进展情况、地区单位生产总值能耗数据质量和重点耗能企业节能降耗情况的监测，确保能源监测工作客观性、公正性和严肃性。同时，根据部门间分工协作的能源统计工作机制要求，协同配合做好我县节能降耗目标年度考核工作。 三是强化服务业统计工作。进一步完善全县服务业统计报表制度，以提高三产比重为突破口，完善服务业统计，健全规范服务业统计信息搜集渠道，全面准确反映我县服务业发展进程。 四是抓好各项专项调查和监测工作。进一步完善抽样调查方法和质量评估机制，积极开展规模以下工业、规模以下能源、限额以下服务业、限额以下贸易业、企业景气调查、5‰人口变动与劳动力抽样调查等各项专项调查；做好“平安浙江”群众满意率、食品安全感、软环境调查等社情民意调查工作。做好科技、妇女儿童等统计监测工作。 （六）依法行政，推进统计法制建设 一是要继续深入开展统计“五五”普法教育。按照省、市县“五五”普法规划，落实好2009年的“五五”普法工作。充分利用业务培训、经济普查和专项调查等有利契机，有针对性地开展统计法制宣传月、宣传周、宣传日等各项宣传活动，加强《统计法》和《普查条例》的宣传力度，积极营造依法统计的良好氛围，增强全社会的统计法制意识，推进各项统计工作任务的完成。 二是要加强统计执法队伍建设。研究统计执法工作的新情况新问题，探索解决统计执法的突出问题。加强执法业务培训，不断提高统计执法水平。坚持行政执法责任制，规范统计执法行为，推进统计法制建设。 三是要继续加大统计稽查力度，严肃查处统计违法案件。以重点行业为突破口，加强日常稽查工作，扎实开展统计专项检查，加大迟报、拒报、瞒报、虚报的处罚力度。强化监察、法制、司法、统计联合执法。加大对部门、镇（区）、企事业单位典型统计违法案件的查处和曝光力度，着力推进依法行政、依法统计进程。 （七）强化效能，增强统计工作执行力 一是要加强政治理论和政策法规的学习。要切实抓好十七大精神的学习、贯彻和落实，要把机关全体工作人员的思想统一到十七大精神上来，统一到统计工作的具体实践上来。在严峻的国际国内经济形势下，要进一步理清工作思路、凝心聚力，确保机关人员思想不乱，人心不散，工作不断。 二是要加强能力建设。要从宏观着眼、微观着手，更新、学习统计专业知识，全面掌握国家及区域整体经济社会发展状况，努力培养既精通统计专业知识，又具有较好思考分析问题和判断预测能力的专家型专业工作人员，进一步提高统计部门的工作水平。 三是要强化内部管理。进一步完善落实争先创优等各项机制，充分调动全体干部职工的积极性和能动性。要深化机关作风建设和效能建设，深入开展“五型”机关的创建活动，使局内部形成一个团结、协调、齐心、高效的事业型、创业型团队。 数据管理论文:计算机网络数据管理 [论文关键词]数据交换电路交换报文交换、分组交换综合业务数字交换 [论文摘要]本论文讨论计算机网络数据交换技术的发展历程，阐述数据交换每个发展阶段的技术特点。着重对分组交换技术进行分析论述。 交换设备是人类信息交互中的重要实施，在相互通信中起着立交桥的作用。交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术，以及控制技术的发展而螺旋型发展。从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换，交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。人们对可视电话、可视图文、图象通信和多媒体等宽带业务的需求，也将大大地推动异步传输技术（ATM）和同步数字系列技术（SDH）及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。 从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。 一、电路交换 自1876年美国贝尔发明电话以来，随着社会需求的增长和通信技术水平的不断发展，电路交换技术从最初的人工接续方式，经历了机电与电子式自动交换、存储程序控制的模拟和数字交换、第三方可编程交换等技术的变革，当前正在发展中的融合多媒体格式相互通信的软交换技术。 随着电子技术，尤其是半导体技术的迅速发展，人们在交换机内引入电子技术，这类交换机称作电子交换机。最初是在交换机的控制部分引入电子技术，话路部分仍采用机械接点，出现了“半电子交换机”、“准电子交换机”。只有在微电子技术和数字技术的进一步发展以后，才开始了全电子交换机的迅速发展。 1946年第一台电子计算机的诞生，对交换技术的发展起了巨大的影响。在20世纪60年代后期，脉冲编码调制(PCM)技术成功地应用在通信传输系统中，对通话质量和节约线路设备成本都产生了很大好处。随着数字通信与PCM技术的迅速发展和广泛应用，于是产生了将PCM信息直接交换的思想，各国开始研制程控数字交换机。1970年法国首先在拉尼翁(Lanion)成功地开通了世界上第一台程控数字交换系统，标志着交换技术从传统的模拟交换进入到了数字交换时代。程控数字交换技术采用PCM数字传输和数字交换，非常适合信息数字化应用，除应用于普通电话通信以外，并且为开通用户电报、数据传送等非话业务提供了有利条件。目前在电信网中使用的电路交换机全部为程控数字交换机，可向用户提供电路方式的固定电话业务、移动电话业务和窄带ISDN业务。 二、报文交换 报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点。 每个节点在收到整个报文并检查无误后，就暂存这个报文，然后利用路由信息找出下一个节点的地址，再把整个报文传送给下一个节点。因此，端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文在每个节点的延迟时间，等于接收报文所需的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和。 三、分组交换 分组交换是交换技术发展的重要成果，代表着网络未来演进的方向。分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。分组交换技术使用统计复用，与电路交换相比大大提高了带宽利用率。这要求在交换节点使用存储转发，从而导致掉队现象的发生。因此，分组交换全引入不固定的延迟的概念。分组交换网络主要有面向连接和无连接两种方式．分组网络包含3个功能面，分别是数据面、控制面和管理面。数据面负责分组转发，因此需要高性能的实现。目前主要的分组交换网包括面向连接的X．25、帧中继、ATM、MPLS以及无连接的以太网、CP／IP网络。 分组交换网有两种主要的形式：面向连接和无连接。对于分组交换技术来说，面向连接的网络与电路交换类似，也需要通过连接建立过程在交换机中分配资源；但由于它采用统计复用，所分配的资源是用逻辑标号来表示的。自分组交换技术出现以来，已经有多种分组交换网投人运行。电信领域最早提出的是X．25网络，但由于它协议复杂，速度有限，逐渐被性能更好的网络如帧中继代替。帧中继网络可以认为是X．25的改进版本，它简化了协议以提高处理效率。 计算机领域的一个侧重点是局域网，即小范围、小规模的网络，用于互连办公室内的计算机。目前以太网已成为占统治地位的局域网技术。 在20世纪90年代中后期，因特网获得较大发展，规模持续扩大，对核心路由器吞吐量的要求也越来越高。由于路由器对IP分组进行转发时路由表的查找比较复杂，转发速度受到很大限制。前面指出，面向连接网络使用逻辑子信道标号进行转发表查找，速度是很快的。人们结合ATM技术在这方面的优点，提出将核心网络改为使用类似于ATM的交换机，而只在边缘网络使用路由器的IP交换技术，最终发展为多协议标记交换(MPlS)。然而，在随后的几年中，提出了多种实用的高速路由查找方法，使其不再成为瓶颈。此时，MPLS最大的优点就是流量工程(TramcEn小needng)能力，即人为控制分组流向。但是由于目前高速路由器还能够很好地工作，MPLS技术并没有被广泛使用。 四、综合业务数字交换 综合业务数字网是集语音、数据、图文传真、可视电话等各种业务为一体的网络，适用于不同的带宽要求和多样的业务要求。异步传输模式ATM(AsynchronousTransferMode)就是用于宽带综合业务数字网的一种交换技术。ATM是在分组交换基础上发展起来的。它使用固定长度分组，并使用空闲信元来填充信道，从而使信道被等长的时间小段。由于光纤通信提供了低误码率的传输通道，因而流量控制和差错控制便可移到用户终端，网络只负责信息的交换和传送，从而使传输时延减小。所以ATM适用于高速数据交换业务。 随着通信技术和通信业务需求的发展，迫使电信网络必须向宽带综合业务数字网(B—ISDN)方向发展。这要求通信网络和交换设备既要容纳非实时的数据业务，又要容纳实时性的电话和电视信号业务，还要考虑到满足突发性强、瞬时业务量大的要求，提高通信效率和经济性。在这样的通信业务条件下，传统的电路交换和分组交换都不能够胜任。电路交换的主要缺点是信道带宽(速率)分配缺乏灵活性，以及在处理突发业务情况下效率低。而分组交换则由于处理操作带来的时延而不适宜于实时通信。因此，在研究新的传送模式时需要找出两全的办法，既能达到网络资源的充分利用，又能使各种通信业务获得高质量的传送水平。这种新的传送模式就是后来出现的“异步转移模式”(ATM)。 ATM是在光纤大容量传输媒体的环境中分组交换技术的新发展。在大量使用光缆之前，数字通信网中的中继线路是最紧张也是质量最差的资源，提高线路利用率和减少误码是最着重考虑的事情。光缆的大量使用不仅大大增加了通信能力，而且也大大提高了传输质量。这使得人们逐渐倾向于宁可牺牲部分线路利用率来减少节点的处理负担。 与此同时，人类对于通信带宽的需求日益增加。特别是传送图像信息和海量数据，已经使人们对于数据通信的速率由过去的几千比特／秒增加到几兆比特／秒。这样，节点的处理能力成了数据通信网中的“瓶颈”。ATM对于节点处理能力的要求远低于分组转送方式，更能适应现代的这种环境。 ATM方式中，采用了分组交换中的虚电路形式，同时在呼叫建立过程中向网络提出传输所希望使用的资源，网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。可以说，ATM方式既兼顾了网络运营效率，又能够满足接入网络的连接进行快速数据传送的需要。 五、计算机网络数据交换技术发展的展望 近年来。以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，并且随着信息社会的到来，人们的日常生活、学习工作已经离不开网络，这导致了人类社会对网络业务需求急剧增长，并且对网络也提出了更高的要求，不仅要提供话音、数据、视频业务，也要同时支持实时多媒体流的传送，并且要求网络具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代网络应是—个能够屏蔽底层通信基础设施多样性，并能提供一个统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务平台，能够支持快速灵活地开发、集成、定制和部署新的网络业务。 下一代网络将是—一个以软交换为核心、光网络为基础、分组型传送技术的开放式的融合网。软交换的出现，可通过一个融合的网络为用户同时提供话音、数据和多媒体业务，实现国际电联提出的“通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路，使人类能在任何时间和地点，以一种可以接受的费用和质量，安全的享受多种方式的信息应用”的目标。 数据管理论文:电子商务数据管理 [摘要]企业的竞争优势并不取决于信息的拥有量，而是取决于信息的处理利用能力。如何化信息优势为竞争优势，是企业制胜于市场的一个法宝。本文论述了一种信息处理利用的有效工具——数据挖掘方法及其在电子商务中的应用。 [关键词]数据挖掘方法电子商务应用 随着网络技术和数据库技术的成熟，传统商务正经历一次重大变革，向电子商务全速挺进。这种商业电子化的趋势不仅为客户提供了便利的交易方式和广泛的选择，同时也为商家提供了更加深入了解客户需求信息和购物行为特征的可能性。数据挖掘技术作为电子商务的重要应用技术之一，将为正确的商业决策提供强有力的支持和可靠的保证，是电子商务不可缺少的重要工具。 一、何谓数据挖掘及方法 确切地说，数据挖掘(DataMining)，又称数据库中的知识发现(KnowledgeDiscoveryinDatabase,KDD)，是指从大型数据库或数据仓库中提取隐含的、未知的、非平凡的及有潜在应用价值的信息或模式。它融合了数据库、人工智能、机器学习、统计学等多个领域的理论和技术。比较典型的数据挖掘方法有关联分析、序列模式分析、分类分析、聚类分析等。它们可以应用到以客户为中心的企业决策分析和管理的各个不同领域和阶段。 1.关联分析。关联分析，即利用关联规则进行数据挖掘。关联分析的目的是挖掘隐藏在数据间的相互关系，它能发现数据库中形如”90%的顾客在一次购买活动中购买商品A的同时购买商品B”之类的知识。 2.序列模式分析。序列模式分析和关联分析相似，但侧重点在于分析数据间的前后序列关系。它能发现数据库中形如”在某一段时间内，顾客购买商品A，接着购买商品B，而后购买商品C，即序列ABC出现的频度较高”之类的知识，序列模式分析描述的问题是:在给定交易序列数据库中，每个序列是按照交易时间排列的一组交易集，挖掘序列函数作用在这个交易序列数据库上，返回该数据库中出现的高频序列。在进行序列模式分析时，同样也需要由用户输入最小置信度C和最小支持度S。 3.分类分析。设有一个数据库和一组具有不同特征的类别(标记)，该数据库中的每一个记录都赋予一个类别的标记，这样的数据库称为示例数据库或训练集。分类分析就是通过分析示例数据库中的数据，为每个类别做出准确的描述或建立分析模型或挖掘出分类规则，然后用这个分类规则对其他数据库中的记录进行分类。 4.聚类分析。聚类分析输入的是一组未分类记录，并且这些记录应分成几类事先也不知道，通过分析数据库中的记录数据，根据一定的分类规则，合理地划分记录集合，确定每个记录所在类别。它所采用的分类规则是由聚类分析工具决定的。采用不同的聚类方法，对于相同的记录集合可能有不同的划分结果。 应用数据挖掘技术，较为理想的起点就是从一个数据仓库开始，数据挖掘可以直接跟踪数据并辅助用户快速做出商业决策，用户还可以在更新数据的时候不断发现更好的行为模式，并将其运用于未来的决策当中。 二、据据挖掘在电子商务中的应用 数据挖掘能发现电子商务客户的的共性和个性的知识、必然和偶然的知识、独立和关联的知识、现实和预测的知识等，所有这些知识经过分析，能对客户的消费行为如心理、能力、动机、需求、潜能等做出统计和正确地分析，为管理者提供决策依据。具体应用如下： 1.分类与预测方法在电子商务中的应用。在电子商务活动中，分类是一项非常重要的任务，也是应用最多的技术。分类的目的是构造一个分类函数或分类模型，通常称作分类器。分类器的构造方法通常由统计方法、机器学习方法、神经网络方法等。这些方法能把数据库中的数据映射到给定类别中某一个，以便用于预测，也就是利用历史数据记录，自动推导出给定数据的推广描述，从而对未来数据进行预测。 2.聚类方法在电子商务中的应用。聚类是把一组个体按照相似性原则归成若干类别。对电子商务来说，客户聚类可以对市场细分理论提供有力的支持。市场细分的目的是使得属于同一类别的个体之间的距离尽可能小，而不同类别的个体之间的距离尽可能大，通过对聚类的客户特征的提取，电子商务网站可以为客户提供个性化的服务。 3.数据抽取方法在电子商务中的应用。数据抽取的目的是对数据进行浓缩，给出它的紧凑描述，如求和值、平均值、方差值、等统计值、或者用直方图、饼状图等图形方式表示，更主要的是他从数据泛化的角度来讨论数据总结。数据泛化是一种把最原始、最基本的信息数据从低层次抽象到高层次上的过程。可采用多维数据分析方法和面向属性的归纳方法。在电子商务活动中，采用维数据分析方法进行数据抽取，他针对的是电子商务活动中的客户数据仓库。在数据分析中经常要用到诸如求和、总计、平均、最大、最小等汇集操作，这类操作的计算量特别大，可把汇集操作结果预先计算并存储起来，以便用于决策支持系统使用。 4.关联规则在电子商务中的应用。管理部门可以收集存储大量的售货数据和客户资料，对这些历史数据进行分析并发现关联规则。如分析网上顾客的购买行为，帮助管理者规划市场，确定商品的种类、价格、质量等。通常关联规则有两种：有意义的关联规则和泛化关联规则，有意义的关联规则，即满足最小支持度和最小可信度的规则。最小支持度，它表示一组对象在统计意义上的需满足的最低程度，如电子商务活动中的客户数量、客户消费能力、消费方式等。后者即用户规定的关联规则的最低可靠度。第二是泛化规则，这种规则更实用，因为研究对象存在一种层次关系，如面包、蛋糕属西点类，而西点又属于食品类，有了层次关系后，可以帮助发现更多的有意义的规则。 三、结束语 电子商务是现代信息技术发展的必然结果，也是未来商业运作模式的必然选择。利用数据挖掘技术，充分发挥企业的独特优势，促进管理创新和技术创新，使企业在在电子商务的潮流中立于不败之地。随着数据挖掘算法的不断发展和成熟，数据挖掘一定会有更加广阔的应用前景。

煤矿井下论文:煤矿井下掘进机电设备节能对策分析 摘要：节能减损是煤矿井下掘进机电设备值得关心的问题，是井下一项重要工作，直接关系井下的管理水平和经济效益。从煤矿井下掘进机电设备使用现状入手分析，从多方面详细探讨煤矿井下掘进机电设备节能措施，以期使煤矿井下掘进机电设备节能减损控制效果更好。 关键词：煤矿井下；掘进机电设备；节能措施；现状；对策 0引言 随着科技水平不断进步，在满足产量的情况下，企业和社会对煤炭开采过程中的环境保护问题和电能消耗问题有了更多要求。开采过程中，企业亟待解决掘进机电设备等主要开采工程设备耗电量过高的问题，如能解决这一技术困难，将在很大程度上实现电力资源节约[1]。 1煤矿井下掘进机电设备使用现状 掘进机电设备的使用情况与中国煤矿企业管理、操作情况有密切关系。目前为满足国内煤炭供应、储备需求，中国出台了一系列政策、计划，企业也制定了相应年度计划，但由于中国煤矿企业在管理过程中无法保证技术管理的有效性，甚至无法正确推进技术管理进程，导致中国煤矿企业管理水平不高，煤矿井下掘进机电设备使用效率较低，专业设备与国际一流水准存在差距，国内较先进的技术也因管理沟通不畅等问题而不能最短时间内实现技术共享。 2煤矿井下掘进机电设备节能措施 2.1科学选配采掘机电的供电设备 2.1.1选择变压器及变压器容量 在中国，企业从环境保护的社会责任感出发，往往会选择节能化的变压器设备，根据井下操作环境不同，变压器还可以使用干式化的变压器设备或油浸式的变压器设备。变压器是井下煤矿作业的主要供电设备，企业在选择变压器设备时，首先要考虑其能否为井下作业提供充足动力，其次要根据不同运载环境来选择变压器材质，减少空载运行现象。目前中国大部分煤炭开采企业都有良好的环保意识和社会责任感，但还是有部分私人开采的煤矿及小型煤矿在开采时罔顾社会效益和自然压力，单纯地追求利益最大化，选择变压器时，不考虑环境保护问题，仍旧使用高电能消耗的变压器设备，部分企业为节约固定投资，甚至仍旧使用已淘汰的、没有节能功能的油浸式变压器设备，导致电力资源浪费严重。目前IGS9231型变压器已在部分企业煤矿井投入使用，通过数据监控对比，可知这种较为节能的变压器每台较普通变压器能节约8400kW•h的电量，这种型号变压器的推广及进一步升级成为目前煤炭行业升级的标志之一。如煤矿企业仍使用老旧变压器设备，其工作时负荷率不到30%，极大地浪费电力资源、时间成本、消耗固定资本。目前非晶合金材料是一种主要的、用于变压器制作的原材料，这种材料能在变压器运行时减少不必要的蜂鸣声，降低电力资源的不必要消耗。采用非晶合金材料的变压器目前有S11和S15两个系列，更换这两个系列的变压器可以为企业降低电力消耗的成本，增加企业经济效益[2]。 2.1.2煤炭输送机的选择 煤炭输送机是煤矿井下作业铺设较长的一种设备，目前主流煤炭输送机有带式输送机和刮板输送机。带式输送机的代表机型是SJ-80型号输送机，刮板输送机的代表型号是AGW-80T型号输送机，在实际操作运转中，SJ-80型号输送机比AGW-80T型号输送机每小时能多运350t煤炭，且运输距离要长860m，通过数据对比，可以得出在同样的电力消耗下，带式煤炭输送机可以完成更远距离的输送且效率更高，带式输送机可以为企业和社会节约更多电力资源。 2.2选择合理的供电电压 根据物理原理可知，在用电设备功率固定时，供电设备提供的电压和用电设备工作中的电流成反比例关系，即电压越大，用电设备工作中的电流越小，意味着较高的供电电压能为设备带来较理想的电流使用效率、降低设备功率、达到节能目的。目前主流煤矿开采企业都将供电电压提高到660V和1140V，条件允许的情况下更多地使用1140V的供电电压，甚至一些情况下还可以使用3300V的供电电压，电压越高，在线路传输时耗损的电量就越小。特别是在井下作业，输电线路往往铺设长度以公里计数，这就要求供电电压传输速度快。但过于冗长的输电线路仍会大量耗损电能，因此在条件允许的情况下，建议企业设立、使用移动变电站，供电设备与用电设备协同作业，缩短二者之间的距离，减少输送过程中电能耗损，达到降低能耗、提高效率的目的。 2.3尽可能应用变频调速节能设备 a)在采煤机中的应用。目前较先进的是回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术。这种技术常用于牵引式采煤机，通过实际操作实验，可以得出这种采煤技术的优点有：(a)能够平衡和控制变频器，无论其是否处于额定转速下；(b)可以较大范围内调整力矩，稳定牵引；(c)操作简单方便；b)在提升机中的应用。提升机变频调节主要是四象限运行技术，同时提升机还采用了无速度传感器矢量控制方式，实现系统数字化控制，同时企业还配备了数字化控制的专门软件，方便操作。同时根据电路设置还可以完成远程操作作业，老式提升机存在过压、欠压、过流、电机缺相等问题，但通过技术革新，这些问题都被逐一解决，矿业公司也进入了节能新时代；c)在胶带输送机和电铲中的应用。老式皮带运输机存在启动、运行、制动失控问题，这些问题除了导致电力不必要损耗外，还有巨大的安全隐患。目前四象限变频调速技术与胶带输送机结合后，这些问题都被解决，延长了使用寿命。电铲操作通过四象限变频调速技术也得到突破，避免电铲动力不足、过度操作等问题；d)在风机中的应用。风机节能是煤矿企业一直关注的问题，环境不同，需要的风量也是不同的，但过去风机不能智能变频，产生了很多不必要的损耗。目前变频器在中国煤矿风机节能改造中有较广泛的运用，降低了最低转速，提高了安全性能。通过企业1a的对比测量，得出结论，在采用变频风机后，企业节约电费56×104元，同时提高企业事故预警能力，明显降低危险警报的次数。 2.4科学使用管理机电设备 a)提升电机设备功率因素。在现实工作中，是否能够及时供电及保证供电质量，主要是由供电设备功率决定的。在调查中，供电功率较低是煤炭企业供电效率不高的主要原因，会在供电过程中产生大量无功电流，且不能保证电压稳定，一方面对硬件设备产生负面作用，严重影响其使用寿命；另一方面也不利于设备正常运行，往往会出现“大马拉小车”的现象。针对这种情况，可以采用双电机配合运行的做法，从一定程度上保证工作顺利完成。还可以通过设备“瘦身”进行工作方面的调整，比如降低设备额定功率和额定电压，虽然这会使设备工作效率缩水，但可以在不改变供电系统的情况下，使设备正常发挥作用；b)开发现有机械潜力。开发机械设备潜力，首先要充分了解设备，并熟悉设备具体功能和作用，这样才能做到有的放矢地改造。机电设备耗能主要是在运行时出现的，出现发热等现象，是耗能的主要原因，这种耗能对生产来说是无意义的，但这种耗能要占整体耗能的40%左右。所以，在机械设备日常维护时，要注意机油、润滑油添加和设备内部清洁，在工作中保持机械设备稳定运行，在停车和开车时，要缓慢操作，避免时快时慢的现象，以有效降低机械耗能。 3结语 中国能源产业的发展逐渐集中到新能源和清洁能源领域，煤炭行业在国民经济的总体占比中逐渐下降，这是煤炭行业必须面对的事实。在这种背景下，煤炭行业内部必须优化发展自身体制，更新发展理念，控制发展成本。从节能角度对煤炭行业的发展提出了建议，希望能由此提升煤炭行业利润空间，促进其健康发展。 作者：郑建义 单位：山西晋城无烟煤矿业集团寺河煤矿 煤矿井下论文:谈煤矿井下检修与问题点分析处理 1矿井设备日常巡检 1.1传感器的日常巡检 传感器的工作环境是有一定的要求的，一定要保证其在干燥的环境下进行工作，一旦传感器遭受到水淋湿的情况，就会导致传感器出现错误报警的情况，所以在传感器进行设置的时候，要对传感器远离防尘喷雾设施，这样可以避免传感器出现进水的情况。在进行传感器日常维护的时候，一定要确保传感器不会受到碰撞。传感器在维护的时候出现碰撞的情况对其使用效果影响非常大，情况严重的话会导致传感器出现不工作的情况。在进行日常巡检的时候，要对传感器插头的松动情况进行检查，对传感器的外形情况也要进行检查，看其是否出现变形的情况，通过外形的变化可以对传感器是否被碰撞可以进行更好的判断。在对传感器进行完日常的检查以后，要对检查的情况进行记录，这样可以对传感器的情况进行更好的掌握。 1.2隔爆兼本质安全型设备的日常巡检 在矿井中，隔爆兼本质安全型设备主要指的是分站的电源箱以及断电控制器。在对这些设备进行巡检的时候，要对设备表面的积尘进行清洁，保持设备是干燥的，避免在煤矿的开采过程中，使设备出现潮湿的情况。在设备的巡查中，对设备的完好情况要进行检查，对设备是否出现损坏，以及是否出现外形变形的情况进行检查。对设备的接线位置进行检查，看其接线的线扣是否出现了松动的情况，同时对挡板和线圈进行检查，对出现的问题及时进行解决。在对设备进行日常巡检的时候，对设备的运行情况也要进行检查，对其是否出现异常的运行情况进行掌握，同时对出现的问题要及时进行处理。在巡检完成以后，要对巡检的结果进行汇报，同时做好记录工作。 1.3信号电缆及其接线盒的日常巡检 在对设备进行日常的巡检时，设备的电缆信号和接线盒的巡检是非常重要的，首先要对设备的粉尘进行处理，然后对线缆和接线盒的完好情况进行检查，如果在生产中对设备的线缆和接线盒移动是非常频繁的，那么就要对电缆的外部情况进行检查，看其是否出现损坏的情况。 2矿井设备的定期维护 在对矿井设备进行定期维护的时候，对监控设备和电缆都要进行定期的维护，同时对维护的设备做好记录的工作，对出现的问题要及时进行解决。 2.1按行业标准规定的定期维 护在对甲烷传感器和检测报警灯进行维护的时候，要对甲烷气体进行采样，同时也要对空气进行采样，对指示的数据进行调校。保证断电可靠。安全监控系统的分站、传感器等装置在井下连续运行半年至一年，一定要升井检修，确保稳定健康运行。 2.2其他设备的定期维护 在两次甲烷超限断电闭锁测试中间，增加一次手动控制试验，再检验断电控制器、被控设备开关的动作灵敏可靠状况。每月进行一次防爆性能检查，主要内容为：隔爆面防锈处理、锈蚀螺丝的更换、处理闲置接线口等。在相对潮湿的环境中使用的传感器，尤其是在夏季，若设置在总凹风巷、一翼回风巷的传感器，最好每月更换一次，主要包括接线盒、插头，防止出现潮湿影响载体催化元件气相传质，导致测量误差增大影响准确性。避免传感器进水，防止发生误码或误报警。每季度遥测一次接地极电阻值，确保人身安全。 3异常处理 3.1按标准规定的异常处理 在传感器经过调校检测误差还是超过规定值时，一定要马上进行更换。低浓度甲烷传感器经大于4％CH的甲烷冲击后，要及时进行调校或更换。 3.2其他异常情况处理 煤矿并下设置备用传感器，要适时进行更换。采用以太环网传输模式的监控系统，交换机内要预留有备用lP模块，在故障时及时更换处理。 4地面维护 地面维护工作是针对在井下连续运行半年至一年后已升井的监控设备。检修的主要内容为，设备完好检查、防爆性能检查，干燥处理，调试校准，内部与外部的粉尘清理，更换航空插座、插头圯芯片是否接触不良等工作。地面检修一般是针对已出现故障的监控设备，检修后的监控设备一定要重新调试校正。检修仪器主要有：直流稳压电源、数字万用表等。检修工具主要有：流量计、电工组合工具、直流恒温电烙铁、集成电路起拔器等。使用直流稳压电源对监控设备供电，使用频率计或示波器测试传感器输出频率，使用示波器测试分站信号的占空比及信号的强度，使用万用表测量工作点电压或电流，使用集成电等。检修完毕后，联机运行，观察稳定性。联机运行通常采用单独装有监控软件的工控机或商用机，与分站、传感器、断电控制器连接在一起。 在检修传感器时，不得改动原电路参数及条件，不可改动电气元件的规格和型号，尤其是储能元件。维护传感器时，不可随意拧动主板上的各个电位器，避免改变模拟电路的静态工作点，导致传感器不能正常工作。检修后要及时进行零点与灵敏度调校。与分站连接的电路和电气设备一定是本质安全电路和本质安全型电气设备。检查电路板上是否粉尘较多，焊点锈蚀、虚焊。检查电路板上所有芯片和继电器的安装方向正确与否、与插座有无接触不良、有无引脚没有插入等状况。 5结束语 煤矿的开采工作在我国能源供应的过程中是非常重要的，煤炭是我国主要的能源供应，对我国经济和社会的发展影响是非常大的。在煤炭开采过程中，安全是非常重要的，因此，对矿井中的设备一定要进行日常巡检和定期的维护，这样对煤炭开采的安全是非常重要的。 作者：高超单位：中国神华神东煤炭分公司设备管理中心 煤矿井下论文:煤矿井下机电与运输探索 监察不到位。由于监管人员安全意识淡薄，工作不够认真，导致监管力度不够，对安全标准线控制不严格。有的工作人员甚至做不到深入调查，即使发现安全隐患如果认为对安全生产不构成威胁就置之不理，严重违反了安全生产规范。 机电运输设备陈旧。由于煤矿井下机电运输设备购买资金投入大、回收慢，鉴于此，一些煤矿生产企业不能在短时间内回收成本，加上投入不足，对于设备的更新换代不够重视。随着时间的推移，井下机电运输设备日渐老化，有的设备超过了使用年限却仍在使用。 检修、维护不到位。煤矿生产工作强度高，机电设备长期处于高负荷的工作状态，高强度工作下不可避免地会出现破损、磨损等问题。如果不能定期更换机电运输设备，则需要严格执行检修维护制度，确保设备处于良好的运行状态。但是一些煤矿企业为了抢进度、促生产，检修工作无法如期进行，即使如期进行大多也是草草结束，为安全生产埋下了隐患。 煤矿井下机电运输管理问题的解决措施 1.提高工作人员知识结构。加强工作人员的思想素质与职业素养教育，以提高工作人员专业技术水平和思想认识水平。煤矿生产部门应按照以人为本的原则，加强对机电运输作业人员的技能培训与安全教育，提高他们的职业素质，完善他们的知识结构，增强他们的安全生产意识。需要注意的是，员工在培训期间不得参与生产工作，考核不合格的不可以进入生产现场；一些特殊工种必须进行严格的专业培训，如绞车司机、防爆工、电钳工等，只有达到规范要求、持有工作资质证书，才可以上岗。 2.建立完善的规范制度，彻底贯彻执行。健全、完善的规范制度是做好煤矿井下机电运输工作的基础，因此，制定健全、完善的安全生产制度使各项生产活动有序运行，使各项管理工作有据可依，才能确保煤矿井下运输工作的安全进行。除此之外，还要保证相关规范制度的制定符合国家相关法律法规的规定，符合实际经营、生产作业情况，更要彻底地贯彻执行，才能保证井下生产活动和生产人员的安全，避免事故的发生。为了保证规范制度的有效性，应根据实际情况，综合考虑作业过程中可能存在的安全隐患，制定切实可行的规范制度。 3.加大设备更新、检修与维护力度。为确保生产活动的安全进行，需要对机电运输设备进行检修与维护，以确保设备长期处于良好的运行状态。在具有一定经济实力的前提下，应根据井下生产活动的需要，定期更换机电设备，不得使用超过使用期限的设备，避免因设备老化而引起安全事故，以确保生产工作的安全和稳定。此外，还要定期对设备进行检修和改造，最大限度地利用设备资源，避免不必要的资源浪费。 4.加强机电运输设备的安全管理。为了保证煤矿井下的安全生产活动，工作人员需定期进行检查性的监察工作，以便及时发现设备安全隐患，做好机电设备的安全管理工作。为此，工作人员要加强设备管理工作。（1）检查生产环境、优化生产环境，确保供电系统、电缆、防雷设备等机电设备的生产环境安全。（2）检查各种仪器、仪表，定期进行校正工作，严谨使用不合格的仪器、仪表。（3）每年检查一次机电运输系统的工作性能，提高机电运输设备的生产效益，以期得到预期的经济效益和社会效益。 结论 煤矿井下机电运输设备的安全性、生产效率与整个系统的生产效能关系密切，为了得到预期的经济效益和生产效益，必须做好机电运输设备的安全管理工作，将安全隐患消除在萌芽期，从而有效避免重大事故的发生。 作者：张银单位：黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司矿井建设安装工程处 煤矿井下论文:煤矿井下机电安全技术管理措施 摘要：煤矿产业在是我国能源结构中占非常大的比重，在国家的生产中发挥着重要的作用。煤矿作为最重要的产业，它能否安全进行，对人们的生活是息息相关的。煤矿产业发展过程中，安全是非常重要的。如果保证安全是一个非常重要的课题，这就对煤矿的机电设备要求非常高，该系统是一个非常庞杂的系统，它对机电的安全、矿井的经济效益影响是非常大的。本文笔者对煤矿企业的机电安全问题进行相应的分析，对问题进行相应的剖析，针对不同的问题找出相应的解决措施，对同行业提供一些参考。 关键词：煤矿；井下机电；安全技术；措施 煤炭能源在我国的经济发展过程中发挥着重要的作用，作为我国重要能源之一，它的地位是不能被撼动的，要想使煤炭开采和加工的工作效率越来越高、工作质量不断地提升，那就要对机电技术支撑提出更高的技术水平，在煤矿企业如何实现机电技术的有效管理，准确、高效的目标是煤矿企业的动力源泉。这项机电技术的管理不是单一的体系，在整个煤矿企业是一个非常复杂的体系，操作人员只有对该技术进行综合性的掌握，才能避免管理上出现一些问题，使其生产顺利的进行。 一、加强煤矿机电设备安全技术管理的重要意义 （一）有利于提高煤矿企业的生产效率 科学技术的发展，煤矿企业的开采效率也大大的提升了。尤其是机电设备的使用大大的提高了效率，在煤矿企业中占据了主导地位，这对机电设备也提出了更高的要求，如果在作业的过程中出现故障，导致了煤矿企业正常的作业，也对企业的经济效率大打折扣。 （二）有利于延长机电设备的使用寿命 在操作的过程中，煤矿机电设备管理中的维护和保养也非常的重要。机电设备的不间断必然会带来一些隐患，这些隐患不能及时的发生，必然造成安全事故。对机电设备安全技术管理，定期的通过一些技术的手段对设备进行相应的维护和保养，大大的提高了设备的寿命，效率也会大大的提高。 二、煤矿井下机电设备安全技术管理存在的主要问题 （一）煤矿机电作业人员的素质不高 煤矿工作是一个特殊工种的行业，工作的环境相对特殊，薪酬偏低，这样对专业人员的吸引力也不够，就出现了煤矿企业招工难的局面，出现了一系列的反应，员工的素质偏低，专业化的水准也不高，但是现实中，煤矿企业的对新设备和新技术的引进是非常高的，但是又没有相应的技术人员进行操作，这就造成了不匹配的局面出现，由于员工素质的偏低就出现了一些设备不能恰当的操作，尤其是机电设备的操作，对井下作业造成了隐患。 （二）对相关的专业员工培训不够，管理制度不够健全和完善 在颁布的新的煤矿企业的质量标准规定，对矿井的机电主管部门的配备、作业标准都是有明确的要求的。但是在实际操作中发现，一些矿井的安全意识不到位，重视的程度不够，更有甚者管理人员的的组织协调能力差，导致机电管理的17项制度不能很好地落实，考核也没有明确一个很高的标准，对普通的工人培训也是停留在走过场的局面，导致员工的操作熟练程度还远远的达不到要求，理论知识和学习不能快速的更新。 （三）机电设备使用不规范，而且没有及时进行更新 在我国的煤矿企业中有一个很明显的现象，使用的机械设备相对落实，设备更新的速度较慢，由于每天都是高负荷的工作，出现故障的频率也是非常高的，在操作的过程中，安全意识并没有引起高度的重视，一些企业唯利是图，只是以经济利益为导向，对安全生产没有引起更高的认识，对设备没有及时的更新换代，安全管理缺失。更有甚者一些煤矿企业没有安装安全检测系统，设备不仅老化，而且机械化程度偏低，这些因素都大大的制约着设备的正常运行，导致煤矿企业的运行。 （四）对机电设备的综合管理力度不够，处于低水平的状态 机电设备的综合管理是非常重要的，但是现实中往往差强人意，具体表现以下几个方面：机电设备管理没有秩序，出现混乱的情况，井口的把关也没有到位，为后面的风险埋下隐患，技术手段落后，效率低下，在操作过程中的一些档案管理不完善，保存的不够完整，出现一些残缺。 三、加强煤矿机电设备管理的措施 （一）加强对设备的管理 对设备管理的加强，每一台设备都必须要展现它最大的用处，必须要严格对设备在使用过程中的管理，才能发挥这种作用。企业应积极地配合安全管理部门，做好维护和检查设备的工作，制定对应的评分标准，使得每一台设备都能明确责任到个人，这样设备在检修维护的时候才能够有迹可循，管理人员应发挥自己管理的职能，让设备能够得到高效且安全的生产，设备在进行维修时候，应开维修单，并且上报给领导，任何的设备在检查中出了问题，不能继续工作，维修完毕以后，要进行试验，试验通过后，没有问题了才能够投入生产。 （二）注重对设备使用人员的培训 设备的使用者，拥有的技术素质都必须良好，要想发挥最新的设备优势，就必须要拥有先进的专业知识的人才，工作人员的培训任务要加强，培训并不是一时的工作，它要贯穿整个工作的始末，要想办法在员工的素质培训紧抓，增强工人对企业的使命感和归属感，每个操作机电和使用设备的员工都必须持证上岗，不但要参加岗前培训任务，而且在工作中管理部门还要对岗位做各种的评分工作，在发生事故后，要勇于承担责任，有针对性的对工作人员进行培养，操作人员应熟悉设备的工作原理，操作性能，常见的问题等等，能配合好维修的人员，增加对机电设备的管理能力。 （三）完善制度的建设 正确的处理经营管理、安全生产、机电安全这三方面的关系，是任何一项工作顺利进行的基础，只有一个健全并且完善的制度。才能使企业的内部资金运转正常。强化机电设备的管理，需要建立一系列的管理制度，把任何一台设备的责任明确到个人，增加工作人员的责任感，保障设备在工作时都通过安全质量的检测；保证每台设备都有其独立的档案，使问题能够及时并迅速的解决。 四、结语 煤矿企业的安全是一个非常重要的课题，这就对煤矿的机电设备要求非常高，该系统是一个非常庞杂的系统，它对机电的安全、矿井的经济效益影响是非常大的。良好的机电运行机制是矿产企业发展的重要保障，安全自始至终是一把利剑选在企业的头上，安全意识时刻不能松懈。 作者：赵玉来 单位：唐山开滦林西矿业有限公司 煤矿井下论文:煤矿井下机电供电技术研究 摘要:在我国煤炭资源的开采方式中,地下开采是一种十分常见的方式。地下开采方式的不安全因素很多,导致矿难事故时有发生,其中煤矿井下机电安全供电技术管理不完善是导致矿难事故的一个主要原因。因此文中将分析煤矿井下机电安全供电技术管理存在的不足,并有针对性的提出改进措施。 关键词:煤矿;机电安全技术;供电技术 引言 煤矿开采技术得到不断提升,但由于煤矿开采环境的特殊性和管理体制的不完善导致矿难事故发生频率逐年增高。为了降低矿难事故的发生率,加强煤矿井下机电安全供电技术管理是十分必要的。随着机电自动化技术的提高,对机电的操作提出了更高的标准,如果操作不当,轻者会影响机电的工作效率,重者会造成安全隐患,引发安全事故等。 1井下机电安全供电技术管理存在的不足 1.1井下作业人员技术水平不高 由于煤矿井下作业环境的特殊性标志着井下作业危险系数较高,而井下作业人员的福利待遇水平又普遍不高,这都导致了井下作业人员的综合素质不高,操作技术水平普遍偏低。随着机电安全供电技术的不断发展进步,煤矿的机电设备也必然要进行更新换点。但是当企业引进先进设备后却面临着没有人会操作的尴尬窘境。现有的井下作业人员无法保证设备的正常运行,给井下作业安全带来隐患。 1.2井下机电安全供电技术管理体制不健全 由于企业在实际生产过程中只注重利益,而忽视了井下机电安全供电技术管理,导致尚未形成较为健全的管理体制。按照我国对生产质量标准的要求,各个煤矿企业都应设有专门的管理技术的部门,负责监督、管理井下机电安全供电技术。事实上,大部分企业为了降低成本,减少开支,疏于对供电技术安全的管理,有的煤矿企业即使设置了这样的部门也是个摆设,设施配备不充分,未能起到应有的作用[1]。此外,大多数煤矿企业都没有对井下作业员工进行专门培训,导致即使更新了机电设备也无人能够操作,更别说保证机电的安全运行了。 1.3井下机电设备未能及时更新 煤矿企业在生产过程中过于关注经济效益而忽视了井下作业安全,给井下作业人员的生命安全造成威胁。忽视了机电设备的更新问题,通常老旧设备处于超负荷的工作状态下,设备老化、陈旧问题严重,在一定程度上为安全生产埋下了隐患。而且,煤矿企业没能做好设备的维修和维护工作,从而无法保证机电设备的正常运行,给安全生产带来威胁。 1.4井下机电设备的综合管理存在问题 煤矿企业对井下机电设备并没有出台较为有效的安全管理措施,导致机电设备的综合管理存在很大漏洞:①对于井口的管理工作不严格,缺少完善的管理制度;②现有的机电设备管理办法无法满足现代煤矿企业的要求,导致对机电设备的管理效率很低;③对机电设备管理资料保管不当,导致资料缺失、破损现象严重,缺失有效的管理方法,造成管理的不当。 2加强煤矿井下机电安全管理的对策 随着机电技术的发展,机电设备自动化程度得到不断提升,安全型防爆电气设备的全面引入对机电管理提出更高的要求。特别是对技术管理人员的素质、能力的要求都明显提高了,电气设备的维护和管理工作成为机电安全管理工作的核心。 2.1加强机电技术管理人员的培养 煤矿机电专业人员因其工作环境的特殊性决定了他们工作的复杂度较高,所要涉及的科学领域较广,人员比较分散等。因此,加强对机电技术管理人员的专业培养是十分必要的,一方面可以普遍提高技术人员的业务水平,另一方面可以提高机电技术人员的专业素质,增强其职业道德建设,为未来的基机电供电安全管理奠定坚实的技术基础。我国的煤炭正不断的向着高效、安全、平稳的生产目标前进。随着新技术、新设备、新工艺的不断被引进到煤矿采区,培养优秀的机电技术管理人才成为各个煤炭企业的当务之急。注重从各大高校引入人才,提升整个管理队伍的综合素质。加强对机电技术人员的技术培训,不仅仅局限于理论知识的传授,更要注重对专业技能的培训[2]。在一个阶段培训后要对员工的培训结果进行检验,对于那些成绩优秀的员工给予适当的奖励,从而激发员工的学习热情。 2.2完善机电管理组织 针对井下机电设备采取设置专门人员分别管理的方式,明确分工,避免出现问题时互相推脱责任的现象出现。在对机电设备加强管理的同时,还要加强群管体制建设。将井下机电工作人员按照其不同的分工分为不同的管理小组,根据其工作范畴对机电供电技术进行管理,做到明确分工,责任到人。首先,将井下工作人员按照其职责的不同分成不同的管理小组。如电气管理组、防爆检查组、电缆管理组等。其中电气管理组主要负责煤矿开采区的供电情况,并绘制供电系统图和对电气设备的检查和维护工作等。防爆检查组负责防爆设施的安全检查工作和新引进设备的质量检查等。电缆管理组的职能是负责对电缆质量的验收、管理工作。 2.3健全机电设备管理制度 对井下的机电设备的应该严格把关,做好机电设备的管理工作。首先,对于井下的防爆设备要对其维护工作严格把关,对防爆设备的质量和性能要经常检查,确保其运行的安全性。对防爆设备要经常维护,做好防锈保护,一旦发现防爆设备的零件出现问题,要及时换修。对于维修后的机电设备要严格把控验收关,防爆检测员在对电气设备进行验收时要严格按照验收流程工作,一定保证机电设备的安全性性能。对于要投入生产的电气设备而言,要经过多次的通电实验验证合格的设备可以下井。另外,对于防爆设备而言,要定期检查其防爆效果,确保安全生产。 2.4提高机电设备的安全性能 加强煤矿井下机电安全供电管理不仅要加强对机电设备的管理还要加强对与机电设备相关的检查工作,至于检查强度的安排可以根据其与机电设备的相关性的程度来设定,例如对于相关度较高的设施可以采取定期检查的方式,如果相关度比较低,可以采用不定期检查的方式。而且,对于每次检查的结果都要记录下来,以便日后进行查阅。 2.5采煤区实行供电设计管理 井下工作受地理环境因素、自然因素等多方面因素的共同影响,为井下作业造成了一定的难度。为了保证井下工作人员的生命安全,对采区供电系统的设计要综合考虑以上各影响因素之外,还要必须获得总工程师的许可之后才可以应用到实际生产中。采区供电系统的设计主要包括以下内容。首先对于那些非常规情况的采区,要有相对应的安全供电措施,以确保井下作业的安全;在设计供电系统图的时候,应该在图中明确标出有关机电设备和电缆的信息[3]。另外,还要有机电设备的分布图和机电设备的数据;最后,对于与机电设备相关的设施在选择时一定要选择符合标准的,如在选择电缆时,一定要选择符合相关标准的电缆。 2.6加快技术进步速度 井下机电设备的安全管理对井下作业的安全性有重要影响,因此,煤矿井下机电安全供电管理部门可以针对目前机电安全管理中的计算问题,研究解决问题的方法,加快机电安全管理技术的发展进程,进一步实现提高井下机电设备安全供电管理的目标。 3结语 煤矿井下机电安全供电管理对于保证井下安全作业、保障井下作业人员的人身生命安全是十分重要的。近年来,煤矿中频繁发生矿难事故已经引起全社会的广泛关注,为了减少这种不幸的发生概率,加强井下机电安全供电管理刻不容缓。然而,要想切实做好井下机电安全管理工作,还需要煤矿企业的各个部门之间各司其职、相互协作。 作者：李高峰 单位：同煤集团大唐塔山煤矿综采二队 煤矿井下论文:煤矿井下特种车辆工业设计论文 1井下特种车辆的外观造型设计 （1）井下特种车辆外观造型设计约束 产品造型设计是设计师综合分析推理各种约束，以求最优解的过程。井下特种车辆造型设计方法与之相同，不同之处在于所受约束种类及各种约束间的重要性不同。经过分析研究井下特种车辆外观造型设计约束 ①功能约束产品外观造型设计中最重要的作用是能够完成其功能。井下特种车辆主要外观造型部件有车身结构件、覆盖件、进气栅格、驾驶室顶等。每个部件都有各自特定功能。如覆盖件具有防护功能、方便打开维护功能、发动机进气散热功能等。在特种车外观造型设计的过程之前，必须以满足全部设计约束为目标； ②美学法则约束井下特种车的外观造型需要符合形式美法则，让人审美愉悦。主要包括比例、尺度、对称、均衡、对比、调和、节奏、变化、统一等美学法则。井下特种车在满足美学法则的过程中，受到功能、工艺制造的约束较大。因此井下特种车主要以整车的整洁性、整车的统一性为美学法则，在此基础上体现产品造型的美学因素； ③工艺制造约束设计的形态过程中要考虑加工工艺的可行性与方便性。井下特种车辆企业的工艺制造水平直接影响着产品外观造型水平，一些工艺制造水平能够实现复杂的造型设计，一些工艺制造水平只能完成简单几何体加工。因此井下特种车辆的造型设计需与工艺制造所匹配； ④品牌形象约束产品设计过程中，通过应用统一的企业标志、统一的色彩、统一的造型来传达企业的形象。井下特种车辆同样需要根据企业形识别，产品特征设计出产品识别系统，来提高产品的识别性。 （2）外观造型设计流程 井下特种车辆隶属工程机械类，功能及结构设计是特种车辆的核心设计内容，外观造型设计在特种车的整个研发周期仅是一部分。因此，井下特种车辆的外观造型设计具有研发团队较小，研发周期较短的特点。通过分析这些特点及研发周期中数据转化等，选定外观造型设计软件，并构建井下特种车辆造型设计流程。选用Rhino+Keyshot+Solidworks软件组合有诸多优势： ①强大的造型能力以及可参数化设计功能； ②Keyshot操作简单、快速，并能快速渲染出高质量效果图； ③产品模型数据量小，交换容易； ④开发周期短。 （3）外观造型实例 以40T支架搬运车为例对此进行外观造型设计。通过分析40T外观造型设计约束，根据以上流程进行设计， 2井下特种车辆人机设计 （1）人-机设计内容 人-机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题和学科。人-机工程在井下特种车辆的安全性、操作舒适性、操作效率等方面具有重要意义。井下特种车的人-机设计主要包括：操作空间、视觉区域分析、作业动作分析、手动控制器尺寸适宜性分析。人机设计软件系统主要有BOEMAN、COMBI-MAN、SAMMIE、JACK、SAFEWORK、RAMSIS、CATIA计算机辅助人机设计评价系统。本文以CATIA为人机评价工具对井下特种车辆人-机系统进行分析。CATIA软件中包含了人-机工程学设计与分析模块，其中包含HumanMeasurementsEditor、HumanActivityAnalysis、HumanBuilder、HumanPostureAnalysis4部分。井下特种车辆可应用CATIA四大模块对特种车的驾驶室、其他操作件进行人-机分析。 （2）人机设计方法 应用CATIA人-机分析软件可对井下特种车辆的空间布局、人体姿态进行分析，图4为井下特种车辆人机分析流程。 ①构建人体模型根据井下特种车辆需要分析的尺寸，确定人体尺寸百分位数、及各种修正量来确定人体尺寸。CATIA的人体模型库中包含美国人、加拿大人、法国人、日本人、韩国人及台湾人，未包含中国人。因此井下特种车辆的人-机分析的人体尺寸需要以GB10000-88中国男性为标准逐一确定。分析过程中设定修正量，要求考虑煤矿井下工人的特殊性。以驾驶室顶高设计为例构建人体模型为例，井下煤矿工人都为男性，且在井下工作时都是佩戴矿灯安全帽。依据GB10000-88中国男性P95坐高为958mm，在加上心理修正的基础上，还需考虑煤矿工人在井下通常佩戴矿灯安全帽。因此最终驾驶室顶高为1240mm； ②设定人体姿态根据人-机分析所需姿态，对人体姿态进行设计，以驾驶室姿态为例，对人体的头部、颈部、胸部、腰部、骶部及四肢的角度进调节，调节到人体舒适部位； ③人-机分析评价应用HumanPostureAnalysis模块对人-机系统进行分析。打开HumanPostureAnalysis模块，就能够通过分数及颜色直观地显示出人体各个部分的舒适度。若舒适度不达要求，可以通过调整某个部位的位置和角度提高舒适性。可以打开人体的可达域及视域，可以直观地看到人体的操作舒适域及视觉所达域。 （3）人-机设计实例 以40T支架搬运车驾驶室人机分析为例，对驾驶室的舒适性进行分析。按照以上流程分析出了人体在较为舒适的姿态下，人在井下特种车辆驾驶室内的视域及可达域，这样可以方便确定操作手柄的位置。3结语本文提出了井下特种车辆快速敏捷的外观造型设计及人机设计方法，通过实例验证了此方法的有效性及可行性。应用CATIA在井下特种车辆的人-机分析过程中虽然起到了重要的辅助作用，但是不能够完全以此分析为设计标准。首先因为CATIA的人机分析功能部分缺失，如生物力学分析、噪音分析等；其次，近30年国标没有更新，人体尺寸已经发生很大变化，专门针对井下工人的人体尺寸更是空缺。因此人机分析在井下特种车辆的完美应用还需研究分析。 作者：刘玉荣 单位：中国煤炭科工集团 煤矿井下论文:短距离通信技术在煤矿井下的应用 一、短距离通信技术的含义 通常情况下，通信收发两方利用无线电波井下传输信息，且能够在几十米范围内传输，皆可叫做短距离无线通信，也可称为短距离通信技术。短距离通信技术具备多种共性，即对等性、成本低以及功耗低等。短距离通信技术实质指一般意义上的无线个人网络技术，主要有以下几种标准，ZigBee、IrDA和RFID等；此外，短距离技术有各种不同接入技术，如无线局域网技术等。矿井无线通信有感应通信、动力线载波通信等形式。但动力线载波通信在矿井中应用时，由于抗干扰能力弱，难以匹配传输阻抗，所以其效果较差。而感应通信是以电磁感应原理进行通信，发话时，移动通信机的磁性天线与感应线很相似，同时有尺寸大的发射天线，但干扰噪声过大且传输参数可靠性差，很少应用。井下巷道属于一个限定空间，主要是岩壁组建而成的封闭环境，岩壁往往限制电磁波的传播，传播中衰减程度过大。所以选用短距离通信技术应用于煤矿井下中，有着重要意义，短距离通信技术功耗、成本均相对比较低，网络铺设简单，便于操作。 二短距离通信技术在煤矿井下中的应用探讨 短距离无线通信技术具备功耗相对较低的优势，因此对于“本安型”电路的相关设计十分符合。不仅如此，在煤矿井中，使用频谱的要求较为宽松，所以，在煤矿井无线通信系统中，短距离通信技术具有广阔的应用价值。 1．ZigBee技术的应用分析 在短距离通信技术中，ZigBee技术是其中最有代表性的技术，同时应用于煤矿井下占据重要的位置。ZigBee技术指以IEEE802.15.4为主要物理层标准，并以此将大量微小传感器间的通信进行协调。此类传感器无需巨大能量，经过无线电波且利用接力形式，实现两个传感器之间的数据传输，发挥高通信效率。ZigBee技术拥有三个特点：功耗低，即休眠状态下的耗电量为微瓦级，工作状态下的耗电量为毫瓦级；超大网络容量，即1个ZigBee可支持的节点有65000个；广泛的覆盖面积，网络覆盖范围可达100～1000m。ZigBee技术具备双向性定位优势，将ZigBee技术充分应用于煤矿井下中，有效实现井下与地面之间的信息交流，提高定位信息的规范性以及准确性。此外，ZigBee技术在实行双向传递时，可将某些意外或突发事件的发生进行控制和防止，同时，传输的速度相当快，信息准确性也较高，从而提高决策反应效率。ZigBee技术系统在反映井下定位现状的时候，能够利用计算机将井下活动轨迹进行详细描述，也就是经过标识卡活动状况、各种站点间信息的传递等，进行了解和掌握井下活动的具体现状，当发现有不良现象发生时，可立即采取措施，避免发生意外。如在某市煤矿中，因井下地形复杂，在进行煤矿开采时，常常发生事故，发生事故之后，营救人员不能将井下受灾人员的分布情况以及人数进行较好确定，若将营救设备盲目开进，则会误伤受困人员，从而无法及时营救受困工人。然而使用ZigBee技术之后，能将事故受困人员分布位置以及具体情况进行准确确定，促进营救工作的顺利开展，及时救出受困人员，进一步降低煤矿井下安全事故的发生率，确保工作人员的生命安全。 2．IrDA技术应用分析 一般情况下，IrDA技术在调制时，常常利用脉冲相位，如此一来，不但将抗干扰能力增强，而且使连续电平功率大于脉冲电平功率，防止了红外二极管无法承受高功率的现象出现。IrDA技术具备成本低，易控制传播距离、范围，保密性高、抗干扰能力强等特点，将该技术应用在煤矿井下通信系统中，可发挥遥控器的作用。此外，根据国家煤矿安全相关监控系统新标准，对于井下传感器，必须利用红外遥控传感器，无需使用精度产品及电位器调零点产品等。由此可见，IrDA技术应用在煤矿井下中具有重要的作用。 3．无载波UWB通信技术应用分析 在煤矿井下应用无载波UWB通信技术，能够降低煤矿井下通信系统的成功。在煤矿井中，可通过超宽带信号频带宽的优势，将传输距离进行换取。利用UWB无线通信，能快速实现通信和测距及定位统一，多功能一体化等，将无载波UWB通信技术应用在煤矿井下，有利于准确定位井下人员，在发生各种恶性事故的时候，保持无线通信系统通畅，可提高救生抢险的效率。 三、结束语 总之，短距离通信技术在煤矿井下中发挥重要作用，如无载波UWB通信技术、IrDA技术应用和ZigBee技术应用等，只有将这些技术充分利用，才能提升我国煤矿井下开采工作的效率和质量，从而促进煤矿行业的快速发展。 作者：赵娟 朱彤 单位：河南工业贸易职业学院 煤矿井下运输事故的防治工作研究 插销、接头和矿车底盘的钢槽等都是矿车最主要的连接,它的可靠性是安全保障的重点。在多数的情况下,都是因为使用了制作不合格的产品或者是没有经过相关的检查和试验因而导致矿车连接件的断裂从而发生了跑车事故。例如某矿在使用矿车的时候没有对其三环链进行严格试验以及日常的检查,导致在运行的过程中三环链发生断裂形成跑车事故,在事后对三环链进行检查在断裂处发现有旧的裂缝。 煤矿因为铺设轨道所采用的材料质量差,使得车辆在经过钢轨轨缝的时候经常出现跳动。有的时候是因为车辆间连接的插销或链环完全不符合规格,连接时并没有全部的插进去,致使车辆在经过钢轨接头的时候产生震动使得插销或链环跳出,跑车事故不可避免的发生了。因为把钩工放车的失误而发生的事故,因为绞车的司机操作有误以及信号工信号的失误导致事故的发生。例如说,某矿因为使用直径为24mm的6股19丝的钢丝绳作为为提升主绳进行提升,用一个月就出现大幅度的断丝,并且还没有按时去进行相关的检查,某天接班之后当钢丝绳提升到第2钩的时候,在离绳环1．5m左右的位置钢丝绳突然发生断裂,造成斜巷跑车事故,井底有一名工作人员当场死亡。 倾斜井下运输事故主要的防治工作 1制动装置 制动装置包括连锁道挡、阻车器和安全门,属于跑车防护装置的执行机构。通常情况下处于常闭状态,在在正常走钩时它接到指令之后才能开启并让车辆安全通过。如果发生斜巷运输事故,常闭的制动装置能够马上对车辆进行捕获并阻止车辆继续下行,从而达到阻止事故进一步恶化的作用。逃逸车辆的速度是非常快的,制动装置的作用不但能及时可靠地去对车辆进行捕获,还要去承受逃逸车辆所带来的巨大冲击力,并对车辆全部的功能进行吸收。因此斜井使用制动装置是降低斜巷运输事故的有效手段。 2传感装置 传感装置俗称捕车器,主要是对车辆运行的状况进行相关的判断,在正常的情况下,可以将跑车的防护装置设置为开放的状态。在异常的情况下,只要人为地去触动制动的部分就可以让它去执行工作。传感的装置又分为压辊式的传感机构和摆锤式的传感机构。压辊式的传感机构为是专用压辊的装置,当正常的车组经过的时候,车辆的牵引钢丝绳把压辊压下让它后置的机构开放车辆就得以放行。逃逸的车辆并没有钢丝绳去压压辊,这样就会自行的触发其它后置的机构,让制动的机构顺利的捕获并阻止逃逸的车辆。摆锤式的传感装置则是根据车辆行驶的速度对其状态进行判断,正常行驶的车辆在撞击到摆锤的时候使它出现一定角度的摆角。当逃逸车辆的速度达到所限定的数值时,摆锤摆角的度数变大去触发制动的装置起到防护的作用。 3设置躲避硐室 对于运输任务多的倾斜井巷,通常情况下该斜巷是不可以作为人行道使用。如果对于任务提升量并不大,能确保“行车不行人,行人不行车”的前提下,在不行车时该巷道就可以暂时兼做为人行道。当倾斜井巷的提升兼作为人行道的时候,在整个运输期间内在斜巷的上口必须设置阻车器,同时在斜巷中每隔25m必须设置一个躲避硐室,并设有声光语音报警信号装置。在巷道的躲避硐室一侧铺设一条人行道,工作人员必须行走在人行道上。当行车的信号红灯亮的时候,行人必须马上进躲避硐室,待行车信号红灯熄灭之后,才可以继续行人。 对连接件的检查加大力度 1使用中的检查检验每次对倾斜井巷主提升的钢丝绳进行替换时,必须使用两倍最大的荷重拉力进行试验。而矿车的连接装置最少也要每一年进行一次最大的负荷静拉力试验。对正在使用的人车防坠器,必须每班都要进行手动的落闸试验,每个月进行一次静止的落闸试验,每年则进行一次重载的全速试验。 2加强质量检查必须加强连接件产品质量的检查,严把产品质量关。为了对连接件制造的质量进行提高,一方面应该使用相对较合适的材质以及科学合理的制做工艺,而另一方面则是对质量检查必须按照标准进行严格的检查。 3检测中心检验检测中心的检验由国家产品检测中心对连接件进行一系列的检验。主要检验两个方面,一是对产品的质量例行的进行检验,二是对出产产品制作厂家的能力进行审核,并对通过审核的厂家颁发合格的证明。 结束语 我国煤矿井下的运输安全总体的趋势是好的,伤亡人数的比例也在一年年的递减,安全的状况也在逐年的好转。但煤矿井下运输的安全工作并不平衡,因“三违”而发生安全事故比较多,尤其是斜井的跑车事故较为频繁。为了使得煤矿井下运输的状况有所稳定和好转,必须对运输的安全生产工作加大监督的力度,尤其是对于降低倾斜井下事故的几率更是重要。对于这项工作的顺利完成,是维护煤矿井下安全的重要保障。（本文作者：龙明江 单位：徐州矿务集团三河尖煤矿） 煤矿井下论文:煤矿井下电气设备隐患及维护 摘要:煤矿井下电气设备的正常运行，关乎整个煤矿的安全生产，针对煤矿井下电气生产设备的整改与管理意义重大。鉴于此，本文探讨煤矿井下电气设备的影响因素与防护措施。 关键词:煤矿井下电气设备;电气维护;安全隐患;改进措施 随着现代技术的引入，煤矿电气设备自动化、数字化及机械化程度逐步升高，随之而来的问题也不断增多，如设备的种类繁多，致使电气设备事故的原因以及数量也不短攀升，这为煤矿的管理工作带来一定的难度。煤矿生产中，井下掘进工作环境相对更为恶劣，为保证井下煤矿工作人员的人身安全，电气设备的井下正常运行以及维护显得尤为重要。据不完全统计，在2016年全年的在我国全国范围内发生的煤炭事故共197起，造成451人死亡，其中由于井下电气设备直接造成的事故达30余起。由此可见，井下电气设备的安全性及其维护对于减少煤矿事故的发生有重大的意义。 1煤矿井下电气设备的安全影响因素 目前，影响煤矿井下的电气设备安全性因素主要包含以下几个因素:①环境温湿度。在矿井的生产过程中，电气设备及机械设备会长期处在安全系数较低的环境之中，长时间连续运转势必会降低其安全性能，同时，煤层开采深度的不断增大，工作环境的温度会随之而上升，环境湿度会随之增大，温度升高与湿度增大会降低电气设备散热能力，再加上设备过载现象，由此带来极大的安全隐患;②环境空气中的瓦斯浓度。在我国煤矿重大瓦斯爆炸事故中，有40%的重特大瓦斯爆炸事故，另外49．6%的事故是由于煤矿停、停风造成瓦斯浓度升高导致的事故发生;③电气设备自身的保护设施。设备在恶劣环境下容易产生故障，例如设备不采用接地保护，当金属外壳与电源在紧密接触时，产生漏电流，从而导致人员触电。 2煤矿井下电气设备的分类 为提高矿井下使用电能的安全性，不论是在高瓦斯矿井、低瓦斯矿井或瓦斯突出矿井，均须使用矿用电器设备。矿用电气设备大体分为两类:(1)矿用一般性电气设备。适用场合:矿井下无瓦斯、煤尘爆炸危险性的场所。(2)矿用防爆型电气设备。Ⅰ类，煤矿用电气设备。Ⅱ类，除煤矿外的其他爆炸性气体环境用收稿日期:2017－08－22作者简介:高博，男，现在内蒙古银宏能源开发有限公司工作。电设备。 3煤矿井下电气设备的维护 3．1温湿度对井下电气设备影响及解决方案 井下热量主要来源于机电设备的运转与高温岩石的散热，另外，煤尘黏附在设备外侧时也会使用电设备散热变差，导致设备出现失灵从而引发安全事故。温度对井下电气设备的影响体现在以下几方面:电气设备都有固定的温度耐受值，当温度低于耐受值时，温度的变化与设备寿命呈反比关系，随着温度的升高，用电设备的寿命会逐步降低;当温度超过耐受值时，电气设备将会产生击穿、熔断等不可逆的损坏性故障。空气湿度也是影响电气设备安全性的重要因素，井下常年积水是空气湿度的主要来源。空气相对湿度超过80%称为高湿环境，但井下的湿度通常保持在90%以上。高湿环境对于电气设备有极强的损坏:①加速金属材质的腐蚀;②影响设备的绝缘性;③霉菌增长概率加大。 3．2电气设备漏电流的影响及保护 煤矿井下电气设备局部接地存在很多问题:①工作面中的设备局部接地极没有设置在干燥处;②接地线及接地板的材质不符合国家规定标准;③设备局部接地电极安装位置不规范;④拒不接地极连接处为紧固，发生松动，造成安全隐患。造成电气设备局部漏电的原因有很多，井下在有限的工作范围会逐步增加电气设备的磨损程度;变电所顶板上长时间淋水以及空气湿度的增大，使机电设备锈蚀，其他误操作都可能引起电气设备的漏电现象，影响工作人员人身安全。井下电气设备的漏电流是一个极大的危险因素，若维护不当，会导致设备绝缘损坏，保护失效引发火灾，更有甚者引发煤矿次生灾害，如瓦斯爆炸及停产等重大事故。针对上述产生机电设备安全隐患的问题，现提出相应的解决措施，以最大限度杜绝相关事故的发生。(1)正确选取局部接地极地点，明确接地线的安装规范。(2)规范安装制度，以及保证井下机设备相关装置的装备与供应。(3)建立明确的机电设备接地保护机制，加强相关人员的培训。 4总结 煤矿井下设备的可靠性关乎整个煤矿的安全生产，电气设备的稳定安全运行可保证管理与维护更加便捷，并且可保证电器设备的运行寿命及能力。电气设备运行良好，可以为煤矿节约生产成本，提高经济效益，为煤矿生产增强竞争力。 作者：高博 单位：内蒙古银宏能源开发有限公司 煤矿井下论文:自动化控制在煤矿井下皮带运输的应用 摘要：在煤矿开采生产过程中，利用自动化控制技术能够有效提升生产作业效率，也能够降低人力资源成本，并保证生产作业的安全性。在煤矿开采规模不断扩大的情况下，自动化控制技术愈来愈受到关注，并得到了普及。基于此，本文对自动化控制技术在煤矿井下皮带运输中的应用进行了分析，并提出了相关观点，以供参考。 关键词：自动化控制；煤矿；皮带传输 1煤矿井下皮带运输自动化控制的必要性 目前，我国煤炭行业正处于发展瓶颈期，很多煤炭企业面临着巨大的生存压力，前景不容乐观。若要让传统煤炭工业保持充足的动力，就必须采用高新技术对传统生产模式进行改造，以此来提升生产效率、质量，并降低整体运营成本，从而提升利润空间，创造新的发展出路。皮带传输装置是煤矿生产过程中不可缺少的设备之一。传统皮带运输设备传动效率较低，启动时电流较大，存在功率不平衡、无环流损失大等问题，并且设备容易老化[1]。这不仅会增加煤矿企业运营成本，还可能受设备老化影响导致安全事故出现。显然传统井下皮带传输设备已经无法满足当前煤矿企业发展的需求。采取自动化控制技术对井下皮带运输设备进行改造，能够实现皮带运输设备智能化、动态化控制，从而提升煤矿开采作业效率及安全性，有利于提升整体效能。 2煤矿井下皮带运输自动化控制特点分析 煤矿井下皮带运输自动化控制系统主要是利用电力电子技术对设备相关参数进行控制，进而实现动态化调节。自动控制系统可通过分布在传送带上的载荷传感器对负荷信号进行采集，并将其传递至中枢系统进行分析，然后再将动作指令向调速电机传递，以此来控制皮带运行速度。这种控制方式能够动态性地匹配实际负载，可有效降低能耗，并延长传动部件使用寿命，能够大幅度提升设备运行的稳定性与安全性。煤矿井下皮带运输自动化控制系统主要由计算机及多种传感器构成，计算机可以是单片机、PLC控制器或嵌入式计算机[2]。利用传感器可对皮带运输设备相关参数进行连续监控，再通过计算机调控，可实现对设备的保护，相关显示控件能够将实际参数状态反映给使用者。同时，系统具备了网络通信功能。计算机具备了通信端口或通信模块，可与其他设备相连，可实现信息远程传输、分享，由此来实现远程控制。各类传感器可准确捕捉设备信号，包括皮带传输速度、荷载等，并为中央处理器提供对应的数据流，以此来精确控制电机运行动作。 3PLC自动化控制系统在煤矿井下皮带运输中的应用 PLC自动化控制系统是煤矿井下皮带运输当中最为常见的自动化控制系统类型之一，其主要作用在于保护及控制，具体如下： 3.1保护运输过程 利用PLC自动化控制系统能对皮带运输设备进行有效保护。通常情况下，长距离皮带运输受井下环境因素影响，可能会出现部分故障。PLC自动化控制系统当中除了会设置传感器外，还会设置一定量的保护开关。采取故障地址识别技术，便能够对保护开关动作如闭锁、跑偏等进行识别，相关信息会被反馈至控制中心，控制中心会根据故障信息数据做出及时处理。皮带运输过程中，温度问题也是较为常见的问题之一。运输机长时间运载负荷，会产生较大的热量，电机温度会逐渐升高。如果电机温度超过某临界值，会影响到传输系统正常工作状态。在PLC系统当中，电机内部会被置入一个热电阻装置。借助该热电阻装置电流信号能够被转变为温度信号，即可实现温度监控。当电机出现局部温度过高时，控制中心会立即自动停车，避免电机因持续高温工作而受损。此外，PLC系统当中置入了若干电流变速器，能够反映出电机电流信号。若实际电流超出额定电流，控制中心获得对应的信息后会及时停车，对电机进行保护[3]。 3.2控制运输过程 PLC自动化控制系统对煤矿井下皮带运输的控制主要包括手动控制及自动控制。当煤矿井下皮带运输设备处于正常运行状态时，相关工作人员仅需手动启动电控开关，PLC自动化控制系统便能够按照预设程序来操控皮带运输设备，由控制中心进行全局控制，即可实现自动化操控。如果皮带运输设备运行过程中出现问题或故障，传感器会将相应的信息传递至PLC控制系统，控制器对相关信息进行分析后，会发出反馈指令，停止设备运行。相关故障信息也将传递至控制中心。当设备故障排除后，控制器会对设备重新发出运转指令，由此可避免设备在故障状态下运行，能够有效防范安全事故。 4结语 自动化控制技术的不断成熟为煤矿井下皮带运输及生产作业提供了有力的技术支持。传感器的大量应用取代了人工监测，借助各类传感器能够对皮带传输系统工况做出更为准确的判断，有利于提升整体生产效率。同时，也能够减少设备维护、检修人员数量，可有效降低人力资源成本。未来煤矿井下皮带运输系统数据将呈现多接口的发展趋势，传感器将具备更高的精度与灵敏度，可保证数据的全面性与准确性，自动化控制系统性能将得到大幅度提升，从而为井下生产作业创造一个安全、稳定的环境。 作者：白文艺 单位：山西省忻州市神达集团栖枫煤业有限责任公司 煤矿井下论文:煤矿井下电气设备功能与设计 【摘要】随着煤矿开采业的发展，煤矿逐渐向深部作业，深井作业地质环境比较复杂，粉尘多、土层含水量多，很容易影响电气设备的功能，从而对煤矿井下作业的安全产生影响，甚至引起煤矿爆炸等安全事故。因此，为了确保井下作业的安全性，应该加强井下电气设备的硬件电路功能模块，降低电气设备故障发生概率。 【关键词】煤矿生产；井下作业；电气设备；电路模块 引言 煤矿电气设备包括高压开关柜、高压防爆配电装置、磁力启动器、移动变电站等等，这些电气设备的高压开关柜主要用于煤矿地面变电所、井下中央变电、总进风巷和主要进风巷、低瓦斯矿井的井底车场等，这些电气设备的高压开关柜继电保护装置以电磁感应装置为主，对矿井电气设备具有一定的保护作用，但是结构比较简单，已经无法适应当下煤矿井下作业的要求。因此，如何针对煤矿井下作业的要求，让电气设备继电保护装置能够符合井下作业的环境，从而有效地维护井下作业的安全性。 一、当前煤矿井下电气设备运行存在的问题 近年来，随着煤矿开采业的发展，煤矿井下作业应用的电气设备越来越多，在提高煤矿生产效率的同时，也存在一些安全隐患：比如电气设备的继电保护装置没有有效发挥保护作用，影响电气设备的正常运转，甚至造成一定的安全隐患。因此，设计一种性能稳定、保护种类齐全、保护装置灵敏度高、可靠性强的煤矿井下电气设备智能控制模块很有必要。 二、智能化电路模块设计 2.1漏电闭锁模块 漏电闭锁模块的功能主要是检测绝缘电阻，在真空接触器吸合之前或者断开之后，检测电机绕组部分电缆的绝缘性能，如果发现电缆的绝缘电阻值比动作值低，那么就启动漏电闭锁保护动作，禁止启动或者发出报警信息，液晶显示屏显示漏电故障和漏电绝缘电阻值。如果主回路的绝缘电阻值恢复到动作值的1.5倍时，漏电闭锁保住装置断开保护动作，真空接触器合闸。但是在设计的时候，漏电闭锁保护装置断开动作比主回路断开动作延时10秒。如果继电保护装置启动前没有出现漏电故障，电力系统启动后真空接触器吸合后漏电保护功能应该由上一级馈电开关完成，漏电闭锁保护模块不启动。 2.2通信模块 通信模块负责电气设备信息的传输，一旦电气设备出现故障，通信模块将设备故障及时传输到电力系统，技术人员根据故障信息，立即对设备进行检修。为了满足煤矿深井作业的需求，通信模块使用远距离数据传输的RS-485,通过它将电气设备的参数发送到矿井的局域网，矿井工作人员就能通过局域网随时了解电气设备的运行情况。通信模块分串行通信和并行通信。串行通信方式小的传输线少，适合远距离传输。并行通信传输速度快，但是所需的传输线比较多，长距离传输数据会增加成本。根据煤矿生产的实际情况，选择串行通信方式。RS-485串行通信必须按照RS-485通信接口标准进行设计。 2.3联控模块 联控模块是电气设备智能控制系统中重要的组成部分。当电气设备控制系统设计为联控模式以后，整个电力系统只需要一台主机，通过主机就可以控制其他机器。整个联控系统可以由一台主机控制开启和关闭，同时每一台机器都可以单独启动和停止。如果联控装置出现故障，那么系统会自动停机，将停机信息传输到液晶显示屏上。如果联控系统出现问题，首先要立即排除故障，让每一台机器恢复正常运行。联控装置的命令通过频率完成，每一台机器和控制命令对应一定的频率脉冲，如果机器需要向下机位发送命令只需要发送一定的频率脉冲就可以实现，下机位接受到信息以后进行解码，自动识别上机位的指令。 2.4电源模块设计 智能继电保护装置的电源电路包括电网供电电路和电池供电电路，这两种供电方式通过把闭合开关自由切换。如果是在电网上运行，则采取电网供电方式，电源控制由继电开关电源供电，如果系统停止运行时，按照煤矿生产的规范和用电要求，井下不允许带电打开隔爆外壳，所以将供电方式切换成电磁供电，这个时候，电气设备的智能控制系统由外接蓄电池提供电源。此外，为了避免蓄电池发生电极短路的现象，要做好蓄电池的保护措施，比如在靠近电极两端的地方串接200毫安的快速熔断式，可以避免蓄电池电极短路故障的发生。 三、结束语 在提高煤矿生产的效率和质量的同时，电气设备运行过程中存在的安全隐患给煤矿安全生产带来一定的影响，并直接威胁到煤矿工人的生产安全。因此，做好煤矿井下电气设备功能电路模块智能化设计，有利于提高电气设备的安全性和可靠性，避免电气设备故障的发生，从而保证煤矿安全生产。 作者：冉刚 单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司 煤矿井下论文:煤矿井下机电安全技术管理分析 摘要：阐述了加强煤矿井下机电安全技术管理的重要性，分析了当前煤矿井下机电安全技术管理所存在的主要问题，并提出相应解决措施，以期保障煤矿安全生产，提高生产效率。 关键词：煤矿；井下机电；安全技术；管理 加强井下机电安全技术管理，是防范煤矿事故的重要措施，对减少安全事故的发生具有重要意义。而由于多方面因素的影响，当前煤矿井下机电安全技术管理方面还存在着一部分问题，针对这些问题展开研究，能够着力提高煤矿井下机电安全技术管理的有效性[1]。 1加强煤矿井下机电安全技术管理的重要性 1.1保障煤矿井下工作人员生命安全 煤矿井下机电设备的安全性直接关系着煤矿生产作业的安全，与煤矿井下工作人员的生命安全息息相关。井下机电设备一旦出现故障并引发安全事故，将直接威胁到煤矿井下作业人员的生命安全，为充分确保煤矿生产的安全性，减少事故对井下工作人员的危害，加强煤矿井下机电安全技术管理是十分必要的。通过强化安全技术管理，能够有效提高井下机电设备运行的稳定性，提升相关操作人员的安全意识与安全操作能力，确保安全隐患及时发现与排除，结合管理的优化能够有效实现安全生产的目标。 1.2保障煤矿企业长期稳定发展 煤矿安全事故往往会对煤矿企业造成较大的经济损失，并使煤矿企业的外部形象受到影响，导致煤矿企业在市场中竞争力下降，甚至失去大量市场资源，包括资金、客户、人才及合作企业等，对于企业的长期稳定发展极为不利。因此，企业加强煤矿井下机电安全技术管理，通过有效的管理措施，保障机电设备运行生产过程中的安全性，减少安全事故发生，能够有效减少和避免安全事故对企业造成的损失，保障煤矿企业长期稳定发展。 1.3保障社会和谐稳定发展 煤矿安全事故造成的影响不仅体现在煤矿工作人员及企业方面，其对社会的影响也是不容忽视的，煤矿安全事故对伤亡人员及其家庭所造成的影响极为深远，并非简单的赔偿可以弥补，事故导致一个家庭破碎，安全事故频发还将引发一系列严重的社会问题，导致社会公众对煤炭行业整体态度与看法，并且可能对政府监管工作失去信心，甚至可能造成社会恐慌，这些对于社会和谐稳定的危害是十分严峻的。基于此，加强煤矿井下机电设备安全技术管理，强化煤矿企业整体安全意识及对煤矿安全事故防控的力度，全力避免煤矿安全事故的发生，已成为保障中国社会和谐稳定发展的必要举措。 2当前煤矿井下机电安全技术管理存在的问题 2.1机电作业人员素质有待提高 煤矿井下作业本身具有很高的危险性，作业环境十分恶劣，劳动强度大，因此煤矿企业大都难以留住高素质人才，而掌握专业知识的年轻人又很少愿意主动投入到煤矿井下工作当中，这也就造成煤矿企业人才缺乏，机电作业岗位人员往往只经过短时间的突击培训便上岗作业，其对煤矿井下机电安全作业知识与技术的掌握不充分，这也为煤矿安全事故的发生埋下隐患，机电作业人员素质的提高成为煤矿井下机电安全技术管理工作的当务之急。 2.2相关管理制度缺乏完善性 随着机械化作业的优势日益显现，煤矿企业大都已进行了井下作业机械化改造，使煤矿机电设备自动化程度得到了很大提高，但同时由于机电设备增加，对于相应的安全检查工作也提出了更高要求。而从实际情况来看，中国目前许多煤矿企业在井下机电安全技术管理方面存在管理制度不完善的问题，相关安全管理工作的制度规范存在不足，部分规章制度模糊，无法全面有效地指导和规范安全技术管理工作，也容易导致机电作业过程中因管理不力产生安全隐患，影响安全生产目标的实现。 2.3机电设备使用及维护存在问题 机电设备使用中的问题主要体现在操作及使用不规范方面：（1）与机电设备操作及使用人员专业素质不足，缺乏必要的专业知识与技能掌握有关；（2）则是源于安全技术管理缺失，设备使用不规范很容易导致操作失误，引发安全事故，也可能造成设备故障，导致设备使用性能与安全性能下降，进而产生安全隐患。而设备维护方面的问题主要体现在日常设备安全检查与故障检修存在漏洞及为节约生产成本，不注重机电设备及配件的维修与更换，导致设备部分配件老化严重，工艺技术落后，故障发生频率增加，甚至出现带病运行的情况，这些都严重威胁着煤矿生产安全，影响安全技术管理的效率[2]。 3加强煤矿井下机电安全技术管理的有效措施 3.1加大力度推动煤矿企业人才队伍建设 （1）企业要加大资金投入培养专业人才，对企业现有队伍进行系统全面的专业素质培训，让员工充分掌握煤矿井下机电设备的安全操作知识与技术，提升安全生产的意识与能力；（2）建立完善的人才培训制度体系，保障企业人才培训的顺利开展，并严把培训考核关，通过科学而严格的资质与能力考核，确保进入工作岗位的员工资质、能力与专业素质满足岗位要求；（3）努力完善煤矿井下作业的安全保障措施，提高井下作业的安全防护水平，充分保障井下机电作业人员的生命安全，从而增强企业对高素质人才的吸引力，努力打造一支高素质专业化的复合型人才队伍。 3.2建立健全煤矿井下机电安全技术管理制度体系 安全技术管理制度是煤矿井下机电安全技术管理工作有效开展的重要保障，因此，煤矿企业应结合现行煤矿机电相关的法律规定，并根据企业自身实际，制定与企业生产相适应的安全技术管理制度，并形成完善的制度体系。应通过对制度的完善明确各相关部门及工作人员的权责划分，以保障煤矿井下机电设备生产安全为出发点，合理划分权责归属，并通过建立安全技术管理责任制，确保各个部门及相关工作人员切实履行自身责任，做好本职工作，严格按照相关管理制度要求执行，通过规范化的安全技术管理，保障煤矿井下机电设备作业的安全性。 3.3强化机电设备安全监察与维护检修 井上下所使用的机电设备按照生产和区域要求落实具体责任人，强化检查责任，并加大对机电监察人员的考核力度。对存在隐患的设备要定时督察，保障安全生产。把质量考核体系审核工作引进机电管理、安全监察中，建立机电隐患风险评估和动态检查整改机制。管理人员要保障检修时间，进行动态监测和管理。 4结语 煤矿井下机电安全技术管理工作具有重要意义，对于煤矿企业而言，要实现安全生产的目标，保障企业长期稳定发展，必须要针对煤矿井下机电安全技术管理工作中存在的一系列问题，积极采取有效措施予以解决，提高井下机电安全技术管理的效率，确保机电设备的运行和使用安全，也为企业长期效益的实现提供基本保障。 作者：齐鸷 单位：山西晋煤集团机电处 煤矿井下论文:煤矿井下排水系统节能技术改造 摘要：煤炭行业是我国国民经济的支柱产业，其发展关系着国家的长远进步，而煤炭企业的节能环保工作则影响着煤炭生产的经济效益、社会效益与环境效益。煤矿井下主排水系统是煤炭生产用电的重要组成部分，对其井下节能技术改造有利于煤炭企业总体效益的提升。加强对单片机、PLC、计算机、电力电子等前沿技术的推广与应用，打造可靠安全、环保节能的井下主排水系统对煤炭企业生产和煤炭行业发展意义重大。 关键词：主排水系统；节能；技术改造；自动控制 一般而言，煤矿主排水泵房的供电线路须大于1趟。倘若某条回路出现意外，发生中断供电的故障，那么其他回路便可及时派上用场，继续为排水系统负荷供电。在煤矿井下，多台水泵会安装于主排水泵房。通常来说，有工作的水泵，也有备用的水泵，同时还有备用检修水泵，以此来确保煤矿主排水系统的顺利工作。该类人工操作模式有很多弊端，如操作程序复杂、劳动强度大、设备故障率高、主排水泵运行启动时间长、人为影响因素多等，并且会间接造成人力、物力浪费。因此，为实现矿井的现代化管理目标，应打破这一固有的传统模式，煤矿主井下排水系统的节能改造刻不容缓。 1改造方案 为完成煤矿井下主排水系统的节能技术改造任务，可借助如下方案加以尝试：在煤矿井下中央泵房安装5台离心水泵，其中2台工作水泵，2台备用水泵，1台检修水泵；以自动化控制为控制方式，排水泵主电机选择软启动方式，采用矿用隔爆型高压软启动柜。这种主排水自动化系统是以光纤工业以太网为基础而应用的，其优点不仅在于可以让水泵实现单机控制，还可以通过以太网传输接口模块与设置将安装在井下的中央变电所网络交换机和控制系统连接起来，从而使煤矿地面调度中心能够对井下全部被控设备实现及时而有效的控制与检测。 2采用软启动电控设备 2.1防爆型高压软启动器运作原理 主电路与控制电路为防爆型高压软启动器的两个主体性构成部分，被控电动机和三相供电电源通过软启动器主电路的三组反向并联可控硅而被串联起来。水泵电动机运行前，控制电路会对可控硅导通角的幅度进行控制，进而不断提高加于电动机端的电压值，随之而来的是电动机转动速度的不断增大，一直到它达到额定转速时方会停止。 2.2软停车的特点 遇到井下排水系统主排的水泵电动机直接停车的情况时，由于流体运动速度受到的影响较大，有压管路内的动量会发生剧烈变动，水击现象会出现于管路之中，这无疑将会对水泵、阀门、排水管道等重要设备或零件构成相当严重的威胁，甚至有可能对水泵管道或阀门产生根本性破坏。 2.3软启动主电路控制接线的特征 在遇到排水泵启动或停车的情况后，软启动主电路控制接线的晶闸管将以软启动、软停车为目标及时地投入运行。在水泵完成开启之后，旁路接触器会合闸，将晶闸管短接，水泵主电机接受供电电源全电压，并正式进入运行状态。这种安装接线有很多优势，它们集中体现于，在水泵的工作状态中，主电机和电网是直接连接的，没有谐波；可将旁路接触器视作一项备用措施，在晶闸管出现问题时或其他紧急情况下，旁路接触器能够使水泵主电机直接启动，主排水系统工作的安全性和持续性获得了相当程度的保障。 3自动控制系统结构 3.1地面总监控站 自动控制系统中的地面总监控站是井下主排水系统的总指挥部，它设置于煤矿地面调度中心，通过工作站，该中心对井下情况进行实时的监控、监视与检测，尤其注意中央排水泵房各项设备的运行状况。 3.2工业以太网网络结构 自动控制系统中的工业以太网是井下主排水泵的监控系统的主干网，通过它，自动控制系统能够便利地采集信号，从而对井下主排水系统的设备与设施进行十分有效的监控。 3.3煤矿井下主排水系统监控单元 监控主控制站、信号采集装置和各类传感器是主排水系统监控装置的主要构成单元。其中，主控制站是其通信核心，能够有效实现地面控制中心与井下分站监控之间信息的上下传播，并借助排水系统操作显示屏，将井下主排水系统的运行数据呈现出来，从而将更为精准有用的运行信息传送给相关工作人员。 4煤矿井下主排水控制系统功能 第一，主排水控制系统可以对主排水系统运行水泵的各项技术参数进行及时的采集，这些数据是工作人员实时判断排水泵运行工作状况的基本依据。第二，按照井下涌水量、工作时间、用电负荷等实际情况的差异，能够自动启动或者自动终止主排水泵的运行。第三，当排水系统出现异常状况，系统可以在第一时间发出相关信号；在遇到排水系统出现故障的情况时，系统可以对故障类型进行辨别和判断，如有需要则会自动使水泵终止运行。第四，该系统的兼容性较好，可以和煤矿的生产综合调度系统相连，工作人员只须在地面生产调度监控中心便可对其进行有效干预。 5改造后系统的主要特征 首先，软启动方式的排水系统主电机可以独立对启动电流进行智能化处理，这将有利于提高电动机启动的平稳性。第二，自动和手动两种方式都可以实现对系统的控制，且可以彼此转换和备用，系统可靠性获得了极大保证。第三，就地紧急停车是系统的主要特色之一，这有利于系统运行安全性的保障。 6结束语 综上所述，煤矿井下主排水系统的节能技术改造关系企业生产和行业发展，是生产技术提升的重要组成部分。实践证明，上述井下主排水泵自动控制系统的运行状况稳定，有效减少了耗电量，节能效果十分显著。排水系统的技术改造不但有利于解决长期存在的煤矿井下电能使用效率低等难题，实现节能，还有利于促进矿井管理质量和设备水平。 作者：王静斌 单位：唐山开滦赵各庄矿业有限公司 煤矿井下论文:煤矿井下机电设备故障分析与预防措施 摘要：在煤炭生产过程中，特别是煤矿井下作业，机电设备的使用已经成为一种普遍的现象。机电设备的使用给煤炭生产带来了极大的便利，使复杂危险的煤炭生产过程变得更加简单和安全。因此，保证煤炭机电设备的正常运行，特别是井下机电设备的正常运转，已经成了煤炭生产是否可以正常运行的决定性因素。 关键词：煤矿；井下机电设备；常见事故；分析；预防措施 机电设备的使用对于煤矿井下生产产生了积极的影响，使煤矿井下生产更加的高效安全。但是由于种种原因，井下机电设备事故时有发生，如输送机、掘进机等设备在生产过程中发生的人身意外伤害事故和由于高压和低压及造成职工的生产触电人身伤亡事故。这些事故使井下煤炭生产工人的工作积极性受到影响，同时使煤炭的正常生产受到极大的影响，给煤炭企业造成了不小的经济损失。 1对煤矿井下机电设备常见故障分析的意义 煤矿井下生产是一个复杂而且危险的过程，在这个生产过程中，机电设备发挥着重要的作用。机电设备一旦发生故障，不仅直接影响到煤炭的生产，还有可能对井下生产的煤矿工人造成人身伤害。因此，需要尽量减少和避免煤矿井下机电设备故障的发生。这就需要对煤矿井下机电设备常见故障进行认真仔细的分析，并且针对相关问题进行改进，从而保证煤矿井下生产可以更加顺利、安全、高效的进行。 2煤矿井下机电设备常见故障 在目前的煤矿井下生产中，机电设备的自动化程度已经非常高，使用的机电设备也非常多和复杂。各机械设备随着使用时间的不同，可能在不同使用时段会出现相同的问题。在各种设备使用的初期，也就是机电设备的磨合期，煤矿井下机电设备由于操作不当和设备自身的原因，发生事故的概率与磨合好的设备相比会高很多；磨合期过后就是煤矿井下机电设备的中期阶段，也就是机电设备使用的最佳时期。在这个时期，机电设备经过磨合，设备自身的性能已经达到了最佳，操作人员对于设备的熟悉程度也已满足要求，在这个时期，机电设备出现故障的概率是最小的。煤矿井下机电设备的高发期发生在设备使用的晚期，在这个时期，设备由于长期使用，各部件的磨损、老化、腐蚀等情况都比较严重，设备的使用效率已经不处在高效期。在这个阶段出现的常见故障主要有：设备异响、设备过热、设备排气成分发生变化、设备的电压和电流变化幅度比较剧烈。这些故障如果不及时进行处理，将会导致设备损坏，影响煤炭的正常生产，甚至危险到井下矿工的生命安全，需要引起我们足够的重视。 3煤矿井下机电设备常见故障原因分析 3．1设备更换不及时 煤矿井下机械设备往往是在矿井设计施工时成套购入的，是一个整体性的系统。如若某个单个的设备出现了问题，那么只能想办法对这个设备进行修复，但是修复完的设备难以达到原有的效率，这造成整个机电设备系统效率的下降。如果想要从根本上解决这个问题，就需要将整个系统进行更新换代，投入大量的资金，这对于煤矿企业来说是不现实的。造成煤矿井下机电设备更换不及时，设备老化问题日趋严重，煤矿井下机电设备出现故障的概率越来越大，煤炭井下安全隐患也越来越大，使煤炭生产的安全性难以得到保证。 3．2设备检修工作不到位 煤炭生产的不间断性，使得煤矿井下设备磨损程度和老化速度大为加快，加之生产过程中公认的误操作，使得机器出现故障的概率大为增加。面对这种情况，就需要在日常生产的同时，对煤矿井下机电设备进行仔细认真的检查和维护。但在实际生产中，由于进行检修人员的专业知识不过关和责任心不强，导致大问题查不出来，小问题又不关注。使小故障慢慢积累成了大故障，给煤矿井下生产带来诸多的不便，造成生产安全隐患。 3．3煤矿第一线工人整体素质不高 在目前的煤矿井下生产中，虽然机械设备大范围使用，但对于人力的需求量还是比较大的。目前在很多煤矿企业中，由于以上工作环境和工作强度的原因，煤矿第一线工人的素质较低，安全意识也不高，其在操作煤矿井下设备时，时常会出现误操作的情况，造成机电设备的故障。 4预防煤矿井下机电设备事故的措施 在对煤矿井下机电设备常见故障进行分析后发现，很多常见事故的发生是具有共性的。找到这些共性的原因后，在实际工作中，要有针对性的开展工作。 4．1提高煤矿一线职工的专业素质 通过对相关煤矿井下机电设备常见故障的分析统计发现，很多常见事故都是由于一线工人的专业知识和专业素养不高，在工作中又缺乏责任心，使得在煤炭生产中出现了机电设备的误操作。针对这种情况，在实际工作中，需要定期对一线职工进行设备操作和煤矿井下生产的知识讲座和培训，使井下一线职工有提高自身素质的机会。同时在进行一线职工招聘时加大投入，招录并鼓励专业知识过硬的工人参与到一线生产中，从而保证煤矿井下生产可以更加顺利地开展。 4．2加大煤矿井下机电设备的资金投入 机电设备是煤矿井下生产的重要物质保证。如果其设备长期处于老化和磨损严重的状态，那么对于生产来说是不利的。虽然对煤矿井下机电设备进行更换代价比较大，但是不换的话损失可能更加的惨重。所以在实际工作中，在做好煤矿井下机电设备日常管理维护的同时，对于确实需要更换的设备要及时进行更换，保证井下煤炭生产可以顺利地开展下去。 4．3加强煤矿井下机电设备的日常管理和维护 在实际工作中，企业应该明确井下机电设备管理和维护的重要性，使从事井下机电设备管理和维护的工作人员工作责任心可以得到提升，对于任何可能出现故障的隐患都不放过，认真做好井下机电设备维护和管理工作，确保煤矿井下生产可以更好地开展。 5结论 煤矿井下生产过程复杂，井下机电设备故障频发。我们需要在工作中认真总结，对于引发井下机电设备故障共性的原因进行分析，进而加以改正，从而减少或者避免类似煤矿井下机电设备故障的出现，从而保证煤炭生产更加顺利地开展。 作者：刘晓敏 曹虎奇 单位：中国神华神东煤炭集团公司 煤矿井下论文:煤矿井下电气设备论文 一、煤矿井下电气设备可能存在的安全事故 (一)电网漏电故障与触电伤亡事故 煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，作业复杂，电气设备在这种条件下长期运行，即便采取了绝缘保护措施，也无法从根本上杜绝漏电故障的发生。作业人员在井下作业虽然都严格执行操作规范和《煤矿安全规程》，但是很多情况下，由于电气设备漏电，作业人员即便不直接接触电气设备，也容易发生触电事故，加之一些作业人员安全意识不强，并未能严格执行安全操作规定，接触高压带电体，容易发生伤亡事故［1］。 (二)电气设备短路和电火灾事故 电气设备长期过负荷运行，供电线路因载流导体温度升高而损坏，短路情况就容易发生，电气设备短路会出现电火花，一旦引燃周围的木支架、绝缘材料，或者是瓦斯煤尘，就会引发火灾。电气设备连接部分接触不良，在电流通过连接部分时，接触点电阻就会增大，致使局部温度升高，这时也容易引发火灾。电缆接线盒因质量不高，长期受到潮气的入侵，也容易发生短路，一旦点燃煤尘，就会引发火灾。由于短路，引发过载事故，电气设备通过的电流值要远大于额定值，一旦绝缘体损坏，也容易引发火灾［2］。 (三)电气设备失爆 统计数据显示，电火花是引发瓦斯爆炸和煤尘爆炸事故的主要元凶，而电火花则是由电气设备失爆引起的，换言之，电气设备失爆很容易引发的瓦斯爆炸和煤尘爆炸事故，这也是煤矿井下安全预防的重点。在电气设备运行中，只有保证其处于正常的工作状态，预防故障产生的电火花，使其不至于点燃煤矿井中的煤尘，才能有效减少瓦斯爆炸和煤尘爆炸事故的发生。 二、煤矿井下电气设备安全事故的预防 (一)做好漏电和触电的安全预防工作 预防电气设备漏电，应正确选用设备的型号，注意检查电缆，做好接地保护工作，利用中性点绝缘供电系统来预防漏电事故的发生。应在开关跳闸位置处安设漏电保护装置，在高、低压配电线上安设检查漏电的保护装置，高压配电线上的检漏保护装置应是有选择性的，低压配电线上的检漏保护装置应选择有闭锁的，在未安设这两种检漏保护装置的情况下，必须安设自动切断漏电装置。为了防止触电事故的发生，井下作业人员绝不能接触或接近电气设备带电体，在特殊情况下，不得不接近带电体时，必须采取必要的防护措施，相关操作应按照《煤矿安全规程》进行。 (二)做好电过流故障和电火灾的安全预防工作 电气设备过流可能引发短路，应采用过流保护装置来预防电流故障，在电气设备超负荷工作时，应对过流保护装置的设定值进行调整确保整定值的可靠性。此外，还可以选择校检保护装置对最小两相和最大三相短路电流的安全动作系数以及动热稳定性进行调整。为了预防电火灾，应对电气设备和电缆进行定期巡检，做好维护工作，防止过负荷运行以及短路故障，应安装继电保护装置，并整定各类短路保护装置，使其能够正常发挥作用，有效预防电火灾事故的发生［3］。 (三)做好电气设备失爆的安全预防工作 电气设备中的动力设备和开关电闸应选择防爆外壳(具有隔爆和耐爆性)。隔爆外壳要有一定的强度，即便在隔爆壳内发生爆炸，外壳也不会变形，确保电气设备发生的电火花及其引发的火焰受到足够的冷却，不至于引燃隔爆壳外的煤灰和瓦斯。此外，还可以选择提前切断电源，优先采用本质安全型电路，并对电气设备的防爆装置进行日常巡检和周期性巡检，使其能够正常发挥作用。 三、结论 鉴于煤矿井下作业的复杂性以及安全事故的不可预测性，为了更好地预防电气设备的安全事故，应加强井下电气设备基础管理，制定和建立安装、使用、维护、巡检等制度，实现管理的规范化和制度化。 作者：庾彦武 李孝利 单位：陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司

软件技术毕业论文:计算机软件技术开发思路 【摘要】对计算机软件技术的开发与应用进行分析和介绍。研究内容在社会经济不断发展的今天，在人们生活以及工作的方方面面都已经广泛的运用到了计算机软件技术，因此关于计算机软件技术的开发应用受到了人们的普遍重视。本文对计算机软件技术的发展现状进行了分析和介绍，并且对开发计算机软件技术的研究进行了简单的分析。结论计算机软件技术在未来具有广阔的应用和发展前景。 【关键词】计算机应用；软件技术开发；应用前景 引言 计算机技术自从诞生以来，就在国民经济的各个领域中得到了非常广泛的应用，而且计算机在很多领域中已经占据了主导的作用。计算机主要包括两个部分也就是硬件和软件，其中保证计算机的运行的核心部分就是软件系统，不同的计算机软件系统在计算机中也具有不同的作用。与此同时，现在随着人们需求的不断变化，计算机软件的多功能性也在不断的拓展中，其深刻的影响到了人类社会的发展和改革。虽然与全球其他发达国家的软件产业总额比起来，我国软件产业的总额还存在着一定的差距，然而现在这个状况正在不断的改善当中，目前在全球软件产业总额中我国软件产业总额占据了越来越高的比例。 1计算机软件技术的开发现状分析 作为一种能够操作软件系统的高级技术，计算机软件技术的主要研究内容就是保证高效运营的运行模型、积极的优化相应的支撑体系、进一步的探索相关的手段等。 1.1对操作系统的开发 作为计算机的重要组成部分，计算机的操作系统在计算机的运行过程中具有十分重要的作用，比如管理各种硬件以及资源的硬件资源管理系统，其主要包括显示器、存储器以及处理器等；同时其也能够操作各种软件运营系统，从而能够统筹管理软件的运行情况；除此之外，其还能够有效的支撑相对应的一些软件。现在计算机软件技术发展的越来越快，而且操作的合理性以及便捷性已经成为了计算机软件系统在未来的主要发展方向。作为一种新兴技术，嵌入式技术在操作系统中的应用也变得越来越广泛，而且已经取得了较好的发展。所谓的嵌入式技术就是使计算机的硬件和软件有机的结合别的机电设备，最终将一个全新的设备系统形成。现在嵌入式系统产品种类变得越来越多，而且广泛地运用在了各个领域中[2]。 1.2对数据库操作系统的开发 作为计算机系统的关键组成部分，数据库系统在计算机系统中处于核心的地位。现在数据库系统的安全技术问题受到了很多人的关注，因此其也具有了良好的发展。数据库系统的支柱在数据库系统中具有十分重要的作用，各大数据库公司以及软件学术界都开始积极的研发数据库系统，而且已经将数据库系统的研发放在了首要的位置。 1.3软件工程环境的开发 对工具技术以及方法等实施合理的安排是软件工程的主要侧重点，软件工程环境的主要定义就是一系列的能够在一起工作的系统构件，并且能够保证日常工作活动中自动化支持的实现。在早期开发软件工程环境主要属于一种整体的研发，现在已经开始出现了细节化以及分散化的特点[3]。 2计算机软件技术的具体应用分析 2.1在项目工程中计算机软件的应用 在信息化社会，不管是信息的传播方式也好还是信息量也好都具有多种多样的特点，而这一特点也使得项目各方在具体的交流过程中变得比较困难，因此信息的交流和传递对一个工程的管理来说具有十分重要的作用。将计算机软件充分的运用到项目工程中就能够使这一问题得到有效的解决，现在按照功能可以将工程项目管理软件划分为两种，比如高档次的P3具有十分强大的功能，但是也相对的具有较高的价格，TimeLine属于一种低档次的软件，其只能解决工程中的某一方面的问题。 2.2在工程制图中对计算机软件的应用 在工程制图中对计算机软件进行充分的运用能够使工程师的劳动力可以极大降低，并且也使得工程开发的进度得加快。现在制图软件技术随着计算机软件技术的不断发展也出现了较快的提升，一般可以将工程制图的软件发展过程划分为三个阶段，也就是初步使用光栅扫描显示器，广泛使用PC机以及飞速发展的工程制图软件。现在有很多软件都在计算机工程制图中得到了广泛的应用，比如Java以及AutoCAD等都属于比较常用的软件[4]。当前，应用计算机软件进行工程制图已经基本实现了智能化、数字化及一体化，将人们的创造潜能发挥到了更大的限度，其流程见图1。 2.3在移动计算机通信中对计算机软件技术的应用 现在在IT技术中移动通信和Internet属于两大热点技术，有效的结合这两大这点技术就诞生了移动计算机通讯网络。移动计算机通信网络主要指的是可以在网内随意移动主机的一种网络，这样就极大地方便了计算机用户的使用。比如PDA（个人数字助理）以及HandbookPC（笔记本电脑）等基本上都对无线通信设备进行了配置，用户可以在任何无线网络覆盖到的位置对各种不同的数据信息进行随意的发送或者接收。计算机通信的主要功能包括信息通信与网络技术的应用、分布处理功能、资源共享功能、数据通信功能。目前移动计算机通信网络技术应用的越来越广泛，主要包括移动internet的应用、纵向应用以及横向应用，而且具有非常广阔的应用前景[5]。 2.4在移动数据中计算机软件的应用 在移动通讯数据业务不断发展的今天诞生了多媒体应用处理器，现在3G移动通信技术已经在世界上很多国家和地区得到了普及。3G网络能够将更加有效地支撑起共给移动业务的发展，其除了使通信质量得以极大提升之外，同时也保证了视频通话的实现。全方位的移动数据服务时代是3G时代的一个显著的特点，在各方面3G移动通讯技术都表现出了非常大的优势，在我国移动通信技术不断发展过程中，现在又已经推出了第四代移动通信技术，与3G移动通信网络比较起来，4G移动通信网络的优势更为显著，其能够保证全球性的互通和漫游在不同同接入技术之间的实现，并且能够对多媒体互动业务进行支持，因此其具有更强的相互交错的功能性，年轻一代在未来市场上的多样化需求势必会由于4G移动通信技术的不断普及而得到更好的满足。 3结语 总之，人类社会由于大规模的计算机软件技术的开发和应用而出现了巨大的进步，在这个过程中，人们的日常工作和生活也越来越多的依赖于计算机软件技术，因此计算机软件技术对于信息化时代的人类而言具有十分重要的作用。现在我国的计算机软件技术还处于不断发展的阶段，因此我们必须要对开发和应用计算机软件技术的成果予以更多的关注，并且与我国的国情有效的结合在一起，最终能够将具有中国特色的计算机应用软件开发出来，使其在社会主义现代化建设中发挥更加重要的作用。 作者：郭晨鲜 单位：中州大学 软件技术毕业论文:软件技术专业JavaWeb课程改革思考 摘要：软件技术中一个重要的分支就是动态网站的制作。现在很多资源都可以从网络中获取，而人们获得这些数据与资源的最直接方式就是通过网页来浏览、下载与共享。JavaWeb可以说是一个综合的学科。他不仅仅是Java语言，还涵盖HTML、脚本语言、网站的设计思想、特效脚本语言乃至数据库等多方面知识的运用。目的是能够完成动态网站构建的全部过程。本文从该门课程的内容开始介绍，分析了课程中存在的问题以及问题形成的原因。针对原因有效的提出了改革措施。 关键词：脚本语言;网站设计思想;多样化评价;教材编写;实践能力 1软件技术专业JavaWeb课程的涵盖内容 1.1课程的产生 这们课程是高职针对软件专业发展，面向社会软件研发企业岗位需求，设立的特色专业。具有针对性强，就业岗位多，人才需求量大的特点。因为网站制作是很多软件研发企业必需要做的工作。无论何种功能的系统，随着网络化的普及，人们都需要让这种应用系统具备联网功能。就常常要使用到浏览器服务器模式。而浏览器呈现的友好界面就要以动态网站的形式呈现。所以，软件研发企业，对动态网站构建的技术人员需求量巨大。高职院校通过深入调研，应对岗位需求，建立了这个特色专业。这系列还被很多培训机构青睐，例如北大青鸟等都有类似的培训课程。 1.2涵盖的技术 作为一名技术人员，在动态网站研发过程中，最先要掌握的基本语言，应该是超文本标记语言。这种语言从名字就可以看出是专门为制作网页和网站服务的。因为代码简单，方便易懂。所以可以作为前导的基础课程。其次，要开发动态网站，至少要掌握一门面向对象的高级编程语言，从本门课程的名字大家也能分析出，这里选用的是Java高级编程语言。当然在动态网站制作过程中，脚本语言必不可少。目前较为成熟、流行的脚本语言有，PHP、C#和JSP，后者跟JAVA有着天然的结合性，技术也不逊色于前两者。是教学中不错的选择。当然动态特效脚本语言也是需要了解的，这里面选择性较大，不一一介绍。最后，选讲一门数据库技术，让网站从静态变为动态，才真正实现网站的意义。SQL可以进行简单介绍。除了技术角度之外，还应该介绍网站的功能设计、主题与内容的安排，风格的确定等。如果课时允许的情况下，还可以适当拓展网页美化相关的专题。 2软件技术专业JavaWeb课程存在的问题 在课程内容上未能紧跟技术发展趋势,现有的JavaWeb开发高职高专教材多以基础的知识和技能为重点来讲解,与用人企业对JavaWeb开发人才需求相差太大,不能满足用人单位的需要。比如企业多需熟练掌握SSH框架的JavaWeb开发人才,但学生没有深入地学习实践这些主流的开发框架,就业时面对企业人才需求比较被动。在教学模式上,能够采用任务驱动,项目导向的方式,但是每个项目只针对某些知识点,相对单一,虽然全部项目涵盖了全部知识点和技能,但是系统性不够,不能很好地引导学生将这些零碎的知识和技能应用于综合的系统开发中。另外,课堂和实训地点相分离,缺乏职业氛围,与企业联系不多,学生在校学习与实际工作存在不一致性。 3软件技术专业JavaWeb课程改革的有效措施 首先打破传统教学观念，以“任务为驱动”、“案例+项目”的方式进行教学，从学生熟悉的实例出发，首先提出问题，引导学生解决问题，问题扩展，再解决问题，再扩展，再解决。这种通过一个程序的层层推进，引入课程内容，使得学生的每一步学习都有基础，是循序渐进，螺旋式上升的过程，使学生的学习是在“走台阶”，而不是“三级跳”。其次在课堂教学上采用师生互动、小组讨论等形式，也通过老师巡回指导，发现学习中普遍性问题和同学中的新思路、新方法，实时地提出问题，学生进行正误判析，解决普遍性问题，或者请有独特思路的同学演示自己的方法或程序，对比各种方法的优缺点，鼓励大家再提出新方法。再次计算机类课程的学习有其自身的特点，听不会，也看不会，只能练会，所以在课程教学中必须强调程序设计训练。学生只有通过大量的练习，才能真正掌握语言知识，培养程序设计的能力，逐步理解和掌握程序设计的思想和方法，能利用计算机解决实际问题。最后课程采用过程性评价和结果性评价相结合的考核评价模式。其中,过程性评价成绩占课程总成绩的60%,结果性评价成绩占课程总成绩的40%。过程性评价以项目为单元来进行。结果性评价通过学期末的集中考试进行,重点考查学生对JavaWeb开发的基础知识及常用开发框架的理解掌握情况以及代码编写能力。每个项目成绩都是从知识、技能、态度三方面考核,考核依据是提交的成果、项目总结、平时表现、小组内部评价、组间评价等。 作者：宋磊 杨文 吴奇英 单位：哈尔滨职业技术学院 软件技术毕业论文:软件技术专业实训基地创建 实训基地不仅是为高职教育提供实践教学的重要处所，也是实现高职教育人才培养目标的重要保障．如何合理建设并充分利用好实训基地这个实践平台，是研究的首要问题． 1软件技术专业实训基地建设思路 1.1校内实训基地建设思路 （1）设立专业实训室．在建立校内实训室时，经费是首要考虑的问题，在有限经费条件下，可以根据专业特点及专业班级人数来设置实训室的功能与数量，也可以与计算机其他专业共用实训室，来达到控制成本，提高利用率的效果．如软件技术专业计算机类课程分为计算机基础课、专业基础课和专业核心课．对于计算机基础课与专业基础课可以和计算机类其他专业共用实训室，针对专业核心课程可以成立软件开发测试等实训室．在规划软件开发测试等实训室数量时，要充分考虑软件专业各年级的班级数量及专业课程设置要求与特点．计算机软件技术专业课程教学一般都采用理论实训一体化的教学模式，学期教学中会有整周的阶段性专业技能训练，要做到正常课程教学与阶段性实训不冲突，要有一定的实训室冗余．在规划实训室规模时，可以考虑专业学生班级人数成立大小不等的实训室． （2）成立软件工作室．利用校内实训室的条件，创建软件工作室．软件工作室的成员由校内的专业教师和校外周边地区软件企业的兼职教师，及来自计算机专业的对软件设计与开发感兴趣的学生组成．软件工作室可以承接一定的软件项目，在专兼职教师带领下，与学生共同完成承接的项目．在完成项目的过程中，不但可以提高教师的实践教学能力，还可以进一步锻炼学生的专业素质能力和团队合作能力． 1.2校外实训基地建设思路 校外实训基地是对校内实训基地设备、场所和功能缺陷的有效补充，能有效缓解学校实训基地建设所需经费和空间不足的矛盾．在建设校外实训基地时，可以选择与企业合作的方式，将学生送到企业进行顶岗实习．实习期间，在学生自愿的情况下，企业可以有偿或无偿对学生在软件项目开发整个流程及团队合作进行短期培训，使学生能更好地适应岗位，并为企业及学生双方创造更多价值． 2软件技术专业实训基地建设成效 2.1校内实训基地建设情况 根据专业实际需求，在满足教学实践教学要求的前提下，在学院原有实训设备的基础上，重新整合并更新了软件技术专业实训基地，成立了计算机应用实训室、计算机组装维护实训室、Java开发实训室、.NET开发实训室、软件测试实训室、软件综合项目实训室和项目开发实训室（软件工作室）．为了使实训基地发挥其作用，有序的开展各项实习实训活动，制定了完善的实训室管理制度，在实训基地管理上还配备了专门的实训室管理教师与学生．教师负责实训室软件环境运行维护，学生负责实训室的日常管理，如实训室卫生的打扫及实训室开关门，在教师的带领下参与实训室软硬件的维护管理等工作．利用校内实训室资源成立了一个软件工作室，为了营造更真实的软件开发实践情境，更好地维护工作室的运营，工作室成员可以争取更多的软件设计客户，为学生提供更多的实践机会．为了争取更多的客户，工作室既要向企业展示自身的优势，如较强的技术实力等．在争取客户过程中，为工作室的员工提供了更多与企业进一步接触的机会，为学生提供更多就业机会，也为企业招收优秀的软件技术人员提供了便利． 2.2校外实训基地建设情况 软件技术专业与北大青鸟签订了合作协议，成立了青鸟软件技术专业，由我院和北大青鸟共同研究专业课程体系，共同为学生联系对口的实习岗位．在学习期间，由北大青鸟企业教师对学生进行专业、职业培训，并带领学生参与到一些项目的开发中来，提高了学生的实践能力．在与北大青鸟的合作中，学生每年都可以参加北大青鸟组织的院校赛，并设立了奖金，充分调动了学生学习的积极性及参加比赛的热情． 3结束语 软件技术专业实训基地的建立是培养具有创新意识、创造能力及应用型人才的实践场所，是提高教学质量的重要途径，是培养学生职业能力、提高职业技能水平和提升职业素质的基础保障，也是职业教育的必由之路． 作者：翟秋菊 何鑫 孙守梅 卢长鹏 单位：黑龙江农业经济职业学院信息工程系 软件技术毕业论文:软件技术服务业营改增税负影响 【摘要】1994年我国推行营业税改收增值税来调整国内工商营业税收模式、推动经济结构性减税、转变市场经济发展形式。进行试点区域化税收模式的改革带动国内各行业产业链的转型性发展突破。针对第三产业的崛起趋势具有良好的市场导向性和效益型。可以说“营增改”税收政策的实施正是为了适应第三产业发展需求和经济行业的不断转型和升级。通过平衡和制约产业结构与税收结构来为其打造有利的税收环境。 【关键词】营改增；技术服务业；税负影响 税收政策作为国家的宏观财政手段对国家财政大局和经济有着不可言喻的重要性。国内各类型经济产业是税收政策的直接作用对象。因此对经济企业和工商行业等不同产业的划分和税收制度尤为突出。随着以服务行业为代表的第三产业发展和崛起，原本的税收制度呈现多种问题，不能满足其要求。服务行业自兴起以来依据自身资源消耗低，经济附加值大的特点迅速导向市场。为协调第三产业在传统经济模式下的融合性和连带性，“营增改”应运而生。 一、我国服务行业的发展现状和分析 随着人类文明的进步、社会和谐的安定、生活与市场的负责化和经济科学的发展等诸多因素，服务行业为人提供便捷、解答和维护，为社会经济产业化便于接轨人民生活的宗旨早在二战期间就已经初现端倪。现代服务行业的确定是由美国社会学家丹尼尔提出来的。他指出服务行业在工业发展模式中最直接的表象是交通运输业和商品零售业。服务行业的出现和发展使各经济产业无不通过人性化的吸纳和融合来大范围提升企业价值和经济营销模式。这一现象导致市场规模的模糊和混乱。对行业之间的确立关系被服务行业的介入而打破。执行传统的以企业营业税为税收对象导致经济性产业和服务性产业出现双重税收，这对服务行业的发展造成巨大阻碍。尽快给服务行业找一个“安身立命”的市场并合理控制各企业之间产业链的调整和延伸，进而完成服务型行业的华丽转型。所以面对服务行业跻身各产业链的同时有效的规划市场服务类别并针对其市场经济转型和服务型经济的发展完善落实税收政策的改革是十分必要的。根据世界贸易组织的国际服务贸易分类表显示：现代服务行业可分为商业服务、通信服务、建筑有关工程服务、教育服务、环境服务、销售服务、金融服务、旅游服务、健康和社会服务、交通运输服务、娱乐文化服务等诸多类型。由于服务行业的发展迅速和其本身具有复杂化和多变化，致使现在理论界都不能统一的为服务行业有一个明确的概念分析。而通过服务行业在人民生活和产业工作的融入中的行业规整确定了服务行业典型的三大支柱，分别为生产性服务、科技型服务、新兴性服务。中国虽然发展成为世界贸易大国，但是服务行业的起步还是相对发达国家较晚。中国服务业的发展应该优先借鉴国外成功的服务发展模式，取其精华、因地制宜、推陈出新。尽快确立服务行业规章制度，通过完善的服务体系运用制度化，科学化的管理手段创造具有中国特色的服务行业。 二、实施“营增改”税收政策的试点分析 “营增改”的宗旨就是通过现代服务行业的结构性减税来解决市场行业重复征税的问题。这对企业化的结构调整和转型升级有长远的影响。2012年“营增改”税收模式率先在上海市的交通运输和现代服务业作为试点研究分析。根据国民经济和社会发展统计数据发现上海市在2011年的国民生产总值是14900.93亿元，其中以交通运输和现代服务行业为代表的第三产业贡献值比例占58.05％。第三产业的发展和建设已经成为上海经济发展和未来产业发展的焦点。因此国家税务局和财政部于2012年1月1日将上海作为“营增改”税收政策试点研究进行税收政策的改革，一年期间上海市的试点企业扩展到15.9万家，市场经济企业和纳税人的税收相对减少了166亿元，“营增改”的推行减轻了90％的企业税收负担。同年八月份国家税务局将北京、天津、广东等八个省份纳入新型税收政策试点范围中，两年后“营增改”推行全国。在现行增值税17％和13％两档税率的基础上，新增11％和6％两档税率。虽然在“营增改”税收模式下国家财政局的税收值明显下降，但相对于我国经济市场转型服务经济的发展来说。“营增改”对我国现代服务行业的优先发展和经济水平是利大于弊。当然还需要分析试点地区税收政策实施的优劣并综合国家和区域特点来进一步对新型税收政策进行考验和修正。国家税务总局为缓解试点地区产业税收转变的过度影响将传统税收模式中纳税人的营业税减免政策调整为增值税免税或者即征即退方式，非试点地区一般纳税人可凭借增值税专用发票抵扣进项税额，而原本试点地区的营业税收入依然归属于试点地区。通过传统营业税和新型增值税的双向计算和抵扣有效的链接了原本税收模式进项税额抵扣链。缓解了地方经济企业转型服务经济中税收模式的阻碍和压力，同时保持了中央和地方现行财政体制的基本稳定。本次“营增改”税收模式改革仍采用纳税人分类管理模式。以应税服务中增值税销售额为500万为界限分为一般纳税人和小规模纳税人。 三、数据分析“营增改”前后服务行业的税负影响 1、对小规模纳税人的税负影响 “营增改”后小规模纳税人的税收计算为：应纳增值税额=营业收入÷（1+3％）×3%。虽然在“营增改”后小规模纳税人征收率沿用传统税收仍为3％，但是相比于之前的纳税方式以营业收入全额乘以百分之五的税率来看，小规模纳税人收益比较明显。况且“营增改”后小规模纳税人的营业收入包括了含税销售额，这使应纳税额进一步降低。例证分析：假设某家小型服务公司的年营业额为200万元。在“营增改”钱应纳税额=100×5%=5万元；“营增改”后应纳税额=100÷（1+3%）×3%=2.91万元。经过分析计算比较“营增改”前后纳税额的比率为（5-2.91）÷5=0.418。由此可见运用增值税纳税模式小规模纳税额明显降低。 2、对一般纳税人的税负影响 改征增值税后一般纳税人有原本缴纳5%营业税改为缴纳6%增值税，企业购进的固定资产和按照进项税额进行税收抵扣，购进企业营运设备，加大固体成本额等成为了一般纳税人税收筹划的最佳选择。增值税的计税对象由传统纳税的营业总额改成营业增值计税。这里的营业收入总额也是包括含税销售额的。具体税收计算方式为：销项税额=营业收入÷（1+6%）×6%进项税额=经济成本÷6%应纳增值税额=销项税额-进项税额例证分析：假设有家大型技术服务企业其年营业额假定为1000万元，并且单从营业销售额（不考虑企业固定资本的进项税额抵扣）来计算比较“营增改”前后该企业所承担税额的比率和企业营业总额。那么该企业在“营增改”前改年度的营业缴纳税额=1000×5%=50万元；附加税费（城建税7%、教育费3%）=50×（7%+3%）=5万元。所以该年度本企业的税收总额为50+5=55万元；营业总额=1000-55=945万元。改征增值税后本年度企业应缴纳的增值税=1000÷（1+6%）×6%=943.40×6%=56.60万元，由于这里的营业销售额包含税销售额，所以附加税可在所得税前抵扣。最终企业应纳税所得额=56.60×（7%+3%）=5.66万元，出去应缴纳的增值税和附加税后改企业的净营业额=943.40-5.66=937.74万元。通过数据分析发现：改征增值税后实际税流转率为0.66%，正是应为实际税率小于名义税率，即0.66%＜（6%-5%）才能有效的保证企业利益。由此可见税负的下降取决于进项税额和年营业总额的比率大小。0.66%作为“营增改”后的实际流转税率成为衡量企业年缴纳税额比例的临界点。如果进项税额和营业总额的比率大于0.66%，那么该企业的税负就会降低，企业盈利指标也会随之提高。反之企业就有可能出现税负升高的情况。 四、软件技术服务行业“营增改”税收问题和措施 通过数据的计算分析可以知道当企业进项税额和营业税额的比率小于0.66%时企业的税负是呈现一个增长的趋势，就是说“营增改”政策也有可能加重部分行业的税负。软件开发服务行业就是“营增改”中税负不减反增的服务行业之一。由于营业税和增值税都是属于流转税，软件开发服务业固定资产相对不足、技术成本大都是人力知识成本，这是导致软件服务业税负增加的主要原因。在对上海服务行业的试点政策统计中发现，“营增改”后税负下降的服务业占比为90％，但其中有35.6％的企业反映“营增改”后税负水平升高或者基本不变。其中有形租赁业和公共运输业相比之下税负增长严重制约了其发展，上海政府积极出台了相关财政扶持政策。通过实行特别行业税收即征即退、先征后退或者建议征税的方式来缓解“营增改”税负的过渡期。“营增改”税负不减反增的反常现象并不是意外，这种税负变化是长期发展可持续、可控制的。增值税和营业税并存的双轨税制正处在发展探索阶段，“十二五”计划以来我为实现软件服务行业的健康发展，财政部和税务局制定实施了18号文和70号文，不断加强税收政策方面的优惠制度和扶持力度，在“企业据实申请、财政分类扶持、资金及时预拨”的影响下尽可能的减轻税负对软件服务业的影响。软件服务业也要积极响应国家政策和法规，及时务实的向国家反馈市场经济税负变化和影响，在国家的制度方针下考虑企业发展，寻求新的发展机遇。同时“营增改”中对服务行业的进项抵扣范围也应该适当的扩大，增强增值税抵扣链条的完整性和科学性。解决企业增值税务的正规发票是当下解决软件服务业税负问题的可行措施。 五、结语 “营增改”的实施降低了现代技术服务业的流转税负，进而提高经济企业的盈利能力，发展运营能力和资金流转能力。为实现经济和服务之间更加融洽的转型和升级提供政策上的助力。然我国服务行业中改收增值税的政策税务模式仍处于初级阶段，在实际过程中要注意规避风险，设计融资方式，进而探索出一条适用经济市场发展和服务行业高水准的税务税收多极化途径。 作者：苏辉 单位：北京洛斯达数字遥感技术有限公司 软件技术毕业论文:计算机软件技术不可靠性思考 [摘要]近些年来，我国的科学技术得到了迅速的发展，尤其是计算机技术的发展。随着我国计算机应用水平的不断提高，在计算机软件方面我国已经有了很大的优势，但是随着社会的不断发展，计算机软件技术也开始逐渐显现出其弊端。 [关键词]计算机技术；软件技术；不可靠性 1前言 计算机软件技术是一项比较先进的技术，随着当今社会的不断发展，越来越多的领域都开始对计算机软件技术加以利用，对于软件技术的利用给人们的生产生活带来了极大的便利，但同时，计算机软件技术也有着一定的不可靠性。 2计算机软件技术及其组成成分 所谓的计算机系统，是由硬件系统和软件系统两个方面的内容所组成的，其中，软件技术就是指的计算机程序、规则和方法的稳定记载及计算机上运行时所必须的数据。从计算机诞生至今，人们对于软件技术的研究主要包括了以下几个方面的内容，第一是计算机设计语言、编译技术和操作系统，第二是实用程序、数据库技术、软件工具及其实现技术等等。对于软件技术而言，它大致分为了数据处理、过程处理、科学计算和人工智能几个大类，所谓的软件技术，就是将现实中的问题通过建立相应模型的方法，然后再针对相应的模型进行分析并提出解决方案，最后再通过程序的编制来对问题加以解决，最终通过计算机来显示预期的处理结果。一个计算机系统离开了计算机软件技术是不完整的，因为计算机各种功能的实现都必须要依靠软件，而这些功能软件都是在软件技术的基础上创造出来的。 3计算机软件技术的特点 3.1高技术性 对于一个计算机软件而言，在其创作过程中，必然是存在一定的组织性和程序性的，因此进行软件设计时，工作人员的分工也是十分有序的，而且他们的操作都十分的精密。除此之外，在计算机软件的设计过程中，往往还需要运用到一些高科技的工具，通过对这些高科技工具的利用，一方面可以使得工作的效率和质量得到提高，另一方面，也充分地保证了其精度。计算机软件也是一种科技的产物，它是随着科技的发展才得以诞生的，也是人类智慧的结晶，所以说在开发的过程中，难度也是相对较大的，而且其开发成本往往也较高，开发的周期相对较长，因此有着高技术性。 3.2强大的功能性 计算机的运行是离不开计算机程序的，计算机程序的设计不同于文学创作等，计算机程序的开发是具有非常大的价值的，因此对其进行设计必然要使其完成一定的功能。所以说计算机软件主要是用来为人们提供服务的，人们可以通过对其功能的利用来实现人们的某些目的。所以说计算机软件技术是有着很强大的功能性的，如果人们不能够通过软件来实现自己的一些目的，那么软件的存在就是毫无意义的。计算机软件的功能性主要体现在三个方面，第一是计算机的可执行性，简而言之，就是说计算机软件必须是在计算机能够处理和执行的条件下，才是有价值的；第二是计算机软件的序列性，序列性主要是指的代码化的指令序列、符号化的指令序列和符号化的语言序列；第三是计算机软件的目的性，计算机软件在其运行过程中，都必然是围绕着某一个明确的目标来展开的。 3.3互相渗透性 计算机软件是一个整体，通过计算机软件，可以充分地对人类的思维进行模拟，同时，计算机软件也综合了多种技术，它不但具有与文字相似的表现形式，同时还有这很强的使用性，所以说计算机软件实现了这两者的统一。相比于计算机硬件系统而言，软件更加地能够体现出人们的智慧，正是由于计算机软件有着诸多的优势，所以使得计算机软件技术成功地渗透进了许多领域，任何领域都可以通过对自身需求的总结和对计算机软件技术的利用来设计出相应的软件，来帮助人们完成相应的任务，实现相应的目标，一方面大大地节省了人力和物力，另一方面，也使得工作效率得到了大大的提高。 4计算机软件技术不可靠性的定义 要定义计算机软件技术的不可靠性，我们可以通过对计算机软件技术可靠性的分析来实现。所谓的计算机软件的可靠性，指的是在规定的条件下和规定的时间内，软件可以对用户下达的指令加以完成。根据计算机软件可靠性的定义我们可以看出要对一款软件的可靠性进行衡量，主要应该依据两个方面的内容，第一是指定的时间，第二是指定的条件。但是在软件的实际应用过程中，往往会因为各方面的因素使得软件不能够在指定的时间内或者指定的条件下来完成相应的指令，这就是计算机软件的不可靠性。正是因为计算机软件技术存在一定的不可靠性，所以也就出现了市面上许多的软件往往在其说明书中对其实际功能有所夸大，在软件的实际运用过程中，并不能够完全按照说明书来实现相应的功能。 5计算机软件技术的不可靠性分析 5.1系统危险 所谓的系统危险，指的是有可能会导致人员伤亡或者设备财产遭受损失的现象。随着我国当前计算机技术的不断发展，软件在各行各业中的使用频率也越来越高，在各行各业中所扮演的角色也越来越重要，虽然软件的使用可以带来极大的便利，但是由于计算机软件技术尚还存在着一些不可靠性，所以有可能因为软件的问题而导致整个产业系统面临着一些风险，使得系统工作不能够正常的进行。 5.2安全性风险 计算机技术与信息技术有着密不可分的关系，二十一世纪是一个信息化的时代，随着信息技术的不断发展，在软件运行的过程中，网络的安全就显得越来越重要。计算机网络的意义就在于提供给用户以相应的服务和信息资源，虽然网络的使用给人们的工作和生活带来了极大的便利，但同时网络也在通过一些软件来对人们的生活和工作造成一些不必要的负面影响。所以说当前计算机软件技术的不可靠性还体现在安全风险方面，在对计算机软件进行设计的过程中，如果没有相应的网络安全防范机制，就很可能使得软件用户面临诸多的信息安全风险，给人们带来一些不必要的损失，所以安全风险也是计算机软件技术不可靠性的一个重要内容。 5.3程序容易被篡改 对于计算机技术而言，硬件技术主要是对硬件所使用的材料进行研究，而一般硬件出现不可靠情况的主要因素也是硬件的老化或者损耗，因此一般而言硬件的失效主要都是一些物理故障，它是物体物理变化的必然结果，而且硬件也会出现浴盆曲线现象；但软件则不同，在软件的开发和使用过程中，软件是不发生变化的，不会出现像硬件一样的磨损和老化，更没有浴盆曲线现象的产生。但是由于软件的核心是其代码，如果代码被人为地进行了改变，软件就不能够完成其相应的功能，或者在完成功能的同时会使得用户的信息遭到泄露。软件在遭到篡改之后，十分容易造成一些数据错误，从而使得软件失效。 5.4人为影响较大 其实计算机软件技术的可靠性与硬件技术的可靠性也有着一定程度上的相似。比如说二者都是通过复杂的函数来对其缺陷和故障标准进行定义的，而且也都是通过运行来对自身的不可靠性加以发现，计算机软件技术的可靠性和硬件技术的可靠性都是系统在固定的条件下完成预定功能的可能性。在软件的开发过程中，实质上就是将开发者的思维转换为计算机语言，然后再编译成相应的软件，这是一个思考和创作的过程。软件的开发是以用户的需求为出发点的，然后通过设计师对于需求的分析和设计，最终将其通过计算机技术来加以实现。而在对软件进行设计的每一个环节中，都离不开人的参与，人的思维对软件有着极大的影响。但是往往由于人类认知和知识水平的有限，所以说在软件的开发过程中，难免会出现一些遗忘和不合理的情况，所以说就使得设计出来的软件不能够完成预期的功能，进而使得计算机软件技术的不可靠性增大。正是由于对软件技术的利用过程离不开人的参与，所以也就使得软件技术在很大程度上都会受到人为因素的影响，使得计算机软件技术具有不可靠性。 5.5软件界面不合理 一个实用的软件除了能够在指定的时间内和指定的条件下完成用户的指令之外，还应该有着直观和舒适的操作界面，因为它关系着人们的工作效率，如果软件的界面设计不合理，那么其操作就会变得十分复杂，甚至于在短时间内用户还不能够对软件的功能有一个全面的了解，这就极大的影响了人们对于软件的使用，给用户的使用带来极大的不便，使得计算机软件技术的不可靠性增加。 6计算机软件不可靠性产生的原因 6.1软件差错 软件技术的可靠性主要就是指的软件在使用过程中的安全性、可靠性、稳定性和流畅性等等，如果软件在运行过程中缺乏了以上特性，就说明其具有不可靠性。软件技术之所以会产生不可靠性，主要就是因为软件中的差错引起了相应的软件故障，而所谓的软件差错，就是指的在软件的开发过程中，由于开发人员的疏忽所导致的人为错误。比如说对于用户需求分析的错误，软件设计者没有很好地理解用户的真正需求，因此所开发出的软件必然是不能够被用户正常使用的，因而就导致了不可靠性的产生。还有就是测试错误，在软件的测试阶段，往往也会因为测试对象选取的错误而导致软件差错，最终使得软件具有不可靠性。 6.2缺少相应的评审机制 为了使得软件能够更好地满足用户的需求，软件的开发工作必须是按照一定的顺序和流程来进行的，如果不按照相应的顺序和流程来开展工作，就很容易使得所设计出来的软件不能够满足用户的需求。因此在软件开发的各个阶段，都必须要按照一定的评审机制来对软件进行评审，从而保证软件开发是朝着正确的方向在前进。但是当前的软件开发往往是缺乏相应的评审机制的，许多的软件开发仅仅是在初步设计阶段和最后的测评阶段有相应的专家参与，而在开发过程中是没有相应的人员参与测评的，所以也就使得软件产生了不可靠性。 6.3软件质量监管不严 当前我国对于软件质量的监管还不是很严，所以就使得许多功能不完善的软件流入市场，许多软件生产商都是在软件被人们广泛使用后才逐步地对其软件所存在的问题进行修复。由于缺乏严格的质量监管体系，也使得软件技术的不可靠性得以存在。 7结语 计算机软件技术在我们的生活中发挥着越来越重要的作用，所以说我们必须要对计算机软件技术的可靠性引起足够的重视，尤其是当前我们正处在一个信息化的时代，信息的安全与否关系到每一个人，而当前人们对于软件的使用频率也越来越高，所以说必须加强各种软件的可靠性，避免计算机软件的不可靠性，使得计算机软件技术能够更好地服务于人类。 作者：杨云卿 单位：渤海大学软件与服务外包学院 软件技术毕业论文:嵌入式系统低功耗软件技术分析 摘要：嵌入式系统分析的时候，最重要和最关键的就是功耗问题，想要保证有效降低功耗，应该从系统角度来分析嵌入式系统问题，低功耗嵌入式系统不但需要硬件设备的保证，也需要系统软件技术的支持，合理优化配合系统软件和硬件技术，才能达到真正降低嵌入式系统功耗的目的，本文主要分析了嵌入式系统低功耗软件技术。 关键词：嵌入式系统；低功耗；软件技术 一、嵌入式系统功耗问题概述 目前，不断发展计算机技术，开始广泛应用嵌入式系统，越来越高要求系统功耗问题。在嵌入式系统中应用电池供电的便携设备，因为是有限的电池存储量，不能持续为设备提供电量。一般来说，为了能够具备比较高性能，需要合理安置高性能CPU，依据实际运行规范，适当提高外围设备数量，会降低系统功耗，衡量嵌入式系统性能的关键就是低耗能，为了能够具备最平衡的高耗能和高性能需求，在符合系统实际运行性能要求基础上，尽可能降低系统耗能，从而确保可以长期运行系统，从软件和硬件两方面分析系统节能问题[1]。 二、嵌入式系统低功耗软件技术设计 （一）应用软件编写的节能设计。 第一，中断替代系统中查询。系统简单应用中，不管应用哪种程序方式都不会出现很大差异，差别大的就是消耗功率。中断方式处理系统中，中央处理器可以不做任何事，或者能够直接进入到等待或停止模式；如果是查询形式，需要中央处理器不断访问I/O寄存器，出现额外功率。第二，代替子程序。设计人员都知道，相比较读RAM来说，读Flash消耗功耗比较小，因此，在设计CPU的时候，RAM会展现低功耗性能，但是仅仅只能一次调用子程序，子程序进入到CPU以后，会暂时存储中央处理器寄存器，离开系统的时候，CPU会弹出寄存器，此时至少需多次操作RAM，因此，设计人员在设计程序系统的时候，利用宏来代替子程序来。设计中是在子程序、还是宏上调用系统没有很大区别，但是编译的时候会依据中央处理器进行实施，避免调用子程序，但是最重要的就是增加代码数量，上述方式可以适当降低系统功耗[2]。 （二）应用程序编译的节能设计。 第一，降低冗余代码。处理器处理系统时候消耗30%能量就是cache消耗的能量，此外，如果不能命中cache的时候，会交换内容，所以，外部总线被驱动的过程中会增加能量，编译程序的时候适当降低冗余代码，会极大程度降低cache活动，以便于达到降低系统功耗的目的。第二，优化I/O功耗技术。系统中比重中，驱动I/O端口需要的能量在整个系统中具备极大比重，因此，为了能够降低系统耗能量，应该适当降低应用驱动I/O端口次数，也就是依据编码设计技术来不断降低和压缩I/O数据，从而达到降低I/O频率的目的。优化和分析应用程序存储局部性访问性能和交换总线地址活动性质的时候合理应用编译器，从而达到编译编码的目的，此外，还需要系统硬件具备一定解码作用。在分析系统程序的过程中，不断优化局部高频数据性能，从而降低操作访问系统频率和次数，不仅可以降低系统功耗，还能为系统运行提供能量。 （三）硬件低功耗节能技术。 第一，DPM。动态管电源管理（DynamicPowerManagement）可以依据嵌入式系统实际运行情况来适当关闭不需要的系统设备，如，硬盘或者显示器等，第二，依据系统运行实际负载来合理调整总线频率和中央处理器波率。目前，已经具备完全智能化的管理动态电源方式，在没有人为原因接入和干扰的前提下，能够快速转换系统运行速度，一般每秒能够实施几百次，从而能够达到节能的作用。第三，APM。高级电源管理（advancedPowerManagement）主要就是用来为系统提供BISO管理电源机制，在开发系统的时候适当把硬件编程接口加入BISO中，能够成为沟通操作系统和主办的重要枢纽，建立APM-BISO，上述方式能够依据实际情况来有效合理调整系统自身硬件耗能[3]。 结语 总之，由于不断发展微电子技术，嵌入式系统开发中低耗能成为重要问题，从应用程序编译的节能设计、硬件低功耗节能技术、应用软件编写的节能设计三方面分析优化系统功耗问题，尽可能降低系统功耗。 作者：付强 单位：北京信息职业技术学院 软件技术毕业论文:嵌入式软件技术的现状与发展 摘要：本文主要就嵌入式软件技术特征和发展现状进行分析，然后结合实际对嵌入式软件技术的发展方向进行探究。 关键词：嵌入式软件技术；特征；现状 一、嵌入式软件技术特征概述 嵌入式软件主要是针对嵌入式系统来说的，而这一系统也称为是以应用为中心，对于这方面的系统主要涵盖着外围硬件设备以及嵌入式微处理器和嵌入式操作系统、应用软件系统几个部分。嵌入式的软件主要是在一定技术下把操作系统以及其他开发软件嵌入到硬件中，从生产过程层面来看主要就是先实施芯片开发，然后对嵌入式系统软件加强设计，最后再进行嵌入式电子设备制造当中，而在嵌入式系统方面主要是独立运行的计算机系统[1]。在嵌入式的软件系统方面主要是强调着以应用作为基础，然后对软硬件的协调比较重视，在这一基础上才能够将预定的计划得以完成。从嵌入式软件技术自身的主要特征层面来看，在实用性以及灵活性上有着显著呈现。灵活性特征是因为这一软件技术能够随时性的开发，由于软件的小巧所以能比较方便的嵌入到计算机系统中，对其功能不会造成相应影响。 二、嵌入式软件技术现状分析 从当前我国嵌入式软件技术的发展过程来看，在当前还有着诸多挑战，这就需要这一技术能够结合多方面的发展需求进行创新改变。当前我国的科学技术发展的速度比较迅速，在嵌入式这一软件方面已经有了广泛应用，对人们的工作生活以及学习等都提供了方便[2]。网络技术下嵌入式软件的自身优越功能以及在操作系统作用下，能够为小型电子设备的低成本以及小型化目标的人机界面交流提供了技术层面的支持。在对嵌入式软件技术的应用层面主要是在软件应用和系统开发层面有着重要体现。从嵌入式软件的应用领域来看，在通信工程以及消费电子和工业生产等方面都有着广泛应用。通信工程方面主要是智能手机以及全球定位系统等；在消费电子方面则主要是数字电视以及数码相机、家庭网关等层面；在工业生产方面则主要是数控机床以及制造工厂等层面。除此之外在金融交易以及医疗卫生和交通运输等方面也有着比较广泛的应用。 三、嵌入式软件技术发展态势思考 3.1无线网。 嵌入式软件技术的广泛应用也说明在作用发挥层面比较显著，为能够对国际市场竞争态势有效应对，就需要对嵌入式软件技术进行升级。其中在无线网的操作系统发展上已经逐渐得到了应用，在以后的发展过程中，移动通信网络能够在丰富的多媒体数据业务上进行提供，并且在支持功能上和更多的移动终端设备上也比较突出。为能够将第三代移动通信系统优势得到有效发挥，在无线网的操作系统开发研究上就加大的力度[3]。在嵌入式设备的不断发展以及网络发展需求的加大下，无线网的技术应用就会成为嵌入式软件的重要发展方向，当前的EPOC就是比较稳定的无线操作系统，其主要是通过C++进行编写的，然后应用全面向对象设计方法对低端智能电话到全功能个人通信器要求能得到有效满足。 3.2人工智能。 由于嵌入式软件技术的开发应用主要是对人们实际需求满足而存在，所以这就需要根据人们的需求变化及时地进行升级改造，将服务性这一特征充分体现。在人工智能的技术下就能够对实际的需求得到有效满足，在和嵌入式软件技术得到有效结合下，能实现人机交互这一目标，并能够最大范围地将嵌入式软件技术得以应用。在医疗卫生领域中的人工智能技术和嵌入式软件技术的结合应用相对比较突出，在具体应用过程中就能有效减小对你患者的伤害。人工智能技术的应用在今后将会成为必然发展趋势，例如在生活中的智能仪表以及自动控温等仪器都是人工智能技术的呈现。 3.3网络互连。 为能够将嵌入式软件技术分布处理结构对上网的需求得到满足，就需要配备标准的多网络通信接口，新一代的嵌入式设备也需提供相应通信组网协议软件以及物理层驱动软件。从以往的单片机技术的情况来看，对当前的实际需求已经不能有效满足，而在新一代嵌入式软件层面的发展就很好解决了这一问题。嵌入式处理器能够在内嵌网络接口上对TCP/IP协议有效支持，同时在USB等通信接口方面也能够支持，在新的嵌入式技术方面对通信网的协议和物理驱动软件都能够具备就能方便的上网，同时也能有效满足诸多移动用户设备的上网需求。随着我国的网络技术的进一步发展，对嵌入式软件技术的优化也会使得人们的工作生活等方面更加的方便。 四、结语 综上所述，随着当前我国科学技术的发展，一些比较先进的技术在实际生活中已经得到了广泛应用，其中在嵌入式的软件技术发展方面，这是PC时期计算机最为普遍的应用形式。在迅速发展的信息化时代，单纯的计算机机器对人们的生活以及工作需求得不到满足，所以采用嵌入式软件技术和系统就能从很大程度上满足实际的应用需求。 作者：高立军 单位：北京信息职业技术学院 软件技术毕业论文:计算机支持的协同工作软件技术探究 【摘要】 所谓计算机支持的协同工作软件，就是利用网络环境以及先进的计算机技术为人们创造出一种协同工作环境，在这一工作环境下，人们可以开展深度合作，共同研发某个新产品或者是开发某个新项目，有效提升工作效率，本文对计算机支持的协同工作软件进行概述，并分析了计算机支持的协同工作软件技术。 【关键词】计算机支持 协同工作软件技术 研究 1前言 随着社会经济的发展，人们的生活、工作脚步不断加快，开展任何工作时都讲求效率，在这种形式下，计算机支持的协同工作软件应运而生，该技术的应用能够加强各个部门以及工作人员的之间的联系，形成一种协同的工作环境，为工作伙伴之间的交流合作合作提供支持，对于提升工作质量和效率具有重要意义。 2计算机支持的协同工作软件概述 首先，该软件具有灵活性的特征，可以根据实际需要随之增加或者减少参与者，软件整个结构表现出较高的灵活性，产品研发过程或者是项目开发过程的每个环节都以动态化的方式进行，设备的使用、任务的调整以及成员之间的相互协调都是一个动态过程；其次，该软件具有交互性的特征，就是说系统并不支持一个人使用群件，群体内所有成员必须进行交互；第三是具有异时性的特征，群内成员进行交互操作的方式有两种，一种是同步方式，另一种是异步方式，同步方式很好理解，就是进行交互的成员同时在场，实时沟通，而异步操作则不要求进行交互的成员同时在场，只需要在规定的时间段内即可，因此这种方式的灵活性较高，尤其是协调国际群体时表现出独特优势[1]。 3计算机支持的协同工作软件技术研究 3.1技术层次划分 将协同软件按技术层次划分主要有以下几点：首先是群组通信，通信方式由原来的一点到一点向着多点到多点的方向转变，就是可以将一台或者几台计算机中的数据同时传输到协同环境中的所有计算机中，这种方式提升了数据传输效率，实现群组内信息共享；其次是分布式对象技术，计算机集合体是构成该系统的基础，这些计算机共享网络资源，同时计算机与计算机使用者相互协作，为实现某个目标共同工作。分布式对象技术能够同时面对多层客户端，在客户端以及服务器的中间产生了中间层，在这种软件体系中，客户端可以从系统中分离出来，系统的扩展性大大提升，可以根据实际需要灵活伸缩，能够实现对整个工作过程的集中控制。系统可以为所有对象提供服务，各个对象之间也可以相互提供、享受服务，也就是说所有的对象都有两个身份，一个身份是用户，另一个身份是服务者，与原有的体系结构相比，这种结构具有更高的灵活性，所有对象之间能够实现透明访问，提升信息的利用率[2]。第三是面向服务，随着信息技术的发展，各个企业计算机应用系统的界限越来越模糊，协同软件的功能不再局限于公文管理层面，还包括对工作人员、财务以及业务流程等多方面的管理，这就要求协同软件能够与企业的管理系统有效融合起来，形成一种面向服务的体系结构，该结构属于一种组件模型，它能够实现各个服务之间的无缝对接，使用统一的方式进行交互，SOA就与该组件的思想一样，用户可以根据自己的需要调用其中的程序，建立属于自己的软件应用功能，满足协同软件管理的需要。 3.2协同方式分析 计算支持的系统软件中的重点技术就是协同方式，我们可以根据群组成员之间的协作程度将协同方式划分为以下几种：首先是角色协同，这种协同方式主要涉及到两个技术要点，其一是要为所有协作成员之间建立协作场景，每个成员都可以与场景进行信息交换，各个写作成员之间也可以直接进行信息交换，我们将其称之为群体感知技术；其次是要对所有成员的协作行为进行控制，除了加入和退出行为以外，还要消解冲突，我们将其称之为协作控制技术，上下文技术的兴起就为这两项技术提供了支持，将所有感知到的信息建模并分析，形成一种更加完整的感知环境。其次是信息协同，开展协同共组时，人们需要传递并分享自己掌握的信息，这些信息的格式各异，因此就需要系统能够共享不同数据源的信息，避免出现信息孤岛现象，比较常用的就是扩展标记语言技术，传递信息的过程中要使用统一的语言标准，同时可以对数据进行处理和显示，因此技术性程序也完全可以应用，由于该技术的基础是文字，因此即使是非技术性人员也很容易就能理解其中内含。最后是流程协同，就是强调业务流程的协同性，整个过程要依赖计算机系统，系统会自动记录流程中的每个任务，并根据任务的内容和难易程度做出自动协调，主要是应用工作流技术，目前该项技术仍旧处于进一步发展之中，一方面，工作流技术将不断扩大应用范围，将更广泛的发挥自身的协调功用；另一方面，工作流技术将不断改善自身缺陷，以更加灵活的方式为人们解决现实问题[3]。最后是计算协同，数据计算也是协同工作软件中的重要技术，它能够帮助人们的在短时间内完成复杂的计算，得到精确的计算结果，为数据的应用奠定基础。实际上到目前为止对于网络计算并没有一个统一的定义，其本质是将网络中的虚拟化资源联系起来，从而加快程序的应用速度，分布式计算是计算协同的核心，所有用户可以将整个网络结构当做一个巨型计算机，享受计算协同服务，该技术具备很强的数据处理能力，同时能够有效利用网络中的闲置处理能力，进一步加快处理速度。 4结语 协同软件为人们开展协同工作提供了技术上的支持，该技术将网络环境作为基础，可以建设出一种协同工作环境，促进工作之间的交流和合作，人们可以向协同环境中获取自己需要的信息，同时也可以将自己掌握的信息分享在协同环境中，提升信息的使用效率，进而提升工作质量。 作者：何松林 单位：浙江理工大学 软件技术毕业论文:软件技术实践教学质量研究 【摘要】 高素质、高质量的专业人才，对社会企业快速发展起着决定性作用。高校软件技术的专业实践教学尤为重要。高质量的实践教学才能培养出高质量的软件技术人才。如何拥有好的高质量的实践教学效果，是目前最困扰高校软件专业教师的问题。在软件技术实践教学中，教师自身素质的高低，教师专业技能的高低，教师课堂的把控能力以及教师运用教学方法的能力，都决定实践课堂的教学质量。 【关键字】软件技术；实践教学；教学质量；教学方法 0引言 未来的经济繁荣、社会和谐都有赖于人们的良好教育。高素质、高质量的专业人才的培养，对社会的发展起着决定性作用，没有专业技术性人才的支撑，社会的发展就会停滞不前，所以专业技术性人才在整个社会体系中显得尤为重要。高校实行的是专业性很强的高等教育，高等教育是大学、文理学院、理工学院和师范学院等机构所提供的各种类型的教育，包括专修科教育、本科教育和研究生教育。也就是说，高等教育，培养出来的是专业方向很强的高等技术性人才。目前，我国受到社会对高等教育强烈需求的影响和高等教育改革潮流的有力驱动，高等教育已非常清晰的展现在人们面前，那么人们对高等教育的教学效果和教学质量就尤为关注。对于软件技术专业，要培养出能适应社会，能满足社会的软件专业人才，高质量的实践教学是重要的途径。高校软件技术专业之间的竞争也愈加激烈，对于软件技术专业，提高专业技能的教学，提高教师的教学能力，提高课堂教学和实践教学的质量，是专业发展的重中之重。在这种优胜劣汰的形势下，如何推进软件专业教学改革，提高专业教育的质量，更好的为社会服务，是该专业亟需解决的问题。实践教学的质量起着关键性作用。 1软件技术专业教师自身的责任心和耐心 教师既是知识种子的传播者，又是文明之树的培育者，是年轻一代健康成长的引路人和光辉典范。教师在工作中需要足够的耐心和责任心。教师的责任心和耐心是体现平凡而严谨的教学生活中的，一个人要干好自己的本职工作，就要有高度的责任感，教师的责任心不是表现给别人看的，而是让自己无愧于教师身份的！教师作为“人类灵魂的工程师”，不仅要教好书，还要育好人，各个方面都要为人师表。教师的责任心和耐心是构成对学生影响的最现实的因素之一，它不仅影响着学生学习状况及其效果，而且影响着学生人格等心理品质的形成和心理健康的发展水平。因此，教师要胜任教育工作首先自身应具备良好的职业责任心和耐心，其中包括“爱岗、敬业、严谨、奉献”，要有个人的职业操守。“教书育人”首先要“育己”，只有自身成为一个道德高尚、有着美好情操、真正从感情上关心学生的老师，才能赢得师生的尊重，才能胜任教书育人的工作。责任心和耐心是教师品德的核心。责任心和耐心对任何人来说都是不可推卸的，对教师的尤为重要。然而，教师对于自己所承担的责任意识和自觉的程度是不同的，在对待教学和学生，有的教师忠于职守、尽职尽责，有的教师却消极怠工、得过且过，这其中就反映出了教师的工作责任心的强弱。很显然，教师养成了高度的责任心和耐心，对学校，对同事，对学生都是非常有利的。责任心和耐心的强弱，能够反映一个教师的品德优劣，也能反映一个教室是否高尚的人格。 2软件技术专业教师自身专业知识和实践能力 教师不仅应是“传道、授业、解惑”的严师，而且更应是拓展心灵智慧的人师。教师除了具有很高的责任心和耐心，还应该提高自身的知识结构与专业素质，要有丰厚的专业知识和专业能力。高校教师，不仅要求对自己所教学科的专业知识有深入透彻的了解，还要了解学科的知识架构体系、发展方向，还应该知道学科专业知识在社会企业的应用实践和扩展引用，以及如何将这些信息传递给学生。这就要求软件技术专业实践教师在专业领域的学习要持续不断、日积月累。 2.1实践指导教师要加强自身学习，潜心于教学，积极进行教育教学研究，不懈地追求新知识和教学的新境界。 面对新课程，面对新专业知识，要不畏缩的去探究和学习，将自己对知识的理解进行转化，转化成如何能让学生轻松的接受并掌握应用的信息。“三人行，必有我师。”多向其他教师请教和沟通。 2.2实践指导教师在教学过程中，逻辑思维要清晰，对所教授的知识的结构体系要熟悉和准确，讲解要简练、通俗和生动，有启发性和感染力。 所以教师讲解语言表达能力，是教师教学的最重要的基本功。如果表达不善，即使自身对专业知识非常的熟知，逻辑思维再强，也很难教好学生，让学生很好的掌握知识。对专业知识要足够的准确，不能含糊，模棱两可。在实践教学中，对学生在实践中遇到的问题，要有足够的耐心去讲解，让学生真正做到学以致用。 2.3实践指导加强沟通，注重教学效果，灵活应用教学技巧和教学方法。 教学的目的在于取得良好的教学效果，而教学效果评价的主体是学生。教学方法是实现教学目的和完成教学任务的手段，不同的教学目的和任务，要求运用不同的教学方法。任何教学方法都是为一定的教学目的和任务服务的。教师必须注意选用与教学目的和任务相适应并能实现教学目的和任务的教学方法。教学目的和任务是通过教学内容来实现的，教学内容的性质和特点不同，就应选用不同的教学方法。只有选用的教学方法与教学内容的性质和特点相符合，才能使教学内容发挥出更大的效益。否则只会适得其反。教学对象的年龄、性别、经历、气质、性格、思维类型、审美情趣等的不同，也对教学方法提出不同的要求。只有选用与此相适应的教学方法，才能真正有效地提高教学对象的知识能力和思想水平，促进其健康向上的发展。教师自身的素养条件和驾驭能力，直接关系到选用的教学方法能否发挥其应有的作用。教师应对自身素养及所具备的条件实事求是地进行分析，根据其特点和条件选用恰当的教学方法，以扬长避短。哪怕别人行之有效的方法，也不可盲目照搬，这样才能确保教学方法运用自如。每种教学方法都具有不同的特点与功能，教师应认清各种教学方法的优缺点，把握其适应性和局限性，或有所侧重地使用，或进行优化组合，不可盲目地选用教学方法。教学方法的选择与使用，体现着教师的智慧，标志着其教学艺术水平的高低。 3实践教学指导教师课堂组织管理能力 课堂组织管理能力是指教师对课堂教学中各种要素进行调控，使教学得以顺利进行的能力。而教师要想对课堂教学进行有效的组织与管理，就必须有按照教学设计实施教学方案的能力，有序实施、营造课堂学习气氛、调动学生积极参与教学和控制课堂教学的节奏。课堂教学是一个双向活动过程，应营造一个宽松和谐、兴趣盎然的学习氛围。教与学必须有一个和谐课堂步骤，形成一个完整的教学步骤来实施素质教育，使学生学得积极主动，真正成为课堂学习的主人。达到有效教学，创设情境，形成问题，使学生愿学。情境的创设关键在于情，以情激境，以最好的境、最浓的情导入新课，形成问题。要完全的掌控课堂，教师要认真研究教材，吃透教材是教师进行有效课堂教学的立足点。除了教学的重点，难点的把握，教师还应该考虑到教材的重组与知识的延伸；仔细推敲教学方法，多种教学方法灵活综合应用；有针对性的设计课堂教学案列和实践练习。教师在整个教学过程中，时刻做好学生学习活动的组织者、合作者、引导者和鼓励者。 4结束语 高质量的实践课堂教学是有效的。有效的实践教学是建立在教师高度的责任心和耐心上的；有效的实践教学应引导学生积极、主动地参与；有效的实践教学应使教师与学生、学生与学生之间保持有效的互动；有效的实践教学应该使学习者形成对知识的真正理解。教师要时刻提高自己的责任心和耐心，保持对教育工作的严谨态度，真正把教育教学工作当作事业，而非职业。教师要有用自己丰富知识和智慧去完成自身所肩负的使命的责任感和完成使命后的成就感、自豪感。只有这样，高质量的实践教学才有质量，培养出来的学生才能掌握专业技能而为社会所需要。 作者：郑蕾 单位：广西国际商务职业技术学院 信息工程系 软件技术毕业论文:传感器原理与计算机软件技术结合 摘要： 计算机技术在飞速发展，计算机软件也随之被广泛的应用。软件技术比硬件技术有着更大的发展空间，并且还有广泛的发展领域。人们最为重视的是应用软件技术，现在非常流行的硬件技术是传感器技术，而其经过计算机软件的开发和结合，使传感器的功能有了进一步的发展和优化。基于此，重点对传感器原理与计算机技术的结合进行了分析。 关键词：传感器；计算机软件；应用范围 现在物联网正在快速的发展，物联网中一项较为重要的技术就为传感技术，有效的对传感器原理进行应用可以制作出多种感知世界的物品，并将自然界中存在的终端转变成物联网的客户端点。有效的对传感技术进行应用可以准确识别物品，之后再经过计算机技术互联网对物品进行信息采集，使物联网中的数据管理系统得以构建。本文依次介绍了传感器的原理和实际的应用，之后通过计算机对传感器的编程进行了分析。 1传感器概述 1.1传感器概念 传感器与我们的感官非常类似，通过感觉器官对外界的一切信息进行有效感知，然后将这部分信息按照相关规定协议对其进行修改，从而将其转变成能够有效使用的信号装置。并且将现阶段使用的模拟信号转换成电子信号，这就是我们说的模数变换过程。一般由感官和信号交换两部分组成，其中感官就是传感器的末梢，还有一类是将这两部分进行结合起来的。 1.2传感器分类 传感器可以应用到所有工业产业及相应电子产品开发中，按照传感器的工作原理对其进行相应的分离。例如，按照物理工作原理可分为光学传感器、力学传感器及声学传感器等。而按照化学反应可将其划分为化学传感器；依据感应功能进行区分，可以分为基于酶、抗体、激素等和生物类相关的传感器；而按照传感器的相关使用功能进行划分，可以分为热敏、光敏、气敏、力敏、磁敏、湿敏、声敏、放射线、色敏和味敏等十大类元件传感器。 2传感器应用 随着信息化时代的到来，使半导体技术得到迅猛发展，将先进的信息和科学技术灌输到传统的工业生产中，使其具有新的活力和生机。而使用半导体技术能够有效地使各类型传感器进行单独工作，成为一个独立的个体，并且对其周围环境参数进行相应的检测，在很多领域，自动化系统都得到了广泛的使用。例如，在煤矿生产的控制系统中，使用传感器对矿井周围的环境中气体参数进行监测，能够在一定程度上对煤矿安全生产做出保障。 2.1传感器中计算机技术的应用 计算机软件水平促进科技发展得到有效提升，并被应用到很多方面中，计算机软件技术包括软件开发及嵌入式软件开发，而软件开发中也包含了对处理器单片机及相应程序。软件开发结合实际应用才能发挥其意义，用户结合实际需要开发出的计算机程序有更高的工作效率，可以让人们顺利进行生活。有效把传感器原理结合到计算机技术当中，就可以通过单片机的应用来对传感器进行读写，以往使用的传感原件就是利用热敏电阻感应来降低热敏电阻值，然而在后续环节中需要对信号进行相应的处理，而热敏电阻不具有良好的稳定性，不能对温度的变化进行准确的测量，对整个系统的精度也不能进行有效检测。 2.2传感器应用范围 如今我们身边无处没有传感器，常见例子就是温度计。温度计可以用来感知人体的温度，在温度上升到与人体温度相同时就不再变化。我们人体的温度可以通过温度传感器感受，当温度达到一定的时间后将不再发生变化，电子温度计将对这时的温度进行显示并且语音提示。把传感器应用到汽车运行中将会有很大的作用。在发动机上应用温度传感器，不但可以显示当前温度，汽车的中心控制还可以接收传来的温度信息，对喷油量进行控制；排气前段有氧传感器，汽车废气中的氧气分数信息可以通过传感器感知，中心控制接受信息后调节发动机，让发动机正常运作，并在利用率得到最大发挥的基础上控制尾气排放；流量传感器能够将一些流量信息传输到中心控制器中，再由中心控制器把其转变成最恰当的压力和流量状态。 3计算机技术编写传感器技术 温度测量是较为常见的应用。具体生产工艺过程中对温度控制的要求非常的高，如电子产品。计算机在应用CPU进行温度监测时，当温度不在规定的范围时将会及时发出报警信号，在生产工艺中对温度控制有严格的要求，很多电子产品有较高的温度环境要求，器件在正常工作中也要有适合的温度，如计算机对CPU有检测温度的功能，当温度超出规定范围时就会报警，23℃～25℃是一般机房所要求的环境温度。机器中的马达控制器在温度方面也有要求。通常情况下温度传感器都会被当作成计算机软件的参数控制计算机的程序流向，在工业上有着很大意义。LM75是美国国家半导体元件公司生产的，有广泛的应用，其芯片由温度感应、模数变换和通信接口三部分构成。针对将温度值在数码管理上显示的问题，笔者应用C语言编程进行了相应的举例，代码如下：//主程序：逐一获取温度Voidmain(){intt;SysInit();for(;;){t=LM75A_GetTemp();DispClear();DispTemp(t);Delay(1000);}}通过LM75传感器进行编程，可以在温度升高时发出报警，而MCU则是根据自己获取到的信息来对报警范围进行设置，在温度超出设计范围之后就会发出报警提示。 4结语 传感器技术是高新技术，所有国家都关注其发展。传感器在网络技术过程中表现出了巨大作用，为了让传感器技术有更广泛的适应范围，应该从多方面进行创造。应用传感器技术可以使感知能力比感官能力更高，所以，我们生活当中经常会发现传感器技术的存在，其成为环境检测、普及物联网和自动化工业中的一员。本文对传感器原理进行了相关介绍，而且还进行了传感器的编程举例，把传感器原理和计算机软件技术进行了有效的结合。 作者：薛军 单位：常州机电职业技术学院 软件技术毕业论文:计算机软件技术不可靠性探析 随经济的迅猛发展，计算机技术发展也越来越快，特别是计算机软件技术，发展的势头愈发强劲。计算机软件技术具有操作方便、适用范围广、灵活性强等优势，越来越受到人们的喜爱。但近年来人们逐渐认识到计算机软件技术的安全性问题，业内人员注意到了计算机软件技术的不可靠性，下面就简单介绍其不可靠性以及一些简单的解决方法。 1计算机软件技术概述 计算机软件技术涉及到的内容较多，但通常我们将计算机程序、方法以及计算机运行时所需的各种数据统称为计算机软件技术。如上所述，计算机软件技术一种较为先进的技术，对于当今世界的发展具有重要意义，同时又因其具有操作便捷、运行速度快、适用范围广等特点而备受现代人们的喜爱。计算机软件技术分类的方法较多，但我们常将其分为科学计算、数据处理、过程控制以及人工智能等几个部分。计算机软件技术是计算机实现其功能目标的保障，如果没有计算机软件技术，那么计算机就和普通的机器没有区别。如今是一个技术发展迅速的时代，在这种环境背景下要想充分发挥计算机软件技术的优势，就应加大对计算机软件技术专业人才的培养力度，提高计算机软件技术人员接受新知识、新技术的能力。 2计算机软件技术的不可靠分析 随着社会科学技术水平的不断发展，计算机软件技术也取得了较大的发展和进步，但是在其发展进步中，难免会存在一些不可靠性表现，下面具体分析一下其不可靠性。 2.1计算机软件的可靠性定义 近年来，计算机软件技术取得了较大的发展，同时我国的信息化建设工作也逐渐趋于正规化和规范化，软件产业成为促进我国经济和科学技术水平快速发展和进步的支柱型产业。在学术界，将计算机软件的可靠性定义为能对软件性能、工作效率等内容进行详细描述和评价的标准。即我们所说的，在一定的环境下、一定的时间范围内，使用计算机软件而不会引发系统故障的概率。随着计算机软件技术的推广，如何确保计算机软件的可靠性成为人们关注的重点问题。根据计算机软件技术的特点，我们发现要想提高计算机软件技术的可靠性主要还是应该做好软件开发工作。 2.2计算机软件技术的不可靠性表现 我国软件技术发展一直备受关注，也制定了许多相关政策对其发展给予一些必要指导和帮助。因此我国软件技术与产业在近年来发展势头良好，进步较为稳定，但是与全球软件行业发展的程度来看，我国计算机软件的发展依旧存在诸多问题。 （1）计算机软件技术与计算机硬件技术不同，计算机硬件技术问题的产生主要是因为硬件材料的性能决定的。计算机硬件技术的科研重点就是解决硬件材料问题，从而增加硬件的使用寿命；计算机软件技术不存在磨损问题，也不存在使用寿命问题，计算机软件技术的问题主要是软件程序的稳定性问题。在使用计算机软件技术时最常出现的问题就是软件程序问题，程序一旦出现问题，如果处理不当就会使软件失效。而软件技术工程师在开发软件时很难预测到软件程序会出现问题，这就增加了软件技术开发的难度； （2）软硬件技术的可靠性一定程度上存在很大的相似性与互通性。两者同样运用复杂的函数作为定义缺陷和故障的标准。但计算机软件和硬件技术还是存在很大的差别性。软件技术开发过程是一个“思考创作”的过程，主要是以用户的需求为基准，通过建模、编程等步骤解决用户的问题。这一过程，主要是人的思维能力和创新能力的一种体现。但由于是人的思维过程，一定会存在思考不到位的情况，致使计算机软件技术存在漏洞和不合理性。这些漏洞和问题有的可以在软件测试阶段被检测出来，有的却难以被发现，只能等到用户使用过程中才会被发现，而一旦出现了这些问题就会造成软件失效或崩溃； （3）计算机软件与计算机硬件在技术维修方面存在差异，计算机硬件的故障主要集中在硬件系统方面，这些故障往往都是属于可维修的故障，有解决问题的方法。但计算机软件系统一旦受到破坏就很难维修，一般只有通过重新设计软件才能解决问题。 3解决计算机软件不可靠性的对策 针对上文介绍的计算机软件技术不可靠性的表现，下文将具体介绍一些解决对策，以解决计算机软件的不可靠性。 3.1减少软件出错 当软件出现差错时，引起软件故障，降低了软件可靠性，而致使软件出错的主要原因是人的原因。因此，在软件开发过程中应做到下述几点。第一，要确保软件开发人员的专业素养水平；第二，对于语法错误等技术性问题必须严格注意。此外，当计算和计划错误的时候，软件开发人员要进行认真的思考，直到最后版本等内容完全一致，还要学会分析工程的实际情况，做好材料的选择。 3.2注意软件的评审工作 计算机软件开发中，工作人员并未参与其各阶段的评审工作，因此有时会产生各种各样的问题，为了各阶段都符合相关要求，避免跨越阶段现象的出现，要在软件开发的各个阶段组织测评工作，确保软件开发的准确性。评审人员要包括设计师、管理者等全体人员，保证专家评审的质量，这对提高工作质量有很大帮助。对评审组来说，主要工作就是对设计师提交的软件文档是否符合要求进行审核，通过专业人士的管理，对计算机硬件进行更好的维护，保证计算机软件的更深层次发展。 4总结 随着计算机软件的迅猛发展，对其可靠性有了更高的要求，我国计算机软件产业有了长久且稳定的发展，但是仍然存在一些不可靠性问题，为了更好的解决计算机软件技术不可靠的问题，需要各个方面的不停努力，不断在研究中发展进步，从实践中总结经验，吸取教训，获得更多技巧与经验，保证计算机软件技术可靠性的提升，促进计算机软件技术的更好发展。 作者：张军猛 软件技术毕业论文:气象信息计算机软件技术的运用 1气象业务的现状和特征 随着国家对气象工作越来越重视，气象服务覆盖面不断扩大，服务领域不断拓宽，专业气象服务的针对性逐步增强，重大气象灾害预警应急管理得到各级政府和社会各界的充分肯定。现在也建立了完整的预报预测业务，形成了比较完整的数值预报预测业务。数值预报预测能力逐步提高，初步建立了灾害性天气临近预报业务，建立了基于人机交互处理平台MICAPS。综合气象观测和技术支撑能力进一步增强，基本建成地基、天基和空基相结合的观测系统。形成了以气象通信网络、高性能计算机、卫星数据海量存储和卫星数据广播为代表的实时气象信息系统，资料获取能力、处理能力和传输时效显著提高。初步建立了气象技术装备保障体系和“两级管理、三级保障”的业务体系，技术装备保障能力逐步提高。气象业务有以下特点，第一，气象业务容量大种类多，这就需要应用计算机技术来整合。第二，气象业务要求可靠性强时效高时间及时性，在计算机技术的帮助下气象业务能明显提高准确性和时效性。第三，由于气象业务面向大众和科研，各类用户需要给全社会单位，很多施工单位和实验单位需要通过气象业务的预报服务产品才能满足需求正常运转，所以气象业务需要非常强大的开放性系统来支持，这样才能迅速而准确的运作。 2气象业务应用计算机软件的必要性 由于气象业务所要处理的数据特别多，而且对于数据的反馈要求非常及时，同时又要求数据的精确度要很高、信息传递和的范围都要很广，同时能满足这些条件的就只有先进的计算机软件技术。将计算机技术软件建立的服务平台运用到气象业务中来是十分必要的。 3气象业务应用计算机软件的方法和意义 在计算机软件技术发展迅速的今天，各种各样的软件技术层出不穷，我们要针对气象业务的具体特点去选择合适的计算机软件设备。如今计算机软件技术发展迅速，各类软件技术层出不穷，要选用适合气象业务的计算机软件设备。例如，MICAPS系统（气象信息综合分析处理系统，MeteorologicalInformationComprehensiveAnalysisAndProcessSystem），它是在1996年后随着气象部门“9210工程”正式启动后推出的与卫星通讯、数据库配套的支持天气预报制作的人机交互系统。其主要功能是利用丰富的气象数据资源，通过检索显示各种图形和图像，并根据需求能够进行编辑加工，为气象预报人员提供一个中期、短期、短时天气预报的工作平台，为预报员日常工作提供全程支持的自动化系统。之后，为满足不断发展的业务需求，相继推出功能更为强大的MICAPS2.0、MICAPS3.0版。GHOST软件，该软件是美国软件公司SYMANTEC推出的能使被破坏的系统恢复的硬盘复制工具，GHOST支持多种常见的或是不常见的文件系统，另外在存储文件时压缩文件的压缩率高，能够节约存储的空间。由于气象业务要处理的数据量不仅种类多而且数量大，这就需要一个及方便快捷，容量又极大的数据库来处理。这个软件就符合气象业务的需要。计算机技术软件只是气象业务建设中的一个辅助的工具，气象业务要充分的利用发展中的科学技术来发展壮大自己，而不是完全依赖高科技提高技术业务水平。比如说：气象业务部门的所有成员技术人员都应该具备提高自身素质的意识，不仅仅要熟悉自己岗位专业气象行业里的知识，还要有熟练地运用计算机的能力，理解计算机软件的工作原理，将计算机软件的作用真正发挥到极致，这样才能将计算机软件与气象业务完美高效地结合。计算机网络技术处理的应该是一些能够利用自动化处理方式减轻工作压力，提高劳动效率节约劳动力、节约时间并且提高精确度的工作，例如气象资料通信传输所从事的大量一些预报员日常做的劳动或者是手工操作的工作，另外，纸质气象档案资料数字化处理、气象数值预报模式应用等工作，均需要通过专用的计算机软件进行处理后，才能达到信息处理及时，数据共享便捷，服务信息丰富，用户使用灵活数据资料统计和整合通过计算机软件处理过后都会更方便查阅和调用，利用计算机软件技术也可以很快的处理气象信息的，不但快速而且量能够达到要求。在计算机技术应用中，工程方法主要分三个阶段：最主要的就是定义的阶段，在这一阶段中，主要工作是梳理业务，摸清需求。气象部门要根据实际情况判断出气象业务所需要的是什么类型的计算机软件服务系统，气象部门要对自己的气象业务有着全面、详细的掌握，对业务服务需求和当前存在的业务问题相当明确，才能提出选择出与之相配相适应的软件系统的功能分析和说明。其次是开发阶段，主要工作是需求的分析、设计、实现和测试。这是指气象部门通常采用构建专业数据库，对各类数据源进行采集处理、加工分析、存储共享和服务反馈，最终面向用户提供专业性较强的气象业务应用和服务平台要建立区域气象的数据库，通过信息收集和对数据信息的明确处理来掌握当地日前的气象情况以及长期以来的气象状况，在一段时间的总结过后，根据结果来建立具有专业性的气象业务的网站平台。这样一来，这个区域的总体气象业务管理和服务，就能够通过这个网站系统进行。最后是支持阶段，主要工作是在用户和开发人员间建立良好互动机制，做好软件运行后的技术支撑。这个阶段要求气象业务部门在利用计算机软件技术建立的平台时，遇到的各类系统问题都要及时准确反馈给开发人员，以便问题能及时得到解决。同时，开发人员要立足用户，加强交流，积极响应，对软件不断进行优化完善。 4结语 计算机技术软件应用于气象业务能够从根本上提高气象业务部门的工作效率和工作质量，使之能够做到及时、快速、准确的传递并且接收气象信息，从而能够更好的满足自身业务、科研和社会生产生活的需要，与此同时，这也为气象业务的全面现代化建设提供了技术支持，计算机技术在气象业务中的研究应用是十分重要的科技成果。 作者：李永利 单位：内蒙古自治区气象信息中心 软件技术毕业论文:计算机软件技术不可靠性研究 信息时代促进了我国计算机软件技术的飞速发展，计算机技术有方便、快捷、灵活性强等特点，被广泛运用于人们的生活中。但是，计算机软件的不可靠性随之被人们发现，计算机软件的不可靠性影响着计算机使用的安全性、可靠性，也威胁着用户的隐私安全和财产安全。因此，需要对计算机软件的不可靠性进行深入的研究，解决其中的问题，以提高计算机软件的安全性和可靠性，推动我国计算机软件技术的稳定发展。 1分析计算机软件技术的不可靠性 1.1计算机软件的特点分析 计算机软件是计算机的灵魂，指挥着整个计算机的运行，计算机强大的功能离不开计算机软件。首先，计算机软件技术性较强，软件的开发需要专业的计算机人才和高科技辅助工具，且开发周期较长，需要投入大量的人力和物力。其次，计算机软件有较强的功能性；计算机运行依赖于计算机的程序，而计算机程序要到达一定的目的，则需要通过一些代码和指令。计算机软件是软件开发人员智慧的产物和逻辑研究的产品，在极大程度上计算机软件的不可靠性是设计过程中的人为因素造成的，有极强的主观性和难以预测性。 1.2计算机软件不可靠性表现 当前，我国出台了很多政策来支持和指导计算机软件的发展，计算机软件技术也取得了很大的成就。但在激烈的全球软件行业竞争中，我国的计算机软件在发展中仍然存在一些问题：（1）软件失效：硬件失效通常是因为物理故障，是器件物理化的必然结果，会出现浴盆曲线；而软件失效与硬件失效有明显的区别，软件失效是由于自身的缺陷和改编程序的干扰，具体体现在两个方面：首先，软件不会被磨损，也没有浴盆曲线，但是会出现陈旧落后的问题；其次，软件的程序容易被篡改，可以人为的改编软件，也可以通过其他程序的入侵来篡改。（2）决定计算机软件可靠性的是人为因素；从软件开发的角度上来说，软件的设计要满足客户的要求，需要软件开发人员从顾客的角度出发，分析、设计软件；这就决定了软件的设计是一种思考创作，而创作中的每一个环节都是通过软件设计师的智慧和水平来实现的。但由于设计师水平的差异,在设计软件的过程中难免会出现疏忽和不合理的问题，使软件技术出现漏洞，甚至软件失效或崩溃。（3）计算机软件的维护方面；计算机软件的维护是通过更换或修复被损坏的系统来实现的，软件一旦被破坏，就只能通过重新设计软件来恢复失效软件的功能。（4）目前计算机软件的可靠性验证还没有建立完整的理论体系，相比硬件开发来说，计算机软件的设计开发还处于发展阶段。 2解决计算机软件不靠性的措施 2.1加大计算机软件人才培养力度 计算机软件在开发过程中就存在潜在的人为错误，首先，计算机软件的开发需要加强软件开发人员专业素质的培养力度，让软件开发人员在充分了解软件知识的基础上对客户的要求进行更加准确的理解；其次，软件开发人员在开发软件前，应做好软件设计前期的调研、规划、可行性分析等工作，进而避免潜在的风险；最后，要求软件开发人员在开发软件的过程中避免出现一些技术性的错误，比如变量使化错误和语法错误等，加强软件开发人员的软件开发水平。 2.2对软件开发过程进行评审 为了确保软件的开发符合客户的要求，有序的进行软件设计，避免出现跨越阶段现象的发生。在软件的开发过程中，需要组织评审组对软件进行及时的评审，评审组的成员要包括总体人员、设计师、管理师和质量保证师等领域的专家。评审组对软件设计师所设计的软件标准和要求进行评审，从而有效增强计算机软件的可靠性，促进计算机软件的发展。 2.3建立有效的软件质量监督机制 目前，国家虽然对计算机软件技术制定了一些技术和开发方面的规范，但还缺乏对一些测试软件质量、评价修改软件和软件技术改良的相关政策。因此，国家相关部门还需要建立有效的软件质量监督机制，促使软件开发人员进行自我测试、自我编制，进而有效减少软件开发人员在软件开发过程中出现的错误，提高计算机软件开发的整体水平和核心技术。 2.4建立软件可靠性数据收集系统 软件开发人员在软件开发的初期，需要参照其他相似软件的故障数据，并综合考虑其中的重要度、复杂性、调用度等影响因素，从而尽可能节省软件开发的精力，提高工作效率。计算机软件开发是一项需要多方面技术的工作，为有效避免计算机软件的不可靠性，相关部门还要在软件可靠性测试和实践的基础上规范对软件文档的要求，建立计算机软件可靠性数据收集系统，从而为计算机软件错误的分析、纠正和评估提供详细、可靠的数据，进一步提高计算机软件的可靠性。 3结束语 计算机软件技术给人们的生活带来了很大的便利，人们在享受着计算机软件带来的便利和快捷的同时，也被计算机软件的不可靠性困扰着，计算机软件的不可靠性不仅威胁着人们的账户安全，而且还阻碍了计算机技术的发展和计算机的安全使用。为进一步提高计算机软件技术的综合应用性，计算机软件开发人员在软件设计和开发的过程中要规范操作、明确计算机软件技术的核心内涵、应用特征，并认真分析引发计算机软件不可靠性的具体原因，以便能够采取有效的措施提高计算机软件的可靠性和安全性，从而促进我国计算机软件行业的健康、持续发展。 作者：邓勇 单位：南昌市工业技术研究院 软件技术毕业论文:软件技术专业综合性系统开发课程研究 1课程教学目标 该课程旨在通过项目综合训练，将所学系统设计技术、面向对象开发技术、数据库技术、程序设计技术和软件测试技术进行综合的应用与实践，通过一个完整的软件项目，培养学生遵照行业标准和软件工程规范进行软件需求分析、设计、编码、测试、部署的能力[2]，尤其训练目前流行的系统开发技术和方法，培养学生团队开发和协作能力，实现学生具备岗前准职业人的编码能力和职业素养。 1.1知识目标 ⑴掌握数据库设计与维护技术；⑵掌握母版页与站点导航控件的使用方法；⑶熟悉访问数据库技术；⑷掌握主流多层系统架构技术和第三方控件、工具的使用方法；⑸能够编写用户控件和自定义函数；⑹掌握Web服务器系统部署方法；⑺熟悉面向对象的开发技术、软件测试与调试技术；⑻掌握主流程序语言的高级数据操作程序编码技术[3]；⑼掌握数据报表技术；⑽掌握软件开发流程和文档编写方法；⑾熟悉UML建模技术；⑿了解项目管理知识和方法。 1.2能力目标 ⑴能够架构多层B/S网络数据库系统；⑵能够设计CSS+DIV页面布局；⑶能够根据系统实际需求进行多种数据库访问和配置；⑷能根据实际需求，按照软件工程流程，进行项目分析、设计和实现；⑸能够快速架构多层软件软件系统：⑹能编写基于面向对象的系统功能代码；⑺会调试系统代码和系统；⑻会编写规范的软件设计文档。 1.3素质目标 ⑴培养学生学好软件的信心，在学习过程中充分培养学生学习的主观能动性；⑵培养学生学习软件的严谨作风，编码以行业标准进行规范，杜绝编码过程中的主观随意性；⑶培养学生团队合作与沟通能力；⑷培养学生从事IT行业的职业技能和职业规范[4]，养成良好的职业习惯。 2课程设计思路 2.1课程设计思路 选取一个综合性的企业级软件项目为载体，采取综合性实训的形式开展训练，坚持“产学并行”的训练理念[5]，营造生产性流程和职业环境，不断提高学生生产实践能力和编码岗位胜任能力，主要采用基于产品质量的课程管理和评价方法，也就是更重视学生团队协作下的软件项目研发质量，对接企业化的要求进行拟岗训练。各训练小组可以选择自己感兴趣、实战性强的项目作为载体开展训练，教师提供5-10项目选题，供小组选择，每个小组只能选择则一个项目开展训练，项目一旦选中不能更改，小组按照选取的项目和项目设计要求进行分工，设计各自的子项目任务，按照项目计划进行训练。教师担任指导和引导的角色，对重点技术问题进行分析和解释，监督和指导学生进行训练，通过过程把控和考核进行课程管理。 2.2教学方法设计 ⑴分组训练法将学生3-8人分成一个小组，按照项目团队职责进行分工，合作开展训练，项目按照小组为单位验收，并进行现场答辩，采取小组互评和教师评价相结合的方式进行考核，使学生真正体验到综合项目开发流程和规范。⑵优秀作品展示为激发学生兴趣和积极性，对于每个阶段项目，采取优秀作品答辩和展示的形式，激发课程特长生的积极性和带领团队的主动性。⑶项目答辩在完成整个项目后，分小组进行项目报告撰写，并制作答辩PPT进行项目答辩，聘请专业教师担任评委，公开验收实训成果。 3考核方案与考核标准 该课程考核采取形成性考核（报告+项目）的考核方式，平时项目训练考核占40%、最后报告（含答辩）占60%。其中平时项目训练考核含学生出勤、态度、团队合作，最后报告（含答辩）考核主要依据正确率、编码规范、是否准时提交、完成效果、创新性等几个方面。总评成绩=项目训练考核（40%）+报告（60%）。 4教学资源开发与利用（含教材选用、实验实训场室、耗材规划等） 建议教材：自编讲义。实训场室要求：实训室安装VS2010以上版本，SQLServer2008以上版本，Eclipse、PHP运行环境，Oracle10以上版本，根据上课实际情况配置以上环境，实训室容纳人数不低于50人。除软件外无需任何耗材。 5教师能力要求 ⑴具备面向对象分析与设计能力；⑵具有较强C#、JAVA或PHP编码能力；⑶教师要具有很强的协同施教和教学改革能力，以及校企合作经验；⑷能够熟练使用Visio工具进行UML建模；⑸具有面相对象的系统架构、数据库管理与设计能力；⑹具有产教融合的软件项目研发和设计能力。 6结束语 对该课程的教学设计分为：需求设计、概要设计、设计与编码、测试与部署、设计文档编写等模块。通过多个学习单元使学生掌握UML需求分析的方法；掌握数据库模型设计方法；熟悉SQLServer或Oracle数据库管理工具的使用方法；掌握系统总体功能和系统流程设计方法；掌握程序流程图设计等技术和方法。引入企业真实案例，以企业为实训背景，依托有企业实战经验的教师，指导学生完成实训课程，为学生毕业实习和将来的就业打下基础。该课程在设计的过程中还需要建立相应的项目资源库，有条件的可以制作相关内容的微课或教学视频供学生在课前预习和课后复习，激励学生自主学习，培养其主动学习的意识和发现问题、解决问题的能力。通过该课程的学习，让学生进一步掌握软件编码、软件测试、前端页面制作等岗位工作技能。 作者：顾蓬蓬 单位：苏州健雄职业技术学院 软件技术毕业论文:计算机软件技术中插件技术的应用 1插件技术概述 插件技术在计算机软件中的合理应用，能够在很大程度上增强计算机软件的功能，具有不可替代的重要作用。 1.1计算机软件技术中插件技术的概念 插件，实质上就是一种程序[1]。插件程序需要遵循相应的应用程序接口，同时对其进行相应的编写。运行过程中，应用程序主要通过相对应的接口规范插件，就能够扩展相应的应用程序功能。大多数计算机软件中均包含着插件，目前对于这些插件还未形成一个统一标准。除此之外，若是应用软件平台中没有具备此类功能的程序，那么插件只能在程序规定的系统平台中运作。 1.2计算机软件技术中插件技术的功能 计算机软件中的插件技术，主要将未出现改动的软件程序当作基础，更新与扩展软件功能。从软件开发方面来看，计算机软件主要由软件开发平台与插件组成，其中插件在计算机软件中是一种补充模块，实质上就是对计算机软件的功能进行扩展，而软件开发平台是主体。 2插件技术在计算机软件中的应用原理及类型 2.1插件技术的应用原理 现阶段，计算机软件的发展呈现多样化，对于插件技术予以支持的计算机软件不断增多[2]。插件技术在计算机软件中的应用原理，主要包括以下几个方面：①接口。实质上就是主程序与插件之间的一个标准通信协议与规则，能够确保主程序与插件的有效交互。所以，保证计算机软件功能扩充与插件插入的关键在于接口是否有效。②插件。计算机软件中，可以将插件以一种动态的形式插入其中，还可以增添一些基础功能。所以，在计算机软件中插入多个插件，能够全面的完善计算机软件，有利于强化功能处理。同时，插件需要为计算软件提供一个相应的接口，确保主程序的调用行为能够有效的被识别。③主程序。主程序的主要功能就是启动计算机软件，并且在计算机软件运行的过程中将插件加载至进程地址中。Windows系统中主程序的表现主要为.exe文件；除此之外，主程序还要管理程序中的所有插件。 2.2插件技术的类型 目前，技术软件开发技术的发展十分迅速，在很大程度上扩大了插件技术的应用范围，插件的数量、类型呈现多样化。现阶段，计算机软件中的插件主要包括以下几种类型：①组件对象模型插件。组间对象模型，英文简称为COM，即ComponentObjectModel，能够对主程序直接进行接口定义，不需要对插件功能实现过程有所了解，是一种直接将接口提供给主程序的插件，能够实现主程序与不同插件之间的良好通讯。②动态函数库DLL插件。此类插件对于主程序功能的实现，主要通过动态数据库形式。主程序通过相应工具对DLL插件中存在的函数进行调用，然后再利用相应函数对动态函数库DLL插件进行调用。这种插件的不足之处主要在于主程序在运行此插件时可能发生“DLLHELL”状况，造成插件无法运行。③脚本插件。实质上就是通过相关的编程语言将插件逻辑写成脚本代码的一种插件；编程语言可以是开发人员自行开发的，也可以是通用的。现阶段，脚本插件的编程语言主要为XML，具有可操作性强、简易等特点，但是存在一定的风险。 3计算机软件技术中插件技术的应用及其优势 3.1插件技术的应用 插件技术在计算机软件研发过程中具有十分重要的作用。插件具备的优点较多，在研究插件的过程中需要花费的资金较少，而收益却远远高于支出。只要通过接口将插件与相应的软件程序有机连接起来，计算机软件就能够拥有插件程序功能。在研究插件的过程中，需要深入了解插件服务软件的主程序，根据软件主程序原理、方法对插件进行研发。插件与系统之间的连接点主要是接口，接口为插件进入软件主程序提供相应的入口，也是在主程序中撤除插件的分离端。宿主程序与插件程序之间有着明确协议，规定应当在一个子文件夹中放入插件的全部内容，为了避免对软件主程序造成破坏，必须严格管理插件技术[3]。所以，虽然插件与计算机软件是放在一起使用，但是插件仍然具备一定的独立性，对于软件产生的影响极低。用户对于插件的选择与应用，应当根据自身在生活中的实际需求，不能认定使用。同时，在对某些软件进行使用的过程中，一些用户将软件附带的插件删除，降低终端机在运行过程中的负载，这种做法并无任何问题。计算机软件技术中插件技术的实际应用，主要包括：①IE插件，Plug-in是一种程序。通常情况下，浏览器都是直接对插件程序进行调用，通过对一些特定文件进行处理，将其转换为浏览器的一个组成部分。②FLASH插件，实质上就是在浏览器中安装的一种插件，主要作用是确保浏览器中sef文件的良好播放。 3.2插件技术应用优势 主要包括以下几个方面：①插件重用率高，在对软件结构进行调整的过程中，方便简捷。②插件与插件不会发生互相干扰等不良状况，结构简单，构造清洗，不会影响计算机软件系统的运行。③插件技术在很多方面均有优势，如产品扩展、产品生产以及项目计划等方面。④插件结构灵活，由于插件主要由多个小插件功能结构组成，通过接口为软件系统提供服务，因此删减、增加较为简便，不会对软件产生不良影响。 4结语 插件是计算机软件组成系统中不可缺少的一个重要部分，插件技术在计算机软件中的应用能够进一步简化计算机程序，提高计算机程序的反应速度。插件技术的快速发展，在很大程度上促进了计算机软件功能的全面化与多样化，因此应当充分重视计算机软件技术中插件技术的合理应用。 作者：白晓海 单位：湖南省长沙市路桥征费维护管理处