遠(yuǎn)程控制系論文大全11篇

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篇（1）

閘門調(diào)節(jié)是灌區(qū)工程中經(jīng)常采用的手段，閘門控制的探究對(duì)于節(jié)約能源、確保水利工程的正常運(yùn)行、提高水資源的利用效率和節(jié)約用水具有重要的意義。目前國(guó)內(nèi)大部分灌區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)流量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和監(jiān)測(cè)，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾聿块T，但是在根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制方面成熟的經(jīng)驗(yàn)非常少。國(guó)外非凡是歐美等先進(jìn)國(guó)家在這方面已經(jīng)達(dá)到較高的水平，如美國(guó)的SRP灌區(qū)自動(dòng)化澆灌系統(tǒng)，可以同時(shí)采集100多點(diǎn)的水位、閘門開度和其他信息，通過計(jì)算機(jī)處理后，控制幾百座閘門、150多處泵站的運(yùn)行。本文以國(guó)內(nèi)某大型灌區(qū)為例，對(duì)閘門的自動(dòng)監(jiān)控進(jìn)行了探究。

1、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，分一個(gè)主站和若干個(gè)子站，通過無線調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成一個(gè)無線通訊網(wǎng)絡(luò)，對(duì)多個(gè)斷面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、傳輸、處理和控制。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。下位機(jī)中的傳感器把引水渠中的水位值和各閘門的開度值經(jīng)轉(zhuǎn)換后送給編碼器，編碼器對(duì)水位及閘門開度信號(hào)進(jìn)行編碼，在通過避雷器將編碼信號(hào)傳給數(shù)采儀，數(shù)采儀將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加工和處理后由無線調(diào)制解調(diào)器傳給上位機(jī)，上位機(jī)即系統(tǒng)主站，可分別和不同的子站建立聯(lián)系，查詢各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并按照用戶的要求對(duì)各閘門進(jìn)行控制，下位機(jī)中的控制箱接收到此信息，經(jīng)過計(jì)算，發(fā)出控制信號(hào)自動(dòng)控制閘門到一定的開度，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。

圖1閘門遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制結(jié)構(gòu)圖

2、下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)下位機(jī)重點(diǎn)在于閘門自動(dòng)控制箱的設(shè)計(jì)，本文提出閘門的運(yùn)行控制模式，并進(jìn)行可靠性處理，然后利用無線傳輸設(shè)備和上位機(jī)進(jìn)行通訊，傳輸數(shù)據(jù)。

2.1下位機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用AT89系列單片機(jī)，采用矩陣式鍵盤進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)，鍵盤提供切換鍵、時(shí)間設(shè)置鍵、控制鍵三個(gè)按鍵，通過三個(gè)按鍵顯示水位、流量、閘門開度、日期和時(shí)間。切換鍵實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)功能的轉(zhuǎn)換，時(shí)間設(shè)置鍵用于修改日期和時(shí)間，控制鍵用于對(duì)電機(jī)啟停進(jìn)行控制。

2.2閘門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)下位機(jī)接收到上位機(jī)傳來的要求流量值（或水位值），當(dāng)要求的流量值（或水位值）和系統(tǒng)所測(cè)的流量值（或水位值）不一致時(shí)，單片機(jī)啟鍵閉合，閘門電動(dòng)裝置控制箱自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)，提升或下降閘門，當(dāng)所要求的流量值（或水位值）和當(dāng)前所測(cè)流量值（或水位值）相等時(shí)，單片機(jī)閉鍵閉合，電機(jī)自動(dòng)停止，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。

閘門的運(yùn)行控制模式有實(shí)時(shí)型控制模式和定時(shí)型控制模式兩種，在實(shí)時(shí)型控制模式中，上位機(jī)根據(jù)用戶要求的流量，利用流量—水位關(guān)系曲線把要求的流量換算成要求的水位，然后和下位機(jī)聯(lián)系，下位機(jī)接到信號(hào)后，由電動(dòng)裝置控制箱控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，達(dá)到要求時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。定時(shí)控制模式要求用戶輸入所期望的流量值和要求閘門動(dòng)作的時(shí)間，下位機(jī)的控制箱在規(guī)定的時(shí)間里自動(dòng)開啟和關(guān)閉閘門，進(jìn)行控制。

2.3無線通訊設(shè)備SRM6100調(diào)制解調(diào)器

SRM6100無線調(diào)制解調(diào)器原是美國(guó)Data-LincGroup公司生產(chǎn)的軍用產(chǎn)品，現(xiàn)應(yīng)用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行無線通訊方法，在2.4GHz-2.483GHz頻段應(yīng)用智能頻譜跳頻技術(shù)，在無阻擋物的情況下，兩調(diào)制解調(diào)器之間的通訊距離可達(dá)32.18公里，可實(shí)現(xiàn)PLC（可編程控制器）和工作站之間的無線連接。SRM6100應(yīng)用跳頻，擴(kuò)頻和32位誤碼矯正技術(shù)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴o需昂貴的射頻點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)。射頻數(shù)據(jù)傳輸速率為188kbps。并且不需要FCC點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)許可證。SRM6100支持多種組態(tài)，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊和多點(diǎn)通訊。多點(diǎn)通訊對(duì)子站數(shù)目無限制。并且SRM6100可做為中繼器工作，以達(dá)到擴(kuò)展通訊距離或克服阻擋物通訊的目的。

2.4下位機(jī)可靠性處理

為了精確控制電動(dòng)閘門的關(guān)閉，避免電動(dòng)閘門在工作中出現(xiàn)過載破壞或關(guān)閉不嚴(yán)的現(xiàn)象，本系統(tǒng)在電動(dòng)軸上安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器，用來監(jiān)測(cè)閘門輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以判定閘門是否關(guān)嚴(yán)、是否被卡住。閘門電動(dòng)裝置用于檢測(cè)和控制閘門的開度，本系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝了光電碼盤，考慮到閘門可能出現(xiàn)頻繁的正反轉(zhuǎn)交替，為了避免錯(cuò)位和丟碼，采用雙光耦技術(shù)，光耦輸出的兩路信號(hào)經(jīng)74221雙單穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行整形，89C51的INT0和INT1對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)，并判定轉(zhuǎn)動(dòng)方向，計(jì)算閘門開度。電動(dòng)閘門在工作中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，切斷電機(jī)電源并顯示故障情況。

2.5下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)分為閘門自動(dòng)裝置控制箱程序設(shè)計(jì)和串行口中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)兩部分。閘門自動(dòng)裝置控制箱程序設(shè)計(jì)主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示、按鍵操作等功能，串行口中斷服務(wù)的程序完成下位機(jī)向上位機(jī)數(shù)據(jù)的傳送和用戶設(shè)定參數(shù)的接收。控制箱程序的主框圖如下摘要：

圖2、閘門自動(dòng)控制程序流程圖

3、上位機(jī)設(shè)計(jì)

上位機(jī)的軟件部分采用VB6.0為開發(fā)工具，將各個(gè)功能模塊化，分別解決相應(yīng)新問題，再將各個(gè)模塊組裝，構(gòu)成上位機(jī)軟件系統(tǒng)的核心，上位機(jī)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，通信模塊位于最底層，其余模塊功能的實(shí)現(xiàn)都直接或間接建立在此模塊的基礎(chǔ)上，本文利用VB的API函數(shù)編寫串口通訊程序，程序的框圖如圖4所示。數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能就是為水位、流量、閘位等建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)其進(jìn)行管理。

圖3、上位機(jī)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖4、通信模塊程序流程圖

4、結(jié)語(yǔ)

本文以國(guó)內(nèi)某灌區(qū)為例，全面分析了灌區(qū)閘門自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)，對(duì)其軟件開發(fā)和硬件選擇作了全面闡述，并總結(jié)了提高自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的經(jīng)驗(yàn)，為提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平提供了有利的工具，具有較高的使用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)摘要：

篇（2）

1概述

PC機(jī)與多臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成小型的分布式測(cè)控系統(tǒng)已在工業(yè)控制、生產(chǎn)管理中得到了廣泛的應(yīng)用。在這類應(yīng)用系統(tǒng)中，PC機(jī)多作為上位機(jī)通過直接查詢來控制各從機(jī)。由于PC機(jī)本身還要進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)錄入、越限報(bào)警、報(bào)表打印等任務(wù)，因此，當(dāng)從機(jī)數(shù)目過多時(shí)，上位機(jī)頻繁地響應(yīng)從機(jī)的中斷，并在一定時(shí)間內(nèi)等待和接收數(shù)據(jù)這極大地影響了PC機(jī)的工作效率。為了提高上位機(jī)的工作效率，筆者在PC機(jī)與各個(gè)智能模塊間增加了一塊用AT89C51作為微控制器的通信控制卡。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)3級(jí)分級(jí)控制系統(tǒng)，通信控制卡位于中間層，它是系統(tǒng)控制、管理的中樞。

2通信控制卡硬件電路

在本系統(tǒng)中，通信控制卡采用查詢方式對(duì)下位機(jī)的各智能模塊進(jìn)行查詢，該智能模塊由AT89C51控制的電量、溫度、液位、開關(guān)量采集板構(gòu)成，它們分別可獨(dú)立完成各自的數(shù)據(jù)采集和處理任務(wù)。當(dāng)處于被查詢狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可采用中斷方式與通信卡進(jìn)行通信。通信卡依次為人機(jī)完成各種數(shù)據(jù)處理任務(wù)提供各種數(shù)據(jù)和控制命令，然后把它們統(tǒng)一打包上傳給上位機(jī)，從而使上位機(jī)可以對(duì)其進(jìn)行顯示、加工和處理，并形成各種報(bào)表。

該系統(tǒng)的硬件接口電路如圖1所示。其中控制卡的核心芯片是AT89C51，它利用本身自帶的串口與各智能模塊間通過多機(jī)通信方式3進(jìn)行總線式多機(jī)通信。為了同時(shí)能與PC進(jìn)行通信，另一端通過8251A的擴(kuò)展串口與PC相連。即要求8251A芯片的接收數(shù)據(jù)線RXD（腳3）及發(fā)送數(shù)據(jù)線TXD（腳19）通過MAX232與PC相連這是因?yàn)殡娖睫D(zhuǎn)換器8251A的輸入、輸出均為TTL電平，而通過電平轉(zhuǎn)換器可將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232C標(biāo)準(zhǔn)電平以便與PC進(jìn)行通信。

8251A芯片的時(shí)鐘輸入線CLK可為其提供定時(shí)信號(hào)。在異步方式時(shí)，CLK的頻率至少應(yīng)大于8251A內(nèi)接收器或發(fā)送器輸入頻率的4．5倍。其引腳RXC（腳25）為接收器時(shí)鐘，它的作用是控制字符的發(fā)送速率，其時(shí)鐘可使用8253產(chǎn)生的合適時(shí)鐘頻率。在異步方式中，引腳RXC和TXC（即接收、發(fā)送時(shí)鐘）為波特率的16倍。該控制卡中擴(kuò)展的8kBRAM可分別開辟4個(gè)不同的存儲(chǔ)電量采集板的數(shù)據(jù)，處理時(shí)可以將它們一起送到PC。

3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．1通信協(xié)議

通信控制卡的AT89C51串口與各智能模塊的通信按自定義的通信協(xié)議進(jìn)行。過程如下：

（1）首先使所有從機(jī)SM2位置1，以使其處于只接收地址幀的狀態(tài)。

（2）控制卡先發(fā)一地址信息，其中8位為地址，第9位為地址／數(shù)據(jù)信息的標(biāo)志位，該位為1表示該幀為地址信息。

（3）從機(jī)接收到地址幀后，會(huì)將其接收的地址與本從機(jī)的地址相比較。對(duì)于地址相符的從機(jī)，可置SM2＝0，以接收主機(jī)隨后發(fā)來的所有信息；而對(duì)于地址不相符的從機(jī)，則置SM2＝1，以繼續(xù)執(zhí)行采集任務(wù)和其它任務(wù)。

（4）當(dāng)從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，會(huì)發(fā)送一幀校驗(yàn)和，并將第9位（TB8）置為1,以作為從機(jī)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束標(biāo)志。

（5）控制卡接受數(shù)據(jù)時(shí)，先判斷數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志（RB8），若RB8＝1，且校驗(yàn)正確，則回送正確信號(hào)00H，此信號(hào)可令該從機(jī)復(fù)位以重新采集數(shù)據(jù)，等待地址幀。若校驗(yàn)和出錯(cuò)，則送0FFH，以令該機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)，如果重發(fā)5次還不行，則認(rèn)為失敗，并轉(zhuǎn)入其它地址。若接收幀的RB8＝0，則將原數(shù)據(jù)鎖定到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。

（6）從機(jī)接收到復(fù)位命令后，再回到監(jiān)聽地址狀態(tài)（SM2＝1）。

3．2程序框圖

設(shè)主機(jī)發(fā)送的地址信號(hào)01H、02H、03H為從機(jī)設(shè)備地址，地址FFH是命令各從機(jī)恢復(fù)SM2為1的狀態(tài)信號(hào)，即復(fù)位。從機(jī)的命令編碼為：

01H—請(qǐng)求從機(jī)接收通信卡的數(shù)據(jù)命令；

篇（3）

2電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)接收遠(yuǎn)端發(fā)送來的DTMF信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行解碼,解碼后的信號(hào)再由中央處理單元采集處理;為了方便用戶使用,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語(yǔ)音提示界面;電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)一般工作在元人值守環(huán)境,所以應(yīng)具有自動(dòng)離線、上線、復(fù)位功能;為了符合智能化要求,系統(tǒng)采用80日作為中央處理器.同時(shí),電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)正常工作還需電源供電電路、驅(qū)動(dòng)電路等輔助電路.智能電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示.

可以看出,系統(tǒng)主要由DTMF音頻解碼電路、語(yǔ)音提示電路、離線/上線/復(fù)位電路、中央處理單元、驅(qū)動(dòng)電路、電源電路等組成.

3各部分電路及工作原理

3.1中央控制電路

中央控制電路的主要功能是接收鈴流檢測(cè)電路和DTMF解碼電路的中斷信號(hào),發(fā)送對(duì)上線/離線/復(fù)位電路和受控設(shè)備的控制信號(hào),對(duì)語(yǔ)音錄放電路進(jìn)行尋址操作,接收DTMF解碼電路的四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)(見圖2).

3.2DTMF音頻解碼電路

DTMF(DualToneMultiFrequency)雙音多頻信號(hào)解碼電路是目前在按鍵電話(固定電話、移動(dòng)電話)、程控交換機(jī)及無線通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的集成電路.它包括DTMF發(fā)送器與DTMF接受器,前者主要應(yīng)用于按鍵電話作雙音頻信號(hào)發(fā)送器,發(fā)送一組雙音多頻信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)音頻撥號(hào).雙音多頻信號(hào)是一組由高頻信號(hào)與低頻信號(hào)疊加而成的組合信號(hào),CCITT和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示.

表電話撥號(hào)數(shù)字對(duì)應(yīng)的高低頻率組合關(guān)系

電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采用MITEL公司生產(chǎn)的MT8870DTMF接受器作為DTMF信號(hào)的解碼核心器件.MT8870主要用于程控交換機(jī)、遙控、無線通信及通播系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)DTMF信號(hào)的分離濾波和譯碼功能,輸出相應(yīng)16種頻率組合的四位并行二進(jìn)制碼.MT8870具有撥號(hào)音抑制和模擬信號(hào)輸入可調(diào)功能,所以在設(shè)計(jì)MT8870DTMF解碼電路時(shí),只需外加一些阻容元件即可.DTMF解碼電路如圖3所示.

遠(yuǎn)端用戶發(fā)送的DTMF信號(hào),經(jīng)搞合電容的隔直流作用后,由MT8870接收并進(jìn)行譯碼,輸出的四位并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)直接與8051單片機(jī)的P0.0～P0.3連接,MT8870在DTMF信號(hào)碼變換完成后,由CID端發(fā)送中斷信號(hào)INT1,通知8051數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好.

3.3語(yǔ)音提示電路

電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用語(yǔ)音提示電路實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)的交流.語(yǔ)音提示電路預(yù)先存儲(chǔ)若干段系統(tǒng)提示音,8051中央處理單元電路判斷用戶發(fā)送的DTMF信號(hào)后,對(duì)語(yǔ)音提示電路進(jìn)行尋址,播放相應(yīng)的提示音,從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作.

本系統(tǒng)選用美國(guó)ISD公司的ISD2590單片語(yǔ)音錄放集成電路作為語(yǔ)音提示電路的核心部分.ISD2590采用E2PROM存儲(chǔ)器,信息可永久保存,零功能存儲(chǔ);它還采用了DA盯直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù),因而能較好地保留語(yǔ)音信息中的有效成分,提高錄放音的清晰度.ISD2590可以存儲(chǔ)長(zhǎng)達(dá)90s的語(yǔ)音,能夠?qū)崿F(xiàn)1～600段語(yǔ)音分段,每段錄放音均有一個(gè)起始端,該起始端地址選擇由A0～A9確定.ISD2590的電路也非常簡(jiǎn)單,只需少許阻容元件即可,并且它易與單片機(jī)接口,實(shí)現(xiàn)分段尋址功能.ISD2590的內(nèi)部功能如圖4所示.

系統(tǒng)在接收遠(yuǎn)端用戶發(fā)送的DTMF信號(hào)以后,根據(jù)軟件設(shè)定,對(duì)語(yǔ)音電路進(jìn)行尋址放音.例如系統(tǒng)收到用戶發(fā)出的"1234'''',用戶密碼信號(hào)時(shí),若密碼正確,則尋址播放語(yǔ)音提示"密碼正確",否則,尋址播放語(yǔ)音提示"密碼錯(cuò)誤".需要提出的是,ISD2590".只有A0～A910根地址線,顯然不能對(duì)480K模擬存儲(chǔ)陣列直接尋址,從圖4可以知道,ISD2590的地址線是先經(jīng)過解碼器解碼后再對(duì)480K模擬存儲(chǔ)陣列進(jìn)行尋址的.

3.4系統(tǒng)上線／離線/復(fù)位電路

當(dāng)DTMF信號(hào)解碼電路及語(yǔ)音提示電路與用戶電話線連通時(shí),我們稱系統(tǒng)處于上線(Odine)狀態(tài);反之,當(dāng)DTMF信號(hào)解碼電路及語(yǔ)音提示電路與用戶電話線斷開時(shí),我們稱系統(tǒng)處于離線(Offline)狀態(tài).只有在電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)工作時(shí),系統(tǒng)才應(yīng)處于上線狀態(tài).這樣做的目的是避免用戶呼叫系統(tǒng)時(shí)的高壓振鈴信號(hào)(可達(dá)120VMS)及線路上其他高壓噪聲對(duì)DTMF信號(hào)解碼電路及語(yǔ)音提示電路產(chǎn)生危害.上線/離線/復(fù)位功能的實(shí)現(xiàn),也是由系統(tǒng)硬件電路和軟件共同實(shí)現(xiàn)的.

3.4.1系統(tǒng)上線電路

系統(tǒng)上線電路的功能是檢測(cè)程控交換機(jī)發(fā)送的振鈴鈴流信號(hào),然后通過中斷方式通知8051單片機(jī),根據(jù)軟件設(shè)定,閉合系統(tǒng)上線/離線/復(fù)位開關(guān)電路,開啟UrMF信號(hào)解碼電路和語(yǔ)音提示電路與電話用戶線的連接.上線電路的主要部分是鈴流檢測(cè)電路.鈴流信號(hào)是當(dāng)遠(yuǎn)端用戶呼叫電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)時(shí),由程控交換機(jī)向電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)發(fā)送的控制信令.系統(tǒng)采用TCA3385芯片作為鈴流檢測(cè)電路的核心部件.TCA3385是一種性能穩(wěn)定的振鈴信號(hào)轉(zhuǎn)換、檢測(cè)器件,常用于電話機(jī)、應(yīng)答器等儀器儀表.它的PDO端(如圖5)是振鈴檢測(cè)輸出端,在振鈴信號(hào)穩(wěn)定后,此端會(huì)變?yōu)楦唠娖捷敵?RDO端可直接與8051單片機(jī)相連,作為8051的中斷信號(hào)INT0.TCA3385的內(nèi)部功能及外部電路如圖5所示.

當(dāng)電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)處于離線狀態(tài)時(shí),只有鈴流檢測(cè)電路與用戶電話線相連,而TCA3385能承受較高電壓的沖擊,保證了系統(tǒng)的完全穩(wěn)定性.

3.4.2離線/復(fù)位電路

用戶對(duì)電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)操作完成后,發(fā)出結(jié)束命令,8051單片機(jī)斷開系統(tǒng)上線/離線/復(fù)位開關(guān)電路,系統(tǒng)離線.如果用戶出現(xiàn)誤操作或忘記發(fā)送結(jié)束命令時(shí),系統(tǒng)根據(jù)軟件設(shè)定,斷開系統(tǒng)上線/離線/復(fù)位開關(guān)電路,使系統(tǒng)離線,并初始化軟件設(shè)定.

3.5驅(qū)動(dòng)電路

電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對(duì)受控設(shè)備的控制,要通過8051單片機(jī)對(duì)繼電器的閉合才能實(shí)現(xiàn),因此,在8051單片機(jī)與繼電器之間必須設(shè)置一個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路.本系統(tǒng)采用摩托羅拉公司的MC1413,來關(guān)閉與開啟繼電器開關(guān)(圖6).

4系統(tǒng)軟件

如何利用有限的16種DTMF信號(hào)實(shí)現(xiàn)多樣的系統(tǒng)控制功能,是系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵,借助于軟件編程,系統(tǒng)可以對(duì)16種DTMF信號(hào)的任意組合進(jìn)行解釋,從而大大豐富了系統(tǒng)功能.系統(tǒng)軟件的流程結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,這里只介紹系統(tǒng)軟件主要功能要求:

(1)系統(tǒng)身份認(rèn)證功能為了保證只有合法用戶才能操作系統(tǒng),電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)上線以后,用戶必須輸入密碼,待系統(tǒng)確認(rèn)后才具有對(duì)系統(tǒng)的操作權(quán)限.

(2)用戶信令解釋功能對(duì)收到的用戶信號(hào),系統(tǒng)按照軟件設(shè)定加以解釋,并決定對(duì)語(yǔ)音提示電路尋址,播放相應(yīng)的系統(tǒng)提示音,實(shí)現(xiàn)用戶和電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)間的交互操作,或者對(duì)外部受控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào).

(3)軟件定時(shí)功能系統(tǒng)軟件設(shè)定系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位的軟件定時(shí)器,定時(shí)器的設(shè)置值規(guī)定了系統(tǒng)一次上線工作的最大時(shí)間.若一次工作超時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)離線,進(jìn)入待機(jī)狀態(tài).

篇（4）

A design of glasshouse automatic monitoring system based on LabView

Yang baogui

Liaoning Railway Vocational and Technical college AbstractA glasshouse automatic monitoring system was developed for improving the yeild of glasshouse. Friendly human-machine interface was designed based on LabView. ZigBee wireless communication nodes were established to solve the routing problem of the sensors. In order to access automatic monitoring system form long distance with browser， web communication technology was employed. The tests illustrated the system could monitor multi-factors precisely with high reliability ， and can be access by multi-computers from long-distance at the same time. It is proved the system was suitble for glasshouse automatic monitoring very well. Keywordsglasshouse， LabView， long-distance monitoring， wireless network construction

一、引言

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，人多地少，因此提高單位面積的作物產(chǎn)量是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展急需解決的問題。溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，由于溫室不受氣候和土壤條件的環(huán)境影響，是提高產(chǎn)量的重要措施之一[1-4]。農(nóng)作物在成長(zhǎng)過程中需要的環(huán)境因子很多，適宜的溫度、濕度、光照強(qiáng)度以及CO2濃度是作物實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵。為加快農(nóng)作物的生長(zhǎng)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的目的，需對(duì)溫室的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)合農(nóng)作物的生長(zhǎng)規(guī)律，控制溫室環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境的檢測(cè)與調(diào)控。隨著計(jì)算機(jī)、通信以及傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化溫室環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究己成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個(gè)研究熱點(diǎn)[4-7]，研制一套適合我國(guó)國(guó)情并且具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蔬菜溫室大棚智能控制系統(tǒng)具有非常重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。論文結(jié)合傳感器和通信技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種成本較低、集溫室大棚環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控與記錄于一體的控制系統(tǒng)。

二、硬件電路設(shè)計(jì)

2.1傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要采集空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤含水量、空氣中二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度等六種環(huán)境因素的參數(shù)，所以需要很多種類的傳感器來采集數(shù)據(jù)。溫度傳感器電路連接圖如圖1所示。

1、溫度型節(jié)點(diǎn)

溫度是提供作物生長(zhǎng)的最基本的要素，通過影響酶的活性來可以影響作物的各種生理性活動(dòng)，對(duì)作物生理性改變有著很重要的影響。由于溫室大棚溫度上限低于150℃，故本設(shè)計(jì)采用數(shù)字式溫度傳感器，無需校準(zhǔn)和標(biāo)定。

此電路即可以測(cè)量空氣溫度，也可以接保護(hù)外殼后測(cè)量土壤溫度。為消除溫度漂移的影響，設(shè)計(jì)將穩(wěn)壓二極管，熱敏電阻，可調(diào)電位器接到運(yùn)放電路，該放大電路負(fù)端與電路輸出端相連。采用差溫控制法控制溫度。

2、濕度型節(jié)點(diǎn)

土壤的濕度直接決定著農(nóng)作物在生長(zhǎng)過程中的水分供應(yīng)狀況。土壤濕度超過正常范圍，作物的光合作用不能正常進(jìn)行，農(nóng)作物根系呼吸、生長(zhǎng)基本活動(dòng)受到阻礙，作物的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。本設(shè)計(jì)采用HS1101解決濕度測(cè)量方案。

傳感器對(duì)土壤水分進(jìn)行定點(diǎn)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。土壤含水量通過自變量為電壓的三次多項(xiàng)式計(jì)算得到：

茲v=0.0337?ΔV3-0.0426ΔV2+0.2008ΔV-0.0041

（2）

其中ΔV=VH-VL，單位：v

3、光照強(qiáng)度型節(jié)點(diǎn)

光照條件直接影響著作物的生長(zhǎng)發(fā)育，是作物生長(zhǎng)的決定要素之一，尤其是在反季節(jié)生產(chǎn)中，直接影響作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，對(duì)作物葉片的排列方式、形態(tài)結(jié)構(gòu)以及生理性狀有明顯的作用。

本文選用的是LT/G光照傳感器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境光照度的測(cè)量，測(cè)量上限超過1×106lux，測(cè)量下限低于0.2lux，安裝方便，線性度好，抗干擾能力強(qiáng)，可輸出電流或者電壓信號(hào)。

4、二氧化碳濃度型節(jié)點(diǎn)

光合作用是綠色植物生命活動(dòng)的基本特征，是種植的作物生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)和能量的基礎(chǔ)，作物周圍空氣中CO2濃度高低直接影響著作物光合作用的效率也就是有機(jī)物的合成，進(jìn)而影響作物果實(shí)的品質(zhì)。對(duì)此，我們選擇了一種高性價(jià)比COZIR紅外二氧化碳傳感器。

為提供電路的抗干擾能力，本設(shè)計(jì)將數(shù)字電路和模擬電路分隔開，并在連接點(diǎn)處加上磁珠。為除去芯片內(nèi)部信號(hào)對(duì)電源的干擾，在每個(gè)芯片最靠近電源和地的地方，添加一個(gè)0.luF的電容。為消除瞬間大電流對(duì)電路的影響，每8個(gè)芯片配置一個(gè)10uF的充放電電容，保證信號(hào)的穩(wěn)定性。

2.2無線傳輸與組網(wǎng)

ZigBee是一種低成本、低功耗、簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)的開放式系統(tǒng)互聯(lián)無線通信技術(shù)[8，9]。每種節(jié)點(diǎn)都有10個(gè)同類型傳感器，并采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成星型網(wǎng)絡(luò)，利用Chipcon CC2430射頻芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。

本設(shè)計(jì)將4個(gè)ZigBee模塊組建成一個(gè)星型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)FFD協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，4個(gè)RFD子節(jié)點(diǎn)。當(dāng)傳感器控制芯片收到來自ZigBee無線通信RFD子節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的請(qǐng)求標(biāo)志時(shí)，將溫度、濕度、CO2濃度和光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過SPI串行方式發(fā)送給RFD子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)以無線方式向FFD主協(xié)調(diào)器傳遞數(shù)據(jù)。主協(xié)調(diào)器解析接收數(shù)據(jù)后將信號(hào)打包處理通過UART傳輸給計(jì)算機(jī)，上位機(jī)軟件LabView分析、控制并顯示相應(yīng)環(huán)境參數(shù)。硬件連接框圖如圖2所示。

三、軟件設(shè)計(jì)

LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國(guó)NI公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，與C和BASIC一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù)。但是與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言不同，LabVIEW使用G語(yǔ)言編寫程序，通過圖形符號(hào)描述程序的行為，易于實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)交互界面[10-12]。

3.1數(shù)據(jù)解析

計(jì)算機(jī)通過過串口從FFD協(xié)調(diào)器接收數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理前，首先要根據(jù)UART通信協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。但是由于FFD傳送的是字符型數(shù)據(jù)，因此提取數(shù)據(jù)幀之后還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行字符-數(shù)值轉(zhuǎn)換。程序框圖如圖3所示，為增加程序的可讀性，將數(shù)據(jù)解析過程用子VI的形式表述，并提供輸入輸出接口。

程序的主控制界面如圖5所示。

3.3程序遠(yuǎn)程控制

由于LabView簡(jiǎn)潔的控制界面、便捷的操作、內(nèi)嵌web服務(wù)器，因此LabView廣泛的用于系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制研究中[10-15]。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制，本系統(tǒng)采用基于web技術(shù)的遠(yuǎn)程訪問技術(shù)。訪問過程中直接在瀏覽器內(nèi)輸入服務(wù)器地址，就可以遠(yuǎn)程訪問控制系統(tǒng)前面板。為增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，遠(yuǎn)程請(qǐng)求VI控制權(quán)時(shí)首先需要鍵入密碼，密碼匹配后方可遠(yuǎn)程控制服務(wù)器前面板。系統(tǒng)采用8000端口發(fā)送和接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，并遵循h(huán)ttp傳輸協(xié)議，系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制界面圖如圖6所示。

四、結(jié)論

系統(tǒng)采用NI公司LabView軟件編程，實(shí)現(xiàn)了溫室大棚實(shí)時(shí)監(jiān)控，圖形界面友好，可以對(duì)多個(gè)參量同時(shí)監(jiān)控，出現(xiàn)異常系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。采用基于internet網(wǎng)頁(yè)的遠(yuǎn)程控制模式，無需額外設(shè)備與軟件，該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有較的應(yīng)用推廣價(jià)值。

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篇（5）

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 (2012) 16-0046-01

本文以遠(yuǎn)程監(jiān)控液體混合機(jī)為例，運(yùn)用ifix上位機(jī)組態(tài)軟件制作界面，采用OPC技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)液體混合機(jī)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的檢測(cè)、報(bào)警數(shù)據(jù)的顯示、相應(yīng)報(bào)表的生成，并對(duì)系統(tǒng)做了優(yōu)化，為了避免意外的發(fā)生，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，用戶可以通過登錄WEB瀏覽器，就可以輕松方便地查看并控制液體混合機(jī)的工作狀態(tài)，根據(jù)用戶的需求對(duì)液體混合機(jī)中水泵的抽水量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行效率等進(jìn)行調(diào)整和控制。

一、內(nèi)容

二、液體混合機(jī)控制系統(tǒng)的功能分析

本控制系統(tǒng)由五大部分組成：流水灌部分、混合灌部分、抽水機(jī)組(電機(jī)、水泵)部分、傳感器部分、測(cè)速計(jì)量部分。控制系統(tǒng)中要求對(duì)三種液體混合比例進(jìn)行較為準(zhǔn)確的控制，因此第一種液體流入混合灌中，液體攪拌機(jī)工作，攪勻液體，等液位達(dá)到一定高度，液面?zhèn)鞲衅鳎瑱z測(cè)到停止第一種液體繼續(xù)流入，第二種液體開始流入混合灌中，達(dá)到一定高度，關(guān)閉第二個(gè)流體灌，開始流入第三種液體，攪拌機(jī)一直出入工作狀態(tài)，攪勻液體直到混合灌滿結(jié)束，此時(shí)水泵開始工作，將混合灌混合好的液體抽水，輸送到目標(biāo)地。在此過程中對(duì)每個(gè)流體灌溫度、流速、電磁閥的狀態(tài)、混合灌液位、攪拌機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、水泵轉(zhuǎn)速等進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于水泵的轉(zhuǎn)速可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，寫入PLC控制模塊，來調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，滿足控制要求。

三、制作的部分控制畫面

四、總結(jié)

本論文通過“液體混合機(jī)控制系統(tǒng)”項(xiàng)目，將現(xiàn)場(chǎng)的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、畫面等信息接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中。實(shí)現(xiàn)工控組態(tài)軟件的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用戶通過標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)畫面的監(jiān)測(cè)，并具有操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

篇（6）

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2012）0310024－02

1 GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)研究的理論意義及應(yīng)用價(jià)值

水閘是水利系統(tǒng)最基礎(chǔ)的工程，在防洪排澇搶險(xiǎn)過程中扮演著重要角色，對(duì)保護(hù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及環(huán)境保護(hù)等諸多方面都發(fā)揮著巨大的積極作用，但是我國(guó)的水利自動(dòng)化技術(shù)比較落后，每年會(huì)由于洪澇災(zāi)害造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]，因此閘門的即時(shí)合理控制問題，是關(guān)系到水利工程的安全，關(guān)系到保護(hù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，以及綜合利用水資源的問題，因此GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

2 系統(tǒng)構(gòu)成及功能描述

GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)主要功能為：水閘現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控平臺(tái)是基于產(chǎn)品化、模塊化、通用化思想而研制開發(fā)出來的新一代水閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于水庫(kù)、灌區(qū)、河道、供水渠的閘門現(xiàn)地控制和遠(yuǎn)程控制，可在現(xiàn)地單控、群控，也可在異地遠(yuǎn)程遙控。

GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)由水利系統(tǒng)的流域管理中心、各縣市設(shè)立的分中心監(jiān)測(cè)站、以及水閘現(xiàn)場(chǎng)的水文遙測(cè)單元構(gòu)成的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成。通過建立GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)，將可以改善水文信息的采集、傳送和信息處理的手段，縮短數(shù)據(jù)采集和信息處理所需的時(shí)間，還可以提高信息采集和傳輸?shù)目煽啃裕岣吡饔蚋鞣N監(jiān)測(cè)信息的處理能力。

3 總體設(shè)計(jì)方案

3.1 閘位控制原理

1）GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)原理：GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)主要工作原理將各種傳感器的流量、水位、雨量模擬量和閘門、水泵的開關(guān)量數(shù)據(jù)傳送到各監(jiān)測(cè)站，通過 WLB-268型遠(yuǎn)程測(cè)控終端機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集，并把采集的數(shù)據(jù)通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)傳輸方式主動(dòng)傳輸至調(diào)度中心，調(diào)度中心控制機(jī)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水閘泵站現(xiàn)場(chǎng)的情況，并可以遠(yuǎn)程控制閘門、水泵的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的自動(dòng)化控制。

2）GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)特點(diǎn)：

① 技術(shù)先進(jìn)：系統(tǒng)采用了當(dāng)今最先進(jìn)的無線高速數(shù)據(jù)分組傳輸技術(shù)，在數(shù)據(jù)采集和傳輸方面具有無可比擬的先進(jìn)性，可以實(shí)時(shí)在線運(yùn)行任意查詢、加報(bào)、自動(dòng)傳送信號(hào)。

② 安全可靠：系統(tǒng)采用了多級(jí)管理和權(quán)限控制，強(qiáng)大的系統(tǒng)安全管理和數(shù)據(jù)保護(hù)措施，對(duì)水利設(shè)施的日常監(jiān)控提供了安全保障。

③ 實(shí)用耐久：GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)適應(yīng)性極強(qiáng)，功能完善，性能穩(wěn)定可靠。

④ 管理方便：系統(tǒng)采用C++語(yǔ)言開發(fā)的大型檢測(cè)軟件，操作界面充滿人性化；可用于現(xiàn)地顯示與控制，還可以異地遠(yuǎn)程集中顯示，測(cè)量準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，工作可靠，維修方便。

3.2 組成原理

GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)主要由傳感器檢測(cè)模塊、控制模塊、執(zhí)行模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控通信模塊等部分組成，各部分具體原理分析如下：

3.2.1 傳感器檢測(cè)模塊

1）傳感器檢測(cè)的要求

GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)的控制對(duì)象為水位，由于水位參數(shù)的特性，使它受環(huán)境影響比較大，如果采用一般方法測(cè)量水位流量等，將無法達(dá)到精度要求；而且由于水閘現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境較為復(fù)雜，單個(gè)傳感器獨(dú)立使用的場(chǎng)合很少，更多的是有多個(gè)傳感器同時(shí)應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的測(cè)量和多對(duì)象的控制。

因此，在GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)中，傳感器檢測(cè)模塊采用了多組多種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，為了防止采集的數(shù)據(jù)信號(hào)出現(xiàn)失真，由多個(gè)傳感器組成的檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足以下要求：① 能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)控、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)信息進(jìn)行處理，獲得詳盡準(zhǔn)確的信息，并傳送這些信息到控制中心。② 為了增強(qiáng)操作性，傳感器網(wǎng)絡(luò)建立了開放的、分層的體系結(jié)構(gòu)。

2）數(shù)據(jù)采集PLC

① 可編程序控制器PLC的功能

數(shù)據(jù)采集的核心為PLC，由PLC進(jìn)行所有采集數(shù)據(jù)的處理，由傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)送入PLC輸入單元，經(jīng)過轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[4]；PLC按照設(shè)置的程序完成對(duì)水位流量的自動(dòng)測(cè)量控制，實(shí)現(xiàn)水閘的自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)信息的傳送；系統(tǒng)能實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)。

② 可編程序控制器PLC的優(yōu)勢(shì)

采用PLC裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定；通過可編程控制器為核心組成的傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高、功能齊全，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)保護(hù)及信息傳遞等功能，能可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身故障診斷，判斷設(shè)備故障的狀況，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息；數(shù)據(jù)顯示功能為檢查和分析設(shè)備的運(yùn)行情況提供依據(jù)，從而提高了綜合管理水平。

3）傳感器檢測(cè)模塊的組成

主要由浮子式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)、雨量計(jì)、水位差計(jì)、XZK-3型無線閘門開度檢測(cè)儀、XHZ-3型閘門開度荷重測(cè)控儀、閘門開度傳感器、閘門荷重傳感器、閘門數(shù)據(jù)采集終端等組成，數(shù)據(jù)采集方面使用三菱PLC可編程控制器。

3.2.2 控制模塊

1）控制原理

GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)閘門控制的是水位和流量，由于水位流量值是具有較大滯后時(shí)間常數(shù)的控制對(duì)象，以往采用的位式或者連續(xù)控制等技術(shù)，控制質(zhì)量不高，存在很多問題，如超調(diào)量 大、穩(wěn)定時(shí)間 長(zhǎng)等。為避免控制質(zhì)量不高的問題，在GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)中，采用了PID控制器來加強(qiáng)對(duì)水閘的控制。

PID控制器具有穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)水位流量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確時(shí)，即其它控制技術(shù)難以應(yīng)用時(shí)，水位流量數(shù)據(jù)參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定時(shí)，采用PID控制技術(shù)最為方便，PID控制器中比例項(xiàng)的主要作用是糾正偏差；積分項(xiàng)用于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度；微分項(xiàng)的作用是減小系統(tǒng)的超調(diào)量，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2）PID控制器的參數(shù)整定

① 利用臨界比例法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定，步驟如下：

首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；

僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；

在一定的控制度下通過公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。

在實(shí)際調(diào)試中，只能先大致設(shè)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改：

對(duì)于液位系統(tǒng)： （%）20-80， （分）15；

對(duì)于流量系統(tǒng)： （%）40-100， （分）0.11；

對(duì)于壓力系統(tǒng)： （%）30-70， （分）0.4-3。

② GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)PID控制器主要是由研華工控機(jī)WLB-268型遠(yuǎn)程測(cè)控終端機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，主要包括AT89S51單片機(jī)、1片RAM6264、1片EEPROM2861A、用于8位LED顯示和鍵盤接口的可編程I/O接口芯片8255A，以及其他的必要的邏輯器件組成。

3.2.3 執(zhí)行模塊

1）執(zhí)行模塊工作原理

GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)的執(zhí)行模塊主要是控制連接水閘的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行指令發(fā)出后，執(zhí)行模塊根據(jù)指令操作，完成水閘的啟閉控制，執(zhí)行模塊的好壞是直接影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

① 閘門控制采用閉環(huán)控制方式，是應(yīng)用最為廣泛的控制方式，這種控制方式的控制精度較高，只要被控量偏離了給定值，系統(tǒng)就會(huì)自行糾偏，具有抑制內(nèi)外干擾對(duì)被控量的影響的能力，因此，閘門控制采用了閉環(huán)控制方式。

② GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)的執(zhí)行模塊工作原理：采用單片機(jī)作為智能控制器件，利用其精確定時(shí)能力，根據(jù)水閘行程 等于速度 與時(shí)間 的乘積關(guān)系，在預(yù)先設(shè)定控制高度 條件下，根據(jù)上升、下降、定位、鎖定等信息，計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，自動(dòng)完成水閘升降定位控制。

2）執(zhí)行模塊的組成

執(zhí)行模塊主要由一個(gè)12位的 轉(zhuǎn)換器、功率放大電路和電機(jī)組成。 轉(zhuǎn)換器接收來自單片機(jī)的控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，經(jīng)放大控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，從而達(dá)到控制水閘的目的。為提高轉(zhuǎn)換精度，采用分辨率為12的DAC1230，其輸出電流穩(wěn)定時(shí)間為 ，非線性誤差為0.018%FSR，功耗為20mW。

3.2.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控通信模塊

監(jiān)控中心通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信，采集的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)傳輸至水利調(diào)度中心，調(diào)度中心的控制機(jī)可以監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況，并可以遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)水閘的開關(guān)，如果通信線路出現(xiàn)故障，能夠自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提示，采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵎绞剑芎玫亟鉀Q了制約水利控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸問題。通過GPRS遠(yuǎn)程設(shè)置和短信息設(shè)置功能，可以方便地對(duì)水情要素如水位、雨量、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功能。

GPRS模塊主要用于數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收以及短消息的接收；ARM模塊完成傳感器數(shù)據(jù)的編碼和TCP/IP封裝，控制GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，并接收和執(zhí)行監(jiān)控中心發(fā)送的控制命令；監(jiān)控中心為通過以太網(wǎng)卡連入Internet中的一臺(tái)具有固定IP的計(jì)算機(jī)，采用開發(fā)工具調(diào)用Winsock控件編寫監(jiān)控軟件，用于接收、處理和顯示各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對(duì)監(jiān)控點(diǎn)發(fā)送控制命令。

GPRS模塊采用MC35，MC35模塊主要由射頻天線、內(nèi)部Flash、SRAM、GSM基帶處理器、匹配電源和一個(gè)40腳的ZIF插座組成。GSM基帶處理器用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送AT指令。射頻天線實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，以及外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換[5]。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)總體框架的研究和分析，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)的軟硬件的設(shè)計(jì)，包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集傳感器模塊，邏輯控制模塊，以及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)等，通過研究，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的水閘監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減輕了運(yùn)行人員的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量，提高了泵站自動(dòng)化水平，GPRS閘位聯(lián)控系統(tǒng)系統(tǒng)將發(fā)揮其更加積極的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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篇（7）

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)的電力系統(tǒng)也在廣泛的引入自動(dòng)化技術(shù)。因此,越來越多的無人值守電站被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)工作當(dāng)中。因此,要確保變電設(shè)備正常運(yùn)行性,就要求做好智能化系統(tǒng)的維護(hù)工作,確保智能化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

下文將圍繞著自動(dòng)化系統(tǒng)以及自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)工作展開,詳盡的介紹這方面的內(nèi)容。

1.智能化系統(tǒng)

變電運(yùn)行設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)是確保變電系統(tǒng)安全運(yùn)行,提高變電設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的重要技術(shù)手段,變電運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀況將直接影響變電的安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。

1.1系統(tǒng)構(gòu)架

變電運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)是以現(xiàn)代化的信息技術(shù)的各種智能型裝置的應(yīng)用為基礎(chǔ)的,為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了技術(shù)支持,不過,由于國(guó)內(nèi)外的各中變電站設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備的差異,這就導(dǎo)致了綜合管理設(shè)備運(yùn)行信息的難度特別大。文中的自動(dòng)化系統(tǒng)主要涵蓋了遠(yuǎn)程維護(hù)和管理的功能,其設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)檢修,并結(jié)合了信息處理技術(shù)和現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使電力自動(dòng)化設(shè)備擁有了故障示警、診斷、維護(hù)、檢修等功能,有效的降低了設(shè)備維護(hù)的資金投入,同時(shí)縮短了維護(hù)周期,從而使變電設(shè)備能夠更多的用于正常運(yùn)行。該自動(dòng)化系統(tǒng)能夠運(yùn)用現(xiàn)代專業(yè)通訊手段完成遠(yuǎn)程控制和在線監(jiān)控、系統(tǒng)維護(hù)以及程序升級(jí)等,管理方便的功能有故障預(yù)警和故障診斷等自動(dòng)化功能,確保了變電設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

該變電設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)備采用了多層結(jié)構(gòu)體系,本系統(tǒng)的特點(diǎn)是開放性、靈活性和可擴(kuò)展性,具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以參考下圖。

圖1

本系統(tǒng)充分考慮了變電設(shè)備以及后臺(tái)設(shè)備的復(fù)雜性,因此采用了維護(hù)界面,通信方式可以是數(shù)據(jù)網(wǎng)和專用光纖,支持各種應(yīng)用協(xié)議。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)查看、運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)、設(shè)備故障預(yù)警,還有相應(yīng)的診斷和維修功能。其實(shí)系統(tǒng)的配置是可以根據(jù)具體的情況進(jìn)行不同的配備的,配置還是比較靈活的。

變電運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)程維護(hù)部分主要包括了兩個(gè)大部分,即通信處理和業(yè)務(wù)后臺(tái)管理兩部分。這里前置機(jī)和通信設(shè)備之間是有物理連接關(guān)系的,所以要有固定處理,但是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器則可以有選擇的與前置機(jī)放置在一臺(tái),也可以放置在不同計(jì)算機(jī)上。該系統(tǒng)能夠通過專線和電力數(shù)據(jù)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)連接方式,對(duì)廠家提供的軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù),從而實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)的遠(yuǎn)程維護(hù)。

1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要有以下五個(gè)部門組成:網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)、前置子系統(tǒng)、后臺(tái)分析子系統(tǒng)、web服務(wù)子系統(tǒng)等。由于篇幅限制這里就不在對(duì)這五個(gè)部分進(jìn)行一一的闡釋。不過,相關(guān)內(nèi)容的研究都已經(jīng)比較成熟,可以參見相關(guān)的參考資料。

1.3系統(tǒng)功能

系統(tǒng)的功能主要包括了八個(gè)功能:規(guī)約處理功能、通信處理功能、異常報(bào)警功能、設(shè)備管理功能、WEB服務(wù)功能、設(shè)備健康狀況分析功能、知識(shí)庫(kù)管理功能、設(shè)備故障診斷分析功能等。

(1)規(guī)約處理

系統(tǒng)的規(guī)約處理功能是通過前置子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,前置子系統(tǒng)中的規(guī)約庫(kù)是獨(dú)立存在的,不受其他數(shù)據(jù)庫(kù)的影響,規(guī)約通過獨(dú)立動(dòng)態(tài)庫(kù)方式實(shí)現(xiàn)規(guī)約。

(2)通信處理功能

系統(tǒng)的通信軟件是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常見到的商業(yè)通信軟件,但是由于設(shè)備運(yùn)行的需要系統(tǒng)的,通信軟件是獨(dú)立于平臺(tái)軟件的。該系統(tǒng)具有獨(dú)立的通信處理能力,該系統(tǒng)沒有特殊的串口要求,也支持各種流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。數(shù)據(jù)通信方式非常多,通信部件通常采用服務(wù)器和終端服務(wù)器結(jié)合的形式,系統(tǒng)連接是直接通過TCP/IP協(xié)議與前置子系統(tǒng)的連接。

(3)設(shè)備管理

變電設(shè)備的自動(dòng)化職能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)基本應(yīng)用管理,主要有信息調(diào)度、參數(shù)修改、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能,同時(shí)還能通過信息采集板實(shí)現(xiàn)維護(hù)功能和后臺(tái)系統(tǒng)維護(hù)功能。

信息采集板維護(hù)功能包括查看工作狀態(tài)、內(nèi)存查看修改、運(yùn)行庫(kù)參數(shù)修改、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看、子模塊和處理器的通信轉(zhuǎn)臺(tái)查詢和一些特殊維護(hù),如系數(shù)整定和修改參數(shù)等。

(4)Web服務(wù)

系統(tǒng)的Web服務(wù)功能是以HTTP等應(yīng)用協(xié)議作為基礎(chǔ)的,系統(tǒng)的人機(jī)界面簡(jiǎn)明清楚,界面的編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)的菜單風(fēng)格是一致的,操作簡(jiǎn)潔,菜單也非常清楚明晰。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分級(jí)管理和分權(quán)限管理的功能,無論是查詢、維護(hù)或系統(tǒng)參數(shù)修改等權(quán)限,都可以設(shè)置密碼,避免泄漏設(shè)備的數(shù)據(jù)信息,確保變電設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)的安全運(yùn)行。系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)管理功能實(shí)現(xiàn)了診斷數(shù)據(jù)格式和規(guī)范的共享,大大增加了數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)性。

(5)知識(shí)庫(kù)管理

該系統(tǒng)中的專家系統(tǒng)是不同于傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)的,系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)管理功能能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行故障和相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行收集,從而不斷的豐富數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。

2.狀態(tài)分析及故障診斷策略

系統(tǒng)之所以具有故障診斷處理和狀態(tài)分析等功能,主要是結(jié)合了專家系統(tǒng)、人工智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、粗糙集理論、多智能體系同等多種診斷手段,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能設(shè)備的運(yùn)行狀況分析。同時(shí)可以利用多種預(yù)算方式實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行預(yù)警,還能綜合分析診斷故障產(chǎn)生的原因,并結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)最佳維護(hù)方案的設(shè)計(jì)功能。系統(tǒng)能夠?qū)⒏髦胁煌墓收习咐嫒霐?shù)據(jù)庫(kù),以便作為后續(xù)工作的參考依據(jù)。

我們都知道,智能化系統(tǒng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)處理功能,就是通過對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)收集和狀態(tài)監(jiān)測(cè),并以此為基礎(chǔ),并結(jié)合相關(guān)技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的上述功能。系統(tǒng)采用的技術(shù)以及其主要環(huán)節(jié)可以參照下圖。

圖2

對(duì)于一些常規(guī)故障,系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)的方案實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)功能;如果故障是其他一些故障,系統(tǒng)也能夠提供相關(guān)的維護(hù)處理方案。不過,維護(hù)工作還是需通過專門的設(shè)備維護(hù)人員來進(jìn)行確認(rèn),確保變電系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

結(jié)論:隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,越來越多的電力系統(tǒng)引進(jìn)了職能化系統(tǒng)。變電運(yùn)行設(shè)備的職能化技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用于變電站中,實(shí)現(xiàn)了無人作業(yè)的 遠(yuǎn)程控制和監(jiān)督功能,在很大程度上滿足了現(xiàn)代變電站和變電系統(tǒng)的需求。本文通過對(duì)變電運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)與維護(hù)工作的分析,比較詳盡的介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和其具備的系統(tǒng)維護(hù)功能,該系統(tǒng)有效的保障了變電運(yùn)行設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn):

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機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。

1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機(jī)床的問世,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁(yè); 1.2 微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來了勃勃生機(jī); 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺(tái)階.

2機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受。

2.6 微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.7 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 2.8 帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化

綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化基礎(chǔ)元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。

4 機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用

在重工業(yè)企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(shù)(IC)

由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。 4.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來重工業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫(kù)存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線。現(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用，同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會(huì)生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

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4唐懷斌． 工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢(shì) [J]．自動(dòng)化與儀器儀表，1996（4）

篇（9）

 

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，將眾多的計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、處理已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。自動(dòng)抄表（the Automatic Meter Reading）技術(shù)，簡(jiǎn)稱AMR，得益于八十年代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，正成為抄表技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 電力集中抄表系統(tǒng)的構(gòu)成

本文提出的電力集中抄表系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：第一層是主站服務(wù)器，其主要作用是負(fù)責(zé)存儲(chǔ)多功能電表的數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制等功能。服務(wù)器安裝在客戶服務(wù)中心的抄表主站通過GPRS/GSM來查收各個(gè)多功能電表的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)。第二層是集中器，集中器通過GPRS/GSM與主站服務(wù)器相連，通過CAN總線與第三層的采集終端相連。主要有兩項(xiàng)任務(wù)：一是完成與采集器的數(shù)據(jù)通信工作，向采集器下達(dá)電量數(shù)據(jù)凍結(jié)命令，定時(shí)循環(huán)接收采集器的電量數(shù)據(jù)，或根據(jù)系統(tǒng)要求接收某個(gè)電表或某組電表的數(shù)據(jù)。另外的任務(wù)就是根據(jù)系統(tǒng)要求完成與主站服務(wù)器的通信，將用戶用電數(shù)據(jù)等主站需要的信息傳送到主站數(shù)據(jù)庫(kù)中。第三層是采集器。在采集器中嵌入了各種標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種各樣電表的采集。采集器可同時(shí)采集、存儲(chǔ)64塊電表的數(shù)據(jù)，采集器除了完成電表的電量數(shù)據(jù)采集工作以外，還要根據(jù)系統(tǒng)的要求完成與集中器之間的數(shù)據(jù)通信，將需要傳送的電量數(shù)據(jù)送到集中器中。系統(tǒng)信道包括GPRS/GSM 無線通信、CAN 總線。主站服務(wù)器與集中器之間的GPRS/GSM 無線通信，集中器與采集器之間采用CAN 總線通信。通過GPRS/GSM無線通信，能夠及時(shí)、方便地進(jìn)行系統(tǒng)的遠(yuǎn)程信息傳輸，與主站服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信息交換；每臺(tái)集中器通過CAN總線，可以管理最多110 個(gè)采集器(CAN 節(jié)點(diǎn))。

圖1 基于ARM 的CAN 總線的電力集中抄表系統(tǒng)示意圖

2 CAN 總線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 CAN 總線簡(jiǎn)介

CAN(ControllerArea Network)即控制器局域網(wǎng)，CAN總線是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。它最早是由德國(guó)Bosch公司推出的，CAN通信協(xié)議是一種用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。作為一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊控制方式，CAN總線已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。論文參考網(wǎng)。例如，在汽車電子、自動(dòng)控制、智能大廈、電子系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領(lǐng)域中，CAN總線具有不可比擬的優(yōu)越性。本設(shè)計(jì)給出CAN總線節(jié)點(diǎn)方案。它采用內(nèi)置多路CAN總線控制器LPC2294作為主控制器，使得該節(jié)點(diǎn)體積小、功耗低、抗干擾性好，因而特別適用于汽車、工業(yè)控制以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯(cuò)維護(hù)總線中。

2.2 CAN節(jié)點(diǎn)硬件電路組成

CAN節(jié)點(diǎn)硬件電路如圖2所示，由ARM微控制器LPC2294、CAN總線收發(fā)器TJA1050T、高速光耦6N137和電源隔離模塊B0505S等組成。

圖2 CAN節(jié)點(diǎn)硬件電路原理框圖

(1)控制器特點(diǎn)

本設(shè)計(jì)選用的LPC2294是PHILIPS公司新推出的一款功能強(qiáng)大的超低功耗的具有ARM7TDMI內(nèi)核的32位微控制器。論文參考網(wǎng)。論文參考網(wǎng)。144腳封裝、兩個(gè)32位定時(shí)器、八路10位ADC、四路CAN通道和PWM通道以及多達(dá)九個(gè)的外部中斷，內(nèi)部嵌入256K字節(jié)高速Flash存儲(chǔ)器和16K字節(jié)靜態(tài)RAM，包含76（使用了外部存儲(chǔ)器）～112（單片）個(gè)GPIO口。如此豐富的片上資源完全可以滿足一般的工業(yè)控制的需要，同時(shí)還可以減少系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。另外，LPC2294支持JTAG實(shí)時(shí)仿真和跟蹤、128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)，使32位代碼能夠在高達(dá)60MHz的操作頻率下運(yùn)行。LPC2294內(nèi)部集成有四路CAN控制器：符合CAN規(guī)范CAN2.0B,ISO 11989-1標(biāo)準(zhǔn)：總線數(shù)據(jù)波特度均可達(dá)1Mbps；可訪問32位的寄存器和RAM；全局驗(yàn)收過濾器可識(shí)別幾乎所有總線的11位和29位Rx標(biāo)識(shí)符；驗(yàn)收過濾器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符提供了FullCAN-style自動(dòng)接收功能。作為本設(shè)計(jì)的核心部件，LPC2294不僅擔(dān)起主控制器的作用，同時(shí)還作為CAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)控制器，與網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與交換。

(2)收發(fā)器特點(diǎn)

收發(fā)器TJA1050T是CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，它與“ISO 11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。CANH和CANL理想配合，可使電磁輻射減到更低。除此之外，TJA1050T不上電時(shí)，總線呈現(xiàn)無源特性，這使得TJA1050T在性能上大大優(yōu)于以前的CAN總線收發(fā)器。TJA1050T有兩種工作模式：高速模式和靜音模式（它們由引腳“S”來控制）。在高速模式中，總線輸出信號(hào)有固定的斜率，并且以盡量快的速度切換。高速模式適用于最大位速度和最大總線長(zhǎng)度的情況，而且此時(shí)其收發(fā)器循環(huán)延遲最小。靜音模式時(shí)發(fā)送器是禁能的。它不管TxD的輸入信號(hào)。靜音模式可以防止CAN控制器不受控制時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊造成堵塞。

3 CAN 總線通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于LPC2294微處理器來說，CAN控制器完全是基于事件觸發(fā)的，即在本身狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，CAN控制器會(huì)把狀態(tài)變化的結(jié)果告訴微處理器。因此中心微處理器可以采用中斷的方式或者輪詢的方式對(duì)CAN控制器做出相應(yīng)的處理。各CAN節(jié)點(diǎn)按規(guī)定格式和周期發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，同時(shí)根據(jù)需要各取所需報(bào)文。對(duì)于接收數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)采用中斷的方式實(shí)現(xiàn)，一旦中斷發(fā)生，即將接收的數(shù)據(jù)裝載到相應(yīng)的報(bào)文寄存器中。此時(shí)利用屏蔽濾波寄存器對(duì)接收?qǐng)?bào)文的標(biāo)識(shí)符和預(yù)先在接收緩沖器初始化時(shí)設(shè)定的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行有選擇地逐位比較，只有標(biāo)識(shí)符匹配的報(bào)文才能進(jìn)入接收緩沖器，那些不符合要求的報(bào)文將被屏蔽于接收緩沖器外，從而減輕CPU處理報(bào)文的負(fù)擔(dān)。

3.1 CAN 控制器初始化

初始化CAN控制器的操作包括：硬件使能、軟件復(fù)位、設(shè)置報(bào)警界限、設(shè)置總線波特率、設(shè)置中斷工作方式、設(shè)置驗(yàn)收濾波器工作方式、設(shè)置工作模式并啟動(dòng)CAN等。初始化程序如下：

HwEnCAN(CanNum)；//硬件使能，CanNum=0～3，指四路CAN控制器

SofiRstCAN(CanNum)；//軟件復(fù)位寄存器

CANEWL(CanNum).Bits.EWL_BIT=USE_EWL_CAN[CanNum]；//設(shè)錯(cuò)誤警告界限

CANBTR(CanNum).Word=USE_BTR CAN[CanNum]；//初始化波特率

VICDefVectAddr=(UINT32)CANIntPrg；//初始化中斷為非向量中斷

VICIntEnable |=(1<<19)|(1<<(20+CanNum))|(1<<(26+CanNum))；

CANIER(CanNum)．Word= USE_INT_CAN[CanNum]；

CANAFMR.Bits.AccBP_ BIT=1；//配置驗(yàn)收濾波器(旁路狀態(tài)，即屏蔽驗(yàn)收濾波器)

CANMOD(CanNum).Bits.TPM_BIT=USE_TPMCAN[CanNum]；//初始化工作模式

CANMOD(CanNum).Bits.LOM_BIT=USE_MOD_CAN[CanNum];

SoftEnCAN(CanNum)；//啟動(dòng)CAN

3.2 數(shù)據(jù)發(fā)送

將待發(fā)送的數(shù)據(jù)打包成符合CAN協(xié)議的幀格式后，便可寫入發(fā)送緩沖區(qū)，并啟動(dòng)發(fā)送。在寫發(fā)送緩沖區(qū)前必須查詢其狀態(tài)。LPC2294中的每個(gè)CAN控制器有三個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)，它們的狀態(tài)可通過查詢CANSR得知。只有當(dāng)其中有空閑的發(fā)送緩沖區(qū)時(shí)才可將數(shù)據(jù)寫入。在發(fā)送大量數(shù)據(jù)時(shí)，這一步顯得尤其重要，否則發(fā)送可靠性將不能保證。啟動(dòng)發(fā)送成功后，只能通過查詢CANGSR的TCS位或配合發(fā)送成功中斷來判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功。

3.3 數(shù)據(jù)接收

接收數(shù)據(jù)可采用查詢方式或中斷方式。在某一段時(shí)間內(nèi)，CAN總線并不總是在活動(dòng)，為了提高效率，可采用中斷方式。在初始化程序中必須使能接收中斷。在中斷服務(wù)子程序中，讀取CANICR，判斷是否有接收中斷標(biāo)志，有則讀取接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。為了防止接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)溢出，可開辟一個(gè)循環(huán)接收數(shù)據(jù)隊(duì)列來暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，主程序則通過查詢?cè)撽?duì)列來獲得總線數(shù)據(jù)。

4 總結(jié)

基于ARM 的CAN 總線的電力集中抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和抗干擾性，該系統(tǒng)的樣機(jī)正在進(jìn)行掛網(wǎng)測(cè)試，以期通過研究和改進(jìn)，進(jìn)一步提高程序的通信處理、糾錯(cuò)和容錯(cuò)能力。

參考文獻(xiàn)

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篇（10）

中圖分類號(hào):TP302.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)26-7444-03

A Gryphon Robot Based on-line Remote Training Method of New Human-computer Interaction

QIANG Lin

(Baoji University of Arts and Sciences, Baoji 721007, China)

Abstract: In this aticle, the establishment of the project's original intention, Gryphon robot remote operating environment, as well as remote control software have done a summary introduction. On this basis, the author combines actual situation in China, made a number of their views.

Key words: gryphon robot; internet; remote control; localize

本論文通過毛里求斯大學(xué)工程系的一個(gè) “新型機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)接口”項(xiàng)目,介紹了一種機(jī)器人基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的簡(jiǎn)單方法。

機(jī)器人技術(shù)是集機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、電腦智能控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)于一身的前沿科技。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、勘探、公共服務(wù)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。通過采用某種管理控制模式,人們可以遠(yuǎn)程控制機(jī)器人系統(tǒng),從而避免使用者直接接觸危險(xiǎn)環(huán)境和去到從前難以到達(dá)的地方。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Internet的發(fā)展,利用遠(yuǎn)程設(shè)備,人們?cè)谑澜缟先魏蔚胤蕉寄軌驅(qū)崿F(xiàn)與機(jī)器人的連接。此項(xiàng)目立項(xiàng)的初衷是想利用毛里求斯大學(xué)工程系的現(xiàn)有設(shè)備,用較少的花費(fèi),讓學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù),對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程編程,進(jìn)而遠(yuǎn)程操作機(jī)器人。

如今,一旦人們需要信息時(shí),萬(wàn)維網(wǎng)則是獲取信息、并且能方便顯示在電腦屏幕上的有效工具。隨著互聯(lián)網(wǎng)使用者的增加,加上那些實(shí)用、易用且相對(duì)廉價(jià)的技術(shù),萬(wàn)維網(wǎng)已經(jīng)成為用于通訊交流的強(qiáng)大媒體。

遠(yuǎn)程教育已經(jīng)成為教授多種學(xué)科而廣泛使用的教學(xué)方法。在本項(xiàng)目中,WWW的主要特征――如通訊,已經(jīng)被廣泛使用。該項(xiàng)目的問題之一是如何通過萬(wàn)維網(wǎng)把初學(xué)者引入機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,還有如何選擇呈現(xiàn)模式以及交互模式。另外,不要忘記計(jì)算機(jī)和Gryphon機(jī)械設(shè)備要通過網(wǎng)絡(luò)相連,實(shí)現(xiàn)控制。

1 新型遠(yuǎn)程培訓(xùn)方法介紹

1.1 Gryphon精密機(jī)器人

Gryphon機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)接口的界面部分由意大利的Italtec公司的Walli機(jī)器人小組設(shè)計(jì)。Gryphon是主要模仿人類上肢運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)機(jī)器人,并且具有讓處于前部平臺(tái)的肩、手肘、手腕旋轉(zhuǎn)的軸,其中腕部具有兩個(gè)有效軸,分別用于旋轉(zhuǎn)和升降。機(jī)器人身上總共有五個(gè)軸和一個(gè)爪子(鉗子)。兩指鉗為真空裝置,更換容易。其內(nèi)部需要約5~8巴的空氣壓力支持。鉗子由0和1表示開與關(guān)。

機(jī)器人有一個(gè)控制箱支持其工作。任何其他兼容設(shè)備都可以經(jīng)由控制箱的連接協(xié)同工作。每個(gè)軸由一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)提供動(dòng)力,這種步進(jìn)馬達(dá)具有光學(xué)解碼反饋器,可以對(duì)軸進(jìn)行閉路控制。機(jī)械臂由四個(gè)微處理器控制,如果程序處理得當(dāng),機(jī)械臂確實(shí)能在工作單元(workcell)中和各部分精確配合工作。子處理器經(jīng)由串行接口和主處理器進(jìn)行通信,主機(jī)通過RJ45和控制板相連。控制板主要用于主機(jī)和控制盒的通訊,也用于所有的數(shù)控系統(tǒng)通訊。當(dāng)然在Gryphon機(jī)器人中,控制板主要用于主機(jī)和機(jī)器人之間的通訊。RJ45接口是為串行通訊的專利設(shè)計(jì),由一條專用線和RJ45頭構(gòu)成。

我們可以多種方式完成編程。每個(gè)軸的數(shù)據(jù)都可以用名為WALLI3的軟件通過屏幕直接編輯輸入。Gryphon機(jī)器人可以用教學(xué)式懸架操縱,也可以人工直接操縱。

1.2 鍵盤控制的WALLI3系統(tǒng)

WALLI3(Workcell Amalgamated Logical Linguistic Instructions第三版)是專為Windows環(huán)境設(shè)計(jì)的WALLI軟件的升級(jí)版。正如該軟件名稱顯示的那樣,該軟件是有關(guān)在自動(dòng)或機(jī)械工作單元中的協(xié)同工作的(workcell)。該軟件能夠支持獨(dú)立的(stand alone)機(jī)器人設(shè)備,或者是工作單元中設(shè)備與零部件的組合,工作單元起到自動(dòng)產(chǎn)品的組織示范作用。工作單元的內(nèi)容非常靈活,它可以包括任何數(shù)量設(shè)備的組合,并根據(jù)用戶意愿指定和更改這些組合,以滿足不同的教學(xué)需求。

1.3 基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)

以下幾個(gè)部分簡(jiǎn)要描述了為遠(yuǎn)程用戶使用Gryphon機(jī)器人而開發(fā)的基于網(wǎng)絡(luò)的接口系統(tǒng):

1.3.1 Mircosoft IE6.0作為前臺(tái)瀏覽器

該機(jī)器人控制端網(wǎng)站是用HTML、DHTML和ASP等技術(shù)開發(fā)的,當(dāng)然本系統(tǒng)也有一些自己獨(dú)有的特性,如可根據(jù)瀏覽器性能自動(dòng)選擇不同的瀏覽器。當(dāng)前較流行的瀏覽超文本文檔的瀏覽器有微軟的IE和Netscape的Communicator。微軟的IE瀏覽器是一款功能強(qiáng)大的瀏覽器,在Windows操作系統(tǒng)的所有版本中都帶有IE瀏覽器。它支持多媒體、圖形和ActiveX組件,非常適合ASP的需求。Netscape運(yùn)行于基于Windows的操作平臺(tái),也支持多媒體和圖形。但Netscape缺乏對(duì)ASP的某些支持,如它不能識(shí)別VBScript的所有語(yǔ)法,但能識(shí)別JavaScript的所有語(yǔ)法。解決方法當(dāng)然是選擇IE6.0,因?yàn)樗苡行еС諥SP技術(shù)和VBScript。何況,既然它是網(wǎng)上最流行、使用最廣泛的瀏覽器,這種選擇顯然也合乎邏輯。

1.3.2 IIS 6.0作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

像處理HTML請(qǐng)求和按請(qǐng)求給客戶端瀏覽器發(fā)送靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)這種關(guān)鍵任務(wù)都是由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的。除此以外,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器還能執(zhí)行能明顯加強(qiáng)網(wǎng)站內(nèi)容的軟件。選擇某個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的因素有:執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的速度、安全性、是否支持虛擬目錄、是否有能力限制訪問一些IP地址。微軟Internet Information Server(IIS)就是一個(gè)安全的服務(wù)器,它的安全系統(tǒng)和Windows NT相連。IIS和windows NT一同提供了一定數(shù)量的安全層,在用戶到達(dá)網(wǎng)站時(shí)必須經(jīng)過這些安全層。參照最苛求的網(wǎng)站所要求的安全特征,它的安全性也是具有一定深度和廣度的。Personal Web Server (PWS)是為Windows95/98設(shè)計(jì)的服務(wù)器。它不具有IIS的所有特征,它更便于開發(fā)離線程序而非作為提供健壯、靈活、安全功能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。PWS支持虛擬目錄,能允許并發(fā)訪問的用戶數(shù)量有限。此外,它缺乏安全性。當(dāng)然PWS無法也無意同IIS競(jìng)爭(zhēng),因此,很明顯,IIS是健壯、靈活、安全的服務(wù)器的首選。

1.3.3 VBScript作為服務(wù)器端的腳本語(yǔ)言、客戶端的確認(rèn)

VBScript是一個(gè)允許把函數(shù)嵌入HTML文檔中的腳本語(yǔ)言。VBScript使創(chuàng)造豐富的、動(dòng)態(tài)的、交互的網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容成為可能。VBScript擁有豐富的特征集,為開發(fā)客戶端和服務(wù)端應(yīng)用程序提供了非常好的環(huán)境。很多過去要求在服務(wù)器端處理的任務(wù)現(xiàn)在也能在客戶器端處理。這樣既減少了客戶訪問服務(wù)器的請(qǐng)求,也減少了服務(wù)器上需要為這些請(qǐng)求開辟的空間。但是,由于VBScript是解釋型的,服務(wù)器上必須要有能正確執(zhí)行代碼的軟件。在客戶端,網(wǎng)頁(yè)瀏覽器必須支持VBScript。IE有這項(xiàng)內(nèi)建功能,但是很多其它瀏覽器則需要安裝插件才能支持VBScript。

1.3.4 JavaScript和HTML作為客戶端的編程語(yǔ)言

JavaScript是由網(wǎng)景公司開發(fā)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。在語(yǔ)法上,JavaScript與Java相當(dāng)像,但它并非Java的子集。JavaScript非常適合開發(fā)相對(duì)規(guī)模較小的程序,這樣也易于維護(hù)。JavaScript是內(nèi)嵌于HTML文檔的腳本語(yǔ)言,也能用來編寫程序。所以服務(wù)器或者網(wǎng)頁(yè)瀏覽器必須要有能執(zhí)行這些代碼的JavaScript引擎。IE和網(wǎng)景的Navigator都支持JavaScript。

1.3.5 作為編程技術(shù)的Microsoft ASP3.0(Active Server Pages)

到目前為止,因?yàn)橛锌蛻舳顺绦虻膸椭?一些的頁(yè)面也有某種程度的交互,這都該歸功于客戶端腳本。但是,一些應(yīng)用程序則需要訪問數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢。ASP可以描述為服務(wù)器端的腳本環(huán)境,它可以用于創(chuàng)建和運(yùn)行動(dòng)態(tài)的、交互的、高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序。ASP綜合了HTML、腳本、ASP代碼,這樣能比只結(jié)合HTML有更高程度的交互。ASP可以在HTML文件里直接包含可執(zhí)行腳本。微軟ASP是一個(gè)服務(wù)器端的腳本環(huán)境,允許程序員創(chuàng)建和運(yùn)行動(dòng)態(tài)的、交互的、高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序。ASP腳本在服務(wù)器上運(yùn)行,而非客戶機(jī),而后網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器再給客戶機(jī)送出HTML頁(yè)。ASP是一個(gè)獨(dú)立瀏覽器,并且只瀏覽服務(wù)器端處理HTML頁(yè)之后的結(jié)果。ASP應(yīng)用程序的特點(diǎn)是,完全整合了HTML文件;不需要手工匯編和鏈接,易于創(chuàng)建;既然腳本和服務(wù)器組件在服務(wù)器端執(zhí)行,對(duì)用戶而言不可見,因而ASP應(yīng)用程序是靈活和安全的。ASP可以使程序員使用任何提供ASP支持的腳本語(yǔ)言。ASP為微軟Visual Basic Scripting Edition(VBScript)和JavaScript提供腳本引擎,這個(gè)項(xiàng)目我們使用的腳本語(yǔ)言是VBScript。

1.3.6 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的Microsoft Access

系統(tǒng)的表現(xiàn)很大程度上依賴系統(tǒng)后臺(tái)。SQL server的首要目標(biāo)是允許數(shù)據(jù)以多種格式存在,并且能用不同的方式獲取。微軟不僅想用SQL server提供更強(qiáng)大的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),還想要提供一種機(jī)制,來收集存儲(chǔ)對(duì)比性信息,和用一致的有用的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行復(fù)制時(shí)是順向進(jìn)行的。SQL server復(fù)制技術(shù)包括拷貝數(shù)據(jù)、把拷貝的數(shù)據(jù)移動(dòng)到不同的位置、同步數(shù)據(jù)使拷貝具有相同的數(shù)值。相對(duì)于其他桌面數(shù)據(jù)包,ACCESS可以創(chuàng)建更好的后臺(tái)數(shù)據(jù)包。ACCESS的巨大優(yōu)勢(shì)是用戶很可能使用WINDOWS作為操作系統(tǒng),Microsoft Office作為其基本的應(yīng)用程序。由于Access是Microsoft Office的一部分,因而Access能很好的整合這些數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)在Access和其他Office組件之間傳遞也相對(duì)容易。除此之外,Access對(duì)于各個(gè)層次的用戶而言都是比較容易使用的。ASP也支持Access,作為其有效數(shù)據(jù)源。Access一個(gè)相當(dāng)大的益處可能是它提供的移植性,這表示在不改變功能和設(shè)置的情況下,它可以從一個(gè)服務(wù)系統(tǒng)移動(dòng)到另一個(gè)服務(wù)系統(tǒng)。Microsoft Access是一個(gè)合適的解決方法,因?yàn)樗讼到y(tǒng)要求的所有特征,何況,該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)也沒有要求使用大型、復(fù)雜的數(shù)據(jù)設(shè)備。

1.3.7 作為與機(jī)器人連接的VNC

由ATM Network Computers開發(fā)的虛擬網(wǎng)絡(luò)計(jì)算(The Virtual Network Computing)技術(shù)是一個(gè)遠(yuǎn)程顯示系統(tǒng),它不僅允許人們?cè)谶\(yùn)行著的本地計(jì)算機(jī)上,還可以在網(wǎng)上任何地方運(yùn)行著的、各種不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)上對(duì)一個(gè)運(yùn)算的“桌面”環(huán)境進(jìn)行觀察。因此VNC非常理想被稱作WALLI3軟件,用于給遠(yuǎn)程機(jī)器人編程,對(duì)其進(jìn)行控制。

2 結(jié)論

我國(guó)的遠(yuǎn)程教育在經(jīng)歷了函授教育、廣播電視教育后,已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)教育,即現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育階段。

近年來,我國(guó)遠(yuǎn)程教育在硬件、軟件、潛件三件建設(shè)方面發(fā)展迅速,已經(jīng)取得了顯著成績(jī)。但不足也是明顯的,如建設(shè)資金不足、網(wǎng)上資源不足、技術(shù)支持不足、理論指導(dǎo)不足等,都是制約我國(guó)遠(yuǎn)程教育發(fā)展的因素。以上提到的國(guó)外這種遠(yuǎn)程教育形式當(dāng)然是值得充分肯定的,這種教學(xué)形式形象生動(dòng),以幾乎接近真實(shí)的方式,極大的鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力。它比較類似民航訓(xùn)練飛行員的模擬座艙,座艙里的儀器設(shè)備是和真實(shí)飛機(jī)中一一對(duì)應(yīng)的,這種模擬訓(xùn)練能在某種程度上代替真實(shí)飛行,而且相對(duì)真實(shí)飛行訓(xùn)練,模擬培訓(xùn)費(fèi)相對(duì)低廉,安全系數(shù)也高。對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段的遠(yuǎn)程教育而言,筆者認(rèn)為,實(shí)現(xiàn)這種方式的主要障礙是一個(gè)是資金問題,另一個(gè)是教育機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界深度合作的問題。

雖然我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展為教育事業(yè)的進(jìn)步起到了巨大的推動(dòng)作用,但基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金不足依然是我們面臨的現(xiàn)實(shí)問題。特別是一些西部高校、非重點(diǎn)培訓(xùn)機(jī)構(gòu),即使是和國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)高校相比,差距都相當(dāng)大。所以要想搭建本文所述的學(xué)習(xí)平臺(tái),籌集足夠的資金難度很大。另外,要想有效采用這種培訓(xùn)方式,產(chǎn)業(yè)界的支持是必不可少的,培訓(xùn)的學(xué)生要面向職場(chǎng),他們最好在培訓(xùn)階段就接觸當(dāng)前他們所學(xué)專業(yè)的前沿,知道這個(gè)專業(yè)具體都在做什么,怎么做?培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和企業(yè)的合作筆者認(rèn)為是最有效的途徑。但產(chǎn)學(xué)研一體化或者和企業(yè)合作辦學(xué)正是很多高校的劣勢(shì)所在。這也是阻礙我們采用這種先進(jìn)教學(xué)模式的另一因素。

另外,這種方法善于用在操作性較強(qiáng)的工科課程培訓(xùn)上,文理科是否也有借鑒價(jià)值,值得思考。

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篇（11）

1集成化的樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

自上世紀(jì)八十年代，樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。此系統(tǒng)的構(gòu)建機(jī)制是依附于差異化功能系統(tǒng)予以區(qū)分，也就是電氣設(shè)備的構(gòu)建及管理分為兩個(gè)體系，同時(shí)設(shè)計(jì)以及施工直到完成所有過程，即經(jīng)差異化的施工單位所完成。這就導(dǎo)致了下述問題：（1）因?yàn)樯a(chǎn)商存在差異，造成設(shè)備間出現(xiàn)不兼容現(xiàn)象，因此造成系統(tǒng)交互過程出現(xiàn)問題；（2）因?yàn)樽酉到y(tǒng)的功能存在差異，同時(shí)系統(tǒng)之間存在獨(dú)立特性，造成資源在予以互換時(shí)出現(xiàn)問題。此類構(gòu)建舉措致使樓宇的電氣設(shè)備在使用環(huán)節(jié)存在隱患。所以集成化的樓宇電氣設(shè)備需要每一個(gè)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)互同，協(xié)議與接口也要有統(tǒng)一的指標(biāo)，因此規(guī)避子系統(tǒng)互聯(lián)與硬件設(shè)施互操作所存在的弊病，達(dá)到資源與信息共享的目的。

2集成化的樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

集成化的樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的功能室能夠控制管理樓宇中的給排水、空調(diào)以及照明等電氣設(shè)施。為確保樓宇的電氣設(shè)備可靠運(yùn)行，我們要深化軟硬件的穩(wěn)定性。舉例說明，為樓宇實(shí)施最簡(jiǎn)單的供電及配電過程中，我們要保障電路與電流的穩(wěn)定。同時(shí)對(duì)升降壓設(shè)施溫度指標(biāo)，電流的穩(wěn)定性等因素都要予以實(shí)時(shí)的管理及檢測(cè)。為匹配于可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)需要，樓宇要側(cè)重于節(jié)能減排，樓宇能耗主要來源于空調(diào)、照明以及供暖等電氣設(shè)施，為控制資源浪費(fèi)，對(duì)集成化的樓宇電氣系統(tǒng)控制的研究勢(shì)在必行。舉例說明在樓宇內(nèi)，我們要對(duì)衛(wèi)生間、走廊以及停車場(chǎng)等地予以電路設(shè)計(jì)，可以擇取聲控傳感設(shè)備；同時(shí)擬定相匹配的電路監(jiān)測(cè)，予以各水位及壓力的控制，達(dá)到節(jié)能控制的基本要求；針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)完善的啟動(dòng)與停止控制系統(tǒng)，不但可以減少樓宇的負(fù)荷，同時(shí)可以達(dá)到節(jié)能減排的要求。

3集成化的樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

集成化樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，是把電氣監(jiān)控系統(tǒng)與智能化控制進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，自動(dòng)檢測(cè)樓宇的基礎(chǔ)電氣設(shè)施，同時(shí)予以控制及保護(hù)，舉例說明，供配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)過程可以利用通信系統(tǒng)的綜合性以及自動(dòng)性，為信息與資源的共享奠定良好的基礎(chǔ)；而且，通過互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的資源與予以全面利用，因此達(dá)到自動(dòng)化與集成化的要求，可以很好的為信息集成提供依據(jù)；經(jīng)上述舉措，能夠?qū)崿F(xiàn)電氣設(shè)施的集成化管理，而且最大化的節(jié)能。在監(jiān)督合控制功能的基礎(chǔ)上，達(dá)到全面監(jiān)視樓宇內(nèi)電氣設(shè)備的工作情況，我們要予以參數(shù)采集。因?yàn)樵趯?shí)施參數(shù)收集與監(jiān)控要經(jīng)通信對(duì)參數(shù)予以傳輸，此措施不但有遠(yuǎn)程通信的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具有一定的廣度。在此環(huán)節(jié)，要予以大量的參數(shù)處理。因?yàn)榫哂幸欢ǖ谋O(jiān)控廣度，參數(shù)存在繁瑣的特性，所以不能只追求響應(yīng)速度，在求得響應(yīng)速度的基礎(chǔ)上要確保全硬件的監(jiān)控有效性，而且，要保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4集成化的樓宇電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些建議

站在行業(yè)角度來分析，全面利用現(xiàn)前沿的技術(shù)，對(duì)常規(guī)技術(shù)實(shí)施改造。舉例說明，把信息技術(shù)與集成化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對(duì)常規(guī)的電氣產(chǎn)業(yè)予以智能化的改造。空調(diào)與配電設(shè)施經(jīng)改進(jìn)后會(huì)有自動(dòng)監(jiān)測(cè)及控制功能；綜合建筑內(nèi)，把一些設(shè)備予以聯(lián)網(wǎng)改造，能夠達(dá)到集成化管理的要求。為匹配于科技的發(fā)展，一些生產(chǎn)廠房在予以樓宇電氣設(shè)備的生產(chǎn)過程中，進(jìn)行了一系列功能完善，其中包括空調(diào)的生產(chǎn)。在配電設(shè)施的智能化功能方面，能夠在常規(guī)的基礎(chǔ)上，深化智能化的檢測(cè)控制系統(tǒng)，這樣不但能夠具備基礎(chǔ)功能，還可以傳輸相關(guān)電量參數(shù)，同時(shí)予以遠(yuǎn)程控制設(shè)備。常規(guī)的空調(diào)設(shè)施以及配電設(shè)施等加裝智能化系統(tǒng)，所生產(chǎn)的產(chǎn)品本身具備智能化的監(jiān)控功能，在樓宇應(yīng)用過程，無需設(shè)置BA系統(tǒng)，僅將設(shè)備予以聯(lián)網(wǎng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)集中管理的電氣設(shè)備自控系統(tǒng)。現(xiàn)階段一些大型的樓宇電氣設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)以此為側(cè)重點(diǎn)予以研究，比如空調(diào)冷機(jī)廠商，目前的產(chǎn)品大部分均為具有智能化控制系統(tǒng)的設(shè)施，其控制設(shè)施能夠?qū)λ性O(shè)備予以整體的監(jiān)控，所控制的設(shè)備其中涵蓋冷水出口溫度、壓縮機(jī)、冷卻水出口溫度、冷水入口溫度、閥門開度、冷卻水入口溫度與冷凍泵等設(shè)施，經(jīng)整體開、停控制，達(dá)到啟動(dòng)速度快與停機(jī)時(shí)間縮減的目的，可以解決耗能，深化了中央空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而且實(shí)施各機(jī)組間設(shè)備的啟、停具有連鎖及時(shí)間順序控制、相關(guān)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)可以確保機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)予以了保護(hù)。對(duì)相關(guān)參數(shù)予以長(zhǎng)久的在線儲(chǔ)存，構(gòu)建歷史報(bào)表以及歷史趨勢(shì)指標(biāo)。重要的參數(shù)能夠經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心，在控制中心予以遙控等操作，具有智能化特點(diǎn)，具備BA系統(tǒng)所有的監(jiān)控及管理功能，同時(shí)較之常規(guī)的樓控系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的管理更為全面。舉例說明，智能化的開關(guān)配電設(shè)施，是在常規(guī)的開關(guān)柜上，予以智能化系統(tǒng)的完善，在常規(guī)配電柜的先決條件上架設(shè)了智能化的監(jiān)控模式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)BA系統(tǒng)的電量參數(shù)傳輸以及交流接觸設(shè)備遠(yuǎn)程控制等功能，同時(shí)還具備常規(guī)BA系統(tǒng)所沒有的管理功能，其中包括故障錄波等，使設(shè)施趨于全智能化，同時(shí)使配電柜本身具備遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，這樣就能夠在中心控制室內(nèi)對(duì)配電設(shè)施予以整體性管理。在柜電柜、冷凍機(jī)以及電梯等設(shè)備上，現(xiàn)階段很多產(chǎn)品都已具有一定程度的智能化控制，不過在相關(guān)動(dòng)力以及組合式空調(diào)機(jī)控制等，自身具備智能化系統(tǒng)的設(shè)施現(xiàn)階段還較少，如一臺(tái)組合式的中央空調(diào)機(jī)組，其予以室內(nèi)溫度以及濕度收集，同時(shí)和設(shè)定的溫度與濕度進(jìn)行對(duì)比，依附于公式，對(duì)相關(guān)加熱器、調(diào)節(jié)閥以及加濕器等設(shè)施予以控制，調(diào)節(jié)溫度、濕度，以達(dá)到相關(guān)需要，上述功能已然要利用加裝的BA系統(tǒng)完成。而很多空調(diào)及電氣設(shè)施在一幢大廈內(nèi)，具有分布零散的特性，所以，需要加裝安裝的BA系統(tǒng)對(duì)其予以整體的管理。空調(diào)以及電氣設(shè)施制造企業(yè)在此類產(chǎn)品中，已然有一定的開發(fā)空間，所以要深化智能化系統(tǒng)在上述設(shè)備中的應(yīng)用價(jià)值。目前各廠商所開發(fā)具有智能化控制系統(tǒng)的樓宇電氣設(shè)備，在應(yīng)用環(huán)節(jié)，怎樣將相關(guān)電氣系統(tǒng)集中至一個(gè)建筑設(shè)施監(jiān)控體系的平臺(tái)中，是亟待解決的一個(gè)內(nèi)容。要達(dá)到相關(guān)電氣設(shè)備的集成，那么就要在研發(fā)智能樓宇電氣設(shè)備過程中，全面顧及到設(shè)備要具備一個(gè)指標(biāo)化的終端接口。例如產(chǎn)品接口支持微軟OPC功能，這是一類相對(duì)理想的解決措施。OPC功能能夠經(jīng)軟件在中央控制系統(tǒng)上對(duì)下屬系統(tǒng)OPC接口予以參數(shù)交互，僅需向集成用戶出示接口技術(shù)的相關(guān)規(guī)格以及說明即可，在此基礎(chǔ)上用戶經(jīng)接口軟件通過監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)予以網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。只要在產(chǎn)品研發(fā)過程中顧及到此類接口功能，那各廠家的設(shè)施就可以十分方便的集成到一起，進(jìn)而達(dá)到建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)需要。擇取指標(biāo)化的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)施樓宇電氣設(shè)備及集成，這也是未來發(fā)展的大趨勢(shì)。在研發(fā)樓宇電氣設(shè)備過程中，各電氣系統(tǒng)全部依附于指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)予以設(shè)計(jì)，這樣能夠便捷各廠商的設(shè)備的集成。如通過LONWORKS技術(shù)的智能樓宇電氣設(shè)備，只要匹配于LONMARK認(rèn)證指標(biāo)，則相關(guān)系統(tǒng)就能夠很便捷的集成至一個(gè)平臺(tái)，進(jìn)而達(dá)到建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)需要。近年來有一些產(chǎn)品匹配于LONMAR論證，空調(diào)設(shè)備與配電系統(tǒng)等廠商在研發(fā)產(chǎn)品的過程，要盡可以應(yīng)用此技術(shù)。

5總結(jié)

綜上所述，為確保樓宇的電氣設(shè)備可靠運(yùn)行，我們要深化軟硬件的穩(wěn)定性。舉例說明，為樓宇實(shí)施最簡(jiǎn)單的供電及配電過程中，我們要保障電路與電流的穩(wěn)定。同時(shí)對(duì)升降壓設(shè)施溫度指標(biāo)，電流的穩(wěn)定性等因素都要予以實(shí)時(shí)的管理及檢測(cè)。為達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)需要，樓宇要側(cè)重于節(jié)能減排，樓宇能耗主要來源于空調(diào)、照明以及供暖等電氣設(shè)施，為控制資源浪費(fèi)，對(duì)集成化的樓宇電氣系統(tǒng)控制的研究勢(shì)在必行。把電氣監(jiān)控系統(tǒng)與智能化控制進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，自動(dòng)檢測(cè)樓宇的基礎(chǔ)電氣設(shè)施，同時(shí)予以控制及保護(hù)，舉例說明，供配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)過程可以利用通信系統(tǒng)的綜合性以及自動(dòng)性，為信息與資源的共享奠定良好的基礎(chǔ)；而且，通過互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的資源與予以全面利用，因此達(dá)到自動(dòng)化與集成化的要求，可以很好的為信息集成提供依據(jù)；經(jīng)上述舉措，能夠?qū)崿F(xiàn)電氣設(shè)施的集成化管理。因?yàn)樵趯?shí)施參數(shù)收集與監(jiān)控要經(jīng)通信對(duì)參數(shù)予以傳輸，此措施不但有遠(yuǎn)程通信的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具有一定的廣度。在此環(huán)節(jié)，要予以大量的參數(shù)處理。因?yàn)榫哂幸欢ǖ谋O(jiān)控廣度，參數(shù)存在繁瑣的特性，所以不能只追求響應(yīng)速度，在求得響應(yīng)速度的基礎(chǔ)上要確保全硬件的監(jiān)控有效性。現(xiàn)階段很多產(chǎn)品都已具有一定程度的智能化控制，不過在相關(guān)動(dòng)力以及組合式空調(diào)機(jī)控制等，自身具備智能化系統(tǒng)的設(shè)施現(xiàn)階段還較少，如一臺(tái)組合式的中央空調(diào)機(jī)組，其予以室內(nèi)溫度以及濕度收集，同時(shí)和設(shè)定的溫度與濕度進(jìn)行對(duì)比，依附于公式，對(duì)相關(guān)加熱器、調(diào)節(jié)閥以及加濕器等設(shè)施予以控制，調(diào)節(jié)溫度、濕度，以達(dá)到相關(guān)需要，上述功能已然要利用加裝的BA系統(tǒng)完成。空調(diào)與配電設(shè)施經(jīng)改進(jìn)后會(huì)有自動(dòng)監(jiān)測(cè)及控制功能；綜合建筑內(nèi)，把一些設(shè)備予以聯(lián)網(wǎng)改造，能夠達(dá)到集成化管理的要求。為匹配于科技的發(fā)展，一些生產(chǎn)廠房在予以樓宇電氣設(shè)備的生產(chǎn)過程中，進(jìn)行了一系列功能完善，其中包括空調(diào)的生產(chǎn)。而很多空調(diào)及電氣設(shè)施在一幢大廈內(nèi)，具有分布零散的特性，所以，需要加裝安裝的BA系統(tǒng)對(duì)其予以整體的管理。在柜電柜、冷凍機(jī)以及電梯等設(shè)備上，現(xiàn)階段很多產(chǎn)品都已具有一定程度的智能化控制，不過在相關(guān)動(dòng)力以及組合式空調(diào)機(jī)控制等，自身具備智能化系統(tǒng)的設(shè)施現(xiàn)階段還較少。要達(dá)到相關(guān)電氣設(shè)備的集成，那么就要在研發(fā)智能樓宇電氣設(shè)備過程中，全面顧及到設(shè)備要具備一個(gè)指標(biāo)化的終端接口。

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