緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇智能技術(shù)論文范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。
實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的前提條件是實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)的智能化,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)各種不同信息相互之間的聯(lián)系,通過(guò)這樣的一個(gè)智能化通信系統(tǒng)可以建立一個(gè)高度的智能電網(wǎng)。也就是說(shuō)集成度高、靈敏性好,雙向快速反應(yīng)的通信系統(tǒng)是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),缺少這樣的通信系統(tǒng)的支持,也就無(wú)從談起電網(wǎng)的智能化。因此要建設(shè)智能電網(wǎng),我們首先就必須的建立這樣的通信系統(tǒng)。
1.2參數(shù)量測(cè)技術(shù)
在智能電網(wǎng)基本的組成部件中參數(shù)量測(cè)技術(shù)顯得尤為重要,智能電網(wǎng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息可以通過(guò)先進(jìn)的參數(shù)量測(cè)技術(shù)獲得,這些信息可以在智能電網(wǎng)的各方面使用。智能電網(wǎng)中使用的是智能固態(tài)表計(jì),智能固態(tài)表計(jì)的好處與作用是可以使電力公司與用戶進(jìn)行很好的雙向通信技術(shù),提高包括功率因數(shù)、相位關(guān)系(WAMS)、電能質(zhì)量、表計(jì)損壞、設(shè)備狀況和故障的定位、線路負(fù)荷、變壓器和關(guān)鍵元件停電確認(rèn)、電能消費(fèi)、預(yù)測(cè)和溫度等數(shù)據(jù)。
1.3高級(jí)的電力電子設(shè)備
目前的電能損耗比較嚴(yán)重,其中電力電子設(shè)備的使用是其中原因之一,落后的電力電子設(shè)備會(huì)損耗相當(dāng)多的電能。而要提高電能的有效利用率的措施之一便是對(duì)電力電子設(shè)備的改善。高級(jí)、先進(jìn)的電力電子設(shè)備可以為用戶提供高質(zhì)量的電能,提高電能的利用率,能滿足各種不同的電力需求。高級(jí)、先進(jìn)的電力電子設(shè)備設(shè)備技術(shù),可以極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能,提高功率密度和電力生產(chǎn)的效率。高級(jí)的電力電子設(shè)備有著重要的作用在發(fā)電和輸電以及配電、用電的過(guò)程中。
1.4先進(jìn)的電力電子技術(shù)
有關(guān)研究顯示先進(jìn)的電力電子技術(shù)的節(jié)能效果可達(dá)10%~40%,對(duì)電能的控制和變換不在采取傳統(tǒng)的方法,而是采取更先進(jìn)的電力電子器件進(jìn)行變換和控制。電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,為電能的控制和變換提供了硬件條件。目前對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行要求的不斷提高,導(dǎo)致電力電子技術(shù)大范圍的應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用等各個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前電力電子市場(chǎng)上出現(xiàn)了SVC為基礎(chǔ)的柔流輸電技術(shù);高壓變頻電氣傳動(dòng)技術(shù);新型超高壓輸電技術(shù);智能開(kāi)關(guān)同步開(kāi)斷技術(shù)和靜止無(wú)功發(fā)生器、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電力技術(shù)等。
二、智能電網(wǎng)的展望
就業(yè)前景分析方面,谷歌首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家哈爾•瓦里安預(yù)計(jì),未來(lái)即將出現(xiàn)一類(lèi)新型的專業(yè)人才和職業(yè)崗位——數(shù)據(jù)科學(xué)家,當(dāng)然數(shù)據(jù)智能分析師也會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)下時(shí)代是數(shù)據(jù)時(shí)代,甚至稱之為大數(shù)據(jù)時(shí)代,企事業(yè)單位面臨大量數(shù)據(jù)如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)、能源數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)等,實(shí)際應(yīng)用中普遍遇到分析能力弱、噪聲數(shù)據(jù)多、缺少分析方法、分析軟件能力差、模型可信度低等問(wèn)題,其主要原因在于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法不能滿足需要,而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)等智能技術(shù)可以為數(shù)據(jù)智能分析方法與工具提供技術(shù)支撐。2014年4月24日,百度高級(jí)副總裁王勁在第4屆“技術(shù)開(kāi)放日”上正式宣布推出“大數(shù)據(jù)引擎”,數(shù)據(jù)智能概念由此產(chǎn)生。數(shù)據(jù)智能分析是指通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、模式識(shí)別與分析、知識(shí)發(fā)現(xiàn)等技術(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和挖掘,提取隱藏在數(shù)據(jù)中有價(jià)值的信息和知識(shí),從而尋求有效解決方案及決策支持預(yù)測(cè)。目前社會(huì)急需懂得智能技術(shù)的各層次數(shù)據(jù)智能分析人才,可以預(yù)計(jì),熟練掌握智能技術(shù)的數(shù)據(jù)科學(xué)家、數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)挖掘人員將有廣闊的用武之地。培養(yǎng)手段探索方面:①以“點(diǎn)—線—面”結(jié)合的方式橫向縱向設(shè)置課程群,面向數(shù)據(jù)智能分析,以案例為導(dǎo)向貫穿“線”上的各關(guān)節(jié)點(diǎn)課程,比如以數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課(線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)分析)大類(lèi)專業(yè)課(程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù))數(shù)據(jù)智能分析專業(yè)課(數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、多維數(shù)據(jù)分析)為主線,理論與實(shí)踐齊頭并進(jìn);②立足培養(yǎng)“計(jì)算技術(shù)+智能信息+知識(shí)技術(shù)”的高級(jí)數(shù)據(jù)分析師,理論學(xué)習(xí)—隨課實(shí)驗(yàn)—集中實(shí)踐—科技活動(dòng)—企業(yè)實(shí)習(xí)—畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配合,“資格認(rèn)證—競(jìng)賽獲獎(jiǎng)—獎(jiǎng)學(xué)資助”激勵(lì)培養(yǎng);③以大數(shù)據(jù)智能分析為契機(jī),積極培養(yǎng)本科生的大數(shù)據(jù)計(jì)算思維和認(rèn)知能力,使其掌握大數(shù)據(jù)智能分析方法、機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境。政策導(dǎo)向分析方面:建議中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)與中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)分析專業(yè)委員會(huì)等機(jī)構(gòu)緊密協(xié)調(diào)合作,設(shè)立適應(yīng)新時(shí)代社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“數(shù)據(jù)智能分析師”認(rèn)證[6],當(dāng)然將大數(shù)據(jù)智能分析納入計(jì)算機(jī)水平考試的可選項(xiàng)也是當(dāng)前的一種解決方案,提高智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)社會(huì)認(rèn)可度,增強(qiáng)本專業(yè)學(xué)生的歸屬感,更好地培養(yǎng)各層次的數(shù)據(jù)智能分析人才。
2創(chuàng)新型智能技術(shù)人才培養(yǎng)
智能科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)幾乎同時(shí)起步,但其進(jìn)展比計(jì)算機(jī)技術(shù)要慢許多,根本問(wèn)題在于高級(jí)智能的載體——“人腦”是世界上最復(fù)雜的系統(tǒng),人類(lèi)對(duì)它的認(rèn)識(shí)和了解仍然處于初級(jí)階段。近年來(lái)通過(guò)智能技術(shù)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題有了長(zhǎng)足進(jìn)步,國(guó)內(nèi)已相繼有20多所高校面向市場(chǎng)變化和未來(lái)需求,自2004年以來(lái)陸續(xù)開(kāi)辦了智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。盡管大多數(shù)智能技術(shù)的理論基礎(chǔ)還不完備,但實(shí)際應(yīng)用的強(qiáng)勁需求與問(wèn)題解決能力超越了薄弱理論基礎(chǔ)的約束。本專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容與課程實(shí)踐都適合教師與學(xué)生以研究者的身份參與到“教”與“學(xué)”的活動(dòng)之中。1)研究型教學(xué)。蓬勃發(fā)展中的智能技術(shù)需要教師啟發(fā)式、創(chuàng)造式、批判式地“教”,學(xué)生也要?jiǎng)?chuàng)造式、批判式地“學(xué)”。教與學(xué)要能夠從研究思維、問(wèn)題探索、模型改進(jìn)、算法優(yōu)化、腦認(rèn)知和自然智能指導(dǎo)的角度推進(jìn)教學(xué)活動(dòng),進(jìn)行創(chuàng)新性教學(xué)和研究型學(xué)習(xí)。教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生半監(jiān)督式學(xué)習(xí)與自監(jiān)督學(xué)習(xí)為主導(dǎo),鼓勵(lì)引導(dǎo)深度學(xué)習(xí),經(jīng)典案例、前沿講座、討論探索貫穿課堂教學(xué),課程考核注重創(chuàng)新科技實(shí)踐、問(wèn)題探索、課程內(nèi)容探索、課程研究性專題報(bào)告、以課程為基礎(chǔ)的作品開(kāi)發(fā)等創(chuàng)新效果和教學(xué)效果。2)“研究型分組”培養(yǎng)。智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開(kāi)辦時(shí)間不長(zhǎng),成熟教材不多,課程體系需要不斷適應(yīng)學(xué)生和社會(huì)的需求做出調(diào)整,又加上智能科學(xué)專業(yè)課程本身的發(fā)展探索與實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)在處于同步發(fā)展階段,決定了專業(yè)老師大力推進(jìn)“研究型班級(jí)教學(xué)”,在教學(xué)過(guò)程中實(shí)施“大班基礎(chǔ)講授”+“小班研究型討論”+“小組探索型課題實(shí)施與報(bào)告”的教學(xué)體系,同時(shí)來(lái)自相關(guān)研究方向的研究生也作為助教協(xié)助專業(yè)老師對(duì)小班(組)課題討論進(jìn)行引導(dǎo)。3)科研訓(xùn)練提高學(xué)習(xí)積極性。大類(lèi)培養(yǎng)模式下實(shí)施科研訓(xùn)練引導(dǎo)學(xué)習(xí),大一、大二年級(jí)主要學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課程和大類(lèi)專業(yè)基礎(chǔ)課程,其中的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課,如線性代數(shù)、高等數(shù)學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)、離散數(shù)學(xué)等,由于缺乏實(shí)際應(yīng)用案例支撐,很多學(xué)生會(huì)懷疑這些知識(shí)在將來(lái)本專業(yè)學(xué)習(xí)中的用處,課堂課后處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài),個(gè)別學(xué)生還會(huì)由于認(rèn)識(shí)滯后,產(chǎn)生厭學(xué)情緒甚至放棄基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí),以致于專業(yè)分流后表現(xiàn)為學(xué)習(xí)能力嚴(yán)重不足。通過(guò)吸收本科生參加科學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐和科技活動(dòng),使他們發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)能夠用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,有利于提高本科生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的積極性,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。同時(shí),教師也能從中發(fā)現(xiàn)部分優(yōu)秀本科生的創(chuàng)新潛力和研究能力,激發(fā)他們科學(xué)研究的興趣,引導(dǎo)他們把智能科學(xué)技術(shù)作為研究方向并致力于攻讀相關(guān)方向碩士研究生、博士研究生,進(jìn)一步強(qiáng)化其科學(xué)創(chuàng)新能力,勢(shì)必會(huì)使其獲得高水平創(chuàng)新性成果。大類(lèi)培養(yǎng)模式下強(qiáng)化專業(yè)教育與實(shí)踐,專業(yè)老師要積極主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生,變被動(dòng)地等待學(xué)生選專業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槲齼?yōu)質(zhì)學(xué)生,以大二上學(xué)期為主要時(shí)間點(diǎn),引導(dǎo)大類(lèi)專業(yè)學(xué)生對(duì)特色專業(yè)的興趣,通過(guò)科學(xué)研究和學(xué)生科技活動(dòng)吸引選拔學(xué)生進(jìn)科研團(tuán)隊(duì),同時(shí)實(shí)施科研成果進(jìn)課堂、進(jìn)教材、進(jìn)學(xué)生活動(dòng)。專業(yè)教師、班導(dǎo)師可宣講專業(yè)特色和就業(yè)前景,指導(dǎo)本科生申請(qǐng)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃、參加科技競(jìng)賽、開(kāi)發(fā)智能技術(shù)特色作品。大類(lèi)培養(yǎng)模式下實(shí)施科研訓(xùn)練計(jì)劃,需要本科生積極主動(dòng)地理解大類(lèi)下各子專業(yè)的特點(diǎn)和特色,結(jié)合自己的興趣愛(ài)好和實(shí)際情況,在大類(lèi)培養(yǎng)結(jié)束時(shí)分流到各特色專業(yè)。因此,本科生參加科研實(shí)踐和專業(yè)科技活動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)很重要,從大一結(jié)束后的暑假開(kāi)始,一直延續(xù)到本科畢業(yè),同時(shí)實(shí)施“泛畢業(yè)設(shè)計(jì)”(即大二選方向并實(shí)施課題基礎(chǔ)儲(chǔ)備,大三實(shí)施課題,大四結(jié)合專業(yè)實(shí)習(xí)完善畢業(yè)設(shè)計(jì))[3],這樣既充分利用了本科生大二大三充裕的課后時(shí)間,也緩解了大四本科生面臨就業(yè)、考研、出國(guó)等問(wèn)題的突出矛盾。
3智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才培養(yǎng)
智能技術(shù)已成為當(dāng)前技術(shù)革命創(chuàng)新的源泉,智能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等各領(lǐng)域,比如2014年11月2日開(kāi)始處女航的皇家加勒比郵輪公司“海洋量子號(hào)”郵輪也因?yàn)榇笠?guī)模運(yùn)用了高科技智能系統(tǒng)而號(hào)稱“世界上第一艘智能郵輪”。智能系統(tǒng)是建立在“智能技術(shù)+計(jì)算技術(shù)”基礎(chǔ)上,結(jié)合了控制技術(shù)、信息技術(shù)的軟硬件系統(tǒng)。智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才培養(yǎng)目標(biāo)是社會(huì)急需的智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師,其從事的工作主要包括智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)及相關(guān)的技術(shù)指導(dǎo)。為了適應(yīng)智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才的培養(yǎng),應(yīng)該建設(shè)智能終端實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、計(jì)算智能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、腦認(rèn)知實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、高性能計(jì)算平臺(tái)等人才培養(yǎng)基地與實(shí)訓(xùn)基地,推進(jìn)實(shí)施智能終端軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)、智能系統(tǒng)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)、智能系統(tǒng)與工程課程設(shè)計(jì)、智能游戲開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、人機(jī)交互系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)等教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。
4復(fù)合型智能技術(shù)人才培養(yǎng)
智能科學(xué)與技術(shù)是一門(mén)綜合學(xué)科,智能技術(shù)也廣泛應(yīng)用到智能交通、智慧城市建設(shè)、電子信息、信息安全、電子政務(wù)、電子商務(wù)、工業(yè)制造、教育、醫(yī)療、管理、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、國(guó)防現(xiàn)代化等眾多領(lǐng)域,需要大量復(fù)合型智能技術(shù)人才。筆者認(rèn)為,以下4條措施是智能科學(xué)與技術(shù)新興專業(yè)培養(yǎng)復(fù)合型人才切實(shí)可行的培養(yǎng)方案:①充分發(fā)揮大類(lèi)培養(yǎng)特色明顯的人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì),開(kāi)放“全校特色專業(yè)選修課”,跨專業(yè)、跨學(xué)院科教團(tuán)隊(duì),與大學(xué)生科技創(chuàng)新計(jì)劃融合,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合性、復(fù)合性、應(yīng)用性;②引導(dǎo)并嚴(yán)格要求B學(xué)分課程學(xué)習(xí),特別是設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)施好“科技創(chuàng)新”、“文體活動(dòng)”、“技能認(rèn)證”、“企業(yè)實(shí)習(xí)”、“暑期社會(huì)實(shí)踐”等綜合能力提高計(jì)劃;③交叉融合辦好本科生二專業(yè),鼓勵(lì)學(xué)有余力的本科生對(duì)知識(shí)的渴求,允許學(xué)生在本專業(yè)的基礎(chǔ)上再輔修另一個(gè)專業(yè),并提供配套措施,保證二專業(yè)學(xué)生能獲得優(yōu)質(zhì)教育,發(fā)揮學(xué)科交叉融合優(yōu)勢(shì),使本科生形成寬廣深厚的知識(shí)結(jié)構(gòu),培養(yǎng)有特色的智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)復(fù)合人才;④通過(guò)與企業(yè)橫向合作,建立校企實(shí)訓(xùn)基地,緊跟企業(yè)和市場(chǎng)需求,與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用人才。
2智能家具的構(gòu)成
智能家具應(yīng)當(dāng)由控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感器、家具本體這五個(gè)部分組成。[2]控制系統(tǒng):即由微處理器、存儲(chǔ)器構(gòu)成的微電子計(jì)算機(jī)。其任務(wù)是對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算,并向各系統(tǒng)發(fā)出控制指令,指揮智能家具系統(tǒng)的運(yùn)作,是智能家具的“大腦”。執(zhí)行系統(tǒng):智能家具的動(dòng)力源,執(zhí)行控制系統(tǒng)的指令做出相應(yīng)的反應(yīng),是智能家具的末端元件。傳動(dòng)系統(tǒng):用以改變智能家具的狀態(tài),如高度、角度等。運(yùn)用傳動(dòng)裝置可以使家具產(chǎn)生物理性動(dòng)作。傳感器:智能家具的信息采集工具,通過(guò)感知外界的物理?xiàng)l件或化學(xué)條件,并把信息傳給控制系統(tǒng)。家具本體:即家具產(chǎn)品本身,是其他構(gòu)件的載負(fù)平臺(tái)。
3智能老年家具的設(shè)計(jì)原則
人性化:智能老年家具不僅要追求技術(shù)上的進(jìn)步,并且要體現(xiàn)與老年人的關(guān)系。高科技與使用者需達(dá)到最佳的統(tǒng)一,使家具更易被老年人接受。信息共享:智能老年家具將可實(shí)現(xiàn)信息多設(shè)備傳輸,使所獲信息不局限于單一家具,而是可以上傳到云端,供多設(shè)備參考以及社區(qū)醫(yī)療使用。安全性:老年人因其自身體質(zhì)的脆弱,故家具安全性十分重要。而智能家具需借助電路、機(jī)械構(gòu)件、電器等危險(xiǎn)設(shè)備,所以在設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮安全性與功能的協(xié)調(diào)性、互容性。易用性:老年人對(duì)新事物的接受程度不及年輕人,對(duì)智能家具的操作需要盡量易懂、易用。高科技材料:所用材料需結(jié)合現(xiàn)今的技術(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)整,適應(yīng)外界變化。環(huán)保性:結(jié)合當(dāng)今的社會(huì)潮流,產(chǎn)品要在整個(gè)生命周期貫徹環(huán)保意識(shí)。環(huán)保需要人人參與、人人執(zhí)行。
4云計(jì)算的概念
云技術(shù)是一個(gè)大型的且可擴(kuò)展的相關(guān)能力的技術(shù),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和以服務(wù)的形式提供給外部用戶,可以進(jìn)一步細(xì)分云計(jì)算和云服務(wù)。云計(jì)算集中在IT技術(shù)方面,通過(guò)虛擬化和自動(dòng)化技術(shù),以創(chuàng)造更多的計(jì)算資源,云服務(wù)是基于虛擬模型、信息技術(shù)、包括計(jì)算、存儲(chǔ)和帶寬,以服務(wù)的形式,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供測(cè)試人員。云計(jì)算的重要性,是基于云服務(wù)本身和相關(guān)的軟件和硬件產(chǎn)品制造。廣泛接入網(wǎng)絡(luò)、快速靈活、測(cè)量服務(wù),按需服務(wù)和資源池是云計(jì)算的5種基本性質(zhì),云計(jì)算的三種服務(wù)模式包含軟件即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù);公共云、專用云、混合云和社區(qū)云是其4種部署模型。[3]這部分主要介紹了兩種基于云的數(shù)據(jù)處理技術(shù):個(gè)性化數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和個(gè)性化數(shù)據(jù)推送技術(shù)。
5云技術(shù)的特點(diǎn)
(1)虛擬化:用戶利用云計(jì)算可以在任何位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。這種終端可以是一個(gè)筆記本電腦,移動(dòng)電話,以及其他各類(lèi)電子移動(dòng)設(shè)備。用戶可以利用終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成所需要的服務(wù)。(2)高可靠性:使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠,因?yàn)樵朴?jì)算使用了計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換、數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)等措施,來(lái)保障服務(wù)的高可靠性。(3)普遍性:“云”不是為一個(gè)特定的應(yīng)用,在云計(jì)算下可以組合出不斷變化的新應(yīng)用,不同的應(yīng)用程序能在一個(gè)“云”中同時(shí)運(yùn)行。(4)按需服務(wù):“云”像一個(gè)巨大的資源池,按需購(gòu)買(mǎi),它的資源可以像自來(lái)水、電力和天然氣定價(jià)。
6老年人智能家具設(shè)計(jì)分析
6.1桌案類(lèi)老年家具
(1)智能調(diào)整系統(tǒng):當(dāng)老年人需要吃飯、讀書(shū)時(shí),智能化家具的桌面可以自動(dòng)調(diào)整,包括桌面高度調(diào)整、角度調(diào)整、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)等功能,可以確保老年人使用方便,防止老年人使用疲勞。(2)智能化照明系統(tǒng):老年人對(duì)光的反應(yīng)隨年齡的增大變得緩慢,照明燈光過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱都不利于眼睛健康。智能照明系統(tǒng)顧名思義是把照明功能嵌入到家具表面,對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)、報(bào)警、保證老年人光線適度,時(shí)長(zhǎng)合適,防止眼睛疲勞。智能照明能夠進(jìn)行光強(qiáng)控制、定時(shí)控制、亮度梯度控制,也具備延遲熄滅,定時(shí)亮滅等控制功能。
6.2坐臥類(lèi)老年家具
6.2.1座椅、沙發(fā)
(1)智能調(diào)節(jié)系統(tǒng):功能角度調(diào)整:座斜度(座面與水平面的角度)自動(dòng)調(diào)節(jié)、背斜角(靠背和水平面角)自動(dòng)調(diào)整、頭部角度調(diào)整、坐面旋轉(zhuǎn)、為老年人提供合理的位置,并通過(guò)調(diào)整保證經(jīng)常改變姿勢(shì);高度調(diào)整功能:坐高(椅子、凳子、沙發(fā))自動(dòng)調(diào)節(jié),靠背高(肩部,腰部、頸部三個(gè)要點(diǎn))自動(dòng)調(diào)整,扶手高度自動(dòng)調(diào)整。(2)智能按摩系統(tǒng):座面、靠背面、腳部、腿部、頸部等都可以配備按摩功能,幫助老年人健康按摩。(3)智能識(shí)別系統(tǒng):帶有識(shí)別系統(tǒng)的“智能沙發(fā)”可以識(shí)別坐在沙發(fā)上的人,甚至根據(jù)程序自動(dòng)喚醒躺在特定位置的老年人。智能輪椅利用導(dǎo)航系統(tǒng),使用傳感器和激光連續(xù)搜索周?chē)恼系K,通過(guò)一個(gè)計(jì)算機(jī)分析選擇在人群中的行徑路線。此舉可以實(shí)現(xiàn)在人群中的自由穿梭。
6.2.2床類(lèi)老年家具
(1)智能控制系統(tǒng):控制、調(diào)節(jié)家具角度和高度,滿足不同老人的身體需求。智能調(diào)節(jié)功能在老年人床類(lèi)家具中多用于醫(yī)療、康復(fù)等方面。(2)智能照明系統(tǒng):床頭的照明系統(tǒng)可以從照度、曝光時(shí)間、曝光方法進(jìn)行調(diào)整。(3)智能溫度控制系統(tǒng):控溫系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)床類(lèi)的溫度控制,確保老人有一個(gè)溫暖舒適的休息環(huán)境。(4)智能提示系統(tǒng):提醒老年人何時(shí)可以醒來(lái),何時(shí)睡覺(jué),能夠幫助養(yǎng)成健康、規(guī)律的好習(xí)慣。(5)智能化材料:智能化的材料有益于老年的健康。例如:老年人使用智能材料制作的床墊、枕頭,可以改善他們的睡眠質(zhì)量。
智能化電網(wǎng)的中心點(diǎn)是設(shè)計(jì)和運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化運(yùn)行的關(guān)鍵是借助高速集成的雙向通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使用傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、控制方法、決策系統(tǒng)等,使電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行。從整體上說(shuō),其運(yùn)行特點(diǎn)主要如下:第一,智能電網(wǎng)具備自愈功能。通過(guò)對(duì)運(yùn)行各種影響因素的分析與處理,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行恰當(dāng)?shù)陌踩栽u(píng)估。一旦電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有不正常的情況,它便會(huì)直接將相關(guān)信息反饋給控制人員,而且還可以通過(guò)其自身的智能技術(shù)對(duì)來(lái)診斷、隔離和修復(fù)系統(tǒng)故障,即使是智能電網(wǎng)中出現(xiàn)的故障或者干擾比較嚴(yán)重的情況,它依舊可以進(jìn)行自我隔離。智能電網(wǎng)自愈功能架構(gòu)運(yùn)行圖見(jiàn)圖1。圖1智能電網(wǎng)自愈功能架構(gòu)運(yùn)行圖第二,智能電網(wǎng)具備良好的兼容性和集成性。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,智能電網(wǎng)通過(guò)使用相關(guān)的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)的兼容,最終實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)的綜合處理能力,滿足不同數(shù)據(jù)需求和多樣化用電需求。通過(guò)使用高科技的信息及通信技術(shù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的高度集成和共享,整合和調(diào)控各種數(shù)據(jù),保障了用戶接收信息的完整性。第三,智能電網(wǎng)具備良好的安全性。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,其信息與通信網(wǎng)絡(luò)主要包含面向用戶服務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)與電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò),涉及到的相關(guān)技術(shù)主要有無(wú)線擴(kuò)頻、光纖通信、電力線載波等,以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了電力線路的實(shí)時(shí)監(jiān)則,并能夠較好的進(jìn)行電力調(diào)度以及設(shè)備防盜監(jiān)控等。
2智能電網(wǎng)應(yīng)用信息及通信技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題
從智能電網(wǎng)當(dāng)前實(shí)際使用情況來(lái)看,見(jiàn)表1,其運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)就是信息和通信。因此,智能電網(wǎng)的建設(shè)部門(mén)應(yīng)結(jié)合智能電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況,加大力度從信息和通信技術(shù)入手進(jìn)行研究與設(shè)計(jì),從而不斷完善我國(guó)智能電網(wǎng)。表1智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)建設(shè)內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)
2.1層次模型的構(gòu)建以及標(biāo)準(zhǔn)體系的設(shè)計(jì)
智能電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建是一項(xiàng)極具復(fù)雜性的工作,如圖2所示,要實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與信息技術(shù)和通信技術(shù)順利結(jié)合,就必須構(gòu)建合理的層次模型和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系。一方面,構(gòu)建人員要對(duì)電網(wǎng)的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的分析及劃分,并對(duì)每一個(gè)模塊的功能以及運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行研究。另一方面,要想使智能電網(wǎng)的運(yùn)行始終保持高效狀態(tài),必須不斷對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,保證電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行始終處于最佳的狀態(tài)。因此,在與信息技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用結(jié)合前,還必須預(yù)先設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)體系。圖2向我們清晰的展示了本文研究的智能電網(wǎng)的具體設(shè)計(jì)層次,包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知延伸層三大層次。
1)應(yīng)用層主要是各應(yīng)用平臺(tái)的運(yùn)行,包括現(xiàn)有電力平臺(tái)和用戶互動(dòng)平臺(tái)。通過(guò)應(yīng)用層,管理者可以在電力應(yīng)用管理平臺(tái)上,管理電力生產(chǎn)、傳輸,營(yíng)銷(xiāo)等各項(xiàng)事務(wù),實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)有效管理;在感知互動(dòng)平臺(tái)上,用戶可以登錄系統(tǒng)管理自己專屬賬戶,核查自己的賬戶信息,了解電力的政策、運(yùn)營(yíng)狀況,查詢反饋意見(jiàn),管理當(dāng)前的個(gè)人電力需求等,從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)與用戶的雙向交流。
2)網(wǎng)絡(luò)層主要是涉及傳輸中的網(wǎng)絡(luò),即電力通信主干網(wǎng)、電力接入專網(wǎng)以及具體應(yīng)用的電力光纖網(wǎng)和寬帶無(wú)線網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)。電力通信主干網(wǎng)用來(lái)遠(yuǎn)距離傳輸各城市間電力調(diào)度信息,生產(chǎn)、行政管理命令等信息。電力光纖網(wǎng)和寬帶無(wú)線通信用來(lái)傳輸各類(lèi)信息,包括行政管理、調(diào)度控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、繼電保護(hù)、安全防護(hù)等多種信息。通信傳輸主干網(wǎng)主要使用光纖,遠(yuǎn)距離傳輸光纖具有明顯的優(yōu)勢(shì)。互聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)則主要用來(lái)查詢信息,了解當(dāng)前的電力政策,跟蹤市場(chǎng)前沿動(dòng)態(tài),學(xué)習(xí)最新電力技術(shù)知識(shí)等,當(dāng)然感知延伸層部分信息數(shù)據(jù)也可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸。
3)感知延伸層向上連接各專業(yè)網(wǎng)絡(luò),向下連接感知使用對(duì)象,主要用來(lái)采集狀態(tài)信息、圖像信息、電表度數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),傳輸智能家居、水、氣、熱等控制指令,實(shí)現(xiàn)智能管理。該層主要利用PLC短距離無(wú)線通信、多功能傳感器、紅外通信、射頻、網(wǎng)絡(luò)路由等技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)各智能設(shè)備的感知。通過(guò)這些技術(shù),提高其感知水平,擴(kuò)展智能電網(wǎng)的覆蓋范圍,使智能電網(wǎng)的物理網(wǎng)絡(luò)得到極大的拓展。
2.2各通信技術(shù)模塊的開(kāi)發(fā)
(1)電力線通信技術(shù):這是一項(xiàng)傳統(tǒng)的技術(shù),分別為窄帶和寬帶電力線通信技術(shù),后者傳輸速度更快,可達(dá)100Mbit/s。但無(wú)法使用TCP/IP通信協(xié)議,進(jìn)而不容易實(shí)現(xiàn)與其他通信網(wǎng)絡(luò)的連接;同時(shí)存在信號(hào)衰減強(qiáng)烈、用電負(fù)荷大、負(fù)載圈亢隨機(jī)變化、載波頻率低的問(wèn)題。因此,如何設(shè)計(jì)通信標(biāo)準(zhǔn),研發(fā)轉(zhuǎn)換接口,實(shí)現(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)的有效互聯(lián),提高通信傳輸質(zhì)量和速度等問(wèn)題將是電力線通信技術(shù)的研究主要方向。隨著科技的發(fā)展,我們對(duì)未來(lái)家庭插座可以通過(guò)寬帶布線通信,實(shí)現(xiàn)即插即用。
(2)光纖以太網(wǎng)通信技術(shù):一是光纖復(fù)合架空地線(OPGW)技術(shù),二是自承式光纜技術(shù)(ADSS)。OPGW是電力通信系統(tǒng)的一種新型特種光纜,在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中將光纖單元復(fù)合在導(dǎo)線中,主要優(yōu)勢(shì)是比較容易進(jìn)行施工,避免了在路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾;目前在電力通信主干網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)得到了應(yīng)用,并逐漸向智能電網(wǎng)主要通信方式發(fā)展。ADSS優(yōu)勢(shì)在于其較低的安裝費(fèi)用,但是,在進(jìn)行架空作業(yè)過(guò)程中,需要使用配套固定掛件,更適合于已架設(shè)好輸電線路上,避免電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)重復(fù)停電作業(yè)的情況。
(3)無(wú)線通信術(shù)模塊的開(kāi)發(fā)。現(xiàn)在,基于多載波調(diào)制、碼分多址技術(shù)、異步傳輸技術(shù)的3G技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了圖像、語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體信息的提供。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵問(wèn)題是信息碼格式、通信速率、傳輸環(huán)境和單片機(jī)干擾。其中接收模塊已受到單片機(jī)時(shí)鐘頻率的倍頻干擾,其中,51系列的干擾較大,PIC系列較小。所以,需要在單片機(jī)中加入隔離電路并降低其工作頻率,降低干擾。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,已作為防風(fēng)防汛等應(yīng)急通信的一種重要手段,浙江、江蘇等地電網(wǎng)開(kāi)始使用無(wú)線通信的嘗試。
2.3信息與通信安全
為了保障智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及高效性,就要采取措施優(yōu)化電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,結(jié)合智能電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際制定相關(guān)保障其安全性的措施。對(duì)此,筆者認(rèn)為應(yīng)該做到以下兩點(diǎn):首先,事先為智能電網(wǎng)的安全運(yùn)行制定可靠的安全保護(hù)措施,制定信息安全規(guī)章制度,從而做到避免安全問(wèn)題的發(fā)生。其次,從圖2的智能電網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析,通過(guò)傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)對(duì)感知對(duì)象的實(shí)時(shí)控制,采用最新的移動(dòng)無(wú)線通信技術(shù),保證通信網(wǎng)絡(luò)能夠連接到控制終端的計(jì)算機(jī)信息處理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)科學(xué)的、及時(shí)的處理;同時(shí)需采用接入控制驗(yàn)證技術(shù)和信息加密技術(shù),防止接入端的網(wǎng)絡(luò)入侵,多重攻擊,病毒傳播等網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。
2.4電網(wǎng)不穩(wěn)定
從目前智能電網(wǎng)中電力通信的運(yùn)行和應(yīng)用現(xiàn)狀分析,電網(wǎng)不穩(wěn)定也是最常見(jiàn)的問(wèn)題之一。在電力通信的應(yīng)用中,造成電網(wǎng)不穩(wěn)定的主要原因是物理系統(tǒng)中潛在存在的功率不平衡問(wèn)題,為了確保電力通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行,就需要找到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平衡點(diǎn),這其實(shí)是負(fù)荷母線上節(jié)點(diǎn)功率方面的平衡問(wèn)題,節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率、負(fù)荷耗能無(wú)功功率,可實(shí)現(xiàn)該種平衡,同時(shí)平衡點(diǎn)也能夠起到有效抑制擾動(dòng)的作用。
但是現(xiàn)代家庭中,弱電線纜越來(lái)越多,如電話線、有線電視線、寬帶網(wǎng)絡(luò)線、防盜報(bào)警信號(hào)線等,帶來(lái)線纜多、亂的麻煩,因此,家庭弱電系統(tǒng)需要進(jìn)行統(tǒng)一、規(guī)范的管理。然而,傳統(tǒng)家庭布線方式因?yàn)槭┕げ灰?guī)范、維護(hù)和使用方便等因素,已不能適應(yīng)當(dāng)前家庭裝修的需要,更無(wú)法滿足未來(lái)智能家居生活的更高要求。藍(lán)牙技術(shù)的出現(xiàn),正發(fā)解決了這個(gè)問(wèn)題,使智能家居中的無(wú)線控制成為可能。
2藍(lán)牙技術(shù)
2.1藍(lán)牙簡(jiǎn)介
藍(lán)牙技術(shù)是Ericsson移動(dòng)通信公司在1994年開(kāi)始啟動(dòng)的,其目的是實(shí)現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速率1Mb/s(有效傳輸速率為721kb/s)、最大傳輸距離為10m的無(wú)線通信。
“藍(lán)牙(Bluetooth)是一個(gè)開(kāi)放性的、短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也是目前國(guó)際上最新的一種公開(kāi)的無(wú)線通信技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi),通過(guò)無(wú)線連接的方式、安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),使得近距離內(nèi)各種通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫資源共享,也可以實(shí)現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。由于藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此,特別選用于小型的移動(dòng)通信設(shè)備,使設(shè)備去掉了連接電纜的不便,通過(guò)無(wú)線建立通信。
藍(lán)牙技術(shù)工作在全球通用的2.4GHzISM頻段。從理論上講,以2.4GHzISM頻段運(yùn)行的技術(shù)能使用距30m以內(nèi)的設(shè)備互相連接,但實(shí)際上很難達(dá)到。現(xiàn)階段,藍(lán)牙的發(fā)射范圍可達(dá)10m,可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)8臺(tái)設(shè)備的相互聯(lián)通。當(dāng)檢測(cè)到距離小于10m時(shí),接收設(shè)備可動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)功能;當(dāng)業(yè)務(wù)量減小或停止時(shí),藍(lán)牙設(shè)備即可進(jìn)入低功耗工作模式。
2.2藍(lán)牙中的關(guān)鍵技術(shù)
2.2.1跳頻技術(shù)
藍(lán)牙工作的頻段是全球通用的2.4GHzISM頻段。該頻段對(duì)所有無(wú)線電系統(tǒng)都開(kāi)放,因此,藍(lán)牙在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到不可預(yù)測(cè)的干擾源,例如手機(jī)、無(wú)繩電話、微波爐等。這使得藍(lán)牙系統(tǒng)的傳送錯(cuò)誤率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際應(yīng)用水平,為此,采用跳頻技術(shù)是避免干擾的一項(xiàng)有效措施。
所謂跳頻技術(shù),就是將整個(gè)頻帶分成若干跳頻信道(HopChannel)。在一次連接中,藍(lán)牙芯片所控制的收發(fā)器按照一定的碼序列,不斷地從一個(gè)信道跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)信道;而接收方也是按照相同的跳轉(zhuǎn)規(guī)律進(jìn)行通信。這實(shí)際上屬于一種硬件加密手段,除非第三方掌握了接收雙方的切換信道干什么,否則,從理論上計(jì)野外法完整獲得信息的,而干擾源也是不可能按同樣的規(guī)律進(jìn)行干擾的。跳頻的瞬時(shí)帶寬很窄,但通過(guò)擴(kuò)展頻譜技術(shù),可以使這個(gè)窄帶寬被成倍地?cái)U(kuò)展成寬頻帶,使擾的可能性變得很小,由此就可以保證傳送的完整性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.2.2糾錯(cuò)技術(shù)
在藍(lán)牙技術(shù)中使用了三種糾錯(cuò)方案:1/3比例前向糾錯(cuò)碼(1/3FEC)、2/3比例前向糾錯(cuò)碼(2/3FEC)和用于數(shù)據(jù)的自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)(ARQ)方式。
1/3比例前向糾錯(cuò)碼是一種較簡(jiǎn)單的糾錯(cuò)碼方式,屬于重復(fù)碼,實(shí)現(xiàn)時(shí)對(duì)每位信息重復(fù)三次。2/3比例前向糾錯(cuò)碼是一種(15,10)精簡(jiǎn)的漢明碼表示方法,用于部分分組。
使用ARQ方式,在一個(gè)時(shí)隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個(gè)時(shí)隙得到確認(rèn)(或超時(shí))信息。只有數(shù)據(jù)在接收端通過(guò)了報(bào)頭錯(cuò)誤檢測(cè)和循環(huán)冗余檢測(cè),被認(rèn)為無(wú)錯(cuò)后,才向發(fā)送端反回確認(rèn)信息;否則,返回一個(gè)錯(cuò)誤信息。
2.2.3微微網(wǎng)
藍(lán)牙支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信,其最基本的網(wǎng)絡(luò)組成是微微網(wǎng)。微微網(wǎng)是通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)連接起來(lái)的一種微型網(wǎng)絡(luò),由一個(gè)主設(shè)備(Master)和若干個(gè)從設(shè)備(Slave)組成,且從設(shè)備最多為7臺(tái)。主設(shè)備負(fù)責(zé)通信協(xié)議的動(dòng)作,而從設(shè)備則受控于主設(shè)備。一個(gè)微微網(wǎng)可以是2臺(tái)相連的設(shè)備,也可以是8臺(tái)連在一起的設(shè)備,所有設(shè)備單元均采用同一跳頻序列。主從設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。
藍(lán)牙給每個(gè)微微網(wǎng)都提供了特定的跳轉(zhuǎn)模式,因此,它允許大量的微微網(wǎng)同時(shí)存在。同一區(qū)域內(nèi),多個(gè)微微網(wǎng)互聯(lián)形成了分散網(wǎng)。不同的微微網(wǎng)信道有不同的主單元,因而存在不同的跳轉(zhuǎn)模式。
2.2.4安全性
藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線傳輸特性使它非常容易受到攻擊,因此,安全機(jī)制在藍(lán)牙技術(shù)中顯得尤為重要。雖然藍(lán)牙系統(tǒng)所采用的跳頻技術(shù)已經(jīng)提供了一定的安全保障,但藍(lán)牙技術(shù)仍然需要在應(yīng)用層和鏈路層上提供安全措施。該措施將用于對(duì)等環(huán)境,即藍(lán)牙系統(tǒng)每個(gè)單元中設(shè)備的匹配和加密規(guī)則都將以同樣的方法實(shí)現(xiàn)。在鏈路層,藍(lán)牙的使用四個(gè)參數(shù)來(lái)保證系統(tǒng)的安全性:每個(gè)用戶唯一的48位地址、用戶的128位驗(yàn)證密鑰、用戶的8~128位加密密鑰、設(shè)備產(chǎn)生的一個(gè)128位隨機(jī)數(shù)RAND。
藍(lán)牙的低層安全是通過(guò)基帶和鏈路管理中的鑒權(quán)、匹配和加密完成的。
鑒權(quán)基于“競(jìng)爭(zhēng)-應(yīng)答”算法,是藍(lán)牙系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,它允許用戶為個(gè)人的藍(lán)牙設(shè)備建立一個(gè)信任域。校驗(yàn)器發(fā)送一個(gè)LMP-au-randPDU分組給請(qǐng)求者,該P(yáng)DU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)分組含有一個(gè)隨機(jī)數(shù)。請(qǐng)求者根據(jù)獲取的分組計(jì)算出應(yīng)答值,然后將應(yīng)發(fā)回給校驗(yàn)器,驗(yàn)證應(yīng)答值是否正確。
當(dāng)兩臺(tái)設(shè)備無(wú)共用鏈接字時(shí),則基于個(gè)人識(shí)別碼PIN和隨機(jī)數(shù)創(chuàng)建初始化字Kinit,這一過(guò)程為匹配。Kinit字在校驗(yàn)器向請(qǐng)求者發(fā)出LMP-in-rand時(shí)創(chuàng)建,然后進(jìn)行鑒權(quán),共計(jì)算過(guò)程基于Kinit字,而不是鏈接字。通過(guò)鑒權(quán)后,鏈接字即被創(chuàng)建。
加密被用來(lái)保護(hù)連接中的個(gè)人信息,密鑰由程序的高層來(lái)管理。網(wǎng)絡(luò)傳送協(xié)議和應(yīng)用程序,可以為用戶提供一個(gè)較強(qiáng)的安全機(jī)制,需要注意的是,加密字節(jié)全不同于鑒權(quán)字。鑒權(quán)字具有靜態(tài)性,而一旦建立加密字,就由運(yùn)行在藍(lán)牙設(shè)備上的具體應(yīng)用,來(lái)決定什么時(shí)候和是否需要修改加密字。
3智能家居系統(tǒng)
智能家居的概念起源于美國(guó)。它依靠3C技術(shù)(ComputerTechnology、Communicati
onTechnology和ControlTechnology),并結(jié)合信息家電的發(fā)展,為用戶提供了一種更加安全、舒適、方便、快捷的智能化和信息化生活空間。其內(nèi)涵就是“在具有個(gè)性化的住宅家庭中,將多元網(wǎng)絡(luò)信息、多樣化的自動(dòng)化控制以及節(jié)能環(huán)保等功能,整合到一體化的家庭智能信息管理與自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)上”。
智能家居是將家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭保安裝置,通過(guò)家庭總線技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上,進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理,并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。這些功能都是通過(guò)家庭控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。家庭控制器具有家庭總線系統(tǒng),通過(guò)家庭總線系統(tǒng)提供各種服務(wù)功能,能和住宅以外的外部世界相連接。所以說(shuō),家庭控制器是智能住宅的核心。
智能家居中的信息傳輸介質(zhì),可以分為電話線、電源線、雙絞線、電纜和無(wú)線技術(shù),其中無(wú)線方式是目前最熱門(mén)的發(fā)展方向。
4藍(lán)牙技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用
正是由于藍(lán)牙技術(shù)的低成本、低功耗、高速率、高可靠性和兼容性等特點(diǎn),使得基于藍(lán)牙技術(shù)的智能家居系統(tǒng)能為人們所接受。
(1)家庭環(huán)境控制
智能家居的一個(gè)重要功能就是對(duì)居住環(huán)境的控制,即自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制家庭的溫度、濕度、光照、空氣質(zhì)量和熱水器等。如今,環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)直接關(guān)系到人們身體健康,乃至生命安全的至關(guān)重要的問(wèn)題,家庭環(huán)境也不容忽視。智能家居系統(tǒng),可以改善人們的生存條件,也可以提高家庭的生活質(zhì)量。
(2)能源監(jiān)視與管理
主要是指家庭中的水、電、燃?xì)夂凸┡亩〞r(shí)開(kāi)關(guān)等。可以自動(dòng)關(guān)燈和關(guān)閉電器,節(jié)省開(kāi)支;家中沒(méi)有人時(shí),可以調(diào)節(jié)供暖的溫度;在電費(fèi)較低的時(shí)段開(kāi)啟電器。
(3)家庭流量計(jì)費(fèi)
目前,大多數(shù)遠(yuǎn)傳計(jì)量系統(tǒng)采用如下方式:在各個(gè)房間內(nèi)的遠(yuǎn)傳表,通過(guò)專用的布線系統(tǒng)連接至各個(gè)節(jié)點(diǎn)流量控制器,再匯總到物業(yè)管理中心進(jìn)行上位管理。在智能家居系統(tǒng)中如果采用了藍(lán)牙技術(shù),就會(huì)出現(xiàn)新的三表遠(yuǎn)傳流量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的局面。
通過(guò)在支持藍(lán)牙的微芯片中置入相應(yīng)程序,并置入流量表中,可以去掉流量表與節(jié)點(diǎn)控制器之間的連線,使每個(gè)計(jì)量末端采用無(wú)線方式,降低系統(tǒng)由于線路損壞而帶來(lái)的系統(tǒng)故障,提高了系統(tǒng)的可靠性。
(4)安防系統(tǒng)
智能家居的基本目標(biāo)為人們提供一個(gè)舒適、安全、方便和高效率的生活環(huán)境。這就需要一個(gè)安全的家庭體系,其中既包括人身和家庭財(cái)產(chǎn)的安全,也包括家庭設(shè)備的安全。為了實(shí)現(xiàn)這種安全體系,需要配備相關(guān)的防衛(wèi)措施,例如電子門(mén)禁、對(duì)講系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、玻璃破檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)跑水檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)有毒/害氣體的檢測(cè)等。
報(bào)警控制器連接至社警鈴、報(bào)警指示燈、電話、若報(bào)警,可按預(yù)先設(shè)置的若干個(gè)電話號(hào)碼,自動(dòng)拔通進(jìn)行報(bào)警,并報(bào)出家中具體是哪個(gè)系統(tǒng)報(bào)警了。
一、前言
隨著蜂窩移動(dòng)用戶的不斷增長(zhǎng),如何解決頻譜資源緊張、抑制各種干擾、提高通信服務(wù)質(zhì)量成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。為此,人們提出了一系列的解決方案,例如,在通信密集的地方引入微蜂窩技術(shù)、頻率跳變技術(shù)、高效的編碼技術(shù)以及進(jìn)行功率控制等。而智能天線為這一切問(wèn)題的解決提供了一條新思路。智能天線能夠成倍地提高通信系統(tǒng)的容量,有效地抑制復(fù)雜電磁環(huán)境下的各種干擾,并且還能與各種通信系統(tǒng)和其他多址方式兼容,從而以較小的代價(jià)獲取較大的性能提高。目前,國(guó)內(nèi)外有許多大學(xué)和公司致力于智能天線的研究。歐洲電信委員會(huì)(ETSI)明確提出智能天線是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一,并制定了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。
二、智能天線的基本概念
智能天線綜合了自適應(yīng)天線和陣列天線的優(yōu)點(diǎn),以自適應(yīng)信號(hào)處理算法為基礎(chǔ),并引入了人工智能的處理方法。智能天線不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的單元,它已成為一個(gè)具有智能的系統(tǒng)。其具體定義為:智能天線以天線陣列為基礎(chǔ),在取得電磁信息之后,使用人工智能的方法進(jìn)行處理,對(duì)電磁環(huán)境做出分析、判斷,并自動(dòng)調(diào)整本身的工作狀態(tài)使之達(dá)到最佳。依據(jù)天線的智能化程度可將天線分成可變波束天線、動(dòng)態(tài)相控陣列和自適應(yīng)陣列3類(lèi)。可變波束天線依據(jù)接收功率最大原則,在幾個(gè)預(yù)設(shè)陣列波束中進(jìn)行切換;動(dòng)態(tài)相控陣列使用測(cè)向算法,能夠連續(xù)追蹤用戶的方向而改變天線的波束,使接收功率達(dá)到最大;自適應(yīng)陣列既對(duì)用戶進(jìn)行測(cè)向,又對(duì)各種干擾源進(jìn)行測(cè)向,在形成波束時(shí),不僅使接收功率最大,而且使噪聲降到最低,從而使接收信噪比最高。
智能天線的發(fā)展可分成3個(gè)階段:第1階段是應(yīng)用于上行鏈路,通過(guò)使用智能天線增加基站的接收增益,從而使接收機(jī)的靈敏度和接收距離大大增加;第2階段是將智能天線技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于下行鏈路,在智能天線應(yīng)用于下行鏈路后,能夠控制波束的發(fā)射方向,從而有助于頻率的復(fù)用,提高系統(tǒng)的容量;最后一個(gè)階段是完全的空分多址,此時(shí)在一個(gè)蜂窩系統(tǒng)中,可以將同一個(gè)物理信道分配給不同的用戶,例如,在TDMA中,可以將同一小區(qū)內(nèi)同一時(shí)隙同一載波同時(shí)分配給兩個(gè)用戶。
三、智能天線的組成和關(guān)鍵技術(shù)
智能天線主要分為天線陣列、接收通道及數(shù)據(jù)采集、信息處理3部分。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,天線陣列通常采用直線陣列和平面陣列兩種方式。在確定天線陣列的形式后,天線單元的選擇就十分關(guān)鍵。天線單元不僅要達(dá)到本身的性能指標(biāo),還必須具有單元之間的互耦小、一致性好以及加工方便的特點(diǎn)。目前微帶天線使用較多。
接收通道及數(shù)據(jù)采集部分主要完成信號(hào)的高頻放大、變頻和A/D轉(zhuǎn)換,以形成數(shù)字信號(hào)。目前,受A/D器件抽樣速率的限制,不能直接對(duì)高射頻信號(hào)和微波信號(hào)進(jìn)行采樣,必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻處理,降低采樣速率。
信息處理部分是智能天線的核心部分,主要完成超分辨率陣列處理和數(shù)字波束形成兩方面的功能。進(jìn)行超分辨率陣列處理的目的是獲得空間信號(hào)的參數(shù),這些參數(shù)主要包括信號(hào)的數(shù)目、信號(hào)的來(lái)向、信號(hào)的調(diào)制方式及射頻頻率等,其中信號(hào)的來(lái)向?qū)τ趯?shí)現(xiàn)空分多址和自適應(yīng)抑制干擾有著重要作用。在眾多的超分辨率測(cè)向算法中,MUSIC算法及其改進(jìn)算法一直占據(jù)主導(dǎo)地位,它不受天線陣排陣方式的影響,只需經(jīng)過(guò)一維搜索就能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)來(lái)向的無(wú)偏估計(jì),并且估計(jì)的方差接近CRLB。此外,使用ESPRIT算法來(lái)解決移動(dòng)通信中的測(cè)向問(wèn)題也得到了廣泛的研究。數(shù)字波束形成主要通過(guò)調(diào)整加權(quán)系數(shù)來(lái)達(dá)到增強(qiáng)有用信號(hào)和抑制干擾的作用,它需要收斂速度快、精度高的算法支持。根據(jù)所需先驗(yàn)知識(shí)的不同,目前的波束形成算法主要有3類(lèi):以信號(hào)來(lái)向?yàn)橄闰?yàn)知識(shí),如LCMV算法;以參考信號(hào)為先驗(yàn)知識(shí),包括LMS算法及其改進(jìn)算法NLMS、RLS等;不需要任何先驗(yàn)知識(shí),如CMA算法。由于移動(dòng)通信環(huán)境復(fù)雜,各種算法也有各自的優(yōu)缺點(diǎn),因此系統(tǒng)中必須對(duì)多種算法取長(zhǎng)補(bǔ)短,才能達(dá)到最佳效果。
四、智能天線的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
(1)提高系統(tǒng)容量
在蜂窩系統(tǒng)中,用戶的干擾主要來(lái)自其他用戶,而智能天線將波束零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)其他用戶,從而減少了干擾的影響。由于系統(tǒng)提高了接收信噪比,因此減少了頻譜資源的復(fù)用距離,從而獲得了更大的系統(tǒng)容量。
(2)擴(kuò)大小區(qū)覆蓋距離和范圍
使用智能天線可以提高用戶和基站的功率接收效率,進(jìn)一步擴(kuò)大基站的通信距離,減少功率損失,從而延長(zhǎng)電池的壽命,減小用戶的終端。
(3)減少多徑干擾影響
智能天線使用陣列天線,通過(guò)利用多個(gè)天線單元的接收信息和分集技術(shù),可以將多徑衰落和其他多徑效應(yīng)最小化。
(4)降低蜂窩系統(tǒng)的成本
智能天線利用多種技術(shù)優(yōu)化了信號(hào)的接收,從而能夠顯著降低放大器成本和功率損耗,提高系統(tǒng)的可靠性,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低成本。
(5)提供新服務(wù)
智能天線在使用過(guò)程中必須對(duì)用戶進(jìn)行測(cè)向,以確定用戶的位置,從而為用戶提供基于位置信息的服務(wù),如緊急呼叫等。目前,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)已準(zhǔn)備實(shí)施用戶定位服務(wù)。
(6)更好的安全性
使用智能天線后,竊聽(tīng)用戶的通話將會(huì)更加困難,因?yàn)榇藭r(shí)盜聽(tīng)者必須和用戶處于相同的通信方向上。
(7)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理能力
利用智能天線可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電磁環(huán)境和用戶情況,從而為實(shí)施更有效的網(wǎng)絡(luò)管理提供條件。
(8)解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題和越區(qū)切換問(wèn)題
智能天線可自適應(yīng)地調(diào)節(jié)天線增益,較好地解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題,為移動(dòng)臺(tái)的進(jìn)一步簡(jiǎn)化提供了條件。在蜂窩系統(tǒng)中,越區(qū)切換是根據(jù)基站接收的移動(dòng)臺(tái)的功率電平來(lái)判斷的。由于陰影效應(yīng)和多徑衰落的影響常常導(dǎo)致越區(qū)轉(zhuǎn)接,增加了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)荷和用戶呼損率。在相鄰小區(qū)應(yīng)用的智能天線技術(shù),可以實(shí)時(shí)地測(cè)量和記錄移動(dòng)臺(tái)的位置和速度,為越區(qū)切換提供更可靠的依據(jù)。
五、智能天線的技術(shù)現(xiàn)狀
在分析智能天線理論的同時(shí),國(guó)內(nèi)外一些大學(xué)、公司和研究所分別建立了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),將智能天線應(yīng)用于實(shí)踐中,并取得了一些成果。
(1)美國(guó)
在智能天線技術(shù)方面,美國(guó)較其他國(guó)家更加成熟,已開(kāi)始投入實(shí)際應(yīng)用中。美國(guó)的ArrayComm公司發(fā)展了針對(duì)GSM標(biāo)準(zhǔn)和日本PHS標(biāo)準(zhǔn)的智能天線系統(tǒng)。該公司已將智能天線應(yīng)用于基于PHS標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線本地環(huán)路中,并投入了商業(yè)運(yùn)行。該方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列可供不同的環(huán)境選用,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明,在PHS基站采用智能天線技術(shù)可使系統(tǒng)容量增加4倍。
(2)歐洲
歐洲通信委員會(huì)在RACE計(jì)劃中實(shí)施了第一階段的智能天線技術(shù)研究,稱為T(mén)SUNAMI,由德國(guó)、英國(guó)、丹麥和西班牙共同合作完成。它采用DECT標(biāo)準(zhǔn),射頻頻率為1.89GHz,天線由8個(gè)微帶貼片組成。陣元距離可調(diào)、組陣方式可變,有直線型、圓環(huán)型和平面型3種形式。數(shù)字波束形成的硬件主要包括2片DBF1108芯片,它在軟件上分別由MUSIC算法、NLMS、RLS完成測(cè)向和求得最佳的加權(quán)系數(shù)。在典型的市區(qū)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表明,該智能天線能有效跟蹤的方向分辨率大約為15°,BER優(yōu)于10-3。
(3)日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長(zhǎng)的16陣元平面方陣,射頻工作頻率為1.545GHz。陣元組件接收信號(hào)在A/D變換后,進(jìn)行快速傅氏變換,形成正交波束后分別采用恒模算法或最大比值合并分集算法,數(shù)字信號(hào)處理部分由10片F(xiàn)PGA完成。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線概念。
(4)其他國(guó)家
我國(guó)的信威公司也將智能天線應(yīng)用于TDD方式的WLL系統(tǒng)中。該智能天線采用8陣元的環(huán)形自適應(yīng)陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD工作方式,收發(fā)間隔為10ms,接收機(jī)靈敏度最大可提高9dB。此外,愛(ài)立信公司與德國(guó)運(yùn)營(yíng)商也將智能天線應(yīng)用于GSM基站上,但該天線的智能化程度不高。韓國(guó)、加拿大等國(guó)也開(kāi)展了智能天線方面的研究。
(5)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信的智能天線
上文主要介紹了基于蜂窩系統(tǒng)的智能天線,另外還有一種用于L衛(wèi)星移動(dòng)通信的智能天線。該天線采用了由16個(gè)環(huán)形微帶貼片天線組成的一個(gè)4×4的方形平面陣,它的射頻頻率為1.542GHz,左旋圓極化,中頻頻率為32kHz,A/D變換器的采樣速率和分辨率分別為128kHz和8位。在數(shù)字信號(hào)處理部分,選用了10個(gè)FPGA芯片,其中8個(gè)用于16個(gè)天線支路的準(zhǔn)相干檢測(cè)和快速傅里葉變換,另外2片則起到波束選擇、控制和接口的作用;自適應(yīng)算法則選擇了CMA。系統(tǒng)的外場(chǎng)測(cè)試表明,它能產(chǎn)生16個(gè)波束來(lái)覆蓋整個(gè)上半空間,并且不需要借助于任何傳感器,就能用最高增益的波束來(lái)自動(dòng)捕獲和跟蹤衛(wèi)星信號(hào),從而在各種復(fù)雜的環(huán)境下均能提供比采用其他天線要高得多的通信質(zhì)量。
六、智能天線面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向
鑒于上述交通管理工作中存在的種種不足和缺陷,為了更好的簡(jiǎn)化交通管理系統(tǒng)流程,完善交通管理工作流程,在傳統(tǒng)管理模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)適時(shí)、有效的交通管理控制體系顯然是不現(xiàn)實(shí)的。此時(shí),我們需要將目光脫離傳統(tǒng)的交通管理流程,從新的技術(shù)角度入手去研究交通管理新流程,從而實(shí)現(xiàn)交通管理工作的有序、科學(xué)。面對(duì)這種情況,以智能交通系統(tǒng)為核心的交通控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,然而時(shí)至今日仍然有不少單位雖然看似引入了人工智能技術(shù),但是面對(duì)復(fù)雜的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備操作要求,不少工作人員就顯得有點(diǎn)無(wú)力了。但是事實(shí)證明,這種做法是成功的,它雖然在交通管理領(lǐng)域工作人員操作上存在問(wèn)題,但是在系統(tǒng)應(yīng)用效果中有著巨大優(yōu)勢(shì)。基于此,我們可以從下面兩個(gè)角度去分析智能協(xié)作技術(shù)在交通管理中的應(yīng)用。首先,由于城市交通狀況本身有著復(fù)雜、非線性且瞬時(shí)多變的特征,同時(shí)交通管理人員又高度要求信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、瞬時(shí)性,這個(gè)時(shí)候?qū)φ麄€(gè)城市交通管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳控制顯然是不可能的,只能要求整個(gè)城市交通保持在最合理、最有序的狀態(tài)。其次,在智能協(xié)作技術(shù)在交通管理中的應(yīng)用上,局部合理與整體合力并不存在相悖的問(wèn)題,但是當(dāng)產(chǎn)生這種問(wèn)題的時(shí)候我們可以從局部入手進(jìn)行協(xié)商,通過(guò)協(xié)作的方式來(lái)解決各種相悖問(wèn)題,從而確保交通管理工作的有序開(kāi)展。
2智能協(xié)作技術(shù)在交通管理中的具體應(yīng)用研究
通過(guò)對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)交通管理工作存在的問(wèn)題和特征研究,采用多個(gè)不同功能的智能技術(shù)來(lái)協(xié)作控制交通工作可謂是一種合理、有效的管理方法,這一技術(shù)是基于智能協(xié)作為核心的新型交通管理系統(tǒng),具體應(yīng)用策略如下。
2.1系統(tǒng)建設(shè)
交通信號(hào)燈作為當(dāng)今交通管理控制的主要手段,也是城市交通的基礎(chǔ)管理措施,在整個(gè)城市交通控制系統(tǒng)中一直發(fā)揮著不可替代的重要作用。因此在這里研究中,我們主要以路通燈的控制為基礎(chǔ)來(lái)闡述智能協(xié)作技術(shù)的應(yīng)用情況。為了更好、更方便的敘述這一系統(tǒng)優(yōu)勢(shì),我們這里不妨將信號(hào)燈的應(yīng)用設(shè)為如下情況。(1)路口是交通系統(tǒng)的基本控制單位。一個(gè)城市的交通系統(tǒng)主要由路口1,路口2,…,路口n共n個(gè)路口及連接這些路口的所有道路組成。(2)各方向紅綠燈基本周期相同,記周期開(kāi)始時(shí)刻為t=0,1,2,…;(3)Li(t)為描述t時(shí)刻等候在i路口的車(chē)輛數(shù)量的向量。Li(t)=(Xi(t),Yi(t),…),其中Xi(t),Yi(t),…分別表示t時(shí)刻等候在i路口的不同方向的等候車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度。Li(t)為狀態(tài)變量。(4)X′,Y′,…分別表示系統(tǒng)設(shè)定的不同方向等候車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度的閾值。一旦某方向的等候車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度超過(guò)閾值,則agent開(kāi)始協(xié)商、協(xié)作以使等候車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度低于或盡量接近于此閾值。此閾值可根據(jù)具體情況動(dòng)態(tài)修改。(5)g(t)為在t時(shí)刻開(kāi)始的周期中綠燈亮所占的比例,此為控制變量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系統(tǒng)并非用于處理這種簡(jiǎn)化假設(shè)—它恰恰是為了解決傳統(tǒng)交通控制過(guò)于簡(jiǎn)化交通模型的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的;本文也不擬對(duì)此假設(shè)所涉及的變量進(jìn)行精確建模和計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜的實(shí)際情況和更多的功能需求,可以相應(yīng)增加agent的知識(shí)庫(kù)內(nèi)容及感知器的復(fù)雜度。這些都不影響對(duì)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和工作原理的闡述。
2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
目前,雖然智能協(xié)作技術(shù)已經(jīng)在交通管理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,但是仍然有不少地方需要我們深入研究和探討。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不斷發(fā)生、交通問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜的今天,建立健全交通管理機(jī)制勢(shì)在必行。在這里的智能協(xié)作技術(shù)應(yīng)用中,具體的設(shè)計(jì)策略如下。
2.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)中包括兩類(lèi)agent:一個(gè)區(qū)域控制主題(AreaControlAgent,簡(jiǎn)記為ACA)和多個(gè)路口控制agent(CrossContro-lAgent,簡(jiǎn)記為CCA)。其中,每個(gè)路口控制agent可與鄰近的agent通信,并與唯一的區(qū)域控制agent相連。下面分別對(duì)這兩類(lèi)agent加以介紹。
2.2.2路口控制agent(CCA)
路口控制agent是典型的協(xié)同型agent,即所有的CCA有著共同的全局目標(biāo)—使得區(qū)域交通暢通,同時(shí)每個(gè)CCA也有與全局目標(biāo)一致的局部目標(biāo)—盡量使本路通暢通。城市中的每個(gè)路口有且僅有一個(gè)CCA。CCA的基本功能是:根據(jù)路通狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整g(t),即一個(gè)周期內(nèi)的紅綠燈配時(shí)方案,使得本路口的等候車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度Li(t+1)盡量取最小值,同時(shí)使Li每個(gè)分量(Xi(t),Yi(t),…)均小于系統(tǒng)設(shè)定的閾值。并每個(gè)周期向相鄰CCA及所從屬的ACA發(fā)送當(dāng)前路口狀態(tài)信息。當(dāng)Li的某個(gè)分量(如Xi)高于所預(yù)定的值閾X′時(shí),該CCA根據(jù)其鄰近4個(gè)CCA及路口的狀態(tài),發(fā)出協(xié)作請(qǐng)求。例如:請(qǐng)求其上游路口i的CCA在t1時(shí)刻減少gi(t2),或請(qǐng)求其下游路口j的CCA在t2時(shí)刻增加gj(t2)等,以確保路口的暢通。當(dāng)CCA收到鄰近CCA的協(xié)作請(qǐng)求時(shí),也可以根據(jù)自身狀況及當(dāng)前路口狀況,接受、協(xié)商或拒絕。此外,CCA還接受ACA所發(fā)出的控制指令和策略調(diào)整指令。路口控制agent的結(jié)構(gòu)如圖2所示:所有路口控制agent有著相同的結(jié)構(gòu)。包括控制模塊、推理機(jī)、感知器、執(zhí)行模塊、狀態(tài)欄、知識(shí)庫(kù)、路口模型等部分。
2.2.3區(qū)域控制
區(qū)域控制agent負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、指揮所管轄的CCA,并收集、分析、整理所轄CCA定期發(fā)送的路口狀態(tài)報(bào)告。在通常情況下,CCA享有很高的自治性,ACA不干涉CCA對(duì)本路口的交通控制,以及CCA之間的協(xié)商協(xié)作行為。在具體的管理工作中,一旦發(fā)生如下情況,我們可以迅速的通過(guò)智能協(xié)作技術(shù)命令來(lái)實(shí)現(xiàn)交通管理工作。首先,突發(fā)事件的發(fā)生,比如有消防車(chē)、救護(hù)車(chē)等特殊車(chē)輛要通過(guò)某種特定的車(chē)道的時(shí)候,交通管理部門(mén)可以利用CAC強(qiáng)制命令該路段所有路口的交通燈全部亮綠燈,從而確保這類(lèi)車(chē)輛的迅速通過(guò)。其次,發(fā)現(xiàn)區(qū)域路段出現(xiàn)嚴(yán)重負(fù)載不平衡現(xiàn)象的時(shí)候,可以在全局工作角度上去控制和分析,并合理的進(jìn)行修正與處理。
一、智能小區(qū)的現(xiàn)狀與發(fā)展前途
1.智能小區(qū)的概念
智能建筑是計(jì)算機(jī)、通訊、建筑藝術(shù)以及圖象信息等多種技術(shù)集成后經(jīng)先進(jìn)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格施工而得到的具有安全、高級(jí)、舒適、健康、溫馨等特征的建筑。它涵蓋智能自動(dòng)化、信息化、生態(tài)化等多方面的內(nèi)容。
把智能建筑技術(shù)擴(kuò)展到一個(gè)區(qū)域的幾座智能建筑進(jìn)行綜合管理,再分層次地連接起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一管理,這樣的區(qū)域被稱為智能小區(qū)。即采取集中控制、模塊化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式,所有子系統(tǒng)的管理都集中在綜合控制中心。綜合控制中心的管理人員可以查詢和確認(rèn)小區(qū)內(nèi)住戶家庭中的安全狀況及三表狀況等。智能小區(qū)是繼智能建筑之后的又一個(gè)熱點(diǎn)趨勢(shì)。
2.智能小區(qū)的現(xiàn)狀
當(dāng)前智能住宅小區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)的基本配置主要包括以下幾個(gè)方面:
信息通訊系統(tǒng):提供用戶話音通信,視頻廣播,寬帶信息服務(wù)。
安全防范系統(tǒng):
a)小區(qū)周界報(bào)警,設(shè)置紅外、微波等裝置,中心能夠顯示各報(bào)警路段和報(bào)警時(shí)間。
b)攝像監(jiān)視,小區(qū)重點(diǎn)部位設(shè)置相應(yīng)的探測(cè)器或攝像機(jī),監(jiān)視有關(guān)信息和傳輸圖象并進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)。可視對(duì)講。
c)小區(qū)居民室內(nèi)具有燃?xì)庑孤秷?bào)警、門(mén)磁、紅外、玻璃破碎、漏水檢測(cè)、緊急求助等功能。
d)小區(qū)室外公共場(chǎng)所設(shè)置有線廣播系統(tǒng)。
e)通過(guò)智能卡或其他形式對(duì)進(jìn)出車(chē)輛進(jìn)行管理和計(jì)費(fèi)。
建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng):
a)通過(guò)給排水監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視,顯示有關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。
b)電梯工作狀態(tài)的故障狀態(tài)及所在樓層位置受到監(jiān)視。
c)照明設(shè)備的監(jiān)控。
物業(yè)管理系統(tǒng):
a)配置實(shí)用的計(jì)算機(jī)物業(yè)管理軟件,實(shí)現(xiàn)小區(qū)物業(yè)管理計(jì)算機(jī)化,建立小區(qū)管理信息系統(tǒng)。
b)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。
c)各系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息連通,統(tǒng)一管理。
當(dāng)然,在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中,還可根據(jù)市場(chǎng)需要,進(jìn)行其他功能的添配。
但是,目前智能小區(qū)建設(shè)中也還存在著不少問(wèn)題。一般小區(qū)為了實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的目的,在中央控制室設(shè)置以計(jì)算機(jī)為核心的中央站,分站則以微處理機(jī)為核心,形成集散型的分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而其分站的微處理機(jī)有以單片機(jī)為主的486、586等,有進(jìn)口的DCS模塊。要么產(chǎn)品先進(jìn)性不強(qiáng),要么成本較高。使得智能小區(qū)管理系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性和先進(jìn)性不高。同時(shí)由于智能小區(qū)工程建設(shè)是分期進(jìn)行的,這也使得系統(tǒng)增容的可擴(kuò)充性也不強(qiáng)。
也有一些智能小區(qū)控制系統(tǒng)按功能劃分,各子系統(tǒng)之間垂直分割,不能共享信息,設(shè)備重復(fù)投資。
這些問(wèn)題的解決可以從以下幾個(gè)角度來(lái)考慮:
考慮到設(shè)備和技術(shù)的先進(jìn)性,智能小區(qū)系統(tǒng)采用LonWorks總線技術(shù),使整個(gè)小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)達(dá)到先進(jìn)性。
LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)包括由一個(gè)或多個(gè)通信通道連接起來(lái)的智能模塊即智能節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)間通過(guò)LonTalk協(xié)議進(jìn)行通信。智能模塊可以編程實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送和對(duì)外來(lái)指令的響應(yīng)。因?yàn)橹悄苣K具有成本低,兼容性好的特點(diǎn),考慮到智能小區(qū)工程建設(shè)分期進(jìn)行的實(shí)際情況,非常有利于系統(tǒng)增容的可擴(kuò)充性。
目前推出的LNS構(gòu)架的智能小區(qū)控制系統(tǒng),完全是因?yàn)長(zhǎng)NS多客戶多服務(wù)器技術(shù)可以給網(wǎng)絡(luò)使用者帶來(lái)很多好處:大大減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和費(fèi)用;簡(jiǎn)單的系統(tǒng)集成;訪問(wèn)數(shù)據(jù)不受限制等等。這也是本文所述演示系統(tǒng)采用LNS構(gòu)架的原因。
3.智能小區(qū)的發(fā)展前途
智能小區(qū)在未來(lái)的發(fā)展主要有兩個(gè)方面:
一是“以人為本”的思想。小區(qū)建設(shè)在未來(lái)將逐漸深入到建設(shè)智能化家庭的建設(shè)。比如使小區(qū)居民可以在家實(shí)現(xiàn)“電子貨幣”交易或網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上醫(yī)療診斷、參觀虛擬博物館和圖書(shū)館、點(diǎn)播VOD家庭影院;甚至在外的小區(qū)居民或者智能小區(qū)管理控制中心都可以對(duì)小區(qū)居民家里的空調(diào)設(shè)備和家庭電器進(jìn)行遙控,能夠隨時(shí)隨地查詢和確認(rèn)家庭中的安全狀況等。總之,未來(lái)智能小區(qū)的設(shè)計(jì)將堅(jiān)持人性化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想,最大限度地向居民提供溫馨舒適、方便周到和經(jīng)濟(jì)的服務(wù),處處為居民著想。
其次,“節(jié)能”的思想。環(huán)保是21世紀(jì)的重要主題,所以未來(lái)的小區(qū)建設(shè)將更多的考慮到環(huán)保問(wèn)題。主要體現(xiàn)在小區(qū)住宅能源的供應(yīng)上,要本著節(jié)能的原則,讓小區(qū)設(shè)施在成為服務(wù)環(huán)節(jié)中的一員的同時(shí),使小區(qū)居民、小區(qū)設(shè)施、小區(qū)環(huán)境高度統(tǒng)一、和諧,融為一體。
二、LNS技術(shù)
LNS(LonWorksNetworkService)是Echelon公司最新開(kāi)發(fā)出來(lái)的LON總線的開(kāi)發(fā)工具,它提供用戶一個(gè)強(qiáng)大的客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,是未來(lái)LON總線的可互操作性基礎(chǔ)。使用LNS提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),可以保證從不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上提供的網(wǎng)絡(luò)管理工具可以一起執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)安裝、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè);而眾多的客戶則可以同時(shí)申請(qǐng)這些服務(wù)器所提供的網(wǎng)絡(luò)功能。
LNS提供壓縮的、面向?qū)ο蟮木幊棠J剑蟠鬁p少了用戶開(kāi)發(fā)時(shí)間和對(duì)系統(tǒng)的要求。它將網(wǎng)絡(luò)變成一個(gè)層次化的對(duì)象,通過(guò)對(duì)象的屬性、事件和方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)。且訪問(wèn)數(shù)據(jù)不受限制,允許用戶同時(shí)使用多臺(tái)人機(jī)接口(HMI)、SCADA站、數(shù)據(jù)站,同時(shí)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)。且為使用戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,LNS盡可能的提供了自動(dòng)化的功能。
LNS構(gòu)架和主機(jī)是無(wú)關(guān)的,它支持任何平臺(tái)的用戶,這些平臺(tái)可以是嵌入式的微處理器,也可以是WindowsPC機(jī)、UNIX工作站。主機(jī)是通過(guò)LNS的API(ApplicationProgrammIterface)來(lái)操作LNS的。LNS主機(jī)API是一個(gè)代碼層,對(duì)不同的開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供各種不同的編程工具,從而大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)集成。
LNS構(gòu)架主要包括四個(gè)主要的組件:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)服務(wù)器(NSS)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接口(NSI)、LCA對(duì)象服務(wù)器和LCA數(shù)據(jù)服務(wù)器。
三、LNS構(gòu)架的智能小區(qū)安防及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究
LNS構(gòu)架的智能小區(qū)演示系統(tǒng)具有多種功能,如三表的遠(yuǎn)程抄表、安防技術(shù)、聯(lián)動(dòng)控制、家電控制等,現(xiàn)就遠(yuǎn)程抄表和安防技術(shù)對(duì)其管理進(jìn)行較詳細(xì)說(shuō)明。
1.下位機(jī)硬件結(jié)構(gòu)
下位機(jī)硬件主要包括智能節(jié)點(diǎn)、路由器、時(shí)鐘模塊和接口卡。
現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)有三表讀數(shù)、各報(bào)警傳感器和執(zhí)行器的狀態(tài)等,將這些信號(hào)與神經(jīng)元芯片相連,加上一個(gè)收發(fā)器即可構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)。由于神經(jīng)元芯片有11個(gè)I/O口和2K的RAM,加少量調(diào)理電路即可直接與三表信號(hào)量相連,而報(bào)警信號(hào)則可直接與神經(jīng)元芯片相連。最后將所有的節(jié)點(diǎn)都掛接在LON總線上,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇蔀榭偩€型或星型或自由拓?fù)湫汀9?jié)點(diǎn)間可通過(guò)LonTalk協(xié)議相互通訊。
由于智能小區(qū)建筑的分散性和各棟樓施工要求可能不同,使用路由器將大大突破傳統(tǒng)總線的局限——不受通信距離、通信介質(zhì)和通信速率的限制。使得在一個(gè)小區(qū)內(nèi)可兼顧技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的不同要求,采用不同的通信介質(zhì),在不同的段內(nèi)兼容不同的通信速率。
2.上位機(jī)監(jiān)控與管理
上位機(jī)可以采用多種技術(shù)和LON總線進(jìn)行通訊,LonmanagerDDE、LNSDDE和LNSAPI,已自主完成了多種驅(qū)動(dòng)軟件的開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)了與FIX、INTOUCH、KingView等多種工業(yè)組態(tài)軟件與LON網(wǎng)絡(luò)的連接,方便了用戶界面的迅速開(kāi)發(fā)。同時(shí)也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)。
基于智能小區(qū)控制對(duì)大量的控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要,上位機(jī)一般采用具有“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集”功能的組態(tài)軟件,如FIX、INTOUCH、組態(tài)王(KingView)等,以便能以高性能和高可靠性對(duì)眾多的控制器和其他現(xiàn)場(chǎng)部件進(jìn)行控制和監(jiān)視,且能隨時(shí)對(duì)各種事件作出反應(yīng),并且不丟失任何重要數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。
我們?cè)谘菔鞠到y(tǒng)的上位機(jī)采用組態(tài)王(KingView)來(lái)監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)。
組態(tài)王有著易于使用的圖形界面,方便智能小區(qū)管理員的操作。組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)功能使小區(qū)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)與各個(gè)部門(mén)建立起聯(lián)系,在任何需要的時(shí)候把現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)的傳送到控制室,保證信息的暢通。
組態(tài)王能連接PLC、智能儀表、板卡、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置(RTU)等數(shù)百種外部設(shè)備,組態(tài)王通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序和這些工控設(shè)備相通訊。組態(tài)王軟件系統(tǒng)與最終用戶使用的具體的PLC或現(xiàn)場(chǎng)部件無(wú)關(guān)。對(duì)于不同的硬件設(shè)施,只需為組態(tài)王配置相應(yīng)的通信驅(qū)動(dòng)程序即可。
組態(tài)王同時(shí)保留了DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)通訊方式。組態(tài)王通過(guò)DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)和其他的應(yīng)用程序之間交換數(shù)據(jù)。通過(guò)DDE,開(kāi)發(fā)者可利用PC機(jī)豐富的軟件資源來(lái)擴(kuò)充“組態(tài)王”的功能,比如用Excel從“組態(tài)王”的數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù),對(duì)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,然后組態(tài)王再?gòu)腅xcel中讀出結(jié)果來(lái)控制各個(gè)生產(chǎn)參數(shù);可以利用VISUALBASIC開(kāi)發(fā)服務(wù)程序,完成數(shù)據(jù)采集、報(bào)表打印、多媒體聲光報(bào)警等功能,從而很容易的組成一個(gè)完備的上位機(jī)管理系統(tǒng);還可以和數(shù)據(jù)庫(kù)程序、人工智能程序、專家系統(tǒng)等進(jìn)行通訊。
在智能小區(qū)的控制中,驅(qū)動(dòng)軟件我們選用LNSDDEServer。
LNSDDEServer能完成LonWorks智能模塊和Windows應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)交換,使得Windows應(yīng)用程序可以作為一個(gè)DDE客戶程序來(lái)監(jiān)控LonWorks網(wǎng)絡(luò),即采集Lonworks網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)并發(fā)送一定的指令來(lái)改變LonWorks網(wǎng)絡(luò)的某些操作。在智能小區(qū)的控制中,下位機(jī)設(shè)備就是由基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)的智能模塊構(gòu)成,因此在上位機(jī)組態(tài)王就可以通過(guò)LNSDDEServer與下位機(jī)智能節(jié)點(diǎn)和其他Windows應(yīng)用程序進(jìn)行通訊。其具體配置步驟如下:
先在組態(tài)王的設(shè)備庫(kù)中選擇DDE,然后按“設(shè)備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿杉纯伞5谝徊竭x擇“DDE”;第二,“給安裝的DDE設(shè)備指定連接對(duì)象名”對(duì)話框中,輸入連接設(shè)備的邏輯名;第三步,“服務(wù)程序名”則是與“組態(tài)王50”交換數(shù)據(jù)的程序名,一般是I/O服務(wù)程序,或者是Windows應(yīng)用程序:“話題名”則是指本程序和服務(wù)程序進(jìn)行DDE連接的話題名(Topic)。“數(shù)據(jù)交換方式”一般選擇“標(biāo)準(zhǔn)的Windows數(shù)據(jù)交換”;最后單擊“完成”即可。組態(tài)王50將自動(dòng)完成驅(qū)動(dòng)程序的啟動(dòng)和通信,不再需要用戶人工進(jìn)行。
然后,在定義I/O變量時(shí),在變量屬性的“連接設(shè)備”項(xiàng)中選擇使用上面定義的邏輯連接設(shè)備名,在“項(xiàng)目名”中輸入DDE會(huì)話的項(xiàng)目名即可。注意,只有I/O類(lèi)型的變量才有這兩項(xiàng)。
這樣,定義好的變量就可以自動(dòng)啟動(dòng)LNSDDE與下位機(jī)的智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊。
上位機(jī)還可以利用VISUALBASIC開(kāi)發(fā)服務(wù)程序,完成數(shù)據(jù)采集、報(bào)表打印、多媒體聲光報(bào)警等功能。在VISUALBASIC可視化編程工具中,DDE連接是通過(guò)控件的屬性和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于作為“顧客”的文本框、標(biāo)簽或圖片框,要設(shè)置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三個(gè)屬性。如果組態(tài)王作為“顧客”想VB請(qǐng)求數(shù)據(jù),需要定義變量時(shí)說(shuō)明服務(wù)器程序的三個(gè)標(biāo)識(shí)名,即:應(yīng)用程序名設(shè)為VB可執(zhí)行程序的名字,把話題名設(shè)為VB中窗體的LinkTopic屬性值,項(xiàng)目名設(shè)為VB控件的名字。
總之,兩種方式的數(shù)據(jù)采集都是通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序和下位機(jī)交換數(shù)據(jù)的。從而很容易的組成一個(gè)完備的上位機(jī)管理系統(tǒng)。
3.網(wǎng)絡(luò)功能
組態(tài)王5.0可運(yùn)行在基于EtherNET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)上,使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)上、下位機(jī)以及更高層次的廠級(jí)連網(wǎng)。
TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供了在不同硬件體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的能力。一臺(tái)PC機(jī)通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以和多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(即遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn))進(jìn)行通訊。在“組態(tài)王”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制的PC機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,其他站點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)共享服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。
用戶要實(shí)現(xiàn)“組態(tài)王”的網(wǎng)絡(luò)功能,必須滿足以下條件:(1)將“組態(tài)王”50安裝在網(wǎng)絡(luò)版Windows3x、Windows95或WindowsNT上,并啟動(dòng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,即利用“組態(tài)王”網(wǎng)絡(luò)功能的PC機(jī)必須首先是某個(gè)局域網(wǎng)上的站點(diǎn)并啟動(dòng)該網(wǎng)。(2)客戶機(jī)和服務(wù)器必須安裝并同時(shí)運(yùn)行“組態(tài)王”。
四、總結(jié)
利用LNS構(gòu)架的智能小區(qū)演示系統(tǒng),在上位機(jī)通過(guò)組態(tài)軟件如組態(tài)王以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控,便于智能小區(qū)的集中管理,且界面友好簡(jiǎn)單,控制快捷可靠。下位機(jī)采用LON控制網(wǎng)絡(luò),成本低,可擴(kuò)充性。整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間和費(fèi)用小,集成簡(jiǎn)單,且安全可靠,是智能小區(qū)控制可選的最佳控制方案之一。
參考文獻(xiàn)
一、前言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活質(zhì)量的不斷提高,同時(shí)借助于相關(guān)技術(shù)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的日益豐富完善,智能化小區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)在很多地區(qū)已漸成熱點(diǎn),開(kāi)發(fā)商們紛紛把它作為開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目的重要賣(mài)點(diǎn)之一。智能住宅和智能小區(qū)通過(guò)開(kāi)發(fā)商和眾多媒體的宣傳,描繪了夢(mèng)幻般的未來(lái)生活:通過(guò)住戶家中的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部通訊網(wǎng)絡(luò),人們足不出戶就可以實(shí)現(xiàn)購(gòu)物、教育、娛樂(lè)、醫(yī)療、溝通交流等等一切生活需求,并且保證住宅環(huán)境舒適、安全、最大限度節(jié)能等等。然而,1999年中國(guó)首次網(wǎng)絡(luò)生存測(cè)試的結(jié)果,表明了當(dāng)今中國(guó)的現(xiàn)實(shí):我們憧憬的、國(guó)內(nèi)外媒體宣傳的,并不一定是我們真正需要的,也不是靠簡(jiǎn)單搭建幾個(gè)所謂智能系統(tǒng)就能輕易實(shí)現(xiàn)的;即使技術(shù)上能做到,外部大環(huán)境的制約和種種客觀條件的不具備也是無(wú)法繞開(kāi)和回避的現(xiàn)實(shí)。目前的購(gòu)房者對(duì)住宅的“智能”并未給與足夠的熱情和關(guān)注,他們首先還是考慮價(jià)格和住宅最基本的硬件條件,如:戶型、環(huán)境、交通等等。有些智能小區(qū)的先行者花了很大力氣開(kāi)發(fā)了網(wǎng)上信息服務(wù),結(jié)果少人問(wèn)津。不過(guò)國(guó)內(nèi)也有很多智能小區(qū)的建設(shè)者從實(shí)際應(yīng)用出發(fā),通過(guò)扎實(shí)的努力,從完善相關(guān)的配套服務(wù)入手,不斷提高自身的管理水平和從業(yè)人員素質(zhì),讓使用者真正感受到了“智能化”給生活帶來(lái)的方便、舒適和安全。這些現(xiàn)象都說(shuō)明智能技術(shù)應(yīng)用到家庭是不可能一蹴而就的,更不應(yīng)該追求不切實(shí)際的“大而全”。但新技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用,并最終更好地服務(wù)于人們的生活是歷史發(fā)展的大趨勢(shì)。本人希望將自己在從事小區(qū)智能化技術(shù)研究和規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些想法陳述如下,供同業(yè)者參考,更希望得到業(yè)內(nèi)專家的指正。
二、現(xiàn)代住宅小區(qū)功能需求分析
住宅是人類(lèi)最基本的生存空間,是人們逗留時(shí)間最多的地方。隨著社會(huì)的發(fā)展,住宅的功能范圍亦在發(fā)展變化,其中信息的快速傳遞與獲取是一個(gè)重要方面。但現(xiàn)代人對(duì)住宅小區(qū)的功能要求是綜合性的,并不僅限于信息技術(shù)方面,更何況人們對(duì)新技術(shù)的接受和應(yīng)用還需要一個(gè)過(guò)程,這不僅受認(rèn)識(shí)局限,還受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及外部環(huán)境條件的限制。我們?cè)趯?shí)踐中感到:在從事住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí),一定要首先了解居住者對(duì)住宅、小區(qū)的功能需求,才能更加適當(dāng)?shù)剡x擇智能化系統(tǒng)的功能和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)現(xiàn)代化的住宅小區(qū)必然是以居住的舒適、安全、便利為首要標(biāo)準(zhǔn),一般應(yīng)滿足如下要求:
1、舒適性:它包括平面空間尺度、視野、登高(高層樓的交通)、采光、通風(fēng)、日照、噪音、內(nèi)部裝修、溫濕度等等。
2、可持續(xù)發(fā)展性:從小區(qū)來(lái)講,小區(qū)應(yīng)與環(huán)境共生,保護(hù)資源,獲得能源效益。對(duì)住宅而言,除核心部位外,其余空間作為臥室、餐廳等可以靈活再分隔。其他還包括:生活污水和生活垃圾的再處理、再應(yīng)用,以不破壞自然生態(tài)為目標(biāo);住宅內(nèi)環(huán)境質(zhì)量:廚衛(wèi)設(shè)備布置緊湊,管線隱蔽,廢油、氣、煙排除暢通,建材的有害物質(zhì)的防護(hù)等等。
3、節(jié)能、降耗:實(shí)質(zhì)上是可持續(xù)性發(fā)展的社會(huì)性的一面,多層住宅合理的體量與圍護(hù)結(jié)構(gòu),能源及設(shè)備的合理有效使用,可再生能源(風(fēng)力、太陽(yáng)能)和新型材料的應(yīng)用等。
4、安全性:必須是人與技術(shù)措施相結(jié)合。
防盜要求:多層次防范,從邊界防范、區(qū)內(nèi)電視監(jiān)控到住宅內(nèi)的防盜。
緊急事件的防護(hù)措施。
災(zāi)變(火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、地震)的應(yīng)急措施。
5、方便性
交通:住宅或小區(qū)所處位置,小區(qū)內(nèi)部道路布局和區(qū)域標(biāo)識(shí)。
各種配套設(shè)施。
小區(qū)內(nèi)部商店、文娛等服務(wù)設(shè)施。周邊的商店、醫(yī)院、餐廳、學(xué)校等等。
通信:電話、電視、計(jì)算機(jī)通信。
由此看來(lái),智能化系統(tǒng)是滿足現(xiàn)代住宅小區(qū)功能需求不可缺少的。它是現(xiàn)代住宅小區(qū)提高居住質(zhì)量的手段之一,并將成為現(xiàn)代住宅小區(qū)的基本配套設(shè)施。在信息技術(shù)飛速發(fā)展、不斷完善的今天,它的重要作用不可低估。因此,我們認(rèn)為高檔次的住宅小區(qū)應(yīng)盡可能選擇功能全面、技術(shù)水平高的智能化系統(tǒng),并可適度超前;而低檔次的住宅小區(qū)也應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際和投資情況選擇造價(jià)低廉、功能適用的智能化系統(tǒng)。
三、智能住宅小區(qū)技術(shù)的形成和發(fā)展?fàn)顩r
智能住宅、小區(qū)在國(guó)外歷經(jīng)了80年代初的住宅電子化、80年代中的住宅自動(dòng)化到90年代美國(guó)的“智慧屋”(WISEHOME)、歐洲的“聰明屋”(SMARTHOME)的住宅智能化這樣三個(gè)階段。這三個(gè)發(fā)展階段,表明了智能住宅與智能大樓由于服務(wù)對(duì)象的不同而形成了不同的發(fā)展道路。
住宅電子化使采用大量電子技術(shù)的產(chǎn)品進(jìn)入家庭;住宅自動(dòng)化使家用電器、通信設(shè)備與安保防災(zāi)等設(shè)備在家庭中的功能綜合一體化;而住宅智能化使家庭中的家電、安保防災(zāi)和各種通信(語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像)設(shè)備通過(guò)總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理。其中,家庭總線技術(shù)是住宅智能化技術(shù)的核心。目前美國(guó)、歐洲和日本都有了各自的家庭總線標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)、日本、新加坡都有根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)建立的智能住宅和小區(qū)的示范工程。
中國(guó)智能住宅小區(qū)的發(fā)展與國(guó)外有所不同,是借助于智能建筑技術(shù)的引進(jìn)和發(fā)展并借鑒國(guó)外家庭總線技術(shù)。趁住宅產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之機(jī)而興起的。1997年,我國(guó)在《小康住宅電氣設(shè)計(jì)(標(biāo)準(zhǔn))導(dǎo)則》的編制中對(duì)小康住宅小區(qū)電氣設(shè)計(jì)提出了如下要求:高度的安全性、舒適的生活環(huán)境;便利的通訊方式;綜合的信息服務(wù);家庭智能化系統(tǒng)。同時(shí)也對(duì)小康住宅與小區(qū)建設(shè)在安全防范、家庭設(shè)備自動(dòng)化以及通訊與網(wǎng)絡(luò)配置等方面提出了理想目標(biāo)、普及目標(biāo)和最低目標(biāo)等三級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),這標(biāo)志著我國(guó)智能小區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)始朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的方向發(fā)展。這一期間,全國(guó)許多大城市紛紛將房地產(chǎn)業(yè)與IT產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來(lái),開(kāi)發(fā)具有一定智能化特征的住宅,成為房地產(chǎn)業(yè)的一大熱點(diǎn)。1999年底,建設(shè)部信息產(chǎn)業(yè)中心頒布了《全國(guó)智能化住宅小區(qū)系統(tǒng)示范工程建設(shè)要點(diǎn)與技術(shù)導(dǎo)則》(試行稿),導(dǎo)則規(guī)定了智能化住宅小區(qū)建設(shè)中的目標(biāo)和原則,并擬從2000年起,用5年左右的時(shí)間,組織實(shí)施全國(guó)智能化住宅小區(qū)系統(tǒng)示范工程,以此帶動(dòng)和促進(jìn)我國(guó)智能化住宅小區(qū)建設(shè)。其總體目標(biāo)是:通過(guò)采用現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息集成技術(shù),進(jìn)行精密設(shè)計(jì)、優(yōu)化集成、精心建設(shè)和工程示范,提高住宅高新技術(shù)的含量和居住環(huán)境水平,以適應(yīng)21世紀(jì)現(xiàn)代居住生活的需要。這項(xiàng)導(dǎo)則的頒布有力地推進(jìn)了智能化住宅小區(qū)在我國(guó)的普及和建設(shè)。2000年上半年,國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部負(fù)責(zé)編制了《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T50311-2000)以及《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》(GB/T50312-2000),結(jié)束了多年來(lái)中國(guó)智能建筑設(shè)計(jì)無(wú)章可循、無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依的狀況,這無(wú)疑為我國(guó)智能建筑健康有序的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。同年8月,國(guó)家經(jīng)貿(mào)委又組織四川長(zhǎng)虹電子集團(tuán)公司、青島海爾集團(tuán)公司、清華同方股份有限公司等全國(guó)11家在家用電器和相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)域有影響和知名度的企業(yè)和單位成立了家庭信息網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合體,重點(diǎn)研究家庭網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、基本框架和終端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與研究。這一舉措使得我國(guó)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究得到了空前發(fā)展,為智能化小區(qū)發(fā)展提供了可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障。2001年底,國(guó)家建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)中心又著手對(duì)《全國(guó)智能化住宅小區(qū)系統(tǒng)示范工程建設(shè)要點(diǎn)與技術(shù)導(dǎo)則》進(jìn)行了修改。一系列法律性文件的制定與修訂,為智能化小區(qū)的建設(shè)和發(fā)展提供了充足的法律依據(jù)和保障,推動(dòng)了智能化小區(qū)在我國(guó)的進(jìn)一步發(fā)展。目前智能化住宅小區(qū)示范工程遍布全國(guó);用于住宅、小區(qū)的智能化產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)也方興未艾。
縱觀目前國(guó)內(nèi)外智能化小區(qū)的設(shè)計(jì)和建設(shè),都具有如下共同的功能特征:
1、住宅內(nèi)部具備綜合安防、防災(zāi)措施,與小區(qū)和社會(huì)之間具有一定的信息交互能力。
2、小區(qū)內(nèi)部具備比較完善的安防措施、公用設(shè)施監(jiān)控管理和信息化社區(qū)服務(wù)管理。
3、小區(qū)內(nèi)住戶可以享受多種信息服務(wù)。
一個(gè)完整的小區(qū)智能化系統(tǒng)如圖所示。
總的來(lái)講,住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)是智能小區(qū)實(shí)現(xiàn)的必要條件,只有實(shí)施了智能化系統(tǒng)工程,并真正發(fā)揮出智能化系統(tǒng)功能和效用的住宅小區(qū)才是成功的智能小區(qū)。
四、小區(qū)智能化技術(shù)實(shí)際應(yīng)用思考
1、以人為本,注重實(shí)際
現(xiàn)代住宅小區(qū)的建設(shè)應(yīng)以人為本。住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用也應(yīng)如此。智能化系統(tǒng)是高科技的系統(tǒng),我們不能因此而使以人為本的目標(biāo)有所減弱,即必須明確技術(shù)為人服務(wù)這一準(zhǔn)則。也唯如此,技術(shù)才有市場(chǎng)。小區(qū)內(nèi)千家萬(wàn)戶,男女老少,各人的職業(yè)特點(diǎn)、教育程度、業(yè)余愛(ài)好、生活習(xí)慣均不相同,他們對(duì)于智能化系統(tǒng)提供的功能和服務(wù)內(nèi)容的需求也有很大差別。因此,小區(qū)智能化的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)者應(yīng)首先對(duì)小區(qū)內(nèi)住戶做必要的統(tǒng)計(jì)分析和歸類(lèi),再確定智能化系統(tǒng)的具體功能和相應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施,一般可分為如下三類(lèi):
A、屬于智能化系統(tǒng)的基本要求、技術(shù)條件成熟且性能價(jià)格比合適的,應(yīng)列入實(shí)施的必選項(xiàng)目,一般有:防盜報(bào)警、緊急求助、出入口控制、煤氣防泄漏、語(yǔ)音通信、有線電視、三表遠(yuǎn)程計(jì)量、公共場(chǎng)所監(jiān)控、邊界防范、保安巡更管理。
B、技術(shù)條件成熟,但費(fèi)用較貴,操作也較復(fù)雜,有相當(dāng)部分住戶不愿使用或短期內(nèi)不具備使用條件的,作為可選項(xiàng)目,一般有:對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制、網(wǎng)上炒股、視頻點(diǎn)播(VOD)、Internet服務(wù)等。
C、技術(shù)條件復(fù)雜或不成熟者,或外界環(huán)境尚不具備者,或投資成本太高者,則暫不實(shí)施。如:遠(yuǎn)程急救診療,這在我國(guó)涉及法律責(zé)任和社會(huì)環(huán)境條件目前尚不具備。又如:網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上教育,國(guó)內(nèi)大多數(shù)地區(qū)社會(huì)大環(huán)境上不具備。又如:集中空調(diào)系統(tǒng),涉及投資太高,冷量分?jǐn)傆?jì)費(fèi)復(fù)雜和住戶的觀念等問(wèn)題。
據(jù)此情況,小區(qū)智能化系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)施必須首先滿足住戶基本和可選項(xiàng)目的要求,并考慮今后信息技術(shù)的發(fā)展和外界大環(huán)境的改善,逐步將暫不實(shí)施的以及可能出現(xiàn)的新項(xiàng)目予以實(shí)施。以前,許多房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商雖考慮智能化的技術(shù)較多,但忽視了住戶需求而交了不少學(xué)費(fèi),而今就應(yīng)較周到考慮,使住戶享受到信息技術(shù)帶來(lái)的真實(shí)的物超所值的智能化服務(wù),自身也可以獲得相應(yīng)的利益回報(bào)。
2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、統(tǒng)一管理
目前,國(guó)際、國(guó)內(nèi)種種關(guān)于智能化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)紛繁復(fù)雜,各行其道,有些甚至互不兼容。這種狀況已經(jīng)成為智能化小區(qū)規(guī)劃建設(shè)健康發(fā)展的一大障礙。與美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)智能化小區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定還處于起步階段,技術(shù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化是智能化小區(qū)必須解決的首要問(wèn)題,只有建立了統(tǒng)一的、可行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,才能使智能化小區(qū)發(fā)揮出更大的綜合效益。政府有關(guān)部門(mén)可以在國(guó)家信息標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,本著“科學(xué)性、全面性、系統(tǒng)性、兼容性和擴(kuò)充性”的原則,建立小區(qū)智能化系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,解決標(biāo)準(zhǔn)化接口和通訊協(xié)議等方面的難題,實(shí)現(xiàn)智能化小區(qū)技術(shù)產(chǎn)品的規(guī)范統(tǒng)一和良好的兼容擴(kuò)充性。同時(shí),也要不斷細(xì)化、及時(shí)修訂智能化小區(qū)在設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理等各個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,為智能化小區(qū)建設(shè)提供良好的技術(shù)和法律保障,從而推動(dòng)我國(guó)智能化小區(qū)建設(shè)健康、有序的發(fā)展。
智能化小區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)是一項(xiàng)涉及范圍廣,跨部門(mén)、跨行業(yè)的綜合性系統(tǒng)工程。為了保障智能化小區(qū)的順利實(shí)施,應(yīng)該建立相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu),包括領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)、專家咨詢機(jī)構(gòu)和技術(shù)創(chuàng)新機(jī)構(gòu),統(tǒng)一負(fù)責(zé)編撰和修訂各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,制定全面的遠(yuǎn)景規(guī)劃和近期目標(biāo),協(xié)調(diào)相關(guān)部門(mén)和相關(guān)行業(yè)的關(guān)系,管理規(guī)范行業(yè)內(nèi)部的行為。使智能化小區(qū)的規(guī)劃和建設(shè)真正走上有章可循,規(guī)范發(fā)展的軌道。
3、人才培養(yǎng),專業(yè)服務(wù)
在這一點(diǎn)上,筆者認(rèn)為:要保證智能化小區(qū)良好的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施以及建成后的可靠、有效運(yùn)行,必須要有熟練掌握智能化技術(shù)理論與使用維護(hù)知識(shí)的專業(yè)人才,而且也需要大量懂管理、跨學(xué)科的復(fù)合型人才。只有培養(yǎng)和造就一支掌握現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用知識(shí)的高素質(zhì)人才隊(duì)伍,才能支撐起智能化小區(qū)的建設(shè)和發(fā)展。
小區(qū)智能化的實(shí)施是一個(gè)系統(tǒng)集成的過(guò)程,在這個(gè)集成過(guò)程中,有關(guān)的技術(shù)、設(shè)備、材料最終構(gòu)成了具體的符合住宅小區(qū)需要的智能化系統(tǒng),人在集成過(guò)程中起著組織者、管理、設(shè)計(jì)者和執(zhí)行者的重大作用。由于小區(qū)智能化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷史很短,大多數(shù)人都缺乏理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),更缺乏設(shè)計(jì)實(shí)施智能化工程的人才。因此在實(shí)踐中培養(yǎng)和鍛煉人才就顯得十分重要;而且,不僅要培養(yǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人才,更重要的是培養(yǎng)施工組織和管理人才,具體實(shí)施和安裝調(diào)試人才以及未來(lái)的運(yùn)行維護(hù)人才。建筑行業(yè)向來(lái)是勞動(dòng)密集型行業(yè),高科技性的工種是弱項(xiàng);系統(tǒng)集成商也是近幾年才出現(xiàn)的,并且很多都是有集成之名,卻缺乏規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工組織管理和工程實(shí)踐的各方面經(jīng)驗(yàn);而許多物業(yè)管理公司由于人員素質(zhì)、思想觀念等方面限制,要他們有效的使用和維護(hù)好智能化系統(tǒng)也確實(shí)存在困難,專業(yè)從事社區(qū)服務(wù)的智能化公司可能是解決智能小區(qū)良好運(yùn)行的一個(gè)途徑,但他們也同樣受到專業(yè)技術(shù)人才短缺的困擾。
智能化人才的獲得主要可以通過(guò)兩種手段:一是靠教育培養(yǎng)。既可以從高校培養(yǎng),相關(guān)高等院校應(yīng)密切跟蹤信息產(chǎn)業(yè)和智能化技術(shù)的發(fā)展,適應(yīng)社會(huì)需求,及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化課程設(shè)置,以滿足國(guó)內(nèi)智能化小區(qū)建設(shè)發(fā)展的要求,為社會(huì)培養(yǎng)大批的可用專才;也可以給高新技術(shù)人才提供到國(guó)外學(xué)習(xí)、培訓(xùn)的機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)和掌握國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和管理手段,更好地為國(guó)內(nèi)智能化小區(qū)的建設(shè)和發(fā)展服務(wù)。二是靠引進(jìn)。國(guó)家可以制定一系列的優(yōu)惠政策,吸引在外留學(xué)或國(guó)外信息技術(shù)領(lǐng)域的規(guī)劃設(shè)計(jì)和組織管理人才。此外,可以采取舉辦各種專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)班的方式,從理論和實(shí)踐兩方面鍛煉培養(yǎng)所需的專業(yè)技術(shù)人才
五、結(jié)束語(yǔ)
本文實(shí)際分析了智能化小區(qū)建設(shè)在我國(guó)持續(xù)健康發(fā)展的基礎(chǔ),希望以往“智能小區(qū)”只見(jiàn)技術(shù)、只見(jiàn)設(shè)備的覆轍不要重蹈,更希望未來(lái)智能小區(qū)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理者們能把系統(tǒng)做好,用出效益——在給住戶帶來(lái)現(xiàn)代信息技術(shù)享受的同時(shí),獲得技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的雙重收益,為推動(dòng)我國(guó)的國(guó)家信息化建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):《住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程實(shí)施》程大章同濟(jì)大學(xué)出版社
《智能建筑技術(shù)與思考》溫伯銀出自《建筑電氣》
2能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架分析
2.1能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成
構(gòu)建“能源互聯(lián)網(wǎng)”的主要目的是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)(更多應(yīng)用新能源)、提高能源效率(發(fā)揮不同能源優(yōu)勢(shì)和新型負(fù)荷的技術(shù)優(yōu)勢(shì)),從而改善用戶體驗(yàn)。優(yōu)化能源互聯(lián)網(wǎng)資源,首先需要確認(rèn)能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成要素,界定優(yōu)化范圍。根據(jù)文獻(xiàn)[1]和[2]描述,結(jié)合智能電網(wǎng)研究成果,圖1描述了能源互聯(lián)網(wǎng)總體構(gòu)成:電、供熱及供冷等形式的能源輸入通過(guò)與信息等支撐系統(tǒng)有機(jī)融合,構(gòu)成協(xié)同工作的現(xiàn)代“綜合能源供給系統(tǒng)”。該系統(tǒng)內(nèi)多種能源(化石能源、可再生能源)通過(guò)電、冷、熱和儲(chǔ)能等形式之間的協(xié)調(diào)調(diào)度供給,達(dá)到能源高效利用、滿足用戶多種能源應(yīng)用需求、提高社會(huì)供能可靠性和安全性等目的;同時(shí),通過(guò)多種能源系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào),還有助于消除能源供應(yīng)瓶頸,提高各能源設(shè)備利用效率。不同能源對(duì)環(huán)境的影響不同,傳統(tǒng)能源供應(yīng)體系中,特定能源已經(jīng)形成了相對(duì)穩(wěn)定的消費(fèi)市場(chǎng),比如石油主要用于交通、化工、發(fā)電等行業(yè);天然氣則主要于日常生活、供熱、發(fā)電、交通等領(lǐng)域。可再生能源目前幾乎全部用來(lái)發(fā)電。一次能源長(zhǎng)期以來(lái)形成了自身的產(chǎn)業(yè)鏈條,不同種類(lèi)能源間互相補(bǔ)充空間有限。但是,電能可以充當(dāng)不同能源間的橋梁。目前可再生能源絕大部分轉(zhuǎn)化為電能。如果通過(guò)電能用綠色可再生能源替換其他高污染一次能源,可以提高能源消費(fèi)的整體環(huán)境友好程度。要實(shí)現(xiàn)這種能源的優(yōu)化供給需要具備幾個(gè)條件:①要具備不同種類(lèi)能源間的(供求關(guān)系等)信息互通;②要具備能源輸出互相替代的必要技術(shù)手段,即通過(guò)電能能夠滿足被替代能源消費(fèi)主體的需求;③要能夠給能源消費(fèi)者清晰、及時(shí)的引導(dǎo)信號(hào),吸引能源消費(fèi)主體參與能源消費(fèi)優(yōu)化配置。具備以上條件,配合必要的技術(shù)手段,最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)能源的整體優(yōu)化利用。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)可以通過(guò)技術(shù)手段構(gòu)建“能源互聯(lián)網(wǎng)”。
2.2能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架
為了達(dá)到上述整體優(yōu)化目標(biāo),在明確能源“互聯(lián)”范圍基礎(chǔ)上,需要進(jìn)一步研究合理的能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架,應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)發(fā)揮多種能源與用戶互聯(lián)、互動(dòng)的整體優(yōu)勢(shì)。這種能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架設(shè)計(jì)的唯一目的是發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì),從技術(shù)角度提高能源的使用效率。在不存在政策、市場(chǎng)和技術(shù)條件限制的前提下,設(shè)計(jì)滿足上述條件的能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架模型,如圖2所示。圖2所示“能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架”包括“市場(chǎng)環(huán)境”、“能源供給、轉(zhuǎn)化和消費(fèi)”、“信息支持”以及“調(diào)度控制”4個(gè)部分。市場(chǎng)環(huán)境包括能源供給側(cè)市場(chǎng)和能源需求側(cè)市場(chǎng)。其中,能源供給側(cè)市場(chǎng)負(fù)責(zé)不同種類(lèi)能源的市場(chǎng)價(jià)格信號(hào),調(diào)節(jié)市場(chǎng)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)(可以在這個(gè)環(huán)節(jié)使用價(jià)格信號(hào)或補(bǔ)貼鼓勵(lì)使用清潔能源,減小環(huán)境污染);能源需求側(cè)市場(chǎng)負(fù)責(zé)吸引可控負(fù)荷和具有反向送電(或其他能源形式)的“發(fā)用電聯(lián)合體”參與需求側(cè)調(diào)度控制的價(jià)格或其他激勵(lì)信號(hào),以鼓勵(lì)負(fù)荷參與需求側(cè)響應(yīng)。能源供給、轉(zhuǎn)化及消費(fèi)是能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源流,也是整個(gè)技術(shù)框架的最終優(yōu)化協(xié)調(diào)對(duì)象。多種能源發(fā)出的電、熱、冷等能量形式通過(guò)輸電電網(wǎng)、管網(wǎng)或者運(yùn)輸通道最終抵達(dá)用戶側(cè),滿足用戶的用能需求。能源互聯(lián)網(wǎng)框架在以上基礎(chǔ)上,加強(qiáng)了對(duì)分布式電源和微電網(wǎng)的支持,同時(shí)應(yīng)用各種儲(chǔ)能以及電轉(zhuǎn)化為氣體等技術(shù),結(jié)合信息共享和多種能源的成本對(duì)比,以電能為中心實(shí)現(xiàn)有目標(biāo)(優(yōu)化或降低污染、提高清潔能源比例等)的多種能源間的替代和轉(zhuǎn)換。消費(fèi)環(huán)節(jié)除了包括傳統(tǒng)用戶還增加了智能可控用戶以及可以反向供能的發(fā)用電聯(lián)合體等。信息共享支持是整個(gè)技術(shù)框架中的信息流。“高速、可靠和安全”的未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架下大量數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析再到優(yōu)化計(jì)算的基礎(chǔ)條件。在信息技術(shù)支持下,為保障整個(gè)能源框架的安全優(yōu)化運(yùn)行,需要設(shè)置必要的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)構(gòu),對(duì)能源進(jìn)行集中調(diào)度管理,這種調(diào)度管理可以采用與外部市場(chǎng)環(huán)境相適應(yīng)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式并根據(jù)能源管理范圍進(jìn)行分級(jí)設(shè)計(jì)。同時(shí)針對(duì)用戶側(cè)可控負(fù)荷和具有發(fā)電及其他供能(供熱、制冷等)能力的“發(fā)用電聯(lián)合體”在自愿的前提下可以直接參與或通過(guò)“負(fù)荷調(diào)度控制”,應(yīng)用“虛擬發(fā)電廠”技術(shù)參與能源互聯(lián)網(wǎng)的調(diào)度控制。這種基于信息共享的通過(guò)能源整體調(diào)度控制實(shí)現(xiàn)能源的整體優(yōu)化利用是能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架的核心內(nèi)容。
2.3能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化控制概念模型
在上述能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架內(nèi)能源消費(fèi)有如下特性。(1)能源供應(yīng)能夠“互聯(lián)”。能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架下不同能源間可以相互支持以及一定程度上的替代轉(zhuǎn)換。這種互聯(lián)可以通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)面向用戶最終需求的“應(yīng)用轉(zhuǎn)化”,也可以直接通過(guò)能源間的轉(zhuǎn)換與替代實(shí)現(xiàn)。(2)能源互聯(lián)后不影響用戶的使用。方便用戶安全高效使用,原來(lái)互相割裂的能源供應(yīng)“互聯(lián)”后應(yīng)提升用戶體驗(yàn),不影響用戶的正常使用。(3)能源互聯(lián)后能夠優(yōu)化。能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架下的能源供應(yīng)應(yīng)該比“互聯(lián)”之前有更高的效率。可見(jiàn),能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)以對(duì)能源進(jìn)行整體優(yōu)化為目標(biāo)的復(fù)雜能源供用系統(tǒng),為了實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化的目的,需要建立相應(yīng)的優(yōu)化模型。綜上所述,不同種類(lèi)能源消費(fèi)行為的成本是變動(dòng)的,同時(shí),不同種類(lèi)能源供應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響不同。再考慮到新型負(fù)荷的可控性,建立如下能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化模型。以上模型的物理意義是在滿足能源總供給與需求之間平衡和能源與供給消費(fèi)約束的前提下,追求能源供應(yīng)總成本最低或者污染排放最小等優(yōu)化目標(biāo)。能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化模型根據(jù)不同市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則細(xì)節(jié)上將有所不同,這里討論的優(yōu)化模型是對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架的一種目的性描述,求解該模型需要確定不同能源的成本函數(shù)和其他約束條件,這些約束條件與具體的能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則和物理環(huán)境密切相關(guān)。
3能源互聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀
上述“能源互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)框架是對(duì)未來(lái)能源整體供用體系的概念性設(shè)想,關(guān)于未來(lái)的能源發(fā)展,國(guó)內(nèi)外普遍開(kāi)展了基于先進(jìn)信息通信技術(shù)的包含能源互動(dòng)思想(包含能源間的轉(zhuǎn)化和替代)的相關(guān)研究。除了文獻(xiàn)[1]中關(guān)于“能源互聯(lián)網(wǎng)”的設(shè)想外,美國(guó)各大研究機(jī)構(gòu)和高校都在進(jìn)行相關(guān)研究。在用戶互動(dòng)方面,美國(guó)在需求側(cè)響應(yīng)方面已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段,電網(wǎng)中出現(xiàn)了專職的“調(diào)荷服務(wù)商”用于為電網(wǎng)提供負(fù)荷調(diào)度服務(wù);能源的互聯(lián)與轉(zhuǎn)換方面,美國(guó)發(fā)電公司長(zhǎng)期根據(jù)市場(chǎng)需要選擇出售天然氣與電力的比例。歐盟也在開(kāi)展“智能能源的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)”(FINSENY)項(xiàng)目,研究將能源與信息的整合,匯集了能源和ICT(信息通信技術(shù))行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)以確定智能能源系統(tǒng)對(duì)ICT的要求,從而提供創(chuàng)新性的能源解決方案以優(yōu)化能源傳輸,改變?nèi)藗兊哪茉聪M(fèi)方式,減少CO2的排放,改善生活環(huán)境[3]。日本則在微網(wǎng)及分布式電源基礎(chǔ)上致力于研究冠名為“電力路由器”的電能控制技術(shù)及相關(guān)裝備[4]。在國(guó)內(nèi),關(guān)于未來(lái)能源供應(yīng)技術(shù)的研究一直受到高度重視,國(guó)家電網(wǎng)公司明確“能源互聯(lián)網(wǎng)”是未來(lái)的智能電網(wǎng),智能電網(wǎng)是承載第三次工業(yè)革命的基礎(chǔ)平臺(tái),對(duì)第三次工業(yè)革命具有全局性的推動(dòng)作用。目前,國(guó)家電網(wǎng)公司已積極開(kāi)展、部署相關(guān)研究工作。北京市科委組織了“第三次工業(yè)革命”和“能源互聯(lián)網(wǎng)”專家研討會(huì),并啟動(dòng)了相關(guān)軟課題研究,以期形成詳細(xì)的能源互聯(lián)網(wǎng)調(diào)研報(bào)告和路線圖。中國(guó)能源發(fā)展目前面臨總量供應(yīng)(石油、天然氣對(duì)外依存度高)、資源配置(能源與生產(chǎn)力分布不均衡)、能源效率(大量煤炭直接燃燒,整體能效偏低)、生態(tài)環(huán)境(土壤、水質(zhì)、大氣污染)四大問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題,可以采用增加清潔能源發(fā)電比例、提高能源效率的方法加以改善。本文所述能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架統(tǒng)一配置能源資源,從能源供給和使用2個(gè)方面進(jìn)行整體優(yōu)化,基于信息共享建立必要的市場(chǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制,優(yōu)化引導(dǎo)能源的開(kāi)發(fā)和使用,最終實(shí)現(xiàn)增加清潔能源發(fā)電比例、提高能源效率,以電能為中心統(tǒng)一優(yōu)化配置能源資源;使能源發(fā)展方式由消耗型向可持續(xù)、可再生和更環(huán)保的發(fā)展軌跡過(guò)渡;實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)安全、清潔、環(huán)保與友好地發(fā)展[5-11]。
一、人工智能的定義
“人工智能”(ArtificialIntelligence)一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。人工智能是指研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。目前能夠用來(lái)研究人工智能的主要物質(zhì)手段以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)的機(jī)器就是計(jì)算機(jī),人工智能的發(fā)展歷史是和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。
人工智能理論進(jìn)入21世紀(jì),正醞釀著新的突破,人工智能的研究成果將能夠創(chuàng)造出更多更高級(jí)的智能“制品”,并使之在越來(lái)越多的領(lǐng)域超越人類(lèi)智能,人工智能將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類(lèi)生活做出更大貢獻(xiàn)。
二、人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域
1.在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理的意義主要不在于提高效率,而是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人們非常需要做,但工業(yè)工程信息技術(shù)是靠人工卻做不了或是很難做到的事情。在《談?wù)勅斯ぶ悄茉谄髽I(yè)管理中的應(yīng)用》一文中劉玉然指出把人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,以數(shù)據(jù)管理和處理為中心,圍繞企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和主導(dǎo)流程建立若干個(gè)主題數(shù)據(jù)庫(kù),而所有的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該圍繞主題數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建立和運(yùn)行。換句話說(shuō),就是將企業(yè)各部門(mén)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集成管理,搭建人工智能的應(yīng)用平臺(tái),使之成為企業(yè)管理與決策中的關(guān)鍵因子。
(2)智能教學(xué)系統(tǒng)(ITS)是人工智能與教育結(jié)合的主要形式,也是今后教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向。信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及新的教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式的提出和不斷完善,推動(dòng)人們綜合運(yùn)用超媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和人工智能技術(shù)區(qū)開(kāi)發(fā)新的教學(xué)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)就是其中的典型代表。計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)包含學(xué)生模塊、教師模塊,體現(xiàn)了教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全部?jī)?nèi)容,擁有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)和極大的吸引力。
2.在工程領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)是人工智能和專家系統(tǒng)理論和技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用,具有極大的科研和應(yīng)用價(jià)值,它可以幫助醫(yī)生解決復(fù)雜的醫(yī)學(xué)問(wèn)題,作為醫(yī)生診斷、治療的輔助工具。事實(shí)上,早在1982年,美國(guó)匹茲堡大學(xué)的Miller就發(fā)表了著名的作為內(nèi)科醫(yī)生咨詢的Internist2Ⅰ內(nèi)科計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)的研究成果,由此,掀起了醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的。目前,醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)已通過(guò)其在醫(yī)學(xué)影像方面的重要作用,從而應(yīng)用于內(nèi)科、骨科等多個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,并在不斷發(fā)展完善中。
(2)地質(zhì)勘探、石油化工等領(lǐng)域是人工智能的主要作用發(fā)揮領(lǐng)地。1978年美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所就研發(fā)制成礦藏勘探和評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)“PROSPECTOR”,該系統(tǒng)用于勘探評(píng)價(jià)、區(qū)域資源估值和鉆井井位選擇等,是工業(yè)領(lǐng)域的首個(gè)人工智能專家系統(tǒng),其發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉬礦沉積,價(jià)值超過(guò)1億美元。
3.在技術(shù)研究中的應(yīng)用
(1)在超聲無(wú)損檢測(cè)(NDT)與無(wú)損評(píng)價(jià)(NDE)領(lǐng)域中,目前主要廣泛采用專家系統(tǒng)方法對(duì)超聲損傷(UT)中缺陷的性質(zhì)、形狀和大小進(jìn)行判斷和歸類(lèi);專家運(yùn)用超聲無(wú)損檢測(cè)儀器,以其高精度的運(yùn)算、控制和邏輯判斷力代替大量人的體力與腦力勞動(dòng),減少了任務(wù)因素造成的無(wú)擦,提高了檢測(cè)的可靠性,實(shí)現(xiàn)了超聲檢測(cè)和評(píng)價(jià)的自動(dòng)化、智能化。
(2)人工智能在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用可謂由來(lái)已久。隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全是我們關(guān)心的重點(diǎn),因此我們必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的改進(jìn)和變更,大力發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工免疫技術(shù)等高效的AI技術(shù),開(kāi)發(fā)更高級(jí)AI通用和專用語(yǔ)言,和應(yīng)用環(huán)境以及開(kāi)發(fā)專用機(jī)器,而與人工智能技術(shù)則為我們提供了可能性。
三、人工智能的發(fā)展方向
1.專家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個(gè)研究領(lǐng)域,它是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)。近年來(lái),在“專家系統(tǒng)”或“知識(shí)工程”的研究中已出現(xiàn)了成功和有效應(yīng)用人工智能技術(shù)的趨勢(shì)。人類(lèi)專家由于具有豐富的知識(shí),所以才能達(dá)到優(yōu)異的解決問(wèn)題的能力。那么計(jì)算機(jī)程序如果能體現(xiàn)和應(yīng)用這些知識(shí),也應(yīng)該能解決人類(lèi)專家所解決的問(wèn)題,而且能幫助人類(lèi)專家發(fā)現(xiàn)推理過(guò)程中出現(xiàn)的差錯(cuò),現(xiàn)在這一點(diǎn)已被證實(shí)。
2.智能信息檢索技術(shù)的飛速發(fā)展。人工智能在網(wǎng)絡(luò)信息檢索中的應(yīng)用,主要表現(xiàn)在:(1)如何利用計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)模仿、延伸與擴(kuò)展人類(lèi)智能的理論、方法和技術(shù)。(2)由于網(wǎng)絡(luò)知識(shí)信息既包括規(guī)律性的知識(shí),如一般原理概念,也包括大量的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)這些知識(shí)不可避免地帶有模糊性、隨機(jī)性、不可靠性等不確定性因素對(duì)其進(jìn)行推理,需要利用人工智能的研究成果。
3.SOAr是一種通用智能體系結(jié)構(gòu),其始終處在人工智能研究的前沿,已顯示出強(qiáng)大的問(wèn)題求解能力,它認(rèn)為機(jī)器人的開(kāi)發(fā)是人工智能應(yīng)用的重要領(lǐng)域。在它的研究中突出4個(gè)概念:(1)所處的境遇機(jī)器人不涉及抽象的描述,而是處在直接影響系統(tǒng)的行為的境地。(2)具體化機(jī)器人有軀干,有直接來(lái)自周?chē)澜绲慕?jīng)驗(yàn),他們的感官起作用后會(huì)有反饋。(3)智能的來(lái)源不僅僅是限于計(jì)算裝置,也是由于與周?chē)M(jìn)行交互的動(dòng)態(tài)決定。(4)浮現(xiàn)從系統(tǒng)與周?chē)澜绲慕换ヒ约坝袝r(shí)候系統(tǒng)的部件間的交互浮現(xiàn)出智能。目前,國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者都對(duì)機(jī)器人足球系統(tǒng)頗感興趣,足球機(jī)器人涉及機(jī)器人學(xué)、人工智能以及人工生命、智能控制等多個(gè)領(lǐng)域。足球機(jī)器人系統(tǒng)本身既是一個(gè)典型的多智能體系統(tǒng),是一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作自治系統(tǒng),同時(shí)又為它們的理論研究和模型測(cè)試提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
[1]元慧.議當(dāng)代人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展?fàn)顩r[J].福建電腦,2008.
[2]劉玉然.談?wù)勅斯ぶ悄茉谄髽I(yè)管理中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程,2003.
[3]焦加麟,徐良賢,戴克昌.人工智能在智能教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)仿真,2003,(8).
[4]周明正.人工智能在醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技信息,2007.
[5]張海燕,劉鎮(zhèn)清.人工智能及其在超聲無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J].無(wú)損檢測(cè),2001,(8).