时候：2023-03-16 17:13:54
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论文择要：校园网的扶植为黉舍的讲授科研和办理供给一个前进前辈合用的信息搜集情况。跟着近几年高校的扩招，黉舍规模不时扩大，为改良讲授情况不婚配、师资贫乏、讲授资本匮乏的近况，各校起头支配多媒体讲授，加大多媒体讲授情况扶植的投入，并支配长途节制体系来增强多媒体讲授的成果。
1 校园网多媒体讲授的支配
校园网的扶植为黉舍的讲授科研和办理供给一个前进前辈合用的信息搜集情况。多媒体讲授体系对切磋新的教改思绪，培养新的教与学的思惟体例，开导活学活用的立异精力，寻觅讲授鼎新的立异点具备现实的意思。在校园网情况下完成搜集多媒体讲授不只能到达图文并茂、声像俱佳的交互式讲授成果，又能优化同享讲授资本，有用地实旌特征化教导。基于校园网的多媒体讲授已成为古代教导手艺鼎新与成长的标的方针，同时也是鞭策立异教导的首要路子。它应包罗以下两个根基支配功效：一是讲授办理功效。首要为网上讲授办理掩护供给撑持，包罗课程办理、测验办理和信息。课程办理是供给课程先容，如课程的全体框架、内容要求及测验体例；保举课程进修进度表和指点性倡议；教员讲课要点，教案大纲和补充资料索引等。测验办理具备查核入考资历，供给电子注册功效供给分级测试规范，受权题库体系随机天生试卷，为先生网上答题、提交答卷供给方便界面，并具备将成就主动登入成就档案库等功效。信息具备近似BBS会商区、E—mini等功效，接管来自各方面临讲授的反应信息，如讲授问卷、进修要求及希冀等，并供给呼应的信息处置和对外功效。二是网上讲课功效。首要为教员在网上展开多媒体讲授供给撑持，为教员供给一个支配网上多媒体讲授资本，在多媒体课堂或搜集课堂展开多媒体课件讲授的办事。经由历程软件的感化，能将教员机上教员的支配历程、课件内容等，以屏幕播送的体例传至每一个先朝气，并且，教员还可长途节制先朝气，遏制长途教导。该打算常支配于计较机相干课程的讲授，讲授成果很是不错。
2 基于校园网的多媒体讲授的长途节制体系的构建准绳
长途节制是指由一台计较机经由历程搜集远间隔去节制别的一台计较机的手艺。当支配者支配主控端计较机节制被控端计较机时，就犹如面临被控端计较机的屏幕一样，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许运转启动被控端计较机的支配法式，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许阅读编辑被控端计较机的文件资料，乃至能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许支配被控端计较机的内部打印装备和通讯装备来遏制打印和互联网拜候。为处置多媒体讲授中存在的诸多题目，高校试图用现有的校园网情况开辟设想多媒体讲授长途节制与办理体系，开端知足了多媒体装备掩护、办理的须要。其构建需斟酌到以下两个准绳：
（1）装备的前进前辈性。为保障投资的有用性，多媒体课堂与黉舍其余同一的扶植在手艺程度上必须坚持绝对的时期同步性。办理体系的设想、装备的选型都应遵守前进前辈准绳，以保障与现有的或将来能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许接纳的装备相容，使体系的性命周期尽能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许地耽误。支配此体系，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许长途节制最前进前辈的课堂装备，这也表现了现今多媒体课堂办理手艺的成长程度 。
（2）体系的兼容性和可扩大性。在体系设想之初，要充实斟酌布局设想的公道规范，必须为体系此后的进级预留空间。若是体系布局设想公道，体系的掩护能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许在很短的时候内完成；体系必须撑持将来的扩容和光滑进级，在知足黉舍现有须要的同时，为将来的体系扩打下底子；体系应接纳模块化设想，斟酌到差别型号装备的兼容性，在设想体系时，必须斟酌体系的兼容性和可替换性。 转贴于
3 长途节制体系手艺
体系基于本来的多媒体课堂情况遏制构建，在构建历程中，无需对课堂情况遏制革新，不会对讲授构成影响，体系构建简略、合用。体系基于Borland Delphi 7NIndy软件情况开辟。体系设想基于校园网，遵守T C P／I P搜集和谈，经由历程剖析节制码，遏制编码、译码，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许兼容国际外差别品牌的嵌入式课堂桌面多媒体节制单位，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成对差别厂家硬件多媒体装备的长途节制。体系在原有课堂装备条件下构建，无需增添任何硬件装备，对办事器硬件设置装备摆设要求不高，只要在节制端办事器装配节制端软件，课堂终端机作为被控端装配被控端软件。在节制机与被控端课堂P C机之间支配校园网遏制通讯，而被控端课堂P C机与桌面节制单位之间经由历程串口遏制通讯。从节制机经由历程T C P／IP和谈传输一个节制和谈旌旗灯号给被控端课堂P C机 ，而后由课堂端P C机将其翻译为节制单位呼应的节制旌旗灯号，经由历程计较机的串口支配R$232和谈传输给桌面节制单位，节制多媒体外装备。
4 长途节制体系能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成的功效及其影响
经由历程与监控体系、内部通话体系连系，多媒体讲授长途节制体系完成了对每一个课堂每台装备的长途节制。其具备以下功效：第一，节制端课堂投影机的开关，视频旌旗灯号、展台、手电脑通道切换，投影机使命状况的显现；第二，节制电动屏幕的起落，电动窗帘封闭，室内灯光节制开关；第三，节制课堂展台的电源开关，镜头变焦、聚焦的支配；灯光及功效键的支配；第四，节制端课堂的DVD、录相机等装备和播放、挑选等支配和麦克风音量的节制等。
长途节制体系表现了课堂装备办理的新理念，而不是简略地将中控的节制功效经由历程搜集遏制耽误。体系经由历程IP地址挑选节制端课堂，完成了跨网段、跨讲授楼的多媒体课堂的长途节制，对被控端不数目限定。长途节制体系给上课教员和办理职员带来了诸多方便，如教员课前能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许向节制中间提出装备支配要求；在讲授历程中，若是碰到题目，教员能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许经由历程内部通话体系与节制中间接洽，办理职员对装备遏制长途节制，使题目及时获得处置；教员课后若是急于到其余课堂上课，节制中间能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许对课堂的投影机、电动窗帘、幕布等装备遏制长途节制，处置了教员的后顾之忧；处置了办理职员欠缺题目，大大削减办理职员课堂间频仍奔忙的劳顿之苦；前进了装备的支配效力。总之，多媒体讲授长途节制体系的支配前进了装备办理的条理，强化了装备的掩护与办理，前进了装备的支配率和无缺率，削减了职员耗损，前进了办理条理和办理程度，使多媒体讲授全体办理程度获得了晋升。
参考文献
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[2]陈春丽.校园网多媒体讲授的支配[J].中国地质教导，2004，(3):55-56.
1 弁言
跟着可编程逻辑节制器（PLC）手艺的慢慢成长，良多财产出产要求完成主动化节制的功效，都接纳PLC来构建主动化节制体系，出格是对一些电气节制较为庞杂的电气装备和大型机电装备，PLC在电气化和主动化节制方面具备独到的上风，如挨次节制，靠得住性高，不变性好，易于构建搜集化和长途化节制，和完成无人值守等浩繁长处。基于此，PLC手艺慢慢成为财产电气主动化节制的首要支配手艺。
本论文首要连系数控机床的电气化功效的革新，详细切磋数控机床电气化革新历程中基于PLC手艺的支配，和PLC手艺在完成数控机床主动化节制功效上的支配，以此和泛博同业分享。
2 数控机床的电气化革新概述
2.1 数控机床的首要功效
数控机床是完成机械加工、建造和出产中支配的最为遍及的一类机电装备。数控机床依托数控化法式，完成对零部件的主动切削和加工。可是今朝我国仍然有跨越近1000万台的数控机床，首要依托手动节制完成切削加工，没法完成根基的电气化和主动化节制。为此，本论文的首要的方针是基于PLC节制手艺，完成数控机床的电气化革新，首要完成以下功效：
（1） 数控机床的一切机电、打仗器等完成基于PLC的主动化节制；
（2）数控机床的进给勾当由PLC节制主动完成，无需野生手动干涉干与；
（3） 主动检测零部件切削历程中的相干参数，如加工参数、状况参数等等；
（4） 连系上位机能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成对数控机床的长途节制，以到达无人值守的方针。
2.2 电气化革新的全体打算
连系上文对数控车床的电气化、主动化革新的功效要求，肯定了接纳上位机与下位机连系的主动化革新打算。该打算全体布局阐发以下：
（1） 上位机借助于工控机，支配工控机壮大的图象处置能力，重点完成数控车床的出产组态画面显现，和须要的出产数据的传输、保管、输入，同时还要能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成相干节制指令的下达，确保数控车床能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许主动完成一切切削加工出产使命。
（ 2）下位机接纳基于PLC手艺的电气节制情势，由传感器、数据收罗板卡担任收罗数控车床的出产数据、情况数据、状况数据等一切参数，由PLC完成对相干数据的计较，并传输给上位机遏制相干数据的图形化显现和保管；别的一方面，PLC节制体系还领受来自于上位机的节制指令，完成对数控车床的长途节制。
（3） 对数控车床最为关头的节制――进给勾当的节制，支配PLC+勾当节制板卡的情势完成电气化和主动化的节制。详细完成体例为：选用适合的勾当节制板卡，共同PLC的挨次节制，对进给轴机电完成伺服勾当节制，从而完成对数控车床进给勾当的主动化节制。
3 数控车床电气化主动节制革新的完成
3.1 体系革新布局设想
数控车床的电气化主动节制革新，其全体布局以下图1所示，其全体布局首要由以下几个局部构成：
3.1.1 底层装备
底层装备首要包罗两个方面，起首是完成数控车床主动切削加工运转等根基功效的须要电气、机电装备，如电源模块、机电模块等，这些机电装备能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许保障数控车床的根基功效的不变靠得住的完成；其次，底层装备还包罗各类传感器，比方监测机电转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴勾当进给量的光栅尺等，这些传感类和数据收罗类装备为完成数控车床主动化节制供给了底子数据源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站首要担任领受底层传感装备通报过去的传感参数、状况参数及其余检测参数，经由历程内部法式的运算，判定全数数控车床的使命状况，并将此中的重点参数上传到长途节制终端遏制数据的图形化显现、存储、输入打印等支配；别的一方面，本地PLC站同时还领受来自于长途节制终端所下达的节制指令，比方停机、启动等节制指令，PLC站经由历程对呼应履行器（比方机电）的节制，从而完成主动化节制的功效。
3.1.3 长途节制终端
长途节制终端首要是依靠于工控机完成的上位机数据办理和状况监控，须要特地开辟一套面向数控车床加工、出产和主动节制的软件法式，以完成对数控车床的长途化、搜集化、主动化节制，真正完成无人值守的功效。
基于PLC的数控车床电气主动化革新框图
3.2 PLC电气节制体系的设想完成
本研会商文以CK6140通俗数目机床为详细研讨东西，详细切磋其电气化、主动化节制的革新。经由历程上文对机床革新打算和布局功效的阐发，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许肯定全数机床电气化、主动化革新，一共须要完成14个体系输入，9个体系输入。连系节制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路接纳24V直流电源供电体例。按照对数控机床的各模块节制功效的阐发，选用适合的打仗器、继电器、开关、赞助触点等电气节制元件，与PLC共同完成对电气装备的节制，比方PLC经由历程打仗器节制机电模块，PLC经由历程继电器节制电磁阀等部件，从而完成基于PLC节制的数控车床电气化革新。
4 结语
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)03-0000-02
Telescope Remote Control and Management System
Qian Chen
(Jiangsu Province Taizhou No.2 School,Taizhou225300,China)
Abstract:With the continuous development of network technology,the remote control system of the telescope to become the research focus of the Observatory at home and abroad,the observer through the Internet you can control the telescope for astronomical observations.Remote control system of the telescope astronomical science activities have played a positive role in promoting,parents no longer worry about the child's travel at night,as long as remote viewing via the website booking home for astronomical observation,effectively improve the management efficiency, reduce management costs,astronomical research has practical significance,but also to popularize scientific knowledge of the basic conditions.
Keywords:Telescope;Astronomy;Remote control;Management system
地舆学是人类最早展开研讨的学科之一，古代地舆学的研讨体例通俗基于都是肉眼所见，研讨的内容也仅仅是对地舆景象的笔墨记实和简略推算。是以，在很长的一段汗青时期内，古代地舆学研讨的一向不任何冲破性的成长，研讨体例仍然简略，贫乏呼应的现实撑持。大要在十七世纪初，千里镜的发明使地舆景象的察看程度大幅前进。在那以后，良多地舆迷信家都投入到地舆千里镜的研制当中，地舆千里镜研制手艺的不时成长，有用的鞭策了地舆学研讨的成长，获得了良多的新的科研功效。
跟着千里镜手艺、探测器手艺和计较机手艺的成长，经由历程地舆察看获得的数据量正在成倍增添，别的一方面，国际上各类的巡天打算的数据在不时的积累，如Hubble太空千里镜天天的数据量约莫为5GBytes。可是，这些并不象征着人们从中能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许获得的信息量也日趋的丰硕。人们须要转变这类 “数据愈来愈丰硕，但不丰硕的信息、常识”的情况。迅猛回升的大批数据保管在各类体系和介质中，方便于人们对其遏制清算和办理。为处置上述题目只要开辟扶植假造地舆台如许的一个谜底。
此刻，地舆学家们已认识到扶植假造地舆台对地舆景象研讨的首要性。在中国，北京地舆察看台、清华大学FAST课题组、西安电子科技大学、哈尔滨财产大学等单位对地舆千里镜的节制体系有了必然的尝试考证和现实功效。二零零零年一月，颠末中国、美国、奥天时三个国度的良多物理学家的不时尽力，成立了一个环球规模内的H-alpha整日面像联测搜集。该联测搜集包罗下面如许几个：Big Bear Solar Observatory(USA)，Kanzelhohe Solar Observatory(Austria)，云南地舆台，Catania Astrophysical Observatory，和怀柔太阳地舆台。
从节制体例上看，今朝存在三种首要的体例：集合节制、主从节制和散布式节制。从主动化程度来看，千里镜节制的流程主动化运转情势还处于低级阶段。
国际上千里镜的节制首要有以下体例：
1.经由历程节制手柄的按钮手动节制千里镜的动弹，完成寻星。此体例仅合用于处置地舆察看的专业职员。
2.察看职员一步阵势支配节制软件的界面，调理千里镜遏制察看。这是最根基的非主动化的运转情势。
3.全主动导星体例。在计较机中输入要察看的恒星或行星的称号或坐标，计较机经由历程软件节制千里镜完成主动化寻星。主动化寻星的流程牢固在法式中，不能变动，留出一些参数供察看职员现场设置装备摆设。
下面将简略的会商一下搜集节制手艺和办理体系的相干内容。
起首，咱们会商一下搜集节制手艺，咱们将节制搜集分为两个构成局部：第一是面向装备的现场搜集；第二是面向节制体系的节制搜集；用现场搜集（如RS-232/422/485，CAN，Lonworks，财产以太网等）毗连现场装备，并经由历程特定的接口（如规范以太网接口）毗连到节制搜集，节制搜集再毗连到对应的其余体系，别的，由于广域网手艺的不时成长，从底子上来讲这些节制搜集是能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许光滑的接入广域网并且构成更壮大的节制搜集。
其次，咱们再来会商XML和Web办事手艺。以后，国际地舆学研讨的首要标的方针是尽力于将XML引入地舆数据处置/存储/互换范畴，而这项研讨的首要内容为：VOTable。VOTable这个名方针提出来历于如许的一个题目：若何能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许简便而又高效的保管大批的数据，并能让这些数据支配于到此后的大规模散布式计较情况？为了研讨这些，国际地舆学家们试着经由历程基于XML手艺的VOTable这个名目来处置这个困难。
在因特网迅猛成长的时期，一旦咱们具备了数据/信息互换的规范(即XML和基于XML的某种标记说话)，那末若何能力晓得在甚么处所能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许处置这些数据/信息？若何样为某些数据/信息开辟对应的处置支配，若何将这些到散布式的搜集情况当中呢?支配以后，咱们又该若何将其公然辟行，让客户能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许等闲地搜刮到呢?地舆学家发明比拟好的处置体例便是Web办事手艺(web services)。Web办事手艺是为了处置因特网规模内，若何将web办事集成在一路，遏制彼此支配的一个手艺框架。Web办事手艺的手艺底子是XML/SOAP/WSDL/UDDI，在这些手艺外面，XML是Web办事的基石，简略东西拜候和谈（SOAP）支配XML来封装Web办事的要求，Web办事的功效又是由办事描写说话（WSDLWeb）来描写，Web办事的注册由同一描写/发明/集成和谈（UDDI）完成。
第三，B/S情势。B/S布局散布性强、掩护方便、开辟简略、用户支配便于把握、同享性强并且本钱高贵。别的，B/S情势便于集合的办理掩护、用户支配简略、跨平台等特色。跟着搜集出格是宽带搜集的遍及支配，基于搜集的B/S支配体例更具备光亮的成长远景。
第四、DBMS(数据库办理体系)
数据库办理体系(database management system)是一种支配和办理数据库的大型软件，用来成立、支配和掩护数据库，简称dbms。它对数据库遏制严酷同一的办理和节制，如许就保障数据库的宁静性和完全性。用户经由历程dbms拜候数据库中的数据，数据库的办理员也经由历程dbms对数据库掩护。它能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许让多个支配法式和用户用差别的体例在同时或差别时候去成立，点窜和扣问数据库。DBMS供给数据界说说话DDL（Data Definition Language）与数据支配说话DML（Data Manipulation Language），供用户界说数据库的情势布局与权限束缚，完成对数据的追加、删除等支配。
第五、静态办事器页面ASP
ASP是Active Server Page的缩写，意为“静态办事器页面”。ASP是微软公司开辟的代替CGI剧本法式的一种支配，它能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许与数据库或是别的法式遏制交互，是一种简略、方便的编程东西。ASP的网页文件的格局是.asp，此刻常常支配于各类静态网站中。
千里镜长途节制办理体系，使先生在室内的电脑上，经由历程web长途登录节制网站，便能够或许够或许或许支配地舆千里镜，获获得相干的天空信息和图象，既能让先生到达旁观天空的方针，又处置了宁静题目。
参考文献：
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电气主动化节制手艺，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成节制体系的主动化，晋升工艺的运转程度。电气主动化节制是一类新型的手艺，焦点是电子手艺，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许大面积地支配到装备行业中。电气主动化节制的手艺能力高，经由历程差别手艺的彼此共同，完成电气主动化的运转节制，并且主动化节制是电气运转中的焦点，保障出产的切确性和运转速度。电气主动化节制能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许以少许法式节制多个变量，各个节制东西处于彼此共同的状况，晋升了体系支配的程度，监视被控东西的运转历程，时期批改被控东西的运转状况，使其具备切确、公道的运转体例。
2 电气主动化节制手艺的成长
2.1 智能化
电气主动化节制手艺下的产物、体系等，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照指令智能化的完成支配，简化支配办事的流程。智能化是电气主动化节制手艺的首要成长标的方针，恰是由于智能化的要求，促使电气主动化节制手艺与信息手艺、通讯手艺彼此融会，重视手艺中的机能开辟，表现手艺节制的速度。
2.2 节俭化
节俭化成长，是指电气主动化节制手艺支配中完成了节能与环保。比方：电气主动化节制手艺在照明体系中的支配，其可赞助支配新动力，同时节制照明灯具的支配，耽误灯具的支配寿命，既能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许保障动力支配的效力，又能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许前进照明装备的品德。
2.3 信息化
电气主动化节制手艺的信息化成长，改良了手艺运转的体例，使电气主动化中，以信息节制为底子，引进互联网、物联网等现实，撑持电气主动化的节制运转。
2.4 同一化
电气主动化节制手艺拉近了各个行业之间的间隔，融入各项手艺的同时，朝向同一化的标的方针成长。在电气主动化节制手艺的感化下，行业间遵守不异的设想规范，支配体例、掩护战略等，都慢慢同一，在下降行业扶植难度的同时，表现同一化成长的上风[1]。电气主动化节制手艺的同一化成长，消弭了行业之间潜伏的成长抵触，晋升行业资本的支配效力，加速了信息传输、支配的速度。
3 电气主动化节制手艺的支配
3.1 财产
财产是支配最遍及的行业，由于财产规模较大，对电气主动化节制的须要大，以是我国主动鞭策电气主动化节制手艺在财产中的支配，努力于改良传统财产的经营体例[2]。PLC是电气主动化节制手艺的首要元件，其为一项可编程逻辑节制器，以财产企业为例，阐发PLC的支配。该财产为机械建造企业，基于PLC的电气主动化节制手艺，为机械建造体系供给了相干的节制，PLC按照机械建造的须要，编写了支配指令和逻辑运算法式，简化了机械建造出产体系的支配，并且PLC的切确度高，躲避了该企业出产的偏差，完成了机械建造的主动化、信息化出产，PLC写入编程后，节制了机械建造的历程，同时节制机械建造的参数，包罗尺寸、温度信息等，按照该企业机械建造的指令，构成闭环出产体例，优化机械建造的工艺流程，并且该企业在PLC中设想了PID模块，经由历程PID子法式，切确节制PLC的内部编程，防备机械建造中呈现题目。
3.2 交通业
电气主动化节制手艺在交通业中的支配，不只表此刻车辆运输上，还表此刻红绿灯、监控体系等方面。车辆上的元件、器件等，根基都是电气主动化节制手艺的表现，供给专业的主动化节制，保障车辆通行的宁静[3]。比方：电气主动化节制手艺在电子眼中的支配，代替差人法律，完成主动化的违章取证，电子眼监视交通体系中的车辆运转，抓拍守法行动，提交到交通局的支配体系内，加重了交通法律的使命承当，电气主动化节制手艺填补了电子眼的缺点，促使其可更切确、更疾速、更清楚地完成抓拍取证，晋升电子眼对交通运输的监控能力，有用节制电子眼的运转，以防止交通法律中呈现缝隙。我国各地当局在交通业扶植中，主动引进电气主动化节制手艺，完美交通监控体系，今朝，测速器、屏显等多个交通名目中，均触及到电气主动化节制手艺的支配。
3.3 农业
农业是我国经济成长的底子撑持，为了鞭策农业的出产，引入电气主动化节制手艺，周全扶植智能农业，加速农业机械化的成长速度。以某地域农业中的大棚莳植为例，阐发电气主动化节制手艺的支配。该地域传统的大棚莳植，是按照农人莳植经历分派使命，一旦节制不好温度、湿度，即会影响大棚莳植的经济效益。研讨职员将电气主动化节制手艺引入到大棚莳植内，以育秧大棚为东西，构建智能节制体系，大棚内装配差别属性的无线传感器，特地搜集大棚内的情况参数，如：光照、含水量等，遏制主动化的信息收罗，传感器收罗的旌旗灯号传输到节制中间，比对规范的参数方针，莳植职员把握大棚育秧的现实情况，同时按照对照成果调理大棚内的情况，长途节制特定的装备。该大棚内部装配了高清视频，一样接入到节制中间，莳植职员能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许随时查抄育秧的状况，电气主动化节制手艺的支配，赞助构建办理平台，别离为四个功效模块，散布是传感收罗、视频监控、智能阐发和长途节制，全体节制育秧大棚的成长情况，为幼苗的培养供给优良的情况。
3.4 办事业
人们对办事业的须要很是大，方针是方便人们的平常糊口，出格是在电子产物上，更是表现出办事业对电气主动化节制手艺的须要。糊口中的电子产物，大多支配了电气主动化节制手艺，如：智妙手机、ipad、跑步机等，标明电气主动化对办事业市场的鞭策感化[4]。近几年，电气主动化节制手艺的支配，由办事业的电子产物，慢慢转型到企业内，比方：餐饮办事中的“机械换人”概念，餐厅内，机械人代替野生办事，供给点菜、传菜等办事，机械人是餐饮业的成长趋向，标明电气主动化节制手艺的首要性，此项手艺在“机械换人”中，起到主动化的节制感化，是机械人开辟中不可贫乏的手艺。
4 竣事语
电气主动化手艺的成长和支配，标明了该项手艺外行业经营中的首要性，知足我国社会行业扶植的根基须要。按照电气主动化节制手艺的支配，落实成长战略，充实阐扬电气主动化节制手艺的潜力，保障其在将来的应代价。电气主动化节制手艺的成长和支配，必须适合古代企业的须要，由此能力规范节制手艺的现实支配。
参考文献
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中图分类号：TP391.41
文献标识码：A
DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.017
0 弁言
由于我国的地舆地位情况，我国的天气受季风影响较大，降水量的地域、时候散布不平均，从而致使河道的流量和水位变更较大。以我国秦岭淮河以北、黄河道域下流地域为例，每一年七八月份，由于亚寒带季风影响，降雨量骤升，河道水量剧增，水位疾速回升，从而会激发洪涝灾难，从而致使大批的性命、财产丧失。发生洪涝的缘由除降雨以外，另有一些其余的景象形象和水文身分，比方：温度、湿度、降水间隔、水流流速、风速、风向等。而跟着景象形象手艺、传感器手艺的成长与成熟，人类已能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许获获得延续的景象形象和水文数据；同时，跟着大数据时期的到来，大数据处置和阐发手艺的成熟，对持久的景象形象、水文数据遏制数据阐发和发掘已成了能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许，从汗青的信息中挖取和洪涝灾难有关的信息，从而遏制防洪预警已成了以后的研讨热点。
景象形象与水文是洪涝灾难的客观缘由，同时，洪涝灾难常常也由一些报酬缘由构成，比方排水能力差，排水不及时，防洪工程呼应不及时，品德不过关等身分。针对品德不过关等题目，当局须要增强对水利T程品德的羁系力度。而针对呼应不及时等题目，便可经由历程数据阐发、瞻望体例共同防洪装备的长途节制等手艺来处置。以泵站为例，可用本论文设想的泵站长途监控体系来完成水泵的长途启动与调剂，调剂排水量，从而加重洪涝灾难的影响。
针对洪涝灾难这一题目，本文提出了基于布局化撑持向量机（Structured Support Vector Machine）的泄洪联动手艺研讨。经由历程汗青的洪涝信息练习进修模子，并按照察看到的水文信息对洪涝灾难遏制瞻望，天生各水泵的使命战略向量。并按照该向量经由历程长途监控体系遏制水泵的节制与调剂，尽能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许防备洪涝灾难。
1 基于布局化撑持向量机的泄洪联动设想
防洪泄洪作为水利水文监控体系的首要功效须要之一，若何切确地遏制洪涝信息的瞻望预警，完成其聪明化是今朝国际外的研讨热点。今朝较为典范支配较广的大水瞻望调剂模子首要包罗流域水文模子（如新安江模子）、河道演算水文学和水力学模子（如Muskingum Method、动力波演进模子）和据流域特制模子（如陕北模子、河北雨模子）。在“新安江模子”中检测站及时监测流域温度、绝对湿度、河道径流量等；而后对所收罗监测数据遏制数据发掘处置，经由历程各类拟合体例肯定该地域植被笼盖面积、泥土渗入系数、饱和蓄水量等相干水文参数的信任区间；最初在已成立的模子底子上对水文数据（如降水量、水位等）遏制演算，批改模子参数。今朝来讲，外洋的河道代表模子有TOPMODEL模子（Topography BasedHydrological Model）和SWAT模子（Soiland WaterAssessment Tool）等。
布局化撑持向量机（Structured Support VectorMachine）是一种机械进修算法，它泛化了机械进修中撑持向量机（Support Vector Machine）的分类器（classifier），从而使得其能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许瞻望庞杂的布局。布局化撑持向量机能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许用于瞻望树状布局（Tree），有序表布局（Sequence），固然也能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许用于瞻望向量（Vector）。在现实的水文信息阐发中，常常须要斟酌到浩繁的影响身分，比方上文提到的降雨量、降雨间隔、水位、湿度、温度等，这些影响身分也被成为阐发题方针方针。
而对景象形象和水文信息而言，这些方针常常存在以下两大特色：
方针规模庞杂：
对水文数据而言，由于时时刻刻的景象形象和水文情况都在转变，即时时刻刻都有新数据发生，数据规模庞杂。并且对景象形象和水文信息而言，一段较永劫候内的数据才对阐发使命有着首要感化，常常须要阐发一年，十年乃至一世纪的数据能力获得有用阐发成果，是以，对方针而言，数据规模庞杂是一个较着的特色。
方针之间存在堆叠：
水文数据方针间常常不是自力的，而是存在堆叠的，比方降雨方针会影响水位方针，也会影响湿度方针。这些堆叠的方针一方面会致使阐发题目变难，阐发使命变重，也会致使大批的计较华侈。
针对以上题目，本文起首接纳主成份阐发法来下降数据的维度，即只拔取关头的方针，从而削减堆叠方针构成的影响，也能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许较着的削减计较量，再引入布局化撑持向量机遏制联动处置。本体例旨在支配降维的思惟，把多方针转化为大都几个综合方针。其步骤以下：
2 基于布局化撑持向量机的泄洪联动手艺完成
本文设想的泄洪联动手艺首要触及到以下两局部使命：1）经由历程主成份阐发法对数据遏制降维，从而削减计较量和由数据堆叠题目构成的成果不切确；2）经由历程布局化撑持向量机按照汗青的景象形象、水文信息对水泵战略遏制瞻望。而这两局部则均为数据阐发使命，计较量较大，计较速度较慢，是以本文将以上两个算法作为离线法式，天天按时运转，天生呼应的成果，便于办理员遏制决议打算。数据的输入体系包罗：
（1）泵站收罗数据处置体系
泵站收罗数据处置体系对泵站数据遏制长途监测，功效首要包罗：统计和记实首要电气装备的举措（将体系收罗到的泵机运转状况等数据遏制分类处置并保管）；变乱及很是统计记实；参数越限统计（对参数越限等很是遏制须要的统计，同时在须要时遏制警示，并可按照须要天生报表）；运转日记及报表打印。
（2）长途主动化节制体系
可经由历程本体系所设想开辟出的主体水利信息化办理软件来对泵机遏制启停节制。体系按照及时运转状况，按照预设节制参数和模子完成对泵站机组的主动节制。站点泵机的节制可经由历程切换开关转换到“手动支配”或“长途节制”。
当节制体例被切换到长途节制体例时，除站点值守职员支配站点上位机完成对机组的节制外，中控室和有权限职员也能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许间接完成对站点装备的呼应节制，从而完成泵站的少人乃至无人支配，大大加重职员使命量。
在现场装配的传感终端长途监测模块，完成对站内机组、电气装备及周边举措办法情况的及时监控，同时供给和办理上位机的长途通讯接口。经由历程485串行总线等通讯体例，站点办理职员能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许及时监测该站点静态数据和领会各支配中的首要使命历程。
站点监测的东西首要包罗：机组电压、电流；机组温度；水位等。
站点上位机对监测的数据能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许以数字和图形两种情势遏制及时显现，它经由历程各类静态的图文来表现全数泵站各类装备的及时状况，给人以活泼、直观的支配成果。
（3）泵站长途监控软件体系
泵站长途监控软件体系是为了完成抗旱与排涝泵站构成的泵站集群的信息化、智能化的开辟、办理，是以是全数体系的焦点构成局部之一。经由历程该软件体系能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许及时显现各个分站的运转情况，如泵机电压电流、泵机温度、进水口水位、排灌量等首要信息。长途节制机组的启、停转换；且能对体系毛病遏制白诊断，能有用地掩护机组的宁静运转，进而赞助运转职员发明变乱隐患等。
基于主成份阐发法的水文信息降维法关头算法完成：
1.规范化矩阵：
function std=cwstd（vector）
cwsum=sum（vector.1）；%对列乞降
[a，b]=size（vector）；%矩阵巨细，a为行数，b为列数
for i=l：a
for j=l：b
std（i，j）=vector（i，j）/cwsum（j）；
end
end
2.计较主成份：
Function result=cwfac（vector）；
std=CORRCOEF（vector）%计较相干系数矩阵
[vec，val]=eig（std）%求特色值（val）及特色向量（vec）
newval=diag（val）；
[y，i]=sort（newval）；%对特色根遏制排序，y为排序成果，I为索引
For z=1：1engm（y）
newy（z）=y（1ength（y）+l-z）；
end
rate=y/sum（y）；
newrate=newy/sum（newy）
sumrate=0：
newi=[]；
for k=length（y）：-l：l
sumrate=sumrate+rate（k）；
newi（length（y）+l-k）=k；
if sumrate>0.85 break；
end%记下积累进献率大85%的特色值的序号放入newi中
end
基于布局化撑持向量机的泵站战略瞻望关头算法完成以下：
pann.pattemS=pattems；
pann.1abels=labels；
pann.10ssFn=@lossCB；
parm.constraintFn=@constraintCB；
pann.featureFn=@featureCB；
parm.endIterationFn=@iterCB；
parm.dimension=10；%颠末主成份阐发法后的数据维度为10
pann.verbose=l；
1 媒介
陶瓷出产中，坯体在成形、枯燥、施釉、烧成、检选和储运等几个工序。凡是所说传统陶瓷或通俗陶瓷通俗指日用陶瓷、修建陶瓷、卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷和摆设艺术陶瓷等。作为一个陶瓷出产建造大国，必须在在陶瓷的储运方面要有相称的气力能力胜任。陶瓷品种和工序的单一，若是仅仅靠人力来完成，那末所须要的休息力资本将会是很是大。在休息力本钱的日趋增添，企业之间的合作，前进出产力，前进产物的品德，是企业们火急须要的。
主动化平面堆栈又称主动化堆栈、古代智能库、高层货架堆栈等。该体系是顺应经济成长的须要而在近代才突起的新型仓储举措办法，不用野生间接遏制处置的主动存储和掏出货色体系。跟着计较机手艺和主动节制手艺的成长和遍及支配，仅仅只是前进平面堆栈的主动化办理程度已不能知足各大企业的须要，是以，新型的平面堆栈体系必然要成长到成为全数企业出产打算与分派的节制中间。
2 平面堆栈的上风
2.1 前进空间支配率
初期平面堆栈构思的根基动身点是前进空间支配率，充实节俭无限且高贵的园地，在东方有些发财国度前进空间支配率的概念已有更遍及、深切的寄义，节俭地盘已与节俭动力、掩护情况等更多方面接洽起来。有些乃至把空间支配率作为查核堆栈体系公道性和前进前辈性的首要方针。堆栈空间支配率与其打算慎密相连，通俗来讲，平面堆栈的空间支配率为通俗堆栈的2～5倍。
2.2 前进前辈的物流体系前进企业出产办理程度
传统的堆栈只是货色的贮存场合，保管货色是其独一的功效，属于静态贮存。平面堆栈接纳前进前辈的主动化物料搬运装备，不只能使货色在堆栈内按须要主动存取，并且还能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许与堆栈以外的出产关头遏制无机地毗连，并经由历程计较机办理体系和主动化物料搬运装备使堆栈成为企业物流中的首要关头。企业外购件和便宜件进入平面堆栈短时贮存是全数出产的一个关头，是为了在指定的时候主动输入到下一道工序遏制出产，从而构成主动化的物流体系关头，属于静态贮存，是现今平面堆栈成长的较着手艺趋向。
2.3 加速货色存取，加重休息强度，前进出产效力
成立以平面堆栈为中间的物流体系，其优胜性还表此刻平面堆栈具备疾速的入出库能力，妥帖地将货色存入平面堆栈，及时主动地将出产所需零部件和原资料投递出产线。同时，平面堆栈体系加重了工人综合休息强度。
3 陶瓷财产的智能平面堆栈的须要
由于特征化的陶瓷遍及存在包装尺寸巨细差别、数目差别，为了经济高效的完成陶瓷的疾速储运，对古代堆栈中货色的贮存与运输带来了新的要求，详细包罗：1.堆栈中的货架空间能按照陶瓷件的巨细来遏制调理；
2.货架上的陶瓷物品要按运输打算绝对有序集合，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成疾速找寻和疾速出库；
3.货架应撑持的空与占显现，对所存货色具备逐一映照标定，并撑持状况主动更新；
4.为了前进储运历程的宁静性与切确度，应撑持长途集合调剂下的机械人主动储运。
4 陶瓷财产的智能堆栈的设想
4.1 针对陶瓷财产的智能平面堆栈的须要，提出了以下设想
1.堆栈货架空间的主动编码与优化调剂。设想信息数据库，对平面堆栈中的地址货架位，按空间巨细与地位同一编码；设想多机械人同步举措路子打算算法，遏制堆栈中货架摆放地位与轨道排放的优化主动设想，由体系主动遏制陶瓷件寄放的空间地位与挨次。
2.陶瓷件的主动辨认与货架位信息更新。长途节制端对储运机械人下达举措指定的同时，给定须要储运陶瓷件的方针地位；机械人以最短路子挪动至支配货架位上完成储运支配，并对货架位上的电子标签上遏制信息改写；货架位的电子标签与节制端数据库相连，遏制状况信息的记实。
3.平面货架空间的主动优化调剂。根以后的存储要求，体系主动天生调剂打算并上报。待办理员审批后，货架按照陶瓷件要求，遏制差别尺寸货特空间的主动调剂，以完成堆栈空间的自顺应；调剂历程与支配均由体系主动天生，并就调剂后的各货架信息遏制体系资本数据库的更新。
4.2 长途节制端
长途节制真个节制体系是主动化堆栈运转胜利的关头，不好的节制，体系运转本钱就会很高，并且效力很低。为了完成主动运转，主动化堆栈内所用的各类存取装备和保送装备本身必须设置装备摆设各类节制装配。这些节制装配品种良多，从通俗开关和继电器，到微处置器，按照各自设想的功效，它们都能完成必然的节制使命。如按照陶瓷件的巨细调剂货架的巨细，节制机械人的举措路子和举措的地位、速度等。长途节制端是主动化堆栈的信息关头，它在全数体系中起着无足轻重的感化，担任调和体系中各局部的运转。各装备的运转使命、运转路子、运转标的方针都须要监控体系来同一调剂，按照批示体系的号令遏制陶瓷件的搬运勾当，并可经由历程长途节制端能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许间接察看各体系的运转情况。
4.3 履行端――机械人
履行真个机械人首要由PLC来节制，在堆栈中有呼应的HMI（人机界面）节制板来节制，同时在长途节制真个办理员也一样能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许节制机械人。PLC首要节制机械人的地位、机械人对陶瓷件的拾取、行走路子和速度等等。这些都是按照呼应的传感器和路程开关和长途节制端给的呼应旌旗灯号为基准遏制节制的。
4.4 运输端
除机械人的运输外，对陶瓷件的入库和出库，都有叉车、堆垛机、打包机、传输装备呼应完成智能平面堆栈的智能化。传输装备能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照陶瓷件的巨细、分量、外形，传到呼应的机械人。
5 总结
中国的陶瓷财产要想持续坚持出产建造活着界上第一的地位，这就要求出产历程中各关头慎密相连，成为一个无机全体，要求出产办理迷信合用，做到决议打算迷信化。成立平面堆栈体系是其无力的办法之一。接纳计较机办理和搜集手艺使企业带领微观疾速地把握各类物资信息，且使工程手艺职员、出产办理职员和出产手艺职员及时领会库存信息，以便公道支配出产工艺，前进出产效力。国际互联网和企业内部搜集加倍企业获得与外界在线毗连，冲破信息瓶颈，坦荡视线及外引内联供给了广漠的空间和坚固壮大的手艺撑持。
本文是就江西省高级黉舍大先生立异创业设想名目结题的论文报告，名目称号：陶瓷平面堆栈智能化储运战略及其功效完成，在景德镇陶瓷大学刘蜀阳教员的指点下完成。
参考文献
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中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：
1、媒介
污水处置是一门触及化学、物理、生物等多门迷信的综合性手艺，其工艺机理庞杂，支配要求很是严酷，完成起来难度较高。若是只凭现场职员手动支配，常常支配烦琐，休息强度大，处置成果差。加上我国水净化节制程度较低，出格是财产废水的净化节制，投入贫乏，给情况带来了严峻的要挟。是以为了转变我国污水处置节制手艺的这类掉队近况，遏制污水处置主动节制体系的研讨，具备很是现实的意思。以后，污水处置节制范畴将计较机手艺、智妙手艺、搜集手艺等支配到历程中，完成优化节制，已成为研讨热点。
2、主动节制现实的成长
在财产和古代迷信手艺的飞速成长的同时，节制现实的成长至今已有100多年的汗青。各个范畴中的主动节制体系对节制精度、呼应速度、体系不变性与顺应能力的要求愈来愈高，支配规模也加倍遍及。出格是自20世纪80年月以来，计较机手艺的高速成长，鞭策了节制现实研讨的深切成长。
3.各单位的主动节制体系
3.1 格栅主动节制体系
按照水位差丈量仪检测的格栅前后水位差阈值主动节制机械格栅的运转。当机械格栅遏制运转的时候跨越设定值时，体系转由时候节制，主动启念头械格栅。PLC体系还将按软件法式主动节制栅渣保送机、机械格栅的挨次启动、运转、泊车和宁静联锁掩护。水位差设定值，格栅的运转时候合格栅运转周期可调。3.2 水泵主动节制
在泵池设超声波液位仪表，按照水位丈量仪测得的泵房水位值主动节制多台水泵的启停运转。当泵房水位高至某一设定的水位值时，PLC体系将按软件法式主动增添水泵的运转台数；相反，当泵房水位降至某一设定的水位值时，PLC体系将按软件法式主动削减水泵的运转台数。同时，体系积累各个水泵的运转时候，主动轮换水泵，保障各水泵积累运转时候根基相称，使其坚持最好运转状况。当水位降至干运转水位时，主动节制全数水泵遏制运转。在监控办理体系和当场节制体系的支配面板上能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许设定水位值。
3.3 沉砂池主动节制
沉砂池的装备自成体系，随装备所带的当场节制箱将带有启动时序和遏制时序，和宁静掩护法式，主动节制整套沉砂池装备的运转。PLC体系将收罗沉砂池全数装备的运转状况，上位监控办理计较机也可远控整套沉砂池装备的启动/遏制。
3.4 分段进水多级AO生物池节制
现有AO或AAO生物池革新接纳分段进水多级AO工艺。首要测控内容有：
――各段进水流量检测、配水阀门/堰门监控，主动节制各段流量，保障多级AO工艺进水流量分派比，完成公道支配各段硝化容量,充实支配原水中碳源遏制反硝化, 到达有用下降出水TN, 并下降运转用度。
――厌氧池氧化复原电位监测，各级缺氧池进口消融氧监测，各级缺氧池夹杂液浓度监测，搅拌器运转节制。
――各级好氧池消融氧监测、氛围流量检测、曝气量主动节制。由于污水处置厂的现实运转中, 进水负荷及时变更，DO串级节制战略可按照进水负荷及时调剂DO的设定值, 有用地消弭进水扰动。
――生物池出水硝氮在线检测，作为甲醇投加的历程节制参数，及时调剂外碳源的投加量，保障出水水质并节流碳源。
――生物池出水氨氮在线检测，按照出水氨氮值及时调剂曝气量知足和保障出水水质的要求。
――分段进水多级AO工艺对C/N比的敏理性，详细水质、水量的及时变更，使得分段进水工艺的运转和优化有很大的空间。支配在线监测及智能节制手艺，按照进水水质、水量对体系遏制及时节制, 前进净化物的去除效力, 下降运转本钱，并可前进分段进水生物脱氮工艺的可支配性。
3.5 鼓风机房出口压力节制
经由历程压力变送器检测氛围总管的压力，按照设定的压力值节制鼓风机的运转台数、调理鼓风机的导叶片角度，从而保障生物池对氛围的须要量。在保障氛围须要量的条件下，尽能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许地节流能耗，压力节制体系和曝气量调理体系彼此联系关系，彼此影响，终究使生物池的生物处置历程处在最好状况。经由历程监控办理体系和现场节制体系的支配屏，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许设定鼓风机出口的压力节制值。
3.6 污泥回流量主动调理
回流污泥量的节制接纳比例节制以保障污泥夹杂液浓度在必然的规模内。按照生物池的进水量、回流污泥浓度节制回流污泥泵（工频泵）的运转台数或变频泵的转速，保障生物池微生物的须要量。经由历程监控办理体系和现场节制体系的支配屏，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许设定回流污泥比例。
3.7 积淀池排泥节制
积淀池的排泥能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照装在积淀池内的泥位计来节制刮泥车的运转，指点排泥。排泥有二种节制体例：按泥位计设定值遏制主动排泥，按按时完成主动排泥。
3.8 污泥稀释主动节制
污泥稀释机体系节制接纳时候节制和手动节制。该体系中装备的启动挨次顺次为保送机、稀释机、加药泵、进泥泵、污泥切割机，遏制挨次与之相反。当药液制备段的溶液罐的液位低，进泥泵的进泥流量低、体系中任何一台装备发生毛病时，体系遏制运转。接纳污泥流量比例投加絮凝剂，经由历程监控办理体系和现场节制体系的支配屏，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许设定天天许可的运转次数及每次运转的时候。
3.9 污泥脱水主动节制
污泥脱水历程按污泥脱水体系本身PLC事后体例的法式节制运转。污泥脱水的法式节制接纳时候节制和手动节制。体系设想带有启动时序和遏制时序，和宁静掩护法式。在药液已制备完成的条件下，装备的启动挨次顺次为倾斜式保送机、程度式保送机、稀释脱水一体机、加药泵、进泥泵，遏制挨次与之相反。上位监控办理计较机可长途监测污泥脱水体系全数装备的运转状况和毛病报警，但不可长途节制污泥脱水体系的开停。
3.10 加氯的主动节制
按照进水流量和浊度节制加氯机按比例主动加氯，并按照出水余氯值进一步批改加氯量，使加氯量一向处于最好值。
3.11 电动闸门的节制
首要的电动闸门，中间设置的现场手动支配箱面板上设手动/远动转换开关。手动状况下，由支配箱面板上的按钮节制闸门的开闭；远动状况下，由中控室遥控闸门的开闭。闸门的状况和工况在中控室的摹拟屏上显现。
4.竣事语
污水处置运转历程使命要求重，特征庞杂，运转办理难度大，今朝水处置行业尚贫乏靠得住的及时监测仪器，用传统的节制体例常常达不到切确的节制要求。前进前辈节制现实完成了历程工艺参数的优化，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许转变污水处置厂野生调理支配处置不及时、效力低的近况。污水处置的社会意思庞大支配计较机节制手艺完成污水处置工艺的半主动全主动节制前进污水处置的手艺办理程度公道支配和设置装备摆设处置举措办法装备具备很是现实的意思。
参考文献：
【关头词】智能家居 GSM 进修型红外遥控 人体红外感到
1 媒介
21世纪是信息化的世纪，人类对计较机和互联网的依靠程度愈来愈高。智能家居是经由历程物联网手艺将居室内的各类装备（如家电、照明、窗帘、安防等）毗连到一路，完成长途家电节制、照明节制、窗帘节制、防盗报警、情况监测等功效。但今朝这些前进前辈的智能家居手艺大都是支配在都会高级小区中，而在泛博乡村和偏僻山区却由于各类限定而难以推行。可是跟着家电和手机在乡村的进步，支配GSM搜集可构建简略的智能家居体系，让泛博农人享用信息手艺所带来的糊口方便。本文的首要内容便是支配挪动通讯搜集为乡村等互联网不发财地域设想适合最根基要求、方便合用的智能家居体系，作为推行智能家居体系的一种过渡性设想。
2 体系硬件设想
体系的根基功效：普通情况下，用户经由历程手机长途向体系发短信，体系按照短信编码，遥控家中电器（如空调、窗帘等）的启停，也可拨打体系德律风遏制情况监听，当有响马突入室内或别的很是状况呈现时，启动大功率声光报警器，主动拨打报警德律风和户主德律风并短信告诉。
2.1 硬件布局
体系硬件布局如图1所示，首要包罗STC89系列单片机作为节制模块，西门子TC35模块作为GSM长途通讯，315M超再生无线收发模块作为室内中短程通讯，红外释热防盗模块，HX1838红外一体化领受及红外发射二极管作为红外进修及家电遥控模块，别的传感器电路（如温度、湿度、烟雾等），声光报警器电路，键盘输入及1602LCD显现电路。
2.2 长途节制通讯模块
环球挪动通讯体系GSM是以后支配最为遍及的挪动德律风规范，具备进步度高，几近无搜集盲点，只要会打德律风、发短信便能够或许够或许或许支配，在支配飞信、微信等东西发短信节制的情况下更是无需任何额定开销。
TC35 GSM模块具备本钱低、手艺成熟不变等特色，由供电模块（ASIC）、闪存、ZIF毗连器、天线接口等构成。其焦点基带处置器首要处置GSM终端内的语音和数据旌旗灯号，并涵盖了蜂窝射频装备中的一切摹拟和数字功效。引脚16～23为数据输入/输入，其接口是一个串行异步收发器，适合RS232接口规范，硬件握手旌旗灯号用RTS0/CTS0，软件流量节制用XON/XOFF，撑持规范的AT号令集，与单片机经由历程串口遏制通讯，引脚24～29毗连SIM卡，引脚35～38为语音输入/输入接口，毗连麦克风和扬声器。单片机经由历程AT指令对TC35模块遏制初始化和短动静的领受/发送及拨打德律风等支配。常常支配的AT指令如表1所示。
2.3 进修型红外遥控电路
家用电器的遥控器绝大大都属于红外遥控器，为了防止遥控器间彼此的搅扰，每一个厂商的红外遥控器都具备其特定的编码，包罗厂商牢固编码和面板按键编码。本体系中的红外遥控局部要求能对居室内一切家电遏制遥控，故必须事后对一切家电红外遥控编码遏制进修，而后存储、回放。固然市道上的遥控器的编码格局各不不异，可是终究都是凹凸电平构成，以是只要支配单片机对遥控器的发射旌旗灯号的波形遏制丈量，而后将丈量的数据回放便可，由于只关怀发射旌旗灯号波形中的凹凸电平的宽度，不论其若何编码，是以做到了真实的全能。
本体系支配HX1838红外模块，设置按键启动一个进修历程，设置LED唆使进修型红外模块状况，红外领受头在与单片机毗连时，将领受来的红外遥控旌旗灯号反相，其正向旌旗灯号接内部间断0，反相旌旗灯号接内部间断1，经由历程记实2个间断间的间隔时候来丈量红外遥控旌旗灯号凹凸电平的脉宽值。
2.4 红外防盗及长途无线通讯模块
人体体温恒定37度，会收回特定波长为10微米摆布的红外线，支配HC-SR501探测人体发射的红外线，内部的热释电元件在领遭到人体红外辐射温度发生变更时会落空电荷均衡，向外开释电荷，后续电路经检测处置后便能够或许够或许或许发生报警旌旗灯号。
室内无线通讯挑选315M超再生无线收发模块，具备功耗低、传输间隔长、靠得住性高级特色，支配PT2262编码芯片对HC-SR501发生的电旌旗灯号遏制编码，送给315M超再生无线发送模块，节制真个315M超再生无线领受模块担任领受数据，支配PT2272解码芯片对旌旗灯号遏制解码，而后送单片机处置，节制声光报警器使命，并启动TC35 GSM模块拨打报警德律风、向户主发送短信等支配。
3 体系软件设想
3.1 主法式流程
体系起首对装备初始化，而后检测TC35使命是不是普通，接着判定是不是遏制家电红外编码进修，而后经由历程按键扫描体例查问是不是翻开防盗情势，进而查问是不是触发红外人体感到模块，条件知足时，单片机启动声光报警器并经由历程AT指令节制TC35模块拨打设定的手机号码（或报警德律风），同时向户主发短信提醒有响马突入。
由于TC35模块收到的短信文本格局是牢固的，在收到短信时只要检测特定地位的串口数据，与预设数值对照，便可完成对短信指令的判定，从而履行呼应的举措。当判定收到短信为预设的指令时，单片机经由历程拉低P2.2的电平节制进修型红外遥控模块发射已进修的呼应红外编码，从而完成遥控家电的方针。图2为主控单片机法式流程图。
3.2 进修型红外模块法式设想
支配单片机的两个内部间断能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许丈量出红外遥控编码的脉冲宽度，将发射旌旗灯号中高、低电平的时候宽度遏制存储。当要发射红外旌旗灯号时，从存储区中复原出呼应的红外遥控编码，并调制到38KHz的载波旌旗灯号上，从而完成进修型红外遥控的功效。其流程图如图3。
4 竣事语
本智能家居体系颠末什物测试，具备布局简略、功效完美、运转靠得住、本钱高贵、易于扩大等特色，出格适合于互联网进步率较低的泛博乡村和偏僻山区，是泛博乡村地域城镇化扶植历程中很是适合的智能家居体系的过渡替换品，具备广漠的成长远景。
参考文献
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[2]周涛.基于无线传感器搜集的智能家居安防体系[J].太道理工大学硕士学位论文，2010（05）.
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[5]邓凯.智能化室第安防体系的支配[J].冶金矿山设想与扶植，2000（3）.
作者简介
张景虎（1975-），男，汉族，山东省茌平县人，硕士，讲师，研讨标的方针为旌旗灯号与信息处置。
孔芳（1976-），女，山东省曲阜人，现办事于曲阜少年儿童竞技体育勾当黉舍。
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）11-0161-03
Abstract： Based on STM32 microcontroller real-time monitoring of the environment and the holographic projection system is divided into into two parts： host computer and slave computer， lower computer using various sensor to collect environmental information， and transfer the data to the host computer through the wireless module， and through the isd1810 to be rebuffed situation hints. Host computer using wireless module nRF24L01 receive lower position machine data through the LCD TFT color LCD screen to display， followed by the key event for encoding events will be transmitted to the lower computer and lower computer recognition of L298N control， in order to achieve the car's action. All kinds of environment monitoring sensor and MCU communication， wireless communication， motor driver and video transmission technology is studied in this paper， the ultimate realization of the control environment information collection， projection technology and crew.
Key words： real-time monitoring， environmental monitoring； the car； holographic projection；wireless communication
跟着社会的前前进调的加速、经济的成长和迷信手艺的前进，对情况监测和长途节制手艺的研讨愈来愈成为人们的焦点。监测和长途节制为咱们的糊口带来了很大的方便，出格是长途节制在财产、科研和国防等范畴的支配也是愈来愈广。这些手艺或多或少地已融入到咱们的糊口中，给咱们的糊口带来了诸多的方便，但是也有些手艺也不是很成熟。以是对监测和长途节制的研讨，适合电子的成长趋向。
近年来，跟着多媒体手艺的飞速成长，情况的监测已从大屏幕显现情况品德情况转变成经由历程微机处置器遏制声响、图象、笔墨等多媒体的体例遏制演示了。并且愈来愈多的信息收罗和长途节制体系都接纳了无线传输数据，与有线数据传输比拟首要比其本钱低、装配简略单纯并且方便照顾。无线手艺的支配已被各行各业所接管，融入到各个范畴，无线图象传输也出格被看好。
1 体系的全体打算
接纳stm32芯片作为高低位机，由于焦点片的引脚充沛多，处置了引脚贫乏的题目。并且它的一些功效引脚也能当通俗引脚支配。有IIC引脚收罗HMC5843数据，也能经由历程硬件完成SPI时序驱动无线模块；同时也有AD收罗功效驱动MQ135，也具备按时器能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成PWM输入驱念头电和对超声波测距的历程遏制计时。不只引脚多，并且功效也丰硕，对设想的遏制和扩大供给了很大的方便，本钱也比拟客观，并且stm32的处置速度很是快，可达72M。是以该体系设想总框图如上所示。
2 体系的硬件设想
全数体系首要分红两大局部―上位机与下位机。此中上位机的功效要求：领受无线模块的数据，而后遏制译码显现，在显现屏下面显现温湿度、氛围中有毒气体的含量、后方妨碍物的间隔、陀螺仪反应返来的方位数据。并且经由历程按键，对按键遏制编码，从而节制发送的数据。下位机的功效要求：完成检测情况的参数，温度、湿度、有毒气体成份、方位等参数的检测，并对经由历程超声波对后方间隔妨碍物的间隔遏制检测，并经由历程语音播放的功效遏制提醒，只要间隔太短就遏制提醒。最初经由历程无线模块发送这些数据，并且经由历程领受无线模块的数据，对数据遏制阐发，从而节制机电的动弹。
按照功效要求，体系电路模块首要分红四大局部：主控芯片、检测电路、驱动电路和数据传输电路。阐发了各个首要单位电路所须要的模块，并按照读取它们数据的体例肯定了与主控芯片相毗连的引脚，从而肯定了体系各硬件电路的道理图。
2.1 体系节制的焦点电路
为了延长开辟周期，上位机跟下位机的主节制器都接纳stm32F103RBT6为焦点节制器；上位机间接用原子开辟板的mini板当上位机，自带TFT_LCD黑色液晶屏当显现屏。下位机无需接庞杂的电路，则接纳stm32最小体系板间接充任节制器。其电路图如图3所示。
2.2 数据传输电路设想
本次设想中首要用到NRF24L01无线模块遏制数据传输，是一种单片式收发芯片；内置硬件链路层；具备主动应对和主动重发功效，这在法式外面能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许大大地方便咱们编程，和加速双机的通讯速度。使命道理首要是经由历程上位机、下位机遏制有序的情势转换，按照预约的纪律遏制切换，到达防止搅扰的方针，从而完成数据的双向传输。其电路毗连图以下所示：
3 体系的软件设想
全数软件体系分红两大局部：上位机局部和下位机局部，其软件设想流程图以下所示。
上位机局部又分红三小局部，其别离为：1）是无线通讯和谈――经由历程SPI通讯的和谈对nrf24l01这个模块遏制驱动，从而到达与下位机双工通讯的方针；2）是数据更新所须要的液晶屏驱动法式――读取从下位机传输返来的数据，而后更新对应的数据库，而后从头显现对应的参数；3）是按键扫描模块驱动――判定按键是不是按下这一事务，而后支配法式对按键键值遏制对应的编码与下位机告竣分歧，接着经由历程通讯的体例，从而完成经由历程按键发射旌旗灯号，从而节制小车的勾当。
下位机局部也首要分为三小局部，气别离为：1）双机通讯的无线和谈――经由历程SPI和谈遏制驱动和支配无线模块，完成上位机对下位机的节制；2）检测情况情况的传感器节制――支配按时器遏制按时支配，从而完成超声波测距；支配ADC数据收罗，完成对气体中某些无害物资的浓度遏制检测；经由历程牢固的时序对温湿度遏制收罗、 经由历程IIC和谈遏制读取电子罗盘的数据；经由历程IO口情势的转换完成语音播报功效；3）机电勾当体系的法式设想转化转变机电动弹标的方针，从而完成小车的勾当。
3.1 图象收罗体系的设想
情况图象收罗接纳wifi这类无线通讯体例支配手机毗连小车上边的wifi模块，摄像头的数据遏制收罗经由历程芯片对摄像头的数据遏制收罗和编码，再经由历程wifi模块发送得手机上。手机上接纳的是本身编写好的android法式，天生对应的apk文件，只须要装配得手机上，翻开手机的wifi扫描热电，并毗连对应的wifi，再翻开对应的软件便能够或许够或许或许察看到从下位机发送返来的图象旌旗灯号，由于图象旌旗灯号更新比拟快就构成了对应的视频。
3.2勾当节制体系设想
在硬件上，勾当节制体系接纳的是L298N。按照该芯片的资料外面的逻辑功效图，咱们只要经由历程按时器的功效复用，是按时器的功效引脚输入必然占空比的PWM到使能引脚EN上，再经由历程通俗IO口设置为推挽输入，输入对应的电平变更，便能够或许够或许或许驱念头电的动弹。但是小车的标的方针变更则须要节制转速跟机电的正反转，这个也只须要转变PWM的占空比跟输入对应电平变更到L298N的输入引脚上。
3.3数据传输软件设想
高低位机的数据传输咱们接纳的nrf24l01模块，它与主控芯片的通讯体例为SPI，起首在法式外面，咱们对所毗连的引脚遏制初始化，将对应的引脚的输入输入体例设置成与之功效对应的情势。经由历程硬件SPI对对应的数据寄放器和状况寄放器写入和读出数据，从而完成无线数据传输。首要的功效是读取领受状况寄放器、读取数据寄放器，写发送数据寄放器和写数据寄放器。
无线模块发送数据函数以下：
u8 NRF24L01_TxPacket（u8 *txbuf）；
NRF24L01_Write_Reg（NRF_WRITE_REG+STATUS，sta）；
该函数首要要完成数据的一次发送，经由历程通报出来的指针*txbuf找打对应的数组的首地址，在将数组外面的数据发送进来。固然数据的长度由TX_PLOAD_WIDTH的宏界说遏制节制，再将数据写进数据寄放器后就拉高对应的CE引脚遏制启动发送，接着遏制读取状况寄放器的状况值，查问是不是发送胜利。而后再让函数前往对应的胜利或失利值。如许让法式一向处于发送状况直到发送胜利。
无线模块领受数据函数以下：
u8 NRF24L01_RxPacket（u8 *rxbuf）
NRF24L01_Write_Reg（NRF_WRITE_REG+STATUS，s数据，接着履行读取数据，将数据存储到rxbuf数组中、断根状况并且前往0。若是未领遭到数据就间接前往1。咱们间接经由历程判定该函数的前往值从而判定是不是领遭到数据来完成对数据的革新。
4 体系的调试
在硬件调试方面，由于体系的电路比拟庞杂，在电路毗连时也比拟费事，在全数电路中能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许呈现一处毛病，就会给全数体系带来良多毛病，并且对检测也有很大的影响。此中轻易出题方针便是通讯题目，是以检测通讯模块是全数硬件体系的重中之重。其检测体例以下：起首查抄主控板引脚的黑白，其次经由历程设置对应的IO口为输入情势，输入对应的电平，而后支配电表遏制测试，检测引脚是不是有输入；同时经由历程引脚设定改换无线通讯模块所接的引脚，查抄可否完成双机普通通讯。
在软件体系调试方面，由于常常常支配到全局变量，不只要在主法式外面挪用，咱们也有能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许在其余函数，乃至其余文件外面临变量遏制从头赋值的支配，是以常常呈现变量的抵触。同时经由历程在线调试体系对数据的变更遏制察看，有些数的值的变更不如咱们所希冀的，进而发明体系中的缝隙。为了放在主控芯片在运转法式呈现乱跑景象，在法式内部插手了看门狗法式，保障软件体系运转的靠得住性与不变性。
经由历程硬件体系测试和软件体系测试，再到最初的零件测试，根基上完成了预期的方针，到达咱们想要的成果，完成了无线数据传输、检测情况参数、节制机电驱动等功效。
5 竣事语
本文首要阐述了情况及时监测车组与全息投影体系的硬件布局与软件设想的算法，在全数建造历程中，碰到各类百般的题目，经由历程上彀查阅、藏书楼寻觅和查阅相干资料。今朝笔者已完成该产物的建造，并已进入尝试测试阶段。在测试的历程中，本次设想的产物不只使命不变、呼应速度快，并且节制精准等长处。信任未几将来就会投入出产，该产物的市场代价大。
参考文献：
中图分类号： TU855 文献标识码： A 文章编号：
一．弁言
智能修建是完成修建布局优化和装备、办事、办理来知足住户须要的综合，其方针是给用户供给一个温馨、宁静、高效、方便的人道化修建情况。智能修建中的电气主动化节制手艺是搭建智能修建的底子战争台，电气主动化节制完成了暖通空调、变配电装备、照明装备、排水装备等为修建办事或供给糊口功效的体系集成，是智能修建中不可贫乏的构成局部。从初期修建中的暖通空调装备主动化节制，伴跟着修建手艺和节制手艺的不时前进，智能修建中的电气主动化节制也获得飞速成长。
二．智能修建中的电气主动化服从。
1.完成体系装备的主动化节制。
在智能修建中，由于前进糊口温馨度的要求，须要接纳大批的电子、电气装备，如智能开关模块、传感器、红外节制、旌旗灯号中继器、对讲装备、音乐体系、安防监控体系等构成了修建的智能化服从。经由历程实施电气主动化节制手艺，将各个自力分离运转的单机装备遏制集成节制，完成对装备、终真个主动化运转和长途办理节制，完成了修建的智能化。同时，对前进修建装备运转效力、削减装备运转本钱、晋升住户温馨度和宁静度具备主动意思。
2.完成智能修建的体系集成。
智能修建的体系集成是对修建中各终端装备的长途办理与节制，经由历程对终端装备的节制和办理，完成修建节俭用度、节俭动力、前进糊口程度的方针。智能修建是修建手艺和计较机手艺、搜集手艺、通讯手艺和节制手艺的集成，体系集成的方针是为了搭建修建主体内的智能化办理，经由历程对修建主动节制手艺、通讯手艺、综合布线手艺、计较机搜集手艺、宁静提防手艺和多媒体手艺等将相干装备遏制整合，经由历程软件遏制集成，完成修建智能化的方针。智能修建的体系集成晋升了修建的智能化程度，实施电气节制主动化是保障智能修建体系集成的底子。
三.电气主动化节制手艺在智能修建中的支配。
1.智能修建的体系主动化节制道理。
智能修建的主动化节制体系是基于古代节制现实的集散型计较机节制体系，又称之为散布式节制体系（Distributedcontro systems DCS）。其完成道理是接纳“分离节制、集合办理”的情势，经由历程对现场终端装备上的微型计较机节制装配（即DDC）遏制及时检测和散布节制使命，而装备终端上的微型计较机节制装配完成对终端装备的节制和办理，对终端装备遏制旌旗灯号收罗，经由历程传感器遏制旌旗灯号传输，将传输旌旗灯号送至智能装备上，完成对装备的工况办理和主动节制。如许就防止了计较机集合节制带来的高风险性，同时也填补了单机装备办理的规模性。
2.LONWORKS手艺的支配。
LONWORKS手艺本来是为工场办理办事的，是以工场丈量和节制机械间的数字通讯为主的现场搜集，经由历程将通讯的数字化，使得终端多点化成为能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许，完成了传感器、终端装备和节制器之间的特化通讯。由于LONWORKS手艺撑持散布式搜集节制，同时又是一个开辟性的可交互支配的节制手艺平台，其上风正适合智能修建的体系须要。在初期的智能修建中，并不节制搜集，其节制体系只是接纳电线将气动节制装配毗连而成，这类节制构成布局简略，倒霉于装备扩大。同时由于终端装备厂商所支配的通讯和谈互不兼容，致使没法完成体系的全体主动化节制。跟着计较机手艺的成长，搜集手艺也愈来愈完美，基于搜集开辟的体系LONWORKS手艺被慢慢支配到智能修建中。
LONWORKS手艺能完成终端装备和智能装备在简略搜集上能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许遏制平等的通讯，能构成一个低本钱、可彼此支配的节制体系，便于办事定制、法式编写、功效扩容。在智能修建的电气体系中，接纳LONWORKS手艺，将照明、保暖、透风、安保等终端装备遏制资本整合，经由历程传感器节制为单一的开放式搜集，节俭了装配和经营本钱。LONWORKS手艺中，房间中的多功效传感器能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许将房间的供暖节制器的运转状况遏制转变，按照用户须要可从待机状况转为用户须要的情势；房间中的光感传感器对天然光遏制检测，并将检测到的天然光数据经由历程搜集传输给LONWORKS节制器，节制器按照设置主动遏制地区内灯光照度的调理，可在内部阳光充沛时，封闭房间内照明灯具，在房间光芒较暗时，主动开启照明灯具，并能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照用户的小我喜好或事后设定好的情况情势来调剂灯光亮度。
LONWORKS手艺中的Honeywell主动化节制体系节制着智能修建的照明装备暖和通空调，该体系与住户的门禁体系、闭路电视监控体系、消防报警体系和防盗体系遏制体系集成，经由历程对各个使命站通讯和信息综合，完成对住户特定糊口须要的供给。比方：当智能修建中的住户回到家时，楼道上的门禁节制体系输入宁静代码，体系起头启动HVAC体系，将照明节制暖和通空调体系调理至用户分开前的照明度和室温。而在住户外出时，输入代码后完成对照明体系、空调体系的主动封闭，并将各装备调理至节能状况。在HVAC体系中，其节制器可按照房东的要求，将寝室和居室的温度保持在必然抱负规模内，接纳PI算法节制的FCU经由历程与暖气片的毗连完成主动运转，到达对室内温度、湿度的主动调理、主动节制。
3.基于IP+无线手艺的新型电气节制手艺。
在智能修建的成长中，IP+无线手艺是跟着计较机手艺和计较机搜集手艺的完美而发生的，是计较机搜集手艺在智能修建中的详细支配。经由历程IP+无线搜集手艺，构成了独有的智能家居体系。由于终端装备接纳IP办理，传输经由历程无线体例遏制，可完成双向通讯，其益处显而易见，这也是智能修建的体系节制的成长趋向。
在计较机搜集时期下，智能修建的电气装备不在是单一、自力运转的终端装备，体系须要接纳装备IP绑定，经由历程无线遏制数据和信息传输，这就增添了电气装备的主动化难度。在电气主动化节制体系中，终端装备要具备智能性，如智能电源转换器、无线红外转发器、智能开关、智能插座、安防报警体系、智能窗帘体系和搜集摄像机等，并在装备上遏制IP分派，经由历程智能网关和搜集，将数据传输至智能主机，智能主机遏制及时监控和使命分派，完成对电气装备的节制和办理。
智能修建中的智能门锁、对讲可视体系、房间对讲体系、照明体系、空调体系、安防体系、音乐体系和情况监测等都经由历程WEB节制，用户即便是在房间外，也能完成对房间内温度、照明、装备开关的节制，并能对修建装备的运转状况、运转报警情况、机能参数等等遏制领会。
四.智能修建中的电气主动化节制成长趋向。
传统的智能修建须要完成电气主动化，通俗仅仅是接纳电线毗连装备的单一情势，在成长中遭到较大限制。将来的修建电气主动化节制将重视终真个粗放化，将终端功效遏制集合，体积减小，下降耗电，在此底子上，构成电气装备的模块化，增添其拓展性。同时电气装备的无线化必是局势所趋，经由历程无线化接入，前进了装备可挪动性和可扩大性，同时简化了施工，防止构成修建墙面毁伤。
五．竣事语。
智能修建的电气节制主动化是晋升住户糊口程度的须要身分，其手艺支配愈来愈广，这对前进智能修建的功效具备主动感化。电气的主动化节制，完成了终端装备的长途节制和办理，前进了住户的糊口程度和品德。
参考文献
[1] 陈裕家 浅谈电气主动化节制在智能修建中的支配 [期刊论文] 《都会扶植现实研讨（电子版）》2012年4期
中图分类号：TP273.22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0008-02
原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是继扫描地道显微镜（STM）以后敏捷成长起来的一种原子级分辩率扫描显微镜[1]。它经由历程监测待测样品外表与一个微型力敏感元件之间的极微小的原子间感化力来研讨物资的外表布局。由AFM道理和原子力感化纪律可知，只要当AFM针尖与待测样品外表的间距到达纳米级时，样品外表原子与微探针之间能力发生不变的原子力，使微悬臂发生偏转[2]。样品向探针迫近直至进入不变的原子力状况称为AFM的迫近状况，此历程若是经由历程手动调理机械装配很难到达原子级定位精度。调理不够，AFM针尖与样品外表间距在必然的规模以外，没法使悬臂梁普通使命，调理太深常常又会使探针与样品打仗而间接致使样品或探针毁伤。并且使命在液相下的原子力显微镜在扫描细胞或别的生物布局时要求支配情况最好不要遭到外界搅扰或净化[3]，这就要求人在支配原子力显微镜时最好阔别支配地址，为了尽可能解除外界搅扰同时为了削减探针迫近时不须要的华侈，前进迫近体系的主动化机能，本研讨经由历程无线通讯与古代节制手艺不只完成近间隔无线节制步进机电从而完成样品与微探针迫近，并且能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许及时察看探针支配成果。
1 体系设想
无线节制AFM普通使命的条件是，保障无线通讯普通，其次是探针充实迫近样品进入原子力状况，使微悬臂发生必然量的偏转，经由历程特定的检测装配，将微悬臂的偏转量转换为对应的偏置电压值。是以，经由历程无线节制电路发送数据，而后经由历程对照电压的收罗，阐发和处置，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许无线节制步进机电完成AFM的主动迫近。体系由PC机、步进机电驱动器、步进机电、数据收罗、无线收发模块。根基道理是：起首经由历程上位机设置参考电压值VREF，即预置一个微悬臂偏转量，而后经由历程PC发送支配指令，颠末无线传输，当VIN不即是VREF时，标明探针还在靠近样品历程中，原子间无彼此感化力，步进机电持续勾当，直到收罗到的电压值与预设值相称为止。接上去AFM起头对样品遏制扫描。扫描的历程须要将下位机扫描的各类数据通报到上位机。以便对扫描成果遏制察看及支配。为了能及时传输各类数据须要对无线搜集通讯和谈和图象数据传输遏制优化[4]。
2 硬件体系设想
2.1 A/D转换芯片
对A/D数据收罗体系，本文接纳北京中泰公司的USB-7648B型号，A/D卡USB-7648A/7648B系列是真正即插即用USB数据收罗模块，USB-7648系列带有8路并摹拟输入、3路16位计数器、24路可编程数字量输入输入、8路牢固数字量输入。
原子力显微镜体系中，力检测遍及接纳悬臂梁光电偏转法。探针与样品间的感化力使得悬臂梁发生形变，悬臂梁形变是经由历程光电探测器检测激光器投射在悬臂梁上的反射光点偏移量肯定的。须要对光电探测器输入的旌旗灯号遏制解码，解码可得出悬臂梁的纵向形变旌旗灯号（正压力旌旗灯号）、横向改变变形旌旗灯号（磨擦力旌旗灯号）和光电探测器四象限的总强度旌旗灯号这三路旌旗灯号。反应节制体系须要同时对这三路旌旗灯号遏制及时、高速、高精度、同步数据收罗[5]。以是A/D转化器最少有3通道的同步收罗，分辩率不低于14位，每通道采样速度最好高于100 Ksps。
2.2 步进机电驱动器
本文接纳电控平移台竖直安排体例完成探针在垂直标的方针的起落。电控平移台经由历程步进机电驱动，完成位移调剂主动化，由于AFM针尖与样品外表之间的间隔必须到达纳米级才驱能使原子之间发生感化力，继而致使微悬臂偏转发生偏置电压，是以，起首对步进机电遏制粗调使探针靠近样品外表，而后经由历程邃密进针使AFM针尖与样品迫近。要到达纳米级的定位精度，必须对步进机电遏制步距细分。
PI公司出产的M-126电控平移台其路程为25 mm，精度为3.5 nm，最小增量为0.1 um，螺距0.5 mm。电控平移台与PI公司的步进驱动器C-663相连，其细分精度为16（6400步/圈）。如许的参数使能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许知足对原子力探针的迫近。
2.3 无线传输体系
无线节制体系是以通讯和搜集手艺为底子的一门前进前辈手艺。恰是由于通讯和搜集手艺的成长使得无线节制手艺得以疾速的成长[6]。无线节制体系能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许别离为：上位机节制端、无线数据传输体系、现场装备检测与节制体系。无线节制上位机接纳一台PC机作为无线长途节制使命站，由于本体系数据传输量比拟大和对及时性要求比拟高。在比拟了各类无线传输体例后接纳无线网卡TP-LINK TL-WN851N 802.11g无线搜集适配器，其传输速度最高可到达300 Mbps。纳米机械人节制体系构本钱地节制体系，其节制PC机也接纳TP-LINK TL-WN851N无线网卡。如许咱们就组件一个小的局域网。
3 软件设想
3.1 体系软件开辟情况
在无线搜集和谈和搜集通讯手艺阐发的底子上，咱们以纳米念头械报酬节制东西，在Windows情况下开辟基于无线搜集的节制平台实例，平台接纳上位机下位机和TCP/IP和谈，无线节制端为客户机，以纳米机械人真个节制器为办事器。由体系的硬件架构可知两头都接纳了PC机，是以，咱们接纳客户端办事器的架构完成无线节制，一方面现场支配职员能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许不受远端支配职员节制来节制纳米机械人；别的一方面远端支配职员也能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许节制和对AFM纳米机械人支配数据遏制阐发及处置[7]。
3.2 法式设想
客户端能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许经由历程办事器节制步进机电，察看节制旌旗灯号输入及数据收罗与发送。
后面提到办事器是由纳米机械人真个PC机来承当的，由于它也是机械人本地节制体系的客户端，以是办事器法式启动后起首是作为AFM本地节制体系的客户端与AFM位支配办事体系成立毗连，并获得所须要的相干信息，而后它才作为长途办事器端遏制使命。在此以后不时在客户端和办事器端往返互换脚色，一是为了领受无线节制真个号令数据并向AFM通报节制号令；二是为了向AFM要求其相干状况信息并通报给长途节制端。
VC++法式设想大局部是借助Socket完成的。Socket是Microsoft公司供给的首要用于搜集通讯编程的ActiveX控件。同时接纳了支配于无线节制平台中的多线程编程手艺。
4 论断
本体系能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成原子力显微镜的无线操控，能够或许或许或许或许或许或许或许或许或许远间隔完成液相下原子力显微镜对生物细胞的扫描纳米支配等尝试。该体系连系了无线搜集通讯长处设想的无线收发体系过量次尝试证实，其节制端能准确地将数据通报进来；同时，领受端也能准确领受并显现数据。另外，该体系接纳了比拟完美的软件、硬件设想和抗搅扰办法，如许便能够或许够或许或许够或许或许或许或许或许保障体系使命的宁静性和靠得住性，并具备通用性，便于投入现实支配。
参考文献
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[2] TAFAZZOLI A，PAWASHE C，SITTI M. Atomic force microscope based two-dimensional assembly of mico /nanoparticles[C].Proc. IEEE Int. Symp. on Assembly and Task Planning，2005：230-235.
[3] Xie， H.，Haliyo， S.，R'egnier， S.：A versatile atomic force microscope for threedimensional nanomanipulation and nanoassembly[J]. Nanotechnology，2009（21）：215-301.
[4] S.Fatikow（Ed.）.Automated Nanohandling by Microrobots.Springer Series in Advanced Manufacturing[M].Springer，2008.
