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篇1

引言

隨著計算機視覺技術以及圖像處理技術的不斷發展，計算機視覺和視頻檢測技術已經廣泛應用于工業控制、智能交通、設備制造等很多領域。傳統的視頻檢測往往采用工控機作為其視頻處理器來實現其功能。這種方法往往由于工控機處理速度的問題，無法實現對各個不同方向同時進行視頻檢測，而且由于視頻檢測處理過程需要占用大量的處理時間，因而無法實現實時的遠程控制功能。

目前在遠程控制和通信方面，基于DOS和Windows操作系統的通信平臺得到普遍的引用，但是DOS操作系統作為單任務操作系統，無法實現多任務功能和實時處理的要求；而Windows操作系統作為視窗操作系統，其系統的穩定性和實時性也無法與實時多任務嵌入式操作相比擬。

本文提出一種以DSP作為視頻檢測處理芯片，以Linux為操作系統的嵌入式系統設計方法。

1系統結構

本系統的開發主要包括視頻檢測卡和x86通信平臺的設計2個部分。視頻檢測卡主要包括模擬圖像采集、轉換、DSP視頻檢測3個部分，每塊交換參數檢測卡擴充PCI總線接口，插在通信開發平臺的PCI總線插口上，通過PCI總線同通信平臺交換數據。通信平臺處理多塊交通參數檢測卡的通信問題，將視頻檢測卡通過PCI總線傳送過來的視頻檢測數據實時通過網絡傳送給控制中心。系統的功能方框圖如圖1所示。

根據系統設計要求，視頻檢測卡功能主要分為：模擬圖像采集、模擬圖像A/D轉換、數據緩存以及DSP視頻檢測5個部分。視頻檢測卡流程如圖2所示。

本系統采用Philips公司的SAA7111A來實現模擬圖像A/D轉換。該芯片可實現多路選通、鎖相與時序、時鐘產生與測試、ADC、亮色分離等功能。其輸出可以具有如下格式：YUV4：1：1（12bit）、YUV4：2：2（16bit）、YUV4：2：2(CCIR-656)（8bit）等。由于DSP處理芯片和SA7111A的時序不同，可以通過CPLD進行邏輯控制FIFO來完成數據緩存的功能。

DSP是實時信號處理的核心。本系統采用TI公司DSP芯片——TMS320C6211。該芯片屬C6000的定點系列，C6211在這個系列中是性價比最高的一種。C6211處理器由3個主要部分組成：CPU內核、存儲器和外設。集成外設包括EDMA控制器、外存儲器接口（EMIF）、主機口（HPI）、多通道緩沖接口（McBSP）、定時器、中斷選擇子、JTAG接口、PowerDown邏輯以及PLL時鐘發生器。通過EMIF接口擴充SDRAM，而PCI總線控制芯片的擴展通過HPI接口。

PCI總線的接口芯片PCI9050，主要包括PCI總線信號接口和本地總線（LOCALBUS）信號。在硬件設計時，只需將本地總線信號的接口通過電平轉換連接到DSP的HPI接口，同時擴展PCI接口就可以完成其硬件電路設計。

2通信開發平臺的嵌入式系統設計

通信開發平臺以x86為核心器件，擴充PCI總線，通過Modem撥號，實現x86與Internet的連接。

2.1PCI總線設備驅動

PCI設備有3種物理空間：配置空間、存儲器空間和I/O空間。配置空間是長度為256字節的一段連接空間，空間的定義如圖3所示。在配置空間中只讀空間有設備標識、供應商代碼、修改版本、分類代碼以及頭標類型。其中供應商代碼用來標識設備供應商的代碼；設備標識用來標識某一特殊的設備；修改版本標識設備的版本號；分類代碼用來標識設備的種類；頭標類型用來標識頭類型以及是否為多功能設備。除供應商代碼之外，其它字段的值由供應商分配。

命令字段寄存器用來提供設備響應的控制命令字；狀態字段用來記錄PCI總線相關事件（詳細的命令控制和狀態讀取方法見參考文獻4）。

基地址寄存器最重要的功能是分配PCI設備的系統地址空間。在基地址寄存器中，bit0用來標識是存儲器空間還是I/O地址空間。基地址寄存器映射到存儲器空間時bit0為“0”，映射到I/O地址空間時bit0為“1”。基地址空間中其它一些內容用來表示PCI設備地址空間映射到系統空間的起始物理地址。地址空間大小通過向基地址寄存器寫全“1”，然后讀取其基地址的值來得到。

PCI設備的驅動過程主要包括下面幾個步驟。

首先，PCI設備的查找。在嵌入式操作系統中一般提供相應的API函數，在Linux操作系統中通過函數pcibios_find_device(PCI_VENDOR_ID,PCI_DEVICE,index,&bus,&devfn)可以找到供應商代碼為PCI-ID，設備標識為PCI-DEVICE的第n(index+1)個設備，并且返回總線號和功能號，分別保存于bus和devfn中。

第2步，PCI設備的配置。通過操作系統提供的API函數訪問PCI設備的配置空間，配置PCI設備基址寄存器的配置、中斷配置、ROM基地址寄存器的配置等，這樣可以得到PCI的存儲器空間和I/O地址空閑映射，設備的中斷號等。在Linux操作系統中，訪問PCI設備配置空間的API函數有pcibios_write_config_byte、pcibios_read_config_byte等，它們分別完成對PCI設備配置空間的讀寫操作。

第3步，根據PCI設備的配置參數，對不同的設備編寫初始化程序、中斷服務程序以及對PCI設備存儲空間的訪問程序。

2.2遠程控制與通信鏈路的建立

與Internet連接的數據鏈路方式主要有Ethernet方式和串行通信方式。Ethernet連接方式是一種局域網的連接方式，廣泛應用于本地計算機的連接。通過Modem進行撥號連接的串行通信方式，可以實現遠距離的數據通信，下面詳細介紹串行通信接口協議方式。

串行通信協議有SLIP、CSLIP以及PPP通信協議。SLIP和CSLIP提供一種簡單的通過串行通信實現IP數據報封裝方式，通過RS232串行接口和調試解調器接入Internet。但是這種簡單的連接方式有很多缺陷，如每一端無法知道對方IP地址；數據幀中沒有類型字段，也就是1條串行線路用于SLIP就不能同時使用其它協議；SLIP沒有在數據幀中加上檢驗和，當SLIP傳輸的報文被線路噪聲影響發生錯誤時，無法在數據鏈路層檢測出來，只能通過上層協議發現。

PPP（PointtoPointProtocal，點對點協議）修改了SLIP協議中的缺陷。PPP中包含3個部分：在串行鏈路上封裝IP數據報的方法；建立、配置及測試數據鏈路的鏈路控制協議（LCP）；不同網絡層協議的網絡控制協議（NCP）。PPP相對于SLIP來說具有很多優勢；支持循環冗余檢測、支持通信雙方進行IP地址動態協商、對TCP和IP報文進行壓縮、認證協議支持（CHAP和PAP）等。圖4為PPP數據幀的格式。

PPP的實現可以通過2個后臺任務來完成。協議控制任務和寫任務。協議控制任務控制各種PPP的控制協議，包括LCP、NCP、CHAP和PAP。它用來處理連接的建立、連接方式的協商、連接用戶的認證以及連接中止。寫任務用來控制PPP設備的數據發送。數據報的發送過程，就是通過寫任務往串行接口設備寫數據的過程，當有數據報準備就緒，PPP驅動通過信號燈激活寫任務，使之完成對串行接口設備的數據發送過程。PPP接收端程序通過在串行通信設備驅動中加入“hook”程序來實現。在串行通信設備接收到1個數據之后，中行設備的中斷服務程序（ISR）調用PPP的ISR。當1個正確的PPP數據幀接收之后，PPP的ISR通過調度程序調用PPP輸入程序，然后PPP輸入程序從串行設備的數據緩存中將整個PPP數據幀讀出，根據PPP的數據幀規則進行處理，也就是分別放入IP輸入隊列或者協議控制任務的輸入隊列。

PPP現在已經廣泛為各種ISP（InternetSeverProvider）接受，而Linux操作系統下完全支持PPP協議。在Linux下網絡配置過程中，通過1個Modem建立與ISP的物理上的連接，然后在控制面板（ControlPanel）里面選擇NetowrksConfiguration。在接口（Interface）里面加入PPP設備，填入ISP電話號碼、用戶以及密碼，同時將本地IP和遠端IP設置為0.0.0.0，修改/ETC/PPP/OPTION，加上DEFAULTROUE，由ISP提供缺省路由，這樣就完成了設備的PPP數據鏈路設置過程，可以通過Internet實現遠程控制。

結束語

篇2

1.2成本分析與價值分析空調設備壽命年限一般為20年。對比分析時，假定在使用年限內每年運行費用和維修費用相等，基準折現率為10%，設備報廢時殘值為零。各方案的初投資、運行維修費用、維修費用見表4。根據各方案的功能系數和成本系數，按照公式（1）計算其價值系數，見表5。

1.3結果分析根據價值系數最高方案最優的原則，由表5可知，方案的冷熱源配置最佳，即2臺燃氣式螺桿冷熱水機組冬季供暖、夏季供冷的方案為最佳方案。可見，當綜合考慮能源消耗、社會環境效益、運行控制時三種功能時，燃氣熱泵的方案優于燃煤鍋爐空調及其它方案，這一結論與傳統的結論是不相同的。

2結論

（1）價值工程是一種比較成熟的技術經濟分析方法和管理技術。該方法能夠融成本、功能、價值為一體，綜合判定多種因素影響下的方案優劣，是當今工程領域需要大力推廣的方法。避免了因重視功能和投資而帶來的壽命期成本偏高和社會、環境效益較差等問題。

（2）將價值工程應用于空調系統冷熱源方案的確定是可行的，方法是可靠的。該方法在保證用戶功能的條件下，有效地控制壽命期內的工程造價和運行、維護費用，節約資源，具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益。

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1概述

PC機與多臺單片機構成小型的分布式測控系統已在工業控制、生產管理中得到了廣泛的應用。在這類應用系統中，PC機多作為上位機通過直接查詢來控制各從機。由于PC機本身還要進行動態數據顯示、數據庫實時錄入、越限報警、報表打印等任務，因此，當從機數目過多時，上位機頻繁地響應從機的中斷，并在一定時間內等待和接收數據這極大地影響了PC機的工作效率。為了提高上位機的工作效率，筆者在PC機與各個智能模塊間增加了一塊用AT89C51作為微控制器的通信控制卡。整個系統構成一個3級分級控制系統，通信控制卡位于中間層，它是系統控制、管理的中樞。

2通信控制卡硬件電路

在本系統中，通信控制卡采用查詢方式對下位機的各智能模塊進行查詢，該智能模塊由AT89C51控制的電量、溫度、液位、開關量采集板構成，它們分別可獨立完成各自的數據采集和處理任務。當處于被查詢狀態時，系統可采用中斷方式與通信卡進行通信。通信卡依次為人機完成各種數據處理任務提供各種數據和控制命令，然后把它們統一打包上傳給上位機，從而使上位機可以對其進行顯示、加工和處理，并形成各種報表。

該系統的硬件接口電路如圖1所示。其中控制卡的核心芯片是AT89C51，它利用本身自帶的串口與各智能模塊間通過多機通信方式3進行總線式多機通信。為了同時能與PC進行通信，另一端通過8251A的擴展串口與PC相連。即要求8251A芯片的接收數據線RXD（腳3）及發送數據線TXD（腳19）通過MAX232與PC相連這是因為電平轉換器8251A的輸入、輸出均為TTL電平，而通過電平轉換器可將TTL電平轉換成RS232C標準電平以便與PC進行通信。

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

3軟件系統設計

3．1通信協議

通信控制卡的AT89C51串口與各智能模塊的通信按自定義的通信協議進行。過程如下：

（1）首先使所有從機SM2位置1，以使其處于只接收地址幀的狀態。

（2）控制卡先發一地址信息，其中8位為地址，第9位為地址／數據信息的標志位，該位為1表示該幀為地址信息。

（3）從機接收到地址幀后，會將其接收的地址與本從機的地址相比較。對于地址相符的從機，可置SM2＝0，以接收主機隨后發來的所有信息；而對于地址不相符的從機，則置SM2＝1，以繼續執行采集任務和其它任務。

（4）當從機發送數據結束后，會發送一幀校驗和，并將第9位（TB8）置為1,以作為從機數據傳送結束標志。

（5）控制卡接受數據時，先判斷數據結束標志（RB8），若RB8＝1，且校驗正確，則回送正確信號00H，此信號可令該從機復位以重新采集數據，等待地址幀。若校驗和出錯，則送0FFH，以令該機重發數據，如果重發5次還不行，則認為失敗，并轉入其它地址。若接收幀的RB8＝0，則將原數據鎖定到緩沖區，并準備接收下幀信息。

（6）從機接收到復位命令后，再回到監聽地址狀態（SM2＝1）。

3．2程序框圖

設主機發送的地址信號01H、02H、03H為從機設備地址，地址FFH是命令各從機恢復SM2為1的狀態信號，即復位。從機的命令編碼為：

01H—請求從機接收通信卡的數據命令；

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【中圖分類號】G420　【文獻標識碼】A　【論文編號】1009－8097(2012)09－0116－04

引言

國家中長期教育改革與發展規劃中，明確提出高等教育要“強化實踐教學環節”，現代遠程高等教育作為我國高等教育的重要組成部分，無疑也應將此作為教育改革的一個重點。現代遠程高等教育主要定位于應用型人才培養，學生大多為在職從業人員，本身都在隨崗實踐，但隨崗實踐不能取代實驗教學環節，實驗教學環節作為現代遠程高等教育實踐教學環節的重要組成部分，是實現應用型人才培養目標不可缺少的重要環節。通過實驗教學環節，不僅能使學生掌握實驗的基本方法和基本技能，提高實際操作能力，而且有利于培養學生的觀察能力、思維能力、分析能力及創新能力，使學生的實踐綜合素質得到普遍的提高。實驗教學還可幫助學生理解和鞏固所學知識，對培養學生理論聯系實際的學風、實事求是的科學態度和探究問題的科學方法都具有重要意義。

然而，現代遠程高等教育開辦多年來，工科教學一直存在瓶頸，主要原因就在于實驗教學環節難以落實。目前，大多數高校的現代遠程高等教育避免開設實踐要求強的工科專業，少數在現代遠程高等教育開設工科專業的高校，帶有實驗功能的遠程教學平臺極少，且開設的實驗種類和實驗深度都不及普通高校。由于現代遠程高等教育師生在時間和空間上相分離，學生分散在全國各地，量大面廣，再加上工學矛盾，將所有學生全部集中到高校實驗室來完成真實實驗不太現實，而很多校外學習中心因場所或儀器設備缺乏不能提供真實實驗的教學條件，導致現代遠程高等教育照搬傳統真實實驗教學模式存在難以實施的困難，實驗教學無疑成了現代遠程高等教育的薄弱環節。為此，迫切需要開發適用于現代遠程高等教育的網絡實驗教學資源。

一　網絡實驗教學資源的主要形式及特點

現代遠程高等教育網上實驗常見的形式主要包括演示實驗、虛擬實驗與遠程控制實驗，與之相對應的網絡實驗教學資源包括演示實驗教學課件、虛擬實驗教學系統與遠程控制實驗教學系統。

1、演示實驗教學課件

演示實驗教學課件是指將真實環境中的實驗教學過程拍攝成錄像后制作的實驗教學課件。這樣的演示實驗教學課件，既有教師講解，又有教師對整個實驗的演示操作過程，效果直觀形象，同學們可以在網上學習演示實驗教學課件，并按照實驗要求完成實驗報告。如此使學生掌握整個實驗的目的、內容、步驟以及操作過程，加深對理論知識的理解，特別演示實驗教學課件還可以展現實驗室中難以觀察到的實驗現象及與之相應的實際應用，擴大了學生的視野，開闊了學生的思路，能夠取得真實實驗不能取得的一些功效。演示實驗教學課件投入成本低，制作周期短，雖然缺乏學生親自操作實驗與讀取實驗數據的過程，無法達到和真實實驗教學相同的效果，但還是能夠為學生提供如同在實驗室觀看實驗一般身臨其境的感受，使學生對實驗有一個全面的了解與認識，因此可以作為目前現代遠程高等教育實驗教學的一種非常重要的教學資源。

2、虛擬實驗教學系統

虛擬實驗教學系統是指利用計算機技術、仿真技術和虛擬現實技術等在計算機上建立虛擬實驗室環境，提供可操作的虛擬實驗儀器，使學生在互聯網上通過接近真實的人機交互界面完成實驗，同時提供網絡實驗教學的一體化管理功能。如北京郵電大學已開發出計算機網絡、信號與系統、電路分析、數字電路、模擬電路、高頻電子線路、Linux操作系統等虛擬實驗教學系統。虛擬實驗教學系統一方面允許網絡學生同時在線操作實驗，另一方面可以將復雜的實驗過程抽象化，將實驗儀器簡單化，大大提高了網絡實驗的可操作性。但是虛擬實驗本身存在一定問題：一，虛擬實驗只能模擬出驗證類實驗，所得到的數據多為預先設計好的；二，無論采取哪種技術都將不同程度的面對交互性不足、控件下載或開發維護費用高等難題；三，難以完成大量實驗的快速更新和修復，加大了現代遠程高等教育網絡實驗教學資源的開發費用。

3、遠程控制實驗教學系統

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中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)25-7151-03

MCS Network Monitor System

LI Dong

(Jimei University, Xiamen 361021, China)

Abstract: In domestic, uses the optical fiber to receive right of residence(fttb+lan) to the building ether the technical wide band network is the present wide band network one mainstream way. In it’s operation process, the management which to the wide band network equipment, the correspondence link and the equipment exterior uses is one kind of regularity and the essential work. The paper design proposed in the engine room management's network monitor and control management system management system, proposed one solution way for the present domestic commonly used wide band pattern's network monitor and control. It based on receives MCS network management module gathering the network data, uses in monitoring the network state. And coordinate network management system when the breakdown appears starts the alarm system, achieves to the network equipment, the information link and the external environment management and the control.

Key words: network monitor; NAT(network address translation) penetration; state alarm; device management; high speed data memory

網絡系統規模的日益擴大和網絡應用水平的不斷提高,一方面使網絡的維護更加困難;而另一方面,如何提高網絡性能成為網絡系統應用的主要問題。雖然可以通過增強或改善網絡靜態措施來提高網絡的性能,但是作為網絡管理人員或者網絡運營商,對網絡運行中設備狀態的情況的監控和數據的走向,才能對自己所處的網絡有所把握。

目前在對寬帶IP網絡進行管理中,主要采用SNMP(簡單網絡管理協議)的方案進行管理。而SNMP在網管功能上主要是實現對設備功能的遠程控制和告警,并且往往是被集成在網絡設備中。雖然這種帶內管理的方式一般不會對網絡的性能帶來太大的影響,但是其輪詢機制所固有的缺點限制了被管節點的樹木和操作響應時間,決定了該體系結構不適合用于大型網絡的實時管理,同時這種技術的實現也需要網絡設備具有相應的功能支持,大大提高了設備的造價,在大型寬帶網絡建設中也難于被大量采用,因而目前一般只在三層以上的網絡設備上支持SNMP,大量的用于在社區一級的二層網絡設備則尚不具備掛接功能,這些設備成為了網絡管理中的一大黑洞,特別是對無人值守機房的監控始終是網絡管理中難以解決的一大問題,并直接影響了網絡的質量和網絡服務水平的提高。此外,在網管功能上,SNMP方案所注重的也只是對網絡設備自身功能的控制和管理,對網絡和設備周圍的環境狀況也尚缺乏相應并且同樣是非常重要的監控功能。

1 系統設計

1.1 傳統意義的網絡管理模式

按照國際標準化組織(ISO)的定義,網絡管理是指規劃、監督、控制網絡資源的使用和網絡的各種活動,以使網絡的性能達到最優。一般而言,網絡管理有五大功能:失效管理、配置管理、性能管理、安全管理和計費管理。目前有影響的網絡管理協議是SNMP(Simple Network Management Protocol,簡單網絡管理協議)、CMIS/CMIP(the Common Management Information Service/Protocol,公共管理信息服務和協議)和RMON(遠程監控)。

1.2 網絡監控系統的設計

網絡監控系統的軟件解決方案是依托mcs型網絡硬件模塊基礎上,實施對設備的監控管理。MCS網絡監控管理系統(網絡版)旨在于讓網絡寬帶運營商、網絡寬帶集成商、網絡寬帶應用商以及網吧通過該軟件監控當前網絡狀態、網絡質量以及一系列的告警事件,還可以控制某些設備的通斷、流量和溫度上限,也可以通過軟件直接控制公司自行生產的交換機、光電轉換器、光纖收發器等網絡產品。因此,本文主要從軟件角度,分析和介紹網絡監控的解決方法和軟件的實現。同時,將簡單的介紹一些硬件設計內容,但不作為課題的重點。

1.3 系統可行性前提的研究

監測系統智能化針對FTTX+LAN方式的寬帶對網絡實時管理監測,在需求設計時,對其功能的實現,預期能達到以下要求:

功能方面:能夠收集并處理由理想MCS網絡管理模塊發出的UDP數據包,實時監控當前網絡狀態并在記錄和分析網絡運行狀況,生成圖表以供查閱,該系統需具備報表打印功能。

數據輸入來源:MSC網絡監控模塊。

數據類型:UDP

單個數據包包含:129字節

輸入頻度:高

最高頻度:每個MSC模塊每秒1個數據包。

最高并發數:1000(個)

系統關系:數據輸出內容包括MSC網管模塊所發UDP數據包全部內容,以及透過NAT的IP和Port。IP和Port用于和MSC網管模塊建立連接。該數據輸出產生頻度高,輸出數據直接存放到數據中心,該數據中心由一臺或多臺高級服務器組成。網絡監控模塊按照系統設定的時間參數定期向服務器發送一個含有模塊自身信息和設備信息的信息包,服務器獲取到信息后進行處理,將獲得的信息存入數據庫中對應的數據表。需求設計中將客戶端、數據庫和服務器完全分離,對于網管人員所在的客戶端,可以根據庫中記錄直接向MCS-1、MCS-2模塊發送連接命令,繞過服務端,避免了不必要的性能損失。

圖1中所示公網地址,是指合法的IP地址,它是由NIC或者網絡服務提供商分配的地址,對外代表一個或者多個私有地址,是全球統一可尋的地址。

1.4 處理流程和數據流程

由圖2可見,系統設計分為三個部分:

1) 網絡監控系統SERVER端。完成接收數據,和數據分解功能,并存入數據庫;

2) 網絡監控系統CLIENT端。實現報警監控,系統功能分級操作,控制MCS模塊;

3) 網絡監控系統數據庫。用于數據存儲,部分數據處理。

1.5 硬件模塊的功能

1) Switch Link指示功能

2) Module Running 指示功能

3) Communication Status 指示功能

4) 自動向中央監視系統報告通路時延(通過ping測試)、本模塊ID、位置和IP信息

5) 透明串口管理。

1.6 軟件系統功能實現

系統主要功能包括三個部分:管理功能、監測和控制功能、報警和記錄功能。

數據匯集模塊的主要功能是進行數據傳輸和轉發,一方面它將數據采集前端送來的數據進行打包處理,按照TCP/IP通信協議將數據發送給數據庫開發模塊(數據庫服務器),另一方面將遠程監控中心發出的各種命令轉換成符合下層傳輸規則的控制命令,利用串行口通信,指揮數據采集前端機進行工作,如利用一臺PC計算機來進行數據處理,通過串口與數據采集模塊中的通信接口連接,采用了總線結構方式,一臺計算機可以掛接多臺底層單片機,而通過調制解調器(或網卡)與局域網連接,實現與上層數據庫開發模塊的數據交換。

對具有RS232串口的設備進行遠程控制:控制臺服務器發出控制信號,控制信號通過網絡傳到該監控裝置中網絡芯片的緩沖器(BUFFER)中,CPU從中讀出控制信號進行判斷處理,然后傳給I/O接口單元進行電平轉換后,再送至RS232串口,實現對設備進行遠程管理。

溫度檢測,是通過溫度傳感器對設備的環境溫度進行測量后,將溫度信號送至CPU,由CPU將此溫度信號數據通過網絡芯片傳送到網絡中,最后送至控制臺服務器,由控制臺根據所設定的安全溫度范圍判斷是否給出報警的信號。

輸入/輸出采集控制,是通過監控裝置中設置的輸入/輸出接線端子實現的。其中的輸出端子可用作遠程控制開關,如遠程控制空調器的開關等;對輸入端子的應用中,例如將一路輸入開關量設置為用作門磁監控時,當被監控門磁被非正常打開后,一個高或低的電平即會傳入監控裝置中的CPU,CPU對其處理后再通過網絡芯片傳送到網絡中,控制臺服務器收到該信號后,就會對其給出報警,并產生記錄。在進行遠程控制時,由控制臺服務器發出一個控制指令,通過網絡傳送給該監控裝置,監控裝置通過其網絡芯片接收并讀出送至CPU,CPU對該指令信號進行處理后發送到開關量的輸出端口,實現對所連接的設備進行控制。

根據對網絡實行監控的目的和需要不同,監控模塊上訴結構形式的監控器與相應的操作和控制軟件或程序相結合,可以對網絡實現多種方面的管理、監控和報警、記錄等功能。當網絡設備實現報警信息時,設備所在區域即能自動顯示,便于對網絡設備的管理和對故障的排查。對網絡的管理可以實現諸如包括如被管理設備的工作狀態、安裝位置、設備類型、型號、網絡時延、環境溫度等被管理設備的信息;包括ID、IP地址、網關地址、版本等網絡監控器的信息;包括用戶的帳號、IP地址等用戶信息;以及包括門磁開關狀態和用戶自定義控制線狀態的信息等,網管中心可以通過網絡監控裝置所反饋的這些信息,可以隨時查看設備的工作狀態,能夠對有CONSOLE接口的網絡設備進行控制和/或設置,如開/關交換機端口,讀取UPS設備信息等。在檢測和控制方面,其還可以實現對網絡通斷的監測,通信時延的監測,環境溫度的監測,門磁監控,以及用戶的自定義監控,如用戶所希望的對機房空調、排風扇、采集防盜報警器信號等自定義的遠程控制操作。對設備掉線、溫度超標、網絡時延過大、設備箱(或機房)開關門等多種情況同時還能根據所設定的值自動告警和或生成告警數據庫。

1.7 界面設計

根據需求分析所定義的模塊對有界面的頁面進行設計,由于篇幅限制,不一一列舉。

用戶管理界面共分六個主要部分:菜單項命令、工具欄、區域管理欄、設備管理信息欄、設備信息欄和系統狀態信息欄。

各標題欄的含義:

狀態:網絡監控器當前工作狀態。用三種圖標標識三種設備,不同設備分別用三種顏色表示其工作狀態(具體含義見狀態欄)

監控器ID:網絡監控器序列號

被監控設備名稱:被監控設備的名稱

安裝位置:網絡監控器的實際安裝位置

網絡時延:網絡監控器到服務器的網絡傳輸時延

環境溫度:網絡監控器所在的環境溫度

2 結束語

網絡監控系統在設計中征求多家寬帶網絡運營商的意見,備掉線告警、溫度監控、設備箱開關門的監控、機房設備監控等,是通用的SNMP網管方案所無法實現的,更符合運營商的需求。尤其在對低端設備的管理上具有很高的性價比,對任何具有10/100M以太網端口的設備(如交換機、HUB、光纖收發器等)都可實現管理。具有更易用、更實際、更直觀、成本更低等特性。對無人值守機房的監控歷來都是網絡管理中的難題,安裝網絡監測器后,機房設備和機房安全都可以很直觀地監測和控制,力求實現真正的遠程管理。將網管模塊與目前的SNMP網管方案相結合,可以對全程網絡提供更為方便的管理效果。

參考文獻:

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[4] 蔣興東,陳棋德,印敏,等.Windows Sockets 網絡程序設計大全[M].北京:清華大學出版社.1999,68-70.

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中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 16-0046-01

本文以遠程監控液體混合機為例，運用ifix上位機組態軟件制作界面，采用OPC技術對數據進行采集，實現監控現場液體混合機設備運行參數的檢測、報警數據的顯示、相應報表的生成，并對系統做了優化，為了避免意外的發生，提高系統穩定性，用戶可以通過登錄WEB瀏覽器，就可以輕松方便地查看并控制液體混合機的工作狀態，根據用戶的需求對液體混合機中水泵的抽水量、設備運行狀態、運行效率等進行調整和控制。

一、內容

二、液體混合機控制系統的功能分析

本控制系統由五大部分組成：流水灌部分、混合灌部分、抽水機組(電機、水泵)部分、傳感器部分、測速計量部分。控制系統中要求對三種液體混合比例進行較為準確的控制，因此第一種液體流入混合灌中，液體攪拌機工作，攪勻液體，等液位達到一定高度，液面傳感器，檢測到停止第一種液體繼續流入，第二種液體開始流入混合灌中，達到一定高度，關閉第二個流體灌，開始流入第三種液體，攪拌機一直出入工作狀態，攪勻液體直到混合灌滿結束，此時水泵開始工作，將混合灌混合好的液體抽水，輸送到目標地。在此過程中對每個流體灌溫度、流速、電磁閥的狀態、混合灌液位、攪拌機運行狀態、水泵轉速等進行監控，對于水泵的轉速可以進行遠程控制，寫入PLC控制模塊，來調節適當的轉速，滿足控制要求。

三、制作的部分控制畫面

四、總結

本論文通過“液體混合機控制系統”項目，將現場的各類實時數據、畫面等信息接入網絡服務中。實現工控組態軟件的動態實時監控。系統實現了實現遠程用戶通過標準Web瀏覽器對實驗現場組態畫面的監測，并具有操作簡單，維護方便等優點。

參考文獻：

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Hands-On Universe(HOU)是由美國加州大學伯克利分校的Carlton R. Pennypacker 博士倡議發起的，它是基于國際互聯網，以動手實踐為特色的天文教學活動。20世紀90年代，加州大學伯克利分校天文系的大學預科必須先修基礎天文課程。這些課程開始是在課堂里由老師按書本講義授課，后來逐步發展為老師把講義放在網上由學生自學，老師定期給學生面授或解答問題，再后來為了方便學生實習，他們就與大學的天文臺合作，把望遠鏡連接到互聯網上，提供學生從網上操作使用，進行觀測并提交結果。經過近10年的發展，這種基于互聯網的，集成了各種教學資源（教材、實踐指導、軟件、數據庫、望遠鏡、終端設備等）的網絡教學方式逐步完善并被廣泛采用，因為它不僅能讓學生通過網絡使用各種天文專業資源，讓學生在實踐中提高對科學的興趣和理解，而且節約了人力、物力，同時也使天文教育得到最大限度的普及。

以上種種原因都使這種新穎的教學方式得到大大的推廣，也引起了教育界廣泛的關注，慢慢從大學擴展到中學，而這種教學形式也被命名為Hands-On Universe。

美國人稱一個“Hands-On”的人意思是說他是一個“工作者”，也就是說，他通過動手去“做”某件事來了解和認識事物的本事。那么Hands-On Universe的意思也就是說學習者通過動手實踐，親自去操作、觀測、獲得數據、處理結果等（做天文學家同樣的事情），了解天文知識，理解科學概念。這種學習方式使學習不再是一件枯燥的事情，而是一件輕松愉快的事情，不僅大大激發了學習者的興趣和求知欲，而且可以大大發揮學生的想象力和創造力。

為實現這一目標，HOU通過一整套形式多樣的教學節目（包括教師、教材、教學軟件、基于互聯網的教學平臺和操作真實望遠鏡觀測等），使具有初級文化程度的學生通過學習課程、動手操作（遠程望遠鏡）、進行觀測、獲取觀測結果、利用共享軟件對數據進行分析處理、完成作業或提交論文等過程，達到學習天文知識，研究天文問題，理解天文科學的目的。

在過去的十年里，在美國國家科學基金會（NSF）、國防部和能源部等基金的資助下，HOU不斷發展并完善。現在HOU擁有遍布全球的遠程控制望遠鏡設備，并可利用虛擬天文臺的大量豐富的數據庫資源。這些網絡資源都可以通過國際互聯網在該組織內部共享。HOU也積累了大量的系統內部的觀測資料和教學經驗，目前，HOU的教學方式已經推廣和發展成可以供天文研究者、教師或學生通過互聯網絡，操作網上開放的專業天文望遠鏡，進行實際觀測，并對取得的數據、圖像等資料進行分析研究的科研教育平臺。學生可以把從望遠鏡獲得的觀測圖像下載到教室里的計算機上，再使用強有力的HOU圖像數據處理軟件，來觀察分析這些資料，從而獲得比書本上更生動有趣的知識和概念。

HOU走進中國

受GHOU組織的委托，國家天文臺代表中國成功申辦了2005年GHOU 國際研討會。這得到中國天文界，特別是北京天文學會、國家天文臺、北京天文館、北京大學、北京師范大學、中國天文學會普及委員會、天好者雜志社等單位的大力支持。

2005年GHOU國際學術會議主要內容為: 介紹可用于天文教學和遠程操作的大型天文設施（望遠鏡等），交流基于互聯網的天文教學與培訓環境的開發應用，現場演示遠程觀測、網絡教育資源平臺的使用等，為發展我國網絡天文研究與教學環境建設，遠程教學與觀測等技術，提供了良好的機遇。

2006年HOU的國際研討會在法國普羅旺斯天文臺舉行，中國派出了天文和教育代表團參加會議并討論在中國引入HOU的教學方式，共享全球HOU的教學資源，發展中國HOU的具體方案。鑒于中國HOU和遠程天文教學的迅速發展，國際HOU組織決定于2007年7月（下一屆GHOU國際研討會之前）在中國召開環太平洋地區HOU教師培訓國際會議，旨在探討HOU師資的培訓和資源的共享利用。

遠程天文教育工作方案

由國家天文臺牽頭的中國HOU計劃得到了北京教委遠程教育網的重視和支持， 2006年6月6日，新成立的遠程教育專業委員會率先在北京遠程教育網上開展了遠程教學天文臺試點教學工作。該項計劃將按國際HOU標準構建能夠與國內國外共享的硬件和軟件教學資源和環境平臺，從北京遠程教育網輻射到全國的網絡教育平臺，最大限度地拓寬和延伸接受天文遠程教育的受益群體。

過去由于條件限制，只能利用簡陋的儀器和場地進行普及教育中的實踐活動，現在利用強大的計算機和網絡技術，可以充分集成國際國內（專業與業余）的望遠鏡和軟件數據信息等資源，為社會公眾和學生及廣大愛好者提供豐富多采形式多樣的天文知識與親臨其境動手實踐的機會，也能為學習實踐者提供切實的現場指導和幫助。

中國HOU組織通過利用連接在國際互聯網上國內外的望遠鏡、教學、軟件、數據、信息等資源，以及國內社會上（各學校、場館）尚沒有有效利用的各種資源，組成了一個基于北京教委遠程教育網絡的天文普及教學平臺。利用這個平臺開展天文普及教育，提高受益群體的科學素質和對天文學的興趣愛好。

從北京輻射到全國，使有條件的大中小學校學生，經過遠程天文教育，獲得系統、全面、新穎、實用的學習、培訓和指導，能夠掌握天文基礎知識、了解到國內國外天文發展的歷史和現狀、擁有實際儀器的操作經驗和技能、獲得實際的天文觀測結果，從而提高科學素質和對天文知識的興趣愛好。

具體操作方案如下:

建立遠程天文教育網上資源共享平臺。

利用國際HOU系統的共享網絡資源（望遠鏡、終端儀器、計算機、教材、軟件、數據庫等）和國內各大中小學校的教學設備（望遠鏡，配套儀器），配和在網上從事實踐教學的，針對不同層次受眾的培訓指導課程，使全國各地的小型望遠鏡即可獨立使用，也可聯網使用，實現真正意義的資源共享。

建立遠程天文教育網上教學平臺。

該平臺則提供天文知識庫、實踐觀測指導、數據處理指導、組織示范課程等功能。

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【關鍵詞】WEB 開放實驗室 信息系統

隨著計算機和互聯網技術的飛速發展，人類進入到了一個嶄新的時代，也就是信息時代，那么如何獲取信息和管理信息就成為一個新的問題。要想從根本上解決高校開放實驗室所存在的問題，就必須要研究開發一套新的管理信息系統來輔助開放實驗室管理，目前很多高校并沒有認識到開放式實驗室管理系統對于學校學生質量的提升，所以在開放實驗室方面一直都處于待開發期。開放式的實驗管理系統可以為學生提供實驗選課的網上平臺，學生可以任意在任何一臺計算機上獲取實驗中心的各項信息，并且可以按自己的興趣對實驗進行預約等，這能夠很好的促進學生的學習主動性。并且這個系統可以給教師的教學提供很大的幫助，從而提高了實驗管理水平。

1 WEB技術的概述

WEB也可以稱為WWW，也就是萬維網，它是用于、瀏覽、查詢信息的網絡信息服務系統，有很多的遍布在各個不同區域內的WEB服務器和能夠瀏覽網頁的客戶端組成，是一個典型的分布式的應用結構。在WEB應用中的每一次的信息交換都必須要涉及到服務端和客戶端，所以，WEB開發技術也可以分為服務端技術和客戶端技術這兩種。WEB自建立開始到現在已經成為社會大眾最為流行的，并且受到熱烈歡迎的一個信息檢索服務系統，通過WEB服務器把互聯網上現有的資料全部連接起來，使用人員能夠在互聯網上查找到已經建立WEB服務器的所有站點提供的超文本以及超媒體資源文檔[1]。WEB之所以能夠這么流行，是因為它可以在一個頁面上同時顯示色彩豐富的圖形和文本性能，并且WEB非常易于導航，只需要從這個鏈接跳轉到另一個鏈接，就可以在各頁面進行瀏覽。還有就是WEB是一個超文本信息系統，只需要鼠標點擊所需要的鏈接即可，并且WEB跟平臺是無關的，對系統平臺沒有限制，WEB是分布式的、具有新聞性的、是動態的，這些都是WEB的特點。

2 開放實驗室管理信息系統

實驗室管理管理的計算機化和信息共享化以及實驗過程自動化都是有重要意義的，不僅能夠有效的提高管理的自動化水平，還能夠提高教學的質量，更好地提高學校的教學質量。

2.1 開放實驗室管理信息系統的原則

首先是開放性，為了保證系統的開放性必須要使用世界主流的硬件平臺和軟件平臺，以保證系統的開放性能夠很好的展現。再有就是靈活性和可拓展性，系統具有靈活性和可拓展性能夠高效率的適應后期的實驗管理變化的需求。建立的系統必須是安全實用的，系統的安全管理能夠保障其他系統的安全，當然系統必須是實用的，這能夠有效的提高實驗室工作效率，對于管理水平也能夠積極的產生作用。

2.2 開放實驗室管理系統必須具備的功能

首先需要建立全校實驗室計算機網絡，以保證信息資源的共享，并且建立數據庫，以便能夠集中的存儲實驗室管理和使用信息。還有就是必須要能夠支持教師實驗要求的網上提交，自動的安排實驗室并且能夠自動的獲取學生的實驗結果。

2.3 開放實驗室管理信息系統的方法

建設實驗室管理信息系統必須要先進、完善、高效，并且建立的系統必須要是針對當前高效實驗中心的實際需求，還應該考慮到是否能夠適應未來的長遠發展。

3 實現WEB開放實驗室管理信息系統

首先要實現實驗室預約管理系統，設置完善的預約實驗室網站，可以分為班級預約和個人預約，班級預約是針對教師的，個人預約則是針對學生的，在教師或者學生輸入相關信息后，可以對實驗室進行預約并查看[3]。計算機將會自動的出示預約信息，并告知教師和學生。第二實驗前進行刷卡登錄，進行試驗時學生借助于條形碼采集設備輸入自己的學號，登錄后按照系統顯示出刷卡分配的結果進行實驗。第三實驗臺遠程控制，建立遠程控制系統能夠對實驗室的事實情況進行監督，以防有人故意毀壞實驗室設備，這種遠程控制系統由PC前端控制器、分配器等模塊組成。還有進行實驗臺監控管理和系統管理等方式來實現WEB開放實驗室管理信息系統，這些方式都能夠有效的幫助開放實驗室管理信息系統的實現，不僅能夠提高高校的信息管理系統，還能夠提高學校的教學質量。

4 結語

基于WEB開放式實驗室管理信息系統是一個相對比較復雜的綜合管理信息系統，這一系統的建立能夠有助于高校開放實驗室的管理，這種系統是利用了現有的實驗室資源，在校園網上實現了開放實驗預約，對于學校的師生來說能夠更加靈活自主的安排實驗課程，簡化手續，節省大量時間，可進一步提高學校的實踐教學質量。

參考文獻

[1]趙永生.高校科技管理信息系統的設計與實現[J].科技信息，2011（13）.

[2]黃海艇.高校計算機設備政府采購存在的問題及對策[J].寧波大學學報（教育科學版），2011（06）.

[3]何金枝.基于Web的畢業設計（論文）管理系統的設計及應用[J].計算機與現代化，2012（08）.

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機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。

1機電一體化技術的發展狀況 1.1 數控機床的問世,為機電一體化技術的發展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術為機電一體化技術的發展帶來了勃勃生機; 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發展為機電一體化技術的發展提供了堅強基礎; 1.4 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使機電一體化技術的發展躍上新臺階.

2機電一體化技術發展方向

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。 2.2 智能化

即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。 2.4 網絡化

由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。 2.5 人性化

機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受。

2.6 微型化

微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。

2.7 集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。 2.8 帶源化

是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。論文參考網。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。 2.9 綠色化

綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

3 典型的機電一體化產品 機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化基礎元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。論文參考網。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

4 機電一體化的技術應用

在重工業企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(IC)

由于重工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經 網絡等，智能控制技術廣泛應用于重工業企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(DCS)

分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能將越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(OCS)

開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。 4.4 計算機集成制造系統(CIMS)

重工業企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前重工業企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代重工業生產的要求。未來重工業企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。

4.5 現場總線技術(FBT)

現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器和現場就地控制站等的發展。 4.6 交流傳動技術

傳動技術在重工業中起著至關重要的作用。隨著電力、電子、技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用，同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。

綜上，我們不難發現機電一體化技術在現在的社會生產中占據了越來越多的行業和領域，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

【參考文獻】

1李建勇. 機電一體化技術[M]．北京：科學技術出版社，2004．

2張華． 機電一體化技術應用[M]． 北京：電子工業出版社，2002．

3芮延年． 機電一體化系統設計[M]． 北京：機械工業出版社，2004．

4唐懷斌． 工業控制的進展與趨勢 [J]．自動化與儀器儀表，1996（4）

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1.引言

目前手機GSM網絡已經覆蓋全國，且手機收發短消息的費用低廉，因此，為利用GSM手機的短消息收發功能實現多路遠程數據收集帶來了便利。本系統就是利用基于GSM系統的移動平臺之間點對點的短信息業務，將移動通信與數據收集和數字傳送功能能結合起來。

通過野外多個工程機械的單片機控制系統進行數據采樣，再利用移動通信GMS網絡的短信息功能完成對主控機的數據傳送。這樣使得施工單位，能夠及時掌握前方的實時信息，對于配送原料的預測，工程進度監控，數據收集表格形成帶來便利。

短信息的方式發送是移動通信系統增值服務的一種開發利用。其系統設計的關鍵是在單片機控制系統上添加，基于GSM系統的AT指令的開發來完成和移動通信模塊之間的通信編程的。

2.系統結構

工程GSM短消息遠程數據采集監控系統整體結構如圖1所示，由西門子的GSM通信模塊TC35，單片機控制系統電路，由傳感器將采集到的信號通過A/D轉換送至自帶的大容量RAM中存放，然后可以由人工操作完成設置、顯示、打印、上傳數據傳輸等相應功能。在數傳過程中，單片機通過判斷按下的功能鍵，將存儲在RAM中的數據塊，按照運行時間、設備編號、數據組塊、通過預設程序轉換成ASCII碼，再經過單片機TXD，RXD串口轉換成RS232總線方式發送到TC35-GMS移動通信模塊在施工主管方辦公室接收主機又利用GSM-TC35模塊將數據接收下來，將短信中的ASCII碼還原成數值碼，且調用預先設計好的報表格式保存起來。主管人員可以隨時調閱查看或打印輸出前方施工設施的所有信息，從而實現遠程數據收集管理等功能。

GSM通信模塊TC35短消息的收發，有兩種方式，一種PDU格式，另一種TXT文本格式，由于數據采樣不涉及到中文，因此本系統采樣了TXT格式，其優點是傳送數據信息量大（140字符/條），收發格式簡單，命令操作靈活。

模塊TC35與設備接口有三種方式：GSM-PC2、MCU-PC3、GSM-MCU。

我的系統中，前級采樣端由于有232/485接口，采用了GSM-PC方式主機接收端：由設計的電路板為單片機串口收發TXD-RXD，所以采用了GSM-MCU方式。由于現場干擾強，因此采用了2400的波特率保證數據傳輸的可靠性。GSM通信模塊收發均安裝的是中國移動SIM卡，手機號碼即是本系統的號碼。

GSM-TC35常用AT命令介紹：本系統所用的功能AT命令如下表1所示。

3.系統硬件設計

硬件系統主控模塊采用51系列的SST 89E516RD為CPU，西門子GSM通信模塊TC 35i、串行AD 654、和128KEEPROM DS1245，DS12887時鐘提供系統時鐘，MAX813作看門狗。MAX485與2級通信設備互聯，同時也與GSM通信模塊TC35i完成數據傳輸。MAX232與串口打印機相連。另外擴展專用12位液晶數顯屏，和6位按鍵。

這就是用戶數據采集的遠程控制的全部硬件構成。

4.軟件設計

軟件結構比較簡單，單片機電路與模塊的通信采用傳統的主從式通信。軟件的關鍵是做好GSM通信模塊與單片機的接口以及可靠的數據采集。同時也可根據需要做出PC機的多路監控接收程序，數據的采集狀況。以下是部分數傳匯編程序：

MOV DPTR，#BPS；發送波特率2400

MOV R2，#12

LCALL S_GMS；串口發送程序

MOV DPTR，#Text；置文本格式

MOV R2，#10

LCALL S_GMS

L_B：MOV DPTR，#PHONG；發電話號碼

MOV R2，#22

LCALL S_GMS

JNB RI，$

CLR RI

MOV A，SBUF

CJNE A，#">"，L_B

MOV DPTR，#0100H；發短信內容地址0100H

MOV R2，#80H

LCALL S_GMSX；外RAM串口發送程序SETB EA；

=== GSM命令表========

Bps：DB”AT+IPR=2400”，0DH；2400波特率

Text：DB”AT+CMFG=1”，0DH；TEXT模式Read：DB”AT+CMGR=”；//讀信息

Erase：DB”AT+CMGD=”；//刪除信息

PHONG：DB'AT+CMGS=”15102778052”，0DH；接收的電話號碼

5.程序調試

可以先用串口調試工具軟件測試TC35短信收發功能，然后編寫程序，固化芯片。TC35在實際數據收發時一定要有足夠等待時間，否則工作時會有丟失短消息的現象。

參考文獻

[1]姜志海.單片計原理及應用[M].北京：電子工業出版社，2010，1.