序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇遠程控制系論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！

篇1

閘門調(diào)節(jié)是灌區(qū)工程中經(jīng)常采用的手段，閘門控制的探究對于節(jié)約能源、確保水利工程的正常運行、提高水資源的利用效率和節(jié)約用水具有重要的意義。目前國內(nèi)大部分灌區(qū)已基本實現(xiàn)流量數(shù)據(jù)的自動采集和監(jiān)測，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾聿块T，但是在根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)進行遠程自動監(jiān)測和控制方面成熟的經(jīng)驗非常少。國外非凡是歐美等先進國家在這方面已經(jīng)達到較高的水平，如美國的SRP灌區(qū)自動化澆灌系統(tǒng)，可以同時采集100多點的水位、閘門開度和其他信息，通過計算機處理后，控制幾百座閘門、150多處泵站的運行。本文以國內(nèi)某大型灌區(qū)為例，對閘門的自動監(jiān)控進行了探究。

1、系統(tǒng)的總體設(shè)計

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

圖1閘門遠程自動監(jiān)測和控制結(jié)構(gòu)圖

2、下位機系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計下位機重點在于閘門自動控制箱的設(shè)計，本文提出閘門的運行控制模式，并進行可靠性處理，然后利用無線傳輸設(shè)備和上位機進行通訊，傳輸數(shù)據(jù)。

2.1下位機硬件電路設(shè)計

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

2.2閘門控制系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)下位機接收到上位機傳來的要求流量值（或水位值），當(dāng)要求的流量值（或水位值）和系統(tǒng)所測的流量值（或水位值）不一致時，單片機啟鍵閉合，閘門電動裝置控制箱自動啟動電機，提升或下降閘門，當(dāng)所要求的流量值（或水位值）和當(dāng)前所測流量值（或水位值）相等時，單片機閉鍵閉合，電機自動停止，達到自動控制的目的。

閘門的運行控制模式有實時型控制模式和定時型控制模式兩種，在實時型控制模式中，上位機根據(jù)用戶要求的流量，利用流量—水位關(guān)系曲線把要求的流量換算成要求的水位，然后和下位機聯(lián)系，下位機接到信號后，由電動裝置控制箱控制電機的正反轉(zhuǎn)，達到要求時停止轉(zhuǎn)動。定時控制模式要求用戶輸入所期望的流量值和要求閘門動作的時間，下位機的控制箱在規(guī)定的時間里自動開啟和關(guān)閉閘門，進行控制。

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

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

2.4下位機可靠性處理

為了精確控制電動閘門的關(guān)閉，避免電動閘門在工作中出現(xiàn)過載破壞或關(guān)閉不嚴的現(xiàn)象，本系統(tǒng)在電動軸上安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器，用來監(jiān)測閘門輸出軸的轉(zhuǎn)動力矩，以判定閘門是否關(guān)嚴、是否被卡住。閘門電動裝置用于檢測和控制閘門的開度，本系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動軸上安裝了光電碼盤，考慮到閘門可能出現(xiàn)頻繁的正反轉(zhuǎn)交替，為了避免錯位和丟碼，采用雙光耦技術(shù)，光耦輸出的兩路信號經(jīng)74221雙單穩(wěn)觸發(fā)器進行整形，89C51的INT0和INT1對其進行計數(shù)、計時，并判定轉(zhuǎn)動方向，計算閘門開度。電動閘門在工作中若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，系統(tǒng)會自動報警，切斷電機電源并顯示故障情況。

2.5下位機軟件設(shè)計

下位機的軟件設(shè)計分為閘門自動裝置控制箱程序設(shè)計和串行口中斷服務(wù)程序設(shè)計兩部分。閘門自動裝置控制箱程序設(shè)計主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示、按鍵操作等功能，串行口中斷服務(wù)的程序完成下位機向上位機數(shù)據(jù)的傳送和用戶設(shè)定參數(shù)的接收。控制箱程序的主框圖如下摘要：

圖2、閘門自動控制程序流程圖

3、上位機設(shè)計

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

圖3、上位機軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖4、通信模塊程序流程圖

4、結(jié)語

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

參考文獻摘要：

篇2

1多站遠程無線控制系統(tǒng)組成

多站遠程無線控制系統(tǒng)是以計算機作為中心控制站，用多個信號源作為下位機，通過無線模塊進行數(shù)據(jù)通信的。系統(tǒng)中的上位機作為數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理的中心站，當(dāng)下位機實時采集到上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)后，便可進行簡單的數(shù)據(jù)處理并向上位機回送數(shù)據(jù)。

上位機無線通訊接口使用串行端口與無線數(shù)傳模塊相連，數(shù)字信號通過天線調(diào)制后送到下位機的一臺外置無線模塊，然后通過串口送入單片機進行處理。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2串行通訊控件

利用VB開發(fā)通信程序主要有兩種方法，一是利用VB本身提供的控件（CONTRALS），另一種是利用WINDOWSAPI應(yīng)用程序接口。在實際應(yīng)用中，用VB控件實現(xiàn)通訊的方法比調(diào)用SDK的API動態(tài)連接庫的方法更加方便和快捷，而且可以用較少的代碼實現(xiàn)相同的功能，這就是用VB控件實現(xiàn)通訊的優(yōu)點所在，下面主要介紹一下利用VB控件實現(xiàn)無線通訊的方法。

VB控件工具箱中提供了一個使用非常方便的串行通訊控件MSComm，它提供了使用RS－232串行通訊上層開發(fā)的所有細則。通過它完成串行通訊既可以使用查詢方式，又可以使用事件驅(qū)動方式?？丶囊恍┲匾獙傩约捌湔f明如表1所列。

表1MSComm控件的屬性說明

屬性設(shè)定值說明

ComPort1串口號，如果串口1已所用，改用串口2

InBufferSize1024接收緩沖區(qū)大小

InputLen0從接收緩沖區(qū)讀取的字節(jié)數(shù)，0表示全部讀取

InputMode1接收數(shù)據(jù)的類型，0表示文本類型，1表示二進制類型

OutBufferSize1024發(fā)送緩沖區(qū)大小

RThreshold1設(shè)定接收幾個字符時觸發(fā)OnComm事件，0表示不產(chǎn)生事件，1表示每接收一個字符就產(chǎn)生一事件

SThreshold0設(shè)定在觸發(fā)OnComm事件前，發(fā)送緩沖區(qū)所允許的最少的字符數(shù)，0表示發(fā)數(shù)據(jù)時不產(chǎn)生事件，1表示當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)空時產(chǎn)生OnComm事件

Settings1200,n,8,1串口的參數(shù)設(shè)置，依次為波特率、奇偶校驗（n-無校驗，e-偶校驗，o-奇校驗）、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)

3應(yīng)用實例

本系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)并非點對點的通訊，而是采用一點對多點的廣播式通訊方式。由于無線通訊可能會有空間的噪聲干擾，因此，需要采取一些抗干擾措施。首先是身份識別碼，因為給下位機編碼可以保證網(wǎng)絡(luò)通訊的有序性，因此，每個站都應(yīng)有身份碼。其次是包頭識別碼，由于在發(fā)送了傳輸命令之后，下位機開始以打包的形式傳輸數(shù)據(jù)，因而每一包都有一個包頭和包尾識別碼，假如識別碼有誤，則表明該次傳輸為不正常數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)使用1200波特率、無奇偶校驗位、8個數(shù)據(jù)位、1個停止位的較穩(wěn)定狀態(tài)。

上位機向下位機發(fā)送的參數(shù)有站號、狀態(tài)（開機、關(guān)機）、頻率、重復(fù)周期、脈寬、天線轉(zhuǎn)速、天線掃描方式、天線狀態(tài)、天線角度等。發(fā)送命令有手動方式和自動方式兩種。自動方式是由定時器自動完成的。為了及時知道分站的狀態(tài)和運行情況，還應(yīng)設(shè)計定時查詢和即時查詢。

在無線通訊過程中，除了規(guī)定合理的協(xié)議之外，為了保證通訊的正確性，在數(shù)據(jù)發(fā)送時還應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾友訒r，特別是當(dāng)速度較慢的計算機向速度較快的計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時，更應(yīng)適當(dāng)增加延時。

由于該項目的軟件源代碼較長，故只給出和串口通訊有關(guān)的程序片段供大家參考。筆者在工作中實踐了三種通訊方式，即查詢方式、事件驅(qū)動方式、事件驅(qū)動轉(zhuǎn)查詢方式。這三種方式各有利弊，其中查詢方式具有方便可靠的特點，可利用協(xié)議或設(shè)定時鐘來進入和退出查詢狀態(tài)，但它不是資源的有效利用方式；事件觸發(fā)方式對于定長通訊非常有效，但其定長通訊在有些場合不適用；而事件驅(qū)動轉(zhuǎn)查詢方式既有事件驅(qū)動的特點又有轉(zhuǎn)查詢方式的特點，可以說是匯集了前二者之長，故可有效利用資源。下面著重介紹事件驅(qū)動轉(zhuǎn)查詢方式。

由于在通訊中，RTS電平可置高或置低，如果用事件驅(qū)動，計算機就會進入中斷，資源就沒有有效利用，所以在程序中添加了一個接收函數(shù)。為了保證程序的可靠性和靈活性，可以運用設(shè)置身份碼等方法來保證各個子站互不干擾，具體實現(xiàn)過程的主程序流程圖如圖2所示。

除以上處理外，還可以使用以下方法來增加系統(tǒng)的可靠性、靈活性和效率。

（1）設(shè)置身份碼和目的地址

每個數(shù)傳模塊均有表示其唯一身份的身份碼，身份碼長為兩個字節(jié)共十六位。第一字節(jié)表示組碼，第二字節(jié)表示組內(nèi)識別碼，身份碼可用D7HF5HXXHYYH設(shè)置，可設(shè)置于模塊內(nèi)的EEROM中，掉電后不丟失。在數(shù)據(jù)傳送前，應(yīng)設(shè)置目的地址，以便確定由哪個來接收數(shù)據(jù)。采用此方法可以有效地防止干擾。

（2）使用動態(tài)數(shù)組

接收字節(jié)數(shù)據(jù)時，必須使用動態(tài)數(shù)組。一個動態(tài)數(shù)組被聲明后，可以利用Input屬性將串行端口輸入緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)指定到該動態(tài)數(shù)組中。被接收到的數(shù)據(jù)的實際大小必須利用Lbound及Ubound才能取得最大及最小索引值，同時也只有這樣，才能利用程序?qū)?nèi)部的值一一顯示出來。另外，利用最大和最小索引值還可以判斷是否為一次成功接收。

（3）最優(yōu)化TimeDelay

在每次傳輸指令后，一定要等待一段時間才可能從串行端口的輸入緩沖區(qū)中取得信號源傳回的數(shù)據(jù)，這個時間有多久是項目的關(guān)鍵，太長了效率太低，太短了，數(shù)據(jù)有可能接收不全，所以有必要進行最佳化測試。具體代碼如下：

PublicDeclareFunctionGetTickCountLib″ker-nel32″（）AsLong

DimBuf＄

DimT1＆T2＆

Comm1．Output＝Trim（Ucase（txtsend．．Text））＆vbcr

T1＝GetTickCount（）

Do

Buf＝Buf＆Comm1．Input

LoopUnitlInstr（1，Buf，vbCr）＞0

T2＝GetTickCount（）

LblTime．Caption＝CStr（T2－T1）＆“ms”

該程序中使用GetTickCount來取得系統(tǒng)自開機后每千分之一秒更新的Tick值，在接收的前后加上取Tick值的敘述，自然就可以得到傳輸?shù)臅r間了。從測試的結(jié)果來看，傳輸單個數(shù)據(jù)的時間為100ms，10個群組的時間約為500ms。

（4）增加程序的效率

利用下面的程序可在無線通訊受到干擾或?qū)Ψ皆O(shè)備電源沒有打開等原因造成對方數(shù)據(jù)不能上傳時，避免程序一直在等待。如果在規(guī)定時間內(nèi)還沒等到規(guī)定的字節(jié)數(shù)時就跳出循環(huán)，并出現(xiàn)一個重新發(fā)送對話框。此時如果還是不對，就彈出一個對話框“請檢查系統(tǒng)?。?。具體程序如下：

PublicSubReceiveData（）

′OnErrorResumeNext

Dimstart，dendAsInteger

Dimbyin（）AsByte

Dimbyindata（11）AsByte

DimI％buf＄

′根據(jù)事件分發(fā)處理

DoWhilefrmMSCommDemo．MSComm1．CommEvent＝2

ExitDo

Loop

Timedelay850′適當(dāng)延時

byin＝frmMSCommDemo．MSComm1．Input

′接收串行端口內(nèi)的數(shù)據(jù)至動態(tài)數(shù)組中

dend＝UBound（byin）′得到最大值

start＝LBound（byin）′得到最小值

Ifdend＜5Then

MsgBoxRadarNoOut＆“信號源出現(xiàn)系統(tǒng)

故障，請求檢修！”vbOKOnly

ExitSub

EndIf

′接收串行端口內(nèi)的數(shù)據(jù)至動態(tài)數(shù)組中

′ReDimPreservebyin（11）AsByte

Ifbyindata（0）＝＆H55Andbyindata（1）＝＆HAA

Then′包頭正確，接收到包頭進行數(shù)據(jù)處理

．

．

．

Endsub

′延時程序

SubTimedelay（TTAsLong）

DimtAsLong′聲明一個長整數(shù)，記錄計數(shù)值

t＝GetTickCount（）′取得系統(tǒng)計數(shù)值

Do′開始循環(huán)

DoEvents

IfGetTickCount－t＜0Thent＝GetTick-Count′歸零

LoopUntilGetTickCount－t＞＝TT′計算延遲是否到達

EndSub

4結(jié)論

根據(jù)本系統(tǒng)的研制經(jīng)驗，利用MSCOMM控件開發(fā)無線通信要把握好以下三條：

篇3

2遠程教育平臺的功能

網(wǎng)絡(luò)遠程教育平臺包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)學(xué)校，學(xué)生），課件，圖書館資源和其他因素，它是基于網(wǎng)絡(luò)的，通過一套完整的支持軟件和管理軟件來保證服務(wù)管和體育整個網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展的有序運行。達到以下網(wǎng)絡(luò)遠程教育平臺服務(wù)的具體需要：（1）綜合信息服務(wù)。綜合信息服務(wù)將成為遠程教育的網(wǎng)絡(luò)信息交互平臺的基礎(chǔ)上，它可以釋放和課外教育信息溝通，介紹了網(wǎng)上眾多的大學(xué)和培訓(xùn)機構(gòu)，同時，教師和學(xué)生可以在線交流教學(xué)經(jīng)驗。（2）教育教學(xué)管理服務(wù)。服務(wù)教學(xué)和教育管理是遠程教育的核心網(wǎng)絡(luò)平臺的一部分。這主要包括：課程學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，瀏覽課程系統(tǒng)，多媒體教學(xué)系統(tǒng)，多媒體操作系統(tǒng)，答疑系統(tǒng)分析，遠程測試系統(tǒng)，課件的開發(fā)和管理系統(tǒng)，學(xué)校管理和信息查詢系統(tǒng)。（3）虛擬校園管理服務(wù)。在虛擬校園管理系統(tǒng)的上行鏈路和教學(xué)活動的橋梁作用，在整個教學(xué)活動、校園管理的各個環(huán)節(jié)，涉及所有的對象和教學(xué)資源。它主要包括：教師管理，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析系統(tǒng)，計費功能，安全管理，日志管理，行政公文管理，在線圖書館，學(xué)生社區(qū)管理。

3遠程教育平臺的設(shè)計方案

3.1的目標和內(nèi)容。硬件系統(tǒng)的設(shè)計和遠程教育網(wǎng)絡(luò)平臺的設(shè)計包括系統(tǒng)軟件平臺的選擇開發(fā)平臺的設(shè)計。遠程網(wǎng)絡(luò)教育平臺作為網(wǎng)絡(luò)虛擬大學(xué)園系統(tǒng)平臺，技術(shù)支持和保障，提供全方位的遠程教育合作單位和其他在線教育機構(gòu)，避免重復(fù)投資，為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)發(fā)展的需要，新的信息和網(wǎng)絡(luò)的建立。該平臺的建設(shè)目前流行的ASP，IDC和其他先進的概念和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，視頻傳輸技術(shù)，多媒體技術(shù)和軟件工程技術(shù)，考慮以下幾方面的具體需要：（1）硬件系統(tǒng)是可擴展的，靈活的，安全的，有效的。硬件平臺的主機，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通訊設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的要求是安全的，穩(wěn)定的和有效的，先進的階段和良好的可擴展性（2）的通用性，提高軟件支撐環(huán)境的功能。結(jié)合國家教育部現(xiàn)代遠程教育平臺，資源管理系統(tǒng)和遠程教育軟件支持標準的研究成果，對遠程教育系統(tǒng)和標準的建立。（3）接入環(huán)境靈活，方便快捷。網(wǎng)絡(luò)教育網(wǎng)絡(luò)平臺將建立專門的光纖連接各區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心。學(xué)校校園網(wǎng)和遠程教育的節(jié)點可以方便地通過各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入。（4）在整個遠程教育各普通節(jié)點。在一個鏡像網(wǎng)站和教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)網(wǎng)絡(luò)范圍逐漸利用網(wǎng)絡(luò)教育網(wǎng)絡(luò)的通用平臺，形成整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)。3.2網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計。遠程教育網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境主要是由在一個分層的形成一個中央控制節(jié)點和遠程教育通過網(wǎng)絡(luò)連接。該系統(tǒng)的硬件和軟件配置控制中心，實現(xiàn)需要的教學(xué)管理，節(jié)點的硬件和軟件環(huán)境的遠程教育教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)方式的要求。3.3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。開展遠程教育活動，在遠程教育平臺主要依靠網(wǎng)絡(luò)，在實施計劃的控制中心和教學(xué)實驗階段，在這所學(xué)?；蛩饺藬?shù)據(jù)中心的建立，分散在一個試點單位的遠程教學(xué)點，他們通過網(wǎng)絡(luò)連接。目前，已經(jīng)建立了一個快速和大部分的大學(xué)校園網(wǎng)千兆，提供遠程教育的信息傳輸通道。遠程教育平臺的網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)。信息與控制中心，老師教的節(jié)點和數(shù)據(jù)在內(nèi)部配置中心大學(xué)和其他元素，是遠程教育的關(guān)鍵設(shè)施。目前，遠程教育的實現(xiàn)依賴于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的兩種不同類型的大學(xué)，他們的私人信息網(wǎng)和SDH網(wǎng)。大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)是由一個千兆網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)通光學(xué)互連設(shè)計各分園連接，提供遠程教育網(wǎng)絡(luò)平臺的基本要素。3.4信息控制中心的組成和功能。信息控制中心是遠程教育平臺的核心部分，是遠程教育的順利實施的關(guān)鍵。在信息控制中心的遠程教育平臺的軟件主要的硬件和系統(tǒng)，如VOD點播系統(tǒng)，視頻會議控制平臺，課件數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)，遠程教育，遠程教育技術(shù)支持的主要提供者。信息控制中心實現(xiàn)遠程教育中的節(jié)點控制，遠程教育的學(xué)生必須登錄到遠程教育平臺的信息控制中心，并根據(jù)瀏覽需要和其他的學(xué)習(xí)活動，相應(yīng)的制度和教師開發(fā)課件等教學(xué)資源存儲在信息控制中心。3.5配置節(jié)點功能和異步。異步教學(xué)節(jié)點具有多媒體計算機，計算機通過局域網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)連接。學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)需求的異步教學(xué)的多媒體視頻在線注冊，教學(xué)與其他教學(xué)資源，學(xué)習(xí)和研究活動的瀏覽，課程考試。教學(xué)同步節(jié)點提供教師和學(xué)生之間的實時雙向通信，建立教師與學(xué)生的教學(xué)為導(dǎo)向的環(huán)境中，學(xué)生可以實時看到老師的照片，聽老師的，老師看到學(xué)生和在實時的各種情況的討論問題的學(xué)生。其他節(jié)點配置異步教學(xué)設(shè)備在教學(xué)同步節(jié)點，還配備了一個視頻會議系統(tǒng)，課件播放系統(tǒng)，電子白板，音響系統(tǒng)和其他一些設(shè)施。

篇4

A design of glasshouse automatic monitoring system based on LabView

Yang baogui

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

一、引言

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

二、硬件電路設(shè)計

2.1傳感器節(jié)點設(shè)計

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

1、溫度型節(jié)點

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

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

2、濕度型節(jié)點

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

傳感器對土壤水分進行定點的長期監(jiān)測。土壤含水量通過自變量為電壓的三次多項式計算得到：

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

（2）

其中ΔV=VH-VL，單位：v

3、光照強度型節(jié)點

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

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

4、二氧化碳濃度型節(jié)點

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

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

2.2無線傳輸與組網(wǎng)

ZigBee是一種低成本、低功耗、簡化標準的開放式系統(tǒng)互聯(lián)無線通信技術(shù)[8，9]。每種節(jié)點都有10個同類型傳感器，并采用拓撲結(jié)構(gòu)組成星型網(wǎng)絡(luò)，利用Chipcon CC2430射頻芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。

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

三、軟件設(shè)計

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

3.1數(shù)據(jù)解析

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

程序的主控制界面如圖5所示。

3.3程序遠程控制

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

四、結(jié)論

系統(tǒng)采用NI公司LabView軟件編程，實現(xiàn)了溫室大棚實時監(jiān)控，圖形界面友好，可以對多個參量同時監(jiān)控，出現(xiàn)異常系統(tǒng)自動發(fā)出報警信號。采用基于internet網(wǎng)頁的遠程控制模式，無需額外設(shè)備與軟件，該系統(tǒng)經(jīng)濟實用，具有較的應(yīng)用推廣價值。

參考文獻

[1]董文國.蔬菜溫室大棚智能控制系統(tǒng)的設(shè)計. 2012，曲阜師范大學(xué).

[2]高倩，溫室大棚環(huán)境參數(shù)控制. 2012，沈陽工業(yè)大學(xué).

[3]劉力，et al.，溫室大棚內(nèi)環(huán)境自動化控制方案設(shè)計.農(nóng)機化研究，2013（01）：p.90-93.

[4]高玲，趙海瑞.溫室大棚設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.江蘇農(nóng)機化，2013（02）：p.28-30.

[5]狄敬國，李秀美.基于PLC、變頻器和觸摸屏技術(shù)的溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計.農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2012（05）：p.39-41.

[6]姚蕾，基于USB接口溫室大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計.農(nóng)機化研究，2013（07）：p.110-114.

[7]陳利江，徐凱，王峻.溫室大棚無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā).江蘇農(nóng)機化，2013（02）：p.19-22.

[8]李立揚，王華斌，白鳳山.基于ZigBee和GPRS網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計.計算機測量與控制，2012（12）：p. 3148-3150.

[9]沙國榮，et al.，基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚環(huán)境測控系統(tǒng)設(shè)計.電子技術(shù)應(yīng)用，2012（01）：p.60-62+65.

[10]吳建，et al.，基于LabVIEW的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計.電子測試，2013（Z1）：p.52-54.

[11]丁宗玲，基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集卡控制和溫度采集方法研究.大學(xué)物理實驗，2013（01）：p.81-84.

[12]徐小華，基于labview遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).儀器儀表用戶，2008（01）：p.30-31.

篇5

1.引言

近年來隨著人民生活水平和知識層次的不斷提高，人們也將注意力越來越多的放在了生活環(huán)境的安全性、舒適性和便利性上，因此也就產(chǎn)生了對家居智能化的需求；與此同時，在科學(xué)技術(shù)方面，計算機控制技術(shù)與電子信息通訊技術(shù)的飛速發(fā)展也促成了智能家居系統(tǒng)的出現(xiàn)。開發(fā)智能家居相關(guān)產(chǎn)品不僅能夠滿足人們生活的需要，對整個社會信息化進程的推動作用也不可忽略。

我們基于上海未來伙伴機器人有限公司創(chuàng)新套件設(shè)計了一套智能家居控制系統(tǒng)，利用結(jié)構(gòu)部件、連接部件和傳動部件以及傳感器完美得組合在一起，通過能力風(fēng)暴控制器、單片機系統(tǒng)、無線模塊、GSM模塊等，實現(xiàn)了家居的無線控制、遠程控制、溫控、安防控制等功能，使人們的生活更加便捷、安全、舒適。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計方案

家居智能的基本目標是，將家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭安防裝置連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進行集中或者異地的監(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)境的協(xié)調(diào)。根據(jù)智能家居所需要的功能，我們按照與家庭所處位置的遠近，將系統(tǒng)歸納為遠程控制、無線遙控控制和本地集中控制三種控制方式。

遠程控制通過手機發(fā)送短信形式進行控制，此方案主要用到GSM模塊和單片機，手機發(fā)送指令到GSM模塊的SIM卡，然后根據(jù)用戶的指令來控制家電設(shè)備或者接收報警信號并向用戶報告。使人們身在外地就可了解家中的各種狀態(tài)。

無線控制功能是通過無線發(fā)射接收模塊實現(xiàn)近距離控制功能，主要包括對家電的近距離控制和接收報警信號，節(jié)省了無線通信不必要的費用，也省去了花在綜合布線上的費用和精力。其主要電路由51單片機模塊電路、無線發(fā)射接收電路、能力源控制器、AS-UⅢ智能機器人組成。

“自動+手動”控制包括路燈、太陽能草坪燈、走廊燈控制的自動控制，可節(jié)約能源?？照{(diào)、花園澆水、窗簾是采用“自動+手動”控制，既可以自己通過按鍵控制開關(guān)，也可以自動控制。

3.硬件電路設(shè)計

3.1 無線控制系統(tǒng)

用戶通過終端控制器發(fā)射指令，由接收系統(tǒng)對電飯煲、熱水器、排風(fēng)扇進行開關(guān)控制。用戶通過終端控制器發(fā)射相關(guān)指令，接收系統(tǒng)對大門、車庫門、房門也可進行開關(guān)。采用AT89C51單片機，通過功能按鍵選擇以上的開關(guān)控制，由12864液晶顯示器進行顯示相關(guān)狀態(tài)，同時蜂鳴器起到報警的作用，使用2400bit/s無線模塊實現(xiàn)近距離無線控制。無線終端控制器的框圖如圖1（左圖）所示。接收系統(tǒng)通過解碼實現(xiàn)對家用電器、門等控制。同時門上安裝磁敏傳感器檢測門的位置，使門實現(xiàn)自動開關(guān)功能。接收系統(tǒng)的框圖如圖1（右圖）所示。

無線終端器的電路原理圖見圖2所示，電源為5V直流電，12864液晶顯示器中RP1可以調(diào)節(jié)顯示器的亮度，S1-S6為無線終端控制器的功能選項按鈕，S7為單片機復(fù)位按鈕。AY1為蜂鳴器，當(dāng)單片機20腳輸出低電平時，Q1導(dǎo)通，蜂鳴器開始鳴響。2400bit/S為無線模塊，當(dāng)接收到無線信號時，單片機進行解碼，并通過12864與蜂鳴器顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.2 遠程控制系統(tǒng)

用戶通過手機發(fā)送短信，GSM模塊接收到手機的指令，通過單片機進行遠程控制電飯煲、浴室熱水器、浴室換氣扇等的開關(guān)?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖3所示。

手機發(fā)送指令給GSM指定號碼，從而實現(xiàn)遠程控制的功能。指令表見表1。

3.3 “自動+手動”控制

3.3.1 溫控系統(tǒng)

臥室內(nèi)，用戶可以“手動”設(shè)定空調(diào)的溫度，使室內(nèi)的溫度控制在人體舒適度范圍之內(nèi)，當(dāng)室內(nèi)溫度和設(shè)定溫度有偏差時，就會“自動”啟動空調(diào)開關(guān)，并且會自動進行制冷或制熱的選擇。控制框圖如圖4所示。

3.3.2 自動灑水系統(tǒng)

通過傳感器檢測土壤濕度，土壤干燥時啟動灑水系統(tǒng)為花草澆水，當(dāng)濕度達到一定值時，灑水機停止工作，或人為進行灑水系統(tǒng)的開關(guān)。控制系統(tǒng)的框圖如圖5所示。

3.3.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

當(dāng)風(fēng)力達到一定時，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自動工作，由存儲裝置儲存電能，供電給用電器。

3.3.4 自動太陽能草坪燈系統(tǒng)

白天，通過屋頂上的4塊太陽能板進行蓄電，晚上，電池給草坪燈進行供電，控制器采用5251專用芯片進行光線檢測、升壓驅(qū)動。

3.3.5 燈光控制系統(tǒng)

利用光敏傳感器檢測太陽光，當(dāng)白天接收到太陽光時，路燈滅。晚上接收不到太陽光時，路燈點亮；利用聲音傳感器檢測走廊聲響，當(dāng)有人走過發(fā)出聲音時，傳感器接收到信號，走廊燈亮，延時10秒后，走廊燈熄滅；利用光敏傳感器檢測環(huán)境明亮程度，當(dāng)早上接收到太陽光時，電機正轉(zhuǎn)，窗簾打開；晚上光線比較弱時，電機反轉(zhuǎn)，窗簾關(guān)閉，框圖如圖6所示。

3.4 安防系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)計的安防系統(tǒng)包括防火系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)和緊急求救系統(tǒng)?？驁D如圖7所示。

利用溫度傳感器檢測室內(nèi)溫度，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，溫度升高，啟動報警功能，房屋周圍4個LED燈閃爍，喇叭聲音報警，同時滅火系統(tǒng)（噴水）啟動。并通過無線模塊向終端控制器發(fā)送一個信號，終端控制器報警以及時提醒房主，同時，GSM模塊也向房主發(fā)送短信進行提示。

利用紅外反射、接收裝置安裝在門上，當(dāng)大門關(guān)閉時，如果有人進入，啟動報警，無線控制終端顯示盜賊進入，并報警，提醒房主及時處理，同時，GSM模塊也向房主發(fā)送短信。

當(dāng)別墅內(nèi)人員（尤其是弱勢群體的老人和小孩），出現(xiàn)緊急情況時，按下呼叫按鈕，啟動緊急呼叫系統(tǒng)，報警器會發(fā)出“嗚嗚～”的報警聲，同時GSM模塊也向房主發(fā)送短信，表示家中有緊急情況。

4.軟件程序設(shè)計

本系統(tǒng)用的軟件主要采用上海未來伙伴機器人有限公司提供的VJC流程圖編程和單片機C語言編程相結(jié)合，VJC流程圖編程更加直觀形象，流程圖采用模塊化編程的形式，接近人類自然語言，流程圖程序的形式與標準流程圖完全一致，簡單易學(xué)，是學(xué)習(xí)單片機C語言編程的基礎(chǔ)。編譯好的流程圖下載到能力源控制器，然后進行程序的調(diào)試，最后實現(xiàn)其功能。

4.1 走廊燈路燈程序

4.2 風(fēng)力發(fā)電與自動灑水

5.制作和調(diào)試

本系統(tǒng)利用上海未來伙伴機器人有限公司創(chuàng)新套件設(shè)計了一套智能家居控制系統(tǒng)，將結(jié)構(gòu)部件、連接部件和傳動部件以及傳感器完美得組合在一起，搭建成一套家居系統(tǒng)的框架，再通過能力風(fēng)暴控制器、單片機系統(tǒng)、無線模塊、GSM模塊等，實現(xiàn)了智能家居控制系統(tǒng)。實物如圖10所示，經(jīng)過調(diào)試，系統(tǒng)都完成了以上功能。

6.總結(jié)

本套智能家居控制系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點：

（1）無線控制和遠程控制相結(jié)合，既能進行近距離無線遙控控制也能進行遠距離控制。

（2）具有太陽能、風(fēng)力發(fā)電裝置，為晚上草坪燈供電，起到了很好的節(jié)能作用。

本套智能家居控制系統(tǒng)通過模擬實物制作和調(diào)試，都能達到智能家居的功能，達到預(yù)期的效果。在應(yīng)用到實際家庭中，也能實現(xiàn)這些功能。因此對開發(fā)智能家居控制系統(tǒng)有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]潘慶浩，古鵬.智能家居控制系統(tǒng)技術(shù)問題的研究與探討[J].計算機工程應(yīng)用技術(shù)，2008（6）.

[2]張周.ZigBee技術(shù)研究及其在智能家居中的應(yīng)用[D].廈門大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

篇6

中圖法分類號：TP319 文獻標識碼：B

1 數(shù)字化醫(yī)院的定義和組成

數(shù)字化醫(yī)院的提法最早出現(xiàn)在20世紀90年代的文獻中，是指依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息系統(tǒng)和數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備，實現(xiàn)醫(yī)療工作和管理信息的數(shù)字化、構(gòu)建醫(yī)院各業(yè)務(wù)流程數(shù)字化的醫(yī)院信息體系。狹義的數(shù)字化醫(yī)院指利用信息技術(shù)實現(xiàn)語音、圖像、文字、數(shù)據(jù)、圖表等信息的數(shù)字化采集、存儲、閱讀、復(fù)制、處理、檢索和傳輸，以無紙化、無膠片化、網(wǎng)絡(luò)無線化為特征。廣義的數(shù)字化醫(yī)院則指突破傳統(tǒng)醫(yī)療模式的時空限制，實現(xiàn)疾病的預(yù)防、保健、診療、護理等業(yè)務(wù)管理和行政管理的全面數(shù)字化運作。

數(shù)字化醫(yī)院的物理組成包括數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)院信息系統(tǒng)和計算機通信網(wǎng)，在業(yè)務(wù)邏輯上呈現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)：由低到高分別是物理層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、知識層直至決策層。我院（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬普陀醫(yī)院）數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的實施主體為信息科，作為分管院長直接領(lǐng)導(dǎo)的一級行政職能科室，技術(shù)力量雄厚、人員整齊，已自主開發(fā)應(yīng)用軟件多套。按照醫(yī)院長期發(fā)展規(guī)劃，每年擬投入業(yè)務(wù)收入的1%約600萬元（2010年數(shù)據(jù)）用于信息化建設(shè)，從而在組織機構(gòu)、人員配置、資金預(yù)算方面為打造數(shù)字化醫(yī)院夯實基礎(chǔ)。

2 基于電子病歷的數(shù)字化醫(yī)院的體系結(jié)構(gòu)

合理的規(guī)劃是數(shù)字化醫(yī)院組織目標得以實現(xiàn)的前提。如何引入工作流技術(shù)、整合異構(gòu)系統(tǒng)、重組業(yè)務(wù)流程、實施基于電子病歷的臨床路徑管理、優(yōu)化管理模式，都要從醫(yī)院宏觀管理的大局出發(fā)，設(shè)定數(shù)字化醫(yī)院規(guī)劃的總體目標，然后在技術(shù)上逐步實現(xiàn)。七分管理、三分技術(shù)在此同樣適用。

普陀醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)的總體目標大致有六方面：一是建立完備的衛(wèi)生信息標準體系。統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一代碼編碼、統(tǒng)一接口，這是醫(yī)院信息系統(tǒng)整合、互聯(lián)的前提。這一基礎(chǔ)性工作衛(wèi)生部正牽頭在做，并出臺了一系列文件和技術(shù)規(guī)范；二是信息的數(shù)字化存儲。包括信息載體數(shù)字化、存儲結(jié)構(gòu)標準化、信息交互標準化。這一目標我院已基本實現(xiàn)；三是信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸。我院已建成完備的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓撲分為內(nèi)網(wǎng)（院內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)）、專網(wǎng)（部分行政辦公系統(tǒng)和醫(yī)保系統(tǒng)）和外網(wǎng)（醫(yī)院門戶網(wǎng)站和部分行政辦公系統(tǒng)）三部分；四是確立數(shù)字化管理模式，實現(xiàn)醫(yī)院物流、人流、信息流、資金流的智能化，再造醫(yī)院管理模式。這已引起醫(yī)院管理層的足夠重視；五是建立完備的醫(yī)院信息系統(tǒng)和數(shù)字化醫(yī)療系統(tǒng)；六是實現(xiàn)個性化醫(yī)療服務(wù)，面向社會提供全面醫(yī)療服務(wù)和醫(yī)療信息。

普陀醫(yī)院數(shù)字化架構(gòu)現(xiàn)由臨床診療、藥品管理、財務(wù)管理、行政管理與統(tǒng)計分析、外部接口五個部分組成?；陔娮硬v（EMRS）的醫(yī)院信息系統(tǒng)是數(shù)字化醫(yī)院的核心。醫(yī)院信息系統(tǒng)各子系統(tǒng)的運行都需要調(diào)用或共享電子病歷的數(shù)據(jù)庫。住院核心子系統(tǒng)、門急診核心子系統(tǒng)、藥庫核心子系統(tǒng)由于涉及到復(fù)雜的海量事務(wù)性操作，且實時性要求很高，所以采用多層混合結(jié)構(gòu)。前臺工作站為Win2000 Pro/WinXP和BCB6，部分基于B/S混合結(jié)構(gòu)的工作站還采用了NET.framework 2.0接口。中間件為連接池管理，后臺為ORACLE9i/10g數(shù)據(jù)庫；工作站與后臺數(shù)據(jù)庫的連接訪問采用了三層架構(gòu)的C/S連接池管理，大量使用基于后臺數(shù)據(jù)庫的接口函數(shù)和存儲過程。

院內(nèi)OA（含人事管理子系統(tǒng)）、醫(yī)院門戶網(wǎng)站、科研教學(xué)子系統(tǒng)、財務(wù)管理子系統(tǒng)之外，其余11個應(yīng)用系統(tǒng)都基于電子病歷。數(shù)字化醫(yī)院的實施路徑已從財務(wù)收費為核心的HIS建設(shè)發(fā)展到以電子病歷為中心的HIS建設(shè)，核心工作就是異構(gòu)系統(tǒng)的整合與互聯(lián)。可見系統(tǒng)集成技術(shù)是數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。

3 數(shù)字化醫(yī)院系統(tǒng)集成方案概述

數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)基于統(tǒng)一編碼技術(shù)（ICD-10）、數(shù)據(jù)交換技術(shù)（HL7）和系統(tǒng)集成技術(shù)。常用的系統(tǒng)集成方案有點對點方法、數(shù)據(jù)共享方法、基于數(shù)據(jù)倉庫的方法、基于Broker的方法、基于中間件的方法和基于HL7平臺的一體化方法。

點對點方法最為常見，但無法適用于多系統(tǒng)集成，N個廠商需要設(shè)計N！*（N-1）個接口，復(fù)雜度高、成本高。數(shù)據(jù)共享方法是我院曾經(jīng)應(yīng)用的方案，基于上海亞太計算機信息系統(tǒng)公司開發(fā)的HIS集中數(shù)據(jù)庫的共享。當(dāng)其他廠商的應(yīng)用系統(tǒng)插入時，只須相互共享對方的數(shù)據(jù)庫；基于數(shù)據(jù)倉庫的方法屬于數(shù)據(jù)層集成模型的應(yīng)用，便于數(shù)據(jù)挖掘，能創(chuàng)造出新的知識。缺點是數(shù)據(jù)冗余度大、難以同步更新、需要設(shè)計各種數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一視圖模型，對硬件設(shè)備的計算性能要求高；基于Broker的方法缺陷在于數(shù)據(jù)冗余度大、復(fù)雜度高、難以維護；基于中間件的方法屬于功能層模型的應(yīng)用，是我院正在應(yīng)用的方案。中間件是獨立的服務(wù)程序，位于操作系統(tǒng)和應(yīng)用層之間。中間件創(chuàng)建的集成接口將信息和控制機制捆綁在一起，具有緊密相關(guān)性，因此需要采用多種集成方法才能解決多系統(tǒng)的集成。

普陀醫(yī)院綜合性HIS內(nèi)置的六個應(yīng)用系統(tǒng)為藥庫管理子系統(tǒng)、護士工作站子系統(tǒng)、物資管理子系統(tǒng)、門診藥房子系統(tǒng)、科室計費程序和醫(yī)保工具，都基于中間件技術(shù)，已高度整合?？蛻舳酥豁毰渲煤线m的IP地址，登錄醫(yī)院信息管理系統(tǒng)的相應(yīng)模塊，服務(wù)器一端就會依據(jù)鍵入的工號和口令判斷用戶所在的組，分配相應(yīng)的權(quán)限，并自動推送相應(yīng)的配置文件和升級文件下載到客戶端本地，所有的軟件設(shè)置都無須在客戶端本地配置。再配合相應(yīng)的遠程控制軟件，原則上只要聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)的客戶端沒有硬件缺陷、操作系統(tǒng)尚未崩潰、網(wǎng)絡(luò)暢通，系統(tǒng)管理員都可以在裝有“威盾”遠程控制軟件的Console臺（控制端）對客戶端（安裝有遠程控制軟件的模塊）進行系統(tǒng)監(jiān)控和軟件維護。

4 基于HL7平臺的一體化系統(tǒng)集成技術(shù)

基于HL7平臺的一體化集成技術(shù)是數(shù)字化醫(yī)院系統(tǒng)集成的發(fā)展方向。HL7規(guī)范是基于OSI應(yīng)用層的醫(yī)學(xué)信息交換協(xié)議，支持建立可擴展的統(tǒng)一集成平臺。各應(yīng)用系統(tǒng)的接口都開放出來，在此集成平臺上實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的消息交換。消息不限于標準的HL7信息，也可以是XML格式的信息。集成平臺自動將欲的消息轉(zhuǎn)換成訂閱者要求的消息格式，回送給訂閱者。由此，所有應(yīng)用系統(tǒng)在邏輯上都是獨立的，彼此之間只有消息觸發(fā)和傳遞，新增應(yīng)用系統(tǒng)只須添加相應(yīng)的消息事件而無須修改程序，這就實現(xiàn)了基于組件即插即用的一體化系統(tǒng)集成，醫(yī)院信息系統(tǒng)可以無限擴張。這是HIS發(fā)展的趨勢。

基于HL7平臺的一體化系統(tǒng)集成在歐美大型醫(yī)院中已有應(yīng)用，在國內(nèi)還是空白，還須做大量的衛(wèi)生信息標準體系規(guī)范工作，以統(tǒng)一代碼編碼、統(tǒng)一接口。這是我院今后數(shù)字化醫(yī)院系統(tǒng)集成的目標和方向。底層為智能樓宇系統(tǒng)（IBMS）、醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)和數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備。HIS基于HL7平臺搭建，發(fā)展出PIS、LIS、RIS、ORIS、CIS、PACS和EMRS。

5 小結(jié)

計算機技術(shù)發(fā)展日新月異，數(shù)字化醫(yī)院的理念被越來越多的三級醫(yī)院接受并付諸實施。上海地區(qū)數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)水平較高的有瑞金醫(yī)院、華山醫(yī)院、普陀醫(yī)院等。2011年起，普陀醫(yī)院數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的工作重心轉(zhuǎn)到HIS系統(tǒng)集成和基于電子病歷深度數(shù)據(jù)挖掘的知識管理上，逐步引入HL7平臺一體化集成技術(shù)，以期完全實現(xiàn)臨床科室、醫(yī)技科室和職能科室的數(shù)據(jù)共享，從而消除“信息孤島”，顯著提高經(jīng)濟效益與管理效益。

參考文獻

篇7

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

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

1.智能化系統(tǒng)

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

1.1系統(tǒng)構(gòu)架

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

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

圖1

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

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

1.2系統(tǒng)設(shè)計

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

1.3系統(tǒng)功能

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

(1)規(guī)約處理

系統(tǒng)的規(guī)約處理功能是通過前置子系統(tǒng)實現(xiàn)的,前置子系統(tǒng)中的規(guī)約庫是獨立存在的,不受其他數(shù)據(jù)庫的影響,規(guī)約通過獨立動態(tài)庫方式實現(xiàn)規(guī)約。

(2)通信處理功能

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

(3)設(shè)備管理

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

信息采集板維護功能包括查看工作狀態(tài)、內(nèi)存查看修改、運行庫參數(shù)修改、實時數(shù)據(jù)查看、子模塊和處理器的通信轉(zhuǎn)臺查詢和一些特殊維護,如系數(shù)整定和修改參數(shù)等。

(4)Web服務(wù)

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

(5)知識庫管理

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

2.狀態(tài)分析及故障診斷策略

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

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

圖2

對于一些常規(guī)故障,系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)的方案實現(xiàn)自動恢復(fù)功能;如果故障是其他一些故障,系統(tǒng)也能夠提供相關(guān)的維護處理方案。不過,維護工作還是需通過專門的設(shè)備維護人員來進行確認,確保變電系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行。

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

參考文獻:

[1] 高卓,羅毅,涂光瑜. 基于分布式對象技術(shù)的變電站遠程維護系統(tǒng)[J]. 電力系統(tǒng)自動化, 2002,(16) .

[2] 郝曉弘,蘇淵. 基于Web的變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2003,(07) .

[3] 郭創(chuàng)新,單業(yè)才,曹一家,韓禎祥. 基于多智能體技術(shù)的電力企業(yè)開放信息集成體系結(jié)構(gòu)研究[J]. 中國電機工程學(xué)報, 2005,(04) .

篇8

一、概述cmmb遠程監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

cmmb監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的目標是搭建一套服務(wù)于cmmb播出特點、符合總公司運維管理體系的運行維護管理系統(tǒng)平臺，系統(tǒng)平臺的軟、硬件必須滿足各項需要，安全、穩(wěn)定、靈活并保證維護方便。

二、cmmb遠程監(jiān)控系統(tǒng)的核心模塊詳細設(shè)計

采集子系統(tǒng)在系統(tǒng)中擔(dān)任著承上啟下的功能，此子系統(tǒng)分為南北兩個接口。南向接口實現(xiàn)對設(shè)備的參數(shù)采集功能，北向接口對系統(tǒng)功能的遠程功能模塊和調(diào)用數(shù)據(jù)庫管理模塊進行存儲。

三、南向接口的協(xié)議設(shè)計

目前國內(nèi)廣播電視系統(tǒng)尚未制定廣播電視發(fā)射設(shè)備的通信接口協(xié)議的統(tǒng)一規(guī)范 。這些都給南向接口的設(shè)計增加了很大難度。

出于以上原因，必須建立一個靈活性強的動態(tài)通信協(xié)議解決這個問題。無論協(xié)議多復(fù)雜都是有部分小模塊組成的，所以如果將協(xié)議拆分成元組，分別處理，找到通用的處理方法再兼顧特殊的元組處理，然后根據(jù)不同的協(xié)議重組元組，即可完成動態(tài)處理。最后再進行封裝待用。

下面是具體研究方法：

（一）歸納元組

通過分析各協(xié)議結(jié)構(gòu)，可分為一下起始標志，結(jié)束標志，校驗，命令字，數(shù)據(jù)體長度，命令標識，命令體內(nèi)容，設(shè)備id，通信標號，各種不同意義的表示碼等。

（二）定義元組處理方法

得到分組后，對每個元組進行模塊化解析處理，寫出每種元組的輸入輸出。

（三）將處理方法封裝成動態(tài)鏈接庫的形式，然后將定義好的元組和對應(yīng)的動態(tài)鏈接庫歸類編碼[18]。

（四）將已有的協(xié)議進行編碼：

協(xié)議經(jīng)過編碼后，當(dāng)需要對協(xié)議進行組包和解包時，就按照編碼順序，將每一個編碼對應(yīng)的動態(tài)鏈接庫順序執(zhí)行即可得到結(jié)果。

此方法也可應(yīng)用于其他設(shè)備控制協(xié)議的編碼和解包，可復(fù)用性高，維護簡單，如遇到特殊解析過程也無須重新編譯程序，直接編寫好新的dll文件，放入統(tǒng)一的解析文件夾。當(dāng)使用到某個動態(tài)鏈接庫時，程序自動進行調(diào)用。

四、cmmb遠程監(jiān)控系統(tǒng)搭建和系統(tǒng)測試

上文已經(jīng)解決了監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計的難題，為了驗證這個系統(tǒng)方案是否能滿足監(jiān)控系統(tǒng)運行平臺的需求，本課題使用“先產(chǎn)品，后系統(tǒng)；先各分系統(tǒng)，后系統(tǒng)集成”的順序進行驗證。

（一）系統(tǒng)搭建

由于廣電用于測試的接入點過少，所以采用了實際采集點加上模擬采集點并行測試的方式進行性能驗收：連接全部的實際采集點和實際采集點一半數(shù)量的模擬采集點（某省現(xiàn)有測試接入點30個采集點，模擬器模擬15個采集點），查看系統(tǒng)運行情況。

（二）系統(tǒng)整體性能測試

對系統(tǒng)的響應(yīng)時間、并發(fā)處理數(shù)量、業(yè)務(wù)處理時間等進行測試。

采集存儲功能作為測試系統(tǒng)性能的核心功能，同樣是廣電最關(guān)注的，此功能實現(xiàn)是依靠以工廠模式為基礎(chǔ)的協(xié)議轉(zhuǎn)換策略和sql查詢優(yōu)化算法及高速存儲功能的智能分組算法的結(jié)合。

以下是cmmb遠程監(jiān)控系統(tǒng)顯示不同設(shè)備參數(shù)的時間效率表，時間總和使用了公式：協(xié)議解析時間+數(shù)據(jù)庫存儲+頁面顯示，如表所示。

廣電的采集系統(tǒng)性能要求為從采集到顯示最長時延為1s，目前最耗時的為741ms，此功能符合廣電的系統(tǒng)的響應(yīng)時間、并發(fā)處理數(shù)量、業(yè)務(wù)處理時間的系統(tǒng)性能要求。

（三）系統(tǒng)整體安全性測試

篇9

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）19-0017-02

當(dāng)今社會隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對物質(zhì)生活水平的要求也越來越高。樓宇設(shè)備智能化、網(wǎng)絡(luò)化逐步被越來越多的人所關(guān)注。除此之外，像商場、商務(wù)樓以及各大公司，隨著配套的設(shè)施不斷增加，樓宇照明智能化、網(wǎng)絡(luò)化已迫不及待的需要來到我們的現(xiàn)實生活中。

目前情況下樓宇監(jiān)控照明系統(tǒng)主要采用有線和無線的方式來進行數(shù)據(jù)傳輸。由于樓道內(nèi)部設(shè)施繁多，有較強的阻擋因素，所以無線通信在運行的過程中會經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，系統(tǒng)中斷等不良結(jié)果。故本文將采用電力線載波有線通信方式來實現(xiàn)終端樓層設(shè)備的數(shù)據(jù)交換和傳輸，最終實現(xiàn)對樓宇的總體設(shè)施的集中控制。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

樓宇控制系統(tǒng)是一個集分布與網(wǎng)絡(luò)一體的監(jiān)控系統(tǒng)，其特點靈活，整體化便于操縱。它主要由以下幾個部分組成：遠程監(jiān)控端、服務(wù)器、主控器以及終端節(jié)點，其中上位機的遠程監(jiān)控客戶端與服務(wù)器采用C/S模式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系。其中遠程監(jiān)控客戶端通過提供良好的人機界面與服務(wù)器之間進行有效的數(shù)據(jù)傳輸，服務(wù)器端軟件的主要作用是充當(dāng)客戶端和遠程終端的數(shù)據(jù)傳輸中轉(zhuǎn)站，當(dāng)客戶端發(fā)起命令請求首先由服務(wù)器進行解析，然后再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至各個終端，同時將終端返回的數(shù)據(jù)交由客戶端來處理，終端控制模塊為電力線載波無線通信模塊。

總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，遠程監(jiān)控客戶端與服務(wù)器之間通過Internet進行相互間的數(shù)據(jù)傳輸，服務(wù)器與主控制器之間通過RS485總線進行傳輸數(shù)據(jù)。首先客戶端發(fā)起命令請求至服務(wù)器，然后服務(wù)器再將數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)發(fā)至各個終端節(jié)點，終端節(jié)點將對應(yīng)的響應(yīng)各個命令，并將結(jié)果返回至客戶端。從而完成整個系統(tǒng)間通信流程。

2 系統(tǒng)中客戶端軟件的設(shè)計

該系統(tǒng)中客戶端的主要作用之一是將用戶所要執(zhí)行的指令通過Internet發(fā)送給服務(wù)器端，服務(wù)器接收到客戶端的指令后會進行相對應(yīng)的操作，然后再將該命令傳送至樓宇終端設(shè)備，已達到用戶控制的目的；客戶端另外一個作用是當(dāng)終端需要將相應(yīng)的信息進行回傳時，首先將數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器，然后經(jīng)服務(wù)器再回傳至客戶端界面，以告知用戶當(dāng)前系統(tǒng)終端的工作狀態(tài)。

2.1 SELECT模型實現(xiàn)

該系統(tǒng)是基于TCP的網(wǎng)絡(luò)編程通信協(xié)議，客戶端與服務(wù)器之間的接口協(xié)議是自定義的，以方便后期的擴展和維護，鑒于以上兩種協(xié)議最終實現(xiàn)并完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送的要求?？蛻舳送?wù)器之間采用單一的通信模式，即只是通過單個線程來完成通信和傳輸數(shù)據(jù)的要求，而客戶端之間是不需要通信，這里就降低了客戶端通信的要求，所以在這里我選用了select套接字I/O模型來滿足客戶端通信的需求。

select模型是一個廣泛在Winsock中使用的I/O網(wǎng)絡(luò)模型。它是通過使用select函數(shù)來進行I/O數(shù)據(jù)的管理。這個模式設(shè)計是基于UNIX操作系統(tǒng)，最終目的是能夠通過在單一線程下創(chuàng)建多個套接字來進行網(wǎng)絡(luò)通信，避免阻塞模式下，一個線程只能對應(yīng)一個Socket的弊端。從而避免了線程在阻塞模式下的膨脹問題。

2.2 客戶端界面的設(shè)計

系統(tǒng)界面設(shè)計部分是基于Microsoft Visual Studio 2008的環(huán)境來完成的。系統(tǒng)UI設(shè)計部分采用MFC技術(shù)，以基于對話框編程為基礎(chǔ)，最終實現(xiàn)界面的設(shè)計。同VC6.0相比增加了更多的函數(shù)庫以方便用戶的調(diào)用。系統(tǒng)界面如圖2所示。

該界面分為5塊：

1）管理終端顯示，用戶可以隨時查詢各個終端的當(dāng)前的工作狀態(tài)。

2）管理終端地址，用戶可以通過不同樓層或者同一層的不同設(shè)備的地址而對系統(tǒng)中各個設(shè)備進行相應(yīng)的控制。

3）管理系統(tǒng)用戶，系統(tǒng)用戶管理分為管理員和普通用戶，二者分別將給與不同的權(quán)限，可以實現(xiàn)自由添加、刪除、修改用戶的功能。

4）管理系統(tǒng)策略，根據(jù)不同樓層的用戶實際情況進行制定出不同的策略，讓用戶最大程度的感受到系統(tǒng)的智能和便捷性。

5）系統(tǒng)安全，樓道內(nèi)將設(shè)置防火、防盜等報警功能。

3 系統(tǒng)中服務(wù)器端軟件的設(shè)計

該部分軟件設(shè)計的難點在于服務(wù)器端要能夠?qū)崿F(xiàn)與多個客戶端進行網(wǎng)絡(luò)通信，同時還要和多個終端進行網(wǎng)絡(luò)通信，這樣就加大了該部分軟件的設(shè)計難度。在這里我選用了IOCP模型作為通信的基礎(chǔ)。

IOCP是伸縮性最好的一種I/O模型，它非常適合于處理上百甚至上千個套接字。當(dāng)多個套接字被應(yīng)用程序一次性管理時，IOCP將為其提供最好的傳輸性能。IOCP常被應(yīng)用于代碼的線程池中，以便用來處理異步I/O請求機制。當(dāng)處理多個基于并發(fā)機制的異步I/O請求時，使用I/O完成端口創(chuàng)建線程更快更有效。系統(tǒng)服務(wù)器整體架構(gòu)如圖3所示，大體上可分為以下的幾個設(shè)計步驟。

1）服務(wù)器與客戶端之間通信以及服務(wù)器與控制終端電力線載波模塊之間的網(wǎng)絡(luò)通信可以通過完成端口技術(shù)實現(xiàn)。

2）數(shù)據(jù)傳輸是基于TCP協(xié)議的，并且附加上自定義的接口協(xié)議。

3）系統(tǒng)內(nèi)部信息交互是通過先進先出的隊列技術(shù)來實現(xiàn)的。

4）SQL數(shù)據(jù)庫的讀寫操作是通過ADO技術(shù)來實現(xiàn)的。

IOCP模型的實現(xiàn)：

通信主體采用多線程機制，分管各個不同的客戶端，首先創(chuàng)建IOCP，然后創(chuàng)建其監(jiān)聽線程，在監(jiān)聽階段實現(xiàn)IOCP與Sockets關(guān)聯(lián)。并通過服務(wù)線程來最終完成端口的操作結(jié)果。IOCP網(wǎng)絡(luò)模塊通信的主體流程如圖4。

服務(wù)器中為不同客戶端提供不同的服務(wù)線程，服務(wù)線程始終處于死循環(huán)中，可以由傳輸?shù)淖止?jié)個數(shù)來判斷要不要將關(guān)閉后的客戶端刪除，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

4 總結(jié)

智能樓宇遠程控制系統(tǒng)中上位機軟件的設(shè)計用到了windows下的網(wǎng)絡(luò)編程、SQL數(shù)據(jù)庫編程以及多線程同步處理等要求。同時根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)通信的具體需求，對客戶端和服務(wù)器端分別采用了不同的網(wǎng)絡(luò)通信端口模型，客戶端采用的是Select模型而服務(wù)器端則采用的是IOCP模型。界面設(shè)計主要采用基于MFC的對話框編程技術(shù)，數(shù)據(jù)庫訪問方面通過ADO技術(shù)來實現(xiàn)對SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的自動讀寫能力。代碼編程中重點在于如何實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多負載性，以及可擴充性。后期通過對該系統(tǒng)的不斷完善和改進現(xiàn)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)各個模塊之間的通信目標。

參考文獻

[1]潘龍.智能照明系統(tǒng)節(jié)能分析及設(shè)計[J].建筑節(jié)能，2011（06）.

[2]張鵬，錢澤文.住宅小區(qū)智能照明系統(tǒng)的設(shè)計[A].2011年亞太智能電網(wǎng)與信息工程學(xué)術(shù)會議論文集[C].2011.

[3]王艷平，張越.Windows網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計[M].上海：人民郵電出版社，2006：67-99.

[4]鄒平吉.基于Web的遠程控制系統(tǒng)設(shè)計[M].北京工業(yè)大學(xué)：軟件工程，2009.

[5]Jeffrey Richter（美），Christophe Nasarre（法）著.Windows核心編程[M].葛子昂，周靖，廖敏，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[6]侯其鋒，李曉華，李莎編著.Visual C++數(shù)據(jù)庫通用模塊開發(fā)與系統(tǒng)移植[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[7]杜翔雷，躍明.基于IOCP的服務(wù)器端應(yīng)用程序[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2009（02）：151-154.

[8]吳永明，何迪.基于完成端口的服務(wù)器底層通信模塊設(shè)計[J].信息技術(shù)，2007（03）：115-118.

[9]程松濤，劉欣欣.基于IOCP服務(wù)器模型設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護，2012（08）.

[10]嚴蔚敏，無味民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（c語言版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[11]啟明工作室.Visual C++ +SQL Server數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與實例[M].北京：人民郵電出版社，2004：109-137.

[12]徐楓，馬國之，劉良旭.基于ADO技術(shù)的數(shù)據(jù)庫訪問研究與實現(xiàn)[J].計算機工程與設(shè)計，2004，25（1）：107-110.

篇10

中圖分類號:TP302.1文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)26-7444-03

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

QIANG Lin

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

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

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

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

機器人技術(shù)是集機械學(xué)、電子學(xué)、電腦智能控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等多項技術(shù)于一身的前沿科技。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、勘探、公共服務(wù)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。通過采用某種管理控制模式,人們可以遠程控制機器人系統(tǒng),從而避免使用者直接接觸危險環(huán)境和去到從前難以到達的地方。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和Internet的發(fā)展,利用遠程設(shè)備,人們在世界上任何地方都能夠?qū)崿F(xiàn)與機器人的連接。此項目立項的初衷是想利用毛里求斯大學(xué)工程系的現(xiàn)有設(shè)備,用較少的花費,讓學(xué)生學(xué)習(xí)機器人技術(shù),對機器人進行遠程編程,進而遠程操作機器人。

如今,一旦人們需要信息時,萬維網(wǎng)則是獲取信息、并且能方便顯示在電腦屏幕上的有效工具。隨著互聯(lián)網(wǎng)使用者的增加,加上那些實用、易用且相對廉價的技術(shù),萬維網(wǎng)已經(jīng)成為用于通訊交流的強大媒體。

遠程教育已經(jīng)成為教授多種學(xué)科而廣泛使用的教學(xué)方法。在本項目中,WWW的主要特征――如通訊,已經(jīng)被廣泛使用。該項目的問題之一是如何通過萬維網(wǎng)把初學(xué)者引入機器人技術(shù)領(lǐng)域,還有如何選擇呈現(xiàn)模式以及交互模式。另外,不要忘記計算機和Gryphon機械設(shè)備要通過網(wǎng)絡(luò)相連,實現(xiàn)控制。

1 新型遠程培訓(xùn)方法介紹

1.1 Gryphon精密機器人

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

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

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

1.2 鍵盤控制的WALLI3系統(tǒng)

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

1.3 基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)

以下幾個部分簡要描述了為遠程用戶使用Gryphon機器人而開發(fā)的基于網(wǎng)絡(luò)的接口系統(tǒng):

1.3.1 Mircosoft IE6.0作為前臺瀏覽器

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

1.3.2 IIS 6.0作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

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

1.3.3 VBScript作為服務(wù)器端的腳本語言、客戶端的確認

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

1.3.4 JavaScript和HTML作為客戶端的編程語言

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

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

到目前為止,因為有客戶端程序的幫助,一些的頁面也有某種程度的交互,這都該歸功于客戶端腳本。但是,一些應(yīng)用程序則需要訪問數(shù)據(jù)庫進行查詢。ASP可以描述為服務(wù)器端的腳本環(huán)境,它可以用于創(chuàng)建和運行動態(tài)的、交互的、高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序。ASP綜合了HTML、腳本、ASP代碼,這樣能比只結(jié)合HTML有更高程度的交互。ASP可以在HTML文件里直接包含可執(zhí)行腳本。微軟ASP是一個服務(wù)器端的腳本環(huán)境,允許程序員創(chuàng)建和運行動態(tài)的、交互的、高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序。ASP腳本在服務(wù)器上運行,而非客戶機,而后網(wǎng)頁服務(wù)器再給客戶機送出HTML頁。ASP是一個獨立瀏覽器,并且只瀏覽服務(wù)器端處理HTML頁之后的結(jié)果。ASP應(yīng)用程序的特點是,完全整合了HTML文件;不需要手工匯編和鏈接,易于創(chuàng)建;既然腳本和服務(wù)器組件在服務(wù)器端執(zhí)行,對用戶而言不可見,因而ASP應(yīng)用程序是靈活和安全的。ASP可以使程序員使用任何提供ASP支持的腳本語言。ASP為微軟Visual Basic Scripting Edition(VBScript)和JavaScript提供腳本引擎,這個項目我們使用的腳本語言是VBScript。

1.3.6 作為后臺數(shù)據(jù)存儲器的Microsoft Access

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

1.3.7 作為與機器人連接的VNC

由ATM Network Computers開發(fā)的虛擬網(wǎng)絡(luò)計算(The Virtual Network Computing)技術(shù)是一個遠程顯示系統(tǒng),它不僅允許人們在運行著的本地計算機上,還可以在網(wǎng)上任何地方運行著的、各種不同體系結(jié)構(gòu)的計算機上對一個運算的“桌面”環(huán)境進行觀察。因此VNC非常理想被稱作WALLI3軟件,用于給遠程機器人編程,對其進行控制。

2 結(jié)論

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

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

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

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

參考文獻:

[1] Saravanen M,King Robert T F Ah, Rughooputh, Harry C S.A web-based interface for the Gryphon robot[D].University of Mauritius,2003.

[2] 王麗萍,楊鼎,張偉.高校招生信息化研究[J].湖南株洲工學(xué)院學(xué)報,2006(3).

篇11

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0217-02

一、引言

武漢理工大學(xué)過程裝備與控制工程（以下簡稱為過控）專業(yè)是在原建材機械行業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該專業(yè)依托武漢理工大學(xué)濃厚的建材機械行業(yè)背景，專門培養(yǎng)建材裝備設(shè)計、過程控制系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)型人才。由于擁有眾多優(yōu)質(zhì)的實踐教學(xué)資源，過控專業(yè)自2010年起開始招收卓越工程師試點班，在近幾年的理論教學(xué)與實踐教學(xué)實踐過程中，該專業(yè)積極探索卓越工程師培養(yǎng)的創(chuàng)新模式，積極推進理論課程教學(xué)、企業(yè)課程教學(xué)、實驗實訓(xùn)教學(xué)方式的革新，以確保學(xué)生的個人能力得到提升、能夠適應(yīng)企業(yè)的需求；另一方面，通過創(chuàng)新的教學(xué)實踐，青年專業(yè)教師的實踐能力得到了進一步的提高，個人綜合素質(zhì)水平得到了增強。

二、理論教學(xué)體系的構(gòu)建

綜合匯總過控專業(yè)卓越工程師班的培養(yǎng)方案，在目前專業(yè)培養(yǎng)的課程體系中，除大類必修課外，可以將課程劃分為三大課程群：裝備設(shè)計類課程群，物理&力學(xué)類課程群和過程控制類課程群。在專業(yè)學(xué)習(xí)的第1―6學(xué)期，主要實施物理&力學(xué)類課程群教學(xué)；在專業(yè)學(xué)習(xí)的第2―6學(xué)期，主要實施裝備設(shè)計類課程群；在專業(yè)學(xué)習(xí)的第1―6學(xué)期，主要實施過程控制類課程群。此外，第1學(xué)期主要實施基礎(chǔ)課程教學(xué)，第6學(xué)期主要實施企業(yè)實踐課程，在第8學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計中，學(xué)生可以自由選擇依托三大課程群的畢設(shè)題目完成設(shè)計工作。

三、實踐創(chuàng)新平臺建設(shè)

1.依托課程的實驗教學(xué)平臺。近年來，學(xué)院加大了過控專業(yè)實驗室建設(shè)的經(jīng)費投入，建設(shè)了過程控制綜合實驗室，包括THPLC-C實驗臺、控制理論實驗臺、THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)實驗臺、三菱過程控制系統(tǒng)實驗臺、三菱運動控制系統(tǒng)實驗臺以及三菱數(shù)控機床實驗臺。這些實驗臺可用于專業(yè)課程實驗，比如，THPLC-C實驗臺可用于《機電傳動控制》、《可編程序控制器》等課程的實驗教學(xué)，學(xué)生可以利用該實驗臺進行基本指令的編程練習(xí)、LED數(shù)碼顯示控制、十字路通燈控制的模擬以及四節(jié)傳送帶的模擬等實驗。這些實驗臺除了用于課內(nèi)的專業(yè)實驗外，更為學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)提供了很好的平臺。從2012年起，本實驗室開設(shè)了課外開放項目，包括“基于三菱PLC的水箱液位控制實驗”、“基于以太網(wǎng)通信的可編程控制器遠程控制實驗”、“基于總線傳輸與觸摸屏控制的變頻器群控實驗”、“基于工業(yè)以太網(wǎng)的PLC系統(tǒng)監(jiān)控實驗”等項目。參加這些項目的學(xué)生不僅擴大了知識面，也增強了動手能力。

2.創(chuàng)新實踐平臺。基礎(chǔ)課程的實驗和專業(yè)課程的實驗為學(xué)生的創(chuàng)新實踐打下了基礎(chǔ)，而“本科自主創(chuàng)新基金”和“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃”則為學(xué)生的創(chuàng)新實踐提供了平臺。在專業(yè)老師的指導(dǎo)下，學(xué)生在實驗室原設(shè)備的基礎(chǔ)上，對實驗裝置進行改造，自主開展創(chuàng)新項目。從方案的設(shè)定、器材的選型、模型的搭建到項目的完成都積極參與。這種實踐活動調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的能力，開發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。由專業(yè)教師牽頭研制的實驗教學(xué)設(shè)備源于工程、與科研項目緊密結(jié)合，直觀性強、學(xué)生參與度高，其中的“汽車駕駛室電器檢測實驗裝置”在2015年度首屆湖北省高等學(xué)校自制實驗教學(xué)儀器設(shè)備評選活動中，因其功能模塊豐富、靈活性強、適應(yīng)課程知識點廣等優(yōu)點，獲得了一等獎。

3.開放實驗實訓(xùn)平臺。卓越工程師需具備實踐能力，不僅要有完善的知識體系，也要能靈活應(yīng)用最新科技。將最新技術(shù)應(yīng)用到實際問題上，借助“三菱FA綜合自動化開放實驗室”的設(shè)備進行自動化創(chuàng)新，并參加各類競賽，比如“過控大賽”、“三菱杯自動化創(chuàng)新大賽”、“機械創(chuàng)新大賽”、“節(jié)能減排大賽”。在參賽期間，學(xué)生分工明確，交流互助，將多學(xué)科的知識融會貫通，不僅提升了學(xué)生解決實際問題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作精神。同時，激發(fā)了學(xué)生對先進領(lǐng)域探索的熱情，為以后的科研實踐打下基礎(chǔ)。歷經(jīng)五年的發(fā)展，三菱FA綜合自動化開放實驗室積極爭取學(xué)校資助、拓展實驗室資源，已承擔(dān)了6項實驗室課外開放項目，2項自制實驗設(shè)備開發(fā)項目和1項開放實驗室建設(shè)項目，此外，依托本實驗室優(yōu)越的軟硬件條件，專業(yè)教師指導(dǎo)完成了5項全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目、2項本科生自主創(chuàng)新基金項目、5篇省級優(yōu)秀學(xué)士論文。

四、校企合作