监测系统论文范文
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第1篇
供电电压自动测控系统技术方案和特点
监控模块根据接收到以CAN通讯卡传来的指令来控制电机的停止/启动，同时检测取芯仪供电电源的运行状态，并将电压、电流、温度、运行信息及故障信息等参数通过CAN通讯传给上位机进行处理和显示。电压一次侧由芯片3875发出的移相脉冲控制H桥的IGBT模块，正弦脉宽调制（SPWM）波由SPWM输出模块编程实现，并且实现电机软起动和软停车，驱动负载电机自适应等功能。方案结构（图略）。测控系统特点测控系统采用凌阳公司的16位高速微型计算机SPMC75F2413A为核心，CAN控制器采用MCP2515，CAN驱动器采用TI公司的低功耗串行CAN控制器SN65HVD1040D，通过CAN总线能够实时地检测和传递数据，实现数据通讯和共享，更能够实现多CPU之间的数据共享与互联互通，其它电子元件均选择150℃温度的等级。此外系统还设计有散热器、风扇等。该测控系统具有极高的高温可靠性，能够确保系统在高温环境下可靠工作，控制、检测、显示的实时性好，可靠性高。测控系统采用智能化控制算法软件来实现马达机的高性能运行，其具有效率高、损耗小、噪音小、动态响应快、运行平稳等特点。
硬件电路设计
CAN通信电路检测系统采用SPMC75F2413A凌阳单片机，不集成CAN外设模块，选择外部CAN模块控制器MCP2515，该模块支持CAN协议的CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0BPassive和CAN2.0BActive版本，是一个完整的CAN系统，直接连接到单片机的SPI总线上，构成串行CAN总线，省去了单片机I/O口资源，电路简单，适合高温工作。CAN通信电路原理图（图略）MCP2515输出只要加一个收发器就可以和上位PC机进行CAN通信，收发器采用TI公司生产的SH65HVD140D。电机温度检测电路该系统中供电电源温度的检测由温度传感器PT100来完成。PT100与高频变压器、供电电源散热器、高频电感发热器件的表面充分接触，当器件的温度变化时，PT100的阻值也随之变化，将温度传感器的阻值转换为电压信号，电压信号放大整形送给单片机，再由单片机计算出供电电源各发热点的实际温度。当温度过高，供电电源自动停止运行。同时实时将检测到的各发热点的温度通过CAN通讯发给上位PC机。输入直流电压检测电路检测电路（图略）。供电电源为多电压变化环节，前级变换为AC/DC，仪器要深入井下工作，交流高压从地面通过长达7000m的电缆线供给，直流阻抗（电阻）值约为240Ω，一般由两根电缆导线并联使用[5]。系统不工作时，电缆导线无电流，供电电压相对较高，电机电流约1.5A。系统运行时电缆中有电流，电缆线路就会有压降，电机电流会达到3A。由于采用了高频变压器，变比约18，当负载电流增加1.5A时，原边电流就增加约27A，如果重载，原边电流增加更多，就会拉垮输入电源。所以对输入的一次侧直流电压电流进行监控就非常必要，根据检测值来调整输入的直流高压[6]。检测电路采用的是差分电路采样直流电压，检测时，直流高压加到分压电阻的两端，通过分压电阻运放调理后输入到CPU。
软件设计
CAN通信协议系统CAN总线的节点流程图。上位机向监控模块发送指令帧，帧号为0x11，用来控制电机启停和SPWM输出。监控模块向上位机发送状态帧，帧号为0x21，用来反馈电机的状态信息。软件流程图监控模块根据上位机的指令控制电机的停止/启动，同时检测取芯器供电电源的运行状态，并将参数传给上位机进行显示。软件分为两大模块，主程序模块和定时器T1中断服务模块。主程序模块主要实现上电初始化功能、CAN通讯功能和定时器T1中断设置等功能；定时器T1中断程序模块实现电机参数采样及发送，并能根据CAN总线接收的指令控制输出参数。
实验结果
上述检测系统安装在井壁取芯仪上得以成功实现运行。将安装有检测控制系统的井壁取芯仪整体放在恒温箱里面做加温运行带载实验，恒温箱145℃恒定不变，连续运行24h，每隔0.5h使电机带载运行10min，即电机憋压运行。同时改变电机的给定转速（从500r/m到3000r/m），观测测量的电机实际运行速度稳定，又根据电机的带载运行调整输入直流高温。检测控制系统经高温24h连续运行，电机在空载和带载时能够可靠运行，满足要求。（a）（b）（c）是实验时测得的CAN总线数据帧。（a）为CAN总线数据一帧的数据波形，由10个字节组成。为测控系统CAN总线数据帧发送接收，每隔120ms传送一帧数据。
第2篇
关键词：健康监测监测系统监测项目桥梁
20世纪桥梁工程领域的成就不仅体现在预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造以及对超大跨度桥梁的探索，而且反映于人们对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。近20年来桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的开发推动了大距度桥梁的发展；同时，随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注，桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。由于桥梁监测数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息，并可用于深入研究大跨度桥梁结构及其环境中的未知或不确定性问题，因此，桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。本文结合近十年来桥梁健康监测的研究状况以及大跨度桥梁工程的研究与发展，较系统地阐述桥梁健康监测的内涵，并由此探讨监测系统设计的有关问题。
一、桥梁健康监测系统与理论发展简况
1．监测系统
80年代中后期开始建立各种规模的桥梁健康监测系统。例如，英国在总长522m的三跨变高度连续钢箱梁桥Foyle桥上布设传感器，监测大桥运营阶段在车辆与风载作用下主梁的振动、挠度和应变等响应，同时监测环境风和结构温度场。该系统是最早安装的较为完整的监测系统之一，它实现了实时监测、实时分析和数据网络共享。建立健康监测系统的典型桥梁还有挪威的Skarnsundet斜拉桥（主跨530m）［2］、美国主跨440m的SunshineSkywayBridge斜拉桥、丹麦主跨1624m的GreatBeltEast悬索桥［3］、英国主跨194m的Flintshire独塔斜拉桥[4]以及加拿大的ConfederatiotBridge桥[5]。我国自90年代起也在一些大型重要桥梁上建立了不同规模的结构监测系统，如香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥，内地的上海徐浦大桥以及江阴长江大桥等[6~8]。
从已经建立的监测系统的监测目标、功能以及系统运行等方面看，这些监测系统具有以下一些共同特点：
（1）通常测量结构各种响应的传感装置获取反映结构行为的各种记录；
（2）除监测结构本身的状态和行为以外，还强度对结构环境条件（如风、车辆荷载等）的监测和记录分析；同时，试图通过桥梁在正常车辆与风载下的动力响应来建立结构的"指纹"，并藉此开发实时的结构整体性与安全性评估技术；
（3）在通车运营后连续或间断地监测结构状态，力求获取的大桥结构信息连续而完整。某些桥梁监测传感器在桥梁施工阶段即开始工作并用于监控施工质量；
（4）监测系统具有快速大容量的信息采集、通讯与处理能力，并实现数据的网络共享。
这些特点使得大跨度桥梁健康监测区别于传统的桥梁检测过程。另外需要指出的是，桥梁健康监测的对象已不再局限于结构本身：一些重要辅助设施的工作状态也已纳入长期监测的范围（如斜拉索振动控制装置[4]等）。
2．理论研究
十多年来，桥梁健康监测理论的研究主要集中于结构整体性评估和损伤识别。由于基于振动信息的整体性评估技术在航天、机械等领域的深入研究和运用，这类技术被用于土木结构中除无损检测技术以外的最重要的整体性评估方法并得到广泛的研究【1，7，9～11】。人们致力于基于振动测量值的整体性评估方法研究的另一个原因是，结构振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境振动法获得，因此这一方法具有实时监测的潜力。
结构整体性评估方法可以归结为模式识别法、系统识别法以及神经网络方法三大类【1】。结构模态参数常被用作结构的指纹特征，也是系统识别方法和神经网络法的主要输入信息。另外，基于结构应变模态、应变曲率以及其他静力响应的评估方法也在不同程度上显示了各自的检伤能力[10]。然而，尽管某些整体性评估技术已在一些简单结构上有成功的例子，但还不能可靠地应用于复杂结构。阻碍这一技术进入实用的原因主要包括：①结构与环境中的不确定性和非结构因素影响；②测量信息不完备；③测量精度不足和测量信号噪声；④桥梁结构赘余度大并且测量信号对结构局部损伤不敏感。
另外，从评估方法上，目前对大跨度桥梁的安全评估基本上仍然沿袭常规中小桥梁的定级评估方法，是一种主要围绕结构的外观状态和正常使用性能进行的定性、粗浅的安全评价。
二、桥梁健康监测新概念
桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状态的监控与评估，为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁维护潍修与管理决策提供依据和指导。为此，监测系统对以下几个方面进行监控：
·桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态；
·桥梁重要非结构构件（加支座）和附属设施（如振动控制元件）的工作状态；
·结构构件耐久性；
·大桥所处环境条件；等等。
与传统的检测技术不同，大型桥梁健康监测不仅要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力，而且力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。
然而，桥梁结构健康监测不仅仅只是为了结构状态监控与评估。由于大型桥梁（尤其是斜拉桥、悬索桥）的力学和结构特点以及所处的特定环境，在大桥设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。大跨度索交承桥梁的设计依赖于理论分析并过风洞、振动台模拟试验预测桥梁的动力性能并验证其动力安全性。然而，结构理论分析常基于理想化的有限元离散模型，并且分析时常以很多假定条件为前提。在进行风洞或振动台试验时对大桥的风环境和地面运动的模拟也可能与真实桥位的环境不全相符。因此，通过桥梁健康监测所获得的实际结构的动静力行为来验证大桥的理论模型、计算假定具有重要的意义。事实上，国外一些重要桥梁在建立健康监测系统时都强调利用监测信息验证结构的设计。
桥梁健康监测信息反馈于结构设计的更深远的意义在于，结构设计方法与相应的规范标准等可能得以改进；并且，对桥梁在各种交通条件和自然环境下的真实行为的理解以及对环境荷载的合理建模是将来实现桥?quot;虚拟设计"的基础。
还应看到，桥梁健康监测带来的将不仅是监测系统和对某特定桥梁设计的反思，它还可能并应该成为桥梁研究的"现场实验室"。尽管桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的出现不断推动着桥梁的发展，但是，大跨度桥梁的设计中还存在很多未知和假定，超大跨度桥梁的设计也有许多问题需要研究。同时，桥梁结构控制与健康评估技术的深入研究与开发也需要结构现场试验与调查。桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。由运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是理论研究和实验室调查的补充，而且可以提供有关结构行为与环境规律的最真实的信息。另外，桥梁振动控制与健康评估技术的开发与应用性也需要现场试验与调查。
综上所述，大型桥梁健康监测不只是传统的桥梁检测加结构评估新技术，而是被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义。
三、健康监测系统设计
1．监测系统设计准则
两座大型桥梁健康监测系统的测点布置情况可以看出，两个监测系统的监测项目与规模存在很大差异。这种差异除了桥型和桥位环境因素外，主要是因为对各监测系统的投资额和（或）建立各个系统的目的（或者说是对系统的功能要求）不同。因此，桥梁监测系统的设计实际上有意或无意地遵循着某些准则。
显然，监测系统的设计应该首先考虑建立该系统的目的和功能。上节所述的桥梁健康监测三方面的意义也正是桥梁健康监测的目的和功能所在。对于特定的桥梁，建立健康监测系统的目的可以是桥梁监控与评估，或是设计验证，甚至以研究发展为目的；也可以是三者之二甚至全部。一旦建立系统的目的确定，系统的监测项目就可以基本上确定。另外，监测系统中各监测项目的规模以及所采用的传感仪器和通信设备等的确定需要考虑投资的限度。因此在设计监测系统时必须对监测系统方案进行成本一效益分析。成本-效益分析是建立高效、合理的监测系统的前提。
根据功能要求和成本一效益分析可以将监测项目和测点数设计到所需的范围，可以最优化地选择并安装系统硬件设施。因此，功能要求和效益-成本分析是设计桥梁健康监测系统的两大准则。
2．监测项目
不同的功能目标所要求的监测项目不尽相同。绝大多数大跨度桥梁监测系统的监测项目都是从结构监控与评估出发的，个别也兼顾结构设计验证甚至部分监测项目以桥梁问题的研究为目的[5]。文献［12］通过对国内多座运营中的斜拉桥进行大量病害调查与检测分析，提出了用于斜拉桥状态监控与评估的颇具代表性的监测项目。
如果监测系统考虑具有结构设计验证的功能，那就要获得较多结构系统识别所须要的信息。因此，对于大跨度余支承桥梁，须要较多的传感器布置于桥塔、加劲梁以及缆索/拉索各部位，以获得较为详细的结构动力行为并验证结构设计时的动力分析模型和响应预测。另外，在支座、挡块以及某些连结部位须安设传感器拾取反映其传力、约束状况等的信息。
目前，某些监测系统以开发结构整体性与安全性评估技术为目的之一。结合桥梁问题研究的监测系统虽不多见，但有些系统也有监测项目是专为研究服务的。与理论研究相关的监测项目可以根据待研究问题的性质来确定。从目前桥梁工程的发展状况看，以下几方面的问题可以借助桥梁健康监测进行深入研究或论证。
·抗风方面：包括风场特性观测、结构在自然风场中的行为以及抗风稳定性。
·抗震方面：包括研究各种场地地面运动的空间与时间变化、土-结构相互作用、行波效应、多点激励对结构响应的影响等。通过对墩顶与墩底应变、变形及加速度的监测建立恢复力模型对桥梁的抗震分析具有重要的意义。
·结构整体行为方面：包括研究结构在强风、强地面运动下的非线性特性，桥址处环境条件变化对结构动力特性、静力状态（内力分布、变形）的影响等。这对于发展基于监测数据的整体性评估方法非常重要。
·结构局部问题：例如边界、联接条件，钢梁焊缝疲劳及其他疲劳问题，结合梁结合面（包括剪力键）的破坏机制，等等。索支承桥梁缆（拉）索和吊杆的振动与减振、局部损伤机制等也值得进一步观察研究。
·耐久性问题：桥梁结构中的耐久性问题尚有许多问题须要深入研究。缆（拉）索与吊杆的腐蚀、锈蚀问题尤须重视。
·基础：大直径桩的采用也带来一些设计问题，直接套用原先用于中等直径桩的计算方法不很合理。借助大型桥梁监测系统调查大直径桩的变形规律、研究桩的承载力问题，也是设计部门的需要。
四、小结
（1）桥梁结构健康监测不只是传统的桥梁检测技术的简单改进，而是运用现代传感与通信技术，实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，由此分析结构健康状态、评估结构的可靠性，为桥梁的管理与维护决策提供科学依据。同时，大型桥梁结构健康监测对于验证与改进结构设计理论与方法、开发与实现各种结构控制技术以及深入研究大型桥梁结构的未知问题具有重要意义。因此，健康监测为桥梁工程的发展开辟了新的空间。
（2）大型桥梁健康监测三方面的意义反映了从事桥梁维护管理、设计咨询和理论研究不同领域人员所关注的问题。监测系统的设计应以功能要求和效益－成本分析为基本准则。此外，监测系统的设计应该通过布点优化分析，并且考虑到系统实施中的非常重要的通信问题。
第3篇
参考注射泵的检测标准和出厂标准，确定微量注射泵的质量检测流程。在Hydrograph软件中登记微量注射泵的设备编号和所属科室信息，将流速和测试时间分别设为10mL/h和30min，同时设置微量注射泵的流速为10mL/h，记录流速为10mL/h的平均流速和累积流量。测试完成后分别设置Hydrograph软件和微量注射泵的流速为60mL/h，测试10min，记录流速为60mL/h的平均流速和累积流量。图1所示为Hydrograph软件记录的60mL/h流量检测曲线示意图，图中双纵坐标分别为实时流速和累积流量，横坐标为测试时间，可读得平均流速和总的累积流量分别为60.31mL/h和9.82mL，测试时间共9min46s。流速相对设定值误差在±5%内合格。流速测试完成后，分别设置Hydrograph软件和微量注射泵的流速为99.9mL/h进行阻塞压力报警测试，记录报警时间、报警压力和停止压力。阻塞压力分为高低两档，高档阻塞压力设定值为800mmHg，偏差值在±200mmHg内合格;低档阻塞压力设定值为300mmHg，偏差值在±100mmHg内合格。图2所示为Hydrograph软件记录的阻塞压力报警曲线示意图，可见报警压力为294mmHg，报警时间为37s，停止压力约为120mmHg。
2结果
剔除由于数据缺失影响统计分析的检测个案后，有效检测个案共251例(通道)。10mL/h和60mL/h的流速测试结果分别见表1和表2。可见流速为10mL/h的合格率为64.9%，60mL/h的合格率为93.2%。表3所示为平均流速接近或大于流速设定值两倍的流速测试原始记录。图3和图4所示分别为低阻塞压力和高阻塞压力报警统计分布图，结果表明低阻塞压力分布的合格率为38.4%，低于和高于合格范围的占比分别为50%和11.6%。高阻塞压力分布的合格率为13.4%，低于和高于合格范围的占比分别为84.3%和2.3%。高低阻塞压力均合格的仪器仅有29台。
3讨论
由表1可见10mL/h流速相对误差小于－5%的微量注射泵占30.3%，由表2可见60mL/h流速相对误差小于－5%的微量注射泵占4.8%。由于10mL/h和60mL/h流速测试的累积流量分别为5mL和10mL，可见增加测试的累积流量可以显著改善流速测试结果。推头和滑杆中存在粘稠液体或金属滑杆生锈，或者推头松动造成推头和滑道之间摩擦力增大，均会导致测量流速偏低。喷除锈清洁剂清洗后微量注射泵流速精度合格。
表3中序号1和2的60mL/h流速误差在±5%内，而10mL/h流速明显大于流速设定值的两倍，且10mL/h流速测试的累积流量大于设定值5mL的两倍，这里的测试误差主要是由10mL/h测试中测试人员人为推动推头造成的，重新测试发现流速测试合格。序号3－6流速均接近设定值的两倍，且有部分数据缺失(表3中用“0”表示)，这里的数据缺失是由于完成一项流速测试发现流速误差过大因而未对另一项流速进行测试，属于测试人员的主观行为。虽然10mL/h和60mL/h测试结果中各有一组数据缺失，不会影响10mL/h和60mL/h的流速测试结果中相对误差的一致性，但会影响两组流速的合格率。考虑这两组缺失数据的影响，流速为10mL/h和60mL/h的合格率分别应该修正为64.5%和92.8%。如表3序号3－6所示，共有四台(占比1.59%)微量注射泵流速接近设定值的两倍，检查发现内部芯片引脚短路，更换芯片后微量注射泵工作正常。
由图3和图4可见，注射泵的阻塞压力合格率较低，且低于合格范围的占比远大于高于合格范围的占比。注射泵集中检测时反复使用，造成注射器活塞与管壁摩擦力变大，导致在较低的管路阻塞压力下产生压力报警，这一报警压力并不能精确地反映注射泵正常工作时的报警功能。建议使用与注射泵匹配的全新注射器进行注射泵的质量检测，并及时进行注射泵质量检测结果的统计分析，在压力报警明显偏低时考虑更换注射器。微量注射泵的质量受到动力泵性能、检测传感器和压力传感器的灵敏度等多个因素的影响，输液精度很大程度上取决于输液管路的精度，使用非注射泵专用注射器和泵管会使得流速相对误差显著增加。微量注射泵的外观检查和性能测试中任意一项不符合要求即为不合格，本次统计结果显示注射泵的总体合格率为13.4%。不合格因素主要是性能测试不达标，主要来源是阻塞压力偏低，且高阻塞压力相对低阻塞压力合格率更低。
第4篇
网络安全管理技术
目前，网络安全管理技术越来越受到人们的重视，而网络安全管理系统也逐渐地应用到企事业单位、政府机关和高等院校的各种计算机网络中。随着网络安全管理系统建设的规模不断发展和扩大，网络安全防范技术也得到了迅猛发展，同时出现了若干问题，例如网络安全管理和设备配置的协调问题、网络安全风险监控问题、网络安全预警响应问题，以及网络中大量数据的安全存储和使用问题等等。
网络安全管理在企业管理中最初是被作为一个关键的组成部分，从信息安全管理的方向来看，网络安全管理涉及到整个企业的策略规划和流程、保护数据需要的密码加密、防火墙设置、授权访问、系统认证、数据传输安全和外界攻击保护等等。在实际应用中，网络安全管理并不仅仅是一个软件系统，它涵盖了多种内容，包括网络安全策略管理、网络设备安全管理、网络安全风险监控等多个方面。
防火墙技术
互联网防火墙结合了硬件和软件技术来防止未授权的访问进行出入，是一个控制经过防火墙进行网络活动行为和数据信息交换的软件防护系统，目的是为了保证整个网络系统不受到任何侵犯。
防火墙是根据企业的网络安全管理策略来控制进入和流出网络的数据信息，而且其具有一定程度的抗外界攻击能力，所以可以作为企业不同网络之间，或者多个局域网之间进行数据信息交换的出入接口。防火墙是保证网络信息安全、提供安全服务的基础设施，它不仅是一个限制器，更是一个分离器和分析器，能够有效控制企业内部网络与外部网络之间的数据信息交换，从而保证整个网络系统的安全。
将防火墙技术引入到网络安全管理系统之中是因为传统的子网系统并不十分安全，很容易将信息暴露给网络文件系统和网络信息服务等这类不安全的网络服务，更容易受到网络的攻击和窃听。目前，互联网中较为常用的协议就是TCP/IP协议，而TCP/IP的制定并没有考虑到安全因素，防火墙的设置从很大程度上解决了子网系统的安全问题。
入侵检测技术
入侵检测是一种增强系统安全的有效方法。其目的就是检测出系统中违背系统安全性规则或者威胁到系统安全的活动。通过对系统中用户行为或系统行为的可疑程度进行评估，并根据评价结果来判断行为的正常性，从而帮助系统管理人员采取相应的对策措施。入侵检测可分为：异常检测、行为检测、分布式免疫检测等。
企业网络安全管理系统架构设计
1系统设计目标
该文的企业网络安全管理系统的设计目的是需要克服原有网络安全技术的不足，提出一种通用的、可扩展的、模块化的网络安全管理系统，以多层网络架构的安全防护方式，将身份认证、入侵检测、访问控制等一系列网络安全防护技术应用到网络系统之中，使得这些网络安全防护技术能够相互弥补、彼此配合，在统一的控制策略下对网络系统进行检测和监控，从而形成一个分布式网络安全防护体系，从而有效提高网络安全管理系统的功能性、实用性和开放性。
2系统原理框图
该文设计了一种通用的企业网络安全管理系统，该系统的原理图如图1所示。
2.1系统总体架构
网络安全管理中心作为整个企业网络安全管理系统的核心部分，能够在同一时间与多个网络安全终端连接，并通过其对多个网络设备进行管理，还能够提供处理网络安全事件、提供网络配置探测器、查询网络安全事件，以及在网络中发生响应命令等功能。
网络安全是以分布式的方式，布置在受保护和监控的企业网络中，网络安全是提供网络安全事件采集，以及网络安全设备管理等服务的，并且与网络安全管理中心相互连接。
网络设备管理包括了对企业整个网络系统中的各种网络基础设备、设施的管理。网络安全管理专业人员能够通过终端管理设备，对企业网络安全管理系统进行有效的安全管理。
2.2系统网络安全管理中心组件功能
系统网络安全管理中心核心功能组件：包括了网络安全事件采集组件、网络安全事件查询组件、网络探测器管理组件和网络管理策略生成组件。网络探测器管理组件是根据网络的安全状况实现对模块进行添加、删除的功能，它是到系统探测器模块数据库中进行选择，找出与功能相互匹配的模块，将它们添加到网络安全探测器上。网络安全事件采集组件是将对网络安全事件进行分析和过滤的结构添加到数据库中。网络安全事件查询组件是为企业网络安全专业管理人员提供对网络安全数据库进行一系列操作的主要结构。而网络管理策略生产组件则是对输入的网络安全事件分析结果进行自动查询，并将管理策略发送给网络安全。
系统网络安全管理中心数据库模块组件：包括了网络安全事件数据库、网络探测器模块数据库，以及网络响应策略数据库。网络探测器模块数据库是由核心功能组件进行添加和删除的，它主要是对安装在网络探测器上的功能模块进行存储。网络安全事件数据库是对输入的网络安全事件进行分析和统计，主要用于对各种网络安全事件的存储。网络相应策略数据库是对输入网络安全事件的分析结果反馈相应的处理策略，并且对各种策略进行存储。
3系统架构特点
3.1统一管理，分布部署该文设计的企业网络安全管理系统是采用网络安全管理中心对系统进行部署和管理，并且根据网络管理人员提出的需求，将网络安全分布地布置在整个网络系统之中，然后将选取出的网络功能模块和网络响应命令添加到网络安全上，网络安全管理中心可以自动管理网络安全对各种网络安全事件进行处理。
3.2模块化开发方式本系统的网络安全管理中心和网络安全采用的都是模块化的设计方式，如果需要在企业网络管理系统中增加新的网络设备或管理策略时，只需要对相应的新模块和响应策略进行开发实现，最后将其加载到网络安全中，而不必对网络安全管理中心、网络安全进行系统升级和更新。
3.3分布式多级应用对于机构比较复杂的网络系统，可使用多管理器连接，保证全局网络的安全。在这种应用中，上一级管理要对下一级的安全状况进行实时监控，并对下一级的安全事件在所辖范围内进行及时全局预警处理，同时向上一级管理中心进行汇报。网络安全主管部门可以在最短时间内对全局范围内的网络安全进行严密的监视和防范。
第5篇
关键词：汽轮机；监测；保护系统
1汽轮机监测保护系统概述
汽轮机热工监视和保护系统以及由其所组成的信号报警系统和保护控制系统，是保护汽轮机安全运行的重要设备。随着机组容量的增大，汽轮机安全监视和保护就显得更加重要，同时对汽轮机的安全监视和保护装置动作的准确性和可靠性也提出了更高的要求。原有及早期设计的保护系统大多为继电器及硬件逻辑搭接的，可靠性较差，维护量较大。汽轮机振动及监控保护系统是为了监视汽轮机在运行过程中主轴和轴承的振动状况及大轴弯曲而设计的，它由振动监视组件，速度监视组件和偏心监视组件三部分组成，每个部分可由用户的需要提供若干组件，以完成用户需要监视的测点。其中监视振动组件和偏心监视组件配涡流传感器，用来监视主轴的振动状况，涡流传感器的输出信号大小为－4—-20V，它是一个含有直流分量的交流信号，速度监视组件配电磁式传感器，用来监视轴瓦的振动情况。
2汽轮机监测保护系统监视组件
振动监视组件是以单片机为核心研制的，为了对输入信号进行有效的处理，要求所选用的CPU速度快，集成度高，指令系统简单，根据目前世界上在线控制发展的趋势和市场上提供的产品，监视组件选用8098单片机。8098单片机为准16位单片机，外接芯片简单，具有16位处理速度，典型指令的执行时间为2μs，它的主要特性：十六位中央处理器；具有高效的指令系统；集成了采样保持器和四路十位A/D转换器；具有高速输入口HSI，高速输出口HSO和脉宽调制输出PWM；具有监视定时器，可以在产生软硬件故障时，使系统复位，恢复CPU工作。监视保护系统的设计方法和步骤分为：系统总体设计，硬件设计，软件设计。它是指根据测量系统的功能要求和技术特性，反复进行系统构思，综合考虑硬件和软件的特点，原则：能用软件实现的就不用硬件，但值得一提的是软件会占用CPU的时间。为了缩短研制周期，尽可能利用熟悉的机型或利用现有的资料进行改进和移值，并采用可利用的软硬件资源，然后根据系统的要求增加所需要的功能，在完全满足系统功能的同时，为提高系统工作的可靠性和稳定性，还必须充分考虑到系统的抗干扰能力。
3汽轮机监测保护系统的硬件设计
主要是指单片机的选择和功能扩展，传感器的选择，I/O口的选择，通道的配置，人机对话设备的配置。振动监视组件由三个相互联系的部分组成，分别是显示板模块，主板模块，继电器板模块。矢量监视组件原理图如下：
模拟通道设计：
8098内有一个脉冲宽度调置器PWM可用来完成数字信号至模拟信号的转换。我们将PWM用于产生键相输入比较电路的界限电压。同时8098单片机的HSO也可以软件编程构成脉冲调宽输出，我们利用HSO.0、HSO.1构成两路脉冲调宽输出,用于通频振幅及1信频振幅模拟量输出.脉冲调宽输出信号TTL电平的调制脉冲,经CD4053缓冲电平变换.使信号振幅变为0－5V，再经过RC滤波，得到直流电压信号，再经过一级同相跟随，实现阻抗变换，得到要求的0－2.5V或1－5V的直流电压信号输出，其输出阻抗R0=0.电压信号经V/I转换，便可得到0－10mA或4－20mA电流输出。显示接口：
显示接口采用8279芯片，可直接与8098单片机相连，其工作方式可通过编程设定。接口电路采用了通用的可编程键盘，显示器接口器件8279，它是键盘显示控件的专用器件，与单片机接口简单方便，其工作方式可通过编程设置。8279的监测输入线RL0－RL7工作再选通输入方式，可输入8个拨动开关信号，以选择该系统的工作方式。
I/O通道扩展：
8098单片机本身只有32根I/O线，其中16根作为系统地址、数据总线，8根HIS/HSO线，4根模拟量输入线，还有4根多功能线，可用作TXD、RXD以及外中断输入、脉宽调制输出，这些I/O口各有用途，监视组件为了进行参数设定及响应系统监视组件信号，必须进行I/O功能扩展。当单片机提供的I/O接口不够用时，需要扩展I/O接口以实现TSI功能。8098有四个端口即p0、p2、p3、p4，共32根I/O线，监视保护系统设计时，p0一部分作为模拟量输入线；p2一部分作为串行口，另有一部分作为脉冲宽度调制输出；p3作为数据总线和地址总线低八位复用；p4的一部分提供地址总线的高八位。I/O通道扩展电路：一种以8155作为接口，另一种以8255作为接口。接口主要有8155，8255，8279，EPROM选用的是2764，掉电保护用的是EPROM2864。8155和8255是作为普通的输入和输出口使用的，它们主要用于设定开关状态的输入及报警状态的输出。8279是显示接口，用来控制显示器的显示，监控保护系统显示部分采用的是由128根发光二极管组成的两根光柱，每根光柱对应一根通道。8279的回扫线RL0－RL7用作选通输入方式。
4汽轮机监测保护系统的软件设计
主要是应用软件的设计。根据系统功能要求设计。在设计应用软件时，必须考虑到单片机的指令系统和软件功能，并与硬件统筹考虑。单片机的系统开发，其软件设计不可能相对于硬件而独立，其软件总要与硬件结合在一起，实现要求的功能。当应用系统总体方案一经审定，硬件系统设定基本定型，大量的工作将是软件系统的程序设计与调试。振动监视组件软件的设计采用模块编程法，模块法的优点是把一个较为复杂的程序化为编制和装配几个比较简单的程序，使程序设计容易实现。由于块与块之间具有一定的独立性，如果其程序模块需要修改或变动时，将只影响模块内部程序，而对其它程序模块的影响很小，或基本没影响就很方便，它主要由下面几个部分组成：标准的自检程序模块；采样以及通道计算程序模块；设定值调整程序模块，报警程序模块。
自检程序模块：该模块检查系统的电源电压是否正常，系统将以故障码的形式提示用户：系统电源出现故障，并指出哪一路电源处于故障状态。系统得自检功能由上电自检，循环自检和用户请求自检三部分组成。在自检过程中，系统解除所有形式的保护。如果自检过程中发现故障，那么监视保护系统一直处于自检状态，直至用户排除了故障为止。
采样及通道值计算程序模块：本程序模块首先对监视保护系统处于的状态进行判断，这些状态是指监视保护系统是否处于通道旁路和危险旁路，如果监视保护系统某一通道处于旁路状态，那么解除继电器报警，系统正常灯熄，旁路灯亮，同时通道指示值为0。如果监视保护系统某一通道没有被旁路，则启动该通道的A/D转换，随后将采集的数字信号进行滤波，计算得到通道值。模拟量输出通道输出代表该通道值的标准电流值0－10mA.DC或4－20mA.DC。
设定值调整程序模块：设定值包括警告设定值和危险设定值两个，它存放在EPROM2864中，即使断电，存放在其中的值也不会丢失，显示面板上的“警告”或“危险”键按下，棒状光柱上将显示警告或危险设定值，如果要对设定值进行调整，还需要按下主线路板上的设定开关，再按下面板上的“警告”或“危险”键，最好按下系统监视面板上的“?”或“?”，即可对设定值调整。在软件中，当设置点调整后，AF标志置零，程序根据AF标志判断是否需要将条调整值重新写入2864。
报警程序模块：如果两通道的测量值之差即差值超过警告或危险设定值，那么监视保护系统将处于警告或危险状态，这时显示面板上的警告或危险报警灯亮，同时将驱动警告或危险继电器，如果处于危险旁路状态，那么仅仅是两个通道的危险灯亮而危险继电器则不动作。如果监视组件处于通电抑制状态，那么将解除所有形式的报警。
显示程序模块：显示程序模块执行显示双通道的测量值、报警值以及四种故障代码。在8098内部RAM中，开设一个具有16个寄存器单元缓冲区，如80H-8FH。将缓冲区对半分成两部分，每一部分的寄存单元寄存一个通道的显示代码。将显示代码送到8279的显示缓冲区，8279可以自动扫描显示。
中断程序模块：T1的溢出周期作为输出脉冲信号的宽度，改变HSO高低电平的触发时间就可以改变方波的占空比，从而改变输出电流大小。
“大型汽轮发电机组性能监测分析与故障诊断软件系统”在仿真机上运行，能对仿真机运行工况进行监视，也能通过实时数据库与实际机组的计算机联网，对实际运行机组工作状况进行监测和分析等。
参考文献
［1］周桐，徐健学.汽轮机转子裂纹的时频域诊断研究［J］.动力工程，2002，（9）.
［2］刘峻华，黄树红，陆继东．汽轮机故障诊断技术的发展与展望［J］.汽轮机技术．2004，（12）.
［3］陆颂元，张跃进，童小忠.机组群振动状态实时监测故障诊断网络和远程传输系统技术研究［J］.中国电力，2005，（3）.
第6篇
该层用来建立包传输机制和实现媒体访问控制，MOAP系统中仅存在一个主设备，其他皆为从设备。主设备与从设备之间可以建立通信，从设备与从设备之间不能进行通信。本规范定义由主设备传输至从设备的数据包称为下行数据包，简称下行包；由从设备传输至主设备的数据包称为上行数据包，简称上行包[1]。
2应用层
应用层由LL（ILowerLayerInterface，低层访问接口）和OAS（ObjectAccessStandard，对象访问规范）两个实体组成。基于MOAP协议的数据包传输仿真为验证MOAP协议的时效性，这里用NS2(NetworkSimu-lator)仿真软件来模拟MOAP通信协议中数据包的传输过程及数据包传输的时延。仿真实验场景设置如下：假设桥梁测点网络监测区域为300m*300m的正方形中，其测点总数为20个。根据目标模型在测量区域内生成目标轨迹，设置每个节点vmax为50m/s，amax=10m/s2，1=50，2=100，场景持续50s，流量的固定码率(ConstantsBitRate，cbr）为1Mbit/s，协议采用的是MOAP通信协议。
3基于MOAP协议的无线桥梁监测系统示例
3.1监测点传感器的设置
某跨桥的总长为500m，其跨径布置为90+2×160+90m，由三个T型桥柱组成对称结构。在各跨箱梁根部支点截面、L/4截面和L/2截面，设置桥梁监测测点，埋设应力和位移传感器，以测试箱梁和墩身结构的实际应力和应变[2]。该桥梁的测点中包括14个应变测点和6个位移测点，总共20个测点。其布置示意图如图2所示。
3.2上位机软件界面
桥梁监测数据采集系统采用MFC库，使用VS2010作为开发工具，C++作为开发语言进行开发，综合利用MFC提供的各种通信方法来实现系统的功能。主界面如图3所示。无线桥梁监测系统设备配套的上位机处理软件，用于在上位机上对传感器进行动静态数据采集和处理，并为进一步分析提供数据。软件界面主要包括以下几块：（1）菜单工具栏：位于界面的最上面，提供菜单和工具按钮快捷操作，主要包括配置操作、网络操作、静态采集、动态采集等；（2）网络结构：位于界面的左边，以“桥梁—采集点—节点”三级展开的模式给出无线传感网络的拓扑结构，图中给出了20个节点的网络配置结构；（3）采集控制：位于界面的右边，提供相关控制操作，图中主要标出开始动态采集命令行；（4）状态栏：界面最下边，在进行网络通信的时候，任务栏将显示当前通信状态和进度。
3.3MOAP协议数据包传输实例
以下以在桥梁监测数据采集系统中动态采集为例，对其数据包进行解析。给出监测数据包为：发送包：34054100640000000000002ee09597接收包：0405410101e67f对发送包的分析如下：数据链路层中的数据包中控制字34转化为二进制为00110100，001代表当前版本的默认号，1代表是下行包，0100与从设备收到数据包中的地址进行比较，与自身地址一致时才可响应该消息；05代表采集器的唯一编号；41代表执行的是动态操作的指令；数据域中第一个0064对应的十进制是0100代表的是采样率，第二个0064代表是实时同步采样率；00002ee0中2ee0代表的是采样时间和采样次数的积，转化为十进制后为12000次，则代表动态采集12000个数据；9597代表CRC校验。从数据包的传输过程中可以看出：（1）应用层数据包在传输的过程中加一个字节的指令，该指令可以判断上位机中所发的命令；（2）数据链路层数据包在应用层数据包中加上控制字、地址和循环冗余校验。控制字主要是用来判断是上传还是下发指令，还包括是否是广播通信；地址用来说明具体是给哪个具体的硬件下发指令；（3）物理层主要负责透明传输原始比特流。
4结语
第7篇
1．1系统数据库设计
数据库是数据管理系统的核心和基础。根据地铁隧道保护区变形监测的内容和特点对系统数据库进行合理设计，使所创建的系统数据库成为存储信息与反映信息内在联系的结构化体系，从而有效、准确、及时地完成系统所需要的各项功能。数据库设计包括数据库结构设计、数据库表设计和数据库安全设计。
1．1．2数据库表的设计
系统数据库表的设计主要包括项目信息表的设计、用户信息表的设计、监测点属性表的设计、水平位移监测成果表的设计和沉降位移监测成果表的设计。
1．1．3数据库安全设计
数据库的安全是指对数据库出现问题的预防和处理，包括以下几部分:1)数据库备份与恢复数据库的备份方式有两种:一是全库备份(将整个数据库全部信息进行备份);二是增量备份(对变化的数据进行实时备份)。数据库的恢复同样包含以上两种方式。在数据库的备份和恢复过程中，可以根据需要选择合适的方式。2)数据库权限数据库权限管理按所属角色和角色权限进行管理，即将所有用户按使用数据的情况划分为不同的角色，每一个角色再赋予相应的权限。
1．2系统功能设计
根据系统需求和数据库设计将系统功能分为项目管理、监测点信息管理、监测成果管理及系统管理四大模块，每个功能模块都由具体的子模块来支持和实现。
1．2．1项目管理
1)可以通过在数据库表中输入或者程序中录入添加项目信息，可以预览所有项目信息并选择要打开的项目名称。2)可以对具体某一项目信息进行预览，包括项目名称、工程概况、工程地质概况、基坑与地铁位置关系等信息的查看、修改并进行保存。
1．2．2监测点信息管理
1)监测点属性预览。查看监测点的点名、测段、车道、具置、里程、材料等属性信息。
2)监测点查询。在程序界面选择监测点的属性数据类别和属性值条件，即可查询出满足用户要求的测点信息，还可以将查询结果导出到EXCEL中进行编辑打印。3)监测点管理。可以对查询到的监测点属性信息进行删除、修改;可以添加新的监测点并保存至数据库中，用户可以在系统程序界面的相应空格中填入数值并保存至系统数据库中，也可以将EXCEL格式或文本数据格式的数据自动导入系统数据库存并保存，在导入数据之前只需将所要添加的数据按照指定格式存储至EXCEL或记事本即可。监测点分布图在项目管理界面打开具体项目后会自动加载，管理者可以很直观地看到监测点的分布状况。
1．2．3监测成果管理
监测成果的输入和管理方法与监测点的输入和管理方法相似。由于测量作业的规范性，系统不允许对监测成果进行修改;监测成果的输入可以通过手动输入和数据文件导入两种方法保存至系统数据库中，添加数据过程中，程序动态显示更新的数据和添加后数据库中所有的数据信息;通过选择测点的主要属性值，设置测期、两期变化量、累计变化量等监测成果条件来查询满足用户要求的测点成果，查询结果可导入EXCEL表进行保存、打印。监测成果分析:通过应用不同的数据分析方法和方式对各种监测数据进行处理分析，同时，根据前期数据和相关辅助资料进行预报分析，其中，分析过程和方式采用表格和曲线图形方式进行。
1)监测点稳定性分析应用相关稳定性分析方法(如统计分析方法、经验分析方法)并结合监测现场实际，对不同类型监测点稳定性进行分析评判。
2)图表分析通过不同的图表形式(以沉降监测为例，如沉降量曲线图、沉降速率曲线图、沉降速率对比曲线图等)进行分析，更加直观地了解地铁结构的变形情况和趋势。
3)监测数据预报分析根据稳定性分析及监测历期的成果，应用相应的预报方法(如经验方法、统计方法等)，结合相关资料对变形趋势进行预报分析，为用户掌握结构变形的趋势提供参考。
1．2．4系统管理
1)系统用户管理
用户角色与管理权限设置，保证系统数据安全;用户登录系统的过程必须在系统日志中进行登记，包括用户名、登录时间、对系统的操作过程及在系统中滞留的时间等。系统管理员定期将系统用户使用情况向主管领导汇报。在征得主管领导同意后，系统管理员可以根据实际情况添加用户或提升、降低某些用户的使用级别，必要时可以禁止某些用户的使用权限。
2)系统日志管理
本系统为系统管理员提供系统日志的检查和备份功能，使系统管理员通过对系统日志的查看，了解系统的使用情况及存在的不足和问题，及时处理系统存在的隐患，保证系统的高效运行。
3)数据库备份与恢复
为了保证管理系统或计算机系统经灾难性毁坏后，能正常恢复运行，必须进行数据库的备份与恢复。系统采用自动备份与人工备份相结合的方式，确保系统的安全稳定运行。1．2．5退出若相关操作尚未完成或存在不确定因素，提示用户完成相关操作，避免操作失误。
2系统的开发与应用
此次研究开发工作是在充分了解地铁隧道保护区变形监测内容和过程的基础上完成的。在开发过程中，通过需求分析、系统建设目标，制定了系统开发计划、方案和技术路线，通过具体了解变形监测信息管理分析过程确定了系统开发平台与工具。系统以WindowsXP/7为操作平台，利用可视化编程语言编写客户端程序，利用客户端程序将数据导入到服务器的数据库存储，对服务器数据进行处理。数据库采用的是ACCESS2003数据库，它具有强大的数据处理与分析能力，有较高的可伸缩性及可靠性。系统的开发采用VisualBasic6．0作为开发语言，应用ADO技术与数据库有机的联系在一起。
在数据库设计阶段，根据监测项目和数据管理及数据分析的需要详细设计了数据库表。同时在数据库安全方面也做了详细设计。在功能设计阶段，根据管理分析监测数据的流程划分了系统具体的功能结构，并对每个功能模块进行了详细的设计。在设计数据管理模块过程中，应用ADO对象与SQL联合数据库编程技术，完成了VB对数据库的管理，实现了VB中对数据库的查询、添加、删除、修改等功能。为了保证数据库的安全，还增加了对数据库的恢复与备份，以防造成监测成果和项目信息的丢失。在设计数据分析模块过程中，图表分析采用MSchart控件生成监测成果曲线图(以沉降监测为例)，包括沉降量曲线图、沉降速率曲线图、过程线图等，通过结合平差数据及相关曲线图的分析，可以更加直观地了解地铁隧道保护区的变形状况。
系统应用过程:按照系统数据库中数据表的字段格式建立正确的数据库表，根据实际情况确定工程项目信息、测点属性信息和监测成果信息。将整理后的信息数据分别录入数据库中;通过系统连接数据库，对项目信息、测点属性信息和监测成果信息进行管理，并对监测成果进行分析成图和监测预报分析，并分析地铁隧道结构变形情况。该系统在南京某地铁保护区监测信息管理中得到了很好应用，实际应用表明该系统具有如下特点:
1)系统应用ADO技术将数据库与系统有机结合在一起，使VisualBasic语言与ACCESS数据库的优势得到最大的发挥，客户端界面简洁，操作简单，功能强大，真正实现了地铁隧道保护区变形监测内外业一体化操作。2)数据管理方便，具有高效的数据库，统计、查询功能界面友好。3)数据分析模块采用曲线图更加直观地呈现出地铁隧道保护区变形的过程与趋势，并运用回归分析模型对变形进行预测。4)系统开发应用的成功为今后地铁隧道保护区安全监测专家系统的研究开发积累了一定的经验，值得二次开发和完善。
3结束语
第8篇
万航昨日告诉记者，学校11月初通知，全校研究生学位论文申请答辩前必须提交研究生处学位办检测。
今年4月起，武汉大学、华中科技大学、中南财经政法大学、武汉理工大学、华中师范大学、中国地质大学(武汉)、武汉工程大学也引进了这一检测系统。
万航回忆说，当时着实有些紧张，提交前反复修改了几次。她所在的文法与经济学院同年入学的两年制硕士生纷纷庆幸：他们上半年已完成学位论文答辩。
和她一起参加检测的十几名硕士生，除她和另外一人复制率低于1%外，其他在3%至百分之十几不等。
负责工作的武科大研究生处学位办郝春艳老师介绍，学校600多名2010届毕业研究生中，已有100多名硕士生和5名博士生提交了学位论文供检测，检测系统生成的检测报告返还了学生所在的学院和导师，由学院和导师作相应处理，学位办也备案1份，但报告中的“复制率”信息不便透露。
第9篇
超压出流是指给水配件前的静水压大于流出水头，其流量大于额定流量的现象，两流量的差值为超压出流量，这部分流量未产生正常的使用效益，且其流失又不易被人们察觉和认识，属“隐形”水量浪费。此外，超压出流会带来如下危害：①由于水压过大，龙头开启时水成射流喷溅，影响人们使用；②超压出流破坏了给水流量的正常分配。③易产生噪音、水击及管道振动，使阀门和给水龙头等使用寿命缩短，并可能引起管道连接处松动、漏水甚至损坏，加剧了水的浪费。为了解建筑给水系统超压出流现状，笔者对此进行了实测分析。
1测试对象
选择11栋不同高度和不同供水类型的建筑作为测试对象，其中多层建筑3栋，均为外网直接供水；高层建筑8栋，一般均分为2个区，低区由外网供水，高区由水泵、高位水箱联合供水或由变频调速泵供水，有的楼层住户支管上设有减压阀。
通过对目前建筑中普遍配置的螺旋升降式铸铁水龙头(以下简称“普通水龙头”)和陶瓷片密封水嘴(以下简称“节水龙头”)使用时的压力和流量进行测试，了解建筑给水系统超压出流现状。
2测试装置
由于测试是在已投入使用的建筑中进行，为不妨碍用户的正常用水，采用了图1所示的试验装置，即用塑料软管与一新安装的试验用水龙头相连，试验用水龙头前安装压力表，测试时只需将软管的另一端与原水龙头紧密相连即可。
测试采用φ15普通水龙头和节水龙头各1个；天津市星光仪表厂Y—100型压力表(测量范围为0～0.6MPa，最小刻度为0.01MPa)及附件两套；φ15塑料软管、1000mL量筒、秒表、三通、管箍等管件若干个。
3测试内容和方法
3.1测试点和测试时间
对每个楼体中测试点的选择一般为：从第一层开始隔层入户测试(但实测中因有的住户家中无人，测点有所变化)，测试点水源为室内已有污水盆水龙头或洗涤盆水龙头出水。测试时间为上午9：00～10：30。
测试建筑内普通水龙头和节水龙头在半开、全开状态下的出流量及相应的动压和静压值。
3.2测试方法
①流量测定
采用体积法测定流量，测试时水源水龙头全开，测试用水龙头分为半开和全开两种状态。记录普通水龙头和节水龙头在两种开启状态下水的出流时间t及相应的出流量V。每个测点在同一开启状态下测三次，取三次的平均值作为此状态下的最终测定值。
②压力测定
在每次测试用水龙头开启前读压力表值，此值为该测点静压值；测试用水龙头开启后，在记录流量的同时记录压力表读数，此值为该状态下的动压值(工作压力)。
4结果及分析
两种水龙头半开状态时的动压、流量测试结果及回归曲线和曲线方程分别见图2、3。
4.1普通水龙头半开状态
《建筑给水排水设计规范》(GBJ15—88)中规定：污水盆水龙头当配水支管管径为15mm、开启度为1/2(半开状态)时，额定流量为0.2L/s。根据上述规定，对67个用水点的测试结果进行了统计，有37个测试点的流量超过此标准(超标率达55%)。
4.2节水龙头半开状态
节水龙头与普通水龙头相比，在管径、水压相同时的全开、半开流量均小于后者。节水龙头虽然出流量小但水流急，在较小流量下就可满足人们的用水需求，因而节水龙头的额定流量应小于普通水龙头的额定流量。结合现行的和送审的《建筑给水排水设计规范》中的充气水龙头和单阀龙头的额定流量范围，笔者认为应将0.15L/s作为节水龙头额定流量的参考值，以此作为判别现有建筑水龙头是否超压出流以及新建建筑采取控制超压出流措施的依据。
由图3可见，节水龙头出流量为0.15L/s时对应的工作压力为0.08MPa，其与普通水龙头出流量为0.2L/s时对应的工作压力(0.06～0.07MPa)非常相近，这进一步说明将0.15L/s作为节水龙头额定流量的参考值是比较合理的。
节水龙头以半开状态并以流量为0.15L/s作为其额定流量时，实测中有41个测试点的流量超标(超标率达61%)。
5结语
从测试结果可以看出，普通水龙头和节水龙头的超压出流率分别为55%和61%，实际上水龙头出流量的超标率要大于以上数值。以普通水龙头为例，有的水龙头(如洗手盆)的额定流量不是0.2L/s而是0.15L/s；有的水龙头额定流量虽是0.2L/s，但要求的开启度不是1/2而是3/4或全开(全开状态下有60个测试点的出流量超过0.2L/s)，这样就使得水龙头出流量的实际超标率远大于55%。
测试中普通水龙头半开时的最大流量为0.42L/s，全开时最大流量为0.72L/s；节水龙头半开和全开时最大流量分别为0.29L/s和0.46L/s。不论是普通水龙头还是节水龙头，在半开状态时最大出流量约为额定流量的2倍；在全开状态时最大出流量约为额定流量的3倍以上。
综上所述，在现有建筑中水龙头的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的，由此造成的“隐形”水量浪费是不容忽视的，必须采取措施加以解决。
第10篇
1.1一般资料
2001年8月至2013年2月新乐市医院收治的泌尿系统感染患者100例。按照随机数字表法，将100例患者分为观察组和对照组，每组患者50例。观察组患者中，男23例、女27例，年龄23-74岁，平均（49.6±10.2）岁。对照组患者中，男24例、女26例，年龄25-78岁，平均（52.2±10.4）岁。两组患者基本资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。
1.2方法
采用无菌、干燥塑料杯采集所有受试对象清晨首次尿液标本，混合均匀后倒入已编号的玻璃试管中。对照组尿液标本采用干化学法进行检测。观察组尿液标本采用UF1000i型尿沉渣分析仪（日本Sysmex公司）检测白细胞数量（参考区间：小于20个／微升）。所有标本均进行微生物培养。上述检测方法均参照文献。
1.3统计学处理
采用SPSS20.0软件进行数据处理和统计学分析。计数资料以百分率表示，组间比较采用卡方检验。P＜0.05为比较差异有统计学意义。
2结果
2.1尿白细胞检测结果
观察组患者尿白细胞数量分布为小于20个／微升25例、大于或等于20个／微升25例，所占比例分别为50.0%、50.0%％。对照组患者尿白细胞数量分布为小于20个／微升35例、大于或等于20-100个／微升15例，所占比例分别为70.0%、30.0%。观察组患者中，尿白细胞数量超过参考区间上限的患者所占比例大于对照组，组间比较差异有统计学意义（P＜0.05）。
2.2尿微生物培养检测结果
观察组患者尿微生物培养阴性13例，阴性率为26.0%；微生物培养阳性24例，阳性率为48.0%；微生物培养可疑阳性3例，可疑率为6.0%。对照组患者尿微生物培养阴性21例，阴性率为42.0%；微生物培养阳性12例，阳性率为24.0%；微生物培养可疑阳性2例，可疑率为4.0%。观察组患者尿微生物培养阳性率明显高于对照组（P＜0.05）。
3讨论
3.1尿沉渣检验及其优越性 在住院患者临床常规检查项目中，尿液生化检验具有极为重要作用和临床意义，能够通过测定尿液的理化性质和有形成分，有效诊断和鉴别诊断泌尿生殖系统、肝脏等脏器及系统的病变，同时也有助于判断疾病的预后。尿沉渣检测通常采用显微镜和流式细胞技术对尿液中的有形成分进行定性和定量检测。生理情况下，尿液中的有形成分，例如红细胞、白细胞、管型、细菌、结晶等均极为少见。多数泌尿系统疾病患者尿沉渣检测可检出结晶和上皮细胞，因此尿沉渣检测可用于疾病的初步诊断。尿沉渣检测主要是对尿液中的有形成分进行检验。载玻片法属于尿沉渣检测的传统方法，但存在操作标准难以统一、影响因素较多等不足，因此检测结果无法真实、客观地反映真实情况，检测结果见的可比性也相对较差。定量分析板法是用于尿沉渣检测的新方法，具有标准化及规范化程度高、操作简单、可重复性强及准确度高等优点，同时还能够对检测结果进行一次性处理，数据结果也具有较高的量化程度。
3.2泌尿系统感染尿沉渣检测应注意的问题
健康者尿液中没有红细胞或数量极少。当连续数次尿液高倍镜观察均检出1-2个红细胞时，可判为镜下血尿；肉眼观察即可发现尿液呈赭红色或洗肉水样，可判为肉眼血尿。一旦出现肉眼血尿，说明泌尿系统疾病的病情已十分严重，患者需接受进一步检查，以发现病因和明确诊断。在对泌尿系统感染患者进行尿沉渣检测时，应注意规范操作，以保证标本染色效果、防止标本污染，同时应采用标准的检查器材。在尿沉渣检测的临床应用中，通常采用晨尿标本，因为晨尿具有较高的浓缩度，能够更好地反映尿液中有形成分的实际情况。一般而言，尿沉渣检测应在标本采集后1H内进行，从而避免长时间保存标本对检测结果的影响，提高检测结果的准确性。
3.3泌尿系统感染尿沉渣检测的优点
泌尿系统感染患者的尿液中通常存在一定量的病原体和白细胞，因此对患者尿液中的细菌及白细胞进行检测对泌尿系统感染的临床诊断极为重要，也有助于判断疾病的病程。Sysmex公司UF1000i型尿沉渣分析仪同时采用了流式细胞技术及荧光染色法，因此检测白细胞、红细胞等有形成分的线性范围较大，准确度、灵敏度和检测效率也较高，有效避免了干化学法尿沉渣检测的不足，适用于泌尿系统感染患者早期诊断。本研究结果表明，与干化学法相比，采用UF1000i型尿沉渣分析仪对泌尿系统感染患者进行尿沉渣检测，可明显提高异常检出率（P＜0.05）。
4结语
第11篇
关键词:广播电视;监测系统
1系统体系架构的发展
广播电视监测系统经历了长期的发展过程,系统体系架构的发展大致分为以下几个阶段｡
第一阶段:对广播电视信号的监测使用独立的监测设备和监测仪器,对信号传输中的各种指标和各种异态进行测量和识别｡
第二阶段:单机版的监测系统是由一台计算机控制监测仪器,完成指标测量和异态识别等监测功能｡
第三阶段:由一台主机充当监测系统的服务器,通过网络协议与多台计算机控制的监测仪器进行通讯,所有用于监测的仪器和计算机构成一个系统,协同完成监测任务｡
近年来广播电视监测系统的体系结构从C/S结构或B/S结构向采用多层B/S和C/S混合式体系架构演变,使得软件系统的网络体系结构跨入一个新阶段｡认识这些结构的特征,并根据实际情况成功进行系统的选型是非常关键的｡
2系统体系架构建设要考虑解决的问题
(1)中心数据处理部分｡数据处理中心既要进行报警数据､技术性指标数据的实时处理,监测信息短信,还要进行监测播出的内容和广告的处理､及网络信息视听节目监管,具有数据传输量大,实时性强,对数据安全性､可靠性､一致性要求高的要求｡
(2)客户端浏览查询部分｡监听监看中心客户端､领导等相关部门客户端主要工作是查询和决策,数据处理工作较少,但客户端数量大且在多个部门,因此要充分考虑解决的是软件的安装维护与升级的方便性问题｡
3系统的C/S结构与B/S结构
网络版(C/S架构)｡即Client/Server(客户机/服务器)结构｡此结构把数据库内容放在远程的服务器上,其分布结构如图1所示｡
它由两部分构成:前端是客户机,接受用户的请求,并向数据库服务提出请求,后端是服务器,即数据管理(Server)将数据提交给客户端,客户端将数据进行计算并将结果呈现给用户｡还要提供完善的安全保护及对数据的完整性处理等操作,并允许多个客户同时访问同一个数据库｡它的主要特点是交互性强､具有安全的存取模式､网络通信量低､响应速度快､利于处理大量数据｡网络版(B/S架构)B/S结构,即Browser/Server(浏览器/服务器)结构,只是安装维护一个服务器(Server),客户端采用浏览器(Browse)运行软件｡
B/S三层体系结构采用三层客户机/服务器结构,在数据管理层(Server)和用户界面层(Client)增加了一层结构,称为中间件(Middleware),使整个体系结构成为三层｡三层结构是伴随着中间件技术的成熟而兴起的,核心概念是利用中间件将应用分为表示层､业务逻辑层和数据存储层三个不同的处理层次,如图2所示｡
三个层次的划分是从逻辑上分的,具体的物理分法可以有多种组合｡中间件作为构造三层结构应用系统的基础平台,提供了以下主要功能:负责客户机与服务器､服务器与服务器间的连接和通信;实现应用与数据库的高效连接;提供一个三层结构应用的开发､运行､部署和管理的平台｡这种三层结构在层与层之间相互独立,任何一层的改变不会影响其它层的功能｡
B/S结构的主要特点是分布性强､维护方便､开发简单且共享性强､总体拥有成本低｡但数据安全性问题､对服务器要求过高､数据传输速度慢､难以实现传统模式下的特殊功能要求｡如通过浏览器进行大量的数据输入或进行报表的应答､专用性打印输出困难和不便｡
4基于B/S结构与C/S结构结合的广播电视监测体系结构
综上所述,B/S与C/S这两种技术是各有利弊的,只有将他们的特点进行互补,按照监测业务特点选择适合的技术平台和体系架构,才能实现最大程度的应用｡多层B/S与多层C/S混用的监测系统架构模型结构如下图3
B/S部分为四层体系结构,包括数据库层(或监测前端层)-应用服务器层——WEB服务器层-浏览器客户端层｡其中业务逻辑层在应用服务器运行,页面在WEB服务器生成｡这样系统页面逻辑层与业务逻辑层(后台逻辑层)分离,提高系统模块独立性,利于系统的扩展｡
B/S部分选用J2EE构架,其业务逻辑可以在不同的硬件环境､不同操作系统的服务器中使用｡
C/S部分为三层体系结构,包括数据库层(或监测前端层)-应用服务器层-数据处理工作站层｡
业务处理逻辑(功能层)采用C++编程,业务逻辑可以在不同的硬件环境､不同操作系统的服务器中使用｡
在广播电视监测系统中采用B/C/S的多元化\多层\分布式技术结构建立混合应用模式的体系架构可突破C/S和B/S的各自缺陷,其中:
中心数据处理工作站,需要大量的数据处理工作,交互性和实时性强,这部分通过C/S方式实现,使该部分有更强的安全性和方便灵活性,可以提供更强大的对监测数据操作的功能｡
第12篇
论文摘要目的：了解患病住院儿童血锌、铁、钙、铜、镁、铅水平并分析其影响因素。方法：采用原子吸收分光光度法检测960例住院儿童指血锌、铁、钙、铜、镁、铅含量。结果：锌、铁、钙3种微量元素缺乏比较普遍，婴儿组缺铁和缺锌的比例最高，学龄组缺钙的比例最高,铅中毒的发生率较低。结论：患病儿童体内微量元素紊乱比较普遍，及时合理地添加辅食、平衡膳食是儿童生长发育的重要因素；检测儿童微量元素含量对及时合理地补充微量元素有重要的指导意义。
对象与方法
随机调查2005年12月1日～2006年4月30日在泰安市中心医院儿内科病房住院儿童960例，年龄1个月～14岁；男576例，女384例。按年龄分为4组，1个月～1周岁为婴儿组，1～3周岁为幼儿组，3～7周岁为学龄前组，7～14周岁为学龄组。
标本采集：用40μl吸管吸取手指血40μl，放入装有1ml全血稀释剂的聚乙烯塑料管中,置于0～4℃冰箱内待测。
测定方法：采用北京博晖创新光电技术服务有限公司生产的BH-5100原子吸收光谱仪，火焰原子吸收分光光度法测定锌、铁、钙、镁、铜的含量；BH-2100原子吸收光谱仪，钨舟（电热）原子化分光光度法测定铅的含量。参考值范围（儿童与成人相同）：钙为1.55～2.10mmol/L，铜为11.8～39.6μmol/L，镁为1.12～2.06mmol/L，锌为76.5～170.0μmol/L，铁为7.52～11.8mmol/L，铅为0～100μg/L。
结果
男女儿童之间各微量元素含量无明显差异。微量元素缺铁和缺锌的发病率婴儿组最高，其次依次为幼儿组、学龄组、学龄前组；缺钙的发病率学龄组最高，其次依次为学龄前组、幼儿组、婴儿组；铅中毒的发病率幼儿组较高，其次依次为学龄组、学龄前组、婴儿组。
讨论
婴幼儿处于生长发育快速期，膳食结构不合理、进餐氛围差、家长溺爱及挑食和偏食，均可导致微量元素缺乏[1]。
有研究资料表明[2]，机体内微量元素铁、钙、锌缺乏均可减弱免疫功能，降低抗病能力，助长细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高，因此对儿童进行微量元素的检测是十分必要的。本次调查结果显示，住院儿童微量元素锌、铁、钙缺乏检出率明显高于文献报道的门诊健康查体及入托查体儿童[3]，原因在于所查儿童大部分为体弱多病者，有的曾多次住院，提示微量元素的紊乱与儿童的免疫功能、抗病能力之间形成了恶性循环。
本资料还显示，住院儿童锌、铁、钙3种微量元素缺乏比较普遍。分析其原因主要为：婴儿期喂养不足和食物过分单一化，大部分家长以蛋类和碳水化合物为主要辅食，而锌和铁以动物内脏和肉类食品含量最高，随着牙齿的健全，食物的多样化，幼儿组、学龄组、学龄前组缺锌、缺铁率明显减少。缺钙的发病率学龄组最高，依次为学龄前组、幼儿组、婴儿组。其原因主要为：由于婴儿期生长发育比较快，钙量的不足可引起盗汗、夜啼、抽搐等症状，且此期去医院看医生的机会比较多，因此家长会注意钙及维生素D的补充。然而到了学龄期家长往往不注意补充钙剂，加上上学后户外活动少，体内的钙不能满足身体快速生长的需要，导致学龄期缺钙最为普遍，严重者可出现迟发性佝偻病及手足搐搦症。
儿童咬玩具、吮手指等不良习惯，以及饮食中进食含铅高的食物如皮蛋、罐头食品和膨化食品，本次调查幼儿组高铅比例最高，即与此有关。此年龄阶段儿童消化道排铅功能较差，另外，机体在缺锌缺钙的情况下，对铅的吸收明显增加，因此此年龄阶段儿童为我市的防铅重点对象。近年来儿童血铅整体水平较以前文献报道有明显升高，本次调查住院儿童铅中毒发病率（12.4%）明显低于全国儿童的平均值（29.91%）[4]，控制较理想。而这些儿童全部为本市儿童，说明我市环境良好，环境中的有害元素铅未对儿童造成损害。综上所述，微量元素锌、铁、钙的缺乏是影响儿童健康成长的重要因素，在不同时期应注意不同营养素的添加。
在饮食上提倡科学、合理的喂养，保持良好的饮食习惯，全面均衡营养。
参考文献
1曾淑萍,杨斌让,梁晓红.儿童全血微量元素含量及相关因素的研究.中国儿童保健杂志,2003,11(4)：272-273
2杨克敌，主编.微量元素与健康.北京:科学出版社,2003：41-42
第13篇
1.1在线监测系统与电站锅炉工作的结合
在线监测系统技术在电站锅炉工作中的应用，首要的关键步骤是实现在线监测系统与电站锅炉工作的结合。只有顺利地将在线监测系统与电站锅炉的工作实现良好的结合，才能为后期的监测工作开展奠定一个良好的基础。而且前期的监测系统与电站锅炉工作的结合程度还关系到后期的电站锅炉的整体工作进度。要实现在生产过程中的节能化，必须要通过在线监测系统的控制与操作，因此，在线监测系统技术与电站锅炉的前期结合程度也关系到后期电力生产节能化的实现。
1.2在线监测系统对锅炉工作步骤的监督
在线监测系统技术在电站锅炉工作中的应用，第二个关键的工作是通过在线监测系统来对锅炉工作的全程步骤进行监控，电力生产企业的工作能否实现节能化，关键在于工作的过程中能否节约资源。通过在线监测系统对其能源转换过程的监控，能够有效地控制其工作过程中的能源利用率，减少电站锅炉工作中的能源消耗，从而实现发电企业的节能化生产。
1.3监测系统对锅炉工作步骤进行调整
在线监测系统技术在电站锅炉工作中的应用，接下来的关键工作是利用监测系统对锅炉能源转化过程实行调整控制，在线监测系统能够通过电子监控、工作数据等信息来判断锅炉工作中的能源利用率。一旦电站锅炉在能源转换的过程中能源浪费率过高，在线监控系统就能及时发现这种现象，并通过自动控制技术等电子化设备来对其进行调整。监测系统能够及时对锅炉的工作效率、煤炭燃烧率等进行调整控制，进而提高能源的利用率。
1.4最终实现电站锅炉节能的目的
在线监测系统正是通过以上几个步骤的配合才能实现对电站锅炉工作的控制，才能实现电力生产的高效化、节能化。在线监测系统是如今电力生产行业中的一项新型应用技术，其对于电站锅炉的应用工作，电力行业的良好发展是有着巨大的促进作用的。
2监测系统节能工作中的不足
2.1监测系统与锅炉工作的结合度不高
如今的电力生产行业中，在线监测系统与电站锅炉工作的结合程度还不够高。在线监测系统是近年来发展起来的一种新型电子技术，其整体性水平还处于一个发展阶段，缺乏完善性，因而也就导致监测系统在电站锅炉工作中的应用也并没有达到一个较高的技术水平。当下电力生产中，监测系统与电站锅炉的配合程度还缺乏完善，有待于提高，也就影响了电力生产节能化目的的实现。
2.2监测系统工作中存在漏洞
当下电力生产行业中，在线监测系统的实际应用中还存在着一些技术漏洞，因为监测系统的初级发展性，其监测技术并没有达到一个十分高的水平，并且在对电站锅炉工作的监测过程中还经常出现错误的控制。因而也就无法充分实现电站锅炉节能化的目的。
2.3监测系统的节能化程度有待提高
在线监测系统在电站锅炉工作中的应用，还存在着一个不足之处是其节能化水平有待于提高。目前在线监测系统在电站锅炉工作中的利用水平有限，也就无法实现其节能水平的高效化。
3监测系统节能技术的改进措施
3.1提高监测系统的节能技术设计
针对在线监测系统中存在的缺陷，我们需要采取一定的措施加以改进，才能实现其更好发展。在线监测系统的利用目的是实现电站锅炉工作的节能化，这就要求要提高在线监测系统的节能化水平。改进监测系统的节能化设计，在线监测系统的工作水平得以提高，才能更好地促进电站锅炉的工作效率，最终实现电力生产的节能化。
3.2改进电站锅炉的工作技术
改善在线监测系统工作水平的另一个有效措施是提高电站锅炉的工作技术，在线监监测系统的应用是与电站锅炉相配合的，想要实现电力生产的节能化。同时也要改进电站锅炉的工作效率，只有实现电站锅炉与监测系统的同步改进，才能更好地实现电力生产的节能化。
3.3加快检测系统的技术更新周期
提高在线监测系统与电站锅炉工作效率的另一个有效措施是加快在线监测系统的技术更新周期。在线监测系统作为一项信息技术，其在实际应用中是要不断进行技术更新的。想要提高在线监测系统的节能化，可以通过加快技术更新周期来实现。加快监测系统的技术更新周期，能够更好地提高其在电站锅炉工作应用中的节能化效率。
4总结
第14篇
本设计是基于大区域农田土壤监测的实际需要进行设计的。系统主要由传感器节点、协调器、WCDMA终端、上位机监测中心等部分组成。系统采用太阳能电池供电方式，使用蓄电池存储电能，通过太阳能电源控制模块为各节点提供所需电能，维持系统的正常运行。传感器组采集土壤温度、湿度、pH值和电导率数据，发送给以CC2530模块为核心的ZigBee无线传感网络终端节点的模数转换接口，终端节点将采集到的数据发送给协调器;协调器通过RS232串口通信与WCDMA终端连接，将轮流采集到的各传感节点数据发送给WCDMA终端;WCD-MA终端通过3G无线通信网络将数据实时发送到远程监测中心，监测中心对收到的数据进行处理、显示并进行Web;外网用户可通过互联网实时访问。
2系统硬件设计
2．1终端节点硬件设计
终端节点是组成无线传感网络的基本单元，用于采集各采集点土壤参数信息，并将数据通过无线发送给协调器。
2．1．1传感器模块
土壤温度决定作物生长环境，土壤水分是作物水分的主要来源，土壤pH值反映土壤酸碱程度，土壤电导率反映了土壤压实度、黏土层深度及水分保持能力等。本设计选择在大区域农田种植中对农作物生长影响较大的温度、湿度、pH值及电导率4个参数进行监测，选取的传感器如图3所示。1)温度传感器:选用Dallas公司推出的数字式防水封装的DS18B20温度传感器，采用不锈钢外壳封装，防水防潮输出数字信号，无需进行AD转换，大大提高了系统的抗干扰性;工作电压3．0～5．5V，测量温度范围为－55～+125℃，在－10～+85℃范围内，精度为±0．5℃。2)湿度传感器:选用SMTS－II－50型土壤湿度传感器，4～20mA输出，响应速度快，性能可靠，平均电流小于10mA，功耗低;抽真空灌封，密封性极好，耐土壤中酸碱盐的腐蚀，适用于各种土质。3)pH值传感器:选用上海陆基公司的土壤pH值传感器，输出4～20mA;测量范围为0～14pH，零电位pH值为7±0．25pH，斜率≥95%;功耗低，抗干扰性能较强，耐腐蚀性好。4)电导率传感器:选用上海陆基公司E－113－02－t型电导率传感器，电导范围10～2000μs/cm，适合各种土质;分辨率为1μs/cm，5～35℃内温度自动补偿;耐腐蚀好，适合长期进行土壤测量。
2．1．2CC2530模块
农田土壤监测节点选用TI公司的高性能CC2530芯片作为射频模块，采集并传送土壤数据。CC2530应用了业界领先的Z－StackTM协议栈，提供了一套解决ZigBee网络的完整方案。CC2530集成了RF前端、高灵敏度的接收器、8kBRAM、可编程Flash及101dB的链路质量，输出功率最高可达4．5dBm，包括定时器、5通道的DMA、8通道12位ADC、AES安全协处理器、21个通用I/O引脚和2个串行通信协议UART等。CC2530适用于对功耗要求严格的系统。
2．2嵌入式网关硬件设计
嵌入式网关的主要工作是接收各终端节点采集到的土壤参数并通过WCDMA发送给远程监测中心。嵌入式网关主要由协调器及DTU无线通信模块两部分组成。
2．2．1协调器模块
协调器部分仍然选用TI公司的CC2530芯片，与终端节点共同构成ZigBee网络，底板比终端节点只增加了串口通信部分。
2．2．2DTU无线通信模块
无线通信系统主要由DTU组成，是一种可以使用2G/3G/4G网络进行远程数据传输的终端设备。综合考虑成本和实用性，本设计采用通过第三代移动通信WCDMA上网方式的DTU，其内部集成了高性能ARMCortex－M332RISC内核STM32F107处理器和WCDMA联通3G模块，支持1900M/1800M/900M/850M工作频段;内嵌TCP/IP协议栈，数据无线透明传输;采用低功耗电源监控技术，值守电流小于2mA;采用软件和电路双重滤波，稳定可靠。
2．3电源模块设计
系统采用太阳能电池为终端节点和嵌入式网关供电。电源模块主要包括:蓄电池、太阳能电池板和太阳能控制器3个部分。蓄电池选用12V7．5AH免维护铅酸蓄电池;太阳能电池板选用功率20W，工作电压18V的单晶硅太阳能电池板。太阳能控制器选用额定充电/负载电流均为10A，12V/24V充电电压自动识别的DL－12/24－10a系列控制器，内置充放电智能控制技术。
3软件设计
3．1终端节点软件设计
终端节点的主要任务是负责大区域农田土壤参数的采集与数据的无线传输。ZigBee协议实现数据的短距离无线传输，终端节点在ZigBee协议中属于半功能节点，不支持路由功能，只能与上层的路由器、协调器节点进行通信，负责向上一层节点传输土壤数据。
3．2嵌入式网关软件设计
嵌入式网关节点的软件设计由两部分组成，分别为协调器接收土壤参数和WCDMA远程发送土壤数据。工作时，需要先给DTU无线通信终端设备安装联通3G手机卡，并将DTU和PC机通过RS232相连对其波特率、中心IP、端口号及SIM卡号等参数进行配置，配置软件界面。
3．3远程监测中心软件设计
远程监测管理中心界面采用LabVIEW图形化软件进行设计。其主要实现的功能如下:1)多通道农田土壤参数采集功能。设置了多个数据采集通道，可实时采集大区域农田土壤的温度、湿度、pH值及电导率4个参数。2)报警功能。设置土壤参数上下限，远程监测中心会相应的给出报警信号。3)通过LabVIEW的Web功能，外网用户可通过互联网进行实时访问。
4测试与结果分析
考虑到农田土壤的特性，为了在监测区域内得到全面、准确、实时的有效数据，对传感器节点的布置进行了合理的优化。选取的试验田为长宽均为200m的矩形区域，分成4块长宽均为100m的区域，每块农田4个终端节点数值取均值后通过汇聚节点发送给协调器，后期可根据大区域农田实际需求灵活对其进行扩展。系统设置安装完成后，给整个系统上电1min后，观察协调器和终端节点，看到绿色组网LED亮，可以判定系统组网成功。打开位于监测中心的上位机软件对系统功能和稳定性进行测试。上位机软件以人性化的方式向用户显示采集到的参数，并具有人员登录、参数设置、历史数据查询等功能，可以通过选项卡切换不同区域农田的土壤参数。监测界面既可以数值方式显示温度、湿度、pH值和电导率数值，也可以绘制参数的变化曲线。经过与标准仪器比较，各参数误差均小于3%，满足农业监测精度要求，达到预期设计标准。通过LabVIEW软件的Web工具，将软件进行Web。经测试，外网用户能通过互联网随时随地进行访问。
5结论
第15篇
关键词：nRF9E5；无线局域网络；通讯协议；无线监测
当今，无线技术正快速应用于许多产品之中，与有线技术相比，无线技术主要具有成本低、携带方便、省去布线烦恼等优点。特别适用于工业数据采集系统、无线遥控系统、小型无线网络、无线RS485/232数据通信系统等。本文给出了一种用于监测有毒气体的无线局域网络系统方案设计方案。
1系统的功能及组成
在石华工业中，为了有效监测空气中H2S、CL2等有毒气体的浓度，把隐患消灭于萌芽状态，通常需要设计许多无线网络检测系统。图1所示就是一种多任务无线通讯局域网示意图。该系统是由一台中央监控设备CMS（centermoniteringsystem）和多台远程终端节点RTN（remoteterminalnodes）组成的多任务无线通信网络。其中的中央监控设备CMS主要由无线收发模块Nrf9e5、报警装置和上位机组成，能够接收远程各节点信息，监控节点运行情况，并能根据上位机要求发送命令字到指定节点。各节点RTN主要由有毒气体传感部分和无线接收模块Nrf9e5组成，能够采样并发送数据到CMS，接收并执行CMS发送来的指令，并且可作为中转站间接传输数据。
在CMS工作信号覆盖范围内，各节点和CMS直接通讯，如图中RTN100、RTN200和CMS之间可以直接通讯。在CMS工作信号覆盖范围外，各远程终端节点其上级相应节点和CMS间接通讯，如图中RTN121、RTN122依次通过RTN120、RTN100和CMS来进行间接通讯。采用这种方法，可将系统扩展成一个非常大的无线居域网络。
2硬件设计
2．1硬件电路连接
中央监控设备（CMS）电路主要包括监控计算机、接收模块nRF9E5及报菟装置，具体电路如图2所示。图中，把nRF9E5的P0.1、P0.2口配置成SCI模式，外接MAX232转换电路，和上位机进行串行通讯；P0.3配置成普通端口，外接报警装置。
该系统中的远程终端节点（RTN）电路主要由射频模块nRF9E5和气体变送器GT-130/H2S-1组成。ADC模块选用内部参考电压，气体传感装置能够输出4~20mA电流，经75Ω电阻转换为0.3~1.5V电压信号，来作为ADC模拟量输入信号。电路连接和图2基本相似，区别是断开图2中的P0.1-P0.3端口，将变送器输出端和nRF9E5的AIN0引脚相连接。
2．2无线收发模块nRF9E5
nRF9E5是挪威Nordic公司的产品。该芯片采用+3VDC供电，面积为5mm×5mm，共有32个外部引脚，包括UART和SPI等功能。内部集成了nRF9E5射频模块、8051微控制器及A/D转换模块，具有433/868/915MHz三波段载波频率。采用GFSK调制，抗扰能力强；支持多点通讯，数据传输速率高达0.1Mbps。具有特有的ShockBurst信号发射模式和发射信号载波监测功能，可有效降低功耗电流、避免数据冲突。内部寄存器为用户提供了基础的通讯协议，便于用户扩展，缩短了开发周期。电路连接极为简单，只需要一个晶体管和一个电阻，nRF9E5输出端ANT1、ANT2外接50Ω单天线终端装置，信号有效发射距离无遮挡时可达800m以上，有建筑物等遮挡时可达350m左右。
3软件设计
3．1通讯协议
CMS可与在其信号覆盖范围内的RINT进行直接通讯，在其工作信号覆盖范围之外的RIN通过其它节点转载信号实现与CMS的间接通讯。同时，CMS能够根据接收的数据内容判断信号来自哪一个RTN节点。为此，需把系统通讯协议设置为下列格式：
Prea-mbleAddPayloadCRC
JidMidYidXData
Preamble为引导字节；Add为接收机地址；Payload为有效加载数据（包括接收机识别码Jid、目的机识别码Mid、源信号机识别码Yid及Data字：状态字X=1时Data为命令字，X=0时Data为浓度数据）；CRC为校验码。
nRF9E5处于发射模式时，Add和Payload由微控制器按顺序送入射频模块nRF9E5,Preamble和CRC由nRF9E5自动加载。接收模块时，nRF9E5先接收一数据包，分别验证Preamble、Add和CRC正确后，再将Payload数据送入微控制器处理；当接收机微处理器判断Payload中的Payload中的Jid和本机识别码号一致时，继续处理后继数据，否则放弃该数据包。
要实现上述数据通讯功能，需进行nRF9E5初始化配置和用户程序设计。
3．2nRF9E5子系统初始化配置
在nRF9E5模块中，特殊寄存器RF-Register包含10个字节，其配置字内容可决定射频模块nRF9E5的工作特性，表1列出本设计殊寄存器RF-Register需要配置的基本参数（文中未述及的参选用默认值）。
表1RF-Register寄存器部分字节配置说明
名称设定值（二进制）说明
CH-NO001110101载波频率为868.2MHz
HRFEQ-PLL1设定PLL工作模式
PA-PWR11输出功率为10dBm
RX-PW001接收地址字长为1byte
RX-PW00100000接收有效字节长度8bytes
TX-PW00100000发射有效字节长度8bytes
PX-ADDRESS11100111接收地址名0xE7h
UP-CLK-EN0外部时钟禁止
XOF011晶体振荡器16MHz频率
CRC-EN1使能CRC校验功能
CRC-MODE0使用8位CRC校验码
系统通讯时，各模块处于正常接收状态：收发使能位TRX-CE=1且方式选择位TX-EN=0。在运行过程中，可由用户编程修改TX-EN=1使各字节工作于发射状态。
本系统设定CMS和所有RTN的地址ADD均为0xE7h，这样，系统内CMS和所有RTN之间可以互相通讯，从而避免了其它系统的干扰。各节点识别码长度根据网络节点级数和容量配置，继承关系分配地址；通讯时，通过对目的机代码Mid和接收机代码Jid的比较和识别，不断修改接收机代码Jid，直至Jid=Mid为止，实现节点间的自动双向寻址。以图1中系统3级路径为例，所有模块识别码长度均配置为12位，CMS识别码配置为0x000h。各节点识别码按照上下级路径。继承关系分配地址：第一级节点识别码以高四位区分，其余位均为0，如节点0x100h与0x200h；第二级节点识别码高四位继承其上一级节点高四位识别码，以中间四位区分，如RTN100的下级节点0x110h与0x120h；第三级节点继承其上一级节点的前八位识别码，以低四位区分，如0x120h的下级节点0x121h与0x122h。通讯时，即按照这种上下级路径关系传输数据。采用上述方法，三级路径最大可以配置四千多个节点，能组成一个比较大的无线局域网络。
4微处理器用户程序
该系统的处理器用户程序包括CMS用户程序和RTN用户程序，而它们又分别包括主程序和中断子程序两部分。
4.1CMS用户程序
a.CMS主程序
（1）当Flagi=1时，CMS对接收到的数据进行存储和排序记录，并在气体深度超标时，使报菟输出端P0.3=1；最后将Flagi清0。
（2）当Sleep=1时，由CMS发送命令字(X=1)到指定节点，最后将Sleep清0。
此时，Mid为目的机识别码，Yid=0x000h，接收机识别码Jid可由CPU根据Mid高四位自动产生。
b.CMS中断子程序
（1）串行通信口接收计算机命令信号，置Sleep=1。中断优先级为最高。
（2）RD1=1时中断CPU，接收某节点RTNi信号，置标志字Flagi=1。中断优无级为次高。
（3）用定时器2监控各节点通讯记录：若在定时器2的一个定时周期T2内判断出某节点一直没有发送信号，则会记录相应警告信息，直至手动清除。其中，T2为系统中各节点和CMS通讯一次的最大迟滞时间，中断优先级为次低。
（4）定时器1定时中断CPU，将内存数据送上位计算机显示处理，中断优先级为最低。
4．2RTN用户程序
a.RTN主程序
当Flagi=1时，CPU对Payload作如下处理后，最后将Flagi清0。
图2
（1）若接收的数据包中，Mid=0x000h,Yid为RTNj识别码，则数据来自下级节点RTNj，需净数据继续向CMS方向转发。
在转发数据包中，Jid内容由CPU对本机识别码的四位识别位清0获得，其它数据不变。
（2）若接收的数据包中，Mid为下级节点识别码，Yid=0x000h，则数据来自CMS，需将数据继续向下级路径转发。
在此转发数据包中，Jid内容由CPU将本机识别码和目的机识别码比较获得。
（3）若接收机的数据包中，Mid为本机识别码，判断X=1时执行命令字，作相应处理。
b.RTN中断子程序
（1）ADC转换结束标志EOC=1时产生中断，提醒CPU将Add、Jid、Mid、Yid、X=0和气体浓度Data依次送入nRF905模块，准备发射。最后将EOC清0，并重新启动ADC转换器。中断优先级为低。
（2）在RTNi中，RD1=1时产生中断，CPU读取nRF9E5的数据，若Payload中Jid为本节点识别码，存储数据并置Flagi=1;否则将Payload丢弃，Flagi不变。中断优先级为高。
此时，Add=0xFFh,Mid=0x000h,Yid为本机识别码。Jid内容由CPU对本机识别码的四位识别位置0获得。
