導語：如何才能寫好一篇監控系統設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

系統由分布在育苗架中的多個傳感器節點、數據采集單元、設備控制單元和存放在嵌入式ARM設備中的監控軟件4部分組成，如圖1所示。育苗架由鋼制材料構成，共有4層。每一層上面都布有4個溫度傳感器和加熱、加濕裝置，苗架內布有1個濕度傳感器。苗架工作時處于完全密封狀態，苗體生長所需的溫濕度環境均由外部智能控制。數據采集單元負責向傳感器節點發送指令，進行溫濕度數據采集，并通過處理、打包過程，將數據通過RS－485總線接口發送到嵌入式設備上的智能監控軟件中，數據傳輸所使用的協議為Modbus［3］。智能監控軟件收到采集單元發來的數據之后，進行解包、分析、處理等過程，然后顯示到用戶界面上，同時軟件具有記錄歷史數據的功能。用戶在監控軟件上可以設定期望達到的溫度、濕度值，軟件會發送包含這些期望值的指令給數據采集單元。數據采集單元收到這些指令之后，會判斷當前是否符合條件。當條件符合后，數據處理單元會自動調用設備控制單元對育苗架進行相應的加熱、加濕操作［4］。

2系統硬件設計

2．1嵌入式平臺

嵌入式平臺CPU型號為博通公司的BCM2835，采用ARM11微架構，主頻為700MHz，同時平臺配有512MBDDRRAM和8GBNandFlash，提供高效、穩定的運行和存儲環境。平臺配有HDMI高清視頻接口，用來外接顯示器，可以直觀地顯示系統操作界面。配有RJ－45網絡接口和多個USB接口，用來連接網絡、鍵盤鼠標和USB轉RS－285數據線。平臺搭載開源的嵌入式Linux操作系統，該操作系統穩定性好并且具有豐富的擴展功能，適合作為嵌入式監控平臺［5］。

2．2傳感器節點和設備控制單元

溫度傳感器采用Pt100。Pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉換為可傳送的標準化輸出信號(4～20mA)的儀表，其本質是鉑熱電阻，阻值會隨著溫度的變化而改變，主要用于溫度參數的測量和控制，測量量程為－200℃～+200℃，精度為0．1℃。濕度傳感器采用NWSF－1AT，它是一種集傳感、變送為一體的濕度傳感器，適于室內環境的濕度測量。其測量量程為0～100%RH，精度為±5%RH，響應時間小于15s，是一種兩線制的標準化輸出信號(4～20mA)傳感器。設備控制單元采用繼電器控制。加熱裝置分布在育苗架的每一層，且可以獨立工作，加熱裝置的核心是碳纖維加熱毯，它使用碳纖維作為加熱介質。碳纖維(carbonfiber，簡稱CF)，是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的導熱性能好，熱膨脹系數小且具有各向異性。因此，碳纖維加熱毯的功耗低、加熱速度快，適合在農業上使用。加濕裝置分布在育苗架的每一層，核心是雙向高壓噴頭，可以均勻覆蓋待加濕區域。本單元既可以接收由數據采集單元發來的指令，打開或者關閉加熱、加濕裝置;也可以設定一個閾值，自動地打開或者關閉加熱、加濕裝置。

3系統軟件設計

系統軟件設計由通信協議和上位機程序兩部分組成。其中，通信協議采用Modbus、上位機程序使用Qt開發。

3．1通信協議

Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡(例如以太網)和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業標準。此協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。它描述了一種控制器請求訪問其它設備的過程，制定了消息域格局和內容的公共格式。Modbus協議規定，在進行通信時，每個控制器需要設定唯一的設備地址，交換消息時根據設備地址進行響應，確保一條指令對應的設備是唯一的。Modbus協議查詢指令數據示例如表1所示。其中，數據均為16進制，CRC錯誤校驗位高位在前、低位在后。

3．2上位機程序

本系統上位機程序采用Qt開發，它是一款開源的界面設計庫，使用C++類編寫。其最大特點是跨平臺，支持市面上所有主流平臺，如Windows、桌面Linux、嵌入式Linux、MacOS、Android等。用戶只需要編寫一次代碼，就可以在不同平臺上進行編譯、運行，可移植性較好。在正式編寫Qt代碼之前，需要在目標平臺上搭建相應的開發環境，即本系統需要搭建適用于嵌入式Linux的Qt開發環境，Qt版本為4．8．5。首先將Qt源代碼解壓，在其根目錄下執行．/configure命令，對源碼進行配置;然后執行make和makeinstall命令編譯源碼，并安裝編譯好的庫文件到lib文件夾下;最后將這些庫文件拷貝到嵌入式平臺根目錄下的lib文件夾中，并為其增加export變量路徑:exportQTDIR=/usr/local/Trolltech/Qt－4．8．2exportPATH=/usr/local/Trolltech/Qt－4．8．2/bin:$PATHexportMANPATH=$QTDIR/man:$MANPATHexportLD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATH至此，Qt環境搭建完畢。嵌入式平臺用戶界面如圖2所示。上位機程序由查詢指令發送模塊、查詢指令接受模塊、控制指令發送模塊、歷史記錄生成模塊和通信控制模塊組成。對各模塊進行獨立開發，最后在主界面中采用多線程機制進行結合，將各模塊分別放置在單獨線程中執行，既確保了各模塊的獨立性，又提高了程序的安全性和總體的運行效率。系統總體的軟件流程如圖3所示。系統啟動后，會首先初始化硬件(內部寄存器、串口等)和傳感器節點［6］。采集單元通過RS－485串行通信口與嵌入式設備進行通信。本系統可以選擇手動查詢模式或自動查詢模式。安裝在ARM設備上的上位機程序能夠給數據采集單元發送查詢或控制指令。當發送查詢指令之后，采集單元會根據指令中包含的設備地址信息，匹配相應的傳感器節點，并采集數據;將采集到的數據進行壓縮、打包，然后傳回上位機程序;上位機程序接收到數據之后，進行分析、解包、處理，最終顯示到用戶界面上，同時自動存儲歷史數據。當上位機發送控制指令之后，采集單元會把待設定的參數傳遞給控制單元，使其可以根據需求對加熱、加濕裝置進行控制［7］。

4實驗及結果

為了驗證系統的性能，將育苗架放置在室內環境中，分多個時間點記錄育苗架周邊環境的溫度、濕度數據。給育苗架分別設定一個溫度目標值和濕度目標值，每10min記錄一次育苗架內的溫濕度情況。為保證精度，周邊環境的溫濕度數據由小型氣象站采集。育苗架內部的傳感器放置如下:每層分成4個區域，每個區域的中心放置1個溫度傳感器，傳感器距離每層頂部距離為20cm，用來采集溫度數據;在育苗架內同時放置1個濕度傳感器，用來采集濕度數據。育苗架內部的加熱、加濕裝置放置如下:加熱裝置鋪在每層底部，使該層各部分可以均勻受熱，且加熱裝置下再鋪一層隔熱層，避免每層熱量相互串擾;加濕裝置安裝在每層的頂部，距離頂部5cm，采用360°雙向設計，保證可以對該層各部分進行加濕。數據采集單元放置在苗架的外面，并且對苗架內的連線進行密封處理［8］。

4．1溫度控制實驗

將苗架溫度目標值設定為25℃，濕度不設定，連續采集6h并記錄數據，作出變化曲線圖。圖4為育苗架內溫度曲線圖，圖中虛線為苗架外環境溫度變化曲線。

4．2濕度控制實驗

將苗架濕度目標值設定為40%Rh，溫度不設定，連續采集6h并記錄數據，做出變化曲線圖。圖5為濕度曲線圖，圖中虛線為苗架外濕度變化曲線。由兩次實驗可知，在系統剛開始工作的時候，不論苗架內外的溫度還是濕度情況基本一致，各點的溫度情況處于混沌狀態，苗架內的溫度和濕度都不等于設定值。隨著時間的推移，苗架內各點的溫度均趨向于設定值(25℃)，濕度能維持在設定值(40%Rh)左右，且可以穩定保持。

5結論

篇2

杏鮑菇在食用菌中屬于環境敏感型菌類，由于中國南北方氣候的差異，不同地區栽培杏鮑菇所采取的調控策略也不相同［9］。因此，在以前學者對杏鮑菇栽培環境的研究基礎之上，結合寧夏彭陽當地的氣候條件，探尋到杏鮑菇子實體生長發育期環境因子調控的最佳范圍:溫度最佳點16℃，調節范圍15～17℃;濕度的調節點90%，調節范圍75%～95%;CO2濃度的最佳調節范圍1200×10－6～2500×10－6;光照度的最佳理論值為100lux。群落式杏鮑菇生長環境監控系統主要是在單個菇棚環境監控的基礎之上實現四區域環境監控，再以四區域監控為一個控制單元，逐漸拓展單元數量;由上位機接收匯總各個控制單元發送的數據，然后根據調控策略進行調控，達到寧夏彭陽食用菌標準化示范基地出菇區112間杏鮑菇菇棚群落式監控的目的。群落式和單棟溫室監控系統構架如圖1所示。系統底層利用溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器、光照度傳感器，將杏鮑菇菇棚內的溫度、濕度、CO2濃度、光照度等模擬量環境因子轉變為0～5V的標準電壓信號;通過AL－4AI4DO數據采集模塊將電壓信號轉變為數字量，由RS485串口傳送到GPRS無線傳輸模塊(DTU);再通過GPRS網絡將實時采集到的現場數據傳遞給上位機，在上位機自主開發的組態監控界面中完成數據的動態顯示、歷史數據存儲、超限報警等功能。根據杏鮑菇子實體生長期間環境因子調控的上、下限值，由上位機經過DTU無線發送開關量信號給采集模塊的繼電器輸出接口，從而控制現場的S7－200PLC，使其繼電器線圈輸出狀態改變來控制執行器工作，調控各個環境因子在需求范圍內。

2系統硬件組成

2．1傳感器模塊

系統需要采集菇棚內的溫度、濕度、CO2濃度、光照度這4個環境因子，所以選擇JWSL－3VB型溫濕度傳感器工作量程分別為0～50℃、0～100%RH，精度為±0．5℃、3%RH;LCO2－V1型CO2濃度傳感器工作量程為0～5000×10－6，精度為±30℃、10－6±5%;GZD－V1型光照度傳感器工作量程為0～1000lux;傳感器的輸出均為0～5V電壓信號。

2．2數據采集模塊

系統選用AL－4AI4DO經濟實用型數據采集模塊。其集成了4路0～5V/0～20mA采集、4路繼電器輸出功能。采集接口分辨率12位，精度為±0．01V。繼電器接口為干接點輸出，觸點容量為5A/30VDC、5A/250VAC。模塊采用工業級STM32F10x單片機作為控制核心，配備兩路RS485接口，采用標準ModbusRTU通信協議，完成讀取4路采集數據、讀取或設置4路繼電器狀態等功能。

2．3無線通訊模塊

GPRS(通用分組無線業務的簡稱)是一種以GSM為基礎的無線數據傳輸技術，在基于電路交換方式的GSM網絡上增加了SGSN和GGSN等功能。GPRS通訊網絡具有通訊速度快、持久在線性強、不受地域限制、延時短、成本低等特點［10－11］。系統選用COMWAYWG－8010GPRSDTU內置工業級GPRS無線模塊，其提供標準的RS485數據接口，可以方便地連接AL－4AI4DO采集模塊，即可與服務器端通過GPRS無線網絡和Internet網絡建立連接，實現上位機與采集模塊間數據的全透明傳輸。通過RS485數據接口，可以控制和協調多臺終端數據采集模塊與上位機通信。同時，如果需要維持雙向通信，必須設置GPRS－DTU定時發送的心跳數據包，從而保持NAT端口映射。

2．4可編程控制器(PLC)

可編程控制器簡稱PLC(ProgrammableLogicCon-troller)，它是基于微處理器的通用工業控制裝置［12］。系統選用西門子公司的S7－200系列PLC，它具有極高的可靠性、強大的通信能力、較強的抗干擾能力和豐富的擴展模塊。CPU選用的是S7－226CN，它集成了24點輸入/16點輸出共40個數字量I/O點，最大可擴展數字量I/O點為128點輸入/128點輸出，充分滿足了杏鮑菇溫室內多點控制的需求。2．5電源模塊系統中的各個設備對供電電源的要求不同:采集器使用12VDC供電電源，傳感器使用24VDC供電電源，DTU使用5V的供電電源。2．6執行機構執行機構接收上位機發出的控制命令，通過S7－200PLC輸出端繼電器輸出，控制執行器動作。每間菇棚內主要執行器包括空調機、噴淋裝置、換氣扇及散光燈。其中，空調機組具備制冷、制熱等功能，自動控制程度高，換氣扇分進氣和排氣兩種安裝方式，杏鮑菇屬暗箱培養只需兩展散光燈。

3上位機監控軟件設計

上位機監控軟件處于監控層，完成對現場數據采集和執行機構控制。系統的上位機為組態王King-View6．55，具有操作簡單、功能齊全、豐富的圖形化設計資源、數據的動態顯示、報警設置以及報表顯示等功能，內部提供與多種類型硬件連接的接口［13］。系統通過建立DTU和AL－4AI4DO采集模塊連接，組態王和AL－4AI4DO采集模塊通訊，完成動態的數據交換，以實現對現場數據的實時采集、處理和對現場設備的實時控制。

3．1DTU與采集模塊的通訊

系統將DTU進行初始化配置后，在DTU標識的卡槽內插入一張開通GPRS流量的SIM卡，再通過RS－485線將DTU的串口與采集器串口連接，即可實現采集數據向DTU的傳送。其中，系統采用全雙工方式傳輸模式的串行通訊，兩根數據線均可進行數據的發送和接收，發送和接收信息可以同時實現，互不沖突。

3．2組態王與采集模塊的通訊

組態王通過虛擬串口與遠程設備進行數據通訊。AL－4AI4DO采集模塊在組態王中支持modbus(RTU)設備。首先，在組態王工程的COM口建立莫迪康PLC設備，設備地址必須與AL－4AI4DO采集模塊設置的地址保持一致，并設定COM口通訊參數。然后，在組態王軟件內部將DTU虛擬接入上位機的串口，配置運行DTU無線串口服務軟件，從而實現采集模塊與組態王之間的無線數據交換。

3．3數據采集功能設計

系統通過DTU無線通訊模塊經GPRS網絡實現菇棚內傳感器數據的無線遠傳，上位機接收、處理、儲存現場數據。系統處于運行狀態時，在上位機上必須事先運行無線串口服務軟件，確保DTU處于online狀態。當無線串口服務軟件的虛擬串口有數據收發時，軟件窗口中即能顯示數據收發的字節數。系統在單個菇棚監控的基礎上將4個菇棚的數據采集模塊(AL－4DI4DO)采取并聯的方式，通過地址的不同選擇實現多對一的傳輸模式，利用上位機監控軟件接收顯示所有的實時數據，從而實現四區域環境監控，并以拓撲的方式將其擴展到整棟溫室，達到群落式遠程監控的目的。每一個采集模塊對應每個菇棚內的3類傳感器，采集到的多路數據只用一個DTU無線串口進行傳輸。4個數據采集模塊并聯同一個無線串口，需要用軟件編程實現串口共享的方法，以12s為1個周期，將其劃分成4個時間段，每3s采集1次數據。采集模塊分時發送數據流程圖如圖2所示。

3．4PLC控制程序設計

結合寧夏南部山區的氣候特性和杏鮑菇子實體生長期的最佳調控策略，需要對菇棚內進行降溫、升溫、增加濕度、通風換氣、補充光照的調節。系統上位機的組態王軟件通過設定的程序對采集到的實時數據與環境因子的上下限值進行比較，然后發出控制命令經DTU無線傳給數據采集模塊的繼電器端口，控制現場的S7－200PLC工作，使相應的執行器動作。菇棚內的溫度過高時，控制空調制冷機工作;溫度過低時，控制空調加熱器工作;濕度過低時，控制噴淋裝置工作。由于杏鮑菇在生長過程中釋放CO2，使CO2濃度不斷升高，因此需控制CO2不超過規定的上限值。當CO2超過上限時，通過控制換氣扇工作降低棚內CO2濃度。同時，通過控制散光燈的開關進行光照補充。控制程序流程圖如圖3所示。3．5組態王的監控界面設計基于組態王豐富的設備驅動程序、靈活的組態方式以及動態數據交換的功能，設計了群落式杏鮑菇生長環境遠程監控系統，滿足了多間菇棚的實時數據采集、動態顯示、參數調整、超限報警等設備調控的要求，提高了杏鮑菇生產過程的自動化程度。系統部分監控界面如圖4、圖5、圖6所示。

4系統運行

系統在寧夏彭陽食用菌標準化生產示范基地進行示范性推廣應用。該示范基地占地33．3hm2，對其中生產杏鮑菇的112間菇棚進行群落式無線遠程監控系統的應用試驗。實踐證明，該系統是可行的，性能穩定可靠，監測精度高，能夠實時與上位機進行無線通訊，實現了菇棚內環境參數的實時監測，且設備調控平穩準確，達到了群落式無線遠程監控的目的。如圖7所示，選取2013年9月正處在出菇期的某間杏鮑菇菇棚8:00－16:00的監測數據，采集頻率30min。從數據曲線可以直觀地看到，系統運行正常且穩定，能夠依據調控策略調節環境參數保持在杏鮑菇子實體發育期需求的范圍內，綜合應用效果良好。

5結論

篇3

1.1通過對網絡服務軟件適當修改實現監控功能

網絡服務軟件具有修改服務器軟件與程序功能。當在其中嵌入特殊信息則具有過濾功能，從而可以對設定信息內容進行監測與過濾。

1.2通過服務器技術實現信息監控與過濾

服務器集群的監控與過濾，屬于規則過濾技術。許多網絡交換機使用這一技術充當防火墻。當信息流進入proxy后，需要過濾器過濾才能轉發；依照服務器集群中的規則要求過濾“非法”信息，將合法信息轉發至用戶。

1.3通過Sniffer實現路由器報文捕獲功能

與前兩種監控技術相比，Sniffer信息監控技術最大的優點就是對網絡性能不產生任何影響。只需在邊界路由器上設置一至多個監聽端口，就能捕獲所有途經報文。目前許多網絡設備支持此類功能，通過端口映射獲取交換機上的數據。

2、網絡在線文化信息監控平臺設計的思路

設計思路從3個層面進行：一是在采用探針技術或sniffer技術，對鏈路層、途經邊界路由器上的所有報文數據進行捕獲。二是使用TCP/IP協議軟件方式，在網絡層實現數據包處理。

（1）對分片報文數據進行IP重組，使其成為完整的IP報文；

（2）對TCP層報文進行數據還原，使其成為傳輸原始內容數據；

（3）根據應用層協議進行具體還原數據分析。三是對還原數據進行特征關鍵字匹配過濾。

3、網絡在線文化信息監控平臺數據采集的結構

數據采集結構有兩種：一種是類似防火墻功能的邊界路由器與內網間的監控主機，由其檢測、攔截所有進出數據包，但此類采集方法容易影響網速、帶寬等性能；另一種是Sniffer監聽方式，該方式有傳統、現代方式兩種。傳統方式將主機網卡設置成了接收局域網報文的混雜模式，現代方式是對網絡原有設置不做任何變動，使用支持探針技術的交換機端口映射技術實施監聽，這樣對網絡帶寬無影響，即使在監控主機出現故障不能正常工作時，對網絡正常活動也無影響。如圖1（網絡信息監控系統結構圖）所示，系統為支持探針技術的Sniffer監聽方式。它采用交換機映射端口轉發途經數據包，主機網卡為混雜模式，專門用于接收被轉發數據。但由于在高速環境下主機對數據包重組、監測，負載過重，數據丟失率較高。所以在數據處理與信息監測模塊設計上，需采用分布式集群結構以達到均衡負載的目的。交換機轉發的數據由數據接收機負責接收，接收后轉發給集群中各機器進行數據處理與信息監測。這種分布式集群結構與傳統結構相比較，具有系統可擴充性等優點，更能滿足多協議信息監控的需要。

4、網絡在線文化信息監控平臺模塊功能的實現

網絡在線文化信息監控的本質是對網絡數據實施監查與對比，實現監控的目的。要使每個數據包都接受監查，就必須將流經數據截留下來，因此，怎樣快速、高效地截獲數據包是實現系統功能的關鍵。截獲后，還要對數據進行分離，應用還原技術進行比對，只有通過信息監控策略與模式匹配算法，最后才能實現信息有效監控。系統監控功能由以下模塊實現。

4.1網絡數據捕獲的實現

對網絡底層信息實施監聽，一是利用以太網絡系統的廣播特性來實現，二是通過設置路由器監聽端口來實現，兩種方式（方法）分別應用于不同的工作情況。

4.2網絡協議分析與實現

進行網絡協議分析，先應將符合截獲要求的數據截獲，并濾掉有關不需要的數據報本機，后應在與其連接源端及目的端均無TCP連接的情況下，實現簡化的TCP/IP協議組。這實際上是數據鏈路層數據幀的問題。因為一個完整的物理層以太幀的組成有4部分：一是頭部，是以太網原始MAC地址頭；二是IP數據報頭；三是TCP/UDP數據報頭，四是實際數據。

4.3網絡TCP還原的實現

實現TCP還原的方法與IP重組的方法類似，即對接受的數據報進行分析處理，如屬同一TCP連接，則要先用同一排序樹按數據報的Sequence排序起來，而后遍歷這一排序樹就能實現TCP還原。實現TCP還原的過程，即是對iptree遍歷，對IP數據報文內容進行還原的過程。通過報文分析，從還原結果中可監測到在進行數據捕獲時，客戶端、服務端之間命令的使用情況。

4.4網絡應用層協議的分析

4.4.1HTTP協議的分析設計與實現要對原始數據進行分析，就要瀏覽一個網頁，建立多個連接。為此，選定哪個網頁、哪些連接，傳送哪些內容，就成了HTTP還原的核心。HTTP的分析設計如下：

（1）端口局部性與單調遞增性。從客戶端瀏覽器向Http服務器發出第一個請求指令開始，服務器為后續連接分配的端口號是單調遞增的，且具有局部性，端口號相對連續，偶爾有跳躍。

（2）模塊原始數據的組織方式。模塊原始數據來源于TCP／IP協議模塊的還原結果。為表示端口號，數據文件命名體現了源端口號、目的端口號、源IP地址、目的IP地址連接的四元組，這正是一個網頁必備的基本信息。

（3）合成網頁的處理時間窗口。在合成一個網頁時，如遇無效文件存在，在一定時間內要刪除以加快處理時間，這樣不免形成一個處理時間的窗口。在時間窗口的一定時間內：一要確定哪些連接(傳送的內容)可以合成；二要盡量還原網頁所需全部資源；三要將還原網頁盡快寫入數據庫管理。

4.4.2Smtp、Pop3協議分析

（1）Smtp協議分析。監聽郵件時，需對郵件內容進行分析，當監測到Smtp的“Data”的命令報文時，對其后的數據就要進行捕獲，從而獲取發送郵件數據，進行數據語法分析、編碼部分解碼，以致獲得整個郵件的相關信息。

（2）Pop3協議分析。在Pop3協議分析時，要重點考慮Retr命令，這是因為Retr命令的出現代表著協議狀態階段進入了數據傳送階段。接下來，對其后數據包分析，就可獲得用戶完整郵件數據。

5、網絡在線文化信息監控服務機制的創新

網絡在線文化信息監控平臺建設除在系統設計上進行技術創新外，還應通過計算機科學、管理學、政治學、傳播學、社會學等多學科交融理論推動服務機制的創新。

（1）以思想政治教育為先導，完善在線文化信息監控與引導工作機制，進一步提高在線文化信息監控服務的科學性和有效性，切實增強網絡文化信息的“正能量”的輻射力、吸引力和感染力。首先要不斷倡導網民積極傳播健康信息，自覺抵制有害信息、網絡濫用行為和低俗之風。其次要加強管控措施，發現有害信息及時報告、立即刪除或圍繞社會關注的熱點、焦點問題，主動撰寫貼文，吸引網民點擊和跟貼，弘揚網絡文化正氣。再次要建設網絡文化信息宣傳與評論工作隊伍，搶占網絡文化信息陣地，針對各種危急情況，第一時間進行正確引導和疏通，最大程度地減少負面效力。

（2）以敏感信息和輿情疏導治理為抓手，建設網絡在線文化信息分析與甄別工作機制，準確把握網絡信息整體動態，敏銳捕捉傾向性、群體性的信息和輿情危機苗頭，提高網絡在線文化信息應對服務的及時性和針對性。首先，要加強IP地址管理，建立IP地址分配使用逐級責任制和用戶實名信息登記制度，保證所有文化活動的信息能夠實現“溯前追查”。其次，通過認真分析敏感和輿情信息產生的原因、發展趨勢及對人們思想的影響，準確把握網群動態，敏銳捕捉危機苗頭。第三，通過分析與甄別工作，加強對網絡文化活動重點部位、重點人員、重點方向、重點領域的關注，提高網民思想政治教育工作的針對性和時效性。

（3）以開發應用網絡技術統計工具為支撐，建立網絡文化信息收集和反饋工作機制，實現收集工作的即時化、經常化和全面化，進一步提升網絡在線文化信息監控服務機制的效能和水平。在創新網絡文化信息監控機制過程中，應調查掌握現代網民從事網絡文化活動的基本特點，實現信息收集工作的常態化。形成統一協調、反應靈敏、高效暢通的網絡文化信息收集反饋機制，尤其在國內外發生重大事件的重要敏感時期，要做到不斷線的網絡文化信息搜集和管控工作，發現問題，及時應對。

6、結束語

篇4

1．自覺向民族傳統文化回歸

中國的現代藝術設計需要建立在民族文化、民族風格的基礎上，因此必須重視向民間藝術學習，堅信中華民族文化傳統的主流在民間。所以在城市空間設計中，要通過對環境的理解，對傳統的認知，自覺地借鑒，而不是直接挪用。中國傳統民間藝術形式變化萬千、風格種類異彩紛呈，凝聚了中華民族幾千年的智慧精華，也傳承了中華民族特有的藝術精神，值得當代城市設計師深入學習和研究。設計師在設計實踐中，通過元素剝離、創意整合和情感傳達，特別是與新技術巧妙融合，就能創造出獨具中國特色的現代藝術設計作品。當然，這需要一個過程，要靠城市設計師與民間藝術大師、民間藝術教育人才的融合。所以說，城市設計師必須以民間藝術為基礎，重視向傳統民間藝術學習，只有親身體會這筆文化遺產的魅力所在，了解傳統民間藝術中所蘊含的深厚的民族本源文化、本源哲學、本源藝術的基因，以及多姿多彩的具有生命活力的民族語言形態，才會對它加以自覺應用［2］。

2．傳統民間藝術語言

現代化現代城市空間越來越相似，傳統特色逐漸消褪，因此如何保持城市的獨特氣質就成為十分迫切的問題。傳統民間藝術語言體現了獨特的審美傳統，蘊含著深厚的精神文化內涵，將其作為城市空間設計的思想源泉，在城市空間中直接或間接地運用，對強調和延續歷史文脈有著重要意義。但是，源于自然崇拜的原始文化的民間藝術，所代表的是不同于現代文化的農耕文明，它雖有著特定的社會基礎，但其中也有不適合現代生活方式、不符合現代審美、倫理觀的地方，這樣就限制了其在當代城市設計中的廣泛應用。有些民間藝術圖式如果不經過調整、創新，就很難為現代社會所接受，因而應用時不能簡單、機械地復制、拼貼，而應該在理解其文化含義的基礎上，取其精髓，去其糟粕，使其藝術語言現代化，為當代大眾所認同并接受。中國傳統民間藝術的很多內容和形式有相對的穩定性及程式化特征，在藝術認知上有更為直接的優勢，因而是可以應用到城市空間設計中的。其應用方式有兩種，第一種是物品本身、題材、造型及藝術手法的直接運用;第二種是間接運用，即可以從民間藝術的形、色、質等方面著手，進行形的簡化與再造、色彩的沿用與重組以及材料的選用與更新等，來再現或表現民間藝術。在城市空間設計中，設計師要將傳統文化經過現代設計思維的選擇與消化，融入到現代設計之中，這樣，民間藝術元素才可能真正發揮它的藝術價值，作為一種新的視覺傳遞語言，在現代設計中重現生機。

3．在社會場域上的對接雖然城市空間設計

一直以來都以較快的速度發展，但在當代，與公眾聯系緊密的傳統民間藝術才逐漸走進人們的生活之中。民間藝術形式以合理、合情的方式融于城市開放空間中，其較大的輻射面和難以抗拒的視覺沖擊力，使與它發生接觸的人都會或多或少地接受它傳達的信息，從而在心中產生一種熟悉的、能產生共鳴的集體性的感受。為城市居民營造一種心理歸屬感，滿足社會心理情感的需要，可以使城市居民對城市產生心理依賴感，對環境產生身份認同、心理認同，直至文化認同。另外，當代城市空間設計追求綠色生存空間，提倡低碳設計。傳統民間藝術如陶藝、編織等，其原生態性契合了當代城市設計的需求。在設計中，對民間藝術中傳統的工藝、材料和形式的毫無偏見的借鑒，體現出了強烈的環境保護意識，同時也體現出了一種社會的進步，因而是一種設計倫理和設計道德的體現。傳統民間藝術一旦融入城市空間藝術中，就會逐漸走進人們的生活，其審美對象就會直指社會公眾，就會以公眾的精神需要為目的，以公眾的審美評價為借鑒，生存于公眾之間。這就使得公眾對自己生活的公共空間藝術享有話語權，同時享有藝術創作的參與權，從而提高了社區居民的和諧氛圍，促進了社會和諧。

二、傳統民間藝術在城市空間設計中的具體應用

1．城市空間墻面藝術與傳統民間藝術

傳統民間藝術的民間性和貼近生活的特點，迎合了城市特色營造的需要。城市空間的墻面圍合成居民生活的空間，在城市空間的墻面上揉進諸多傳統民間圖式元素，可以體現城市的獨特個性和其融合性。同時，利用民間藝術形式改造城市建筑墻面，可以增加建筑的歷史、藝術價值，也將提升整個城市的藝術品位。墻面藝術的豐富多彩使城市居民在街道上除了廣告外，有可看的內容，也可彰顯該城市與其它城市的差異。同時，融入傳統民間藝術的城市墻面，除提升城市形象外，也能滿足城市公眾的精神需求。如高雄駁二藝術特區中的墻面設計借鑒了民間皮影和鄉土繪畫，使原本廢棄的墻面換上了新妝，煥發了新的生命。同時，建筑室內墻面設計也常常采用民間藝術元素來活躍空間氛圍，提升空間親和力。譬如大連甘井子實驗小學的教學樓設計，局部采用了民間藝術元素，將傳統紅燈籠懸掛在大門入口的過廳天花板上，每盞燈籠上面都有不同的兩個字，比如“幽默”、“溫柔”、“愛笑”、“漂亮”、“耐心”、“善良”、“公平”等。這種設計既體現了藝術文化特色，又具有親切感和歷史厚重性，深得家長、老師、孩子們的喜愛。

2．當代建筑設計與傳統民間藝術

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摘要：火災監控系統作為當前各類建筑中設備自動化系統的一個子系統，是建筑防火安全體系的核心與消防系統集成的關鍵。但由于其自身特點，如結構復雜、易受環境影響、故障率偏高等很多影響可靠性的因素的存在大大削減了系統本應具有的監控能力，因此需要通過一定的評定手段來進一步提高火災監控系統的可靠性，降低系統的誤報率，防止控制誤啟動。

關鍵詞：火災監控系統； 層次分析法； 可靠性

1引言

1.1 研究的背景和意義

根據可靠性理論，可靠性分析的前提是確定系統的結構。國家標準《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-1998）規定，火災監控系統一般由火災探測器、輸入輸出模塊、各類火災報警控制器和消防聯動控制設備等共同構成。通過結合故障樹分析法與層次分析法建立合適的數學模型對其可靠性進行評定可以有效地分析火災監控系統發生故障的因素的主次關系，從而可以提高整個系統運行的穩定性，以針對不同的實際情況采取相應的措施，保證在節約成本省時省力的前提下達到火災監控系統最佳工作狀態。

1.2國內外研究現狀

近年來，世界各發達國家已把可靠性技術和全面質量管理緊密地集合起來，有力的提高了產品的可靠性水平。在火災監控系統中，一般由火災探測器和報警控制器來完成火災探測功能。火災探測技術是傳感技術和火災探測算法相互結合的產物，其實質是將火災中出現的物理特征，利用傳感器進行接收，將其變為易于處理的物理量，通過火災探測算法判斷火災是否發生。火災探測器是探測和預報火災的信息源頭，其靈敏度、可靠性、響應速度、抗干擾能力、誤報率的高低直接決定了火災探測和預報的成敗。美國在可靠性的理論研究及工業應用方面堪稱是代表。

在我國，最早是由電子工業部門開始可靠性工作的，在60年代初進行了有關可靠性評估的開拓性工作。我國火災監控系統起步較發達國家晚幾十年，在此方面所進的可靠性分析也相對要晚。早前中國火災科學國家重點實驗室與日本國立消防研究院共同合作，在合合肥完成了迄今國際上最大規模的火陣列羽流與火旋風實驗，這也標志著中國火災科學研究已達到國際領先水平。但同國外相比，還是存在一定差距，主要表現在可靠性、穩定性差，未能很好的解決探測器靈敏度和誤報率之間的矛盾等。同時還需要發展新的火災判定依據、新的火災識別模式和基于此的火災探測器或復合探測器。同時向智能化方向發展，與各種新技術相結合發展，以提高系統的可靠性。

1.3論文研究的內容、目的

火災監控系統是以火災為監控對象，可以及時發現和通報火情，并采取有效措施控制和撲滅火災，及時采取滅火、疏散等措施，最大限度地降低因火災帶來的損失，因此對其進行可靠性分析非常重要。根據可靠性理論，可靠性分析的前提是確定系統的結構，在火災監控系統設計中，決定系統結構的關鍵是部件，即探測器的選型。本課題主要是通過建立合適的數學模型對其可靠性進行評定可以有效地分析火災監控系統的提高整個系統運行的穩定性，針對不同的實際情況采取相應的措施，以保證在節約成本省時省力的前提下達到火災監控系統最佳工作狀態。

2可靠性方法

2.1可靠性簡介

可靠性是一門新興的工程學科。近年來，世界各發達國家已把可靠性技術和全面質量管理緊密地集合起來，有力的提高了產品的可靠性水平。可靠性的評價可以使用概率指標或時間指標，這些指標有：可靠度、失效率、平均無故障工作時間、平均失效前時間、有效度等。可靠性是與電子工業的發展密切相關的，電子產品的復雜程度在不斷增加，電子設備的使用環境日益嚴酷導致產品失效的可能性增大，電子設備的裝置密度不斷增加，可靠性已經列為產品的重要質量指標加以考核和檢驗。

2.2可靠性分析步驟及方法

可靠性問題有它本身的結構，且反過來刺激了概率論中一些新領域的發展。因此，可靠性數學成了應用概率和應用數理統計的一個重要分支。同時，在可靠性的研究中，又與決策問題和各種最優化問題有緊密的關系，這又決定了可靠性數學又是運籌學的一個重要分支。可靠性的分析步驟主要可分為：確定可靠性目標、可靠性數據采集、選擇方案分析、可靠性評審。

火災監控系統可靠性分析問題是一個多目標、多準則的復雜決策問題，分析應從多個角度進行，同時也應建立較強的層次關系。根據以上列出的方法的使用范圍和特點，較合適的方法有模糊綜合評價法、層次分析法及故障樹法，具體選用哪種方法要綜合考慮分析的過程。

3火災監控系統功能分析

3.1火災監控系統結構、組成及工作原理

火災監控系統是以火災為監控對象，根據防火要求和特點而設計、構成和工作的，是一種及時發現和通報火情，并采取有效措施控制和撲滅火災而設置在建筑物中或其他場所的自動消防設施。火災監控系統可提高建筑物中或其他場所的防災自救能力，是將火災消滅在萌發狀態，最大限度地減少火災危害的有力工具。一般由火災探測器、輸入輸出模塊、各類火災報警控制器和消防聯動控制設備等共同構成，火災監控系統應根據被保護對象的特點和要求，綜合考慮建筑物的規模性質、火災荷載、火災危險性、疏散和撲救的難易程度、火災事故的可能后果等因素，確定相應的系統設計形成并完成設備配套。

3.2火災監控系統故障原因分析

由于火災監控系統結構及組成復雜，因此對其危險性分級也較困難，筆者此次制作了一份針對消防安全重點單位火災監控系統建設的調查問卷，對象是實習所在城市張家界市所有消防安全重點單位，通過問卷調查的形式綜合考察單位現有火災監控系統出現故障的主次因素從而實現危險性分級。調查問卷從火災監控系統自身硬件故障、外界干擾因素及管理因素等方面出發，綜合考察了火災探測器、輸入輸出模塊、各類火災報警控制器、消防聯動控制設備、電源、線路等硬件設施工作狀態及用后維護、管理以及人員值班管理等各方面的基本情況，從而作為衡量火災危險性分級的一部分依據。

4提高火災監控系統可靠性的方法

4.1硬件設備方面

為提高火災監控系統的可靠性，則需要優化系統設計，提高硬件質量并加強維護，總體說來要從硬件選型、施工、維修各方面嚴要求。

4.2管理方面

管理方面，合理處理好人與機和環境的接口，提高人員素質是必需。在火災監控系統安裝調試完畢后，用戶應將設計、施工、安裝單位移交的有關系統的施工圖紙和技術資料，安裝中的技術記錄、系統各部分的測試記錄、調試開通報告、竣工驗收情況報告等加以整理，建立技術檔案，妥善保管，以備查詢。同時，還應建立相應的操作規程、值班人員職責、值班記錄、顯示系統在所保護建筑物內位置的平面圖或模擬圖、系統運行登記表、設備維修記錄等，以使管理人員在工作中有章可循。

5結論

本文研究了可靠性分析的方法，結合火災監控系統的組成和主要功能，依據各類規范建立了影響火災監控系統可靠性因素故障樹層次關系，在指標選取、評價模型構建、軟件分析計算等一系列過程中，得到了以下幾方面結論：

（1）構建了影響火災監控系統可靠性因素故障樹層次關系。

（2）計算分析后所得結果表明：影響火災監控系統可靠性的因素中，管理因素占主導，其次則為硬件設備故障與外界環境干擾。

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【關鍵詞】隧道；通風監控；組態軟件；PLC

隧道是一個相對封閉的區域，自然風和交通風無法完成隧道內空氣的轉換。當CO濃度很大時，會危及人的身體；煙霧粉塵則會給駕駛員的視野造成障礙，增大了交通事故的發生概率。所以必須采取機械通風方式，有效及時地排出隧道內的有害物質，降低空氣的污染程度。尤其在隧道內發生交通事故或者火災的特殊情況下，機械通風就越發顯得重要。因此在隧道中建立通風監控系統意義十分重大。

1.通風監控系統的組成

隧道通風監控系統主要由監控中心計算機、CO/VI檢測器、風向風速檢測器、風機和區域控制器等組成。

1.1 監控中心上位機

此隧道監控系統軟件的上位機系統是利用北京三維力控公司的Forcecontrol 6.1組態軟件進行設計。上位機可以發出指令給區域控制器，以便來控制隧道內的機電設備，也可以接受區域控制器的數據來分析和處理。

1.2 CO/VI檢測器

CO/VI檢測器由一氧化碳/能見度檢測探頭、評價控制單元、安裝支架、連接電纜等部分組成。一氧化碳檢測采用的是非擴散檢測紅外波段中的一定波長對非對稱分子吸收能力的變化值（即δ值），再變換成電流的變量，把這一變量又用數字信號傳至隧道監控室中心計算機并顯示出來[1]。能見度測量是通過另一分離通道，由發射/接收單元發射光波，通過10米測量通道到達反射單元，反射光再經原來的10米測量路徑反射到發射/接受單元，光束經過衰減，得到的信號經過評價控制單元處理為測量值，就是能見度檢測值。

1.3 風速風向檢測器

風速風向檢測器采用超聲波的原理測量隧道的環境溫度和風速風向，由二個超聲波發射/接受單元、數據處理評價單元、安裝支架、連接電纜等部分組成，具有現場顯示功能。

1.4 區域控制器

此次設計下位機的區域控制器采用honeywell高性能可編程控制器（PLC），負責管理和控制相關區域的現場設備。區域控制器由機架、CPU、電源模塊、I/O模塊、通訊模塊等組成。主要設備清單如表1所示。

2.隧道通風的方式

目前隧道機械通風方式可分為縱向式通風、半橫向通風和橫向式通風三種方式。縱向式通風是從一個洞口直接引進新鮮空氣，由另一洞口排出污染空氣的方式。這種通風方式一般適用于單向行車的隧道；半橫向式通風是將新鮮空氣經送風道直接吹向汽車的排氣孔高度附近，直接稀釋排氣，污染空氣在隧道上部擴散，經過兩端洞門排出洞外。使用這種方式的隧道僅需設置排風道，比較經濟；橫向式通風的特點是風在隧道的橫斷面方向流動，一般不發生縱向流動，因此有害氣體的濃度在隧道軸線方向的分布均勻。該通風方式有利于防止火災蔓延和處理煙霧。但需設置送風道和排風道，增加建設費用和運營費用[4]。在本系統中采取縱向式通風方式。

3.隧道通風監控系統的功能

3.1 數據的采集及顯示功能

該通風監控系統能檢測出隧道內CO濃度、能見度、風速和風向，并顯示在上位機監控界面上。

CO濃度（單位：PPM）和能見度（單位：1/km）都由CO/VI檢測儀檢測所得。風速主要采集的是縱向風速（單位：m/s），風向指隧道內的縱向風向，分為正向和反向，用箭頭表示，數據由風速風向檢測儀檢測所得，輸出形式為一個繼電器輸出。

檢測到的CO/VI值和風速為模擬信號，在4-20MA之間。數據采集后要把模擬量轉換為數字量之后才能顯示在界面上。

3.2 風機狀態的監控功能

通風監控系統可以返回每一臺射流風機的運行狀態，包括風機的正/反轉、停止、故障等狀態信號，然后將這些狀態清晰、明了的顯示在監控系統界面上。該系統把處在一個斷面上的兩臺風機作為一組來進行控制。控制方式分為遠程自動、遠程手動和本地控制三種。遠程自動控制就是監控中心上位機將采集到的信息處理后，當達到一定的限值時實時地發出指令；遠程手動控制就是操作員根據現場實際情況人工發出指令來控制風機運行；本地控制就是操作人員在現場低壓柜按下風機的啟停按鈕。

3.3 輔助功能

1）報警功能：能夠對采集的數據進行分析和判斷，如果數據超過規定的報警限值或低于規定的報警限值，實時報警窗口就會自動彈出，報警數據、設備和區域就會在報警窗口顯示出來。用戶也可以設計報警聲音，以便更好的對操作員進行提示。

2）趨勢曲線：現場采集到的數據經過處理后依照實時數據和歷史數據進行儲存，通過趨勢曲線可以更好的對數據進行分析顯示。

3）報表：能夠對采集的數據進行顯示、存儲和打印等功能。

4）事件記錄：記錄操作人員的操作過程，并可記錄系統上位機相關程序的啟動、退出及異常的詳情。用戶可以通過記錄來對系統進行維護。

5）安全管理：安全管理主要包括用戶級別管理、安全區管理、系統安全管理及工程加密管理。

4.隧道通風監控系統設計

4.1 上位機軟件設計

（1）I/O設備建立

力控組態軟件實時數據庫通過I/O驅動程序對I/O設備進行數據采集與下置，實時數據庫與I/O驅動程序之間為客戶/服務器運行模式，一臺運行實時數據庫的計算機可通過多個I/O驅動程序完成與多臺I/O設備之間的通信。本監控系統中，首先對Honeywell PLC進行設備設置，通過標準MODBUS（TCP）協議建立相應的I/O設備，并輸入IP地址，以便和下位機建立通訊。I/O設備建立如圖1所示。

（2）數據庫組態點建立

點是實時數據庫系統保存和處理信息的基本單位。在創建一個新點時首先要選擇點類型和所在區域。點類型分為數字I/O點和模擬I/O點兩種，本系統中CO值、VI值和風速值為模擬點，風向、風機運行狀態的反饋及控制點均為數字點。每個點都需要對基本參數、報警參數、數據連接和歷史參數進行設置。

（3）界面建立及動畫連接

根據監控系統的要求，設計了監控主界面、手動控制界面、報警界面、趨勢曲線界面和報表界面等。畫面建立完成后，將畫面中圖像對象與變量或表達式建立連接，這樣就可以對系統中的各種設備進行監控。在監控主界面上可以清楚的顯示各檢測數據、風機在隧道中所處的位置以及風機的運行狀況。在監控界面上點擊風機控制按鈕，進入風機手動控制界面，操作員根據不同情況點擊正轉/反轉/停止狀態按鈕進行操作。隧道通風監控系統主界面如圖2所示。

（4）腳本程序

在隧道通風監控系統的設計中除了監控界面的建立，編寫腳本程序也是一項重要任務。

在本系統中需要編寫的腳本程序有如下幾項：

1）每臺風機啟動時需要短暫的延時，上一臺風機達到額定轉速后，再啟動下一臺風機，以減少對變電站供電的沖擊。

2）風機控制時如果在左轉，此時右轉按鈕灰掉（即被屏蔽了），必須先按停止后，才能再按右轉按鈕啟動風機。

3）通風系統遠程自動控制。

在正常行車條件下，若隧道內測點CO濃度或能見度值時，正常交通狀況下交通活塞作用所產生的風速足夠完成隧道通風，則射流風機組無需啟動；若隧道內CO濃度或能見度并持續10分鐘時，每一組開啟一臺風機；若測點CO濃度或煙霧濃度并持續10分鐘，射流風機全部啟動。此時風機轉向應同風向是一致的；若隧道發生火災，則開啟隧道內的全部風機。此時風機的轉向應向距離火災點較近的洞口吹去。

4.2 下位機軟件設計

本系統區域控制器應用的是Honeywe-ll MasterLogic-200系列PLC，采用SoftMaster-200作為編程軟件。用戶可以進行系統配置和程序的編寫、調試、仿真、在線診斷PLC硬件配置狀態、控制PLC的運行狀態和I/O通道的狀態等。

（1））首先通過CPU的USB接口連接PC機，在SoftMaster-200軟件中對PLC進行配置網絡地址并寫入，建立PC機與PLC之間的通信。

（2）配置I/O設備信息，明確上位機軟件數據庫組態點與PLC輸入點的對應關系，各輸出點與各輸出執行單元的對應關系，創建全局變量和本地變量。調用全局變量的步驟如圖3所示。

（3）按照控制要求編寫梯形圖程序。

在編寫梯形圖時要注意變量與上位機組態軟件數據庫組態中變量的對應關系；風機的延時啟動；風機的單點控制及自動控制；上位機監控界面中按鈕之間的互鎖等。梯形圖編寫界面如圖4所示。

（4）程序編程完成后，選擇“聯機[Online]”-“寫入數據[Write]”，然后選擇要傳輸到PLC的數據，然后點擊“確定[OK]”，將選定的數據傳輸到PLC。

（5）進行聯機調試。

5.結論

本設計對通風監控系統進行了詳細的工程設計，包括系統的結構設計，功能設計和模塊劃分和上下位軟件設計。應用力控Forcecontrol 6.1組態軟件設計了通風監控系統的主界面、風機顯示界面、風機控制界面和風機預案管理等。應用honeywell PLC進行區域控制器設計，并編寫了后臺控制程序，實現了通風監控系統的各項監控功能。

本系統有效地保證駕駛員、隧道養護人員免受有害氣體的危害，提高了車輛運行安全系數。整套系統已投入運行，經過多次現場驗證，取得了良好的效果。在本文中我們所做的研究工作還僅僅是初步的，今后仍有大量的工作值得深入探討。

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作者簡介：

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【關鍵詞】LPC2119;CAN;實時;監控系統

Abstract：In this paper，the microprocessor as the core design of awelding shop real-time monitoring system based on LPC2119，can sample circuit testing of welding workshop of toxic and harmful substances，when welding workshopenvironment parameter exceeds the set value will open theventilation system and through sound and light alarm，and the environmental parameters to the monitoring center through the CAN bus，the monitoring center environmentreal time monitoring of welding workshop，to prevent a catastrophic accident.

Key Words：LPC2119;CAN;Real time;Monitoring system

焊接車間里常存有大量的可燃和有毒物品，同時在焊接操作過程中還會產生大量的有化學氣體，如果沒有及時準確的檢測這些氣體的存在可能會對工作人員身體產生危害，可燃氣體達到一定的濃度還會產生爆炸，帶來的危害就相當大。所以設計一種高效準確的監控系統是非常必要的。本文利用CAN總線的通信實時性強、容錯率高、抗干擾能力強等特點設計了焊接車間的實時監控系統。

1.系統結構

系統用恩智浦半導體公司的LPC2119芯片，該芯片功耗低。電路通過8路傳感器傳送在焊接車間里的環境信息，分別是氧、一氧化碳、硫化氫、甲烷、二氧化硫、甲荃的濃度以及環境的濕度和溫度。當檢測到氣體超出設定的標準值時就會產生聲光報警，微處理器給換氣繼電器電路信號開啟焊接車間換氣并通過CAN接口電路向臨控中心送報警信息。監控中心隨時可以通過CAN總線讀焊接車間的環境信息，顯示電路用來顯示當前環境狀況，供工作人員隨時查詢。由于CAN總線的優勢監控中心隨時都可以準確的掌握焊接車間的環境狀況，及時處理突況。

圖1 系統結構圖

圖2 SO2取樣電路

2.系統硬件電路設計

2.1 取樣檢測電路

氣體傳感器選用的是煒盛公司的ME3系統和德國Drger公司生產的miniPac系列定電位電解式傳感器，傳感器電路如圖2所示。各檢測電路基本一樣，這里只給出了二氧化硫（SO2）的取樣檢測電路，AD623是一個集成單電源放大器，它的增益可以由外接電路控制。濕度取樣檢測電路是由濕敏電容HS11XX和TLC555組成，具體電路如圖3所示。取樣檢測電路得到的檢測信息分別送到LPC2119的P0.16、P0.20和P0.25-P0.30八個端口作為采集信號輸入端。

圖3 濕度取樣電路

2.2 CAN接口電路

LPC2119芯片中自帶CAN控制模塊，CAN接口電路就由6N137和82C250組成，P0.23端口與RX0相連，P0.24與TX0相連。

圖4 CAN接口電路

2.3 LPC2119端口分配

系統微處理器LPC2119各端口連接是：P0.16為濕度取樣檢測電路信號輸入端口;P0.20為溫度取樣電路信號輸入端口;P0.25-P0.30為氣體取樣檢測電路信號輸入端口;P0.0-P0.7為LCD顯示數據端口，P0.8-P0.15為LCD顯示控制端口。LCD顯示屏用深圳市川航科技有限公司的CH240128C液晶模塊;P0.23和P0.24為CAN總線數據端口，P0.17為換氣繼電器控制端口;P0.18為聲音報警輸出端口;P0.19為光報警輸出端口。P0.21-P0.22為按鍵輸入端口。

3.系統軟件設計

軟件設計是基于μC/OS-II系統設計的，μC/OS-II是一個多任務的操作系統，模塊化設計可移植性強。本系統的設計流程圖如圖5所示。

圖5 系統軟件設計

4.結束語

本系統設計微處理器選用LPC2119功耗低、處理能力強、性價比高，可在一個焊接車間安裝多個本產品，通過CAN總線組網并與監控中心相連，CAN總線傳送速度快，可靠性好，監控中心可以實時準備的知道焊接車間的環境參數，預防為]災難性事故發生，同時監控中心也可以通過CAN總線對本產品的各節點進行設置，防止節點產品誤操作。

參考文獻

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篇9

[關鍵字]提升系統 可移動無線雙頻監測監控技術

[中圖分類號] X924.3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-2-278-1

1提升系統

提升系統是礦山生產的關鍵環節，對安全生產起著決定性的作用，根據集團要求，井筒設施由原來的月檢提升到每周例檢一次。以往每次檢測、檢修都是檢修人員站在罐籠上作業，由于井筒狹小，且存在淋水、上部落物、高空作業、井上下難以聯系等安全隱患，作業過程安全系數低、勞動強度大、檢測效率低，致使安全隱患排查不細，影響正常生產。

為解決檢修過程中存在的安全隱患、降低檢修勞動強度，提高工作效率，沂南金礦組織開發應用了可移動無線雙頻監測監控系統。該系統把現場情況用數字信號傳輸到地面電腦，實現對現場多方位檢測，可疑檢測點可局部放大，給檢修人員提供準確信息，從而對可疑檢測點有針對性的進行檢修。該系統可提高檢測速度，節省檢修時間，確保檢修人員安全，提高生產效率。

2可移動無線雙頻監測監控技術：

可移動無線雙頻監測監控系統是由音視頻采集系統、信號轉換系統、音視頻接收系統三部分組成。

（1）音視頻采集系統。聲音由采集器輸入音頻放大器，經信號壓縮放大輸入發射模塊；視頻采集器由4臺6毫米攝像頭組成，形成多方位視頻采集信號，輸入發射模塊；

（2）信號轉換系統。信號轉換系統采用2.4GHZ國際通用頻率，使用RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）集雙聲道音頻視頻于一體調制，后經功率放大器（采用德國西門子公司GaAs芯片）作功率放大，形成圖像清晰、音頻穩定的信號。在長距離傳輸中，通過中繼器放大來保證數字信號的完整；

（3）音視頻接收系統。音視頻接收系統由信號接收模塊和顯示終端組成，信號接收模塊接收到數字信號后輸入電腦顯示終端形成視頻圖像及聲音。

全系統采用DC12V電源；保證使用安全。

3技術應用

方案確定后，經調試組裝，在銅井分礦進行了試應用。經驗證，該系統運行狀態良好，安全性能可靠，較好地解決了生產難題，目前該系統在本礦進行了推廣使用。

設備組成：音視頻采集傳輸系統是由攝像頭、拾音器、發射模塊、音頻放大器、平板放大器、防水機箱、DC12V電源組成。信號轉換系統由RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）、功率放大器（采用德國西門子公司GaAs芯片）組成。音視頻接收系統是由DC12V電源、信號接收模塊、電腦組成。

調制方式：FM /FSK 頻率范圍：CH 1= 2414MHZ；CH 2= 2432MHZ；CH 3= 2450MHZ；CH 4= 2468MHZ（可選一拖七套設備即七個發射配七個接收）。

技術參數視頻輸入（ 1 路 ）雙聲道伴音輸入 （ 2 路 ）（ 6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）

發射功率 ：34dBM最大消耗電流：700mA；輸入電壓：12V接收機頻率：CH 1=2414MHZ；CH 2=2432MHZ；CH 3=2450MHZ；CH 4=2468MHZ

接收靈敏度：-90dBm；接收機最大消耗電流：160mA；輸入電壓：12V，視頻輸出 （ 1 路 ）；雙聲道伴音輸出（ 2 路 ）（6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）發射接收模塊工作溫度：-10-120度，根據礦井的深度采用平板接受放大模塊，增加接收數字信號數據的強度。

使用方法：把音視頻采集傳輸系統固定在罐籠上面，根據井筒設施調整安裝攝像頭采集信號，卷揚機以每秒0.5米的速度運行，檢修人員在井口接收終端檢測豎井井筒內各種設施安全隱患。

可移動無線雙頻監測監控系統方案示意圖（圖1）：

可移動無線雙頻監測監控系統音視頻采集器外觀圖（圖2）：

通過使用可移動無線雙頻監測監控系統徹底改變了以往檢測井筒需要多人站在罐籠上作業的弊端，實現了全程音頻和視頻的監控，降低了安全事故的發生，有力的保證了提升系統的安全運行。

參考文獻

[1]劉鵬.基于無線網絡的視頻監控系統設計與實現[D].浙江大學碩士論文，2006年.

篇10

關鍵詞：移動通信；網絡信息監控；系統設計

中圖分類號：TN929.5　文獻標識碼：A文章編號：1000-8136(2009)24-0144-02

1　引言

目前。各個移動通信網絡的運營商的網絡環境是異質的，其中包括了GSM網、IP網、智能網、信令網、GPRS等，它們的結構比較復雜，而且管理和控制的費用相對較高，更重要的是目前還不能將全網的管理信息集中起來進行統一處理。隨著未來幾年IN、GPRS、移動IP、WAP等新業務的高速發展，這一切都迫切要求加快網管建設，提高維護管理水平和規劃能力，保證移動通信業務向更深更廣層次的發展。

研發移動通信網絡智能監控系統是為了能夠實時監控移動通信網絡的通信質量，從而為移動通信網絡優化工作人員優化網絡提供有力的科學依據。我國移動通信發展速度很快，而相應的網絡管理和維護水平滯后，從而出現通信容量不夠、小區劃分和話務量分配不合理、同頻干擾嚴重、無線覆蓋不好等亟待解決的問題。因此，加強網絡監控，搞好運行維護，改善網絡通信質量，保證網絡的正常運行和安全，已成為一項重要的課題。

2　移動通信網絡監控系統總體設計

2．1　層次架構分析

移動通信多業務智能監控系統是基于GSM網絡的無線通信多業務仿真平臺。該仿真平臺可根據需要加載不同業務并對其運行質量進行分析和評估，滿足多種移動業務的需求。此外，該平臺還可建立與BSC的連接，通過對特定通信過程中上行和下行信令的比較來對網絡故障進行深入分析。

監控系統通常有兩種結構形式：集中式和分布式。前者的優點在于結構簡單、成本低，但由于信號電纜過長，信號易失真、易受干擾，且由于數據采集通道數和存儲量的增加導致監測實時性差，只適用于測點較少且比較集中的場合；后者可靠性高、易于擴展、適用于大規模且監測點分散的場合。根據移動通信網絡分布的特點，要能監控移動通信網絡在任意點的通信質景，必須采用分布式的監控系統。本文所設計的智能監控系統是分布式的。

從體系結構上，智能監控系統一般包括3個層次：

(1)數據采集層主要包括由智能數據采集模塊和數據上傳功能的數據采集前端。

(2)網絡通信層主要完成采集終端和監控中心之間的數據傳輸。

(3)監控中心層主要面向具有管理和調度權限的管理人員，由計算機在此完成集中監測。

2．2　系統的結構設計

根據終端監測儀離散分布的特點，移動通信網絡智能監控系統采用分布式的監控系統。整個系統主要有終端監控子系統、監控中心和通信網絡組成。

(1)測試監控子系統：測試監控子系統可以分布在任意測試監控點，負責采集監控系統所要監測的內容，同時能夠將采集到的數據按照設計的協議通過短消息的方式發送到監控中心。終端監控子系統由GSM模塊和測試控制兩部分組成，用于測試移動網絡在固定點的網絡通信質量的相關參數，同時可以使用短消息的方式將數據及時傳送到監控中心。本系統中是采用單片機來實現的。

(2)移動短消息服務中心：完成系統中終端監控子系統和監控中心的短消息互發功能。

(3)監控中心：通過短消息的方式和各個終端監測儀進行數據交互，從而設置終端監測儀的工作參數和控制它們采集數據。同時監測中心軟件系統可以分析處理終端監控子系統傳送的數據，為移動網絡維護工作人員提供查詢和報表功能。所以監控中心必須設計開發一套獨立的軟件系統。

3　移動網絡監控系統的實現

3．1　監控平臺中的硬件設計分析

本系統的硬件核心設備由放置在基站或者直放站(主要)附近的監控點組成，它們通過服務器端的終端進行撥測。監測點終端系統由手機終端和控制系統兩部分組成，該終端系統接收服務器命令，進行業務測試，并將測試結果以短信方式發送至服務器控制終端以備查詢。

監控系統的硬件主要使用兩套終端設備，終端設備由手機終端和終端控制系統構成：一套是安置在監控主服務器端的控制終端系統，負責發送測試命令和測試數據的接收，并將數據傳遞到監控系統的監控服務器；另一套是安置在監測，該終端接收服務器命令，進行業務測試，并將測試結果以短信的方式發送至控制終端。這兩套系統在硬件方面都是相同的，只是在具體的控制程序上有所不同。

3．2　監控平臺中的軟件設計分析

移動業務監控系統平臺軟件的設計的總原則是：在不影響現有網絡的正常運行或者降低原網絡的性能和安全性的前提下，進行分層次，模塊化設計，不僅可以集中操作維護，而且可以靈活的升級和擴展。下面以網絡監控系統的主要構成：監控主服務器、監控從服務器和DB服務器為例進行說明分析。

(1)監控主服務器

它是監控系統的核心所在。完成監控系統的所有功能，包括：用戶的管理策略、監控系統的接口配置(055接口、DB服務器、從服務器、監測點、SMS、GPRS)、不同業務的處理單元(語音／SMS／GPRS)、信令分析和統計指標形成模塊、告警信息的處理和生成、數據采集分析模塊、平臺配置模塊和日記文件系統。一個監測系統只能有—個主服務器。

(2)監控從服務器

從服務器是Web Service服務器。一個監控系統可以有多個從服務器組成，根據不同的業務需要可以增加相應的從服務器來擴充功能。主服務器和從服務器直接的通信是通過基于XML的SOAP(簡單對象訪問協議)進行通信。它的功能是監控任務的定制和調度，SMS短信收發和配置管理。

(3)DB服務器

數據庫服務器主要完成數據的存儲：基礎數據，統計信息等所有設計到的數據的存儲。各個服務器與DB的數據交互通過ADO．NET高效數據訪問技術和SQL語句。