時間:2023-03-16 16:29:03
序論:在您撰寫遠程控制系論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
1.1成本控制的內容
首先要看開支是否合理,是否符合規定,能不能在不影響產品質量的前提下,有所制約。不僅要從支出的數額上進行控制,使之符合規定的開支標準和計劃預算的范圍,還應從時間、用途和效果上加以控制,使其發揮更大的經濟效益。
1.2控制各種資源的消耗
在產品生產過程中,各種資源的消耗分布在各個環節中,其中人力和物力的資源消耗,占成本構成的比重較大,一般對成本高低具有很大影響。所以,要注意控制各項消耗定額,堅持工藝操作規程,及時解決因安排不當而導致定額偏緊的問題。不斷提高利用效率,節約資源消耗降低產品成本。
1.3控制生產技術、經營過程
各企業所進行的經濟活動都包括著自己的特點,既有共性,又有特性。因此,發生的各種費用,都有它自己的特征,對成本的影響情況也不相同,所以就要根據不同的情況采取不同的對策進行成本控制。例如:對直接生產過程,應嚴格執行定額,防止偏離定額而造成的浪費,所以提高質量和效率,應作為控制的重點;對生產準備過程,應在時間上銜接緊密,做到既保證生產進行又節約人力,物力的消耗。
2成本控制的原則
(1)經濟原則。這條原則,是指因推行成本控制而發生的成本,不應超過因缺少控制而喪失的收益。經濟原則在很大程度上決定了我們只在重要領域中選擇關鍵因素加以控制,而不對所有成本都進行同樣周密的控制。經濟原則要求成本控制能起到降低成本、糾正偏差的作用,具有實用性。成本控制系統應能揭示何處發生了失誤、誰應對失誤負責,并能確保采取糾正措施。經濟原則要求在成本控制中貫徹“例外管理”原則。對正常成本費用支出可以從簡控制,而格外關注各種例外情況。經濟原則還要求貫徹重要性原則。應把注意力集中于重要事項,對成本細微尾數、數額很小的費用和無關大局的事項可以從略。經濟原則還要求成本控制系統具有靈活性。
(2)因地制宜原則。因地制宜原則,是指成本控制系統必須個別設計,適合特定企業、部門、崗位和成本項目的實際情況,不可照搬別人的做法。
適合特定企業的特點,是指大型企業和小企業,老企業和新企業,發展中和相對穩定的企業,這個行業和那個行業的企業,同一企業的不同發展階段,其管理重點、組織結構、管理風格、成本控制方法和獎金形式都應當有區別。例如,新建企業的管理重點是銷售和制造,而不是成本;正常營業后管理重點是經營效率,要開始控制費用并建立成本標準;擴大規模后管理重點是擴充市場,要建立收入中心和正式的業績報告系統;規模龐大的老企業,管理重點是組織的鞏固,需要周密的計劃和建立投資中心。不存在適用所有企業的成本控制模式。
(3)全員參加原則。企業的任何活動,都會發生成本,都應在成本控制的范圍之內。所以,每個職工都應負有成本責任。成本控制是全體職工的共同任務,只有通過全體職工協調一致的努力才能完成。成本控制對員工的要求是:具有成本愿望和成本意識,養成節約成本的習慣,關心成本控制的結果;具有合作精神,理解成本控制是一項集體的努力過程,不是個人活動,必須在共同目標下同心協力;能夠正確理解和使用成本控制信息,據以改進工作,降低成本。
為了調動全體員工的成本控制的積極性,應注意以下問題:①需要有客觀的、準確的和適用的控制標準。②鼓勵參與制定標準。③讓員工了解企業的困難和實際情況。采用壓力和生硬的控制,常會導致不滿,而了解實情會激發員工的士氣。④建立適當的激勵措施。⑤冷靜地處理成本超支和過失。在分析成本不利差異,應始終記住其根本目的是尋求解決問題的辦法,而不是尋找“罪犯”。
(4)領導推動原則。由于成本控制涉及全體員工,并且不是一件令人歡迎的事情,因此必須由最高當局來推動。
成本控制對企業領導層的要求是:①重視并全力支持成本控制。各級人員對于成本控制是否認真辦理,往往視最高當局是否全力支持而定。②具有完成成本目的的決心和信心。管理當局必須認定,成本控制的目標或限額必須而且可以完成。成本控制的成敗,也就是他們自己的成敗。③具有實事求是的精神。實施成本控制,不可好高騖遠,更不容易急功近利,操之過急。惟有腳踏實地,按部就班,才能逐漸取得成效。④以身作則,嚴格控制自身的責任成本。
3制定成本控制標準的方法
3.1按組織層次制定成本控制標準
(1)制定縱向成本控制標準。把成本計劃及降低指標層層分解,落實到基層,采取的方法就是財務人員做大量的調查研究和反復測算工作,最后把目標成本定下來,它的真正意義在于企業現在真正以效益為中心,使職工真正認識到成本的重要性,從而大大加強了成本意識。
(2)制定橫向成本控制標準。在制定縱向成本控制標準占分解指標的同時,還要考慮到把成本管理的責任、成本計劃及其有關指標分別落實到各職能部門。
①生產部門全面掌握生產情況和物質條件,熟悉各職能部門生產運營能力及其利用程度,負責編制并落實生產計劃和作業計劃,組織均衡生產,合理安排人力、物力,努力縮短生產周期。
②供銷部門負責制定原材料供應計劃,合理組織原材料的采購運輸,防止停工待料,避免材料積壓,降低材料消耗。
③財務部門是實際成本控制的綜合部門,要在編制并落實成本計劃和費用預算的基礎上,經常對成本控制標準進行計劃、監督和考核,使成本控制不斷完善和發展,使企業真正增收節支。
3.2按經濟內容制定成本控制標準
(1)制定產品設計、試制過程的控制標準。在產品設計時就要考慮機器設備、原材料使用、人力安排、動力消耗等原因,及時發現問題,及時改進。
(2)制定材料成本的控制。原材料成本一般占產品成本的較大比重是成本控制的重點之一。
(3)制定工資產成本控制標準。勞動人事部門要制定合理的工時定額,在出勤率、工資、獎金、津貼等的核算、統計與考核中根據實際情況制定基本標準,獎勤罰懶,提高職工的工作積極性,把工資與效益掛鉤。
(4)制定產品控制標準。產品質量、數量既影響班組工序銜接與平衡,又影響工作效率,所以要合理分配以提高產品質量。
4制定成本控制標準的注意事項
制定成本控制標準的方法與標準本身不是一成不變的,會隨著時間的變化而變動。因此,在此過程中,我們應注意做到以下幾點:
(1)企業財務部門應根據每年的物價指數、主要原材料的價格狀況及對企業的影響,以物價指數為基本依據,對成本控制標準及時進行修訂、調整。
(2)企業經營計劃部門根據狀況進行預測并投產后,每年6月初和12月會同財務部門對成本標準進行考查后,若有新的能力完成建設項目,就由有關計劃、財務部門核定該標準。
(3)凡是企業下屬單位有效降低成本的做法,累計3年有效者,均將作為成本控制標準并投入生產中,但同時允許以3年的時間溢出為基準獎勵實施者。
關鍵詞:視頻檢測PCI總線PPP協議
引言
隨著計算機視覺技術以及圖像處理技術的不斷發展,計算機視覺和視頻檢測技術已經廣泛應用于工業控制、智能交通、設備制造等很多領域。傳統的視頻檢測往往采用工控機作為其視頻處理器來實現其功能。這種方法往往由于工控機處理速度的問題,無法實現對各個不同方向同時進行視頻檢測,而且由于視頻檢測處理過程需要占用大量的處理時間,因而無法實現實時的遠程控制功能。
目前在遠程控制和通信方面,基于DOS和Windows操作系統的通信平臺得到普遍的引用,但是DOS操作系統作為單任務操作系統,無法實現多任務功能和實時處理的要求;而Windows操作系統作為視窗操作系統,其系統的穩定性和實時性也無法與實時多任務嵌入式操作相比擬。
本文提出一種以DSP作為視頻檢測處理芯片,以Linux為操作系統的嵌入式系統設計方法。
1系統結構
本系統的開發主要包括視頻檢測卡和x86通信平臺的設計2個部分。視頻檢測卡主要包括模擬圖像采集、轉換、DSP視頻檢測3個部分,每塊交換參數檢測卡擴充PCI總線接口,插在通信開發平臺的PCI總線插口上,通過PCI總線同通信平臺交換數據。通信平臺處理多塊交通參數檢測卡的通信問題,將視頻檢測卡通過PCI總線傳送過來的視頻檢測數據實時通過網絡傳送給控制中心。系統的功能方框圖如圖1所示。
根據系統設計要求,視頻檢測卡功能主要分為:模擬圖像采集、模擬圖像A/D轉換、數據緩存以及DSP視頻檢測5個部分。視頻檢測卡流程如圖2所示。
本系統采用Philips公司的SAA7111A來實現模擬圖像A/D轉換。該芯片可實現多路選通、鎖相與時序、時鐘產生與測試、ADC、亮色分離等功能。其輸出可以具有如下格式:YUV4:1:1(12bit)、YUV4:2:2(16bit)、YUV4:2:2(CCIR-656)(8bit)等。由于DSP處理芯片和SA7111A的時序不同,可以通過CPLD進行邏輯控制FIFO來完成數據緩存的功能。
DSP是實時信號處理的核心。本系統采用TI公司DSP芯片——TMS320C6211。該芯片屬C6000的定點系列,C6211在這個系列中是性價比最高的一種。C6211處理器由3個主要部分組成:CPU內核、存儲器和外設。集成外設包括EDMA控制器、外存儲器接口(EMIF)、主機口(HPI)、多通道緩沖接口(McBSP)、定時器、中斷選擇子、JTAG接口、PowerDown邏輯以及PLL時鐘發生器。通過EMIF接口擴充SDRAM,而PCI總線控制芯片的擴展通過HPI接口。
PCI總線的接口芯片PCI9050,主要包括PCI總線信號接口和本地總線(LOCALBUS)信號。在硬件設計時,只需將本地總線信號的接口通過電平轉換連接到DSP的HPI接口,同時擴展PCI接口就可以完成其硬件電路設計。
2通信開發平臺的嵌入式系統設計
通信開發平臺以x86為核心器件,擴充PCI總線,通過Modem撥號,實現x86與Internet的連接。
2.1PCI總線設備驅動
PCI設備有3種物理空間:配置空間、存儲器空間和I/O空間。配置空間是長度為256字節的一段連接空間,空間的定義如圖3所示。在配置空間中只讀空間有設備標識、供應商代碼、修改版本、分類代碼以及頭標類型。其中供應商代碼用來標識設備供應商的代碼;設備標識用來標識某一特殊的設備;修改版本標識設備的版本號;分類代碼用來標識設備的種類;頭標類型用來標識頭類型以及是否為多功能設備。除供應商代碼之外,其它字段的值由供應商分配。
命令字段寄存器用來提供設備響應的控制命令字;狀態字段用來記錄PCI總線相關事件(詳細的命令控制和狀態讀取方法見參考文獻4)。
基地址寄存器最重要的功能是分配PCI設備的系統地址空間。在基地址寄存器中,bit0用來標識是存儲器空間還是I/O地址空間?;刂芳拇嫫饔成涞酱鎯ζ骺臻g時bit0為“0”,映射到I/O地址空間時bit0為“1”?;刂房臻g中其它一些內容用來表示PCI設備地址空間映射到系統空間的起始物理地址。地址空間大小通過向基地址寄存器寫全“1”,然后讀取其基地址的值來得到。
PCI設備的驅動過程主要包括下面幾個步驟。
首先,PCI設備的查找。在嵌入式操作系統中一般提供相應的API函數,在Linux操作系統中通過函數pcibios_find_device(PCI_VENDOR_ID,PCI_DEVICE,index,&bus,&devfn)可以找到供應商代碼為PCI-ID,設備標識為PCI-DEVICE的第n(index+1)個設備,并且返回總線號和功能號,分別保存于bus和devfn中。
第2步,PCI設備的配置。通過操作系統提供的API函數訪問PCI設備的配置空間,配置PCI設備基址寄存器的配置、中斷配置、ROM基地址寄存器的配置等,這樣可以得到PCI的存儲器空間和I/O地址空閑映射,設備的中斷號等。在Linux操作系統中,訪問PCI設備配置空間的API函數有pcibios_write_config_byte、pcibios_read_config_byte等,它們分別完成對PCI設備配置空間的讀寫操作。
第3步,根據PCI設備的配置參數,對不同的設備編寫初始化程序、中斷服務程序以及對PCI設備存儲空間的訪問程序。
2.2遠程控制與通信鏈路的建立
與Internet連接的數據鏈路方式主要有Ethernet方式和串行通信方式。Ethernet連接方式是一種局域網的連接方式,廣泛應用于本地計算機的連接。通過Modem進行撥號連接的串行通信方式,可以實現遠距離的數據通信,下面詳細介紹串行通信接口協議方式。
串行通信協議有SLIP、CSLIP以及PPP通信協議。SLIP和CSLIP提供一種簡單的通過串行通信實現IP數據報封裝方式,通過RS232串行接口和調試解調器接入Internet。但是這種簡單的連接方式有很多缺陷,如每一端無法知道對方IP地址;數據幀中沒有類型字段,也就是1條串行線路用于SLIP就不能同時使用其它協議;SLIP沒有在數據幀中加上檢驗和,當SLIP傳輸的報文被線路噪聲影響發生錯誤時,無法在數據鏈路層檢測出來,只能通過上層協議發現。
PPP(PointtoPointProtocal,點對點協議)修改了SLIP協議中的缺陷。PPP中包含3個部分:在串行鏈路上封裝IP數據報的方法;建立、配置及測試數據鏈路的鏈路控制協議(LCP);不同網絡層協議的網絡控制協議(NCP)。PPP相對于SLIP來說具有很多優勢;支持循環冗余檢測、支持通信雙方進行IP地址動態協商、對TCP和IP報文進行壓縮、認證協議支持(CHAP和PAP)等。圖4為PPP數據幀的格式。
PPP的實現可以通過2個后臺任務來完成。協議控制任務和寫任務。協議控制任務控制各種PPP的控制協議,包括LCP、NCP、CHAP和PAP。它用來處理連接的建立、連接方式的協商、連接用戶的認證以及連接中止。寫任務用來控制PPP設備的數據發送。數據報的發送過程,就是通過寫任務往串行接口設備寫數據的過程,當有數據報準備就緒,PPP驅動通過信號燈激活寫任務,使之完成對串行接口設備的數據發送過程。PPP接收端程序通過在串行通信設備驅動中加入“hook”程序來實現。在串行通信設備接收到1個數據之后,中行設備的中斷服務程序(ISR)調用PPP的ISR。當1個正確的PPP數據幀接收之后,PPP的ISR通過調度程序調用PPP輸入程序,然后PPP輸入程序從串行設備的數據緩存中將整個PPP數據幀讀出,根據PPP的數據幀規則進行處理,也就是分別放入IP輸入隊列或者協議控制任務的輸入隊列。
PPP現在已經廣泛為各種ISP(InternetSeverProvider)接受,而Linux操作系統下完全支持PPP協議。在Linux下網絡配置過程中,通過1個Modem建立與ISP的物理上的連接,然后在控制面板(ControlPanel)里面選擇NetowrksConfiguration。在接口(Interface)里面加入PPP設備,填入ISP電話號碼、用戶以及密碼,同時將本地IP和遠端IP設置為0.0.0.0,修改/ETC/PPP/OPTION,加上DEFAULTROUE,由ISP提供缺省路由,這樣就完成了設備的PPP數據鏈路設置過程,可以通過Internet實現遠程控制。
結束語
該設計方法已成功應用于智能交換系統的交通參數檢測系統中。在該系統中,采用4塊DSP視頻檢測卡實現4個不同路面區域的交通參數檢測,同時采用Linux作為通信平臺的操作系統;通過PPP協議建立與監控中心的連接,實現監控中心對各個視頻檢測卡的遠程控制。
關鍵詞:遠程控制雙音頻解碼計算機控制網絡通訊
1多網絡智能遠程控制系統
遙控技術是通過一定的手段對被控物體實施一定距離控制的一種技術,常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等。
而多網絡遙控則是一種新型智能控制技術,它與常規的遙控方式相比,具有無需進行專門的布線,不占用無線電頻率資源,避免電磁污染等優勢。同時,由于電信線路各地聯網,互聯網遍布世界各地,因此,可以充分利用現有的網絡資源跨省市,甚至跨越國家無限長度地進行智能遙控。多網絡遙控這一課題目前已有涉足者,但是還只限于實驗室階段,距實際應用,尤其是對于日常生活尚有一定的距離,并不能完全體現出網絡遙控方式的雙工通信特點。本文基于這一點進行了較大改進。該方法采用單片機進行智能控制,并利用不同的語音提示及計算機軟件來達到對于不同操作的提示及對受控方狀態信息的反饋,從而實現友好的人機交互界面,使操作者能夠實時了解受控方信息,并最終使產品達到交互式與智能化的水平。本系統以CCITT及中國的部分標準程控交換信令(DTMF雙音多頻信號,振鈴信號以及Internet互聯網的TCP/IP通信標準等)作為系統控制命令及其數據傳輸標準,因而可為以后的產品化提供良好的基礎。
2總體設計方案
多網絡智能遙控器的主控部分(即下位機工作部分)由單片機構成,主要進行信息處理;如接收外部操作指令以形成各種控制信號,完成各種信息的記錄和信號檢測并為識別控制電路提供單片機與電話外線和計算機的接口等。同時還包括鈴流及其摘掛機檢測、摘掛機控制、雙音頻DTMF識別、串行通訊口控制電路和語音提示等電路。此外還有上位機程序編制和網絡通訊程序編制等(即上位機工作的互聯網通信部分)。圖1所示是其系統原理方框圖。
本系統中的語音提示電路受單片機的控制,能產生相應的提示語音,可通過反饋電路反饋至電話外線,從而使操作者對電器的操作達到交互式,以便即時了解有關信息,并為用戶提供友好的操作界面(對電話網絡用戶)。該系統可通過串行通訊口與上位機相連接后接入Internet互聯網,上位機的網絡控制程序中也設置了語音提示并且具有更加友好的控制界面以方便用戶操作(對互聯網用戶)。
本系統的每一個接口電路(振鈴檢測、模擬摘掛機、語音提示、雙音頻解碼等)都已經過實際的交換機在線實驗,實用性很強。此外,本系統還有許多可以添加的功能。由于本裝置是并聯于電話機的兩端,因而不會影響電話機的正常使用。用戶通過異地的電話機撥通本裝置所連接外線的電話號碼時,便可通過市局交換機向電話機發出振鈴信號。本裝置如果檢測到三次振鈴,即三次響鈴后無人接聽,則自動摘機,進入控制環境,同時根據語音提示在用戶完成操作后退出本系統。用戶也可以通過互聯網登陸目標主機服務器來進行遠程控制。本系統采用VisualC++編程來實現上位機控制與Internet遠程遙控。它可將現有的電話功能加以擴展,其中公用管理部分包括繼續唿叫功能、來訪語音留言功能(可自動記錄時間和日期)等;而私用管理部分則包括收聽來訪的語音留言、控制電器、查詢電器工作狀態等。
3設計與實踐
本系統所設計的電路主要包括一個語音錄放電路,一個雙音頻譯碼電路,一個鈴流檢測電路,CPU電路,串行通訊電路和繼電器控制電路。
3.1鈴流檢測單元電路
當用戶被唿叫時,程控電話交換機發出鈴流出號。振鈴信號為25±3V的正弦波,揩鈴失真不大于10%,電壓有效值為90±15V。振鈴為5秒為周期,即1秒送,4秒斷。因振鈴信號電壓比較高,故應使之降壓后再輸入至光電耦合器,以通過光耦進行隔離轉換。因而光電耦合器輸出的是時通時斷的脈沖,信號可直接輸出至單片機的計數器輸入口,從而完成整個振鈴音檢測和計數的過程。電話外線信號通過0.47μF電容器的隔直和5.1kΩ電阻器的衰減加到光電耦合器的發光二極管端。與之并聯的反相二極管的作用是保護發光二極管,以免其反相電壓過高而損害發光二極管。通過試驗,最終確定選50kΩ電阻可起到拉高光耦引腳電壓的作用。
3.2雙音頻解碼單元電路
雙音頻解碼電路由專用芯片MT8870組成。圖2所示是其外部電路,譯碼結果由數據總線提供給CPU的P1.0~P1.3口,譯碼結束后產生的中斷請求信號可通過T0(組成加1計數器)請求中斷,以告訴CPU轉換結束,數據等待讀入。讀入信號為四位二進制碼,碼值民電話按鍵的對應關系如表1所列。
表1碼值與電話按鍵的對應關系
FLOWFHIGHDIGITD3D2D1D0
697120910001
697133620010
697147730011
770120940100
770133650101
7701477601110
852120970111
852133681000
852147791001
941133601010
9411209*1011
9411477#1100
6971633A1101
7701633B1110
8521633C1111
9411633D0000
當外線信號經過二極管組成的橋路降壓整形后,可由0.1μF的電容進行隔直并由100kΩ的電阻進行衰減,然后便可以將其進入雙音頻譯碼芯片MT8870的輸入端。
3.3語音電路
本系統選用美國ISO公司的ISD4003單片語音錄放集成電路作為語音提示電路的核心部分。ISD4003采用E2PROM存儲器,可永久保存信息,并可零功能存儲;該存儲器同時采用D/A直接模擬量存儲技術,因而能較好地保留語音信息中的有效成分,提高錄放音的清晰度。ISD4003可以存儲長達8分鐘的語音,并能實現分段語音錄放,每段錄放音均有一個起始地址,該起始地址及其控制信號均可由單片機通過其SPI通信口給定。ISD4003的電路非常簡單,只需少許阻容元件即可。由ISD4003構成的系統與用戶的語音交互界面單元電路如圖3所示。
3.4串行通訊電路和CPU單元
本系統中的串行通訊電路由專用的MAX202組成,主要用于系統與PC機的串行通信。CPU電路由AT89C52作為中央處理器并配以簡單的電路組成,同時選用22μF的電容和1kΩ的電阻構成系統自動上電復位電路。11.0592MHz晶振和兩個30pF的電容組成了系統的時鐘基準電路。由于CPU內部就有存儲器,所以本系統未對其進行存儲擴展。
圖3語音單元電路
4軟件設計
4.1下位機通訊軟件設計
通過receive()函數可實現下位機與上位機的數據接收,而send()函數則用于實現下拉機與位機的數據發送,bote()函數的作用是實現串行通訊口初始化和9600波特率的產生。
4.2雙音頻識別部分軟件的設計
雙音頻信號由雙音頻譯碼單元電路檢測,當有信號將譯碼輸出到數據總線后,系統將產生中斷請求,并送到T0計數器以產生中斷,同時由CPU執行T0中斷服務程序。T0中斷服務程序由firstdetect()函數和seconddetect()函數組成。Firsdetect()函數用于完成對總線(P1.0~P1.3)數據的第一層菜單值進行讀入識別;seconddetect()函數用于完成對總線數據第二層菜單值的讀入識別。由于本系統目前只設有兩層菜單,所以第二層也同時用作控制命令的觸發。
4.3語音控制部分的通信軟件設計
以下的SPI通信程序是用C51語言的16位命令格式編寫的。使用時,將其高8位地址和低8位地址正確給定,即可將控制信息(包含在高8位地址的高5位)通過ISD4003的SPI口進行傳輸。詳細的SPI接口指令見ISD4003系列芯片手冊。下面給出部分語音控制部分的通信程序。
VoidSPI_COM(ucharaddress-high,ucharaddress-low
{
uchari,Bit-temp;
SCLK=0;
SS=0;/*chipselectedsignal*/
for(i=0;i<8;i++)/*writeloweightbitsaddress*/
{
SCLK=0;
Bit-temp=address-low&0x01;
/*0x01equalsto00000001B;getthefirstbitfromtherightinthisway*/
if(Bit-temp==0)
MOSI=0;/*ifitdoesn''''twork,somenopsmaybeneeded*/
Else
MOSI=1;/*ifitdoesn''''twork,somenopsbeneeded*/
SCLK=1;
Address-low=address-low>>1;
}
for(i=0;i<8;i++)/*writehigheightbitsaddress*/
{
SCLK=0;
Bit-temp=address-high&0x01;/*0x01equalsto00000001B;getthefirstbitfromtherightinthisway*/
if(Bit-temp==0)
MOSI=0;/*ifitdoesn''''twork,somenopsmaybeneeded*/
Else
MOSI=1;/*ifitdoesn''''twork,somenopsmaybeneeded*/
SCLK=1;
address-high=address-high>>1;
}
SS=1;
4.4通訊軟件的設備與實現
通訊軟件主要由Internet網絡通訊軟件和本地上、下位機通訊軟件組成。Internet網絡通訊主要完成網絡控制。該部分主要由客戶端軟件和服務器軟件組成,網絡通訊軟件可在windows環境下用VisualC++開發完成。而上位機通訊軟件則用于完成服務器(微型計算機)和下位機的通訊。該網絡通訊的結構原理如圖4所示。網絡通訊軟件可用VisualC++為基礎為設計。它通常可由客戶端軟件和服務器軟件來組成。
服務器作為上位機和系統中央控制器,通常通過串行通訊口相連接。由于本系統上、下位機的傳輸數據不多,所以沒有設置專門的數據庫。所得的信息只供控制用,而不必存儲成文件。上、下位機通訊時,本系統規定了以下協議:上位機對下位機發送字母‘A’表示空調器打開,發送''''a''''表示空調器關閉,下位機對上位機是同樣的對應關系;發送‘B’表示熱水器打開,發送''''b''''表示熱水器關閉;發送‘C’表示電飯煲打開,發送‘c’表示電飯煲關閉??蛻舳塑浖亲鳛檫h程Internet網絡控制的終端軟件,系統通訊應采用文本形式,命令由文本字符串組成。例如:當按下開熱水器按鈕時,客戶端軟件向服務器軟件發出命令字符串“WaterHeaterIsOpened”,服務器軟件端顯示:“CMDfromclient:WaterHeaterIsOpened”并在內部解釋該字符串命令,即發送‘B’給下位機。而當中央控制器通過電話遠程控制電路來打開熱水器后,下位機將發送給上位機(服務器)一個‘A’,以表示熱水器已經打開;當電話遠程控制關閉熱水器后,下位機則發給上位機(服務器)一個‘a’,以表示空調器已經關閉。同時客戶端軟件會有相應的提示語音,以表明家里電器的狀態,以此實現兩種控制方式之間的信息交互。
5系統聯機調試
本系統聯機調試所用到的設備如下:
(1)MCS-51仿真機一臺;
(2)HA6138(18)P/T雙音多頻電話機一部;
(3)微機二臺;
(4)示波器一臺;
(5)數字萬用表一臺;
本系統上電即可自動復位。它可采用5V蓄電池供電,實際上,該產品也可以由電話線饋電提供電壓。本系統需要一臺電話來完成其輔助功能,即語音留言和收聽留言。電話的聽筒要和本系統的語音錄音輸入互相連接,話筒和本系統的語音輸出相連接。實際產品可以將電話功能集成。當準備使用網絡功能時,用戶應將本系統通過串行通訊口連接到家中的聯網計算機上面,然后運行本系統的服務器端軟件,同時指定服務器計算機的端口號。這樣,使用者在外地就可以通過客戶端軟件來訪問家中的服務器并發送控制信息。
當用戶以電話網絡來實現控制時,本的工作方式為:檢測三次振鈴信號,如無人接聽則自動摘機,同時播放語音提示:“這里是某某家中央控制系統,請按鍵選擇功能,1繼續唿叫,2語音留言,3遠程控制……”。用戶根據語音提示選擇功能,最后按“?!辨I結束本次控制過程并掛斷。特別的是,當用戶進入遠程控制功能時,要接著輸入四位密碼否則不能完成控制,密碼正確后會有語音提示:“請選擇:1打開空調器,2關閉空調器,3打開熱水器,4關閉熱水器,5打開電飯煲,6關閉電飯煲……”。
當用戶以Internet互聯網來實現控制時,本系統客戶端軟件界面將十分友好。用戶可先連接到家中的服務器,然后用鼠標點擊來實現相應的功能。由于進入客戶端軟件和服務器軟件都需要用戶的授權密碼,因此,該系統使用時非常安全。
摘要:遠程自動化控制閘門單片機
閘門調節是灌區工程中經常采用的手段,閘門控制的探究對于節約能源、確保水利工程的正常運行、提高水資源的利用效率和節約用水具有重要的意義。目前國內大部分灌區已基本實現流量數據的自動采集和監測,并把數據傳輸到管理部門,但是在根據有關數據進行遠程自動監測和控制方面成熟的經驗非常少。國外非凡是歐美等先進國家在這方面已經達到較高的水平,如美國的SRP灌區自動化澆灌系統,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。本文以國內某大型灌區為例,對閘門的自動監控進行了探究。
1、系統的總體設計
本系統采用無線數據傳輸技術,分一個主站和若干個子站,通過無線調制解調器構成一個無線通訊網絡,對多個斷面的數據信息進行采集、傳輸、處理和控制。系統的總體結構圖如圖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轉換后送給編碼器,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采儀,數采儀將數據進行初步加工和處理后由無線調制解調器傳給上位機,上位機即系統主站,可分別和不同的子站建立聯系,查詢各測點的數據,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,經過計算,發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閘門遠程自動監測和控制結構圖
2、下位機系統設計
設計下位機重點在于閘門自動控制箱的設計,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備和上位機進行通訊,傳輸數據。
2.1下位機硬件電路設計
本系統采用AT89系列單片機,采用矩陣式鍵盤進行輸入數據,鍵盤提供切換鍵、時間設置鍵、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。切換鍵實現上述四個功能的轉換,時間設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閘門控制系統設計
本系統下位機接收到上位機傳來的要求流量值(或水位值),當要求的流量值(或水位值)和系統所測的流量值(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,當所要求的流量值(或水位值)和當前所測流量值(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,上位機根據用戶要求的流量,利用流量—水位關系曲線把要求的流量換算成要求的水位,然后和下位機聯系,下位機接到信號后,由電動裝置控制箱控制電機的正反轉,達到要求時停止轉動。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定的時間里自動開啟和關閉閘門,進行控制。
2.3無線通訊設備SRM6100調制解調器
SRM6100無線調制解調器原是美國Data-LincGroup公司生產的軍用產品,現應用于民用。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頻段應用智能頻譜跳頻技術,在無阻擋物的情況下,兩調制解調器之間的通訊距離可達32.18公里,可實現PLC(可編程控制器)和工作站之間的無線連接。SRM6100應用跳頻,擴頻和32位誤碼矯正技術保證數據傳輸的可靠性。無需昂貴的射頻點檢測技術。射頻數據傳輸速率為188kbps。并且不需要FCC點現場許可證。SRM6100支持多種組態,包括點對點通訊和多點通訊。多點通訊對子站數目無限制。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閉,避免電動閘門在工作中出現過載破壞或關閉不嚴的現象,本系統在電動軸上安裝了轉矩傳感器,用來監測閘門輸出軸的轉動力矩,以判定閘門是否關嚴、是否被卡住。閘門電動裝置用于檢測和控制閘門的開度,本系統在轉動軸上安裝了光電碼盤,考慮到閘門可能出現頻繁的正反轉交替,為了避免錯位和丟碼,采用雙光耦技術,光耦輸出的兩路信號經74221雙單穩觸發器進行整形,89C51的INT0和INT1對其進行計數、計時,并判定轉動方向,計算閘門開度。電動閘門在工作中若出現異?,F象,系統會自動報警,切斷電機電源并顯示故障情況。
2.5下位機軟件設計
下位機的軟件設計分為閘門自動裝置控制箱程序設計和串行口中斷服務程序設計兩部分。閘門自動裝置控制箱程序設計主要完成數據采集、存儲、顯示、按鍵操作等功能,串行口中斷服務的程序完成下位機向上位機數據的傳送和用戶設定參數的接收??刂葡涑绦虻闹骺驁D如下摘要:
圖2、閘門自動控制程序流程圖
3、上位機設計
上位機的軟件部分采用VB6.0為開發工具,將各個功能模塊化,分別解決相應新問題,再將各個模塊組裝,構成上位機軟件系統的核心,上位機軟件系統的結構如圖3所示,通信模塊位于最底層,其余模塊功能的實現都直接或間接建立在此模塊的基礎上,本文利用VB的API函數編寫串口通訊程序,程序的框圖如圖4所示。數據管理模塊的主要功能就是為水位、流量、閘位等建立數據庫,并對其進行管理。
圖3、上位機軟件系統結構圖
圖4、通信模塊程序流程圖
4、結語
本文以國內某灌區為例,全面分析了灌區閘門自動化控制系統的整體結構及其設計,對其軟件開發和硬件選擇作了全面闡述,并總結了提高自動化系統可靠性的經驗,為提高灌區現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用前景。
參考文獻摘要:
[1、水利水文儀器介紹,水利部南京水利水文自動化探究所,1997。
關鍵詞:串行通信ActiveX控件查詢接收動態數組最佳化TimeDelay
1多站遠程無線控制系統組成
多站遠程無線控制系統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據通信的。系統中的上位機作為數據接收和數據處理的中心站,當下位機實時采集到上位機發送的數據后,便可進行簡單的數據處理并向上位機回送數據。
上位機無線通訊接口使用串行端口與無線數傳模塊相連,數字信號通過天線調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。系統組成框圖如圖1所示。
2串行通訊控件
利用VB開發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應用程序接口。在實際應用中,用VB控件實現通訊的方法比調用SDK的API動態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相同的功能,這就是用VB控件實現通訊的優點所在,下面主要介紹一下利用VB控件實現無線通訊的方法。
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,又可以使用事件驅動方式。控件的一些重要屬性及其說明如表1所列。
表1MSComm控件的屬性說明
屬性設定值說明
ComPort1串口號,如果串口1已所用,改用串口2
InBufferSize1024接收緩沖區大小
InputLen0從接收緩沖區讀取的字節數,0表示全部讀取
InputMode1接收數據的類型,0表示文本類型,1表示二進制類型
OutBufferSize1024發送緩沖區大小
RThreshold1設定接收幾個字符時觸發OnComm事件,0表示不產生事件,1表示每接收一個字符就產生一事件
SThreshold0設定在觸發OnComm事件前,發送緩沖區所允許的最少的字符數,0表示發數據時不產生事件,1表示當發送緩沖區空時產生OnComm事件
Settings1200,n,8,1串口的參數設置,依次為波特率、奇偶校驗(n-無校驗,e-偶校驗,o-奇校驗)、數據位數、停止位數
3應用實例
本系統的通訊網絡并非點對點的通訊,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絡通訊的有序性,因此,每個站都應有身份碼。其次是包頭識別碼,由于在發送了傳輸命令之后,下位機開始以打包的形式傳輸數據,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據。因此,應使用1200波特率、無奇偶校驗位、8個數據位、1個停止位的較穩定狀態。
上位機向下位機發送的參數有站號、狀態(開機、關機)、頻率、重復周期、脈寬、天線轉速、天線掃描方式、天線狀態、天線角度等。發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和運行情況,還應設計定時查詢和即時查詢。
在無線通訊過程中,除了規定合理的協議之外,為了保證通訊的正確性,在數據發送時還應適當地增加延時,特別是當速度較慢的計算機向速度較快的計算機發送數據時,更應適當增加延時。
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、事件驅動方式、事件驅動轉查詢方式。這三種方式各有利弊,其中查詢方式具有方便可靠的特點,可利用協議或設定時鐘來進入和退出查詢狀態,但它不是資源的有效利用方式;事件觸發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;而事件驅動轉查詢方式既有事件驅動的特點又有轉查詢方式的特點,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動轉查詢方式。
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。為了保證程序的可靠性和靈活性,可以運用設置身份碼等方法來保證各個子站互不干擾,具體實現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的可靠性、靈活性和效率。
(1)設置身份碼和目的地址
每個數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共十六位。第一字節表示組碼,第二字節表示組內識別碼,身份碼可用D7HF5HXXHYYH設置,可設置于模塊內的EEROM中,掉電后不丟失。在數據傳送前,應設置目的地址,以便確定由哪個來接收數據。采用此方法可以有效地防止干擾。
(2)使用動態數組
接收字節數據時,必須使用動態數組。一個動態數組被聲明后,可以利用Input屬性將串行端口輸入緩沖區內的數據指定到該動態數組中。被接收到的數據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,才能利用程序將內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中取得信號源傳回的數據,這個時間有多久是項目的關鍵,太長了效率太低,太短了,數據有可能接收不全,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的時間了。從測試的結果來看,傳輸單個數據的時間為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對方設備電源沒有打開等原因造成對方數據不能上傳時,避免程序一直在等待。如果在規定時間內還沒等到規定的字節數時就跳出循環,并出現一個重新發送對話框。此時如果還是不對,就彈出一個對話框“請檢查系統?。?。具體程序如下:
PublicSubReceiveData()
′OnErrorResumeNext
Dimstart,dendAsInteger
Dimbyin()AsByte
Dimbyindata(11)AsByte
DimI%buf$
′根據事件分發處理
DoWhilefrmMSCommDemo.MSComm1.CommEvent=2
ExitDo
Loop
Timedelay850′適當延時
byin=frmMSCommDemo.MSComm1.Input
′接收串行端口內的數據至動態數組中
dend=UBound(byin)′得到最大值
start=LBound(byin)′得到最小值
Ifdend<5Then
MsgBoxRadarNoOut&“信號源出現系統
故障,請求檢修!”vbOKOnly
ExitSub
EndIf
′接收串行端口內的數據至動態數組中
′ReDimPreservebyin(11)AsByte
Ifbyindata(0)=&H55Andbyindata(1)=&HAA
Then′包頭正確,接收到包頭進行數據處理
.
.
.
Endsub
′延時程序
SubTimedelay(TTAsLong)
DimtAsLong′聲明一個長整數,記錄計數值
t=GetTickCount()′取得系統計數值
Do′開始循環
DoEvents
IfGetTickCount-t<0Thent=GetTick-Count′歸零
LoopUntilGetTickCount-t>=TT′計算延遲是否到達
EndSub
4結論
根據本系統的研制經驗,利用MSCOMM控件開發無線通信要把握好以下三條:
(1)收發之間應延時適當,這需要在測試中不斷地調試,以達到最佳效果。
1.1遠程監控需求分析
1)具有遠程控制休眠、喚醒地震儀功能。地震儀在放炮之前喚醒,在停止施工期間休眠,地震儀可有選擇的進行采集工作,這樣大大節省了數據存儲空間,降低了采集系統的功耗,延長了儀器的待機時間。
2)可查詢如CF卡剩余空間,內置電池電量,位置經緯度,采集站狀態等信息。對剩余空間、電池電量不足,采集站狀態錯誤且不能遠程修復的采集站及時安排工作人員更換。提高野外勘探作業的工作效率和靈活性,增強采集系統數據的可靠性。對讀取回來的地震儀經緯度信息在上位機端進一步處理,可用于研發地震儀排列位置監測及遠程防盜系統,保障野外勘探儀器的安全性。
3)遠程控制地震儀自檢功能,并能回收自檢數據。地震儀系統自檢內容包括檢波器內阻、噪聲、隔離度測試等,一次完整的自檢過程通常需要2-5分鐘,因此無纜存儲式地震數據采集系統一般只在開機時自檢一次,之后則無自檢過程,因此采集站的部分工作狀態,如檢波器連接狀態等僅僅反映了系統開機時的狀態,不能作為現場質量監控的標準。法國UNITE系統由于沒有遠程監控功能,在自存儲模式下通常是定時自檢,自檢時間為5分鐘,在系統自檢期間,地震儀停止其它一切工作,這樣就減弱了地震儀野外勘探作業工作的靈活性。
4)有一定的遠程修復及設置功能。如配置系統采樣率、增益,系統復位等,出工前對地震儀的工作參數進行統一配置,布設到野外后,根據自檢結果對有問題的地震儀進行參數設置和系統復位等操作,遠程修復和解決問題,節省人力物力,提高無纜地震儀智能化控制程度。
1.2無線通信技術的選擇
目前成熟的無線通信技術較多,如Wi-Fi、Zigbee、Bluetooth、GPRS、3G等,這些通信技術被廣泛應用到生活及工業生產中,北斗短報文是近幾年才發展起來的一種遠距離通信技術,表1列出了應用以上幾種通信技術典型模塊的最大數據傳輸速率、傳輸距離、通信頻帶的參數值。
1.2.1Wi-Fi
Wi-Fi是IEEE802.11系列標準的統稱,其傳輸速率快、安全性高,可集成到已有的寬帶網絡中,配合路由器組建有線、無線混合網絡快捷方便。地震勘探儀器中Wi-Fi常用的組網模式有兩種,即AP(無線訪問接入點)模式和AdHoc(點對點)模式,在野外我們可以用架設AP基站的方式來拓撲無線局域網絡的覆蓋面積[3],而AP之間可以通過網橋設備連接,從而完成更大面積的網絡覆蓋范圍,然而在實際勘探應用中AP基站和網橋設備架設困難,尤其應用于大道距的二維或者三維勘探工作中,需要更多的基站與網橋,較大的影響了施工進度。AdHoc是一種無中心、自組織、多跳移動通信網絡,結點間通過分層的網絡協議和分布式算法相互協調,實現了網絡的自動組織和數據的相互交換,這種模式下地震儀可將其采集數據及工作狀態信息接力式的傳輸回控制中心,美國WirelessSeismic公司的RT2無線遙測系統就是應用了這種多跳的數據傳輸方式,兩個節點間通信距離的范圍約為25~70m,然而這種工作模式會導致越靠近中央記錄系統的節點積累的數據量越大,且在線性的網絡拓撲結構中,數據傳輸的穩定性受通信距離與地形環境影響較大,數據通信的質量和速率難以得到有效的保證。
1.2.2GPRS、3G移動網絡通信技術
移動網絡通信技術已經成為人們工作生活中不可或缺的重要組成部分。該技術具有抗干擾能力強、傳輸速率高、網絡覆蓋面廣、接入時間短、建設成本低等特點[10],在地震勘探中可被應用于移動網絡信號覆蓋范圍內的地震臺網遠程監控,它提高了遠程儀器維護的工作效率[11]。然而在地震勘探大道距(道距大于1km)地震深反射、折射探測作業中,由于其基站的信號覆蓋范圍有限,對于遠程監控地震采集站工作存在一定的局限性。
1.2.3北斗短報文通信技術
北斗衛星作為北斗通信技術的中繼,轉發來自地面用戶端的定位及通信請求,地面中心站控制端接收到請求后,解析消息后將解算出的位置信息傳回用戶端或將接收到的接收信息通過北斗衛星轉發至另一地面用戶端,達到衛星定位及通信的目的。北斗短報文通信技術在應用時具有信號覆蓋范圍廣、安全、可靠性高和控制簡單等特點,用戶一次最大可以傳送120個漢字的報文信息,而民用信息發送的頻度通常為30-60s,接收信息則沒有頻度的要求,對于地震儀基本的控制命令收發及狀態信息的傳送,北斗短報文通信技術可以滿足無纜地震儀基本狀態監控數據傳送的要求。
1.3系統結構設計
基于北斗的無纜存儲式地震儀遠程監控系統工作,系統由主控中心、北斗衛星、采集單元三部分組成,主控中心通過北斗指揮機完成對采集單元遠程的控制及狀態數據的回收工作,并對接收到的數據進行管理和存儲。采集單元完成地震數據采集的同時,通過北斗通信模塊可接收來自主控中心端的控制命令,并反饋執行結果信息。北斗衛星是控制命令及反饋信息傳遞的媒介。
2采集站單元設計
2.1硬件設計
地震檢波器將地面振動信號轉化為模擬電信號傳輸到FPGA數據采集單元,由FPGA完成數據的采集、緩存,并提供必要的測試、控制功能。AT91RM9200作為中央處理器,讀取FPGA中存儲的數據,并轉存到CF存儲卡中;通過SPI接口與Wi-Fi模塊連接,實現近距離的無線數據傳輸功能;通過UART與GPS、北斗模塊連接,為采集站提供高精度的授時、定位、遠程通信功能,完成數據同步采集、位置信息獲取、工作質量遠程監控。采集站也可通過以太網接口與電腦終端連接,完成數據的回收及參數設置、檢查工作。采集站在野外應用時采用太陽能和內置鋰電池兩種供電模式,電源智能管理系統會根據采集站當前工作的天氣條件轉換供電模式,保證儀器可靠、穩定的工作[12]。
2.2軟件設計
采集單元的主控制器ARM9運行嵌入式Linux內核版本為2.6.31的操作系統,北斗通信進程完成對北斗模塊接收信息的解析與執行,及執行結果的反饋。北斗短報文通信系統包括指揮機與用戶機,指揮機是北斗短報文通信系統的中央控制器,它相當于一個服務器,負責接收來自多個用戶機的報文,并可以控制多臺用戶機來完成相應的指令。用戶機是北斗短報文通信系統的子節點,相當于一個客戶端,負責將節點工作信息上傳到指揮機,和接收來自指揮機的命令。北斗用戶機在接收到指揮機傳來的信息時,用戶機會通過UART將信息內容上傳給下位機系統,下位機會根據其數據傳輸的格式將信息進行解析,并根據信息包含的指令內容來執行相應的任務。
3上位機服務器軟件設計及測試
主控中心由上位機、打印機、存儲器、發電設備、北斗指揮機組成。上位機與北斗指揮機完成命令的選擇與打包發送,及對采集站反饋信息的接收、顯示、存儲和打印處理。發電設備輸出220V的交流電壓,為上位機及其外設供電。此外上位機服務器軟件通過對GoogleEarthAPI接口的調用,實現了對野外采集站排列位置的遠程監測,為微動勘探實驗中按兩個嵌套式三角形方式排列的采集站傳回的GPS位置信息在GoogleEarth中的顯示。操作人員可根據地圖顯示軟件中采集站的排列位置了解施工進度,獲取采集站排列班報,完成布站人員調度等工作。為了了解遠程監控系統的性能及數據傳輸丟包、誤碼情況,設計如下測試實驗:將7臺內置有北斗通信模塊的采集站接好檢波器放置在室外采集,由主控中心完成與各個采集站間的數據包收發,采用60s一次通訊頻度,數據包長度為200字節,從500個樣本數據中任選7個,分別用于七個站的通訊測試,主控中心將樣本數據依次發給各個子站,并重復500次,子站收到數據包后向主控中心返回相同的樣本數據。主控中心計算從開始發包到收包完成的時間間隔作為通信的延時,主控中心與采集站分別記錄通信時丟包數,并根據與標準樣本數據對比的結果記錄錯包數。
4結論
1.1功能分析應用價值工程的目的不只是強調降低工程投資,還要使設計方案達到綜合效果最佳,既有合理的投資成本(不一定最低)凈間距,又有必要的功能,同時在滿足功能的前提下,又具有最佳的項目壽命周期成本[2]。通過空調系統功能分析可以發現哪些功能是必要的,哪些功能是不必要的或過剩的,從而為改進設計方案提供依據,使暖通空調工程的設計更加完善[3]。本文案例將空調冷熱源功能分為三類,即能源消耗、社會環境效益和運行控制。其中,能源消耗又包括可再生能源的利用、不可再生能源的高效利用等;社會環境效益包括空調制冷設備中工質的使用、冷凝水對環境的影響和熱排放對環境的影響等;運行控制包括各設備的運行控制以及噪聲、振動控制等。層次分析法是確定功能權重的一種方法,其基本思想是通過兩兩比較的方式判斷各指標的相對重要性,構造判斷矩陣求特征向量來確定各指標權重的方法。層次分析法具有定性與定量相結合的特點,可以進行多目標決策分析,適用于復雜且不易量化的決策問題。由于系統本身的復雜性和人們判斷問題的主觀局限性,在進行比較時,往往做不到判斷的完全一致性,會存在估計誤差,這就需要對判斷矩陣A進行一致性檢驗。式中R(IRandomIndex)為隨機一致性指標取值見文獻[4]。如果CR<0.1,則判斷矩陣A具有可接受的的一致性,否則,需要對判斷矩陣A進行再修正。采用專家打分法,聘請7位資深暖通設計師按10分制對4個方案進行功能評價,賦以功能分值,各分值乘以功能權值得功能加權分,對功能加權分之和進行指數處理,得到各方案的功能系數見表3。
1.2成本分析與價值分析空調設備壽命年限一般為20年。對比分析時,假定在使用年限內每年運行費用和維修費用相等,基準折現率為10%,設備報廢時殘值為零。各方案的初投資、運行維修費用、維修費用見表4。根據各方案的功能系數和成本系數,按照公式(1)計算其價值系數,見表5。
1.3結果分析根據價值系數最高方案最優的原則,由表5可知,方案的冷熱源配置最佳,即2臺燃氣式螺桿冷熱水機組冬季供暖、夏季供冷的方案為最佳方案??梢姡斁C合考慮能源消耗、社會環境效益、運行控制時三種功能時,燃氣熱泵的方案優于燃煤鍋爐空調及其它方案,這一結論與傳統的結論是不相同的。
2結論
(1)價值工程是一種比較成熟的技術經濟分析方法和管理技術。該方法能夠融成本、功能、價值為一體,綜合判定多種因素影響下的方案優劣,是當今工程領域需要大力推廣的方法。避免了因重視功能和投資而帶來的壽命期成本偏高和社會、環境效益較差等問題。
(2)將價值工程應用于空調系統冷熱源方案的確定是可行的,方法是可靠的。該方法在保證用戶功能的條件下,有效地控制壽命期內的工程造價和運行、維護費用,節約資源,具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益。
(3)運用價值工程評價設計方案時,功能分析是關鍵。應用該方法時,一方面,需要確定系統功能和影響,另一方面,需要根據用戶需要對功能進行評價、確定權值。功能的評價和權值的確定會影響最終結果。