遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文大全11篇

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論文摘要：校園網(wǎng)的建設(shè)為學(xué)校的教學(xué)科研和管理提供一個(gè)先進(jìn)實(shí)用的信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。隨著近幾年高校的擴(kuò)招，學(xué)校規(guī)模不斷擴(kuò)大，為改善教學(xué)環(huán)境不匹配、師資不足、教學(xué)資源匱乏的現(xiàn)狀，各校開始運(yùn)用多媒體教學(xué)，加大多媒體教學(xué)環(huán)境建設(shè)的投入，并利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)來加強(qiáng)多媒體教學(xué)的效果。

1 校園網(wǎng)多媒體教學(xué)的應(yīng)用

校園網(wǎng)的建設(shè)為學(xué)校的教學(xué)科研和管理提供一個(gè)先進(jìn)實(shí)用的信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。多媒體教學(xué)系統(tǒng)對探討新的教改思路，培養(yǎng)新的教與學(xué)的思維方式，啟發(fā)活學(xué)活用的創(chuàng)新精神，尋找教學(xué)改革的創(chuàng)新點(diǎn)具有現(xiàn)實(shí)的意義。在校園網(wǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)不僅能達(dá)到圖文并茂、聲像俱佳的交互式教學(xué)效果，又能優(yōu)化共享教學(xué)資源，有效地實(shí)旌個(gè)性化教育。基于校園網(wǎng)的多媒體教學(xué)已成為現(xiàn)代教育技術(shù)改革與發(fā)展的方向，同時(shí)也是推動創(chuàng)新教育的重要途徑。它應(yīng)包括以下兩個(gè)基本應(yīng)用功能：一是教學(xué)管理功能。主要為網(wǎng)上教學(xué)管理維護(hù)提供支持，包括課程管理、考試管理和信息。課程管理是提供課程介紹，如課程的整體框架、內(nèi)容要求及考試方法；推薦課程學(xué)習(xí)進(jìn)度表和指導(dǎo)性建議；教師授課要點(diǎn)，教案提綱和補(bǔ)充材料索引等。考試管理具有審核入考資格，提供電子注冊功能提供分級測試標(biāo)準(zhǔn)，授權(quán)題庫系統(tǒng)隨機(jī)生成試卷，為學(xué)生網(wǎng)上答題、提交答卷提供便捷界面，并具有將成績自動登入成績檔案庫等功能。信息具有類似BBS討論區(qū)、E—mini等功能，接受來自各方面對教學(xué)的反饋信息，如教學(xué)問卷、學(xué)習(xí)要求及期望等，并提供相應(yīng)的信息處理和對外功能。二是網(wǎng)上授課功能。主要為教師在網(wǎng)上開展多媒體教學(xué)提供支持，為教師提供一個(gè)利用網(wǎng)上多媒體教學(xué)資源，在多媒體教室或網(wǎng)絡(luò)教室開展多媒體課件教學(xué)的服務(wù)。通過軟件的作用，能將教師機(jī)上教師的操作過程、課件內(nèi)容等，以屏幕廣播的方式傳至每個(gè)學(xué)生機(jī)，并且，教師還可遠(yuǎn)程控制學(xué)生機(jī)，進(jìn)行遠(yuǎn)程輔導(dǎo)。該方案常應(yīng)用于計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的教學(xué)，教學(xué)效果非常不錯。

2 基于校園網(wǎng)的多媒體教學(xué)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的構(gòu)建原則

遠(yuǎn)程控制是指由一臺計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離去控制另一臺計(jì)算機(jī)的技術(shù)。當(dāng)操作者使用主控端計(jì)算機(jī)控制被控端計(jì)算機(jī)時(shí)，就如同面對被控端計(jì)算機(jī)的屏幕一樣，可以運(yùn)行啟動被控端計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序，可以瀏覽編輯被控端計(jì)算機(jī)的文件資料，甚至可以利用被控端計(jì)算機(jī)的外部打印設(shè)備和通信設(shè)備來進(jìn)行打印和互聯(lián)網(wǎng)訪問。為解決多媒體教學(xué)中存在的諸多問題，高校試圖用現(xiàn)有的校園網(wǎng)環(huán)境開發(fā)設(shè)計(jì)多媒體教學(xué)遠(yuǎn)程控制與管理系統(tǒng)，初步滿足了多媒體設(shè)備維護(hù)、管理的需要。其構(gòu)建需考慮到以下兩個(gè)原則：

（1）設(shè)備的先進(jìn)性。為保證投資的有效性，多媒體教室與學(xué)校其他統(tǒng)一的建設(shè)在技術(shù)水平上必須保持相對的時(shí)代同步性。管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的選型都應(yīng)遵循先進(jìn)原則，以保證與現(xiàn)有的或?qū)砜梢圆捎玫脑O(shè)備相容，使系統(tǒng)的生命周期盡可能地延長。利用此系統(tǒng)，能夠遠(yuǎn)程控制最先進(jìn)的教室設(shè)備，這也體現(xiàn)了當(dāng)今多媒體教室管理技術(shù)的發(fā)展水平 。

（2）系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)充性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，要充分考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理規(guī)范，必須為系統(tǒng)以后的升級預(yù)留空間。如果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，系統(tǒng)的維護(hù)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成；系統(tǒng)必須支持將來的擴(kuò)容和平滑升級，在滿足學(xué)校現(xiàn)有需求的同時(shí)，為將來的系統(tǒng)擴(kuò)打下基礎(chǔ)；系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，考慮到不同型號設(shè)備的兼容性，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，必須考慮系統(tǒng)的兼容性和可替換性。 轉(zhuǎn)貼于

3 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)技術(shù)

系統(tǒng)基于原有的多媒體教室環(huán)境進(jìn)行構(gòu)建，在構(gòu)建過程中，無需對教室環(huán)境進(jìn)行改造，不會對教學(xué)造成影響，系統(tǒng)構(gòu)建簡單、實(shí)用。系統(tǒng)基于Borland Delphi 7NIndy軟件環(huán)境開發(fā)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于校園網(wǎng)，遵循T C P／I P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過解析控制碼，進(jìn)行編碼、譯碼，能夠兼容國內(nèi)外不同品牌的嵌入式教室桌面多媒體控制單元，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同廠家硬件多媒體設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)在原有教室設(shè)備條件下構(gòu)建，無需增加任何硬件設(shè)備，對服務(wù)器硬件配置要求不高，只需在控制端服務(wù)器安裝控制端軟件，教室終端機(jī)作為被控端安裝被控端軟件。在控制機(jī)與被控端教室P C機(jī)之間利用校園網(wǎng)進(jìn)行通訊，而被控端教室P C機(jī)與桌面控制單元之間通過串口進(jìn)行通訊。從控制機(jī)通過T C P／IP協(xié)議傳輸一個(gè)控制協(xié)議信號給被控端教室P C機(jī) ，然后由教室端P C機(jī)將其翻譯為控制單元相應(yīng)的控制信號，通過計(jì)算機(jī)的串口使用R$232協(xié)議傳輸給桌面控制單元，控制多媒體外設(shè)備。

4 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能及其影響

通過與監(jiān)控系統(tǒng)、內(nèi)部通話系統(tǒng)結(jié)合，多媒體教學(xué)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對每個(gè)教室每臺設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。其具有以下功能：第一，控制端教室投影機(jī)的開關(guān)，視頻信號、展臺、手電腦通道切換，投影機(jī)工作狀態(tài)的顯示；第二，控制電動屏幕的升降，電動窗簾關(guān)閉，室內(nèi)燈光控制開關(guān)；第三，控制教室展臺的電源開關(guān)，鏡頭變焦、聚焦的操作；燈光及功能鍵的操作；第四，控制端教室的DVD、錄像機(jī)等設(shè)備以及播放、選擇等操作和話筒音量的控制等。

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)體現(xiàn)了教室設(shè)備管理的新理念，而不是簡單地將中控的控制功能通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延長。系統(tǒng)通過IP地址選擇控制端教室，實(shí)現(xiàn)了跨網(wǎng)段、跨教學(xué)樓的多媒體教室的遠(yuǎn)程控制，對被控端沒有數(shù)量限制。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)給上課教師和管理人員帶來了諸多方便，如教師課前可以向控制中心提出設(shè)備使用要求；在教學(xué)過程中，如果遇到問題，教師可以通過內(nèi)部通話系統(tǒng)與控制中心聯(lián)系，管理人員對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使問題及時(shí)得到解決；教師課后如果急于到其他教室上課，控制中心可以對教室的投影機(jī)、電動窗簾、幕布等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，解決了教師的后顧之憂；解決了管理人員短缺問題，大大減少管理人員教室間頻繁奔波的勞累之苦；提高了設(shè)備的使用效率。總之，多媒體教學(xué)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的使用提高了設(shè)備管理的層次，強(qiáng)化了設(shè)備的維護(hù)與管理，提高了設(shè)備的使用率和完好率，減少了人員消耗，提高了管理層次和管理水平，使多媒體教學(xué)總體管理水平得到了提升。

參考文獻(xiàn)

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篇（2）

中圖分類號：TP273

克拉瑪依石化工業(yè)園區(qū)污水處理廠目前主要采用曝氣生物濾池工藝，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。但是在進(jìn)入廠區(qū)前，因?yàn)閰捬醐h(huán)境，伴生有大量的有毒氣體，尤其是硫化氫等[1，2]。通過在源頭加入空氣，建立有氧環(huán)境。針對加氣環(huán)節(jié)，擬實(shí)施方案如下：（1）該廠是工業(yè)污水和白堿灘的生活污水混合處理，首先將工業(yè)污水在排入地下管網(wǎng)前，先進(jìn)行曝氣，在生活污水支管未端曝氣，使來水管網(wǎng)形成一個(gè)有氧環(huán)境。（2）從原溶氣釋放器處引出一支曝氣管到旋流沉砂池后，同時(shí)適當(dāng)投加輔助轉(zhuǎn)化藥劑，并延長沉砂池與氣浮池之間管線的長度和管徑，并在此管道內(nèi)加裝涂有催化劑的格柵，并延長管道，增加有氧水在管道內(nèi)的停留時(shí)間；同時(shí)還增加原曝氣量（可考慮曝純氧氣）。污水中的硫化物在此管道內(nèi)在催化劑的作用下，利用氧氣，轉(zhuǎn)化成為單質(zhì)硫、亞硫酸鹽及硫酸鹽等，形成的單質(zhì)硫在氣浮間隨著油污一起進(jìn)入污泥里，去除，亞硫酸鹽和硫酸鹽已經(jīng)無害化，進(jìn)入后續(xù)流程。同時(shí)，利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)[3-5]，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備和控制回路的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程控制。

1 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

為了確保設(shè)計(jì)合理，本論文提出一個(gè)先導(dǎo)性試驗(yàn)，確定了較為適宜的工藝流程，試驗(yàn)系統(tǒng)擬建立一個(gè)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。加氣工藝，見圖1。

控制系統(tǒng)包括壓力控制和流量控制，具有流量檢測與供氣量閉環(huán)控制回路。檢測數(shù)據(jù)包括：含氧量、有毒氣體含量、水質(zhì)分析參數(shù)等。由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，設(shè)計(jì)了一套遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，通過Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測遙控和設(shè)備啟停控制、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)取?/p>

由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，現(xiàn)場人工操作不便，盡管系統(tǒng)規(guī)模不大，但是在設(shè)計(jì)時(shí)充分利用無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停控制和回路控制，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)見圖2。現(xiàn)場部分由現(xiàn)場傳感器、執(zhí)行器數(shù)據(jù)采集單元和無線RTU組成；通信部分由基于無線數(shù)傳技術(shù)的無線RTU、中控室收發(fā)器和Internet網(wǎng)絡(luò)組成；中控室由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和遠(yuǎn)程終端組成。

1.1 傳感器及RTU

現(xiàn)場RTU與中控室數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。針對遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，控制回路見圖3。

主要由壓力傳感器、流量計(jì)及信號調(diào)理模塊以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。壓力傳感器檢測空壓機(jī)及供氣管道壓力，流量計(jì)負(fù)責(zé)檢測污水流量和氣體流量。根據(jù)來水量來調(diào)節(jié)控制氣體供應(yīng)量。各個(gè)傳感器信號經(jīng)過調(diào)理后送數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，同時(shí)也把遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)送執(zhí)行器調(diào)節(jié)氣體供應(yīng)量。

1.2 無線通信及網(wǎng)絡(luò)管理

試驗(yàn)系統(tǒng)中，通信與網(wǎng)絡(luò)由2部分組成：RTU串行通信與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、中控室收發(fā)器及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。

現(xiàn)場RTU除了信號調(diào)理功能外，還有數(shù)據(jù)處理、啟停與調(diào)節(jié)控制以及雙向通信功能。無線數(shù)傳電臺與RTU核心板通過串行通信口進(jìn)行信息交流，利用無線數(shù)傳電臺透明傳輸實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程雙向的數(shù)據(jù)通信。

中控室收發(fā)器與現(xiàn)場無線RTU模塊通過數(shù)傳電臺，實(shí)現(xiàn)雙向通信后收發(fā)的數(shù)據(jù)，再通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)入到Internet網(wǎng)絡(luò)，為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端提供數(shù)據(jù)交換。

1.3 中控室及遠(yuǎn)程控制終端

中控室設(shè)備包括無線收發(fā)器、Internet接入網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。中控室與現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)直線距離約12km，選擇合適的無線通信模塊與天線極為重要。盡管是透明傳輸，但是在兩端通過簡單加密可以實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)傳輸，確保端到端的數(shù)據(jù)安全。在數(shù)傳系統(tǒng)的兩端實(shí)現(xiàn)加密要比鏈路加密和節(jié)點(diǎn)加密相比簡易可靠，實(shí)現(xiàn)和維護(hù)也更加可行。

中控室IO服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)獲取遠(yuǎn)程線程的壓力、流量、液位、啟停狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)，并支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲、顯示、查詢井房監(jiān)測數(shù)據(jù)及工作參數(shù)；支持加藥泵的啟動柜遠(yuǎn)程手動/自動控制，控制模式轉(zhuǎn)換等；當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障和超限控制時(shí)，系統(tǒng)會聲光報(bào)警。

2 應(yīng)用情況及結(jié)論

2012年11月9日-2013年1月8在克拉瑪依石化園污水站2號提升泵進(jìn)行了為期1個(gè)月的試驗(yàn)。設(shè)計(jì)排氣量為10 L/h，處理水量為1.0 L/min，經(jīng)過一個(gè)月的試驗(yàn)，污水在封閉管道傳輸有良好的改善，達(dá)到了預(yù)期效果。遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)能根據(jù)來水量自動調(diào)節(jié)供氣量，達(dá)到控制含氣量的目的，管道在經(jīng)過近8小時(shí)的封閉管道輸送，毒氣發(fā)生量明顯減少。通過現(xiàn)場試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，為下一步工業(yè)化生產(chǎn)提供設(shè)計(jì)有力依據(jù)，設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)工藝的目的是改善污水廠的環(huán)境，保護(hù)工人的身心健康，減少勞動保護(hù)方面的投入。同時(shí)，硫化物的減少，也減少了下游處理環(huán)節(jié)的設(shè)備腐蝕及對構(gòu)筑物的損害。為此該污水處理廠每年可節(jié)約大量的流程管線和設(shè)備的維護(hù)費(fèi)，且大大減少有毒氣體對人體傷害，降低勞動保護(hù)成本

參考文獻(xiàn)：

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篇（3）

一、基于Internet的遠(yuǎn)程機(jī)電控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究隨著機(jī)電控制理論應(yīng)用發(fā)展變化，傳統(tǒng)機(jī)電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也變得越來越復(fù)雜

計(jì)算機(jī)價(jià)格的急劇下降和可靠性的明顯改善，使得人們越來越多地選擇計(jì)算機(jī)作為控制器。圖1給出了一個(gè)傳統(tǒng)的單回路機(jī)電控制框圖。

根據(jù)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程機(jī)電控制的理論和發(fā)展，本文給出基于Internet的RMCS的模型，如圖2所示。從理論上分析，基于Internet的RMCS只是在傳統(tǒng)機(jī)電控制的基礎(chǔ)增加了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)，但實(shí)際的實(shí)現(xiàn)過程中需要解決很多難題。根據(jù)圖2，我們可以將基于Internet的RMCS劃分為3個(gè)部分：遠(yuǎn)程終端模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、現(xiàn)場模塊。這3個(gè)模塊的分工和協(xié)作，共同實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制任務(wù)。每個(gè)模塊的功能如下。

（一）遠(yuǎn)程終端模塊。

遠(yuǎn)程終端模塊的作用是遠(yuǎn)程監(jiān)控，一般是與Internet相連的遠(yuǎn)離現(xiàn)場設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)，其目的是對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)端的控制與監(jiān)測。遠(yuǎn)程終端模塊是用戶與現(xiàn)場進(jìn)行交互的界面，其功能主要包括遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程終端顯示、控制命令及參數(shù)的解釋，對現(xiàn)場模塊所反饋的現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理以及其他操作。其中，必須包括必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和系統(tǒng)管理。整個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)定義用戶、密碼，并授予管理某個(gè)模塊的權(quán)限。遠(yuǎn)程終端監(jiān)控在整個(gè)控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)表現(xiàn)形式也就是在Internet的Web頁，用戶通過點(diǎn)擊Web頁上的功能項(xiàng)發(fā)送請求。Web服務(wù)器接受請求后將用戶請求和處理結(jié)果顯示在Web頁。不同的用戶通過授權(quán)具有不同的操作權(quán)限，包括瀏覽設(shè)備狀態(tài)、發(fā)送控制命令、設(shè)備狀態(tài)分析等各種操作權(quán)限。

（二）網(wǎng)絡(luò)模塊。

網(wǎng)絡(luò)模塊是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐ǖ溃沁B接遠(yuǎn)程終端模塊和現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控模塊的中間環(huán)節(jié)，包括Internet的一些傳輸協(xié)議、應(yīng)用軟件和硬件等。網(wǎng)絡(luò)模塊的目的有兩個(gè)：

1.將現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)信息通過Internet盡快地傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控端，使遠(yuǎn)程監(jiān)控端的操作人員能夠及時(shí)對現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行了解，并決定如何進(jìn)行下一步操作（比如通過傳輸系統(tǒng)發(fā)出控制命令等）；

2.將遠(yuǎn)程監(jiān)控端的控制信息傳輸?shù)浆F(xiàn)場的控制主機(jī)，進(jìn)行對設(shè)備的控制。

（三）現(xiàn)場模塊。

現(xiàn)場模塊實(shí)現(xiàn)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控端通過傳輸通道發(fā)出的控制信息和對現(xiàn)場設(shè)備的直接檢測與控制。其工作流程是根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控端的控制數(shù)據(jù)對設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)，并作必要的分析，再將這些狀態(tài)信息通過傳輸通道反饋到遠(yuǎn)程監(jiān)控端。現(xiàn)場模塊還必須有處理中斷的能力。現(xiàn)場模塊一般情況下和傳統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng)一樣，是一個(gè)現(xiàn)場計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，功能可以劃分為數(shù)據(jù)采集處理、直接數(shù)字控制、監(jiān)督控制、集散型控制、分級控制和計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)。用戶可以根據(jù)生產(chǎn)類型、生產(chǎn)規(guī)模、控制對象等選擇適合的系統(tǒng)類型。

二、智能網(wǎng)絡(luò)接口單元的基本結(jié)構(gòu)

依據(jù)基于Internet的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)理論和智能網(wǎng)絡(luò)接口單元的功能，完備的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。智能網(wǎng)絡(luò)接口單元由CPU、RAM、ROM等組成的微處理器系統(tǒng)是智能網(wǎng)絡(luò)接口單元的核心，它的主要作用是根據(jù)接收的有關(guān)信息，按選定的方法進(jìn)行處理并產(chǎn)生必要的控制指令作用與被控對象。網(wǎng)絡(luò)控制器是中央處理器和遠(yuǎn)端主機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)雙向通信的通道，是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，設(shè)備如何上網(wǎng)就是由它來完成的，同樣要受到中央處理機(jī)的控制。

三、軟件設(shè)計(jì)原則

在上面的討論中已經(jīng)將基于Internet的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)分為了3個(gè)模塊：遠(yuǎn)程終端模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和現(xiàn)場模塊。遠(yuǎn)程終端模塊的作用是遠(yuǎn)程監(jiān)控，一般是與Internet相連的遠(yuǎn)離現(xiàn)場設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)，其目的是對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)端的控制與監(jiān)測；網(wǎng)絡(luò)模塊是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐ǖ溃沁B接遠(yuǎn)程終端監(jiān)控模塊和現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控模塊的中間環(huán)節(jié)；現(xiàn)場模塊實(shí)現(xiàn)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控端通過傳輸通道發(fā)出的控制信息以及直接檢測與控制現(xiàn)場設(shè)備，并將現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息及時(shí)的反饋給遠(yuǎn)端控制機(jī)。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、安全性和通用性，在軟件設(shè)計(jì)時(shí)我們應(yīng)遵循以下幾條程序設(shè)計(jì)原則：

篇（4）

電氣自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動化，提升工藝的運(yùn)行水平。電氣自動化控制是一類新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動化控制的技術(shù)能力高，通過不同技術(shù)的相互配合，實(shí)現(xiàn)電氣自動化的運(yùn)行控制，而且自動化控制是電氣運(yùn)行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運(yùn)行速率。電氣自動化控制能夠以少量程序控制多個(gè)變量，各個(gè)控制對象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對象的運(yùn)行過程，期間修正被控對象的運(yùn)行狀態(tài)，使其具備準(zhǔn)確、合理的運(yùn)行方式。 

2 電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展 

2.1 智能化 

電氣自動化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。 

2.2 節(jié)約化 

節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時(shí)控制照明燈具的使用，延長燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。 

2.3 信息化 

電氣自動化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進(jìn)了技術(shù)運(yùn)行的方式，使電氣自動化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動化的控制運(yùn)行。 

2.4 統(tǒng)一化 

電氣自動化控制技術(shù)拉近了各個(gè)行業(yè)之間的距離，融入各項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用方法、維護(hù)策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時(shí)，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢[1]。電氣自動化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。 

3 電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用 

3.1 工業(yè) 

工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因?yàn)楣I(yè)規(guī)模較大，對電氣自動化控制的需求大，所以我國積極推進(jìn)電氣自動化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運(yùn)營方式[2]。PLC是電氣自動化控制技術(shù)的主要元件，其為一項(xiàng)可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機(jī)械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動化控制技術(shù)，為機(jī)械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機(jī)械制造的需求，編寫了操作指令和邏輯運(yùn)算程序，簡化了機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準(zhǔn)確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的自動化、信息化生產(chǎn)，PLC寫入編程后，控制了機(jī)械制造的過程，同時(shí)控制機(jī)械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機(jī)械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計(jì)了PID模塊，通過PID子程序，準(zhǔn)確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機(jī)械制造中出現(xiàn)問題。 

3.2 交通業(yè) 

電氣自動化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車輛運(yùn)輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專業(yè)的自動化控制，保障車輛通行的安全[3]。例如：電氣自動化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)自動化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車輛運(yùn)行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負(fù)擔(dān)，電氣自動化控制技術(shù)彌補(bǔ)了電子眼的缺陷，促使其可更準(zhǔn)確、更快速、更清晰地實(shí)現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對交通運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運(yùn)行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進(jìn)電氣自動化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測速器、屏顯等多個(gè)交通項(xiàng)目中，均涉及到電氣自動化控制技術(shù)的使用。 

3.3 農(nóng)業(yè) 

農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗(yàn)分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益。研究人員將電氣自動化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無線傳感器，專門收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進(jìn)行自動化的信息采集，傳感器采集的信號傳輸?shù)娇刂浦行模葘?biāo)準(zhǔn)的參數(shù)指標(biāo)，種植人員掌握大棚育秧的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)對比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠(yuǎn)程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時(shí)查看育秧的狀態(tài)，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺，劃分為四個(gè)功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制，整體控制育秧大棚的生長環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。 

3.4 服務(wù)業(yè) 

人們對服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對電氣自動化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動化控制技術(shù)，如：智能手機(jī)、ipad、跑步機(jī)等，表明電氣自動化對服務(wù)業(yè)市場的推進(jìn)作用[4]。近幾年，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機(jī)器換人”概念，餐廳內(nèi)，機(jī)器人取代人工服務(wù)，提供點(diǎn)菜、傳菜等服務(wù)，機(jī)器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢，表明電氣自動化控制技術(shù)的重要性，此項(xiàng)技術(shù)在“機(jī)器換人”中，起到自動化的控制作用，是機(jī)器人開發(fā)中不可缺少的技術(shù)。 

4 結(jié)束語 

電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項(xiàng)技術(shù)在行業(yè)運(yùn)營中的重要性，滿足我國社會行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實(shí)發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來的應(yīng)價(jià)值。電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。

 

     

參考文獻(xiàn) 

[1]賢陽.應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動化（系統(tǒng)和部件）展覽會紀(jì)實(shí)[J].自動化博覽，2008，Z1：28-30. 

[2]吳琦.煤礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120. 

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(shí)，在科學(xué)技術(shù)方面，計(jì)算機(jī)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(gè)社會信息化進(jìn)程的推動作用也不可忽略。

我們基于上海未來伙伴機(jī)器人有限公司創(chuàng)新套件設(shè)計(jì)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(jī)系統(tǒng)、無線模塊、GSM模塊等，實(shí)現(xiàn)了家居的無線控制、遠(yuǎn)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(jì)方案

家居智能的基本目標(biāo)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(gè)家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)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(yuǎn)近，將系統(tǒng)歸納為遠(yuǎn)程控制、無線遙控控制和本地集中控制三種控制方式。

遠(yuǎn)程控制通過手機(jī)發(fā)送短信形式進(jìn)行控制，此方案主要用到GSM模塊和單片機(jī)，手機(jī)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(bào)警信號并向用戶報(bào)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(shí)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(bào)警信號，節(jié)省了無線通信不必要的費(fèi)用，也省去了花在綜合布線上的費(fèi)用和精力。其主要電路由51單片機(jī)模塊電路、無線發(fā)射接收電路、能力源控制器、AS-UⅢ智能機(jī)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。空調(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(jì)

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(jìn)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(jìn)行開關(guān)。采用AT89C51單片機(jī)，通過功能按鍵選擇以上的開關(guān)控制，由12864液晶顯示器進(jìn)行顯示相關(guān)狀態(tài)，同時(shí)蜂鳴器起到報(bào)警的作用，使用2400bit/s無線模塊實(shí)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(shí)現(xiàn)對家用電器、門等控制。同時(shí)門上安裝磁敏傳感器檢測門的位置，使門實(shí)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(xiàng)按鈕，S7為單片機(jī)復(fù)位按鈕。AY1為蜂鳴器，當(dāng)單片機(jī)20腳輸出低電平時(shí)，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(shí)，單片機(jī)進(jìn)行解碼，并通過12864與蜂鳴器顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.2 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

用戶通過手機(jī)發(fā)送短信，GSM模塊接收到手機(jī)的指令，通過單片機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制電飯煲、浴室熱水器、浴室換氣扇等的開關(guān)。控制系統(tǒng)框圖如圖3所示。

手機(jī)發(fā)送指令給GSM指定號碼，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shí)，就會“自動”啟動空調(diào)開關(guān)，并且會自動進(jìn)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(shí)啟動灑水系統(tǒng)為花草澆水，當(dāng)濕度達(dá)到一定值時(shí)，灑水機(jī)停止工作，或人為進(jìn)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(dá)到一定時(shí)，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(jìn)行蓄電，晚上，電池給草坪燈進(jìn)行供電，控制器采用5251專用芯片進(jìn)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(shí)，路燈滅。晚上接收不到太陽光時(shí)，路燈點(diǎn)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(shí)，傳感器接收到信號，走廊燈亮，延時(shí)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(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，窗簾打開；晚上光線比較弱時(shí)，電機(jī)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(jì)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)。框圖如圖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(shí)，溫度升高，啟動報(bào)警功能，房屋周圍4個(gè)LED燈閃爍，喇叭聲音報(bào)警，同時(shí)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(gè)信號，終端控制器報(bào)警以及時(shí)提醒房主，同時(shí)，GSM模塊也向房主發(fā)送短信進(jìn)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(shí)，如果有人進(jìn)入，啟動報(bào)警，無線控制終端顯示盜賊進(jìn)入，并報(bào)警，提醒房主及時(shí)處理，同時(shí)，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(shí)，按下呼叫按鈕，啟動緊急呼叫系統(tǒng)，報(bào)警器會發(fā)出“嗚嗚～”的報(bào)警聲，同時(shí)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(jì)

本系統(tǒng)用的軟件主要采用上海未來伙伴機(jī)器人有限公司提供的VJC流程圖編程和單片機(jī)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(biāo)準(zhǔn)流程圖完全一致，簡單易學(xué)，是學(xué)習(xí)單片機(jī)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(jìn)行程序的調(diào)試，最后實(shí)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(jī)器人有限公司創(chuàng)新套件設(shè)計(jì)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(jī)系統(tǒng)、無線模塊、GSM模塊等，實(shí)現(xiàn)了智能家居控制系統(tǒng)。實(shí)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(diǎn)：

（1）無線控制和遠(yuǎn)程控制相結(jié)合，既能進(jìn)行近距離無線遙控控制也能進(jìn)行遠(yuǎn)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(shí)物制作和調(diào)試，都能達(dá)到智能家居的功能，達(dá)到預(yù)期的效果。在應(yīng)用到實(shí)際家庭中，也能實(shí)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(xiàn)

[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(jì)算機(jī)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）

1.引言

我國豐富的海洋生物資源和多樣的生態(tài)環(huán)境類型為我國漁業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。但近年來我國水域污染導(dǎo)致海洋生態(tài)環(huán)境不斷惡化，水域生產(chǎn)力下降；過度捕撈造成漁業(yè)資源衰退，近海漁業(yè)資源日益衰退。為了提高養(yǎng)魚的質(zhì)量和擴(kuò)展養(yǎng)殖高檔魚類的品種，減少對近海海域的污染，發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)成為我國漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展發(fā)展的重要的途徑之一。

我國自70年代開始發(fā)展海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，經(jīng)過30年的發(fā)展，網(wǎng)箱總數(shù)量已經(jīng)超過100萬只。95年開始，國家和地方各級政府在網(wǎng)箱的材料、結(jié)構(gòu)和抗風(fēng)浪能力等方面進(jìn)行了一定投入，不少科研機(jī)構(gòu)開展了一些基礎(chǔ)和應(yīng)用性研究，但與歐美、日本等先進(jìn)國家相比，將海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖作為系統(tǒng)工程來進(jìn)行開發(fā)研究，仍有較大差距，適用于網(wǎng)箱特別是深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的投餌機(jī)寥寥無幾。為此，深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖用投餌機(jī)的研制將填補(bǔ)國內(nèi)空白，而設(shè)計(jì)一種自動投料裝置，以減輕人工的勞動強(qiáng)度，節(jié)約投料成本，在促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和海洋環(huán)境的保護(hù)都具有重大的社會效益。

2.基于GSM技術(shù)的深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)框架構(gòu)建

深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖具有離岸、水深、海域開闊的優(yōu)勢，為躲避風(fēng)浪襲擊，多采用下潛方式，這與傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式相比，在投喂方式、網(wǎng)箱管理等多方面提出了新的挑戰(zhàn)。

基于遠(yuǎn)程控制技術(shù)的深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)主要由主控器和各深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)兩大部分組成，如圖1所示。主控器和深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)之間具有雙向通信功能。

主控器具有對各網(wǎng)箱投料機(jī)的主控和信息采集功能，能控制各網(wǎng)箱的投料機(jī)的啟動、停止和每天投料次數(shù)、時(shí)間、投料速度的設(shè)置，并能收集各網(wǎng)箱實(shí)際運(yùn)行信息的采集，以實(shí)時(shí)對各網(wǎng)箱進(jìn)行優(yōu)化控制。

深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)根據(jù)主控器設(shè)置的命令，定時(shí)、定速自動的實(shí)現(xiàn)投料，并采集實(shí)際運(yùn)行情況及時(shí)告知主控器。

本系統(tǒng)的硬件部分主要包括主控器和自動投料料兩大部分。主控器包括主控單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及主控通信部分的設(shè)計(jì)等；自動投料機(jī)包括投料器機(jī)械部分、投料機(jī)主控器、投料機(jī)通信部分以及投料電機(jī)控制器等的。

3.深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的構(gòu)建關(guān)鍵是主控器與深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)之間的通信模式的選擇，這包括GSM通信模塊的單片機(jī)機(jī)二次開發(fā)、水下投料的自動實(shí)現(xiàn)、投料機(jī)械裝置的密封、網(wǎng)箱運(yùn)行情況和環(huán)境的相關(guān)信息采集等相關(guān)技術(shù)。

3.1 投料機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)

深水網(wǎng)箱自動投餌機(jī)由餌料倉、氣室、投餌器、控制模塊、密封蓋、密封球、內(nèi)部消波器、配重環(huán)組成。餌料倉用于儲存顆粒餌料，氣室主要為投餌機(jī)提供浮力，并提供投餌器布置空間。投餌器位于餌料倉下部，為由直流電機(jī)驅(qū)動的槳葉式投餌器，轉(zhuǎn)速可通過位于投機(jī)上部的控制模塊中的單片即芯片設(shè)定調(diào)節(jié)。投餌器下端設(shè)有密封球，當(dāng)艙內(nèi)失壓或進(jìn)行添加餌料操作時(shí)，避免海水對箱內(nèi)餌料產(chǎn)生影響。投餌機(jī)頂部采用橢圓形內(nèi)托式密封蓋，通過頂部螺桿加緊密封。

3.2 投料機(jī)的餌料投放方式

目前網(wǎng)箱投料常采用高壓空氣或水作為動力通過電動振動拋灑方式，但噴灑方式會使餌料粉碎，不利于餌料的利用。另一種是利用電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動槳葉式餌料攪動葉片，在餌料的自重和氣壓作用下，餌料自動向下投放。這種投料方式比較節(jié)能省力，不易粉碎餌料餌料利用率高，而且出料的速度可以自動調(diào)節(jié)，因此采用后種投料方式更加適合。

3.3 餌料裝置遠(yuǎn)程控制方案

采用GSM通信的控制方式，它可直接利用GSM通信網(wǎng)絡(luò)，無需自建通信網(wǎng)絡(luò)。控制距離遠(yuǎn)，在只要有GSM信號的任意地方都可以實(shí)現(xiàn)遙控。方案所圖2所示。為進(jìn)一步簡化設(shè)計(jì)，主控器可直接采用用戶的手機(jī)。此方案存在的問題是；若養(yǎng)殖區(qū)處于GSM的盲區(qū)或信號較弱，控制方案將失效。

為解決上述問題，在網(wǎng)箱處在海區(qū)無GSM或CDMA手機(jī)通信信號或信號較弱時(shí)，采用射頻通信的控制方式進(jìn)行遙控。方案如圖3所示，通信方便靈活。

3.4 投餌機(jī)控制器的硬件設(shè)計(jì)

投餌控制裝置硬件由通信模塊、含EEPROM的單片機(jī)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、D/A轉(zhuǎn)換器、無刷電機(jī)控制器、無刷電機(jī)、LCD等器件組成，如圖4所示，所有芯片都選用串行芯片。

（1）通信模塊：GSM通信模塊是實(shí)現(xiàn)岸上手機(jī)主控端與投餌控制裝置之間命令和信息傳送的橋梁。

（2）實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊：選擇使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302，是DALLAS公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。

（3）D/A模塊：為實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速，在單片機(jī)控制的自動投料儀中，須把不同轉(zhuǎn)速對應(yīng)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓，才能達(dá)到自動調(diào)速的作用。選用了12位串行的D/A芯片TLV5616.

（4）顯示器模塊：采用LCD顯示器，與傳統(tǒng)的陰極射線管（CRT）相比，LCD占用空間小，低功耗，低輻射，無閃爍，降低視覺疲勞。

3.5 投餌機(jī)控制器的主程序的設(shè)計(jì)

投餌機(jī)控制器主要實(shí)現(xiàn)的是隨時(shí)接收系統(tǒng)主控器發(fā)來的設(shè)置和控制命令，對此進(jìn)行譯碼、存儲并按投料機(jī)主控器的設(shè)置來實(shí)時(shí)控制投料機(jī)的定時(shí)、定量的投料或?qū)⑼读蠙C(jī)的環(huán)境和運(yùn)行信息回發(fā)給主控器。為此主控器的主程序包括了控制器初始化、通信模塊初始化、對接收來自主控器的命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（包括對命令和密碼的識別、出錯告知、命令的存取和對各不同命令的執(zhí)行處理）、對內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘的不斷更新。

4.結(jié)論

將GSM通信技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)箱投料機(jī)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，控制可靠實(shí)用。基于GSM技術(shù)的深水網(wǎng)箱自動料裝置基本上實(shí)現(xiàn)深水網(wǎng)箱的水下投料，對每天投料次數(shù)、時(shí)間、投料量在岸上進(jìn)行設(shè)置；每天投料的定時(shí)時(shí)間會按潮汐而自動改變，對深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)實(shí)現(xiàn)即時(shí)啟停；并可實(shí)時(shí)采集深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)的相關(guān)信息（如海水溫度，電池電量，實(shí)際投料情況等），這些都間接的為養(yǎng)殖戶提高了收入，產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]宋協(xié)法.網(wǎng)箱養(yǎng)殖配套設(shè)備的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D].中國海洋大學(xué)博士論文，2006.

[2]郭根喜.深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖裝備技術(shù)前沿進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2011.

篇（7）

中圖分類號：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、前言

污水處理是一門涉及化學(xué)、物理、生物等多門科學(xué)的綜合性技術(shù)，其工藝機(jī)理復(fù)雜，操作要求十分嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)起來難度較高。如果只憑現(xiàn)場人員手動操作，往往操作繁瑣，勞動強(qiáng)度大，處理效果差。加之我國水污染控制水平較低，尤其是工業(yè)廢水的污染控制，投入不足，給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的威脅。因此為了改變我國污水處理控制技術(shù)的這種落后現(xiàn)狀，進(jìn)行污水處理自動控制系統(tǒng)的研究，具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。當(dāng)前，污水處理控制領(lǐng)域?qū)⒂?jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等運(yùn)用到過程中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，已成為研究熱點(diǎn)。

2、自動控制理論的發(fā)展

在工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展的同時(shí)，控制理論的發(fā)展至今已有100多年的歷史。各個(gè)領(lǐng)域中的自動控制系統(tǒng)對控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求越來越高，應(yīng)用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，推動了控制理論研究的深入發(fā)展。

3.各單元的自動控制系統(tǒng)

3.1 格柵自動控制系統(tǒng)

根據(jù)水位差測量儀檢測的格柵前后水位差閾值自動控制機(jī)械格柵的運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械格柵停止運(yùn)行的時(shí)間超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)由時(shí)間控制，自動啟動機(jī)械格柵。PLC系統(tǒng)還將按軟件程序自動控制柵渣輸送機(jī)、機(jī)械格柵的順序啟動、運(yùn)行、停車以及安全聯(lián)鎖保護(hù)。水位差設(shè)定值，格柵的運(yùn)行時(shí)間及格柵運(yùn)行周期可調(diào)。3.2 水泵自動控制

在泵池設(shè)超聲波液位儀表，根據(jù)水位測量儀測得的泵房水位值自動控制多臺水泵的啟停運(yùn)行。當(dāng)泵房水位高至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動增加水泵的運(yùn)行臺數(shù)；相反，當(dāng)泵房水位降至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動減少水泵的運(yùn)行臺數(shù)。同時(shí)，系統(tǒng)累積各個(gè)水泵的運(yùn)行時(shí)間，自動輪換水泵，保證各水泵累積運(yùn)行時(shí)間基本相等，使其保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)水位降至干運(yùn)轉(zhuǎn)水位時(shí)，自動控制全部水泵停止運(yùn)行。在監(jiān)控管理系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)的操作面板上可以設(shè)定水位值。

3.3 沉砂池自動控制

沉砂池的設(shè)備自成系統(tǒng)，隨設(shè)備所帶的就地控制箱將帶有啟動時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序，自動控制整套沉砂池設(shè)備的運(yùn)行。PLC系統(tǒng)將采集沉砂池全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)也可遠(yuǎn)控整套沉砂池設(shè)備的啟動/停止。

3.4 分段進(jìn)水多級AO生物池控制

現(xiàn)有AO或AAO生物池改造采用分段進(jìn)水多級AO工藝。主要測控內(nèi)容有：

――各段進(jìn)水流量檢測、配水閥門/堰門監(jiān)控，自動控制各段流量，保證多級AO工藝進(jìn)水流量分配比，實(shí)現(xiàn)合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源進(jìn)行反硝化, 達(dá)到有效降低出水TN, 并降低運(yùn)行費(fèi)用。

――厭氧池氧化還原電位監(jiān)測，各級缺氧池入口溶解氧監(jiān)測，各級缺氧池混合液濃度監(jiān)測，攪拌器運(yùn)行控制。

――各級好氧池溶解氧監(jiān)測、空氣流量檢測、曝氣量自動控制。由于污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行中, 進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)變化，DO串級控制策略可根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)調(diào)整DO的設(shè)定值, 有效地消除進(jìn)水?dāng)_動。

――生物池出水硝氮在線檢測，作為甲醇投加的過程控制參數(shù)，及時(shí)調(diào)整外碳源的投加量，保證出水水質(zhì)并節(jié)省碳源。

――生物池出水氨氮在線檢測，根據(jù)出水氨氮值及時(shí)調(diào)整曝氣量滿足和保證出水水質(zhì)的要求。

――分段進(jìn)水多級AO工藝對C/N比的敏感性，具體水質(zhì)、水量的實(shí)時(shí)變化，使得分段進(jìn)水工藝的運(yùn)行和優(yōu)化有很大的空間。利用在線監(jiān)測及智能控制技術(shù)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制, 提高污染物的去除效率, 降低運(yùn)行成本，并可提高分段進(jìn)水生物脫氮工藝的可操作性。

3.5 鼓風(fēng)機(jī)房出口壓力控制

通過壓力變送器檢測空氣總管的壓力，根據(jù)設(shè)定的壓力值控制鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)、調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片角度，從而保證生物池對空氣的需求量。在保證空氣需求量的前提下，盡可能地節(jié)省能耗，壓力控制系統(tǒng)和曝氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，相互影響，最終使生物池的生物處理過程處在最佳狀態(tài)。通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)出口的壓力控制值。

3.6 污泥回流量自動調(diào)節(jié)

回流污泥量的控制采用比例控制以保證污泥混合液濃度在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)生物池的進(jìn)水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)或變頻泵的轉(zhuǎn)速，保證生物池微生物的需要量。通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定回流污泥比例。

3.7 沉淀池排泥控制

沉淀池的排泥可以根據(jù)裝在沉淀池內(nèi)的泥位計(jì)來控制刮泥車的運(yùn)行，指導(dǎo)排泥。排泥有二種控制方式：按泥位計(jì)設(shè)定值進(jìn)行自動排泥，按定時(shí)實(shí)現(xiàn)自動排泥。

3.8 污泥濃縮自動控制

污泥濃縮機(jī)系統(tǒng)控制采用時(shí)間控制和手動控制。該系統(tǒng)中設(shè)備的啟動順序依次為輸送機(jī)、濃縮機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵、污泥切割機(jī)，停止順序與之相反。當(dāng)藥液制備段的溶液罐的液位低，進(jìn)泥泵的進(jìn)泥流量低、系統(tǒng)中任何一臺設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。采用污泥流量比例投加絮凝劑，通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定每天允許的運(yùn)行次數(shù)及每次運(yùn)行的時(shí)間。

3.9 污泥脫水自動控制

污泥脫水過程按污泥脫水系統(tǒng)自身PLC預(yù)先編制的程序控制運(yùn)行。污泥脫水的程序控制采用時(shí)間控制和手動控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶有啟動時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序。在藥液已制備完成的前提下，設(shè)備的啟動次序依次為傾斜式輸送機(jī)、水平式輸送機(jī)、濃縮脫水一體機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵，停止順序與之相反。上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程監(jiān)測污泥脫水系統(tǒng)全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警，但不可遠(yuǎn)程控制污泥脫水系統(tǒng)的開停。

3.10 加氯的自動控制

根據(jù)進(jìn)水流量和濁度控制加氯機(jī)按比例自動加氯，并根據(jù)出水余氯值進(jìn)一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。

3.11 電動閘門的控制

重要的電動閘門，旁邊設(shè)置的現(xiàn)場手動操作箱面板上設(shè)手動/遠(yuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)。手動狀態(tài)下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門的開閉；遠(yuǎn)動狀態(tài)下，由中控室遙控閘門的開閉。閘門的狀態(tài)和工況在中控室的模擬屏上顯示。

4.結(jié)束語

污水處理運(yùn)行過程任務(wù)要求重，特性復(fù)雜，運(yùn)行管理難度大，目前水處理行業(yè)尚缺乏可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測儀器，用傳統(tǒng)的控制方式往往達(dá)不到精確的控制要求。先進(jìn)控制理論實(shí)現(xiàn)了過程工藝參數(shù)的優(yōu)化，可以改變污水處理廠人工調(diào)節(jié)操作處理不及時(shí)、效率低的現(xiàn)狀。污水處理的社會意義巨大應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的半自動全自動控制提高污水處理的技術(shù)管理水平合理使用和配置處理設(shè)施設(shè)備具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類號：U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、引言

隨著人們生活的提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以前老式水廠人工，半自動的水廠控制系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)運(yùn)行的需要。以多個(gè)PLC子站為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，控制技術(shù)，圖形顯示技術(shù)和冗余技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布集散控制系統(tǒng)可處理污水。

為了使污水能夠達(dá)標(biāo)排放，一些企業(yè)（如酒廠、化工廠等）都建有自己的污水處理工程。本文以天津某大型污水廠為例，詳細(xì)介紹了可編程序控制器在污水處理中的使用，該工程占地面積約為350M2，污水處理能力為950M3/d。采用循環(huán)式活性污泥法工藝（ CASS ），該工藝具有能耗低，管理方便，自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)污水工程的全自動運(yùn)行，電氣上采用了以為核心的控制系統(tǒng)。

二、主要設(shè)備控制介紹

污水處理廠為各工藝設(shè)備提供了以現(xiàn)場控制箱或者M(jìn)CC柜為基礎(chǔ)，PLC控制為主導(dǎo)的自動化控制方式。具體控制方式如下所述：

現(xiàn)場手動模式：設(shè)備的現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“就地”方式時(shí)，通過現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的按鈕實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的啟/停、開/關(guān)操作。

遙控模式：即遠(yuǎn)程手動控制方式。現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式，操作人員通過控制站操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標(biāo)器或鍵盤選擇“遙控”方式并對設(shè)備進(jìn)行啟/停、開/關(guān)操作。

自動模式：現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式，且操作人員通過控制站操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標(biāo)器或鍵盤將“自動/遙控”設(shè)定為“自動”方式時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行完全由各PLC控制站根據(jù)污水處理廠的工況及生產(chǎn)要

求來完成對設(shè)備的運(yùn)行或開/關(guān)控制，而不需要人工干預(yù)。

控制方式設(shè)計(jì)為：就地手動控制優(yōu)先，此基礎(chǔ)上，設(shè)置遠(yuǎn)程遙控和自動控制。控制級別由高到低為：現(xiàn)場手動控制、遙控控制、自動控制。

粗,細(xì)格柵的控制：粗，細(xì)格柵其作用是將進(jìn)水中較大的懸浮物和飄浮物清除，避免后續(xù)進(jìn)水泵葉輪被堵塞及纏繞。

粗格柵間設(shè)置為2臺回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)和1臺皮帶輸送機(jī)，粗格柵單臺最大過柵流量為1504L/s，細(xì)格柵單臺最大過柵流量為752L/s。2臺粗格柵和2臺細(xì)格柵同時(shí)工作，事故檢修時(shí)1臺工作。格柵運(yùn)行（開/停）由控制器根據(jù)液位差計(jì)測得格柵水頭損失，然后與上位機(jī)設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)格柵前后水位差達(dá)到0.15m，格柵。或采用定時(shí)自動控制，每隔30分鐘格柵運(yùn)行10分鐘，也可由現(xiàn)場控制箱由人工手動操作。

提升泵運(yùn)行控制以遠(yuǎn)程控制為主。在泵房設(shè)置了液位計(jì)和浮球開關(guān)，又有液位計(jì)測量泵房的水位，浮球開關(guān)對泵進(jìn)行低水位保護(hù)，另外為了達(dá)到節(jié)能低耗和調(diào)節(jié)進(jìn)水流量的目的，該廠的提升泵全部采用變頻器控制。在泵房設(shè)立了一臺PLC站，對設(shè)備進(jìn)行控制，保護(hù)，與變頻器通訊，數(shù)據(jù)采樣，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。

CASS池分為4組，每組安裝有2個(gè)潷水器用于實(shí)現(xiàn)出水，每個(gè)潷水器由S7-200PLC控制，通過液位來控制出水動作。

脫水機(jī)房的設(shè)備主要擔(dān)負(fù)由剩余污泥泵將儲泥池的剩余污泥和污泥絮凝劑按比例混合進(jìn)行脫水處理的任務(wù)，污泥與溶解成一定濃度的絮凝劑混合后，污泥中的固體顆粒被凝聚成絮團(tuán)，并分離成自由水，然后被輸送到帶式脫水機(jī)，經(jīng)濃縮脫水后形成濾餅后排出。設(shè)備的控制是一時(shí)序邏輯控制為主，污泥和絮凝劑混合的比例是通過污泥電磁流量計(jì)和投藥泵實(shí)現(xiàn)。

三、控制系統(tǒng)的軟件配置及功能

1. 控制系統(tǒng)的軟件配置

該系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控部分是用Wonderware 公司的InTouch7.0軟件開發(fā)完成的InTouch是創(chuàng)建運(yùn)行在MicrosoftWindows操作系統(tǒng)下的人機(jī)界面的工控組態(tài)軟件，利用InTouch可以開發(fā)出強(qiáng)大而功能齊備的應(yīng)用程序，以充分利用Microsoft Windows的主要特點(diǎn)如動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)對象鏈接與嵌入及圖形界面等。

2. 上位機(jī)的監(jiān)控功能

該廠污水處理生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中所有主要儀表和運(yùn)行設(shè)備以及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等均在人機(jī)界面中得到體現(xiàn)，創(chuàng)建的窗口畫面主要有3大類：主畫面、報(bào)表和曲線。在畫面上有動態(tài)的工藝顯示、實(shí)時(shí)、歷史的報(bào)警記錄窗和曲線記錄窗，以及各種參數(shù)設(shè)定的彈出窗，主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：

（1）主畫面能顯示全廠所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和測量的各種參數(shù)值。主畫面主要包括兩個(gè)部分：水處理部分和泥處理部分。部分共有8個(gè)監(jiān)控畫面，泥處理部分共有6個(gè)監(jiān)控畫面，另外還設(shè)立5個(gè)監(jiān)控畫面來監(jiān)控電動機(jī)控制中心及總變電站的運(yùn)行狀況。上述各個(gè)畫面中都實(shí)時(shí)顯示了所有受PLC系統(tǒng)監(jiān)控的設(shè)備的運(yùn)行狀況與數(shù)值，通過利用InTouch的動畫鏈接功能，改變對象或符號的外觀來反映標(biāo)記名或表達(dá)式的變化，如一個(gè)泵的符號，當(dāng)它運(yùn)行時(shí)顯示綠色，當(dāng)它關(guān)閉時(shí)顯示紅色，當(dāng)它故障時(shí)閃爍顯示黃色。

（2）共創(chuàng)建了7個(gè)報(bào)表畫面：包括水處理在線儀表、泥處理在線儀表、報(bào)警記錄表、上位機(jī)可改變參數(shù)表、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間記錄表、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間清零表和累計(jì)流量報(bào)表，可以方便快捷地查看各種儀表測量值、設(shè)備故障記錄和設(shè)備的各種運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并可以通過上位機(jī)修改泵房的液位限值、風(fēng)機(jī)頻率、溶解氧限值及判別等待時(shí)間等參數(shù)。通過報(bào)表編輯器，可以實(shí)現(xiàn)定期或隨機(jī)的相關(guān)信息的打印輸出。

(3)利用InTouch 的實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢功能，以曲線的形式顯示了進(jìn)水泵、鼓風(fēng)機(jī)、回流污泥泵、前濃縮污泥泵等主要設(shè)備的電流變化和曝氣池溶解氧變化，以便更好地掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并可記錄各設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)用實(shí)時(shí)趨勢功能動態(tài)地顯示當(dāng)前時(shí)間以前的各設(shè)備的電流變化情況，運(yùn)用歷史趨勢功能動態(tài)顯示在當(dāng)前時(shí)間以前1個(gè)月內(nèi)各設(shè)備的電流變化情況，同時(shí)還創(chuàng)建了全廠進(jìn)線電壓、電流和功率的顯示曲線。

(5)報(bào)警功能

InTouch 的通知系統(tǒng)能通知操作人員有關(guān)的過程和系統(tǒng)的情況，當(dāng)某一設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，畫面上出現(xiàn)“報(bào)警”字樣，并且代表該設(shè)備的圖形將閃爍。在報(bào)警記錄中出現(xiàn)故障發(fā)生時(shí)間、故障設(shè)備名稱及報(bào)警原因等，因此能及時(shí)通知操作人員，以便最快地排除故障，恢復(fù)生產(chǎn)運(yùn)行。

四、結(jié)語

污水廠建廠以來，PLC自動控制系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，保證了污水廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，由于是全自動運(yùn)行，節(jié)省了人力及運(yùn)行費(fèi)用。

篇（9）

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）（03）（c）-0014-02

最近幾十年，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，企業(yè)聯(lián)盟和虛擬企業(yè)也相繼出現(xiàn)，因此對自動控制領(lǐng)域有了更深層次的要求，于是，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)這一新的技術(shù)誕生了。遠(yuǎn)程控制技術(shù)就是將Internet技術(shù)和現(xiàn)場監(jiān)測控制結(jié)合起來的一種技術(shù)，通俗的說就是將現(xiàn)場采集到的信息通過因特網(wǎng)傳輸?shù)目刂浦行牡囊环N復(fù)合型技術(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的出現(xiàn)也在很大程度上解決了很多大型企業(yè)的管理和安全問題，一定程度上提高了企業(yè)的時(shí)效性。本課題是基于Internet網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，由于該系統(tǒng)具有簡單易用、可實(shí)現(xiàn)無限互聯(lián)、易于再次擴(kuò)展、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，因此在高新開發(fā)技術(shù)中具有巨大潛能。

1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

本課題是一種把嵌入式智能體、遠(yuǎn)程監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)傳感器等相關(guān)技術(shù)集于一體的綜合管理系統(tǒng)，在工業(yè)裝備的控制和監(jiān)測中體現(xiàn)的尤為明顯。從組成結(jié)構(gòu)上主要包括監(jiān)控中心（上位機(jī)）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及現(xiàn)場信息采集終端（CAN節(jié)點(diǎn)）。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

監(jiān)控中心（上位機(jī)）是由VC++結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)編寫，主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備，將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)信息通過Internet網(wǎng)絡(luò)存儲到數(shù)據(jù)庫中，并進(jìn)一步根據(jù)需要對向終端發(fā)送控制指令。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要的作用是完成以太網(wǎng)和CAN總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換工作。數(shù)據(jù)采集終端，即CAN節(jié)點(diǎn)的作用是采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)將采集到的信息發(fā)送到因特網(wǎng)進(jìn)而發(fā)送到上位機(jī)，同時(shí)響應(yīng)應(yīng)來自上位機(jī)的控制指令，并完成相應(yīng)的動作。

本系統(tǒng)的硬件組成上，主要包括：局域網(wǎng)設(shè)備、基于CAN/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、監(jiān)控終端以及CAN節(jié)點(diǎn)。從軟件的角度本系統(tǒng)主要分為：上位機(jī)控制程序、設(shè)備的驅(qū)動程序、數(shù)據(jù)采集程序、網(wǎng)絡(luò)通信程序、數(shù)據(jù)庫程序。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

嵌入式系統(tǒng)的硬件主要包括處理器、存儲器和設(shè)備三部分，它具有復(fù)雜性和多樣性等特點(diǎn)。由于嵌入式開發(fā)的對象是具體的應(yīng)用，并且各個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的硬件環(huán)境也具有針對性的特點(diǎn)，所以開發(fā)嵌入式必須根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境配置、設(shè)計(jì)和調(diào)試[1]。

核心板主要包括微處理器S3C2410A、隨機(jī)存儲器（SDRAM）和FLASH。其中，SDRAM即為操作系統(tǒng)和運(yùn)行程序的空間，F(xiàn)LASH用來保存移植的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的代碼。板包括系統(tǒng)電源、CAN模塊、以太網(wǎng)模塊、JTAG模塊和串口。電源模塊用于輸入5 V電壓，提供3.3 V和1.8 V輸出的直流供電。CAN模塊用來收集和發(fā)送CAN總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以太網(wǎng)模塊用來連接互聯(lián)網(wǎng)和硬件系統(tǒng)，JTAG和串口用來開發(fā)、調(diào)試和后期維護(hù)嵌入式服務(wù)器電路板，這些模塊都是為了滿足后續(xù)軟件實(shí)現(xiàn)交叉編譯方式而加入的。嵌入式服務(wù)器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本課題在設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的過程中，涉及到很多步驟，綜合起來主要有五大階段，分別為。

（1）需求分析階段。在該階段中，可以比較準(zhǔn)確、及時(shí)地了解并分析用戶的某些需求，因此它是遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺設(shè)計(jì)過程中最基礎(chǔ)的階段，同時(shí)也是必不可少的。

（2）總體設(shè)計(jì)階段。通過對前一階段獲取的用戶需求加以綜合、歸納與整理，形成一個(gè)與具體系統(tǒng)相獨(dú)立的總概念模型，它是整個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺設(shè)計(jì)的關(guān)鍵階段。

（3）各個(gè)部分具體實(shí)現(xiàn)階段。在該階段中，借助具體的開發(fā)語言、工具及運(yùn)行環(huán)境，并依據(jù)總體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，同時(shí)建立各部分對應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，并對應(yīng)用程序進(jìn)行多次運(yùn)行和調(diào)試，直到無誤為止。

（4）系統(tǒng)集成階段。這部分的主要工作是是對各部分實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行系統(tǒng)集成和整體測試，并根據(jù)測試所得結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的修改和完善，修改完畢之后再次試運(yùn)行。

（5）系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)階段。再次試運(yùn)行成功以后，即可進(jìn)行正式運(yùn)行操作，整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，很可能會出現(xiàn)一系列錯誤或非錯誤但不完善的問題，必須針對這些問題進(jìn)行修改和調(diào)整將其全部解決。如圖3所示。

在連接創(chuàng)建的過程中，必須與嵌入式服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，只有這樣，這兩者之間才有可能正常通信，如果兩者未建立連接關(guān)系，則通信失敗。正確連接之后，下一步的工作是獲取現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，這樣正確設(shè)計(jì)接收模塊就顯得尤為重要，使用Socket來接收數(shù)據(jù)需要下面三個(gè)步驟：（1）監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，同意網(wǎng)絡(luò)連接申請（即連接）。（2）獲取用于接收數(shù)據(jù)的Socket實(shí)例以接收遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送來的控制碼等數(shù)據(jù)信息。（3）根據(jù)遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送來的控制碼，斷開網(wǎng)絡(luò)連接，并將資源進(jìn)行清除。接收數(shù)據(jù)流程圖如圖4所示。

4 結(jié)語

在課題中，把CAN總線和嵌入式因特網(wǎng)技術(shù)結(jié)合之后應(yīng)用到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，從而使得測控網(wǎng)絡(luò)的全分散、全數(shù)字化得以實(shí)現(xiàn)，此外，它還解決了因特網(wǎng)和現(xiàn)場底層設(shè)備的無縫連接問題。在此過程中，遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺通過嵌入式服務(wù)器對CAN總線上的智能設(shè)備進(jìn)行訪問，記錄其在各個(gè)時(shí)刻的控制運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，并把所獲得的數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中以便于后續(xù)訪問和獲取。此外，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫還支持智能CAN節(jié)點(diǎn)的動態(tài)配置與重構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

篇（10）

中圖分類號： TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一．引言

智能建筑是實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及設(shè)備、服務(wù)、管理來滿足住戶需求的綜合，其目的是給用戶提供一個(gè)舒適、安全、高效、便利的人性化建筑環(huán)境。智能建筑中的電氣自動化控制技術(shù)是搭建智能建筑的基礎(chǔ)和平臺，電氣自動化控制實(shí)現(xiàn)了暖通空調(diào)、變配電設(shè)備、照明設(shè)備、排水設(shè)備等為建筑服務(wù)或提供生活功能的系統(tǒng)集成，是智能建筑中不可缺少的組成部分。從早期建筑中的暖通空調(diào)設(shè)備自動化控制，伴隨著建筑技術(shù)和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能建筑中的電氣自動化控制也得到飛速發(fā)展。

二．智能建筑中的電氣自動化功用。

1.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的自動化控制。

在智能建筑中，由于提高生活舒適度的要求，需要采用大量的電子、電氣設(shè)備，如智能開關(guān)模塊、傳感器、紅外控制、信號中繼器、對講設(shè)備、音樂系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等組成了建筑的智能化功用。通過實(shí)行電氣自動化控制技術(shù)，將各個(gè)獨(dú)立分散運(yùn)行的單機(jī)設(shè)備進(jìn)行集成控制，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備、終端的自動化運(yùn)行和遠(yuǎn)程管理控制，實(shí)現(xiàn)了建筑的智能化。同時(shí)，對提高建筑設(shè)備運(yùn)行效率、減少設(shè)備運(yùn)行成本、提升住戶舒適度和安全度具有積極意義。

2.實(shí)現(xiàn)智能建筑的系統(tǒng)集成。

智能建筑的系統(tǒng)集成是對建筑中各終端設(shè)備的遠(yuǎn)程管理與控制，通過對終端設(shè)備的控制和管理，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)約費(fèi)用、節(jié)約能源、提高生活水平的目的。智能建筑是建筑技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的集成，系統(tǒng)集成的目標(biāo)是為了搭建建筑主體內(nèi)的智能化管理，通過對建筑自動控制技術(shù)、通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、安全防范技術(shù)以及多媒體技術(shù)等將相關(guān)設(shè)備進(jìn)行整合，通過軟件進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)建筑智能化的目的。智能建筑的系統(tǒng)集成提升了建筑的智能化水平，實(shí)行電氣控制自動化是保證智能建筑系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。

三.電氣自動化控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用。

1.智能建筑的系統(tǒng)自動化控制原理。

智能建筑的自動化控制系統(tǒng)是基于現(xiàn)代控制理論的集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，又稱之為分布式控制系統(tǒng)（Distributedcontro systems DCS）。其實(shí)現(xiàn)原理是采取“分散控制、集中管理”的模式，通過對現(xiàn)場終端設(shè)備上的微型計(jì)算機(jī)控制裝置（即DDC）進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和分布控制任務(wù)，而設(shè)備終端上的微型計(jì)算機(jī)控制裝置實(shí)現(xiàn)對終端設(shè)備的控制以及管理，對終端設(shè)備進(jìn)行信號采集，通過傳感器進(jìn)行信號傳輸，將傳輸信號送至智能設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的工況管理和自動控制。這樣就避免了計(jì)算機(jī)集中控制帶來的高危險(xiǎn)性，同時(shí)也彌補(bǔ)了單機(jī)設(shè)備管理的局限性。

2.LONWORKS技術(shù)的應(yīng)用。

LONWORKS技術(shù)原本是為工廠管理服務(wù)的，是以工廠測量和控制機(jī)器間的數(shù)字通訊為主的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，通過將通訊的數(shù)字化，使得終端多點(diǎn)化成為可能，實(shí)現(xiàn)了傳感器、終端設(shè)備和控制器之間的特化通訊。由于LONWORKS技術(shù)支持分布式網(wǎng)絡(luò)控制，同時(shí)又是一個(gè)開發(fā)性的可交互操作的控制技術(shù)平臺，其優(yōu)勢正符合智能建筑的系統(tǒng)需要。在早期的智能建筑中，并沒有控制網(wǎng)絡(luò)，其控制系統(tǒng)只是采用電線將氣動控制裝置連接而成，這種控制組成結(jié)構(gòu)簡單，不利于設(shè)備擴(kuò)展。同時(shí)由于終端設(shè)備廠商所使用的通訊協(xié)議互不兼容，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體自動化控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也越來越完善，基于網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的系統(tǒng)LONWORKS技術(shù)被逐步應(yīng)用到智能建筑中。

LONWORKS技術(shù)能實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備和智能設(shè)備在簡單網(wǎng)絡(luò)上可以進(jìn)行對等的通信，能形成一個(gè)低成本、可相互操作的控制系統(tǒng)，便于服務(wù)定制、程序編寫、功能擴(kuò)容。在智能建筑的電氣系統(tǒng)中，采用LONWORKS技術(shù)，將照明、保暖、通風(fēng)、安保等終端設(shè)備進(jìn)行資源整合，通過傳感器控制為單一的開放式網(wǎng)絡(luò)，節(jié)約了安裝和運(yùn)營成本。LONWORKS技術(shù)中，房間中的多功能傳感器可以將房間的供暖控制器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行改變，根據(jù)用戶需要可從待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為用戶需要的模式；房間中的光感傳感器對自然光進(jìn)行檢測，并將檢測到的自然光數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給LONWORKS控制器，控制器根據(jù)設(shè)置自動進(jìn)行區(qū)域內(nèi)燈光照度的調(diào)節(jié)，可在外部陽光充足時(shí)，關(guān)閉房間內(nèi)照明燈具，在房間光線較暗時(shí)，自動開啟照明燈具，并可以根據(jù)用戶的個(gè)人愛好或預(yù)先設(shè)定好的環(huán)境模式來調(diào)整燈光亮度。

LONWORKS技術(shù)中的Honeywell自動化控制系統(tǒng)控制著智能建筑的照明設(shè)備以及暖通空調(diào)，該系統(tǒng)與住戶的門禁系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)以及防盜系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成，通過對各個(gè)工作站通訊和信息綜合，實(shí)現(xiàn)對住戶特定生活需要的提供。例如：當(dāng)智能建筑中的住戶回到家時(shí)，樓道上的門禁控制系統(tǒng)輸入安全代碼，系統(tǒng)開始啟動HVAC系統(tǒng)，將照明控制和暖通空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)至用戶離開前的照明度和室溫。而在住戶外出時(shí)，輸入代碼后實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)的自動關(guān)閉，并將各設(shè)備調(diào)節(jié)至節(jié)能狀態(tài)。在HVAC系統(tǒng)中，其控制器可根據(jù)房主的要求，將臥室和居室的溫度維持在一定理想范圍內(nèi)，采用PI算法控制的FCU通過與暖氣片的連接實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行，達(dá)到對室內(nèi)溫度、濕度的自動調(diào)節(jié)、自動控制。

3.基于IP+無線技術(shù)的新型電氣控制技術(shù)。

在智能建筑的發(fā)展中，IP+無線技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完善而產(chǎn)生的，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑中的具體應(yīng)用。通過IP+無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)成了特有的智能家居系統(tǒng)。由于終端設(shè)備采用IP管理，傳輸通過無線方式進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)雙向通信，其好處不言而喻，這也是智能建筑的系統(tǒng)控制的發(fā)展趨勢。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下，智能建筑的電氣設(shè)備不在是單一、獨(dú)立運(yùn)行的終端設(shè)備，系統(tǒng)需要采用設(shè)備IP綁定，通過無線進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息傳輸，這就增加了電氣設(shè)備的自動化難度。在電氣自動化控制系統(tǒng)中，終端設(shè)備要具有智能性，如智能電源轉(zhuǎn)換器、無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器、智能開關(guān)、智能插座、安防報(bào)警系統(tǒng)、智能窗簾系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等，并在設(shè)備上進(jìn)行IP分配，通過智能網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸至智能主機(jī)，智能主機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和任務(wù)分配，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的控制和管理。

智能建筑中的智能門鎖、對講可視系統(tǒng)、房間對講系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、音樂系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測等都通過WEB控制，用戶即使是在房間外，也能實(shí)現(xiàn)對房間內(nèi)溫度、照明、設(shè)備開關(guān)的控制，并能對建筑設(shè)備的運(yùn)行狀況、運(yùn)行報(bào)警情況、性能參數(shù)等等進(jìn)行了解。

四.智能建筑中的電氣自動化控制發(fā)展趨勢。

傳統(tǒng)的智能建筑需要實(shí)現(xiàn)電氣自動化，一般僅僅是采取電線連接設(shè)備的單一模式，在發(fā)展中受到較大制約。未來的建筑電氣自動化控制將注重終端的集約化，將終端功能進(jìn)行集中，體積減小，降低耗電，在此基礎(chǔ)上，形成電氣設(shè)備的模塊化，增加其拓展性。同時(shí)電氣設(shè)備的無線化必是大勢所趨，通過無線化接入，提高了設(shè)備可移動性和可擴(kuò)展性，同時(shí)簡化了施工，避免造成建筑墻面損傷。

五．結(jié)束語。

智能建筑的電氣控制自動化是提升住戶生活水平的必要因素，其技術(shù)應(yīng)用越來越廣，這對提高智能建筑的功能具有積極作用。電氣的自動化控制，實(shí)現(xiàn)了終端設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和管理，提高了住戶的生活水平和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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篇（11）

智能家居是現(xiàn)代社會最熱門的話題之一，它的目標(biāo)是通過網(wǎng)絡(luò)等信息通信技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對家居電器等的智能控制，使其能夠按照人們的設(shè)定工作運(yùn)行，而不論距離的遠(yuǎn)近。智能化與遠(yuǎn)程控制是智能家居的兩大特點(diǎn)。目前，已經(jīng)有越來越多的機(jī)構(gòu)和個(gè)人開始了對智能家居的研究。

1. 智能家居的概念

智能家居（Smart Home）是以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣踊悄芑谝惑w的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國，最具代表性的是X-10技術(shù)，通過X-10通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)資源的共享。因其布線簡單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。至今，X-10技術(shù)產(chǎn)品的銷售已超過兩億個(gè)，僅在美國一個(gè)國家，便有超過600萬個(gè)家庭在使用。自動化的智能家居不再是一幢被動的建筑，相反，成了幫助主人盡量利用時(shí)間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、可編程定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段，使生活更加舒適、便利和安全。

2. 智能家居中的總線技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)家居的智能化，就必須實(shí)現(xiàn)家居的網(wǎng)絡(luò)化，使家居內(nèi)的大部分電器設(shè)備能夠通過一定的方式連入網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和自動控制。家居電器的上網(wǎng)實(shí)質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)最后接入的1公里之內(nèi)的問題，此類問題要求網(wǎng)絡(luò)可靠性高、信心量少，多個(gè)設(shè)備之間的互操作性強(qiáng)。就智能家居而言，如何把結(jié)構(gòu)和性能不一的電器設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，如何能夠?qū)崿F(xiàn)這些設(shè)備的相互通信是在構(gòu)建智能家居時(shí)主要考慮的問題，所以說，智能家居的關(guān)鍵技術(shù)其實(shí)就是網(wǎng)關(guān)技術(shù)和總線技術(shù)。文章主要討論的是其中的總線技術(shù)。

總線技術(shù)在智能家居行業(yè)當(dāng)中，目前可以算是應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)手段。在總線技術(shù)下生成的智能家居系統(tǒng)，最大的特點(diǎn)是具有可擴(kuò)展性，工程安裝也不是很復(fù)雜。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新生成許多總線協(xié)議下的智能家居系統(tǒng)的價(jià)格也不是很高，目前市場的銷售情況也很不錯。

智能家居中的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通過系統(tǒng)總線來實(shí)現(xiàn)家居燈光、電器及報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)以及信號傳輸，采用分散型現(xiàn)場控制技術(shù)，控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各功能模塊只需要就近接入總線 即可，布線比較方便。一般來說，現(xiàn)場總線類產(chǎn)品都支持任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布線方式，即支持星型與環(huán)狀結(jié)構(gòu)走線方式。燈光回路、插座回路等強(qiáng)電的布線與傳統(tǒng)的布線方式完全一致。"一燈多控"，在家庭應(yīng)用比較普遍，以往一般采用"雙聯(lián)"、"四聯(lián)"開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，走線復(fù)雜而且布線成本高。若通過總線方式控制，則完全不需要增加額外布線。是一種全分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其產(chǎn)品模塊具有雙向通信能力，以及互操作性和互換性，其控制部件都可以編程。典型的總線技術(shù)采用雙絞線總線結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以從總線上獲得供電（24V/DC），亦通過同一總線實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間無極性、無拓?fù)溥壿嬒拗频幕ミB和通信，最高的信號傳輸速率和系統(tǒng)容量則分別為10KBPS和4G，完全能夠滿足現(xiàn)代智能家居的需要。

3. 主要的總線技術(shù)比較

目前，國際上家庭總線的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾種：前述的X-10，日本的家庭總線(Home Bus)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)安裝總線(EIB)和BatiBus，美國Echelon公司的LonWorks，HP公司的IRDACONTRAL等。其中，最受業(yè)界關(guān)注，應(yīng)用最廣的是X-10、LonWorks和消費(fèi)總線（CEBus）這三種。

3.1 X-10技術(shù)

X-10技術(shù)是世界上最早出現(xiàn)的，也是最簡單的智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著家居智能化技術(shù)的成熟。在智能家居20多年發(fā)展過程中，X-10技術(shù)得到了極大的應(yīng)用。它在美國的發(fā)展已經(jīng)25年的歷史了，到目前為止美國的X-10用戶已經(jīng)達(dá)到1000萬以上，X-10控制規(guī)格已成為當(dāng)今美國家庭自動化控制規(guī)格的主要領(lǐng)導(dǎo)者。歐洲版的X-10發(fā)展也相當(dāng)迅速并得到普及，漸漸的，這一技術(shù)開始進(jìn)入亞洲。可以說，X-10是二十世紀(jì)最具代表性的家庭智能自動化產(chǎn)品。

X-10采用電力線作為其網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)，系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備直接掛在電力線上就可以相互通信，X-10技術(shù)基于X-10協(xié)議，由發(fā)射器發(fā)出X-10控制信號，通過現(xiàn)有電力線網(wǎng)轉(zhuǎn)輸X-10信號到接收器，然后由接收器再對各燈具、用電器等用電設(shè)備進(jìn)行控制。

但X-10采用的是電力線通信方式，容易受到干擾，系統(tǒng)的抗干擾性能比較差，且尋址空間小，對模擬量支持不夠，只能提供非常有限的功能。如果只要求這些有限功能，使用X-10可能是很合算的，但在需求日益豐富的今天，X-10有逐漸被取代的趨勢。

3.2 LonWorks

LonWorks是美國Echelon公司于1991年推出的，LonWorks技術(shù)為設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、安裝和維護(hù)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)方面的許多問題提供解決方案：網(wǎng)絡(luò)的大小可以是兩個(gè)到32385個(gè)設(shè)備，并且可以適用于任何場合。LonWorks提供從收發(fā)器到協(xié)議到軟件API的一個(gè)完整的、端到端的控制網(wǎng)絡(luò)解決方案。

LonWorks網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的通信是采用一種稱為LonTalk的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)語言實(shí)現(xiàn)的。LonTalk協(xié)議由各種允許網(wǎng)絡(luò)上不同設(shè)備彼此間智能通信的底層協(xié)議組成。LonTalk協(xié)議提供一整套通信服務(wù)，這使得設(shè)備中的應(yīng)用程序能夠在網(wǎng)絡(luò)上同其他設(shè)備發(fā)送和接收報(bào)文而無需知道網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者網(wǎng)絡(luò)的名稱、地址，或其他設(shè)備的功能。LonWorks協(xié)議能夠有選擇地提供端到端的報(bào)文確認(rèn)、報(bào)文證實(shí)和優(yōu)先級發(fā)送，以提供規(guī)定受限制的事務(wù)處理次數(shù)。對網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)的支持使得遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工具能夠通過網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備相互作用，這包括網(wǎng)絡(luò)地址和參數(shù)的重新配置、下載應(yīng)用程序、報(bào)告網(wǎng)絡(luò)問題和啟動/停止/復(fù)位設(shè)備的應(yīng)用程序。LonWorks可以在任何物理媒介上通信，這包括電力線，雙絞線，無線（RF），紅外（IR），同軸電纜和光纖。

LonWorks也有其弱點(diǎn)，主要是價(jià)格太高，光電開關(guān)的體積太大，對此，Echelon公司開發(fā)了一個(gè)智能型收發(fā)器－－PL3120芯片組，其中整合了Echelon公司的PLT－22電力線實(shí)體層和8位的Neuron芯片核心，這使得LonWorks被越來越多的高級建筑所采用。

3.3 CEBus

消費(fèi)總線（CEBus）起源于1984年美國電氣工業(yè)協(xié)會的消費(fèi)電器小組制定的家電互聯(lián)的規(guī)范，1992年，它被正式命名為CEBus規(guī)范(EIA600)。消費(fèi)總線出現(xiàn)后，迅速得到IBM、HONEYWELL、MICROSOFT、INTEL-LON、DEMOSYS、LUCENT、PHILIPS、SIEMEMTS等國際著名公司的支持，在智能住宅和住宅自動化領(lǐng)域具有舉足輕重的影響。

消費(fèi)電子總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是總線型、星型、樹型或混合型。總線中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位是平等的，不需要一個(gè)主控設(shè)備。對于多節(jié)點(diǎn)競爭訪問網(wǎng)絡(luò)資源的解決方法是采用沖突檢測和沖突解決，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的控制關(guān)系通過綁定來實(shí)現(xiàn)，從而使整個(gè)家庭中的電器系統(tǒng)能成為一個(gè)智能的整體。

參照ISO的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議建議書，消費(fèi)電子總線可劃分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。CEBus在應(yīng)用層定義了一種面向?qū)ο蟮摹?yán)格的設(shè)備描述語言CAL（Common Application Language），簡稱公共應(yīng)用語言，其內(nèi)容涵蓋了家庭中可能擁有的家電。公共應(yīng)用語言采用了面向?qū)ο蟮姆椒ǎ讶我庖粋€(gè)家電設(shè)備按照功能分解成幾個(gè)預(yù)定義的對象模型。在面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，一個(gè)對象由數(shù)據(jù)和操作這些數(shù)據(jù)的函數(shù)組成。在消費(fèi)總線中，這些對象也由數(shù)據(jù)（稱為實(shí)例變量）和操作（稱為方法）組成，不同的設(shè)備可以采用相同的對象，用相同的方法操作，但是控制結(jié)果隨設(shè)備的不同而有不同的意義。

CEBus以其簡便的協(xié)議、日臻完善的技術(shù)正日益成為消費(fèi)電子設(shè)備互操作的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，CEBus通訊的低層功能已實(shí)現(xiàn)了芯片化，所以接入設(shè)備比較便宜。目前，市場上此類芯片有LM1893、ST7536、SSC-P485、CEWay-Ⅲ等。隨著載波通訊技術(shù)的進(jìn)一步成熟，CEBus將在儀器儀表、家庭自動化、智能樓宇建設(shè)、智能小區(qū)建設(shè)以及工業(yè)廠區(qū)建設(shè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。但由于CEBus接口技術(shù)比較復(fù)雜，價(jià)錢非常昂貴，因此CEBus在中國的應(yīng)用也不多見。

4. 小結(jié)

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，智能家居技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的重點(diǎn)之一，而利用總線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)智能家居又是智能家居技術(shù)發(fā)展的重要方向。文章中介紹的幾種主流總線技術(shù)都有各自的特點(diǎn)，就本項(xiàng)目而言，LonWorks網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)不錯的選擇，是我們以后研究的重點(diǎn)方向之一。