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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電氣碩士論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]供用電 安全性 可靠性 解決措施
[中圖分類號] F407.61 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-1-212-1
隨著電力企業深化革新、新的生產力和生產關系的大調整，供用電的管理要適應新形勢的要求，提高供用電的安全性與可靠性，是非常必要和迫切的。供用電的兩個重要特點就是安全性與可靠性。供用電的安全性直接影響著供用電的可靠性，而其可靠性又是安全性的一個保障。因此，應將其放在一起進行淺析碩士論文和討論。安全用電包括用電時的人身安全和設備安全。安全用電就是預防電氣事故，而電氣事故有其特殊的嚴重性：當發生人身觸電時，輕則燒傷.重則死亡；當發生設備事故時，輕則損壞電器設備，重則引起火災或爆炸。由于我們經常接觸各種電氣設備，因此必須十分重視安全用電不足，防止電氣事故的發生。供電可靠性就是指供電系統對用戶持續供電的能力，它是電力可靠性管理的一項重要內容，直接體現供電系統對用戶的供電能力。
1安全用電
安全用電就是要降低和預防各類電氣事故。常見的電氣事故有：觸電造成的人員傷亡，雷擊事故，短路和過載造成的電路系統火災、設備損壞，缺相、欠壓、過壓造成的設備不能正常運行，電氣設備失爆造成的可燃物的爆炸，以及絕緣受損、保護失效、誤操作造成的各種事故。
1.1觸電及其預防
對于人來說.安全用電就是要預防觸電。電對人身的傷害就是指電流對人身的傷害。而決定觸電危險性的關鍵兇素是觸電電壓，但觸電電壓叉與觸電方式有關。觸電方式一般有：兩相觸電、中性點接地的單相觸電、供電系統中性點不接的單相觸電。不同的觸電方式造成的危害程度是不一樣的。防止觸電的保護措施有：一是使用安全電壓；二是采用絕緣保護，方式有外殼絕緣、場地絕緣和變壓器隔離等；三是采用保護接地和保護接零：四是安裝漏電保護器；五是將帶電導體、電氣元件和電纜接頭等，都封閉在堅同的外殼內，并在電氣設備的外殼與蓋子之間設有可靠的機械閉鎖裝置，以保證在接通電源之后不能打開外蓋。而在未合上外蓋之前不接通電源，可有效防止發生觸電事故；六是對可能造成意外觸電的區域加裝隔離、懸掛標志等醒目提示，還可以設置語音提示等輔助設施。
1.2雷擊及其預防措施
雷擊事故，固然與雷擊線路這客觀理由有較大關系，而設備缺陷也有莫大關系，設備理由主要有：
（1）絕緣子質量不過關。尤其是P-15、P-20針式絕緣子質量存在缺陷，近一、兩年來，本地區頻頻發生雷擊針式絕緣子爆裂事故，引起10kV線路接地或相間短路；
（2）10kV線路防雷措施不足。1998年底開始，很多地區的配電變壓器都更換了氧化鋅避雷器，但一些較長的10kV架空線路卻沒有安裝線路型氧化鋅避雷器；
（3）導線連接器接觸不良。很多地區以前都習慣使用并溝線夾作為10kV線路的連接器，甚至連并溝線夾都不用而纏繞接線，并溝線夾連接或纏繞接線都不是的最佳連接，導線連接不良，會經受不住強大雷擊電流的沖擊；
（4）避雷器接地裝置不合格。不合格的接地裝置，接地電阻大于10歐，卸流能力低，雷擊電流不能快速流入大地。
防雷擊預防措施：
（1）更換、安裝支柱式絕緣子或瓷橫擔。
（2）安裝氧化鋅避雷器。
（3）選用安普線夾。在今后的10kV線路改造和檢修中，逐步淘汰并溝線夾作導線連接器，并嚴禁不用線夾而纏繞接線，應選用連接性能較好的安普線夾；
（4）檢查、整改接地裝置。
1.3防止誤操作的有關措施
一是進行專門培訓，使操作員熟悉操作流程；二是操作地點有操作順序的明顯標志；三是可設置閉鎖裝置，如誤操作則閉鎖不會打開而不能進行操作；四是操作時可一人操作一人監護。
1.4電氣設備的防爆
具有揮發性可燃氣體場所、可能產生爆炸危險的粉塵場所的電氣設備應具有防爆性能。對于以上場所。電氣設備的失爆極有可能引起爆炸，所以這樣的場所的電氣設備必須具有防爆性。電氣設備的防爆措施有：采用本質安全技術；采片間隙隔爆技術；采用增加安全程度的措施；采用快速斷電技術。
1.5引進新技術及使用新材料
（1）保證供用電安全必須有必要的保護。傳統的繼電保護使用的都是磁力機構.保護的動作主要反映在脫扣線圈帶動的彈簧機構是否能夠按整定要求動作，斷開電氣回路。而彈簧都會產生疲勞，會造成動作與設計不符或誤動作與拒動作，兇此我們應該不斷研究開發新的動作機構，克服這個缺陷。現在新一代電子保護脫扣器功能豐富。對電流的真實值反應靈敏，我們應該引進使用。
（2）絕緣理由造成的電氣事故也很多，所以絕緣新材料的研究也是一個很大的課題。同時，還可以對設備設置雙重絕緣結構，將主帶電體與操作制約部分隔離，保證操作者在正常操作裝置期間的安全。
（3）逐步引進自動化技術、網絡監控技術，開發各類軟件，對電網進行監控、故障預警、故障淺析碩士論文判斷、設備缺陷在線監測，以保證電網安全可靠運行。同時，還可以考慮一些線路相間采井完全的隔離.避開操作時造成相閾短路事故。
（4）在一些特殊場所或高壓Ⅸ域操作電氣設備時可采用遙控技術，可避開誤操作或其他失誤造成的人員傷產。
（5）電網的越級跳閘也是常見的一類事故.越級跳閘就是下一級的電網事故越級頂了上一級的供電設備。這類事故一般是下一級客戶設備拒動作或動作時間沒有設置好。而現在已有軟件能夠解決這一不足。
（6）完善和增加保護單元，可設置多重保護，提高保護性能，保證設備動作是在事故發生前，以最大限度地保護人與設備的安全。
關鍵詞：三坐標測量機，坐標系，檢測，ZCR-CAD
三坐標測量機（CoordinateMeasuring Machining，簡稱CMM）是20世紀60年展起來的一種新型高效的精密測量儀器。它的出現，一方面是由于自動機床、數控機床高效率加工以及越來越多復雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設備與之配套；另一方面是由于電子技術、計算機技術、數字控制技術以及精密加工技術的發展為三坐標測量機的產生提供了技術基礎。目前，CMM在生產測試中得到了廣泛應用，它幾乎可以對生產中的所有三維復雜零件尺寸、形狀和相互位置進行高準確度測量，成為現代工業檢測和質量控制不可缺少的萬能測量設備。
CMM在檢測批量產品或單件產品時，通過編程可以提高測量速度，降低勞動強度。然而，在編程中坐標系的建立是后續測量的基礎，建立了錯誤的坐標系將致測量錯誤的尺寸，因此建立一個正確的參考方向即坐標系是非常的關鍵和重要的，它直接影響測量速度和數據精度。1 測量系統的組成
本文所用的數據化采集系統為CHXY-30-17-15CTJ型三坐標測量儀及相關軟件，系統結構包括三坐標測量機、電氣控制硬件系統、計算機以及測量軟件等，有X、Y、Z三個運動方向。電氣控制裝置包括主控制單元、電機驅動電路、數據傳送接口、電源和電源保護電路等。它與測量機和計算機連接，接收測量機的位置檢測信號后傳送給計算機。系統采用ZCR-CAD和Industry3DCam軟件，完成各種三維空間曲面的數據測量和造型設計工作。
2 坐標系的建立
ZCR-CAD 提供有三種建坐標系方法，我們可以按照設計和加工基準來建立嚴格準確的工件坐標系，在工件坐標系下直接測量，與工件在測量臺上的位置、方位完全無關。
2．1 3-2-1法
3-2-1法是最基本的建坐標方式，以平面元素為主要基準，適用于箱體類機加零件; 按照此方法確定一個坐標系，需要若干基準元素。典型的情況是：1、需要兩個方向矢量作為工件坐標系的兩個軸，第三個軸按右手法則自動算出。2、需要1-3個坐標點，確定工件坐標系的原點（3個分量）。在建坐標系的對話框上（圖1），相應地用第一軸、第二軸、原點(X，Y，Z) 對應于各個基準元素的選擇操作。
典型的建坐標系的過程分如下兩個階段：
第一階段：為了在零件上建立三軸垂直的坐標系，測量機軟件首先利用面元素確定第一軸，因為面元素的方向矢量始終是垂直于該平面的，當我們利用投影到該平面上的一條線來建立第二軸時，第一軸和第二軸就保證絕對是垂直的，這樣測量機軟件就建立了互相垂直的、符合直角坐標系原理的零件坐標系。具體方法如下：使第一軸選擇框為選中態；從元素列表框或圖形窗口選擇元素，使其索引名自動填入到對應的編輯框中。碩士論文，檢測。方法一：在對話框上選擇。用鼠標雙擊列表框內的元素索引名，該元素即被填入到第一軸的編輯框內，表示該元素已被選上。方法二：CAD圖形選取。將光標焦點從測量對話框移到CAD圖形窗口；框選測量元素，看到表示選中的藍色小框出現；光標焦點移回到測量對話框，點擊選取“CAD”，即可看到元素索引名自動填入到第一軸編輯框內的結果。
1智能建筑弱電方案確定基本思路
首先分析一下結構化綜合布線的優點：
(1)結構化綜合布線使用了標準化的線纜和接插頭模塊，非常便于各樓層及本樓層間的信息點管理，使得因辦公室搬遷等因素造成的大量終端設備、電話機移位時，只需將插頭拔出、插入新的位置，然后在弱電設備間內做跳線處理或僅僅作些軟件上的更改，即可重新投入使用，而不像傳統布線那樣無統一標準。當設備需要移位時，會帶來許多管理上的不方便或需要重新布線，對建筑裝璜造成較大的破壞。
(2)結構化綜合布線的擴展能力強，因為對于五類非屏蔽雙絞線可以提供155Mb/s信息的傳輸能力，除了滿足當前各種網絡的需要外，還能滿足未來發展的需要。
根據上述結構化綜合布線的兩個優點，結合建筑物實際的各弱電系統，具有發展性和不穩定性的只有電話系統和計算機網絡系統。而對于其他弱電系統，如火災自動報警系統、保安監視系統、廣播系統、電纜電視系統等設備，具有很好的固定性，且位置一般不會移動，對于一個固定的建筑物，這些系統的設備一經選定，頻繁更新換代的可能性和必要性均很低。
根據以上所述，一般都在弱電設計中把電話系統及計算機網絡系統的配線統一納入結構化綜合布線，而對其他弱電系統保持相對的獨立性，仍采用傳統的配線方式。
然而，采用上述方法還有其他一些原因，如當前大多數弱電設備廠家的系統與結構化綜合布線系統不兼容。要想使這些弱電系統在結構化綜合布線平臺上運行，則必須增加轉換設備。例如保安監控系統的攝像機，其輸出的視頻信號通常以同軸電纜傳輸，如果將其納入結構化結合布線系統中，需在線路兩端增加信號轉換設備。顯然，這樣做既麻煩又不經濟。
2綜合布線在應用中存在的問題
應用中發現有的綜合布線產品，如三類、五類非屏蔽雙絞線其截面均為0.5mm2(美國線規AWG24)，與之相配套的配線架，出線座都只能適用于截面為0.5mm2的線纜。因此，它在支持如下幾個弱電子系統時，就存在局限性或不足。
2.1廣播系統(PAS)
根據我國電氣規范，一般將電氣設備工作電壓為220/380V(交流50Hz)、有效值24V以下的交流信號確定為弱電信號。而在廣播系統中，如采用定壓輸出，線路電壓可分為70V、100V、120V三檔。故在廣播系統中采用綜合布線，會對線纜產生過電壓，長期使用會對線纜的壽命產生不良影響。另外，廣播系統的線路用線截面一般為1.0～2.5mm2，而非屏蔽雙絞線的線芯截面只有0.5mm2，相差甚遠。
2.2火災報警及控制系統(FAS)
根據我國現行的火災自動報警系統設計規范規定：火災自動報警系統的信號傳輸線路的芯線截面，穿管敷設的絕緣導線不應小于1.0mm2，線槽內敷設的絕緣導線不應小于0.75mm2。而作為綜合布線系統的非屏蔽雙絞線其截面積為0.5mm2。顯然不能滿足我國火災自動報警系統設計規范的要求。另外，在總線制的火災報警系統中，電源線與控制線多采用1.5～2.5mm2的導線，綜合布線系統也不能滿足要求。
特別需要指出的是：我國現行消防規范要求所有消防信號線、通訊線均不可與非消防線路共管敷設。因而要用綜合布線產品支持火災報警與控制系統，必須先獲得當地消防主管部門的特許。
2.3共用天線電 視系統(CATV)
用綜合布線產品支持CATV一般都采用光纖，因此，在線路放大器、分配器、分支器的兩端要加裝適配器，這無疑增加投資，而且因中間環節增多，系統的可靠性也降低了。
以上闡述了綜合布線系統在我國支持各弱電子系統目前仍在的一些問題，那么是不是說結構化綜合布線系統不能支持上述各個弱電系統?答案是否定的。對于一座智能化程度要求很高的建筑物，在規范允許和獲得特許的前提下，可以利用綜合布線產品的光纖和各種對數非屏蔽雙絞線纜支持計算機網絡和電話通訊系統，用同軸電纜支持CATV和CCTV(監視電視)，采用截面為1.0～1.5mm2的特殊定貨的非屏蔽雙絞線支持FAS、PAS。
3結束語
目前智能建筑內，一些弱電子系統還不能完全融合于結構化綜合布線內。這既有規范條件的限制，也有產品技術規格單一的制約，以及性能價格比的因素存在。建議有關研究和生產單位，盡快研究和生產出能滿足各種線徑和不同傳輸信號要求的綜合布線系統產品，使所有弱電系統均納入結構化綜合布線。
參考文獻
[1]基于平等模式智能建筑弱電系統集成技術研究與軟件開發. 汪勇.中南大學碩士論文[D].
[2]智能化住宅小區弱電系統的研究與設計. 周舟.廣西大學碩士論文[D]
關鍵詞：輔助教學 便攜性 嵌入式結構
中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0002-01
目前，電力拖動控制線路教學在一部分方面能夠實現“教、學、做”一體化，但由于受到場地和設備的限制，理論授課與技能訓練仍然在不同的地點。同時，教學的環節仍局限在教師“設置情境―布置任務―知識講解―完成任務”的一體化教學初級階段，并未全實現真正意義上的教學做一體化。而真正的“教、學、做”一體化教學需要“設置情境，布置任務，學生自主學習，尋找解決方案，教師歸納提煉”，但要實現自主學習，僅僅依靠教材上的知識遠遠不夠，學生又不可能同時吃透多本教材和相關參考資料。另外，要達到規范的操作水平就必須經過反復訓練。但是，不同教師的授課模式不盡相同，教師授課精力有限，學生很難能夠達到良好的訓練水平。
1 電氣專業輔助教學裝置結構組成
（1）基于S3C2410最小系統架構搭建硬件平臺。現在ARM系統技術相對比較成熟，對其功能進行裁剪，進行電源模塊電路設計、復位及復位芯片配置、JTAG調試接口設計、時鐘模塊電路、SDRAM硬件設計、Nand Flash電路設計、UART串口設計、驅動電路設計，以及聯網通信進行設計。硬件框圖見圖1。
（2）操作系統移植。以ADS作為開發環境對Bootloader程序進行開發并移植嵌入式操作系統。基于FLASH、3DMAX、JAVA等軟件作為平臺，應用專家系統、多媒體信息處理、數據庫管理以及電子出版等技術，將技能訓練指導、維修過程指導、技術圖紙等信息精煉，構成高度交互能力的智能化技術手冊。教師機可以與學生機進行通信，實現教師在線進行理論和技能的教學、考核和管理，也可教師離線，由學生單獨操作學生機進行自主學習、技能操作、信息檢索、測試考核等。系統軟件系統結構如圖2。
2 電氣專業輔助教學裝置功能
2.1 理論教學功能
該系統通過仿真動畫、視頻講解、指導手冊等多媒體技術手段對電力拖動控制線路的構成、工作原理、分析方法及其安裝、調試與維修進行系統學習。具有聯網實時通信功能，實現上位機操作下位機，現實教學內容，實現教與學的同步，將課堂移到訓練場。可單機獨立運行，實現學生自主探究式學習.
2.2 操作訓練功能
該系統利用系統軟件進行模擬，使受訓人員可以按照操作規范進行電力拖動控制線路的技能訓練；學生可以在教師機的指令下展開操作，也可以獨立操作學生機，對電力拖動線路技能訓練內容進行熟悉；同時在訓練過程中系統對訓練的每一步操作目的、操作規范和關聯關系，并對操作錯誤進行提示，以幫助學生理解，反復訓練直至掌握正確的操作步驟。
2.3 考核功能
利用本系統可進行理論考核和實作考核[3]。理論考核時，系統自動生成試卷，考核學生對結構原理等知識的掌握情況。實踐考核學生通過學生機對技能訓練的操作步驟、方法進行，并與教師機進行通信，實現教師機對學生機過程監控，并有教師機給出成績，實現無紙化考核。
3 結語
該裝置在實踐過程中，學員可以在無教師講授的條件下，通過自主查詢的方式，完成電力拖動控制線路的安裝調試與故障排除訓練，大大節省了教師的講授時間，提高了訓練效果。在功能完備性，可靠性方面得到了良好的驗證，該裝置體積小，便于攜帶，同時采用的是開放式技術，可以將本技術向相關課程進行延伸和移植。
參考文獻
[1] 徐昊.基于S3C2410的嵌入式音視頻播放系統研究及應用[D].貴州大學碩士論文，2006.
【關鍵詞】單片機嵌入技術 智能家居 遠程監控 傳感技術 射頻收發 短信監控
1 研究背景
隨著科技發展，通信技術、計算機技術、網絡技術和控制技術的發展，促使了家庭居住環境的現代化、舒適化、安全化。這些發展影響到了人們生活的方方面面，改變了人們的生活習慣，提高了人們的生活質量，家居智能化也就應運而生了。傳感器技術的功能也越來越強，而且現今各種傳感器都已經標準化、模塊化。這給智能家居控制系統的設計以及廣泛應用提供了極大方便。
智能家庭控制系統是通過采用計算機技術、網絡技術、控制技術和集成技術建立起來的，一個由家庭到小區的綜合信息服務和管理系統，它也構成一個完整的集家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范等功能的綜合系統。
2 構思設計方案
在確定總體方案時，有以下幾個重要因素：首先選擇好單片機，依據設計需求來確定IO口、定時器、計數器以及附帶特定的模塊（比如AD轉換器等）。配置豐富、功能強大、價廉物美的單片機是我們首選產品。其次，被測參數的測量元件，它是影響控制系統精度的重要因素之一。再次，結合制作實際與應用實際，確定輸入邏輯控制單元和輸出驅動控制對象， 畫出整個原理圖和系統流程圖。
3 電路設計
本設計采用型號為STC12C5A60S2單片機作為主控器件MCU，應用系統由硬件系統和軟件系統組成。硬件系統由單片機以及擴展的存儲器、輸入輸出設備以及各種實現單片機系統控制要求的接口電路和有關的電路芯片或部件組成；軟件系統由單片機主、從機應用系統實現其特定控制功能的各種工作程序和管理程序組。
電路設計結構圖見圖3，主機電路圖見圖4。
4 軟件設計與編程
4.1 主機功能設計
12864漢字液晶屏顯示，全中文顯示。 未來公歷和農歷節日、記念日雙行顯示。3個獨立時鐘功能，可設置多種鬧鐘方式。多范圍整點報時功能。 7級液晶屏背光亮度調整。自動背光功能，在環境光變暗時自動調整背光。小巧美觀的外觀設計，可直立于桌面上。0～99攝氏度環境溫度顯示。利用無線數據傳輸控制 繼電器來達到家電控制了鬧鐘響應時任意按鍵 取消鬧鐘響聲。有當前設置掉電后，第二次上電依然保存。主機流程圖見圖5。
4.2 從機程序設計
主要功能有溫度傳感、開關（模擬門窗）信息傳感等信息射頻無線傳送給主機。其程序模塊主要有射頻程序、主程序、串口程序（UART）等組成。見圖6。
5 系統制作及調試
先期是PCB制作，主機、從機兩塊板制作好以后就是裝接元器件。對硬件電路是每個模塊要先行測試，確保電路板的物理連接性等沒有問題。很多模塊的測試是需要與軟件寫入后同期進行的，許多故障是在載入軟件后從硬件和軟件兩個方面去發現：一般先看硬件有無故障，然后再看原件分析，最后再結合起來調試，如此逐個模塊單一功能的解決有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累。
5.1 使用的儀器儀表及工具
PC一臺；
ME-52HU單片機仿真器一臺；
TDS210 60MHz雙蹤示存儲波器一臺；
WYK―302Bz型直流穩壓電源一臺；
MODEL HC―F1000C 型頻率計一臺；
EE1641B1型函數發生器/計數器一臺；
MF 47型機械萬用表一個；
DT 9208型數字萬用表一個；
TLW-T調溫烙鐵一把；
keil uv2，萬利V3，用C語言編程
Protel DXP開發工具一套；
5.2 硬件制作與調試
印制電路板（PCB）是電子產品中電路元件和器件的支撐件。它提供電路元件和器件之間的電氣連接。PCB設計的好壞對抗干擾能力影響很大。因此，在進行PCB設計時。必須遵守印制電路板設計原則和抗干擾措施的一般原則，并應符合抗干擾設計的要求。本次設計采用Altium公司PROTEL系列設計完成SCH到PCB的設計，并且手工完成電路焊接以及整機的裝配。
5.3 系統硬件調試
本系統的硬件調試分為以下階段進行調試：
（1）邏輯錯誤調試。
（2）器件調試。
（3）可靠性調試。
（4）電源故障。
5.4 短消息發送調試
開機后應自動對T35初始化，在主程序中和其他元器件一起初始化。其次是檢測有無SIM卡，針對與有或無，一則在屏幕上顯示有無SIM卡，二則走不同的程序。
在調試過程中分三種情況：
（1）被動查詢。家人手機向家居號碼發出“cx”（查詢首字母）后，主機收到合法指令（程序指定）后將信息更新NRF緩沖區數據并發送給從機，從機將各個數據通過射頻回送給主機，主機再將各有效信息回復給查詢號碼。
（2）被動控制。家人手機發出諸如“close_1”等合法指令，主機根據程序對應修改NRF緩沖區數據再發給從機的控制端，以實現對各個繼電器的控制。
（3）主動超限報警。當居家溫度等某個參數超出限值有災情或有檢測到認定為盜情的時候，在程序設定中有主動向某個指定號碼發出報警短信，格式視程序編寫而定。
5.5 軟件機調試
單個模塊的程序編寫和功能調試并不復雜，當所有硬件整合在一起的時候，要分別實現萬年歷、鬧鐘、背光、射頻、溫度檢測等等程序，就比較容易有問題。比如初始化，18b20、DS1302、12864、T35、N2401等等都要初始化，就需要整合，有時還會有沖突。所以寫的時候是寫在一起，在調試時候，采用是逐個任務進行調試，等逐個任務調試好以后，再使各個任務同時運行。再經過隨機全功能測試。
在調試過程中一共經歷了兩次完善：第一次制作調試的為V1.1 TEST版。第二次修改調試的為V1.2 TEST版，主要完成了以下功能完善：修復了鬧鐘 喇叭圖標響完沒有清除的BUG、修復菜單模式之后 正好碰上報時導致報時聲音錯位、新增加了鬧鐘響應時任意按鍵 取消鬧鐘響聲、新增加了所有當前設施掉電后，第二次上電依然保存。
6 總結
在生活節奏加速的今天，智能家居控制系統的出現適當的緩解了人們的生活壓力，給廣大業主帶來了安全、健康、舒適、節能的生活環境。在系統設計過程中應該會有一些欠考慮的因素需要在以后的設計過程中不斷的改進和完善。
參考文獻
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【關鍵詞】太陽能；光伏發電；孤島效應檢測
1.前言
能源是人類社會賴以生存和發展的重要基礎。世界能源以化石能源為主的結構特征，使得世界上的化石能源越來越少，甚至走向枯竭，而且化石能源應用過程中會產生比較多的污染，這些問題都一直困擾著人們。作為能源主體的化石能源如煤炭、石油、天然氣等是不可再生能源，這就表明了終有一天這些能源會用光用盡的。這種狀況更加劇了人們對不可再生能源走向枯竭的危機感。在這種情況下新能源的開發已經成為了迫在眉睫的事情。目前，人們已經找到了多種清潔能源，比如太陽能、風能、核能、潮汐能能等，其中太陽能以其清潔、限制性小、可再生等優點得到了人們的廣泛的關注。太陽能的利用形式主要有光熱利用、光伏發電利用和光化學轉換三種形式，但光熱和光化學轉化具有很大的局限性，而太陽能光伏發電是以電能為最終輸出形式的，在通用性和可存儲性上的優勢比較明顯。
太陽能光伏發電在并網過程中存在著一定的問題，就是所謂的孤島效應。在分布式光伏發電定義中，孤島效應是指當電網的部分線路因故障或維修而停電時，停電線路所連的并網發電裝置沒能及時的檢測到電網停電而繼續向周圍負載供電，這種情況下并網發電裝置同周圍負載構成一個自給供電的孤島。孤島效應會對電網負載、用戶及工作人員造成不必要的傷害，所以我們要及時判斷孤島效應，減小孤島效應的危害。
2.孤島效應檢測方法
在研究孤島效應檢測的過程中，主要有兩種方法，一種是被動式孤島效應檢測法，一種是主動式孤島效應檢測法。被動式孤島檢測方法通過監控公共點電壓等參數變化來識別孤島效應的，實現方式簡單，成本較低，但檢測盲區較大。主動式孤島檢測方法對系統施加一定擾動，使孤島狀態能通過參數變化反應出來而得到辨識，大大減小了孤島檢測的盲區，但實現方式復雜，容易對電網電能質量產生不良影響。
2.1被動式孤島效應檢測
被動式孤島檢測方法可以分為過/欠電壓檢測法，過/欠頻率檢測法，電壓相位突變法，電壓諧波檢測法，下面就對這些方法進行簡單的介紹。
過/欠電壓檢測法和過/欠頻率檢測法是檢測公共耦合點處的電壓，如果其電壓幅值或頻率超出了正常工作范圍，就立刻停止發電系統的工作。當分布式發電系統與電網處于運行狀態時，負載消耗的功率是電網輸出功率與分布式發電系統輸出的功率之和，公共耦合點的電壓由電網決定。當電網斷開時，如果分布式系統的有功功率和負載的有功功率不匹配，公共耦合點的電壓就會發生變化，當超出了正常的范圍時，孤島效應就會被檢測出來。但是，當分布式系統的有功功率和負載的有功功率匹配時，電壓的幅值和頻率都不會又太大的波動，這時孤島效應就沒有辦法檢測出來了。
電壓相位突變法是通過檢測逆變器輸出電流和分布式系統輸出電壓之間的相位差來檢測孤島效應的。通過并網發電系統和電網系統的工作原理我們知道，光伏發電系統可以通過調節逆變器使輸出電壓與電網一致，但當孤島效應發生時，電網與負載斷開，由于負載阻抗角的作用，會使分布式系統的相位發生突變，超過正常范圍的時候，孤島效應就可以被檢測出來。但是，相位差不會導致錯誤動作的閾值很難確定，因為某些負載（尤其是電動機）啟動時，經常引起瞬時相位突變，如果閾值選擇過低，就會引起誤動作，如果閾值選擇過高，當負載的阻抗角較小時，檢測就會失敗。
電壓諧波檢測法是通過檢測公共點處電壓的總諧波失真程度來檢測孤島效應的。當系統處于正常運行狀態時，逆變器產生的諧波電流流入的是一個低阻抗電網，這些小的諧波電流與低值的電網阻抗在耦合處的電壓響應僅含有非常小的諧波。然而，當系統處于孤島運行狀態時，由于負載中存在非線性負載，這些非線性負荷的電壓響應在電流諧波的激勵下將會出現高度失真，通常為三次諧波，當諧波超過正常范圍時，孤島效應就被檢測出來了。但是，同上種方法一樣，這種方法的閾值也很難確定，錯誤的閾值選擇會使孤島效應的檢測不夠準確。
2.2主動式孤島效應檢測
主動式孤島檢測方法主要分為主動移頻檢測方法，主動移相檢測方法，電壓正反饋式孤島效應檢測方法。
主動移頻檢測法是通過不斷在輸出端加一個頻率擾動，這個擾動不能太大，否則會引起電能質量的下降，當大電網沒有斷電時，這個小的擾動會由大電網糾正過來，對負載的供應的電能并沒有太大的影響，但是一旦電網斷電，頻率擾動就會迅速積累，能夠很快的超過閾值，孤島效應就能被檢測出來。對于純阻性和感性負載，主動移頻檢測法是沒有檢測盲區的，但是對于容性負載，電壓將與電流同頻但滯后于電流一定相位角，對頻率施加的擾動會被負載相位角抵消了一部分。如果兩者正好相抵，則相鄰周期間電壓過零時間間隔不發生變化，頻率不會偏移，孤島檢測失敗。
主動移相式孤島檢測方法是一種高效的主動式孤島檢測方法，其原理是通過對輸出電能相位施加一個小擾動，在與大電網沒有斷電時，電網能強制的將這個擾動糾正過來，使耦合點的電壓不受擾動的影響，但是一旦與電網脫離，相位擾動就會迅速疊加，直至超過閾值范圍，孤島效應就被檢測出來了。該類方法與移頻法一樣有實現簡單、孤島識別率高等優點，也有類似的弱點，即隨著負載品質因數增加，孤島檢測的能力降低。
電壓正反饋式孤島檢測技術的工作機理是動態地修改電流給定的幅值，一旦發現公共點電壓偏離閾值，就對電流給定的幅值作同向修改，使電壓的改變在原方向上進一步增強，直到超出正常范圍而判斷孤島。電壓正反饋式檢測法通過檢測電流的波動給定一個反饋系數，反饋系數的大小與負載阻抗的大小相關，與阻抗的性質無關，但是這種檢測方法卻只適用于小功率負載（及小容量逆變器），不能適用于大功率負載（及大功率逆變器）。
被動式孤島檢測方法通過被動地檢測電壓、電流等電量的異常變化來檢測孤島，是一種“環境友好型”孤島檢測方式，但有一定的檢測盲區；主動式孤島檢測方法通過人為添加擾動并監測電壓、頻率等電量的變化來檢測孤島，檢測更準確有效，但容易“污染”電網。
2.3展望
太陽能是一種清潔、高效和永不衰竭的新能源，隨著人們利用太陽能的技術的發展和成熟，太陽能必將成為解決人類能源問題的重要方法之一。我們有理由相信，在不久的將來，隨著孤島效應檢測技術的進步，分布式并網光伏發電必將有更為廣泛的應用。 [科]
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【關鍵詞】 獨立學院；質量監控；探討
獨立學院作為高等教育的一支新興力量，是我國高等教育方針由精英教育向大眾教育的轉變所催生的一種新的辦學機制。獨立學院的產生適應了我國高等教育規模與社會需求不平衡的國情，迅速成為我國高等教育大眾化的重要力量。教學質量作為獨立學院教育教學能力和教學水平的根本標志，獨立學院想要獲得良好的未來發展前景，加強教學質量監控體系建設在學院整體的教學質量建設中具有不可替代和不可動搖的地位。
一、獨立學院教學質量存在的問題
（一）生源質量不高
生源的學習能力和現有知識水平決定著人才培養起點的高低，會影響教育的全過程。獨立學院屬于第三批招生的本科院校，絕大多數學生的入學成績較一本、二本的學生而言低得很多。以蘭州交通大學博文學院為例，自建校以來每年新生平均錄取分數線比普通二本院校的學生要低40～60分，比一本院校錄取的學生成績要低80～100分。就整體而言，獨立學院學生學習毅力和刻苦精神不夠，生源素質較低，學生基礎知識掌握不牢固。
（二）師資隊伍素質亟待提高
1.師資隊伍結構不合理。獨立學院的教師隊伍構成主要以高校教學經驗豐富的退休教授、副教授，企業退休的具有實踐經驗的高職稱專業技術人員和應屆畢業的年輕教師構成，尤其是年輕教師占較大比例，中年骨干教師缺口較大，而年輕教師閱歷簡單、缺乏經驗，尚未完全成長起來，使得學院難以形成結構合理的專業教師梯隊。
2. 師資隊伍流動性大，不夠穩定。因為獨立學院的民辦體制較之公辦高校，無論是從人們的觀念上，還是在個人發展和保障體系的考慮上，留住人才與引進人才工作都明顯處于劣勢地位，加之受"公務員熱"的影響，許多教師只是將學院作為臨時工作的地方和跳板，不能全身心投入教學科研工作，使得學院師資隊伍不夠穩定。
（三）辦學條件不夠完善
獨立學院作為民營性質的學校，辦學資金主要來自社會投資和收取的學生學費，國家沒有任何資金投入，造成獨立學院在實驗室、圖書館建設及藏書、運動器材及場館等硬件建設方面經費投入嚴重不足，資源配置與辦學規模相對矛盾，學院教學工作的可持續發展受到明顯影響。
（四）校園文化底蘊缺乏
健康的校園文化，可以陶冶學生的情操、啟迪學生心智。然而獨立學院作為一種新的辦學機制出現相對較晚，缺乏辦學的良好傳統和文化底蘊。
基于以上因素的影響，獨立學院要想培養出合格的應用型人才和培養出的人才深受社會歡迎，獨立學院只有從加強教學質量監控方面著手，穩步提高教學質量，才能確保培養出的人才深受社會歡迎。
二、加強獨立學院教學質量監控的具體作法
教學質量是獨立學院生存和發展的關鍵，而教學監控工作是否及時、到位，將直接影響獨立學院教學質量的好壞，關系到獨立學院人才培養的質量。要做好教學監控工作，首先必須建立一個合理、有效的教學監控體系，獨立學院教學監控應抓住以下幾個環節開展工作：
（一）建立規范的教學管理制度
學院自建院以來就分別制定了《蘭州交通大學博文學院教師崗位管理暫行辦法》、《蘭州交通大學博文學院學生學籍管理規定》、《蘭州交通大學博文學院學生成績考核和管理實施細則》、《蘭州交通大學博文學院考場紀律》、《蘭州交通大學博文學院關于教考分離的管理制度》、《蘭州交通大學博文學院關于加強考試組織管理工作的意見》、《蘭州交通大學博文學院關于加強考試管理工作的意見》、《蘭州交通大學博文學院教學事故認定和處理辦法》、《蘭州交通大學博文學院教學督導委員會工作條例》、《蘭州交通大學博文學院畢業設計（論文）工作管理規定》、《蘭州交通大學博文學院學士學位授予細則》、《蘭州交通大學博文學院學位論文作假處理辦法》等共計70多項教學管理制度。
（二）加強教學檢查
1.日常教學檢查。日常教學檢查由教務處組織各系（部）教學秘書堅持每天對所有上課教師進行檢查，檢查結果每周、月、學期都進行匯總排名，在教學工作例會上及時書面反饋到各系（部）；內容主要是檢查授課教師是否帶教案，是否有遲到早退和任課教師有無隨意調課、缺課等現象存在。
2.督導檢查。督導檢查制度源于教學，服務教學，推動教學，是強化教學效果的基本動力，是保障獨立學院教育教學目標順利實現的有效機制。學院建立健全了院、系、教研室三級教學督導體系，學院安排每學期對占全院教師總人數15%的教師進行督導，其中2010年共督導教師51名，2011年共督導教師54名，2012年共督導教師71名。督導重點主要是：學院新聘專職教師、公共課和專業課的骨干課教師、外聘兼職教師和學生評教中反映問題比較多的教師。督導的方式主要采取隨堂聽課、印發督導簡報、面對面進行反饋等辦法。
3.專項檢查。除了日常教學檢查和督導檢查，學院也實行專項檢查，專項檢查活動是從主要教學環節入手，了解情況，發現問題。專項檢查的主要內容為：
（1）教學材料檢查。教學材料包括教師授課教案、教學日志、教學日歷、教師授課教材等。每學期第8周至第11周，學院實行以各系（部）自查為主，教務處抽查為輔的教學材料檢查制度，其目的主要是審查授課教師的教學進度是否與教學日歷相符、教學內容是否與大綱相符、教學方法是否使用得當等與專業教學相關的項目，杜絕了隨意更改教學計劃、更改教學內容的現象。
（2）考風考紀檢查。為了嚴肅考風考紀，杜絕考試作弊，建立由學院領導和教務人員參加的考場巡查制度，尤其是在全國大學英語4、6級考試、全國計算機等級考試等大型考試期間巡考組會加大巡查力度。我院考務巡考組在各類考試的巡查期間，發現有個別監考教師在監考期間坐著監考的情況發生，巡考組對監考教師進行了批評并在全院通報，對考試期間發現的作弊考生，按照《蘭州交通大學博文學院考場紀律》相關規定，堅決給予相應處分。
（3）考試試卷檢查。每學期期末考試結束后，各系（部）、教研室都要對全學期的調、停課情況，期末考試命題情況，期末試卷批閱完成情況進行檢查。檢查每門課程的試卷，主要檢查試題設置是否合理，是否與教學大綱所規定的各部分內容、重點、難點相吻合，分析學生的答題情況。在各系（部）對考試命題情況進行自查的基礎上，教務處組織有關人員依據課程教學大綱和考試命題要求，對有關課程考試命題情況和考試課程試卷評閱情況進行抽查分析。學生考試課程成績應嚴格按照《蘭州交通大學博文學院學生成績考核和管理實施細則》進行評定，其中平時成績占總成績的30%，學生出勤情況占總成績的10%，期末考核成績占總成績的60%。對于考試命題、試卷評閱中存在的問題，要求各系（部）予以糾正和改進，對優秀的予以表揚，對構成教學事故的予以通報。
（4）畢業設計（論文）檢查。畢業設計是培養學生綜合素質和綜合運用所學知識解決實際問題能力的重要實踐性教學環節，是衡量教育教學質量的重要評價內容。為保證畢業設計（論文）的指導質量，我院嚴格規定參與畢業論文指導的老師必須具有中級及以上職稱，每位指導老師指導的學生不得超過10名，指導教師必須熟悉自己所指導的課題內容，掌握有關資料，并提前做好準備工作；指導教師是保證學生畢業設計（論文）質量的責任人，在畢業設計期間及時解答和處理學生提出的問題；指導教師應把畢業設計作為一門特殊的課程，保證本人每周至少與學生直接見面一次，檢查工作進程和質量，每月進行一次階段性檢查，提出評價和指導意見；畢業設計（論文）題目原則上要求一生一題，如果確因課題比較大，而需要多位學生共同參與，一定要在內容、項目上有所區別，要有獨立完成的部分內容和相應要求，且一個大課題的人數一般不超過3人。學院主管教學副院長定期召開指導教師或學生會議，抽查畢業設計（論文）工作，并按學院要求組織中期檢查，及時通報畢業設計（論文）進展情況；在論文答辯之前，學院將組織專家組對各系畢業生畢業設計（論文）情況再次進行檢查（抽查）；在論文答辯環節，要求論文答辯指導委員會的每個答辯小組由3～5人組成，答辯委員會中至少要有一名副教授或高級工程師及以上職稱人員擔任組長。
（三）精心組織教學測評
教學測評，即教學成效的測量與評價，屬于階段性的自查自評，是教學過程中的重要環節。在學院內部組織教學測評有利于各系（部）及時查漏補缺，不斷修訂和完善相關制度和措施，督促教師及時改進教學方法和授課方式，彌補不足，從而加強教學，使教學質量得到穩步提高。
1.學期期末檢查。學期期末檢查先是由各系（部）自查，然后由學院派遣主管教學副院長為組長的教學測評小組深入各系（部）對各系（部）專職教師的任務課時量、實際課時量、輔導答疑記錄、作業（試卷）批改批閱情況、學生上課到課率、考試及格率、成績合格率等方面進行檢查，對在檢查中發現的問題督促各系（部）及時改進。
2.年終教學測評。年終教學測評成績由學院領導測評成績、教學民主測評成績和教學工作考評小組測評成績三部分組成，學院領導測評成績占20%，教學民主測評成績占30%，教學考評小組測評成績占50%。為了檢查各系（部）教學工作的落實情況，學院每年年終都要成立專門的教學工作考評小組，考評小組深入各系（部），對各系（部）教師的教學質量、學生學習成績、學科專業建設質量等環節進行測評檢查；測評依據《蘭州交通大學博文學院學年教學測評標準》，采用打分排名次的方法，對測評中得分高的教學單位和個人給予物質和精神獎勵；對測評結果靠后的教學單位和個人在測評結束后，測評小組將測評結果和測評中發現的問題及時反饋到各教學單位和個人，以便督促各教學單位和個人進一步改進工作，確保學院教學工作的正常開展和學院教學質量的穩步提高。
3.學生評教。學生評教由教務處采取隨機按班級調取學生名單，學生評教每學期一次，通常在每學期第8到第10周進行。學生評教方式采取問卷調查和召開學生座談會的方式進行。
（1）問卷調查。每學期通過問卷調查的形式，由學生作為課程教學評教的主體，對教師的教學質量進行評教，問卷的主要目的是改善教學效果提高教學質量，同時對教師作出科學、合理的評價。
學生問卷調查對教師評價分四個等級，從近幾年的問卷調查結果來看學生滿意的教師占教師總人數10∽15%，比較滿意的教師占教師總人數的30∽50%，一般的教師占教師總人數的30%，不滿意的教師占教師總人數的5%。
（2）召開學生座談會。學生是教學活動的主體，是教學質量評價信息的重要來源，通過召開學生座談會，聽取和了解學生對教學各環節的意見和建議。例如在學生座談會中有學生反映兼職教師對學生輔導答疑幾乎沒有，作業批改量少，結果使學生在學習中遇到的問題永遠難以解決。還有學生反映年輕新聘教師授課方法簡單、重難點不突出，以致很難調動學生課堂學習的熱情，教學效果不甚理想等等。
通過學生評教，可以讓學生參與課堂教學，充分發揮學生的主體性作用，通過學生評教可以進一步增強廣大教師教書育人的責任感，促進教學改革，提高教學水平。
三、獨立學院加強教學質量監控的實踐成果
蘭州交通大學博文學院在11年的辦學歷程中，始終重視教學質量的提高，逐步形成了一套比較適合獨立學院教育教學實際的、行之有效的教學質量監控體系，保證了學院良好的教學狀態。
教學質量監控體系的有效運行，從根本上鞏固了教學工作的中心地位，提高了教學管理工作水平、改善了教學管理手段。師資隊伍得到優化，學習，學術氛圍日益濃厚，學院被社會的認可度逐漸增加，學生就業率連年上升，教師科研成果顯著。
學院在2011年榮獲"2011全國教育管理創新百佳典范院校"稱號，學院陳玲院長榮獲"建黨90周年?2011中國最具社會責任教育家"等榮譽稱號。
學生不斷規范自己的學習行為，形成了趕、幫、超的良好氛圍。畢業生就業率逐年上升，其中我院2010屆畢業生就業率為82.6%，2011屆我院畢業生就業率為85.51%，2012屆我院畢業生就業率達到87%；土木工程、電氣工程及其自動化、機械設計制造及其自動化等專業的畢業生未畢業就已與用人單位達成就業協議。學院2014屆畢業生在2013年11月份就有1211人與用人單位提前簽訂就業協議。學院報考研究生的人數也逐年增加，考上重點高校攻讀碩士研究生的學生比例連年攀升。例如：2011年全國碩士研究生招生考試中我院07級電子信息工程班學生蘇麗亭同學以417分的優異成績被河北聯合大學錄取；全國大學英語4、6級考試中我院學生考試通過率一直居于省內同類院校前列，如2011屆畢業生CET4通過率4年累計達到83.9%；全國大學英語競賽中我院獲獎學生人數連續多年位居省內高校前列；學生科技素養不斷提高，高教社杯全國大學生數學建模競賽我院參賽隊2010年獲得本科組甘肅賽區一等獎，2011年獲得本科組甘肅賽區二等獎，2012年獲得本科組甘肅賽區特等獎、全國二等獎的優異成績；模范個人、模范事跡不斷涌現，在2008年汶川抗震救災中我院經管系張玉龍同學榮獲中國紅十字會授予的"抗爭救災優秀志愿者"稱號。我院機電工程系09級學生陳居昌在2013年榮獲中國紅十字總會授予的"優秀紅十字志愿者"稱號。
2013年5月份我院聯合北京大學民營經濟研究院成立課題組，共同研究"中國獨立學院創新教育理論與實踐-蘭州交通大學博文學院創新教育與專業教育成果交流"，擬在今年12月結題上報，爭取成為國家級研究課題。近年我院教師在國內各種期刊累計300多篇，學院教師主編、參編教材23部，其中國家級規劃教材5部。
在2013年11月由甘肅省教育廳組織的專家組對我院的教學工作檢查后，反饋意見認為：
1.蘭州交通大學博文學院辦學指導思想明確，定位準確；學院領導重視教學工作，教學工作中心地位突出。
2.繼承蘭州交通大學的辦學傳統，堅持以"為工業強省服務，創一流獨立學院"為主導，以鐵路事業和裝備制造業的需求為導向，初步形成了土木工程類、電氣工程及其自動化、機械設計制造及其自動化等骨干專業為核心的三大專業群，培養了一大批"用得上、靠得住、留得住"的應用型專業技術人才，為全國鐵路事業蓬勃發展和裝備制造業振興做出了較大貢獻。
3.建立了多層次、較為嚴格的教學質量監控體系；重視學生實習實訓基地建設，推動學生實踐能力的提升；教學基礎設施建設投入力度大、成效顯著；注重師資隊伍建設，為改善教師的生活條件和提高學歷層次做了卓有成效的努力。
4.重視實驗室建設和實踐教學，實驗室建設投入力度大，學生實驗實訓條件改善明顯，實驗室運行管理機制有效。
四、結語
獨立學院加強教學質量監控體系建設，是保障其教學質量不斷提高的一種有效機制，也是當前高校教學管理的重要內容。通過加強教學質量監控體系建設，及時獲取教學過程中各要素、各環節工作狀態的信息反饋，對教學過程進行準確客觀地監控、評估和調整，以有效的手段約束和激勵教學過程的組織者和實施者，使獨立學院的教學質量持續提高，并有效地進入良性循環的軌道。獨立學院加強教學監控體系建設，對獨立學院在當前社會競爭日趨激烈的狀態下，不斷地提升其辦學水平和社會地位有著重要的現實意義。
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【關鍵詞】招標投標;投標報價;電力工程;決策
引言
自從1984年我國引入招標投標制度以來，在世界銀行貸款項目強制實行國際競爭性招標投標制度的帶動下，加上國內市場經濟體制的健全與完善，至今已逐步與國際接軌，朝著健康、規范化的方向發展。經過近二十年的實踐，招投標制度在我國工程建設、設備及材料采購、政府采購等方面得到了廣泛的應用。國家電力公司為了在電力工程建設的全過程推行招投標，規范招投標行為提高招投標管理水平。在國內招投標，目前初步形成電力工程設計、設備、主材供應、建設監理、工程施工等系列招投標體系。由于改革開放初期，經濟發展速度、地理經濟環境等諸多因素的制約，東南沿海快于中西部地區，發展很不平衡。計劃下達承包經營方式、多方協商、議標切塊分包經營方式與社會公開招標承包經營方式三足鼎立各有市場。在國際方面。我國缺乏行業管理和對策，缺乏經驗交流機制，只有少數省市電力公司以初級的勞務輸出方式，在亞非地區占有一定市場，其工程基本是在別的公司總承包下的分包，僅僅是施工勞務的輸出，在電力設備的輸出只占有很小的比例。各電力建設公司在資金、人才、技術方面與日本、韓國相比，還有很大差距[1]。
1.電力工程特點概述
由于電力工業的行業特點，使得電力工程具有它的特殊性[2]。
具體有：
（1）投資大
一般的電力建設項目，尤其是新建項目都需要比較龐大的投資。
（2）技術密集
電力系統同時具有資金密集和技術密集的特點，專業面廣、各項技術發展迅猛。
（3）對工程質量要求高
由于電力屬于公用事業，對國計民生影響甚大。因此，無論是過去還是現在，對電力工程的質量都提出很高的要求。
（4）注重安全
無論在工程建設期還是投入運行以后，電力工程的安全都受到相當的重視。
（5）工程進度的控制和工程的經濟效益評估將越發顯的重要
電力工業正逐步走向市場經濟，無論對電力工程本身或者對社會經濟生活的影響都要求注重對進度和投資的控制。
1.1 送電工程施工特點
送電線路按電流分有直流與交流，按架設形式分有架空輸電線路與地下電纜和海底電纜，其專業性強，施工要求質量高。送電線路沿線地形復雜，基礎類型和桿塔型式多，因路徑地形不同而桿塔型式的選擇與結構也不同（有鋼結構及預制混凝土桿，在跨海與跨江的高塔中，普遍使用了鋼管結構的高塔）。送電線路跨度大，塔高高，高空作業施工難度大，質量要求高。這些給投標前的現場調查和以后的施工都帶來極大的麻煩。送電線路施工受季節氣候影響大，立桿、架線施工困難。由于沿線地形復雜，交通不便，所以運輸桿塔材料、成品、半成品及地方性材料等困難。
1.2 變電工程施工特點
高壓大型變電所的專業電氣設備多，技術先進，施工質量要求高，工期短。大型主變壓器，體積大，整體設備運輸量重，要加固橋涵和道路，有的因超限需要采取特殊的運輸方式和大型起吊裝卸機械。大型變電所處于邊遠、山區、高海拔山區。設計施工條件復雜、要考慮特殊要求。
2.招標方式
工程施工招標與投標是激烈的市場競爭活動，招標人（建設單位）希望通過招標以較低的價格在較短的工期內獲得技術先進、品質優良的建筑產品。投標人（施工單位）希望以自己在技術、經驗、實力和信譽等方面的優勢在投標競爭中獲勝，占據市場，求得發展。大中型工程國際招標時，經常采用的招標方式一般可分為公開招標（又稱無限競爭性公開招標（Unlimited Competitive Open Bidding）、邀請招標（又稱有限競爭性選擇招標（Limited Competitive Selected Bidding）、兩階段招標（即先進行技術方案招標，技術標評標通過者，才允許投商務標（Two-stage Bidding）和議標（也稱談判招標或指定招標（Negotiated Bidding）四種方式。其中常被采用的是公開招標和邀請招標兩種方式[3]。
3.基于決策樹法的投標項目選擇
企業要想選擇適當地投標項目，首先要了解有哪些項目在招標，并收集和掌握有關招標項目地各項情報和信息，做到早期跟蹤。在當今信息發達地社會里，這一點對選擇有利自己的招標項目，預先有目的地做好投標準備工作，爭取投標獲勝非常重要。否則，實現完全不了解招標項目情況，等見到招標廣告后再去投標，往往因為時間緊迫，倉促上陣而陷入被動，容易造成失誤，失去中標機會。對招投標項目的調查，使企業對招標項目本身有了一個大概的了解。但是選擇哪些項目投標最為有利，仍然是一個很難估計和把握的問題，需要考慮的因素很多。投標或棄標，首先取決于投標單位的實力，包括技術、經濟、管理、信譽等方面的實力;其次還應對工程信息、進行查證，了解工程項目情況、工程所在地情況、業主和監理工程師的情況、進行競爭對手和競爭形勢及風險的分析等。這里只從獲利大小這個因素來分析，從中選擇期望利潤值最大的項目，作為投標項目。選擇方法利用決策樹法。根據概率分布進行決策，是有一定風險的，故稱風險決策。決策樹法是解決風險型決策的最好方法之一[4-5]。
4.投標報價風險識別的因素分析[6-7]
投標報價風險識別的目的是辨別影響項目目標實現的各種因素存在的可能性并予以分類，按風險的重要性別列出風險因素清單。風險識別的方法是風險調查（現場考查、利用統計資料、詢問、分析財務報表、作環境分析等）和預測、請中介組織咨詢和預測。風險識別的范圍有信息、技術、組織、合同、管理、自然、環境、市場、經濟、政治、社會等方面與工程投標有關的廣泛領域。投標階段的風險因素的識別標志是否對中標有影響，是否可能造成造價和工期損失。這個階段的風險因素如下：
（1）信息取舍或信息失真風險
在市場中的信息很多，這些信息雖然有一部分是真的，但是否都值得追蹤卻不見得。在電力投標市場中，應更相信官方的信息。比如國家電網公司的信息會，地方電力公司關于某工程已經通過可行性研究的通報，以及電力建設的計劃等。
（2）中介風險
中介業務對商業交易有其獨特的貢獻，但中介業務會給交易帶來風險。在電力市場中，不要輕易相信某個中間人拍胸脯保證能拿下項目，而盡量通過正規的渠道與業主建立聯系。
（3）保標與買標風險
業主買標指業主為了壓低報價，花錢雇傭一兩家投標人投低標，開標后要求報價較高而又想中標的承包商降價。承包商買標指若干承包商出于統一策略，內定保舉一家公司中標而不冒標價過低的風險。無論是業主買標，還是承包商保標都會給承包商帶來風險。在電力工程市場內，為了長期生存、發展的戰略，承包商絕對不要為了一時的利益而采取買標的措施。
5.投標報價風險防范的幾種方式
投標報價的風險是不確定的，只有在特定條件下才會發生和造成危害，而條件的形成直到成熟有一個過程，在這個過程中，總會有某些跡象和征兆出現，這就提供給人們防范風險減輕損失的可能性[8]。
5.1 風險回避對策
此對策是通過回避項目風險因素而避免可能產生的潛在損失。該對策有三類：一是拒絕承擔風險，如承包商被邀請對某項工程投標，但由于施工條件十分困難，且利潤不高，則故意投高標造成失標以回避風險;二是將已經承擔的風險主動放棄以避免更大的風險，
5.2 損失控制對策
該對策是通過制定風險控制方案減少損失發生的機會，或通過降低發生損失的嚴重性處理項目風險。損失控制對策所采取的手段分為損失預防手段和損失減少手段兩類。前者旨在減少或消除損失發生的可能性，如承包商要求在合同條款中賦予其索賠的權利也是為了防止業主違約或發生不測事件;后者旨在降低損失的潛在嚴重性，如購買期貨材料以降低材料可能上漲的因素。
5.3 風險自留對策
風險自留對策是由自己承擔風險所造成的損失，是一種重要的財務性管理技術。該對策有兩種類型：一種是計劃性風險自留，即風險管理人員通過一定的財務支出而有計劃地、不斷地降低風險的潛在損失;另一種是非計劃性風險自留，即當風險管理人員沒有認識到某種風險存在因而沒有處理項目的風險準備時，為排除已發生的風險，增加一筆開支，這筆開支是非計劃性的。
5.4 其他對策
風險管理對策還有風險分離、風險分散和自我保險等。風險分離是將各風險單位分割開來，以防止發生風險后產生連鎖反應，為了盡量減少因匯率波動而導致的匯率風險，承包商可以在不同的國家承接工程、采購設備;風險分散是通過增加風險單位以減輕總體單位的風險壓力，達到共同分擔風險的目的，如將風險大的工程分散給多個單位施工，進行多種經營等均屬于風險分散，對于工程承包商，風險分散應成為其經營的主要策略之一。
6.結論
隨電力工程市場的全面開放，電力施工企業承攬工程項目的主要途徑就是參加工程施工投標，而投標報價是進行工程施工投標的核心，它直接關系到電力施工企業投標的成敗。
而投標報價過程關系到承包商能否中標及中標后能否贏利，由于這一過程涉及多方面的知識和信息，技巧性和策略性較強，而這一研究又可以帶給承包商顯著的收益，因而具有重要的現實意義。
參考文獻
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關鍵詞：教學；理論知識；社會實踐；學習興趣
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0181-02
辯證唯物主義認識論的觀點認為，在教學活動中學生掌握知識的過程是一種認識過程，這個過程是在實踐的基礎上，沿著由生動的直觀認識到抽象的思維認識，并從抽象的思維認識到實踐的路線進行的。同時，教學過程中學生的認識又具有其特殊性。它是學生在教師指導下，以掌握人類歷史上積累起來的書本知識為主的認識過程。這些，決定了理論聯系實際應該成為教學的基本原則之一。
理論聯系實際原則，是指教學必須堅持理論與實際的結合與統一，用理論分析實際，用實際驗證理論，使學生從理論和實際的結合中理解和掌握知識，培養學生運用知識解決實際問題的能力。堅持理論聯系實際原則能夠保證學生所學的知識與社會實踐不致脫節，學生掌握的知識能夠運用或回到實踐中去。
教學的主要任務是傳授和學習理論知識。基礎理論知識反映了自然界、社會和人類思維發展的最普遍的規律，對實踐具有廣泛的適應性和指導作用。教學中貫徹理論聯系實際原則，最主要的是要正確處理好書本知識和現實生活實際的關系，關鍵在于保證理論知識的主導作用；同時在理論知識指導下，把教學和生活、間接經驗和直接經驗、觀點和材料結合起來，鼓勵學生參與各種實際活動。結合教材系統的理論學習，恰當地聯系具體實際，使學生了解所學理論知識的實際意義，幫助他們獲得必要的直接經驗和事實材料，以便他們更好地掌握書本知識和間接經驗。教學中貫徹理論聯系實際的原則，還要求創設形式多樣的活動情境，使學生把知識運用于實踐，如練習、實驗、實習、參加一定的生產勞動和社會活動，學會讀、寫、算及其他一些學習的和勞動的基本技能，學會獨立地創造性地運用知識。
當前電工學習、教學中存在的主要問題有：學生的學習興趣淡薄、學習的積極性不高，覺得所學知識沒有實際用處，與今后的實際工作聯系不大，對所學知識缺乏感性認識，運用所學知識解決實際問題的能力低，知識掌握的不扎實，知識的遷移能力差，改變問題相關條件及環境就無法運用、學習中缺乏科學探究經歷等。根據教學大綱對電工課程標準的要求，以及對當前電工教學中存在問題的思考，結合電工學科的教學特點，堅持理論聯系實際的原則，將學生的生活、社會體驗與電工課堂教學有機地結合起來是非常有必要的。
在電工教學中堅持理論聯系實際的原則就是讓學生在生活和社會實踐的體會中主動地學習，更好地促進知識的建構、遷移，使理論知識更好地應用到社會實踐中。實踐研究主要以電工課堂教學為依托，將豐富多彩的學生生活、社會實踐體驗與枯燥抽象的電工課堂教學相結合，針對電工課程內容創設聯系學生生活的課堂情境，進行案例實踐，重點探索解決電工課堂教學與學生生活實際相脫節的問題，為改進電工教學和學生學習提供參考依據。在教學實踐中主要研究電工課堂教學情境的創設，重在創設真實的、貼近學生生活實際的實驗情境、問題情境、遷移情境、實踐情境、習題情境等，把情境教學應用于課堂教學中，創設良好的電工學習環境，目的在于激發學生對電工課程的學習興趣和積極性，培養學生理論聯系實際、學以致用的意識，提高學生對電工知識和現象的觀察、理解、實驗操作、科學探究等綜合能力，促進學生對知識的理解、記憶、鞏固、建構和遷移，提高學生解決問題的能力，進一步培養學生的自主學習和創造性學習的能力，提高實踐能力。
在電工教學中，老師首先要把基本原理講清講透，為學生打好理論基礎；其次要培養學生用所學的理論去分析和處理現實中存在的問題的能力。為此，在教學中教師必須密切聯系實際，例如在講授三相交流電路時，可以結合日常生活中用電系統詳細講解。每個學生都知道和使用三相交流電，可對它的工作原理真正地了解的很少，對于日常生活中電工知識，學生還是很有興趣去學習并掌握的。在教學過程中，教師應根據煤礦生產中實際應用，結合學生今后工作，把深奧、抽象的理論通過運用貼近現實、具體易懂的實例來闡述，可以具體的講解以后工作中將接觸到的一些電氣設備，講解其工作原理，使理論與實際相融合，是至關重要的。只有這樣，才能避免空洞的說教，激發學生學以致用的學習熱情和興趣。
同時課堂氣氛對教學也有極大的影響。教師應營造民主、寬松的教學環境和氣氛。傳統的“填鴨式”教學已不適應時代的需要。課堂上師生間不溝通、不互動，是不會有好的教學效果的。教師必須使用各種手段，使學生變被動為主動，激發他們的學習興趣和求知欲望，啟發他們去發現問題、思考問題，并培養他們解決問題的能力。為此，教師可采用“提問式”教學及安排課堂討論的教學方式。現在的學生知識豐富，思想活躍，渴望溝通和交流，有較強的表現欲和探求欲，必須給他們提供展示自我的機會。在每堂課的教學中，可根據具體內容，在講授前首先提出問題，啟發學生去思考，并尋求解決問題的辦法。比如，講到渦流損失時，可以提問：在日常的家用電器中，哪些是利用渦流損失的？教師可以引導學員了解各類家用電器的工作原理，講解電磁爐是利用了渦流產生的熱量來工作的。這樣引起學生的興趣和思考，再引導學生去認識渦流損失的原因，以及它的利與弊。這樣可以加強學生對相關問題的理解。
其次教師應使用現代化教學手段，比如：多媒體教學。“一塊黑板、一支粉筆”的傳統教學模式已經過時。要達到直觀生動的教學目的，多媒體教學是最好的方式。它可通過文字、圖像、聲音，形象直觀地展現教學內容，加深學生的印象，增加他們對教學內容的理解，提高教學效果。電工教學中涉及到許多電器元件，單純地依靠書本，有些內容學生覺得枯燥無味，難以理解，而如果采用煤礦生產現場的實物圖來演示、講解，既直觀形象，易于理解接受，也為學生今后的工作打下基礎。
參考文獻：
[1]王雪凌.理論聯系實際：理論課教學的基本原則[J].揚州大學學報·高教研究版，2011，（6）.
關鍵詞：農網規劃電網建設建議
1、引言
1998年國務院作出了關于農電“兩改一同價”的重大部署。經過多年來的建設和改造，農村電網發展規模、裝備水平，管理基礎和服務能力都上了一個很大的臺階，但農網所面臨的建設和發展任務還十分艱巨。如何進一步提高農網規劃建設水平，這一新課題擺在了各位農網建設者的面前。
2、農網規劃存在的問題
經過10來年的農網改造，農網規劃和建設的水平已大大提高，但目前，農網還普遍存在的問題有以下幾方面：
(1)農網規劃中由于原始資料收集困難、數據不可靠等問題，加上地形復雜，使得規劃帶有很大的盲目性。(2)缺乏對農網的整體規劃，造成農網結構不合理。當負荷增長時，往往就近拉一條線，臨時應付；對于過載線路或臺區，簡單化地加大導線截面或增大配電變壓器容量，造成網絡結構混亂，資金使用不合理，給電網的安全經濟運行帶來隱患。(3)隨著整個電網變得越來越復雜，農網設計中以往那種人為臆斷和局部最優的規劃方式會給電網的運行、發展帶來隱患，使資金盲目使用的可能性加大。(4)農網低壓網絡薄弱，設施老化、發展不平衡等問題突出。(5)現有農村配電網是輻射型供電接線模式，不能滿足“N-l”原則，將無法對上級電網形成有效的支持，降低了線路供電可靠性。
上述不足造成了目前我國農網建設缺乏統一、長遠規劃的局面，往往在某地區負荷發展到一定階段，出現了運行上的問題或發現了存在的隱患，就在該地區建設或局部進行技術改造。這種“哪里需要哪里建的應急工程”的建設模式，導致了電網拓撲結構凌亂和運行方式復雜、沒有擴展余地、可靠性不高等問題。
3、加強農網規劃建設，提高農網安全運行水平
對農網的建設和改造工作采取全面部署、抓住重點、分步實施的辦法，堅持做到統一規劃、統一標準、統一管理，以安全穩定為基礎，全面改造農村高低壓電網，從改造現有電網入手，“新建與改造相結合，近期與遠期相結合”，努力建成網架堅實、布局合理、裝備先進、自動化程度較高的農村電網。
3.1 科學規劃農網、提升改造水平
農村配電網規劃是農村電氣化和電力發展規劃的重要組成部分。農村配電網規劃的相關內容應納入當地發展規劃，與城鎮的規劃相互緊密配合、協調并同步實施，以適應農村城市化發展的需要。
3.2 制訂合理的配電臺區
根據農村用戶聚居位置、供電戶數、地形等綜合因素，針對農村用戶居住分散，負荷不集中，電力設施陳舊，設備老化嚴重，供電半徑大，高耗能配變多，依據《農村電網建設與改造技術原則》，在規化設計中重點改善農村配電網的網絡拓撲結構，新建和改造結合，以供電安全、合理、可靠為前提，力爭做到技術上先進、經濟上合理。變壓器的位置選擇在地勢較高，高、低壓線路進出方便及公眾不易聚居的地方，從而方便了檢修和維護。合理選擇變壓器容量，過去在選擇配電變壓器時，由于缺乏科學分析，“大馬拉小車”現象普遍存在，不僅增加了一次性投入，而且還增加了損耗。
3.3 降損節能，改善電能質量
可考慮加裝補償裝置，實現無功優化。在配電網的無功補償方面，根據分級補償、就地平衡的原則，在農網改造中確定無功優化方案。以臺區為單位，從電網的末端入手，優先補償低壓電動機和配電變壓器的無功負荷，采用集中補償與分散補償相結合。加強對無功補償裝置管理，推廣自動投切裝置。使變壓器10 kV 側的功率因數達到0.95，100kVA及以上用戶的功率因數達到0.90，一般農業用戶的功率因數要求達到0.85，對高能耗配電變壓器的改造，原則上以更新為主，在10kV 線路末端、用戶的變壓器二次側、低壓線路末端的計量點選定電壓監測點，安裝電壓監測表，對電壓合格率的情況應每月進行一次技術分析，并針對薄弱環節采取改進措施。
3.4 加強農村電網的防雷保護
鑒于農村電網片大面廣，設備數量多，雷擊損壞設備的事故頻發，農電公司高度重視在農網建設和改造中的過電壓保護問題，重點做好防雷保護工作，嚴格做到“臺臺設備有保護，條條線路有重合”的基本要求。
(1)使配電線路保持正常的絕緣水平，防止直接雷擊事故。消除絕緣薄弱點，降低桿塔的接地電阻。架空線路上的各種電氣設備，如柱上斷路器、隔離開關、電容器及電纜終端等亦應加裝避雷器保護，以提高其耐雷水平。(2)將配電變壓器作為配電網的防雷重點，在其高、低壓兩側均安裝避雷器。優先選用金屬氧化物避雷器，安裝位置盡量靠近變壓器，以提高保護效果；其接地線應與配電變壓器的金屬外殼、低壓中性點“三位一體”共同接地，接地電阻值、防雷引線的截面積、引線連接頭、接地體的埋設都要符合相關規程要求，低壓線路要求做好重復接地。
3.5 加強與政府溝通，共同規劃好農村電網
農網改造工程是一項復雜的系統工程，涉及的點多、面廣，需要得到當地政府、村委會、群眾的支持和社會各界廣泛關注。多年以來，當地政府和村委會領導對農網改造給予了極大地支持和幫助，解決了許多困難問題，為農網改造提供了方便。
4、對新農村電網規劃建設的建議
建設社會主義新農村為農村電網發展帶來了新的機遇，也提出了更高的要求。對照新農村“生產發展、生活寬裕、鄉風文明、村容整潔、管理民主”的建設標準，當前的農村電網技術還處在較低的水平。鑒于農村電網系統的特殊性，本文對新農村電網規劃建設提出以下建議：(1)增加220kV及110kV 變電站布點，為下級電網發展建立堅強的基礎。(2)避免變電容量重復建設，減少變壓層次，應充分發揮220kV變電站的10kV容量，向10 kV用戶專變和現有的靠近220kV變電站的10kV系統變直供。(3)目前廣州市的城網也已相對滯后，而農網線路超載的現象比較嚴重，應在加大力度建設城網的同時增強對農網的建設。(4)合理控制10kV線路的送電距以離降低線路損耗，實踐證明每降低一個百分點的線損都將產生巨大的經濟利潤。(5)在電網建設項目中，政府應推出相應政策加大對規劃中的變電站選址和線路走廊土地資源的控制力度。
參考文獻
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Abstract： With the continuous development of the technology of the Internet of things， people's expectations and definition of the family no longer stick to the traditional way of life. The smart home has become a hot research in the field of information technology in recent years. In this paper， the smart home design of Internet of things is based on FPGA technology. It can collect the information of temperature， humidity and light intensity in real time， implement the environmental control system， intelligent fish raising system， intelligent food and beverage systems， multimedia control system， security alarm system and other functions， and provide new physical network smart home life experience for the users.
關鍵詞：智能家居；FPGA；ZigBee；無線傳感器節點
Key words： smart home；FPGA；ZigBee；wireless sensor node
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）18-0068-02
0 引言
智能家居系統的概念起源于上世紀70年代的美國，隨后，傳播到歐洲、日本等國并且得到了很好的發展。在我國，智能家居這一概念推廣較晚，約在90年代末家居智能化系統才得以進入國內，但發展速度驚人。隨著物聯網技術的不斷發展，根據人們需求而開發設計的智能家居系統擁有更加優越及復雜的配置，可以將家庭中各種通信設備、家用電器以及家庭保安裝置通過物聯網技術連接起來，實現環境控制、養魚養花、燒水煮飯、多媒體控制及安全報警等功能，并可以異地監控、管理、報警，為住戶提供安全舒適、高效便利的學習生活及工作環境。
由于智能家居系統還缺乏統一明確的國際標準，許多公司開發出的產品都是基于自己組網和信息交換協議，很多產品是針對特定的組網環境開發的，部分核心技術沒有對外公布，技術復雜，直接導致了使用范圍的局限性。再者，缺乏對應的第三方產品，各個接入設備之間不能兼容，互操作性差，不利于產品的擴充，因而進一步局限了產品的發展。再加上有的系統成本過高，嚴重影響了產品的普及。本文通過FPGA構建了一個嵌入式控制處理平臺，利用FPGA技術低功耗、定制性高、擴展性強、接口靈活等優點，實現了物聯網智能家居控制部分的設計，能夠滿足家居需要。
1 FPGA在物聯網智能家居中的應用
目前常見的智能家居系統大多基于ARM的嵌入式系統，這類系統并不能同時支持多種無線通信協議。通過整合多種無線通信控制方式，來實現基于FPGA的物聯網智能家居控制器，為智能家居的控制領域探索了一種新可行性的方法。利用FPGA芯片可自由定制以及接口靈活性的特點，設計智能家居控制器各個模塊，相比ARM單片機支持串口少的短板，可以使系統在同一時刻支持多種通信方式，從而使系統具有更高的適應性和可擴展性，能夠同時控制多達31個家用電器，基本滿足日常家居需要。基于FPGA的物聯網智能家居在設計實現的過程中，使用了Quartus II等集成開發環境，以及ModelSim專業仿真工具，利用Verilog HDL硬件描述語言，在Altera公司的DE2開發板上進行開發設計。
2 基于FPGA的物聯網智能家居設計
2.1 系統功能
基于FPGA的物聯網智能家居系統能夠最大限度地使家居更加智能化，其三大關鍵功能是通過網絡信息終端進行信息的獲取、處理以及，進行信息的及時反饋；對相應的單元以及一些機構進行控制，實現實時監測；兼容性一定要足夠強大。該系統特色功能具體如下：
①環境控制系統：對室內溫度、濕度、亮度進行實時測量，通過人設模式控制空調、加濕器、窗簾、燈光等設備達到宜居的室內環境；②智能養花系統：通過測量相關參數，提供澆水、施肥、遮蓋陽光等功能，可以遠程監控養花，或者自動養花；③智能養魚系統：通過測量相關參數，提供補氧、喂食、控溫、換水等功能，可以遠程監控養魚，或者自動養魚；④智能餐飲系統：通過控制燒水壺、微波爐、電飯鍋等設備電源及煤氣開關，完成燒水、蒸煮、烹飪等功能，可以遠程監控完成或自動完成；⑤多媒體系統：通過開關控制，可以遠程操控電視、音響、電腦等設備；⑥完全報警系統：通過測量相關水電氣參數或者紅外感知參數，對室內實時監控，如有危險提示則報警。
2.2 系統架構
該系統是以單個家庭為單位進行安裝，智能家居控制臺采用大唐移動公司研制的智能家居控制試驗箱，ZigBee中心節點采集環境信息。FPGA相當于智能家居系統中的管理中心，其核心是采用Altera公司推出的32位高性能軟處理器nios2與每個子節點連接。管理中心通過串口可根據接收到的ZigBee中心節點數據進行處理，并通過家庭總線系統與其他節點設備進行關聯操作，實現家庭環境的監測與管理，從而為用戶提供安全、舒適的生活或工作環境。智能家居控制器系統結構圖如圖1所示。
2.3 硬件結構
2.3.1 FPGA部分
系統的核心控制部分由FPGA實現，其設計思路是：采用Altera公司DE2-70開發平臺來完成系統設計，從ZigBee網絡傳輸過來的數據經過串口后存儲到DE2-70開發板上的SDRAM中，在FPGA控制平臺上，由Altera的IP核構成Nios II軟核，并植入FPGA芯片中，然后通過軟件編寫來實現FPGA控制平臺的功能，然后系統從SDRAM中讀取數據后將溫度、濕度等信息顯示在LCD液晶屏上。FPGA系統的Nios II軟核結構如圖2所示。
2.3.2 無線傳感器節點
無線傳感器模塊由ATMEGA128和CC2420組成，CC2420通過SPI總線連接到ATMEGA128。CC2420是Chipcon As公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4標準的射頻收發器，該器件包括眾多額外功能，是第一款適用于ZigBee產品的RF器件。該模塊能夠在低電壓低頻率模式下開始工作，同時能夠進行低功耗操作，還能夠支持許多種不同的低功耗模式，例如睡眠模式以及深度睡眠模式等，都是可以實現的，從而達到系統更加智能化的目的。無線傳感器模塊如圖3所示。
2.3.3 ZigBee中心節點
ZigBee中心節點使用大唐移動公司研制的智能家居控制試驗箱配套產品，模塊內嵌工作頻率2.4GHz基于IEEE802.15.4標準的ZigBee通信協議，支持最新的RS232串行模式，在此標準通信協議下，經測試，ZigBee中心節點每次接力通信都能在75m范圍內提供250kbps的速率，能在網狀或多次跳接無線網絡內支持串行數據路由，速率最高可達38.4kbps，能夠達到目前國內產品的最好性能，完整體現了最新ZigBee網絡層的強大功能。
3 結論
本系統通過FPGA構建了一個嵌入式控制處理平臺， 利用FPGA技術低功耗、定制性高、擴展性強、接口靈活等優點，實現了物聯網智能家居控制部分的設計。最終通過Altera公司的DE2開發板驗證，本控制系統在板載50MHz的時鐘頻率下穩定運行，實驗結果達到了預期目標。該系統中的部分模塊已在我學院SMT實訓基地自主開發研制并生產。另外以該系統項目為例，通過翻轉課堂教學模式激發了學生的實踐操作能力、創新能力，對在研課題具有較好的理論價值和實際意義。
參考文獻：
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【關鍵詞】WiFi；無線傳感器網絡；低功耗；流量熱量測量
【中圖分類號】TP216+.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01―0158―01
0 引言
目前國內工業監測趨向于支持無線和實時監控，基于傳統電氣連接方式需要在場地內進行布線，短距離可以，長距離傳輸質量會受到影響，檢查線纜又受到穿墻入地等條件的限制十分不便。
渦街流量計因其介質適應性強、可靠性高、壓力損失小、量程比寬等優點，在許多行業中得到了廣泛應用。為了滿足用戶方將工業測量數據傳輸至能源管理系統的需求，設計把WiFi這種短距離無線技術，應用在工業測量以及無人值守站基礎通訊模組上，使其完成流量熱量監測的任務。利用WiFi的突出優勢在于：一使用開放的2.4GHz直接序列擴頻無線技術；二是WiFi的傳輸速度非常快，最大傳輸速率為11Mbit/s，在信號較弱或有干擾時，帶寬可調整為5.5Mbit/S、2Mbit/S和1Mbit/S；三是進入門檻低，只要支持WiFi的終端設備都可以按照一定的權限加入到WiFi網絡中即可。在流量檢測系統中，使用其進行節點參數的采集與傳送、控制信號的傳輸與控制，避免在現場布設繁瑣的數據線，對降低成本和能耗都有一定的意義，使監測系統的擴展性更靈活。
工作站通過相應集成系統自動采集各監測終端采集的數據并存儲匯總，將信息輸入服務器，服務器負責提供相應的集團數據指標進行控制，同時提交給數據服務中心相應的數據，而便攜終端（如PDA終端）或者其他帶有無線WiFi功能終端（如手操器，或者筆記本電腦等）則可以設定參數，并提交服務器或者直接發送相應指令給傳感器或者執行機構。
根據以上功能需求設計基于WiFi的渦街流量計流量熱量監測終端，其主要結構包括流量熱量采集終端和無線抄表單元兩部分，按照預設參數的要求存儲傳感器測量的流量、熱量，經過模擬數字轉換后傳輸到無線抄表單元中。無線抄表單元中帶有WiFi傳輸發射裝置，經由100米范圍內的AP點通過TCP/IP協議連接至局域網內，使得網內其它連接在AP點上的設備相互通訊，也可以經過IP NetWork傳輸到上位機，上位機的接入也可采用多種方式，可通過有線、無線接入互聯網，可根據需要以及實際情況靈活的選擇上層方式。
1 硬件系統設計
1.1 監測終端結構
監測終端硬件部分主要是低功耗WiFi模組與流量熱量測量部件的對接。其硬件結構主要包括：32位MCU、FLASH芯片、電源芯片、液晶屏、低功耗WiFi模組。其中主要模組由PIC32MX處理器和MRF24組成，負責管理整個系統的運行和數據運算與處理。
1.2 WiFi模塊簡介
Microchip公司的MRF24具有內置天線，兼容的表面安裝的RF收發器模塊，包括了所有的RF元件：晶振、旁路和偏壓無源元件以KMAC，基帶RF和功率放大器；內置的硬件支持AES和TKIP。
1.3 無線模塊硬件接口
WiFi模塊與現場儀表之間采用SPI接口進行通信，PIC32做為主設備，MRF24作為從設備。將主從設備中的SCK、SDO、SDI引腳互聯，PIC32通過RB3控制MRF24的CS，實際功能相當于片選。另外，由于在WiFi通信的過程中需不斷檢測WiFi模塊的狀態信號，因此將MRF24的中斷信號INT接到PIC32的INT4腳，當有WiFi通訊請求時通過此口向PIC32發送中斷請求信號。PIC32的RB4口接至MRF24的RESET管腳端，用于軟控制其復位，PIC32的RB5口接至MrF24的HIBERNATE管腳端，在無數據傳輸的時候控制其處于休眠狀態，便于降低系統功耗，節省電池電力，在需要喚醒時再通過此管腳喚醒，以控制模塊狀態。
2 軟件的設計
2.1 整體框架
儀表軟件具有啟動引導程序、儀表運行主程序、數據文件系統、驅動程序、通訊傳輸程序，各程序模塊采用中斷優先級管理和輪詢運行相配合的方式運行。
儀表運行主程序包含人機界面，鍵盤操作、數據處理、數據傳輸、數據存儲、狀態檢測。數據采集模塊負責采集、發送數據，同時需要完成硬件檢測、網絡配置工作。通信模塊構建通信鏈路，完成數據協議轉換。監控模塊主要負責數據處理以及設備調校等。狀態部分主要用來檢測傳感器以及通訊部件的通訊連接狀態，以及時鐘授時部分。
2.2 程序設計
這部分包括通訊參數初始化，無線模塊設置狀態，等待召測命令，數據發送。運行流程如下：
先硬件初始化和操作系統初始化，檢查系統內存映射，將內核映像，從Flash上讀到SDRAM中，為內核設置啟動參數，調用內核。當遇到中斷請求時，總是先響應中斷請求，執行完中斷后，中央處理器執行為看門狗程序，然后執行儀表數據讀取判斷召測與否，如果需要召測數據，將存儲單元內FLASH芯片中的流量值信鼠等通過WIFI無線通訊模塊發送給上位機；首先經由遠程主機定時發送要求信號，WIFI模塊也定時處于喚醒狀態，信號經WiFi模塊轉換傳入單片機，單片機解析命令，命令中包含遠程通訊協議封包數據，CPU將兩部分數據進行解析，根據解析的內容，選擇現場采集模塊某一路進行工作，同時將標準協議數據信號部分通過CPU的SPI接口送入WIFI模塊；WIFI模塊對接收的數據進行封包處理轉換，采集模塊將數據發送到終端智能儀表設備；然后設備進入延時等待狀態，當采集模塊有新數據響應時，采樣電路進行采集信號，再由處理單元將信號放大整形濾波，由CPU進行接收后，對數據進行處理，添加通訊設備信息，并將數據傳入WIFI模塊，由WiFi模塊傳送至遠程終端。如果接收到上位機發送的實時參數調整指令則調用本地程序進行參數調整；之后返回主程序。
3 結束語
這一應用方案立足于工業無線抄表系統，節省前期布線以及后期有線維護成本，滿足低功耗的要求，實現工業流量、熱量測量數據的遠傳和實時管理，是一種較為經濟有效的方式。采用WIFI架設無線網絡，架設簡單，其無線電波覆蓋范圍廣，傳輸速度快，門檻較低，只需要在現場設置“熱點”，工作人員只需要具有支持WLAN的設備進入熱點的覆蓋范圍，即可高速接入局域網或者Internet定時或實時召測數據并上傳，不用耗費大量人力物力來進行網絡布線接入，節省大量成本。在工業現場具有一定的應用價值。
參考文獻
[1]王斌.基于MSP430的低功耗數字渦街流量計研究碩士論文天津大學
