時間：2022-05-07 16:17:45
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篇遠程控制技術論文，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:掘進 遠程控制 懸臂 煤巖識別
1、引言
我國是一個產煤大國。到2010年底,全國年產120萬噸及以上大型煤礦661處,產量18.8億噸,占全國的58%,巷道掘進工程量巨大。煤礦要實現可持續健康發展,采掘平衡至關重要,但我國煤炭企業管理上依然存在著嚴重的“重采輕掘”問題。掘進機是實現煤礦機械化掘進的關鍵設備。掘進技術、裝備和工藝水平,直接關系到煤礦生產的采掘接續、生產能力、經濟效益。正因如此,我國綜合機械化掘進程度正逐步提高,綜合機械化掘進已成為我國煤炭生產和安全高效礦井建設必不可少的技術支撐。近年來,我國煤礦掘進技術裝備得到了突飛猛進的發展,適應煤巷及半煤巖巷的掘進范圍越來越廣,并開始研制巖巷掘進機,機型種類齊全,并向著連續切割、框架結構、控制模塊化方向發展。
2、掘進技術裝備新進展
2.1 掘進機遠程控制技術
目前普通掘進機還是主要靠人工操作,操作者勞動強度大和安全保障性較差。國家“863計劃”重點項目“掘進機遠程控制技術及監測系統”課題,綜合應用自動化、智能化和信息化等高新技術,研制了掘進機任意斷面自動截割成形控制系統,可自動截割出任意巷道形狀的規整斷面,提高了巷道成形質量;提出了掘進機機身位姿絕對誤差檢測原理及方法,實現了高精度定向掘進;研制了掘進機遠程監控系統與遠程無線遙控系統,實現了掘進機遠程控制、遙控和狀態監測;研制了掘進機遠程監測診斷系統,實現了對掘進機運行狀態參數的實時監測與顯示,并具有遠程故障診斷和報警等功能。該項目的研制成功,填補了國內采掘監控技術空白,帶動了我國掘進裝備整體技術的提高,對我國實現煤礦井下無人工作面開采具有深遠意義。
2.2 巖石掘進機
巖巷掘進,就是在巖石層開掘巷道。在以前,開掘巖巷只能采用先打眼放炮,再人工清理渣石的辦法,不僅效率極低,而且放炮產生的粉塵對職工的健康造成極大危害。石煤機公司于2009年向市場推出了系列巖石掘進機,該類掘進機截割巖石過程中不用放松動炮就可直接進行截割,具有性能穩定、故障率低、智能全遙控功能、可實現巷道的自動截割成形等特點,可有效保證礦工安全、降低礦工勞動強度、有效提高掘進機的掘進速度。解決了我國煤巷掘進巖石硬度高、開采難度大、相關設備落后、依賴進口等難題,填補了我國大功率、橫軸、智能化截巖掘進機的空白。EBH300(A)型巖石掘進機在開灤集團東歡坨礦井下進行巖巷掘進中,創造了22個工作日進尺200.2米的佳績,巖巷掘進速度屬于國內領先。該型掘進機在新汶礦業集團、鶴崗礦業集團、內蒙長城集團等公司中使用良好。新礦集團協莊煤礦自主研發設計、自主制造生產、擁有完全自主知識產權的EBZ230大功率硬巖綜掘機在＋24°的2202回風巷一舉創出了月進尺800米的驚人佳績,大大提高了該礦井的掘進機械化水平。
2.3 多功能掘進機
中煤集團所屬石煤機公司自主研發的國內首臺多功能掘進機可實現一機兩用。在巷道掘進過程中,能夠根據巖石硬度決定采取機掘作業還是鉆孔炮掘作業,并能快速實現兩種功能的互換。不僅有效降低了勞動強度,提高了巷道掘進速度及工作效率,而且降低了對作業空間的要求,擴大了巷道適用范圍,為煤礦巷道掘進作業提供了一種安全高效的新型煤機裝備,為國內掘進機產品首創。
2.4 懸臂式掘進機
開灤集團與上海科煤機電有限公司共同研發的EBH120懸臂式掘進機采用了分節可折轉切割臂型式的創新技術,結構新穎、設計合理、切割斷面大、切割效率高,裝煤效果好,有利于煤巷、半煤巖巷單進效率的提高,適用于硬度f≤6的煤巷與半煤巖巷掘進。解決了鏟板與切割臂干涉、切割臂挑頂、臥底、挖支架柱窩、擺動不靈活、司機視野不開闊、裝煤效果差等主要技術難題。
2.5 煤巷自動化快速掘進自動糾偏與煤巖識別技術
潞安集團王莊煤礦聯合國內有關科研院所、煤機廠家等單位合作完成的國家863重點科技項目“煤巷自動化快速掘進自動糾偏與煤巖識別技術研究與實踐”,先進可靠、自動化程度高,達到了國際領先水平。該技術應用后,掘進機平均月進尺達670米,最高月進尺達690米,工作面用人每班由10人減少到5人,掘進工作效率比原來提高了一倍,原煤品質也得到了改善,年掘進經濟效益可增加1300多萬元。
關鍵詞:維護;遠程;桌面技術;多媒體;計算機
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)05-1249-02
隨著計算機的日益普及,為提高教學質量,許多學校都建有數量眾多的多媒體教室和機房,多媒體教室和機房的使用給教學帶來了很多的方便,但同時增加了日常的計算機維護工作量,系統一旦出現故障,上課老師都希望能及時得到解決,時效要求非常高。這些教室分布在不同的樓棟、樓層,計算機管理員疲于奔跑,效果卻不理想。利用遠程桌面控制技術,為上課老師進行遠程協助,傳遞數據文件,進行系統維護,可以有效地解決該問題,給計算機管理員帶來計算機維護的福音。
1 遠程桌面介紹
遠程桌面必須有遠程桌面連接組件,微軟公司從Windows 2000 Server開始提供遠程桌面連接組件,但在Windows 2000 Server中它不是默認安裝。該組件一經推出就受到了很多用戶的擁護和喜好,所以在Windows XP和2003中微軟公司將該組件的啟用方法進行了改革,通過簡單的勾選就可以完成在XP和2003下遠程桌面連接功能的開啟。
當某臺計算機開啟了遠程桌面連接功能后,我們就可以在網絡的另一端實時操作和控制這臺計算機,如在上面安裝軟件,運行程序等,所有的一切都好象是直接在該計算機上操作一樣。這就是遠程桌面的最強大的功能,通過該功能網絡管理員可以在家中安全地控制單位的服務器,可以在辦公室控制教室里的主機,而且由于該功能是系統內置的,所以比其他第三方遠程控制工具使用更方便、更靈活。
2 遠程桌面服務端設置
把接受遠程桌面控制的電腦稱為服務端。要能實現遠程桌面控制,必須對服務端做簡單的設置,才能讓其他電腦(客戶端)登錄。本文選擇Windows XP系統截圖,其他系統類似。
第一步:為主機添加一個用于遠程登錄的用戶。包括設置他的用戶名和密碼,權限屬性等,如圖1和圖2所示。設置用戶名tangmeiyu,隸屬于Administrators和Users組,其中默認是隸屬于Users組。
第二步:在桌面“我的電腦”上點鼠標右鍵,選擇“屬性”;在彈出的系統屬性窗口中選擇“遠程”標簽;在遠程標簽中找到“遠程桌面”,在“啟用這臺計算機上的遠程桌面”前打上勾,再選擇“選擇遠程用戶”,在遠程桌面用戶里點擊“添加”,選擇“立即查找”,找到用于遠程登錄的用戶后確定即可看到如圖3所示界面,其中tangmeiyu是用于遠程訪問的用戶,Administrator是系統默認的用戶,但密碼為空時,Administrator也不能遠程訪問。
最后點擊確定,就完成Windows XP系統下遠程桌面連接功能的啟用。
3 遠程桌面客戶端登錄
1)Windows XP和2003操作系統:
這兩個系統將遠程桌面連接程序內置到附件中,我們不用安裝任何程序就可以使用遠程桌面連接。
第一步:通過任務欄的“開始->程序->附件->通訊->遠程桌面連接”來啟動登錄程序。如圖4所示。
第二步:在圖4界面中的“計算機”處輸入開啟了遠程桌面功能的計算機IP地址。
第三步:點擊“連接”按鈕后我們就可以成功登錄到該計算機上了,如圖5所示。和操作自己計算機一樣方便和快捷。
2)其他Windows操作系統:
Windows 2000及以前的Windows系統沒有將登錄工具放到附件中,我們有兩個方法獲得登錄器并實現遠程桌面的連接功能。
方法一:使用XP光盤登錄器――MSRDPCLI
在XP系統光盤盤符\SUPPORT\TOOLS目錄下有一個叫做MSRDPCLI.exe的程序,該程序實際上是一個遠程桌面連接登錄器,在Windows 98/2000機器上運行XP光盤目錄下的MSRDPCLI.exe,將自動安裝遠程桌面連接程序。安裝過程非常簡單,直接選擇“下一步”即可。完畢以后通過“開始->程序->附件->通訊->遠程桌面連接”就可以登錄網絡開啟遠程桌面功能的計算機了。
方法二:第三方登錄器
網絡中有很多站點都提供了遠程桌面登錄器的下載,我們在Windows 98系統或Windows 2000系統上下載該登錄器就可以完成登錄遠程桌面的功能。
4 多媒體教室維護
利用Windows 的遠程登錄,我們給需要遠程操作的多媒體的計算機主機固定一個IP地址,提前添加一個可以遠程登錄的帳號,如果需要對多媒體計算機進行維護的話,我們只需要計算機管理員通過任何一臺計算機連接到多媒體教室和機房的主機,就可以對其進行像本地電腦一樣的操作,所有的問題也就可以迎刃解決,而且計算機管理員也從手忙腳亂中解脫出來,可謂一舉兩得。
參考文獻:
[1] 常永昌.馮新喜.王芳.一種遠程控制軟件的設計與實現[J].計算機應用,2003,3.
Abstract: The fan coil system is currently the most widely used form of an air conditioner. Some domestic and international study conducted by researchers is often the case for a number of projects, from an analysis perspective, does not have universal significance. Energy saving is the theme of this era, air-conditioning systems in hospitals spent a lot of power. In this paper, fan coil air conditioning system controller status of a comprehensive energy analysis, put forward some energy through and methods. The proposed energy-saving methods and measures for new public buildings and old buildings energy-efficient air conditioning system design, transformation and operational management and promotion of a certain reference value.
Keywords: networking; fan coil; energy saving; control; management
中圖分類號：S210.4 文獻標識碼：A文章編號：
一、空調的使用分析和管理模式
在中央空調的日常使用中存在著很多問題。在醫院中，因為想以最快的速度使室內溫度達到最合適，一般會把空調溫度調整到最高或最低，且把風速調整到最大。可是溫度一般是不會達到所設溫度。比如在夏季最熱的時候，把溫度設置為攝氏18度，但實際溫度根本不可能達到。設置完溫度，一般醫務工作人員或者住院患者及家屬，是不會再去設置溫度的。或冷或熱，通常使用人員是會去開窗戶和門的，卻不是再次調整溫度或風機的設置。離開辦公室或者病房時，通常也會不關閉空調的風機盤管系統。若是在這樣的情況下，造成中央空調主機不間斷的工作，給各個風機盤管不間斷輸出冷或熱能，形成人走空調開的現象，這樣造成了極大的能源浪費。
還有，中央空調的使用計量大多是按照面積進行分化，但是在實際當中，占用面積大的中央空調使用量卻不一定是最多。有的科室或病房雖然面積大，但使用人員少或者經常出門。這種會造成大面積的屋子會比面積小而人員多的屋子空調的使用率高。結果，有些使用空調少的屋子的使用人員也沒有節能意識，將空調設置在不合理的使用狀態，并且離開屋內時也不關閉空調，這樣造成了能耗的浪費。
就此可以看出，通過對風機盤管的有效管理和控制，對于中央空調的節能具有重要的意義。
管理模式和方法：
通過對醫院內中央空調的管理和控制，可以大大降低盤管系統的冷能或熱能的輸出，最終降低給空調主機帶來的過大負荷。
通過對醫院內中央空調的風機盤管的聯網控制，運用網絡實現中央空調風機盤管的管理和控制，從根本上消除人走空調卻開的現象、溫度設置不合理等等使用不合理情況
通過醫院風機盤管的聯網管理和控制，對各個室內中央空調的實際使用情況進行有效合理的計量，可為能耗的合理分化提供有效的管理手段，從而為醫院的空調的節能環保提供輔作用。
其他，聯網風機盤管系統還可設置傳感器和自動控制技術，可以通過測量監測屋內的溫度、使用人員數量等情況分析，使中央空調自動管理和控制，從而使整個醫院的中央空調系統實現節能環保。
二、中央空調風機盤管耗能和節能分析
醫院內的中央空調運行大多都使用室內電動閥和控制面板電動閥進行控制，目的是為了使建筑物內溫度平衡、節約能耗。但這種控制方法的使用效果卻不佳。究其原因，在于控制的方式由于使用人員對控制方式的不了解和沒有節能意識，使控制器的使用達不到預期的效果。
中央空調風機盤管的能耗損失：
設定值過低或過高
風機速度過高
使用人員開門窗散熱。
風機盤管的控制器大多是根據設定的溫度值對水管上的閥門進行控制，風機的風速是也是使用人員設定的，而不是隨室內溫度變化進行自動調速的，這就造成了中央空調風機電能損耗。還有就是，使用者為了快速使屋內溫度降低或提高，通常將控制器的溫度值設定極高或極低。但是當屋內的溫度達到適宜溫度時，卻又不將控制器的溫度調回正常值，這就造成了大量能源消耗。加上有些使用人員沒有節能環保意識，在感覺冷或熱時開窗開門，做造成的能源消耗會更大。
經調查計算，在制冷模式下，當控制器的設定值升高1℃能耗會降低8%；在制熱模式下，當控制器的設定減低1℃能耗會減少12%。當改進問題的控制器和使用人員的合理的控制，一臺風機盤管一天可以減少能源消耗的費用是一到兩元人民幣，如果醫院的一幢有五百臺風機盤管，一天可以省五百到一千元人民幣，全年節省180000 元~360000元。
三、 中央空調風機盤管聯網控制系統設計
1、系統結構與功能
⑴系統結構：空調區域內的繼電器輸出模塊和通訊顯示溫控器輸出模塊，經雙絞線將全部的輸出模塊和溫控器一起鏈接，再通過程序組態，最后將數據發到護士站，護士站的電腦再通過瀏覽器進行控制、訪問。
⑵中央空調風機盤管的節能技術
①總線制風機盤管就地控制
將擁有溫度傳感器的區域控制器Evos301和Evos307通過M-BUS總線連接在一起，控制器Evos307的溫度傳感器，與設定值進過系統運算后，最后將結果輸出到繼電器模塊來控制電動二通閥和風機轉速。Evos307除了擁有原有控制器全部功能還具有定時關機和風速自動控制功能。在把設定控制器自動檔時，中央空調風機的轉速可以隨著設定溫度與溫度的差值自動調節，大大的降低了風機的能量消耗。
②風機盤管的遠程控制
風機盤管區域控制器可以支持RS485、Lonworks 、TCP/IP網絡三種通訊方式，可以經網絡進入中央的控制系統，能與大多的自控系統進行兼容。應用智能控制系統，可以便捷地控制整個醫院的中央空調。中央控制的主機電腦上圖可以顯示出醫院內每個屋子的風速、設定值、溫度等參數。當屋內的溫度值超過設定的標準值時自動發出報警，然后控制人員可以遠程控制，重新設定風速、溫度等。設置空調系統的運行時間表，在醫院的辦公室等屋內無人的時間段，將風機盤管關閉，從而杜絕無人空調卻開的現象。
③自動控制
在系統末端設置溫度傳感器、人體感應器等設備，然后根據屋內實際使用情況進行節能控制。在感知屋內的人員是，根據屋內溫度，無人的時間等實際情況，自動控制風機盤管，從而實現節能環保。
⑶中央空調風機盤管聯網控制系統主要功能
①自動控制
通過各種設備自動控制風機盤管的電磁閥等，還可加裝適用的傳感器，根據實際使用情況，經過系統的監測運算自動控制末端風機盤管。
② 計量功能
可以時刻計量每個屋子空調的運行時間及狀態，并通過區域控制器，測量風機面板的運行狀態。通過聯網的監控運算，時時能了解每個屋子的空調使用情況，杜絕各種空調不合理使用情況，為系統的管理提供精確有效的幫助，從而實現系統的節能。
③監控空調及風機面板
經網絡遠程查看中央空調時時運行狀態及各類信息溫度，設定溫度、風速等等，對風機面板遠程監控。
④遠程控制
對風控面板經網絡進行遠程控制，設置溫度、定時、模式等。如，下班后，工作人員可以關閉醫務人員沒有關閉的空調面板。上班時，工作人員可以遠程觀察各個醫院內的辦公室、病房等的溫度和空調的設置溫度，看是否符合空調節能使用標準，不符合的可以遠程對其進行控制，從而達到節能環保的目的。
⑤ 空調使用計量統計和分析
通過網絡和軟件對控制器和面板收集的空調數據進行統計和分析，實現計量和分析功能。這樣可以為管理、結算提供依據。
⑥空調面板控制遠程托管
空調面板擁有遠程托管功能，管理人員經網絡下達命令，進行遠程托管。在此狀態下，空天面板不能被本地操控，只由遠程計算機主機控制空調面板。此功能可以給醫院的管理提供有力的支持。如醫院規定夏季空調設定溫度不能低于24℃，運用遠程托管后，空調使用者不能直接操作，只接受遠程控制，從而實現有效的節能管理，減少能耗。
⒉聯網風機盤管控制系統的主要設備
聯網風機盤管控制系統主要由三種設備組成：風機盤管繼電器輸出控制器、風機盤管控制面板和智能控制器。
⒊ 聯網風機盤管節能分析
聯網風機盤管實現在不影響使用人員舒適度的情況下，通過聯網控制手段，降低中央空調主機的過大負荷，從而為中央空調主機的節能系統擴大了節能的空間。
中央空調主機節能空間主要由設計中央空調時的設計余量和現實使用與全負荷之差值決定。若風機盤管全部在最大值運行，則使中央空調的整個系統的節能空間變小。若是經中央空調風機盤管的聯網控制，可以對系統末端進行有效的管理控制，降低風機盤管系統的能耗，從而降低中央空調主機的負荷，進而擴大了中央空調主機的節能的空間。
四、結論
醫院的中央空調使用率非常高，且耗能也高。為了減少能源的損耗和浪費，醫院的開支。作為中央空調節能的重要一環，聯網風機盤管系統的節能控制顯得尤為重要。
參考文獻
[1] 伍小亭.風機盤管選型及系統設計中的一些問題[J].暖通空調,2000
[2] 崔文盈，鄭潔等.風機盤管多種控制方式的分析年全國測控、計量、儀器儀表學術年會論文集..2006
論文摘要：文章介紹一種應用當前最先進的工業自動化控制技術的用于教學培訓的柔性制造系統。
1引言
隨著工業自動化技術的迅猛發展，現代自動生產加工系統中的控制和操作技術越來越復雜，往往綜合了機械、氣動、液壓、傳感器技術、PLC及伺服驅動、數控技術、機器人技術、通信技術、柔性制造及計算機集成制造技術等多門學科，因此對于工業現場的應用技術人員也提出較高的要求。對于培養生產一線的技術應用型人才的高等職業技術教育院校來說，提供模擬自動化生產加工系統的綜合實訓環節，培養學生的綜合工程應用能力，滿足現代化企業生產的需求是我們的教學理念。在教學中我們引入了德國某公司的F’MS50系統，也稱為柔性制造系統機電一體化培訓設備。
2系統的組成和功能
此柔性制造系統是一套模擬實際工業自動化生產中不同復雜程度控制過程的柔性加工中心。根據系統的不同運行狀態，可實現對生產加工過程的改變和控制。圖1所示為該物流系統的平面示意圖，整個系統由以下13個工作站組成:①供料站;②檢測站;③提取站;④加工站;⑤圖像處理站;⑥裝配站;⑦暫存站;⑧提取站;⑨成品分裝站;⑩閉環柔性輸送裝置;⑧柔性加工系統上下料機器人;⑩數控車床;⑩數控銑床。
該系統的生產過程模擬短行程氣缸的裝配，其中包括的零件有:缸體、活塞、彈簧和端蓋。整個加工系統的流程為:工件由送料站送人檢測站~檢測站檢測工件的狀況~將合格零件放人傳送帶上的工件運送車上~由提取站中的機械手上下料裝置將工件放人加工站進行加工~再將工件放回傳送帶上~工件經過圖像處理站時由工業圖像處理系統檢測將要進行裝配的工件形狀是否合格~合格工件進人下一個站(不合格工件將被剔除)~裝配站中的五軸機器人對氣缸進行組裝(其中缸體由傳送帶運送，活塞儲存在裝配站的貨盤上，端蓋和彈簧儲存在料艙中)~暫存站將裝配好的工件暫存于高層倉庫中(可按需要將工件放回到傳送帶上)一由提取站中的機械手上下料裝置按工件的顏色將工件從傳送帶上放人成品分裝站中~成品分裝站完成成品輸出。
此系統是一個可以擴展的可以連接多個工作站的系統，并在生產過程中可柔性地面對運行狀態且可以按相應的情況控制物流。其主要單元是負責向系統內個工作站間輸送零件的閉環柔性輸送裝置。每個工作站中都帶有由STEMENS S7一300系列控制器和數字量vo模塊組成的控制板，控制板與工作站的連接通過一根標準的vo電纜連接。傳送系統的控制也由SIEMENS S7實現。工作站之間的通信由vo接口定義，傳送系統內部的數據傳送由AS一1(執行器和數字傳感器組成的網絡)總線實現。工作站與傳送系統之間的通信通過vo接口定義。在FMSSo中使用SIEMENS的WinCC對系統進行監視，控制以及數據采集。為了實現WinCC和PLC之間的數據交換，該系統采用了Profibus一DP現場總線。WinCC發送數據到PLC，同時從PLC接收數據信息。通過WinCC在主機中按照級別的優先權監控每個設備的運行情況，并且通過一根電纜即可完成在線對PLC S7編程和故障診斷。
該系統包含實際生產加工的主要功能:來料分配、工件檢測、工件操作(機械手上下料)、工件加工及處理、質量控制(圖像處理)、自動裝配(五軸機器人裝配)、立體倉庫(料倉)、工件輸出、工件分揀、閉環柔性輸送裝置、數控加工等。使用該系統應可以完成不同復雜程度、各種主要課題的教學培訓，如:氣動技術、機械技術、通信技術、機械手技術、傳感器技術、PLC技術、電氣/電子技術、自動控制技術、傳動技術、物流技術、數控技術和系統管理等。
3模塊化工作站
構成柔性制造系統FMS50中的各工作站均包括獨立的電氣和可編程控制器單元，帶有一個標準vo接口用于與PLC板的連接。機械和氣動單元按照各工作站的不同生產功能可以由標準模塊組裝而成，靈活性較大，氣動系統的控制原理相似。
以工件提取站為例，該站完成將工件從傳送帶上提取并將其放置在加工站上的分度盤上的任務。它的主要組成模塊是完成x軸運動(運送工件)的無桿氣缸A、完成:軸運動(提放工件)的扁平氣缸(提升缸)B，氣動平行抓手C(抓取工件)和由3片緊湊型閥組成閥島CPV10及滑槽模塊。氣動控制回路圖如圖2所示。圖中A缸和B缸控制回路中的單向節流閥用于控制兩缸的行進速度;A缸控制回路中的兩個氣控單向閥在回路中形成氣動鎖，是一種安全措施，可使氣缸在系統斷電或停氣時在任意位置保持不動。閥島中的3個電磁閥C，M，M分別控制氣缸A，B，C。其中C型電磁閥由兩個常斷式單電控二位三通電磁閥組成;M型電磁閥是單電控二位五通電磁閥。
模塊化工作站的特點是工作站中的小型模塊應該能夠體現生產加工中的各種單獨功能或組裝加工，采用的控制模式與實際生產中相同，每個工作站均包含獨立的電氣及可編程序控制器單元且采用標準的電氣接口，每個工作站本身可以單獨用于教學實訓，每個模塊都具有相應的培訓內容，各工作站之間通過電纜或總線連接可以形成不同形式的柔性制造系統。
4該系統的教學培訓理念
FMS50系統的模塊化設計，可以單獨訓練PLC編程和機器人操作技術及各工作站，如工件自動裝配、自動輸送、緩沖倉儲等。在教學實踐中，采用模塊化教學方法，教學的過程從基礎簡單的操作和控制逐步擴展到復雜操作的控制，具體操作是將學生分組訓練，每組學生要完成從模塊的機械、氣動與電氣元件組裝安裝到工作站的氣動與電氣回路連接，再根據工藝要求進行PLC編程，調試、操作、維修及故障排除。在工作站之間的連接和工作站與傳送系統的連接過程中，學生可以了解到vo通信和總線控制技術。并且通過監視、控制以及數據采集軟件vvn}rcc，了解系統的物流和信息流運行情況。在整個訓練過程中可以使學生將所學過的專業知識加以綜合應用，并能培養學生的學習能力、獨立思考能力及團隊合作精神。由于該系統是開放式的，學生可以在訓練中加人自己的創新思想，重新組合或開發新的工作站，組成不同的機電一體化系統。在高層次的訓練中，可以對學生進行諸如遠程控制、圖像識別、機器人、交互式仿真系統COS/MIR軟件(提供建模、運動仿真及三菱機器人編程仿真)等知識的培訓。
論文摘 要在國家推進信息化建設的大潮中,智能社區的構建成為信息化建設不可忽視的一部分。從構建智能社區網絡系統的目的出發,分析論證構建智能社區需要遵循的原則,并提出智能社區網絡系統構建的幾點建議。
我國社區智能化起步比較晚,隨著近年來國民經濟的發展,人們生活水平逐漸提高,對住宅小區的智能化也提出了越來越高的要求。目前,我國智能化小區的技術水平還處于初級階段,其相應產品的開發也還停留在單一功能階段。因此,大力發展智能社區網絡系統的構建,使小區智能化產品向集成化發展,由單一功能的專用產品向多功能集成化、一體化系統發展成為社區建設的重點。
1構建智能社區網絡系統的目的
智能社區系統是將現代建筑技術與計算機信息網絡技術及自動控制技術進行密切結合,為小區提供更完善的服務和管理,為居民生活提供智能化管理手段,提高社區的物業管理水平,以實現快捷、高效的物業服務,為居民提供更便捷、更安全、更舒適的居住環境。
1)物業服務與管理。包括如下幾項:物業的綜合信息服務,如收費、結算等信息服務;遠程抄表及管理,如水、電、煤氣、暖氣的抄表與收費等;車輛的出行、停放管理;公用設備的監控和管理,如垃圾儲運、園林澆灑、排污等;電子公告牌的管理、小區廣播或音樂播放的管理等。
2)安全防衛。小區出入管理、社區周界防衛、電子巡邏、電視監控、對講與門禁控制、防盜防宰報警、緊急求救等。
3)多元信息服務。綜合信息網絡,如電子商務、遠程教育、遠程醫療、internet等;公共電視、vod點播;開關的遠程控制等。
4)家庭辦公智能化。家庭遠程辦公、室內環境的調控、家電智能化控制等。
2構建智能社區網絡系統需要遵循的原則
從構建智能社區的目的可以知道,社區的智能化就是為了綜合提高居民居住環境的質量。因此,構建智能社區網絡,應該遵循以下幾個原則:
1)前瞻性原則。住宅智能化建設是以適應社會發展水平和居民生活要求為前提的,因此,構建智能社區要有前瞻性。例如,在上世紀80年代以前,中國家庭的家用電器是非常缺乏的,住宅建設也就無需考慮電氣設備的所需的配套設施及放置空間,而近些年來,電視機、冰箱、洗衣機等家用電器已經普及到家家戶戶,因此,住宅建設中就要通盤考慮相應的配套措施。如電話、電腦的布線及相關信息的接收平臺等,都需要考慮在內。此外,小區是一種使用壽命很長的大件商品,所以,要選擇具有一定超前性的智能化系統技術和智能設備,以免因為技術的落伍造成智能化社區性能太低而被淘汰。
2)成熟性原則。在考慮技術設備前瞻性的同時,也要注意所選技術的可靠性和成熟性,保證智能設備運行的穩定性,實現最大的投資效益。
3)兼容性原則。作為依托與計算機網絡技術的智能化設備系統,因其技術更新換代升級比較快,所以,無論是系統設備還是操作軟件,都要具有很強的兼容性,以避免因為硬件種類的不同而系統不兼容。
4)升級性原則。伴隨著社會的不斷發展與進步,社區智能化系統的規模、技術水平、功能都將不斷的提高,居民對住宅社區的智能化需求也將不斷變化,因此,智能社區系統要把未來的可能性和系統的適應性放在一起考慮,以滿足智能化小區服務的升級發展要求。
3構建智能社區網絡系統的建議
構建智能社區網絡系統不但是企業單方面關注的課題,也是政府加快信息化建設的重要內容,而且構建智能化社區也要綜合社會發展的各種因素,要統觀全局、科學規劃,加速發展社區的智能化。
1)政府與企業形成聯盟,共建智能化社區。社區智能化是政府推進社會信息化發展的重要內容,也能夠更好的滿足居民的生活需求,提高人們的生活水平和生活質量。同時,社區智能化建設也為企業開辟了一片新市場。如果政府能夠積極引入企業投資,在相關項目上鼓勵企業積極參與,并給予企業以政策支持,不但可以減輕政府信息化建設的負擔,還能壯大社區信息化建設的隊伍,為企業發展創造更多的機會。
2)因地制宜,科學合理的選擇發展模式。因為每個國家的具體狀況不同,因此,各個國家的社區智能化發展模式也不盡相同。中國是個幅員遼闊的人口大國,地區經濟發展水平、居民生活質量及地域特點有很大的差距,所以,在構建社區智能化系統的發展模式時,絕不能一概而論。一定要根據不同地區的經濟發展水平和地域特點,制定相適應的發展模式。可以根據不同地區的具體情況,借鑒國外的某些比較成熟的社區智能化發展模式,會起到事半功倍的效果。
3)完善宣傳模式,加大宣傳力度。目前,我國很多地區都已開展了社區信息化服務工作,如社區網站、社區娛樂系統等,為市民提供了各種智能化服務(餐飲、教育、維修、家政等)。但是因為沒有健全的宣傳系統,宣傳方式單一,宣傳力度不夠,很多居民并不了解社區所提供的這些服務,這就使得很多社區的智能化設備形同虛構,沒能充分發揮其應有的作用,導致參與企業投資效益很低。這樣,肯定會影響企業參與的積極性和熱情,也未能夠達到社區信息化利國利民的目的。所以,應該加大社區智能化的宣傳力度、完善宣傳模仿,讓社區居民都能夠了解并意識到智能化服務帶給他們的便利和好處,并促使其嘗試使用。
4)利用智能化設備提供教育學習機會。隨著我國計算機網路技術的發展和信息化產品的普及,網絡成為最便捷、信息量最豐富的媒介。如果能夠通過社區服務網站提供居民所需要的信息,將會迅速的促進社區智能化的發展。針對我國目前部分中老年居民缺乏使用互聯網能力的現狀,還可以通過社區智能設備,為居民提供網絡教育培訓,給居民提供學習的機會,這將會培養社區居民使用互聯網的能力和習慣,促進社區智能化的普及和應用。
參考文獻
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[3]孫春燕.智能化社區信息網絡系統的構建[j].電腦與信息技術,2006,01.
關鍵詞：計算機網絡，防護技術，研究
隨著高新技術的不斷發展，計算機網絡已經成為我們生活中所不可缺少的概念，然而隨之而來的問題----網絡安全也毫無保留地呈現在我們的面前，不論是在軍事中還是在日常的生活中，網絡的安全問題都是我們所不得不考慮的，只有有了對網絡攻防技術的深入了解，采用有效的網絡防護技術，才能保證網絡的安全、暢通，保護網絡信息在存儲和傳輸的過程中的保密性、完整性、可用性、真實性和可控性，才能使我們面對網絡而不致盲從，真正發揮出網絡的作用。
一、計算機網絡防護技術構成
（一）被動防護技術
其主要采用一系列技術措施（如信息加密、身份認證、訪問控制、防火墻等）對系統自身進行加固和防護，不讓非法用戶進入網絡內部，從而達到保護網絡信息安全的目的。這些措施一般是在網絡建設和使用的過程中進行規劃設置，并逐步完善。因其只能保護網絡的入口，無法動態實時地檢測發生在網絡內部的破壞和攻擊的行為，所以存在很大的局限性。
( 1 )信息保密技術
密碼技術是網絡安全最有效的技術之一, 信息加密過程是由形形的加密算法來具體實施，它以很小的代價提供很大的安全保護。它通過信息的變換或編碼，將敏感信息變成難以讀懂的亂碼型信息，以此來保護敏感信息的安全。在多數情況下，信息加密是保證信息機密性的惟一方法。信息加密的主要目的是保護網內的數據、文件、口令和控制信息，保護網上傳輸的數據。
網絡加密常用的方法有：鏈路加密、端點加密和節點加密3種。密碼體制主要有分組密碼體制和序列密碼體制。論文參考網。
( 2 ) 信息認證技術
認證技術是網絡安全的一個重要方面，屬于網絡安全的第一道防線。其認證機制是接收者接收信息的同時還要驗證信息是否來自合法的發送者，以及該信息是否被篡改過，計算機系統是基于收到的識別信息識別用戶。認證涉及多個步驟：收集認證信息、安全地傳輸認證信息、確定使用計算機的人（就是發送認證信息的人）。其主要目的是用來防止非授權用戶或進程侵入計算機系統，保護系統和數據的安全
其主要技術手段有：用戶名/密碼方式；智能卡認證方式；動態口令；USB Key認證；生物識別技術。
( 3 ) 訪問控制技術
訪問控制是保證網絡安全最重要的核心策略之一，是一種基于主機的防護技術。訪問控制技術通過控制與檢查進出關鍵服務器中的訪問，保護服務器中的關鍵數據，其利用用戶身份認證功能，資源訪問權限控制功能和審計功能來識別與確認訪問系統的用戶，決定用戶對系統資源的訪問權限，并記錄系統資源被訪問的時間和訪問者信息。其主要目的是保證網絡資源不被非法使用和訪問。
其主要方式有：自主訪問控制、強行訪問控制和信息流控制。
( 4 ) 防火墻技術
防火墻是一種網絡之間的訪問控制機制，它的主要目的是保護內部網絡免受來自外部網絡非授權訪問，保護內部網絡的安全。
其主要機制是在受保護的內部網和不被信任的外部網絡之間設立一個安全屏障，通過監測、限制、更改、抑制通過防火墻的數據流，盡可能地對外部網絡屏蔽內部網絡的信息和結構，防止外部網絡的未授權訪問，實現內部網與外部網的可控性隔離，保護內部網絡的安全。
防火墻的分類主要有：數據包過濾型防火墻、應用層網關型防火墻和狀態檢測型防火墻。
（二）主動防護技術
主動防護技術主要采取技術的手段如入侵取證、網絡陷阱、入侵檢測、自動恢復等，能及時地發現網絡攻擊行為并及時地采取應對措施，如跟蹤和反攻擊、設置網絡陷阱、切斷網絡連接或恢復系統正常工作。實現實時動態地監視網絡狀態，并采取保護措施，以提供對內、外部攻擊和誤操作的實時保護。
( 1 )入侵取證技術
入侵取證技術是指利用計算機軟硬件技術，按照符合法律規范的方式，對計算機網絡入侵、破壞、欺詐、攻擊等犯罪行為進行識別、保存、分析和提交數字證據的過程。
入侵取證的主要目的是對網絡或系統中發生的攻擊過程及攻擊行為進行記錄和分析，并確保記錄信息的真實性與完整性（以滿足電子證據的要求），據此找出入侵者或入侵的機器，并解釋入侵的過程，從而確定責任人，并在必要時，采取法律手段維護自己的利益。
入侵取證技術主要包括：網絡入侵取證技術（網絡入侵證據的識別、獲取、保存、安全傳輸及分析和提交技術等）、現場取證技術（內存快照、現場保存、數據快速拷貝與分析技術等）、磁盤恢復取證技術、數據還原取證技術（對網上傳輸的信息內容，尤其是那些加密數據的獲取與還原技術）、電子郵件調查取證技術及源代碼取證技術等。
( 2 ) 網絡陷阱技術
網絡陷阱技術是一種欺騙技術，網絡安全防御者根據網絡系統中存在的安全弱點，采取適當技術，偽造虛假或設置不重要的信息資源，使入侵者相信網絡系統中上述信息資源具有較高價值，并具有可攻擊、竊取的安全防范漏洞，然后將入侵者引向這些資源。同時，還可獲得攻擊者手法和動機等相關信息。這些信息日后可用來強化現有的安全措施，例如防火墻規則和IDS配置等。
其主要目的是造成敵方的信息誤導、紊亂和恐慌，從而使指揮決策能力喪失和軍事效能降低。論文參考網。靈活的使用網絡陷阱技術可以拖延攻擊者，同時能給防御者提供足夠的信息來了解敵人，將攻擊造成的損失降至最低。
網絡陷阱技術主要包括：偽裝技術（系統偽裝、服務偽裝等）、誘騙技術、引入技術、信息控制技術（防止攻擊者通過陷阱實現跳轉攻擊）、數據捕獲技術（用于獲取并記錄相關攻擊信息）及數據統計和分析技術等。
( 3 ) 入侵檢測技術
入侵檢測的基本原理是從各種各樣的系統和網絡資源中采集信息（系統運行狀態、網絡流經的信息等），對這些信息進行分析和判斷，及時發現入侵和異常的信號，為做出響應贏得寶貴時間，必要時還可直接對攻擊行為做出響應，將攻擊行為帶來的破壞和影響降至最低。它是一種主動的入侵發現機制，能夠彌補防火墻和其他安全產品的不足，為網絡安全提供實時的監控及對入侵采取相應的防護手段，擴展了系統管理員的安全管理能力，提高了信息安全基礎結構的完整性。入侵檢測系統已經被認為是維護網絡安全的第二道閘門。
其主要目的是動態地檢測網絡系統中發生的攻擊行為或異常行為，及時發現攻擊或異常行為并進行阻斷、記錄、報警等響應，彌補被動防御的不足之處。
入侵檢測技術主要包括：數據收集技術、攻擊檢測技術、響應技術。
( 4 ) 自動恢復技術
任何一個網絡安全防護系統都無法確保萬無一失，所以，在網絡系統被入侵或破壞后，如何盡快恢復就顯得非常關鍵了。這其中的一個關鍵技術就是自動恢復技術，他針對服務器上的關鍵文件和信息進行實時地一致性檢查，一旦發現文件或信息的內容、屬主、時間等被非法修改就及時報警，并在極短的時間內進行恢復。論文參考網。其性能的關鍵是資源占有量、正確性和實時性。
其主要目的是在計算機系統和數據受到攻擊的時候，能夠在極短的時間內恢復系統和數據，保障系統的正常運行和數據的安全。
自動恢復技術主要包括：備份技術、冗余技術、恢復技術、遠程控制技術、文件掃描與一致性檢查技術等。
二、計算機網絡防護過程模型
針對日益嚴重的網絡安全問題和愈來愈突出的安全需求，人們在研究防黑技術的同時，認識到網絡安全防護不是一個靜態過程，而是一個包含多個環節的動態過程，并相應地提出了反映網絡安全防護支柱過程的P2DR模型，其過程模型如圖1所示。
圖1 P2DR模型體系結構圖
其過程如下所述：
1．進行系統安全需求和安全風險分析，確定系統的安全目標，設計相應的安全策略。
2．應根據確定的安全策略，采用相應的網絡安全技術如身份認證技術、訪問控制、網絡技術，選擇符合安全標準和通過安全認證的安全技術和產品，構建系統的安全防線，把好系統的入口。
3．應建立一套網絡案例實時檢測系統，主動、及時地檢測網絡系統的安全漏洞、用戶行為和網絡狀態；當網絡出現漏洞、發現用戶行為或網絡狀態異常時及時報警。
4．當出現報警時應及時分析原因，采取應急響應和處理，如斷開網絡連接，修復漏洞或被破壞的系統。
隨著網絡技術的不斷發展，我們的生活中越來越離不開網絡，然而網絡安全問題也日趨嚴重，做好網絡防護已經是我們所不得不做的事情，只有采取合理有效的網絡防護手段才能保證我們網絡的安全、保證信息的安全，使我們真正能夠用好網絡，使網絡為我們的生活添光添彩。
【關鍵詞】智能化 低壓電控配電系統 現場總線
處于信息技術時代，微電子技術、計算機技術以及智能化網絡技術被高度綜合化利用，促進了知識經濟呈現出迅猛發展的態勢。作為市場經濟發展中的高級階段產物，智能化信息技術以其傳遞高速化的特點覆蓋面越來越廣。低壓電控配電系統面對新的挑戰，在現場總線技術實施了革新，為低壓電器產品注入了新的生命力。
一、現場總線技術
現場總線技術是建立在計算機控制技術和通信技術的基礎上的，可以對于現場檢測控制信息進行就地采集并使用。其以數字化、開放式的通信控制網絡，實現微機化測量控制設備之間的數字通信，并以雙向串行多節點數來完成。現場總線技術可以完成故障診斷，并且實施報警和數據記錄功能，而且在參數設定上，可以實施遠程操作，并給予修改，以此提高了系統維護功能的同時，還使系統的可靠性更強。數字信號通信技術的應用，使現場總線的測量精度有所提高，而且能夠實施有效的控制作用。鑒于實施遠程控制的電氣操作要對電網運行過程中的電氣狀態以及參數實施控制管理，因此現場總線技術在智能化低壓電控配電系統中得以應用。
二、智能化低壓配電系統
智能化低壓配電系統是通過通信網絡連接起來的智能型開關柜，主要有計算機智能化綜合管理，應用了微電子、計算機控制、網絡通信等等高端技術，在數據處理、監控、分析和調度方面都采用了集中處理技術，具有“四遙”功能，即遙控、遙測、遙訊、遙調功能。目前國內所采用的智能化電控配電系統適用于各種功率等級的電力系統中，通過主配電以及分配電設備將信息傳送到馬達控制中心。開關柜可以根據用戶的需求組裝生產。如果用戶在使用的過程中需要調整功率，只要將其變換成為補充組件就可以實現了。電控配電系統在開關柜的設計上，采用了功率補償模塊，因此用電費用可以降低。單元設計上采用了抽出式設計，以利于滿足系統變化需求。操作設計上忽略了單元大小，而是一律采用相同的操作，在抽出單元或者移動斷路器的時候，就會避免誤操作現象。結構設計緊湊，而且安全性強。
三、智能化低壓電控配電系統的現場總線技術應用
智能化低壓電控配電系統中，被廣泛使用的現場總線包括Profibus總線、CAN總線、DeviceNet總線、Modbus總線等等。
（一）Profibus總線。Profibus總線（全稱“Process Field Bus”）屬于是開放式現場總線標準，并不需要對制造商有所過高要求，可以根據自己需要設計軟硬件解決方案。Profibus包括有三個兼容版本，即Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA。Profibus-DP作為一種高速通信連接設計，已經實施了優化，以實現自動控制系統以及設備級分散I/O之間的有效通信。在智能化低壓電器中應用Profibus總線技術，是通過Profibus-DP網關建立起連接。控制信號以及處于低壓電控配電系統的數據在傳輸過程中，只要光纖電纜就可以完成。
（二）CAN總線技術。CAN總線（全稱“Controller Area Network”）是目前最有前途的總線之一，為具備國家標準的控制器局域網。CAN總線的實時性較強，能夠支持分布式控制，發送信息的功能性之強，體現在網絡的任何節點都可以隨時傳送信息，對于各種傳送方式，包括點對點的傳送、一點對多點的傳送等等都能夠支持。由于采用了非破壞性總線仲裁方式，因此即便是網絡負載嚴重，也會支持網絡繼續運行。仲裁完成之后，就可以報文，保證了通信效率。CAN協議為通信數據編碼，因此并不會因網絡節點個數的問題而受到限制。此外，由于其可以對差分收發有所支持，并且糾錯力較強，因此即便是傳輸距離較遠，也能夠克服各種抗干擾環境。CAN標準的總線型網絡，是通過CAN接口適配卡，將計算機系統以及智能化低壓電控配電系統使用雙絞線連接起來，并掛在一條總線上，形成了底層通信網絡。需要注意的是，當CAN總線在使用的過程中發生電源短路或者斷線的時候，其傳輸信息的功能并不會被迫停止。
（三）DeviceNet總線技術。DeviceNet總線是底層設備現場總線，其符合開放型通信網絡，如果需要，將現場的智能設備使用一根電纜連接起來即可使用。DeviceNet總線為低端控制網絡，其傳輸數據的能力有限，而且通信的速率較低，但是其在故障診斷以及抗干擾能力上顯示出極大的威力，同時，短報文幀傳輸以及總線仲裁技術中所呈現出的無破壞性，都是其他總線所無法實現的，因此可以用于適時傳輸和數據控制。DeviceNet總線控制網絡系統由上位機、DeviceNet總線、智能電器節點三個部分組成，其中上位機為主機，包括DeviceNet接口卡，負責職能電控配電系統的調度和管理工作，通過智能電器與主機之間的高速數據交換來實現。智能電器節點為從站，包括微處理器基本系統、系統監測與保護、采集控制邏輯以及DeviceNet通用I/O等，主要用于連接現場設備，以完成檢測信號以及控制任務。DeviceNet具有低成本、可靠性高的性能，而且工作效率很高。
（四）Modbus總線技術。Modbus總線作為一種通信語言，其通常被用于電子控制器上，實現控制器之間以及控制器與網絡之間的信息傳輸，包括控制器與其他設備之間的信息傳輸也可以通過Modbus總線設計完成。由于其低成本而且用途廣泛，因此被廣泛應用于低壓電控配電系統中。Modbus總線起初在工業控制領域中被廣泛應用，因此其自身的設計特點與電力系統不太相匹配，甚至于會映射出一些功能上的問題。但是可以通過分析裝置中的參數，選擇使用合適的功能碼，可以實現電力系統對Modbus協議的適應性。同時，還要注意一些具有特殊性的應用功能，以使低壓電控配電系統具有良好的操作性能。
綜上所述，迅速發展的以太技術成為了較為成熟的總線網絡技術，其以高效傳輸并實現不同傳輸協議在同一總線上運行的特點，被更多地應用到智能化低壓電控配電系統當中，并將成為主流技術。
參考文獻：
論文摘要：隨著我國經濟的發展，能源瓶頸問題將更加突出，但如果只增加電力基礎設施投資。不進行節能。將造成能源的極大浪費。特別是近10年來。負荷的增長速度大于電量的增長。使得電網的負荷率下降。峰谷差加大，為電網調峰及經濟運行帶來困難。并且影響了電網運行的可靠性及經濟性。從實現電力工業的可持續發展和社會系統資源利用最優出發，必須高度重視電力需求側管理的研究和開發。加大電力需求側管理的運用和發展。
1 引言
電力需求側管理是以市場需求為導向，以優化能源消費結構為重點，運用電力需求側管理技術提高電能在終端能源消費中的比重。隨著以廠網分開、建立區域電力市場為特征的電力工業市場化改革的深入以及電力供應緊張形勢趨緩、負荷率將越來越低、峰谷差越來越大，以同時提高用戶用電效益和電網經營企業自身的經濟效益，成為迫切需要研究和解決的問題。
目前DSM已成為國際上先進的能源管理活動和發達國家可持續發展戰略的重要手段，在法國、德國、韓國、美國、加拿大等30個國家和地區取得了成功實施，并越來越受到關注。國際能源署(IEA)2004年報告顯示，發達國家自石油危機以來，通過實施DSM等多種措施，使單位GDP能耗降低了約50％。我國也于90年代初開始研究并實施DSM項目。目前已積累了一定的經驗。
2 國內電力需求側管理現狀
近年來，國內供電公司堅持改革和發展，開展了一系列有關加強電力需求側管理的活動，取得了一定的經濟效益和社會效益。建立與之相適應的管理機制作深入探討。目前電力需求側管理在國內電力公司中的主要應用方面有：
(1) 移峰填谷。通過對工商業用戶實行分時計量電量，實行尖峰、峰谷平分時電價措施引導工商業用戶調整生產運行方式，轉移高峰時刻的用電負荷，降低高峰用電需求，提高電網供電設備的負荷率和利用率，緩和高峰時刻的供用電矛盾。
(2) 無功補償。對配變變壓器就地無功補償和變電站集中無功補償相結合的方式，降低了電網無功損耗。
(3) 電力負荷管理系統。通過遠程控制技術實現對5000KW以上的大用電用戶進行24小時的動態監控，在供電緊張時，根據電網負荷的情況，有序的控制用戶的用電負荷。
(4) 節能。對終端用電戶，鼓勵采用先進的節能技術改造配電系統。
(5) 落實有序用電方案動態管理。在電力緊缺的情況下，需要對供電用戶實行拉閘限電時，通過現有的技術手段，制定落實有序用電方案，結合負荷的動態變化，實行方案動態管理。
3 實施電力需求側管理的策略
3.1 加強電力建設，增加電力供應
供電企業加強電力安全生產監督管理，指導各發、供電企業建立可靠的電力事故應急機制，落實保證電網安全運行的各項組織措施。嚴防大面積停電事故的發生，同時，深入開展依法治電，依法護電，嚴厲打擊盜竊電能和破壞電力設施犯罪，遏制違章建筑，違章作業等各類危害電力設施安全的行為，確保電力設施安全穩定運行。
加快電網建設，解決電網供應瓶頸現象，對今年在建的電網建設工程加強調度及時協調解決建設中存在的問題。
積極協調所在地區范圍內的企業自備電廠、地方電廠多發、滿發’充分發揮這些電廠的積極作用，千方百計增加地方電力供應。
3.2 電價手段
電價制度的確定，要考慮電價水平和電價結構兩個方面。在電價結構方面，主要是制定一個面向電力用戶多種可供選擇的激勵性電價，如容量電價、峰谷電價、分時電價、季節性電價、可中斷負荷電價等，其目的主要是激發電力用戶在削峰、填谷和移峰填谷方面的主動性。
建立多種結構有選擇性的電價制度，為供電企業開拓電力市場，促進電力商品化創造了條件。它增強了電力用戶在削減電網負荷尖峰、增加填谷電量、進行移峰填谷和減少用電的內在動力，同時也是調節需求側管理效益在供電企業和電力用戶之間合理分配時的一種手段。
3.3 針對大用戶采用可中斷負荷管理
根據國外的經驗，對可中斷負荷容量超過一定數量的大工業用戶，實施可中斷負荷管理是最具成效的。因此，在當前很多城市缺電嚴重，峰谷電價影響存在滯后現象的情況下，對大用戶實施可中斷負荷就成為了必要手段。
可中斷負荷管理是指電力公司與用戶簽訂可中斷負荷協議，在電力公司需要時，中斷和削弱用戶的電力供應的一種負荷管理的技術手段。對可中斷負荷管理中，電價的折扣率和相關優惠措施是該辦法能否順利實施的關鍵。
3.4 加強宣傳推廣
充分利用電視、報紙、廣播等媒體廣泛宣傳當前的電力供應緊張形勢，號召人民群眾在不影響正常生活的前提下節約用電，隨時關閉不必要的用電設備，適當提高空調的制冷溫度，最終使廣大市民深刻意識到節約用電的重要性并對當前的供電形勢給予理解和支持。
印制大量電力需求側管理的宣傳彩頁分發到社區、企業和街頭，以加強需求側管理和推廣蓄能、節能技術為核心的展板放置于各營業所的顯著位置，大力推廣使用綠色節能照明和蓄冰制冷等新技術節電措施，提高用電負荷率；充分發揮經濟杠桿作用，大力推行峰谷分時電價，鼓勵用戶在電網低谷時段多用電。
3.5 節電設備使用優惠
(1)免費安裝激勵。免費安裝激勵被視為需求側管理相當成功的一個激勵工具。由于電力用戶不必或僅支付少許費用。減輕了電力用戶節電的投資風險和資金籌措的困難，因此很受電力用戶的歡迎。
(2)借貸優惠激勵。供電企業在選擇貸款對象時，在可能的條件下要使節電所帶來的收益超過提供貸款而減少的利息收入。
4 結論
需求側管理是一個龐大復雜的系統工程，它涉及整個社會、每個領域，涉及國家電價政策和各種管理體制。以往各供電公司進行需求側管理的經驗，充分說明了需求側管理系統的優越性，它可以把缺電造成的影響和損失減到最小，從而保障廣大人民群眾的生活用電，促進社會有序用電。
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關鍵詞：變頻器，PLC，工藝除塵，風力送絲除塵，節能
1、 概述
隨著我廠生產能力的增大和技術改造升級，原有除塵系統已不能滿足卷接包裝車間設備增加后其生產所需的負壓和除塵要求，為此必須改進卷接除塵設備，以滿足生產要求，改進的卷接除塵設備系統采用本地控制+集中控制模式，其集中模式接入動力車間的中央監控系統，實現遠程監控。
2、除塵系統的組成及工作原理
集中工藝除塵、風力送絲除塵系統由卷接包裝機組集中工藝風力除塵系統FC1、FC2和FCB（備用），卷接包裝機組風力送絲除塵系統FS1、FS2，粉塵收集系統YC三部份組成。卷接包裝機組集中工藝風力除塵系統FC1 、FC2或FCB（備用），由集中風力系統的風機供給機組卷煙、接嘴生產和除塵所需的工藝風力，將工藝風力和除塵有機結合，實現卷煙工藝風力和除塵風力集中供給的方式。FC1、FC2或FCB（備用）除塵系統風機采用變頻調速，主風管上設置壓力傳感器，根據風壓變化，自動調節風機轉速，控制風壓波動，從而達到穩定系統風壓的目的。各卷煙機臺有風壓平衡器與氣動風力平衡閥，根據卷接機組的設備運行狀況自動調節風力，確保系統在不同工況下風力穩定并合理分配到每臺卷煙機和接嘴機上，完全滿足卷接機組的生產要求。系統根據負荷（開機臺數）變化后，主風管上風壓變化，自動調節風機轉速及執行閥，實現系統在不同生產負荷條件下卷接工藝風力恒壓供給。
卷接包裝機組風力送絲除塵系統FS1、FS2，由物料輸送和除塵兩部份組成，當設置于系統尾部的風機啟動后，系統內形成負壓，煙絲和空氣從送絲機一端被吸起，煙絲在料管中經過風力加速后配給卷煙機，而含塵空氣則沿回風管經除塵器凈化后排入大氣。FS1、FS2除塵風機采用變頻調速，主風管上設置壓力傳感器，各卷煙機臺有風送控制儀TP170A，可從控制儀上實時監控本機風送狀態并對本機的送絲風速設定值進行設定。系統采用實時控制手段，自動實現在不同生產負荷條件下，送絲風力速度、壓力的穩定，可靠。
粉塵收集系統YC，將集中工藝風力除塵系統FC1、FC2或FCB（備用）與風力送絲除塵系統FS1、FS2四臺除塵器卸灰電機卸下的粉塵通過螺旋輸送管道連接至除塵壓棒室。
3.電控系統的組成及各部分的功能
3.1電控系統的硬件組成
控制系統主要由西門子S7-300系列的PLC、ET200S分布式I/O、Profibus-DP 現場總線控制技術和人機界面MP370和風送控制儀TP170A等組成。控制系統實現對整個風力系統的設備啟停，風量、風壓、風速調節，系統狀態參數檢測，故障信息報警等功能。MP370人機界面、變頻器及PLC所控制的電機啟動器、接觸器安裝在電控柜內，電控柜內還安裝電控系統所需的電源開關，電壓、電流顯示儀表，各種信號指示燈，各種狀態的選擇開關，起、停按鈕，報警裝置、接觸器、繼電器、過載保護元件，除塵器控制元件等。ET200S分布式I/O、風送控制儀TP170A、壓力檢測元件、電動執行元件分別安裝在12組卷接機組上。。
3.2電控系統的軟件組成
系統由西門子STEP7 語言和iFIX 組態軟件開發而成。。作為上位機的MP370 人機界面顯示現場機組運行狀態及控制畫面，可以進行系統相關工藝參數設置和啟停控制，并通過Profibus-DP 網與除塵系統的變頻器、各現場I/O站（風送控制儀TP170A）進行數據交換。系統中主要設備的重要信息均可在MP370 人機界上顯示，如變頻器參數、卷接機組運行狀態、除塵風機運行狀態以及除塵系統的壓力等工藝參數信息等。
5 變頻器的選用和節能效果
FC1 、FC2和FCB（備用）除塵電機的具體參數為功率132kW，頻率50 Hz，電壓380 V，2 極，額定電流238 A；FS1、FS2風送電機功率為45 kW，額定電流為83A。DANFOSS變頻器功能強大，性能優越，調試和運行簡單。VLT5000系列變頻器在VVC控制基礎上發展為VVCplus控制方式，使得變頻器在低速（0~10 Hz）范圍內動態特性得到了改善，速度精度也得到了提高。變頻器選用型號為VLT5152PT5C20 ST RO F10，變頻器接受來自安裝在管道上的壓力傳感器、I/O 箱及PLC 的信號，實現對風機的自動調節，調整管道負壓的大小，來完成送絲和除塵任務。在變頻器的控制上分壓力控制和頻率控制，壓力控制是PI 閉環控制，系統以恒定的壓力來控制；頻率控制是開環控制，風機以固定的轉速運行。如果卷接集中工藝除塵系統反映風力不夠，可以在“設定參數”畫面中調高變頻器的運行頻率或者調高設定壓力；如果沒有風力，則檢查變頻器是否跳閘或防火閥關閉。如果是變頻器跳閘，則記錄故障代碼，用“停風機”斷電后重新上電在PLC及人機界面出現故障時，為了不影響卷包車間的生產，可以采用變頻器手動控制風機，將變頻器從“REMOTE”模式切換到“LOCAL”模式，可在面板上控制實施。。本系統具備卷接機組遠程控制風機啟停功能，即通過判別卷接機組是否運行，決定工藝風力系統啟/停，節省能源。
本系統拆除了卷接機組本身的風力發生裝置，不再需要購置小風機，電機等備件，并且免除了與此有關的維修工作，從而節約了大量的備件和維修費用。系統的總裝機容量小，運行耗能和運行費用低，以一個系統布置4組PROTOS70卷接機組為例，集中除塵要一臺37KW的大風機，加上卷接機組本身的8臺小高壓風機52KW（卷煙機5.5KW，接嘴機7.5KW）系統總裝機容量89KW，則12組卷接機組除塵系統總裝機容量應在356KW以上，而采用集中工藝風力除塵系統僅由兩臺132KW的大風機作為動力，系統總裝機容量301KW，系統的裝機容量減小約60KW，另外，采用風機變頻調速，系統恒壓控制方式，系統實際功率運行70~~110KW左右，節能效果非常明顯，這一點，在目前我國提昌節能減排尤為重要。本系統自調試成功通過驗收，經過一年的平衡運行表明，采用PLC、現場壓力檢測裝置及VLT5000 系列變頻器構成的閉環自動控制系統，是卷煙機組除塵系統中一次全面的智能升級，具有以下優點。與未改造前的手動系統相比，系統節電效果明顯，FC1、FC2電機額定電流由238A降為160 A 左右，FS1、FS2 電機額定電流平均由83 A降為60 A 左右。通過一年運行，從系統的整體運行情況來說，每年就能比改造前節省大約40%以上的電能，節能效果顯著。自采用了變頻調速技術調試完畢投入運行后，卷接工藝采用風力平衡和恒壓供給，改善了卷接設備工藝風力性能，降低了車間噪聲水平，改善了車間作業環境；集中工藝風力除塵系統，采用自動控制技術，實現了系統運行狀態和參數的實時監控。在目前的煙草行業中，少人值守，無人值班的要求越來越高，采用PLC、變頻器、風壓檢測裝置組成的閉環控制系統，做到了在線監控，實時了解和掌握變頻器等設備的運行狀態，完全能滿足上述要求。
關鍵詞：ZigBee；PLC；GPRS；豬舍；無線監控系統
中圖分類號：TU264.3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20151032019
引 言
為了提高畜牧業的生產效率，降低生產成本，合理利用資源，將現代化的電子，通信，計算機和自動控制等技術應用于畜牧業生產中是現代畜牧業發展的必然趨勢[1]。本文采用分散測量控制加集中管理，也就是以微處理器為核心的計算機集散監控模式。具體來說，這一模式就是以PLC可編程邏輯器件、ZigBee模塊和傳感器件等作為下位機，實現生豬養殖環境數據的監測； 同時再以工業控制計算機作為實施的現場監控上位機，并通過GPRS無線遠傳等方式與下位機實現其連接。上述監控方式解決了由于豬舍養殖環境的復雜性帶來的布線困難，并且線路容易遭到破壞或腐蝕老化，監測系統的可靠性差，運營成本高； 監控區域有限，多數不具備網絡功能，難以實現遠程監控等問題 [2]。對大型豬舍的生產需求具有重要意義，本設計已投入實際使用，并且也取得了良好效果。
1 系統總體設計
該系統是根據物聯網的分層體系思想和數據傳輸特性，將豬舍環境監控系統劃分成5個層面，系統總體結構框圖如圖2-1所示。在傳感層，傳感器的布置和環境調控以單棟豬舍為一個獨立監控區域。同一豬舍內飼養的通常都是同一類型的豬，且他們對環境的要求基本相同。不同類型的傳感器通過有線或無線的方式組成監控網絡 [3]。在近距離傳輸層，也就是ZigBee拓撲網絡結構層。不同編號地址的采集節點通過事先確定好的測量點將該點的溫度、濕度、光照、氣體等傳感器采集到的數據傳遞給ZigBee協調節點。在控制層，PLC主要負責數據的傳遞和對上位機發出的報文的處理來實現整個系統的控制部分。在遠距離傳輸層，數據通過485物理接口與GPRS-DTU連接，通過SIM卡以走流量的方式將數據上傳到上位機。在應用層，實現數據的管理和應用。使用組態軟件做監測界面，使用數據庫技術管理采集到的數據，搭建數學模型調控豬舍環境，控制方法通過軟件編程實現。模型根據環境信息的輸入產出對應的控制輸出，控制系統設備的運行，調節豬舍環境。
2 監測系統硬件總體結構
硬件系統是整個生豬養殖環境監測系統的物理基礎，以此為平臺，可使得硬件系統在支撐生豬養殖環境監測的功能要求得以滿足的同時，還需要將系統的精確度、無線傳感網絡的傳輸距離以及傳輸速度等重要指標實現無損、高效的傳輸。本文即是將圖1所示的系統總體方案設計中的感知層、傳輸層、控制層的無線傳感網絡組網設備和環境監控設備劃歸入硬件系統中，這4層設備的作用主要是負責生豬養殖環境參數的監測、數據的傳輸、以及對執行機構的控制。硬件總體結構如圖2所示。
2.1 環境監測感知設備
豬舍環境條件惡劣，粉塵多，相對濕度較高、硫化氫氣等惡臭氣體具有一定的腐燭性，傳感器安裝不當，還有可能被動物破塊。因此豬舍環境監控系統傳感器的選擇除了要考慮量程、精度、價格和接口等幾個常見的指標外，還要結合豬舍環境的特點，綜合考慮傳感器在相應環境條件下的耐久性和可靠性[3]。下面就幾種不同類型傳感器的選擇作簡要介紹。
溫濕度傳感器選擇SHT11，屬于Sensirion溫濕度傳感器家族中的貼片封裝系列[4]。傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一塊微型電路板上，輸出完全標定的數字信號。該傳感器響應迅速、抗干擾能力強、性價比高，具有較高的可靠性和長期的穩定性。
光照傳感器選擇光敏元件為ON9658光敏管，是一個光電集成傳感器[3]。典型入射波長為520nm，內置雙敏感元件接收器，可見光范圍內高度敏感，輸出電流隨照度呈線性變化。
二氧化碳傳感器選擇的是藍月科技制造的B-530[5]。用的是紅外NIRD檢測原理，量程范圍為0～5000ppm，精度/分辨率為10ppm，使用壽命可達10a以上。
氨氣傳感器選擇的是美國RAE Systems公司制造的4NH3-100傳感器[6]。量程范圍為0～100ppm，分辨率為0.5 ppm，響應時間小于10min，靈敏度高，穩定性可靠。
2.2 無線數據傳輸設備
本文中對無線數據的傳輸主要采用了2種方式。近距離傳輸采用ZigBee拓撲網絡結構，遠距離的傳輸采用GPRS上傳服務器。為此系統則具有免布線、運營維護簡單的特點，并且特別需要一提的就是，還非常適合于對老舊生豬養殖場所實現二次改造[2]。
ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱（又稱紫蜂協議）來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網絡協議。ZigBee協議從下到上分別為物理層（PHY）、媒體訪問控制層（MAC）、傳輸層（TL）、網絡層（NWK）、應用層（APL）等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定[7]。
近地端數據傳輸過程選擇的ZigBee模塊是深圳隔壁科技生產的GB-SMA-10系列的無線傳輸模塊。它的特點是底板結構清晰、擴展通道數量較多、網絡自組織、數據傳輸透明、簡單易用。
GPRS （General Packet Radio Service） 通用分組無線業務，是一種基于包的無線通訊服務。它將使得通訊速率從56一直上升到114Kbps，并且支持計算機和移動用戶的持續連接。較高的數據吞吐能力使得可以使用手持設備和筆記本電腦電腦進行電視會議和多媒體頁面以及類似的應用。GPRS是基于Global System for Mobile（GSM），并且能完成現有的一些服務，例如：蜂窩電話電路交換（circuit-switched）連接和短消息服務（SMS）。本文即是根據GPRS與移動客戶端的連接將采集的幾種參數通過資費流量的方式傳送到遠程數據庫。
遠程數據傳輸過程選擇的GPRS模塊是北京天同誠業科技有限公司生產的無線通信模塊COMWAY WG-8010，該模塊具有性能可靠、使用簡單、兼容性好等特點。
2.3 系統控制執行設備
PLC（Programmable Logic Controller）可編程邏輯控制器，一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分。將邏輯控制設備應用于本系統中，主要是從它的高可靠性、抗干擾能力強、功能強大、靈活，易學易用、體積小、重量輕、以及因近幾年技術的更新換代使得一些低端PLC的價格比較低廉的特點出發。實現了畜牧業生產與工業控制的一次完美結合。
該系統通過詳細分析工藝過程的特點和控制要求。從以下幾個方面對PLC進行選型：估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性，較高性價比。最后選擇了S7-200CN系列的CPU 226 CN。
3 系統軟件設計
系統軟件設計主要包括ZigBee組網的程序設計、PLC邏輯控制梯形圖的設計、GPRS驅動程序的設計及上位機監測軟件設計。
3.1 ZigBee組網的程序設計
3.1.1 模塊的組網方式
每個模塊都有其自己的組網方式，有如下幾種：廣播、組播、點播。本設計主要以廣播為主。一般在一個ZigBee網絡中的n個 CC2530 模塊，有一個協調器（也就是俗話說的 zigbee 總節點），和 n 個終端模塊（俗話說的就是子節點）。而協調器一般被設置為廣播，就是協調器可以向其他 n 個所有終端模塊發送數據。進一步解釋就是協調器廣播數據，其他 n 個終端都可以收到數據，并處理數據。而終端一般被設置為向協調器單播，就是所有的 n 個終端，都向協調器發送數據。協調器，終端組好網了，那下面就是如何發數據和接受數據了。
3.1.2 如何發送數據
在 EnddeviceEB.c 中我們調用了無線發送數據函數 AF 函數。部分程序如下：
AF_DataRequest（ &GenericApp_DstAddr， &GenericApp_epDesc，
GENERICAPP_wenshidu_CLUSTERID，
5，//這個參數為發送數據的長度
strTemp， //這個參數為發送數據的內容
&GenericApp_TransID，
AF_DISCV_ROUTE，
AF_DEFAULT_RADIUS ） ；
3.1.3 如何接受數據并處理
協調器收到終端發送來的數據后，對數據進行處理。部分程序如下：
static void GenericApp_MessageMSGCB（ afIncomingMSGPacket_t *pkt ）
{
unsigned char str_uart[5]；
switch （ pkt->clusterId ）
{
case GenericApp_wendu_CLUSTERID：
str_uart[0] = 'w'；
osal_memcpy（&str_uart [1]，pkt->cmd.Data，3）；
HalUARTWrite（0， str_uart， 4）；
HalUARTWrite（0， "＼n"， 1）；
break；
}
}
3.2 PLC邏輯控制梯形圖的設計
本文中PLC的作用是與主協調器進行通訊，將數據傳送到PLC的存儲映射區，最后通過RS485傳送至上位機進行監控，同時命令也可以通過上位機回傳給PLC并對其執行機構進行控制。由于梯形圖與功能碼在邏輯編程中的含義相同，此處將控制部分梯形圖轉化為功能碼，程序如下：
3.3 GPRS驅動程序的設計
智能DTU內嵌了TCP/IP協議，提供了RS232/485接口，可以廣泛應用于數據采集，工業監控，遠程遙測等領域。因此對GPRS的驅動程序進行簡單的編寫就可以實現數據的發送和接收。GPRS通訊程序流程圖如圖3所示。
3.4 上位機監測軟件設計
上位機系統管理軟件，是必備的用于生產操作和監視的控制軟件包，是整個控制系統的重要組成部分。文中應用了亞控科技的組態王kingview6.53，集成了對亞控科技自主研發的工業實時數據庫（KingHistorian）的支持[8]。且具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等優點。其主要功能為：對邏輯控制器PLC各控制站的狀態信號進行監控：利用直觀的動態畫面來模擬控制對象的工作狀態：可以通過計算機控制被控對象的啟、停等工作狀態，并可進行參數設置：可以進行各工作參數（溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度等）的趨勢曲線圖顯示或累計值顯示及報表打印功能；可以進行操作歸檔，以保證操作的安全性；可進行故障報警與顯示；參數的修改。實現操作人員對生產過的人工干預，如修改給定值、控制參數和報警限等。
4 結束語
基于ZigBee/GPRS技術以可編程邏輯控制器PLC為核心的生豬養殖遠程實時監控系統，是可以實現無線數據采集、遠程監控相結合的多參數環境監控的系統方案。該系統不僅為畜牧業生產與工業控制的結合開辟了新的思路，而且還非常適合于對老舊生豬養殖場所實現改造升級，應用領域廣泛。
參考文獻
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[關鍵詞]知識經濟；會計假設；會計本質
知識經濟是相對于農業經濟、工業經濟的一個新時代概念。經濟合作與發展組織(OECD)在1996年題為《以知識為基礎的經濟》的報告中所提出的定義是：“知識經濟是建立在知識和信息的生產、分配和使用上的經濟”，其主要特征是以高新技術產業化為基礎。以信息和通訊技術為條件。以人力資源和知識資本為首要生產要素等。知識將在社會生產和社會資源配置中發揮主體作用。并為社會創造出巨大的財富。人類經濟社會發展歷史中的任何一次變革都會引發會計的變革。“會計主要是適應一定時期的商業需要而發展的，并與經濟的發展密切相關。”(M?查特菲爾德《會計思想史》)由于知識經濟導致世界產業經濟結構從物質型經濟轉向知識和信息型經濟，信息與通訊技術的空前發展和全球網絡的形成，將創造出許多過去完全想象不到的新產業、新產品、新技術、新服務。知識經濟對會計理論的沖擊是全方位的，包括會計思想、會計目標、會計管理體制、會計技術方法和會計政策規范。國內學者在研究知識經濟對會計影響時，往往多集中于闡述知識經濟對傳統會計主體、持續經營、會計分期、貨幣計量四大假設的沖擊影響。研究的邏輯起點無非是從會計的內、外部環境變化出發，闡述它的不適用性。有的學者如殷志剛、邱景忠提及到其對會計目標、歷史成本、資產概念的沖擊。但都淺嘗輒止。對作為會計研究重要方面的會計本質，卻很少有文章系統論述知識經濟帶來的影響。
一、我國會計理論界對會計本質的三種認識
本質是決定一事物區別于另一事物的根本屬性。會計本質是由會計的內在矛盾所決定的，是會計這一事物比較深刻的一貫的和穩定的方面，它從整體上規定會計的性能和發展方向。會計本質也是確定和解釋其他會計概念的依據，會計研究首先應解決會計本質問題。這一觀點從20世紀50年代就開始風靡我國，并在會計研究實踐中得到廣泛應用。目前存在于我國會計理論界的對會計本質的三種認識即“會計信息系統論”、“會計管理活動論”和“會計控制論”，這是對其進行長期研究的邏輯起點。人們對會計本質和內涵的探討一直沒有停止過，迄今為止仍是三派鼎立，沒有能夠達成一致。隨著知識經濟的到來和網絡技術的日新月異，會計信息使用者對信息需求的多樣化以及人們價值意識的轉變，都迫切要求我們對會計本質重新加以思考。
(一)會計信息系統論
余緒纓教授自20世紀80年代從國外引進并主張會計是一個信息系統，他認為：“根據當前的現實及其今后的發展，應把會計看作是一個信息系統，它主要通過客觀而真實的信息，為管理提供咨詢服務”(金緒纓，1980，1982)。此后，這種觀點得到了葛家澍教授等人的支持。他們給會計所下的定義是：“旨在提高企業和各單位活動的經濟效益，加強經濟管理而建立的一個以提供財務信息為主的經濟信息系統”(葛家澍等，1983)。
(二)會計管理活動論
“管理活動論”這一觀點是我國學者首創的提法，由楊紀琬教授利閻達五教授率先提出。1980年，在中國會計學會成立大會上。兩位教授合作發表了題為“開展我國會計理論研究的幾點意見――兼論會計學的科學屬性”的論文，首先提出了“會計的本質是一種管理活動”的觀點，并認為：會計管理在微觀經濟中是企業管理的重要組成部分，是一種重要的價值管理；在宏觀經濟中是國民經濟的重要組成部分。在社會主義條件下。企業的價值運動就是個別資金的運用，會計管理是對這種運動進行管理的一種重要形式。
(三)控制活動論
“控制活動論”是20世紀90年代初為調和上述兩派的論戰而出現的一個新興學派，其代表人物是楊時展和郭道揚兩位教授。楊時展教授的會計控制論側重于會計微觀領域，其建立的基礎是受托責任觀，并在此基礎上提出了會計控制論。他認為：自古以來，會計最根本的目的就在于反映、控制經濟活動，離開現代會計這一控制系統的運行，要提高經濟效益是根本不可能的。郭道揚教授的會計控制論側重于宏觀會計領域，他從會計史學視角出發，縱觀世界經濟發展的歷史與現狀，提出了現代會計的全面控制觀點。他認為：會計是人類為實現對社會經濟的控制所進行的一項基本活動，因而現代會計的本質是一個全面控制系統，必須把過去、現在與未來結合在一起；必須把事前、事中、事后的控制結合在一起。尤其到了現代社會，會計更是現代經濟控制工程中的重要組成部分，是信息社會中通過對包括財務信息在內的經濟信息的優化與利用，以期對即定目標的控制和最終目標的實現。將會計界定為一種控制活動，優勢在于：從外延和內涵兩方面揭示了會計的本質，闡明了現代會計是一個控制系統。并且將受托責任與會計控制系統相結合，同時明確了受托責任與決策的關系。
二、知識經濟下對會計本質三種觀點的辨析
(一)按照會計信息系統論的觀點，會計活動確實是生產制造信息的行為，但知識經濟環境下這種信息的內涵卻在不斷地擴大
具體表現為：1、知識經濟下，信息的使用者不僅要了解財務信息，還要了解企業的背景信息和前瞻性信息。另外，非財務信息的地位越來越重要，如企業的核心技術、管理團隊的背景、產品的市場占有率、產業的競爭形式等，這些信息單純依靠財務信息是不能充分反映出來的，而這些信息往往只是信息使用者進行決策時考慮的重要因素。2、在知識經濟環境下誕生的新的信息記錄、采集、聚合、分析、整理、傳輸、公示技術等均產生了質的飛躍，現在的網絡技術、通訊技術、數據庫技術使海量的信息能夠得到處理，并且能夠即時為使用者所取得。大大提高了信息的質量和時效性。3、知識經濟下單純認為會計是確認、計量和傳遞經濟信息的過程的看法只體現了會計的反映職能，忽略了監督、預測和分析等控制職能。因為財務人員每天要依靠自己的職業判斷去分析確認各種資產，選擇不同資產的計量屬性等等，這種判斷性決策本身就是一種管理活動。
(二)會計被界定為一種管理活動
會計是管理經濟的一種工具，這是對會計本質認識上的一次質的飛躍，它強調了會計具有反映和監督的雙重職能，是我國進行會計改革以來。體現在會計基本理論問題研究中的一個歷史性的進步。在知識經濟下。擴大了企業管理的范圍。也深化了管理的內涵。企業信息化程度的提高更加豐富了管理的手段。所以。原有的會計本質的認識有點模糊，范圍過大，無法區分會計管理和其他管理的界限。因為會計管理畢竟不同于企業的人力資源管理、戰略管理、生產管理、知識管理等等，會計管理也非財務管理，所以該概念應該予以深化、細化。
(三)會計被界定為一項控制活動
控制只是會計所表現出的重要特征，它在逐漸成為會計的重要職能之一，但是并不能用控制去概括會計的本質。知識經濟的發展豐富了控制手段，擴大了控制邊界。由于互聯網的高速發展，管理越來越扁平化，控制的界限早已超越地域的限制，使遠程控制成為可能。所以，這種直接的控制技術的產生其實弱化了企業財務控制在企業經營控制中的作用，片面地強調會計控制職能只會以偏概全。應該對其加以深化。
第1章 緒 論 1
1.1照明智能控制的背景、目的及意義 1
1.1.1 背景 1
1.1.2 目的及意義 2
1.2 設計的任務及論文完成的主要工作 2
1.2.1 設計任務 2
1.2.2 論文完成的主要工作 3
第2章 照明智能控制系統總體方案設計 4
2.1 照明智能控制器系統工作過程簡介 4
2.2 系統設計總體方案 5
2.3 方案論證 6
2.3.1 中央處理器的選擇 6
2.3.2 人數監測模塊設計 7
2.3.3 人員數量顯示模塊設計方案 8
2.4 小結 8
第3章 照明智能控制器系統模塊設計 9
3.1 教室小系統原理圖設計 9
3.2人數監測模塊設計 10
3.2.1 “人體運動計數”的工作原理 10
3.2.2 系統及工作流程設計 12
3.2.3 熱釋電紅外傳感器輸出信號的處理 12
3.3 燈具控制模塊設計 14
3.3.1手動強制按鈕接口電路設計 14
3.3.2 繼電器改進電路 15
3.4 人數顯示電路設計 16
3.5小結 16
第4章 系統軟件設計 17
4.1 教室小系統主程序設計 17
4.2 智能繼電器主程序設計 19
4.3 手動強制按鍵的主程序設計 19
4.4 手動按鍵掃描子程序 20
4.5 小結 21
第5章 系統模塊驗證調試 22
5.1 硬件模塊檢測 22
5.2 人數監測模塊調試驗證 22
5.3 人數監測模塊程序設計 24
5.4 模塊的仿真與測試 26
5.5 小結 27
總 結 28
致 謝 29
第1章 緒 論
1.1 照明智能控制的背景、目的及意義
1.1.1 背景
近年來，盡管我國的電力建設取得了很大的發展，但這并不意味著我國的電力資源己經過剩，事實恰恰相反，電力供應不足和能源短缺的現象十分嚴峻。翻開2003年的新聞，電荒二字十分搶眼：12月26日，湖北武漢市拉閘限電；長沙市從11月30日起首次按照“開三停一”的原則限電；從11月5日開始，湖南的14個地區己陸續開始計劃用電：1-0月，山西省累計拉閘限電56600條次，日均限電100萬千瓦時以上……2004年6月16日，國家電網公司總經理趙希正表示，夏季電網將面臨八十年代以來最為嚴峻的缺電局面，全網電力供應的缺口將達到三千萬千瓦左右；2005年7月30日以來，由于煤電矛盾并未根本化解，新增機組上半年投產不足，全國最大電力缺口將出現在三季度，缺口約為2500萬千瓦，缺電最嚴重的地區仍在華東[1]。
目前，國內大、中、小學校教室的照明燈具控制大多采用手動開關，即使嚴格管理，仍不可避免地出現忘記關燈的時候，特別是在白天，情況更是如此，從而造成大量的能源浪費。另外，各種照明燈具都具有一定的使用時限，在光線充足的情況下仍繼續使用，必然會縮短燈具的使用壽命。
從節能的角度觀察教室照明系統的使用，浪費現象屢見不鮮。教室中的開關雖然也分區控制照明燈，但不會有人花費時間去研究他所坐的那排的燈是由哪個開關控制的；有些不負責任的管理員甚至只控制一個總閘，晚上拉下來，早上推上去，這也就意味著在早上幾乎沒有人上自習的六、七點鐘，整個自習樓的燈就全亮了。這樣，一年下來，無形中所浪費的電能是非常驚人的。
現在國內外稱為室內照明智能開關分兩種：一種是定時開關，它通過對開燈和關燈的時間設定，以達到定時開燈和關燈的效果，它無法根據室內的照度進行自動開燈和關燈，也無法根據室內人員的多少確定開燈數量。另一種是紅外感應開關，它雖然可以根據白天黑夜和人員流動控制燈具，但它只能是簡單邏輯狀態開關式接通電源，經過整定時間延遲后自動切斷電源。兩種開關實際上沒有實現智能化，并且不能對多燈進行選擇控制。國內外室內照明“智能”開關現狀還不能達到片區照明智能控制和節約用電的目的。
1.1.2 目的及意義
本設計根據室內的照度情況和人員分布情況，通過照明管理的智能控制系統來決定燈的亮滅，達到節約用電的目的。片區照明智能控制系統借助各種不同的“預設置”控制方式和控制組件，對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理，實現節能。這種自動調節照度的方式，充分利用室外的自然光，只有當必需時才把燈點亮或點亮到要求的亮度，利用最少的能源保證所要求的照度水平，節電效果十分明顯，一般可達30%以上。
當今節能和保護環境已成為世界各國普遍關注的社會問題，并直接關系到社會的持續發展。在我國，照明用電量占總發電量的10%以上：在英國，應用在照明上的能量大約占總消耗能量的5%，如果有效地利用照明用電，這個數量可以減少。我國電力主要是來自燃煤，照明節電就意味著減少CO2，SO2等有害氣體排放，可減少對大氣環境的污染。
如果我校教學樓采用“照明片區數字化、智能化、網絡化控制系統”，將使我校教學樓不再出現學生進教室將教室燈全部開啟，離開時又沒有關燈，出現白天教室燈與太陽比亮度；晚上開長明燈；教室無人或只有一兩個人都會出現將燈具全部開啟的現象，達到節約用電，減少開支，降低教育成本的目的，同時又可遠程控制和管理，提升管理水平。
本系統的開發研究，既能實現照明節能，又能提高人們的生活質量，有廣泛的應用需求和市場前景，可望獲得較好的社會經濟效益。
1.2 設計的任務及論文完成的主要工作
1.2.1 設計任務
本系統設計要求實現根據室內自然光的照度決定照明片區是否開燈和關燈。當室內的自然光照度低于室內最低照度要求時，該系統將自動接通電源，使所有燈具處于待開狀態。系統還能根據室內有無人員，人員的多少及人員的分布等情況決定是否開燈，開多少燈，開什么位置的燈，當室內光的強度超過多少照度時，關閉多少燈，關閉什么位置的燈，始終保持室內的照度在某一正常范圍內。杜絕無人時開燈，人多人少都將所有的燈開啟及開長明燈的現象，真正做到人少少開燈，人走燈滅，即以高度的智能化來提高用電的管理水平。
1.2.2 論文完成的主要工作
針對設計任務的要求,本論文完成的主要工作有：
（1）以單片機為控制中心，對模塊電路的采集信號進行判斷、處理。
（2）進行熱電釋紅外傳感器的測試實驗，確定實現人數監測的傳感器的型號。
（3）設計人數監測模塊，監測房間內部人員數量，單片機據此判斷教室的使用效率。
（4）向上層控制中心匯報室內各分區人員分布的數量。
（5）執行上層整體調整命令，顯示指定的房間號。
第2章 照明智能控制系統總體方案設計
照明智能控制系統要完成房間內部照明燈具的自動控制及與上層系統通訊等任務，針對任務要求，本章將進行工作過程簡介和總體方 案設計。
2.1 照明智能控制器系統工作過程簡介
根據照明控制器[2]的設計原理：將小區分為三個不同的層次，即小區層，棟層和房間層。
房間層是管理的最底層，如圖2-1所示，房間層采集到信息后，向棟層傳送本房間內的人員監測數量，同時在接收到棟層傳來的整棟之間的協調信息時，關閉本教室的照明燈具，并顯示出開燈的房間號，間分布人數過少情況下的用電浪費。
圖2-1 房間層工作流程圖
棟層的主要工作是接收到所有房間層的信息后，經判斷作出該棟合理分布開燈房間的決策，并向小區層匯報。小區層則用于協調各棟層的工作，棟層和小區層的詳細敘述見《照明片區網絡化的設計》[3]，本設計著重介紹房間層的實現。
2.2 系統設計總體方案
照明控制器的照明控制原理：將教室分為0～5六個區，如圖2-2所示，屋頂中央圓盤上固定6個人體檢測模塊，傳感器位于圖2-2中傳感器1的位置，朝向6個分區，分別對6個區域進行監視，其中在1和4區放置照度檢測模塊，分別檢測靠門側3個區和靠窗側3個區的照度。在教室的進門處加一個“雙元型”熱釋電紅外傳感器，位于圖2-2中傳感器2在位置，對實驗室的人數進行監測，達到系統的完整。本系統控制的總體框圖如圖2-3所示，照明智能控制器控制分區的照明燈具，單片機讀入人數監測的監測值，送入上一級（棟層控制器）。原理框圖如2-3所示：
圖2-3 原理總框圖
在以上的模塊設計中，照度檢測、人體檢測上屆學長已完成，本設計以人數監測模塊為重點，并對系統的抗干擾做進一步處理。
2.3 方案論證
對于一項設計而言，找到合理的設計方案是至關重要的，因為它不僅決定著設計實現與否，還決定著設計結果的準確性。
2.3.1 中央處理器的選擇
房間層中央處理器主要作用是做簡單的邏輯控制，并不涉及復雜的算法。
AT89S51 提供以下標準功能：4k 字節Flash 閃速存儲器，128字節內部RAM，32個I/O 口線，看門狗（WDT），兩個數據指針，兩個16 位定時/計數器，一個5 向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路[4]。同時，AT89S51可降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM 中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。本系統設計選擇AT89S51單片機作為房間層中央處理器，如圖2-4所示。
89S51相對于89C51增加的新功能包括：
1、工作頻率為33MHz， 89C51的極限工作頻率只有24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。
2、內部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。
3、具有雙工UART串行通道。
4、雙數據指示器。
5、電源關閉標識。
新增加了許多功能，性能有了較大提升，價格卻基本不變，甚至比89C51更低！
2.3.2 人數監測模塊設計
方案一：人體識別方法：
在屋頂中央圓盤上固定6個人體檢測模塊，在最中央安放一個可轉動的攝像機，首先依據人體感應模塊得到的人員分布情況，利用電機轉動攝像機到有人員分布的區域，進行圖像采集，經過圖象處理得出室內人員的數量。原理框圖2-5如下：
圖2-5 人體識別原理框圖
此方案操作不方便，反應時間長，不宜進行實時監測，而且誤差較大，價格昂貴，不宜進行大規模生產。
方案二：人數監測方法：
將雙元型熱釋電紅外傳感器[3]安裝在門框的同一側，相互間隔適當的距離。人體經過傳感器時，人體的運動方向不同，傳感器輸出的信號也不同，進而判斷是進入房間還是離開房間[5]。系統原理框圖2-6如下：
圖2-6 人數監測原理圖
通過以上分析比較，本設計采用方案二，方案二的實現成本較低，容易實現；但熱釋電紅外傳感器的安放位置還是比較困難的，而且人經過門的速度也是不盡相同的，故在本設計中有一定的理想化處理成分，在實踐中總結其最好的距離和位置，以達到最好的監測效果。
2.3.3 人員數量顯示模塊設計方案
方案一：液晶顯示器(LCD)是一種低功耗的顯示器件，在袖珍式儀表或低功耗應用系統中有廣泛的應用。液晶顯示器有標準段式液晶顯示器、字符點陣液晶顯示器和全點陣圖形液晶顯示器三種。液晶本身并不發光，而是借助自然光或外來光源顯示數碼，它的優點是工作電壓低、耗電極省，但在黑暗中顯示需加背景光，相應刷新速度低，而房間號的顯示需要醒目，液晶顯示的字符較小，只有近距離才較易看清，成本也較高。
方案二：采用LED數碼管動態掃描顯示，用一片七段譯碼芯片CD4511驅動4片LED，直接用單片機I/O口接數碼管公共端做片選信號，使用芯片數量少，但占用I/O口數量多。
方案三：采用串入并出移位寄存器驅動顯示。使用兩片移位寄存器74LS164驅動兩片數碼管，僅需兩個I/O口，但顯示需做軟件譯碼[6]。
通過以上分析，本系統中由于I/O口占用數量較多，為節約單片機I/O口同時考慮成本，采用方案三。
2.4 小結
本章簡要的描述了系統的結構及工作過程，并通過比較分析，確定了各個模塊的設計方案。
第3章 照明智能控制器系統模塊設計
單元電路的設計包括了小系統、照度檢測模塊、人體感應模塊、人數監測模塊、繼電器觸發電路、步進電機驅動電路、電源電路和顯示模塊。本文將對人數監測模塊、繼電器觸發電路和顯示模塊做詳細闡述。
3.1 教室小系統原理圖設計
教室小系統原理圖如圖3-1所示，通過編程完成房間層的數據處理及智能控制。
89S51端口分配（見表3-1）
表3-1 I/O口的分配
P1.0，P1.1 用作照度檢測
P1.2,P1.3 分別對房間內部的1,2,3區和4,5,6區進行控制
P1.4～P1.7, 用做步進電機控制
P2.6 智能按鍵控制
P2.7 對教室內的人數進行監測
P0.0～P0.5 人員分布檢測信號輸入
P0.6,P0.7 4位LED 模擬串口顯示
P2.0～P2.5 繼電器觸發控制信號輸出
P3.0,P3.1 用做無線通信（詳見《照明片區網絡化》）
3.2 人數監測模塊設計
人數監測模塊關系到主機對房間的開關是否做出調整，教室內的學生人數是調換教室的依據，是對教室資源的優化處理的依據。
本設計中人數監測模塊采用熱釋電紅外傳感器中的“雙元型”(或稱“對偶型”) 器件作為探頭，利用后繼的信號處理電路對傳感器信號進行處理，實現對物體運動方向的判斷，實現對進出門人數的計 數，通過比較進出門的人數，得出房間內有多少人的判斷。這個方案無論室內的環境多么復雜，安裝時只需將探頭固定在門口處即可，比較方便[7]。
3.2.1 “人體運動計數”的工作原理
人體監測計數模塊能否有效工作，關鍵在于傳感器對人體運動方向的判斷。本設計采用“雙元型”熱釋電紅外傳感器作為探頭，就是要利用其結構上所具有的與單元型器件不同的特點來實現對人體運動方向的判斷。單元型熱釋電紅外傳感器由于只有唯一的一個熱電敏感單元，因而對不同方向運動物體只能輸出同樣的反應信號。而雙元型熱釋電紅外傳感器具有兩個完全相同的熱電敏感單元，它們按照極化方向反向串聯或并聯，其中只有一個熱電敏感單元是用來檢測紅外線，而另一個要在表面蒸上紅外反射膜，它的作用是補償噪聲。在實際當中，紅外反射膜是不可能達不到全反射的效果，一般較佳的是達到70 %反射，因此兩個熱電敏感單元對整個傳感器的信號輸出都有貢獻。由于市場上大部分產品為串聯方式，故下面就以反向串聯方式為例，利用圖解來定性說明雙元型熱釋電紅外傳感器判斷人體運動方向的基本原理。人體運動計數法的原理分析示意圖，如圖3-2所示：
圖3-2 運動計數原理框圖
無論反向串聯型傳感器中的兩個熱電敏感單元的幾何形狀和相互位置關系如何，都可以用圖3-2（a）來表示（假設a為檢測元件，b為噪聲補償元件）。現在假設有人體從熱釋電紅外傳感器的前方沿著兩個熱電敏感單元反向串聯的方向從左向右經過，根據人體與敏感單元相對位置的不同可對傳感器的輸出信號做出分析。如圖3-2（b）所示，當人體剛剛進入雙元熱釋電紅外傳感器視野的時候，由于人體到兩個熱電敏感單元的距離及角度不同而造成入射到兩熱電敏感單元上的能量變化速率不同，具體是a > b，因此雙元熱釋電紅外傳感器輸出信號應以a的信號為主，可設符號為“+”。如圖3-2（c）所示，當人體運動到雙元熱釋電紅外傳感器視野中央位置附近時，對于兩個熱電敏感單元來說一個是離開一個是接近，于是各自產生的信號符號不同，但由于兩個敏感單元反向串聯，因此熱釋電紅外傳感器輸出信號應是二者信號的反向疊加的結果，其值比任意一個敏感單元單獨產生的信號都要大，故符號為“- -”。如圖3-2（d）所示，當人體運動到即將離開熱釋電紅外傳感器視野時，兩個熱電敏感單元上的能量變化情況是b > a，因此熱釋電紅外傳感器輸出信號應該以b為主，由于對于b來說人體離開且它的串聯方式與a相反，故符號為“+”。由于熱釋電紅外傳感器輸出信號波形是連續的，根據以上分析，可以得出熱釋電紅外傳感器輸出的波形大致如圖3-2(e) 所示，波形的第二個正峰值低于第一個正峰值是由于熱電敏感單元b為噪聲補償元件，蒸有紅外反射膜，因此它產生的輸出信號比較小。如果人體的運動方向相反，則分析同理進行，而得到的結果恰好相反，如圖3-2(f )所示。這樣，根據上面的分析就可將不同方向通過熱釋電紅外傳感器的輸出信號波形區分開。再利用信號處理電路將傳感器輸出信號轉變為便于進行計數的數字信號“人體運動計數”法就可以順利工作了[8]。
3.2.2 系統及工作流程設計
整個人數監測模塊的工作過程如下：熱釋電紅外傳感器探測到人體發出的紅外線后產生一個相應的輸出信號；該信號經過信號處理電路的處理后，信號轉變成為利于計數的數字信號，同時人體的運動方向被判斷出來[10]；這個數字信號輸入到計數器進行計數，單片機通過程序運行比較房間內的人數是否低于預定值，根據比較結果做出是更換教室還是不更換教室的決定[9]。下圖3-3給出了一個基本的系統框圖。
圖3-3 系統框圖
3.2.3 熱釋電紅外傳感器輸出信號的處理
通過前面對雙元型熱釋電紅外傳感器對人體運動方向判斷工作原理的分析，已經知道從傳感器的輸出信號波形來看是可以判斷出人體的運動方向。但是，從傳感器輸出的信號顯然是不可以直接作為人數監測模塊的控制信號，因此傳感器的輸出信號必須經過一個專門的信號處理電路，使得傳感器輸出信號的不規則波形轉變成適合于計數的數字信號。
本設計中采用的是P2288-02型熱釋電紅外傳感器，是由雙熱電敏感元件、低噪聲阻抗匹配電路構成的雙元型結構器件，采用TO - 5 封裝，其紅外窗口為矩形，基本性能參數列于表3-2中。
表3-2 傳感器性能參數表
型 號 敏感面積（mm2） 敏感元件數 封 裝 窗口材料
2288-02 2*1 2 TO-5 帶通濾波器
工作溫度（℃） 存儲溫度（℃） 光譜響應（μm） 敏感度
（1Hz,10Hz）
（V/W） NEP
（500，1，1）
(W/Hz1/2)
-40～60 -55～125 7-15 6500，1000 1*10-9
工作電壓（V） 信號提升時間
(0~65%) (ms) 溫度系數
(%/℃) 偏移電壓
(RL=22kΩ) 噪聲
（Μv/Hz）
3~15 100 0.2 0.4 15
根據以上傳感器基本性能參數，這里給出一種適合的信號處理電路[11]，如圖3-4 所示。整個電路由傳感器、濾波電路、放大電路、窗口電壓比較器組成。
圖3-4 信號處理電路
當人體輻射的紅外線被聚焦在熱釋電紅外傳感器的熱電探測元上時，電路中的傳感器將輸出電壓信號，然后使該信號先通過一個由C1、C2、R1、R2組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率 ，同理下限截止頻率為0.16Hz。由于熱釋電紅外傳感器輸出的探測信號電壓十分微弱(通常僅為幾毫伏)，而且是一個變化的信號，輸出信號的頻率由被測物體的移動速度決定，通常為0.1～10Hz左右，所以應對熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號進行放大。本設計運用通用集成運算放大器LM324來進行兩級放大，如圖3-4所示，第一級放大器增益 ，輸出信號有微弱的工頻干擾，經R5，R6，C3，C4組成的帶通濾波器后送入第二級放大器，第二級放大器增益可由RW1調節，最大為31。調節RW2，將窗口電壓比較器的電壓窗口范圍設定為相對零電壓。
3.3 燈具控制模塊設計
本設計繼電器模塊用來直接控制照明設備供電線路的開啟與關閉，它是一種執行裝置。通過接收智能主機或智能按鍵發來的命令，經過微控制器CPU的控制程序分析、解碼、計算后來驅動各路繼電器線圈，從而達到控制繼電器吸合與斷開的目的。它具有本地手動開啟、輸出狀態顯示等功能。
3.3.1 手動強制按鈕接口電路設計
根據需要只在門口的單一位置安放智能手動按鈕（便于管理員察看教室的情況），送至單片機的I/O端口。當 AT89S51單片機的I/O端口空載時，其引腳電壓在邏輯1的時候接近電源電壓Vcc，在邏輯0的時候接近0 V，每個I/O端口的驅動能力為灌入或拉出25mA[13]。
所以在使用I/O端口時，必須設計ESD保護電阻，一般所選ESD電阻范圍100Ω-10 K 之間，而且該電阻的引入不能引起輸入輸出狀態的改變。
本系統設計了一個手動按鈕信號的輸入，利用單片機端口的P2.6來檢測按鈕的狀態。輸入信號由10 K的上拉電阻和按鈕串聯組成，并在單片機的P2.6引腳連接330Ω的ESD保護電阻，其原理如圖3-5所示。
圖3-5 手動強制按鈕電路圖
3.3.2 繼電器改進電路
繼電器觸發電路如圖3-6 所示，其中RQ1為直流電磁繼電器，最小觸發電流約55mA，所以圖中用NPN三極管接成共射放大電路，起到驅動的作用。為安全起見，單片機控制信號輸出采用6N137光電耦合器件進行光電隔離。RQ1的3，5可接入220V市電，用做照明燈具開關，也可用做傳感器檢測模塊啟動開關。
在照明系統設計中，把教室分為6個區域，故設計了6路繼電器輸出，采用AT89S51的PC端口P20，P21，P22，P23，P24，P25來驅動，如前一節所述，I/O端口的拉電流和灌電流有限，而且繼電器線圈有很大的電感，會產生極高的反向感應電壓，這對I/O引腳是致命的損壞，就算在外面加了續流二極管來保護，由于其二極管的導通延時的原因，根本無法抑制瞬間的高壓。因此設計了光渦來驅動繼電器線圈，起到了與單片機I/O端口隔離的作用，也消除了強電回路對單片機系統的影響[14]。
圖3-6 繼電器驅動電路
電路中，繼電器線圈兩端均反相并聯了一只二極管，它是用于保護集成塊的，不可省去，否則在繼電器由吸合狀態轉為釋放時，由于電感的作用線圈上將產生較高的反電動勢，極容易導致集成塊擊穿。并聯了二極管后，在繼電器由吸合變為釋放的瞬間，線圈將通過二極管形成短時間的續流回路，使線圈中的電流不致突變，從而避免了線圈中反電動勢的產生，確保了集成塊的安全。
繼電器常安裝在電器設備的內部，其工作狀態不直觀，本設計將其作如圖3-6改進。在線圈兩端接發光二極管VD，當控制電壓為正時，繼電器吸合，同時發光二極管被點亮，表明繼電器線圈已加上電源。發光二極管可裝在外殼顯眼之處。
3.4 人數顯示電路設計
由于教室的容量有限，故用兩位數碼管顯示人數，電路如圖3-7所示，圖中數碼管是共陰極的，與移位寄存器74LS164連接要加接200Ω的限流電阻，避免亮度過高造成數碼管使用壽命縮短。CLK接至P0.6，TXD接至P0.7，P0.6上升沿時P0.7發送一位數據,依此類推，按照BCD 碼先發送高位后發送低位，可實現兩位顯示[15]。
圖3-7 人數顯示電路
3.5小結
根據上一章的總體方案設計，本章著重介紹了人數監測模塊的硬件電路設計方法，并分別分析了其工作原理，要實現各模塊的功能，還須編寫相應的控制程序。
第4章 系統軟件設計
軟件設計采用模塊化結構，以便于系統功能的擴展。本系統程序主要分為主程序、步進電機控制子程序、顯示子程序等。
4.1 教室小系統主程序設計
當環境自然光能滿足人眼所需最佳光照度時，不管教室是否有人，燈都不亮。當自然光不能滿足要求時，則根據室內外光照度和教室人數開啟相應燈具。當教室里的人都離開后，則自動關閉燈具電源，實現教室燈光實時智能監控的目的。房間層程序設計流程圖如圖4-1所示，電路有2種工作狀態：自動控制狀態和強制狀態。
1、自動控制狀態
系統電路上電復位后，默認工作在自動控制狀態，程序運行開始后首先對房間號進行初始化，即讓數碼管顯示本房間房間號和人數為初值零，P2口清零，讓P2.7電機使能端為低電平，處于無效狀態，P2.0～P2.5控制照明燈具處于關閉狀態。如果有一個人進入教室，人數監測模塊熱釋電紅外傳感器感應到后，熱釋電紅外傳感器輸出電平信號，此信號經過人數監測模塊處理后，數碼顯示器顯示當前的人數加1；同樣再有人進入，則顯示2，3，……；若有人出教室，人數監測模塊感應到后，將顯示統計的人數自動減1。當系統電路統計的人數大于0(即教室內有人)，然后開始照度檢測，先對靠門側進行查詢，P1.0為“1”則啟動0～2區傳感器，并調用電機控制子程序，控制熱釋電紅外傳感器檢測0～2區情況，據此控制相應區域的照明開關，再查詢P1.1，若出現低電平就啟動3～5區傳感器檢測，開始控制整個房間的照明開關。在此過程中時時將房間人員分布情況和人員總數輸入工作寄存器組，供棟層控制中心讀取該房間人員分布的情況和人員數，同時通過讀取棟層中調整房間的房間號（十六進制代碼），執行棟層整體協調命令，調用十六進制—BCD碼轉換程序，再調用顯示子程序顯示出房間號。當教室里的最后一個人離開后，延時30S，在延時期間指示燈不斷閃爍，蜂鳴器發出將要關燈的提示音，然后熄燈。此后，如果出現意外情況，假如從教室內再有人出來，則蜂鳴器發出警報，人數顯示數碼顯示E[16]。
2、強制工作狀態
在電路正常工作的情況下，當管理員需要對教室進行打掃，以保持教室的清潔衛
圖4-1 主程序流程圖
生時，便可通過按下強制按鈕，使系統進入強制狀態，就能對燈進行強制開關的控制，通過該按鈕也能使電路切換回自動控制狀態。在自控狀態或強制狀態下，電路的人數統計功能都可以正常進行。
4.2 智能繼電器主程序設計
智能繼電器用來直接控制照明設備供電線路的開啟與關閉，它是一種執行裝置。智能繼電器主要是通過接收和發送主機和按鈕的信息，完成開關燈的功能，并實現本地手動功能。其主程序框圖如圖4-2所示。
圖4-2 繼電器主程序流程圖
4.3 手動強制按鍵的主程序設計
手動強制按鍵的功能相對簡單，硬件軟件設計也比較容易，其核心控制芯片AT89S51。
其主程序框圖如4-3所示。
圖4-3 手動按鍵程序流程圖
4.4 手動按鍵掃描子程序
采用CPU對按鍵進行掃描的方式，對所有的按鍵進行監視，一旦發現有鍵按下，CPU通過程序識別，并轉入相應鍵的處理程序，實現該鍵功能。CPU檢測到有鍵按下時，先延時20ms去除抖動，再次對按鍵進行掃描，如果仍然檢測到有鍵按下，則進入按鍵識別程序。
按鍵識別出來后，進入按鍵的處理子程序。圖4-4為按鍵掃描子程序流程圖。
圖4-4 手動按鍵掃描子程序流程圖
4.5 小結
本章介紹了房間層主程序，智能繼電器子程序設計，智 能按鍵子程序設計及按鍵掃描子程序設計思想及流程圖。
第5章 系統模塊驗證調試
5.1 硬件模塊檢測
在本系統設計過程中，從硬件設計到軟件設計幾乎是開發者針對本系統特點要求親自完成的。這樣雖然可以降低系統成本，提高系統的適應性，但是每個模塊的調試卻占去了總開發時間的決大部分。當硬件設計從布線到焊接安裝完成之后，就開始進入硬件調試階段，把調試分為以下幾步進行（各模塊的實物圖見附錄4）：
1、檢查邏輯錯誤
這類錯誤往往由于加工制板過程中失誤錯誤所造成的。主要包括錯線、開路、短路。首先將制作的電路板認真對照原理圖，看兩者是否一致。特別注意電源系統檢查，以防止電源短路和極性錯誤，并重點檢查各模塊的線路是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。必要時利用數字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯時間。
2、檢查傳感器元件失效
造成這類錯誤的原因有兩個：其中一個熱釋電紅外傳感器買來時就已壞了，無論如何調試都沒信號；還有熱釋電紅外傳感器是由于安裝錯誤，造成器件燒壞。采取檢查元器件與設計要求的型號、規格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯誤。
3、排除電源故障
在上電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。由于電源引起的故障可能會導致很嚴重的后果，所以要特別注意。電源短路產生的原因也很多，如電容的焊反、設計的失誤等，提前發現就可以減小損失。加電后檢查各插件上引腳的電位，首先檢查VCC與GND之間電位，若在5V～4．8V之間屬正常。若有高壓，聯機仿真器調試時，將會損壞仿真器等，有時會使應用系統中的集成塊發熱損壞[17]。
5.2 人數監測模塊調試驗證
按照如圖3-4所示電路原理圖進行連線，檢查模塊電路線路是否正確。確認無誤后接通電源，進行模塊調試。用手作為傳感器的感應對象，在傳感器的上方來回擺動，觀察其輸出信號的變化以確定最優的手動方向得出最大的輸出波形。
經過反復的試驗，得到對應于不同運動方向的輸出信號波形區別最大的方向，即可以認為是敏感元件反向串聯的方向[18]如圖5-1所示。
圖5-1 傳感器反向串聯示意圖
由于輸出信號變化很快，因此只記錄了信號的波形。
確定好方向后，在該方向上，手擺動的幅度要大，速度快慢不一，同時觀察信號輸出波形，當達到最好的觀察效果時，進行記錄。當人體在傳感器前不同方向運動時，輸出波形如圖5-2所示（由于輸出波形是變化的，而且變化的速度較快，拍照的效果不是很好）：
圖5-2信號輸出波形
從圖5-2波形圖中可以看出，前面對“雙元型”傳感器工作原理的分析是基本正確的。從輸出信號的波形可以看出，當人體在傳感器前運動的方向不同時，輸出的信號波形也就不同，驗證了人體運動計數的原理是正確的，達到了人體監測所需波形的要求，為下一步的方向判定提供了依據。
傳感器輸出信號經過放大和濾波處理之后，根據輸出波形，檢測輸出的高電平，確定序列值為00100和01010，兩個序列值分別代表兩個運動方向產生的信號，通過數字邏輯電路對序列進行檢測，達到計數的目的。
5.3 人數監測模塊程序設計
1、序列檢測
傳感器的輸出信號經過信號處理的出兩組數字邏輯：00100和01010，把得到的邏輯數字接入GW48實驗箱的I/O接口，進行序列檢測，其工作狀態圖如5-3所示：
圖5-3 序列檢測狀態機圖
2、加減計數設計
所設計十進制加減計數器具有不依賴于時鐘而有效的清零信號，有兩路數據，一路進行上升沿計數加，另一路進行上升沿計數減。
計數器的RTL級電路如圖5-4所示：
圖5-4 計數器的RTL電路
5.4 模塊的仿真與測試
1、序列檢測設計
所設計的序列檢測時鐘信號其工作時序如圖5-5所示：
（1）TA信號為經過比較器處理后的數字信號，時鐘信號頻率為數據信號的兩倍。
（2）復位信號高電平進行復位，AD加計數和DD減計數清零。
（3）當數據序列DATA為00100時DD輸出高電平；當DATA為01010時AD輸出高電平。
圖5-5 序列檢測仿真圖
2、加減計數設計
所設計十進制加減計數器具有不依賴于時鐘而有效的清零信號，其工作時序如圖5-6所示：
(1)當RST為高電平，EN為低電平時，CQ輸出為0。即計數清零，并禁止計數。
(2)當RST為低電平，EN為高電平時，每一個AD的上升沿后，CQ輸出加1，每一個DD的上升沿后，而CQ輸出減1，形成人數的統計。
(3)當EN為低電平時，計數器保持原有的計數0，當EN為高電平則繼續計數。
圖5-6 計數器工作時序
5.5 小結
通過FPGA實驗板的測試，能夠達到預定人數統計目標的要求。介紹了硬件調試方面的一般步驟和調試心得，得出了信號處理電路輸出的波形，經過聯機調試，達到了人數監測的預期效果。
總 結
本文研究了智能控制技術在照明控制中的應用。介紹了智能照明的發展概況，并針對電力資源浪費嚴重的問題，提出了研究智能照明控制系統的必要性。通過對雙元熱釋電紅外傳感器工作原理的分析，提出了一種室內人數監測的實現方案，并設計出了相應的信號處理電路。通過聯機調試，達到了人數監測模塊的預期效果。在本系統設計中，傳感器位置的選擇至關重要，決定著系統是否能正常工作和系統的精度，應予以高度重視。
由于知識水平相當有限，設計中還存在許多不足之處：
首先，設計未考慮2人并排入教室的情況，經設計者長期觀察，如非有意，這種情況極少發生。并且通過合理安排紅外傳感器的位置，也可使該問題得到改善或解決。
其次，為了設計及演示的方便，假定教室只有一扇門。若考慮2扇門的情況下，只需再加上第2路同現有熱釋電紅外傳感器一樣的P2288-02型熱釋電紅外傳感器，利用CPU的冗余資源處理這路傳感器。
第三，需進一步解決裝置的抗干擾問題以及產生的電磁干擾，有待研究該系統的模塊化、標準化、規范化等技術規范與技術措施，使其具有開放性、可升級性。
智能照明控制技術要實現更高級的智能并非一件很容易的事情，國內外從事智能照明控制十多年來，也只能算剛剛起步。要實現照明系統的智能控制與管理，它需要一個相當復雜的計算機控制系統，它不再是簡單地實現燈具的開啟和關閉，也不是僅僅調節光源的光通量輸出，它需要采集人們活動場所的照度信息、溫度濕度信息等，根據人們此時此刻的活動需求以及當前電網電參數等諸多因素來綜合分析與計算 ，得出最優化地調節光源光通量的輸出大小，從而滿足人們最佳的光環境需求，并通過圖形界面或聲音等設備提示人們了解自己的周邊環境。要實現這個控制過程，不僅包括控制學科所研究領域，它還包括照明學、美術學、環境學、生理學、心理學等眾多學科的交叉邊沿學科。
致 謝
在論文即將完成之際，我首先想感謝我的導師韓雪梅，感謝導師給了我一個參與項目的良好鍛煉機會，感謝她對本論文的選題、研究工作及論文撰寫過程中給我的悉心指導和鼓勵。
其次，我想感謝蔡波、李俊國老師，在系統的軟硬件設計和調試過程中，他們都給予了我很大的幫助和支持。
還有我在實驗室一起做畢業設計的同學們，感謝汪文科、王志強、楊敬國、何善亮、龍祺等同學，有了他們在生活和學習上對我的幫助，使我愉快的完成了本科階段的學習，這四年的生活會成為我一生中最難忘的時光。
最后，還要感謝我的家人，來自家庭的溫暖、關愛和支持，是我不斷前進的動力源泉。
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