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篇1

監(jiān)控模塊根據接收到以CAN通訊卡傳來的指令來控制電機的停止/啟動，同時檢測取芯儀供電電源的運行狀態(tài)，并將電壓、電流、溫度、運行信息及故障信息等參數通過CAN通訊傳給上位機進行處理和顯示。電壓一次側由芯片3875發(fā)出的移相脈沖控制H橋的IGBT模塊，正弦脈寬調制（SPWM）波由SPWM輸出模塊編程實現，并且實現電機軟起動和軟停車，驅動負載電機自適應等功能。方案結構（圖略）。測控系統特點測控系統采用凌陽公司的16位高速微型計算機SPMC75F2413A為核心，CAN控制器采用MCP2515，CAN驅動器采用TI公司的低功耗串行CAN控制器SN65HVD1040D，通過CAN總線能夠實時地檢測和傳遞數據，實現數據通訊和共享，更能夠實現多CPU之間的數據共享與互聯互通，其它電子元件均選擇150℃溫度的等級。此外系統還設計有散熱器、風扇等。該測控系統具有極高的高溫可靠性，能夠確保系統在高溫環(huán)境下可靠工作，控制、檢測、顯示的實時性好，可靠性高。測控系統采用智能化控制算法軟件來實現馬達機的高性能運行，其具有效率高、損耗小、噪音小、動態(tài)響應快、運行平穩(wěn)等特點。

硬件電路設計

CAN通信電路檢測系統采用SPMC75F2413A凌陽單片機，不集成CAN外設模塊，選擇外部CAN模塊控制器MCP2515，該模塊支持CAN協議的CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0BPassive和CAN2.0BActive版本，是一個完整的CAN系統，直接連接到單片機的SPI總線上，構成串行CAN總線，省去了單片機I/O口資源，電路簡單，適合高溫工作。CAN通信電路原理圖（圖略）MCP2515輸出只要加一個收發(fā)器就可以和上位PC機進行CAN通信，收發(fā)器采用TI公司生產的SH65HVD140D。電機溫度檢測電路該系統中供電電源溫度的檢測由溫度傳感器PT100來完成。PT100與高頻變壓器、供電電源散熱器、高頻電感發(fā)熱器件的表面充分接觸，當器件的溫度變化時，PT100的阻值也隨之變化，將溫度傳感器的阻值轉換為電壓信號，電壓信號放大整形送給單片機，再由單片機計算出供電電源各發(fā)熱點的實際溫度。當溫度過高，供電電源自動停止運行。同時實時將檢測到的各發(fā)熱點的溫度通過CAN通訊發(fā)給上位PC機。輸入直流電壓檢測電路檢測電路（圖略）。供電電源為多電壓變化環(huán)節(jié)，前級變換為AC/DC，儀器要深入井下工作，交流高壓從地面通過長達7000m的電纜線供給，直流阻抗（電阻）值約為240Ω，一般由兩根電纜導線并聯使用[5]。系統不工作時，電纜導線無電流，供電電壓相對較高，電機電流約1.5A。系統運行時電纜中有電流，電纜線路就會有壓降，電機電流會達到3A。由于采用了高頻變壓器，變比約18，當負載電流增加1.5A時，原邊電流就增加約27A，如果重載，原邊電流增加更多，就會拉垮輸入電源。所以對輸入的一次側直流電壓電流進行監(jiān)控就非常必要，根據檢測值來調整輸入的直流高壓[6]。檢測電路采用的是差分電路采樣直流電壓，檢測時，直流高壓加到分壓電阻的兩端，通過分壓電阻運放調理后輸入到CPU。

軟件設計

CAN通信協議系統CAN總線的節(jié)點流程圖。上位機向監(jiān)控模塊發(fā)送指令幀，幀號為0x11，用來控制電機啟停和SPWM輸出。監(jiān)控模塊向上位機發(fā)送狀態(tài)幀，幀號為0x21，用來反饋電機的狀態(tài)信息。軟件流程圖監(jiān)控模塊根據上位機的指令控制電機的停止/啟動，同時檢測取芯器供電電源的運行狀態(tài)，并將參數傳給上位機進行顯示。軟件分為兩大模塊，主程序模塊和定時器T1中斷服務模塊。主程序模塊主要實現上電初始化功能、CAN通訊功能和定時器T1中斷設置等功能；定時器T1中斷程序模塊實現電機參數采樣及發(fā)送，并能根據CAN總線接收的指令控制輸出參數。

實驗結果

篇2

經過分析調查，水產漁業(yè)對水質的監(jiān)測主要需求為:對溫度、pH值、溶解氧濃度這些參數發(fā)生變化或不符合標準，將嚴重影響水產品的質量和產量，因此，需對此類參數通過進行實時監(jiān)控。

1．2系統結構設計

本系統主要由水質數據采集層、數據匯集層、監(jiān)測中心層構成，水質數據采集層是由測溫度、pH值、溶解氧濃度的相應傳感器組成的，將其部署在水中，實現對相關參數的采集，再通過WiFi將所采集數據發(fā)送至AP節(jié)點進行數據匯聚，再由AP節(jié)點通過WiFi將匯集數據發(fā)送至監(jiān)測中心。

2WiFi節(jié)點硬件設計

WiFi又稱IEEE802．11b標準，IEEE802．11b無線網絡規(guī)范是對IEEE802．11的改進，其最高帶寬為11Mbps。在信號較弱或有干擾時，可自動調整為5．5，2或1Mbps。本系統中帶寬為11Mbps。本系統需完成對終端節(jié)點、AP節(jié)點的制作，并且需實現將各個傳感器所采集到的數據通過WiFi傳輸至上位機，實現上位機對溫度、pH值、溶解氧濃度等參數的實時監(jiān)測。

2．1電源模塊

本系統中各個模塊所需的工作電壓均為3．3V，因此，可用2節(jié)AA電池通過電壓轉換電路得到3．3V，從而避免了使用市電供電，使系統更加無線化。

2．2WiFi無線通信模塊

本模塊采用的是GainSpan公司的GS1011片上系統，其內部集成了WiFi物理層，裝上天線和射頻功放即可完成數據的接收與發(fā)送，該芯片功耗超低，為雙ARM7核結構，其中一個用于處理數據鏈路層和物理層的工作，一個用于實現軟件應用。芯片內嵌的FLASH和SRAM用于儲存程序和數據，編程和調試可通過JTAG口實現;ADC，I2C總線，GPIO等接口用于接收來自傳感器采集到的數據信息，實現通過串口與單片機通信，其工作電壓為3．3V。

2．3處理器模塊

本次通與終端節(jié)點相連的處理器采用STC89LE52C單片機。該單片機IO口可模擬I2C接口來接收傳感器模塊采集到的數據信息，其工作電壓為3．3V。AP節(jié)點無需處理器。

2．4串口模塊

串口模塊采用MAX232實現了單片機模塊和WiFi模塊之間的通信，并通過USB轉串口進行程序配置。

2．5傳感器模塊

本設計中采用美國Dallas半導體公司生產的DS18B20數字化溫度傳感器，適用電壓范圍為3．0～5．5V;通過串行數據線DQ與單片機的P1．2口相連實現溫度數據的傳輸。DQ上需接一只4．7kΩ上拉電阻器，以實現對DS18B20的控制，完成讀寫溫度數據功能。pH值傳感器采用雷磁E—201—C型pH復合電極，溶解氧濃度傳感器采用雷磁公司的DO—955溶氧電極，傳感器終端與單片機連接的電路原理圖如圖4所示。

3節(jié)點軟件設計

在系統中，IEEE802．11b采用的是Infrasture組網模式，通信協議為TCP/IP，具體目標是為實現將傳感器采集到的數據匯聚到AP節(jié)點，在通過WiFi后傳輸至監(jiān)測中心。具體的軟件設計步驟為:首先通過gs_flashprogram軟件編寫WiFiProtectedSetup(WPS)程序，且在程序中內嵌TCP/IP協議，將該程序燒寫入GS1011模塊;然后，通過Keil軟件對單片機進行編程設計，其軟件結構由AT指令，各傳感器的程序和API接口組成。在本系統中，傳感器節(jié)點定時向AP節(jié)點發(fā)送數據，AP節(jié)點定時接收，并通過WiFi傳輸至監(jiān)測中心的上位機，實現對水質的溫度、pH值、溶解氧濃度等參數的實時監(jiān)測。系統每30min采集一次水質參數，因此，可通過定時器來控制終端節(jié)點連續(xù)給AP節(jié)點的工作狀態(tài)，當定時器被喚醒時，向上位機發(fā)送數據，定時器滿，停止發(fā)送，進入休眠狀態(tài)，等待下一次定時器被喚醒。在進入休眠狀態(tài)時，終端節(jié)點與AP節(jié)點處于中斷狀態(tài)，且傳感器暫時停止工作。

4管理系統的實現

系統的管理核心為上位機，主要需實現串口接收程序和上位機管理程序等功能，本系統上位機通過MicrosoftVisualStudio2010軟件采用的是里面的MFC應用程序框架進行設計的上位機程序。從而實現對傳感器設計查詢、數據接收、數據存放及歷史數據查詢等功能，當監(jiān)控人員登陸界面查找相關資料時，系統通過調用數據庫中的歷史數據，并且可以以視圖的形式將數據發(fā)送到客戶端，實現了遠程監(jiān)控功能。

5系統測試

在某水產養(yǎng)殖基地對本設計系統進行了測試。實驗時部署了4個終端節(jié)點，分別放在4個養(yǎng)殖池中，部署2個路由節(jié)點，溫度傳感器、pH值傳感器、溶氧度傳感器集成在終端節(jié)點上。終端節(jié)點僅需2節(jié)普通5號電池。節(jié)點固定在魚塘中心位置，且內離水面1m處。傳感器終端每隔30min對水質參數進行一次采樣，并將采樣數據發(fā)送至上位機后，自動進入休眠狀態(tài)，等待下一次采樣指令的盜壘。其溫度、pH值、溶解氧濃度監(jiān)測結果。

篇3

0引言

監(jiān)測監(jiān)控系統是融計算機技術、通信技術、控制技術和電子技術為一體的綜合自動化產品，當將其作為一種安全預防技術設施應用到工業(yè)生產和社會生活中時，就稱其為安全監(jiān)測監(jiān)控系統。在我國的工業(yè)安全事故中，煤炭工業(yè)的安全事故較為頻發(fā)且性質嚴重，尤其以生產礦井瓦斯爆炸事故最為突出。為此，國家有關安全生產監(jiān)督管理部門專門制定了“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風定產”的十二字指導方針，由此可見，煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統在煤礦安全生產中的重要地位。

1煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統組成

根據所述及概念，監(jiān)測監(jiān)控系統的功能一是“測”，即檢測各種環(huán)境安全參數、設備工況參數、過程控制參數等；二是“控”，即根據檢測參數去控制安全裝置、報警裝置、生產設備、執(zhí)行機構等。若系統僅用于生產過程的監(jiān)測，當安全參數達到極限值時產生顯示及聲、光報警等輸出，此類系統一般稱為監(jiān)測系統；除監(jiān)測外還參與一些簡單的開關量控制，如斷電、閉鎖等，此類系統一般稱為監(jiān)測監(jiān)控系統。

煤礦安全生產監(jiān)測控系統層次上一般是分為兩級或三級管理的計算機集散系統，一般包含測控分站級和中心站級。每個測控分站負責某幾路傳感器信號的采集和某個執(zhí)行機構的控制，實現了采集、控制分散；中心站負責數據的處理、儲存、傳輸，實現了管理的集中。中心站與分站和計算機網絡之間的通信、傳感器到測控分站的數據傳輸、測控分站到執(zhí)行或控制裝置信號的傳輸，是通過傳輸信道實現的。

監(jiān)測系統一般由地面中心站，井下工作站，傳輸系統三部分組成。地面中心站一般有傳輸接口裝置和若干臺計算機，電源，數據處理及系統運行軟件，存貯、打印、顯示等裝置組成。為了計算機穩(wěn)定工作，一般還配備了機房恒溫調節(jié)，不間斷電源等輔助設施。

井下分站和傳感器構成井下工作站。井下分站的作用是，一方面對傳感器送來的信號進行處理，使其轉換成便于傳輸的信號送到地面中心站；另一方面，將地面中心站發(fā)來的指令或從傳感器送來應由分站處理的有關信號經處理后送至指定執(zhí)行部件，以完成預定的處理任務，如報警、斷電、控制局扇開啟等；并向傳感器提供電源。

傳輸系統是用來將井下信息傳輸至地面和將地面中心站監(jiān)控指令傳輸至井下分站的信息媒介。信道，信息傳輸的通道，監(jiān)測系統大多采用專用通訊電纜作為信道。

傳感器與分站之間一般采用直接傳輸方式。我國國家標準規(guī)定傳感器的輸出信號應滿足以下幾種信號：模擬量信號有三種，頻率輸出（5～15HZ）；電流輸出為0～5mA；電壓輸出為0～100mV；開關量信號輸出一般有±0.1mA、±5mA和200～1000HZ等。

2煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統技術指標

根據安全監(jiān)測監(jiān)控系統的組成，其主要技術指標，主要是以組成系統的各個子系統的技術指標為特征。

2.1測控分站容量：是輸入、輸出量的個數及類型。例如，模入8，開入4個接點信號、4個電流形式信號等；開出4個TTL電平、4個繼電器觸點輸出等。

接配傳感器：是指所接配傳感器的種類、型號、測量范圍、輸出信號形式、供電電壓、精度等。

檢測精度：是反映分站性能優(yōu)劣的主要指標之一，一般用滿量程的相對誤差來表示。數值越小，則檢測精度越高。

另外，還有分辨率、轉換時間、傳輸距離等指標。

2.2中心站主機型號及配置：CPU型號，內存容量，硬盤容量，軟驅數量、規(guī)格，配置外設的種類、型號、數量等，另外，還有備用主機的情況。

容量：即系統可帶分站的數量，例如，井下100個分站，地面10個分站。

傳輸速率：數字傳輸的波特率，例如，600bit/s，1200bit/s。波特率越高，傳輸效率越高。

另外，還有傳輸距離、可靠性等指標。

2.3系統信息管理軟件開放性好：組態(tài)軟件數據庫提供了開放數據訪問接口，可以實現數據庫的二次開發(fā)。

安全性良好：所有的設計方案都充分考慮了系統的安全性，使用采集系統對監(jiān)控系統的影響達到最小。

數據容量大：采用虛擬內存管理技術，理論上數據存儲是無限制的（受硬盤空間和內存大小的影響）。

另外，還有響應速度、運行是否穩(wěn)定、擴展性是否強、兼容性好等衡量指標。

2.4防爆及防爆標志根據國家標準的規(guī)定，爆炸危險環(huán)境用電設備分為2類。有瓦斯爆炸危險的礦井使用的電氣設備為I類，除瓦斯礦井以外的爆炸危險場所使用的電氣設備為II類。II類電氣設備又分為A、B、C三級，這是根據使用場所的爆炸性混合物最大試驗安全間隙或最小點燃電流來分的。II類電氣設備還按最高表面溫度的不同，分為T1-T6共6組。防爆型設備在外殼上的總標志為：“Ex”。

防爆型電氣設備按防爆結構的不同，可以分為以下幾種類型：增安型、隔爆型、本質安全型、通風充氣型、充油型、無火花型、特殊型等等。

3煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統的種類

監(jiān)測系統按工作側重點分為環(huán)境監(jiān)測系統和工況監(jiān)測系統兩大類。每種系統又可能包含若干子系統。如環(huán)境監(jiān)測系統可能配備瓦斯突出預報子系統、頂板監(jiān)測子系統；工況監(jiān)測系統可能配有綜采監(jiān)控、膠帶監(jiān)控等各類子系統。

環(huán)境監(jiān)測系統一般側重于監(jiān)測采掘工作面、機電硐室、采區(qū)主要進回風道等自然環(huán)境的參數，其主要功能為監(jiān)測低濃度沼氣（4%以下）、高濃度沼氣（4%～100%）、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、溫度、風量、風速、負壓、礦壓、地下水、通風設施、煤塵、煙霧等參數，除實時顯示檢測數據外，還應按《煤礦安全規(guī)程》的要求及各礦井實際情況，在一定地點及工作場所設置報警（燈光、音響）和執(zhí)行裝置，以便防止和預報災害。

工況監(jiān)測系統一般側重于監(jiān)測機電設備，其主要監(jiān)測參數有采區(qū)產量、井下煤倉煤位、采煤機機組位置、運輸機械、提升機械監(jiān)控、設備故障監(jiān)測及效率監(jiān)測等等。但生產工況監(jiān)測信息并非全部要傳輸到集中監(jiān)控系統之中。

一些大的監(jiān)控系統通常包括環(huán)境監(jiān)測與工況監(jiān)測兩大功能，適應性更為廣泛。

4煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統的結構

煤礦安全生產監(jiān)控系統的系統結構分為集中式和分布式。

4.1集中式集中式控制是一種中心計算機直接控制被控對象的系統。其特點是信息采集、分析處理、信道管理，控制功能均由地面中心站計算機完成。數據傳輸量大、負擔繁重，中心站計算機是系統關鍵性節(jié)點，當中心站和傳輸通道發(fā)生故障時，將導致整個系統的癱瘓。:

集中式控制系統大多為星型結構，其特點是結構簡單，將多個節(jié)點連接到一個中心節(jié)點即可；增加、擴展節(jié)點十分方便。中心節(jié)點是整個系統的“瓶頸”，該系統的可靠性很大程度上取決于中心節(jié)點。

篇4

目前，網絡安全管理技術越來越受到人們的重視，而網絡安全管理系統也逐漸地應用到企事業(yè)單位、政府機關和高等院校的各種計算機網絡中。隨著網絡安全管理系統建設的規(guī)模不斷發(fā)展和擴大，網絡安全防范技術也得到了迅猛發(fā)展，同時出現了若干問題，例如網絡安全管理和設備配置的協調問題、網絡安全風險監(jiān)控問題、網絡安全預警響應問題，以及網絡中大量數據的安全存儲和使用問題等等。

網絡安全管理在企業(yè)管理中最初是被作為一個關鍵的組成部分，從信息安全管理的方向來看，網絡安全管理涉及到整個企業(yè)的策略規(guī)劃和流程、保護數據需要的密碼加密、防火墻設置、授權訪問、系統認證、數據傳輸安全和外界攻擊保護等等。在實際應用中，網絡安全管理并不僅僅是一個軟件系統，它涵蓋了多種內容，包括網絡安全策略管理、網絡設備安全管理、網絡安全風險監(jiān)控等多個方面。

防火墻技術

互聯網防火墻結合了硬件和軟件技術來防止未授權的訪問進行出入，是一個控制經過防火墻進行網絡活動行為和數據信息交換的軟件防護系統，目的是為了保證整個網絡系統不受到任何侵犯。

防火墻是根據企業(yè)的網絡安全管理策略來控制進入和流出網絡的數據信息，而且其具有一定程度的抗外界攻擊能力，所以可以作為企業(yè)不同網絡之間，或者多個局域網之間進行數據信息交換的出入接口。防火墻是保證網絡信息安全、提供安全服務的基礎設施，它不僅是一個限制器，更是一個分離器和分析器，能夠有效控制企業(yè)內部網絡與外部網絡之間的數據信息交換，從而保證整個網絡系統的安全。

將防火墻技術引入到網絡安全管理系統之中是因為傳統的子網系統并不十分安全，很容易將信息暴露給網絡文件系統和網絡信息服務等這類不安全的網絡服務，更容易受到網絡的攻擊和竊聽。目前，互聯網中較為常用的協議就是TCP/IP協議，而TCP/IP的制定并沒有考慮到安全因素，防火墻的設置從很大程度上解決了子網系統的安全問題。

入侵檢測技術

入侵檢測是一種增強系統安全的有效方法。其目的就是檢測出系統中違背系統安全性規(guī)則或者威脅到系統安全的活動。通過對系統中用戶行為或系統行為的可疑程度進行評估，并根據評價結果來判斷行為的正常性，從而幫助系統管理人員采取相應的對策措施。入侵檢測可分為：異常檢測、行為檢測、分布式免疫檢測等。

企業(yè)網絡安全管理系統架構設計

1系統設計目標

該文的企業(yè)網絡安全管理系統的設計目的是需要克服原有網絡安全技術的不足，提出一種通用的、可擴展的、模塊化的網絡安全管理系統，以多層網絡架構的安全防護方式，將身份認證、入侵檢測、訪問控制等一系列網絡安全防護技術應用到網絡系統之中，使得這些網絡安全防護技術能夠相互彌補、彼此配合，在統一的控制策略下對網絡系統進行檢測和監(jiān)控，從而形成一個分布式網絡安全防護體系，從而有效提高網絡安全管理系統的功能性、實用性和開放性。

2系統原理框圖

該文設計了一種通用的企業(yè)網絡安全管理系統，該系統的原理圖如圖1所示。

2.1系統總體架構

網絡安全管理中心作為整個企業(yè)網絡安全管理系統的核心部分，能夠在同一時間與多個網絡安全終端連接，并通過其對多個網絡設備進行管理，還能夠提供處理網絡安全事件、提供網絡配置探測器、查詢網絡安全事件，以及在網絡中發(fā)生響應命令等功能。

網絡安全是以分布式的方式，布置在受保護和監(jiān)控的企業(yè)網絡中，網絡安全是提供網絡安全事件采集，以及網絡安全設備管理等服務的，并且與網絡安全管理中心相互連接。

網絡設備管理包括了對企業(yè)整個網絡系統中的各種網絡基礎設備、設施的管理。網絡安全管理專業(yè)人員能夠通過終端管理設備，對企業(yè)網絡安全管理系統進行有效的安全管理。

2.2系統網絡安全管理中心組件功能

系統網絡安全管理中心核心功能組件：包括了網絡安全事件采集組件、網絡安全事件查詢組件、網絡探測器管理組件和網絡管理策略生成組件。網絡探測器管理組件是根據網絡的安全狀況實現對模塊進行添加、刪除的功能，它是到系統探測器模塊數據庫中進行選擇，找出與功能相互匹配的模塊，將它們添加到網絡安全探測器上。網絡安全事件采集組件是將對網絡安全事件進行分析和過濾的結構添加到數據庫中。網絡安全事件查詢組件是為企業(yè)網絡安全專業(yè)管理人員提供對網絡安全數據庫進行一系列操作的主要結構。而網絡管理策略生產組件則是對輸入的網絡安全事件分析結果進行自動查詢，并將管理策略發(fā)送給網絡安全。

系統網絡安全管理中心數據庫模塊組件：包括了網絡安全事件數據庫、網絡探測器模塊數據庫，以及網絡響應策略數據庫。網絡探測器模塊數據庫是由核心功能組件進行添加和刪除的，它主要是對安裝在網絡探測器上的功能模塊進行存儲。網絡安全事件數據庫是對輸入的網絡安全事件進行分析和統計，主要用于對各種網絡安全事件的存儲。網絡相應策略數據庫是對輸入網絡安全事件的分析結果反饋相應的處理策略，并且對各種策略進行存儲。

3系統架構特點

3.1統一管理，分布部署該文設計的企業(yè)網絡安全管理系統是采用網絡安全管理中心對系統進行部署和管理，并且根據網絡管理人員提出的需求，將網絡安全分布地布置在整個網絡系統之中，然后將選取出的網絡功能模塊和網絡響應命令添加到網絡安全上，網絡安全管理中心可以自動管理網絡安全對各種網絡安全事件進行處理。

3.2模塊化開發(fā)方式本系統的網絡安全管理中心和網絡安全采用的都是模塊化的設計方式，如果需要在企業(yè)網絡管理系統中增加新的網絡設備或管理策略時，只需要對相應的新模塊和響應策略進行開發(fā)實現，最后將其加載到網絡安全中，而不必對網絡安全管理中心、網絡安全進行系統升級和更新。

篇5

1．2節(jié)能改造后節(jié)能改造后，對各部門的房間格局進行了重新設計，集體辦公區(qū)主要以大開間為主，并將分體式空調改造為中央空調。改造后各樓層北樓和南樓的年總能耗、人均能耗及單位面積能耗統計如表1．4、表1．5所示。分析計算改造后各樓層單位面積年能耗量如表1．6所示。為了更直觀的對比改造前后各樓層單位面積年能耗量，以柱狀圖的形式表示如圖1．1所示。

2數據及效益分析

該辦公樓節(jié)能改造項目已于2013年完成，經數據對比、分析和計算，改造后建筑節(jié)能率可達到50．17%。其中，供水系統改造后，由于采用節(jié)水型衛(wèi)生器具及減壓控流等技術措施，每年可節(jié)水約為0．2萬噸，節(jié)水率約為22．5%。供配電與照明系統改造后，同比預期每年可節(jié)省3．2萬kWh電量，屋頂50kWp太陽能光伏發(fā)電系統每年可發(fā)電約4．5萬kWh。暖通專業(yè)節(jié)能改造后，一方面因建筑圍護改造，隔熱保溫性能提高，設備配置的負荷容量降低了8%左右，空調系統的運行費用降低，另一方面，大樓改造前空調采用分體空調，效率低下，設備的能效比僅為2．6～2．7kw/kw，采用能效高的VRV空調系統后，制冷COP值達4．2kw/kw，IPLV值為5．4kw/kw。核算改造前空調年耗電量約45萬kWh，改造后空調年耗電量僅約為25萬kWh，改造前后空調年耗電節(jié)省量約18．13萬kWh?？傆嬆旯?jié)約的電能，按發(fā)電煤耗計算，共能節(jié)省65．3噸標煤，實現減排161．4噸CO2，削減4．9噸SO2等。由此可見，本辦公建筑的節(jié)能改造措施是有效和可行的。特別是，本既有建筑節(jié)能改造，采用的技術和方案基本上都是常規(guī)技術，除增加屋頂50kWp太陽能光伏發(fā)電系統外，改造所花費的投資也是正常的需求投資，但采用這些技術的理念都是先進和最適宜的。改造取得了節(jié)能的效果外，外立面有了煥然一新的現代建筑風格，室內辦公環(huán)境極大改善，舒適性提高，生產流線合理、建筑設備使用便捷、安全。

3能耗監(jiān)測系統

改造前，該建筑物沒有安裝能耗監(jiān)測和分析系統，所以各分項能耗和總能耗只能通過人工統計和估算得出，不僅費時費力，而且由于部門之間的差異和不同時段工作時間長短的不同，導致所得能耗統計數據與實際能耗有一定的偏差，準確性不高。改造后，該建筑物引進了能耗監(jiān)測和分項計量系統，系統如圖1．2所示。該系統分為現場監(jiān)控層、通訊管理層和監(jiān)控主站層?，F場監(jiān)控層由多功能電能儀表組成，分別就地安裝在各自的配電箱上，并以現場總線形式接入通訊管理層，介質采用屏蔽雙絞線，主要完成測量、電量參數等相關信號采集上傳等功能;通訊管理層主要由通訊管理機組成，其主要任務是數據的處理、存放、調配，通信規(guī)約的轉換，各個區(qū)間的通信銜接以及對本地系統狀態(tài)的監(jiān)視等;監(jiān)控主站層由監(jiān)控主機、UPS、數據服務器、WEB服務器，分項計量及能耗監(jiān)測系統應用軟件組成。監(jiān)控主站層通過以太網與通訊管理層相連，實時采集現場監(jiān)控層的監(jiān)控數據，可完成包括能耗數據采集、能耗分項計量、能耗區(qū)域管理、能耗設備管理、能效數據分析評估、系統優(yōu)化策略、節(jié)能潛力評估、能效信息和用戶定制等若干系統功能。能耗監(jiān)測平臺能夠簡化人工抄表及統計的煩瑣工序，只要各儀表根據標準接入采集網絡，監(jiān)控中心就能定時、定點地獲取相關數據。通過在平臺上簡單的設置及操作即可對各建筑數據統一管理。而且數據采集設備采用的是系統開發(fā)商自主研發(fā)的控制代碼，不需操作系統支持，不被網絡病毒侵害，能夠免受外界網絡攻擊。另外，要求采集設備能保證斷電一定時間內數據不丟失，或通訊異常時，設備能保存重要數據，通訊恢復后向監(jiān)控中心斷點續(xù)傳重要數據。

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1.1檢測信息的輸入

電磁兼容檢測需要輸入的主要信息包括：(1)被測件的名稱、型號、編號、生產廠家；(2)被測件供電情況，被測件的供電類型及供電電壓大小，包括直流還是交流，若是交流，則輸入供電頻率；(3)被測件電纜情況，被測件的電纜的類型，包括電源線、信號線等；(4)委托單位名稱和地址；(5)檢測依據的技術文件的名稱、編號，包括被測件電磁兼容檢測所依據的試驗大綱；(6)被測件描述，被測件工作狀態(tài)、被測件敏感判據；(7)檢測說明，被測件在檢測過程中需要說明的內容，例如一些同標準測試不同的地方，或被測件整改后的情況等；(8)報告編號、密級；(9)檢測項目及檢測結論，每個檢測項目符合要求與否的結論；(10)檢測費用及結算情況等。根據所輸入的信息，并進行數據校驗，校驗正確后存入數據庫。

1.2軟件配置

為了提高軟件的使用效率，通過配置ComboBox控件的下拉列表，可大大提高軟件信息輸入的效率，例如委托單位的名稱，一般一個委托單位會多次對個產品到電磁兼容實驗室進行電磁兼容檢測，那么，提前配置好委托單位名稱的下拉列表，實際使用時，只需要通過點選即可，提高了數據錄入的速度和準確性，大大節(jié)省輸入的時間，提高輸入效率。

1.3報告自動生成

通常一個產品的電磁兼容實驗涉及到多個電磁兼容項目，而每個電磁兼容項目都需要原始記錄和檢測報告。而不少信息是需要重復輸入的，例如原始記錄的表頭信息，完全可以通過編程的方法來自動生成。事先分別建立每個電磁兼容項目的報告模板，把這些報告模板放在一個文件夾下以方便軟件調用。在自動生成某產品電磁兼容檢測報告時，根據產品所檢測的電磁兼容項目在報告模板文件夾中選擇相應的模板，并根據已經輸入的信息，根據報告模板中的書簽和表格等樣式定位位置，自動生成電磁兼容檢測報告。這樣可以避免由于人工書寫檢測報告時由于個人因素編制不慎出現的錯誤，也提高了報告編制的工作效率。通過電磁兼容檢測報告自動生成功能，可以避免由于人員水平參差不齊導致的檢測報告不規(guī)范，從而滿足檢測報告的質量要求。

1.4檢測儀器設備管理

電磁兼容檢測儀器設備的基本信息包括名稱、型號規(guī)格、編號、測量范圍、準確度、計量的有效期、安放位置、保管人、設備狀態(tài)等。在出具電磁兼容檢測報告時，可方便地調用，選擇某儀器設備后可自動顯示該儀器設備的詳細信息，同時根據被測件的具體檢測日期同該儀器設備的計量有效期進行比較，可方便快捷的提示哪些儀器設備的計量有效期需要更新，以免在最終的電磁兼容檢測報告中出現計量有效期過期的低級錯誤。同時，根據儀器設備的校準周期，計算下次校準日期，制定送檢計劃，實驗室人員定時檢查儀器設備情況，填寫校準記錄。

1.5查詢與統計

提供電磁兼容檢測的基本查詢和統計功能?？筛鶕蛻暨M行查詢統計，研究系統中委托單位、被測件信息和檢測項目的關系，分析不同的客戶群體，方便采取不同的市場開發(fā)策略、不同折扣等級，提供更個性化服務；可根據原始的測試費用來統計電磁兼容實驗室的產值情況；可根據實際收到的測試費用統計電磁兼容實驗室的實際創(chuàng)收情況；統計檢測費用的結算情況，可根據此做好年底時的催款、請款工作；根據檢測人員所檢測的被測件，統計不同檢測人員的工作量，方便實驗室的管理和考核。

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數據庫是數據管理系統的核心和基礎。根據地鐵隧道保護區(qū)變形監(jiān)測的內容和特點對系統數據庫進行合理設計，使所創(chuàng)建的系統數據庫成為存儲信息與反映信息內在聯系的結構化體系，從而有效、準確、及時地完成系統所需要的各項功能。數據庫設計包括數據庫結構設計、數據庫表設計和數據庫安全設計。

1．1．2數據庫表的設計

系統數據庫表的設計主要包括項目信息表的設計、用戶信息表的設計、監(jiān)測點屬性表的設計、水平位移監(jiān)測成果表的設計和沉降位移監(jiān)測成果表的設計。

1．1．3數據庫安全設計

數據庫的安全是指對數據庫出現問題的預防和處理，包括以下幾部分:1)數據庫備份與恢復數據庫的備份方式有兩種:一是全庫備份(將整個數據庫全部信息進行備份);二是增量備份(對變化的數據進行實時備份)。數據庫的恢復同樣包含以上兩種方式。在數據庫的備份和恢復過程中，可以根據需要選擇合適的方式。2)數據庫權限數據庫權限管理按所屬角色和角色權限進行管理，即將所有用戶按使用數據的情況劃分為不同的角色，每一個角色再賦予相應的權限。

1．2系統功能設計

根據系統需求和數據庫設計將系統功能分為項目管理、監(jiān)測點信息管理、監(jiān)測成果管理及系統管理四大模塊，每個功能模塊都由具體的子模塊來支持和實現。

1．2．1項目管理

1)可以通過在數據庫表中輸入或者程序中錄入添加項目信息，可以預覽所有項目信息并選擇要打開的項目名稱。2)可以對具體某一項目信息進行預覽，包括項目名稱、工程概況、工程地質概況、基坑與地鐵位置關系等信息的查看、修改并進行保存。

1．2．2監(jiān)測點信息管理

1)監(jiān)測點屬性預覽。查看監(jiān)測點的點名、測段、車道、具置、里程、材料等屬性信息。

2)監(jiān)測點查詢。在程序界面選擇監(jiān)測點的屬性數據類別和屬性值條件，即可查詢出滿足用戶要求的測點信息，還可以將查詢結果導出到EXCEL中進行編輯打印。3)監(jiān)測點管理?？梢詫Σ樵兊降谋O(jiān)測點屬性信息進行刪除、修改;可以添加新的監(jiān)測點并保存至數據庫中，用戶可以在系統程序界面的相應空格中填入數值并保存至系統數據庫中，也可以將EXCEL格式或文本數據格式的數據自動導入系統數據庫存并保存，在導入數據之前只需將所要添加的數據按照指定格式存儲至EXCEL或記事本即可。監(jiān)測點分布圖在項目管理界面打開具體項目后會自動加載，管理者可以很直觀地看到監(jiān)測點的分布狀況。

1．2．3監(jiān)測成果管理

監(jiān)測成果的輸入和管理方法與監(jiān)測點的輸入和管理方法相似。由于測量作業(yè)的規(guī)范性，系統不允許對監(jiān)測成果進行修改;監(jiān)測成果的輸入可以通過手動輸入和數據文件導入兩種方法保存至系統數據庫中，添加數據過程中，程序動態(tài)顯示更新的數據和添加后數據庫中所有的數據信息;通過選擇測點的主要屬性值，設置測期、兩期變化量、累計變化量等監(jiān)測成果條件來查詢滿足用戶要求的測點成果，查詢結果可導入EXCEL表進行保存、打印。監(jiān)測成果分析:通過應用不同的數據分析方法和方式對各種監(jiān)測數據進行處理分析，同時，根據前期數據和相關輔助資料進行預報分析，其中，分析過程和方式采用表格和曲線圖形方式進行。

1)監(jiān)測點穩(wěn)定性分析應用相關穩(wěn)定性分析方法(如統計分析方法、經驗分析方法)并結合監(jiān)測現場實際，對不同類型監(jiān)測點穩(wěn)定性進行分析評判。

2)圖表分析通過不同的圖表形式(以沉降監(jiān)測為例，如沉降量曲線圖、沉降速率曲線圖、沉降速率對比曲線圖等)進行分析，更加直觀地了解地鐵結構的變形情況和趨勢。

3)監(jiān)測數據預報分析根據穩(wěn)定性分析及監(jiān)測歷期的成果，應用相應的預報方法(如經驗方法、統計方法等)，結合相關資料對變形趨勢進行預報分析，為用戶掌握結構變形的趨勢提供參考。

1．2．4系統管理

1)系統用戶管理

用戶角色與管理權限設置，保證系統數據安全;用戶登錄系統的過程必須在系統日志中進行登記，包括用戶名、登錄時間、對系統的操作過程及在系統中滯留的時間等。系統管理員定期將系統用戶使用情況向主管領導匯報。在征得主管領導同意后，系統管理員可以根據實際情況添加用戶或提升、降低某些用戶的使用級別，必要時可以禁止某些用戶的使用權限。

2)系統日志管理

本系統為系統管理員提供系統日志的檢查和備份功能，使系統管理員通過對系統日志的查看，了解系統的使用情況及存在的不足和問題，及時處理系統存在的隱患，保證系統的高效運行。

3)數據庫備份與恢復

為了保證管理系統或計算機系統經災難性毀壞后，能正常恢復運行，必須進行數據庫的備份與恢復。系統采用自動備份與人工備份相結合的方式，確保系統的安全穩(wěn)定運行。1．2．5退出若相關操作尚未完成或存在不確定因素，提示用戶完成相關操作，避免操作失誤。

2系統的開發(fā)與應用

此次研究開發(fā)工作是在充分了解地鐵隧道保護區(qū)變形監(jiān)測內容和過程的基礎上完成的。在開發(fā)過程中，通過需求分析、系統建設目標，制定了系統開發(fā)計劃、方案和技術路線，通過具體了解變形監(jiān)測信息管理分析過程確定了系統開發(fā)平臺與工具。系統以WindowsXP/7為操作平臺，利用可視化編程語言編寫客戶端程序，利用客戶端程序將數據導入到服務器的數據庫存儲，對服務器數據進行處理。數據庫采用的是ACCESS2003數據庫，它具有強大的數據處理與分析能力，有較高的可伸縮性及可靠性。系統的開發(fā)采用VisualBasic6．0作為開發(fā)語言，應用ADO技術與數據庫有機的聯系在一起。

在數據庫設計階段，根據監(jiān)測項目和數據管理及數據分析的需要詳細設計了數據庫表。同時在數據庫安全方面也做了詳細設計。在功能設計階段，根據管理分析監(jiān)測數據的流程劃分了系統具體的功能結構，并對每個功能模塊進行了詳細的設計。在設計數據管理模塊過程中，應用ADO對象與SQL聯合數據庫編程技術，完成了VB對數據庫的管理，實現了VB中對數據庫的查詢、添加、刪除、修改等功能。為了保證數據庫的安全，還增加了對數據庫的恢復與備份，以防造成監(jiān)測成果和項目信息的丟失。在設計數據分析模塊過程中，圖表分析采用MSchart控件生成監(jiān)測成果曲線圖(以沉降監(jiān)測為例)，包括沉降量曲線圖、沉降速率曲線圖、過程線圖等，通過結合平差數據及相關曲線圖的分析，可以更加直觀地了解地鐵隧道保護區(qū)的變形狀況。

系統應用過程:按照系統數據庫中數據表的字段格式建立正確的數據庫表，根據實際情況確定工程項目信息、測點屬性信息和監(jiān)測成果信息。將整理后的信息數據分別錄入數據庫中;通過系統連接數據庫，對項目信息、測點屬性信息和監(jiān)測成果信息進行管理，并對監(jiān)測成果進行分析成圖和監(jiān)測預報分析，并分析地鐵隧道結構變形情況。該系統在南京某地鐵保護區(qū)監(jiān)測信息管理中得到了很好應用，實際應用表明該系統具有如下特點:

1)系統應用ADO技術將數據庫與系統有機結合在一起，使VisualBasic語言與ACCESS數據庫的優(yōu)勢得到最大的發(fā)揮，客戶端界面簡潔，操作簡單，功能強大，真正實現了地鐵隧道保護區(qū)變形監(jiān)測內外業(yè)一體化操作。2)數據管理方便，具有高效的數據庫，統計、查詢功能界面友好。3)數據分析模塊采用曲線圖更加直觀地呈現出地鐵隧道保護區(qū)變形的過程與趨勢，并運用回歸分析模型對變形進行預測。4)系統開發(fā)應用的成功為今后地鐵隧道保護區(qū)安全監(jiān)測專家系統的研究開發(fā)積累了一定的經驗，值得二次開發(fā)和完善。

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1.1溫濕度數據采集模塊這部分工作主要是對ZigBee節(jié)點內部的單片機模塊進行編程。首先考慮到CC2530有3個8位端口組成，端口1、2、3分別用P0，P1，P2來表示，其中，P0和P1是完全的8位端口，而P2僅有5位可用。所有的端口均可以通過SFR寄存器P0、P1和P2位尋址和字節(jié)尋址。傳感器芯片只提供2個I／O端口：DA－TA和SCK，前者為數據輸入輸出端口，后者為只可輸入的時鐘信號端口。因此將P0＿0與SCK相連以提供時鐘序列，P0＿1與DATA相連以讀寫溫濕度數據。在了解硬件連接基礎上對數據采集模塊進行軟件設計，程序由3部分構成：（1）主函數部分：首先調用函數初始化串口通信以及溫濕度傳感器，然后調用函數獲取溫濕度數據，最后將數據處理后調用串口控制函數，打印調試信息。（2）溫濕度傳感器控制部分：具體實現初始化傳感器函數，即設置P0端口的相關寄存器；實現獲取溫濕度數據的函數，根據傳感器資料說明，端口按照一定時序發(fā)出特定的序列即可進行相應控制；實現將得到的數據進行計算修正的函數。（3）串口打印控制部分：包括從串口獲取PC鍵盤按鍵值、發(fā)送一個字符、發(fā)送一串字符等功能使主函數的打印信息能顯示在串口通信軟件界面上。其主要部分的流程圖見圖2。

1.2溫濕度數據傳輸模塊該模塊分為兩部分，一為基于Z－Stack協議棧開發(fā)使節(jié)點與協調器自動組網形成ZigBee網絡，并通過該網絡實現數據無線傳輸；二為使協調器與嵌入式核心板中ARM處理器進行串行異步通信，將數據最終交由嵌入式平臺處理。Z－Stack采用分布式尋址，兼容AODV路由協議，可以滿足近程通信的要求，即使通信鏈路失效發(fā)生也可有效工作。為了區(qū)分Z－Stack協議棧中復雜的硬件驅動系統，又提供了OSAL層［10］（類似于單片機上的操作系統，實則為根據所觸發(fā)的事件選擇調度相應任務），可調度APP層的任務。另外，Z－Stack提供了源碼例程SampleApp。該例程實現的功能主要是協調器自啟動（組網）和節(jié)點設備自動入網。在了解Z－Stack的工作流程后，程序的開發(fā)將在APP層對Sam－pleApp．c進行改寫完成。這部分程序主要為利用OSAL層任務事件輪詢調度機制，通過系統周期性定時廣播數據到group1中去實現。當ZigBee節(jié)點加入網絡后觸發(fā)狀態(tài)改變事件，系統開啟定時器，定時時間一到就觸發(fā)廣播消息事件；系統為其創(chuàng)建相應的任務ID，調用廣播消息函數；節(jié)點端的廣播消息函數讀取前一個模塊得到的數據，利用AF＿DataRequest（）函數接口調用下層射頻硬件驅動函數發(fā)送溫濕度數據；觸發(fā)協調器端的接收數據事件處理函數SampleApp＿MessageMSGCB（），將捕獲的溫濕度數據處理后，以字符串的形式通過串口顯示在宿主機的終端中，以方便調試和開發(fā)。另外，協調器通過異步串行接口將數據交由ARM處理器。

1.3溫濕度處理模塊為了后續(xù)拓展，為可處理多個節(jié)點溫濕度數據，該模塊設計采用服務器與客戶端兩進程間通信來實現［11］。將接收ZigBee協調器通過異步串行通信發(fā)送過來的數據作為服務器進程，并封裝ZigBee功能提供相應應用接口?？蛻舳诉M程則主要是用于同服務器端進行交互，解析獲取溫濕度數據，同時為實現UI圖形界面提供封裝好的接口，為此還需用Qt設計UI界面。其中雙方是利用套接口（Socket）來使進程之間通信，但是由于Socket本身不支持同時等待和超時處理，所以它不能直接用來完成多進程之間的相互實時通信。本實驗采用事件驅動庫libev的方式構建服務器模型。Libev是一種高性能事件循環(huán)／事件驅動庫。需要循環(huán)探測事件是否產生，其循環(huán)體用ev＿loop結構來表達，并用ev＿loop（）來啟動。用戶需要做的僅僅是在合適的時候，將某些ev＿io從ev＿loop加入或剔除。服務器主要實現流程：首先開啟一個Zigbee后臺線程（底層）監(jiān)聽服務器調用信息，接著利用ev＿io＿start（loop，＆ev＿io＿watcher）啟動一個接收線程，專門用來接收客戶端發(fā)送過來的命令數據幀；然后按照相應的協議進行解析，跳轉到相應的接口，進一步調用底層Zigbee協調器并返回正確的信息給客戶端?？蛻舳酥饕獙崿F流程：首先調用GetConnect接口函數連接到服務器的端口，然后開啟一個Zigbeetopo線程用來調用接口函數，發(fā)出獲取ZigBee網絡拓撲結構信息的數據幀，創(chuàng)建另一線程接收并解析服務器端返回的數據幀，同時已創(chuàng)建的UI界面設置定時器，動態(tài)刷新加載溫濕度數據，繪制成溫濕度曲線圖。服務器與客戶端進程間通信模型如圖3所示。此外還需利用Qt對UI界面設計。首先利用Qt－designer為整體界面布局，其中包括背景顯示框、LCD數值顯示框以及曲線圖顯示框，編譯生成一個UI類；然后采用多繼承的方法構造新類，并使用Qt中的信號與槽函數機制，使得接收到溫濕度數據觸發(fā)LCD數值顯示和曲線圖顯示槽函數動作。設計流程見圖4。

2Web服務搭建

以上只是完成了溫濕度的采集顯示，還未真正發(fā)揮出物聯網所實現的人與物相連，這部分就需要搭建Web服務來實現。實現Web服務需要移植嵌入式服務器，設計動態(tài)網頁，并通過WiFi最終在已搭建好的局域網內實現手機、PC等可實時查看數據。

2.1嵌入式服務器移植由于嵌入式設備資源一般都比較有限，并且也不需要同時處理多用戶的請求，因此不能使用Linux下最常用的如Apache等服務器，而需要使用一些專門為嵌入式設備設計的Web服務器。常見的嵌入式Web服務器主要有：lighttpd、thttpd、shttpd和BOA等。本文選擇移植BOA作為嵌入式服務器。BOA是一個非常小巧的Web服務器，可執(zhí)行代碼只有約60KB，它是一個單任務Web服務器，只能依次完成用戶的請求，而不會fork出新的進程來處理并發(fā)連接請求，但BOA支持CGI，能夠為CGI程序fork出一個進程來執(zhí)行。對BOA服務器的配置主要是在／etc／boa目錄下創(chuàng)建一個boa．conf文件，此文件包括服務器將使用主機的端口號、運行服務器的身份、錯誤信息記錄的指定文件、存放html文件的目錄、默認首頁文件等相關信息，此外還需根據配置信息在相應的一些目錄下創(chuàng)建文件。

2.2網頁設計及動態(tài)顯示網頁設計則是利用html制作靜態(tài)頁面，并結合JavaScript實現動態(tài)顯示。JavaScript是一種基于對象和事件驅動并具有相對安全性的客戶端腳本語言，同時也是一種廣泛用于客戶端Web開發(fā)的腳本語言，常用來給HTML網頁添加動態(tài)功能，比如響應用戶的各種操作。JavaScript腳本可以獨立成文件，也可以內聯到HTML文檔之中。另外，利用AJAX實時刷新網頁數據。AJAX：異步JavaScript和XML，它是一種在無需重新加載整個網頁的情況下，就能更新部分網頁的技術［14］。它通過在后臺與服務器進行少量的數據交換，便可以使網頁實現異步更新。這意味著可以在不重新加載整個網頁的情況下，對網頁的某部分元素進行更新。由于溫濕度數據放入數據緩沖區(qū)，是利用fopen、fread、fwrite以及fseek函數將數據緩沖區(qū)內數據寫入XML文本適當位置中，要想讀取XML文檔中的數據并將它顯示在Web頁面上，需將XML文件轉化為XMLDOM（XML文檔對象模型），然后再利用JavaScript來解析并實時它。

2.3WIFI模塊搭建通過搭建WIFI模塊，使得用戶可以通過支持WIFI的設備比如手機等更加便捷地查看溫濕度數據。WIFI是一個無線網絡通信技術的品牌，WIFI的運作至少需要1個AP和1個或1個以上的client。AP由路由器搭建的局域網充當，將插上無線網卡的嵌入式開發(fā)板看作一個client，然后就可以與其他client進行通信。要使無線網卡能正常工作，首先需加載驅動，然后對其進行一系列設置，使之加入到局域網中。由于開發(fā)板上配置有服務器，因此設置好合適IP以后，在手機等瀏覽器中輸入IP，就能查看溫濕度數據。

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1引言

檔案館庫房的溫度、濕度變化，是影響檔案材料老化變質的重要因素。因此，控制檔案館庫房的溫度、濕度是檔案館庫房管理的重要任務，一旦檔案館庫房的溫濕度失控，就會對檔案材料的安全管理產生重大隱患。傳統的方法是通過人工進行檢測，對不符合溫度及濕度要求的庫房進行通風、去濕和降溫等工作，但這種方法費時費力，效率低并且測試的溫度和濕度誤差大、隨機性大。為此，我們研制了檔案館庫房管理的遠程智能監(jiān)測系統。這個系統能夠對檔案館內每個庫房中各庫位的溫度及濕度的變化情況進行實時自動監(jiān)測，并可以對歷史數據進行分析比較，一旦出現異?，F象便于及時處理，有效地提高了檔案管理的預見性和工作效率。

2系統結構設計

本系統的硬件以XSL/B-08BS1巡檢儀和主控PC為核心，其設備包括交換機、顯示器、打印機、鍵盤、鼠標等等。系統結構圖如圖1所示。

圖1系統結構原理圖

3系統工作原理

各個檔案館庫房通過XSL/B-08BS1巡檢儀實時采集數據[1]，同時，XSL/B-08BS1巡檢儀通過網絡將數據實時傳輸主控PC，供工作人員監(jiān)測。其中，主控PC對XSL/B-08BS1巡檢儀數據的讀取主要是利用串行通信控件ComPortLibrary。

3.1ComPortLibrary控件

ComPortLibrary作為第三方控件可以非常方便的擴展到Delphi語言環(huán)境中，其中主要的事件與方法為：ComPortRxChar，WriteStr和ReadStr。

WriteStr和ReadStr分別為寫串行數據和讀串行數據，ComPortRxChar為串行口接收數據事件。在使用中，通常把ReadStr函數設置在ComPortRxChar事件處理函數中，詳細使用方法請閱讀ComPortLibrary的幫助文件。

3.2XSL/B-08BS1巡檢儀

XSL/B-08BS1數據巡檢采取了基于TCP/IP協議的網絡成熟技術[2]，能實現中遠距離數據傳輸。儀表的基本功能單元包括模擬量輸入，輸出，開關量輸入，輸出，參數存儲器。這些單元都能通過不同的命令與計算機進行數據傳送，計算機也能通過控制權轉移的方法，直接操作儀表的模擬量輸出和開關量輸出：由于儀表內部有獨立的輸出緩沖區(qū)和計算機控制輸出緩沖區(qū)，因而可實現控制的無擾動的切換[3]。

3.3通信協議

XSL/B-08BS1巡檢儀使用的通訊命令有很多，包括通訊和測量等參數值的設置，現以讀取巡檢儀測量值命令為例[3]加以說明：

命令#AABBDD

說明本命令讀回指定儀表1個或數個通道的測量值和告警狀態(tài)。

#為定界符。

AA(范圍00～99)表示指定儀表二位十進制地址；

BB(范圍01～96)表示需讀回測量值的開始通道號的二位十進制數；

DD可省略(范圍01～96)表示需讀回測量值的結束通道號的二位十進制數。

例：命令：#010103

回答：=+123.5A=-051.3B=+045.7@

本命令讀取地址為01的儀表第01通道至03通道的測量值。XSL/B-08BS1的具體通訊協議請參考使用手冊。

4系統軟件設計

溫濕度監(jiān)測系統軟件采用C/S結構，以Delphi作為開發(fā)環(huán)境，利用SQLSever2000作為后臺數據庫，并利用第三方控件ComportLibrary進行讀取數據。本軟件最大的好處是類似Windows的圖形界面和操作方法，使用多窗口管理技術，簡單、易操作。其完成的主要功能是：數據實時監(jiān)測，歷史數據分析、報警設置、設備管理、輸出報表和圖形顯示等。系統結構框圖如圖2所示。(1)用戶管理模塊：主要是對操作軟件的用戶進行管理，包括用戶的添加刪除，密碼管理，用戶權限管理等等。

(2)系統設置模塊：是對監(jiān)控系統軟件基本參數的設置，例如溫度、濕度的報警臨界參數設置，各個庫房所在傳感器的地址參數的設置。

(3)數據顯示模塊：對檔案館各個庫房溫度、濕度的實時采集。實現窗體圖3所示。

圖3溫濕度實時采集顯示窗體

(4)設備控制模塊：當溫度、濕度超過預設值以后，對報警開關的控制，以及對檔案館內溫度調節(jié)設備，濕度調節(jié)設備的控制。

(5)歷史數據分析：這個模塊的主要功能是對以往各個庫房溫濕度記錄的查看、分析、統計，可以通過軟件針對每一年、每一月、每一天的平均溫度或者某一天某一時刻的溫度，濕度進行查詢，并且包括了對歷史數據溫度，濕度曲線的觀測，以及各個時段溫度，濕度報表的打印。其中曲線繪制的功能實現窗體如圖4所示。

圖4溫濕度曲線的顯示窗體

5結束語

采用先進的溫濕度監(jiān)測系統，再加上安裝優(yōu)質的溫濕度調制設備，是加強檔案室?guī)旆繙貪穸裙芾淼闹匾獥l件，分析研究溫濕度變化規(guī)律，調控檔案室?guī)旆康臏貪穸龋瞧髽I(yè)的檔案安全管理的重要保證。

參考文獻

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篇10

2001年8月至2013年2月新樂市醫(yī)院收治的泌尿系統感染患者100例。按照隨機數字表法，將100例患者分為觀察組和對照組，每組患者50例。觀察組患者中，男23例、女27例，年齡23-74歲，平均（49.6±10.2）歲。對照組患者中，男24例、女26例，年齡25-78歲，平均（52.2±10.4）歲。兩組患者基本資料比較差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2方法

采用無菌、干燥塑料杯采集所有受試對象清晨首次尿液標本，混合均勻后倒入已編號的玻璃試管中。對照組尿液標本采用干化學法進行檢測。觀察組尿液標本采用UF1000i型尿沉渣分析儀（日本Sysmex公司）檢測白細胞數量（參考區(qū)間：小于20個／微升）。所有標本均進行微生物培養(yǎng)。上述檢測方法均參照文獻。

1.3統計學處理

采用SPSS20.0軟件進行數據處理和統計學分析。計數資料以百分率表示，組間比較采用卡方檢驗。P＜0.05為比較差異有統計學意義。

2結果

2.1尿白細胞檢測結果

觀察組患者尿白細胞數量分布為小于20個／微升25例、大于或等于20個／微升25例，所占比例分別為50.0%、50.0%％。對照組患者尿白細胞數量分布為小于20個／微升35例、大于或等于20-100個／微升15例，所占比例分別為70.0%、30.0%。觀察組患者中，尿白細胞數量超過參考區(qū)間上限的患者所占比例大于對照組，組間比較差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.2尿微生物培養(yǎng)檢測結果

觀察組患者尿微生物培養(yǎng)陰性13例，陰性率為26.0%；微生物培養(yǎng)陽性24例，陽性率為48.0%；微生物培養(yǎng)可疑陽性3例，可疑率為6.0%。對照組患者尿微生物培養(yǎng)陰性21例，陰性率為42.0%；微生物培養(yǎng)陽性12例，陽性率為24.0%；微生物培養(yǎng)可疑陽性2例，可疑率為4.0%。觀察組患者尿微生物培養(yǎng)陽性率明顯高于對照組（P＜0.05）。

3討論

3.1尿沉渣檢驗及其優(yōu)越性　在住院患者臨床常規(guī)檢查項目中，尿液生化檢驗具有極為重要作用和臨床意義，能夠通過測定尿液的理化性質和有形成分，有效診斷和鑒別診斷泌尿生殖系統、肝臟等臟器及系統的病變，同時也有助于判斷疾病的預后。尿沉渣檢測通常采用顯微鏡和流式細胞技術對尿液中的有形成分進行定性和定量檢測。生理情況下，尿液中的有形成分，例如紅細胞、白細胞、管型、細菌、結晶等均極為少見。多數泌尿系統疾病患者尿沉渣檢測可檢出結晶和上皮細胞，因此尿沉渣檢測可用于疾病的初步診斷。尿沉渣檢測主要是對尿液中的有形成分進行檢驗。載玻片法屬于尿沉渣檢測的傳統方法，但存在操作標準難以統一、影響因素較多等不足，因此檢測結果無法真實、客觀地反映真實情況，檢測結果見的可比性也相對較差。定量分析板法是用于尿沉渣檢測的新方法，具有標準化及規(guī)范化程度高、操作簡單、可重復性強及準確度高等優(yōu)點，同時還能夠對檢測結果進行一次性處理，數據結果也具有較高的量化程度。

3.2泌尿系統感染尿沉渣檢測應注意的問題

健康者尿液中沒有紅細胞或數量極少。當連續(xù)數次尿液高倍鏡觀察均檢出1-2個紅細胞時，可判為鏡下血尿；肉眼觀察即可發(fā)現尿液呈赭紅色或洗肉水樣，可判為肉眼血尿。一旦出現肉眼血尿，說明泌尿系統疾病的病情已十分嚴重，患者需接受進一步檢查，以發(fā)現病因和明確診斷。在對泌尿系統感染患者進行尿沉渣檢測時，應注意規(guī)范操作，以保證標本染色效果、防止標本污染，同時應采用標準的檢查器材。在尿沉渣檢測的臨床應用中，通常采用晨尿標本，因為晨尿具有較高的濃縮度，能夠更好地反映尿液中有形成分的實際情況。一般而言，尿沉渣檢測應在標本采集后1H內進行，從而避免長時間保存標本對檢測結果的影響，提高檢測結果的準確性。

3.3泌尿系統感染尿沉渣檢測的優(yōu)點

泌尿系統感染患者的尿液中通常存在一定量的病原體和白細胞，因此對患者尿液中的細菌及白細胞進行檢測對泌尿系統感染的臨床診斷極為重要，也有助于判斷疾病的病程。Sysmex公司UF1000i型尿沉渣分析儀同時采用了流式細胞技術及熒光染色法，因此檢測白細胞、紅細胞等有形成分的線性范圍較大，準確度、靈敏度和檢測效率也較高，有效避免了干化學法尿沉渣檢測的不足，適用于泌尿系統感染患者早期診斷。本研究結果表明，與干化學法相比，采用UF1000i型尿沉渣分析儀對泌尿系統感染患者進行尿沉渣檢測，可明顯提高異常檢出率（P＜0.05）。