时间:2023-06-07 09:14:27
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇技术解决方案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:网格;分布式计算;网格解决方案;物理网格;逻辑网格
中图分类号:TP39 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 15-0000-02
The Discussion of Grid Computing Technology and Solutions
Lin Chunni
(Shanxi Datong University,Datong037009,China)
Abstract:Grid computing technology in a rapid development of new subjects,but also in the future third-generation network computing model. Grid to create a reasonable solution that allows for a variety of resources on the network security compatible,the maximum was used.
The article briefly describes what is grid computing,the core of grid computing technology and how to build a reasonable grid solution.
Keywords:Grid;Distributed computing;Grid solutions;Physical grid; Logical grid
网格计算技术是随着互联网的迅猛发展而建立起来的一种专门应用于复杂的科学计算的新型计算模式,截止到目前, 网络技术已经走过两代历程: 第一代是Internet时期, 介于20世纪70~80年代,其主要的成就是把分散在世界各地的计算机用TCP/IP 协议连接起来, 主要的应用是email; 第二代是Web时期,介于20世纪90年代,其主要的成就是把网络上成千上万个网站上的网页连接起来, 主要应用是Web信息浏览和电子商务等信息服务。目前, 网络正处于从第二代向第三代的过渡期。第三代称为网格计算(Grid Computing)时期, 其主要特点是不仅仅包括网页和计算机, 而且包括各种信息资源,都被连接成一个整体, 整个网络就仿佛是一台巨大无比的计算机, 向每一个使用者提供一体化的服务。
一、网格计算技术提出的背景及意义
(一)网格计算技术提出的背景
“网格”的概念源于上个世纪90年代中期,其构想源自于电力网,网格的设计初衷是希望计算力和计算资源能够像电力一样,“打开电源开关就能够使用”,而用户根本不用去关心是在哪里、是谁、是如何提供这些服务的。
网格计算的由来就是因为这种计算方式有着像格子一样的体系结构。它用来将过剩的计算能力以及其它闲置的IT资源联系起来,以供应给那些在一定时间内需要高性能计算能力的部门,实现最终的资源共享和协同工作,彻底消除资源“孤岛”,让人们使用网格上的资源像用电一样简单。
(二)网格计算的定义
网格计算(Grid Computing)是一种全新超强的计算,它利用互联网把地理上广泛分布的各种资源,包括带宽资源、软件资源、计算资源、存储资源、信息资源、数据资源、知识资源等,连接成一个逻辑整体,就像一台超级计算机一样, 为使用者提供一体化信息和应用服务如计算、存储、访问等。
(三)网格计算技术的开发意义
假如现在有一项业务使用1GHz的CPU处理起来需要3分钟的时间。假设网络中有3台安装了同样频率CPU的计算机,我们把这项业务分成3等份,然后分别交给其中每台计算机进行处理,那么简单地计算一下就会知道其处理时间将会缩短到1分钟。这就是网格计算的优势和基本思路。很显然, 网格计算将使得计算机的计算模式发生革命性的改变。有统计数据表明,一般的主机系统40%的时间都处于空闲,UNIX服务器实际的工作时间也只有10%,正常情况下,一天中95%的时间PC机什么都没做。那么借助于网格,我们可以把这部分资源揉和在一起统一使用,网格计算的重要性不言而喻。
二、网格计算技术研究的核心内容以及关键技术
网格计算实际上应该归属于分布式计算(Distributed Computing)。网格计算系统一般由网格硬件、网格操作系统、网格界面、网格应用4层基本结构构成。网格计算技术研究的核心内容是任务的协同。要解决任务的协同,必须要解决好任务管理和资源管理。任务管理和资源管理的前提是通信和安全。所以网格计算系统的关键技术和核心内容主要在于任务管理、资源管理、安全机制、通信技术、用户界面等,下面将依次简单介绍。
(一)任务管理
网格计算的目标是分解一个应用为几个任务,并为每个任务匹配一个最适合执行的机器。任务管理完成任务提交、任务调度、任务查询、删除以及监测任务的运行状态等工作。
(二)资源管理
资源管理包括资源的发现、描述、定位、注册、分配、资源信息获取、更新和信息等。组织网格计算的资源,通常使用单一映象文件系统来实现。单一映象文件系统将地理上分散的异构资源映象成一个单一入口的虚拟机器。
(三)安全机制
这是必需的,只有合法的网格用户才能接触、使用网格的资源安全。机制负责网格用户的身份验证,以及对网格计算进行有序的控制和管理。容错和自动修复也是网格计算系统所必须要考虑的问题。
(四)通信技术
通信技术是实现网格计算系统安全可靠地进行资源动态整合、任务分布协同的保证。通信能力的强弱对网格计算提供的性能影响甚大,要做到计算能力“即连即用”,则必须具备高质量的宽带网络系统支持。
(五)用户界面
网格计算的主要领域是科学计算,它往往伴随着海量的数据,面对浩如烟海的数据想通过人工分析得出正确的判断十分困难。如果把计算结果转换成直观的图形信息,就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这就要研究能在网格计算中传输和读取的可视化工具,并提供友好的用户界面。
三、创建网格解决方案
网格计算的目的是利用计算资源(而不必考虑资源所在的位置或平台)来执行涉及到各个方面的任务,而创建网格解决方案是为了使应用程序能够共享数据和计算资源。因此,我们必须找到一个灵活的解决方案体系结构使多个合作者能够用一种安全且易管理的方法共享资源。
每一个网格解决方案都可以配置成两类网格:物理的和逻辑的,如图1所示。物理网格指的是可以在分布式网络上共享的计算机计算能力和其他硬件资源。逻辑网格指的是软件和应用程序共享以及更高级的业务流程共享。
图1 物理和逻辑网格构成的解决方案球形图
下面再来看一个逻辑网格解决方案,它是属于集线器风格的,这个系统是使用逻辑网格来实现服务外购的。这个解决方案是一个典型的用于业务流程集成的合作式的逻辑网格解决方案,所以,我们又把这种逻辑网格称为“业务网格(Business Grid)”。在下图图2中,每个服务都可作为网格服务来部署,这样以来其他的应用程序就可以通过标准的通信协议(比如简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol,SOAP)来访问和使用它。
业务网格可以连接到注册了业务网格的服务提供者托管的或者集线器自身托管的所有服务。应用程序客户机可以使用 XML、HTTP 上的 SOAP、SMTP、FTP 或 MQ 协议连接到业务网格。
另外,业务流程还包含许多业务交互,这些业务交互带有长时间运行、有状态的涉及到两方或者更多方的交互。随取即用的业务流程是下一代电子商务的更高级需求。例如,图2中所示的 Enterprise A 的业务流程由多个外购的网格服务(比如来自 Enterprise B 的 Purchase Order Creation 网格服务和Credit Checking 网格服务以及来自 Suppliers Shipping 网格服务)组成。
图2集线器风格的网格解决方案
再次,业务网格可以与两个或者更多个本地网格(比如 Supplier 的本地网格和 Enterprise B 的本地网格)进行交互,如图2所示。业务网格是一个用来进行外购的中心框架,它包含多个已连接的本地网格。每个网格都可以有供应方、买方、服务提供者和贸易伙伴。业务网格框架可以有多个虚拟的业务网格,如果需要的话,这些网格可以共享同一信息基础架构并互相进行交互。
四、结束语
网格技术已经在世界许多国家和地区得到了实际应用,在科学研究、应用程序整合、信息共享等方面发挥了极大的作用,它即将成为是下一代互联网浪潮的趋势不可逆转。虽然全面的网格计算还很遥远,并且对于基础设施和服务的安全性要求也比较苛刻,但是,毋庸置疑,网格计算是一个崭新而重要的研究领域,它有着资源共享、高性能计算和创新性应用等优势,必将成为21世纪经济发展的重要推动力。
参考文献:
[1]李国杰.信息服务网格―第三代Internet[M].计算机世界,2001
[2]都志辉,陈渝,刘鹏.网格计算[M].清华大学出版社,2002
[3]邓永红.网格及网格计算技术综述[J].有线电视技术,2004
摘 要:介绍了流媒体的概念、技术原理,阐明了流媒体技术的应用,并通过具体案例介绍了基于流媒体技术的系统解决方案。
关键词:流媒体;解决方案
中图分类号:TP 文献标识码:A文章编号:1672-3198(2011)01-0258-01
1 流媒体的概念
流媒体技术起源于窄带互联网时期。互联网的普及和多媒体技术在互联网上的应用,迫切要求能解决实时传送视频、音频、计算机动画等媒体文件的技术,在这种背景下,于是产生了流式传输技术及流媒体。
什么是流媒体(Streaming Media)呢?流媒体又叫流式媒体,它是指商家用一个视频传送服务器把多媒体文件经过特殊的压缩分成一个个压缩包,传送到网络上。这个过程的一系列相关的包称为“流”。用户通过解压设备对这些数据包进行解压后,节目就会像发送前那样显示出来。流媒体是以流式传输技术通过网络传输、在时间上具有连续性的媒体文件。由此可见流媒体同时包含下列特征:(1)流媒体的内容主要是在时间上连续的媒体数据。像视频、音频、多媒体和计算机动画等都是时间上连续的媒体文件;(2)该媒体可以不经转换便能采用流式传输技术传输,这是流媒体技术的最重要特征;(3)应用于网络,特别适用于互联网上。客户端需要播放软件或在浏览器上加上插件才能收听或收看流媒体。总之,流媒体也可以理解为是一种适合流式传输的媒体文件格式。人们通常把携带流媒体的数据包称作流典型的流是视频流和音频流。
与传统多媒体相比,流媒体具有以下优点:(1)启动延迟大幅度地缩短。(2)对系统缓存容量的需求大大降低。(3)流式传输的实现有特定的实时传输协议,更适合动画、视音频在网上的流式实时传输。
2 流媒体技术原理
2.1 流媒体技术原理
流式传输有顺序流式传输和实时流式传输两种方式。
顺序流式传输是顺序下载,在下载文件的同时用户可观看在线媒体。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的,它经常被称作HTTP流式传输。顺序流式文件易于管理,但不支持现场直播,严格地说是一种点播技术。
实时流式传输与顺序流式传输不同,它需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输总是实时传送,特别适合现场事件。实时流式传输必须匹配连接带宽。这意味着图像质量会因网络速度降低而变差。实时流式传输允许你对媒体发送进行更多级别的控制,因而系统设置、管理比标准HTTP服务器更复杂。
一般说来,如视频为实时广播,可使用流式传输媒体服务器,应用如RTSP的实时协议,即为实时流式传输。如使用HTTP服务器,文件即通过顺序流发送。流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。由于互联网以包为单位进行断续的异步传输,流媒体文件在传输中要被分解为许多包。而网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等。为此,使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,从而使媒体数据能连续输出,不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。
流式传输的过程一般是这样的:用户选择某一流媒体服务后, Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来;然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器,其基本原理如图所示。
2.2 支持流媒体传输的网络协议
(1)RSVP:资源预留协议;
(2)RTP:实时传输协议;
(3)RTCP:实时传输控制协议;
(4)MMS:微软流媒体服务协议;
(5)RTSP:实时流协议;
(6)MIME:多目因特网电子邮件扩展协议。
2.3 三种常见的流媒体技术
目前市场上主流的流媒体技术有三种,分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的WindowsMedia和Apple公司的QuickTime。这三家的技术都有自己的专利算法、专利文件格式甚至专利传输控制协议这三个关键要素在里面。
2.4 流媒体播放方式主要有以下几种
(1)单播;
(2)组播;
(3)点播与广播。
3 流媒体技术应用及解决方案
一个完整的流媒体解决方案应是相关软硬件的完美集成,它大致包括下面几个方面的内容: 内容采集、 视音频捕获和压缩编码、内容编辑、内容存储和播放、应用服务器内容管理及用户管理等。
3.1 远程教育
课件点播是远程教育的主要形式。它的优势是多媒体课件具有更丰富的表现力,学生可以在方便的时候学习,形式更加灵活自由。课件点播的实现方式是先制作课件,将教师讲的课程用摄像机拍摄下来,并用采集卡采集进计算机后编码成流媒体格式,制作出表现力丰富的多媒体课件。将多媒体课件放在流媒体服务器上。为了实现交互教学,将一台摄像机放在教师授课的教室,摄像机拍摄的教师授课过程实时地被传输到流媒体编码机,经过采集卡的采集、编码后再实时地上传给流媒体服务器,再由流媒体服务器实时到其它教室的终端计算机,并利用投影仪将老师的授课过程实时地播放出来,供这个教室的学生观看。同时为了方便与授课老师不在同一个教室的学生能与老师在授课过程中实时地交流问题,可以在学生所在的教室安装摄像机和编码计算机,用来拍摄并上传提问学生的影像,并在授课老师所在的教室安装一台终端计算机和投影仪,用来播放提问学生的视频,从而达到老师和异地学生的实时交互。
3.2 电视监播系统
以下为一套可以实时录制两套电视节目的监播系统,两台电视监录机与一台电视监录工作站通过集线器组成网络,两台电视监录机分别压缩两套节目,一台电视监播工作站作为存储管理。整个系统利用强大的压缩功能对节目进行压制,文件格式与互联网上直播与点播的格式完全兼容;用户可根据工作需要设定监录的起始和终止时间。监录时间间隔、压缩码率可任意选择;一套和二套节目的视音频信号分别送入电视监录机内进行实时录播压缩。当压缩完成后文件通过网络自动传输到电视监录工作站存储。整个系统支持24小时不间断的压缩录制。作为电视监录工作站,它负责管理视音频监录数据及索引库,拥有庞大的储存空间,可以按特定的码率保证存储监播数据;采用SQL语言编写的数据库系统可与任何程序语言数据库完全兼容。系统具有强大的自动化管理功能,可自动进行删除和更新视音频文件;可根据节目套数、日期、起录时间、终止时间等索引检索文件,也可按模糊方法查询,方便使用,所有这些操作均不影响监录工作进行。
4 结语
互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大市场动力,流媒体业务正变得日益流行。流媒体技术广泛用于多媒体新闻、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化,对人们的工作和生活将产生深远的影响。
参考文献
[1]李清茂,马昌威.流媒体研究及应用[J].阿坝师范高等专科学校学报.2003,(12).
1、广播发射机的控制技术问题及其解决方案
1.1广播发射机控制常见问题
广播发射机常见问题主要是广播发射站在检测工作中发现的问题。主要有频率受干扰,干扰排查,广播发射站台资料信息库冗杂,发射功率超标,残波辐射不合格,任意变更台址,增设同播发射点较为普遍等问题。
1.2广播发射机的控制常见问题解决方案
1.2.1以广播发射机标准为理论基础,做好解决问题的基础工作调频广播的行业标准规范中,GY/T169-2001《米波调频广波发射机技术要求和测量方法》和GB/T4311-2000《米波调频广播技术规范》是现行的两个有效的基本标准。深入学习规范为解决问题打好理论基础,而且使用最多的是立体声的调频广播发射机。
1.2.2联系生产厂家了解产品生产工艺
为了能正确并更加全面地检测调频广播发射机的性能,只是掌握一般的检测方法还是远远不够的,因为不同的广播发射机的生产工艺和制造技巧不同,因此,必须深入了解广播发射机的构造,生产工艺流程等才能在进行检测时得到正确的检测结果,为解决广播发射机故障提供可靠的依据。
1.2.3常见问题的解决建议
(1)高频无线电波的传播在一个区域内能否有良好的覆盖,要根据其视距传播规律,选择合适的发射点是关键,相反,盲目的加大发射功率,以及在应用系统中攀比发射功率,都是错误的做法。
(2)过大的施加音频调制信号幅度以及发射机基准状态的过度调整,都会导致过大的调制频偏,其最直接的结果就是主频的有效辐射功率电平被牺牲了,其次,这将使得互调产物增加,接收语音质量下降以及主频辐射电平降低和邻道被侵占干扰,更严重的结果就是它将直接影响发射机工作寿命。
(3)重要的专用通信网络往往会被超标的上边带残波辐射所影响。与三、四、五倍频的谐波辐射相比较起来,一倍频信号更能引起多个常规无线通信频道的干扰原因就是由于一倍频的信号带宽度较大。
(4)把广播电视行业的无线电发射机纳入须申领核准代码的过程中。
2、监控中心设备的控制
控制中心是整个监控系统的核心,系统的各项功能,如:室内工作环境的控制(中央空调、室内循环通风)、消防报警、节目传输控制、安全保卫监控等各项功能,它们的实现均是依靠监控中心的各种设备实现控制的。控制中心的设备接收各个终端传输设备传送的音频,数据,视频,温度,感光和报警等各种信号,再对其接收的信号进行各种操作,处理和整合,然后以各种系统信号的形式发出命令,操纵者整个监控系统的各种功能。
2.1节目传输的控制
节目传输的控制可以通过画面处理器以及视频和音频切换器来实现。
视频和音频切换器主要指摄像机接驳录像机或监视器等设备。目前许多场合都使用的是监视器设备在终端进行现场资料采集工作。
画面处理器目前使用的最多的是四画面分割器,当然目前市场上还有多画面处理器。通过四画面处理器可以把四个画面经过压缩组合,然后在同一个画面上显示,节省了视频设备的同时更能直观的反应实时图像,同时支持放大回放现场记录以及记录效果都得到了极大地提高。
多画面处理器是一种更高级的视频图像处理设备,它能在更短的时间间隔内对现场实况进行监督和画面记录,更能体现监控现场的真实性。除了在画面处理方面的功能外,它还具有单画面显示、画中画显示、多画面任意组合分割显示、图像数码变焦放大、视频信号丢失检测、时间发生、图像通道名称标题编辑和报警处理功能。
通过以上这些终端数据影像声音采集设备把监控区域内的现场资料传输给系统监控中心,经过系统监控中心判断,对数据存储以及相应命令,来实现监控。其中数据影像和声音的传输大多是通过网络无线电技术和光纤技术来实现的。
目前这个系统分支的问题很少,一般只要安装了相关的影音图像声控采集监控器,除了人为地恶意破坏,都不会出现问题。
2.2室内工作环境的控制
室内工作环境主要是指室内的采暖和通风环境,目前控制中心的工作环境控制主要通过暖通系统控制,暖通系统主要有中央空调系统控制,通过中央空调的终端温度控制采集器可以时刻掌握监控区域各个工作环境内的温度,从而由终端将温度和通风信息反馈给监控中心,监控中心根据反馈信息发出命令,升高或降低工作环境的温度,提高或降低风速。
室内工作环境的控制一般情况下也很少出现问题,除了火灾情况下温度失控外,室内工作环境都有控制中心电脑的自动程序控制室内环境的暖通。
2.3消防报警控制
消防报警控制通过报警处理器来控制,报警处理器采集终端报警信号,然后传输到控制中心,由控制中心的电脑控制系统中心发出报警信号,通知人们有紧急情况,让人们注意安全,抓紧时间撤离安全现场。
报警处理器按照处理方式的不同可以分为总线式和多线式。总线式报警处理器是终端探头的信号由一根双线传输到控制中心,特点是费用低但是结构复杂,目前仍大量应用。多线式是指各个终端探头互不干扰的将信号传输到控制中心,特点是信号互不干扰传输自由速度快,但是费用高。
报警处理器收集所有的前端报警信号,同时把发生报警通道的信号处理,并输出多个开关量控制灯光,录像机等设备的自动启动,同时输出报警通道编码并传送至控制中心的主控器。
常见问题是系统的线路易老化,传输的信号有干扰现象。解决办法就是定期进行相关报警装置性能测试,以防患于未然。同时还可以训练人员在危急情况下的自救能力。
2.4安全保卫监控
安全保卫监控系统通常是多媒体监控系统,对监控区的全貌可以通过电子图进行全面的掌握,但是它对不同的系统使用人员授予不同的使用权限,一定要做好保密工作,防止系统被非法使用,对系统造成破坏。
其特点是可以不受人为控制的为监控区域提供突发事件和灾害防御,这是通过特定的电脑控制程序来完成的。它还具有灵活的计算机模块设计能力,以及信息化网络化的操作平台,为安全保卫监控提供网络信息化奠定基础。
其存在的问题就是信息接口处理难度大,操作人员的计算机应用技术要求高,责任感要强,而且应对突发事件和灾害的心里素质要好,所以安全保卫监控系统的工作人员要精挑细选,经过层层严格考核才能上岗工作。
3、对未来监控中心的展望
关键词:配电网馈线自动化; FTU; 配电网通信
中图分类号:TM72 文献标识码:A
近几年来,随着经济的高速发展以及科学技术水平的提高,我国的电力工业取得了显著进步,配电网络日趋完善。随着人们对高质量生产、生活水平的追求,供电的可靠性越来越受到人们关注,同时,它也是电力企业争创一流的重要技术指标。目前状况下,国家十分重视配电网络的建设,已投入了大量的资金进行城市配电网络的建设与改造,配电网自动化工程的建设在规模以及技术上都取得了较大程度上的进步。配电网馈线自动化(distribution feederautomation),简称为FA,它在配电网络自动化之中有着十分重要的地位与作用,它是配电网自动化系统的主要功能。馈线自动化技术的发展与应用经历了一个从无到有、从简单到丰富的发展历程。早期的馈线自动化技术应用仅仅是单个电力环路、双电源,而到目前为止已经发展成为多个电力环路、备用电源的趋势。随着新技术的引入,配电网一次接线的网络结构的复杂程度逐渐升高,用户的要求也日益多样化。因此,研究出一套针对性较强且行之有效的配电网馈线自动化解决方案具有十分重要的显示意义。
1配电网馈线自动化处理的基本要求
配电网馈线自动化处理主要包含了三个方面的内容,分别是故障的自动监测与故障的有效识别、故障的自动化定位与自动化隔离、配电网络的重构与供电及时有效的恢复。在配电网馈线自动化处理的过程之中,需要满足如下几项基本要求。
1.1 保证故障检测的准确性
进行故障的自动定位,主要是通过配电终端(FTU)进行检测,然后根据所检测到的故障信息来进行有效判断的。所以,配电终端的故障检测信号十分重要,检测信号的准确与否将会在很大程度上对馈线自动化故障处理造成影响,因此需要对配电终端的故障检测信号的准确性进行保证。由此可见,对于配电终端来说,其故障检测功能必须与馈线出现开关的保护达到一定程度上的匹配。而一旦馈线之上出现了故障,配电终端就需要对相应的故障信号进行有效的捕捉并获取。如果信号捕捉失败,就会使得信号出现丢失,并最终会影响到配电终端处理的失败。值得注意的是,这一操作必须在出现开关保护动作之前进行。要想对配电终端检测故障的准确程度进行有效保证,需要做好两个方面的工作。第一,对故障电流的幅值进行判别;第二,对这一故障所持续的时间进行检测,只有这样,才能对外界信号的干扰进行有效的防止。
1.2 保证故障隔离的快速性
对于配电站来说,其主站与子站系统都会接收到配电终端的故障信息,并且这些故障信息会来自各个环路之上。在接收到故障信息之后,就会经过一系列的操作处理来进行故障所在区段的准确、有效的定位,这些操作主要包括配电终端软件处理、网络建模与综合分析以及逻辑判断等。在准确定位之后,配电站就会下达相应的指令,并通过所下达的遥控指令来对相关的故障进行自动隔离。通常情况下,在进行故障隔离时尽量在底层进行处理,如果底层无法对其进行有效地处理,再逐级上报。这样一来,就可以在很大程度上对配电终端的处理速度进行有效提高。
1.3 保证网络重构的慎重性
要想对馈线区段的安全性、稳定性以及可靠性进行有效的保证,就必须慎重进行网络重构。在进行网络重构之时,需要对以下几个方面的因素进行充分考虑:①对故障隔离进行检查,必须确保故障隔离已经准确无误的完成;②保证充分的备用电源,在进行网络重构之时,一定要注意不能超过备用电源的容量;③在进行网络优化的过程中,应当尽量减小系统的线损,使其最小化;④保证相应的备用电源能够可靠有效的进行供电。只有以上四个方面的因素都能够满足,才能将相应的开环点开关进行闭合操作。实现网络的重构。如果以上因素有部分不能满足,就很有可能埋下安全隐患,造成安全事故,最终会在很大程度上影响到其他正常地区的有效供电。
2配电网馈线自动化技术解决方案
2.1 带时限电压型馈线自动分段
目前状况下,所采用的馈线分段开关主要是电压型、带时限的自动配电开关。它主要是通过检测相应的馈线是否发生失电的状况来进行开关动作的。如果相关的馈线发生失压的现象,那么开关就会进行延时断开的操作;而如果馈线已经恢复带电之后,开关就会进行经t1的延时闭合操作;当t1较之于t2小时,馈线又会出现失电的状况,那么此时开关就会自动进行闭锁操作,并将相应的故障点进行自动隔离。在这一过程当中,需要对t1与t2做出一定的要求,具体要求t1能够与重合闸时限进行一定程度的匹配,而对于t2来说,要求它能够与出现开关速断保护相配合。
2.2 重合器配电网馈线自动化解决方案
重合器在故障处理之中发挥了十分重要的作用,它可以对故障电流进行有效的切断,并且它在故障隔离以及网络重构之中也发挥了十分关键的作用。这一解决方案需要注意以下几个方面的内容:①这一方案需要确保就地隔离,只有这样,才能有效的防止全线停电以及出现开关频繁动作状况的发生;②在环路之上,重合器之间的配合主要是通过重合的次数来进行实现的,一般情况下,如果分段的数量越多,那么重合器之间的相互配合的难度就越高;③目前市场上的重合器在价格方面都较高。
2.3 分层处理策略
运用这一策略,需要对配电网自动化系统的分层结构有一定的了解,因为这种策略与其之间有着一定程度上的关联。一般情况下,可以将其分为三层来进行处理:①基于配电终端,对相应的故障进行有效的检测与识别;②将配电站子站作为相应的辐射中心,通过这种方法来实现配电网馈线自动化的有效处理以及合理控制;③将配电站主站作为相应的配调中心层,并通过它进行具有较强层次性以及全局性的系统管理以及网络优化。
2.4 配电网馈线自动化解决方案比较
结语
在电力工业之中,配电网馈线的自动化在电力系统自动化之中是一个十分重要的环节,本文主要针对配电网馈线自动化解决方案的技术策略进行研究与分析。首先,从保证故障检测的准确性、保证故障隔离的快速性以及保证网络重构的慎重性三个方面阐述了配电网馈线自动化处理的基本要求。然后提出了带时限电压型馈线的自动分段、重合器配电网馈线自动化解决方案、分层处理三种处理策略,并做了一定程度上的分析。经过实践,这几种策略各有优势,能够取得较好的效果。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。
参考文献
[1] 王积荣. 浅析城网建设和改造中的配电自动化[J]. 电力系统自动化, 1999,(01) .
关键词:嵌入式控制系统;技术问题;硬件解决方案
非接触电能传输技术是近年来备受国际学术界关注的一项新的能量传输技术,即用电设备以非接触方式从固定电网取电的技术,所以又可称为非接触感应供电。在过去十年中,嵌入式系统的开发发生了很大的变化:以前嵌入式设备是一个孤立的、资源有限的系统,而今天人们对嵌入式设备在智能化和互连性上提出了要求,这使得嵌入式设备不再是孤立的,而是通过互联网、无线或是其他的方式实现相互连接[1]。嵌入式系统几乎包括了生活中所有电器设备,如PDA、数码相机、电视机顶盒、数字电视、工业自动化仪表与医疗仪器等。在CPT系统中应用嵌入式系统会存在软启动控制、逆变控制和显示模块设计三种技术问题,其硬件解决方案已完成。
1 软启动控制
软启动控制的作用是避免电路中产生很大的的冲激电流而烧坏元器件。本控制系统通过采集滤波电容两端的电压Vo以检测电容电压,经过霍尔电压传感器后电压值为Vos,再经由port1端口接入变送电路,转换为ARM 能够接收的电压值Vsoft,接着送入A/D采集器的AIN 0端,当电容电压达到设定电压值,ARM由I/O口输出至驱动电路,关闭继电器,切除缓冲电阻Rlimit。控制电路如图1所示。并且,ARM CPU所能接入的模拟信号电压范围为0V~+3.3V,本嵌入式控制系统选择3.3V为ARM CPU的工作电压,而滤波电容两端的电压Vo经过霍尔传感器之后被转换为+1.5V左右的直流电压,因此必须经过变送电路,以输出3V的电压送入ARM控制平台。
2 逆变控制
(1)逆变方式的选择[2]
由前可知,非接触电能传输系统的高频逆变电路的作用是在导轨中得到一个高频的正弦电流。实现这种高频逆变的电路拓扑结构较多,下面将对各种高频逆变电路进行比较并阐述这些逆变电路在CPT系统中应用时存在的优缺点。
现代逆变技术的种类很多,可以按照不同的形式分类,文献[3]对逆变电路进行了九种分类。结合非接触电能传输系统的特点,将逆变器按逆变开关电路的工作方式进行分类,可分为硬开关式逆变和谐振软开关式逆变。
硬开关式逆变技术采用固定的工作频率,调节开关管导通工作的占空比,如采用PWM(Pulse-Width Modulation)方式来调节或稳定输出。产生的电磁干扰EMI比较严重,给系统的电磁兼容EMC(Electro Magnetic Compatibility)设计带来了一定的麻烦。
谐振软开关式逆变技术是通过采用谐振或准谐振技术,在开关管导通期间或关断期间进行半周期的谐振,使得开关管开关时电流或电压为零。前者为零电流谐振开关ZCS(Zero Current Switching),后者为零电压谐振开关ZVS(Zero Voltage Switching)。由此可以看出,各种逆变技术各有优缺点,下面给出CPT系统对高频逆变电路的要求和具体逆变电路在本系统中应用的特点。
CPT系统的工作频率为20KHz,在电力系统能量传输中属于高频。为了减少电流纹波,硬开关PWM方式必须提高开关频率。硬开关PWM方式并不适合逆变频率太高的场合,因为这将大大增加和,使开关损耗增大,从而影响开关器件正常工作。其次,CPT系统要求导轨电流的频率稳定,且谐波含量和纹波尽可能少。而硬开关PWM方式的电流波形纹波含量较大,高次谐波含量也较大。为了减小纹波和谐波,就必须提高开关频率,这与前面相矛盾。因此,硬开关逆变技术虽然可以保证系统的工作频率保持稳定,但由于其存在的缺点,限制了其在高频大功率长距离供电的CPT系统中的应用。
采用谐振软开关逆变技术的目的是使开关器件在开通或关断时实现或者,以降低开关器件的开关损耗和开关应力,以及减小和,以达到更好性能、更高效率和更高功率密度。正是由于这个原因,本CPT系统比较倾向于采取软开关逆变技术以实现大功率高效率的能量传输。
(2)逆变控制硬件方案
当拾取机构参数变化时,将引起原边谐振参数的变化,从而谐振频率点出现漂移使得谐振电压发生畸变,严重时将导致系统软开关工作模式的丢失,开关损耗加大,效率降低。因此有必要使系统的控制频率f0始终等于系统原边谐振频率以确保高效率的能量传输。
CPT系统对本ARM控制系统的控制要求就是要确保谐振网络中的频率保持不变,保持导轨电流的幅值和频率不变。解决方案即通过控制高频逆变电路的四个IGBT的脉冲频率,使谐振电容的电压与导轨电流保持同相位。解决逆变控制问题的电路图中,逆变桥由T1、T2、T3、T4四个IGBT组成,逆变之后,谐振电容电压Vcp经霍尔电压传感器转换成电压Vp,大小为±1.5V,由于ARM控制平台接收的模拟信号输入电压范围为0~3.3V,故Vp需从port2端口输入至变送电路,经变送电路放大后的电压为Vsyn,值为+3V。Vsyn经ARM控制系统的AD采集通道AIN 5 ADC转换后,经过反相器输出足以驱动光耦隔离电路的电压。此处光耦隔离电路的作用是避免ARM控制系统与逆变电路之间的相互干扰,提高系统的可靠性。
导轨电流Icp经霍尔电流传感器后转换成电压大小为±1.5V,其后的转换方法与谐振电容电压Vcp相同,在此不再赘述(经变送电路放大后电压为Vrail,输入ARM控制系统的AD采集通道AIN 7)。
本嵌入式控制系统选择3.3V为ARM CPU的工作电压,而谐振电容两端的电压Vcp以及导轨电流Icp经过霍尔传感器之后均被转换为±1.5V左右的直流电压,因此需经过变送电路,以输出3V的电压送入ARM。下面计算霍尔电压传感器的原边电阻R3和测量电阻Rm1,以及霍尔电流传感器的副边电阻Rm2。
系统中谐振电容两端的电压Vcp=±70V,选择的霍尔电压传感器为CHV-100,匝数比为Np:Ns=10000:2000,首先需要确定霍尔电压传感器的原边串接的电阻的大小,设此电阻为R3。原边串接电阻R3是为了保证得到额定值时原边电流为Ip1=10mA,额定电压Vcp=Vp1=±70V有效值,Vpmax=±99V,当Vp1=±99V时得到Vs=±1.5V的输出电压。
3 显示模块设计
硬件框图如图2所示。本嵌入式控制系统主要显示的是软启动输出电压Vo、导轨电流Icp和补偿电容两端的电压Vcp的波形,图中Vos、Ip、Vp分别是经过霍尔传感器变换之后前三者的值。(Vos如图1所示)。
4 结论
随着嵌入式系统的飞速发展,嵌入式系统的应用领域也大幅增加,社会对嵌入式技术的要求越来越高,对非接触式电能传输技术的需求也日益增长,而嵌入式系统的加入使得本CPT系统的性能和工作效率得到了大大的提高,通过实验分析,CPT系统中上述技术问题均可应用嵌入式控制技术解决。
参考文献
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[2]王智慧.非接触电能传输系统稳频技术研究[学位论文].重庆,重庆大学,2006:7-10.
[3]李爱文,张承慧. 现代逆变技术及应用.北京:科学出版社,2000.9,1-2.
科信技术(下称“公司”,300565.SZ)是一家专注于提供FTTX接入网、无线接入网和传输网中通信网络物理连接设备、应用解决方案和技术服务的高新技术企业。
把技术研发作为战略重心
通信网络物理连接设备为通信网络领域中通信主设备之间、通信主设备与线缆之间、线缆之间的数据通信提供传输媒介。公司可向通信运营商、ICT设备商和网络集成商提供FTTX接入网ODN端到端解决方案、无线接入解决方案和传输网物理连接、分配解决方案,在FTTX、3G/4G、传输网等通信网络中得到广泛应用。
公司一直把技术研发作为战略重心之一,公司技术研发以深刻理解客户需求为基础,以市场化为导向,以快速开发新产品和提供专业解决方案为目标,始终站在通信设备行业技术研发的前沿领域。
经过多年的积累,公司在行业中已具备明显的竞争优势,产品系列完备,解决方案多样,可快速为客户提供定制服务。
2013-2015年以及2016年上半年,公司营业收入分别为43408万元、49052万元、76679万元和34330万元;净利润分别为5108万元、5757万元、6284万元和3406万元,营收和利润均实现了持续稳健增长。
公司产品品质、研发技术、交付能力、营销与服务能力等保障公司连续入围中国三大运营商的供应商认证,并在多个产品集采中,中得头标。报告期内,公司营业收入的90%以上来自于中国三大运营商及铁塔公司,三大运营商及铁塔公司较为严格的供应商认证,亦说明公司具有较强的综合竞争力。
2013-2015年,公司毛利率分别为37.27%、39.72%、33.15%,显著高于国内同行业上市公司的平均水平。
公司高度重视研发投入,2013-2015年以及2016年上半年,公司研发投入分别为1694万元、1837万元、2528万元和1215万元。截至2016年6月30日,公司共获得专利证书176项,其中发明专利12项,实用新型专利161项,外观设计专利3项,计算机软件著作权登记证书10项。
产品和技术优势突出
公司是中国最早进行ODN网络建设方案研究的通信设备生产企业之一,具备FTTX接入网中ODN设备端到端全套解决方案,且技术领先。
公司是中国最早提出智能ODN理念的厂家之一,是智能ODN行业标准、三大运营商企业标准的主要起草单位之一,具备智能网管平台、智能终端设备及智能ODN设备的完整智慧光纤基础网络解决方案提供能力。
此外,针对无线网络多网协同运营以及小型化技术的发展趋势,公司近几年来一直从事移动通信天馈系统无源器件及天线的开发,开发的产品型号多达200多种,主要应用于GSM、CDMA、CDMA2000、WCDMA、WLAN、TD-SCDMA、TD-LTE等各种制式的移动通信室内分布系统。
公司与中国三大运营商合作多年,熟悉各运营商技术需求及发展方向,拥有丰富的行业经验,采取“因地制宜、多接入方案灵活组合”,制订了全光缆接入、光电混合多形式接入以及无线接入等多种解决方案,并逐步推动智能网络管理系统的落地,在接入网的整体解决方案方面具有明显优势。
通信行业处于快速发展的领域,随着信息化的深化,技术水平变革更加频繁,技术升级更加迅速,因此,拥有强大的研发能力是企业立足发展的基石。
公司拥有一支优秀的研发技术队伍,人员结构稳定,专业结构覆盖广泛,包括光学、材料学、电子电路、光通信、软件开发、机械设计、模具设计等多个学科,主要骨干人员均拥有7年以上的行业经验。
致力于技术推广的解决方案服务部
众所周知,英特尔有居市场中强势地位的芯片,有无处不在的处理器平台,还有RFID、无线传感器网络(WSN)、即时定位系统(RTLS)等先进的技术和设备。为了加速这些技术和设备在全球的推广和应用,英特尔公司专门成立了一个小而精的专业服务部门――英特尔解决方案服务部,其使命就是为客户提供专业的咨询服务,帮助构建经济高效的创新解决方案,充分发挥英特尔架构的价值,从而帮客户解决业务难题或创造商机。英特尔解决方案服务部共有300名员工,其中包括近180名顾问,他们遍布世界各地,多数工作于英特尔十几个解决方案中心。目前该部门已经成形的解决方案服务主要集中在数字供应链,数字社区和企业、未来数据中心、数字医疗四个方面。
数字供应链解决方案是使用高质量的产品数据、高度有效的数据收集机制,从而实现企业内部以及贸易伙伴之间更好的协作。它可以同时帮助同一供应链上的用户简化决策制定流程,提高产品可管理性,提供更好的服务。RFlD、WSN、RTLS等技术在其中发挥了重要的作用。这里将要介绍的就是英特尔数字供应链解决方案中的一款――基于RFID技术的仓储管理解决方案。
物流仓储中心面临的问题
随着市场经济的发展,消费者的需求日益增加,他们需要更高水平的服务和更具有竞争力的价格。为此,企业必须考虑采用各种手段降低成本。其中非常重要的一个手段是通过仓储配送中心进行集中配送,更有效地组织物流活动,达到控制物流费用的目的。同时集中储存物资并保持合理的库存,提高服务质量进而扩大销售。而目前很多仓储配送中心并不能有效地组织物流,他们面临的问题主要表现在以下几个方面:
1、存货统计缺乏准确性
由于有些条码不可读或一些人为的错误,使得存货统计常常不精确,从而影响到配送中心做出正确的决定。
2、订单填写不规范
很多订单没有正确填写,因此很难保证配送中心每次都可以将正确的所需货物发到正确的地点。
3、在运输过程中的货物损耗始终是困扰配送中心的问题
损耗的原因,有因货物放错了位置引起的,也有货物被盗窃而损失的,还有因包装或者发运时出错引起的。根据美国的调查表明,零售业的货物损耗可达销售量的1.71%。中国企业的损耗率远远高于这一数字。
4、清点货物
用传统方法清理货物,效率很低,而为了及时了解库存状况又需要随时清点,为此需要花费大量的人力、物力。
5、劳动力成本
劳动力成本在不断地攀高。统计表明,在这整个供应链成本中,劳动力成本所占比重已经上升到30%。
英特尔的物流仓储中心解决方案
完整的基于RFID技术的行业解决方案构架图如图1所示,最下面的三个层次(即RFID标签、读卡器和RFID中间件)完成了对数据的采集、过滤和组合的过程:而上面的两个层次(业务数据集成和仓储管理系统)是表示如何将RFID技术和传统的业务系统结合到一起。
随着IT技术的发展,越来越来的企业将先进的IT技术和系统引入到企业的管理中,RFID技术作为一种成熟先进的技术,近几年来已经成功地应用在物流仓储中心的解决方案中。
这个解决方案的主要功能如下:
入库和检验
当贴有射频标签的货物运抵配送中心时,入口处的阅读器将自动识读标签。根据得到的信息,管理系统会自动更新存货清单。同时,根据订单的需要,将相应货品发往正确的地点。
整理和补充货物
装有移动阅读器的运送车自动对货物进行整理,根据计算机管理中心的指示自动将货物运送到正确的位置,同时将计算机管理中心的存货清单更新,记录下最新的货品位置。存货补充系统将在存货不足指定数量时自动向管理中心发出申请,根据管理中心的命令,在适当的时间补充相应数量的货物。在整理货物和补充存货时,如果发现有货物堆放到了错误位置,阅读器将随时向管理中心报警,根据指示,运送车将把这些货物重新堆放到指定的正确位置。
订单填写
通过RFID系统,存货和管理中心紧密联系在一起。而在管理中心的订单填写,将发货、出库、验货、更新存货目录整合成一个整体,最大限度地减少了错误的发生,同时也大大节省了人力。
货物出库运输
应用RFID技术后,货物运输将实现高度自动化。当货品在配送中心出库,经过仓库出口处阅读器有效范围时,阅读器自动读取货品标签上的信息,不需要扫描,可以直接将出库的货物运输到零售商手中,整个运输过程速度大为提高。
RFID技术在物流仓储中心的应用
RFID技术在整个货物入库过程的应用,如图2所示,系统随时记录货物的信息,自动更新库存清单,这一过程将传统的货物验收入库程序大大简化,省去了繁琐的检验、记录、清点等大量需要人力的工作。
关键词:网络安全技术 企业网络 解决方案
中图分类号:TN711文献标识码: A 文章编号:
随着计算机网络技术的飞速发展,自由的、开放的、国际化的Internet给政府机构、企事业单位带来了前所未有的变革,使得企事业单位能够利用Internet提高办事效率和市场反应能力,进而提高竞争力。另外,网络安全问题也随着网络技术的发展而真多,凡是有网络的地方就存在着安全隐患。在2007年1月举行的达沃斯世界经济论坛上,与会者首次触及了互联网安全问题,表明网络安全已经成为影响互联网发展的重要问题。由于因特网所具有的开放性、国际性和自由性在增加应用自由度的同时,网络安全隐患也越来越大,如何针对企业的具体网络结构设计出先进的安全方案并选配合理的网络安全产品,以及搭建有效的企业网络安全防护体系是摆在计算机工作者面前的巨大课题。
一、企业网络安全隐患分析 企事业单位可以通过Internet获取重要数据,同时又要面对Internet开放性带来的数据安全问题。公安部网络安全状况调查结果显示:2009年,被调查的企业有49%发生过网络信息安全事件。在发生过安全事件的企业中,83%的企业感染了计算机病毒、蠕虫和木马程序,36%的企业受到垃圾电子邮件干扰和影响。59%的企业发生网络端口扫描,拒绝服务攻击和网页篡改等安全危机。如何保护企业的机密信息不受黑客和工业间谍的攻击,已成为政府机构、企事业单位信息化健康发展所要解决的一项重要工作。随着信息技术的发展,网络病毒和黑客工具软件具有技术先进、隐蔽性强、传播速度快、破坏力强等特点。这主要表现在: 1.网络安全所面临的是一个国际化的挑战,网络的攻击不仅仅来自本地网络的用户,而是可以来自Internet上的任何一个终端机器。2.由于网络技术是全开放的,任何一个团体组织或者个人都可能获得,开放性的网络导致网络所面临的破坏和攻击往往是多方面的,例如:对网络通信协议的攻击,对物理传输线路的攻击,对硬件的攻击,也可以是对软件的攻击等等。3.用户可以自由地使用和各种类型的信息,自由地访问网络服务器,因为网络最初对用户的使用并没有提供任何的技术约束。
二、企业网络安全解决方案
(一)物理隔离方案。其基本原理为:从物理上来隔离阻断网络上潜在的攻击连接。其中包括一系列阻断的特征,如:没有连接、没有命令、没有协议、没有TCP/IP连接,没有应用连接、没有包转发,只有文件“摆渡”,对固态介质只有读和写两个命令。其结果是无法攻击、无法入侵、无法破坏。比如可以采用DShield/宇宙盾通用双向网络信息安全隔离网闸。
(二)网络系统安全解决方案。网络应用服务器的操作系统选择是一个很重要的部分,网络操作系统的稳定性和安全性能决定了服务器的性能。网络操作系统的系统软件,管理并控制着计算机软硬件资源,并在用户与计算之间担任着重要的桥梁作用。一般对其采用下列设置保障其基本安全
1.关闭不必要的服务。2.制定严格的账户策略。3.科学的分配用户账户权限。4.科学的安全配置和分析。 (三)入侵检测解决方案。在现有的企业网络安全防护体系中,大部分企业都部署了防火墙对企业进行保护。但是传统防火墙设备有其自身的缺点。如果操作系统由于自身的漏洞也有可能带来较大的安全风险。根据企业网络的实际应用情况,对网络环境安全状况进行详细的分析研究认为,对外提供应用服务的服务器应该受到重点的监控和防护。在这一区域部署入侵检测系统,这样可以充分发挥IDS的优势,形成防火墙后的第二道防线,如果充分利用IDS与防火墙的互动功能优势,则可以大大提升动态防护的效果。
(四)安全管理解决方案。信息系统安全管理机构是负责信息安全日常事务工作的,应按照国家信息系统安全的有关法律、法规、制度、规范建立和健全有关的安全策略和安全目标,结合自身信息系统的安全需求建立安全实施细则,并负责贯彻实施。 单位安全网(即内网)系统安全管理机构主要实现以下职能:
1.建立和健全本系统的系统安全操作规程。
2.确定信息安全各岗位人员的职责和权限,实行相互授权、相互牵连,建立岗位责任制。
3.审议并通过安全规划,年度安全报告,有关安全的宣传、教育、培训计划。
【关键词】电磁兼容;地铁;电磁干扰;隔离;屏蔽;滤波;车载环境;耦合途径
一、电磁干扰简述
电磁效应是非常普通的物理现象,它与我们人类的生活息息相关,我们有时会加以利用,有时我们又会加以防止或消除影响。电磁干扰(EMI,ElectroMagnetic Interference)是指电磁骚扰(注1)引起的设备、传输通道或系统性能的下降。电磁干扰由电磁干扰源、受干扰设备(敏感设备)、耦合途径/传输通道三个基本要素组成。轨道交通环境内电磁干扰源主要包括牵引变压器、主变流器、主断路器、牵引电动机、辅助变流器、等。这些设备属于大电流、高电压、大功率设备,电压或电流快速变化的设备或高频设备。敏感设备是指对电磁干扰比较灵敏的电子或电气设备,如传感器、视音频设备、通信设备、弱电流控制设备等。
二、地铁车辆运行环境中的电磁干扰环境分析
提出抗电磁干扰的解决方案也就是电磁兼容性的设计问题,必须从电磁兼容性的三要素(电磁干扰源、耦合途径、敏感设备)入手,分清楚每一个要素是什么,有针对性的采取相应的措施加以解决。本文以深圳地铁5号线为例探讨地铁车辆运行环境中的电磁干扰环境及解决方案。
2.1项目概况
地铁环中线(5号线)由前海湾站至黄贝岭站,全长40.001公里,共设27个站,依次为:前海湾站、临海站、宝华站、宝安中心站、翻身站、灵芝站、洪浪北站、兴东站、留仙洞站、西丽站、大学城站、塘朗站、长岭陂站、深圳北站、民治站、五和站、坂田站、杨美站、上水径站、下水径站、长龙站、布吉站、百鸽笼站、布心站、太安站、怡景站、黄贝岭站。列车由两个单元共6辆车组成,每个单元由1辆拖车(A车)加2辆动车(B车和C车)组成。编组方式 : A+ B + C + C + B + A
2.2电磁干扰环境分析
地铁车辆在行驶中,既是干扰源又是潜在的扰对象(敏感设备)。作为敏感设备,其电磁环境受外部环境的电磁干扰及内部设备之间的相互干扰2个主要方面的影响。外部干扰包括:
(1)自然环境的干扰:如雷电引起的瞬间停电、无线通信基站的电磁波辐射、民用WIFI信号、民用及公安无线通信的电磁波辐射、广播发射塔的广播干扰等;
(2)列车供电系统波动造成的谐波干扰;
(3)列车受电工滑过接触网时因接触不良或跳动引起的脉冲干扰;牵引电路电流与轨道电路电脑在钢轨上产生电导性耦合产生的干扰。
内部设备之间的相互干扰包括:
(1)工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰;
(2)信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合,导线之间的互感造成的干扰;
(3)开关的通断操作引起的瞬变、高频干扰
三、常见的抗电磁干扰技术措施
针对上述分析,抗电磁干扰的技术措施主要从“抑制”、“防止”干扰2个方面入手。“抑制”是主动应对措施,“防止”属于被动措施,目的是通过采取措施削弱或避免受到干扰。常见的解决方法(1) 传输通道抑制措施:滤波、屏蔽、接地、搭接、合理布线等方法;(2) 空间分离控制措施:地点位置控制、自然地形控制、方位角控制、电场矢量方向控制;(3) 时间回避控制措施:时间共用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分隔措施;(4) 电气隔离措施:变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC 变换。(5)频谱管理措施:频谱规划/划分、制定标准规范、频率管制等。本文主要以传输通道抑制措施为例进行探讨。
四、关于工程设计选型的解决方案
在地铁环境下,尤其是列车运行环境下,相比建筑智能环境[注2]下要求更为严格。我们曾做过测试,在建筑智能环境下使用良好的视频安防监控摄像机,安装在地铁列车上就频繁出现故障,但一旦拆离列车环境放在测试环境中故障即不在出现,这个就是很明显的一个因干扰问题未彻底解决而引起的故障。下面我们就以深圳地铁环中线列车安防系统为例,通过传输通道的抑制方面阐述地铁车载环境下抗电磁干扰的解决方案。
4.1有关屏蔽措施的设计
屏蔽是针对干扰的耦合途径/传输通道采取抑制的一种重要方法之一。
屏蔽技术是以某种材料(导电/导磁材料)制成的屏蔽壳体(实体的或非实体的)将需要屏蔽的区域封闭起来,形成电磁隔离,即其内的电磁场不能越出这一区域,外来的辐射电磁场不能进入这一区域(电磁能量受到很大衰减)。任何直接穿透屏蔽体/屏蔽盒的导线都会造成屏蔽体的失效。
4.1.1重视屏蔽接线盒选择(设计)
选择适合材料的接线盒或屏蔽盒,可以阻隔电磁场的入侵及阻止干扰电磁场的泄漏。接线盒或屏蔽盒应尽量避免采用铝合金及PVC等非金属材料,并设计成密封结构,线缆出入的孔缝处要采取相应的防电磁泄漏措施。
当干扰电磁场的频率较低时(低频磁场)屏蔽常用铁、硅钢片合金等高磁导率的材料,将干扰的磁力线限制在屏蔽体/盒外部。高频磁场(40kHz以上)屏蔽则利用铜、铝等低电阻率的的良导体材料产生的涡流,与外来电磁波能量产生抵消作用,从而达到屏蔽效果。高频磁屏蔽效果跟所用的屏蔽盒材料厚度有关系,而这个厚度又与干扰频率有关,需区分选择,如下表1:
表1
高频干扰频率 屏蔽体厚度 屏蔽效果
f ≥ 1MHz δ≥0.05mm 约原场强的1/100
f ≥ 10MHz δ≥0.01mm ≤原场强的1/100
f ≥100MHz 铜/银电镀层 ≤原场强的1/100
4.1.2屏蔽接线盒孔缝的处理
屏蔽盒上孔缝的处理也要妥善处理,否则将造成电磁泄漏,影响屏蔽效果。实际的屏蔽体由于制造、装配、维修、散热及观察要求,不可能做到完全密封,其上面一般都有形状各异、尺寸不同的孔缝,这些孔缝会影响屏蔽体的屏蔽效能,因此我们要注意如下几个方面。
针对装配面处接缝,可通过增加金属之间的搭接面,增加缝隙深度及放置电磁密封衬垫措施解决;
针对观察窗口处的电磁泄漏,可采取使用透明屏蔽材料(玻璃上镀上薄导电层)、波导衰减器等方式解决。
针对通风冷却孔处的电磁泄漏:覆盖金属丝网、截止波导通风孔等方式解决。
器件调谐孔处:将调谐轴伸出屏蔽体外,对于屏蔽效能要求不高时可直接在屏蔽体上开小孔安装调节杆,较高时则需采用截止波导管的结构。
4.2有关滤波措施的设计
滤波技术是将信号频谱划分为有用频率分量和骚扰频率分量,剔除和抑制骚扰频率分量,切断骚扰信号沿信号线或电源线传播的路径。
按滤波器频率特性分类:高通、低通、带通、带阻;按滤波器对干扰信号的处理方式分类:反射式、吸收(损耗式);我们以通过设备供电系统为例进行阐述。
设备供电电源系统分为交流电源和直流电源。交流电源负载一般为空调、风机;直流电源负载一般为照明、控制设备、通信设备等。电网上的干扰可以通过电源线路传入设备并干扰正常工作,设备的干扰也可以通过电源线路传到电网上,对网上其他设备造成干扰。电源线是电磁干扰引入或输出的主要途径。对于交流电源,应在输出侧加低通滤波器,仅允许工频电流的通过,高频干扰被抑制。在选择类型时应根据滤波器的输入输出阻抗、插入衰减系统要求选择适合的滤波器。
当安装空间有限时,可考虑有源滤波器,如晶体管滤波器。其特点是尺寸小,重量轻,功率大,抑制频带宽。此部分技术主要由设备厂商应用及考虑。
设备信号线缆在出入屏蔽盒的端口处也应安装滤波器,根据信号的频率选择不同的滤波器。
4.3有关接地措施的设计
“接地”是指为了使电路、设备或系统与“地”之间建立低阻抗通路,而将电路、设备、或系统连接到一个作为参考电位点(面)的良导体的技术措施。接地有安全接地和信号接地,同时接地也引人接地阻抗及地回路干扰,事实证明接地设计对各种干扰的影响很大。因此,在电磁兼容领域中,接地技术至关重要,其中包括接地点的选择,电路组合接地的设计和抑制接地干扰措施的合理应用等。
接地的做法通常有单点接地、2点接地及混合接地3种。单点接地用于频率f≤1MHz的低频电路,如视音频信号线缆只是一端接地,它可消防公共阻抗耦合及低频地环路。2点接地用于频率f≥1MHz的高频电路,如总线线缆需将2端屏蔽层接地。混合接地适合频率范围较宽的信号,一端屏蔽层直接接地,另一端加一个小电容后接地。根据不同的信号类型选择不同的接地方式。
对所有金属机箱、机柜、控制台设备设置局部等电位接地端子(LEB)。
接地常见的通病有:
线缆屏蔽层与连接层焊接时尽量避免做成“猪尾巴”或“小辫子”,这种接法破坏了屏蔽层的封闭性,另外还产生电感(数十纳亨)及阻抗,对于越高的信号,阻抗越高,接地效果越差。比较好的做法是在屏蔽网下加上铠装层(铠装圈套)。
4.4有关隔离措施设计
隔离措施用于阻断干扰信号传导通路,并抑制干扰信号强度。
变压器隔离:采用隔离变压器,隔离低频干扰信号 (只能传输交流信号)
扼流圈隔离:抑制高频干扰(可传输交、直流信号)
光电耦合隔离:光电耦合器是一种电光电耦合器件,输入量、输出量都是电流,但两者之间是绝缘的。可隔离两电路单元间的干扰信号,较大地提高系统的抗共模干扰能力。
继电器隔离:实现强、弱电器件间的隔离,驱动大功率设备。但有触点,通断时会产生火花或电弧引起干扰。小电流强电设备可选用。
晶闸管隔离:可代替继电器驱动负载,不会产生火花或电弧干扰。
4.5电缆选择与敷设要求
4.5.1电缆选择
原则上采用屏蔽电缆及光缆,电源干线采用屏蔽的电缆,减少对邻近信号的干扰,信号传输采用屏蔽电缆或屏蔽双绞电缆,线径根据信号传输的类型及传输距离选择。比如弱电智能系统数字信号可采用RVVP屏蔽电缆,模拟信号可采用RVVSP屏蔽双绞电缆。
接线盒的电缆入口及出口开孔处使用滤波器,滤除电缆上不必要的频率成份。
4.5.2电缆敷设及接头要求
强电、直流、信号线缆通常要分槽布置,各线槽应保证密封,条件不允许时可在同一线槽中增加金属隔板分开,隔板材料可用复合金属材料(对高频及低频均有良好屏蔽效果,如隔板采用铜包铁材料),设备末端引至线槽处需采用接地的铁质蛇皮管或普通铁管保护,且接地需与线槽连通成一体,必要时加接地跨接线。
电缆连接器选择首先要考虑传输信号不衰减(或衰减在规定范围内),其次要保证电缆屏蔽层与设备壳体的可靠连接,还要保证端接处的电磁密封。与屏蔽电缆配套使用屏蔽端子及铠装通信电缆。
注1:任何可能引起装置、设备或系统性能降级或对其它物质(有/无生命)产生作用的电磁现象。它仅是一种电磁现象,但不一定形成后果(电磁干扰)
注2:建筑智能环境:指在酒店、办公建筑、住宅建筑、场馆等建设智能化系统的总称。
注3:铁氧体属于亚铁磁性材料,黑灰色,分子结构为MO·Fe2O3
参考文献:
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[3]魏晓东主编,城市轨道交通自动化系统与技术,电子工业社,2004.11
关键词: 现代信息技术;数字化校园;一卡通系统;校园应用系统;安全防护系统
中图分类号:TP393.18 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)1210096-02
在微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术的基础上,光纤通信技术、多媒体技术以及虚拟现实技术等现代信息技术迅速发展起来。信息化浪潮席卷全球,使人类的信息资源实现了高度共享,从根本上改变了传统信息交流的模式,也为传统教育的改革和发展提供了有利的条件。特别是互联网技术的发展,为数字化技术与远程交互技术提供了有利条件,继而在传统校园网的基础上提出了“数字校园”的概念。
本论文对数字化校园的适用性、拓展性、可靠性、安全性、可运营性、可管理型进行综合研究。数字化校园主要由四大系统组成:基础网络系统、校园应用系统、一卡通系统、安全防护系统。
1 基础网络系统
搭建校园网的硬件平台,基础网络建设是数字化校园的基础,没有基础网络做为依托,应用系统就像空中楼阁。基础网络以硬件集成为主,发展和完善网络基础设施与应用环境,包括:传输系统、行政电话交换系统、安全存储系统、网络管理系统。
1.1 传输系统
整个校园能否达到数字化以及数字化程度能有多大,主要取决于网络基础以及可扩展性。光传送网是数字化校园的基础中的基础,校园内光纤铺设到楼,楼内网线到使用终端,采用有线网络和无线网络,实现整个校园无缝网络覆盖。采用目前技术领先的三网融合技术组成全IP的传送网。[1]
全IP的传送网络技术先进,可扩展行很强,目前通信行业的主流就是IP化,实现全IP的传送网,想要增加任何终端和应用系统,可直接接入。节省大量投资,尤其是节省后面的应用层面系统投资。
1.2 行政交换电话系统
采用国际先进的下一代通信技术软交换技术才组建校园的行政交换电话系统。软件换系统全部采用IP信号,可以直接接入IP传送网,无需像普通的电话交换系统还需要铺设电话的线缆。这套系统可扩展性非常强,而且任何需求只需要改动软件就可以实现,无需增加额外的硬件。
1.3 安全存储系统
安全管理是数字校园建设中不可或缺的前提。在数字校园中,所有的数据、应用都在网上,保证它们的安全,是安全管理的职责。因此,需要建立一套完备的安全防范和存储系统。
安全管理系统必须保证数据的保密性,防止对数据的非授权访问;保证数据的完整性,使数据在存储或传输过程中不被破坏、不丢失、或不被未经授权的恶意或偶然的修改;保证数据和应用的可用性,能够按照用户的需求提供有效服务,并且系统在发生灾难时能够快速完全地恢复。
1.4 网络管理系统
一个良好的数据中心必须具有一个良好的管理平台,如何将数据中心内的各种应用和平台有效地进行整合和管理,从而实现对数据中心的高效便捷的运营管理成为运营商迫切需要解决的问题。
由于数据中心的设备众多,包括了数据设备、安全设备、应用软件、数据库、服务器、存储等,因此需要有一个统一的管理平台对数据中心的设备进行管理,通过良好的管理可以有效的提升整个中心的运营管理水平,使得整个系统可以更好的服务,并防止很多意外的问题发生。
2 校园应用系统
校园应用系统以应用软件集成为主,大力发展网络教学应用、全面建设各种MIS、OA系统、建设数字化图书馆、建设全面的网络社区服务等等,从而形成一流的、数字化的网络环境、教学资源、教学与学习环境、管理手段和后勤服务,实现教育的信息化和现代化,最终实现校园内无纸化办公。校园管理信息系统是高校数字化建设的重要任务。
2.1 综合教务管理系统
综合教务管理系统在本科生教务系统中提供了教学计划、课程、注册、收费、选课、排课、学籍、成绩、毕业资格审查、系级查询等10个子系统;在研究生教务管理中提供了培养方案、课程、注册、收费、选课、排课、学籍、成绩、毕业资格审查、系级查询、学位管理等11个子系统。
2.2 科研管理系统
科研管理系统建立科研处-系科研-教师的数据沟通渠道,教师申请项目、填报表等项工作在网上进行,系主任在网上审查,科技处与主管校长在网上审批,使科研管理在网上进行。
2.3 设备资产管理系统
设备资产管理系统为校系各级实验室管理人员利用网络共同进行实验室数据的管理,提高管理工作的效率,达到简化实验室管理程序的目标。系统能够为WWW用户提供各实验室的基本信息,并对大型仪器设备等信息提供查询功能。此外,一些重要的管理数据统计结果及获奖成果以主页的方式,供各级管理部门查阅。
2.4 人力资源管理系统
人事管理信息化建设可以有效地提高人事管理工作的效率和质量,并且能够及时提供可靠数据,为校领导的科学化决策提供重要依据。人力资源管理建立人事信息的交换功能,建立以教师个人为核心的人员信息系统,来自教师的信息如论文、兼职、教学、学位、科研项目等由教师个人维护,基层单位审查,建立个人信息库,作为职能部门的管理的参考信息。
2.5 财务管理系统
财务管理系统将各项基金管理工作统一到计算机的应用管理平台之上,提高财务人员的工作效率。可以实现科研项目的立项申请、经费查询、通用基金管理(代交税金、退休基金、个人公积金)、预算管理、财务分析等。
2.6 外事管理系统
外事管理系统建立教师与外事办公室的沟通渠道,利用现代化办公环境,简化办事程序。
3 一卡通系统
校园一卡通以校园网络作为基础,网上应用系统作为依托,是实现校园信息化的牵头环节,是提高学校办学效率的重要手段。对于数字校园来说,首要的任务就是要建立一套统一的电子身份管理系统,学校的每一个成员都有一个与其真实身份相对应的电子身份,用户可以使用自己的电子身份访问数字校园中有权访问的任何系统。[2]
一卡通系统包含一下功能:一卡通管理中心、消费管理子系统、自助服务子系统、考勤管理子系统、门禁管理子系统、机房管理子系统、图书馆管理子系统、水控管理子系统、电控管理子系统、金融服务子系统。通过采用校园一卡通的解决方案,可以全面实现校园的高度信息化、自动化管理。
所有子功能系统在一个完善的平台上有机结合,浑然一体,共用一个统一的数据库。具备以下的优势:系统易维护性高、系统可扩展性强、系统高效稳定运行。
4 安全防护系统
这里的安全防护系统就是通过安装先进的安防设备,运用先进的安防管理系统,将整个校园建成真正的平安校园。整个安全防护系统分为三个部分:
1)视频监控:在校园内所有的重要位值都要安装上视频监控探头,最理想情况下,整个校园都可以实现视频监控。
2)红外防护:通过传感器,红外防护可以实现虚拟墙、入侵检测、遗留报警等功能。
① 虚拟墙:将虚拟墙设置在物体上,如墙壁,草坪边缘,河流等等。系统会在有物体对该虚拟墙入侵,穿越,或接触的时候发出警报。此事件图像或短时间视频将被拍摄下来。在学校周边设立电子围墙,在重要的实验室上或者大楼安装传感器。一但有发生没有经过允许的行为发生,就会在监控中心发出报警。
② 入侵检测:系统能感应到特殊区域内侵入物体的突然出现,并且采取即时的警报。比如可疑人物突然出现于严格禁止进入的安防区域,如博物馆,图书馆管理员室,校长办公室或其他一些重要地方。
③ 智能车牌识别:在出入校园的门口,实现进出车辆识别,是学校的车辆可以自由进出,当不是系统内设置好的车牌号码,出入口的电动栏杆,就不会自动放行。这样可以有效的控制进入校园的车辆,防止社会车辆进入校园。
3)智能安防一体化平台:这个平台是整个安防系统的大脑,通过这个平台可以对各个点的监控探头和传感器,进行管理和信号的分析。智能安防一体化平台,主要有大屏幕和软件系统组成。屏幕上显示整个校园的三维地图,任何一点发生报警地图上报警点就会显示红色,然后系统会自动将报警点的视频以小画面方式显示。比如实验室的玻璃被打碎了,监控中心的三维地图实验室玻璃就会变红色,系统同时会将对着实验室玻璃的监控探头画面切换出来,让管理人员清晰的看到发生了什么事情,是意外还是有人进入。为管理人员做下一步决策提供依据。
教育行业需要借助现代信息技术,实现对各种资源的有效集成、整合和优化,促进信息技术与传统学科的融合。实现资源的有效配置和充分利用,提高各种管理和服务工作的效率、效果和效益,优化教学、学习、生活的过程,并为领导决策提供支持。数字化校园工程是学校提升教学、科研和行政管理水平,实现现代化、国际化和信息化的必经之路。
参考文献:
[1]项闪飞,数字校园基础设施建设,华东师范大学2010年硕士论文[J].2010.6.
[2]陈志华,江苏电信数字校园平台建设规划研究,南京理工大学2008年硕士论文[J].2008.10.
关键词:信息技术课程;现状;农村
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)10-126-01
近些年来,计算机技术在应用领域空前普及,特别是计算机网络的发展,改变着人类的生活和工作方式,在教育教学中,计算机知识已经和语文、数学、外语等基础学科知识一样,成为现代知识结构中不可缺少的重要组成部分。但在当前农村,很多人不了解计算机,把计算机仅仅看做是游戏机、DVD碟片机等,最多是看看电影,聊聊天而已,更谈不上应用。随着教育部颁发《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》,信息技术成了中学生的必修课,各个学科开始了与信息技术的整合,但在农村仍有许多问题制约着信息技术教育的发展,虽然国家也投入了大量的人力、物力、财力,但由于诸多原因,目前《信息技术》课程教学在农村中学还存在种种问题和不足,这严重影响了我国农村学生信息技术水平的提高,在农村,信息技术课程的实施在要存在以下几个方面的问题:
一、信息技术专业教师缺乏,整体素质不高
在农村中学,缺乏专业的信息技术教师,已经成为制约我国农村信息技术课程实施的“瓶颈”, 农村的师资力量本身就不是特别理想,专业的、高素质的信息技术教师更是难求,即便是学校有一两个信息技术专业的老师,也满足不了教学的需要。还要承担学校的报表、打印等工作,而且,就是在职的信息技术老师也大多是有由原来教数学、化学和物理的教师兼职担任,存在年龄老化、知识结构老化和缺乏创新思维等特征,大多是边教边学,非常辛苦。再加之信息技术的实践性强,发展迅速,很难跟上知识的更新速度。这就形成了一个局面:教师进修时间少,教研成果不多,成绩得不到认可,教师积极性不高。可以说,教师是学校提高信息技术教学质量的关键。
二、信息技术配套设施缺乏,设备缺少专业人员维护,耗损严重,急需更新换代农村办学条件
在很多农村学校,机房就是由教室临时改成的,里面环境差,空气不流通,没有相应的取暖、降温、除尘设备,不仅造成了机器的老化、损耗严重,还使学生厌恶上信息技术课,冬天教室里冷的像冰窖,夏天热的像蒸笼锅,更由于机房的特殊性,又不能拉开窗帘,让学生对机房、对信息技术课望而生畏。更为严重的是,久而久之,使学生产生对上信息技术课感到害怕,产生抵触情绪,不利于今后的信息技术课程的学习。因此,信息技术教学活动无法开展,使农村的信息技术教学陷入了瘫痪。
三、农村“应试教育”思想严重
在现代社会,如果忽视计算机技术的存在和发展,就意味着落后,意味着被淘汰。但是,在现阶段,农村学校,为了抓升学率,对信息技术课不重视,到上级检查时也是敷衍了事,没有把信息技术课程当成正事来抓。
四、授课方法和模式不当,学生的主动学习性没有充分发挥
加强教育改革步伐,利用现代化的教学手段,不断探索有效的教学方法,提高学生的计算机知识水平和实践动手能力,以提高未来建设者的科学文化素质、能力和科技意识,是中学计算机教育的根本任务。但是,在现阶段,“一支粉笔,两袖清风,一块黑板”的“灌入式”教学模式在农村普遍存在, “教师讲,学生听”的满堂灌的教学模式,使学生缺乏实践操作能力,忽视了学生认知主体的作用,无法调动学生学习的积极性。由于种种客观原因和主观原因,造成我们农村信息技术课程无法全面实施,针对以上问题,提出以下解决方案:
1、加大农村信息技术教师培训,吸纳优秀的计算机人才到农村任教,国家应该完善农村信息技术课程的相关政策,制定相关的法律、法规。为我国农村信息技术课程的实施提供政策保证,改变我国农村信息技术课程教学的现状。教师的信息技术素养与应用能力,是眼前我们目前面临的重要问题,在农村建设一支素质优良、勇于创新、富有活力的信息技术教师队伍,成为我国农村信息技术课程改革中的重要任务。
2、对农村信息技术教学设备进行更新补充,提供良好的教学环境,保证农村信息技术课程的实施。我国农村缺少成套的电教设施,无法完成信息技术班级授课,也是我国农村信息技术课程无法全面实施的重要原因,。为了适应时代的发展,国家应加大投入,改善农村多媒体教室。完善相关信息技术教学设施、教学环境,为学生提供一个良好的学习信息技术的平台。针对我国农村信息技术设备耗损严重的情况,国家应及时地对其进行升级和更新,各校应责成专人对机器进行维护,教育部门要对各校维护人员进行定期培训,保证农村信息技术课程的顺利实施。
3、改变教育观念,重视信息技术课,让素质教育真正落到实处。教师要做好学生思想工作,大力宣传信息技术的基础地位的作用,使学生明确,信息技术是未来社会每个人必须掌握的一门技术。信息技术教师要认清了形势,把新课程理念落实到课堂实践中去。也许不受中考的限制,我们倒是可以尽情的挥洒我们的梦想,真正使学生发展成为适应信息时代要求的具有良好信息素养的公民,以此来实践我们自己理想的新课程目标。
4、改变教学模式,大力推行合作——探究的学习模式,以学生为主体,促进学生自主学习。农村信息技术教师要贯彻执行新课程理念,提倡合作——探究的教学模式,提高学生的自主实践和创新能力。教师在信息技术课程教学过程中应提高教学的开放度,扩大学生的自,引导学生进进行课堂探究活动,从而达到即定的教学目标。鼓励学生自我设问,自主探究,探索解决问题的方法。
建设社会主义现代化,具备“两个素质”的人才是关键,培养有实践操作能力和创新能力的人才,要从基础教育抓起,改善农村信息技术教育设备、转变教育观念、改变教育教学模式,为了中华民族的腾飞,从我们现在开始。
参考文献:
关键词:信息技术;教学问题
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)01-343-01
新世纪以来,信息技术课程在课堂教学中的地位越来越重要,不仅仅是因为全面推进素质教育的需要,更是因为信息技术可以解决生活中遇到的很多问题。随着信息技术课程地位的提高,信息技术课堂教学也逐渐受到人们的重视,这就对信息技术教师提出了更高的要求,要求信息技术教师不断完善自我,提高自身学科素养和教学能力。教师在接触信息技术教学的初期免不了会遇到一些教学上的问题
一、信息技术课程的特征
信息技术课程具有时代性。信息技术课程作为一门新兴学科,具有很强的时代性。当今社会科学技术发展日新月异,以计算机、通讯技术为代表的信息技术更是飞速发展,所以信息技术课程的内容也总在频繁更新,这就要求信息技术老师要时刻走在时代的最前沿,实时把握最新的信息技术研究领域和最新的科技成果,并时刻考虑将最新的科技成果和已有的信息技术课程相结合。
信息技术课程具有实践性。信息技术课程是一门理论与实践结合度非常高的学科,具有很强的应用性和实践性。在生活中我们常会用到Excel表格来统计数据,用Word来编辑文档,用图片编辑软件来美化图片,遇到问题了懂得利用搜索引擎网站来检索资料等等,这些都是信息技术在生活中的应用。
信息技术课程具有辅。信息技术课程的目的是使学生掌握获取信息、分析处理信息、信息的能力。学生在其他基础教育学科的学习过程中难免会遇到问题,学生可以利用学习到的信息技术知识来获取解决学科问题所需的信息,并对之整理加工、分析处理,从而解决遇到的学科问题。信息技术课程所培养的就是学生的信息处理能力,同时能在其他基础教育学科的学习中产生起到一定的辅助作用。换言之,信息技术课程对学生学习其他基础教育学科具有一定的促进作用。
二、初步接触信息技术课程教学遇到的问题
1、课堂教学问题
一方面,由于素质教育推进程度的不同导致初中学生的信息技术基础参差不齐,小学信息技术教育好的学生水平非常高,而相反的,小学信息技术教育差的学生水平却很低,差距非常大。在课堂教学进度推进的时候就会遇到进退两难的情况――基础好的同学已经完成了上一阶段的任务并且等待了一定的时间了,基础较差的同学还在完成上一阶段的任务并且进度很慢,如果继续等待进度慢的学生的话,进度快的学生在课堂上就会无所事事,就容易产生课堂纪律问题;如果不顾“差生”继续推进教学内容的话,久而久之“差生”会变得更差,并且会失去对信息技术课程的兴趣和积极性,所以初步接触信息技术教学的老师的会觉得进退两难。
另一方面,由于各方面原因造成大部分学生观念里认为,信息技术课不重要,就是用来放松的。甚至有的学生认为信息技术可就是玩的。导致学生上课的积极性不高,教学效率底下,教学效果差,不完成作业等。
另外,有的老师由于传统观念原因,认为信息技术课可有可无,经常占用信息技术课时间进行文化课教学,导致信息技术教学难以开展。
2、突发性问题
现阶段初中信息技术课程的教学主要以计算机作为主要的操作平台,课堂教学过程在多媒体教室进行,那么不得不考虑一些突发状况,比如停电、多媒体教室被挪作他用等无正常进行信息技术教学的情况。
三、解决办法
首先,我们要承认学生存在着基础差异,素质教育要求对自身发展水平不同的学生进行因材施教,不能“齐步走”。在信息技术的课堂中实行分层教学,在保证教学进度的前提下使学生的信息素养和信息处理能力得到充分发展。
学生注意力不集中,积极性不高等,与教师所准备的课堂教学内容枯燥也有较大的关系,教师在教学前应当认真准备教学内容,提高任务的趣味性和可操作性,尽量使课堂内容丰富多彩,调动学生的积极性,吸引住学生的注意力。同时也要潜移默化地改变学生“信息技术课不重要”的错误观念。
其次,在遇到突发状况的时候,很多刚刚参加工作的年轻教师就会不知所措,学生也会因此起哄,课堂纪律极容易失控。比如在一堂信息技术课上课前,学生已经排队进入多媒体教室了,突然断电了,导致教室里的计算机无法工作,教师因无法正常上课而显得手足无措,学生没有得到任务就开始讲话、聊天甚至打闹,课堂纪律失控。遇到这种突发状况的时候,教师如果事先准备了一些应付紧急情况、可以脱离计算机进行教学的内容的话,在发生突发状况时,教师仍然可以进行教学活动。
信息技术发展日新月异,教师在进行教学准备工作的时候,应对教材做充分深刻的解读,对于教学内容做合理的涉及。只有做好了充分的教学准备工作,在实际课堂中才会达到良好的教学及效果。
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