时间：2023-03-27 16:53:13
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篇自动化监测技术论文，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：工业以太网；工厂流水线；自动化控制；系统设计
中图分类号：TH166 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0027-02
在自动化控制领域，占绝对统治地位的是现场总线技术。尽管现场总线具有众多优势，但是随着生产规模的一再扩大，现场机电装备越来越多，需要实时监测和自动化控制的设备也越来越多，在这种背景下，现场总线已经无法完全满足现场众多机电装备的监控需求，而且由于现场总线是具有针对性的工业自动化控制总线，往往使得各个机电装备成为了“自动化控制孤岛”，彼此无法兼容通讯，给设备的后期维护管理带来不便。
随着以太网通信技术的飞速发展，工业以太网逐渐以其低廉的组网价格、兼容性较好的通信协议，以及一体化的联网技术而受到普遍应用，成为目前能够替代现场总线的最好选择之一。本论文主要结合汽车整车焊装PLC自动化控制流水线生产控制系统，对基于工业以太网的自动化控制系统进行设计研究，以期能够从中找到面向工厂流水线生产控制的工业以太网自动控制应用方式，并以此和广大同行分享。
1 工业以太网概述
工业以太网在工业生产制造领域中，主要是作为生产制造自动化控制的基础平台，通过底层安装的传感设备，将机电装备的工作状态参数、工艺参数以及现场环境参数等关键参数检测出来，并通过工业以太网所支持的网络通信协议上传到工业以太网中进行网络传输。随着工业自动化技术的日益发展与进步，很多工业生产流水线都逐渐提出了更高的自动化控制的要求，例如要求实现监测与控制的一体化，要求实现无人值守等等，这些高难度控制要求的提出，在一定程度上都促进了工业以太网在工厂自动化控制领域中的应用，尤其是将工业以太网与PLC控制相结合，能够实现很多工厂自动化控制系统的功能建设需求。本课题重点以工业以太网和PLC相结合，以工厂流水线自动化控制为具体研究对象，深入探讨工业以太网在工厂流水线自动化控制系统中的应用。
2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计
2.1 功能模块设计
本论文以汽车整车焊装作为具体的研究对象来探讨工业以太网在流水线自动控制中的应用。汽车整车焊装具有较多的工艺流程，而且机电装备离散度较大，需要实时监测与控制的参数变量较大，因此采用工业以太网相较于采用现场总线具有很多优势。纵观整车焊装的流水线工艺流程，基于工业以太网实现的流水线自动控制系统应当具有以下几个主要功能：
①产品生产任务分派及调度。能够根据生产进度适当的调整生产资源分配，根据任务变化自动完成对流水线生产工艺的更改，以适应不同车型的自动焊装。
②电气控制和分析。通过在底层安装传感监测设备，实现对流水线焊装工艺流程的各个环节的监测与控制，并通过工艺数据库的分析，实现相关生产工艺参数的自动匹配和优化。
③顺序和逻辑控制功能。按照流水线自动化焊装的工艺流程，对整个焊装工艺流程实施顺序控制，利用PLC作为顺序逻辑控制器，实现众多机电设备在流水线自动焊装工艺过程中的顺序联动、启停控制及互锁等控制功能和逻辑判断功能。
④监视报警功能、显示功能。通过在监控终端开发专用的监控画面，为用户提供直观的监控界面，通过人机交互接口的设计实现用户对现场焊装流水线的远程自动化控制。
2.2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计
2.2.1 系统结构设计
由于整个流水线的设备量大、信号类型多、控制地点分散，不适合采用传统的继电器和控制开关为主要实现方式的本地控制模式，而且这种控制模式并不利于设备的后期维护管理，同时对于系统的扩容升级而言是十分不利的，为此，必须借助于工业以太网实现分布式控制管理模式（DCS模式），通过三级DCS功能的合理划分与配置，能够很方便的实现对整车焊装流水线自动控制的远程控制模式。本论文拟采用监控终端、本地PLC站和底层传感设备三个层次的DCS控制模式实现基于工业以太网的整车焊装流水线自动化控制。
①监控终端。监控终端设置在中央控制室内，供值班人员对全厂流水线自动化控制的工艺进行实时监控。监控终端内运行的是专门开发的上位机程序，通过友好的人机交互接口实现远程控制，并且通过工业以太网实现与本地PLC站的数据信息的交互。
②本地PLC站。主要通过对开关量的检测实现流水线生产工艺流程中各个环节的电气监测，诸如限位开关、行程开关、电磁阀等。本地PLC站能够通过对设备的工作状态参数、工艺参数和环节参数的检测和A/D转换，将相关参数变量转换为数字量进入工业以太网传输，从而实现上位机与下位机的一体化通信。
③底层传感设备。现场传感器主要是用以检测现场监控点物理参数信号，变送器将采样数据转换成
4～20 mA的电流信号，经屏蔽电缆送到各子系统的PLC内。控制信号由PLC输出后以4～20 mA电流形式送到执行机构。执行机构主要有气动和电动执行机构等。
2.2.2 系统控制模式设计
①远程遥控方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“遥控”控制方式，中央控制室的操作人员可以通过计算机监控软件对现场设备进行遥控启停。在这种控制方式下，监视界面可显示设备的运行状态及相关的工艺参数，操作员可根据选择“手动或者自动”控制方式，通过设备控制按钮启停远程设备，并能判断设备运行是否正常，监测故障并发出报警提示，统计工艺数据，显示模拟量趋势曲线，打印故障报警及日志报表等。全部操作由中央控制室的操作人员通过键盘和鼠标完成。
②本地控制方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“本地”控制方式下，通过控制操作箱上的启动/停止按钮，对现场设备手动启停控制。本地控制方式为系统的基本保留方式，在与中央控制室断开联系等任何情况下都可以完成整车焊接处理工艺要求的控制功能。
2.3 PLC自动系统设计
根据整车焊接处理厂工艺特点和现场的焊接设备分布及焊接机器人的作业范围，可以将整车焊接车间流水线PLC下位机系统划分为两个PLC站点，各自负责不同的工艺流程。为此，需要统计全厂的I/O点分布情况，详见表1。
由于本系统中的下位机PLC选用的西门子公司的S7-300系列的PLC产品，其网络通讯功能的最大特色便是集成了MODBUS/TCP以太网通信协议。为此，本系统中下位机PLC控制系统的网络通讯就基于MODBUS/TCP以太网通信协议实现，进而进一步降低了本自动控制系统的网络通信集成成本。
2.4 工业以太网网络系统设计
2.4.1 网络拓扑结构选择
本系统选用环型网络拓扑结构，当某一节点出现故障时，它会自动旁路，而不影响环型网络的信息传输。环型网络结构的显著特点是环路上的工作站在发送信息时，只能按照顺序依次传输，所以不存在冲突问题。在光纤传输介质成本降低的今天，工业以太网的传输介质选用光纤组成双环路双冗余网络是比较合适的方法。
2.4.2 系统组网方案设计
基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统可以划分为三层：信息管理层、网络传输层、传感检测及执行机构层。
①信息管理层。信息管理层主要是实现对整个工业以太网自下而上传输过来的流水线生产工艺的各个参数的管理，包括状态参数的实时监测、越限报警；生产工艺参数的自动存储、报表分析；设备控制指令的自动/联动派发等等，这些功能的实现依赖于在信息管理层所开发的人机交互接口良好的专用自动化控制监控程序，通常可以采用组态程序实现。
②网络传输层。网络传输层就是指基于工业以太网所搭建起来的工业以太网传输网络系统，同时通过配置交换机、操作站等辅助设备，能够实现操作人员在网络现场对网络传输层的检查、维护和管理。网络传输层作为整个自动化控制网络系统的数据传输平台，对于整个系统的功能实现具有至关重要的作用。
③传感监测及执行机构层。传感监测及执行机构层主要有两个作用，第一是通过传感检测设备，将流水线工艺流程中的各个参数实时检测出来并发送到工业以太网上进行通讯，第二是通过安装电气开关、电磁阀等开关动作执行元件，接受来自顶层的中央信息管理层的远程控制指令，实现对现场机电装备或者流水线工艺流程的远程自动化控制，传感监测及执行机构层是面向整车焊接流水线生产和自动化控制的最底层，主要包括车间现场的各种监测、控制子系统，如焊接机器人控制子系统，滚床控制子系统，带式输送机控制子系统等。
3 结 语
随着工业以太网在工厂自动化控制领域中的逐步广泛应用，逐渐取代了过去传统的以现场总线为基础的自动控制模式。本论文对基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统展开了设计与研究，通过对网络通信实时性的理论分析，建立了基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统，分别从下位机PLC自动化控制系统和上位机DCS以太网网络系统两个角度详细探讨构建了整个综合自动化网络控制系统的设计与实现，对于工业以太网在工厂自动化控制方面的应用，无论是在理论研究还是在实践应用方面，都是具有较好的指导借鉴意义。
参考文献：
[1] 吴文秀，吴修德.基于工业以太网的数控机床网络控制系统[J].石油天然气学报，2005，（6）：803-805.
关键词：远程控制 机电控制 网络接入
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0009-01
随着机电装备的复杂化，现在的机电设备，不仅体积大，规模大，内部结构复杂，而且其实现的功能非常多，往往需要同时完成若干多项功能，因此对于这一类机电装备的监测，其监测控制系统也必须具备较为复杂的控制功能。随着网络技术和远程控制技术的发展，逐渐对于大型机电装备的控制提出了远程网络化和无人值守控制的要求，这就要求必须利用网络控制技术实现对机电装备的远程控制和无人值守，因此，必须要对远程机电控制中的网络接入技术加以研究，以确定最适宜的远程网络接入和远程控制技术的应用。
1 远程控制技术发展概述
过去应用最为广泛的远程控制技术主要有以下几种类型。
1.1 集散式远程控制
集散式远程控制，是为每一个监控对象，即每一台机电设备都安装监测仪表，将所有的监测仪表所采集到的数据全部发送到控制机上，由控制机实现对全部机电设备的集中控制。这种远程控制模式应用方式简单，组网成本较低，但是由于全部数据由控制机进行操作，实际上增大了控制机的负担，导致整个系统的可靠性较低，健壮性较差。
1.2 分布式远程控制
针对集散式远程控制模式在实际应用中所出现的问题，逐渐出现了分布式远程控制代替了过去的集散式远程控制。分布式远程控制是将所有被监测的机电设备的相关参数进行采集与监测，分别发送到几个分站进行集中控制，通过通讯网络实现分站与主站之间的数据通讯，从而完成主站对各个监测对象的远程监测与控制。分布式远程控制的最大优势就在于客观上降低了主站控制机的负担，由各个分站控制机共同分担，从而在一定程度上提高了系统的可靠性和健壮性。但是分布式远程控制模式在应用中也存在一定的弊端，那就是组网复杂，组网成本较高，不适宜大规模应用。
1.3 现场总线式远程控制
现场总线式远程控制是近几年新发展起来并得到大规模应用的一种远程控制模式。这种控制模式能够根据现场需要被监测的机电设备的具体数据通讯接口分别设计不同的现场通讯总线，从而将集散式远程控制和分布式远程控制的优势集于一身。
2 基于工业以太网的远程机电控制接入技术探讨
2.1 面向工业以太网的网络接入技术
目前机电设备接入工业以太网有以下几种技术模式。
（1）通过传感仪表接入。
机电设备的自动化控制，离不开传感监测，因此很多机电控制系统都是通过传感仪表实现状态监测和数据的采集传输，利用传感仪表的输出接口，为其配置合适的网络接入接口，从而实现将机电设备的状态参数接入工业以太网。
（2）通过数据采集板卡接入。
在一些机电设备的自动化控制系统中，出于数据管理的需求，也会采用数据采集板卡的方式将机电设备接入以太网网络。将传感仪表所采集到的数据统一传输至数据采集板卡，由数据采集板卡的输出接口，根据工业以太网的传输规范，为其配置合适的网络通讯接口，例如普通的TCP/IP协议接口，串口转以太网接口，Modbus-TCP协议接口等等，实现工业以太网对机电设备的网络远程化控制。
（3）通过以太网接口模块接入。
有的机电设备，其数据通讯接口不是标准接口，这个时候就需要为其配置专用的以太网接口模块，而这种以太网接口模块并不是标准件，需要针对不同的机电设备的具体接口类型做有针对性的开发设计。但是不管用哪种类型的以太网接口模块，模块内部的以太网电路都是一样的，目前基本上都是采用RTL8019AS以太网通信控制器实现的，再配合双绞线驱动器和标准的以太网RJ45接口，从而完成由非标准的机电设备接口到标准的以太网通信接口的转换，实现工业以太网对机电设备的远程化控制。
2.2 实际应用中需要注意的问题
（1）网络迟延问题。
工业以太网由于采用的是侦听发送的机制，因此在进行数据交换传输的时候，会不可避免的产生延时的问题，而对于远程机电控制系统而言，控制的实时性要求非常严格，有的机电设备其控制指令甚至要求必须在千分之一秒内完成，因此这就对工业以太网的实时性提出了挑战。而事实上，工业以太网在实际应用中，也确实暴露出了迟延问题。为此，对于一些实时性要求较高的机电控制系统，必须采用合适的控制策略，比如VPN技术、流量管理策略等等，以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的实时性。
（2）数据丢包问题。
由于工业以太网的迟延问题，所以数据丢包问题就不可避免，这也就造成了工业以太网的可靠性问题。对于此，必须要引入网络数据监管机制，对数据丢包率进行严格控制，尤其是对有可能会引发大规模数据丢包的网络载体和流量载体，必须单独构建传输网络，以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的可靠性。
3 结语
基于工业以太网实现的远程无人值守自动化控制模式目前已经得到了大规模应用，尽管工业以太网在数据通讯的实时性方面有待突破，但是就目前的技术应用而言，工业以太网应用于工矿自动化控制是完全可行可靠的。本论文在对比分析了目前几种主流的远程控制技术的基础上，重点探讨了基于工业以太网实现的远程机电控制中的网络接入技术，详细探讨了接口技术在实际中的应用，对于进一步提高机电自动化控制的远程化、网络化、信息化水平具有很好的指导借鉴意义。当然，要实现将工业以太网完全取代现有的现场总线技术还有很长的一段路要走，其中需要攻克很多技术难关，这有待于广大网络通信技术人员的共同努力，才能够最终实现工业以太网在工矿自动化控制领域的大规模应用。
参考文献
[1] 颜建军，宋执环，韩波.基于嵌入式Internet的远程监控系统设计[J].机电工程，2003，20（5）：55-57.
1系统设计背景近年来,电力企业在不断扩大大客户负荷管理系统覆盖范围的基础上,全面开展了地区厂站电能量遥测、低压集中抄表和配变监测计量等项目的建设,并在此基础上进行四分线损分析及需求侧辅助决策等的建设这些计量自动化项目的分散建设不可避免的带来了计量自动化孤岛问题的出现。为避免计量自动化孤岛问题,提高电能量数据的综合应用水平和使用效率,避免重复投资和资源浪费,优化计量自动化系统建设方案,进一步提高电力企业计量自动化建设水平和深入开展计量技术创新,需要建设电力企业一体化计量自动化系统。配合电力企业“十一五”信息规划的建设要求,考虑目前地区电能量遥测系统、大用户负荷管理系统、低压集中抄表系统技术已经成熟,在电力企业范围内均已经开始推广建设。同时配变监测及管理系统在部分供电部门也做了有益的试点,配变无功补偿技术也开始逐步应用。在线损理论计算工作方面也有长足的进步,建设计量自动化主站平台条件已逐渐成熟[6,7]。
今后电力企业应该是一个全面集成的数字化企业,并能够通过集成化的企业战略框架不断加以改进,以适应电力行业的不断发展【8]。通过建设计量自动化主站支持平台,解决目前统计线损中数据不全、统计口径不一、计算困难、误差影响因素等实际问题,将线损”四分”管理、需求侧管理落到实处,并统筹考虑各地区电能量遥测系统、大用户负荷管理系统、配变管理系统、居民集中抄表系统建设方案,避免重复投资、重复开发、重复建设,为实现”经营型、服务型、一体化、现代化企业”的发展战略目标作出贡献。
1.2系统建设目标
1.2.1应用目标为各级电力营销服务提供信息化的技术支持手段和依据,能够及时按需自动采集各电压等级用电现场电能量计量数据,包括示度电量、分时电量、冻结电量、需量等应营销收费服务所需电能量信息。能够监测现场用电计量情况,包括计量装置故障、计量回路异常等,为用电监察提供远程自动化服务手段。为供电企业经济运行、经济管理提供可靠数据依据和支持。能够根据需要监测现场用电运行信息,包括电流、电压、有功无功功率曲线,为供电质量分析及负荷管理提供可靠技术支持。为强化四分线损管理、需求侧管理提供技术支持手段根据采集到的分时电能量进行四分线损统计分析,并和理论线损进行对比分析,为降低管理线损提供依据。提供大客户远程现场服务功能,能够根据负荷平衡情况为开展错峰用电、节约用电、分时计费等提供技术支持。
1.2.2技术目标数据采集处理一体化。系统能够通过开放式规约连接大客户负荷管理终端、厂站电能量遥测终端、低压集中抄表集中器和配变监测计量终端。数据存储一体化。系统能够将各类计量数据进行收集整理和存储,为各业务应用提供相关数据。各类计量对象的基础档案数据,包括计量设备档案、客户资料、电网参数等基础数据统一存储使用。主站计算机资源一体化。包括计算机硬件设备、通信及信息安全设备、数据库管理系统、存储设备等资源的应用、维护和管理一体化。无线数据通信资源的一体化使用。主要包括低压集抄、大客户负荷管理、配变终端等安装在配电网的计量自动化设备对无线数据网资源的使用。计算机通信设备采用标准通用设备,数据库采用开放式的大型商业数据库,采用统一远程通信规约,不同供货商提供的终端设备产品均能够接入到主站自动化系统。建立统一的应用数据库,不同开发商所采集到的专变计量点、厂站计量点、低压计量点及配电计量点的各类相关数据均能够存入该数据库,不同开发商也能够通过该数据库开发不同的综合应用。统一数据库的建立应按照统一数据模型、统一数据编码的要求进行。
1.3系统建设原则计量自动化系统首先具有电能计量计费系统的一般性和共同性要求特点,即数据的准确性、完整性、系统的可靠性、稳定性、开放性、安全性等要求。同时由十系统涉及面广,面向对象多,系统分层、建设周期长等特点,使其具有区别十一般计费系统的更高的或特殊的要求,这些要求、特点决定了系统的设计原则[9]。1.可靠性与稳定性相结合、2.准确性与完整性相结合、3.开放性与安全性相结合、4.实用性与扩展性相结合、5.先进性与成熟性相结合。
1.4论文的工作针对电力计量自动化系统的特点以一体化计量自动化系统的需求现状的描述,通过利用CIM公共信息模型,设计电力企业一体化计量自动化系统建设方案。在建设方案设计过程中,本文主要进行了以下方面的工作:1)系统总体架构按照分层分块设计的原则,分别为现场设备层、前置采集层、业务应用处理层、数据处理层。
题目：基于无线传感器网络的水资源监测系统的设计上位机
1.毕业设计(论文)综述(题目背景、国内外相关研究情况及研究意义)
1.1 题目背景
水资源监测是水资源管理与保护的重要手段，我国水资源紧缺、水污染严重，如何高效、实时地获取水环境参数、研究开发水环境监测新方法，已成为水环境管理与保护的一项重要任务。无线传感器网络 WSN(Wireless Sensor Network)是将有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器节点采用规则或随机方式部署在监控区域，通过无线自组织和多跳的方式构成的分布式网络。它集传感器技术、嵌入式技术、现代网络技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体，以数据处理为中心，协作地感知、采集、处理和传输目标区域的监测信息并报告给用户。它具有可快速部署、无人值守、功耗低和成本低等优点。
1.2 国内外相关研究情况
在世界上我国属于水资源贫乏国家, 对水资源的优化使用对我国实施可持续发展战略具有十分重要的意义。强化对水资源环境的监控是一个长期的任务。常规水资源环境监测方法主要分为以下两种:(1)利用便携式水质监测仪人工采样、实验室分析的方式。该方式仅限于对河流、湖泊的几个断面采样,采样频率从每月数次到每日数次。(2)采用由一个中央控制室和若干个监测子站组成的水环境自动监测系统对水环境参数进行自动连续监测, 数据远程自动传输, 可以实时查询所设站点的水环境参数[1]。前者由于无法对水环境参数进行远程实时监测, 存在水质监测周期长、劳动强度大、数据采集速度慢等问题, 不能很好地反映水环境的连续动态变化, 不易及早发现污染源并预警。后者能很好地解决水质监测周期长、劳动强度大、数据采集和传输速度慢等问题, 但由于有铺设电缆和建立监测子站的施工要求, 因而存在对监测地点原有的生态环境影响大、系统投资成本高、监测水域范围有限的缺点, 同时无法进行大面积布设监测子站、对每个小水域实施多点远程实时监测。基于无线传感器网络的水资源实时监测系统, 比较典型的国外代表有美国Heliosware公司的EMNET系统和澳大利亚CSIRO 的Fleck系统[2、3]。上述两种系统可采集参数种类较少、不提供对水资源的视频监测功能且通信速率低、产品体积较大、功耗较高, 目前仅适合用作研究, 尚不能作为实用系统在现场使用。国内已对基于无线传感器网络的水资源实时监测系统的一些关键技术进行了研究[4]。与传统的监测法相比, 无线传感器网络具有对生态环境影响小、系统成本低等优点。
近些年来，无线传感器网络是国际上非常关注的、涉及到多个学科高度交叉、知识高度集中的热点研究领域。目前，无线传感器网络的研究经过了两个阶段。第一阶段主要是采用MEMS技术设计微型节点，代表性的研究成果是智能埃及SmartDus无线集成网络传感器WINS。第二阶段是研究网络问题。国外设计了很多套演示系统取得了一系列重大的理论研究成果。在国外，Intel公司于2002年了基于无线传感器网络的新型计算机发展战略，主要研究无线传感器网络在医学、森林防火、环境监测等方面的应用。在国内，很多科研机构和大学队无线传感器网络都进行了相关方面的研究。有业内专家指出，中国掌握了物联网(WSN的实际应用)的世界话语权，不仅表明我国在该领域上的技术领先，同时也在于中国式世界上少数能将WSN实现产业化的国家之一。
1.3 研究意义
水资源是生命生存不可替代的自然资源，是生命支持系统之一，也是重要的环境要素。楼兰古城的兴起是由于丰富的罗布泊湖水的滋润，富庶的楼兰11万平方米，人口达万人，是楼兰国的首邑，是我国古代一重镇，也是丝绸之路南线必经之地。后来由于种种原因导致水资源衰竭，繁华的古城衰落，直至湮没在茫茫的荒漠之下。
水资源危机究竟始于何时，目前学术界尚无公论。但是水资源危机引起了世界各国的关注与不安。我国是一个人口众多，水资源绝对数量较高而相对数量较低的缺水国家。1988年7月1日《中华人民共和国水法》正式实施后，确立了每年水法宣传周(简称为水周)，其目的就是通过这一活动，向公众集中灌输有关水资源开发利用与保护方面的知识和政策法规，以增强公众节约水资源的意识。
我国的水资源价值理论受水资源是取之不尽，用之不竭的传统价值观念影响，造成了水资源长期被无偿地开发利用，不仅造成了巨大的宝贵水资源浪费和对水资源非持续开发利用，同时对人类的生存及国民经济的健康发展产生了严重的威胁。尽管近几年来对此有所认识，采取了相应的行政或法律手段扭转这种被动局面，但是，由于对水资源价值理论的研究不够深入，致使所采取的措施缺乏广泛的经济社会基础，最终结果是政府干预行为过于集中和强硬，市场行为和经济杠杆的作用又过于薄弱，导致期望与现实相差甚远。因此，水资源价值研究在持续利用水资源过程中具有重要的地位，是实现持续发展战略一个组成部分，开展此方面的研究是十分必要的。
2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 研究的主要内容
根据无线传感器网络的基本理论和水资源监测的实际需求，设计基于无线传感器网络的水资源实时自动监测系统，能够在线实时测量温度、PH 值、电导率、浊度等参数的水资源监测系统，此系统在监测区域内采集相关数据，利用监测区域协调器节点和远程监测中心(PC 机)之间的通信,把经过处理的测量结果动态地显示出来。本课题完成系统上位机的软件设计，由串口接收协调器节点送来的水资源监测数据，进行数据解析，提取出各个传感器采集的数据并通过界面动态的显示出来。
2.2 研究方案
关于本次研究的课题，基于无线传感网络的水资源监测系统的设计，主要可分为三个部分，由于本次课题的研究只涉及上位机部分，即图一中的虚线部分，主要设计上位机的软件界面的设计部分，其中包括有串口接收数据，解包数据，以及显示部分，其中的解包部分包括,将PH值，浊度，在线实时温度，电导率和它们各自对应的数值一一对应起来，这部分主要涉及用Visual C++语言将其用软件编程，并实现功能，其流程图为图2：
实现过程为：先初始化软件，再设置软件编辑界面，设置好界面后，开始接收由协调器经串口发送过来的数据，进而解包数据，接着处理数据，将PH值、实时测量温度、浊度以及电导率的各组数据按照一定的要求计算好，显示各组数据，最后结束程序。
在这个过程中，实现了串口接收数据，解包数据，处理数据以及最后将数据动态的显示出来，完成了本次研究的要求。
3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作
要完成这次课题，即基于无线传感器网络的水资源监测系统的设计上位机，需要完成的内容有：系统上位机的软件设计、接收由串口协调器节点发送过来的水资源监测数据、进行接收数据的解析、提取出各个传感器采集的数据并且通过界面动态的显示出来。其中重点以及难点有：系统上位机的软件设计，由于对上位机不是很了解，以前也没有接触过上位机，对它的功能，使用不了解，也没有接触过Visual C++语言，属于初学者，会有一定的难度，既是重点也是难点;把接收到的数据进行数据分析，要进行合理的、有效的数据分析，是一个关乎本次课题成败的重点;将提取出的数据通过界面动态的显示出来，要通过一定的平台来显示，即要通过一定的硬件设施显示，这就需要能够正确的，有效的连接到所用的平台，是研究的最后一道门槛，也是重点。
目前为止，已经开展的工作有，通过查询相关资料以及通过互联网了解到上位机的功能，以及它所需要的编辑工具-----Visual C++，对我来说这是一种新的语言，现在已经开始看有关C++方面的书，开始学习使用它一些简单的使用方法。
4.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)
第1-3周：查找借阅相关书籍资料,确定系统的总体方案，完成开题报告;
第4-9周：进行上位机软件编程学习，软件界面设计
第10-11周：进行软件设计、进行数据解析;
第12-15周：系统调试，验证系统功能;
第16-17周：完成毕业论文,准备答辩
注：
1、正文：宋体小四号字，行距22磅。
2、开题报告装订入毕业设计(论文)附件册。
参考文献
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软件技术毕业生论文开题报告范文 工资管理系统的目的和意义
在中原大化仪表公司是一家省属大型企业分支单位,随着社会主义市场经济的快速发展,该公司下在发生着日益的变化,职工流动速度在加快,工资增减幅度在加大,员工,职称,绩效评定等信息也随之越来越多 ,作为工资管理和发放单靠传统的手工处理已显得力不从心,手工发放需要反复进行抄写,计算,不仅浪费时间,还常因抄写不慎出现张冠李戴,或者由于计算疏忽,出现工资发放错误的现象.同时工资的发放具有较强的时间限制,必须严格按照公司规定的时间完成任务.正是这种重复性,规律性,时间性,使得工资管理的计算机化成为可能.
使用计算机进行工资发放,不仅能够保障工资核算无误,快速输出,而且还可以利用工资数据库对有关的各种信息进行统计,服务于上级财务部门的核算与账务处理.从而提高工资管理发放的效率,实现企业员工工资管理的系统化,规范化和自动化.
计所达到的要求,技术指标,预计的技术关键,技术方案和主要实验研究情况
预计达到的要求:
技术指标
(1)开发环境:visual foxpro6.0
(2)运行环境:windows9x/windowsXX
技术关键:
采用foxpro编程思想,利用其强大而完整的功能开发这样一套职工工资管理软件,其主要技术有:foxpro数据库技术,新类的设计与应用,系统容错性的处理,组合查询技术的实现等.
技术方案和主要实验研究情况:
(1)开发职工工资管理系统
(2)职工工资管理系统的数据库结构设计与实现
(3)职工工资管理系统的具体实现
课题研究进展计划:
月28号:毕业设计选题
月10号:开题报告撰写
月19号:对开题报告进行改进
月29号:对系统整体设计
月15号:中期报告
月21号:论文撰写
月28号:系统检查
月4号: 论文答辩
现有在条件,人员(姓名,职称)及主要设备情况
已有软件:microsoft visual foxpro 6.0,winXX平台
设计人员:樊利清
主要设备:计算机(intel pentium 4)一台,激光打印机 一台
参考文献
(1)开发使用手册 人民邮电出版社
(2)数据库系统概论 高等教育出版社
(3)个人电脑实用基础教程 宁杭出版社
(4)数据库系统及应用基础 北方交通大学出版社
(5)数据结构 中央广播电视大学出版社
(6)操作系统工程 中央广播电视大学出版社
通航工程技术中心成立对我来说是考验也是挑战，回顾这几年来取得的成绩离不开领导和同事的支持、帮助和理解。我担任通航工程技术中心副主任职务，负责中心生产、水工、测量等工作。根据局干部考核的要求，我对近几年自己履行岗位职责情况，从德、能、勤、绩四个方面作如下述职：
一、关于“德”的方面
高尚的道德情操是一个人立身和成就事业的重要基础。我始终注重加强主观世界的改造，牢固树立的世界观、人生观、价值观，保持良好的道德风尚。通航工程技术中心成立我从水工所主任一职转变为工程中心副主任，无论做什么工作都能摆正自己位置，同领导、同同事、同单位、同事业的关系，把实现个人的人生价值同服从上级领导的安排和开创工作新局面紧密地结合起来，不断朝着新的目标奋进。在困境面前能够保持良好的心态，孜孜不倦地追求信仰和理想。在工作和事业面前，顾全大局，不计较个人得失。时刻告诫自己要始终把事业和工作摆在首位。使自己在理论上有提高，思想上有进步，工作上有成效。在廉洁自律方面，能做到不拿、不要、不贪。身为测量队公司法人，能严格要求自己，严格执行财务制度，按照贯标程序办事。
二、关于“能”的方面
一个人综合素质的高低，工作能力的强弱，决定着他能否履行好岗位赋予的职责和完成好上级交给的任务。我主要从以下几个方面提高自己的能力。
1、坚持不懈地加强学习
一是加强理论学习，提高理论素养。理论素质是领导素质的灵魂，决定着领导水平和能力的提高。我始终自觉坚持加强对理论的学习，坚定不移地用理论武装头脑。
二是深入学习贯彻“十七大”精神，树立科学发展观，联系工程中心实际进行深入思考，增强了在实际工作中加以贯彻的自觉性。近年来，先后提交了“弘扬传统精神，促进廉政勤政”、宜昌监狱进行警示教育参观活动“警示教育感想”、 延安参观学习革命传统教育活动感想和“船闸水工三十年回顾”等文章。
2、不断提高自己的管理水平
注重各类理论的学习， XX年参加了北京交通干部管理学院举办的交通系统中层管理干部培训班的学习，今年参加了报协在北京举办的绩效考核与薪酬福利设计研修班的学习，另外还积极参加局党办、人事处组织的各类专题讲座。通过各种途径汲取先进的理论知识，将之运用到实际工作中去，以理论指导实际工作。
3、不断提高自己的专业技术水平
对分管的水工、测量分部，每年组织的技术培训自己都能够积极参加学习，使我们水工和测量的专业技术整体水平不断提高。水工专业注重新材料、新工艺和技术管理方面的运用研究，使葛洲坝船闸输水廊道修补面积逐年减少，结构缝漏水处理运用新材料新工艺取得良好的封堵效果；测量专业注重设备仪器更新、人员培训，实现了从单一的人工操作记录，到自动化观测、计算机记录和软件成图，技术升级和更新实现了无缝衔接。
三、关于“勤”的方面
工作中严格要求自己，认真对待工作中的每一个环节，具有良好的敬业精神，遵守各项规章制度。在工作中勤于思考，勤于实践。在承担的广西左江水电厂厂房大坝渗漏处理工程中，我们工程中心只去了四人，人少事多，自己作为一个主要负责人，不怕苦不怕累，有时是总工，有时是施工员，有时民工人手不够也照样跟着
干。在工作中勤勤恳恳，不管是份内份外，只要不越权不越位，都能做到有求必应，及时到位。这些年参加处理了多起半夜发生的险情、故障，如船泊碰损事故和暴风雨引起的停电、机房涌水等。
四、关于“绩”的方面
这些年，在领导的关怀和指导下，在各位员工的努力工作下，取得了一系列成绩：
1、水工日常维护管理
在葛洲坝船闸水工建筑物的管理方面，注重对船闸水工建筑物的日常巡视检查工作，根据每座船闸的不同结构和特点，收集丰富的现场检查资料；对发现的渗漏水、破损、老化、裂缝等缺陷隐患，利用年度修理、更新改造专项工程和每座船闸六年一个周期的计划性大修，及时消除缺陷隐患，保证船闸水工建筑物处于良好的工作状况。
在葛洲坝船闸安全监测方面，根据葛洲坝水利枢纽的管理分工，我局负责三座船闸的变形及应力、应变、温度等监测工作。作为船闸水工建筑物安全监测的负责人，严格按照《混凝土大坝安全监测技术规范》等国家有关技术规范实施监测工作，并制定相关技术标准、培训教材，提高观测职工的技术水平和业务素质，确保观测质量。
2、完成的主要工程项目
这些年来承担的主要技改项目包括葛洲坝枢纽美化葛洲坝二、三号船闸立面美化工程、闸面美化工程，葛洲坝三号船闸基础排水廊道抽水装置改造，葛洲坝一号船闸闸面完善工程等近二十项。完成了三峡枢纽航运配套设施基建项目靠船墩爬梯改建、太平溪码头系缆地牛和水文测报水尺制安等多项工程。
随着自动化监测技术的逐渐成熟，自动化监测技术将是今后大坝水工建筑物安全监测的方向。在各级部门的支持下，完成了葛洲坝二号船闸自动化监测系统升级改造。该系统集成了包括全闸的平面位移监测系统、内部观测系统的自动化监测系统，对上述测点的每次监测仅需90秒左右的时间，大大地节省了监测时间，提高了监测精度，减轻了劳动强度。通过近几年来对监测系统的更新改造，葛洲坝船闸水工建筑物的安全监测设施性能得到了显著提高，监测精度得到有效保证，采集了大量真实、准确的监测数据，为葛洲坝船闸水工建筑物的安全定期检查和指导船闸安全稳定运行提供较详实的基础资料。 共2页,当前第1页1
完成了每年的航道维护测量任务包括辖区重点区域的不同比例尺的水下地形测量、表面流速流向观测、水位比降测量等。XX年至XX年年，通过招投标，承担了交通部基建项目三峡河段庙河至中水门gps控制网建设工程和三峡河段庙河至中水门支汊河gps控制网建设工程，通过高科技手段，为我局辖区首次建立了测量控制网。XX年年至2010年，承担了交通部基建项目三峡局辖区河段数字航道测量工程。在全队职工的共同努力下，这些项目均一次性通过长航局质检站的验收，其施工质量得到一致好评。
XX年年底自2010年初，完成了广西左江水电厂厂房大坝渗漏处理工程，主要针对左江电厂厂房、溢流坝段、重力坝段以及溢流坝廊道、楼梯井等部位存在的结构缝渗漏问题以及裂缝渗漏问题进行工程处理（其中结构缝渗漏8处；裂缝渗漏20余处）。按照合同要求，我承担本工程中渗漏处理方案设计、施工技术指导、施工组织及管理等内容，并在合同工期内圆满完成了所有的工程项目，尤其还在结构缝渗漏处理中探索并运用了风引化学灌浆新工艺，取得了理想的效果。
3、专业技术报告和论文
先后参加了三次葛洲坝水利枢纽大坝安全定期检查工作，负责编写和审核校对了《葛洲坝船闸水工建筑物现场检查报告》、《葛洲坝船闸运行总结报告》、《船闸水工建筑物安全监测资料分析报告》以及《葛洲坝船闸安全监测设施综合评价报告》等单项技术报告。参加了《三号船闸基础排水廊
道发现堆积物的情况报告》的编写、工程处理方案审定及工程施工管理等工作，提交了《葛洲坝3号船闸漏水处理》、《无嵌缝灌浆施工方法在船闸结构分缝漏水处理中的应用》等技术论文，并在相关刊物和学术交流会上发表，其中《无嵌缝灌浆施工方法》一文获得长航局优秀论文奖。在结构缝渗漏处理中探索并运用了的风引化学灌浆新工艺荣获局科技进步三等奖。
4、测量队蓬勃发展
测量队作为工程中心的下属公司及分部，近几年来，每年完成产值400多万，新添置了280多万的仪器设备，引进并吸收应用了数字化成图技术，成功掌握了包括gps、测量机器人等高精尖测量装备，测量队取得了省测绘局颁发的测绘行业乙级资质证书，整体能力逐步提高，在市场上已经具有一定的技术竞争力。
五、总结
关键词：PLC，现场总线以太网，组态软件
1 前言
安钢高线水处理系统采用了工业自动化技术与计算机网络技术，利用组态王、PROFIBUS总线和PLC技术完成水处理远程监控控制。论文参考，现场总线以太网。在完善提高基础自动控制同时，将各系统的设备监测信号及生产数据连接起来，对压力波动、温度变化和液位等现场数据进行实时监视和分析处理，实现集过程控制与生产管理于一体的现代化高效管理。论文参考，现场总线以太网。
2 水处理工艺流程
高线水处理系统大体分为净循环水系统、浊循环水系统、软水系统、事故水系统以及给排水系统。水处理系统的工艺流程：冷却水由净循环供水泵组、浊循环供水泵组加压后送至各用水点，经过现场冷却设备后水温升高到约50℃并含有大量污油、铁鳞、污泥等，经过冲氧化铁皮供水泵组将水经冲渣沟至旋流池，在旋流池内沉淀、由平流池供水泵组加压后送至平流沉淀池、经过二次去油、去渣，由过滤器后送至冷却塔、冷却后温度低于35℃。流回浊循环水池，再由净循环、浊循环泵组加压后送用水点循环使用。
3 水处理PLC控制系统硬件设计
根据水处理系统规模，系统主要有上位监控机、SIMENSS7-300可编程控制器、DX220无纸记录仪、prfibus-DP总线通讯设备、ethernet通讯设备等。论文参考，现场总线以太网。论文参考，现场总线以太网。
基础自动控制系统采用SIMENS S7-300 CPU 318-2（6SE7 318-2AJ00-0AB0）可编程序控制器，二个中央槽架之间由UR0的IM360（6SE7360-3AA01-0AA0）与UR1上的IM361（6SE7 361-3CA01-0AA0）模块相连接，现场配有9台ET200M，PLC和工控机之间通过PROFIBUS-DP总线进行通讯。过程量采集使用两台DX220无纸记录仪，与工控机之间通过ethernet通讯。上位机采用DELL GX－240（P4 1.7G/256M/80G）主机，构成一套完整的控制与监控配置方案。
水处理控制系统通过带有PROFIBUS-DP主/从接口的中央处理单元，采用分布式I/O、PROFIBUS-DP现场总线控制，同远程ET200站构成分布式控制系统，结合组态王操作画面，实现远程控制；通过工业以太网与DX220无纸记录仪的通讯，实现组态王过程参数画面监控，进而达到了现场工艺生产要求。
控制系统采用就地手动、上位机点操和集中自动监控系统三种控制方法相组合，现场采用33块6ES7321-1BL00-0AA0输入模板，输入点数998点，输出采用22块6ES7322-1BH00-0AA0输出模板，输出点数503点，有关硬件组态及模块安装位置见附图1，主要用于操作方式的选择、水泵运行、压力、水位、电动蝶阀限位、水泵起停、电动蝶阀开闭，备用泵自投以及指示灯显示和远程画面等。两台DX220无纸记录仪均为16通道模拟量输入回路，主要采集水温、水流量、水压等参数，用于画面的报警与显示。
图1 系统构成示意图
4 水处理控制系统软件设计
水处理控制系统软件按照工艺过程和控制设计，编程软件采用西门子STEP7编程软件，其最大的特点是采用了块结构的方式。对于许多工艺控制条件相同的设备，只编制一个功能块(FBs)，在组织块中通过调用赋予不同数据块的功能块，来控制相对应的同类设备，在程序的调试和修改中，只需修改FB，即可实现对同类所有设备控制的修改。
5 实时监控
上位机软件采用Windows2000操作系统，组态平台为工控组态软件KingView6.0。上位机实现的功能为：数字显示水处理系统中的液位、管道压力、进出水流量实时值与累积值、水温度。论文参考，现场总线以太网。按照水处理自动化的要求，对一些实时参数以及历史数据进行汇总记录，生成各类组态王报表，或者将数据输出到SQL数据库中进行记录。各设备的运行、故障等状态显示，各设备的启动、停止操作，并进行操作记录，以便查询；出现每个设备故障时发出声音报警并记录故障情况（故障时刻、故障类型等），方便进行事故分析。论文参考，现场总线以太网。重要参数、报警、故障都可以报表打印。
6 结语
该系统自投入运行以来，稳定可靠，在线修改和调试方便，给操作人员和维护人员带来很大方便，在高产稳产、降低能耗和安全环保等方面发挥了很大作用，进一步推动了水处理自动控制系统的广泛应用。
参考文献：
[1]廖常初主编，PLC编程及应用，机械工业出版社，2002。
[2]郑晟、巩建平、张学主编，现代可编程控制器原理与应用，科学出版社，1999。
[6]贾庆勇主编，高线机组水处理操作监控系统的开发，河南冶金，2003
【关键词】GPS定位技术工程测量加护分析数字化 摄影测量
中图分类号： P228.4 文献标识码： A 文章编号：
一．引言。
工程测量通常是指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门，其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念，它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定，而且包括对测量结果的分析，甚至对物体发展变化的趋势预报。
二．工程测量实施的阶段性分析。
1.规划设计阶段。
主要是提供大比例尺地形图。采用的方法主要有地面人工测图和摄影测量成图两类。
（1）. 地面人工测图。是根据由总体到局部的原则，先在测区内建立平面和高程控制网点(见工程控制测量)，然后根据控制点测绘地物、地貌。近年来，随着电子速测仪和机助制图系统的发展，可以应用多功能整体式或组合式的电子速测系统取得地物和地貌特征点的三维坐标数据，输入制图系统自动成图。
（2）. 摄影测量成图。是对地面进行摄影，对像片加以判读、量测和处理，以获得所需资料。最先应用的是地面摄影测量，即在地面上用摄影经纬仪摄取测区的像片，据以成图。后来发展为航空摄影测量，它已成为目前测绘地形图的最主要、最有效方法。
近年来,随着摄影器材和测图仪器的改进,除了模拟测图方式以外，发展了解析测图方式，即利用立体坐标量测仪对像片量测进行解析处理，获得地形的数据资料。解析测图仪除了与一般模拟立体测图仪一样测图外,还可进行区域网点加密和数字化测图,获得数字地图。地面形态的数字表达称为“数字地面模型”，它可用来解决工程设计中绘制断面图、计算土石方量等问题。
2.施工阶段工程测量工作。
主要是按照设计和施工的要求，先建立施工控制网点,然后根据控制网点,在实地上以适当的精度放样出建筑物与生产设备各部分的位置，作为施工和安装的依据。放样工作包括平面位置放样和高程放样。平面位置放样通常采用极坐标法、直角坐标法以及交会法等。高程放样通常是根据高程控制网点用水准测量方法进行。近年来，已在施工测量中应用了激光测量仪器，例如：激光准直仪、激光垂线仪、激光平面仪、激光经纬仪、激光水准仪等（见工程测量仪器）。这不仅提高了测量的精度和速度，而且有助于实现自动化。
3. 经营管理阶段的工程测量工作。
主要是为了监视工程建筑物的现状，保证安全运营所进行的建（构）筑物变形观测。包括垂直位移（沉降）、水平位移、倾斜、挠曲，以及风振、日照等变形观测项目，其特点是要求建立较高精度的变形观测控制网和稳固的基准点。对于观测的精度要求与所采用的方法，因各项工程的要求不同，差异较大。野外观测工作完成以后，经过平差计算和初步整理，应用统计检验的方法来分析变形观测成果的可靠性，应用回归分析的方法探讨变形的规律性。垂直位移（沉降）观测，通常采用精密水准测量方法。使用液体静力水准测量法，可将液面的高程变化转换成电感输出，有利于实现观测自动化。建筑物的水平位移观测，由于它本身受力条件的不同，位移的方向不同，观测方法也就不同。对于任意方向的位移观测，常采用角度前方交会法，对于发生在某一特定方向的位移观测常采用基准线法。基准面的建立，可应用经纬仪的视线、拉紧的钢丝或者激光束。观测点相对于基准面的偏离值，可以用人工观测，也可以利用光电传感技术，实现自动化。建筑物的位移、倾斜、挠曲和瞬时变形观测，除了采用大地测量方法外，也可以应用近景摄影测量技术。
三．工程测量技术的现状。
1. 地面测量仪器。
20 世纪 80 年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代；光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量；具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量；无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作；电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器；精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。
2.GPS定位技术。
GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。
在我国 G P S 定位技术的应用已深入各个领域，国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用 G P S 技术，在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用 G P S 技术。随着D G P S 差分定位技术和 R T K 实时差分定位系统的发展和美国 A S 技术的解除，单点定位精度不断提高，G P S 技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
3. 数字化测绘技术。
数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用，使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。
常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和 GEOMAP 系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。
4. 摄影测量技术。
摄影测量技术已越来越广泛的在城市和工程测绘领域中得以应用，由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产，结合计算机技术中的应用，使得摄影测量能够提供完全的、实时的三维空间信息。不仅不需要接触物体，而且减少了外业工作量，具有测量高效、高精度，成果品种繁多等特点。在城市和工程大比例尺地形测绘、地籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护和医学上异物定位中都起到了一般测量难以起到的作用，具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现，为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法，该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。
六．结束语
在人类活动中，工程测量是无处不在、无时不用，只要有建设就必然存在工程测量，因而其发展和应用的前景是广阔的。
参考文献：
[1] 严召进 工程测量技术分析与探讨. [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年2期
[2] 王丽君 GPS RTK测量关键技术分析及在辽阳某工业区测量案例研究 [期刊论文] 《科技资讯》 -2011年6期
[3] 涂兴德. 土坝工程施工测量技术分析 [期刊论文] 《科技与生活》 -2010年16期
[4] 颜学华 张怀兴 王本奎 全站仪测量技术分析及应用 [期刊论文] 《科技与企业》 -2012年21期
[5] 张兆军工程测量技术的现状和发展方向 [期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2010年20期
【关键词】自动控制；滴灌技术；农业建设
1引言
水是生命的根本，是不可代替的资源，同时也是农业发展不可或缺的因素。近年来，随着城市现代化的发展，经济水平和人口的不断提升，水资源的不合理运用现象越来越严重，许多地区缺水大旱，农业得不到水的灌溉，而且农业灌溉效率低下现象也普遍存在。这一系列问题都警示水资源的不合理运用将会对人类和社会造成越来越不可估量的危害。因此，国家实施了滴灌技术，改变了传统的灌溉方式，发展节水灌溉技术，科学应对水资源短缺问题，使灌溉技术脱离人工控制，运用自动化的技术进行农业灌溉。从而降低了农业生产成本，改善农业生产方式，是一项利国利民的节水技术。
2自动控制精准滴灌技术概述
自动控制滴灌技术是针对高效利用水资源而实施的一项技术，对农业的可持续发展和保护生态方面有重要的意义和作用。而且脱离了人工的控制，自动控制的滴灌技术更加提高了农业灌溉的效率，节约成本。
2.1自动控制精准滴灌技术的含义
节约水资源是自动控制精准滴灌技术的直接目的，这种技术改变了传统的灌溉技术，高效率用水资源，通过现代化科学技术来改变水资源浪费和农业灌溉不合理的现状。自动控制精准滴灌技术通过滴头，每次用小量的水准确直接的对土壤进行灌溉，避免不必要的浪费。自动控制精准滴灌技术不仅完善了灌溉技术的不足，同时也促使灌溉技术的进一步发展。
2.2自动控制精准滴灌技术的发展现状
农业灌溉技术的发展出现了不同的灌溉技术，以喷灌和滴灌最为普遍。我国也大力推广滴灌技术，自动控制滴灌技术得到越来越多的应用，随着电子、科技的发展，自动控制滴灌技术也将进一步得到发展。滴灌技术在世界上也得到广泛应用，一百多个国家实行节水灌溉技术。自动控制精准滴灌技术农业发展、国民经济和社会发展都有推动作用。这项技术在国内的发展前景也会越来越好。
3自动控制精准滴灌技术在农业建设的应用研究
自动控制滴灌技术的发展应用在农业上，推动了农业的科技化发展，自动化的灌溉技术，不仅减少了药物对农作物的伤害、保护了生态环境，同时也节约了人力物力。广西农田智能化灌溉系统中滴灌自动控制系统设计方案和南宁市府城镇百香果滴灌实践技术为案例具体介绍自动控制精准滴灌技术在农业建设的应用研究。
3.1以广西农田智能化灌溉系统中滴灌自动控制系统设计方案为例
广西农田智能化灌溉系统中滴灌自动控制系统采用了自动控制滴灌技术，运用网络和自动控制相结合的技术对土壤进行控制。实现了水资源的最大化利用。通过计算机远程控制，为实验基地的每块土壤进行精准的灌溉和管理。
3.1.1滴灌系统规划布置
滴灌系统规划布置的首要因素是泵站位置的选择，位置不能选择贫瘠的土壤，相对集中靠近路边的位置是最佳选择，其次输水管道的选择也应该合理，项目资金节约化，管道的内径和长度要适宜。设备选择先进、适用、合理的这样能更大的发挥滴灌技术的作用。管道的选择要考虑土地、水源等，尽量使管道系统相对均衡。
3.1.2控制调节和保护设备
自动控制滴灌要控制好设备的保护和技术的控制，电磁阀的设置要考虑便于管理、控制流量等，在首部水泵前安装逆止阀。排气阀要安装在干管始端。压力表、阀门箱要安装在合理的位置，便于维修和使用，同时也避免受冻。
3.1.3滴灌系统电路设计
电路的设计很关键，采用交流电磁阀控制，控制滴灌电磁阀配送和输出电。
3.2以南宁市府城镇百香果种植基地自动化控制滴灌工程为例
南宁市府城镇百香果种植基地于2013年就开始建设，经过几年的灌溉项目建设，积累了丰富的节水用水经验，使用了自动化控制滴灌技术，为其他地区的自动化滴灌技术的发展起了带头作用。
3.2.1项目建设情况
南宁市府城镇百香果种植基地启用了自动控制的滴灌技术，主要农作物是百香果。其灌溉采用的是两种方式结合灌溉，冬季采用周边山塘水进行大水漫灌，在农作物生长期则采用滴灌技术。
3.2.2自动化控制系统的组成及功能
自动控制灌溉技术能够将水资源和化肥平均的分配到土壤中，让农作物更好的平衡吸收。自动化的控制会对流程中每个步骤进行严格的检验，使之保持在合理范围内。系统自动记录每个灌溉系统的运行时间和总水量，还安装了防盗装置，对设备故障自动检查对系统运行中的破坏还可以进行警报，准确的指出故障位置和故障类型，对湿度和降雨量准确测量。
3.2.3自动化控制滴灌工程建设对南宁市府城镇百香果种植基地的作用
自动控制滴灌技术由机器对农作物的灌溉进行控制，摆脱了认为的控制，也就避免了人为因素的误差，更有利于农作物更好的生长。自动控制滴灌是农业灌溉与时代接轨的标志，是农业现代化的必然结果，农业要想产量高、效率高必须运用现代化技术带动发展。自动控制灌溉更加便于操作，更加有效的控制了灌溉时间，从而节约了水资源和劳动力。实验区自动控制滴灌技术的实施，同时也为实验区积累了经验，为其他地区提供了借鉴的经验。
4自动控制精准滴灌技术在农业建设中存在的问题
自动控制滴灌技术有其优势也必然存在弊端，这项科技化技术在其他设备保护、造价和控制精准度等等方面都存在着不足。
4.1田间设备的保护问题
自动控制滴灌技术的实施运行需要通过无线进行数据传输，无线设备容易被损坏，在设备运用过程中很可能对无线传输进行不必要的干扰，造成数据传输不准确。同时线路也容易受到人为的破坏，导致线路传输工作无法正常运行。
4.2系统造价过高
自动控制滴灌技术需要通过计算机进行控制，是一项现代化技术，需要人力物力以及资金的支持，而很多地区无法大面积使用这项技术也是这个原因。这是自动控制滴灌技术存在的一个弊端。
4.3水肥监测精度与控制精度的统一性不够
要进行自动控制滴灌技术就要配合进行土壤水分检测，而检测由于资金并不能覆盖大面积，这就造成数据是能反映部分土壤情况，不能代表大部分。养分监测和作物监测同样不能覆盖大部分，因此水肥监测精度与控制精度无法统一。
5结语
自动控制精准滴灌技术不仅推动了我国农业的专业化发展，同时也推动了现代化、科学化的进步。作为现代的灌溉方式，自动控制精准滴灌技术必须发挥其优势，完善其不足，扬长避短，不断的在实践中发展。同时也要根据农业具体实践来相应的改变技术的实际应用，推动自动控制精准滴灌技术的进一步推广和发展。
参考文献
[1]闻珍霞,何龙,杨海清.发展自动控制精准滴灌技术加快节约型农业建设[J].农业装备技术,2010(3).
关键词：网络安全运营管理平台；数据采集；综合分析；事件响应
1网络安全运营问题分析
在监测预警方面，目前网络安全监测预警主要采用人工的方式开展监测预警工作，在运的安全平台数据相互独立，每个角色需同时面向多个界面，网络安全运维工作量大；不同类型的安全设备、系统产生了大量冗余、误报的安全数据，安全人员难以实时处理；安全事件独立分散，无法有效的反映真实的网络威胁。在响应处置方面，目前各类安全事件主要依赖于人工进行事件响应，包含查看数据、封禁IP、电话反馈、邮件通报等，一次完整的应急响应需在10个以上的场景间切换。现有的应急响应方式已经不能满足网络安全对抗日趋频繁的现实需求，应急响应自动化的需求已经迫在眉睫。在技术分析方面，对安全告警的深度技术分析主要依赖技术人员的个人能力与经验，且依赖人工的深度分析、溯源反制效率较低，一旦发生分析重心出错的情况，可能遗漏真正具有价值的攻击威胁。在协同指挥方面，目前网络安全设备和系统自动化程度在不断提高，但事实上还存在多个信息孤岛，设备、系统之间缺乏有效的交互，使得内部多个自动化模块是割裂的、局部的、孤立的，不能构成一个实时的有机统一平台，导致信息没有充分共享，进而降低协同联动效率，无法实现统一的指挥决策。在流程管理方面，目前重点的安全管理流程仍以线下管理为主。常态化安全工作中排查发现的系统漏洞需要人工导出清单，完成漏洞预警单编制后下发排查整改，以表格形式汇总和跟踪漏洞整改情况；系统上线测试缺乏统一平台管理测试过程文档和测试情况，复测验证需要专人跟踪闭环，整体工作效率和管控精益度有待提升。
2网络安全管理平台的能力需求
通过网络安全管理平台的建设将设备、流程和技术进行有机的结合，实现网络安全集中监控、预警、运维、管理，满足网络安全平协同指挥的工作要求，以全局视角统筹协调网络安全工作。一是网络安全事件管理集中化，通过对各种网络设备和安全组件的集中统一管理，将原本一个个分离的信息安全孤岛连接成一个有机协作的整体，实现对企业安全策略的制定、设备的统一配置、安全事件的集中管理、安全事故的应急响应以及安全策略的重构，从而有效提高用户网络的可管理性和安全水平。二是网络安全业务流程数字化，以数字化手段建设网络安全管理体系，渗透到网络安全业务链各个环节和各个层级，实现网络安全管理流程线上流转和业务线上管理，实现网络安全信息高度集成和实时共享。三是网络安全运营维护自动化，通过安全设备、安全系统数据的批量采集和关联分析，借助自动化事务调度、自动化安全编排等技术，实现安全态势自动化监控、运行维护自动化作业、风险隐患自动化预警以及安全事件自动化响应。
3安全运营管理平台的建设现状
国内安全厂商在自主研究开发基础上不断对国外厂商的SOC产品分析和研究，推出了多种网络安全管理的概念和产品[1]。安全运营管理平台建设利用安全智能、机器学习和深度学习等技术，依托SIEM+大数据平台，实现警报自动分级与资产自动排查、威胁高度可视和智能定位、风险深度挖掘、安全态势整体感知，打破安全防御孤岛，将各个分散的信息源汇聚后进行统一管理，通过关联分析对风险进行有效的防控。在技术架构体系方面，基于最新的安全运营架构体系构建，实现以SIEM为核心并集成全流量分析模块、威胁情报模块和机器学习模块的新一代SOC架构，提升架构的适应性与灵活性。在安全场景分析方面，在传统基于规则的设计方法之上，引入了用户行为分析技术，通过算法引擎深度挖掘用户的各种异常行为，为识别高级持续威胁攻击、社会工程等提供有力支撑。在提高安全运营工作效率方面，借鉴SOAR理念，通过SIEM平台并集成脚本技术，实现安全分析操作与多个工具的自动编排和高度可视化，以及安全处置操作和流程的自动化，提升安全分析人员效率。在协同管理方面，形成多级管理模式，适应集团型安全管理工作的开展，例如：总部、分支机构的架构模式。在可视化方面，通过大数据分析技术，将日常工作汇总，对安全数据进行统一的可视化展现，从全局视角监测安全态势。
4关键技术
4.1平台架构
网络安全运营管理平台作为网络运营管理的支撑平台，可将整个安全管理体系纳入管理，但其核心还是综合分析和响应处置两个功能，其基本架构如图1所示。平台的数据采集对象包括网络设备、安全设备、主机设备、应用/服务等，通过不同的采集方式进行全要素信息采集。分析引擎主要是对大数据分析技术和人工智能技术的应用，对原始数据进行统计分析和学习建模，从网络安全威胁、用户行为、脆弱性三个方面发现网络面临的风险。对于发现告警事件、应急响应事件，以及活动保障期间事件、作业任务处置流程进行全程闭环管理。
4.2数据采集
网络安全运营管理平台建立在各种网络设备、安全设备、服务器设备、和应用系统所产生的安全数据及事件的基础上。从各种数据源高效灵活的采集安全数据是进行网络安全管理的一项重要的基础工作。安全数据根据涉及的网络架构、协议、流量、设备、人员、管理机制等因素进行分类[2]，网络安全数据类型见表1。安全数据的类型、内容、格式各不相同，针对每种数据需要有针对性的采集方式对其进行采集，数据采集方式包括主动采集、被动采集、镜像模式采集等。当原始数据以文件、数据库等形式存储在数据数据产生地，通过在数据产生地部署采集的方式，对指定目录下的文件进行监听、进行增量读取，或通过ODBC/JDBC等通信协议获取数据库存储的原始数据。对于支持主动向第三方系统发送数据的数据源，采用Syslog、SNMP、Webservice等方式发送给指定的数据接收者。通过网络交换设备的镜像端口，接收来自网络中传输的任何网络访问流量。
4.3安全事件综合分析
网络安全事件综合分析通过分析多个事件的之间的联系，将不同来源的数据、知识关联起来，发现孤立的事件无法揭示的问题本质，发现攻击者的真正目的，准确定位攻击意图。一些典型的关联操作如表2所示。事件综合分析的实现主要依托分析算法与高效的分析引擎设计[3]。
4.响应
当网络安全事件分析产生告警事件后，就进入到事件的响应处置环节。需要采取有效措施阻止网络安全事件的进一步扩散，防止网络内基础设施破坏和数据篡改、泄露，保障网络内业务系统安全、稳定和高效地运行。有效的事件响应需要设计合理的事件响应结构，规划好响应过程中所需要的资源、计划好实用的技术、编制规范的事件响应流程、并协调好组织中各部门的关系等[4]。事件响应框架如图2所示。事件响应流程按照PDCERF响应模型可分为准备（prepare）、检测（detect）、抑制（control）、根除（eradicate）、恢复（recover）和跟踪（follow）6个阶段。6个阶段是循环有序的，每个阶段到的工作均是为下一阶段做准备[5]。事件类型的不同，采用的处置流程、涉及的人员和设备也不相同。事件的响应可以通过人工的方式，也可以根据预设的响应流程自动执行。网络安全运营中的事件自动化响应通过事先定义好的流程化框架对系统进行监控，一旦达到触发条件，可以按照预先设置流程，通过多个设备或者服务间的事件协同，实现事件的自动化处置。
5总结与展望
网络安全运营管理平台是在原有安全产品的基础上构建的一体化技术支撑平台，以综合分析、响应处置为核心的网络安全防护能力，在网络安全运营管理中发挥关键作用。而随着安全数据、应用、场景量的激增，网络安全运营管理平台的技术能力也需要不断的提升。对于用户而言，网络安全防护的目标是保障IT资产所承载的业务的可用性、连续性、以及安全性，因此网络安全运营管理平台应从以事件核心逐渐向保障业务安全为核心转变，通过业务建模、分析业务风险，构建面向业务的能力体系。另外，网络安全运营管理平台应以更智能的方式处理日益庞大的安全数据、以自动化的响应方式减少人员的工作强度，通过机器学习、人工智能等技术发现数据背后的原因，通过SOAR技术进行编排和自动化响应。
参考文献
[1]中国信息通信研究院安全研究所、上海斗象科技有限公司.国内网络安全信息与事件管理类产研究与测试报告[R].北京:2021.
[2]张海霞,乔赞瑞,潘啸,黄克振,连一峰.网络安全数据采集关键技术研究[J].计算机科学与应用,2021,14（4）,832-839.
[3]刘兰.网络安全事件管理关键技术研究[D].华中科技大学博士学位论文,2007.
[4]吴福怀.网络安全事件应急响应管理系统设计与实现[D].东南大学工程硕士学位论文,2017.
关键词：电气自动化;智能化;应用
Abstract: With the progress of science and technology and the improvement of people's living standard, convenient and comfortable living modern architectural goal and office environment become, electrical automation in construction applications, to achieve the intelligent modern architecture. This paper introduces the electrical and automation background and future development trends, analysis of the composition and application of electrical automation system.
Key words: electrical automation; intelligent; application
中国分类号：TU69 文献标识码：A 文章标号：2095-2104（2012）03-0001-02
1电气自动化在建筑中的应用及发展趋势
电气自动化技术的发展，与智能自动控制、计算机网络、电子技术的飞速发展密不可分，各种技术的发展催生了电气自动化的繁荣。“自动化”一词出现在20世纪50年代，随之电机电力等产品相继产生，直至60年代，自动化控制理论的开始应用到各行各业中，过程自动化、机械制造自动化和管理自动化，使自动化的发展进入全新的阶段。电气专业的自动化技术成为自动控制与信息处理结合产物，电气自动化技术的发展极其迅速日臻成熟已经成为高新技术产业的重要组成部分。现代建筑无论从建筑科学技术方面，还是在建筑设计和建筑艺术方面，都取得了巨大的进步，是以往任何时期所无法比拟的。建筑设计理念的不断提升，促使现代建筑在智能化发展方面提出更高的要求，在此背景下，电气自动化技术应运而生，90年代起，中国的智能建筑迅速发展，北京、上海等大城市的高楼大厦基本都采用了智能化系统。
随着我国经济和现代化工业的不断发展，4C技术（即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）在自动化系统中的应用，自动化产品不断普及，智能楼宇走向智能家居，智能化系统的广泛应用，为电气自动化技术应用提供了广阔的发展前景。为满足和迎合消费者越来越高的消费品位及消费理念，现代建筑需要不断提高建筑内涵，势必要引入电气自动化的成分以及智能化建筑，特别是数字电子化科技发展智能化已经成为了当今建筑界的主流方向。
2 建筑电气自动化系统的组成
现代智能建筑自动化系统主要包括通信自动化系统（CAS）、楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)、闭路电视监控系统（CCTV）、火灾报警及消防联动控制系统(SAS)及其相应的布线系统。
2.1通信自动化系统（CAS）
通信自动化系统为智能建筑内的用户提供高速、全面、安全可靠的语音、数据、图像等多媒体信息服务，满足办公自动化系统的要求，并能适应楼外电信部门的通信网向数字化、智能化、综合化、宽带化及个人化发展的趋势。
目前，智能建筑中的通信系统主要由两大系统组成：程控数字用户交换机和有线电视网(CATV )。随着4C技术的不断推广，现在智能建筑通信自动化系统主要包括以下子系统：综合布线系统、电视电话通讯系统、计算机网络系统等。
综合布线系统(Premises Distributed System，简称PDS)是智能化办公室建设数字化信息系统基础设施，是一种集成化通用传输系统。它是将所有语音、数据等系统进行统一的规划设计的结构化布线系统，为办公提供信息化、智能化的物质介质，支持将来语音、数据、图文、多媒体等综合应用，是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。它能使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备、信息交换设备、建筑物物业管理及建筑物自动化管理设备等系统之间彼此相联。综合布线系统由工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统和建筑群子系统六部分组成。
电话通讯系统通常有两种方式：数字程控交换系统和虚拟电话网系统。数字程控电话交换系统由程控电话交换机、配线架、中继进线组成。电视通讯系统应用最广的还是闭路电视系统，主要由接收信号源、前端设备、干线传输系统、用户分配网络四部分组成。
计算机网络系统是智能建筑中的主干网络，将智能大厦的计算机系统、网络通信设备、网络外部设备和局域网连接起来，形成互联互通，结构合理计算机网络系统，并在此基础上建立能满足办公的软硬件环境，更好的实现网络信息资源共享。
2.2楼宇自动化系统(BAS)
楼宇自动化系统是利用现代控制方法、对楼宇内的机电设备或系统进行自动集中控制管理，以达到节约能源的目的而构成的综合系统。系统通过集中监测和控制来提高现代建筑的管理水平，降低设备故障率和维护及营运成本。 它包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统等。楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性，实现多种控制及管理功能。
2.3办公自动化系统(OAS)
办公自动化是20世纪80年代迅速发展起来的一门综合性学科，它是利用技术的手段提高办公的效率，进而实现办公自动化处理的系统。它采用Internet/Intranet技术，基于工作流的概念，使企业内部人员方便快捷地共享信息，高效地协同工作。系统集成主要包括运行坏境集成和技术集成。
2.4闭路电视监控系统（CCTV）
Closed Circuit Television (CCTV) 一种图像通信系统，它综合了传感技术、监控摄像技术、通讯技术和计算机技术，组成一个多功能全方位监控的高智能化的处理系统。智能建筑中闭路电视的应用，可以保护人身安全，节省时间和费用，提高效率，实现实时指挥和调度，处理和保存信息。闭路电视监控系统视频监控系统主要由前端摄像部分、控制部分、传输部分、显示与记录四大部分所组成。
2.5火灾报警及消防联动控制系统(SAS)
消防联动控制系统是当火灾发生后，联动启动各种消防设备，以达到报警及扑灭火灾的综合系统。火灾自动报警及消防联动控制系统主要由以下设备组成：主机主板、回路卡、手动控制盘、多线制控制盘、直流不间断电源、消防应急广播系统、消防电话系统、CRT系统、机箱。
3 结束语
在全球信息化的今天，信息的共享和高效显得尤为重要，智能化系统在现代建筑的应用，成就了人、信息和工作环境的智慧结合，使人们的生活和办公环境更加方便快捷，极大地提高了人类的生存质量。随着科学技术的发展日新月异，智能化小区的内涵也必将随着科技的进步不断地变化、发展。
参考文献
（一）、引言及相关背景
自动化在各行各业、各个领域都发挥了其巨大的作用，同时也走入了我们的家庭。随着电子技术的发展，家庭自动化时代的来临，消费电子产品（ConsumerElectronics）已与咨讯（Computer）、通讯（Communication）两项产品的技术结合在一起，成为目前所通称的3C产品，并使家用电子电器产品迈向家庭自动化（HomeAutomation）的方向。
随着全球经济的不断发展，我国的市场经济也飞速发展，人民生活水平不断提高，家庭自动化系统在美国以及国际市场都具有广阔的前景，在中国市场也是快速形成期，这些提高人类生活质量的产品将构成世界范围内后PC时代的新兴IT市场。
（二）、任务描述1、专案背景
项目名称：家庭自动化系统（HomeAutomationSystem，简称HAS）
项目委托单位：XXX智能家居设备公司
软件开发单位：兰州商学院06级计算机科学与技术（1）班软件开发小组
2、目的
本系统要求能够实现家庭住宅中各个设备的自动管理和人工个性管理，该系统能控制、监视和协调家电（如室内外照明、家庭保安系统、家庭环境控制系统、空调、电视机等）。该系统会在相应的时间内各个设备发出相应的指令，完成各个设备的自动化管理。该系统应该是可以适应变化的，因此，必须侦测环境的变化，而且通过识别本系统中的变化来转变，并且所识别出的变化应该在系统中被实现。系统可以是自动适应变化或是手工适应变化。系统控制的任何设备发生异常，必须通过适当的信息来通知用户并进行异常处理。该系统必须有一个数据库，内含所有该系统所控制的设备的信息，包括每一种设备连接到系统的日期，系统用户所的重要动作等信息。
3、运行环境
本系统是设备控制类系统，由主机通过相应的接口部件监听和控制各个硬设备。数据库服务器由SQLServer实现。操作系统：windows2000、windowsxp以上；数据库服务器端软件SQLServer2005。
（三）、功能描述
本系统由“灯光控制”、“保安控制”、“环境控制”、“家电控制”、“用户登录及管理”等各模块组成。
灯光控制：实现对室内外所有灯光的时间周期性控制和用户的直接控制；
保安控制：实现对室内外所有视频监控设备的周期性工作控制及异常处理，和防盗防火设备的控制及异常处理；
环境控制：实现对家庭环境设备（包括花园、阳台、室内温湿度报告）的时间周期性控制以及各设备的异常处理；
家电控制：实现对家庭中各个智慧家用电器的人性化控制及各设备的异常处理；
用户登录及管理模块：实现用户对各个模块中所用设备的时间周期性定义以及对各个设备的直接管理和控制。
二、可行性分析
（一）、可行性研究的前提
家庭是高薪技术的下一个前沿阵地。对家庭中遥控、自动化和娱乐的要求呈上升态势。消费者希望自己的日常生活更简便、更安全。当然，优秀的家庭自动化产品应给具有以下的特性：
（1）、标准化：家庭自动化产品应依照国际上流行的相关协议进行设计，充分保证各厂家产品间的兼容性和相互操作能力。
（2）、开放性：家庭自动化系统应该具有开放的协议，统一的接口。
（3）、模块化：采用模块化的设计可以适应各种场合的需要，保障用户的利益，并允许系统的逐步到位。
（4）、实用性：家庭自动化产品应该切实地为用户提供各种实用化的功能和服务。
（5）、普及化：家庭自动化系统应该面向低成本，高性能的目标设计，住户对价格较为敏感，所以智能住宅采用的技术要较为经济。同时，家庭自动化系统应该能最大程度兼容用户原有的电器设备，保护用户投资。
（6）、简洁易用：好的家庭自动化产品应该简便易用、用户接口友好，并且不需要使用者花上太多的精力就能掌握。
（二）、优越性
在国内家庭自动化是一个较新的概念，虽然越来越多的厂家开始投入到家庭自动化的来发和生产中，但是由于没有统一的标准，尚处于一家一户自行开发的局面。而随着房屋的商品化，从而加强了人们对居家的要求，希望一步到位或者具有开放的协议，统一的接口，这样来保证产品能不断地适应未来发展趋势，而本系统就是基于统一的标准和接口设计的，具有充分的发展潜力。
（三）、基本的数据流图
图1、HAS的基本数据流模型图
图2、HAS的一级数据流模型图
图3、HAS的二级数据流模型图
（四）、经济可行性
1、支出
构建系统时的金费主要有：用户在要购买日常生活中的家电及各种电子产品是花费一定数额的资金，在购买组成系统的一些小型物理器件时会有资金的支出。
2、效益
可以高效，快捷的管理生活家电设施，提高生活的质量。
3、收益、投资比良好、可行。（五）、技术可行性
本系统有许多不同的传感器，单片机和输出报警系统以及一些异常的自动处理系统和接入的各种家电设备组成。物理设备在市场上均有售，因此，物理设备上不用多考虑，我们主要实现将不同设备按照一定的结构连接起来，使之能够完成我们的预期目标
（六）、社会因素可行性分析
1、法律因素
申请法律保护或相关保险。
法律可行性是考虑要开发系统是否存在任何侵犯、妨碍和责任问题，用户操作可行性考虑待开发软件的运行方式在用户组织内是否行得通，现行管理制度、人员素质、操作知识是否可行。
由于在本系统中是有合同作为双方合作的基础，所以不会存在任何侵犯、妨碍和责任问题。即使存在了，也可以根据合同进行分析，一定有人会负责任，所以此系统完全可以进行开发。
2、用户使用可行性
本系统面向中高阶层的人们消费，主要用于用户实现对家电的统一管理，进行各种相关操作并对家电的状态进行实时检测。
由以上经济、技术、操作和法律四方面的分析可以看出，本系统的开发时机成熟，从多种角度考虑，都是可行的。
（七）、结论
经过以上经济可行性、技术可行性以及法律因素各个方面的研究分析得出，本系统可行。
三、需求分析
（一）、家庭自动化系统工作流程分析
(1)、在用户登录时进行检查，控制不同的用户使用系统的权限;
(2)、对用户的管理，包括对用户信息的增加、删除和修改;
(3)、对指定时间内的操作记录进行管理，包括查看操作记录、手工删除操作记录、记录一次操作以及对失效的记录进行自动清除;
(4)、查看设备的状态，包括对连接到系统控制中的所有设备的状态以及是否出现异常现象进行查看;
(5)、控制子系统接受主系统发送的信息;以及向主系统发送信息;控制子系统将主系统发送的信息，发送给指定的设备;
(6)、对设备进行监控，包括启动监控设备、停止监控设备、监控设备;
(7)、对系统中的设备进行管理，包括增加设备以及删除己经连接到系统中的设备;
（二）、家庭自动化系统需求分析
1、家庭自动化系统的非功能性需求分析
设计家庭自动化系统的目的是完成对家电产品以及相关设备的管理和控制，达到远程控制和使用家电设备的目的，其最终目的是提高人类的生活质量，因此需要具备良好的性能，满足实际工作的需要是十分必要的。
家庭自动化系统的具体性能目标如下:
（1）、系统的快速反应
家庭自动化系统首先要保证的就是系统的反应速度。在设计与实施中采用先进的网络技术和系统，并在应用软件的选择或编制中尽可能采用先进的技术，最大限度地提高系统的响应速度，以便于快速查询。
（2）、系统良好的可维护行和开放性
系统设计应面向未来的发展，提供各种必要的标准接口，以使用户可以根据需要随时添加必要的设备和系统，扩充系统功能。要充分考虑到家庭自动化的发展趋势以及不断变化。
（3）、充分保证系统的安全性
家庭自动化系统中设备的使用具有安全性要求，因此，必须建立一整套的系统安全保密措施，规定一系列访问系统的不同级别的权限，杜绝非法访问。
（4）、友好的人机界面
系统的用户不可能是专业的计算机技术人员，甚至对计算机了解甚少，所以要提供清晰、友好的系统接口，提高系统的可操作性和人机交互功能，最大限度地方便用户的使用。同时系统应能提供的方便的联机再现帮助功能。
（5）、考虑家庭自动化系统中设备发生变化以后的集成
家庭自动化要实现真正的信息化，必须考虑以后系统的集成问题，这样才能使系统不至于很快的就被淘汰。
2、家庭自动化系统的功能模块分析
家庭自动化系统旨在开发出一个符合人类生活需求的家庭自动化模拟系统，该系统主要分为五个子系统:用户登录子系统，灯光控制子系统，家电控制子系统，环境控制子系统和保安控制子系统。
（三）、数据描述1、静态数据
系统中预存的各种标准数据。
2、动态数据
（1）、输入数据
系统所采集的各个实体设备的信息流。
（2）、输出数据
经过各个子系统处理后的对应到各种设备的具体操作的信息流。
3、数据词典。
数据名称：家庭自动化系统
简述：由系统管理员来负责对连接在系统中的各种家电实施具体动作。
数据条目：
系统管理要求=[用户管理|灯光控制|家电状态监测|环境监测|保安控制]
用户管理=登录+用户信息+用户权限
灯管控制=室内灯光+室外灯光
家电状态监测=接入家电数目+家电功能+家电当前状态
环境监测=温度+湿度+调节
保安控制=门窗监控+视频监控
数据文件={用户管理+灯光控制+家电状态监测+环境监测+保安控制+核心子系统+日常报表|文件}
数据量：2000次/天
峰值：每天18：00—20：00有1000次
图4、HAS的层次方框图
图5、家庭自动化系统的数据流图
四、总体设计
（一）、处理流程
（1）在用户登录时进行检查：控制不同的用户使用系统的权限。
（2）对用户的管理：包括对用户信息的增加、删除和修改。
（3）对指定时间内的操作记录进行管理：包括查看操作记录、手工删除操作记录、记录一次操作以及对失败的操作记录进行自动清除。
（4）查看设备的状态：包括对连接到系统控制器中的所有设备的状态以及是否出现异常现象进行查看。
（5）控制子系统接受主系统发送的信息；以及向子系统设备发送信息；控制子系统将子系统发送的信息发送给指定的设备。
（6）对设备进行监控:包括启动监控设备、停止监控设备、监控设备中。
（7）对系统中的设备进行管理：包括增加新设备以及删除已经连接到系统中的设备。
（二）、总体结构和模块外部设计
在应用系统总体设计中，以Servlets为前端控制器，负责管理用户的登录，以及数据的获取等。以会话Bean实现系统的工作流，将会话Bean作为一个外观，来封装应用程序的业务逻辑，业务逻辑再通过实体Bean组件来操作相关数据，从而形成HAS系统的总体结构体系。
图6、系统总体设计结构
（三）、接口设计1、用户接口
本系统的用户界面如下所示:
SHAPE\*MERGEFORMAT
图7、用户登录界面
2、外部接口
本系统采用基于C/S模式的系统主机和系统终端的结构，接口设备不仅要完成系统主机与各个终端之间的标准化物理连接之外，还要完成数据在系统主机和各个终端之间的传送。故接口采用集成式、标准化的设备来完成，实现其功能。
（四）、数据结构设计
1、数据库三级模式结构
数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。
其中模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。内模式也称存储模式，它是数据物理结构和存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方式。数据库的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑的抽象的处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系与转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式|模式映像和模式|内模式映像。正式这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
影响一个系统性能的主要因素是数据库性能和客户端程序设计，所以进行数据库的设计与整个系统的性能、升级等都息息相关，在数据库设计时，要考虑的主要原则有：
（1）、命名的格式规范：为了便于系统适应不同的数据库，数据库中各种对象的命名应采用大小写敏感的形式。
（2）、索引的使用：合理使用索引，如表的规模不大、表需要频繁更新、以及查询字段不确定时，尽量不用索引。
（3）、数据的一致性和完整性：为了提高系统的响应速度，合理的冗余是必要的，所以设计时，要用有效手段保证数据的一致性和完整性。
（4）、数据库性能的调整。
2、主要表结构
将对象模型映射成数据库模型，也就是向数据表转换。转换方式如下：
（1）、一个对象类可以映射为一个以上的库表，当类间有一对多的关系时，一个表也可以对应多个类。
（2）、关系的映射可能有多种情况，但一般映射为一个表，也可以在对象类表间定义相应的外键。对于条件关系的映射，一个表至少应有三个属性。
（3）、减少表之间的冗余字段。
（4）、映射后的表进行冗余控制调整，使其达到合理的安息范式，一般达到3NF即可。
在映射应用对象时，除关系映射规范化后可能出现一对多的表映射外，大多数应用对象与表对象是一一对应的。可以将规范化处理后，有一个应用对象映射出来的多个表看成一个数据库对象。因此当部分应用需求变更时，首先，系统修改可以不涉及需求不变更的部分，其次，变更部分的修改可以基本上只限于追加或删除程序模块或追加新库表，而基本上不必修改原有程序代码或原有库表定义，从而大大减少了工作量，降低了工作难度。
根据对系统所进行的分析，以及对未来系统的扩展考虑，确定数据库中的主要数据表有以下几个：
表1、用户信息表(user–info)
（五）、运行设计
(1)、系统用户或者一般用户通过登录程序Login登录到HAS系统中。
（2、用户通过菜单（主菜单main;以及用户菜单user；家电设备管理菜单appliance；操作记录日志管理菜单log）选择要执行的操作。
(3)、用户从子系统传送过来的请求，通过服务器端控制程序HASServer进行解析，并且发送到相应的类，并将处理结果返回给主系统。
（六）、出错处理设计
当系统在执行中间发现有异常情况发生或被要求执行异常操作，系统要能自动检测到并进行相应的处理或形成报告返回给用户进行相关处理会恢复操作。
1、出错输出信息
在系统进行完相关解析后形成日志保存，并有提示信息被显示给用户或系统操作员。
2、出错处理对策
（1）、联机事务处理(OLAP)是建立在TCP/IP协议上，有多阶段事务处理响应控制，保证事务处理前后台一致性。
（2）、数据库处理事务失败自动回滚技术，保证数据库表的数据一致性和完整性。
（3）、重要数据的校验检查。
（4）、各个子系统的操作监控，异常情况报告；并提供报表等跟踪记录。
（5）、提供友好的用户界面和帮助信息及配合严格的检查，减少用户出错机会。
五、详细设计
（一）、软件结构
图9、系统用例图
（二）、程序描述
面向对象程序设计的基本思想
（1）、面向对象的由来和发展
对象代表着待处理问题中的一个实体，在处理问题过程中，一个对象可以以某种形式与其他对象通信。从概念上讲，一个对象是既包含数据又包含处理这些数据操作的一个程序单元。类用来描述特性相同或相近的一组对象的结构和行为。该语言还支持类的继承，可将多个类组成为层次结构，进而允许共享结构和行为。
后来出现的Smalltalk语言是第一个比较成功的面向对象语言，对后来面向对象语言的发展产生过重大影响。该语言丰富了Simula中类和对象的概念，信息也更加隐蔽，程序设计就是向对象发送信息。20世纪80年代以后，面向对象的程序设计语言广泛应用于程序设计，并且有许多新的突破。特别是随着操作系统和软件项目日益庞大，人们日益需要一种更高效的开发方式，这更加推动了面向对象语言的发展。
（2）、面向对象的要素
面向对象的系统包含了3个要素：对象、类和继承，这3个要素反映了面向对象的传统观念。面向对象的语言应该支持这3个要素。首先，应该包括对象的概念。对象是状态和操作的封装体，状态是存储操作结果的。满足这一点的语言被认为是基于对象的语言。其次，应该支持类的概念和特征，类是以接口和实现来定义对象行为的样板，对象是由类来创建的。支持对象和类的语言被认为是基于类的语言。最后，应该支持继承，已存在的类具有建立子类的能力，进而建立类的层次。支持上述3个方面的语言称为面向对象的语言。
（三）、功能
本系统由灯光控制、保安控制、环境控制、家电控制、用户登录及管理等各模块组成。
灯光控制：实现对室内外所有灯光的时间周期性控制和用户的直接控制；保安控制：实现对室内外所有视频监控设备的周期性工作控制及异常处理，和防盗防火设备的控制及异常处理；环境控制：实现对家庭环境设备（包括花园、阳台、室内温湿度报告）的时间周期性控制以及各设备的异常处理；家电控制：实现对家庭中各个智慧家用电器的人性化控制及各设备的异常处理；用户登录及管理模块：实现用户对各个模块中所用设备的时间周期性定义以及对各个设备的直接管理和控制。
本系统将采用面向对象程序设计的基本思想编写各个模块的程序，实现其应用的各项功能。
（四）、程序逻辑
图10、用户登录模块程序流程图
图11、灯光控制模块程序流程图
图12、家电控制模块程序流程图
（五）、接口
本系统采用基于C/S模式的系统主机和系统终端的结构，接口设备不仅要完成系统主机与各个终端之间的标准化物理连接之外，还要完成数据在系统主机和各个终端之间的传送。故接口采用集成式、标准化的设备来完成，实现其功能。
（六）、测试要点
本系统的最终实现是将各个信号作用于各个实体，即各个家电设备包括照明灯、空调、洒水喷头、门窗监听器、摄像头等具体设备。所以系统测试时，可模拟具体设备的状态信号，将这些模拟的状态信号作用于本系统中，达到测试的目的。
六、软件测试
（一）、测试计划
1、测试方案
本系统的最终实现是将各个信号作用于各个实体，即各个家电设备包括照明灯、空调、洒水喷头、门窗监听器、摄像头等具体设备。所以系统测试时，可模拟具体设备的状态信号，将这些模拟的状态信号作用于本系统中，达到测试的目的。
2、测试项目
主要对各个控制子系统进行模拟测试，包括灯光控制子系统、家电控制子系统、环境控制子系统和保安控制子系统。
（二）、测试用例
1、输入
输入各种模拟设备所能出项的所有信号量值，查看系统反馈。
2、输出
首先列出对应的输入所预期的系统输出值，再从系统中获取的实际值做比较，分析误差。
3、允许偏差
给出实测结果与预期结果之间允许偏差的范围。
（三）、评价
最终经测试得出本系统良好。
七、总结和展望
（一）、总结
针对目前国内的现状，房屋的商品化，人民的生活水平日益提高，信息化产业深入到各行各业，智能家具的要求越来越高，人民希望生活在一个以住宅为平台、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。本系统就是利用先进的计算机技术将与家居生活有关的各种设备、家电有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。通过该系统可以模拟对空调等家用设备的控制。
本课题创建一个系统控制的家庭自动化系统HAS。是家庭自动化系统的一个原型。该系统能控制、监控和协调家电(如空调、洒水装置)，同时该系统能适应变化的。通过识别出HAS中的变化来转变，而且所识别出的变化应该在系统中被实现。本中系统用自动适应变化和手工适应变化两种方式来实现。对于发生了故障的家电，系统通过适当的信息来通知进行故障处理。
（二）、展望
该系统还存在一系列需要优化和改善的地方，如该系统能实现的家电控制目前仅仅添加了三种家电，而且家庭自动化系统不仅仅要实现对家电和设备的管理，还应该能够和其他系统进行连接。如小区的报警系统等。以及火警的监控等。系统对硬件方面涉及较少，如家居系统的布线等。
希望本系统的进一步开发能使国内企业在生产过程中，缩短研制周期，加快产品上市时间，减小前期投资风险，从而在激烈的市场竞争中取得优势地位。同时希望本系统的开发能起到一个抛砖引玉的作用，在不久的将来，市场上能看到国内厂商生产的优秀的自动化产品。
参考文献
[1]李云洪.《家庭自动化系统的研究与实现》[A].同济大学工程硕士学位论文,2006
[2]张海藩.《软件工程导论》[M].北京：清华大学出版社，2008.2-5
[关键字] 环境 有机污染物检测 发展趋势
[中图分类号] X53 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-157-1
随着国民经济的快速发展，我国加快了工业化的进程。在这一过程中，环境污染等问题越来越突出，已经成为了制约经济发展、影响人们生活水平的最为严重的问题之一，而随着科技的发展，有机污染物、尤其是持久型的有机污染物本身所具有的含量低、毒性高等突出特征，已经越来越受到人们的重视。加强环境的有机污染物的监测，对保护环境、发展经济具有重要意义。
1 环境中的有机污染物特点以及监测情况概述
有机污染物最为突出的特点在于，通常都具有持久性，在土壤、水以及大气环境之下不容易降解，具有高毒性、能远距离进行迁徙以及具有生物积累等特征。为了实现有机污染物的削减以及淘汰，2001年5月下旬，联合国环境规划部门在瑞典组织缔结《斯德哥尔摩公约》，在公约中，12种环境有机污染物被划入受控制的范围之中，其在我国国内正式生效的时间为2004年的11月[1]。接着在2009年5月上旬，缔约会议将全氟辛基磺酸等其他9种有机污染物划入控制范围之中，这一公约对实现有机污染物的监测发挥了重要作用，对环境监测工作的探索展开进行重要指导。
当前，经过发展，我国环境的样品之中，主要的几种有机污染物的执行标准内容如表一。
如图表所示，该执行标准中的地表水的质量标准将其他执行标准类别中的环境有机污染物都囊括在了69大项目的有机物之内，事实上，除了东部较为发达的省级环境监测站之外，国内最近几年才能对该69项的环境有机污染物实现分析，包括河北省围场某少数民族自治县的环境检测站仍须全面提升监测和分析的能力。
2 有机污染物的主要监测趋势探析
2.1有机物检测控制的介质多样化发展趋势
在实现对环境有机污染物的监测过程中，各级部门除展开对废气、废水等方面检测外，已将监测范围拓展至对危险废物、农用的污染泥土以及土壤的范围之内[2]。如，自2006年开始，国家就已经成立了土壤污染情况调查与防治项目小组，对国内的土壤环境进行监测，评估关键地区的土壤污染的程度、类型，并对污染原因以及污染导致的风险进行全面分析，同时加强了对污染土壤的修复工艺的研究，建立起与国情实际较为符合的标准体系，实现对土壤环境的监测能力。
在实现对土壤污染监测过程中，相关环境监测范围在国内设置了8km×8 km类型的土壤污染情况普查点，其中监测的有机物的项目包括酞酸酯、有机氯农药等，石油烃以及多氯联苯则为选测的有机项目。为了提升监测质量，在污染较为严重的企业周围的牲畜养殖中心、蔬菜基地等地点做重点监测，对草甘磷、氯丹、艾氏剂、灭蚁灵、氯苯、敌稗以及二恶英类等有机物进行选测，另外，可以按照《危险废物鉴别标准》所规定的12种有机物、监测有机污染物的方法等内容，对环境有机污染物实施有效监测。这一发展趋势说明，当前控制危险的废弃物、土壤环境等多种介质中包含的有机污染物，受到环境监测部分的高度重视。
除此之外，食用产品、生物、植物等介质之内的有机污染物监测虽然属于环保体系不同部门的管辖范围，比如分属于药监、检疫、农林等部门，但是随着环境保护工作全面的开展，环保部门对土壤、空气或者水环境等介质内有机污染物的监测已经达成共识，朝着有效监测方向不断发展。
2.2监测有机污染物的种类逐渐增多
受国内排放标准以及环境方面的限制，能够实现控制的有机物种类比较有限，当前控制种类最多的为地表水环境之中的有机物[3]，在《斯德哥尔摩公约》执行的过程中，我国的环境监测事业不断发展，能够控制的有机物种类正日益增多。在最新修订的土壤以及地表水环境质量执行标准中，有望增多有机污染物的控制类型。
在公约之中，将持久有机污染物定义为人类合成并在环境中持久保存，利用食物链积累，对人体健康造成损害的、难以降解的化学成分或者物质。在2001年，首次公布了12种持久有机污染物种类，包括灭蚁灵、氯丹、狄氏剂、滴滴涕等，在2009年，增加了9大种类，包括了3类杀虫剂以及3类阻燃剂等，我国不断深入分析有机污染物的种类，为提升监测质量提供坚实技术前提。
2.3监测设备自动化水平得到提升
环境中有机污染物的含量一般都比较低，必须提升提取手段除去不必要的干扰物质，实现定量监测。传统的物质提取技术会耗费较多溶剂量，难以掌握监测的可靠程度，随着科技的不断进步，监测仪器实现了自动化，有效解决传统技术带来的问题。如在提取水环境样本之中，使用自动化的吹扫设备、顶空仪器等，保证采集样品处于密封状态，提升监测可靠度，而在对沉积物、土壤等固体环境取样过程中，超声波或者微波萃取等技术的应用范围不断扩大。
3 结语
随着科技的进步和发展，环保部门加强对有机污染物监测的手段技术的研究，增多了监测种类，利用先进的自动化技术降低了监测难度，全面提升环境中的有机污染物的实时监测质量。当前还需在现有成果基础上，加强监测手段研究，对有机污染物检测数据进行分析，得出不同环境下的科学结论，有针对地控制有机污染问题。
参考文献
[1]郝英群.环境监测科研管理相关问题探讨[J].环境监测管理与技术，2003（03）：45.
