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采用C51单片机,根据节能环保的思想,利用光敏二极管电路来判断光线的强弱,来控制LED射灯亮与灭;通过控制PWM波的占空比来达到控制LED灯亮度变化的效果;经过测试,整个电路结构简单、工作稳定。以下是读文网小编为大家精心准备的:论基于51单片机控制的智能LED灯相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:本文中的基于51单片机控制的智能LED灯利用光感技术检测周围光的强度信号,同时热释电红外传感器采集了人体热释电传感信号,将信号传送到处理器,同时再利用单片机的功能来实现控制LED灯的开关调节。
【关键词】: 单片机 闭环回路控制 智能led灯
随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高,照明在能耗中所占的比例日益增加,照明也早已成为我们生活的不可或缺的一部分。在当今社会中,比较普遍使用的有通过声音、触摸、光感等来控制的照明灯具。然而这些都有一定的局限性,不能得到最大化的利用。
LED灯寿命比较长、省电、比较环保,正式由于这些优点的存在以及等下对LED灯的大力研究,因而LED灯走上了历史的舞台。采用LED灯作为我们社会的首选照明用具,肯定可以节约很多电能,节电的意义非凡,不但减少发电过程中的污染,还能为我们的后代留下财富。因此节电是件利国、利民、利己的好事。而本设计能最大限度的节省日常照明所消耗的电能,有着巨大的经济环境效用。
1.1控制板
控制板主要由以下几个部分组成:
MCS-51单片机、8位的微处理器、片内为128个字节,片外最多可外扩至64k字节数据存储器、程序存储器、5个中断源,2级中断优先权的中断系统、2个16位的定时器/计数器、1个全双工的串行口、4个并行8位I/O口、21个特殊功能寄存器。
1.2光照检测
方案一、采用光敏二极管或三极管等光传感器件把环境亮度转换成相应的数字电平,然后直接接入单片机IO引脚。
方案二、采用光敏电阻把环境亮度转换成相应的电压值(模拟值),然后通过运放后给单片机输入一个标准的数字信号。由于光敏电阻属于纯阻性器件,所以采用方案一。
1.3人体检测
人体检测主要通过菲涅尔透镜来完成,当人进入感应范围,人体释放的红外光透过镜片被聚集在某个同心环上,然后生成一个光信号,再通过探头将光信号转换成电信号来工作。
1.4热释电传感器
热释电红外线传感器用于检测人体辐射的红外线,然后通过一定的方式转换成电压信号,将电压信号投入到工作中。
人体热释电检测电路图如下:
检测对象—菲涅尔透镜—热释电红外传感器—信号处理电路—Vm
1.5照明设备驱动
方案一、采用可控硅控制。可控硅又称晶闸管,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件。其具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。
方案二、采用继电器控制。继电器是一种当输入电、磁、声、光、热等达到一定值时,输出量发生跳跃式变化的自动控制器件。其动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小,所以广泛应用于运动、遥控、电力保护、自动化、测量和通信等装置中。根据不同的结构,可以将其分为电磁继电器、热敏干簧继电器、固态继电器、磁簧继电器、光继电器等。由于电磁继电器简单易用,开关状态极其容易判断,所以本设计采用电磁继电器来控制。
首先光照射到LED灯系统上,软件系统会对光照进行检测以及做出相应的反应。亮度调节分为三个阶段,当周围光强信号高于设定值时所有LED灯关闭。当周围光强度信号低于设定值时控制器打开一部分LED灯,光强信号低于更小的设定值时在打开一部分LED灯,光强信号低于最小的设定值时全部LED灯打开。进入深夜则会自动变暗减少能耗,检测周围有人时根据此时光强情况调节亮度,达到最大限度的节约电能和却不影响正常照明的目标。
3.1工作电压低,能耗低的LED灯构成照明设备
相对于普通的led灯,我们的led灯有以下优点:
1)全自动光敏开关,节能省电;
2)天亮自动关闭,天黑会自动开灯,从此,孩子睡觉不再怕黑,同时告别晚上睡醒时强光对眼睛的刺激;
3)智能感应:当有人、车进入产品的探测范围后,智能感应器工作打开灯具,离开探测范围后自动熄灭;
4)智能延时:智能感应灯以检测到的最后一次活动物体的时间为起始点,自动延时熄灭,不会造成中途熄灭的情况;
5)工作方式:感应开关接通后,在延时时间段内,如有物体活动开关将持续接通,直到活动物体离开;
6)亮度调节:根据外界的光线强度,自动识别白天黑夜,控制开关是否工作,并且可通过51单片机控制led灯的驱动电路来调节其亮度,达到节能的效果;
7)发光效率高,消耗的能量较同光效的白炽灯较少80%,较荧光灯减少50%;
3.2利用MCS-51单片机进行控制MCS-51单片机具有以下几个优点:
1)可靠性高;
2)控制功能强。具有丰富的控制指令;
3)实用性好。体积小,功耗低,价格便宜,易于产品化;
3.3多个led灯并联集成在一起控制亮度
通过光敏电阻检测外部光亮,然后通过51单片机控制led灯的亮灭个数,从而达到亮度控制。
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与常规的充电器相比,多能源手机充电器有着明显的优势。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于单片机的多能源手机充电器设计与研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:与常规的充电器相比,太阳能充电器有着明显的优势。文章介绍一种多用太阳能手机充电器,该设计利用单片机控制,用软件完成绝大部分任务,辅以简单的外围电路,实现软件和硬件的结合,便于手机的使用和能源的利用。
【关键词】:太阳能电池板 控制 单片机 DCDC变换器
由于化石燃料的燃烧,导致了全球环境污染和能源短缺,不可再生能源已经是进入紧急状态,能源危机越来越制约着国际社会经济发展,全球能源日益紧张并且环境污染越来越严重,我们必须开发使用清洁、可再生能源。目前使用最广泛的是太阳能、风能,同样温差能也开始受到广泛关注。
太阳能是一种可再生且无污染的自然资源。越来越多的国家已经使太阳能资源成为了各国经济发展的新动力。太阳能电池通过使用太阳发出的光能和材料相互作用产生电,来避免环境污染的可再生能源。这对改善生态环境,缓解温室气体等方面具有重要的意义。
风能,是一种公认的廉价环保且资源丰富的可再生能源。风能的储量非常丰富,并且是持续产生的。对于风力发电的技术相对成熟且开发成本较低,很适合大规模开发利用。由于风能具有该优点,所以得到了各国的高度重视和大力开发使用。
温差发电器是能将热能直接转化成电能的固态装置。美国科学家汤姆逊在研究鲨鱼鼻子时发现,鲨鱼将外界环境温差转换成电信号,传输给大脑来掌握海洋温度。并通过大量实验研究,发现了汤姆逊效应。基于该理论开发而成具有将温差转换成电压的半导体发电片。由于温差发电的转换效率低,造价高,仅在必要条件下才会使用,其开发潜力仍不小。
目前,采用单一的新能源技术充电,极易受到受环境影响,而达不到预期的发电效果。太阳能和风能两种资源都是取自自然环境,而自然环境又是瞬息万变的,所以采用单一的发电技术,很显然会存在不稳定的弊端,难以长期提供连续的电能。为了避免采用相当大的储电装置,对资金浪费,同时占用大量的场地。在此情况下,采用多种发电方式进行互补是必要的。根据我国所处气候区,该气候具有很强的互补性。例如冬天,太阳能辐射的强度较弱,风力较大;夏季,风力较小,太阳能辐射强度高。同时,白天风力较小,太阳能辐射强度大;黑天太阳能辐射强度接近为零,风力较大。因此,太阳能和风能具有极强的互补性。
2.1 系统整体结构设计
在全球能源危机越发显著的当下,开发和使用新能源已是大势所趋。为此,本课题在太阳能、风能、温差能方面,进行深度研究,提出并设计一套基于上述三种新能源技术的充电器,具体设计如下:硬件方面:新能源充电器主要由如下几部分组成:单片机模块、模数转换模块、液晶显示模块、降压稳压模块等。
系统由STC89C51 控制,模数转换芯片PCF8591 采集太阳能电池板输出电压电流、风力发电机输出电压,显示在液晶屏中;太阳能产生的电压,经降压稳压电路转换输出5V 电压,实现手机充电。温差能发电量较小,所以仅留出接口,方便采用万用表测量。
2.2 单片机系统电路设计
本设计中,微处理器选用STC89C51 单片机。51 单片机设计电源电路、复位电路、时钟电路,才可以使STC89C51 单片机稳定可靠地运行。设计中电源电路选用AOZ1016 降压稳压芯片,经过降压得到5.3V 电压,该电压可以满足单片机的正常工作。复位电路采用上电复位,实现上电后即复位。
时钟源电路采用无源晶振设计的,选用11.0592M 晶振作为系统的时钟源。此外,单片机直接驱动1602 液晶屏,显示电压信息。
2.3 降压稳压电路设计
本设计采用典型的BUCK 型电源芯片-AOZ1016 芯片作为降压稳压芯片。该芯片采用SO-8 封装设计而成,内部集成P 沟道场效应管和肖特基二极管,使外围电路非常简单。
2.4 A/D 转换电路设计
PCF8591 是具有IIC 总线接口的8 位A/D 及D/A 转换器。有4路A/D 转换输入,1路D/A 模拟输出。这就是说,它既可以作A/D 转换也可以作D/A 转换。A/D 转换为逐次比较型。电源电压典型值为5V。引脚功能如下:
PCF8591 芯片的模拟通道0 检测手机手机充电电压,模拟通道1 检测风能发电的电压,模拟通道2 检测太阳能电池板发电电压,模拟通道3 检测手机充电电流。
2.5 充电控制电路设计
在实际应用中,为了保护手机免收过高的电压冲击而烧坏,本系统设计了充电控制电路。结合A/D 转换电路,如果电压超过5.5V,则断开充电电路,从而保护手机。同时,也设计了按键控制充电回路通断的功能。
本设计的基本过程是从太阳能电池板获取太阳能后,进行电压的降压供系统供电和手机充电。而PCF8591 随时进行数模转换,将风能产生的电量、太阳能电池板发电电压、手机充电电压和电流等数据进行实时采集,然后进行LCD 液晶显示屏显示。另外,手机是否充电,以及充满电后,均通过单片机控制充电电路的通断。
本手机充电器系统的设计分为硬件电路设计和程序设计两个部分,硬件电路设计属于电路设计工作,通过对方案和可行性的分析,确定由89C51 单片机完成主电路的控制和测量,首先展开对主要电路与控制硬件电路设计,硬件电路的设计主要是设计电路原理图和原件,芯片参数的确定。在硬件电路设计上遇到不少麻烦,最初稳压电路想用LM7805,但后来发现设计要求中要求只利用升压,而LM7805 涉及降压,因此改换aoz1016 芯片来升压,再将电压输入usb 接口进行控制充电。并且在后期换掉了ADC0809 改用PCF8591这个四路的AD 进行数模转换。考虑到太阳能电池板输出电压随时波动,所以采用AOZ1016 降压稳压芯片,产生5.3V 的稳定电压,实现手机充电,并给单片机系统提供电源。采用51 单片机以及A/D 转换芯片,采集手机充电的电压值,并且显示在1602 液晶屏上。
本设计首先进行硬件设计和加工制作,在完成硬件加工,进行软件编程。最后得到完整的实物。通过对实物的功能测试,发现整个设计可以满足将太阳能为主要能源转换成电能,并直接给手机充电。在测试过程中,功能达到要求,符合设计需求,具有实际应用价值。
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访问控制是几乎所有系统(包括计算机系统和非计算机系统)都需要用到的一种技术。它是按用户身份及其所归属的某项定义组来限制用户对某些信息项的访问,或限制对某些控制功能的使用的一种技术,如UniNAC网络准入控制系统的原理就是基于此技术之上。访问控制通常用于系统管理员控制用户对服务器、目录、文件等网络资源的访问。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于的Windows Azure平台下的访问控制模型的设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着互联网中的云计算应用越来越广泛,微软,谷歌等IT业巨头都在不断的扩建自己的云计算平台,但是伴随着云计算应用范围的不断增大,信息安全已经成为了制约与计算平台发展的重要原因之一,一些涉及到网络安全的技术逐步被人重视,Window Azure平台是微软2008年开发的一款云计算平台,其主要作用是通过Internet平台为其他运行的应用程序服务,最大可能的保证性能不降低。如何能够最大限度的利用Win⁃dows Azure平台的数据存储安全技术,从而能够保证云计算平台具有开发的安全性和灵活性是目前研究的重点。目前访问控制技术是元计算平台领域中一种非常重要的技术,它的思想是采用一定的策略,首先对主体进行验证,然后对客体的访问权限进行设置,可以很好地保证云计算环境中的访问权限的的安全性,从而保证云计算机节点的资源能够合理的被使用,从而避免来自系统内部的破坏。
访问控制是一种重要的技术,是保证云计算平台的信息机密性和完整性的重要组成部分。本文针对在Windows Azure 云计算模型的基础上,针对现有的任务-角色访问控制模型,提出一种新的访问控制模型。该模型可以在一定程度上有效地减少资源调度的耗时以及数据访问控制的安全性。
在云计算平台的环境中,由于云端客户的数量逐渐增多,这就要求Windows Azure云计算服务商提供的安全性的资源也在逐渐提高。由于云计算环境中对资源的保护和限制访问的要求比较高,云计算资源的云端用户的种类层次不一,自身的安全性等级不一,自身存在一定的风险。因此在这样的背景下,需要制定更加详细的策略来进行控制,从而来保证系统安全的正常运转。
在Windows Azure 模型中,访问控制最关键的就是如何进行授权即授权策略的制度,在进行授权策略下,能够得到授权的用户就是合法用户,无法得到授权的就是非法客户。在WindowsAzure中,需要了解访问主体能够对哪些客体在什么样的条件下进行授权访问,通常访问控制模型由主体、访问、客体三个主要部分组成。
2.1 基于角色的访问控制
基于角色的访问控制(RBAC)的研究是上个世纪提出的一种访问控制技术,它通过在用户和访问权限中加入了角色这个概念,从而将用户与访问权限进行了有效的分离,同时最大限度的保证了用户和权限之间的分离,这种分离的优点就是可以让用户与角色之间达成1∶N的角色分配,同时保证角色与访问权限之间也是1∶N的联系方式。RBAC模型的优点是在一定程度上实现了用户与访问权限的分离,在一定程度上保证了动态的访问约束,系统实用性比较强,缺点如下:(1)权限粒度约束不够细化,导致用户权限过宽;(2)权限授予过程复杂;(3)功能和数据权限始终都在一起,无法分离;(4)缺少对客体特征的描述,特别是在云计算环境中的分布式的应用非常频繁,但是每一次过程都需要通过角色来转变,无法面对Windows Azure云计算下的任务流的控制执行。
2.2 基于任务的访问控制
基于任务的访问控制模型(TBAC)是一种新的安全模型,主要是采用了任务工作流的特性,将任务概念引入到访问控制模型中,从而将访问控制中的任务进行动态的管理。通过平台中的任务来对权限进行划分,在TBAC中,主要能对不同的工作流中的不同任务进行访问控制,优点是适合云计算环境下的分布式计算。缺点是没有对客体进行管理,不支持被动访问控制,存在任务分配复杂等问题,从而降低了效率。
3.1 云计算现状
云计算技术的快速发展已经涉及到计算机的众多领域,传统的安全保护手段已经无法适应这些变化。在Windows Azaue云计算模型中,服务商提供数据的计算和存储,面对云端的众多用户,这些多用户通过Windows Azaue平台可以将自身的相关私有数据放置到服务器上进行存储和管理,在一定程度上降低了用户的成本,但同时对Windows Azaue服务商提出了一定的要求。如何保障多用户下的数据进行管理,防止涉及安全问题的发生,这是目前Windows Azaue云计算服务商面临的主要的问题。
3.2 多用户访问控制模型
本文在的基础上,将面向多用户的访问控制模型分为用户层和平台层,用户层主要是用来管理用户-角色-任务-权限之间的使用关系,平台层主要是分配权限,角色和任务之间的关系。为了更好地描述多用户的访问控制模型,本文在任务-角色模型的基础上,对模型中涉及到的一些概念进行描述:
(1)角色:云计算中担任访问能力的主体。
(2)任务:云计算中用来完成用户提出的具有一定功能的最小单位内容。
(3)权限:云计算中具有访问资格的描述
(4)权限分类:云计算中用户访问要求不同,导致受到访问的资格不同
(5)会话:云计算中的用户与角色之间建立映射的过程,实际上过程是用户与系统之间交互的过程。
(6)会话交互:云计算中用户访问云计算服务商提供服务的过程。
(7)会话的角色集合:云计算中参与会话过程中的角色映射。
(8)角色继承:云计算中为了满足不同的角色需要访问多种不同的资源的要求,在角色的属性和方法的设置中,通过角色继承来进行完成,从而可以避免重复设置。
(9)任务关系:云计算中根据任务之间的分配关系可以分为一对一,一对多,多对多的分配关系。
3.2.1用户层模型
在Windows Azaue 多用户的用户层中,为了能够更好地方便用户-角色-任务和权限之间的关系,本文采用层次化的结构模型,通过按照角色和权限从高到低来进行设置用户的级别,在设置过程中,根据Windows Azaue云计算资源平台中对于多用户分配的资源要求,在层次化结构模型中,通过对用户分配权限,粒度从小到大。
定义1:用户定义User: =( User_ID∈U_ID, User_name∈U_name, User_Role∈U_Roleset,User_Task∈U_Task)。
定义2:角色定义Role: =( role_ID∈Role_id,Role_name∈Role_N,role_roleList∈Role_L)
定义3:权限定义:Premission:=( Premission_ID∈Premission_ID, Premission_name∈Premission_n, Premission_role∈Premission_R)
定义4:任务定义Task:=< Task_ID∈User_ID∩role_ID∩Permis⁃sion_ID,Task_name∈Task_N,Task_role∈Task_R >
3.3.2平台层模型
在Windows Azaue多用户平台中,将权限和角色的进行合理的映射,在每一个角色节点中,需要进行管理和控制角色与权限的创建与分配,其中,每一个管理节点需要创建或者修改操作权限,在该平台模型中对于角色和权限的管理进行合理的配置。
定义5:管理角色定义Administrator_Role ex⁃tends 角色定义Role: =( Administrator_IDAdministrator_id,Administrator_Rolename∈Admin ⁃istrator_Role_N, Administrator _roleList∈Role_L)
定义6:管理用户权限定义Administrator_Per⁃mission extends Permission: =(Administrator_Permis ⁃sion_ID∈Permission_ID, Administrator_name∈Per⁃mission_N, permission_role∈Permission_R).
为了更好地体现出平台层模型的优点,本文在平台层设计上通过组织模型角色的构建方法,将管理角色结构分为了底层平台管理角色权限,中间层平台管理角色权限和用户层平台管理角色权限管理三个部分。底层平台管理角色权限主要是针对平台中所有的基础权限管理,中间层平台管理角色权限主要是针对平台中专有资源权限管理,用户层平台管理角色权限管理主要是针对所有用户的角色管理。
3.3 访问控制模型的实现
为了进一步描述有关访问控制模型的实现,本文以本地学校图书馆服务器作为云计算资源服务器,将处于同一个城市的其他几所学校的客户器作为云端客户,建立树型的组织模型,从而将这种组织模型想访问控制模型转换,在访问控制模型中,主要针对用户登录,权限访问控制以及权限管理三个部分进行描述,用户首先进行身份验证,然后系统为用户加载权限,用户根据权限来获得对应的功能,最后获得相应的功能权限对应的数据对象。
(1)登录验证
登录验证是为了更好的保护用户的合法信息,采用控件chenkUserForm 进行iaoshu,能确保用户输入验证的合法性。
(2)权限访问控制
Windows Azaue模型中的权限访问控制能够在一定程度上保证用户访问权限资源,本文在树型模型的基础上,设计首先向用户加载包含一级节点的初始华,然后通过层层级联加载访问叶子节点,提高了用户访问效率,用户在之前的访问登录获得了用户Userid作为参数,从而获得用户对应的角色所需要的权限。用户通过树型组织结构,点击初始权限树中叶子节点对应的功能权限。在层次加载中,判断用户点击所获得节点加载路径来确定是否能够访问到该节点。
采用了这种加载方式之后,用户可以根据自己的需要来显示相应的功能权限,不需要每次都登录展示整个权限,提高了高效访问控制。
(3)权限管理控制
在用户权限树中设定的Checkbox构造出用户权限管理树,通过点击选中活取消用户权限管理树中的节点,能够非常方便的实现角色权限的授予。
(4)系统验证和分析
为了更好的验证本文模型的具有的时效性,本文采用在酷睿i3,内存为4G的系统中运行,将本人所在学校的图书馆作为云服务端,其他同一个地区的学校的图书馆作为云端访问点,通过CloudSim进行仿真实验,本文假设在云端客户模拟500个访问图书查询要求向云服务端发送查询请求,在云服务端中采用Windows Azaue模型进行服务器的设置,将本文的模型与其他几种模型在访问数量,任务平均完成时间,网络消耗时间上进行了对比。
本文的访问控制模型在一定程度上有效的缩短了访问时间,虽然相差不大,但是由于其他三种算法没有将控制模型安全因素考虑进去,所以,本文的模型具有一定的实际意义。从图2中可以发现伴随着云端客户的访问量增多,本文的模型有效的降低任务完成时间,相比于角色-任务模型已经有了很大的改变。伴随着访问数量的不断增大,网络访问失败率已经有了明显的降低,这在一定程度上说明了本文的算法在云平台模型下的控制在优于传统的访问控制模型。
在微软推出的Windows Azaue 云计算模型中,访问控制安全已经成为了研究的重点,本文在传统的角色-任务模型上,提出了面向多用户的访问控制模型,在模型中采用了用户层和平台层两种表示,在用户层中对角色、任务、权限进行了定义,在平台层中针对用户登录,权限访问控制以及权限管理三个部分进行细分,通过仿真实验,本文的模型相比于传统的角色-任务模型具有一定优越性,但在角色继承,模型冲突等方面需要进一步的研究。
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智能交通控制系统是一个基于现代电子信息技术面向交通运输、车辆控制的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。说白了就是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈RFID下的智能交通控制系统功能模块的电路设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着城市汽车数量的急剧增加,城市交通拥堵日趋严重,如何快速、准确地采集各种交通数据,合理进行交通诱导,有效缓解城市交通压力,已经成为交通工程领域亟待解决的关键问题。针对上述问题,文章设计了一种基于高频RFID(Radio Frequency Identification)的车辆位置数据采集系统,构建出智能交通控制系统功能模块的电路设计方案。
RFID 技术,即射频识别技术,是一种不需要实际物理接触即可自动完成目标识别的高新技术,具有可靠性高、数据存储量大、抗干扰能力强、响应速度快、标签内容可读写及高性价比等诸多优点,近年来被广泛应用于物流、运输、工业生产和智能交通等领域。该系统的研究与实现将能很好地完善城市交通信息感知体系,有着很显著的社会效益和经济效益。
(1)路侧设备安装简单、部署范围广,不会有应用“死角”的存在;(2) 车载设备只有一张电子标签,不会涉及车辆改装等复杂问题;(3)可以实现车辆定位、车速测量、交通状态判别等多种功能;(4)具有谷歌地图显示、表格显示、文本显示等多样化显示功能;(5)设备成本低、经济效益好。
一个标准的射频识别系统主要由应答器(电子标签或射频卡),阅读器(读写器)和对应的应用系统三部分组成。
2.1 电源模块
控制器主板可使用12/5V 两套供电电源,但AT91RM9200 多工作于3.3V,因而,其他的器件在也应为3.3V。电源系统的变换开关为AC/DC 型,功率为10 瓦,其电压输入在156VCA 至265VCA 之间,开关电源输出+12V、+5V,其他电源电压则通过三端稳压芯片产生,其中,+5V 电源通过两个三端可调稳压芯片LT1085 产生+1.8V和+3.3V,从而为ARM 处理器及相应的外围电路供电。LT1085 芯片通过选择两个合适的电阻能够输出的电压范围为1.2V 至15V,例如+3.3V=1.25V×(1+R322/R323)。
2.2 RTC 模块
在通讯、干线或者区域协调控制中,交通的控制器还要通过对等的时间点进行同步,为了能够确保时间的同步,需要设计RTC 对时间进行校对。RTC 既能够提供可以进行编程的实时时钟,还能够在断电之后立刻启动备用电源。
2.3 复位电路
AT91RM9200 处理器有NRST 以及NTRST 复位信号,这两种复位信号中,前者用于系统的复位,而后者则用于JTAG/ICE 复位,能够对处理器中的ICE TAP 控制器初始化,从而使得连硬件仿真器在进行初期调试时更为便捷。在所有时间段,复位信号仅仅有一个有效的,都能够让ARM 处理复位并且将复位向量指向的地址处开始执行程序。
2.4 功率驱动电路
功率驱动电路用以进行大功率交通信号灯的驱动,采用了固态继电器(SSR)。额定电流以及额定电压分别为5A 以及400VAC。固态继电器的驱动是直流+5V。外部的C208、R313 组成浪涌吸收电路可用来保护固态继电器不受损害。相比于双向可控性,功率驱动电路集成程度更好,稳定性更好,但相应的优点也使得其造价较高,相对而言,价格更为昂贵。
2.5 射频信息采集模块
无线射频识别(RF1D)交通监管技术是未来实时交通信息采集主要的发展方向,在本设计中,在实时采集交通流量中充分运用射频识别。
相比于传统的采集方法,该方法能够持续获取相应的数据,并能够准确直接反应出实际交通量,无线射频识别能够对车辆进行实时追踪,并将所获取的交通数据以互联网为媒介传输到交通控制中心,而交通控制中心能够将所获取的交通数据进行总结分析得出当前的交通状况,并将相应交通状况通知给行驶在路上的司机,通过电子地图实时显示交通状况,进而引导交通,缓解交通堵塞。
该技术的运用能够在对交通流不影响的前提下进行交通数据的采集,这也大大优化了交通状况。通过射频识别进行交通数据采集的工作原理为:阅读器和应答器以电磁波作为媒介,进行能量的传输与数据通讯。
在整个工作过程中,读卡器首先通过天线传输加密数据载波信号到RFID 汽车标签,之后标签的发射天线工作域被激活,同时将加密的载有目标识别码的高频加密载波信号通过某种调制方式经卡内高频发射模块发射出去,接收天线接收到射频卡发来的载波信号,在读卡器进行处理之后,提取出相应的目标识别码,并将识别码传输到计算机中,从而完成了预设的系统功能和自动识别。
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当前高职学生的英语作业存在许多问题,不能有效地促进英语学习。多元智能理论倡导因材施教的教学观,给学生多样化的选择,因为,每个学生都有自己的优势智能领域,有自己的学习类型和方法。因此,以多元智能理论为基础,对高职英语作业进行设计和研究,充分发挥学生的潜能,可以达到较好的英语教学效果。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于多元智能理论的中小学英语课外作业设计研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】英语课外作业是中小学英语课堂教学的延伸和补充,对于提高英语教学质量有着举足轻重的作用。为了解决当前中小学英语课外作业设计中存在的问题,本研究将多元智力理论引入到中小学英语课外作业设计中,并以语言智能和音乐-节奏智能为例设计中小学英语课外作业以促进课外作业设计进行改革。
【关键词】多元智能理论 中小学英语 英语课外作业设计
英语课外作业设计是课堂教学的延伸和补充,是理解、巩固和运用课堂所学知识必不可少的途径,是中小学英语教学过程中必不可少的一个环节,对于提高英语教学质量有着举足轻重的作用。然而当前中小学英语课外作业现状不容乐观,具体表现在以下几个方面:课外作业形式及内容单一、课外作业量太大、课外作业无层次性、课外作业设计缺乏系统性、课外作业功能单调等等,这导致学生对英语课外作业失去兴趣,达不到预期的教学效果,进而影响英语学习。同时,中小学学生本来学习压力就大,课外作业设计的不科学性更增加了学生的学业负担,这不仅无助于学生的学习和成长,也失去了课外作业原本应有的意义。因此,如何科学有效地设计课外作业、减轻学生课业负担、走出课外作业困境就成了一个急需解决的问题。为了解决当前中小学英语课外作业设计中存在的种种问题,也为了弥补当前研究的不足,本研究将多元智力理论引入到中小学英语课外作业设计中,基于多元智能理论设计课外作业,树立个性化作业观,根据不同学生的特点设计作业,关注和重视学生的个体差异,使学生课外作业的完成过程成为学生自我展示,自我升华的过程,以达到学生多元智能全面协调发展的目的。
多元智能理论是20世纪80年代中期以来风靡全球的教育理念。它是由美国当代著名心理学家和教育学家霍华德?加德纳于1983年在专著《智能的结构:多元智能理论》一书中提出的,并在后来的研究中得到不断发展和完善。加德纳认为人类至少存在八种以上的思维方式,据此他提出了人的八种智能即语言智能、逻辑-数理智能、视觉-空间智能、音乐-节奏智能、身体-运动智能、人际交往智能、自我认知智能和自然观察者智能。多元智能理论自提出以来,一直受到国内外学者的关注,并在研究中不断完善和发展。在笔者的研究过程中,多元智能理论发挥了很大的作用,与课外作业设计的结合运用,使得笔者能够针对课外作业设计中存在的问题找到合理的解决方法。
3.1基于逻辑-数理智能的英语课外作业设计
在传统意义上,逻辑-数理智能好象在理科中强调的比较多,与英语教学没有太大关系。其实不是这样的,在英语教学中对文章大意的理解、对于篇章结构的分析、寻找文章的时间线索、逻辑线索等方面就需要用到这种智能。英语教学对这一智能的利用和发展首先体现在进行听、说训练上,教师指导学生利用必要的语音、语调、语法、词汇等语言知识及已有的背景知识进行思考、假设、揣摩意义,或预测内容的发展等思维活动。因此,教师可以设计如联词猜词等形式的课外作业来培养学生的逻辑-数理智能。
对于小学生,教师可以设计以下课外作业:
(1)在学习了动物后,教师可设计一些根据提供的线索猜测单词的课外作业;
Its an small animal,living in the sky,and it can fly.Im a/an.(bird)
Its an small animal,living in water and on land,it can swim in water and jump on land,its green and it has a big mouth.Im a/an.(frog)
Its a small animal,living in the night,can run very fast,and it doesnt like cats.Im a/an.(mouse)
Its a cute and small animal,living in the holes(洞),can jump,likes grass and its eyes are red.Im a/an.(rabbit)
(2)在学习了数字后,教师可设计一些简单的计算问题,如:“How many students in our class?”“How many girls and boys?”等,要求学生写出算式并回答,以此来锻炼学生的逻辑-数理智能。对于中学生,教师可以设计以下课外作业:
(1)让学生根据课本内容续写课本故事的结局或根据最近看的电影续写结局;
(2)在英语教学过程中运用趣味数学的方式培养学生的逻辑-数理智能,可以设计一些简单的应用类课外作业,如There are one thousand eight hundred and fifty apple trees and banana trees,two thousand eight hundred and fifty apple trees and pear trees,two thousand nine hundred and twenty banana trees and pear trees.Which tree is the fewest?And which tree is the most?
基于逻辑-数理智能的课外作业设计对学生来说是非常必要的,它不仅可以促进学生的英语学习,还可以培养学生分析问题、解决问题的能力,以及利用现有条件推理判断的能力,促进他们逻辑-数理智能的发展。
3.2基于视觉-空间智能的英语课外作业设计
视觉-空间智能强的人对色彩的感觉很敏锐,喜欢想象、设计及随手画,喜欢看书中的插图。这一类的人在学习时是用意象及图像来思考。因此,教师应当顺其势,扬其长,在英语课外作业设计过程中教师可以设计基于视觉-空间智能的课外作业发展学生的视觉-空间智能,例如布置一些绘画的作业等等。
对于小学生,教师可以设计以下课外作业:如学习了“Meet My Family”这一课时之后,教师可以设计以下课外作业供学生选择完成,并让学生下次在课堂上评出最佳作品,展出于教室的学习园地。
(1)画一张全家福,用英语标出家庭成员并标出他们最喜欢吃的水果;
(2)设计一棵Family tree,用英语标出家庭成员并标出他们最喜欢的颜色;
对于中学生,教师可以设计以下课外作业:如学习了人教版八年级上册“Unit 4 Whats the best movie theater?”这一课时之后,教师可以按照课程要求组织学生看一次英文电影,看完后设计以下课外作业让学生完成。
总之,在中小学英语课外作业设计中,教师应当掌握多元智能的理论,领会多元智能理论的意义,愿意去深入了解每一位学生的智能发展倾向和学习风格,改变自己以往传统的课外作业设计方式,尽可能以多元方式呈现不同的课外作业。同时,对于八种不同的智能领域给予公平的对待,基于八种智能设计课外作业以适应不同学生的需要,提供学生更多探索的机会,让学生完成课外作业的同时充分发挥自己的特长,开发自己的智能,体验到成功和快乐,让英语课外作业真正成为放飞学生才能的舞台,真正地做到“一切为了学生”“为了一切学生”和“为了学生一切”。因此,笔者认为基于多元智能理论的中小学英语课外作业设计应该成为一种新型的英语课外作业设计理念,以推动中小学英语课外作业设计进行改革。
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21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源,水资源问题已不仅仅是资源问题,更是关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。基于此,采用节水、节能的灌溉方法已成为全世界灌溉技术发展的总趋势,推广节水灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于物联网Android平台的远程智能节水灌溉系统设计分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
基于物联网Android平台的远程智能节水灌溉系统设计分析全文如下:
【摘要】:针对农业灌溉中的水资源浪费问题和灌溉远程控制问题,对物联网相关技术进行研究,设计了基于物联网Android平台的农业远程智能节水灌溉系统,实现了对多传感器节点(空气温湿度、光照、土壤湿度、电磁阀、变频器等)远程采集和控制,以及对多个控制器节点的远程监测与控制。系统不受时间地域限制,用户可以通过Android移动终端实现对智能节水灌溉系统的监测和控制。系统采用CC2 5 3 0作为无线传感器芯片、OK6 4 1 0作为控制器节点芯片。实测结果验证了该设计的可行性和有效性,可为远程智能节水灌溉提供平台支持,能够满足农业节水灌溉的需要。
【关键词】: 节水灌溉 远程 智能 物联网 Android
我国是一个干旱缺水严重的国家,淡水资源总量为2. 8 万亿m3 ,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第4 位; 但人均只有0. 22 万m3 ,仅为世界平均水平的1 /4,是全球13 个人均水资源最贫乏的国家之一。淡水资源中灌溉用水总量约占全国总用水量的1 /2 以上,而且灌溉用水效率相当低,平均灌溉水利用率仅约40%,发展节水灌溉是缓解我国水资源紧缺和促进农业可持续发展的关键所在。农业要发展,水利要先行,我国水资源缺乏,有效合理地利用水资源就必须要大力发展节水灌溉,同时节水灌溉也是农业现代化的一个标志,其增产增效、节约劳动力和提高土地的利用率等诸多的优越性决定了它是未来发展的必然趋势。
物联网就是通过条码与二维码、射频标签( RFID) 、全球定位系统( GPS) 、红外感应器、激光扫描器及传感器网络等自动标识与信息传感设备及系统,按照约定的通信协议,通过各种局域网、接入网、互联网将物与物、人与物、人与人连接起来,进行信息交换与通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。
随着我国国民经济的迅速发展,农业生产必将采用各种各样先进的技术,以提高农作物产量,节约资源。本研究针对传统灌溉和灌溉控制方式的各种缺点,通过WCDMA 技术和无线传感器网络技术的结合,实现了利用Android 移动终端对灌溉系统的远程控制,并通过基于土壤湿度的控制方式实现对农田进行自动适时适量的灌溉。
智能节水灌溉系统中分布多个环境传感器节点、电磁阀控制节点和变频器控制节点。土壤环境、空气环境参数由环境传感器节点采集,滴灌管道由电磁阀控制节点实施开关控制。为了确保灌溉供水的稳定性和可靠性,达到节水目的,设置一个变频器控制节点来实现全自动变频恒压供水。控制器节点通过Zig-Bee 网络采集环境传感器节点、电磁阀控制节点和变频器控制节点信息,控制电磁阀控制节点和变频器控节点状态; 现场采集的信息通过移动互联网络和Internet互联网由控制器节点负责发送到远程监控中心,Android 移动终端接收远程监控中心传送过来的采集信息,可对智能节水灌溉系统进行实时的监控。远程智能节水灌溉系统的结构组成为: 无线环境传感器节点、无线电磁阀控制节点、无线变频器控制节点、控制器节点、远程监控中心及Android 移动终端。
为了解决智能节水灌溉系统的供电技术问题,系统采用太阳能供电方式对环境传感器节点、电磁阀控制节点、变频器控制节点、控制器节点进行供电。无线传感器模块选用ZigBee 技术的新一代SOC 芯片CC2530。该模块主要负责对空气温度、空气湿度、光照和土壤湿度等环境参数的实时采集,使用ZigBee 协议将采集到的数据发送到控制器节点ZigBee 模块,同时接收来自控制器节点ZigBee 模块的控制命令。土壤湿度传感器采用锦州利诚LC - TS2 型FDR 土壤湿度传感器。控制器节点主要用于收发ZigBee 模块数据并通过Internet 和移动互联网络与远程监控中心进行网络通信。Android 移动终端主要完成同远程监控中心的数据交互及网络通信等功能。
控制器节点作为物联网应用系统网关,功能比较复杂,因此主控芯片采用高性能的ARM11 内核的嵌入式处理器S3C6410。为减低系统设计的复杂性,选用飞凌嵌入式技术有限公司的OK6410 嵌入式模块,该模块已经集成了S3C6410 最小系统以及相应的NOR Flash、NAND Flash、SDRAM、RS232 及USB 接口等常用模块。WCDMA 通信模块选用中兴通讯生产的MG3732 模块,该模块是一款WCDMA/GSM 双模移动互联网通信模块,支持上下行非对称数据传输,MG3732 模块在通信接口上具有比以往无线通信模块更加灵活的特性,可以支持异步串口( UART) 和通用串行总线接口( USB) 两种通信接口,以满足不同主控设备的特性要求。另外,模块内部还集成了标准的TCP / IP 协议栈,支持TCP 协议和UDP 协议传输,可以很方便地连接到Internet 进行网络传输。控制器节点是无线传感器网络的汇聚节点,负责管理节水灌溉系统现场的ZigBee 网络,同时还作为现场的一个主控单元,配有相应的液晶屏和触摸屏,可实时展示节水灌溉系统中的相关信息以及对现场的电磁阀进行控制。
远程监控中心由1 台移动终端可以直接访问的联网微机组成,通过Internet 互联网和移动互联网与现场控制器节点中的WCDMA 模块建立连接进行通信。远程监控中心把现场采集的信息存入数据库中,以便以后分析处理。同时,还能根据需要对现场中的电磁阀进行控制,具有手动和自动两种灌溉控制方式。自动灌溉控制基于土壤湿度,当土壤湿度达到湿度下线自动启动灌溉系统。监控中心软件采用Java语言编写,它是完全面向对象的编程语言。数据库选用MySQL5. 0。远程监控中心的软件包括两部分:WebService 服务器端监控程序和基于Java Web 的智能节水灌溉系统演示网站。
4. 1 Android 客户端功能架构
Android 是美国Google 公司开发的基于Linux 平台的开源嵌入式操作系统,包括操作系统、用户界面和应用程序。该系统采用客户机/ 服务器模式,服务端部分用Java 开发的WebService 和Socket 编程技术来实现,客户端部分是采用基于Socket 通信方式的Android Java 开发技术实现; 编译最终生成在任何Android移动终端都可以运行的APK 文件,直接安装后就可以在Android 移动终端上使用。相比传统的远程节水灌溉系统,该系统不受时间、环境、地理位置等因素限制,在用户移动终端上设计控制界面,操作方便、灵活。
4. 2 Android 客户端界面设计
Android 系统采用XML 可扩展标记语言完成界面设计,本系统主要包含登录界面、主功能界面和主控制界面。在主功能界面中,可以点击进入各级主控制界面。1 号节点的主控制界面如图3 所示。在该控制界面可以实时接收1 号节点的空气温度、湿度、光照、土壤湿度等环境参数并显示,还可以设置自动灌溉和手动灌溉模式。
Fig. 3 1 node main control interface
4. 3 Android 客户端功能设计
Android 客户端系统测试采用联想A750 手机,Android4. 0. 3 版本,内核Linux3. 0. 8 版本; 开发环境为ADT Bundle + Java JDK7,服务器可以同时与多个Android 手机客户端进行通信,为每个客户端分配1个端口号; 用户合法登录进入系统之后首先进入主功能界面,在主功能界面选择某控制节点进入控制节点界面。
本系统主要包含4 个Activity,Activity 与Activity之间通过Intent 进行通信和变量的数据传递,每个文件的属性及权限在全局配置文件manifest. xml 中定义。
4. 3. 1 Socket 网络通信功能
Socket 通信是指双方采用Socket 机制交换数据,常用的通信协议有TCP 和UDP 两种。TCP 协议是可靠的、面向连接的协议; 而UDP 数据报协议是不可靠的、无连接的协议。本文网络编程采用的是UDP 通信协议,通过UDP 协议向远程监控中心发送控制信息。
4. 3. 2 灌溉模式处理模块
主控制界面可以通过按钮设置自动灌溉和手动灌溉模式。自动灌溉控制基于土壤湿度,当土壤湿度达到湿度下线自动启动灌溉系统; 手动灌溉控制由用户通过Android 移动终端进行设置。节水灌溉系统工作模式关键代码如下:
if ( event. getAction( ) = = MotionEvent. ACTION_DOWN) {
if ( v. getId( ) = = ManualButton. getId( ) ) { / /手动灌溉模式
com. riwis. utils. Configuration. isDefend = false; ;
}
if ( v. getId( ) = = AutoButton. getId( ) ) { / / 自动灌溉模式
com. riwis. utils. Configuration. isDefend =
true;}}
为了能有效提高农业灌溉用水的资源利用率、科学实施农业灌溉,开发了基于物联网Android 平台的远程智能节水灌溉系统。同时,介绍了系统总体架构,设计了无线传感器节点、控制器节点的硬件、远程监控中心、Android 客户端。在Android 移动终端上实现了远程智能节水灌溉,具有硬件成本低、性价比高、智能化、低功耗等特点,为精细高效农业信息采集和节水灌溉智能控制提供有效的技术手段。该系统在济源农业科学院进行了原型试验,结果表明: 系统运行效果良好,操作界面人性化,控制方便,实时性好,具有一定的推广价值。
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单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于单片机的数控直流电流源设计与仿真相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在现代测控技术中普遍使用数控电源,由于普通电源在工作时会产生的误差,系统的精确度受到了影响。数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以升级。微型单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了很好的发展条件,数控直流电流源是一种普遍使用的电子仪器,广泛应用于现代的教学实验和科学研究等领域。
数控直流电源设计采用单片机作为核心控制,基本原理简单,实现比较方便,电源的电流值也可以调整到较精确的数值,同样的也是采用LCD 进行显示。此方案采用保持电阻恒定而改变输入电压的方法来改变电流的大小。利用高精度D/A 转换器在单片机程序控制下提供可变的高精度的基准电压,该基准电压经过V/I 转换电路得到电流,再通过A/D 转换器将输出电流反馈至单片机进行比较,调整D/A 的输入电压,从而达到数控的目的。该方案的难点在于稳定恒流源的设计和高精度电流检测电路的设计。特点是可精确的控制电流的步进量,负载变化对电流输出的影响较小。
2.1单片机最小系统
(1) AT89S52 单片机。AT89S52 单片机是系统的核心部件,它是一种带8KB 可擦除只读存储器的低电压,高性能的单片机。AT89S52 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。此单片机共有4 个8 位的并行双向I/O 口,分别记作P0、P1、P2、P3。在本设计中P1 口只作为通用数据I/O 口使用,所以在电路结构上与P0 口有些不同。P2 口地址为A0H, 位地址为A0H~A7H。P2 口既可以作为系统高位地址线使用,也可以为通用I/O 口使用,所以P2 口电路逻辑与P0 口类似。这里面使用的是P3的第二功能信号。
(2)键盘模块。键盘模块使用的是4×4 键盘,这种键盘是行列扫描方式,它具有当按键较多时可降低占用单片机的I/O 口数目等优点,而且可以做到不必步进就能直接输入电流值。本方案的设计要求是按键的次数比较多结合该按键的优点,所以采用此种键盘,它可以对0 ~ 9 数字输入、“+”、“-”、“OK”、“SET”、“DEL”、“RESET/ON”等功能的实施。
(3)显示模块。使用LCD 液晶显示,LCD 具有轻薄短小,可视面积大,方便的显示数字,分辨率高,抗干扰能力强,功耗小,且设计简单等特点,芯片名称是 LM016L,该模块采用HD44780 作为驱动器驱动。
3.1输出电流范围的仿真
该方案的程序设计电流输出范围上限为20 ~ 2000mA,电压值限定了小于10V, 如果给定值在量程内时显示“OK!”;当给定值超过量程时将显示“ERROR! RESET!”。仿真时,如果在范围内,则可以任意输入4 位数字,若不在范围里,则系统显示“ERROR!RESET!”报警。
3.2步进调整仿真
在步进调整仿真,通过加减按钮进行1mA 步进调整,可观察到显示器的显示结果。通过键盘DEL 键可以修改上一步输错的数字。
3.3输出电流仿真
仿真最低电流200mA 负载电阻为2.0 时的状态,根据显示器显示内容可知,设定输出电流值为200mA,实测电流值为201mA,输出电压为0.400V,负载电阻为2.0,都满足设计要求。
这款数控直流电流源是以单片机系统为核心而设计制造出来的,具有电路简单,结构紧凑,价格低廉,可靠性高等优点,而且单片机具有精确的计算和控制功能,从而能够减少和排除各种误差的产生,高效的提高稳压电源输出电压精度。利用仿真技术可以在设计中调试电路,这样就为做成实物提供了很大的便利,同时节约了开发成本。经过实验证明本设计是可行的,并能够做成实物。
【浅谈基于单片机的数控直流电流源设计与仿真】相关
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MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。
今天读文网小编要与大家分享的是:基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计
系统的设计是依据MIDI音乐基本原理,结合PLD技术,采用ALTERA公司的可编程逻辑器件CPLDEPM240T100C5作为控制单元来实现。系统的核心是运用VHDL语言进行编程,在CPLD内部设计出音调发生器、音乐编码器、彩灯闪烁控制三个模块。外围可配时钟、彩灯、开关、扬声器等设备,从而实现音乐选择控制播放、彩灯随音乐节奏闪烁变化等功能的PLD应用系统。
如图1所示,是系统组成的原理框图。其核心模块为CPLD芯片,内部有音调发生器、音乐编码器和彩灯闪烁控制器三个模块。音乐编码器内储存着预先设定的歌曲编码,通过改变音乐选择开关的状态可以决定当前要播放哪首音乐。音乐编码器控制着音调发生器和彩灯闪烁控制器,每当音乐节奏时钟送给音乐编码器一个时钟脉冲时,音乐编码器就当前要播放的音符的编码送给音调发生器和彩灯闪烁控制器。音调发生器根据编码对应的分频系数将基准时钟分频,得到当前要播放的音符所对应频率的脉冲,再用这个脉冲去激励扬声器,就可以得到这个音符的声音。彩灯闪烁控制器根据编码将当前要播放的音符对应的彩灯亮灭状态发送给彩灯。核心部分CPLD利用VHDL语言来完成,其他部分通过外围电路实现。
图1 系统组成原理框图
MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。MIDI音乐的基本原理为:组成乐曲的每一个音符的频率值及持续的时间是乐曲能连续演奏的两个基本数据,因此只要控制输出到扬声器的激励信号频率的高低和每一个频率信号的持续时间,就可以使扬声器发生连续的乐曲。如图2所示,为CPLD内部芯片设计原理图。
图2 CPLD芯片设计原理图
3.1 音乐编码器模块设计
此模块包括节拍控制电路和音符产生电路。节拍控制电路以乐曲中最短音符的节拍为基准,产生乐曲所需要的全部节拍。将1/16音符设置为计数器的一个数,对应的1/4音符则是四个计数。在设计中为了让歌曲循环播放,计数器设定计满自动清零计数的功能,只要不断电,不关开关,歌曲就可以自动循环播放。
3.2 音调发生模块设计
此模块包括预置数产生电路和频率发生器。预置数产生电路采用查找表形式,按照音符的频率要求产生相应的预置数。根据可变模值计数器的设计原理及音符的分频系数,可算出乐曲中各音符的预置数。
频率发生器由可变模值计数器实现。由于系数要求产生出的信号频率较高,因此选用4MHz高频率脉冲作为可变模值计数器的计数脉冲,而为了减少输出的偶次谐波分量,最后输出到扬声器的波形应为应为对称方波,因此在到达扬声器之前,有一个2分频的分频器。
3.3 彩灯闪烁控制模块设计
彩灯闪烁控制电路主要是控制灯的亮和灭,此电路输出高低电平信号,就可以直接驱动发光二极管。在彩模块,设计为不同音符,对应不同的亮灭,这样,当音乐演奏起来的时候,随着音符的变化,彩灯也因为不同的音符闪烁起来。
3.4 开关选择模块设计
采用case语句,对外部电路输入的一个音符串进行判断,芯片内部处理这个字符串,从而判断选择的是哪首歌曲的播放。
3.5 顶层模块设计
采用VHDL语言进行顶层模块设计,如图3,将上述所提到的所有模块,利用component语句进行集合,然后利用管脚映射的方法,将所有输入输出连接在一起,这样就设计出了一个完整的MIDI音乐播放芯片,只需要再接入外围电路即可进行演示。
图3 顶层模块原理图
将各设计模块在 Quartus II 软件平台上进行仿真调试校验,设计系统顶层模块的仿真波形图如图4所示。
图4 顶层模块的仿真波形图
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STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于STC89C52单片机的宿舍智能防火报警系统设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
该智能防火系统以STC89C52 单片机为核心模块进行智能控制。该系统的总体构成主要包括以下几个部分:
1 主控的STC89C52 单片机2GSM 移动通信模块3 无线传输模块的设计4实时时钟电路5 防火信息采集与处理模块6 温湿度检测模块与键盘显示模块。该系统的设计是以单片机为核心, 并将其与通信技术和电子检测技术相结合, 从而形成一个稳定的智能化的防火报警系统。
GSM 移动通信模块主要提供无线短信和数据传输的功能。STC89C52 单片机通过依照GSM 通信模块的通信协议对其进行通信并控制, 从而进行短信智能收发。本系统以STC89C52 单片机电路为核心, 控制连接在各子模块上。通过STC89C52 单片机, 可监测室内温度, 湿度, 以及室内可燃气体和烟雾的浓度, 在数据异常时, 可通过控制GSM 移动通信模块, 向预留的号码进行短信报警。
在学生宿舍内部安装信息采集分析模块。当宿舍发生火灾时, 与之相对应的防火报警探测器无线发射电路启动发射无线接收模块在接收到无线信号后, 向主控单片机发送中断请求。主控单片机响应中断后, 读出发送信号的报警器编码比确定是哪个报警器发生异常, 由GSM 通信模块对预先设定好的号码进行短信报警, 短信内容也可预先设定, 说明具体的地址及联系人信息等。
(1)STC89C52 单片机的说明
STC89C52 是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能COMOS8 的微处理器。STC89C52 主要功能包括兼容MCS51 指令系统,8K 可反复擦写FlashROM,32个双向I/O 口,256x8bit 内部RAM,3 个16 位可编程定时计数器,6 个中断源, 其中直接提供外部中断处理可使用P3.2(INT0)或P3.3(INT1);1 个全双工可编程标准串行口, 其引脚为P3.0(RXD) 和P3.1(TXD);时钟频率0-24MHz2 个串行中断, 可编程UART 串行通道,3 级加密位, 低功耗空闲和掉电模式, 软件设置睡眠和唤醒功能等。该单片机对于程序烧写输入非常方便,故用其作为主控系统。
(2)GSM 短信模块的简介
GSM 短信的远程控制系统, 能够接收远端预定义的短信息指令来控制8 路控制开关, 同时检测4 路按键开关量并通过单片机译码, 由GSM 短信模块传送到远端。郑凌燕. 葛万成(2006)针对GSM 具有实时, 方便, 快捷等优点对GSM 短信远程控制系统进行了描述。当单片机向GSM 短信模块发送信息时, 由4 路按键开关输入信息, 由单片机将单片机指令转换成AT 指令后传输给GSM 短信模块, 由GSM 短信模块将信息发送给预留号码, 实现远程信息传输控制的目的。本系统电路主要由四部分组成:GSM 短信模块, 单片机, 控制电路, 显示窗口。
(3) 无线传输模块设计
避开传统有线连接系统的局限弊端, 本系统采用无线传输方式。无线模块是利用无线技术进行无线传输的一种模块,主要由发射器,接收器和控制器组成。它的工作频率:315MHZ/433MHZ( 本设计选用315MHZ), 其发射功率:≤ 500MW, 静态电流:≤ 0.1UA, 发射电流:3 ~ 50MA, 它的工作电压:DC3 ~ 12V。当工作电压为3V 时, 在空旷地传输时距离约40 至50M, 当工作电压为12V 时, 达到最优工作电压, 空旷地传输距离约700-800M。除开无线发射模块外, 还有无线接收模块。平时未接收到发射出的信号时, 输出的只是杂乱的信号; 当无线接收模块接收到发射信号时, 经放大,变频, 滤波等处理后输出控制信号, 送到相应的解码芯片进行解码, 解码有效端口Vt也输出高电平经过一个非门转换送给单片机的外部中断0 接口。单片机在接到外部中断请求后, 执行外部中断服务子程序,读出数据码, 确定发出信号的传感器, 并进行短信报警。
(4) 温湿度测量电路设计
本系统中温湿度传感器采用新型温湿度传感器。这款温湿度传感器可给出全校准相对湿度及温度值输出,具有卓越的长期稳定性,湿度值输出分辨率为14 位,温度值输出分辨率为12位,并可编程为12 位和8 位。其中,两线制的串口设计,使外围系统变得快速简单,能耗低,体积小,不仅节省了资源,也简化了单片机的编程,提高了精度。徐会东(2005)指出,在将STH11 与单片机串口相连后, 初始化传输时, 应首先发出”传输开始”命令, 该命令可在SCK 为高时DATA 由高电平变为低电平, 并在下一个SCK 为高时将DATA 升高。接下来的命令顺序包含三个地址位( 目前只支持”000”) 和5 个命令位, 当DATA 脚的ack 位处于地电位时, 表示SHT11 正确收到命令。
如果与SHT11 传感器的通讯中断, 下列信号顺序会使串口复位: 即当DATA 线处于高电平时, 触发SCK9 次以上( 含9 次), 此后应再发一个”传输开始”命令。SHT11 利用两只传感器分别产生相对湿度, 温度的信号然后经过放大, 分别送至A/D 转换器进行模/ 数转换, 校准和纠错。最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至单片机处理, 单片机对处理数据后进行数字显示并作相应的控制。王海宁(2008)针对控制对象的特点, 在系统辨识的基础上对系统的控制算法进行了仿真研究, 最后针对温控系统进行了实验, 通过对实验数据的分析表明本文所述的基于单片机的温度控制系统的设计的合理性和有效性。
(5) 可燃气体浓度探测器的设计
传感器电路中最主要的期间就是QM-N10 气敏半导体传感器,该器件在洁净空气中的阻值大约有几十kΩ,接触到可燃气体时,电导率增大,电阻值急剧下降,下降幅度与瓦斯浓度在0.5% 以下成正比。一旦QM - N10 敏感到可燃气体时,IC1A 的脚处于高电位,此时IC1A 的脚变为低电平,经IC1B 反相后变为高电平,多谐振荡器起振工作,三极管VT2 周期地导通与截止,于是由VT1、T2、C4、HTD 等构成的正反馈振荡器间歇工作,发出报警声。与此同时,发光二极管LED1 闪烁。从而达到可燃气体泄漏告警的目的。
本系统的重点为单片机与短信模块串口通信的设计, 因为它承担着自动运行以及向外报警的功能。本系统采用异步通讯方式, 异步串行通讯规定了字符数据的传递方式, 即每个数据以相同的帧格式传递, 每一帧信息由起始位, 数据位, 奇偶校验位和停止位组成。STC89C52 单片机的串口仅占用了单片机的P3.0和P3.1 脚。当非串口方式工作时, 这两根口线还可以作为一般的I/O 口线使用。
宿舍防火智能防火系统为宿舍火灾预防工作提供了一条安全有效的途径, 本系统通过以核心模块STC89C52 单片机展开,与GSM 移动通信模块相结合, 同时与新型温湿度传感器, 可燃气体浓度检测器相结合, 设计了智能防火报警系统。展现了现代科学技术的自动化, 智能化的特点, 在平安校园建设方面起了积极的作用。
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全球移动通信系统Global System for Mobile Communication就是众所周知的GSM,是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:一种基于GSM网络的通用短信息控制系统设计修改论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
一种基于GSM网络的通用短信息控制系统设计全文如下:
[摘 要]文章分析了基于GSM网络的通用短信息控制系统工作的基本原理,简介了该系统中应用的主要技术,阐述了基于GSM网络的短信息控制系统的基本组成,并提出了该系统的硬件和软件设计方法,最后,对该系统的工程应用作了评价和讨论。
[关键词]GSM;短信息;控制
GSM的英文全称是Global System for Mobile Communications,其中文含义是“全球移动通信系统”。GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计,并在蜂窝系统的基础上发展而成。我国1994年开始建设GSM网,目前全国GSM用户约有1.6亿。而作为GSM服务中一项重要的远程业务,SMS(Short Message Severs)能够在移动用户及外部系统(比如电子邮件、页面调度以及声音邮件系统)之间传送包括文字与数字的短信息。其独特的快捷性,方便性,易用性,已经使其在诸如E-Mail、娱乐,GPS定位等领域得到了越来越广泛的应用。目前已经有许多厂商开发了具有单独短信息收发功能的功能模块,GSM短信息收发功能模块的广泛应用,为GSM短信息在自动控制领域的应用注入了新的活力。
本设计选用YK-2 GSM短信模块和上位机构成基于GSM网络的通用短信息控制系统,以利用手机终端收发短信息实现对被控对象的远程控制。
系统采取经典的单通道开环控制结构,选用IBM-PC作为上位机,YK-2 GSM短信模块通过RS232口与上位机进行硬件连接,分析接收的短信息和生成发送短信息的工作由事先在上位机上编制好的软件实现,从而实现系统的运行,系统工作原理结构图如下:
图1 基于GSM网络的短信息控制系统基本结构
3.1 YK-2 GSM短信模块简介
YK-2 GSM模块是目前比较常用的GSM短信息收发模块,其高达 1条/6秒的发送速度,对中文70汉字,英文160字符短信息的支持,以及对GSM双频1800MHZ和单频900MHZ网络的适应能力,使其具有良好的通用性和移植性。YK-2 GSM模块支持硬件RS232接口,能够方便与PC上位机通讯。
3.2 短信息收发控件Smscom.ocx简介
Smscom.ocx是目前IBM-PC机常用的短信息收发ActiveX控件,可以在Visual Basic等可视化开发工具中直接调用。它采用串口或者红外端口作为短信息的输出通道,支持包括Nokia、Siemens、Motorol等a在内支持GSM0705短信息收发协议的手机终端。对部分基于GSM网络的调制借条器也有很好的支持。支持PDU短信息模式,具有初始化InitDevice、发送短信息SendSms、查询事件GetEvent、接收信息SmsEvent和发送完成OnEvent等基本事件。
4.1 K-2 GSM模块与上位机连接硬件实现
YK-2 GSM模块采用DB-9的连接器与上位机连接,结合RS-232C的各根数据线和MAX232芯片各个引脚的定义, 模块的TXD和RXD端通过MAX232分别与上位机的TXD和RXD端直接连接,组成最简单的通讯电路。同时考虑到现场干扰等情况,可以采取滤波电容灯抗干扰措施。
4.2 YK-2 GSM模块与上位机连接软件实现
软件开发工具选用Windows下的可视化开发工具Visual Basic,软件一方面接收移动终端发送过来的短信息,加以分析,输出控制信号到被控对象,另一方面将从检测与转换设备收过来控制结果的信息整理,发送到移动终端。软件基本原理如下:
SMS接口
SMS应用软件
GSM设备
软件的关键代码如下:
Private Sub Init_Click()
Dim ret As Integer
ret = Smscom1.InitDevice(3, 19200, 0) ‘初始化设备
If ret = 0 Then MsgBox “YK-2 GSM模块初始化成功!”
End Sub
Private Sub Send_Click()
Dim ret As Integer
ret = Smscom1.SendMsg(“13852035375”, “水位”) ’发送
If ret = 0 Then MsgBox “YK-2 GSM模块正在发送信息,请等待!”
End Sub
Private Sub Close_Click()
Smscom1.CloseDevice ’关闭设备
MsgBox “YK-2 GSM模块已经被关闭!”
End Sub
’事件通知
Private Sub Smscom1_SmsEvent(ByVal nID As Integer, ByVal szPhone As String, ByVal szText As String, ByVal szTime As String)
EventID.Text = nID
Select Case nID
Case 1 ’发送成功
MsgBox “信息发送成功!”
Case 2’发送失败
MsgBox “信息发送失败!”
Case 3 ’接收到信息
MsgBox“接收到信息”
Phone.Text = szPhone ’Phone
Message.Text = szText ’Text
Time.Text = szTime’Time
Case 4’保留
MsgBox “空信息!”
Case 5’出错
MsgBox “信息出错!”
Case Else
MsgBox “”
End Select
End Sub
基于GSM网络的通用短信息控制系统由于结构简单、价格低廉、通用性、实用性强,能够直接或者在稍作改造后用于诸如:工厂、煤矿等需要远程自动控制的场合。该基于GSM网络的通用短信息控制系统能够在提高经济效益,减少工作人员劳动强度方面起到了较大的作用,能使需要该系统的工矿自动化水平提高,具有一定的社会和经济意义。
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北方地区冬季供暖以集中供热为主,不仅消耗大量的燃煤,而且造成巨大的环保压力,其中存在很大的节能减排空间。集中供热系统普遍存在两大问题,一是不同热需求混网难以兼顾,造成供热效果差和能源浪费大;二是“大流量、小温差”,造成冷热不均和输配能耗大。其根源在于缺乏适当位置的适当调控与适当计量。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于单片机的自供电供暖温度智能调控装置研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:设计了一种自供电的供暖调控装置,其主要包括温差供电模块、电路控制模块、水流控制模块。本装置工作时,温差供电模块可利用暖气管道与室温的温差发电,以STC89C52单片机为核心的电路控制模块可实时监测室内温度,并能根据用户设定温度和室内实际温度驱动水流控制模块,以调控供暖管道水流量,从而达到调节室内温度的目的。
【关键词】:温差发电 水流控制 温度调控 单片机
城镇居民的冬季供暖一直是社会关注的焦点,传统的供暖装置既不能根据用户的实际需要来调控室温,也造成了能源浪费。通过本装置居民能够根据实际需求设定室内温度,并且装置本身可以利用暖气管道与室温的温差进行发电,不需要额外的电源,实现了自供电功能。
1. 1 半导体温差发电原理
半导体温差发电是利用塞贝克效应将热能转化为电能,将P 型和N 型两种不同类型的热电材料( P 型是富空穴材料,N 型是富电子材料) 相连形成一个PN 结,一端置于高温状态,另一端置于低温状态,由于热激发作用,P 型材料高温端空穴浓度高于低温端,N 型材料高温端电子浓度高于低温端,在浓度梯度的驱动下,P型材料空穴和N 型材料电子会向低温端扩散,从而形成电动势。
1. 2 DS18B20 温度传感器工作原理
DS18B20 内部结构主要由四部分组成: 64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器,它能把采集的温度信号直接转化成数值信号输出,并且测温范围为- 55 ~ +125 ℃,精度为±5 ℃。
本装置工作时SP1848 型温差半导体组利用暖气管道与室温的温差进行发电,一部分电能维持装置工作,剩余部分电能储存到锂电池中,作为备用电源。DS18B20 温度传感器可实时监测室内温度,并将数字信号传送给STC89C52 单片机,当温度低于或高于某一设定值时,单片机会向步进电机驱动芯片发送信号,以驱动步进电机的转动,水流控制阀会在步进电机的带动下实现对水流量的控制。
2. 1 温差供电模块结构设计
本模块采用4 块SP1848-27145 半导体温差发电片串联发电,其单片规格为40 mm 长* 40mm 宽* 3. 4 mm 厚,内涵126 对PN 结。HY910导热硅胶具有导热性能好,粘合力强等特点,其蒸发量为0. 001%( 200℃ /24Hours) ,热传导系数大于0. 975 W/m-K,耗散系数小于0. 005,适用于散热片无固定扣具情况下的粘贴导热。半导体片两端都涂抹HY910 导热硅胶后,将热端紧贴在暖气片表面,冷端则和100 mm 长* 100 mm 宽* 40mm 厚的铝合金散热片紧贴在一起,以此来保持半导体两端温差。北方城镇暖气片温度一般为60 ~ 70 ℃,室内实际温度一般为15 ~ 20 ℃,理论上半导体片两端温差可维持在40 ~ 55 ℃之间,由于半导体温差发电片本身的导热,根据实际测量结果应减去8℃的温差损耗,故半导体片两端温差实际可维持在32 ~ 47 ℃之间,发电功率可达到2 W 左右。
2. 2 水流控制模块机械结构设计
水流控制模块机械结构由ULN2003 步进电机和XU8230 直式温控阀组成。ULN2003 步进电机为减速步进电机,直径为28 mm,额定工作电压为5 V,步进角度为5. 625* ( 1 /64) ,其5 线4 相的电路可以用ULN2003 芯片驱动,也可以接成2相使用,为更精确的控制暖气管道水流量,本模块采用ULN2003 芯片驱动。XU8230 直式温控阀公称压力为1. 6 MPa,工作温度为- 10 ℃≤T≤100 ℃,管螺纹符合ISO 228 标准,并配有外加锥型密封圈。将ULN2003 步进电机转子与XU8230直式温控阀调节手轮进行刚性连接,并把步进电机外壳与温控阀固定在一起,这样ULN2003 步进电机就可以带动XU8230 直式温控阀调节手轮转动。
3. 1 温差发电电路
STC89C52 单片机工作电压为5 伏,选LM7805 集成稳压器将SP1848 型温差半导体输出电压稳定在5 V,然后向5 V 锂电池充电,最后由锂电池向装置供电。
3. 2 单片机控制电路
3. 2. 1 温度测量显示电路
STC89C52 单片机是一个低功耗,高性能的51 内核的CMOS 8 位单片机,具有抗干扰性能强、速度快、功耗低和指令代码完全兼容8051 单片机等特点。如图7 在STC89C52 单片机最小系统的基础上,采用DS18B20 型温度传感器采集温度,温度显示采用1602 型液晶显示器,直接通过单片机I /O 接口通信。PO 口作为普通I /O 口使用,在其外部接拉电阻后,与1602 液晶显示器DB0-DB7 数据口相连; DS18B20 型温度传感器信号输出端口直接与P2. 7 口相连。
3. 2. 2 L298N 电机驱动电路
L298N 是专用驱动集成电路,属于H 桥集成电路,最大输出电流为4A,最高工作电压为50 V,用于驱动感性负载,其输入端直接与单片机P2. 0-P2. 3 口相连,可以方便地受单片机控制,实现电机的止转、正转角度与反转角度。
本装置利用温差半导体组为本装置供电,充分利用了二次能源,并且能够根据室温的实际情况,自动调节暖气管道的水流量,避免了能源的浪费,也为居民带来了更舒适的室内环境,具有很好的推广前景。
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摘 要:对于智能配电网来说,自愈相当于人体的免疫系统,是其最为重要的特征。当极端天气来临时,为保障电力供应,配电网将启动自我预防、自我恢复的能力,以确保人们的正常生活不受影响。智能配电网自愈控制技术的研究与应用,增强了电网供电的可靠性,大大降低了停电频率。文章对智能配电网自愈控制技术进行了分析和探讨。
关键词:智能配电网;自愈;控制
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)08-0006-01
所谓的配电网自愈,是指配电网具备的自我预防、自我恢复的能力,它是配电网智能化的重要标志,也是智能配电网的重要特征。自愈能力源于监测电网重要参数,并对其进行有效控制的策略,当系统正常运转时,对电网进行实时评价和不断优化,以实现自我预防,并通过检测故障、隔离和恢复电力供应等措施来实现自我恢复。
近年来,国家投入大量资金,对城市电网进行了大规模地改造,其信息化和自动化水平有了显著提高,但是,随着各种新能源发电技术的不断发展,给配电网的运行和控制保护带来新的机遇和挑战。
在传统的配电自动化技术的基础上,发展延伸出的自愈控制技术,不仅提高了供电的可靠性,也使配电资产利用率得到了极大提升,作为高级配电自动化的核心功能,其顺应未来电力的发展趋势,能够接入分布式发电、电动汽车充放电和储能等设备。长期以来,国内配电网存在线路损耗高、设备利用率不高和供电可靠性较差等问题,而需求侧响应等智能配电网自愈控制正是解决上诉问题的核心技术,也是解决大量接入的关键。
不间断供电是配电网自愈控制最为基本的原则,首先需通过优化和预防措施,对配电网进行校正控制,以防止发生事故;如果一旦发生事故,为避免损失扩大,则必须采取紧急恢复控制,以及进行检修维护控制,若由于停电事故造成电网大面积瘫痪,那这就说明自愈控制未取得成功,电网自愈控制区域如图1所示。
智能配电网的自愈控制技术体系分为三个层次,其中基础层居上,支撑层居中,应用层居下。
电网实现智能化的前提是实体电网,其是智能电网的物理载体,而自愈控制的实现也是以其作为基础。但是我国配电网与国外相比,无论管理水平还是整体电力供应能力和可靠性,均低于国外同行;远低于先进国家配电自动化系统的覆盖率;我国配电网技术还未成熟,加之运行维护满足不了实际需要,以及频繁地调整网架结构,导致部分设备处于闲置状态,其实用化水平偏低;有些城市的配电变压器节未能充分发挥节能降耗技术的作用,其运行经济性不高。
电力的传输以及其运行的安全性、高效性、可靠性,是以覆盖全电网的信息交互来实现的。而且,一次、二次设备的状态和表计计量等数据,是支撑自愈控制的基础,但是,这种数据的采集,不仅数量大、采集点多,而且较为分散,因此,就必须建立开放的通信结构,制定统一的技术标准,并完善安全防护措施,在此基础上,构建集成的、高速的双向实时通信系统。
配电网智能化的实现,是以集成的、高速的双向实时通信系统为基础的,其也是配电网自我预防、自我恢复的核心。通过通信系统,电网能够持续进行自我监测,并利用先进的信息技术不断校正,从而实现自愈能力,以提升对电网的驾驭能力,服务水平也随之提高,而且其也可对各种干扰进行监测补偿,并重新分配潮流,以防止事态扩大。
电网、供电设施和数据通信是否完善,直接关系到自愈电网的各功能是否能够实现,在此基础上,电网的自我预防、自我恢复通过监测、预警、评估分析、控制以及决策、恢复等技术手段来实现。智能电网具有自愈能力,其在运行状态下,我们可将其分为正常、预警、临界、紧急以及恢复等状态。
电网的各种状态的划分,是以系统各参数指标是否在允许范围为界定,其中,各参数指标在允许范围内,则是正常状态;虽未越限,但有些指标已经处在警戒范围,则系统处于预警状态;当运行参数指标已接近上限,或轻度超越时,则是临界状态;而某些重要参数指标超越界限,则处于紧急状态;部分负荷电力供应中断,则是恢复状态。
随着配电系统快速仿真和模拟、分布式计算以及保护装置的协调和自适应整定、智能分析和决策、与DG的协调控制等技术措施的发展应用,配电网自愈控制的方式也有所改变,其供电的效率和可靠性也随之提升。
研究各种配电系统元件模型、电力电子装置、控制器以及DG、储能元件的仿真建模方法,其模型统一描述方法是以公共信息模型为基础,其研究内容包括动态等值和快速仿真与模拟等技术,还包括DG、微网及储能装置的智能配电网模型化简技术,以及电磁暂态仿真、多相潮流、稳定性仿真等算法,配电网元件类型多种多样,主要有配电线路、变压器、各种DG、储能设备和无功补偿装置,加之模型的适应性,这对智能配电网建模和仿真技术提出了更高的要求,基于用途不同,各配电元件的模型表达又分为稳定性仿真、稳态分析和暂态仿真,与此同时,针对网络重构的故障恢复技术,智能配电网必须提升仿真、计算的快速性,以适应技术的发展。
在智能配电网自愈控制方案中,基于预想事故的自动匹配技术,提供了实现有效控制和保护动作的方案,其对各种基于预想事故的智能电网的技术和方法进行了研究,如自愈控制的智能化学习、多重分析结果的多目标智能决策等最佳匹配技术以及预防控制连锁故障演变的方法,其中,无论自愈控制决策的协调、在线风险评估,还是冲突解决、优化,应针对智能配电网的某一运行控制目标。
在实际运行时,因受到某些因素的影响,会产生多种不同的控制预案,甚至相互之间发生冲突,基于此,要求自愈控制系统做出自我协调,以化解控制决策的矛盾,对各控制预案进行比较,在实施前做出在线分析评估和优化,预估可能产生的控制效果,并做好有效的后备控制方案。
通过局域网信息,多电源闭环供电的配电网能够形成网络式保护,因此,应在网络重构之后对网络式保护装置自适应的控制保护原理进行分析研究,对基于局域信息或全局信息等不同平台的各种保护装置进行协调配合,研发智能配电网保护测控一体化终端和故障指示设备(用于显示故障分支),智能化配电网在运行优化或者故障恢复时,其应用的网络重构技术以及实现即插即用,都对保护装置的整定和配合提出了更高的要求,因此,自愈控制系统应及时捕捉配电网网络拓扑的变化,准确感知DG的投切,保护装置必须相互配合,并在第一时间内完成在线自适应整定。
在建设实体配电网的过程中,必须具备长远的发展眼光,探索、规划和建设我国的配电网,并结合创新技术,在成熟的、先进的技术基础上,无论从技术装备还是电网架构上,构建未来的智能电网,以满足社会发展的需要。
[1] 李乃湖,倪以信,孙舒捷,等.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术,2010,(3).
[2] 余贻鑫,栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源,2009,(1).
[3] 顾欣欣,姜宁,季侃,等.智能配电网自愈控制技术的实践与展望[J].电力建设,2009,(7).
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智能控制是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。 控制理论发展至今已有100多年的历史,经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段,已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:一种基于视听觉微缩智能控制车软件系统架构相关论文。内容仅供阅读与参考!
一种基于视听觉微缩智能控制车软件系统架构全文如下:
国内外原尺度智能车系统复杂,软件架构多样,都是基于模块化层次设计的系统。美国斯坦福大学的 junior 智能车系统分为五大模块:传感器接口、感知模块、导航模块、线控接口和全球服务模块[1]。它是基于数据异步通信的软件系统,各模块直接从异步通道获取其它模块处理后的数据,降低时间延时。
Victor Tango 车队的 Odin 智能车是一种新型混合慎思/反应式软件模型,软件系统的感知、规划和执行在不同层并行处理;慎思控制处在高层,反应式控制更多是用于基于行为的低层控制[2]。文献[3]同样将系统划分为六大模块:激光数据处理、视觉数据处理、传感器融合、信息、决策和控制,各模块通过通用数据接口进行数据通信。国外其他智能车[4~8]也提出类似层次软件系统。在国内,由清华大学研制的 THMR‐V[9]和国防科技大学研制的 CITAVT‐IV[10]等都基于硬件功能的差别分不同子系统设计系统构架。
当前原尺寸智能车都是基于雷达蔽障导航驾驶,视觉系统只起辅助作用。而本文是视觉导航的驾驶系统,传感器基于缩微智能车自身要求,都相对简单。本文根据原尺度智能车系统及缩微车自身特点设计出缩微智能车分布式软件系统。系统由传感器、环境感知、决策和执行四大模块组成,具有器件独立、算法独立、可扩展、易调试、数据可保存等特点。
缩微交通系统是研究缩微车辆在复杂交通流环境下的驾驶行为的实验平台,包含缩微道路环境平台和多智能车系统两部分。 缩微道路环境平台是基于实际城市道路交通规则设计而成,包含十字路口、立交桥、匝道和各种指示牌等重要道路元素,具有非常高的实验仿真度,是本文研究的重要实验平台。
多智能车系统是研究的核心,分为人机交互系统和缩微智能车系统,如图 1 所示。人机交互系统可显示和保存缩微智能车的运行参数和车辆定位信息等,同时也可通过无线网络控制车辆行驶。人机交互系统是基于用户的界面管理系统,缩微智能车才是多智能体系统的主体部分,也是本文研究的重点。
缩微智能车系统由硬件系统和软件系统两部分组成,本文重点介绍缩微智能车系统的软件系统设计与实现。
基于简单视听觉传感器的车辆驾驶控制的软件设计的原则有:器件独立性、算法独立性、可扩展性、易于调试、数据可存储、软件可靠性等。
缩微智能车软件系统根据信息流向可分四层,依次是:传感器层、感知层、决策层和执行层。是缩微智能车系统的整体软件架构图,它描绘各模块层的功能、特性及连接方式。
3.1 传感器层
传感器层的任务是通过各类传感器获取缩微车辆及其所处环境信息。本文是基于缩微环境下的简单视听觉系统研究,采用的传感器种类和数量较少,主要是:图像传感器、声音传感器和速度传感器等。
3.2 感知层
感知层的任务是分析传感器层获取的数据,提取可用于决策的有用信息。感知层输出的信息包括环境识别信息和车辆自身信息等。该模块是多传感器数据提取的过程,主要包含图像处理和模式识别等相关算法。传感器获取的信息很多,如何提取出有效的信息,这是感知层的核心内容。图 4 给出本系统的图像感知算法,主要流程是:图像采样、初始化、颜色映射、灰度处理、数据滤波、区域连通,然后通过模板匹配等特征提取算法得到可用于决策的有效信息。
根据检测的对象不同,图 2 系统软件架构中将感知层分为:视觉检测和声音检测。其中视觉检测可分为:基础道路检测模块、动目标检测模块和静目标检测模块。 基础道路检测:道路检测的任务是对影响车辆寻线行驶的道路必要元素进行检测,主要有:道路线、停止线、斑马线、路面指示标志等。 动目标检测:动目标是指相对道路环境是移动的目标,有行驶的车辆和行人等。动目标检测容易引发紧急情况,因而对缩微车辆的避撞控制系统要求很高。检测的准确性直接影响车辆自主驾驶的安全性。 静目标检测:静目标是指除寻线行驶的必要元素外相对道路环境是静止的目标,有指示牌、故障车辆、静止行人、绿化带、锥形标和红绿灯等。 声音检测:声音检测是指车鸣声检测,用于车辆控制的辅助信息,可使缩微车辆的行驶和控制更加真实。
3.3 决策层
决策层的任务是将感知得到的有效信息进行数据融合,得到车辆的驾驶模式,给出相应控制信息。缩微智能车的不同自主行驶特征对应于不同的车辆控制行为。系统由此定义几种驾驶模式。
3.3.1 驾驶模式分类
车辆自主行驶特征根据检测的道路元素,如车道线、车辆、停止线、斑马线、红绿灯、行人、路面指示箭头、交通指示牌、锥形标、障碍物和道路隔离带等不同而有所不同。缩微城市道路环境下的驾驶模式有:车道保持模式、转弯模式、并道模式、路口模式、超车模式、迷失模式和紧急制动模式等七类。 车道保持模式:主要指车辆在同一车道内沿着道路线行走,遇到车辆减速慢行,这是车辆自主驾驶中最基础的模式。 转弯模式:路口检测到路面指示箭头后,且转弯道路可通行,则进入转弯模式。转弯模式中,不会触发超车模式。
并道模式:是指视野中存在车道减少的情况,与车道保持模式中的车辆控制有很大区别。 路口模式:车辆检测到停止线或斑马线后进来路口模式。路口有红绿灯和无线区域等,对应车辆自主驾驶控制非常复杂。 超车模式:超车模式是车辆交互重要部分。为确保车辆在该模式的安全,触发该模式的条件较高。需同时满足的条件有:前方车辆符合超车距离;左右有可超车的车道;超车方向无行驶车辆;在直道虚线处。 迷失模式:主要是指视野中无可用于控制的有效道路线。该模式对于车辆控制的有干扰,长期迷失将转化成紧急制动模式。 紧急制动模式:紧急制动模式是在突发情况发生需要对车辆进行紧急制动,如车辆逼撞应急停车控制。
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内部控制是企业管理重要的内容和基础,是企业实现战略目标的基本保障。风险导向型的内部控制是对企业内外部环境中存在的风险进行识别并分析其影响,根据结果采取一定的内部控制应对策略来抵御风险。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于财务风险为导向的医院内部控制探讨相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:随着我国医疗卫生体制改革的不断深入,医疗卫生机构迎来了新的发展机遇,同时也面临更大的挑战。如何在市场经济中立于不败之地,求得生存与发展,是摆在各类医疗卫生机构面前的新课题。在改革过程中,如果单位内部的财务制度不健全、监督控制力度弱,可能导致医院的财务风险大大增加。本文以汕头国际眼科中心为例,分析其财务风险内部控制的现状,并对其做些有益的探讨。
关键词:财务风险 现状 探讨 内部控制
医院的正常运行不仅能满足当地群众的看病需求,同时也能推动当地的经济建设。但在日常的经营活动中,由于受各种各样因素的影响,医院的财务状况往往具有较大的风险。如何有效规避这些风险,在此笔者也谈谈自己的一些看法。
(1)内部控制机制已经建立。在眼科中心,管理人员认识到了财务部门建立内部控制机制的必要性。这些内部控制机制虽然不能给医院带来直接的经济效益,但它能规范权力运行、促生内在制约力,有利于医院的长期稳定发展。尽管从短期来看,它可能会增加某些业务环节,而增加运营成本。但值得庆幸的是,管理人员对内部控制机制已经有了正确的认识,从而在医院的建设过程中,逐步建立并完善了相关的内部控制机制。
(2)内部审计发挥了作用。内部审计是医院的一个重要部门,它能够在很大程度上保证各种财务信息的真实准确性,从而控制医院的财务风险。正因为它具有如此重要的作用,所以,根据《卫生系统内部审计工作规定》(中华人民共和国卫生部令第51号)的规定,越来越多的医院设置了内审部门,且使其保持了良好的独立性。眼科中心的情况是,该部门由医院法人代表直接领导,对医院法人代表负责,并报告工作。在业务上接受上级审计机关的指导和监督。在这种情况下,内部审计能够发挥较大的作用,从而使财务风险得到较好的控制。
(3)财务风险控制意识较强。公立医院作为社会的公益机构,承担着为广大人民群众提供医疗保健服务的社会职能,比较注重医疗活动,而轻视经济管理。但在当前的市场化改革浪潮中,医院的管理人员也必须加强对经济工作的管理。只有这样,医院才能规避财务风险,更好地为人民服务。庆幸的是,从眼科中心的财务工作人员的情况来看,财务风险控制意识比较强,能较为客观地进行财务风险的识别与分析。
(4)财务风险的基础建设较好。在财务风险控制意识比较强的情况下,医院财务风险相关的基础建设也比较到位。首先表现在,财务工作人员及其岗位的分配比较合理。医院在对相关的岗位和人员进行配置时,会结合人员的学历、职称、工作能力、责任意识等因素进行综合考量,使具有较高财务管理水平的工作人员尽可能地发挥应有的作用。由于财务管理工作岗位上的工作人员对财务知识比较熟悉,因而基本能够胜任该项工作。其次,财务部门的工作岗位明确了职责。[1]医院在设置财务内部的相关岗位时,认真分析了岗位应该承担的职责,并充分考虑了岗位之间互相约束、互相制衡的要求。最后,财务部门与采购部门的工作流程基本合理。这表现为,能严格按规定程序采购物资设备、签订相关合同、办理入出库手续和付款申请审批手续等。总之,医院的财务基础建设较为到位,这在一定程度上有助于控制医院的财务风险。
(5)信息化建设比较完善。近几年,由于来院就诊的患者数量大大增加,医院通过不断改变诊疗场所的布局和优化流程,为患者提供优质便捷的诊疗服务。在此情况下,大多数医院在其内部推行信息化建设。就眼科中心的信息化建设现状来看,已建成覆盖各部门的医院信息系统。但某些数据统计口径不统一,这样就使财务部门在核对相关数据时,耗费较多的人力资源和物力资源。所以,信息化建设还应进一步完善。
(1)继续提高医院管理人员对内部控制的认识。医院的高级管理层应强化这种观念,即认识到财务内部控制对于医院的重要作用。不过,这还不够,还必须让医院的其他管理人员,也意识到建立内部控制机制的重要性。为了达到这个目的,高级管理层应组织所分管部门的负责人,针对内部控制相关知识进行研究和讨论,统一各级管理人员的认识。在多数管理人员认识到财务内部控制机制重要性的前提下,医院便可着手完善财务内部控制机制。需要注意的是,为了能使完善后的机制得以更好地运转,医院必须吸收自身和其他医院的经验成果,总结失败教训,从而提高财务风险控制能力。
(2)完善内部控制制度。眼科中心可以根据去年我国颁布实施的财务风险控制规范,来健全或完善本医院的财务内部控制制度。在完善内部控制制度时,一定要结合本医院的实际情况,否则,就很难达到财务风险控制的目的。具体来看,本医院可以从各部门的财务风险和相关业务活动的财务风险两个方面来着手,也就是说,对各部门的财务风险进行评估,找出可能引发风险的节点,并提出相应的解决办法。[2]不仅如此,医院还应对各种财务管理活动进行严格区分。例如,对预算管理、收支管理、债权债务管理等严格实行不相容职务相分离,从而大大细化财务管理活动的程序,降低财务风险的发生概率。
(3)强化工作人员的财务风险意识。在市场经济体制下,医院需要兼顾社会效益和经济效益。为了维持自身的正常运转,医院必须对财务活动进行有效管理,确保医院的营业收入大于营业支出。财务工作者必须对这点有深刻的认识,只有这样,他们才会更加重视对财务风险的控制。因此,为了达到这个目的,应对财务工作人员进行思想教育工作,提高他们的认识水平。
(4)加强财务内部控制队伍的建设。从前文的叙述可知,眼科中心财务人员的素质、能力相对较高。但是,在此基础上,医院仍对财务工作人员进行严格培训。通过定期的培训工作,提升他们的业务能力。同时,对培训人员进行一定的考核,确保他们的工作能力不仅能胜任其所在的岗位,还尽可能使工作人员在岗位上做出较大的贡献。在提升财务部门工作人员的专业能力的基础上,还需要进行持续的职业道德教育,提高他们的法律意识和责任意识。在必要的时候,医院甚至可以吸收外界的优秀财务管理者的管理理念,增加本医院的财务管理实力。在优秀的财务管理团队的管理下,财务风险就能进一步得到控制。
(5)完善信息化建设。医院的管理人员应继续完善各部门的信息建设,保证医院的财务数据信息能真实有效地传递给财务工作人员。为此,管理人员应了解各部门之间,有哪些地方衔接不到位。管理人员只有了解了相关情况,才能制定相关的完善措施,从而为完善信息化建设做好准备。[3]从前文叙述的情况来看,管理人员的主要工作是使各部门的工作能平稳、安全地交接给下一个部门。所以,管理人员应在这个方面下足功夫,尽可能地使各部门形成一个有机整体,这样就能大大降低医院的财务风险。
本文对汕头国际眼科中心财务风险内部控制的现状做了一番论述,主要介绍了五个方面的建设成果,在此基础上,笔者提出了五点强化措施。希望通过文章分析,能为我国医院内部控制质量的再次提升做出有益分享。
[1] 文芳清.加强医院内控管理防范医院财务风险[J].行政事业资产与财务,2014(12):117-118.
[2] 蒋雪艳.浅谈医院内部控制与财务风险防范[J].经济视野,2013(24):211.
[3] 郑大喜.基于财务风险导向的公立医院内部控制框架研究[J].中国卫生经济, 2012,31(2):72-75.
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