为您找到与汽车充电站配电系统设计研究 电子机械技术相关的共200个结果:
浏览量:3
下载量:0
时间:
浏览量:2
下载量:0
时间:
浏览量:2
下载量:0
时间:
浏览量:2
下载量:0
时间:
仓库管理的主要内容包括仓库系统的布局设计、库存最优控制、仓储作业操作。仓库管理(Warehouse Management System,WMS)模块能按照物流运作的规则和运算法则,对信息、资源、行为、存货和分销运作进行优化,使其最大化满足有效产出和精确管理的要求。WMS提供了企业级采购、制造计划、制造执行、客户服务系统与仓库或配送中心之间的桥梁。通过对库存实时可见性和仓库作业流程的支持,仓库管理模块能够有效地组织人员、空间和设备进行收货、存储、拣货和运输;组织运送原材料和部件到生产企业,运送成品到批发商、分销商和最终的客户手中论文下载。
传统的仓储管理业务包括收货、上架、补货、拣货、包装、发货。现代仓储管理已经转变成履行中心,它的功能包括传统的仓储管理、交叉转运/在途合并、增值服务流程(组合/装配;包装/贴标等)、退货、质量保证和动态客户服务等。WMS按照常规和用户自行确定的优先原则,来优化仓库的空间利用和全部仓储作业。对上,它通过电子数据交换等电子媒介,与企业的计算机主机联网,由主机下达收货和定单的原始数据。对下,它通过无线网络、手提终端、条码系统和射频数据通信等信息技术与仓库的员工联系。上下相互作用,传达指令、反馈信息并更新数据库,同时生成所需的条码标签和单据文件。一个WMS的基本软件包支持仓储作业中的全部功能,从进货站台直到发货站台。
2.1 对物资进行条码管理 物资入库时,根据物资的名称、规格及时间生成一个条形码,并将条形码贴在对应的物资上,这样,每件物资就会有一个“身份识别码”。通过查询条形码,就会看到该物资的入库时间、单价、存放位置、供应商等相关信息。在物资的领用等流动环节,只要扫入条形码,写入所需数量,其他信息都会自动载入。有了条形码管理,就能杜绝以往一种物资有几个供应商时,不能准确区分的现象;杜绝一种物资有几个单价时不能做到一一对应的现象。现在进行了条形码管理,对每件物资的来龙去脉都能做到一清二楚,从而有效地控制物资管理出现混乱的现象。
2.2 快捷、方便、准确、及时 现在物资入库时,只需仓库人员根据合同,将条码扫描后入库,然后将扫描后的信息打印出入库单流转到财务。这样大大地减轻了工作人员的工作压力,在物资发放时,非常方便、快捷,只需扫入领用人的条码、物资条码、填好数量。整个过程无需填入文字,耗时很少,极大地提高了工作效率,并能准确及时地反映库存物资的动态情况,物资的出、入库变化都能随时随地反映,做到账物相符从而为合理编制物资采购计划提供了可靠的依据。有效地控制了因信息不及时不准确而造成库存物资短缺或重复采购的现象。
浏览量:3
下载量:0
时间:
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
浏览量:3
下载量:0
时间:
电能质量即电力系统中电能的质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦,由此便产生了电能质量问题。一方面我们研究存在哪些影响因素会导致电能质量问题,一方面我们研究这些因素会导致哪些方面的问题,最后,我们要研究如何消除这些因素,从而最大程度上使电能接近正弦波。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:配电网电能质量在线监测系统应用研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:基于MSP430F1611单片机、无线收发模块nRF905和PC机组成的电能质量在线监测系统。
论文关键词:电能质量监测,MSP430F1611
在当今社会,电已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。电能是一种使用最为广泛的能源,其应用程度标志着一个国家的发展水平。改善电能质量对于电网的安全、经济运行,保障工业产品质量和科学实验的正常运行以及降低能耗等均有重要意义。电能质量直接关系到国民经济的总体效益。
本文采用NRF905和MSP430F1611为核心设计电能质量在线监测系统。应用快速傅里叶变换(FFT)实现电压电流信号的谐波分析及其它电能质量参数的处理和运算分析。
本设计的硬件方案框图见下图
[1]工作电压:1.8~3.6V,
[2]超低功耗,活动模式:280uA,待机模式:1.6uA,关闭模式(RAM保持):0.1uA
[3]5种省电模式
[4]从等待模式唤醒时间:6us
[5]16位RISC结构,125ns指令周期
[6]内置三通道DMA
[7]12位A/D带采样保持内部参考源
[8]双12位D/A同步转换
[9]16位定时器TimerA
[10]16位定时器TimerB
[11]片内比较器A
[12]串行通信USRT0(UART和SPI)接口
[13]串行通信USRT1(UART和SPI)接口
[14]具有可编程电平检测的供电电压管理器、监视器
[15]欠电压检测器
[16]Bootstrap Loader
[17]串行在线编程,无需外部编程电压,可[18]编程的保密熔丝代码保护
[19]48K+256B flash 10K RAM
MAX155是由美国MAXIM公司推出的,具有8个模拟输入通道,并且每个通道拥有自己的保持/跟踪电路,可以实现跟踪、采样同时进行,有利于减小各通道之间通信时间的差异,具有多通道模数转换的属性。各个通道的转换时间相同,都为3.6μs,在运行后结果自动保存在RAM中。在单独一个+5V电源供电时,其可工作于单端或差分、单极或双极性等形式的转换电路中。如果需要更宽的范围,芯片必须由±5V供电。具有2.5V的电源关断功能和内部参考电压是MAX155的另一个特性,如此恰好构成一个完善的系统。
电流、电压变换电路主要实现的功能是弱电信号与强电信号之间的变换和隔离,主要包括的电路有:电流、电压信号放大电路、滤波电路、互感器信号转换电路等。
而在采集过程中,之所以要对信号进行缩小处理,是因为电压、电流的属性和范围与MAX155不相符。所以,要采用两种互感器,分别为SCT254AK电流互感和SPT204A电压互感器。下面对其分别介绍:
SCT254AK电流互感器,根据其精密程度规定,额定输入电流为5A,输出额定电流为2.5mA。如果需要将电流信号转换成电压信号时,应用电路如图3-5所示。下面简单介绍一下各个器件的作用。电容C2是用来防振和滤波。可调电阻r′ 及电容C1是用来补偿相移的。而输出电压是通过调整电阻R和r的值所得到。两个二极管是运算放大器的作用,C3有抗干扰的作用。运算放大器使用高精度运算放大器,因为性能好,在工作时能提高测量的精确度以及良好的稳定性。
SPT204A电压互感器,根据其精密程度规定,输出、输入而定电流都是2mA。使用电路如图3-6所示。下面简单介绍一下各个器件的工作原理。电容C2是用来防振和滤波,其各个器件的功能同电流互感器SCT254AK的作用十分相似,唯一有区别的就是在输入口,有个R′,作用是限制电流的,且不管输入的电压多大,只要适当的选择R′,就可以保持在规定的范围内。
图3-5 SCT254AK典型应用电路
图3-6 SPT204A典型应用电路
无线通信选用nRF905集成通信模块。nRF905是单片无线收发集于一体的芯片,它的工作电压为范围是1.9到3.6V,可以工作在433 MHz 、868 MHz 、915 MHz这几个频段。它具有很强的抗干扰能力。
本设计采用了行列式键盘,根据应用的需要,采用了程序扫描的工作方式。
显示屏采用的是液晶(LCD)显示,根据设计需求采用的是SMG12864ZK液晶,它是128×64点阵组成的汉字图形型方式的液晶显示模块,能够提供图形和汉字,内部包涵简体中文字库、64X256的点阵式显示RAM。它能够与中央处理器进行连接,并提供信息送至微处理器。
MSP430和PC机串口通信电路串行接口电路采用MAX232芯片。与计算机的COM口连接,进行数据传送。
软件是一个系统中的核心部分,它的运算分析效率将直接体现整个系统的效率。所以,能否编制出优良的、高效的系统将直接影响产品的层次。系统软件包含两个部分,上位机部分和下位机部分。本设计的电能质量在线监测系统中,下位机主要为无线传输和数据采集两部分设计。
由MSP430单片机的需求出发,软件设计流程如图4-1,其中,其前部分需要循环才能实现,形成一个主、子的程序关系。
接收端子程序主要完成接收数据并与计算机进行通信,把数据上传到计算机中。
本系统的PC机监控界面是通过VB6.0软件实现的。主界面包括“开始采集”、“保存数据”、“数据处理”等几个按键。最终的采集观测结果,通过Excel表格文件格式进行保存。采集来的信号的大体形式可以通过曲线显示界面来显现,并以曲线的形式表现出来。程序流程如图4-13所示。
对电能质量指标参数数字化测量原理进行了剖析,并将采集到的数据和分析结果通过无线收发模块nRF905的数据传输至上位机,利用VB6.0中的Mscomm控件读取PC串口接收的数据,经过现场试验和实际测量,本系统取得了较好的效果。
[1]谢锐凯.分布式电能质量监测系统监测原理及系统研制. [D].2008年.华南理工大学
[2]高潮 等.基于MSP430多功能无线监测系统的设计.《激光杂志》.[J].2009年
[3]史旭光.基于MSP430的多功能电能表研究.[D].2003年 哈尔滨工业大学
浏览量:3
下载量:0
时间:
工程管理专业出现在20世纪80年代末期。当时,西方国家开始对工业工程教育进行评估,结论是传统的工业工程教育只注重车间层次的效率和数学方法的运用,其毕业生和工程师们缺乏必要的沟通技巧和管理知识。另外,根据美国工业工程学会的调查,发现70%的工程师在40岁之后都要承担工程管理的工作。因此,产生了工程管理这个新的学科领域。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于不同组件开发技术的工程管理信息系统研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
工程管理是保障工程项目顺利进行的必要条件,是工程进度、工程质量和工程投资效益取得成效的基础,管理信息的精确性是关键性因素,近年来组件技术的开发满足了软件规模的不断扩大以及分布式处理应用的需要,改善软件的开发效率,实现软件的模块化升级,对工程管理系统的发展有着重要的意义。若想提高工程管理质量,就需要改变传统的管理模式,提高管理的针对性和时效性,还需要健全市场开发体系,注重工程管理数据处理及传输的准确及时效性,开发工程管理信息系统是市场发展的趋势。
工程是科学和数学的某种应用通,通过这一应用,使自然界物质和能源的特性能够通过各种结构、产品和机器反应出来,是以最短的时间和精力做出高效、可靠且对人类有用的东西。有组织、有目的的群体性活动是为了改善自身生存和生活条件,并根据当时对自然规律的认识而进行的物化劳动的过程。“工程管理是对工程所进行的决策、组织、计划、协调、指挥与控制”。工程管理信息系统在现在的生活中有了较多应用,在概念和方法上有了巨大的变化,现阶段的工程管理系统无论作为学科,还是内容都更为丰富。工程管理信息系统的组件是个复杂的工程,基于不同组件的开发技术成为发展的必然趋势。
组件到现在还没有一个公认的标准定义,通俗意义上,我们可以理解为一个可以独立开发和交付,自包含的,可部署的软件功能单位,它通过接口向外界( 应用程序、框架或其他组件) 提供服务,可重复使用并可与其他对象进行交互。一个组件有若干个接口,每个接口代表组件某个属性或方法,开发人员根据具体情况选择特定的语言工具实现组件的开发,通过设置属性和方法使组件完成特定商业逻辑。组件技术的优势在于,根据组件规范,企业可以根据自身特点建立自己的组件库,在以后的开发过程中,可直接提取相应组件,不作任何修改直接使用。
2. 1 基于Internet /Intranet 的工程管理系统开发
随着网络时代的到来,工程管理信息系统的结构和思想有了巨大的转变,通过网络进行工程管理的信息传递成为了必然的发展趋势,故Internet - Intranet 已成为工程管理信息体统的核心平台。工程管理包括质量、投资、进度三大控制体系,系统需根据体系进行工具的管理,应用于各个管理模块和领域。在开发语言选择上采用Java Server Page 技术进行构建,结合XML 标准开展应用, Java 技术出现后不断升级改进,采用自主开发包Java,增强系统安全性。其中SQL Server 在分析服务、数据转换服务、数据仓库等方面有了巨大的突破,为工程管理系统的调整提供了有利的工具。根据工程建设项目大小调整网络建设的方案,其组件开发技术具有可伸缩性、安全性和可靠性,并可以和其他服务器软件的系统集成。
技术开发过程中考虑到管理的习惯问题,系统的界面模块设计仍然以传统的三大管理为基础结合管理思路设计,设置了工程动态、工程质量、工程进度、工程费用、事件管理、文件管理、日程管理、合同管理、资产管理和系统管理十大模块。基于Internet /Intranet 的组件开发技术采用了C /S 和B /S 混合模式,建立了复杂的非线性系统的数学模型,对工程管理信息进行处理和预测,充分利用了两种模式的优势,保证了工程管理过程中敏感数据的安全性和系统维护的简单性,较好的记忆样本信息,达到较高精度,准确度令人更加信赖。开发的新技术为工程管理提供了有效的工具,其主要应用人群是内部管理人员,能协助人员准确完成工程管理中的数据的录入、编辑、查询、统计、分析和决策任务。
在程序开发端,每一页面保留代码量最小化,能够采用接口的地方,尽量将代码以Java Beans 组件形式封装到后台系统连接Internet 网的方式可灵活选择,上网条件较差的建设项目可只在局域网内运行,必要时再接入到Internet 广域网,实现局域网到广域网的无缝升级,操作简单方便且安全性高。
2. 2 基于GIS与RS技术的工程管理系统开发
当前面向GIS 的开发模式主要有开发型、宿主型、二次开发和基于GIS 组件的二次开发,RS 为遥感技术,遥感图像的处理及信息提取。随着TS、GIS 技术的发展,将两种技术结合应用到工程管理中,具有对空间数据库的管理与分析功能,方便编程、易于移植、便于维护的优点,在工程管理中的调整、评价、管理和决策中,作用是不可替代的。
工程管理信息系统以数据、图档、业务管理逻辑等为主,利用GIS组件实现空间数据处理、分析,并利用其集成多种分布式数据源的能力,将本地属性数据与异地或网上的数据集成起来,与现有的应用系统有机集成。现有的系统应用框架是利用Eclipse 开发工具,通过MO 组件、基础数据库传输的传输,建立空间数据库和关系数据库,形成系统功能模块,分别进行信息系统的管理,执行能力强,安全性高,可移植性好。
通过RS 的遥感图像,可以及时准确的了解工程管理中的情况变化,提供科学快速的决策提供可靠的依据和有力的帮助,监测工程进度,在集成应用方面进行了有益的尝试,发挥了组件技术的优势,为科学的工程管理和决策提供强有力的工具。
提高管理水平和效率、节约工程管理成本是建设过程中的共同目标,不能构建科学、合理、有效的管理体系是造成我国工程管理混乱的主要原因,对工程管理应引起足够的重视,才能提高工程项目的时效性,提升项目的开展效果和整体质量。使用先进的开发组件技术为工程建设建立优越的信息管理和交流的平台,通过工程管理中现代信息技术的有效运用,提高项目管理水平,为全面实施科学规范、严格高效的工程管理水平提供科学的借鉴。基于不同组件开发技术的高效率、低成本显示出越来越大的优越性,逐渐受到关注,故其在工程管理信息系统构建领域的应用会越来越广泛。
【浅谈基于不同组件开发技术的工程管理信息系统研究】相关
浏览量:4
下载量:0
时间:
智能监控系统是采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术,通过在监控系统中增加智能视频分析模块,借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用的或干扰信息、自动识别不同物体,分析抽取视频源中关键有用信息,快速准确的定位事故现场,判断监控画面中的异常情况,并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作,从而有效进行事前预警,事中处理,事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈面向多传感器智能监控系统的技术研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在视频监控领域中,其传统技术手段都是通过人员来实现人工监控动态目标,而这种监控方式的最大问题就在于人员容易疲劳,难以实现对每路视频信号的实时监控,在出现突发事件的情况下,报警精确度也比较差,经常出现误报、漏报现象,要实现数据的事后分析也比较困难。所以,为了能够彻底解决这些问题,人们将基于计算机视觉的控制技术引入到视频监控系统中,经过多年发展,已经逐渐发展成为一种新型的视频监控技术,即智能视频监控。本文主要设计一种基于声光联合定位的多摄像头智能化监控方案,其工作流程可以概括为:通过声源对目标进行自动定位处理,然后再利用高性能的云台驱动系统来实现对特定动态目标的快速跟踪与监控。
文中智能视频监控系统的硬件结构中主要包括视频采集控制模块、服务器模块以及行为理解和决策模块等。在整个智能监控系统的部署应用中,主要采用分布式的控制方式,将每个节点都作为相对独立的子系统来使用。所以,在每个节点中,都包括了音频和视频信号采集组件、防护罩以及云台控制组件等。
对于系统中的视频采集控制模块,主要将摄像机作为目标信息获取的设备,通过各种类型的CCD图像传感器部件,将采集到的输出信号经过视频信号处理电路后,将其转换为标准的视频信号,然后再通过以太网传送到服务器端,这样就可以对其进行包括压缩和解码在内的一系列处理。
对于系统的服务器端,又可以分为三个不同的子模块,分别是视频编码解码、视频处理以及窗口界面等。通常,在视频的编码子模块中都采用MPEG-4视频压缩标准,实现对采集控制模块所传送过来的视频信号的压缩编码;而视频解码模块则可以完成对码流的实时解码与播放;视频的处理模块,则能够实现视场内运动目标的自动检测与实时识别,从而实时掌握和获取目标的状态信息。对于系统中的行为理解与决策模块,主要功能就是通过初步处理后的图像数据,对其中的目标特性进行进一步的深入分析和挖掘,从而实现对视场内各种类型目标行为的深度理解,完成对客观场景的最终解释过程,为智能化系统的决策提供支持。在该模块中,还包括了三个组件,即:理解、状态估计与决策推理等。
3.1云台控制系统与技术
可以将监测获取的目标位置输入到云台控制系统中,作为其输入信号使用,从而实现云台跟随运动目标移动的控制过程,将运动目标一直位于系统监控视场的中心。在此过程中,为了能够为云台的跟踪提供灵敏的响应速度以及较高的跟踪精度,可以在系统中设置多个控制和调节器件,分别实现对位置、转速和电流的调节和控制。针对那些快速移动的目标,为了能够对其进行精确跟踪,采用永磁直流力矩电动机作为执行元件,这也是考虑到这种元件更适用于高精度的位置伺服系统以及低速的控制系统中。
3.2运动目标检测技术
现在所广泛采用的运动目标检测,就是要从连续变换的序列图像中,将发生变化的区域进行识别、分割处理。一种常用的检测算法为帧间差分法,可以较好地使用环境的变换,完成对运动目标的检测,但该算法所得到的像素点不够完整,因此需要对其进行形态学处理,进而得到更加完整的运动目标。在对监控图像进行处理之前都需要预处理过程,从而消除由于各种因素所造成的噪声,这些因素主要包括天气、光照强度、传感器质量等,进而改善图像的质量和效果,便于后续操作与处理过程的实施。
接着,就需要通过数学形态学理论对得到的运动目标图像进行处理,进而在保持其原本形状的情况下,将与图像中目标不相干部分剔除掉。经过数学形态学的处理过程后,就能够将图像中的一些孤立点和小的空洞消除掉。不过,图像中所存在的一些尺度较大的空洞则难以有效消除,所以,还需要设计连通性区域检测过程,这样,所有的图像中存在的空洞就进本消除,从而保证了获取的运动目标更加完整。
3.3声源定位技术
在某个空间平面中麦克风位置确定的情况下,如果假设声源S的位置点坐标为(x, y),则充分考虑声源与接收点位置的差异,将声音到达各个接收器的时间差表示为t。
其中, 1 t 表示第1和第2个接收器的声音时间差,2 t 表示第1和第3个接收器所收到的声音时间差,而v表示大气中声音的传播速度。所以,通过上面的式子,利用计算机对1 t 和 2 t 进行测量,进而就可以得到声源点的具体坐标位置。
在实验室中,可以就文中系统所涉及的技术进行仿真实验。基于声源的定位算法利用C语言编码,硬件以8051单片机为平台;对于运动目标的检测试验则选用一般的PC机。
对于声源定位算法,主要在距离声源测试点5m左右的范围内完成测试过程,经过试验准确获得了目标位置,且测量结果的误差精度为mm级别。
云台控制系统的仿真主要通过Simulink来完成系统的建模与仿真过程,试验结果表明,如果将阶跃信号输入系统,则可以将稳态误差控制在0值,说明定位精度较高;如果输入为正弦信号,则系统输出能够对输入成功响应,这也反映了系统的跟随性能较好,可以满足设计的基本需求。如果采用了数字控制系统,则系统的动态性能会更高。
运动目标的检测,在运动目标提取过程中没有对摄像机的运动进行考虑,只针对室内环境中的人体视频序列,以及室外环境中的运动车辆视频序列,利用相邻三帧差分方法进行测试,检测结果表明算法能够较好地提取运动目标。
论文中设计了一种智能化的视频监控系统方案,该方案利用声源定位技术来实现目标快速定位,通过相邻三帧图像序列的差分方法实现运动目标提取。系统能够对摄像机的姿态进行实时调整和控制,完成对高速运动目标的精确跟踪。在仿真实验的基础上,对这些技术进行了验证,说明了文中所采用方法的可行性。
【浅谈面向多传感器智能监控系统的技术研究论文】相关
浏览量:4
下载量:0
时间:
保险业是指将通过契约形式集中起来的资金,用以补偿被保险人的经济利益业务的行业。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于数据仓库技术的保险业统计分析系统设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:通过分析保险行业的核心业务,采用数据仓库技术,对保险企业中的海量历史数据进行集成和统计分析,得到精确的业务运行分析报告,对业务及客户进行趋势分析,以便及时作出正确决策并根据自身需要监测业务运营。
关键词:数据仓库;保险业;ETL;多维数据;统计分析
数据仓库(Data Warehouse,DW)是随着关系数据库、并行处理和分布式技术的飞速发展而产生的[1], W?H?Inmon出版了《Building the Data Warehouse》一书,给出了数据仓库的定义:数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失的、随时间变化的用来支持管理人员决策的数据集合[2]。数据仓库包含的是整个企业视图的粒度化数据。
数据仓库系统通常对多个异构数据源有效集成,集成后按照主题进行重组[3]。存放在数据仓库中的数据通常不再修改,用作进一步的分析型数据处理。
数据仓库系统的建立和开发以企事业单位的现有业务系统和大量业务数据的积累为基础 [4],其开发是一个循环迭代过程,通常需要企业有一定的业务数据积累,开发人员将这些历史数据通过ETL输入到数据仓库中,进行分析和统计,以建立决策支持辅助系统,为企事业单位管理者提供决策支持。
随着保险业发展及保险市场竞争的加剧,保险公司在管理和运营方面面临着更高的要求,来自监管、竞争、技术更新及全球化等各方面的压力不断考验着保险企业。保险业发展的核心动力表现在以下几个方面:①进入新分市场及提高业务质量;②巩固客户忠诚度,适应客户多变的需求;③高效的运营;④精确的风险及成本控制;⑤消除各种技术壁垒。
要做到上述目标并不容易。对高层管理者来说,由于统计口径的关系,很难获取一致性数据进行比对,很难及时监控到业务状况,不能有效地进行决策支持。对于业务部门主管与业务分析员,所需报表难以及时获取,即使取得的数据也难用于多视角、全方位地分析业务问题。对于IT部门来说,要不断帮助业务部门制作报表,时间相对较长,而且开发的报表越多,特别是分析型的报表越多,业务系统性能越受影响。
以某人寿保险有限公司为例,该公司的数据支持情况如下:
(1)保单管理系统中大致有50张左右的报表在运行,但随着公司业务的发展,数据分析及用于日常管理的制式报表与日俱增,报表数量将很快无法满足业务发展需求。
(2)各业务管理部门有各自的制式报表及统计需求,但在将数据汇总时,时常出现因统计时点不同、指标定义的理解差异等原因造成数据不一致,导致额外的数据校验工作。
(3)当前报表的IT实现基本上是按照单个报表需求来设计的,造成IT设计无法复用,报表开发缺乏整体规划,呈一种临时性状态,随着报表及统计需求的增加,IT相应的工作将与日俱增。
(4)因当前报表及数据统计都在保单管理系统中运行,随着需求数量的增加,保单管理系统将面临沉重的夜间批处理压力并严重影响日间日常业务操作的效率及稳定性。
针对上述系统现状,在建设中决定采用数据建模、ETL、数据分析以及数据展现等技术,实现风险管控分析、客户服务分析、客户维持分析、市场销售分析、综合分析和综合管理6大功能,达到以下目标:①代替原有手工报表方式,为业务人员节省时间;②提供精细的分析数据。业绩分析可以从营业部,钻取到营业组,甚至每个FC(理财顾问),保全分析可以分析每种保全项目的明细;③统一的分析口径。各部门统计指标,可以在统一的时间点上进行公司级汇总;名称一致的统计口径,可以唯一定义一种统计方式;④唯一的报表平台。从报表需求获取到报表需求分析以及最后的实现都在一个体系下完成,公司数据分析工作逐步系统化和实用化。
统计分析系统采用灵活架构,在构建一个统一、稳定的企业级数据仓库基础上,分步构建各个独立的分析应用数据集市,满足灵活性、扩展性要求,系统架构如图1所示。
保险数据仓库是一个中央的知识数据库,包含来自寿险系统、团险系统、短期险系统和电话销售系统等源系统的源数据,数据模型分为3层:
(1)数据准备层(Staging Layer): 采用同源系统相似的数据结构存储源系统的每日增量数据。
(2)保险企业模型层(Insurance Enterprise Models Layer): 作为保险数据仓库的核心,相应的保险企业模型部署在该层。根据保险行业的业务视图,保险企业模型分为10个主题,根据保险信息的特性而非事务处理的目的来设计,企业级上所有保险业务信息根据历史版本进行记录。在数据准备层通过ETL(数据抽取转换装载程序)进行数据批处理,采用增量机制装载进入保险企业模型。
(3)分析数据模型层(Analysis Data Models Layer): 各种各样的数据分析需求归类到不同的数据集市,如市场及销售数据集市、运营效能数据集市、风险管控数据集市等。分析数据模型即为满足数据集市需求而采用维度建模方法特别设计的模型。分析数据模型从保险企业模型衍生而来,数据通过ETL 批处理,采用增量机制装载进入保险企业模型。
ETL采用增量机制,每日从源系统抽取变更数据至Staging层,接着将Staging层数据转换至企业模型和分析模型。在ETL批处理完成后,系统运行报表批处理生成报表并发布到相应的报表文件服务器上。
OLAP元数据管理工具: 提供OLAP 元数据管理工具,用于管理所有OLAP 业务元数据,包括指标定义、维度层次定义、指标与维度的关系及分析需求。通过使用这个工具可帮助保险企业统一KPI 定义及促进企业标准化管理,同时其管理的内容可作为统计分析系统所支持的知识库来使用。 OLAP平台:选择微软的SQL Server 2008作为OLAP平台。OLAP 工具支持分析的类型包括管理仪表盘、平衡记分卡、制式化管理报表、临时查询、数据挖掘等。
4.1 ETL实现
ETL采用SQL Server集成服务来实现。Microsoft Integration Services 是一个可以生成高性能数据集成解决方案(包括为数据仓库提取、转换和加载ETL包)的平台。Integration Services包括生成和调式包的图形工具和向导;执行工作流函数操作和执行SQL脚本等任务;提取和加载数据的数据源和目标;清除、聚合、合并和复制数据的转换;管理包执行和存储的管理服务,即Integration Services;用于Integration Services对象模型编程的应用程序编程接口(API)。
4.2 多维数据实现
创建报表之前,需要通过SQL Server分析创建多维数据模型。之所以使用SQL Server分析服务创建多维模型,主要是为了实现对业务数据的即席查询。系统开发人员创建多维数据集以支持快速响应,并提供单个数据源以进行业务报告。商业智能的重要性不断提高,使用单一的分析数据源可确保将差异减到最小(如果无法完全消除差异)。
4.3 报表系统实现
报表系统实现使用了SQL Server报表服务,报表服务包含一整套管理报表的工具。报表工具在微软的开发环境中工作,并与SQL Server无缝衔接。通过报表服务,可以从多种不同的数据源创建各种不同样式的报表。
该系统目前已经在某人寿保险有限公司正式投入使用,结果显示,该系统使业务数据的分析效率、分析能力大大提高,在一定程度上简化了业务人员数据统计工作,对公司决策支持起到很大的帮助作用,系统良好的应用价值体现在以下几个方面:
①数据集成。数据仓库能够把来自多个不同子系统的数据进行有效集成,提供统一的、一站式的业务报表系统;
②查询灵活方便。统计分析系统能够根据不同的需求进行条件过滤,并支持数据向上向下钻取,数据查询方式更加灵活,追溯更加简单直接,为业务分析人员提供了很大的便利;
③安全性高。为了保证数据的安全性和可靠性,对数据仓库中的数据实行统一管理;
④降低成本。统计分析系统的建立,可以代替原来的手工汇总操作,一次创建,只需要进行简单的维护就可长期使用。
本系统开发及系统运行工作得到如下经验及启示:
(1)理念的转变。在数据分析上,需要从清单和简单汇总上升到数据分析,从单个部门分析到全局分析,从数据库到数据仓库进行分析设计。
(2)平台统一管理要求。在报表的管理上,一个统一的部门管理面向高管的报表,制定统一的口径;对没有报表的部门需要严格确认数据准确性;对有报表的部门,不要局限于当前的数据逻辑。
(3)系统扩展。报表需要不断扩展和改进,不断提高深度和广度,收集更多数据,提供更多报表;提升界面功能,精确授权,自动分发报表;提升可用性,全面取代现有的其它报表系统;从明细数据到统计数据,进而分析数据,最终实现商业智能、数据挖掘的目标。
浏览量:2
下载量:0
时间:
医药管理系统是集进、销、存、财务以及会员一体化专业药店管理软件,是将药品和中药采用同一操作流程分别管理,操作简单、管理方便的软件。系统采用多层架构分模块开发,性能稳定,运行安全。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于计算机技术的医院药品管理系统设计研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
从现实角度来看,医院单位的药品信息及其数据管理是比较混乱的,其统计工作费时而且费力,为了做好企业的管理,企业必须进行企业单位信息的有效获取,从而保证统计数据的科学化,方便其查看,以此做好企业数据信息的维护工作。该医院药品管理软件的应用是进行了Visual FoxPro 6.0的设计及其开发应用,从而满足医院药品信息管理的工作需要,这是医院信息系统的重要应用环节,这些都离不开医院药品信息的分类管理及其数据管理,从而保证信息的快速性、准确性及其简单性。当然,这也需要相关的部门给予积极的安排,保证传统式的管理方法的更新,实现医院药品的有效管理。
第一,在医院工作系统中,药品管理系统占据着非常重要的地位,毕竟药品管理系统能够为用户进行充足信息及其快捷数据处理方式的应用,通过对计算机的药品信息管理,更有利于检索的迅速性,保证其查找的方便性,从而有利于其修改,保证其良好的可靠性,实现数据的良好处理,能够进行医院药品流动及其库存管理的协调,实现医院系统管理的科学化。
在医院药品管理过程中,进行系统概念及其特点的分析是必要的,系统是处于一定环境下的相互联系及相互作用的各个分支的集合。也可以这样说,医院信息管理系统是一个人造系统,其涉及到软硬件、数据资源等的应用,其最终的目的是实现信息的有效收集、加工及其储存,从而保证医院组织不同活动的有效管理,进行积极的调节及控制。
第二,医院的管理信息系统的应用是现代管理方法的一种体现。这涉及到计算机技术的应用,计算机是数据处理的有效工具及手段,实现企业的有效管理应用,从而保证管理人员与计算机系统技术的结合,保证其从繁琐的事务中解脱出来,更好地进行应用决策。
第一,医院药品管理软件的系统设计是比较复杂的,该系统具备数据信息处理、控制、预测及其辅助决策等功能,能够进行统一性标准的处理及其进行信息的提供,从而进行前后矛盾不完整数据的排除,提供管理及决策数据。这需要对制定的数据关系进行分析并应用,从而达到日常工作效率的提升。其需要向医院不同管理机构做出详细报告,分析及缩短解释时间,进行最低费用的应用,在最短的时间内提供精确、可靠的信息,从而保证企业经济效益的提升。该系统涉及到两个应用部分,分别是门诊管理系统及库房管理系统。
门诊管理系统应用包括不同的两种方式,即医生信息管理模式、医生工作管理模式,其需要进行药品门诊的监控,明确药品的流出途径。医生信息管理系统能够进行医生工作档案的统计及管理,其需要进行相关统计要素的应用,比如针对医生的编号、姓名、科室、职称等进行分析,从而保证医院的人事管理工作的简便性及快捷性,提升医生的工作部署水平。通过对医生工作管理方案的应用,更有利于进行药品的操作控制,这可以明确医生名字及其工作档案的处方药的详细记录。
第二,库房管理子系统包括两种形式,普药库存管理方式、处方药库存管理模式。在该系统的应用过程中,需要做好库房的药品统计工作,进行查询管理。普药库存管理的关键点是进行库存信息的查询,这里面包括了编号、药品名、有效期等,从而做好统计分析的工作。
在这个流程中,普药库存信息查询模块涉及到两种模式的应用,即流入及流出模块。所谓的流入是进行药品基本信息的进货情况的分析,这涉及到药品的编号、药品名、单价、有效期等,也涉及到进货日期、药品编号、负责人、数量等。流出涉及到药品的基本信息分析,记录医院对该药品的开发情况的分析,涉及到编号、单价、有效期等的应用,涉及到开药日期、普药用量等的方式。一般来说,处方药库库存管理功能与系统结构与普药库存是类似的。
第一,在界面及其功能应用环节中,我们可以得知该软件的操作,其程序的进入首先是登陆界面,需要明确密码才能进入系统,再做好数据录入及其查询统计工作。进行密码的输入保证其操作系统主界面的进入,这个界面是一个过渡形式的界面,单击相关的标识就可以进行相关的子系统,比如进入处方药库存管理子系统,界面会显示出编号,显示出库存的现状。进行编号的输入就可以进行药品信息及其统计结果的出现,比如剩余量、过期时间等。又如单击处方药进货按钮,可以看到处方药的进货记录情况及其流出情况,进行相关按钮的点击也会出现不同部门的报表情况。
又如在门诊管理界面中,锁定搜索按钮时会弹出搜索框,针对其查询的特点可进行单一元素或者多元素的查询,得出查询的结果,就可以进行所查询结果的展现。在添加记录界面,对于那些单一表单的,可以直接添加按钮,实现表单的添加,保证内容的添加再进行保存。
第二,在支持打印界面中,应用打印按钮,进行输出类型的选出,比如导出表、文件、文本文件、打印表列表等,进行打印机类型的分析,进行选择记录的分析,进行来源的选择,进行数据位置的确定,再按照界面操作要求确认按钮,就可以进行打印。
在该系统应用中,其开发系统需要良好的计算机操作环境,这涉及到计算机良好资源条件的满足,操作系统可以是WIN7及以上系统,进行了Visual FoxPro 6.0开发工具的应用。在该软件的应用过程中,其遵循了软件工程的特有设计方法及步骤,能够适应不同对象的开发应用需要,通过对分析技术的应用,更有利于做好系统的细致研究工作,其涉及到的数据量是非常大的,并且准确性也是比较高的,涉及到安全性及保密性的应用,其整体建设成果涉及到医院医务工作人员的工作效率及数据安全性,从而有利于进行记录信息的查找和统计,节约劳动时间,保证工作效率的提升,更有利于审查工作的有效开展。
该软件的设计需要针对不同医院的具体需求,结合药品的商品特殊性进行设计,从而保证对药品的良好监控及控制。做好药品进入医院的各个环节的记录,保证不同环节的紧密性,保证其环环相扣性。这就需要医院做好药品的管理工作,避免医院工作者徇私舞弊的情况,更好地为患者提供服务,保证患者获取更多的利益,从而保证国家节约更多的资源。
通过对基于计算机技术的医院药品管理系统设计方案的优化,更有利于现阶段医院药品管理工作的开展,从而提升其应用效益,满足医院药品管理及工作的需要,这需要引起相关技术操作人员的重视,做好计算机医院药品管理技术的各个细节,实现医院整体系统的和谐,保证医患之间的协调性。
【浅谈基于计算机技术的医院药品管理系统设计研究】相关
浏览量:2
下载量:0
时间:
信息技术支持下的自主学习是指学习者利用信息技术提供的学习支持和服务,系统地、主动地、探索性地学习。随着高校信息化建设的加强,高校教学必须把培养学生的自主学习能力作为重要的核心目标。以下是读文网小编为大家精心准备的:信息技术支持下高校学生自主学习的教学设计研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:伴随着我国经济的高速发展,对人才的要求也越来越高,这就要求我们从根本上做起,重视当代高校学生的学习方式。从自主学习的特征和高校学生学习的特点来看,信息技术支持下的自主学习应该成为高校学生的一种主要的学习方式,教师应充分利用信息技术对自主学习的支持作用,进行精心的信息化教学设计,由此来培养学生自主学习的能力和创新能力,为国家做一份贡献。
关键词:信息技术;自主学习;教学设计
我国正处于高速发展的阶段,迫切需要具有创新能力、专业性强的高技术人才,这就意味着传统的教育方式不再能满足我们的要求,同时在网络遍布的世界,我们应该学会利用它并找出更好的方式对学生进行教学。信息技术支持下高校学生自主学习的教学就是一种非常好的方式。致力于自主学习研究的美国心里学家认为,自主学习是一种最高效的学习方式,首先自主学习的动机应该是内在的或自我激发的,其次致学习的方法是有计划的或已经熟练达到自动化程度的。
1.1高校学生应该学会信息支持下的自主学习的原因
我们曾做过一个调查,在问到大学生喜欢通过什么方式学习时,有约大部分的学生表示喜欢通过“自学”的方式学习,但在喜欢自学的人中,有一半以上的人认为自己的自主学习能力一般,这说明大学生的自主学习能力有待提高,而大学生自主学习能力的提高需要在自主学习的过程中完成。 而在所有高校学生中自主学习应该是大学生学习最突出的特点,因为大学学校教学时学生学习过程中的最后一个阶段,是学校这一特定环境下的认识过程转入社会实践中的认识活动前的一个阶段,这一阶段学习的结束,意味着学生将作为一个独立、自主的人进入社会,不再有别人的直接监控和管制,从此开始独立的社会生活。因此,大学阶段,学生必须养成自主学习的习惯,具备自主学习的能力,这样才能立足于社会。
1.2高校学生信息支持下的自主学习的含义
自主学习是与其他学习方式不同的,它是学习者主动对学习的各个方面或维度做出选择、控制和调节的一种学习方式。说得明白一点就是,如果学生的学习动机是自我驱动的,学习内容是自己选择的,学习策略是自主调节的,学习时间是自我计划和管理的,学生能够主动营造有利于学习的物质和社会条件,并能够对学习结果做出自我判断和评价,那么他的学习就是充分自主的。影响自主学习的因素既有来自个体内部的主观条件,也有来自个体外部的客观条件。信息技术作为影响学生自主学习的外部客观条件提供了强有力的支撑作用,内部条件根据庞维国先生的归纳,包括建立在学生具有一定心理发展水平基础之上的“能学”、建立在学生具有内在学习动机基础之上的“想学”、建立在学生掌握了一定的学习策略基础之上的“会学”、建立在意志控制基础之上的“坚持学”。
2.1信息技术为自主学习者提供优越的学习环境
信息技术能够为自主学习者提供多样的认知工具和丰富的学习资源,同时信息技术能够为自主学习者提供多样的认知工具,说得通俗一点,信息技术具有认知工具作用。以网络和多媒体为主要特征的信息技术能够为学生提供具有开放性、探究性的认知工具,基于网络的认知工具主要有:Explorer 浏览器、E-mail、BBS 论坛、聊天室等。学生可以利用这些认知工具,更好地帮助他们自主完成认知活动。 基于网络的学习资源提供了真正意义上的开放性的学习环境,这个开放的学习环境不受时间、空间和地域的限制,通过计算机网络可扩展至全社会的每一个角落,连通整个世界。每个学习者可以在任意时间、任意地点通过网络自由地学习、工作。因此,基于网络的学习资源使得自主学习者对物质学习环境的利用更加便利。
2.2信息技术加强了自主学习者间的交流
虽然我们提倡自主学习,但自主学习不是自学,也就是说,自主学习不是一种完全独立和孤立的学习,是一种在教师指导下的半独立性的学习,首先它需要学习环境中有组织良好的反馈系统,来帮助学生做出自我决策。同时,它需要学习环境提供促进学习者之间进行交流、讨论与协作的手段、策略和氛围。也就是说,在自主学习中,交互是必要的。在自主学习环境交流的方面,信息技术有着得天独厚的优势。网络通讯技术不仅仅是一种传递信息的工具,更是一种交流中介,它能够为同学之间、同学与教师之间共享与交流不同观点、看法提供机会,使“会话”和“协商”顺利进行。在网络环境中,学生们在教师的组织和引导下一起讨论和交流,共同建立起学习群体并成为其中的一员。这样包括老师在内的每一位参与者都得到了多方面的认知。
3.1教师来选取合适的内容并提出任务和设定目标
首先教师要选取适宜于学生自主学习的内容,对于高校学生来说,适于自主学习的内容很多,最好选择对于高级知识的学习,如最新的前沿问题探讨、热点问题研讨等,尤其适宜自主学习,可以让学生在阅读大量文献的基础上,去主动建构,这样就更容易锻炼高校学生的能力。再者教师应该确定相应的学习任务,因为学习任务是学习目标的具体化,任务的完成或问题的解决是学生自主学习的驱动力,教师也应该提出完成任务的时间要求,以此培养学生管理学习时间的意识和能力。最后,教师对单元的教学总目标进行分析,确定通过自主学习,学生应该达到的水平或获得的能力,其中应包括与自主学习能力养成有关的目标。
3.2高校学生利用信息技术进行资源查找与交流
教师根据任务和问题以及学生的特点,确定资源的提供方式,可以要求学生自己按照学习目标查找资源,也可以提供现成的资源给学生。如果要学生自己根据教学目标查找,则要给出要求以及查找的方向,避免学生漫无目的,造成不必要的时间浪费。在自主学习方式中,提倡学生在教师指导下,自己查找资源。对于学生查找获取的资源,经过大家的集体评价,把真正有价值的信息,发布到学习论坛上,让大家一同研究。教师要经常进入交流平台,密切关注学生的讨论情况,对学生在学习过程中遇到的问题和困难,及时予以帮助、指导,对学生的学习情况要及时掌握。更重要的是,教师要有目的地去引导交流活动,营造一种和谐、健康的交互氛围,即建立起交互的软环境。通过交互平台,形成良好的师生互动,生生互动,建立学习的共同体。
3.3将信息技术下的自主学习成果进行展示
教师把学生的学习结果,例如论文、演示文稿或其它作品,通过学习的平台进行交流、展示。通过对学习结果的交流、展示,使学生获得成功的体验,增强自我效能感,自我效能感的增强能够促进学生自主学习活动的进行。同时,通过展示作品,可以形成了一种竞争的学习氛围,从而在一定程度上激发学生的学习动机。
通过以上对信息化环境中高校学生自主学习设计的一些探讨,希望能对大学生自主学习能力的培养有所帮助。需要指出的是,在信息技术下的自主学习中教师应注意彻底实现角色的转换,从单纯的知识传递,转为对自主学习的设计上,同时保持学习资源的动态性,及时更新,将最新的信息补充进去,充实学习资源。最重要的是在教学中应引入有关自主学习的学习内容,让学生从思想上理清自主学习的实质、特点,能够参照自主学习的几个维度去要求自己,从而培养自己的自主学习能力。自主学习的设计是一个比较复杂的问题,有待于今后做进一步地深入研究。
相关文章:
浏览量:5
下载量:0
时间:
随着汽车产业的飞速发展,越来越多的电子系统在整车上得到了广泛的应用,目前,系统存在硬件冗余、空间体积大、成本高、故障率相对较高等问题。因此,优化汽车电子系统、提高网络集成度已成为国内外研究重点。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于RFID技术的低功耗汽车门禁系统的研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:针对汽车门禁系统功能实现与功耗的问题,对系统车身控制模块及遥控钥匙模块的控制机制、硬件电路设计及RFID通信算法等方面进行了研究,对降低系统功耗的方法进行了归纳,提出了一种基于PIC16F1828单片机控制车身控制模块及PIC16F630控制遥控钥匙模块的汽车门禁系统,系统低频收/发电路分别采用TMS37122、TMS3705射频芯片,高、低频通信频率分别为315 MHz、134.2 k Hz,而数字调制方式则分别采用幅移键控、频移键控,系统RFID通信方式采用的是曼彻斯特编码编码。研究结果表明,该系统的遥控钥匙能实现1.5 m内控制车门的开启,并伴有设防、撤防的报警功能及语音提示功能,遥控钥匙有学习、复位功能,系统功能完善,实现了汽车门禁系统功能及功耗的优化。
【关键词】: 射频识别 高频 低频 功耗 加密算法
随着汽车行业的不断发展创新,传统的RKE( remotekeyless entry) 系统已经不能完全满足车主对汽车门禁功能的要求。新型PKE 系统进入汽车市场后,很快得到了中高档汽车的青睐。但是由于完善的PKE 系统设计技术基本由少数外企掌握,使得PKE 产品成本高,不能在中国广阔的汽车市场中得到全面和灵活的应用。目前,在国内只有少数高档汽车才能够配备PKE 系统,因此,面对不断发展的中国汽车消费市场,对PKE 系统进行研究和开发,不仅能给汽车消费群体带来便利,更有利于整个汽车行业的发展。
广大研究者一直致力于RFID 技术的研究,并且应用到了不同的领域中,但是主要关注只通信距离与通信安全的问题,重点研究了高低频信号收发电路及通信加密算法。Yuping Su 等在RFID 系统设计中加入了显示模块及功率放大电路,且发射台一直处于发码状态,能耗比较大; Qi Zhang 等在低功率射频收发器的设计中,RF 收发器主要由宽带射频前端、低功率接收模块、N 倍分频器及功率管理模块组成,结果表明接收器在带宽为915 MHz 数据传输速率为2 Mbps情况下工作电流为10 mA; Md. Monzur Morshed 等主要介绍了一种标签RFID 通信协议,该协议使用静态标示符,单调递增的时间戳,该协议表明它可以节约存储空间及减少计算,但降低了通信安全系数。为降低系统的功耗,本研究主要改进了高、低频收发电路及通信算法,并且加入了语音及安防模块。本研究提出的高/低频结合、功能完善及低功耗的汽车门禁系统的设计方案是RFID 技术在汽车门禁系统中的一次成功应用,对中国国产汽车行业的迅速全面发展具有重要的的意义。
1. 1 工作原理
在一辆汽车中,门禁系统主要由车身控制模块及遥控钥匙模块组成,可以多个遥控钥匙对一个车身模块。汽车门禁系统框图如图1 所示。车身控制模块安装在车门上,驾驶者携带身份卡不必将身份卡从口袋中拿出,只需靠近汽车按门把手上的触摸键即可实现开启车门功能,并解除安防系统,同样驾驶者离开车时只需按下触摸键即可实现汽车锁门功能,并使汽车安防系统处于设防状态,整个开门锁门的过程中,身份卡无需拿出。
1. 2 重难点
( 1) 低功耗。常用的低功耗设计方式有: 选用低功耗的处理器、设计低功耗的电路、采用单电源低电压唤醒、采用间歇式发送信号及软件优化、处理器采用休眠—唤醒模式等。在本研究的系统设计中,除了运用以上低功耗设计方法外,还将在车身控制模块和遥控钥匙模块中均采用高低频相结合的传输方式。这种传输方式优点在于低频模块选用的频率为134. 2 kHz,其信号的传输是通过空间交变磁场来实现耦合,收发模块在这种方式下可利用耦合的电磁场能量作为自己的能量,从而无需消耗电池的能量。此外,还可以在无其他外部中断的情况下,将车身控制模块设置为休眠模式,从而减少不必要的能量消耗。当按下触摸按键或有其他外部中断时,将唤醒处理器进行工作。
( 2) 低频天线的全向性。由于车身控制模块与遥控钥匙模块采用的是134. 2 kHz 低频收发方式,且遥控钥匙体积的限制,为解决低频天线间的耦合问题,在该系统中,车门控制模块低频天线采用线圈天线,遥控钥匙模块的低频接收天线采用3 付正交天线,每付天线由一个电感和一个电容并联组成,分别放在X、Y 和Z 方向上,保证可以获得任意方向上的信号,既实现低频天线的全向性,又减小了天线的体积。
( 3) 加密算法。为保证通信信号的安全性,该系统中通信数据会先被加密,解密成功后方可开门,有效地保证了系统的安全性。
该系统车身控制模块低频发送电路采用的数字调制方式是频移键控,通过改变载波的频率,使其随着基带信号的变化而变化,从而将调制信号转换成适合传播的已调信号。而传输的数字信号采用的编码方式为曼彻斯特编码,用电压跳变的相位不同来区分1 和0,其中从高到低跳变表示1,从低到高跳变表示0。
为解决发送数据的错码问题及最大可能的降低功耗,系统发送数据报文由前导头、同步头、数据信息、后导头组成,卡号与密码进行按位与加密,在解密的过程中,按照报文的发送顺序进行解密,一旦验证不成功即停止解密,这种加密算法不但错码率少,而且功耗低。
2. 1 车身控制模块
车身控制模块主要由主控单片机芯片、高频接收模块、低频发送模块、安防模块、电机模块、语音模块、触摸开关等组成。
在该系统中,低频发送模块处理器采用单片机PIC16F1828 芯片,射频芯片为美国德州仪器的TMS3705读写芯片。该设计中,射频芯片与微处理器只需通过两根I /O 口线通信,使用非常方便。
单片机PIC16F1828 的工作电压为1. 8 V ~ 5. 5 V,电路中通过采用COMS 技术的三端口高电流低电压稳压器HT7550 输出5 V 电压提供给单片机,PIC16F1828有4 种晶振模式,最高为32 MHz,休眠模式下电流仅为20 nA,要从休眠模式唤醒器件,外设必须能在没有系统时钟的情况下工作。进入休眠模式前,必须将相应中断源的中断允许位置1。从休眠模式唤醒时,如果GIE 位也置1,则处理器将跳转到中断向量,否则,处理器将继续执行SLEEP 指令后的指令。紧接SLEEP 指令后的指令总是会在跳转到ISR 前执行。该系统中单片机PIC16F1828 共有20 个引脚,18 个引脚可作为I /O 口,其中RA4、RA5 引脚接入4 M 的晶振,RC3、RB7 引脚控制语音芯片模块,RC0、RC1 引脚控制电机L9110S 模块,RC6、RC7 引脚控制安防模块,RA2 引脚作为高频信号的输入端,RC4、RC5 引脚作为射频芯片TMS3705 的信号输入端。射频芯片TMS3705 是用来驱动天线,在天线端发送调制的频率为134. 2 kHz 的信号数据。
2. 2 遥控钥匙模块
遥控钥匙模块主要由主控单片机芯片、高频发送模块、低频接收模块、电源、天线等组成。
该系统中,PIC16F630 有12 个具备独立方向控制功能的I /O 引脚,RA0、RA2、RC0 引脚连接低频接收芯片TMS37122。C4是充电电容连接引脚VCL,在低频信号接收的过程中C4处于充电状态,从而为低频的第5 期胡 威,等: 基于 RFID 技术的低功耗汽车门禁系统 ·735·半双工部分提供能量。芯片TMS37122 并且具有可编程的唤醒模式和低频监视,通过WAKE 引脚输出来驱动外部设备,进而唤醒单片机。该芯片对来自多达3 个天线的信号进行解调,如果天线正交放置,就可解调来自3 个坐标( X、Y 和Z) 的数据信息。这样,即使汽车内的基站天线是简单、经济型的线圈天线,也可使无耦合的区域最小。在该次设计中,当按下汽车门锁上的触摸按键,车身控制模块会依次发出低频信号,而遥控钥匙一直处于接收状态,卡接收到卡号比对成功后会通过高频电路发送密码,车身控制模块接收到密码比对成功可实现开门,并伴有开门及撤防的提示音。
该系统中的程序设计主要包括单片机初始化程序、按键判断程序、发送程序、接收处理程序,存储卡程序、语音控制程序、安防控制程序、电机控制程序、卡学习程序及清除锁内卡信息程序等。
3. 1 门锁部分控制程序
单片机PIC16F1828 有256 字节的EEPROM,EEPROM的第一个字节存放卡的数量,第二字节开始存放卡号,程序初始化为:
( 1) 中断位、预分频器、ADC 通道设置;
( 2) 干电池上电的声音,有语音播报;
( 3) 将卡号数量全部读到内存中;
( 4) 比对卡号是否为0 判断是否进入休眠状态,为0 进入休眠状态,不为0 将卡号全部读取到ROM 中。
当单片机处于休眠状态时,可通过外部中断唤醒单片机进行相应的操作,外部中断通过检测设置的状态位DOOR_CHECK,标志位为低是开门状态,为高则继续判断学习状态位,学习状态位为低进入学习状态,按下身份卡上的按键卡登记成功,为高则是复位清除门锁内的卡信息。当低频发送卡号时,会连续发送5次,首先判断卡号是否存在,若存在再进行密码比对,校验成功后才可实现开门。
3. 2 系统RFID 通信算法实现
系统采用的编码方式为曼彻斯特编码,数字调制方式为频移键控,报文由前导头、同步头、数据信息、后导头组成。
3. 2. 1 加密算法流程
高频发送卡号与密码时,卡号与密码会先被加密,按位发送时,发送500 μs 高电平和500 μs 低电平表示1,500 μs 高电平和1 000 μs 低电平表示0。
卡号与密码发送前会被加密,前导头为10 ms 低电平和10 ms 高电平,同步头为500 μs 高电平,后导头为500 μs 高电平。在该系统中加密的方式是卡号与密码分别与校验码进行异或运算,测试用的校验码为十六进制数0 × 96,校验码可以随时改变,只需保证门锁与身份卡一致即可。
3. 2. 2 解码算法流程
门锁在接收身份卡发送的信息后,会进行解码比对,解密即将接收到的卡号与密码与校验码进行异或运算,得到的结果与门锁中的卡号与密码比对,比对成功实现开门功能。
本研究旨在设计一种基于RFID 汽车无钥匙进入系统,通过按下触摸键唤醒处于休眠单片机,达到无钥匙开门的目的。通过实验测试,该系统在1. 5 m以内可正确识别车主,门锁主控板静态电流为9. 27 μA,工作电流为80 mA,身份卡静态电流为5 μA,工作电流为4 mA。车主只需按车门上的触摸键即可打开或关闭车门,同时连接安防系统实现撤防和设防,若钥匙丢失可通过删除门锁内钥匙信息及新钥匙学习功能得以解决。
该系统的优点主要有:
①系统功能的进一步优化及系统的易操作性; 加入了安防系统及语音系统。
②系统硬件设计上通过采用按下触摸键唤醒处于休眠单片机的机制,在不影响通信距离的情况下去掉了信号放大电路,以及软件程序设计上采用优先验证卡号的数量的方法降低系统功耗。
③在数据传输的安全性问题上,通过无线通信过程中数据的加密、解密,不断优化发码的频率及时间,低频发码时间20 ms /次,高频发码时间为60 ms /次。在不增大误码率的前提下优化算法,不但降低了发码的能耗,并且有效地保证了数据的保密性、安全性。
相关文章:
浏览量:6
下载量:0
时间: