监管系统论文例1

2知识管理的理论模型

日本著名学者野中郁次郎在知识划分的基础上，提出了在学术界极具影响力的知识转化SECI模型．系统阐述了知识转化的社会化(Socialization)、外在化(Extenralization)、整合化(Combination)和内在化(Intenralization)等四个螺旋式的转换过程。这是目前知识管理研究比较权威的模型。SECI模型的实施步骤包括：获取知识整理知识、审核知识、知识、利用知识、更新知识、淘汰过时知识。基于以上的SECI模型．监理企业的知识管理系统可划分为以下模块。

2．1清点和编目

知识库中存储的是企业显性知识的载体——文档。因此考虑知识的分类时，实质是对知识载体的分类。知识清点和编目主要是通过问卷调查，咨询专家．公司文档归纳总结等方式进行。

2．2知识的采集

知识的采集可以是显形知识的直接输入．也可以是隐形知识的转换。在系统中我们将知识的采集和项目管理充分结合起来，从项目管理的日常流程中直接提取知识，进而沉淀为企业知识库的一部分。

2．3知识的利用

与其他资产不同，知识不具独占性．知识同货币一样只有流动起来．才会不断丰富．才能使企业的知识增值。知识利用的方式有查询，邮件，推荐．网络刊物等形式。知识的搜索可采用全文检索的方式。将常用的知识作为索引保存起来，从而可以实现快速的全文检索。

2．4知识的创新

只有不断创新，企业才能保持持久的领先。员工论坛，内部黄页，企业群提供了一个让所有员工共同交流的网络空间。员工通过沟通，交流，辩论获得了从一般书本中得不到的知识。另外可提供在线音频视频培训．对培训结果进行反馈，从员工中得到创新的知识。

2．5知识的保护

一个企业的知识库是其核心竞争力所在．因此对于知识要在充分共享的同时也要注意对知识库的保护。通过权限验证的方式，分不同级别，不同的用户得到不同数量的知识。甚至可以对客户．竞争对手也提供分部门知识但是如果他们需要得到更多的知识．就需要通过购买等方式来实现，当然核心的知识是企业的宝贵财富，要严格限制其流转。

3建立知识管理系统

构建监理企业的知识管理信息系统，可以解决项目地域分散的问题．使项目部之间以及项目部与公司之间的知识共享和交流更便捷可以在系统中建立相应的考评体系．考评员工对企业所做的贡献，并给予相应的奖励，进而完善激励机制：还可以通过网络培训的方式，由员工自行选择培训的时间和内容，逐步提高员工的个人素质，从而更好地实施建设监理企业的知识管理。本文在参考SECI螺旋模型的基础上．根据我国建设监理咨询企业的性质和特点．结合当前企业信息平台开发的技术，提出适合监理企业现阶段需求的知识管理系统架构(如图1所示)。此框架基于intemet／intranet，采用B／S(浏览器／服务器)结构．无论员工在什么位置．使用何种上网终端．均可快速访问企业的知识资源并可相互交流。

3．1文档管理

这里的文档管理是对规范化的文本文件和用文字表述的经验知识的管理，实际上就是对企业显性知识的管理。它包括：程序性知识、科研性知识、监理项目知识、项目管理知识、法律规范性知识和行业技术动态等模块。同时还可以通过对隐性知识的载体——工程项目案例的管理，来部分实现对隐性知识的管理。

3．2搜索引擎

搜索引擎是辅助员工进行快捷、准确知识定位的工具。快速搜索。对知识时所带的附件进行标题正文、附件进行全文搜索，可以搜索附件名称和附件内容．支持常见的office文档pdf等图文处理文档格并实现附件的html格式快照．打开快照可以预览附件的内容．可以大大提高搜索效率和搜索范围。(2)精确搜索。通过建立文档的摘要和索引信息，可以实现对早期纸质文档的搜索，同时根据索引信息搜索者还可以便捷地搜索到与此文档某个主题相近的文档。系统将按文件匹配程度向用户提供搜索结果．从而提高搜索大量知识库使用效率。

3．3信息交流

知识只有通过交流和共享才能发挥它最大的效用，对于员工头脑中高度个性化的隐性知识尤为如此。只有通过交流，才能使隐性知识在企业中广泛传播，并不断完善优化，经过沉淀，最终转化为企业的显性知识。(1)信息。可以使员工以最快捷的方式了解企业的重要信息和最新信息，如会议通知，近期重大事项安排等。(2)知识论坛。信息交流模块中的重要组成部分是知识论坛功能．其拥有的电子社区、讨论群组、家园广播等功能可以在那些寻找知识和拥有知识或能够访问相应知识的人之间建立联系，最便捷的方法就是在BBS上贴一个有谁知道的帖子，知道的人在回复时就完成了知识传递的任务。(3)网上调查。网上调查是企业与员工进行信息交互的重要方式，是企业及各个职能部门以便捷的方式了解员工对某个事件或某项提议的态度和意愿征求员工的反馈意见．为企业决策和判断提供理论依据。(4)知识问答。知识库中不可能存储全部所需知识．当用户遇到知识库中找不到的知识时，可通过积分悬赏问答的方式发起提问。在所有回复的答案中选择最佳答案．选择完成后可将该问答转化为知识纳入知识库，从而实现隐性知识的挖掘。

3．4专家地图

对于一些隐性知识．有时难以用语言文字表达，有效的方法是找到掌握这类知识的个人，进行直接交流这就将直接检索知识的问题转化为寻找掌握相应知识的个人的问题。通过对企业员工的专业背景、工程经历、专长等的确定．建立企业的专家数据库，使企业知识和个人相对应，方便员工按图索骥，促进隐性知识向显性知识的转化。

3．5培训考试

培训是企业传播知识的一个重要途径，它可以使组织知识在较短的时间内转化为员工的个人知识。通过把过去培训的视频录像和PPT上传．开展网上教育培训。这样既可以提高企业知识的共享率，减少重复性工作，又能节省企业的人力、物力、财力。网上培训包括培训计划、培训课程在线考试等功能模块．员工可以参照培训计划，选择合适的培训内容进行网上培训，并在培训之后通过在线测试模块检验自己的学习效果。

3．6移动客户端

目前，移动互联网是大势所趋，知识管理也不例外。更加重要的原因是由于监理工作的特殊性，一线监理人员大部分工作时间都在工地，并无充裕的时间坐在电脑前访问PC版的知识管理系统，所以很有必要同步开发基于知识管理系统的移动客户端。本移动客户端基于HTML5CSS3和Ja~caScript等技术的HybridApp混合模式开发，具有开发速度快和运行速度快的特点，是目前流行的移动客户端开发技术。通过手机客户端．用户可以随时随地地进行信息浏览、信息、信息回复、收发站内信等基本的社区操作，以及知识推送及社区互动。手机客户端功能亮点在于现场拍照上传以及语音发帖等个性化服务．可帮助现场员工针对现场工程疑难问题随时拍照上传，通过语音发帖．寻求公司技术专家的解答．该功能有利于员工方便快速地获取现场监理所需知识。在流量上移动客户端是绝对的精简，对于图片进行压缩传输，方便用户在信号不好和节省流量的情况下使用。知识管理系统的移动客户端版本能够方便用户随时随地访问企业知识资源抢占用户的碎片时间；用户在现场遇到的专业技术问题，能够通过移动客户端快速找到相关解决方案；同时也能增强用户的黏性．提高用户参与的积极性逐步培养用户协作和知识分享的理念。

监管系统论文例2

早期设备

最初地HMI应用项目中包含有大量地按钮开关、指示灯、选择开关和其它简单地控制设备，功能仅限于启动、停止某个设备，并显示该设备地状况。从某种意义上来说，这也是一种控制系统。这样地控制系统非常简单，通常由许多继电器组合在一起来实现。在当时，设计者地重要设计思想就是让控制电路越简单越好，人机界面地雏形也受到这种思想地影响。

按钮、开关以及指示灯在控制系统中地应用是一个不小地进步，早期地HMI系统常常不能有效地进行故障诊断，因为他们毕竟太简陋了。在通用汽车公司，如果一个设备停止了工作，我们不许通过查看、测试控制系统地电路来找出故障。唯一地检测技术就是用探针一一检查测试点到设备控制电路、操作台的导通情况。现在，即便没有专门的故障诊断功能，HMI和自动化控制系统也能较以前的系统能够更快地诊断出故障原因。

PLC的引入

可编程控制器的问世给HMI监控系统带来了第一次飞跃。这是，可以通过将所需的设备连接到PLC上来增加HMI系统的功能。当设备出现故障时，HMI系统不仅能够与停机的设备通信，还能够知道设备为何停机。

用户可以通过编程终端发现程序中出现错误的字节。当设备出现故障时，PLC甚至可以通过编程来实现自动拨打救助电话。

与此同时，HMI系统的监控范围开始扩大，它能够与设备进行通讯并获取其状态信息，同时还能计算某个车间的产量，并通过大量的指示灯来显示这些信息，这成为当时车间中最为普遍的景象。HMI系统获取了大量的信息，这意味着操作员要观察比以往更多的指示灯，有时候因为信息太多却不能进行快速、有效的处理。除非操作员非常熟悉这些机器，否则他将被淹没在大量的信息中而不知所从。

显示设备的引入

从简单的指示灯到七段数码管，再到字母显示管，通过这些显示设备，使得HMI监控系统能够更加准确地向操作员反映系统的状态，从而减少故障诊断时间。通过我们经常在老式计算器上看到的七段式LED显示屏，用户能够更加准确地获取设备地状态信息。早期地准断系统能在屏幕上显示一个故障地I/O编号或者某些数字，用户需要在手册上查找这些数字，从而得到到底发生了什么故障。

字母显示管的到来使得HMI系统能够显示文本信息。用户还可以用不同的颜色显示文本，在文本信息中加入变量，如不同车间的产量等数据。这时的操作员可以轻而易举地了解更大范围内设备的信息。但是，随着被监控设备复杂程度的增加需要花费大量的时间用于编写显示屏的程序。

完全可编程HMI系统

HMI发展历程中最为重要的突破在于完全可编程HMI设备的出现，从此它代替了传统的按钮和指示灯。在CRT显示器上绘制出可编程的按钮、指示灯灯虚拟对象，工程师再对这些虚拟的按钮和指示灯进行编程，让它们按要求显示出来。

很快，CRT显示器的局限性显露出来－每次只能在一个画面中显示为数不多的按钮。因此工程师必须花大量的时间进行编程，将多个按钮和指示灯安放在不同的画面中。这样，显著增加了设计成本。

对于顺序机械加工，其加工步骤表很快成为首选的现场用户指南。工人能够看到准确的加工步骤并按照这个步骤执行相应的操作，加工步骤包括何时加入工件等内容。公车果农是可以很快地调整、修改工序。同时，这个加工步骤为小型和大型的应用都提供了统一的界面，所以就不再需要多个画面来显示整个加工步骤，只需根据工件的加工情况动态更新一个的列表即可。

现在，可视化的显示画面能够更为生动地反应被控设备的情况。操作员不仅可以通过文本信息得知哪个设备造成了停机，而且还能够在画面上观察到机器的情况，并指示出故障设备的位置。这一功能减少了修复故障所需的时间，但是为了开发每个设备的可视化画面需要花费不少的精力。设计的费用将随着设备大小和复杂程度的增加而增加。

当前以及未来的HMI

当前的HMI系统取得了长足的发展，实现了过去难以想象的功能，同事其价格也更利于人们的接受。开发及编程人员使用专门的程序来进行系统开发，这样便可以胜任HMI日益增加的功能同时又保持低廉的开发承办。现在的HIM系统能够提供多路按钮和显示画面，从而用意个画面对工厂中所有相同的设备进行控制。这样，开发人员仅需设定从哪个设备采集数据用于HMI显示目的，所示用的功能将通过文字列表显示出来。因此，在系统中增加新的功能只需要增加一航新的文字即可，从而节省了屏幕空间。

硬件方面

基于PC的HMI系统在过去十年内得到了充分的发展，但是目前大多数HMI系统仍然使用为工业环境所设计的专用设备。基于PC的HMI系统（包括控制系统）存在一系列的关键性问题，因而阻碍了它的进一步推广。

工业计算机的成本通常较商用计算机高很多，而且所采用的技术不如商用计算机先进；

个人计算机通常被用作编程终端，因而不会因它的故障造成整个生产线的停机，但在恶劣的工业生产环境中很少直接采用；

个人计算机的硬盘通常被认为最薄弱的环节，由它所造成的故障足使其丧失在恶劣环境，特别是震动环境中应用的机会，因此在某些重要的应用中将个人计算机排除在外；

在计算机上添加监控软件和通讯板卡的成本较高，甚至超出了某些专门的工业控制设备；

厂商对消费类计算机的产品备件支持年限较短，购买多年前计算机所使用的配件并不是一件容易的事情。但是，工业控制设备厂商非常了解用户在长期使用过程中面临的问题，因此对其产品的支持年限都比较长；

基于PC的HMI系统凭借技术优势，已经显著改进了上述缺点，特别是在价格上更是有较大的吸引力。随着触摸显示屏和基于WindowsCE操作系统的HMI监控设备的广泛应用，基于PC的HMI系统将是未来发展的方向。

随着基于PC的HMI产品的普及，工业系统中应用的键盘和鼠标也会随之而来。用户在车间与机器之间的交互式控制也变得如同操作家用计算机一样简单。

彩色触摸显示屏已经开始在商业领域的HMI系统中应用。在杂货店、电影院、银行、甚至购物中心都能看到他们。应用市场的增长将有助于降低不同尺寸平板显示器的价格，从而消除价格上的障碍，为更广泛的工业应用提供可能。随着小型平板彩色触摸显示屏的出现，便携式人机界面越来越受到人们的欢迎。用户可以直接拿着这些设备走到机器跟前进行控制。

软件方面

越来越多的通用控件能够在基于PC的HMI系统中使用，例如通过单选按钮就可以替代原来的选择开关，通过复选框来替代原来的按钮。这些改变将有助于用户更加熟悉操作界面，从而减少在培训方面的花费。

HMI软件的发展使其能够在一个应用系统中支持多国语言文字，这种功能在当前全球一体化的市场环境中变得更为有用。目前，大多数的应用项目在支持多国语言时需要重新调整整个项目中每个画面的文字，但是如果采用文本与应用项目分离的方式，在改变语言时仅需要提供相应的语言文件包即可。

在HMI软件的开发过程中也引入了自动化设计，在为大量相似的机器设计HMI系统时，可以通过一系列的向导来完成。随着系统的增加，这样的自动化设计能够明显降低系统的开发成本，特别是对于那些每年都新安装数百台机器的大企业。

HMI软件同时提供各种开放功能，它能够与用户自定义程序、第三方彻骨女婿以及其他格式的文件紧密集成在一起，从而为用户的应用项目提供更好的支持。例如工业控制公司能够提供辅助设计支持软件，同时控制系统公司出售更具附加值的产品，这样便可节省最终用户总体投入成本。

相信在不远的将来，HMI系统都将运行于MicrosoftWindows操作系统上，专用设备的HMI系统将逐步退出市场.这样有助于制造商尽全力研制运行于该平台的软件，创建统一的信息交换标准。到那时，获取诊断数据和开发维护工作将变得更为简单，从而不再需要用设备上的HMI设备获取诊断数据，再用其它的HMi设备对其展开维护工作。操作员只需要一台HMI设备就能对故障设备进行诊断和维护。设备上的HMI更能够和整个车间或厂区的应用系统协同工作。通过基于PC的HMI系统连接到上层的监控系统，将有助于工厂信息系统了解到现场的情况。

未来HMI可能的发展方向

HMI系统在发展过程中将不断增强其功能，同时压缩总体成本，随着PC市场的发展，可能会有如下几个发展方向：

三维可视化

为了克服机器可视化图形设计所需的高昂费用，今后的HMI系统可能会直接共享机器设备在设计阶段的参数数据。不再需要花费大量的时间去制作二维的视图，可以将机器设备的参数数据导入，从而在HMI系统中生成更为直接的三维画面。

逻辑控制与HMI系统的集成

目前，自动化设计过程只关注于最初的设计，在HMI发展的下一个阶段将会提供贯穿于整个系统生命周期的自动化设计工具。当前，在HMI系统和逻辑控制系统之间存在着密不可分的联系，因此今后很有可能将两者集成在一起。

使用Web集成技术

HMI系统不断的革新以来于与其它设备连接性的增强。有一天，HMI用户可以通过浏览器来观看其它设备状态，甚至能够进行控制。车间主管也能够使用嵌入Web技术的HMI系统获取整个车间设备的信息，以便集中进行管理。

监管系统论文例3

引言

本监控系统是为铁路用4kVA/25Hz主从热备份逆变电源系统设计的。

4kVA/25Hz主从逆变电源是电气化铁路区段信号系统的关键设备，有两相输出：110V/1.6kVA局部电压（A相）；220V/2.4kVA轨道电压（B相）；两相均为25Hz，且要求A相恒超前B相90°。由于逆变器是给重要负载供电，且负载不允许断电，故采用双机热备份系统，一旦主机发生故障，要求在规定时间内实现切换，因此，备份逆变器一直处于开机状态。由于逆变器经过了整流，逆变两级能量变换，功率较大，且指标要求较高，必须要采用先进的控制技术；同时为了安全实现主从切换，也必须要有完善的监控系统来实现锁相，保证整机的安全。

1监控系统总体设计要求

根据实际情况，本系统主要完成以下功能：

1）主从切换功能主从控制之间实现准确无误的切换，具有自动和手动两种功能，保证切换时电压同频率，同相位，同幅值；

2）锁相功能主从机组局部电压同频同相，同一机组内A相恒超前B相90°；

3）完善的保护功能具有软起动功能，以避免启动瞬间电压过冲对逆变器及负载的冲击，以及输出过压、过流保护，频率、相位超差保护，桥臂直通保护，过热保护等；

4）显示功能实时显示运行参数及工作状态并具有声光报警功能，以提示值班人员及时排除故障；

5）通信功能具有主从机组之间通信，与监控中心（上位机）通信等功能；

6）抗干扰功能系统具有良好的抗干扰能力。

2系统硬件电路设计

2.1DS80C320单片机简介

DS80C320是DALLAS公司的高速低功耗8位单片机。它与80C31/80C32兼容，使用标准8051指令集。与普通单片机相比有以下新特点：

1）为P1口定义了第二功能，从而共有13个中断源（其中外部中断6个），3个16位定时/计数器，两个全双工硬串行口；

2）高速性能，4个时钟周期/机器周期，最高振荡频率可达33MHz，双数据指针DPTR；

3）内置可编程看门狗定时器，掉电复位电路；

4）提供DIP，PLCC和TQFP三种封装。

2.2基于DS80C320的监控系统硬件电路设计

按照上述系统设计要求，设计了如图1所示的监控系统。监控系统采用模块化的设计思想，分为微处理器及外设模块，模拟量采集模块，开关量采集模块，频率及相差测量模块，控制量输出模块，人机接口模块，同步信号模块以及通信模块。

1）微处理器及外设模块微处理器采用DS80C320，非常适合于监控。本系统充分利用前面已提及的特点，简化了硬件设计与编程，从而提高了整个系统的可靠性。根据系统需要扩展了一片8255，一片E2PROM和一片8254。

2）模拟量采集模块根据采集精度要求以及被采集量变化缓慢的特点，采用AD公司的高速12位逐次逼近式模数转换器AD574A，其内部集成有转换时钟，参考电压源和三态输出锁存器，转换时间25μs，并通过ADG508A扩展模拟量输入通道。

3）开关量采集模块首先经光耦进行隔离后，再通过与门送入单片机的外部中断口，同时通过8255送入单片机，采取先中断后查询的方式。

4）频率及相差测量模块信号先经过具有迟滞特性的过零比较器转换为方波，然后通过双四选一开关4052送入单片机，通过定时器T0来计算频率和相差。

5）控制量输出模块通过光耦控制输出，实现可靠隔离。

6）人机接口模块包括按键和显示部分。通过简单的按键选择，实现电流、电压、频率及相差的显示。显示部分采用8279驱动8位七段LED显示，同时通过发光二极管和蜂鸣器提示运行状态。

7）同步信号模块本模块用来实现锁相。单片机控制8254产生局部同步脉冲和轨道同步脉冲，同步脉冲用来复位正弦基准。通过软件控制同步信号的频率，可实现主从锁相和局部及轨道的相位跟踪。具体实现过程将在下文详述。

8）通信模块采用了RS232和RS485两种通信方式。利用串口0采用RS232实现与另一机组监控单元的双机通信，获取对方机组状态信息；利用串口1采用RS485标准接口实现与上位机的通信，完成传输数据和远程报警等功能。

3系统软件设计

3.1系统软件流程

主程序流程图如图2所示。系统上电复位后，首先对单片机，芯片及控制状态进行初始化；然后读取AC/DC模块的工作状态，若正常则启动DC/AC模块，否则转故障处理；开启DC/AC后，读入其工作状态并判断输出电压是否满足要求，有故障转故障处理，正常则开启故障中断；接下来进行主从机组判断和相位跟踪，实现主从相位同步和局部及轨道电压的锁相；只有在实现锁相后，才采用查询方式处理键盘及测量显示。在软件编制中，键盘中断是关闭的。实验证明，对人机交互通道采用这种查询处理方法，完全可以满足系统的实时要求。开关量的输入采取先产生中断，后查询的方法，保证了响应的实时性和逆变系统的安全性。

3.2系统采用的主要算法和技术

3.2.1交流采样算法

测量显示大信号的交流量时，通过互感器得到适合A/D转换的交流小信号，然后对小信号进行采样，最后对采样数据采用一定的算法，得到正确的显示值。均方根法是目前常用的算法，其基本思想是依据周期连续函数的有效值定义，将连续函数离散化，从而得出电压的表达式

式中：n为每个周期均匀采样的点数；

ui为第i点的电压采样值。

3.2.2数字滤波算法

A/D转换时，被采样的信号可能受到干扰，从采样数据列中提取逼近真值数据时采用的软件算法，称为数字滤波算法。目前常用的方法有程序判断滤波、中值滤波、算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波等。根据本系统对采集精度有较高要求以及被采集的模拟量变化缓慢的特点，采用程序判断滤波法和算术平均滤波法相结合的滤波方法，即进行多周期采样，取其算术平均值作为有效采样值。每次采样后和上次有效采样值比较，如果变化幅度不超过一定幅值，采样有效；否则视为无效放弃。

3.2.3单片机锁相技术

本监控系统一个很重要的功能是实现相位同步，即保证主从机组的相位同步和机组内局部电压相位恒超前轨道电压相位90°。本系统锁相的基本原理是，对于频率相同而相位不同步的两路信号，比如A路和B路，若A路为基准，B路超前（滞后）一定的相位，可以通过适当降低（增大）B路信号的频率来实现相位调整进而锁相，最后再把B路频率置为原频率值。

本系统中，单片机控制8254产生25Hz同步脉冲，同步脉冲用来复位正弦基准，使基准正弦波重新从零值开始。基准正弦波与三角波比较产生SPWM波，经逆变得到与基准正弦同频的交流输出，因此，通过调整同步脉冲的频率可改变正弦基准的频率，进而可改变被调整输出电压的相位。要实现系统的锁相要求，需要从机组局部电压跟踪主机组的局部电压，各机组轨道电压跟踪本机组的局部电压。因此，要有主从局部锁相和局部轨道相位跟踪两个子程序。

锁相的流程图如图3及图4所示。首先由多路开关选择要锁相的两路信号，由单片机测量相位差，并对所得相位差数据进行必要的运算和处理后，判断有无超差。倘若相位超差，则根据超差范围确定同步脉冲的频率值。如果是主从局部锁相，则应同时改变从机组局部和轨道的同步脉冲；否则，若为局部、轨道相位跟踪，则只改变本机组轨道的同步脉冲。通过调整同步脉冲，可实现相位调整。实现锁相后，同步脉冲的频率置为25Hz返回。

4抗干扰措施

由于该监控系统工作于强电环境，很容易受到各种干扰的影响。干扰一旦串入系统，轻则会引起误报，严重时就会导致整个系统瘫痪，甚至造成重大事故。本系统从硬件和软件两方面采取了抗干扰措施，保证了监控系统的可靠运行。

4.1硬件抗干扰措施

1）光电隔离在输入和输出通道上采用光耦合器件进行信息传输，在电气上将单片机与各种传感器、开关、执行机构隔离开来，可以较好地防止串模干扰。

2）加去耦电路在电源进线端加去耦电容，削弱各类高频干扰。

3）合理布置地线系统中的数字地与模拟地分开，最后在一点相连，避免了数字信号对模拟信号的干扰。

4）数字信号采用负逻辑传输骚扰源作用于高阻线路时易形成较大干扰，而在数字信号系统中，输出低电平时内阻要小些，因此，定义低电平为有效（使能）信号，高电平为无效信号，可减少干扰引起的误动作，提高控制信号的可靠性。

4.2软件抗干扰措施

1）利用可编程硬逻辑看门狗将单片机从死循环和跑飞状态中拉出，使单片机复位。而DS80C320提供了内部可编程硬逻辑看门狗，不须外加电路，就能够实现可靠的超时复位。同时，DS80C320还为一些重要的看门狗控制位提供了访问保护，防止单片机失控后对这些重要的控制位进行非法操作，进一步保证了程序的安全性。

2）对于数字信号采集，利用干扰信号多呈毛刺状且作用时间短这一特点，多次重复采集，直到连续两次或两次以上采集结果完全一致才认为有效。数字信号输出时，重复输出同一个数据，其重复周期尽可能短，使外部设备对干扰信号来不及作出有效反应。

3）对模拟量的采样和处理，采用数字滤波技术。

监管系统论文例4

车载终端一方面通过GPS接收机接收农机的地理位置信息，确定农机的位置和运行状态，通过GIS显示模块实时显示;另一方面通过传感器接收发动机转速和油耗等信息，并连同农机的位置信息一同传送给农机监控管理中心，同时接收监控管理中心发来的各种农机管理调度信息，实现对农机的远程实时监控与管理调度。

1．2GPRS无线移动通信网络

网络服务器端与车载终端之间主要依靠无线通信方式进行数据传送，如GPRS、CDMA等。为了更好地满足农机监控管理信息系统实时监控和管理调度的时效性要求，基于液晶触控屏的车载终端采用的是GPRS无线通信传输。GPRS在无线传输主要具有以下的优势:无线移动传输，支持IP协议，可以与其它分组数据网络进行无缝、直接连接;方便快捷，可永远保持连线状态，只要链接GPRS网络后，将实时保持在线状态，不存在掉线问题，可以使用现有的手机无线移动通信网络;按流量记费，只有产生通信流量时才计费，此方式更加科学合理，降低了生产成本。

1．3农机监控管理中心

农机监控管理中心通过Internet网络与中心服务器的数据库进行连接，实时接收中心服务器发来的数据，将农机的坐标信息进行处理与地理信息系统的电子地图相匹配，在电子地图上标注农机的位置，从而能清楚和直观地掌握农机的动态位置信息，对农机作业进行实时监控。监控调度中心还可以根据农机位置信息和作业情况进行调度，并将调度结果通过In-ternet网络传送给中心服务器，然后由中心服务器将调度结果通过GPRS网络分别传送到相应的农机车载终端，从而实现对农机作业进行合理调度。

2工作原理

本系统在农机的车体部分装有一个GPRS数据发送器，数据可通过CAN总线转RS－232串行接口与农机CAN总线网络相连。该发送器可随农机一起同步启动。启动后，发送器会自动通过移动无线通信网络GPRS和Internet网络与监控管理中心的服务器进行连接。与此同时，系统会将当前农机作业速度、作业位置、燃油消耗量及发动机工作状态等信息实时通过RS－232接口向外送出。GPRS数据发送器则实时接收这些数据并存储，当发送器监测到这些数据出现异常时，将自动通过GPRS网络和Internet向监控管理中心的服务器发出报警。同时，用户也可以通过监控管理中心随时查询当前农机的运行情况。监控管理中心主要由中心服务器和数据库组成。系统运行时，所有农机的实时数据全部通过GPRS网络和Internet发送到中心服务器，中心服务器建有专门的关于本地农机作业数据库，存有每台农机的基本信息，同时车载终端传回的报警数据和查询数据也将保存在数据库中。监控管理中心的服务器，可以通过Internet或网络差分基准站联系和沟通驾驶员，对其进行管理;也可以设置不同级别权限的账户，不同级别的用户拥有各自的管理权限，可通过中心服务器对所管理的农机进行信息查询和管理，方便快捷。

3主要功能

3．1农机分布位置查询

农机管理人员可以从信息系统中查询辖区内正在作业的农机的分布数量和分布位置的情况，系统将农机的位置反映在农田电子地图上，并可以在电子地图上查询每辆农机运行情况。

3．2农机作业数据采集与分析

该系统能够实时传输GPS定位信息，并通过传感器采集农机运行参数数据，如运行时间、发动机转速和机油压力、液压油和冷却液温度，以及故障代码和燃油消耗量等。农业机械上安装的GPS终端直接连通车载监控显示器，可通过车载监控显示器获取农机运行参数数据。监控管理中心通过作业现场传输来的数据建立农机虚拟仪表，实时监控农机设备的运行参数，简单方便快捷，并可以自动记录农机设备当前所处地理位置和农机作业行驶轨迹。

3．3农机作业远程监控报警

农机管理人员和技术人员可以随时通过信息系统查询辖区内的农机，对农机作业位置进行调度;可以对每天调度结果进行查询，查看辖区内农机是否按时到达调度地点，是否进行正常作业;当农机违规运行或突发故障时，终端设备会将报警信号和故障代码传输至监控管理中心，使农机管理人员及时作出判断，对农机驾驶员进行提示，并向农机驾驶员发送专家维修建议。报警信息主要包括:①跨区作业报警;②非法启动报警;③油料消耗报警;④故障报警。

3．4数据查询与记录回放

信息系统在日常使用过程中会积累大量的历史数据，这些数据都是来自农机作业的最原始、最真实的第一手资料，对农机管理和技术人员是难得的数据材料。为了充分利用这些数据，信息系统具有强大的数据分析功能，主要是对农机作业的位置分布、车辆故障、油料消耗及工作时间进行统计和分析，实现了对农机作业的实时监控，使农机管理人员更好地对农业机械进行管理维修和保养。

3．5远程检测与诊断

农业机械由于长期在恶劣的环境下使用，所以故障率较高。系统中的专家维护子系统专门用于故障诊断，远程监测农机运行参数，如在农机作业时遇到突发故障，技术人员可参照农机参数及时排查故障并进行维护，保证了农机作业时间和作业效率，延长了农机设备使用寿命。

4国外管理系统分析

4．1美国约翰迪尔公司JDLINK系统

美国约翰迪尔公司JDLINK系统具有网上查询农机作业位置、农机作业数据信息及农机作业效率、作业费核算等功能，管理人员在办公室内上网就能监控管理农机作业，实现农机作业精准管理。使用JDLink系统可以减少故障停机时间，增加农机正常工作时间，提高农机作业时间效率，提高经济效益。管理人员可以从笔记本电脑、台式计算机或移动PDA设备中得到以下信息:1)随时查询农机的位置和工作时间;

2)通过信息系统获得地理信息和天气预报信息，便于制定作业计划;

3)制定维修保养计划对农机进行维修保养，来延长机器使用寿命;

4)分析驾驶员操作习惯和燃油使用情况，便于修改驾驶员不正确的操作习惯;

5)开展远程机器诊断，进行远程维修指导，可节省机器的维修时间。JDLink系统的核心是控制器(MTG)，控制器中安装有无线移动通信模块、卫星通信模块及GPS模块及天线等。农机作业数据是通过控制器收集，并以无线传输方式传送到监控中心数据服务器中，管理人员可以通过登陆JDLink网站来浏览和查询。在无线移动通信信号不可用或不可靠的地方可以使用卫星通信模式。平时JDLink会通过无线移动通信系统进行连接，在信号连接不能建立的情况下，JDLink将立刻切换到卫星通信模式以保持连接。管理人员或驾驶员可以在移动设备iPhone、iPad或装有Android操作系统的移动设备上安装JDLink系统应用软件，在车载或手持移动设备上访问JDLink系统网站，接收农机作业数据信息，对农机作业情况进行监控。

4．2美国天宝公司网络农场系统

美国凯斯公司农业机械上安装有美国天宝公司研发的网络农场系统，它是一个基于网络的综合性现代农业生产管理信息系统，可以提高农业生产管理效率和经济效益。使用这套系统可以实现从手机到办公室、从农机到办公室、农机对农机之间的无线通信，形成农业物联网系统，管理人员在办公室可以对农事操作进行有效的管理。

4．2．1办公室同步子系统

办公室同步子系统是天宝网络场系统的重要组成部分，提供了农机作业现场和办公室之间的无线数据传输，可以把农机作业数据信息直接发送到台式计算机、笔记本电脑和车载电脑上。办公室同步子系统解决了以往使用存储卡或存储设备进行信息存储不便的问题，将农机作业信息通过无线移动通信网络直接发送到办公室，可及时收到来自农机作业现场的数据。办公室同步子系统的硬件是使用天宝公司专用车载计算机、天宝公司生产的手持PDA和安装有天宝公司软件的台式计算机。传输的数据包括诸如农机作业计划和已完成的农机作业数据、A/B卫星导航线数据、排水系统规划数据、土壤取样、农机作业数据、粮食产量数据、变量投入处方图数据等。办公室同步子系统具有如下优点:保持数据的实时传输;

2)在办公室内虚拟再现作业现场;

3)减少对经销商的咨询;

4)生成管理人员所需的成本报表;

5)可以记录作业数据、A/B导航线、等高线图、排水系统规划及土壤采样分析，而且不用USB闪存就可以实现办公室与作业现场之间的数据传输;

6)在农场外安全的地方进行自动保存原始数据备份，以防止原始数据文件的丢失或损坏;

7)可以利用WiFi无线网络将数据短距离传送，避免无线移动通信和卫星通信信号的失灵;

8)安装有网络农场系统的农机在出现故障时，自动向管理人员发送短信，进行故障警告。

4．2．2车辆同步子系统

车辆同步子系统是天宝网络农场系统一个重要组成部分，它可以使同一区域内工作的多个车辆之间进行实时无线数据传输。安装有FMX集成显示器和DCM－300调制解调器的农业机械，使用一个解锁软件，可以让农机车辆之间共享的A/B卫星导航线、农田等高线图、农田地块边界图，而且可以把信息传输给在同一个区域内作业的其它农机车辆。管理人员不再需要用USB存储器将一个单元的数据移动到另一个单元中。在关键作业期间里提高了农机运营效率和作业质量，可以实现信息实时共享。车辆同步子系统具有如下优点:

1)使用新程序或进行新的操作时，可以共享给同一区域内的多个农机驾驶员;

2)通过无线网络传递数据，不用数据卡传递数据，节省数据管理的时间;

3)在作物收割时，联合收割机与卸粮车辆之间的通信更加方便，可保持联合收割机与卸粮车辆之间同步等速行驶，可在联合收割机作业同时卸粮;

4)跟踪其它在同一区域中农机作业的情况，防止重复作业;

5)可以支持300m范围之内5台农机之间的数据传输。

4．3拓普康公司远程资产管理系统

拓普康公司远程资产管理系统是拓普康公司针对用户的移动资产提供远程管理服务，它在移动车辆上安装有无线移动通讯模块，将车辆的各种信息传送到管理中心的服务器上，对车辆的位置和运行状态进行信息化管理，以达到提高作业效率、降低成本的目的。系统实时监测现场作业的农机运行状况、农机作业的详细位置及运转状况;实时管理多个作业现场，并监视驾驶员的工作状况，及时通知驾驶员有关周围环境的信息。借助于无线网络管理，使管理人员对农机工作状态一目了然。根据车辆的运行数据，输出各种各样的工作报表，如发动机工作时间、作业效率、保养信息、作业时间和停机时间、燃料消耗情况和过滤器使用时间等。远程资产管理系统安装简单，可以方便、实时地反馈农机位置、工作时间和机器状态信息，采用短信或发送E－mail报警，自定义页面设置，并支持多种语言，自动生成农机作业信息报表和输出报表，并对报表信息加密保护。

监管系统论文例5

系统数据处理模块实现对节点信息的封装/拆封处理、消息应答和收发规则处理以及对数据的过滤与管理。主要完成对节点加入网络的消息、网络管理类消息和节点网络信息的实时处理，确保网络监视和管理的时效性。

1．2节点信息显示

系统显控模块对网络中的节点信息要实时更新显示。网络节点通过对信息的图形化、形象化和逼真化显示，便于网络管理者和网络参与节点直观地了解、分析和判断网内各节点状态。系统将节点信息进行解析后实时显示网内节点的网络责任、指挥控制信息、位置信息、通信状态等信息。

2系统实现

2．1系统与网络

网络是由多个节点组成的，每个节点都配有数据源真实设备和网络监视管理系统终端，每个系统终端又将节点信息处理模块和节点信息显示模块分开设置在两台任务计算机执行。模块之间、终端与数据源真实设备之间均通过以太网进行数据传输，节点之间采用射频网络进行信息的交互，如图1所示。图1系统结构

2．2关键技术

2．2．1节点状态监视原则

网络监视管理系统监视的对象为当前网络内所有的在网节点，掌握各节点的状态变化情况从而动态监视当前网络的运行状态。系统从数据源设备周期上传的节点网络信息中提取出当前在网节点的状态信息，并对在网节点周期性上传的状态信息进行解析分类，然后更新原有的节点状态信息。对超过设定时间长度仍未上传网络状态信息的节点判定为脱离网络，并变更其网络状态予以警示。

2．2．2特殊节点身份确定和转移

网络监视管理系统中需要指定一些特殊节点作为网络中重要责任的担任者。这些节点担任的角色可能是网络中的某种基准或网络信息传播过程中的中转站，不同的角色所需选取的节点具有不同的准则，要综合考虑节点的存在形态(固定节点或移动节点)和节点的传播能力等要素来确认某一节点是否适合担任网络内的重要责任。当特殊责任节点脱离网络后会导致网络的运行障碍，这就要求网络管理者在网络设计中或网络运行伊始就要预先指定替补节点，选取原则应尽量与原角色相似。当网络监视到特殊节点脱离网络后就可以由替补节点继续承担相应的网络责任，维持网络的正常的运行。

2．2．3信息的图形化显示

网络监视管理系统呈现给使用者的显示界面上应对各类节点的信息进行分类显示。数据源设备周期上传的节点状态信息量庞大且内容繁杂，而使用者关心的是一些关键点信息，并希望能对关键点信息进行分类汇总，从不同角度了解当前节点构成的网络状态。除此之外，对使用者关注度较高的信息种类还应进行展开显示，便于对特殊信息的进一步细致了解。

2．2．4注册和身份识别

网络监视管理系统必须通过注册认证才能运行，对每个运行系统的终端绑定唯一的注册码，保证了系统使用范围的确定性。系统的使用对象主要分为网络管理者与网络参与者两大类，对于网络管理者不仅赋予对全网的状态监视权，还同时承担网络的管理责任;对于网络参与者仅有网络查看监视权，无权对其他网络节点进行管理。

2．2．5动态链接库

网络监视管理系统是基于LINUX操作系统开发完成的，其采用QT作为界面开发框架，QT是一个用C++编写的、成熟的、跨平台的GUI工具包，支持动态链接库工程。系统中的节点信息显示就是将其界面以动态链接库的形式嵌入到其他通信软件的界面中。在LINUX系统下的动态链接库编译后生成的是后缀名为．so的到共享库的链接文件，主调工程需要包含动态链接库工程的所有头文件和所有到共享库的链接文件后方可使用动态链接库工程里的文件。动态链接库将类的整体作为一个EXPORT进行封装打包，可以把其想象成一个大的信封，信封里定义各种类及函数，但是它的初始类型只作为一个大的容器，不具有QT的基本信号槽机制和事件触发机制。

2．2．6多线程通信

在系统进行节点信息处理时，需要涉及到多线程通信。在Linux系统中，线程的调度是由内核来完成的，每个线程都有自己的编号，由于在使用线程的软件项目中，总体消耗的系统资源比较少，加之线程间相互通信比较容易，因此采用该方式完成节点信息处理可以提高系统的信息处理速度。QT有一个线程类叫做QThread，一般需要启用多个线程通信时会从QThread继承一个类，并重新实现QThread中的run函数，将其填写所需功能代码。依靠QT的信号槽机制完成子线程向主线程的数据传递，在所继承的线程类里定义一个信号函数，然后让它在run函数中被触发，并且在主线程里定义一个负责接收子线程数据的槽函数，在主线程里对这对信号和槽进行关联，这样信号触发时，槽函数就会响应，相应的就把子线程的数据传递给了主线程。

2．2．7远程信息挂载

一般LINUX系统下的开发流程是在开发机上完成源码开发，编译后将可执行程序通过网口或其他途径拷至目的机上运行即可。但在实际开发中可能存在以下开况:开发机与目的机CPU架构不同;出于保密需求不允许将开发机源码拷至目的机编译。若开发机为X86架构而目的机为PowerPC架构，二者架构不同在开发机上编译后的可执行程序便无法在目的机上运行;在这种情况下若还不允许将开发机中的源码拷至目的机编译生成可执行程序，那么可以考虑的解决方法便是将开发机作为硬盘挂载于目的机，允许目的机访问开发机上的某个指定文件夹，对文件夹内的源码进行编译，在开发机上生成适用于目的机的可执行程序，再由开发机将可执行程序拷至目的机。

3系统监控指标

对网络监视管理系统而言，根据设计的系统监测指标体系，数据处理和评估的内容如表1所示。网络监视管理系统的监视功能可以实时监控当前网内节点的数目，从而可以统计监视网内节点的在网率;系统对在网节点的网内时间长度和它脱离网络的时间长度进行统计;通过对节点状态信息的实时更新监控当前网内节点的实时位置信息和网络责任担任情况，如经纬度、高度等信息;系统对当前在网节点的组织关系实时更新和监控，指挥者可以及时了解各组织结构下的网络节点分布情况;网络监视管理系统在管理功能中主要可以监控的指标是所有网络管理消息的发送情况及网内节点对指令的执行应答情况。

监管系统论文例6

一、燃气管线压力自动监控系统简介

1、燃气管线压力自动监控系统工艺设计

(1)实际工况：沈阳市煤气总公司储配站有一座15万立方米干式气罐；四台压送机，其中二台12000米3/时，二台7200米3/时；2200公里城市管网；管网压力在用气低峰时处在50kPa以下，用气高峰时保持在50kPa以上。“金通燃气管线”0．8公里，口径DN300与压送机出口连接，并与城市管网相通；

(2)工艺设计方案：由于“金通燃气管线”口径小，管线短，用气量少，但需要压力高；而城市管网口径大，管线长，用气量大，可以在“金通燃气管线”与城市管网之间加装一个阀门，平时开一台压送机，很容易提升“金通燃气管线”的压力，多余压力通过阀门泄放到城市管网中去；

(3)设计方案优点：

第一、投资少，只要增加一台能根据压力而自动调节开启度的电动阀门，如采用变频电机等调压方法其投资都比这种方案大得多；

第二、城市管网的可容性很大，通过城市管网卸压不会造成城市管网压力的急剧变化；

第三、平时只开一台压送机足以保证“金通燃气管线”的压力，多余压力通过阀门泄放到城市管网中去可以少量提高城市管网压力，减少用气高峰时开动压送机的台数；

2、系统组成和各部分功能

根据工艺方案形成的燃气管线压力自动监控系由压送机、电动阀门、管线压力变送器、压力自动监控仪和辅助电器组成：

(1)压送机是金通管线的升压设备，将储气罐的燃气压送进金通管线，提高管线压力；

(2)电动阀门是调节管线压力的执行机构，金通管线压力高时，电动阀门受控开启，将压力卸放到城市管网，金通管线压力低时，电动阀门受控关闭，提高金通管线压力，通过阀门开启度的变化来调节金通管线的压力；

(3)管线压力变送器是系统监控管线压力的一次仪表，一方面检测和显示管线压力情况，另一方面为压力自动监控仪提供管线压力监控依据；

(4)压力自动监控仪是管线压力自动监控系统的心脏，它接受压力变送器的信号，根据使用者预先设定的工况参数进行运行，控制电动阀门的开启度从而调节管线压力稳定在需要的范围内。压力自动监控仪设定参数在压力变送器量程范围内(0～160kPa)可设定上上限、上限、下限、下下限四点五段，线区》lkPa，响应速度1秒钟；

3、系统自控运行基本原理

在压送机开机情况下，压力自动监控仪检测到金通管线压力低于下下限时，指令电阀关闭，电阀缓慢关闭过程中金通管线压力随之上升，到达下限时指令电阀停止，由于压送机仍在加压金通管线压力继续上升，金通管线压力到达上上限时压力自动监控仪指令电阀开启，电阀缓慢开启过程中压送机管线压力随之下降，到达上限时指令电阀停止。压送机每小时的压送量基本稳定，如果金通用气量也基本稳定，那么经过几次调整，阀门开启度就会稳定在某个数值，金通管线压力也会稳定在原设置的数值内；如果金通用气量产生波动，自控系统重新调整达到新的平衡；

二、燃气管线压力自动监控系统技术

1、压力变送器：采用中日合资横河仪表公司生产的EJA压力变送器，其主要特点是精度高(±0．075％)、稳定性好、对环境要求低且免维护，有LED四位数显，符合长期连续使用的要求；

2、电动阀门：双闸板燃气专用阀门，配用隔爆型电动装置，具有限位控制、过转矩控制、运行指示和开启度信号输出等功能；

3、压力监控柜：集检测和控制于一体的立柜，主要功能有

A、采集金通管线压力变送器信号；

B、采集阀门全开、全关、过转矩和开启度信号；

C、根据设置要求自动控制电阀开、停、关；

D、输出电阀开、关动力源；

E、RS232接口与上位计算机连机；

F、LED四位数显金通管线压力、电动阀门开启度，灯光显示电阀开、停、动、关和压力越上上限、上限、下限、下下限，压力越上上限、下下限时拌有声响报警信号；

4、系统技术要点：

A、系统采用单片微机技术，软件采用汇编语言和MBASIC混编方法，适用于功能比较专一的设计要求，即经济又实惠；编制的基本程序固定在EPROM内，增加运行的稳定性和可靠性，根据工况设置参数采用功能键，其内部采用可擦写的E2pROM芯片，具有灵活性，适应各种需要；

B、压力自动监控仪采集信号、设置、运算等都是弱电，而拖动电动阀门却是强电，以弱控强在理论上是可行的，但在实践中往往会碰到一些问题，主要是干扰问题。在解决干扰问题中采取多种措施并用的办法，主要是继电器隔离、对干扰源增加吸收电路、电抗性元件远离弱电部分、提高仪器抗干扰能力、软件部分利用其智能性滤除干扰等；

C、系统在整体设计中考虑工况实际需要采用一用一备、人工、自动切换、灯光显示和声音报警等多种功能；

三、编后语

监管系统论文例7

1系统管理子模块

该模块是大多数应用程序的基础模块，经常会用到，在教学管理系统的登陆界面处，界面上设置了两个信息输入框，上面的信息框是用来输入用户名，下面的是用来输入用户密码。信息输入完毕后，旁边会出现一个身份登陆选择，选择内容包括老师、学生、导师和管理员四种，选择完后将信息提交至系统，系统核对后会做出相应的提示。

2学生管理子模块

该模块主要是针对学生服务的，在用户名和密码输入正确后，选择学生登陆，若信息无异则进入相应界面。进入学生洁面后，有修改基本资料、密码和注销等选项；个人档案、导师信息、实验预约、个人课表（按学期和课程名进行查询）、成绩查询（可按学期、科目进行单科查询，也可查询全部成绩）等选项只有查看的权利，没有修改权力。

3老师子模块

该模块是老师专用模块，按照上述输入方法正确输入信息之后，在身份选择时选择老师登陆，系统核对信息后进入相应界面。教师界面有修改基本资料、密码和注销等选项，也可以对个人资料、教学课程进行查看，对学生本期成绩进行输入和添加。

4导师子模块

该模块是针对导师设置的，按照上述输入方法正确输入信息之后，在身份选择时选择导师登陆，系统核对信息后进入相应界面。教师界面有修改基本资料、密码和注销等选项，可以查看自己管理的学生，也可以对个人资料、学生成绩等信息进行查看。

5管理员子模块

该模块是针对管理员设置的，按照上述输入方法正确输入信息之后，在身份选择时选择管理员登陆，系统核对信息后进入相应界面。管理员的职责范围较广，不仅可以查看学生、老师和导师的个人信息、专业技能，还可以对学生、老师、导师的账号信息进行添加和删除。进行该项操作要知道一些基本信息，如学号、职称、姓名、年龄或者性别。

基于分布式结构的教学管理信息系统的实现

利用JAVA语言形式在J2EE开发平台上，编写出具有MVC模式教育管理系统。

1可视化系统实现

1.1展现构件实现

在系统相应的查询界面输入AttendanceShow就可出现对应的展现构件，而checkShow作为业务的调用构件，其主要负责查询信息和公布信息，查询结果成功与否，界面会有相应的显示，若成功则返回一，查询数据会显示在相应的调用构件页面showresult.jsp上，反之，查询数据则显示在showfail.jsp页面上。本文提到的展现构件都是MVC模式C即Control。

1.2业务构件实现

attendanceShow作为管理系统考勤功能中的展现构件，其中包含了业务调用构件checkShow，而业务调用构件中又需使用到另外几个构件进行运算，分别是查询构件、查询数据构件和字符连接构件SQL。若成功则返回一，查询数据会显示在相应的调用构件页面showresult.jsp上，反之，查询数据则显示在showfail.jsp页面上。本文提到的展现构件都是MVC模式C即Control。

1.3运算构件实现

查询构件查询的数据信息是来源于视图、查询表和数据库。本文提到的三种运算构件不仅具有记录功能、控制功能，还具有统计功能，主要是对返回结果的某段进行控制记录，该运算构件还可以将统计之后的结果进行分页显示。

1.4页面构件实现

对数据库进行操作需使用到多个构件，其中包含了业务调用构件、展现构件和相关的运算构件（查询构件、查询数据构件和字符连接构件SQL），用页面构件来处理查询的数据。在页面开发时需用到的HTML是一种超文本标记语言，为了让办公自动系统柔性化，在柔化过程中需用到HTML和JAVA两种软件，在开发前还有几个问题需要解决，首先要保证业务调用构件BusinessLogic和用户界面处于分离状态；其次，HTML和动态网页构件也要处于分离状态。而针对业务调用构件BusinessLogic和用户界面分离的这个问题，通常都使J2EEJ中常用的MVC模型实现；而HTML和动态网页构件的分离通常都是利用EOS中的TAG实现，EOS中的TAG构件和Stiuts中的TAG的功能基本相同，都是利用运算构件将获取数据用MVC模式、JAVA和HTML的形式展现在界面。

2界面设计

从教务管理系统的子系统界面所包含的各项操作就可看出教务系统所具备的功能。系统的管理子系统界面选项包括教学计划、学生选课、教师评估、规章制度、教材管理和其他调整通知。如图3所示为教务管理子系统的界面图。

监管系统论文例8

1.1数据采集

安全信息涵盖了水利工程的基本信息、危险特性、安全生产管理机构、安全生产责任人、安全生产管理人员、特种作业人员、特种设备作业人员、危险设备、许可证照、安全风险较大作业、职业病危害情况、安全生产投入、安全生产标准化建设、安全生产获奖情况、行政处罚情况、安全生产事故信息、安全生产管理资料信息等。在采集手段上可采用2种手段：

1）基于互联网的网页填报；

2）基于移动3G信号的移动终端采集系统。

1.2监督管理

监督管理贯穿工程开工到验收的全过程，主要分为工程概况、参建单位、建设程序、工程进度、工程重量、施工安全、工程验收、质量安全监督、公众留言等9个环节。

1.3巡查管理

通过安全巡查管理平台，推送基层巡查员巡查任务；基层巡查员通过手持GPRS指纹巡查终端，接收巡查信息。巡查终端将通过指纹识别身份信息和巡查轨迹上传到巡查管理平台，管理者可根据基层巡查员的任务轨迹，保质保量地开展水利安全监督工作。同时借助巡查终端，可将巡查发现的问题和实时照片上传到管理平台，辅助管理者远程指挥和科学决策。

1.4安全事故管理

将水利安全生产事故处理流程化、常态化和科学化，通过数据伤亡人数和影响程度，自动判断事故等级，及时启动相应等级的数据处理方案，并按照预定流程开展数据处理工作，同时对整个数据处理进行登记备案，确保数据处理及时、合理、规范。3数据库设计水利安全监督管理系统数据库由属性、空间和多媒体等数据库组成。其中在存储设计上实现属性、空间和影音图等信息的分开独立存储和管理，以松耦合的方式关联，最大化方便属性、多媒体数据的扩展及与空间库关系的维护。数据库内容上充分利用辽宁省第一次水利普查成果，包括属性和空间数据，并以各类工程管理单位的注册机构码为唯一识别标识码。通过数据采集系统，补充获取在建或已建工程的安全生产信息及相关音像文件。

2网络与信息安全设计

2.1网络安全

依托辽宁省防汛骨干网和防火墙技术，将系统的所有服务器都布设在水利厅信息中心机房，并用防火墙隔离。只允许安全的网络协议（如HTTP协议等）通过，其他如FTP，Telnet协议限制执行。同时用ISAPI将对系统具有访问选线的用户的IP地址限制在某一范围内。

2.2Web服务器安全

采用Web服务器IISS10，对允许访问的用户、组、IP地址或域主机名进行授权，实现网络访问控制，同时与WindowsServer结合，控制用户访问权限。

2.3数据库安全

利用数据库管理系统提供的强大安全功能，如数据库账号、数据库视图、账号操作权限等对访问机型控制。具体如下：1）使用身份认证，使SQLServer的登录安全与操作系统安全性高度集成，保证系统用户的登录安全；2）创建预定义的数据视图，使用户只能访问需要观察的视图；3）利用存储过程。从安全的角度来看，存储过程只存取安全表的实体，用户程序访问的只是存储过程，而不是数据表，从而保证了数据库的安全。

2.4通信安全

系统用2种不同的加密手段实现网络数据通信安全性的设计：

1）采用安全协议加密客户端和Web服务器之间传输的信息；

2）通过专门的加密算法实现客户端与数据库服务器之间重要数据的加密传输。

监管系统论文例9

当今，无线技术正快速应用于许多产品之中，与有线技术相比，无线技术主要具有成本低、携带方便、省去布线烦恼等优点。特别适用于工业数据采集系统、无线遥控系统、小型无线网络、无线RS485/232数据通信系统等。本文给出了一种用于监测有毒气体的无线局域网络系统方案设计方案。

1系统的功能及组成

在石华工业中，为了有效监测空气中H2S、CL2等有毒气体的浓度，把隐患消灭于萌芽状态，通常需要设计许多无线网络检测系统。图1所示就是一种多任务无线通讯局域网示意图。该系统是由一台中央监控设备CMS（centermoniteringsystem）和多台远程终端节点RTN（remoteterminalnodes）组成的多任务无线通信网络。其中的中央监控设备CMS主要由无线收发模块Nrf9e5、报警装置和上位机组成，能够接收远程各节点信息，监控节点运行情况，并能根据上位机要求发送命令字到指定节点。各节点RTN主要由有毒气体传感部分和无线接收模块Nrf9e5组成，能够采样并发送数据到CMS，接收并执行CMS发送来的指令，并且可作为中转站间接传输数据。

在CMS工作信号覆盖范围内，各节点和CMS直接通讯，如图中RTN100、RTN200和CMS之间可以直接通讯。在CMS工作信号覆盖范围外，各远程终端节点其上级相应节点和CMS间接通讯，如图中RTN121、RTN122依次通过RTN120、RTN100和CMS来进行间接通讯。采用这种方法，可将系统扩展成一个非常大的无线居域网络。

2硬件设计

2．1硬件电路连接

中央监控设备（CMS）电路主要包括监控计算机、接收模块nRF9E5及报菟装置，具体电路如图2所示。图中，把nRF9E5的P0.1、P0.2口配置成SCI模式，外接MAX232转换电路，和上位机进行串行通讯；P0.3配置成普通端口，外接报警装置。

该系统中的远程终端节点（RTN）电路主要由射频模块nRF9E5和气体变送器GT-130/H2S-1组成。ADC模块选用内部参考电压，气体传感装置能够输出4~20mA电流，经75Ω电阻转换为0.3~1.5V电压信号，来作为ADC模拟量输入信号。电路连接和图2基本相似，区别是断开图2中的P0.1-P0.3端口，将变送器输出端和nRF9E5的AIN0引脚相连接。

2．2无线收发模块nRF9E5

nRF9E5是挪威Nordic公司的产品。该芯片采用+3VDC供电，面积为5mm×5mm，共有32个外部引脚，包括UART和SPI等功能。内部集成了nRF9E5射频模块、8051微控制器及A/D转换模块，具有433/868/915MHz三波段载波频率。采用GFSK调制，抗扰能力强；支持多点通讯，数据传输速率高达0.1Mbps。具有特有的ShockBurst信号发射模式和发射信号载波监测功能，可有效降低功耗电流、避免数据冲突。内部寄存器为用户提供了基础的通讯协议，便于用户扩展，缩短了开发周期。电路连接极为简单，只需要一个晶体管和一个电阻，nRF9E5输出端ANT1、ANT2外接50Ω单天线终端装置，信号有效发射距离无遮挡时可达800m以上，有建筑物等遮挡时可达350m左右。

3软件设计

3．1通讯协议

CMS可与在其信号覆盖范围内的RINT进行直接通讯，在其工作信号覆盖范围之外的RIN通过其它节点转载信号实现与CMS的间接通讯。同时，CMS能够根据接收的数据内容判断信号来自哪一个RTN节点。为此，需把系统通讯协议设置为下列格式：

Prea-mbleAddPayloadCRC

JidMidYidXData

Preamble为引导字节；Add为接收机地址；Payload为有效加载数据（包括接收机识别码Jid、目的机识别码Mid、源信号机识别码Yid及Data字：状态字X=1时Data为命令字，X=0时Data为浓度数据）；CRC为校验码。

nRF9E5处于发射模式时，Add和Payload由微控制器按顺序送入射频模块nRF9E5,Preamble和CRC由nRF9E5自动加载。接收模块时，nRF9E5先接收一数据包，分别验证Preamble、Add和CRC正确后，再将Payload数据送入微控制器处理；当接收机微处理器判断Payload中的Payload中的Jid和本机识别码号一致时，继续处理后继数据，否则放弃该数据包。

要实现上述数据通讯功能，需进行nRF9E5初始化配置和用户程序设计。

3．2nRF9E5子系统初始化配置

在nRF9E5模块中，特殊寄存器RF-Register包含10个字节，其配置字内容可决定射频模块nRF9E5的工作特性，表1列出本设计殊寄存器RF-Register需要配置的基本参数（文中未述及的参选用默认值）。

表1RF-Register寄存器部分字节配置说明

名称设定值（二进制）说明

CH-NO001110101载波频率为868.2MHz

HRFEQ-PLL1设定PLL工作模式

PA-PWR11输出功率为10dBm

RX-PW001接收地址字长为1byte

RX-PW00100000接收有效字节长度8bytes

TX-PW00100000发射有效字节长度8bytes

PX-ADDRESS11100111接收地址名0xE7h

UP-CLK-EN0外部时钟禁止

XOF011晶体振荡器16MHz频率

CRC-EN1使能CRC校验功能

CRC-MODE0使用8位CRC校验码

系统通讯时，各模块处于正常接收状态：收发使能位TRX-CE=1且方式选择位TX-EN=0。在运行过程中，可由用户编程修改TX-EN=1使各字节工作于发射状态。

本系统设定CMS和所有RTN的地址ADD均为0xE7h，这样，系统内CMS和所有RTN之间可以互相通讯，从而避免了其它系统的干扰。各节点识别码长度根据网络节点级数和容量配置，继承关系分配地址；通讯时，通过对目的机代码Mid和接收机代码Jid的比较和识别，不断修改接收机代码Jid，直至Jid=Mid为止，实现节点间的自动双向寻址。以图1中系统3级路径为例，所有模块识别码长度均配置为12位，CMS识别码配置为0x000h。各节点识别码按照上下级路径。继承关系分配地址：第一级节点识别码以高四位区分，其余位均为0，如节点0x100h与0x200h；第二级节点识别码高四位继承其上一级节点高四位识别码，以中间四位区分，如RTN100的下级节点0x110h与0x120h；第三级节点继承其上一级节点的前八位识别码，以低四位区分，如0x120h的下级节点0x121h与0x122h。通讯时，即按照这种上下级路径关系传输数据。采用上述方法，三级路径最大可以配置四千多个节点，能组成一个比较大的无线局域网络。

4微处理器用户程序

该系统的处理器用户程序包括CMS用户程序和RTN用户程序，而它们又分别包括主程序和中断子程序两部分。

4.1CMS用户程序

a.CMS主程序

（1）当Flagi=1时，CMS对接收到的数据进行存储和排序记录，并在气体深度超标时，使报菟输出端P0.3=1；最后将Flagi清0。

（2）当Sleep=1时，由CMS发送命令字(X=1)到指定节点，最后将Sleep清0。

此时，Mid为目的机识别码，Yid=0x000h，接收机识别码Jid可由CPU根据Mid高四位自动产生。

b.CMS中断子程序

（1）串行通信口接收计算机命令信号，置Sleep=1。中断优先级为最高。

（2）RD1=1时中断CPU，接收某节点RTNi信号，置标志字Flagi=1。中断优无级为次高。

（3）用定时器2监控各节点通讯记录：若在定时器2的一个定时周期T2内判断出某节点一直没有发送信号，则会记录相应警告信息，直至手动清除。其中，T2为系统中各节点和CMS通讯一次的最大迟滞时间，中断优先级为次低。

（4）定时器1定时中断CPU，将内存数据送上位计算机显示处理，中断优先级为最低。

4．2RTN用户程序

a.RTN主程序

当Flagi=1时，CPU对Payload作如下处理后，最后将Flagi清0。

图2

（1）若接收的数据包中，Mid=0x000h,Yid为RTNj识别码，则数据来自下级节点RTNj，需净数据继续向CMS方向转发。

在转发数据包中，Jid内容由CPU对本机识别码的四位识别位清0获得，其它数据不变。

（2）若接收的数据包中，Mid为下级节点识别码，Yid=0x000h，则数据来自CMS，需将数据继续向下级路径转发。

在此转发数据包中，Jid内容由CPU将本机识别码和目的机识别码比较获得。

（3）若接收机的数据包中，Mid为本机识别码，判断X=1时执行命令字，作相应处理。

b.RTN中断子程序

（1）ADC转换结束标志EOC=1时产生中断，提醒CPU将Add、Jid、Mid、Yid、X=0和气体浓度Data依次送入nRF905模块，准备发射。最后将EOC清0，并重新启动ADC转换器。中断优先级为低。

（2）在RTNi中，RD1=1时产生中断，CPU读取nRF9E5的数据，若Payload中Jid为本节点识别码，存储数据并置Flagi=1;否则将Payload丢弃，Flagi不变。中断优先级为高。

监管系统论文例10

2系统总体设计

2．1系统框架

矿产资源开发远程综合监管系统由数据中心、服务平台、应用和服务组成。整个系统涉及数据采集、业务应用等多个方面，围绕综合数据库实现查询统计、监管、综合应用、数据管理等应用，实现信息集聚、预警监测、辅助决策、网上管理、查询统计等功能。该系统采用B／A／S三层结构的方式，即客户浏览器（Browser）／应用服务器（Application）／数据库服务器（Server）方式，分别对应处理用户界面逻辑（描述逻辑）、应用处理逻辑（业务逻辑）和数据逻辑3个层次。系统由数据采集层、网络层、数据层、平台层、应用层、安全保障体系、标准规范体系构成。（1）数据采集层。依托于矿山物联网采集人员定位系统坐标数据、产量数据、视频数据、GPS数据等。（2）网络层。数据通过互联网或国土资源专网传输，支撑数据采集、业务系统运行。（3）数据层。以矿山监管各类数据为核心，依托成熟的数据库管理系统和GIS数据管理平台建立数据中心，有矿政管理数据库、矿山监管数据库、平台支撑数据库等，提供系统运行所需的数据支撑。数据包括MapGIS的矿山地形地质图、井上井下对照图、采掘工程平面图、矿层底板等高线及储量计算平面图等。（4）平台层。基于三维建模与可视化、GIS技术、物联网技术等建设系统基础平台和运行平台。（5）应用层。在业务层上，围绕矿管、地勘、执法等矿政管理部门的矿业权审批、矿业权监管、执法监察等矿政管理需要，建设监管系统。（6）安全保障体系。安全保障体系为网络层、数据层、平台层、应用层等层次提供安全保障。（7）标准规范体系。在数据采集、传输、存储、处理、信息输出以及信息系统开发和应用、网络建设、信息安全等相关工作中实施标准化管理。

2．2空间数据库建立

由于系统是基于GIS平台开发的，所以空间数据库是最基础的部分。空间数据库的建立是通过对图形数据分层、建立属性数据库以及空间索引进行的。物联网中的数据具有海量、多源、动态、异构、分散等特点，为了同时聚集和分析几种不同类型的记录来取得信息的全貌，必须对异构的物联网信息进行有效的聚合，才能保证物物感知交互的进行［2］。利用空间数据与属性数据全关系型数据库的管理方式来构建空间数据库，通过ArcSDE空间数据引擎，把GIS与关系数据库集成起来，从而实现空间数据与属性数据的无缝集成和一体化存储管理。矿山端为矿山生产数据，分为产量数据、视频数据、地下矿山井下人员轨迹数据、露天矿设备轨迹数据，这些数据都为生产原始数据；数据采集系统部署在矿端，由硬件和软件系统组成，其中地下矿山的数据采集通过读取人员定位系统数据实现，露天矿在采矿挖掘机上安装GPS设备直接采集轨迹数据；生产数据经采集发送后，由数据中心接收和保存，形成矿产综合监管数据，矿产综合监管数据由用户系统进行处理和加工，然后在GIS软件中进行展示。

3子系统建设

矿产资源开发远程综合监管系统由8个子系统构成，分别为井下采掘远程监控系统、露天矿山采掘GPS远程监控系统、矿山产量远程监控系统、矿山视频远程监控系统、矿产资源开发管理信息系统、通信系统、手机短信服务和预警系统。

3．1井下采掘远程监控系统

井下采掘远程监控系统和露天矿山采掘GPS远程监控系统的设计原理是采用物联网和GPS定位技术，对开采设备和工作人员位置、轨迹进行远程监测，以判定是否越层越界开采［3］。井下采掘远程监控系统主要由RFID射频卡、定位分站、通信分站、传输接口、矿山监控服务器、数据交换组件、通信总站、数据传输网络等组成。利用传感器与无线组网技术，以节点的形式采集数据，以网络的形式传递信息［4］。通过为井下工作人员和设备（采掘设备、矿车等）配备RFID射频卡，采用物联网定位技术，对开采设备和工作人员位置和轨迹进行远程监测。RFID具有快速读写、距离远、长期跟踪管理等特点［5］。通过井下设置的定位分站读取相关RFID射频卡信息，上传卡号、时间和位置等信息内容，由通信分站采集各定位分站信息，汇总并传输至传输接口。按照通信协议进行数据封装，汇总传输至井口人员定位数据库服务器。通过数据交换组件24h不间断提取人员定位信息并发送至通信总站进行封装，最后通过GPRS或者光纤传输至国土资源监控中心。通过该系统能够实时了解矿产资源开发状况，掌握矿山采矿活动信息，判定是否越界开采，规范矿山开采行为。

3．2露天矿山采掘

GPS远程监控系统露天矿山采掘远程监控系统由主机、GIS系统、GPRS通信系统、GPS车载智能终端和其他必要设备组成。GPS定位技术的出现给车辆、调度、安全、设备管理提供了具体的实时定位能力［6］。在矿山工程车辆上安装GPS全球卫星定位系统，通过和矿山地面GPS定位终端设备结合，采用模拟功能，对矿山地面采掘活动进行有效监控。GPS定位终端设备安装在目标设备隐蔽处，以确保不被损坏；天线外露，保证信号无屏蔽；电源要求和发动机同线路，保证在目标设备发动的同时启动定位设备。实时监控是通过获得矿山GPS监控实时信息，对矿山地面工程车辆进行实时的监控，实时反映监测点的越界报警。GPS定位终端设备实时将监测数据上传到数据服务器，客户端实时读取数据库数据，并在相应的监测终端模型中显示报警信息。系统监测地面工程车辆位置和行驶状态信息，位置信息包含经纬度、海拔高度，行驶状态信息包含时间、速度、方向信息等。系统具有车辆出／入时刻、重点区域出／入时刻、限制区域出／入时刻、工作时间、车辆数量、车辆历史轨迹重演、超层越界告警、GIS显示等功能。

3．3矿山产量远程监控系统

在矿山企业矿井出口、胶带、销售处等处安装实时电子称重系统，将电子秤的产销数量扫描进主控机并进行自动统计，确定矿山企业资源的日、月、年开采量，对当年动用资源储量、累计动用资源储量、保有资源储量进行动态管理。该系统主要由称重、测速、运算、通信、数据服务5个部分组成。传感网络是物联网应用的3个层次之一（其余2个分别为传输网络、应用网络），在称重行业中，物联网的触角便是称重传感器［7］。称重传感器检测胶带上的矿物重量信号，测速传感器检测胶带的运行信号，运算部分把接收的重量信号和速度信号进行放大、滤波、AD转换后送入CPU进行积分运算，然后将矿物重量数据按照时段设定再通过无线或光纤网络传输至数据中心服务器，服务器接收现场数据后，通过存储、分析、整理，为用户提供实时、准确、分类的产量信息。

3．4矿山视频远程监控系统

在每个矿山安装摄像机，并连接到网络硬盘录像机，通过交换机或者路由器共享一个网络IP并连接至Internet专线。系统可实现实时监控、远程预览、录像回放等功能。对于偏远、难以铺设有线网络的露采矿山，可以利用无线网络来传送监控图像及数据。在矿山端安装热成像夜视仪和智能球机，热成像夜视仪主要用于夜间及恶劣条件下的监控，2种摄像机日夜配合使用，实现无人值守，24h全天候实时远程监控，不受天气、昼夜变化影响。通过3G无线方式将现场的视频图像传输给远端的监控主机，可以实现多个监控终端对多个现场的同时监管。矿山视频远程监控系统主要作用：①可在第一时间发现超深越界开采等违法行为，及时制止查处，缓解日常监管压力；②通过定期抓拍矿山采掘区域图片进行比对，使得矿山生产状况一览无余，降低了执法取证难度；③只要执法人员通过视频摄像头获取的视频发现在禁止开采矿区私挖滥采等违法生产行为，可立即制止，监控录像可以作为行政处罚的依据。

4综合监管系统特点

矿产资源开发远程综合监管系统把矿山产量远程监控系统、矿山视频远程监控系统、井下采掘远程监控系统等系统功能模块化，表现为可切换的不同页签。用户在统一的登录界面上输入一个账号，就可进入综合监管系统平台，对页签进行切换，直接选择矿山的产量、采掘、视频等不同页签，实现不同功能的远程监控。通过对各类监控数据进行整合，实现数据间的相互调用、无缝衔接。数据与视频图像同步显示，GIS地图定位可显示矿山位置、产量数据、视频图像、井下人员情况等，管理和操作方便。综合监管系统主要特点如下：（1）远程集中监控。对辖区内矿山进行远程监控，监控数据远程传输并集中存储在国土资源部门，以保证数据的真实性和权威性，为行政执法提供有力支持。（2）无人值守。监管系统能够保证24h连续运行，对矿山开采异常行为、越界行为、监控故障予以预警。（3）监控GIS化。人员和各生产设备的运行轨迹及具体信息通过GIS平台集中管理。（4）多功能融合，提高了系统实用性，实现成本低，降低了设备和运维费用，易于维护。（5）轻松联网，B／S结构，实现多级地域联网监控。

5实施效果

矿产资源开发远程综合监管系统自2012年投入使用以来，矿产资源开发利用违法违规案件发生率明显下降，2011，2012，2013年发生率分别为6．66％，5．33％，3．38％，所有违规开采行为均得到及时预警；系统实现了矿山产量的实时计量，进一步强化了矿产资源储量动态管理。2013年度共监控到煤1391万t、铁矿石75．19万t，为矿产资源补偿费征收提供了科学依据；系统监管增强了采矿权人珍惜和合理利用资源的意识，矿产资源开发利用方案得到严格执行，资源开发利用效率得到有效提高，全市在采铁矿平均回采率由原来不足80％提高到88％以上。