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远程控制系论文模板(10篇)

时间:2023-03-16 17:35:44

远程控制系论文

远程控制系论文例1

2电话远程控制系统的体系结构

电话远程控制系统接收远端发送来的DTMF信号,并对其进行解码,解码后的信号再由中央处理单元采集处理;为了方便用户使用,系统设计了语音提示界面;电话远程控制系统一般工作在元人值守环境,所以应具有自动离线、上线、复位功能;为了符合智能化要求,系统采用80日作为中央处理器.同时,电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路.智能电话远程控制系统的体系结构如图2所示.

可以看出,系统主要由DTMF音频解码电路、语音提示电路、离线/上线/复位电路、中央处理单元、驱动电路、电源电路等组成.

3各部分电路及工作原理

3.1中央控制电路

中央控制电路的主要功能是接收铃流检测电路和DTMF解码电路的中断信号,发送对上线/离线/复位电路和受控设备的控制信号,对语音录放电路进行寻址操作,接收DTMF解码电路的四位二进制数据(见图2).

3.2DTMF音频解码电路

DTMF(DualToneMultiFrequency)双音多频信号解码电路是目前在按键电话(固定电话、移动电话)、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的集成电路.它包括DTMF发送器与DTMF接受器,前者主要应用于按键电话作双音频信号发送器,发送一组双音多频信号,从而实现音频拨号.双音多频信号是一组由高频信号与低频信号叠加而成的组合信号,CCITT和我国国家标准都规定了电话键盘按键与双音多频信号的对应关系如表所示.

表电话拨号数字对应的高低频率组合关系

电话远程控制系统采用MITEL公司生产的MT8870DTMF接受器作为DTMF信号的解码核心器件.MT8870主要用于程控交换机、遥控、无线通信及通播系统,实现DTMF信号的分离滤波和译码功能,输出相应16种频率组合的四位并行二进制码.MT8870具有拨号音抑制和模拟信号输入可调功能,所以在设计MT8870DTMF解码电路时,只需外加一些阻容元件即可.DTMF解码电路如图3所示.

远端用户发送的DTMF信号,经搞合电容的隔直流作用后,由MT8870接收并进行译码,输出的四位并行二进制数据直接与8051单片机的P0.0~P0.3连接,MT8870在DTMF信号码变换完成后,由CID端发送中断信号INT1,通知8051数据准备好.

3.3语音提示电路

电话远程控制系统利用语音提示电路实现用户和系统的交流.语音提示电路预先存储若干段系统提示音,8051中央处理单元电路判断用户发送的DTMF信号后,对语音提示电路进行寻址,播放相应的提示音,从而向用户反馈信息提示下一步该如何操作.

本系统选用美国ISD公司的ISD2590单片语音录放集成电路作为语音提示电路的核心部分.ISD2590采用E2PROM存储器,信息可永久保存,零功能存储;它还采用了DA盯直接模拟量存储技术,因而能较好地保留语音信息中的有效成分,提高录放音的清晰度.ISD2590可以存储长达90s的语音,能够实现1~600段语音分段,每段录放音均有一个起始端,该起始端地址选择由A0~A9确定.ISD2590的电路也非常简单,只需少许阻容元件即可,并且它易与单片机接口,实现分段寻址功能.ISD2590的内部功能如图4所示.

系统在接收远端用户发送的DTMF信号以后,根据软件设定,对语音电路进行寻址放音.例如系统收到用户发出的"1234'''',用户密码信号时,若密码正确,则寻址播放语音提示"密码正确",否则,寻址播放语音提示"密码错误".需要提出的是,ISD2590".只有A0~A910根地址线,显然不能对480K模拟存储阵列直接寻址,从图4可以知道,ISD2590的地址线是先经过解码器解码后再对480K模拟存储阵列进行寻址的.

3.4系统上线/离线/复位电路

当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线连通时,我们称系统处于上线(Odine)状态;反之,当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线断开时,我们称系统处于离线(Offline)状态.只有在电话远程控制系统工作时,系统才应处于上线状态.这样做的目的是避免用户呼叫系统时的高压振铃信号(可达120VMS)及线路上其他高压噪声对DTMF信号解码电路及语音提示电路产生危害.上线/离线/复位功能的实现,也是由系统硬件电路和软件共同实现的.

3.4.1系统上线电路

系统上线电路的功能是检测程控交换机发送的振铃铃流信号,然后通过中断方式通知8051单片机,根据软件设定,闭合系统上线/离线/复位开关电路,开启UrMF信号解码电路和语音提示电路与电话用户线的连接.上线电路的主要部分是铃流检测电路.铃流信号是当远端用户呼叫电话远程控制系统时,由程控交换机向电话远程控制系统发送的控制信令.系统采用TCA3385芯片作为铃流检测电路的核心部件.TCA3385是一种性能稳定的振铃信号转换、检测器件,常用于电话机、应答器等仪器仪表.它的PDO端(如图5)是振铃检测输出端,在振铃信号稳定后,此端会变为高电平输出.RDO端可直接与8051单片机相连,作为8051的中断信号INT0.TCA3385的内部功能及外部电路如图5所示.

当电话远程控制系统处于离线状态时,只有铃流检测电路与用户电话线相连,而TCA3385能承受较高电压的冲击,保证了系统的完全稳定性.

3.4.2离线/复位电路

用户对电话远程控制系统操作完成后,发出结束命令,8051单片机断开系统上线/离线/复位开关电路,系统离线.如果用户出现误操作或忘记发送结束命令时,系统根据软件设定,断开系统上线/离线/复位开关电路,使系统离线,并初始化软件设定.

3.5驱动电路

电话远程控制系统对受控设备的控制,要通过8051单片机对继电器的闭合才能实现,因此,在8051单片机与继电器之间必须设置一个继电器驱动电路.本系统采用摩托罗拉公司的MC1413,来关闭与开启继电器开关(图6).

4系统软件

如何利用有限的16种DTMF信号实现多样的系统控制功能,是系统成功与否的关键,借助于软件编程,系统可以对16种DTMF信号的任意组合进行解释,从而大大丰富了系统功能.系统软件的流程结构并不复杂,这里只介绍系统软件主要功能要求:

(1)系统身份认证功能为了保证只有合法用户才能操作系统,电话远程控制系统上线以后,用户必须输入密码,待系统确认后才具有对系统的操作权限.

(2)用户信令解释功能对收到的用户信号,系统按照软件设定加以解释,并决定对语音提示电路寻址,播放相应的系统提示音,实现用户和电话远程控制系统间的交互操作,或者对外部受控设备发出相应的驱动信号.

(3)软件定时功能系统软件设定系统自动复位的软件定时器,定时器的设置值规定了系统一次上线工作的最大时间.若一次工作超时,系统自动离线,进入待机状态.

远程控制系论文例2

服务端操作

现在在虚拟机中运行生成的服务端,这时点击窗口下方的“上线主机”标签,就可以看到服务端程序连接成功了。在连接列表中选择上线的服务端信息后,点击鼠标右键中的控制命令就可以进行操作了,其中包括文件管理、屏幕监视、键盘记录、远程终端、系统管理等很多常见的控制命令。

文件管理

首先点击工具栏中的“文件管理”命令,在弹出的“文件管理”窗口就可以对,远程系统中的文件进行管理,比如进行打开、新建、重命名、删除等操作。文件管理窗口差用了Radmin的上下窗口的形式,管理器窗口上方是本地计算机目录,下方则是远程计算机目录。用户既可以通过工具栏的复制按钮,也可以通过鼠标直接的进行文件拖拽,来对文件或文件夹进行上传或者下载操作传输。在文件进行传输的过程中,可以通过窗口下方的提示栏,来查看文件传输的进度信息。另外由于文件的传输支持断点传输,因此用户可以随时暂停文件的传输操作。

屏幕查看

接着点击工具栏中的“屏幕控制”命令,就可以对远程屏幕进行查看管理。独特技术论坛远控木马默认采用的是8位灰色,虽然速度好快但是效果并不好。所以为了获得更好的效果,需要在标题栏上点击鼠标右键,在弹出的窗口选择32位真彩色即可。“屏幕控制”命令除了监控功能以外,还可以对捕获的图像进行信息保存,可惜的是不能进行视频信息的保存。通过“控制屏幕”对远程桌面进行控制,由于屏幕扫描的速度非常的快,因此控制操作起来也非常流畅。另外还可以跟踪服务端鼠标运行的轨迹,以及锁定服务端键盘鼠标的操作,这样记忆可以在远程计算机上为所欲为。利用“获取剪贴板”或“设置剪贴板”命令,不仅可以获得远程系统剪贴板中的内容,还可以对剪贴板中的信息进行修改。除此以外,还可以设置服务端屏幕的黑屏,这样就可以趁机修改磁盘中的文件信息。

键盘记录

接下来点击工具栏中的“键盘记录”命令,通过它可以进行远程系统的键盘记录操作。当我们打开这个控制命令以后。就可以自动进行键盘记录的操作。无论是英文信息还是中文内容,独特技术论坛远控木马都可以准确有效的进行识别。笔者使用过很多的木马程序,虽然很多木马都包括键盘记录功能,但是能准确完整记录中文信息的确是寥寥无几。通过右键可以将记录的信息复制保存到系统磁盘里面。如果要想激活离线记录的话,需要在标题栏上点击鼠标右键,在弹出的菜单选择“离线记录”即可。

系统管理

为了更好的进行远程控制管理,在工具栏中的“系统管理”里面,提供了“进程管理”和“窗口管理”两项内容。这两个管理功能看似相重合,但实际上有的功能确是无法取代的,比如很多系统进程就可以相关的窗口可以用于管理。首先通过“进程管理”标签,用户可以查看、刷新、关闭远程系统中的进程,比如在列表里面就发现了服务端使用的svchost exe进程。通过右键中的“结束”命令,就可以关闭指定的进程信息。由于现在的杀毒软件都采用了,多进程和线程插入等多种保护措施,所以利用关闭进程已经很难关闭杀毒软件了,所以最好的方法就是使用“窗口管理”。在窗口列表中发现有杀毒软件信息的窗口以后,点击右键中的“结束”按钮就可以更好的保护木马程序。

影音查看

如果远程服务端连接有USB摄像头,那么可以通过“视频监控”功能来获取图像。点击“视频监控”命令的时候,木马就会自动检测对方系统中是否安装有USB摄像头。如果对方的确安装有USB摄像头,那么木马可以强行打开摄像头对其进行监控。如果选择了视频保存选项的话。那么就可以把监视信息保存为Mpeg文件,并存放在木马客户端所在的目录里面。另外,点击打开“语音监听”命令以后,木马就会立即打开麦克风进行监听。如果选择了“发送本地语音到远程”选项,就可以利用麦克风直接对远程用户进行讲话了。不过我在测试的时候发现,这两个命令在使用的时候常常出现问题。

远程teInet

远程控制系论文例3

中图分类号:TM764

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)19-0033-02

随着计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术等的快速发展,逐渐形成了工业控制的数字化、智能化与网络化,使计算机控制系统逐步从集散控制系统(Distributed Control System,DCS)走向以现场总线为基础的分布式现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)。FCS是集当今计算机技术、网络通信技术和自动控制技术为一体的当代最先进的数字化网络计算机控制技术,是一种全分散、全数字、全开放的控制系统,是自动控制技术发展的焦点和热点,被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。

目前全国很多电厂都在实施生产系统的远程自动化控制改造,采用FCS技术构建环绕全电厂的安全生产远程监控系统是必然趋势,因此,本论文将主要针对电厂内安全生产远程监控系统的构建进行分析,以期和同行共同讨论。

一、基于CSS架构的远程监控系统设计

(一)系统的架构模式选择

按照系统终端情况的不同,可将该数据采集监控系统的开发模式总的分为B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户端/服务器)两种结构模式。B/S结构的系统以服务器为核心,程序处理和数据存储基本上都在服务器端完成,用户使用IE浏览器就可以进行事务处理。C/S结构的系统以服务器作为数据处理和存储平台,用户在终端安装特定的程序来进行事务处理,然后再将数据传递到服务器端。

结合上述分析,本论文采用C/S/S模式结构。C/S/S模式也叫客户/应用服务器/数据库服务器结构Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式,是从C/S模式发展而来的。这种模式中的三层架构“分工”明确。客户端负责程序的应用和数据的读取、分析等前台操作,应用服务器存放并运行信息系统的业务逻辑,数据库服务器存放并管理信息系统的数据。由于在客户端和数据库服务器之间使用了应用服务器来处理业务逻辑,大大减轻了数据库服务器的压力,极大地提高了系统的并发处理能力;另外,由于用户的请求是发向应用服务器而不是数据库服务器,使得数据的安全性大大提高,数据库服务器的主要职责由应付客户端的数据请求,也为了实现数据的网络共享,故这种结构非常适合实时响应性、安全性、数据吞吐率等性能要求较高的系统,同时它也继承了C/S结构的优点,目前这种方式是最可靠、最能完美体现电厂大范围内的远程监控系统的控制特点及要求。

(二)系统层次结构设计

1.上位机系统层次分析。电厂安全生产远程监控系统采用三层C/S/S体系结构,使得用户只需要通过客户端即可轻松完成和实现丰富的信息管理等多种功能,整个上位机系统由客户端应用程序、应用程序服务器和数据库服务器三个层次构成,其中客户端应用程序主要完成对电厂远程监控系统的信息管理及控制等操作;应用程序服务器主要集成对全电厂安全生产管理系统的控制、管理程序;数据库服务器主要是用于存储电厂安全监控系统的生产、监测监控数据,以备查用。

2.下位机系统层次分析。既然要实现全电厂安全生产的远程监控,就必须要借助网络层实现对底层电厂生产设备、生产过程的远程监测监控,如对锅炉设备、水轮发电机组等生产设备的远程监测及监控,因此对于下位机系统的层次构成,主要是由传感采集设备(即传感器)完成对生产设备的特征数据的采集,通过数据采集卡加载网络通信模块完成数据的网络远程传输,传输到上位机系统的数据库服务器,并由用户通过客户端应用程序,通过调用应用程序服务器中的远程管理控制程序,实现对底层设备的远程监测与监控。

3.网络传输层分析。根据电厂生产设备分布式的特点,以及对电厂生产过程远程监控的要求,本论文采用现场总线技术,同时借鉴工业以太网的统一通信协议的特点,对面向全电厂布置的分布式安全生产系统实施远程监控。远程通信网络布置要合理,这是在网络传输层布置时必须遵守的。

(三)远程监控系统的控制实现方式

电厂的远程控制系统的控制方式采用远程控制与现场手动控制相结合的方式。首先要实现相关生产设备及生产过程的远程控制功能,这主要依赖于对底层设备的控制数据的组态而实现,通过上位机的客户端程序,实现对电厂安全生产的远程控制功能;其次,是要在相应的生产设备或生产过程现场配备手动控制开关,以满足不同的优先级控制需求,也有利于对相关生产设备的现场检修、维护和系统改造升级等。

二、电厂安全生产远程监控系统的实现

(一) 远程视频监视系统设计

1.视频信号传输方式。工业电视系统的信号传输有两种方式:电缆传输和光纤网络传输。这里选定光纤作为电厂远程视频监控系统的传输介质,结合目前现场总线发展的新技术,依靠最先进的工业以太网通信技术实现电视监控系统的联网传输。

2.系统设计。电厂生产远程视频监控系统主要由前端摄像设备、视频控制设备、光纤数据传输设备和视频输出设备等部分组成。(1)前端摄像设备。前端摄像设备即为安装在社区内的各个布点场所的摄像机。地面使用的摄像机由于监控范围较大,大部分使用的是云台摄像机,云台是一个能进行水平和垂直两个方面运动的装置,安装于其上的摄像头能够实现水平350°,垂直90°全方位摄像,因此选用彩色全方位摄像仪。(2)视频控制设备。视频控制设备是监控系统的心脏,可以分前向设备与后向设备,前向设备主要包括视频服务器,主要功能是实现视频信号的联网;后向设备主要由光发射机、光接收机、视频分配器、视频矩阵控制切换系统、处理器、云台控制器等组成,一般安装在总调度室,完成视频图像的接收与处理,遥控云台的全方位移动,调节镜头焦距的变化以及各种输出信号的控制。(3)光纤数据传输设备。数据传输设备主要采用光纤进行传输,同时需要为整个传输系统配备交换机及流媒体服务器等设备,实现视频信号的全数字化传输。采用光纤的最大优势就在于可以远距离而无失真的传输视频数据信号。(4)视频输出设备。视频输出设备主要包括监视器、DLP大屏幕和硬盘录像机,调度室的工作人员可以通过监视器、DLP大屏幕对控点进行24h监控,也可通过硬盘录像机将摄像机图像保存下来,为电厂安全生产提供必要的数据信息。

(二)远程数据传输通信协议设计

通信应用服务程序和监控终端间的通信方式是基于TCP/IP网络的Windows Socket通信,因为这种通信协议是目前现场总线中最为主流和应用最为广泛的通信协议之一,用来传送各种监控数据、信息和控制命令等,具体的通信协议如下:

帧组成字段的意义:

1.IP地址用来标识发送者的网络地址,用long表示。

2.类型表示通信类型,共分为2种,即:查询和应答,用byte表示,其中0x01表示查询,0x02表示应答。

3.时间指当前系统时间,表示帧发出时的本机系统时间,在中心服务器发向端局监控机的查询帧中用于校对监控机的系统时间,用time_t表示,即精确到秒级。

4.数据长度用来表示后跟数据的总长(字节,不包括长度本身及以前数据),用long表示。

5.数据是指具体的数据,其组成及解释随类型不同而变化。只要在需要实现远程监控的设备或机房内布置了采用该通信协议的现场总线,那么该生产设备或生产过程就可以被集成到全电厂安全生产监控系统的平台上,实现安全生产的远程监测与监控。

(三)远程监控系统的接口设计

接口是指通信服务器和底层的远程监控终端之间的通信接口。

通信服务器和监控终端之间的通信接口,采用基于TCP/IP网络的Windows Socket通信方式,包括以下部分:

1.系统对时:监控终端定时向通信服务器查询系统时间,把本机时间和通信服务器时间进行同步。

2.查询一个机房运行状态。

3.查询一个班组:当监控终端主机监控一个班组时,定时向通信服务器发查询本班组所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。

4.查询所有机房:当监控终端主机监控所有机房时,定时向通信服务器发查询所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。

5.查询通信状态:监控终端主机定时发送查询交换机当前通信是否正常的命令。

6.接收报警:监控终端主机接受通信服务器发送的报警信息并进行处理、显示。

三、结语

电厂是我国重要的电力能源输出基地,对于全国数千个电厂而言,实现生产过程的远程自动化控制,是提高我国工业生产自动化、智能化水平的重要要求,同时对于生产设备和生产过程的远程安全监控,也是不可缺少的。本论文对电厂安全生产远程监控系统进行了分析设计和讨论,给出了完整的远程控制方案和远程监控的实现手段,对于提高自动化水平和计算机自动控制在电厂安全生产远程监控系统中的应用具有一定的指导和推广意义。

参考文献

[1]刘桂芝.智能社区网络视频监控报警联动系统的设计[J].微计算机信息,2005,(28).

远程控制系论文例4

二、组成及原理

2.1硬件

自动控制课程远程教学系统的原理框图如图1所示。该系统由服务器、教员工作站、实验室工作站、小功率随动系统、教室工作站、学员工作站等组成。

每一个可以上网的终端都可访问本系统。教学服务器作为本系统同外部窗口,所有的信息均在此。虚线以下部分为教学楼内各工作站。教员工作站分布在各个办公室,供教员写教案、改作业、答疑等;教室配置一台无盘工作站、投影仪和大屏幕,上课时用来调用服务器上的电子教案;实验室配置一台实验工作站、小功率随动系统及小摄像头,完成远程实验;建立一个学员工作站房,供学员自习、考试。

2.2软件

为了能够更好地配合课堂教学,本系统严格按照自动控制课程教学的各个环节来组织内容。软件部分包括远程授课、远程实验、网上答疑以及讨论、网上练习及试题库、电子教案、网上考试系统和网上教学评估等七个子系统等,与相应的硬件相配合,形成一个完备的多媒体网络教学系统。

自动控制课程远程授课子系统用于自动控制课程的远程教学,同时也为部队的继续教育提供服务;远程实验子系统用于通过网络向学员提供实验;网上答疑和讨论子系统用于教员通过网络对学员学习过程中所遇到的问题进行答疑,也可用于与学员进行网上交互式讨论教学;网上练习及习题库子系统用于向学员提供全面新颖的练习题,供学生自我测试对所学知识加深理解;电子教案子系统供教员开发电子教案,制作各类图表、曲线、演示稿等。网上考试子系统用于对学生学习情况进行检测,系统根据难度系数随机组成试题,尤其适用于远程的函授,和小范围的补考,对于大面积的考试也可以利用该系统出题;教学评估子系统,用于对教学情况进行评估与分析。限于篇幅,本文着重介绍院承授课及远程实验子系统。

三、远程授课系统

该系统是一个具有良好交互性的多媒体教学软件。不同的学生可以根据自己的具体情况来使用该系统。比如在学习绘制根轨迹的法则时,甲学生要了解某一条法则的证明,它就可以通过单击窗口的选择证明按钮调出证明过程。乙学生需要做一道例题加深一下理解,也可以单击窗口的例题按钮调出一道相关例题。该系统可以充分利用现有的计算机软硬件功能,更形象、更直观地把抽象的知识传授给学生。

四、远程实验子系统

远程控制系论文例5

关键词 :远程呈现;影响因素 ;远程会议;远程教育 ;远程医疗

引言

随着社会的变迁,互联网、尤其是远程呈现技术正在不断的改变着我们的生活方式。Tele表示基于网络的远距离,超时空;Presence则表示临场感,逼真的真实体验。因此telepresence就是通过网络给观测者一个真实环境再现的体验。

远程呈现的出现给视讯领域注入了新的活力,它所创建的这种临场感,沉浸感体验充分体现了参与者的人性化因素,使最终用户的接受度大大提高,它的理论研究受到学者的关注,同时实践应用也得到学者们的青睐,本文梳理了远程呈现的影响因素以及它在实践中的应用,并对它的未来进行了展望,以期待为相关研究提供参考。

1、远程呈现的研究回顾及影响因素

远程呈现是已经被确认为一种合成环境的理想化设计,操作者借助远距视频操作系统,观察和遥控操作远距离外的真实对象发展出的一种亲身参与感觉。

Minsky在1980第一次从论文中提到远程呈现的观点是通过远程操作装置使遥远地方取代当前可控制的房间的感觉。

Draper提出三个定义被广泛使用,简单定义、控制论定义和经验定义。简单定义:以计算机为中介操控环境的能力。控制论定义:是一个人机界面在合成环境中的质量指标。经验定义:是使用者感觉自己物理上在以计算机为中介的环境中的一种心理状态。

早期的远程控制装置的开发者任务是提供使用者一个跟人类胳膊相似的操纵杆通过映射控制者的输入,容易的输出行动,以达到最好的绩效。但是形态拟人化不易满足用户对远程呈现的体验,要达到好的还要考虑远程呈现实现的影响因素。

1.1 远程呈现技术方法

技术方法,它强调控制显示技术的作用,怎样在被使用的技术中产生。

1)Sheridan认为远程呈现似乎是远程操作装置使用者在当前环境失去意识,变得更加相信他或她所存在的以计算机为中介的环境的这样一种现象,它是一种体验。这种体验由三个决定因素:操纵员所呈现的感觉信息的丰富度,远程装置的灵敏度控制和影响远地环境的能力。

2)Steuer提出两个主要因素可以决定远程呈现:生动性,即展示远程场景的丰富度和互动性,即使用者可以修改远程场景的程度。他也指明,由于远程呈现的体验是个人化的,所以这些变量对不同人的影响是不同的。

3)Zelrtze假设图形模拟的重要因素包括自主,互动性和临境感。自主:指虚拟世界模拟物理世界可能互动性的能力;互动性:指合成环境对使用者实时投入的回应;临境感:展示控制数量和保真度的指标。同时他认可远程呈现能够提供绩效,但是可能会认为更加艰难和使人疲惫。

4)Usoh’Slater假设了两类决定远程呈现感觉的因素:内部因素和外部因素。外部因素包括:① 展示质量;② 所展示的环境与临境感的一致性;③ 与环境交互的能力以及环境与使用者的交互;④ 神人同形同性论在虚拟世界中的用户表示;⑤ 在虚拟世界中用户行动和关系之间的清晰关系;内部因素包括:① 代表系统它与感官信息模式,是否形象外部性,能否被记得,或机构内部化有关;② 感知位置,它与提出的观点有关。

5)Witmer总结了四种主要的影响因素:控制因素,感官因素,注意力分散因素和现实因素。控制因素与使用者再合成外景控制度和怎样控制投入引起的合成环境变化有关;感官因素与丰富度,多通道相关信息一致性和展示信息直观度有关;注意力分散因素与沉浸感、用户情感被合成环境展示的控制程度和用户集中合成环境注意力程度有关;现实因素与合成环境和现实环境之间的匹配以及合成环境对用户的意义有关。

6)Jonathan Steuer同样认为远程呈现的决定因素,一个是生动性,第二个是交互性。生动性代表一个媒介环境的丰富度。幅度和深度决定生动性。Gibson定义基本定位系统、听觉系统、触觉系统、嗅觉系统、视觉系统可以提高丰富度。深度的概念主要是描述的是质量,深度主要依赖于数据编码的数量,数据编码传输渠道的宽度。互动性是用户参与构造实时介导环境的形式或者内容的程度。

7)Lisa提出两个重要的能够使以计算机为媒介的环境存在远程呈现的因素:用户控制和媒体丰富度。潜在的用户控制是影响营销者交互性的重要因素。媒体丰富度代表刺激的幅度和深度。

1.2 远程呈现心理方法

心理方法认为经验远程呈现与已知的心理现象一致。

1)K. U. Smith提出了行为控制论。行为控制论是描述人的功能而不是人的外形,关键不是重建以计算机为中介的物质外形,而是以一种能够满足使用者期望和能力的方式提供信息。

2)Csikszentmihalyi提出,流量(flow)的经验是一个人能够集中精力在一些任务上的境况,他并未察觉任务之外的刺激,甚至包括自我意识。Fontaine首先理解流量(flow)比远程呈现更加窄,相关任务更加集中,其次,他意识到流量(flow)只是在行动者已经控制环境后发生,而远程呈现仅仅是合成环境使用者作为观察者发生。

我们在探索影响合成环境中远程呈现的因素除了上述的因素,还需要考虑到被试人员的性别差异、文化背景差异、兴趣爱好深度差异。

2、远程呈现的应用

现代社会中,人们对于远距离交流,除了电话和网络,远程交流方式提供一种新时代的交流技术形式。

2.1 远程会议

在远程会议的应用中,多个与会人员可以通过多个高速宽带连接的视频音频传输的大屏幕进行实时互动。而传统的会议则需要参加会议的人到集中地点参加,这样不仅会增加差旅费,而且也会使与会人员疲惫,降低工作的效率。虽然远程会议给企业带来很多便利,但它同样也产生一定的安全隐患问题。现在视频会议主要借助远程呈现技术,通过视频会议,大多数讨论的是公司间的一些重要问题,会议内容需要高度保密。而远程技术是借助于网络,除了网络环境不安全外,远程会议所使用到的一些传播媒介存在的问题也对远程会议造成影响。此外,还会减少一些行业的盈利,比如运输行业,解决了远距离的同时减少了运输成本,航空公司等运输公司将会减少大量客户,对其每年盈利产生巨大的影响。

2.2 远程教育

传统教育是以教师限时面对面授课为主,学生自学能力差,对老师有依赖性。现在的远程教育大多是学生自学为主,教师助学为辅的一个模式,它利用远程技术打破传统的固定教室固定时间学习,使学生合理安排时间,利用国内国外的资源。但是远程教育又存在一定的滞后性,就是学生不能在授课中提出疑问,老师也无法通过学生面部表情了解是否达到教学效果。同时,学生的判断性不高,对于大量学习资料不能有效的筛选,此外受自身惰性影响,不受时空限制会造成学习效率下降。

2.3 远程医疗

远程医疗指运用计算机、通信、医疗技术与设备,通过数据、文字、语音和图像资料的远距离传送,实现专家与病人、专家与医务人员之间异地“面对面”的会诊。远程医疗不仅仅是医疗或临床问题,还包括通讯网络、数据库等各方面问题,并且需要把它们集成到网络系统中。美国联航投入试验运行的远程医疗系统,提供了全方位的生命信号检测。在飞行过程中,可通过移动通讯系统及时得到全球各地的医疗支持。战地远程医疗系统,由战地医生、通讯设备车、卫星通讯网、野战医院和医疗中心组成。每个士兵都配戴一只医疗手镯,它能测试出士兵的血压和心率等参数。另外还装有一只gps定位仪,当士兵受了伤,可以帮助医生很快找到他,并通过远程医疗系统得到诊断和治疗,即使用远程机器人充当医生的手在远处的手术室做手术,医生并没有真实看到他们的病人。

3、未来研究展望

3.1 与AR技术相结合AR技术是虚拟与现实交融的一种新的体验。AR技术是使用信息技术对现实的增强和补充让使用者看到虚拟事物和现实世界交替重叠。远程呈现与AR技术相结合,能够更加形象逼真的像消费者展示产品的属性、功能。

在营销方面,对于预售新款车辆,销售者可以把参观者融入到虚拟场景中,并可以通过肢体动作与环境中的元素进行互动,让观看者多角度体验到静态商品以及一些隐藏信息。

在娱乐业方面,人们越来越开始重视体验。有些博物馆不允许随便出入,我们可以利用远程呈现和AR技术相结合营造出一种历史体验,体验者可以体验古人的日常生活,感受当时的繁华与萧条,对娱乐业的发展不容小觑。

3.2 借助flow的力量,远程呈现实现情绪体验

Flow是指人们对某一活动或事物表现出浓厚的兴趣并推动个体完全投入某项活动或事物的一种情绪体验。我们知道它是一种积极的情绪,在Csikszentim对数百名攀岩爱好者、国际象棋选手、运动员和艺术家进行调查访谈中发现,这些不同的人在自己从事的活动中都获得了一种令他们自己十分兴奋的情绪体验,以致于他们愿意很多次去持续体验这种状态。

因此,我们可以完全利用flow的力量,针对客户主要是对任务充满高度的积极性并感知到任务的挑战性,但不具备相应的技能水平,或者是具有相应的技能水平但是现实条件不允许实现,通过远程呈现技术使客户达到完美的情绪体验。比如,对于园艺爱好者来说,如果其因为自身原因(比如健康,经济或是时间问题)无法种植管理一片花园,他可以通过远程呈现技术,以计算机为媒介通过一个机器人操作花园,他们可以利用远程会议或远程教育来讨论学习植物健康的心得,在美化环境的同时也可以满足客户的情绪体验需求。远程呈现可以为目标用户创造一个从兴趣口味出发的,便于在人际中传播的,并且能够让他们关注的一种技术。

3.3 远程医疗——创伤后压力症候群

创伤后压力症候群可能发生在任何生理或心理遭受创伤的人身上。无论是身体或心理的创伤都有同样的特点:经历过极度恐惧、失去控制、随时面对死亡的出乎预期的事件。通常病人会不断回想受创的经历;不断出现关于受创事件的恶梦及幻想,甚至到了完全无法辨别真实和回忆的地步;情感麻痹,对未来感到绝望,严重的甚至会经常自杀。

对于创伤后压力症候群很多药物治疗失效,需要心理疗法。远程医疗可以提供这种“私人定制”治疗,通过各种多媒体技术再现当时的场景,帮助患者真正克服内心的恐惧,让患者自己走出之前的阴霾,从根本上解决患者的问题。

总之,远程呈现技术将会更加紧密的联系现代人们的日常生活,在营销、教育、医疗、娱乐、广告等行业的发展有着巨大的推动作用,远程呈现技术的发展,会在越来越多的家庭市场普及或使人追求更高层次的体验,比如私人定制。因此远程呈现技术为提高全人类的幸福感提供了重大的技术支持。

参考文献:

[1] 童芳.感知另一个世界——远程呈现艺术探析,[J]视觉艺术理论研究,2012.

远程控制系论文例6

 

1 前言

安钢高线水处理系统采用了工业自动化技术与计算机网络技术,利用组态王、PROFIBUS总线和PLC技术完成水处理远程监控控制。论文参考,现场总线以太网。在完善提高基础自动控制同时,将各系统的设备监测信号及生产数据连接起来,对压力波动、温度变化和液位等现场数据进行实时监视和分析处理,实现集过程控制与生产管理于一体的现代化高效管理。论文参考,现场总线以太网。

2 水处理工艺流程

高线水处理系统大体分为净循环水系统、浊循环水系统、软水系统、事故水系统以及给排水系统。水处理系统的工艺流程:冷却水由净循环供水泵组、浊循环供水泵组加压后送至各用水点,经过现场冷却设备后水温升高到约50℃并含有大量污油、铁鳞、污泥等,经过冲氧化铁皮供水泵组将水经冲渣沟至旋流池,在旋流池内沉淀、由平流池供水泵组加压后送至平流沉淀池、经过二次去油、去渣,由过滤器后送至冷却塔、冷却后温度低于35℃。流回浊循环水池,再由净循环、浊循环泵组加压后送用水点循环使用。

3 水处理PLC控制系统硬件设计

根据水处理系统规模,系统主要有上位监控机、SIMENSS7-300可编程控制器、DX220无纸记录仪、prfibus-DP总线通讯设备、ethernet通讯设备等。论文参考,现场总线以太网。论文参考,现场总线以太网。

基础自动控制系统采用SIMENS S7-300 CPU 318-2(6SE7 318-2AJ00-0AB0)可编程序控制器,二个中央槽架之间由UR0的IM360(6SE7360-3AA01-0AA0)与UR1上的IM361(6SE7 361-3CA01-0AA0)模块相连接,现场配有9台ET200M,PLC和工控机之间通过PROFIBUS-DP总线进行通讯。过程量采集使用两台DX220无纸记录仪,与工控机之间通过ethernet通讯。上位机采用DELL GX-240(P4 1.7G/256M/80G)主机,构成一套完整的控制与监控配置方案。

水处理控制系统通过带有PROFIBUS-DP主/从接口的中央处理单元,采用分布式I/O、PROFIBUS-DP现场总线控制,同远程ET200站构成分布式控制系统,结合组态王操作画面,实现远程控制;通过工业以太网与DX220无纸记录仪的通讯,实现组态王过程参数画面监控,进而达到了现场工艺生产要求。

控制系统采用就地手动、上位机点操和集中自动监控系统三种控制方法相组合,现场采用33块6ES7321-1BL00-0AA0输入模板,输入点数998点,输出采用22块6ES7322-1BH00-0AA0输出模板,输出点数503点,有关硬件组态及模块安装位置见附图1,主要用于操作方式的选择、水泵运行、压力、水位、电动蝶阀限位、水泵起停、电动蝶阀开闭,备用泵自投以及指示灯显示和远程画面等。两台DX220无纸记录仪均为16通道模拟量输入回路,主要采集水温、水流量、水压等参数,用于画面的报警与显示。

图1 系统构成示意图

4 水处理控制系统软件设计

水处理控制系统软件按照工艺过程和控制设计,编程软件采用西门子STEP7编程软件,其最大的特点是采用了块结构的方式。对于许多工艺控制条件相同的设备,只编制一个功能块(FBs),在组织块中通过调用赋予不同数据块的功能块,来控制相对应的同类设备,在程序的调试和修改中,只需修改FB,即可实现对同类所有设备控制的修改。

5 实时监控

上位机软件采用Windows2000操作系统,组态平台为工控组态软件KingView6.0。上位机实现的功能为:数字显示水处理系统中的液位、管道压力、进出水流量实时值与累积值、水温度。论文参考,现场总线以太网。按照水处理自动化的要求,对一些实时参数以及历史数据进行汇总记录,生成各类组态王报表,或者将数据输出到SQL数据库中进行记录。各设备的运行、故障等状态显示,各设备的启动、停止操作,并进行操作记录,以便查询;出现每个设备故障时发出声音报警并记录故障情况(故障时刻、故障类型等),方便进行事故分析。论文参考,现场总线以太网。重要参数、报警、故障都可以报表打印。

6 结语

该系统自投入运行以来,稳定可靠,在线修改和调试方便,给操作人员和维护人员带来很大方便,在高产稳产、降低能耗和安全环保等方面发挥了很大作用,进一步推动了水处理自动控制系统的广泛应用。

参考文献:

[1]廖常初主编,PLC编程及应用,机械工业出版社,2002。

[2]郑晟、巩建平、张学主编,现代可编程控制器原理与应用,科学出版社,1999。

远程控制系论文例7

 

1引言

随着Internet的日益普及,人们通过Internet不仅可以获得现实世界各种状态的实时变化情况,还可以通过Internet实现远程控制和处理工作,可以从全球的任何一个角落实现对设备的监控,可以使用通用的网络浏览软件访问设备,将消费电子、计算机和通信融为一体,而家用电器的网络化、智能化管理越来越突显需求。

智能家居远程控制系统的核心部分是一个嵌入式Web服务器,系统集有线和无线Web服务器于一体计算机论文,用户可以利用办公室的PC或者手机登录家中的Web服务器,在通过用户名和密码验证后,便可以查看并控制家用电器;系统带有LCD和键盘,具有良好的人机界面;用户还可以通过键盘来设定系统的任务;系统留有丰富的功能扩展接口,通过这些扩展接口将来还可以实现防火防盗和智能抄表等应用。系统结构框图如图1所示。

图1 智能家居系统的总体结构

本文旨在研究智能家电管理系统中基于AT 89S51芯片的洗衣机控制系统的模拟实现。

2 AT89S51芯片概述

AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS 8位单片机, AT89S51具有4k在线系统编程(ISP)Flash闪速存储器,采用全静态工作模式,具有三级程序加密琐,32个可编程I/O口线,2个16位定时/计数器,能够采用全双工串行UART通道,具有灵活的在系统编程功能,可灵活应用于各种控制领域。

AT89S51根据封装方式不同,大致分为3种型状,本系统的设计中AT89S51采用PDIP封装模式,如图1所示。

图2 AT89S51封装模式

3 洗衣机控制系统模拟实现

3.1洗衣机控制系统的总体设计

在本系统中,硬件主芯片采用意法半导体的STR710,是整个系统的核心。它作为一个嵌入式网关,将外部网络与内部洗衣机控制器连接在一起,是整个系统运行的平台论文格式。在远程操纵洗衣机方面,STR710负责从GPRS接收到短消息和网络芯片上接收到的以太网数据中提取出用户指令,然后根据该指令操纵相应的网络家电或者查询其运行情况,最后将执行结果反馈到用户终端。系统的软件设计采用分层设计,包括硬件设备驱动层、操作系统层、应用程序接口层和应用软件层。

3.2洗衣机控制器系统设计

根据需求设计的洗衣机控制器的系统逻辑结构设计图如图3所示:

图3 系统总体框图

3.3洗衣机控制器电路设计

采用AT89S51作为控制核心。其中计算机论文,P1.0和P1.1分别用于控制洗衣机的进水阀和排水阀;P1.2和P1.3用于控制洗涤电机的正反转;P1.4~P1.7、P3. 0、P3.1用于驱动7个LED,分别作为工作程序、浸泡和强弱洗指示灯。P3.2接暂停/ 启动键;P3.3分别用于开盖/不平衡中断输入;P3.4被用作输入线,用于监测水位开关状态,为CPU提供洗衣机的水位信息;P3 .5 接程序选择键;P3.7采用分时复用技术,具有两个功能,一方面接强弱选择/浸泡选择键,在洗衣机未进入工作状态时,按触该键可选择强弱洗或开启关闭浸泡功能,另一方面在进水和脱水时,又作为告警声的输出口。

3.4洗衣机控制器软件设计

系统上电复位后,首先进行初始化,洗衣机进入工作程序后,系统首先根据RAM中27H单元的特征字判断洗衣机的洗衣工作程序,洗衣机进入洗涤子程序wash。洗涤是通过驱动电机的正反转实现的。洗涤结束后,退出wash子程序,调用water_out子程序进入排水进程。排水阀排水时间采用动态时间法确定计算机论文,其原理是:根据常用的空气压力水位开关的特性排水结束后,系统调用y子程序进行脱水操作,维持置位状态,保持排水阀开启,离合器在排水阀的带动下使电机主轴与脱水桶联动,实现衣物脱水。然后判断整个洗衣工作是否结束。其原理是:洗衣机在每次洗涤或漂洗工作环节结束后,将存放洗衣工作程序标志的寄存器减1,在脱水工作环节结束后,系统即对该单元进行检测,当检测到为0时,说明整个洗衣工作结束。软件设计主流程图如图4 。

图4 软件主流程图

4 洗衣机控制器仿真工作原理

首先,在通电时蜂鸣器长鸣一声,VD1 被点亮,这表示系统已经准备好接收指令可以开始准备工作了。单片机一直在读取由嵌入式WEB模块通过IIC通道发送过来的状态,当收到嵌入式WEB模块发送的指令后,将得到的数据作为第一项的设置内容计算机论文,即洗涤强度。蜂鸣器短鸣一声进入等待洗涤时间的设置,这个数据同样来自嵌入式WEB模块发送的指令。蜂鸣器短鸣两声进入等待洗涤方式的设置,过程都是相同的长鸣一声后洗衣机按事先的设置开始洗衣, VD1 快速闪烁表示洗衣状态,洗衣机控制器会完成初洗、浸泡、洗涤的工作,之后长鸣表示洗衣结束。洗涤期间单片机的 P2.1 和 P2.3 两个引脚会不断输出高、低电平来操作两个继电器让电机正、反转,同时还要接收嵌入式WEB模块发送的中断信号,以暂停或结束洗涤论文格式。当洗涤过程结束,蜂鸣器长鸣,系统又回到了开机时等待嵌入式WEB模块发送指令的状态。

其次,控制洗衣机可模拟的具体功能有:1、多种程序选择,用户可根据洗涤衣物的材质选择不同的程序,如浸洗、标准、羊毛和快速等。每种洗涤方式有不同的洗涤模式、时间和顺序。2、过程选择,用户可以选择单独洗涤以保留带有洗涤剂的水进行重复使用,可选择单独脱水,犹如脱水机一样计算机论文,等等。3、预约洗涤,用户可根据需要选择几小时后进行洗涤,时间选择范围为1-24小时。4、剩余时间显示,用户可以直接掌握洗涤时间。5、温度控制,可以显示模拟的水温控制。

5 结论

本文设计的洗衣机仿真控制系统连入嵌入式web服务的支持,就能够通过普通PC或GPRS手机访问Internet实现,通过远程控制命令完成对洗衣机参数的设定,对洗衣机进行操作,大大地简化了操作程序。利用单片机AT89S51作为洗衣机的控制器,能充分发挥AT89S51的数据处理和实时控制功能,使系统工作于最佳状态,提高系统的灵敏度。

参考文献

【1】郭维芹.模拟电子技术[M]. 北京: 科学出版社, 1993。

【2】童诗白,华成英,《模拟电子技术基础》,北京高等教育出版社,2001。

【3】吴小许,孙瑜,黄敏.数字量调节阀的控制算法研究与应用[J]. 化工自动化及仪2004。

【4】宋建国.AVR单片机原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,1998。

【5】胡汉才,《单片机原理及其接口技术,清华大学出版社,1996。

远程控制系论文例8

“教学过程是学生在教师的指导下,对人类已有知识经验的认识活动和改造主观世界、形成和谐发展个性的交往实践活动的统一过程。”[1]教学过程的含义有多种层次:它可以是从入学到毕业的教学过程;可以是一门课程从开始到结束的教学过程;可以是一门课程中的一章、一个单元或一节课的教学过程。但是,无论在哪一种意义上,我们都可以用系统的观点看待教学过程,研究教学过程系统的要素以及相互关联、相互作用,使其特定指标达到最优,这就是教学过程的最优化的内涵。

分析远程教学过程,可以看出其基本要素包括:学习者与教师、教学内容与教学技术。远程教学过程是由这些基本要素及其相互关系组成的一个复杂系统。由于远程教学过程的特殊性,使得远程学习者在进行远程学习时会遇到各种各样的困难。为了提高远程教学的质量,就有必要对远程教学系统进行有效的控制,寻求最优的解决方案。远程教学过程的特殊性,也使得巴班斯基和广冈亮藏的理论不能完全适用于远程教学过程。因此发展远程教学过程的最优化理论和方法是必要的。本文从系统最优化的概念与方法入手,讨论远程教学过程的优化目标,以及一些重要变量的优化问题,为远程教学过程的优化提出一些基本原则。

二、方法构建

最优化理论原是应用数学的一个分支,本质上是求函数极值。随着系统论、控制论、信息论在各个学科领域的广泛应用,最优化理论如今已渗透到科学、技术、工程、经济、管理等诸多领域。判断事物“优”或“劣”的前提是要有一个评价指标,在最优化理论中,这个指标被抽象为某种与所研究的系统的性质和状态有关的量。当其最大化(或最小化)时,我们称系统为最优的。因此,所谓“最优”,是系统发展的一种状态,在这个状态下,人们规定的某些指标达到其可能的最大或最小值。显然,“最优”是与一定的评价标准相联系的,从不同的角度看问题,“最优”就有不同的含义。

为了研究远程教学过程的优化问题,我们首先介绍一下系统最优化问题的概念和解决方法。所谓系统是随时间、空间发展变化的一组要素及其关系构成的整体。我们称时间和空间因素为系统的自变量,自变量的集合记为X,描述系统状态的要素称为状态变量,其集合记为Q,系统的状态及发展变化,是外部因素和内部因素相互作用的结果,这些因素是系统呈现某种状态的原因和系统发展的动力。在这些因素中我们选取某些对系统的发展变化有显著影响,且可以能动调节的因素作为我们控制和设计的对象,称为控制变量,其集合记为u。衡量系统优劣的指标称为目标函数,记为I。一般情况下,I是状态变量和控制变量的已知函数,即I=f(Q,u)。系统的最优化就是要确定或设计一组u,使I达到极大值或极小值。用模型可以表示为L(X,Q,u)=0。根据这个模型,如果知道了u,就可以求出相应的Q,从而计算出I。利用这个模型和有关的数学工具,原则上可以找到I取极值的控制变量u的取值。有时,系统会受到一些条件的限制,这些限制条件一般不能自由调节,可以称之为约束条件。这些约束条件以与Q,u和X相关的等式或不等式出现。所以,一般情况下,最优化问题可以概括为已知系统的模型L(X,Q,u)=0,要求一组满足约束条件的u,使系统在I=f(Q,u)取极值的意义下达到最优。也就是说,如果我们找到了使系统达到最优的控制变量u,就相当于找到了一种优化系统的解决方案。

远程教学过程作为一个复杂的系统,有其特殊性,主要表现在:(1)远程教学过程是一个以人为本的复杂人文社会系统,系统的状态和影响系统的因素非常复杂,很多变量不能量化;(2)系统的发展变化是一个动态的、不确定的(模糊的)过程,很难用数学公式表示。因此,研究远程教学过程的优化,必须探索符合远程教育本质的新方法。

本文下面提出一种远程教学过程最优化方法的基本框架:

1.确定最优化的目标

在远程教学过程中,最优化的目标可分为宏观目标、中观目标与微观目标,而这些目标又可根据学习者、教师、教育机构的要求不同而有所不同。

(1)宏观目标:从宏观层面、从学习者的角度出发,优化目标可以是提高绩效、实现终身学习、获得更强的市场就业能力、增加提升机会等;从传送远程教育机构的角度出发,优化目标可以是增加学习者数量、增加学习者的多样性等等。

(2)中观目标:从中观层面、从学习者角度出发,优化目标可以是增加学习的灵活性,学习效果最佳;从教师的角度,优化目标可以是有更多样的时间表来发送课程;而教育机构可能会将目标设定在降低成本、减少课堂需求量等方面。

(3)微观目标:从微观层面,学习者可能希望的优化目标是可以与远方老师方便地交互,所学知识可以解决某一实际问题;教师的优化目标可能是学生掌握某种知识,技能的习得,以及情感、态度、价值观的形成等。

因此,远程教学过程的优化,首先需要分析对哪个层次远程教学过程的优化,从谁的角度出发进行优化,以确定优化目标,形成最优化问题。在这个过程中,研究系统的可能状态(或者说分析系统的状态变量)是确定优化目标的基础之一。

2.确定控制变量和约束条件

在选定目标的基础上,根据远程教育的基本理论,分析远程教学过程的要素及其对优化目标的可能影响,确定那些对目标影响显著且可以能动调节的因素作为控制变量。显然,不同的优化目标,优化的控制变量会有所不同。例如,如果优化是以“学习者学习效果最佳”为目标,则与之相关的控制变量包含学习目标、教学策略、媒体与技术、交互、学习支持等。如果优化是以“传送远程教学过程的成本最低”为目标,则主要控制变量就包括课程开发、课程传送、交互等。

在远程教学过程中,有些约束条件是自明的,如在一定阶段所采用的传输技术(网络/电视/函授)、软硬件环境等。而有些约束条件,如学生的知识基础等则需具体分析。

3.优化途径

前面已经提到,研究远程教学过程的优化不能完全照搬工程技术的最优化方法,因为远程教学难以确定数学模型。那么,远程教学过程如何进行优化呢?本文提出下面两种方法。

(1)控制变量优化法我们虽然不知道控制变量、状态变量与目标函数之间的具体函数关系,但是有时可以知道控制变量对目标函数的影响趋势。例如,以“学习者学习效果最佳”为目标函数进行优化,控制变量之一是“教学目标”。如果教学目标的选择与学科要求、学习者的学习需求、学习者自身水平相适应,就会促进优化目标的实现,反之,则会阻碍目标实现。再如,以“传送远程教学过程的成本最低”为目标,那么课程传送技术是重要的控制变量,在现有情况下,选择双向视频会议技术进行远程教学,教学过程成本必然趋向升高,而采用发送教学VCD,则具有低成本的可能。因此,我们可以把对目标的优化过程化为对控制变量的一种调节过程,调节的方向是使目标函数朝人们期望的方向发展。这个过程目标为控制变量的优化。

(2)反馈调节法控制变量优化法可以使我们得到使系统达到最优的解决方案。把这些方案应用于实际远程教学过程,就可以得到这些方案的反馈信息。根据反馈信息再次应用控制变量优化法得到改进的解决方案。如此反复,最终实现远程教学过程的最优化。

三、关键控制变量的优化

对于不同的优化目标,控制变量可能不同。但是有些远程教学过程的要素(如教学目标、模式与策略、远程教学技术和双向交互过程),在远程教学的多种优化过程中,均为关键的控制变量。所以,讨论这些控制变量的优化,对于远程教学过程的优化具有一般意义。本文分别阐述如下:

1.教学目标、模式与策略

远程教育的学习者多数为成人,这一特点决定了整个教学过程中涉及教育性的任务需求可能并不凸显。但是,正是这一特点,使得教学目标的优化设计变得更为重要。远程学习的学习者往往是主动的,如果确定的教学目标与学习者的学习动机、预设的学习目标相吻合,他们就会在学习中克服各种困难。相反,如果教学目标设置不合理,教学内容选择不得当,以及远程学习的各种障碍因素,学习者对学习缺乏信心,甚至导致辍学。因此,教学目标的优化设计应该根据各类远程教学项目的具体情况,同时,也需要对学习者进行研究,将学科目标与学习需求相结合。根据远程教育的学生学习自主性原则,理想的状态应该是与学习者对教学目标进行沟通,由教师与学习者共同建立学习目标。

教学模式是指按照什么样的教育思想、教学理论和学习理论组织教学进程。远程教育的指导思想是“以学生为中心”。“以学生为中心”的远程教学过程的模式有多种,如讨论学习模式、探索学习模式、协作学习模式等,为了达到教学过程的最优化,设计或方案选择应根据实际情况选择教学模式。

优化远程教学过程还应根据学习者的特点优化教学策略。如成人学习者经验丰富、自主性强,因此教学过程应多创建学习者参与的机会,网络教学中可以多使用BBS、讨论区等方式给学习者提供发表见解的机会,可以将学习者的作业、作品放在网上彼此交流;成人学习者往往希望任务导向的学习,愿意通过学习解决具体的问题,因此在教学过程中应多提供与学习者相关的案例、情境,强调学习内容与工作之间的结合;同时,成人学习者的学习习惯具有较大的异质性,以及对学习缺乏自信,小心谨慎、抗拒变革、害怕失败的特点。因此教学过程中应根据情况灵活调整内容和方法,加强与实践的联系,激发他们的成就感,同时避免过度竞争。[4]

实际上,现阶段我国远程教育的教学过程基本上是一个以“教师为中心”的教学过程,而不是一个远程教学的最优过程。在学习者开始学习之前,开发教学录像、网络流媒体课件、教材,学习过程开始后,安排教师定时答疑。由于没有考虑不同学习者的特点造成“课堂搬家”、“教材搬家”等。

2.远程教学技术

远程教学技术包括媒体选择以及传送这些媒体的技术,它们是远程教学的重要变量。在特定的远程教学项目中,某种技术相对于其它技术而言,也许更具优势。因此认真分析每种技术的相对优缺点非常重要。当前,远程教学中所使用的技术与媒体一般包括以下几种类型,它们对于远程教育机构、教师、学习者来说有不同的优缺点。[5]

比较传统的远程教学是异步观看的教学录像带或计算机光盘、VCD的远程教学,其优点是不受地理位置的限制,对学习者拥有的设备要求较低,对于教学机构来说,成本比较低。采用这种技术存在的不足之处是学习模式比较单一,学习过程缺乏教师的帮助与学习者之间的交流,教学内容的修改也比较困难。

基于网络的远程教学的优点是,学习者与教学机构在时间的自由调控上更具灵活性。学习者与教师的联系紧密。教师可以通过教学平台、工具等追踪学习者的学习情况。教学资源一经开发可以重复使用,且修改容易。它的不足之处在于,对于学习者来说,采用这种技术可能存在网络速度慢、网络费用高、以及计算机使用等问题。对于教师而言,可能需要教师掌握HTML知识,更复杂的课程制作对课程制作人员的依赖性较大,及版权问题。对于远程教育机构来说,基于网络的教学需要基础设施的建设,需要高速的网络,需要对教师进行培训,因此总投资比较高。

采用双向视频会议技术进行教学也是近年来远程教学的一种模式。这种技术的突出优势是实时性,克服了远程师生间的空间阻隔,交流延时。这种技术的不足是,如果使用不当,无异于“传递课堂”,对远程学习者的自主性有所破坏。教师对技术支持人员的依赖性比较大,教学受网络传输情况的限制比较大。教学机构的投资也比较大。

远程教学技术的选择首先要以满足教学过程的优化目标为前提。例如,如果优化目标是为学习者提供最完善的学习过程,那么基于网络的教学技术应该是最好的选择;但如果将教学成本最低作为优化教学过程的目标,那么采用邮寄教材、教学录像带、VCD等形式是合理的选择。同时,技术的选择也要考虑相关的约束条件,包括学习者的地理位置,软硬件条件等等。例如,学习者处于中心城市、经济发达地区,可以选择基于计算机和网络的教学方式,而学习者处于地市以下的县乡、经济欠发达和不发达地区,则采用卫星电视、音像媒体为主的技术与媒体比较现实。进一步来说,在整个教学过程中,还应该根据不同的教学内容,根据教师采用的不同教学手段与策略选择教学技术。例如,可以将一些实验、演示、操作等教学内容制作成录像带、VCD、DVD发送给学习者,便于学习者仔细、反复地进行观看学习;对于教师组织的探索性学习,可以为学习者提供计算机数据库等学习资源;协作性学习可以基于网络;而答疑、师生交流可采用双向音视频技术。

3.双向交互

交互是远程教学过程的一个重要因素。尽管远程教与学的过程可能是时空分离的,但是这种分离并不表示教学机构与教师开发出以学生为中心的教学资源,则教的过程就宣告结束;也不表示学生的自主学习是完全脱离教师指导的学习。从教学过程的定义可以看出,教学过程实质上是一个师生交互的过程。约翰?丹尼尔认为,在远程教育系统中,包括学生独立进行的学习活动,即“独立活动”和促进学生同其他人的交往活动,即“交互作用”。远程教育系统是在交互交流和独立活动之间完成的,通过学生独立的学习活动和与其他人的交互作用之间的平衡来完成全部远程课程的学习。这种平衡在远程学习系统中具有决定作用。他认为,反馈功能在相互交流中至关重要。远程学习学生只是松散地结合在学习机构的社会系统中,因此对其归属感不强。戴维?西沃特认为“包含完成教师在面授教育中的所有功能的完善的教学包”并不存在,因为任何“教学包”都不可能完全反映教师和学生之间错综复杂的交互作用。他要求远程教育系统在教育机构与学生之间建立一种交互作用的模式,这种模式通过学习材料是不能提供的[6]。

远程教育中的交互类型大约可以分为四种:教师与学生的交互、学生与学生的交互、学生与学习内容的交互,以及在网络学习环境下,学生与学习界面的交互。应该说,优化的工作可以从技术、课程开发、人员等多个层面展开。

在技术层面,不同的技术提供的交互性不同,因此应根据远程教育项目的目标、学生的学习条件、机构的财政情况等选取适当的支持交互的技术,以实现双向通信与交互的最优化。

在课程开发层面,霍姆博格的有指导教学会谈理论认为,应该注重在文字教材、计算机课件及网络课程中的模拟会话功能的设计。优化设计的方法包括:清晰而具体地阐明教学目标;采用任务驱动的方式组织教学内容;为学生设计明确的学习活动;详细地分析学生学习中的问题并给与解答;结合实际设置习题与测验;提供丰富的参考资源供学生拓展学习;采用模拟对话写作风格等等。对于网络课程或计算机辅助教学课程,优化设计还应该注意界面设计,使学生与界面良好互动,包括突出个性化的设计界面,设置合理的网络导航等。

在人员层面,远程教学中的教师、辅导教师、教学管理人员应该向学习者提供最优化的通信与交互服务。交互的内容包括提供学科知识、管理与咨询信息及个人情感支持等。为此,学生学习支持服务系统应充分考虑为学生提供信息、技术、学习的技巧与方法及学术知识与学习方法诊断、反馈和评价等帮助,以及为学习者建立伙伴、“学习者社会”,提供热线电话、网络站点、FAQ、聊天室、在线会议等交互手段。

【参考文献】

[1]李秉德主编.教学论[M].北京:人民教育出版社,1991.

[2]巴班斯基著,吴文侃译.教学教育过程最优化[M].北京:教育科学出版社,2001.

[3]钟启泉编译.现代教学论发展[M].北京:教育科学出版社,1988.

远程控制系论文例9

引言

近年来,随着我国制造技术水平不断提高,油田小型酸化压裂车机械部件基本上达到世界先进水平。但是,在仪表显示上仍然沿用20年前的方式,靠目测读取数据,靠手感进行控制,这已远远不能满足操作人员的个性化需求,严重影响了设备整体性能的提高。特别是远程控制技术还沿用多芯电缆硬线连接,生产和制造成本都很高,安装维护都不便。

本文概述的控制系统,是石油机械总公司第四石油机械厂最新研发的小型控制系统,主要针对小型酸化压裂车数据采集、显示及控制,着重阐述了系统的组成及特点。

1.小型压裂设备控制系统概述

小型酸化压裂设备主要由发动机、传动箱及柱塞泵三大机械部件组成,这三大部件经过发动机传动箱柱塞泵的动力传送,将配制好的压裂液泵送到井口,完成压裂作业。因此,设备的控制系统主要围绕这三大部件进行设计,下表详细列出了控制系统的显示参数和控制点。

表1 控制系统功能表

从表1可以看出,控制系统除需监控发动机、传动箱及柱塞泵的作业参数外,还需提供报警功能,以反馈各部件是否工作正常。另外,控制系统具有超压保护功能,即当柱塞泵的出口压力大于系统设置的最高压力时,出于保护设备安全和人员安全考虑,系统提供机械保护和电气保护两种方法。机械保护就是通过手动泄压来降低实际压力值,使其小于设定的最大压力值。电气保护就是当系统监测到实际压力大于设定压力值时,立即输出超压信号,通过继电器控制实现发动机立即回怠速、传动箱立即回空档状态,从而降低了柱塞泵的压力。通常情况下,这两种方法需配合使用,但是无论哪种方法都需手动解除超压状态后,系统才能正常作业。

基于以上功能表我们先后开发了两种控制系统,包括传统控制系统和新型控制系统。

2.传统控制系统

图1传统控制系统

ECM――Engine Control Model发动机控制中心,发动机的大脑,采集并处理发动机数据,并提供用户接口。

TCM――Transmission Control Model传动箱控制中心,传动箱的大脑,采集并处理传动箱数据,并提供用户接口。

如图1 所示,传统控制系统中发动机控制系统、传动箱控制系统及柱塞泵数据监控系统各自独立,用于显示作业数据的仪表种类和数量都很多,控制阀件也很复杂。远程控制系统完全是主控的备份,它采用30多芯的电缆与主控硬线连接,无论从安装、使用和维护上都很复杂。

3.新型控制系统

图2 新型控制系统

TTC60――德国派芬公司开发的专门用于汽车工业的一款可编程工业控制器,它可以实现对所有作业数据的传输、运算、处理及控制。

T10A――瑞典北尔公司开发的适用于汽车工业的一款人机交互触摸屏,它可以实现所有数据的实时显示、设置、下载,历史数据的浏览等功能。

CAN――Controller Area Network的缩写(以下称为CAN),是ISO国际标准化的串行通信协议,是汽车网络的标准协议。

RS232――RS232是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写,232为标识号。

如图2所示,新型控制系统通过可编程工业控制器和人机界面将发动机控制系统、传动箱控制系统及柱塞泵数据监控系统融合在一起,实现集中控制,远程控制则通过CAN总线通讯方式实现。

新型控制系统充分利用控制器本身数据接口,实现程序下载、数据采集和通讯功能。该控制器具有2个CAN接口,1个RS232接口。其中,本地控制器的1个CAN接口用来采集发动机及传动箱的数据,实现发动机和传动箱实时交换数据,进而控制发动机转速及传动箱换档。另一个CAN接口用来下载程序或与远程控制器的一个CAN接口进行数据通信,来实现对设备的远程控制。本地控制器和远程控制器的RS232接口分别与人机界面通讯,实现数据显示和控制。

新型控制系统利用人机界面的USB接口和以太网口实现程序下载和数据下载功能。其中,USB接口可自动识别4G以上U盘,系统提供数据保存及下载功能。下载的文件为.skv文件,用户将此文件拷贝到个人电脑上用excel软件可以打开并编辑,方便操作人员对作业数据进行分析判断,以便了解整个设备的状态及柱塞泵的工作效率等。

新型控制系统将原本分散采集的发动机、传动箱及柱塞泵的数据集中到控制器中通过人机界面集中显示,这样不仅可以实现各个数据之间的运算处理,还可以方便用户选择操作界面,实时观察设备的运转情况。远程控制利用通信技术,取代原来的多芯电缆硬线链接,无论从安装、使用和维护上都更加优化。

4.小结

随着可编程控制技术和人机界面技术在油田设备中应用普及,新型控制技术将取代传统控制技术逐渐作人员接受。小型酸化压裂设备新型控制系统的成功运用正是这种技术发展的结果,它摒弃了传统控制技术中各自独立、硬线控制,以通讯协议的方式实现了数据的集中采集、处理及传输。无论从成本与运行的效益来看,是传统控制方式不能比拟的。同时随着小型酸化压裂车技术的日益发展,自动压力及自动排量技术将成为发展趋势,其智能化程度在以后相当长的时间里会有一个进步发展的空间。

参考文献:

[1]储钟昕.现代通讯应用实践.[M]机械工业出版社.2013年8月

[2]陈端阳.工业自动化技术.[M]机械工业出版社.2011年7月

远程控制系论文例10

 

一、概述

在城市现代化建设过程当中,因能源供需的矛盾越来越突出,节电节能、绿色照明是迫切亟待解决的问题之一;现在若还是采用那些传统的手控、钟控城市照明系统的方法,已远远不能满足要求。那么如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照明控制领域一个新的课题;经比较分析,最终选择GPRS系统作为信息采集、传输系统的数据通信平台。

二、基于GPRS照明监控系统的特点

结合我国的实际国情和通过对国内外照明监控系统特点的分析,采用基于GPRS网络来监控照明系统,其具备如下诸多优点:

1.可靠性高:GPRS DTU采用面向连接的TCP/IP协议通信,避免了数据包丢失的现象,保证数据可靠传输。

2.实时性强:GPRS具有实时在线的特性,数据传输延时小,并支持多点同时传输,因此监控中心可以在多个监控点之间快速、实时地进行双向通信。

3.监控范围广:GPRS网络已经实现全国范围内覆盖,并且扩容无限制,接入地点无限制,能满足城市路灯的监控需求。。

另外还有系统建设成本低、运营成本低、可实现集中控制、传输容量和扩容性能好、按流量计费等优点。

三、照明监控系统的总体方案设计

基于GPRS的照明监控系统主要由监控点即路灯、远程监控终端(这两部分统称为现场采集)、GPRS网络、监控中心等组成;系统的方框图如下:

图1 照明监控系统的方框图

其中,远程监控终端硬件部分主要由三相交流电进线空气开关,交流接触器,GPRS远程控制器,继电器,12V开关电源,4回路空气开关等组成,如下图:

图2 现场控制器接线图

1---三相交流电进线空气开关;2---交流接触器;3---GPRS远程控制器;4---继电器;

5---12V开关电源;6---4回路空气开关;

由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络,因此监测中心计算机需要一个固定的IP地址或固定的域名,各个数据采集点采用GPRS远程控制器将采集到的实时数据通过IP地址或域名来传送给监控中心,从而实现数据的通信。监控中心若要向某个测控终端提出数据请求时,它会根据IP地址来找到对应的终端,将命令发送到该终端,终端响应后,会通过GPRS远程控制器把数据发送到Internet网络端口,通过端口转发到监控中心,即完成了一个信息传递过程。

四、监控中心的设计

监控中心是整个照明监控系统的核心部分,它包括系统的操作、维护、信息的分析、处理、响应等;监控中心的设计包括两部分;一部分是硬件部分的设计;这部分包括数据库服务器、工作站及相关的设备;监控中心还安装了大屏显示,在大屏上可以实时地、动态地监控各分控点的情况,使得自动监控非常的灵活、高效;另一部分是软件部分的设计;它主要将系统设计成图形对话框的形式,界面及操作方式采用Windows风格,以实现整个系统中信息的上传下达和人机互动;本系统使用Delphi为开发工具。。。

五、结束语

实现城市照明系统的自动监控和管理,从很大程度上缓解了能源供需的矛盾和改善了传统的“人工巡视”,时效性差,处理故障慢,效率低等问题,实现了实时、快速、稳定、高效的监控和管理; GPRS技术非常适合地域分布广,采集点较多且同时又要求实时性较强的场合。

参考文献:

【1】李继豪,赵瑞峰,李爱莉,基于GSM/GPRS网络的路灯监控系统【J】,计算机工程与设计,2005.7:1889-1890.

【2】江晖,基于GPRS的路灯监控系统的设计,大众科技,2009年第11期:20-21.

【3】陆凌云,基于Ad Hoc的分布式路灯监控系统的设计与实现,智能建筑与城市信息,2009年第7期,95-97.