环境智能范文

环境智能范文（精选12篇）

环境智能 第1篇

社会经济发展新时期下, 供电企业必须注重把握当下社会经济发展形势, 在电力营销过程中, 能够对传统发展模式进行改进, 坚持与时俱进, 推进改革创新, 实现电力营销智能化发展目标。电力营销过程中, 要注重从电力市场入手, 能够以崭新观念看待这一问题。智能电网环境下, 电力营销更加侧重于智能化体系建设, 实现电网发展与电力营销的有机结合, 更好地实现电力营销管理系统的优化发展。本文对智能电网环境下电力营销智能化体系问题的研究, 注重构建完善的智能化体系, 更好地促进电力营销的发展和进步。

1 电力营销智能化体系理念

智能化电网的快速发展, 对原有的电力营销模式产生了重要影响, 从而促使电力营销模式发生了翻天覆地的变化。智能化电网本身, 注重保持供电的平稳性和可靠性, 并且注重对资源的最优化配置, 从而更好地满足客户实际需要。基于这一点, 电力营销过程中, 要注重与智能电网建设保持一致性的发展状态, 加强智能化建设, 从而更好地满足智能电网发展实际需要。关于电力营销智能化体系架构, 我们可以从图1中看出。

如图1所示, 在智能化电力营销架构建设过程中, 要切实实现信息技术的有效应用, 以信息管理系统作为智能化电力营销体系构建的基础, 从而实现电力营销管理的高效化和质量化发展目标。同时, 智能化电力营销体系建设, 注重突出客户的作用, 坚持以“客户”为中心的发展目标, 更好地满足智能化电力营销的发展需要。在这一过程中, 还需要考虑到各个子模块之间的作用, 能够实现工作引流, 对客户关系进行有效管理, 并且能够对工作质量进行较好的保证。从图1中我们还可以看出, 智能化电力营销体系建设, 注重管理的协调性和全面性, 能够以统筹兼顾的管理理念, 更好地提升管理水平[1]。

2 智能电网环境下电力营销智能化体系建设

电力营销智能化体系建设过程中, 要切实把握智能电网发展情况, 立足于这一发展事实, 保证电力营销体系建设能够与智能电网发展环境保持一致性和协调性, 从而更好地推进电力企业的持续发展和进步, 更好地满足客户实际需要。

2.1 客户知识智能化管理

客户知识智能化管理的主要目的在于利用相关统计和分析手段, 能够对客户知识进行有效地采集和数据整理, 从而将客户资源进行有效分析, 更好地指导电力企业实际工作。在这一过程中, 客户知识智能化管理要注重信息归档、管理和调用, 以此作为电力营销智能化体系发展的基础[2]。

2.2 客户负荷智能化控制体系建设

电力企业在发展过程中, 随着社会经济的快速发展, 客户对电能的需求不断增加, 我国供电行业发展呈现出一种供需紧张的态势, 在这一过程中, 如何对客户负荷进行有效管理, 成为电力营销发展面临的一个重要议题。在负荷智能化控制过程中, 要注重从自动计量、电力制定、分布式网控等方面进行考虑, 以“交互技术”满足客户对电能的实际需要。同时, 在进行负荷智能化管理过程中, 要立足于客户现阶段的用电情况, 并能够对未来的发展情况进行预测, 从而保证供需平衡。实现客户负荷智能化控制时, 要注重设置相应的参数, 对用户用电情况进行实时监控, 从而选择最优化供电方案, 满足客户需要。关于客户负荷智能化控制体系建设过程, 具体内容我们可以从图2中看出。

如图2所示, 我们可以看出, 在负荷智能化控制体系建设过程中, 注重负荷预测和用电分析, 从而根据实际情况, 对客户用电进行控制, 采取有效地解决方案, 更好地满足客户用电需求。

2.3 信用风险管理智能化体系

电力营销过程中, 风险控制是电力企业必须考虑的一个重要议题, 同时, 信用风险管理, 也是电力营销智能化体系构建过程中不可忽略的一个重点内容。在信用风险管理智能化体系建设过程中, 通过对客户知识中相关数据的有效分析, 能够对客户的信用水平进行较好地评价, 对客户用电过程中存在的问题进行较好解决, 这样一来, 可以有效地降低电力企业信用风险, 更好地促进电力企业的持续发展和进步[3]。信用风险管理智能化体系建设过程中, 可从以下几点进行考虑:

(1) 注重信用风险预警。信用风险预警主要是通过建立有效地预警指标体系, 对客户风险产生的概率进行预测, 降低电费拖欠、偷电漏电问题, 更好地保证供电企业的经济效益。

(2) 实现对客户的信用等级评估。信用等级评估, 实现了“人机结合”的发展模式, 能够结合定量分析和定性分析的方法, 对客户信用等级进行评估, 从而更好地提升客户信用管理水平。

(3) 对信用风险决策手段进行有效应用。信用风险决策, 主要是根据客户的历史数据对客户风险预警进行评估, 从而有效改善客户信用水平, 使客户能够积极配合供电企业工作, 更好地促进电力企业的长足发展和进步。

(4) 客户关系管理智能化体系。

客户关系智能化体系建设, 直接关系到了电力企业与客户之间的关系, 有利于缓和客户与电力企业之间的矛盾, 从而为客户提供更加优质的服务。客户关系管理智能化体系建设, 注重对客户关系管理的各个环节进行研究和分析, 通过建模评估, 更好地对市场契机进行把握, 从而保证企业和客户之间构建良好的关系。客户关系管理智能化体系建设过程中, 要始终坚持“客户第一”的理念, 注重改善企业与客户之间的关系, 提升电力企业的市场竞争能力。客户关系管理智能化体系建设, 还需要考虑以下几点内容:

(1) 把握客户满意度。客户满意度的评价, 对于维持与客户之间的良好关系来说, 有着十分重要的影响。电力企业在发展过程中, 要注重提升客户的满意度, 有效地处理客户抱怨。为了更好地实现这一目标, 电力企业在日常工作过程中, 要注重制定相应的处理原则, 并加强企业与客户之间的互动。

(2) 构建智能化响应系统。所谓的智能化响应系统, 注重利用智能化手段, 对原有的人工客户工作模式进行改进, 能够在第一时间回答客户的问题, 更好地对客户关系进行管理。

(5) 客户资源价值有效评估。

电力营销智能化体系建设过程中, 客户资源价值的评估, 也是电力企业在智能电网发展环境下必须关注的一个重点问题。客户资源, 关系到了企业未来的发展和进步, 关系到了企业经济效益能否得到有效实现。基于这一点, 在客户资源管理过程中, 要注重对客户资源价值进行评价, 能够对客户资源进行等级评定, 根据客户对自身的重要性, 设置相应的等级。这样一来, 在对客户维护过程中, 电力企业可以有所侧重, 避免大客户的流失。同时也能够更好地发掘潜在客户, 为电力企业更好地实现经济利润, 创造有利条件。

3 结束语

电力营销智能化体系建设过程中, 要注重对智能电网发展环境进行把握, 能够立足于当下电力企业发展实际情况, 结合社会经济发展情况, 更好地促进自身的发展和进步。同时, 电力营销智能化体系构建过程中, 要注重对各个系统环节进行把握, 充分发挥子模块的功能和作用, 真正实现智能化管理目标。

参考文献

[1]曾鸣, 赵建华, 刘宏志, 薛松, 孙晓菲.智能电网环境下电力营销智能化体系研究[J].华东电力, 2012, 05:703~707.

[2]芦伟, 董洁, 赵丽新, 马焕成, 陆先菊.电力营销智能化体系在智能电网环境下的分析[J].信息化建设, 2016, 02:287.

智能型网络学习环境设计(精) 第2篇

中国广东省广州市海珠区仑头路21号

邮政编码：510320 电话：86-020-84096912 E-mail:gzmachijie@163.net

摘要 ：随着信息技术在教育中的应用，智能型网络学习环境的设计已经成为现实的需求。本文运用人工智能和超媒体技术展开了对智能型网络学习环境的讨论，包括相关理论、智能型网络学习环境的功能模块及设计要素和设计原则等方面。

关键词 ：学生模型

人工智能

情景-探索模式

功能模块

智能型网络学习环境设计

建构主义认为学习不是一种刺激反映的过程，而是需要通过自我支配的反思和抽象，建立概念结构的过程。学习应该着重于过程而不是产品，并且学习必须处于一个丰富的、反映真实世界的情景之中，以使得这一知识建构的过程得以发生，并且能够迁移到学校或课堂之外的环境中去。因此，建构主义理论强调情景的创设、探索与协作式学习，让学习者能够充分发挥学习主动性和创造性，自主控制学习，在获得知识的同时，发展学习能力和解决问题的能力。当然，在建构主义理念的基础上，学习者的主体地位的确立对于张扬学习者的个性和顺利学习过程及达到较好的学习效果来讲固然重要，但是对于学习环境的设计是实现上述目标的关键，人工智能与超媒体相结合的智能型学习环境理应成为最佳的网络学习环境的设计。

一、智能型网络学习环境设计的理论依据

■ 建构主义学习理论 该理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，教师在学生的学习过程中只起到组织、帮助、引导和促进作用；强调情景的创设；强调学生与教师、学生与学友之间的交互与协作。

■ 学习设计 依据建构主义学习理论，基于现代资讯科技环境，应用系统方法分析和研究学习问题和需求，确定解决它们的学习策略、学习方法和学习步骤，并对学习结果作出评价的一种计划过程和操作程序。

■ 人本主义设计思想 即以人为本的设计理念在网络学习环境设计中的应用，即面向对象的设计思想。网络学习环境的设计所要关照的对象毫无疑问是学生，要依据学生模型的相关参数，为学生创设合适的有助于学习顺利进行和知识建构的网络环境，让学生在这样的环境中成为学习的主宰，从中找到自我，并开发潜能。

二、关于智能型网络学习环境设计的相关概念

■ 关于学生模型的设计 学生模型是为了使网络课程软件在进行教学时能了解所教对象，做到比较有针对性而建立的用于记录学生情况的一种数据结构。传统的学生模型绝大多数只能记录学生的原有知识水平。随着认知学习理论的发展，目前的学生模型已逐渐转向“认知型”，即着重记录学生关于当前所学概念的认知结构与认知能力特点。实现认知型的学生模型建造，其关键是要解决认知结构的形式化表示与认知能力的表征及定量测量问题。

■ 关于人工智能在教学中的功能界说 人工智能辅助于教学系统由于具有“教学决策”模块（相当于推理机）、“学生模型”模块（用于记录学生的认知结构和认知能力）和“自然语言接口”，因而具有能与人类优秀教师相媲美的下述功能：（1）了解每个学生的学习能力、认知特点和当前知识水平；（2）能根据学生的不同特点选择最适当的教学内容和教学方法，并可对学生进行有针对性的个别指导；（3）允许学生用自然语言与“计算机导师”进行人机对话。

■ 关于本课题所涉及到的人工智能主要有以下领域(1)知识的表示与访问；(2)对学生错误的自动诊断；(3)实现智能超媒体教学系统。

■ 关于情景-探索模式 为不同类型的学习者设置适合他们知识水平和心理特点的个性化情景，引导他们进行积极的探索，并在探索过程中自主地选择适当的辅导内容和方式，学习者不仅获得基本知识和基本技能，而且掌握有校学习的方法，发展创新意识和实践能力。

三、智能型网络学习环境的功能模块及其要素

学生模型模块、学习策略模块、登录识别模块、教学内容模块、诊断评价模块、导航策略模块、求助工具模块、协商讨论模块、学习迁移模块、认证功能模块、四、智能型网络学习环境的设计原则

张扬个性、体现合作、多媒体化、友好交互、开放性、资源丰富。

结束语 我们应该而且可以利用人工智能和超媒体技术使网络学习环境具有智能化的模型识别力和是非判断力，从而为计算机赋予优秀教师的秉性。

参考文献

[1] 谢幼如等著，《多媒体教学软件设计》，电子工业出版社，1999年8月 [2] 李亦菲，朱新明，《基于“情景-探索模式”的远程网络学习辅导》，第四届全球华人教育资讯科技大会论文集

[3] 何克抗，《建构主义——革新传统教学的理论基础》，香港教育传播与科技协会主办的“教学技能与教学技术学术会议”大会特邀报告，1997年5月

[4] 柯和平，《学生知识建构过程研究》，第四届全球华人教育资讯科技大会论文集

广东商学院

真正的智能家居环境 第3篇

云罐的遥控器采用了常见的智能设备遥控器设计，操作采用方向键与确定键合作进行。按下遥控器上以麦克风为图标的按键后，可以对遥控器发出语音指令，云罐则会识别相应的语音命令进行操作。

如果说CHIP在智能电视不够智能的指责针对仅有媒体播放功能的话，云罐的智能设计需要全面加分。其中生活、健康两大板块智能价值更高。

云罐与健康e站进行深度合作，对健康管理的需求可以通过选购橙视e倍泰配件实现健康监控。橙视e倍泰配件包括血压计、耳温枪、血糖仪、体重秤等设备，这些设备均可与云罐进行连接，使用相应设备即可进行身体检查，相关的数据则会自动同步到云罐。基于智能设备的数据统计整理，日常生活中随时进行简单的操作完成的体检信息即可收录归纳，还会根据体检的信息提醒注意身体异常。

云罐对智能家居管理更强大。通过相关的配件，可以对门窗开关、漏水等状况进行监测，还可以调动摄像头进行视频监控，此外还可以依靠遥控器的操作进行电源开关，操作灯具、窗帘和其他家电。

相比其他的电视盒类产品，云罐更注重的是智能生态环境建设，目前已经拥有了较丰富的周边设备，推进智能家居的普及。

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环境智能 第4篇

关键词：智能电网,自适互动,智能负荷预测,新能源,数据仓库

1 概述

电力工业是国民经济的命脉,对于我国经济建设、国家安全、社会稳定、生活质量具有至关重要的作用。电网作为连接发电厂和用电用户之间的连接纽带,其主要任务是在满足用户用电需求的基础上,提高电能的利用效率,在实现其自身可持续发展的基础上促进国民经济的可持续发展。随着能源压力的不断增大、电力市场化的进程不断深入,外界经济、环境对电网的影响越来越大,电网建设正面临前所未有的挑战和机遇,建设以“互动、自愈、安全、经济、清洁、节能、高效”为特点的智能化、经济化、环保化、可持续发展化的电网已经成为全球的共同目标。欧美许多发达国家的电网企业,正积极推进技术革新和管理转变,普遍将智能电网作为未来电网发展的目标之一。我国国家电网公司在2009年5月提出我国建设坚强智能电网的发展规划,计划于2020年建成我国的“坚强智能电网”。可以说,智能电网是我国乃至世界电网的未来发展的必然趋势。

随着智能电网的建设,在电网上运营的电力流以及相关的信息流、业务流、资金流将实现高度一体化,信息化、数字化、自动化、互动化将成为新型电网的重要特征,电网将逐渐建造并改造成为坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的复杂电力网络系统。智能电网建成后,具有重大社会效益的清洁能源装机比例将达到35%,相关分布式电源将实现即插即用。可以说,智能电网的改造将对电网企业以及整个电力发、输、配、送的电力工业链条产生重大影响,带来前所未有的改变。而电力负荷预测工.作作为电网管理部门主要的基础工.作,对制定经济优化的发电计划、制定经济合理的电力调配计划、控制电网经济运营、降低旋转储备容量、保障生产和生活用电等方面具有重要的意义。在智能电网的环境下,随着新能源和相关分布式电源的并网以及其他智能设备的投入使用,将对发电计划、电力调度、电网经济运营、电力储存以及电网运营的安全性带来新的挑战。智能电网环境下电力负荷预测技术的研究以及应用范围从内涵上讲,除了原有的传统发电侧预测部分外,还包括对新能源、分布式电网的发电侧预测部分;从外延上讲,拓展了相应新能源的信息采集和预测部分,例如对新能源的风力发电部分而言,除了需要对风力发电进行预测外,还需要对相关的风速进行预测等。随着智能设备的进入,相关的智能设备中包含的智能信息决策部分同样需要相应的智能预测结果对其进行基础支撑。

因此,智能电网环境下的电力负荷预测部分需要迎合智能电网的特性,应该对相关环境的变更具有自适应性,且和相关的智能信息流进行互动结合预测,这就需要电力负荷预测技术具有更强的智能特性,即在智能电网环境下进行自适互动智能电力预测技术的研究。该研究具有以下的研究意义:

(1)提高智能电网乃至整个电力工业的经济效益

以我国的一个中等规模的省级电网为例,按照常规假设其平均供电负荷在4 500 MW左右,如果将系统日负荷预测精度提高1%,就表示在系统发供电可靠率相同的条件下,电网发电出力富裕时可减少50 MW的旋转备用容量,电网发电出力不足时可减少非计划限电45 MW,经计算,由此产生的主要效益为:因系统减少旋转备用容量,产生年经济效益2 000万元,减少非计划限电增加售电量,年经济效益446万元,共创电网年经济效益2 246万元,按照常规假设每度电的产值和边际利润分别按5.3元和0.07元、非计划限电电量损失率按0.8元、全年限电日253天考虑,这时,因系统减少非计划限电,产生年社会经济效益3.38亿元。由此可见,负荷预测精度的提高具有巨大的经济效益。

(2)增强我国的节能减排、可持续发展能力

按照常规假设,我国火电比率为75%,按照我国2009年上半年的统计数据,供电煤耗率为341g/kWh,火电设备平均利用小时为2 934。由此计算得到的由于负荷精度提高1%而产生的减少50 MW备用容量将节约年用煤量超过60 000t。这对于我国的节能减排、资源利用以及可持续发展具有重大的意义。

(3)完善智能电网的智能性和高效性

随着新能源和相关分布式电源的并网,智能电网的发电计划、电力调度、经济运营将发生改变,只有根据实际情况提高预测的精度,才能准确地把握各种电力需求,制定智能电网的发电计划,保证电网高效的运转。这就需要预测技术具有相应的智能性,同时也提高了智能电网的智能性。

(4)拓展电力负荷预测研究理论的研究范围

从预测的手段上来看,以往的电力负荷预测理论由于局限于相关信息的收集,一般采用负荷数据和少量的气象数据进行预测。由于电力的社会属性,预测工作不但受到上述因素的影响,更受到例如气象、需求、现货、期货、经济、系统、市场、价格、竞争、政策、政治活动、背景、领域等大量复杂因素的多重干扰影响。如果想从本质上提高负荷预测的精度,就必须科学地、系统地、全面地考虑更多的影响因素,智能电网的建成可使电网的信息化集成达到一个前所未有的高度,为考虑更多因素进行智能负荷预测创造了前提和基础。从预测的内容上看,预测内容将包括原来电力系统内没有的新能源及分布式发电。因此,智能电网环境下进行自适互动智能电力预测技术的研究将拓展电力负荷预测研究理论的研究范围。

2 国内外研究现状及问题分析

2.1 研究现状

自20世纪20年代开始就有学者对电力负荷预测开始进行研究,但由于当时的电力系统规模小,变化较为平稳,因此电力负荷预测没有受到重视。随着电力系统的市场化进程以及对能源的空前重视,负荷预测也受到了更加广泛的重视。近二三十年来,国内外的很多专家学者对负荷预测的理论和方法进行了大量的研究工作,取得了很多成果。总的说来,国内外关于负荷预测的理论成果大多集中于短期负荷预测的研究,中期和长期的负荷预测研究偏少,超长期的负荷预测更少。从方法上来说,预测方法大致经历了4个阶段的发展:1)以线形回归方法为代表的传统统计预测方法阶段;2)引入由Box-Jenkins提出著名的时间序列预测方法(包括AR、MA以及ARMA)阶段;3)灰色预测方法以及组合预测方法阶段,其中组合预测方法国内重视程度较高,国外学者很少重视组合预测方法的研究;4)近期的以神经网络以及支持向量机为代表的智能预测方法阶段。

2.1.1 线形回归预测方法

虽然传统的电力负荷预测方法有多种,例如趋势外推法、均值预测、自适应指数平滑预测等,但是线性回归预测方法是其中最成熟、运用最广、影响力最大的传统预测方法。电力负荷回归模型预测技术就是根据历史负荷数据资料,依靠线性回归数学模型对未来的负荷进行预测,通过给定的一组或者多组自变量和因变量的历史数值,研究各自变量和因变量之间的关系,形成回归方程。常用的回归模型有一元线性回归、多元线性回归2种[1,2]。至今为止,线形回归模型由于方法简单、预测速度快的优点决定了其作为负荷预测研究必须引用的经典模型地位,也是软件实现的必须的基础算法之一。然而由于其模型的线性方法决定其必然无法描述复杂的非线性因素对其的影响,并且其自变量所选取的主要因素需要依靠经验确定。

2.1.2 时间序列预测方法

Box-Jenkins提出的时间序列模型被认为是最经典、最系统、最被广泛采用的一类短期负荷预测方法,包括AR、MA以及ARMA三类方法。至今为止,大部分研究文献中所用的比较基准都采用该算法,该模型将负荷数据看成是一个周期性变化的时间序列,然后根据给定的模型对未来的负荷进行预测[3,4]。由于时间序列预测方法所需要的数据本身就是历史负荷序列本身,因此其数据方便收集与获取,但同样也决定了时间序列方法具有难以考虑其余因素对负荷的影响这一缺点,该方法同样无法考虑非线性因素对负荷的影响。

2.1.3 灰色预测方法及组合预测方法

由于灰色预测方法具有要求负荷数据少、不考虑变化趋势、运算方便、易于检验等特点,因此适合于中长期的负荷预测,尤其适合年度负荷预测,并取得了令人满意的效果,但灰色预测方法具有数据离散程度越大预测精度越差的缺点,并且其适合具有指数增长趋势的负荷指标,对于具有其它扰动趋势的负荷序列预测精度难以提高[5,6]。

组合预测方法[7]是对传统统计预测方法的综合改进,其预测方法是选择多个预测函数模型进行加权平均组合,按照协方差最小确定权数形成最终的预测模型。组合预测方法虽然较单一的预测方法而言精度一般都有明显的提高,但是仍然从本质上难以适应短期内其余因素对负荷的影响,无论如何改变权重系数,使预测结果更加精确,组合预测方法均依赖于原始的多个预测方法的预测结果,这就意味着,组合预测方法不但具有这些方法的优点,同时也具有这这些方法的不足之处。

2.1.4 智能预测方法

近些年来,越来越多的学者形成一种共识,即负荷预测精度本质上的提高必须要考虑其他影响因素对负荷预测的影响,因此,对负荷预测方法的研究重点转向能够考虑其他影响因素,具有良好的非线性拟合能力的智能预测方法。因此,很多智能预测算法如神经网络[8,9,10]、专家系统[9]、支持向量机[11,12,13]、粒子群算法[14]、遗传算法开始运用于负荷预测中[13],大量的智能负荷预测方法的研究成果开始在各种期刊上予以发表[15],在诸多智能算法中,神经网络预测方法应用最为广泛。总的说来,上述智能算法的预测结果都优于传统的时间序列预测方法。但是在这些智能算法的预测过程中,都没有解决除气象数据和经济数据外的其他定性因素对负荷预测的影响问题,例如2008年8月份的北京奥运会召开造成所需负荷增加,或者电价的政府管制价格同样也会影响负荷的变化。此外,上述研究虽然注重了除负荷外的其余因素对电力负荷预测的影响,但是却将这些因素和历史负荷数据放入同一个预测模型中对负荷进行预测,而有学者指出,负荷预测的很多无规律变动是由许多非参数的影响造成的,因此,如何利用这些因素进一步提高预测的精度是目前需要解决的一个难题。文献[16,17,18]结合数据挖掘技术对负荷预测进行研究,对解决该问题进行了探索尝试。

2.2 问题分析

以上的负荷预测研究工作和研究方法为搞好负荷预测工作奠定了基础,发挥了重要作用。但是,目前国内外的负荷预测研究工作仍然有下列不足。

(1)这些研究方法虽然考虑了除负荷外的影响因素,但是由于相关信息收集的限制,仅能对如GDP、人口、气象条件中的温度以及湿度影响进行研究,仍然缺乏对更多负荷外影响因素的研究。此外,对某些明显的经验型知识以及某些隐性知识对负荷的扰动影响,智能电网信息化的高度集成为收集其余因素,提取相关规则进行更加智能化的负荷预测提供了基础。

(2)现阶段的智能化电力负荷预测方法,如神经网络、支持向量机等还不能客观筛选和确定主要影响因素、输入变量、模型结构,从而确定最优的负荷预测模型,在建模过程中需要人为的靠经验进行确定,所确定的模型缺乏自身的适应性,若相应的环境改变,需要对这些参数进行人为的调整。而智能电网环境下的负荷预测环境更加复杂,不同区域、不同发电形式的智能电网预测情况不尽相同,因此,目前缺乏具有较好自适应确定参数的智能预测方法的研究。

(3)以上的预测方法并没有考虑智能电网环境下的负荷预测问题,智能电网建成后,更多新能源、分布式电网等微网的并网成功将给负荷预测研究带来新的挑战,例如风力发电需要对12个月的风速与风电场发电功率分别进行相关的智能预测等。

基于上述分析,结合实际背景的需要,需要对智能电网环境下的自适互动的智能电力预测技术的一系列新的理论方法进行研究,不但可以为新形势下的电力负荷预测问题解决做出努力,而且也可以为其余相关的预测问题研究提供借鉴、案例和参考。

3 智能电网环境下的自适互动智能电力预测研究

3.1 建立基于智能电网信息化的互动智能电力负荷预测模型

通过智能电网高度集成的信息化,建立电力负荷预测所需的预测数据仓库。数据仓库除了包括电力智能设备本身采取的数据外,还应该包括气象数据、政治数据、经济数据、市场数据等,其中气象数据既包含温度、湿度、风速等定量数据,还应该包括如“多云转阴、大风降温、中雨转小雨”等描述性知识,政治数据中包括如“60年大庆活动”、“世界杯重大转播”、“奥运会承办期间”等描述性知识,经济数据中包括“金融危机、稳定增长、负增长”等描述性知识,市场数据中包括“分布式电源结构、大用户需求变化、生产故障”等描述性知识,将这些数据通过信息技术中的数据仓库技术集成数据仓库,为知识挖掘、识别、发现和获取做好准备。

根据数据仓库中的数据,提取出训练数据集对智能型的预测模型进行训练,通过训练结果结合数据仓库中的数据建立相应的推理规则库和经验知识库。知识库既可以作为预测的预处理分析,也可以作为预测结果的后干预检验使用。知识库中作为预处理分析部分的主要任务是寻找与预测日特征相似的典型特征日,提取与预测日特征相似的特征数据,结合智能神经网络预测模型方法的创新,建立预测模型,得到预测结果,这样的预测结果自然含有与预测目标高度相似的知识特征,从而可以较大幅度地提高预测精度,为预测效果的改善带来新的突破。这里举一个简单的例子,对于风力发电源的负荷预测假设经气象预报得知相关的风速等级后,根据预测日的类型和气象预报的风速等级计算数据仓库中的数据与预测日的相似程度,选取相似程度高于一定阈值的相关数据进行预测,由于预测结果必然含有相似日数据的典型特征模式影响,预测效果必然较用所有数据集进行预测更加精确。

3.2 建立自适应性智能电力负荷预测模型

以神经网络和支持向量机为代表的传统智能预测模型,虽然具有无需识别变化形状和规律,可模拟任意非线性复杂映射,可处理历史数据和定量影响因素数据作为输入变量,具有经学习训练得到最终模型的一定智能性的优点,但是由于具有不能客观筛选和确定主要影响因素及输入变量,网络结构需要人为确定,不能根据研究对象自动确定优化的网络结构,不能客观确定最优负荷预测模型的缺点,使神经网络不适合复杂因素影响下负荷预测工作对预测精度和速度的要求,缺乏一定的自适应性。

为了克服上述缺陷,希望研究建立一种自动优化确定网络结构的自适应性神经网络和支持向量机负荷预测模型。首先利用上述的信息化互动进行相似特征日数据的筛选,然后列举出可能的输入变量集,利用编码技术将输入变量以及神经网络和支持向量机的所需参数及结构参数进行编码,将误差最小作为目标函数,这样就将自适应智能模型结构的问题转化为一个无约束优化问题。然后利用解决无优化约束的智能方法如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等进行求解,最后将训练得到的智能模型用于预测中。以神经网络为例,根据Kromogol定理,任意一个非线性映射,可以用一个三层神经网络模型来描述,对于预测问题一般采用一个输出变量,因此需要确定的就是输入层变量个数和隐含层神经元个数,按照上面所述,列举出可能的输入变量,每个输入变量参与与否设为一个二进制变量,0表示不参加预测,1表示参加预测,另外将隐含层的节点个数编码成一个变量,同样用一定位数的二进制码表示,将这个二进制编码串作为优化对象,将误差最小作为优化目标,设定学习经历,利用相应的智能算法进行优化训练,最终得到相应的神经网络预测模型。这样得出的模型避免了人为设定参数的主观因素,并且当环境参数变化时可以重新学习训练网络,具有一定的自适应性。

3.3 研究并提出智能误差后干预修正算法

虽然通过自适应预测模型得到了相应的模型预测值,但是仍然有少量的预测结果不尽如人意,需要在原有预测的基础上对这些少量的预测结果进行后干预纠正,建立具有智能知识的智能后干预修正算法或规则,将其并入到后干预的推理库和算法库中,作为经验决策规则进行后干预功能的使用,这种规则为预测人员提供了如同专家一样的指导,可以避免相关人员由于经验的缺乏而影响预测的效果,还可以修正预测模型因尚未发现的影响因素带来的预测偏差。

3.4 研究智能电网与新能源发电相关的负荷预测

智能电网的发展将会使以风电为代表的新能源发电方式自由安全地并网发电,然而相比较火力发电而言,风电的发电出力稳定性较差,随机性较强,对气象因素尤其是风速的依赖性较大,因此,风电发电出力的预测以及风速的预测所考虑的因素也将会有所不同。

4 结论

环境智能 第5篇

学生姓名 学院

学 号

计算机科学与技术学院

物联网工程 专

业

题

目 智能农业大棚环境监视系统的设计与实现 指导教师

2016 年 月 1 日

目录

1引言.............................................................................................................错误！未定义书签。

1.1智能农业大棚应用的背景...............................................................错误！未定义书签。1.2智能农业大棚设计的目的与意义...................................................错误！未定义书签。2监视系统ZigBee网络设计方案...................................................................................................1 2.1 ZigBee网络技术简介（这个抄一下老师给我们的那个参考）.....................................1 2.2两种典型网络配置结构...................................................................错误！未定义书签。

2.2.1两层网络，系统由两类点构成：........................................错误！未定义书签。2.2.2三层网络，系统由三类点构成：..........................................................................3 3智能农业大棚控制系统的总体方案............................................................................................3 3.1智能农业大棚的特点.................................................................................................................3 3.2设计的总体思路.........................................................................................................................4 3.3系统分为三个模块（说一说各部分的功能与工作的流程）.........................................5 3.3.1 ZigBee无线传感节点...........................................................................................5 3.3.2 ZigBee数据汇聚节点...........................................................................................5 3.3.3 控制系统...............................................................................................................6 3.4无线传感器网络拓扑连接图.............................................................................................6 4 结论..............................................................................................................................................6 4.1 系统应该完成的功能........................................................................................................6 4.2心得体会和感悟.................................................................................................................7 参考文献...........................................................................................................................................7

引言

1.1智能农业大棚应用的背景

在我国智能农业大棚控制系统还处于发展阶段，特别是传统农业与现代自动化控制技术相结合的研究成果还不够成熟。在传统的农业大棚中，浇水、通风，灯光等控制全凭经验、靠感觉。对农业大棚内的温度、湿度、光照、二氧化碳的浓度、土壤的酸碱度等环境参数都需要靠人工进行采集，这样的传统农业大棚不仅大大耗费人工成本，而且还会因为监测不到位而使农业大棚的环境得不到保障。因此智能的农业大棚应运而生。

1.2智能农业大棚设计的目的与意义

目的：

1)通过智能化的设计使得大棚的环境得到自动监视，便于管理员通过手机进行实时监查与管理。

2)将大棚内农作物的生长环境与温室环境有机结合，分析数据并确定适合温室大棚的控制系统。

意义：大大的缩减了人工巡查的成本，同时更加高效的实现了人工智能自动监管，使得农业大棚向信息化，网络化，智能化的方向发展。

2监视系统ZigBee网络设计方案 2.1 ZigBee网络技术简介

ZigBee是一组面向低速无线个人区域(LR-WPAN)的双向无线通信技术标准。它是基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的，有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。其MAC层和物理层协议使用了IEEE 802.15.4标准，ZigBee联盟对网路层协议和API（应用层）进行了标准化，同时还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。与Wi-Fi,Bluetooth等其他无线接入技术相比，ZigBee具有的优势如下：

1、功耗低：工作非常省电，支持休眠状态。由于周期很短，收发信息功耗较低，以及采用了休眠模式，ZigBee可确报两节5号电池支持6个月至两年左右的使用时间；

2、工作频段灵活：使用的频段分别为2.4GHz(250Kb/s)、915MHz(40Kb/s)、和868MHz(20Kb/s)均为无须申请的ISM频段；

3、低成本：由于传输速率低，并且协议简单，降低了成本，另外使用ZigBee协议可以免专利费；

4、组网灵活、网络容量大：ZigBee可采用星型、树型和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一场网络节点管理，最多可支持达65000个节点。

5、安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128，应用层安全属性可根据需求来配置。

6、高保密性：64位出厂编号和支持AES-128加密。ZigBee网络具有三种拓扑结构，如图2-3所示。

图2-3 ZigBee网络拓扑结构图

1、星形拓扑结构：节点之间只有唯一的一条路径

2、树状拓扑结构：当从一个节点向另一个节点发送数据时，信息将沿着树的路径向上传递到最近的协调器节点，然后再向下传递到目标节点。

3、网状拓扑结构：网状拓扑结构是一种特殊的、按多跳方式传输的点对点的网络结构，其路由可自动建立和维护，并且具有多种强大的自组织、自愈功能。网络可以通过“多跳”方式通信，可以组成极为复杂的网络，具有很大的路由深度和网络节点规模。

2.2两种典型网络配置结构

2.2.1两层网络，系统由两类点构成：

无线传感器节点，包括无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线

土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等；

无线网关节点，包括Wi-Fi无线网关或GPRS无线网关。

该结构适用于园区已经有Wi-Fi局域网覆盖，或是可以采用GPRS直接上传数据的场景。在此结构中，只需要在合适的区域部署无线网关，即可实现传感器数据的采集和上传。（本次我所使用）

2.2.2三层网络，系统由三类点构成：

无线传感器节点，包括无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等；

无线网关节点；

数据路由器。

该结构适用于园区没有Wi-Fi局域网覆盖，也不准备采用GPRS直接上传数据的场景。在此结构中，需要部署数据路由节点和无线网关，无线网关与数据路由节点之间以长距离无线通信方式进行数据的交换，在区域较大，节点间通信距离不足时，无线网关还可以相互之间进行自动数据中继，扩大监控网络的覆盖范围。

3智能农业大棚控制系统的总体方案 3.1智能农业大棚的特点

通过使用智能无线节点CC2530模块形成的小型局域网（如下图所示）。红色为协调器模块（小型无线网络的网关），黄色为功能模块（子节点包括：温湿度采集模块、数字量输入/输出模块等）。

智能农业大棚事实的流程图

3.3系统分为三个模块

3.3.1 ZigBee无线传感器节点

根据总体设计的要求，ZigBee无线传感节点作为数据的采集节点，负责将温室大棚里的温湿度传感器，光照强度传感器，二氧化碳传感器等采集到的数据发送到ZigBee数据汇聚节点，即CC2530智能无线节点。

3.3.2 ZigBee数据汇聚节点

智能光网络模拟训练环境构建初探 第6篇

【关键词】 智能光網络 模拟训练 环境 构建

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）36-0186-02

光纤通信专业是高等专业院校的一个重要专业。为提高教学质量，在教学实施过程中，往往需要一定规模的实装设备作为教学支撑。但是，由于光纤技术的发展非常迅速，光通信设备不断更新换代，要求高校实习设备与实装设备同步是不现实的，因此需要另辟蹊径。模拟训练器材具有低成本、多功能、易更新等优点，是解决培训需求与实装设备矛盾的有效方法之一。

一、智能光网络模拟训练环境构建的现实需求

为实现高质量的人才培训目标，提高学生的第一岗位任职能力，教学实施中往往要求有一定量的实践环节，必然要求提供充足的教学设备保障。但是，院校的培训任务非常艰巨，而教学保障设备却跟不上，严重制约了教学质量的提升。

此外，由于实装设备不是专门为训练而设计，因此对于训练效果往往难于进行评估，甚至根本无法评估。而且，实装设备很难进行常见故障的设置和重现，对于实际工作中可能出现的故障也无法进行模拟再现，导致训练效果受到影响。

二、智能光网络模拟训练环境构建的要求

构建智能光网络模拟训练环境，必须紧贴智能光网络运行维护的实际，满足岗位需求。

1.完备的训练功能是基本要求

为达到良好的训练效果，要求训练环境中的模拟训练器材不仅具备实装设备的主要功能，而且还应具备常用训练功能。例如：（1）测试功能，该功能体现实装设备的主要功能。由于光网络值勤维护过程中经常使用仪表进行测试，因此模拟训练器材应该支持使用常用仪表进行测试的功能，而目前大多数模拟训练器材并不支持此功能。（2）故障设置功能，该功能是模拟训练器材的最大优势。实装设备的研制强调的是可靠性和稳定性等指标，不仅没有设置故障的功能，如果人为设置故障，还可能导致设备受损，因此在实装设备上是无法进行大部分的故障重现的，也就不能进行相应的训练。而模拟训练器材在研制设计初期就可以把故障设置功能考虑进去，将常见的故障现象用硬件和软件结合的方式加于呈现，从而提高训练效果。（3）训练效果评估功能，该功能最能体现模拟训练器材的价值。实装设备只有一种手段来评价训练效果，即业务是否正常，对于群体性行为的评价则无能为力。模拟训练器材则完全胜任各种统计工作，可以对每个批次参训人员的总体情况、各个训练科目完成情况等进行统计分析，亦可以对多个批次之间的训练情况进行综合比较分析，以多种方式呈现。根据统计分析结果可以得出参训人员的薄弱环节，为有针对性地补训提供数据支撑。（4）训练组织功能，该功能是模拟训练器材的特色。实装设备的组训方式相对单一，难于对不同层次的学员进行区别对待。而模拟训练器材可以通过下发不同的训练任务，实现不同学生训练任务难度的不同，大大增强了训练的针对性，提高了训练效果。

2.可重构的网络组织是根本保证

智能光网络运维训练中，网络的拓朴结构是一个重要的影响因素。实际运行的智能光网络的拓朴结构是多样的，在训练过程中不能使用固定的网络结构，否则会严重影响训练效果。因此，模拟训练环境中的网络拓朴结构必须是可重构的，即网络拓朴结构可以根据不同的训练任务快速变换，以达到最佳训练效果。

3.逼真的配套环境是重要手段

外部环境对人的思维方式和反应有着重要影响，只有将其放在真实的工作环境中，才能达到良好的训练效果，发生故障时才能做到泰然自若。模拟训练环境只有通过营造逼真的实战环境，才能发挥最好的训练效果。在这个过程中，配套环境起着重要作用。

三、智能光网络模拟训练环境构建的方法

从实效要求上构建光网络模拟训练环境，应从模拟训练器材和规模的选择、网络拓朴的组织以及配套环境建设等方面入手，最大限度发挥模拟训练的作用和优势，提高训练效果。

1.模拟训练器材

上文提及，模拟训练器材的训练功能是否完备，直接影响训练效果。因此，在模拟训练环境构建过程中，选择合适的模拟训练器材至关重要。就智能光网络模拟训练环境而言，可以从以下两个方面来考虑：

（1）功能，包括设备功能模拟和训练功能模拟。设备功能模拟是指模拟训练器材应具备实装设备的主要功能，这是基本前提；训练功能模拟是指针对训练中的各个环节而进行的组织管理功能，主要包括测试功能、故障设置功能、训练效果评估功能以及训练组织功能等。

（2）规模，即需要配备多大规模的模拟训练器材。不同院校的培训任务需求差异较大，建设模拟训练环境时应从本校的实际出发，合理确定模拟训练器材的规模。既要能贴合本单位的实际，又不能盲目求“大”，以“够用”、“管用”为最佳。

2.网络拓朴

智能光网络值勤维护中的网络拓朴结构是多样的，各个单位所维护的网络拓朴结构不可能一致。因此，在模拟训练环境建设中，为达到理想的训练效果，必然要求网络的拓朴是多变的。在固定规模的模拟训练环境，实现“多变”的网络拓朴的唯一方法是“可重构”。这种可重构的网络可以快速重组网络节点，形成新的网络结构。

网络结构的可重构可以通过手动改变连纤关系来实现，该方式与实装设备训练无任何区别，不能体现模拟训练环境的优势，费时费力，效率低。更为有效的方式是利用“光纤交换设备”来自动实现连纤关系的改变，从而完成网络结构的重组，图1是利用光开关作为光纤交换设备实现网络重构的示意图，图中通过光开关矩阵把各个方向的光纤根据需要进行连接，从而可以形成多种多样的网络拓朴结构。

此外，配套环境是营造逼真的实际工作环境的有效手段。通过配套器材布设、现场模拟等手段，突出训练的真实性，提高训练水平。在智能光网络模拟训练环境中，配套器材主要模拟网络的末端用户，如电话用户、以太网用户等，在环境建设过程中，应增加这些末端用户设备，如PCM设备和计算机终端等设备，通过现场用户体验，提高光网络维护人员的服务意识和责任意识。

参考文献：

禽舍环境智能控制系统设计 第7篇

我国禽类养殖历史悠久,尤其是改革开放以来得到了飞速发展,家禽饲养量、禽蛋产地均多年连续保持世界第一,禽肉产量世界第二。但与之形成鲜明对比的是,禽类养殖的生产条件简陋,投入不足,效率和生产水平低下。随着国家对畜禽产业的扶持力度的加大和现代农业技术的迅速发展,家禽养殖规模化和现代化发展已成为必然。禽舍环境自动控制是在现代化禽舍建筑和关键设备实施建设基础上,通过对关键设备的智能控制,确保家禽生长环境适宜。家禽生长环境因素主要包括空气温度、湿度、空气质量、光照等,因此,禽舍的环境测控系统主要包含温度调节、湿度调节、空气质量改善及光照强度控制等功能。国内外家禽养殖的实践经验表明:提高禽舍的智能化控制和管理水平,可充分发挥自动化养殖技术的高效性,通过对关键参数温度、湿度、通风量和氨气的监控,使禽舍内环境适应禽类生长在不同季节、不同成长期的不同阶段需求,以提高禽类的产量和质量。随着电子信息和机械制造技术的迅猛发展, 禽类养殖的关键设备也得到了飞速发展,使得自动化控制成为可能。本文根据养殖户的科学管理经验和实际需求,研发了一套高精度、稳定可靠、价格适宜的禽舍环境智能实时监控系统,实现了多参数的实时采集、处理、 显示、存储,并可根据不同禽类的不同生长阶段对环境状况需求不同,通过对配套的各项关键设备参数(如排风风机、定时风机、卷帘、小窗等)进行智能化自动控制, 从而实现减少工作量、降低劳动强度、降低运营成本、提高生产效率,达到增产增收的目的。

1 系统概况

监控系统主要由传感器检测部分、关键设备驱动部分、MEGA16L微控系统和带VB界面的上位机分析处理环节四大部分组成,如图1所示。

温湿一体传感器AM2301采集禽舍内湿度信息,而禽舍内为高湿环境,传感器易损耗 ,因此舍内 温度信号 检测选用DS18B20,铠装,多点检测取平均值。当某一传感器故障时输出故障报警提示更换传感器,系统会继续检测其余传感器,并取平均值以维持系统正常工作。若所有温度传感器均故障,系统显示88.8 ℃并停止系统工作以防止系统失控,并输出传感器故障报警信号,提示立即更换传感器。由于禽类粪便和禽舍内垫物在高湿高温环境下很容易产生大量的氨气,氨气的水溶解度很高,因此很容易被吸附在禽类皮肤黏膜和眼结膜上,从而引发各种炎症,因此系统配备了氨气传感器,本系统选用4~20 m A电流输出类型。炉温温度较高,选用K型热电偶和MAX6675搭建了炉温温度采集电路。压差传感器选择量程为0~50 Pa,输出信号选择4~20 m A电流信号,以提高系统的抗干扰性能。所有传感器信号均送至MEGA16L微控器内分析处理,配置键盘和LCD显示屏形成下位机的独立交互控制系统。通过对各参数分析以提升每个养殖季度和成长阶段的养殖效率,相关信号同时送至VB编程的上位机系统。

2 系统硬件组成

该系统以ATMEL公司的MEGA16L单片机作为核心处理芯片,其2.7~5.5 V的宽范围工作电源适合电压波动较大的农村电网环境工作,片内16 KB FLASH程序存储 器足以满 足下位机 编程需求 ,内置的512 B E2PROM省去了外接E2PROM存储电路,结构更加简单可靠。

为了提高系统的抗干扰性,电路设计采用主控电路 (主板)与电源和 驱动电路(底板)分离 。 主板包含MEGA16L最小系统、串口工作方式的LCD19264液晶显示电路、74HC147 10-4优先编码器搭建的7个独立按键和DS1302时钟电路和MAX232串口驱动电路,如图2所示。主板的PA、PC端子经由端子排连接到底板,PA口用以检 测传感器 调理电路 送至的信 号 ,PC口经74HC373锁存输出16路输出信号。底板由ULN2803达林顿管驱动电路、74HC373锁存电路、欧姆龙大功率继电器驱动电路和电源电路组成。在本系统中电源电路考虑到成本、实用、可靠和功率选用最大电流为3 A的LM2596开关电压调节器搭建的+5 V和+12 V两路独立电源,分别为主板、传感器和驱动电路供电。

3 系统软件程序设计

系统软件程序设计包含下位机控制程序设计和上位机程序设计两部分。下位机程序设计采用的集成开发环境为Codevision AVR,主要包括系统主控子程序、参数设置子程序、传感器通信子程序、禽舍内温度控制子程序、禽舍内湿度控制子程序、通风小窗控制子程序、禽舍内氨气控制子程序、定式风机控制子程序、八路阶梯排风控制子程序、报警子程序(高低温报警、高低压差报警、传感器故障报警)、数据显示更新子程序、定时中断子程序以及串口通信程序等的编写。上位机软件程序采用VB编程软件开发平台,基于模块化设计方法,各模块的编写相互并列,实现了数据采集、图形绘制、参数显示、温度控制、通信参数设置、数据分析处理及控制指令自动判断与发送等功能。

3.1 下位机程序设计

下位机可以不依赖于上位机而单独工作,系统的核心工作任务就是通过控制禽舍内关键设备使不同禽类、 不同阶段的禽类生活在最适宜的环境中,系统的控制规则见主程序流程图3所示。下位机串口中断子程序主要完成数据的接收和存储,而具体的通信工作由串口服务子程序完成。采用RS 232通信,约定数据头EE,数据尾FF EE CC GG,多个功能码,波特率为9 600 b/s,8位数据、1位停止位,无奇偶校验位。

下位机系统启动后,首先进行输出状态初始化、从E2PROM读入各参数值并初始化、硬件系统初始化(如串口、定时器、LCD)和传感器数据预采集等,并进入等待状态,等待用户通过键盘进行界面选择以满足不同季节环境需求。主程序的while循环中不断查询键盘是否按下,根据按键的键值不同可以分别对日期和时间参数修改以及系统中所有关键参数的设置,设置后的数据存入E2PROM,比便系统 能够在掉 电重启后 正常工作 。 定时器0中断工作方式为方式2,8位自动重装,中断0程序完成与中断相关的参数设置和更新标志位Flag_update定时置1。如果系统没有按键按下,程序判断Flag_update是否为1,当其值为1时更新各传感器信息、 LCD19264液晶显示信息,并根据各参数的控制规则得出输出驱动信号。

通过串口中断的方式接收上位机发送的控制指令。主程序中调用中断服务子程序,判断上位机发送的指令类型并完成相应的数据处理工作,同时下位机实时发送检测到的各传感器数值至上位机分析显示和控制。

3.2 上位机程序设计

上位机可以很方面的实现与下位机系统之间进行信息交互,能够更加容易对禽舍环境信息进行分析控制,实现操作可视化,更加直观,保存重要数据等功能。 本文采用Visual Basic 6.0来编制上位机交互界面,VB是一种功能强大、简单易学的程序设计语言。它不但保留了原先Basic语言的全部功能,而且还增加了面向对象程序设计功能。它不仅可以方便快捷地编制适用于数据处理、多媒体等方面的程序,而且利用Active X控件MSComm还能十分方便地开发出使用计算机串口的计算机通信程序。本文涉及的禽舍环境信息实时监控与控制系统要求下位机控制系统可以独立完成相应的控制功能,上位机交互系统存储并显示相关数据,以便养殖期后的数据分析,因此上位机界面设计相对简单,上位机测试系统界面如图4所示。

窗体加载时窗体中各个参数设置值、串口初始化, 默认通信方式,串行端口设置好后点击连接按钮,通信成功后按钮后显示灯由红变绿,交互开始。下位机实时向上位机传送传感器采集数值和关键参数设置值,上位机串口中断存储,在设定的timer(采样间隔)内对串口缓冲器内数据进行分析,引用ADO对象将数据存入后台数据库中,并通过Ms Chart和MSFlex Grid控件在窗体中实时显示,值得注意的是使用ADO对象前一定引用Microsoft Active X Data Object 2.5 Library。

4 结语

本文针对禽舍内对禽类生长影响的主要因素进行分析,根据养殖户现代化养殖的实际需求,设计了基于单片机的环境信息实时监测与控制系统,经长期测试得出如下结论:

(1)由于该系统采用模块化设计,结构简单,安装方便。

(2)采用温度传感器DS18B20与数字式温湿度传感器AM2301结合检测禽舍内温湿度,提高了测量的精度。

(3)采用线性变压器降压,二极管整流,滤波后由LM2596开关电压调节器搭建的+5 V和+12 V两路独立电源,传感器电源和驱动电源分离,提高了系统的抗干扰性能。

一种智能环境监控系统 第8篇

关键词：环境监测,智能分析,数据采集,无线传输

1 系统硬件设计

该智能环境监控系统包括:

1) 单片机。对所有输入数据进行分析后存储到外部存储单元, 并与报警装置、无线传输单元互联。

2) 温度传感器。温度传感器将感应到的温度值发送给单片机。

3) 湿度传感器。湿度传感器将感应到的湿度值发送给单片机。

4) 烟感传感器。烟感传感器将感应到的烟感值发送给单片机。

5) 水浸传感器。水浸传感器将感应到的水浸值发送给单片机。

6) 震动传感器。震动传感器将感应到的震动值发送给单片机。

7) 气压传感器。气压传感器将感应到的气压值发送给单片机。

8) 颗粒度传感器。颗粒度传感器将感应到的颗粒度值发送给单片机。

9) 报警装置。报警装置与单片机配合连接。

10) 外部数据存储模块。外部数据存储模块与单片机连接。

11) 无线传输单元。无线传输单元与单片机相连, 提供相关信息传送需要的通信链路。

12) 电源模块。提供设备所需要的动力来源。

13) 电压转换模块。可将电源模块的电压进行转换, 分别为上述用电部件供电。

2 系统结构示意图

3 工作原理

3.1 基本功能

本系统中布局在各区域的各种感应器将采集的数据实时传送给单片机, 进行分析对比后, 一方面将相关数据存储于外部存储单元, 另一方面, 如果采集的数据超出预先设定的阈值, 则发送相应警示指令给报警单元, 提示相关警示信息。

这样, 通过上述几个传感器的实施, 可对监控环境中的多个危险领域进行监控, 大大提高了整体安全性。

为了便于传输, 在温度传感器、湿度传感器、烟感传感器、水浸传感器、震动传感器、气压传感器和颗粒度传感器上分别设置一个转换器, 每个转换器都与单片机连接, 转换器可将各类传感器感应到的模拟信号转换成数字信号, 发送给单片机, 便于单片机分析对比。

外部数据存储模块与单片机连接, 工作人员可通过外部数据存储模块将预设的温度值、湿度值、烟感值、水浸值、震动值、气压值和颗粒度值分别存入到单片机中, 其还可将单片机分析对比后的数据存储, 便于以后检查。

具体可在单片机中设置分析对比模块和数据临时存储模块, 外部数据存储模块将预设的温度值、湿度值、烟感值、水浸值、震动值、气压值和颗粒度值先存储到临时存储模块中, 各传感器所发送来的数值, 分析对比模块可将上述数值与临时存储模块中的数值分别进行对比, 也可逐个进行对比, 效率非常高。对比后, 如没问题, 则不进行下一步操作, 如有问题, 则进行预警。

为了便于及时看到预警信息, 本发明还包括一个报警装置与单片机连接, 当单片机分析后, 各传感器中至少一个发送的数据不符合预设值, 单片机则控制报警装置进行报警。在报警装置外设有7个不同颜色的指示灯来区分各类告警信息, 让工作人员及时了解到所监控的环境中哪个危险区域出现问题, 报警装置内设有控制器, 这7个不同颜色的指示灯分别与控制器连接, 并且指示灯分别对应不同的传感器, 这样当单片机对比后出现问题时, 可通过控制器来控制相对应的指示灯闪烁, 让工作人员就可及时知道。

另外, 报警装置上还设有鸣笛装置, 任何一个指示灯闪烁时, 鸣笛装置都会报警。

本系统还包括一个显示器, 显示器与单片机连接, 在显示器中每个传感器都对应设有一个对话框, 对话框包含传感器的ID、告警确认和历史数据三个部分, 根据每个传感器下告警状态、告警性质弹出不同的对话框, 便于查询和了解。

另外, 显示器还与外部数据存储模块连接, 外部数据存储模块中存储的单片机发送的分析数据, 在显示器中可呈一曲线状, 这样可直观显示实时及历史曲线, 可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值 (包括最大值、最小值) , 同时还可对管理的设备进行备注信息工作 (可设置和查看设备名称、型号、设备位置、入网时间和设备负责人等简单信息) 方便工作人员全面了解所监控的环境状况和设备情况。

再者, 本系统还包括电源模块和电压转换模块, 电压转换模块可将电源模块的电压进行转换, 分别为上述用电部件供电。

3.2 智能功能

1) 单片机同时对每一个接入设备设定“生存时间值”, 如果超过该时间值没有收到对应设备的反馈信息, 单片机判断为设备出现故障, 则发出控制指令给报警装置, 通知相关人员前去排查故障。

2) 单片机对感应器输入数据的变化量进行实时采集和分析, 如果变化量超过设定的阈值范围, 则一方面发送告警指令给报警装置进行报警, 另一方面则通过无线传输单元发送信息给其他联动装置及时处理警情, 避免因为时间延误耽误最佳处理时间。

4 总结

传统的环境监控系统只具备数据采集和传送功能, 不具智能性。无法对不同警情和设备故障进行智能分析判断, 造成警情误判或延误以及设备维护不及时等情况, 该系统的实现, 解决了上述问题, 很好的方面了一线值班和维护人员, 减少了工作量的同时, 提高了工作效率。

粮仓环境检测智能巡检小车研制 第9篇

移动机器人最早出现于20世纪60年代,斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和Charles Rosen等人在1966年至1972年研制出了名为Shakey的自主式移动机器人[1]。该机器人能识别并自主避让菱形障碍物。Shakey的出现引发了自主式移动机器人研究的热潮。

80年代中后期,对移动机器人的研究逐渐转移到了室外、非公路,以导航为重点的自主避障上来[2,3]。近些年来对移动机器人的研究更加活跃并且侧重于面向实际应用,已出现了应用于医疗福利服务、商场超市服务和家庭服务等领域的服务型移动机器人[4,5,6]。

智能小车作为移动机器人的一个重要分支,伴随在移动机器人的发展而取得了极大进展。智能小车其实质是一个集环境感知、规划决策等功能于一体的综合智能系统。它集成了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,具有道路障碍自动识别、自动报警、自动控制和环境检测等功能。智能小车的主要特点是在复杂的环境中,能自动操纵小车绕开障碍物沿着预定的道路行进,提取复杂环境的重要信息。因此,智能小车有着极为广泛的应用领域,例如,智能小车可以在人无法适应的环境下长期工作,极大地扩展人类的活动领域。

粮食的安全储藏是关系到国计民生的大事。目前,国内对大部分粮仓环境的监测仍然采用的是传统的模拟方式或人工方式,这种传统的监测模式运行成本高、效率低,不能及时、有效地反映出粮仓的环境状态。针对该种情况,本文设计了一种能用于对粮仓环境参数进行全天检测的智能巡检小车,该小车在粮库中能自动避障和寻找最优路径,能实时有效地提取粮仓环境的重要参数,达到消除粮仓隐患的目的。

1 智能小车系统组成

智能小车的系统组成如图1所示,包括上位机、系统控制模块、电机驱动系统、光电轨迹检测系统、温湿度检测、红外测距模块。上位机是和用户交流信息的接口,通过上位机把用户需要的程序下载到系统控制模块,使智能小车按照用户的需求监控粮仓环境并提取重要的技术参数。系统控制模块负责从上位机获取数据信息,控制电机驱动器的输出动作,其另一作用是接收各个传感器的输入信号并进行信号分析处理,同时输出控制信号,以协调智能小车的运动,起到了中枢的作用。红外模块测距的作用是测量障碍物距离小车的距离并绕开障碍物,实现避障功能。湿温度检测传感器提取粮仓环境的温度及湿度参数后,送给逻辑控制模块进行处理和分析。

2 智能小车硬件电路设计

2.1 驱动电路设计

智能小车的两个驱动电机的硬件驱动电路由一个芯片L298N控制。驱动电路如图2所示。

如图2硬件电路所示,由两个输入口PWM1和PWM2向L298N输入控制信号。控制A,B两个驱动电机。电机A:IN1,IN2,PWM1;电机B:IN3,IN4,PWM2。IN1和IN2用于控制方向。IN1=高,IN2=低,为一个方向;反之为另一个方向。同时为高或同时为低,电机都不转。当往PWM接口输入高电平时,电机转动,输入低电平时电机停止。在高低信号组成的周期不变的情况下,可通过分别调节两个PWM波的占空比,以调节每个电机的前进速度。

2.2 最小系统电路设计

AT89C51单片机用于控制PWM波,其最小系统电路如图3所示。

2.3 测速及反馈电路设计

反馈部分采用光电编码器,用于读取码盘。将光电编码器放置于小车后轮齿轮部分,遮光处经光电编码器后输出高电平,透光处经光电编码器后输出低电平,将齿轮转动的速度通过光电编码器转换为相应的PWM波电信号。通过计算PWM占空比可测定小车速度,并为速度反馈提供可能。光电编码器部分电路如图4所示。

3 智能小车温湿度检测系统设计

3.1 温度传感器选择

温度传感器采用热电偶,因为热电偶是温度测量中使用最广泛的传感器之一。国际实用温标规定,在-630.74～+1 064.43 ℃的温区范围内,使用热电偶作为复现热力学稳标的基准仪器。由于具有结构简单不需要外接电路,可用一根I/O数据线既供电又传输数据,并且具有体积小,分辨率高,转换快等优点,被广泛用于温度测量和控制。

3.2 湿度传感器的选择

本系统采用的是电容式湿敏传感器HS1101,电容式湿度传感器的感湿机理是当基于电极间的感湿材料吸附环境中的水分时,其介电常数也随之变化,其电容量与环境中水蒸汽相对压(PV/P}关系可由下式表示:

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式中:ε0为真空介电常数;εμ为测量相对湿度条件下感湿材料的介电常数;S为电容式传感器有效面积;d为感湿膜厚度。

电容式湿度传感器实用化程度高,工艺成熟,性能稳定,普遍用于各种情况下湿度测量[7]。

4 温湿度显示电路

本设计中采用静态显示方式。如图5所示。

AT89C51 通过MAX7219连接控制8个LED数码管,其中每4个数码管一组,分为两组,分别显示温度和湿度。MAX7219所能直接驱动的是共阴极小电流LED显示器,它不能直接驱动共阳极LED显示器,否则会损坏器件。在级连显示时,当被驱动的数码管不是8的倍数时,最好将每个芯片所驱动的显示位数设计为一致,这样所有显示器的显示亮度才一致[2]。可根据现场检测,直观地显示温、湿度值,超出系统将做报警处理。

温湿度检测流程图如图6所示。

5 红外测距避障部分

红外避障电路使用光电传感器TCRT5000,电路如图7所示。它的一端相当于一个红外二极管,作为发射端;另一端相当于一个红外三极管,是接收端。当接收端接收到发射端发出的红外光线,三级管导通;当接收端未接收到发射端发出的红外光线,三级管截止。在电阻于集电极中间引一条线作为输出,平时没有障碍物的时候输出高电平,有障碍物的时候输出低电平。

6 智能小车试验仿真

为了实时地监测小车的运行状态,或在试验中进行仿真研究,设计了上位机的粮仓检测监测系统。

图8是小车模拟粮仓监测的一次仿真运动显示,小车绕过障碍物到达指定地点。图中绿色方块表示障碍物,蓝色点表示目的地,红色轨迹表示小车蔽障运行路径。

7 结 语

研制了一种可以全天候检测粮仓环境的智能小车,系统整体结构采用模块化设计,具有良好的可升级性和可扩展性,采用单片机进行控制处理,具有价格便宜,编程灵活,稳定性好等特点。本文研制的智能小车,初步实现了自动避障、路径寻优功能,智能小车上配置的湿温传感器能实时地检测出粮仓的环境温度和湿度,为粮仓管理提供了重要的信息。下一步的研究重点是逐步完善小车已有的功能并针对应用环境进一步扩展其他重要功能。

参考文献

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智能电网环境下的继电保护 第10篇

1 我国智能电网的发展概况

目前, 我国智能电网的发展步入了高速阶段, 很多大型工业和基建企业都已经融入了智能化的电网技术。先进的智能化电网技术能为相关企业提供更为现代化的技术和管理理念, 智能化的电网系统将是当前及后期建设、更新升级的主要发展目标。由于电网的智能化建设牵涉部门及行业众多, 对相关技术要求非常高, 所需的资金数量也很庞大, 因此, 我国智能电网的建设逐步受到了重视。纵观全球电网的发展历史, 智能电网市场非常有潜力, 在国外很多国家的电力市场中, 智能电网占据了主导地位, 为本国的经济建设和发展提供了重要支持。根据我国智能电网的建设和规划, 在“十二五”时期, 智能电网建设将从试点阶段步入推广阶段, 后期, 中国电力企业联合会将按照规划加大对智能电网技术的研究力度, 制订符合我国实际的相关制度。相关数据显示, 国家电网将在20092020年期间共投入3 900亿左右的资金来建设智能电网, 占整个电网投资总额的11%, 在10年内建成强大的智能电力网络。20112015年是我国智能电网的全面建设阶段;20162020年为智能电网的全面提升阶段, 其技术、装备将处于国际领先地位;2020年之后, 我国初步建成智能电网全覆盖, 并加大对运行电网智能化的更新升级, 进而在全国范围内建成智能化的电网。

2 智能电网继电保护的主要内容

当前, 我国智能电网正处于全面建设阶段, 智能电网的继电保护也要跟上其发展的步伐, 进而更有效地为智能电网的运行起到保护作用。随之, 单元件保护和广域保护成为了智能电网继电保护的主要研究内容。

2.1 单元件保护

单元件保护对象是智能电网中的重要设备, 比如变压器、交/直流线路和发电机组等, 其研究内容主要集中在改进传统元件保护方式及新算法原理等方面。

对于变压器保护, 要重点关注励磁涌流的识别, 由于励磁涌流具有随机性、非线性、多样性和混淆性等特点, 从而将变压器保护的研究重点放在了其内部故障分析、计算和新算法原理等方面。

对于发电机组保护, 要注重其内部短路保护, 尤其是匝间短路保护, 要更精确地制订发电机组保护设计、灵敏度检测和整定计算等方案, 合理匹配发电机组实际承压力和反时限过流、过激磁等后期保护判据需求, 保证定转子一点接地保护的可靠度。同时, 在有效协调失磁、失步保护, 智能电网保护, 特殊的超大容量机组运行保护等方面还应进一步研究。

对于交流线路保护, 在智能电网实际运行中, 高阻接地容易影响其距离保护功能, 在电网系统振荡发生短路问题时不能起到很好的保护作用, 不易避开交流线路的负载能力。同时, 在同杆并架双回线中, 由于容易受到利用电量范围的局限、跨线故障和零序互感等的影响, 因此造成较大的故障测距误差。

2.2 广域保护

随着智能电网建设的逐步推进, 广域保护成为了继电保护方面的研究重点之一。以高效、及时的信息通信为基础, 将多种类型的数据信息纳入保护系统, 从根本上改变了继电保护的配置方式, 使其能够显著地提高继电保护的运行能力。广域保护后备系统主要包括3种模式, 即广域集中式、IED分布式和站域集中与区域分布相配合的模式等。其中, 广域集中式以被保护设备为基本单元, 通过直接的方式集合电网全部信息, 从而对电网故障进行准确判断;IED分布式中的IED元件主要分布在被保护设备中, 通过其元件采集相关信息, 进而实现相应的保护功能。

3 智能电网对继电保护产生的影响

智能电网的继电保护为电网系统安全、稳定的运行提供了重要保障, 加上智能电网系统中互感器电子化、变电站技术数字化、广域测量技术信息化以及交/直流输电和控制技术网络化等趋势, 必然会深刻地影响智能电网的继电保护, 尤其是其数字化和网络化趋势。

3.1 数字化趋势

数字化趋势对智能电网继电保护起到了极其关键的同步性作用, 特别是在智能电网继电保护测量技术和信息输送手段这两个方面。随着我国智能电网建设和智能化设备仪器的逐步推广, 电子化互感器取代了传统的互感器。互感器网络接口的应用是区分传统与电子化的重要方式, 电子化互感器有机地结合了智能断路和网络保护装置各自的优势, 进而简化了二次回路接线端口, 为后期检修、维护提供了便利。

3.2 网络化趋势

随着智能电网系统的逐步完善, 网络化趋势便成为了继电保护领域的重要特征之一。网络化趋势极大地改变了智能电网变电站技术, 特别是其信息获取和发送两个方面: (1) 智能电网通过网络化数据传输, 可以实现共享各站点之间的信息, 进而获得了相关设备元件的有关数据, 为后期继电保护及时提供了信息来源, 有效地降低了工作人员的检修难度; (2) 智能电网利用数字化智能断路器、跳合闸等控制相关信息的传送, 既能保证信息的准确度, 又能提高传送的效率。

4 总结

综上所述, 我国智能电网的建设对电力输送、配给、使用等环节都产生了极大的影响, 并使继电保护运行环境也相应地发生了很大的变化, 提高了电网保护要求。目前, 我国已建立起了先进的智能电网信息管理平台, 为后期的继电保护提供了有效的广域信息集成条件, 进而增强了继电保护的功能。

参考文献

[1]王增平, 姜宪国.智能电网环境下的继电保护[J].电力系统保护与控制, 2013 (02) .

信息技术环境下会计核算智能化探讨 第11篇

关键词:信息技术环境;智能核算;会计职业判断;人工智能技术

在数字化、虚拟化的信息技术环境下,如何实现会计核算与现代信息技术的高度融合、会计系统与业务管理系统的高度协同,并在此基础上,实现实时化的动态核算和管理,是社会各界对会计信息的需求,也是当今会计界亟待解决的问题。在此背景下,利用现代信息技术改造传统的会计核算和信息处理模式,建立适应现代信息管理要求的开放的、智能的会计信息系统是非常重要的。

一、信息技术环境下会计核算智能化的必要性及可行性分析

(一)会计核算智能化的必要性分析

1、开发智能化的自动会计核算系统,有利于提升会计信息价值。网络时代,各种经济信息的处理与传递,都已经可以用光速来衡量。会计信息处理与反映的滞后与此极不相称。实现智能化的自动会计核算,在形成与各种业务信息系统的无缝联接的同时,迅捷的会计信息为企业经营管理决策将带来巨大效益,从而提升会计信息价值。

2、智能化的自动会计核算系统为企业信息化荡平障碍。企业的ERP等软件系统,在实现从采购、销售、库存等信息化工作的基础上,可以实现制订精细、周密的企业经济生产计划。但是财务会计信息的滞后,严重地阻碍着这些信息系统功能的更大发挥。通过智能化的自动会计核算,将实现与企业经营管理信息系统的无缝联接,进一步推动企业的信息化进程。

(二)会计核算智能化的可行性分析

传统的会计处理过程是,当记录经济业务事项的原始凭证传递到会计部门,会计人员根据会计确认与计量规则,将原始凭证上非格式化的物流信息转换成按会计科目分类的格式化的资金流信息,用会计记账凭证和账簿的格式进行记录,会计期末,按会计报表的编制规则编制报表并对外报告。网络技术环境下电子商务的应用与发展,改变了企业会计信息系统的环境和结构,会计处理呈现以下主要特征。

1、无纸化输入环境使会计处理自动化成为可能。企业应用电子商务,大量的经济交易事项在基于信息技术和互联网的平台上进行,记录经济交易事项的原始凭证电子化,电子化后的原始凭证可以通过企业网络实时传递到会计信息系统,从而为会计确认和计量处理提供了无纸输入、自动采集的数据源。而会计确认与计量处理规则可以被程序化,当经济业务事项的电子化原始凭证传递到会计信息系统时,计算机程序可以根据初始设定的规则自动进行确认和计量处理。

2、集成的企业管理信息系统平台使企业财务与业务协同。集成的企业管理信息系统平台,要求会计信息系统与其他业务信息系统进行无缝集成,即会计信息系统作为企业信息系统的一个有机组成部分,会计信息处理应被嵌入业务处理中。当经济业务事项发生时,会计确认与计量处理程序便可被自动触发,物流信息被同步轉换成资金流信息。

3、人工智能技术的应用为会计核算智能化提供技术支持。通常情况下,会计人员根据企业经营管理的需要,选定相应的会计核算规则进行确认和计量处理,提供通用的会计报表。然而随着信息需求多样性的挑战,使用者在会计法规、会计政策、会计制度许可的范围内对会计确认与计量规则的多种选择性的应用,带有很强的职业判断能力,传统的数据库技术和结构化程序设计技术已不能满足这类信息处理的要求,而人工智能技术提供了有效的解决途径。

二、会计核算智能化进程中遇到的问题

在会计核算过程中,会计核算的职能化集中体现在从经济业务到编制记账凭证,根据记账凭证登记到账簿中,根据账簿记录编制会计报告三个步骤之中。虽然从原理上讲,可以将生成会计记账凭证、账簿以及编制会计报表的规则编写成计算机程序,当经济业务事项的电子化原始凭证传递到会计信息系统时,计算机程序可以根据初始设定的规则自动进行确认和计量处理。但现时的会计信息化软件仅实现了从记账凭证自动登记账簿、并且自动生成报表的智能化处理,因此实现从经济业务到记账凭证的会计职业判断智能化于是就成为亟待解决的关键问题。

将经济业务信息转化为记账凭证是会计活动的第一步,但这却是一个非常复杂的问题,因为它涉及到了复杂的会计职业判断。所谓会计职业判断就是会计人员在会计法规、企业会计准则、国家统一会计制度和相关法律法规约束的范围内,根据企业理财环境和经营特点,利用自己的专业知识和职业经验,对会计事项处理和财务会计报告编制应采取的原则、方法、程序等方面进行判断与选择的过程,即对企业应采用什么样的会计政策进行判断与选择。由经济业务到编制记账凭证需要经过专业、复杂的职业判断,主要基于两方面的原因:一是经济业务的千差万别造成了会计记账凭证的内容繁杂,可以形成成千上万中不同的记账凭证;二是经济业务的分类和过程状况与其结果的分类有着本质的差异,其研究分析的角度和方法的区别巨大。

三、基于人工智能技术的会计核算智能化探讨

就目前各种会计软件系统的功能而言,都是从填制会计记账凭证作为系统的入口,因此程序中只存在登记会计账簿和编制会计报表的两种会计自动判断。虽然现在的软件功能有所扩展,但是却未能解决从经济业务直接自动编制记账凭证的问题,因此,变会计职业判断为计算机智能判断,实现经济业务的快速会计信息处理,使得企业信息流通迅速和畅通,是信息技术环境下会计核算理论接下来的发展方向。另一方面,会计职业判断是会计人员利用有限的会计规则,对有限的经济数据,进行有限的会计判断,从理论上和实践上看,这种会计职业判断也是完全可以转化为机器智能判断的。

结合人工智能技术的会计智能核算系统,包括数据采集系统、推理系统和用户界面三个子系统,就是将和人工智能中的推理技术相结合,运用人工智能的知识推理原理,依据业务事件原始数据库中的数据以及原始规则集和由管理者输入新规则集,推出新的数据,为核算会计信息的多样性需求提供技术支持。

(一)数据采集系统

业务事件原始数据库系统是集成的企业管理信息系统中的一部分,其数据来源一类是来自于网上的经济业务事项数据,它们被业务系统处理后,存储在企业共享的、集成的业务事件数据库中;另一类是属于会计事项数据,如税务部门传递的单据,通过输入设备,如键盘、条形码扫描器等输入会计信息系统数据库。会计数据采集系统的主要任务和功能,就是从业务事件原始数据库中自动识别属于会计确认与计量处理的原始凭单数据,或接收通过会计在线采集工具采集的会计事项数据,并按内部控制规则对经济业务事项进行审核,然后将审核通过的经济业务事项数据转换成统一规范、具有足够明细特征的数据结构。

(二)推理系统

推理系统是运用人工智能的演绎推理原理,依据关系数据库中已知的事实(实数据)和新的规则集,推理出一些新数据(虚数据)。它对电子商务环境下会计职业判断转化为机器智能判断的应用提供了可靠的技术支持,它是由规则集、知识库和包含推理机程序的知识库管理系统构成。其中规则集存储与企业相关的、可供选择的所有会计确认与计量规则;知识库存放着与使用者信息需求相关的知识;知识库管理系统的主要任务和功能是利用推理机程序,按照管理者求解目标,运用规则集中的规则和财务会计数据库、原始业务事件数据库中的会计数据以及知识库中的知识进行推理,得出相应财务结论或数据。

(三)用户界面系统

用户界面主要给使用者提供与系统交互对话的接口,便于输入逻辑表达式和理解输出的结果。它的主要任务和功能是建立会计政策和会计制度允许范围内的各种会计核算规则集,按管理者输入的逻辑表达式,进入推理系统进行演绎推理。

参考文献:

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无人驾驶水域环境智能监测船 第12篇

船体在航行中受到风, 浪等影响, 不能完全按照直线航行。所以通过电子罗盘, 完成船与地磁北极夹角的测量并处理, 保持船体的航向, 同时通过GPS模块得到的经纬度坐标, 确保船体在预期轨道上。

船体航向稳定性和机动性往往是矛盾的。利用船体航向控制装置就能较好的解决这个问题, 也就是自动操舵仪。电子罗盘测量船体的航向与预期航向的偏差信号, 送入自动舵系统, 计算出所需的舵角指令信号, 并控制舵机转舵, 船体开始改变航向, 当船体的航向与预期航向一致时, 航向误差为零, 于是自动舵输出零舵角信号, 舵机让舵回到零位, 使船在预期航向前行。

自动舵可以把船的航向精确控制于设定航向。但是, 当船体收到横向干扰力会使船产生了横向平移, 且自动舵无法纠正船体横向平移。此时我们加入GPS模块对船体进行控制, 既形成了航迹舵控制系统。通过GPS模块得到船体当前的经纬度, 和预定轨迹比较, 得到船与预定轨迹的距离, 再利用模糊PID算法, 从而重新控制船体运动方向, 实现轨迹追踪。船与预定轨迹距离d的计算公式如下:

d= (y-b) *cos (angle) - (x-a) *sin (angle) (1)

式中, x、y为预定轨迹上的一点的经纬度, angle为预定轨迹与正东方向的夹角, 顺时针方向为正, a、b代表当前船体的经纬度, d为正代表船体在航迹的左边。

以上对船的这一系列控制算法, 保证了船的正确行驶。

2 能源供给系统

无人驾驶水域环境智能监测船是户外运行, 具备使用太阳能的条件和潜力。太阳能是一种清洁能源, 不对环境产生任何危害;太阳光照射在地球上普遍存在, 使用成本低, 船体不需反复进基站补给, 可满足船的长时间工作。

为了是使充电结构简单有效, 我们使用42V/300W的太阳能板进行充电, 采用BUCK拓扑。考虑到对负载的电压电流检测信号需要与负载共地, 我们将开关管置于太阳能板正端。为避免电能浪费在开关管上造成能源浪费和发热, 在开关管开通时必须完全导通, 开关管驱动电压就必须大于太阳能板正端电压, 因此必须添加一个电源。又因普通MOS管耐压为20V, 所以我们设计了推挽变换器产生一个以MOS管源极为零电位的20V隔离电源为驱动电路供电。而以地为零电位的主控芯片则通过光耦对开关管占空比进行调节。因主控芯片和负载共地, 所以负载的电压和电流就很容易分别通过分压和放大电路传递给主控芯片。

3 水质检测系统

水质监测系统是该船的核心, 由水质传感器、单片机等组成。采用水泵对水体进行抽样, 再利用各水质传感器实现对各种水环境参数的检测, 通过适当信号处理单元经STM32单片机分析处理后上传主机, 并在LCD上显示。

水质监测传感器部分担负起正确检测各项环境参数的任务, 为了保证检测的准确性, 采用了含信号处理电路的成品模块。水温、p H值检测采用龙戈电子p H传感器, 模块上除p H传感器外还集成了水温传感器, 适合我们计算p H值时考虑自动温度补偿。该成品提供水温检测范围0至100℃, p H值检测范围0~14。

单片机采用嵌入式单片机STM32, 内置多路12位AD。该控制器主要完成对各参数信号的电信号采集、滤波、计算分析、LCD显示、环境参数上传主机等任务。

4 无线通讯系统

无线通信发送采用SIM900模块通过短信实现。短信性能稳定、使用方便且受其他影响小。在代码中可设置了白名单号码, 只有白名单发送来的信息才会得到解码处理, 可有效防止垃圾短信。白名单发送信息进行解码, 根据不同命令可将GP定位坐标以及测得的水质参数等数据发送还上位机进行解码处理。

所有数据均通过短信传输, 短信收发应用了较适合数据传输的PDUMode。所有消息都可以在接收区中清晰地看到, 可一键查看船体所在位置当前水质状况功能, 通过该功能可以方便地查看水质情况, 同时显示采集时间, 软件在显示时将所有数据保存在文件中, 方便日后查询。

5 远程监控系统

远程监控系统也采用SIM900模块通过彩信实现, 根据上位机或者白名单手机号码的命令通过彩信将摄像头采集到的图像数据发还给上位机, 通过彩信方式传回上位机, 上位机将数据解码后予以显示, 可远距离查看船周边情况。

任何有移动网络的地方, 都可以实现远距离控制船的航行控制和图像采集。同时增添一键查看当前位置功能, 并能在地图上显示, 且在地图上便能够方便地指定船体的前进路线以及目的地。

上位机采用电脑控制, 电脑控制端采用了我们较为熟悉也比较常用同时也是兼容较高的软件Microsoft Visual C++6.0编写, 我们创建的是单文档程序, 由于无线通信用到的是SIM900A模块, 该模块以串口方式通信, 通用AT指令集, 于是我们应用了微软公司提供的Active X控件“Microsoft Communications Control, version6.0”以方便软件与模块进行交互。软件整体界面以方便操作, 简洁明了为主指进行设计。

结语

智能无人水域环境监测船集成了单片机、ARM控制器、GPS、电子罗盘、GPRS、C++面向对象程序设计、电机驱动和控制以及多种水质监测传感器, 研究内容丰富, 动手实践工作量饱满, 给本课题组的成员提供了很好的开发平台。

摘要：本文针对目前国内水质监测人员紧缺, 监测数据难以保证准确性和实效性等问题, 介绍了一种以太阳能作为动力的无人驾驶水域环境监测船, 通过GPS、电子罗盘进行定位及导航, GPRS与远程基站无线传输数据, 实现船舶的远程控制及无线通讯, 并将监测到的环境参数和船舶周边影像传回到基站或手机上。该监测船可替代人完成偏远或恶劣环境下的全天候水域环境监测, 具有较好的应用前景。

关键词：环境监测,GPS导航,GPRS通信,太阳能

参考文献

[1]史震等.运动控制系统[M].北京:清华大学出版社, 2008, 05.