数据库研制范文

数据库研制范文（精选9篇）

数据库研制 第1篇

一、关于计算机监控软件数据库的概述

随着网络信息技术的不段的发展,市场经济下对于计算机监控软件数据库的研发开始更加的迈向信息化、系统化、自动化的方向发展。从储存的最简单的各方面的数据,还有进行大量储存的大型数据库的系统,在社会的各个领域和行业都得到了广泛的应用。计算机的监控系统具有实时性的特点,可以在使用的过程中面对各种不同的状况,做出相应的反应。这就要求数据库系统能够有效的管理各种的数据库对象,具有强大的数据管理系统。计算机监控软件数据库的开发与研究应该更加的进步与发展。

二、计算机监控软件数据库的现状以及存在的问题

(一)计算机监控软件数据库的发展现状

随着科技水平的不断提高,一个能够适应未来发展,符合社会要求的计算机监控软件数据库的研发越来越重要。当下的主要要求则是将数据库的领域、计算机领域、系统软件的开发,有效的结合起来。促进对应于计算机监控软件的有效发展,使之广泛的应用在社会的各行各业当中,解决在实际应用中的问题。对于提高计算机监控软件系统在进行维护中的方便快捷的成度有重要的意义。目前我国的很多大型的项目中都有计算机监控系统的应用。计算机监控软件在电力系统,交通运输行业,发展迅速,应用广泛。

(二)计算机监控软件数据库的发展所存在的问题

在计算机监控软件的技术上,数据库可以有效的处理和分类计算机监控软件所采集的各类信息。我国现在对与计算机监控软件数据库的研制已经有了很大的进步和发展,在某些方面已经赶上了国际水平的发展。但是对于计算机软件的研发以及总体的发展趋势还不够明确。在各个领域中的应用虽然很广泛,但是对于在应用中的各种问题还没有得到彻底的解决。对于相关数据库的建设和发展总的发展方向应该迈向更加的便于操作和管理,在提高智能化水平的方面应该好好分析。计算机监控软件的实时系统之中的许多的应用功能对于数据库有着很高的要求。

三、计算机监控软件的解决的措施未来发展趋势

(一)对于计算机监控软件数据库的研制的解决措施

对于数据库的特点分析,以及计算机监控软件在各方面的应用进行了具体的研究。要增强计算机监控软件在数据库查询的功能,让计算机控制系统得到更大的发挥作用。数据库系统具有数据结构化、较高的数据共享性、较高的数据独立性、数据由DBMS统一管理和控制等特点。在计算机监控软件数据库的研制中要熟悉的掌握数据库的特点以及基本的功能,这样才能更好的在实际中运用。对于计算机监控的数据库的设计中应该进行一些简化。在实际应用中,监控系统对于数据存取的功能和路径等方面应该做一些改进。为了让实时数据系统在计算机监控软件中具体实现,应该在应用计算机监控软件的同时给予技术上的底层支持,使整个计算机监控软件在开发的过程中可以得到改进和发展。在对于数据库技术的掌握的基础上,与计算机应用、系统软件和理论等三个领域进行有效的结合。数据库计算机在总体上实现对于数据库的管理、储存和控制的功能。数据库计算机的应用能够非常有效率的应用在对于大型数据库的管理上。

(二)计算机监控软件数据库的未来发展趋势

在未来的发展中,加大对计算机监控软件数据库的科研力度和重视。在技术人员的培养方面注重专业化的培养,在科研成果上面注重对结果的转变和实际应用。数据库系统的出现对于计算机监控软件的发展起到了重大的作用,在科技力量的发展下,数据库让计算机监控软件得到了广泛的应用,在未来的发展方向上注重对数据库的建设,从而推动计算机监控软件在各行各业的发展以及广泛的实际应用。

数据库在未来的发展中应该充分的提高性能,应对计算机监控软件在各行各业的应用中所遇到的各种问题。研究新的数据库机制,强化结构,加入一些算法和软件,来解决在一些应用中的大量数据库进行的管理问题。把计算机监控软件数据库与人工智能相结合,进行一些智能化的管理,在对于面对大量的数据处理时进行加工和运用能够更加有效的控制和处理。充分的利用数据库技术,在未来的发展中把计算机监控软件数据库融入到更多的实际中。

四、总结

在社会的大的背景的发展中,对于计算机监控软件数据库的发展提出了更高的要求。面对社会各阶层,各行业对于计算机监控软件的应用越来越多。这要求对于计算机监控软件数据库的研制应该符合需求。在大型工程的应用上和小型企业的的应用上,建立不同的数据库系统以应对发展的要求。把数据库的研制与计算机的软件应用的开发相结合。而计算机监控软件的总体发展趋势则面向人性化和智能化的控制。

摘要：在社会经济的高速发展下,科技力量也在不断的提升。对于计算机监控软件数据库的研制标准也有越来越高的要求。针对各行各业中对于计算机监控软件的需求增多,加大对计算机监控软件数据库的研究力度和发展的方向是现在紧迫面对的问题。本文通过对计算机监控软件的现状以及发展空间进行研究,来分析对于计算机监控软件数据库的研制。

关键词：计算机监控软件,数据库,研制

参考文献

[1]胡武,毕建权,陈仲官.计算机监控软件中实时数据库系统的研制[J].测控技术,2000(02):21-23.

[2]毕建权,俞振凯.水电厂计算机监控软件中的数据库管理系统[J].水利水电技术,1999(01):21-22.

[3]申亚芳,何广胜,郝莹.基于组态王的过程控制系统计算机监控软件的研制[J].实验室科学,2006(04):67-68.

数据库研制 第2篇

中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1009-237432-0023-03

当今电子科学技术得到了快速发展，各种智能化控制系统、工业数据采集系统等在工业生产过程中起到了十分重要的作用。环境参数控制是大多数生产型企业的首要任务，如今数据采集技术发展迅速，出现了大量模拟量数据传感器、采集器。但此类设备采集点单一，每次采集需先停止现场设备后方可进入现场，取出采集器内部记录卡或是通过人工读取采集器上面的数据进行记录，不但影响生产效率、增加了劳动强度，同时频繁地进出采集容易造成关键数据环境的破坏，影响产品质量与精度。

1 系统原理

系统结构如图1所示，利用终端变送器将采集的关键参数(例如温度、湿度、压力、pH值等)转换为4～20mA的电流信号或0～5V电压信号，可实现200m长距离信号传输，该类型传感器具有精度比较高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。系统单片机采用深圳宏晶科技的STC90C52RC，具有低功耗、高速和抗干扰强的优点，指令代码完全兼容传统的8051单片机，管脚也和AT89C51兼容，而且在此基础上增加了许多便于操作的功能。单片机主要负责完成各路采集点数据的收集和转换，将接收的模拟量信号转换为系统可识别的二进制数字信号。通过RS485、RS232总线和相关的协议来实现与智能传感器、上位PC机的.通信。关键数据采集控制器定时与智能传感器通信以获得实时温度、湿度、pH值等关键参数信号，并进行数字化处理。上位机与数据采集控制器进行定时或随时通信可以得到各个传感器的最新采样值，并对数据进行储存和处理，以备查询分析及备份打印。

2 上位机通讯软件设计

人机交互系统采用主要基于单片机串口通信技术，实现主机与控制系统的数据交互。核心芯片采用宏晶系列芯片STC90C52RC，将采集并存储的数据实时地放入数据缓冲区Sbuf中，利用MSComm控件将数据缓冲区中的数据采集至计算机系统以完成上位机与下位机的通信。以标准9针串口作为双方物理接口，简洁、高效地完成全双工通讯功能，如图2所示为上位机与控制系统的通讯原理图。根据实际情况，以标准232串口协议为基根，RS232接口主要占用系统中的RXD、TXD、GND三个数据端口资源，TXD为数据发送端，其中RXD为数据接收端，GND为信号接地端。目前标准RS232串口的有效数据传输距离很短，在波特率较低设置的情况下，勉强可实现25M通讯，不能够适应多点和远程的数据的采集与监控，因此，为了满足生产使用需求，本系统要实现距离长达数百米的远距离数据传输，采用标准的RS232转RS485通讯转换器，进行232与485通信协议转换，最远传输距离可达1000m。为了提高抗干扰能力及通讯稳定性，目前上位机串口通讯采用标准EIA电平，而单片机串口输入输出为TTL电平。因此，采用MAX232芯片有效解决了双方的电平匹配问题。

在工业关键参数监测及反馈控制系统中，上位机与MCU之间的数据交互大多以串行通信为主要手段，它具有方便、高效并且标准统一的特点。目前，实现控制系统与上位机通讯的主要手段主要有三种方式：一是利用VC的标准通信函数，调用函数命令操作串口;二是利用Windows内部API函数，可实现串口通讯;三是使用Microsoft VB6.0 Mscomm通讯控件，VB是最为简洁、直观地面向对象的编程方法，支持Access和dBASE等多种数据库链接模式，模块丰富，极大地节省了编程时间，提高了设计效率。通过Mscomm控件可以创建全双工、时间驱动的、高效实用的通讯程序。经常需要进行数据交换，串行通信是主要的通信手段，它高效、方便并遵循统一的国家标准。因此为了配合下位机的通讯工作，本系统采用第三种方法实现PC机与单片机的通讯，数据管理方面，利用VB6.0中的addoc控件，完成VB系统与Access 数据库管理软件的链接，将实时采集的关键数据定时保存至数据中，以备后续的查询和编辑等操作。系统的上位机人机交互界面如图3所示，将实时显示当前数据，具备参数上下限设定及超差报警、按时间顺序查询历史数据等重要功能。

3 基于proteus硬件仿真实现

proteus作为EDA高效仿真工具，得到世界广泛认可与应用，从硬件设计、程序调试到MCU与外围电路协同仿真，连同PCB的绘制，实现了电路板加工之前的电路仿真。是目前最为优秀的电路仿真软件，同时具备PCB布线和虚拟模型仿真等优秀功能，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。系统选用Proteus 7.0 professional版本进行仿真调试，选用AT89C51代替STC系列完成单片机程序调试，选用74LS74作为分频电路将单片机产生的信号分频后作为系统的时钟信号。本系统通过proteus完成硬件电路的绘制与仿真分析，应用VSPD虚拟串口实现proteus与VB的上位机与下位机的通信测试，并验证了设计的可行性，极大程度地降低了设计风险。

4 系统PCB电磁兼容性设计

PCB(印制电路板)是电子系统的关键环节，本系统是多种电子元器件及电子线路的综合与集成，系统中含微弱模拟信号以及高精度A/D变换电路，强电与弱电相结合，具有工作电压低、速度快、高密度等特点。系统各种元器件在高度运转时存在一定干扰，各个电流回路之间通过公共阻抗相互耦合，高、低频干扰信号通过整流电路串扰到电路中，影响彼此正常工作及安全可靠性。因此，提高电路板抗干扰能力，解决其电磁兼容问题是电子系统能否正常工作的关键，针对上述问题，可采取以下有益措施：

第一，强电信号和弱电信号电气隔离，数字地与模拟地分开，由于数据采集端为24V直流信号输入，电压比较高，而控制系统统一采用5V供电，因此双方应采用单独铺地的策略，独自构成回路，降低对电源其他功能单元的干扰。

第二，重要信号或易受干扰信号采用光耦隔离，在设计电路板时，电源与地之间都要加一个去耦电容，一方面提供和吸收集成电路开关瞬间的充放电能，另一方面可以去掉该期间的高频噪声，尽量避免相互耦合产生干扰，同时应考虑对PCB进行合理分层及布局。

第三，各元器件在长期工作情况下产生一定热量，为了避免热源彼此间相互影响。大功率发热元器件应靠近易于散热的位置，必要时加装散热片或导热管，适当加大发热元件之间的距离，并且远离热敏元件。

第四，PCB设计时，尽量加粗电源线和地线宽度，减少环路电阻，数字地和模拟地分开。因为高频电流是由接地噪声电压和数设备布线区域的压降产生的，所以在高速数字电路中优先使用多点接地。它的主要目的是建立一个统一电位共模参考系统。

5 结语

基于单片机的关键数据采集系统是一种比较智能、经济的方案，安装简单方便，系统稳定可靠，可维护性好，抗干扰性能好，能够满足温室环境的设计要求，具有很强的实用性。另外本系统还可推广应用到其他环境的关键数据检测系统或类似的参数检测系统中，具有很好的推广应用价值。

参考文献

[1] 钱雪忠.新编Visual Basic程序设计实用教程[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 门槛创作室.ACCESS 实战入门[M].北京：科学出版社，2000.

[3] 王磊.环境水质远程自动监测系统的研制[D].北京工业机械学院，.

[4] 田劲松.环境在线监测信息系统的研究与开发[D].武汉理工大学，2004.

数据库研制 第3篇

关键词：DSPFPGA数字存储数据采集

1 概述

数据采集卡有别于传统的模拟数据采集，它是将采集到的模拟电压信号转换为数字信号，由内部的微处理器进行分析、处理、存储、显示或打印等操作。这类采集卡通常具有程控和遥控能力，通过GPIO接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行分析处理。随着大规模集成电路的不断发展，功能强大的DSP数字信号处理器的实时性越来越强。DSP凭借其强大的数字信号处理能力，为数字采集卡的数据采集系统的实现提供了一个可靠而又实用的平台，并且提高了数据采集卡的采样速率、存储深度、波形捕获能力等指标。

本文描述的数据采集卡是一种基于DSP的双通道数据采集卡。该采集卡采用的是TI公司的TMS320F2812芯片，它具有高速的数字信号处理能力和滤波功能以及实时、大容量波形存储、快速的信号处理等特性。并且本数据采集卡具有便携、操作简单、精确度高、采样速率大等优点。

2 总体设计

■

数据采集卡主要由前端稳压处理电路、AD转换电路、集成于FPGA芯片的NIOS系统及各种控制电路和SDRAM、各种键盘和LCD接口等组成。其中DSP芯片作为后端处理的核心使用的是TI公司的TMS320F2812。它是32位定点DSP芯片，内含128K*64位的片内Flash存储器18K*16位的数据/程序存储器以及4K*16位的Boot Rom，FPGA芯片作为前端采集控制处理器，使用的是Altera公司的EP2C5Q208，它是Cyclone系列的一款低成本FPGA芯片拥有多达119808bit的内部RAM,4608个逻辑单元，支持Altera公司的NIOSII及SOPC，可满足设计要求。

如图1所示，被测信号首先从通道1或通道2，由于两个通道接收到的模拟信号的幅值处于不稳定状态，必须经过调理电路处理成A/D转换电路可以接收的电压范围，否则会引起非常严重的后果。A/D转换电路可以把调理后的模拟信号经过采样、保持、量化、编码等过程后转换成数字信号，在SDRAM控制器的作用下送入FPGA芯片。在FPGA内置的NIOS的总体控制下，利用内部的FIFO进行缓冲和相应的数据处理。

在本设计中，DSP是整个采集卡数据处理和显示的核心，进行主要的数据处理，并且输出处理结果和相应的控制信号。FPGA在DSP发出的控制信号的作用下进行工作。DSP是一种高速的数字信号处理器，经过FPGA处理并保存于缓冲存储器中的数据，在DSP控制信号作用下，将数据送入SDRAM中的原始缓冲区中。再经过DSP各种差值和滤波等算法的处理后，送入采集卡的显示缓冲区，用于在LCD屏上的波形显示。

2.1 前端调理电路和A/D采样的设计

一般A/D芯片允许输入的电压幅度都是固定的(-0.5

V~+0.5V)，由各种信号的衰减和放大以及电压偏置网络组成的预处理电路，负责把前端接收到的不稳定的模拟信号经过方法和衰减之后，稳定在允许输入的电压范围内。总体来说，前端预处理电路由两部分组成，一是由继电器和RC共同组成的衰减网络，既可以避免信号的失真又可以方便采集卡的基准调节；二是由两片运放AD8008组成的阻容匹配网络和驱动放大电路。AD8008是具有双通道、高性能、电流反馈型放大器，其具有超低失真和噪声特性，带宽为650MHz，并且具有宽电源电压范围(5V~12V)。

■

数据采集的核心是A/D转换功能。虽然DSP芯片本身具有A/D转换的功能，但是为了提高其工作速度，本设计采用两片AD9288完成模数转换的工作。在采样时钟的控制下，构成180度相位差，满足200MS/s采样速率。AD9288是一款双核8位单芯片采样模数转换器，内置片内采样保持电路，具有低成本、低功耗、小尺寸和易于使用等特性。AD9288采用100MSPS转换速率工作，在整个工作范围内都具有出色的动态性能。AD9288的输出为二进制码，送入FPGA存储模块后，可直接存储。每个通道均可以独立工作，最高可达475MHz模拟带宽，可以使双通道并行工作。

2.2 供电电路的设计

数据采集卡的电源主要分三部分，一部分给高速A/D转换器供电，第二部分给FPGA供电，第三部分是给DSP芯片供电。考虑到成本和实用性等因素，使用比较常见的可调电源LM1117为A/D转换器和FPGA供电。A/D转换器需要的额定供电电压是+3.3V，单片A/D转换器在正常工作的情况下的功率是689mV，故耗费的电流在210mA左右，LM1117的额定供电电流800mA，使用两片可较好满足要求。FPGA供电分为内核供电和I/Ｏ端口供电。内核供电电压为1.2V，由LM1117供电；I/O端口可以进行包括1.5V、1.8V、2.5V、3.0V和3.3V等多种配置，其电源也同样由LM1117来提供。（见图3）

DSP需要工作在更稳定的电压下，在采集卡的设计中用到了由TI公司生产的双电压输出芯片TPS70151。该芯片可以同时提供两路不同的电压，并且可以通过人为控制去改变上电顺序。如图3所示，两路输入VIN1和VIN2都被接到VDD5，VOUT1和VOUT2输出3.3V和1.8V。SEQ可以用来控制上电顺序，接地说明被置为低电平，那么VOUT1先输出3.3V，直到VOUT1输出电压达到2.7V左右时，VOUT2才开始有输出电压。MR1和MR2被用来人为地设置输入电压1和输入电压2，可用于控制RESET的输出电平，当两个引脚的任何一个输入电平为低时，那么RESET输出低电平。其他的控制端与DSP芯片连接，那么我们可以通过在DSP中编写C语言程序的方式达到对电源电压的控制。

2.3 LCD显示的设计

在本设计中，采用的LCD是FY43-4827-65K，具有480*272 的高分辨率的彩色TFT显示屏。采用16位标准8080总线接口方式、色彩支持65536色彩图像。超高的24MHz无等待总线读写速度，单点读写周期高达42ns，无需任何等待，可以和任何高速系统接口。独有显存更新窗口设定功能，用户可任意指定读写区域。

如图4所示，DSP通过数据总线与SDRAM的数据交换，把处理后的数据送入显示缓冲区中。同时DSP也可以通过控制总线向ILI9230发送指令，使其从SDRAM中读取数据，并送入LCD显示，这样就完成了一个显示的过程。

■

3 结束语

本文采用DSP与FPGA相互配合的方案，设计出了一种嵌入式数据采集卡。在无操作系统的情况下，实现波形处理和显示以及键盘控制，提高了CPU的运行效率。在本方案中，FPGA作为前端的电路逻辑控制的核心，并做前期的一些数据处理；而DSP作为本设计中整个系统的核心，数据的滤波、差值过程以及显示和控制功能均在DSP芯片上完成，数据采集卡的实时反映速度得到提高。通过实际的测试和使用，该采集卡已基本达到了初期的设计要求，各项性能也达到了预定指标。

参考文献：

[1]包可佳.基于FPGA的高速实时数字存储示波器设计[D].南京航空航天大学，2007.

[2]郭海丽，王紫婷.数字存储示波器的研究与设计[J].电子元器件应用，2007，07：47-48+51.

[3]吴慧鑫.数字存储示波器虚拟面板软件的设计与实现[D].电子科技大学，2008.

[4]邱寄帆.虚拟数字存储示波器高速数据采集卡的设计与实现[J].电测与仪表，2009.06

[5]周金宏，王建国，安世奇.数字存储示波卡的软硬件设计[J]. 包头钢铁学院学报，2010.02.

作者简介：刘佳（1982-），男，河北保定人，助理工程师。

孕期超声数据转盘的研制与应用 第4篇

1 材料与制作

1.1 材料

塑料、VIP、纸质等薄板材。

1.2 制作方法

孕期超声数据转盘的制作工艺:编辑盘面制模印刷合成安装包装成品。分别将封面上盘、封面下盘、封底固定盘依次安装在各盘同心圆轴上的紧固装置上, 其中封面上盘可以转动, 其直径小于封面下盘;封面下盘、封底固定盘固定在一起。各盘依据结构写有规定数据与相关盘对应, 配合转动显示相关数据, 重点区域着色区分。

2 结果

制作完成的孕期超声数据转盘如图1、2所示。

如图1所示, 封面下盘平均分为12份, 分别设为12个月份格栏, 标明月与月之间的天数, 其中天数间隔2d标示。封面上盘设有40个周数 (1~40周) 格栏, 每一周均与封面下盘上的天数相对应。将整个孕期分为早期妊娠、中期妊娠、晚期妊娠, 并将每一孕期着不同的颜色以作区分, 把胎儿期间做B超排查胎儿异常的重点时间段分别设为:孕10~14周、孕18~24周、孕32~36周, 用不同的颜色重点区分, 在对应的孕周测量的子宫底高度, 分别是手测宫底高度和尺测宫底高度。在对应的孕周超声下应看到的早期妊娠和中晚期妊娠情况, 有文字详细描述, 并设有子宫底高度 (手测量、尺测量) 数据的描述。

如图2所示, 封底固定盘的结构分设成4个层面:Ⅰ层:圆周外缘设有孕周栏 (1~40周) , 早期妊娠在超声下最早观察到的胚胎发育情况, 在对应的孕周内有文字详细描述, 根据公认数据在对应的孕周内标示胎儿双顶径超声测量 (BPD) (13~40孕周) 平均值及标准差。Ⅱ层:根据公认数据在对应的孕周内标示胎儿股骨超声测量 (FL) (13~40孕周) 平均值及标准差。Ⅲ层:根据公认数据在对应的孕周内标示胎儿腹围超声测量 (AC) (15~40孕周) 平均值和实际符合的孕周与天数。Ⅳ层:居中处设有警示句。

3 讨论

3.1 孕期超声数据转盘在临床中的应用

3.1.1 快速查看预产期

根据孕妇的末次月经日期, 在封面盘上转动封面上盘上第1孕周[应对准末次月经的第一天 (LMP) ]到封面下盘上末次月经的月份和当月的具体天数, 则封面上盘上40周所指封面下盘上的月份和天数就是预产期。例如, 孕妇末次月经为4月10日, 转动封面上盘第1孕周到对准封面下盘上的4月10日, 则封面上盘上40周所指封面下盘上的1月17日即为该孕妇的预产期。

3.1.2 快速测算孕周、查看胎儿发育情况

根据孕妇的末次月经日期, 能直观地得出孕妇的当前孕周、宫高、胎儿发育情况、超声需查看的内容等。例如, 孕妇末次月经为4月10日, 8月23日前来接受孕期检查, 按照查看预产期的方法将末次月经对准相应的月份和天数后, 直接到封面下盘上查找检查当天的日期即8月23日, 则显示孕妇当前为孕20周, 宫高为脐下一横指, 尺测18cm (15.3~21.1cm) , 这一阶段为需做B超检查的重要时间段, 可以用B超观察胎儿发育情况, 以排查胎儿异常。

3.1.3 查看妊娠早期胚胎发育过程

例如, 孕妇末次月经为4月10日, 6月3日来接受孕期检查, 检查人员可以根据转盘直接查找:当前为孕8周, 为早期妊娠, 超声下可以看到胚芽、胎心及胎动。如果没有发现胎心搏动, 可以判断为胚胎停止发育。

3.1.4 查看胎儿双顶径、股骨、腹围数据

在得知孕妇的孕周后, 在封底固定盘对应的孕周Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层上均有胎儿双顶径超声测量、胎儿股骨超声测量、胎儿腹围超声测量平均值和标准差, 可直观地判断胎儿发育情况[1]。例如, 孕妇当前为孕21周, 查看胎儿发育是否正常、是否符合孕周等, 查封底固定盘上胎儿的双顶径、股骨、腹围数据, 将超声测量的数据与封底固定盘上的数据进行对比, 可直观地判断胎儿是否符合孕周、发育是否正常[2,3,4]。

3.2 孕期超声数据转盘的优点

孕期超声数据转盘通过封面上盘、封面下盘和封底固定盘的相互配合, 能够迅速、准确地查找相关数据, 提高了工作效率;盘载数据量大, 查询快捷、方便, 降低了人们的记忆强度。该转盘结构简单, 便于制作, 成本低廉;体积小, 重量轻, 操作方便, 能够全面系统地掌握产科B超的基本数据, 便于引导孕妇了解胎儿每一个阶段的发育情况, 并能达到检查与保健的目的。此外, 该转盘盘面设置科学, 使数据查询一目了然, 提高了监测的准确性。该孕期超声数据转盘已申报国家发明专利 (专利号:201010263175.3) 和实用新型专利 (专利号:200920352643.7) [5], 临床应用观察发现, 孕期超声数据转盘与传统的妊娠转盘相比有其明显的优势, 主要体现在整体构造及内容设计上, 实用性强, 医孕通用, 既可用于孕妇自查胎儿发育情况, 亦可用于临床检查。

综上所述, 孕期超声数据转盘方便实用, 能够全面系统地掌握孕期全程产科B超的基本数据, 全方位实施孕妇孕期监测与保健, 值得临床推广应用。

关键词：孕妇,超声检查,数据转盘

参考文献

[1]刘春艳.胎儿宫内发育与B超多项参数相关分析.中国医师杂志, 2007, 9 (11) :26-28.

[2]马帅.育龄妇女孕情信息跟踪管理盘.中国, 2105728[P].2008-10-28.

[3]李妮.孕期监测转盘.中国, 201177818[P].2009-01-07.

[4]郑新民, 王荣霞.一种孕妇预产期计算罗盘.中国, 2677980[P].2005-02-09.

摩擦焊机数据检测系统设计与研制 第5篇

该设备用于零件的同心度误差数据检测, 其在装卡找正过程中, 主要采用人工测量, 实时监视、人工记录数据的方法, 再以这些数据为依据, 对设备进行调整来找正。这种方式观测精度低、工作量大, 易受人为因素影响;测点少, 数据代表性差, 从而影响摩擦焊机的产品质量和生产效率。因此, 提供一种行之有效、先进的数据找正检测手段是目前所急需的。

为此, 我们研制了一种有线与无线传输相结合的可视化编程数据传输系统, 系统可以准确地检测、传输和显示同心度数据和角度数据, 取代以往人工检测、记录数据的方式, 节省了大量的人力, 同时提高了数据精度, 从而大大提高摩擦焊机的生产效率和产品质量。

1. 系统硬件组成

1.1 系统硬件组成

整个系统分为可视化编程接收、同心度误差数据检测和角度数据检测3部分。

(1) 可视化编程接收部分的计算机 (安装了数据处理软件系统的PC机) 是信息处理的核心, 通过工控机的两个RS232串口分别与无线数传接收模块PSI-WL-PLUG-RS232/BT和GP1312RL/CH变送输出仪表的转换器进行串口通信, 完成对数据的接收, 并由计算机对接收的采集数据进行处理和显示, 同时控制打印机打印输出。

(2) 同心度误差数据检测部分完成对主轴和轴承套的同心度数据检测和无线传输。

同心度误差数据检测部分包括S234数显杠杆表和一对无线数传模块。PSI-WL-RS232-RS485/BT发射模块通过RS232接口和S234数显杠杆表连接, 同时为S234数显表供电, 数显表采集的数据通过天线装置直接完成对数据的发送;PSI-WL-PLUG-RS232/BT无线接收模块直接与工控机串口连接, 完成对同心度误差数据的接收。该数据检测部分的仪器封装在控制箱里固定在连接主轴的三脚架上, 完成对同心度误差数据的无线检测。

(3) 角度检测部分完成对主轴旋转角度的测量。

角度检测部分以有线方式传输检测摩擦焊机主轴旋转的角度数据, 由RS232/RS485转换器、变送输出仪表、旋转编码器组成, 所检测的角度数据与同心度误差数据一一对应。ROC413型旋转编码器通过输出端SSI接口同GP1312RL/C变送仪表连接, 以RS485的方式输出, 再经RS232/RS485转换器和计算机进行串口通信。

1.2 系统硬件选型

(1) 无线传输模块

蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术, 本项目传输距离仅2m, 因此选用PHOENIXCONTAC公司生产的一对蓝牙无线数据传输模块完成同心度数据的传输。发射模块型号为PSI-WL-RS232-RS485/BT, 接收模块型号为PSI-WL-PLUG-RS232/BT, 体积小, 结构简单, 实现方便, 具有用于外部天线的MCX口, 集成通路诊断功能。在数据通信时, 只需保证无线传输模块的收发频率设置相同即可。

(2) 旋转编码器

旋转编码器选用海德汉ROC413绝对型。其内部装有精巧的光电码盘, 能将主轴角度位置信号变换成13位格雷码输出。不论主轴旋转多少圈, 主轴的任何一个绝对角度 (0~360°) 都有一个相应的格雷码与之对应, 从而可以准确地知道主轴在任何时刻的角度位置。

(3) 变送仪表

对于ROC413绝对型编码器为串行输出的SSI信号, 连接的模板很少。为此, 采用上海精浦机电有限公司专为其开发的GP1312/CH变送输出仪表, 此仪表可以对ROC413绝对型编码器输出的格雷码进行解码运算, 最后以角度进行显示, 同时无零点漂移、信号干扰丢失问题, 能确保长时间无故障运行。

2. 系统软件开发

本系统的控制软件采用VB6.0平台开发。通过MSCOM控件控制串行口, 完成对摩擦焊机角度数据和同心度无线数据的同步采集、显示, 同时实现数据的存储和打印功能, 系统开发界面如图1所示。

通过此操作界面, 可以进行测量方式的选择——端跳和径跳;数据接收方式的选择——自动接收和手动接收, 如果选择自动接收方式, 需要在左边的发送时间间隔的文本内输入时间间隔, 默认为2000ms。现场操作人员根据测量元件的工艺要求, 确定端跳或径跳检测之后, 点击接收按钮, 角度数据和同心度误差数据就会在界面中间的两个文本里以2s的时间间隔自动同步显示, 同时默认将数据存储到Excel表中, 便于查询和打印。数据的检测、记录、存储都是自动完成, 大大提高了数据检测效率。

结论

本项目采用可视化编程, 利用蓝牙无线传输技术, 在PC机上以有线和无线的两种方式同步的检测、传输、接收、显示传感器检测的角度数据和同心度误差数据, 同时并把检测的数据动态的同步存储到Excel表中, 利于现场人员随时查阅和打印。经过软件调试和现场设备联动调试, 已准确接收有线与无线传输的现场检测数据, 解决了现场人工检测、记录数据, 工作量大、效率低的问题。本系统的研制成功, 应用于摩擦焊机同心度检测可大大提高工作效率和产品的生产效率。

参考文献

[1]何志敏, 梅大成, 谭文学.一种基于无线传输的分布式数据采集和控制系统[J].现代电子技术, 2004 (19) :27-31.

新型环保PVC数据护套料的研制 第6篇

我国PVC电缆护套料的混合工艺已较成熟,特别是使用开放式炼胶机作为主要设备的混合工艺已相当完善,一般性能的PVC电缆护套料配方也基本成熟。随着人类环境保护意识的提高和对自身健康的关注,许多国家及组织纷纷制定严格的标准和法规限制有害物质在各类产品上的使用,PVC电缆护套类产品也不例外。特别是欧美一些发达国家,无铅无邻苯二甲酸二辛脂(DOP)PVC线缆逐渐代替了传统的含铅含DOP线缆[1,2]。2001年3月美国已禁止含铅含DOP线缆的进口和销售,所以要想将PVC线缆产品打入欧美市场,必须寻找合适的原料,开发无铅无DOP配方的电缆护套料。根据市场这一变化及要求,我们研制开发了一种环保的无铅无镉等有害金属元素,且具有良好性能的、可满足6类数据通信要求的电缆护套料。我们研发的新型环保型PVC数据电缆护套料,主要采用悬浮法聚氯乙烯树脂为基料,并充分利用当地优质的碳酸钙资源为原料,采用科学配方,生产出的电缆护套料不含铅镉等有害重金属元素,能满足电缆护套机械性能、电性能、加工性能,为电缆护套机械领域提供了一种新型环保材料,可解决环保型电缆护套料依赖进口的问题。研制的关键是以环氧植物油(环氧亚麻油)增塑剂和邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)作为主增塑剂,多功能稀土类热稳定剂代替传统铅盐类热稳定剂,加入适量的填充剂、阻燃剂、安定剂、润滑剂加工而成,同时用超细轻质碳酸钙为主要填料,并以植物油为增塑剂,开发生产出6类数据通信电缆用PVC护套料,目前研制的产品已经出口到国外。

2 PVC线缆护套料的配方设计

PVC配方设计见表1。配方中的PVC树脂为护套料基础材料,其聚合度大小关系到PVC线缆料的各项性能,本文选择台塑S70型树脂作为配方的基础树脂。增塑剂品种繁多,近年来重点发展的是耐热耐寒、无毒的食品、医药包装材料的塑料增塑剂,而环氧植物油增塑剂是重要的一种。环氧植物油增塑剂是一类含有三元环氧基结构的化合物,不但对聚氯乙烯起增塑作用,而且可迅速吸收因热和光的降解作用释放出的氯化氢,减少不稳定的羟基氯代烯丙基共轭双解的形成,阻滞聚氯乙烯连续分解,因此它又起稳定剂的作用。同时,它能与聚脂类增塑剂联用对减少聚酯的迁移性有明显的协同效应,还能与有机金属盐稳定剂同时使用而产生协同效应,进一步提高产品的质量。长期以来,国内70℃等级的电缆料配方均以DOP为主塑剂[1],而我们选择用新型环氧植物油增塑剂和邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)作为主增塑剂,可达一举多得的效果。一方面可满足无DOP的毒性要求,另一方面DINP分子量为418、DOP为391,一般DINP比DOP有更优良的耐热性、抗老化性和抗挥发性,有更佳的绝缘性能和抗迁移性,其耐寒性也优于DOP。

DOP与DINP、综合稳定剂Ca/Zn和Ba/Zn 3种不同配方的组成见表2。我们将表2中配方1#和配方2#的原材料加入小型高速混合机中,先慢速混合,1min后再高速混合,待捏合好后(呈蓬松流动状)在两辊开炼机上塑炼,辊温为150℃,然后取片;再在平板机上压成试片,按UL1581标准制作哑铃试片进行性能测试,实验结果见表3。热失重和老化后断裂伸长率和残留率是衡量电缆性能的重要指标。老化后热失重大,拉断伸长率及其残留率小,则线缆的使用寿命就短。由表3可知,配方2#(含DINP)比配方1#(含DOP)电阻率略高,挥发性(热失重)低,有更佳的抗老化性能,其产品使用寿命长,安全系数更大。

在传统的工艺中,对无铅线缆料的稳定剂一般选用Ca/Zn类、Ba/Zn类和Ca/Mg/Zn类综合稳定剂。相对而论,Ca/Zn类、Ca/Mg/Zn类稳定剂无毒,而Ba/Zn类由于钡元素的存在而有微量毒性,但由于ASTMF96396a及欧洲EN71标准对元素Ba的迁移量规定的规范较宽,所以用一般的Ba/Zn类稳定剂也可达到标准要求。

这里需要特别注意的是,此类稳定剂与铅盐稳定剂相比,容易析出而产生喷霜现象,设计配方时要把握好用量,一般用量在35份。我们选择了适当的用量,并经与环氧植物油配合使用,经长期观察未出现喷霜现象。在润滑剂和阻燃剂的使用中,除少数皂盐外,大多数润滑剂无毒性,选择的范围较广,我们选择的是TC60,内外都可润滑,减少了传统重复添加内外润滑剂的麻烦。经检测,其效果比以前的效果更佳;阻燃剂三氧化二锑虽有毒性,但在配方中添加量较少,而且其产品可溶解渗出的部分更是微量,所以用三氧化二锑作阻燃剂效果好,经测试的Sb毒性仍可达到欧美标准。配方中填充剂的加入一是为降低成本,二是改进某些性能,如硬度、绝缘性、收缩性等,我们选择本地丰富的超细活性纳米碳酸。

3 PVC数据线缆护套料生产工艺

该工艺生产的新型环保PVC数据电缆护套料性能安全,机械物理性能可满足UL62软线用电缆料标准,毒性符合美国ASTMF96396a标准,工艺流程见图1。

4 结语

本研制在设计新产品的过程中,充分利用了当地优质的超细碳酸钙资源,经添加偶联剂制作成适合电缆料的填充料,并以新型增塑剂和DINP取代传统的邻苯二甲酸二辛脂(DOP)作增塑剂。经测试,其参数规范切实可行。同时,利用丰富的亚麻油资源研制出环保型的新产品。

在机械设备方面,采用了目前先进的SHJS65150双阶造粒机组,通过双螺杆挤塑机充分塑化,单螺杆造粒保证了产出的粒子塑化均匀,生产技术达到国内领先水平,产品质量与国外同类产品相当,已大量出口到国外。

参考文献

[1]李开辉,刘怡.聚乙烯护套料的工艺配方研究[J].塑料,2000,39(2)∶44-46.

[2]徐明球.无铅无DOP的PVC护套料配方的研究[J].电线电缆,2002,(4)∶30-32.

数据库研制 第7篇

传统的农田信息监测主要靠农业技术人员实地现场采集数据、A/D 转换、通过PC保存和分析数据, 或者通过数传电台的方式进行数据传输。但由于农业环境相对恶劣, 严寒、高温、高湿等气候因素很容易导致PC无法正常工作;PC机因其体积较大、费用较高、功耗显著造成性能价格比低;使用数传电台、CDMA等方式进行远程监测, 成本较高, 信息传输方式单一。因此, 笔者研制了基于嵌入式实时操作系统和ARM微处理器的集多种数据传输手段为一体的新型农田数据采集装置。

本文提出基于ARM微处理器, 采用GSM远程无线传输、CF卡本地存储、以太网网络传输的设计方案, 一机多用, 降低功耗和成本, 可靠性强, 易于升级。本文将μC/OS-II实时操作系统内核移植到高性能嵌入式微处理器S3C44B0上, 重点分析了各任务间的通信, 实现了多任务调度, 实时性满足了预期目标。

1 装置原理

数据采集与传输装置共有3部分组成:嵌入式数据采集部分、数据传输部分和信息监控中心主机。嵌入式数据采集部分通过传感器组把研究对象转化为模拟量, 再通过微处理器A/D转换并经过数字滤波等处理, 得到研究对象的数字信号。数据传输部分通过3种 (可通过参数设置选择) 途径进行数据存储或共享, 也可以接收监控中心指令并解析指令, 执行相应动作。信息监控中心主机负责接收信息、数据存储、数据显示、网络发布和远程控制。

2 硬件平台设计

系统硬件框图如图1 所示。

2.1 微处理器

采用S3C44B0作为嵌入式微处理器, 内含一个由ARM公司设计的16/32 位ARM7TDMI RISC 处理器核。ARM7TDMI为低功耗、高性能的16/32核, S3C44B0在此基础上集成了丰富的外围功能模块, 便于低成本设计嵌入式应用系统。ARM微处理器具有传统的微控制器单片机无可比拟的优势[1], 因此大大减少了设计的复杂度和工作量, 从而保证了系统的稳定性和集成性。

2.2 传感器组

农业环境中对作物生长起决定作用的要素有:气温、土壤湿度、光照强度等因素。农田环境信息采集模块由以上各因素相应的传感器组构成。由于黑龙江省全年温差较大, 在选用传感器时应注意适宜传感器工作的温度范围, 温度范围在-40～100℃的传感器较好。本系统用到的传感器有美国Dallas半导体公司数字化温度传感器DS1820, SC0058土壤湿度传感器和Honeywell照度传感器。

2.3 GSM技术及GSM模块

信息传输是利用GSM方式发送的。GSM是目前全球最成熟的数字移动通信标准。GSM提供的服务, 可以使得人们不受空间、地域的限制, 随时随地获取所需信息, 为在恶劣的现场环境中营造相对平稳、安全、有效的各种监测系统提供了可能和方便。

短信息服务 (SMS) 是GSM技术应用的一项重要内容, 它具有以下突出的优点:一次可传输140个字节的数据;短信息通过短消息中心 (MSC) 转发到最终目标;在短消息传送过程中, 不进行呼叫连接建立和释放的过程;传输距离不受限制, 只需要按照AT指令对串口操作即可实现相应功能, 实现方便。

系统采用的短信模块型号为西门子TC35, 采用AT指令集进行控制, 短信息格式为文本格式, 波特率设置为9600bps。

2.4 CF卡

CF卡包含了单片控制器和闪存模块, 集成了控制装置、Flash Memory阵列和读写缓冲区, 可以提供相当可观的存储容量和标准的电气接口协议, 控制器和主机接口允许闪存模块的数据被读写。CF卡由于具有体积小、兼容性强、价格相对低廉等优点, 作为海量存储介质在嵌入式设备上的应用越来越广泛。

本系统采用KingSton公司的1G的CF卡, 工作模式为TrueIDE。

2.5 网卡CS8900单元

CS8900A是Cirrus公司生产的一种高集成度的全面支持IEEE802.3标准的以太网控制器。CS8900A支持8位、16位的微处理器, 可以工作在I/O方式或Memory方式。片内集成了ISA总线接口, 可以直接和有ISA总线的微处理器系统无缝连接。片内集成了4kB容量的PacketPage结构的RAM, 这4kB存储器映像结构的RAM包括片内各种控制、状态、命令寄存器, 以及片内发送、接收缓存。用户可以以I/O方式、Memory方式或DMA方式访问它们。

3 系统软件设计

由于本系统程序相对复杂, 各个模块间需要频繁地通信。为了简化编写和调试难度及节省软硬件资源, 在系统中引进多任务嵌入式实时操作系统。

3.1 操作系统的移植

μC/OS-II是一个源码公开、可移植、可裁减、抢占式多任务调度的实时操作系统内核, 最多可支持64个任务, 任务之间可以通过信号量、邮箱、消息队列等通信机制, 实现任务间的通信与同步。利用操作系统提供的API函数, 可简化应用程序的编写, 提高系统的稳定性。S3C44B0微处理器完全满足μC/OS-II移植的前提条件[2], 只需要遵循以下移植步骤即可移植成功。

1) 基本的配置和定义。这一步需要完成的基本配置和定义全部集中在OS_CPU.H头文件中, 包括定义与编译器相关的数据类型、定义允许和禁止中断宏、定义栈的增长方向、定义OS_TASK_SW宏。

2) 移植OS_CPU_A.ASM汇编代码文件。OS_CPU_A.ASM汇编代码文件需要移植的4个汇编函数是:OSStartHighRdy函数、OSCtxSw函数、OSIntCtxSw函数、OSTickISR函数。

3) 移植OS_CPU_C.C标准C代码文件。这个源文件中的6个函数中, 必须移植的是OSTaskStkInit () 函数, 其它5个钩子函数主要是为了扩展μC/OS-Ⅱ功能。由于本系统不需要这些函数实现特定的功能, 所以只需声明即可[3]。

移植成功后, 需要对操作系统进行配置, 操作系统的裁减可以在OS_CFG.H文件中完成。把实际用不到的功能去掉, 以最大限度地节省用户存储空间, 提高系统性能。

3.2 以太网通讯协议的移植

为了满足嵌入式数据采集系统与以太网的数据传输, 需要移植以太网的通讯协议。经过笔者对多个适用于μC/OS-II的协议栈的对比, 最终选用了应用较为广泛的源码公开的LwIP网络协议。该协议的特点有:支持多网络下的IP转发;支持ICMP协议;包含用户数据报协议UDP;包括阻塞控制、RTT估算、快速恢复和快速转发的传输控制协议TCP;提供专门的内部回调接口rawAPI。LwIP可以很容易地在μC/OS-II的调度下为系统增加网络通信功能[4]。

3.3 任务的划分与任务间的通信

μC/OS-II是一个可剥夺型的内核。各个任务是通过抢占CPU的使用权来运行的, 高优先级的任务总能最快地获得CPU的使用权, μC/OS-II的实时性由此体现。为实现RTOS多任务调度, 根据实际需求, 根据系统各功能模块进行任务划分, 为每个任务指定优先级[5]。本系统任务划分见表1所示。

系统中的各个任务并不是彼此孤立的, 不同任务间存在着一定的逻辑关系, 彼此互相影响。μC/OS-II内核模块中可以使用邮箱、信号量、消息队列等功能实现多任务间的通信和同步[6]。

在以上任务中, 参数设置任务和参数存储任务都是单次执行任务, 由按键创建, 完成特定功能后将自行删除。数据采集任务完成后, 通过OSQPostOpt () 向消息队列广播一条消息。3种方式的数据传输任务都是事件驱动任务, 当得到数据采集任务广播的消息后立即投入运行, 执行相应的数据传输操作。显示任务是周期性任务, 每隔1s读取一次RTC内容, 并实时显示在LCD上。

GSM模块是通过串口进行命令操作和传输数据的, 该任务又可视为串口发送任务。本任务是事件驱动任务, 在得到数据采集任务发送的消息后即投入运行。通过GSM模块远程控制系统运行的任务是由串口接收中断服务子程序发送一个信号量后唤醒的。

4 结论

与传统的数据终端相比, 本装置具有多种通信方式, 从而实现了一机多用的功能, 增加了网络功能。由于采用了实时性特别突出的μC/OS-II作为操作系统, 业界公认的性能优良的S3C44B0作为CPU, 使得整个系统成本低、体积少、速度快、实时性强、便于升级等, 对其他涉及到数据采集与传输的系统设计有一定的参考价值。笔者下一步将考虑使用CAN总线或者ZigBee总线实现多点多类型传感器数据采集。

摘要：以影响农作物生长较大的因素:温度、湿度、光照强度作为研究对象, 研制了一种具有多种通信功能的嵌入式数据采集传输装置。该装置可通过短信息 (GSM) 、以太网、本地存储 (CF卡) 3种方式与数据监控中心通讯。同时, 给出了硬件原理图, 移植了μC/OS-II实时操作系统和LwIP协议栈, 详细分析了任务的划分和任务间通信。实验证明, 该系统实时性强、可靠性高。

关键词：数据采集与传输,GSM,以太网,CF卡,μC/OS-II,LwIP

参考文献

[1]胥静.嵌入式系统设计与开发实例详解—基于ARM的应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

[2]黄燕平.μC/OS-IIARM移植要点详解[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

[3]任泰明.TCP/IP协议与网络编程[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004.

[4]Richard Stevens W.TCP/IP详解.卷1:协议[M].范建华, 译.北京:北京机械工业出版社, 2000.

[5]任哲.嵌入式实时操作系统μC/OS-II原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

数据库研制 第8篇

随着现代通信技术和电子技术的发展,负荷管理系统已从原来单纯的电能信息采集、市场预测、限电控制等功能,拓展到远程抄表、预购电即先购电后用电、反窃电等具体业务应用,成为营销技术支持系统的重要组成部分。然而,由于电能计量装置故障种类较多和窃电手段的隐蔽,系统缺少必要的分析工具,只能发现一些常见的失压(计量电压消失一相及以上)或过低、断流(计量电流消失一相及以上)等现象,难以准确、实时地检测电能计量装置的故障,给运行维护管理人员带来诸多不便,严重影响了负荷管理系统的应用成效。如何准确实时地监测电能计量装置故障,是本文要研究解决的问题。

2、电能计量装置故障类型分析

《电能计量装置技术管理规程》(DL448-2000)明确定义了电能计量装置,其包括各种电能表、计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量柜等。由此可见,电能计量装置故障主要有电能表、电压互感器、电流互感器及其相二次回路等出现故障。对于三相交流电路,若以W表示三相电路总功率,U表示线电压,I表示线电流,φ表示U和I之间的相位角即功率因数,h表示时间,则用户所用电能为,由此可见无论何种故障或者窃电都是由于电压、电流、功率因数和时间的异常变化引起的。因此,电能计量故障类型可归类为以下几类:

2.1 电能表故障

以可实现双向有功、无功计量的多功能电子式电能表为例,常见的故障现象有:正反向有功电能不走、正反向有功电能表倒走、正反向无功电能不走、正反向无功电能倒走,电能表计量超差、峰谷平电量(即用电高峰时段电量、用电低谷时段电量、用电平均时段电量)与总电量不相等、峰谷平计量的时间段错误、时间误差超标、三相电流不平衡、电能表失压、断流、逆相序、电能显示值错误等,这些现象是否属于故障,与用户用电特点有关系,必须经过分析才能正确识别。例如,无自备发电机的用户终端变电站计量正常时,记正向有功和正、反向无功电能,反向有功不应有指数,对于联络线或有发电机发电时,若有功率倒送,则反向有、无功均应正确计量。

2.2 电压互感器故障

电压互感器一次熔丝熔断、二次回路断相、误差超标等。

2.3 电流互感器故障

电流互感器二次开路、二次回路短接、变比错误、误差超标等。

2.4 二次回路故障

二次回路接线错误,表现出电量异常、电压异常、电流异常、功率因数异常等现象。

2.5 其它故障

雷击、过负荷等造成互感器或电能表烧坏,因用户窃电而造成失压、断流、分流等。

上述这些故障在多功能电能表均有记录,负荷管理系统可作为事件读取并存储。

3、基于负荷管理系统数据的计量装置故障识别方法

意大利经济学家巴莱多的“二八”法则告诉我们:在任何一组东西中,最重要的只占其中一小部分,约20%,其余的80%尽管是多数,但却是次要的。通过对负荷管理系统数据分析,应能100%地检测到计量装置异常,再从异常中准确地找到真正异常用户。但是,由于受电力系统的复杂性、负荷管理终端质量以及人员故障分析能力等因素影响,加上终端稍有异常就可能向主站发送报警信息,这无疑增加了故障处理难度和效率,必须采用科学分析方法,才能做出判断。

3.1 中性点非绝缘系统中用户计量装置故障识别方法

中性点非绝缘系统的用户计量装置一般采取高供高计,即高压供电且计量点设在高压侧。以110kV及以上高压用户为例,这类用户一般采用三相四线接线,电压互感器采用YN/yn接线,电流互感器采用二次六线连接,选用357.7V、1.5(6)A或1(10)A双向有功、无功电子式电能表。正常用电情况下,三相电压对称、三相电流基本平衡。

3.1.1 失压分析

通过负荷管理系统招测用户的三相电压UU、UV、UW和零序电压UN,若三相电压出现不相等,且零序电压大于等于特定值(一般为5V),则某一相或两相电压失压或接线错误。若三相电压均为0,但任一相电流I≠0时,则三相电压全失。某相电压低于额定值220V的85%时,电能表报警通信号过负荷管理终端主动上报主站。

3.1.2 电流异常分析

通过负荷管理系统招测用户的三相电流IU、IV、IW和零序电流I0,若电压正常,零序电流I0与任一相电流Iφ之比大于等于IZ,一般整定IZ≥5%Iφ,即I0/Iφ≥IZ,则某一相或两相电流可能异常。若IU=IV=IW=0,则用户可能无负荷。

3.1.3 停电分析

若相电压、相电流均为0,则用户停电。

3.1.4 电量分析

若用户发电机投入,则系统招测反向有、无功电量或功率均不为0,反之,反向有无、功电量或功率均应为0,需根据招测的用户自备发电情况进一步分析。

3.1.5 线损分析

用户侧计量装置抄读电量W1应等于关口计量装置抄读电量W0减去线损电量△W,再减去其它用户抄读电量W2,即W1=W0-△W-W2。也可根据主变各侧招测的电量进行平衡分析。若线损电量与用户侧计量装置抄读电量大于某一给定值时(一般不超过1%),应加强用电监督。

3.1.6 计量装置超差分析

可通过安装在用户侧的主、副表或关口计量装置与用户侧计量装置招测的电量比较分析得到,一般不应相差电能表准确度等级的1/3-1/5。

3.1.7 超容量分析

用户侧计量装置互感器变比选择一般是根据用户用电负荷或变压器容量选择的。当用户超容量用电时,负荷电流I大于变压器额定电流IN或给定的用电负荷电流(IZ),即I>IN时,系统告警。

3.1.8 功率因数分析

此类用户功率因数较高,一般在0.9以上,当功率因数低于设定值(一般取0.9),系统应报警。

3.1.9 远程预购电分析

利用负荷管理系统实时监测用户的用电情况,当剩余电量不足时,系统应报警催费,电量用完时,系统应发出跳闸命令,并返回跳闸信号给系统,记录跳闸报警事件。

3.1.1 0 强磁铁窃电分析

采用磁敏元件如干簧管接入负荷管理终端遥信接口,当受强磁场干扰时,磁敏元件动作,输出信号给终端上传至主站报警,并记录报警事件,用于防强磁铁窃电。

3.1.11用电异常分析

在考虑季节变化和客户生产状况等信息的情况下,实时分析用户电量突增突减信息,作为用电检查和计量故障处理的重要管控对象。按少一相电压少计1/3和负荷变化考虑,电量突减值宜不小于正常用电量的20%为宜;电量突增值设置应根据用户的历史用电情况和季节变化等因素,原则上应不超过变电器容量的20%,以提高故障分析可信度和准确度。

3.1.12时间超差分析

由于全电子式电能表存在时间超差问题,可采用经GPS时钟校对的主站时间与终端、电能表三者时间进行比较获得。按电能表时钟日计时误差不超过0.5秒计算,运行电能表每年的时钟计时误差应不超过3分钟,考虑到信息传输时间,可按不大于5分钟作为电能表时间超差的查找依据。

3.2 中性点绝缘系统中高供高计用户计量装置故障识别方法

以10kV高供高计用户为例,这类用户一般采用三相三线接线,电压互感器采用V/N接线,两台电流互感器采用二次四线连接,选用3100V、1.5(6)A的双向有功、无功电子式电能表。正常用电情况下,三相电压对称、三相电流基本平衡。

3.2.1 失压分析

通过负荷管理系统招测用户的三个线电压UUV、UVW、UWU和零序电压UN,若负荷管理系统招测三个线电压不相等,且零序电压大于特定值(一般为5V),则某一相或两相电压失压或接线错误。若三个线电压均为零,但任U相或W相中的任一相电流I≠0时,则三相电压全失。

3.2.2 电流异常分析

通过负荷管理系统招测用户的三相电流IU、IV、IW和零序电流I0,若电压正常,负V相电流IV与任一相电流Iφ幅值应相等,若有一相电流为0,则电流互感器二次被短接或开路;当负V相电流等于时,则有一相电流互感器接性接反;若IU=IV=0,则用户可能无负荷。当两相电流互感器接性全接反时,系统可招测到电能表有反向有功功率和电能表指数。系统可根据这些信息计算电流异常,并将事件告警。

3.3 10kV高供低计用户电能计量装置故障识别方法

10kV高供低计用户采用高压供电、计量点在低压侧,这类用户的主要特点是采用三相四线接线,电流互感器采用二次六线连接,选用3220/380V、1.5(6)A或不经过互感器进行电压电流变换的直接式电子电能表,电能表只需记有功正反向和无功正向电能即可。正常用电情况下,电压是对称平衡的,电流很难平衡。

3.3.1 失压分析

通过负荷管理系统招测用户的三个线电压UUV、UVW、UWU和零序电压UN,若三个相电压不相等,且零序电压大于特定值(一般为10V),则某一相或两相电压失压。若三个相电压等于零,但任一相电流I≠0时,则三相电压全失。

3.3.2 电流异常分析

通过负荷管理系统招测用户的三相电流IU、IV、IW和零序电流I0,若电流较平衡,零序电流IN与任一相电流Iφ之比大于等于IZ时,一般整定IZ≥10%|φ,即IN/Iφ≥IZ,则某一相或两相电流可能异常。若电压正常,三相电流均为零,则用户可能无负荷。若电流不平衡如用户有电焊机负荷,宜根据用户用电情况,采用电量分析的方法识别,也可根据负荷曲线进行分析。

3.3.3 电量分析

若用户有发电机投入或在两相之间接入跨相负荷(如380V电焊机),则系统招测反向有、无功指数或功率均不为0,否则,应根据招测的用户自备发电情况和负荷性质进一步分析。

4、基于负荷管理数据的计量装置监测系统研制

4.1 系统结构设计

基于上述计量装置故障特点分析,对负荷管理系统的数据进行分析和挖掘,开发了基于负荷管理数据的计量装置监测系统,与负荷管理系统与营销MIS系统、短信平台实现数据共享和无缝链接,从而解决了负荷管理系统快速准确地发现故障、处理故障,做到缺陷管理闭环,实现准确、自动报警和移动办公。

4.2 系统架构设计(下转36页)

系统以Microsoft Visual Studio.NET作为集成开发平台,以ORACLE作为数据库平台,分为后台分析和前台两个部分,均在微软.Net平台上运行。一方面后台采用“插件式”体系结构,通过配置可将多个系统接口和实时模块加入分析队列;另一方面前台采用ASP.NET技术来构建用户界面模块,通过IIS服务器来配置和运行这些模块。

4.3 系统主要功能设计

后台实时处理部分主要包括自动获取负荷管理电量,异常检测(含窃电检测),大客户电量分析与预测;前台的WEB管理部分主要包括系统配置模块,自动抄表与计算模块,异常信息报警与查询模块,短信管理模块,预付费模块以及对原有系统集成。

异常信息模块:包括模块配置、异常信息报警提醒、报警信息查询、报警信息处理。

自动抄表模块:包括自动抄表任务新建,抄收数据,数据核对分类,手工核对确认,数据导入、导出(分为直接导入营销MIS系统,导出为Excel数据格式)。

营销业务数据变更报警模块:主要包括模块配置,异常信息报警提醒,报警信息查询确认。

5、基于负荷管理数据的计量装置监测系统应用效果

5.1 实现计量故障自动检测,应用成效显著

2007年共发现计量装置故障5起,追补电量406646.3千瓦时,发现超容量用电客户1户,处理电量纠纷3起,处理安全用电纠纷1起,故障发现及时准确,形成了闭环,有效防范了企业经营风险。

5.2 实现了远程抄表,杜绝了抄表差错

系统成功地解决远程抄表自动写入营销MIS问题,提高了抄表正确性和工作效率,并增加了电量异常等分析,自动统计报警异常信息,保证了抄表质量,杜绝了抄表差错,同时真实及时地为线损管理工作提供了可靠、可信的技术支撑。

5.3 短信平台可以有效的支持工作人员的现场计量检查。

参考文献

[1]施建军,蔡展乐.用电形势缓和后电力负荷管理系统的应用取向.电力需求侧管理第8卷第一期, 2006年1月.

数据库研制 第9篇

为了全面准确掌握农业机械化发展情况, 进一步发挥政策引导的带动作用, 提高农机装备水平, 夯实现代农业的物质基础, 为各级政府和农机管理部门科学制定农业机械化发展政策, 搞好宏观决策提供依据, 向社会提供农业机械化信息, 根据国家统计局统计调查制度和农机管理部门工作实际需要, 制定了相关的农机统计报表定期上报。

随着农业机械数据统计管理的工作量不断增加, 各级管理部门对此项工作的督管难度也随之加大, 传统的管理手段, 已满足不了农业机械统计管理的工作要求, 出现工作成本高, 效率低, 统计数据上报不及时, 统计数据上报不规范等问题。如何在农业机械统计工作中不断提高统计数据的准确性, 快捷有效地做好统计数据上报工作, 让上级部门全面及时掌握统计的真实数据情况, 农业机械统计管理工作急需研究解决的问题。用现代信息网络技术来管理农业机械统计管理工作, 提高工作效率和管理水平, 减低工作成本, 快速剔除不合理数据干扰, 实现统计数据动态的操作与管理, 对决策管理部门具有十分重要的现实意义[1]。

为了方便将各种统计报表能按时、准确地完成统计任务, 并上报、审核统计数据和制作统计报表, 系统根据广东省农业机械数据统计的实际情况, 利用互联网平台、Web服务器和计算机网络编程语言, 实现具有任务发放、报表填写、报表上报、报表审核、报表统计等互联互动的网络化动态操作与监管自动化办公系统。使统计工作化繁为简, 高效准确。

1 农业机械数据统计信息系统的设计分析和总体架构

1.1 建立农业机械数据统计信息系统软件设计方法研究

软件工程的目标是以最小的代价开发出满足用户需求的软件。因此, 根据系统的实际需求, 分别针对具体情况选择采用不同的设计方法, 可以充分发挥面向对象与结构化方法各自的优势[2]。目前在大多数软件系统的分析设计过程中, 这两者方法都兼而有之。不论哪一种设计方法, 正确清晰的需求界定都是开发一个成功的软件系统必不可少的前提条件, 否则再好的设计方法也无济于事, 软件系统设计的一个核心问题是能否使用重复的体系架构, 即能否达到体系架构级的软件重用。

1.1.1 面向对象 (Object-Oriented) 设计方法在系统开发中的研究

向对象方法 (Object-Oriented Method) 是一种把面向对象的思想应用于软件开发过程中, 指导开发活动的系统方法, 简称OO (Object-Oriented) 方法, 是建立在“对象”概念基础上的方法学。在农业机械数据统计信息系统用面向对象方法进行分析与设计, 其目的就是从复杂多变的功能需求和流程变动中找到基本的对象, 分清核心对象与辅助对象, 建立高层次的抽象数据, 以便建立可复用的基础框架和辅助构件, 主要以下三个部份进行面向对象的分析:识别系统的用例和角色;进行系统分析, 并抽取农业机械数据统计信息中的关键业务类;进行详细设计类及其行为。

1.1.2 原型法 (Prototyping) 设计方法在系统开发中的研究

原型就是模型, 而原型系统就是应用系统的模型。它是待构筑的实际系统的缩小比例模型, 但是保留了实际系统的大部分性能。这个模型可在运行中被检查、测试、修改, 直到它的性能达到用户需求为止。在用原型法开发农业机械数据统计信息系统时, 考虑到不同地区农机统计特点和数据要求不一致, 统计基础业务数据差别大的特性, 需要使用原型方法迅速建立和修改原型系统, 针对原型系统的运行情况反复对它进行修改 (在这过程中也可以添加新功能) , 直到系统完全满足要求为止。

利用原型法进行农业机械数据统计信息系统的设计过程中, 分二步进行:快速分析, 弄清用户对系统的基本信息需求;构造原型, 开发初始原型系统。

1.2 建立农业机械数据统计信息系统软件系统分析研究

农业机械数据统计信息系统的总体设计目标是建成开放、标准统一、功能完善、安全可靠的信息网络系统, 需要一种架构统一、符合开发技术规范的应用运行和接入手段。将现有分散的基础信息和统计分析后的信息可以通过这个平台进行交换和共享;将异构实现的应用也可以利用这种平台更高效的实现业务互访;将不同的多种业务应用结合为一个有机的整体, 同时考虑到部署时候的成本, 将系统设计为跨平台应用的系统很有必要的。

1) 业务数据服务层:

由于体系中的所有应用都必须依靠业务数据来支撑, 所以必须先将现有分布在各个业务系统内部的异构数据源统一成完整的、逻辑一致的数据源。然后再在这种统一的数据基础上实现数据信息的访问规范。数据服务层提供了数据统一访问, 进而可以将数据服务层的服务被其他应用系统重复使用。

2) 业务应用服务层:

通过数据服务实现数据集成, 从而得到完整的数据信息后, 所有系统的应用就可以使用这个统一的数据访问服务, 然后在数据服务层上实现应用业务的集成。应用集成的核心是应用采用Web服务的方式相互访问被开放的应用功能或者传输应用所需要的数据, 能够敏捷地调整应用自身, 从而可以用较低的成本确保应用能够灵活地随着业务需要进行的变化。实现农机统计数据的任务下达、校验处理、标准化设置、汇总、分析、上报和备份等具体业务;表现层提供信息发布与反馈, 是各个级别系统及用户权限以及信息接入的展现。

3) 应用服务管理层:

对于应用中非常灵活的业务, 利用服务总线快速地通过配置界面, 管理并组织各种服务和资源, 将服务和资源组织成用户需要的逻辑过程, 实现复合应用业务就不需要进行开发, 就能快速配置出相关应用服务的交互过程, 并在异构平台中快速地重用和部署服务。

1.3 农业机械数据统计信息系统技术架构

农业机械数据统计信息系统的技术架构采用在J2EE架构下开发, 可以跨平台运行, 通过XML技术提供可跨平台交换和移植的业务数据, 数据按照需求采取远程单位分散, 逐级集中的管理模式;在多层应用体系结构基础上强调应用组件化[3]。

J2EE技术为用户提供一种可创建广泛兼容的企业解决方案而无需进行复杂编程的平台, 如图1。

2 农业机械数据统计信息系统开发相关技术的研究

农业机械数据统计信息系统是从构件复用、构件间松耦合和构件内高内聚等构件特性出发, 开发通用的系统为目标。这就要求系统架构可以最大限度地满足以下要求: (1) 要求提供标准的插件模式, 可以根据需要挂接不同的功能, 同时使这些功能可以有机地结合起来, 无缝地集成进应用中; (2) 提供无代码定义工作表单的功能, 解决应用中的数据填报需求不定的问题; (3) 系统功能基于Internet/Intranet浏览器技术, 从而降低系统的维护成本, 提高实用效果。

2.1 对J2EE架构中MVC模式的研究

J2EE使用多层的分布式应用模型, 应用逻辑按功能划分为组件, 各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上, 将传统两层化模型根据业务处理需求切分成许多层。在J2EE多层分布式应用程序模型中, 根据功能的不同把应用程序逻辑划分成各个组件, 其典型的MVC模式是一种用于分离出数据维护和数据表现的方式, 有助于把应用分成合理的组件, 从而可方便开发、维护和扩充[4], 如图2。

2.2 对软件构件化的应用研究

所谓软件构件化, 就是要让软件开发像机械制造工业一样, 可以用各种标准和非标准的零件来进行组装, 或者像建筑业一样, 用各种建筑材料搭建成各式各样的建筑。

在农业机械数据统计信息系统时候, 引起系统需求变化的因素很多从应用范围来看, 重用可分为特定应用、特定应用域和普遍适用三个层次。普遍适用是指满足一般需求的参考系统或原型系统, 具有可实例化的不同层次的系统构件和相对稳定的逻辑结构, 重用程度最高;针对某一类组织模式的农业机械数据统计信息的需求对参考系统实例化, 得到特定应用域适用的信息系统, 重用程度次之;针对某个特定的需求, 对该应用域适用的参考系统进一步实例化, 得到特定应用适用的农业机械数据统计信息系统, 重用程度最低。

从系统开发的各个阶段来看, 实现阶段的重用主要是函数、对象及类的实现代码重用, 重用程度最低;设计阶段的重用包括软件结构、各种反复出现的设计模式和设计方法及规范等, 重用程度较高;需求分析阶段的重用包括系统体系结构或逻辑结构、问题域的需求特征及需求分析方法等, 重用程度最高[5]。因次, 系统的需求模型、设计模型、实现模型、相互间的映射关系及相关的文档是农业机械数据统计信息系统不可或缺的组成部分。

2.3 对表单自定义的应用研究

电子表单自定义系统 (Electronic Table System, 简称ETS) 基于XML技术, 遵循XFORMS1.0规范, 提供所见即所得的电子表单编制、灵活的电子表单部署、友好的电子表单填报、智能的电子表单信息处理能力, 同时提供了与其他系统集成的应用开发接口。

电子表单系统有别于下述的电子报表系统, 两者区别在于:前者主要用于WEB方式的表单自设计、网络采集数据并存入数据库中, 后者则主要用于从数据库中抽取数据、并将处理好的数据放到需要展现的自定义报表格式之中。

在开发农业机械数据统计信息系统的时候, 不同地区机构的统计记录表单和农机机械构成记录是不同的, 怎样才能保证系统的表单适应记录的修改和添加, 必须需找一个可靠的方式, 通过使用表单定制可以满足这样的需要。

3 农业机械数据统计信息系统的实现

农业机械数据统计信息系统利用计算机网络技术、数据存储技术、快速处理技术来对监测机构进行全方位管理的计算机软件系统, 是数据统计和分析综合管理的一种理念、技术、方法、产品和整体解决方案, 也是统计分析技术、网络通信技术、计算机技术、信息技术以及现代管理技术的集成与应用, 和实现农业机械统计和分析科学化、规范化、流程化、电子化、网络化、动态化、实时化和现代化的重要手段。

农业机械数据统计信息系统成功解决当前农机管理工作中的一项重要任务, 农业机械数据统计信息系统主要功能包括:统计数据管理、统计及报表、上报表单定义、上报区域管理等功能模块, 具有任务发放、报表填写、报表上报、报表审核、报表统计等功能。系统按照行政区划分为三级数据中心, 县级农机管理部门上报数据后自然上传到隶属市级数据中心和省级数据中心, 市级数据中心能够掌握属地数据, 省级数据中心能够了解全省数据。系统运用先进的计算机技术改进统计分析的工作方式, 提高统计分析的工作效率。农业机械统计信息管理系统总体功能如图3。

农业机械数据统计信息系统的整个工作流程包括: (1) 由省级设计相关的统计报表; (2) 省级报统计任务下达到各个县级农机统计部门; (3) 各个县农机统计部门根据任务来填写相应统计报表; (4) 县级农机统计部门将报表填写或修改无误后上报相应的地级市农机主管部门审核; (5) 地级农机统计部门审核通过后, 报表就被系统纳入统计报表中。工作流程如图4, 实际操作如图5。

4 农业机械数据统计信息系统应用实证分析

农业机械数据统计信息系统自广东省农业机械化管理办公室2008年应用以来, 有效地提高了管理工作的信息化, 有效地协助农机化办管理逐年增长的农机统计数据, 也方便了地方上报属地农机统计数据, 节省了成本, 提高了统计质量和工作效率;自动生成的统计分析报告有利于政府做出科学决策, 推动广东省农机化的发展。应用3年多以来, 能够完全满足其工作的需要, 提高其工作效率, 系统能够准确、快速、安全地完成各种信息和数据的上报、校验分析、整理和汇总, 为实现管理机构的“方法科学、数据准确、上报及时”的工作特点, 为相关机构提供了科学的保障, 实现了农业机械统计信息的无纸化、公开化、透明化、便捷化。

在这几年的实施过程中, 根据用户的反馈, 对系统的功能不断完善, 对系统的架构不断进行修正, 可以说系统完全适合在农业机械数据统计管理机构中进行使用和推广。

5 结束语

农业机械数据统计信息系统的研究, 是当前推动和加强农业机械统计和分析工作、促进农业机械化程度提高、解决农业机械基础统计数据实时性不足的十分有效的手段, 为农业机械化政策的决策和制定提供了有力数据支撑。在实际运行中获得很高评价, 表明了系统能够较好适合各级农业机械管理部门的工作需要, 具有应用推广有良好的前景。

摘要：农业机械统计是农机管理工作中的一项重要任务, 农业机械数据统计信息系统结合广东省农业机械数据统计实际情况, 运用当前先进的计算机软件技术改善农机统计分析的工作方式, 提高农机管理者的工作效率, 我们认真分析了农机统计信息化的现状, 并在此基础上, 开发了基于JAVA技术的农业机械统计管理信息系统。经过实际应用表明, 此系统完全符合研发设计的要求。

关键词：JAVA,统计 (Statistics) ,信息系统 (Information system) ,B/S模式 (B/Spattern) ,工作流 (Work class)

参考文献

[1]鲍一丹, 何勇.农业机械多媒体决策支持系统的研究[J].《浙江大学学报:农业与生命科学版》, 2001, 27 (2) :187-190.

[2]徐长盛, 戴超.一种快速开发Web应用程序方法的研究[J].计算机工程与设计, 2004 (12) , 2237-2239.

[3]夏昕, 曹晓钢, 唐勇.深入浅出Hibernate[M].北京:电子工业出版社, 2005.

[4]孙卫琴.精通Struts:基于MVC的Java Web设计与开发[M].北京:电子工业出版社, 2004.