監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文精選(九篇)

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第1篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)漳州市重大危險(xiǎn)源信息管理系統(tǒng)的開發(fā)。這種設(shè)計(jì)方法是把系統(tǒng)作為一系列數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換，輸入數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為期望的輸出值，通過(guò)模塊化來(lái)完成系統(tǒng)的構(gòu)建，每個(gè)模塊執(zhí)行一個(gè)功能。自頂向下逐層分解系統(tǒng)工作過(guò)程，在分解的同時(shí)結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)字典等內(nèi)容確定系統(tǒng)功能。總體技術(shù)路線如下：1）根據(jù)漳州市安監(jiān)局對(duì)重大危險(xiǎn)源企業(yè)監(jiān)管的需要，確定系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)，從而獲得系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的構(gòu)想。2）根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的構(gòu)想，推導(dǎo)出當(dāng)前系統(tǒng)相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯，并生成數(shù)據(jù)字典和基元描述。3）對(duì)邏輯模型進(jìn)行系統(tǒng)功能模塊化，并對(duì)模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，得到更為合理的軟件結(jié)構(gòu)。4）為目標(biāo)系統(tǒng)的功能模型作補(bǔ)充，如人機(jī)界面的要求等，從而完成系統(tǒng)的構(gòu)建。在已有的成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，引入GIS的設(shè)計(jì)思想，深入挖掘系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，建立數(shù)據(jù)的采集及更新機(jī)制，從而確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方案并建立重大危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)。危險(xiǎn)源專題數(shù)據(jù)的管理采用基于元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)管理方式。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于GIS的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)層和用戶層。其中，數(shù)據(jù)層是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，統(tǒng)一存儲(chǔ)管理系統(tǒng)所有信息；系統(tǒng)層包括后臺(tái)管理子系統(tǒng)和瀏覽查詢子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)重大危險(xiǎn)源專題數(shù)據(jù)的采集、建庫(kù)、更新，并利用各種形式輸出信息；用戶層為使用系統(tǒng)的用戶根據(jù)不同權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的操作，管理員可操作業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以進(jìn)行系統(tǒng)的管理，授權(quán)用戶可以管理相應(yīng)的數(shù)據(jù)，普通用戶只能進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢?yōu)g覽等操作。其總體架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)層為總體架構(gòu)的核心部分，在各子系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中充分考慮到后期的擴(kuò)充和升級(jí)，將各功能細(xì)化為若干個(gè)模塊，各模塊的設(shè)計(jì)和開發(fā)按照層次結(jié)構(gòu)組織單獨(dú)進(jìn)行，互不影響。模塊的設(shè)計(jì)采用自上而下的方法，根據(jù)用戶提供的需求，確定需求包含的信息并確定其實(shí)體屬性，再綜合具體的業(yè)務(wù)需求，針對(duì)模塊分別設(shè)計(jì)信息查詢統(tǒng)計(jì)、圖文互動(dòng)方式。

3數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

系統(tǒng)所涉及到的空間數(shù)據(jù)主要包含基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和重大危險(xiǎn)源專題數(shù)據(jù),其中基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要由數(shù)字漳州提供。作為數(shù)字城市的漳州市節(jié)點(diǎn)，數(shù)字漳州為漳州市各專題應(yīng)用提供了權(quán)威的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了全市專題應(yīng)用的“一張圖”。漳州市重大危險(xiǎn)源監(jiān)控系統(tǒng)依托數(shù)字漳州提供的OGCWMTS矢量和影像地圖服務(wù)，這些基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)能夠滿足對(duì)重大危險(xiǎn)源監(jiān)控管理的需要。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理和危險(xiǎn)源專題空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化管理的要求。系統(tǒng)采用SQLServer2012數(shù)據(jù)庫(kù)，危險(xiǎn)源空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)通過(guò)geometry字段類型存儲(chǔ)，屬性數(shù)據(jù)則通過(guò)常規(guī)的字段類型存儲(chǔ)。從SQLServer2008開始空間數(shù)據(jù)類型作為CLR系統(tǒng)類型來(lái)執(zhí)行。它增加了數(shù)據(jù)庫(kù)中的CLR類型的最大規(guī)模，提高了字段的限制，可以存儲(chǔ)非常復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)。通過(guò)在關(guān)系表中存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)，能做高性能查詢，而不需要結(jié)合從多個(gè)外部獲得的數(shù)據(jù)，也在一定程度上能更直觀方便地管理系統(tǒng)的專題數(shù)據(jù)。

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的GIS地圖瀏覽及專題數(shù)據(jù)的查詢展示采用數(shù)字漳州地理空間框架提供的二次開發(fā)接口開發(fā)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)包括后臺(tái)管理子系統(tǒng)和前臺(tái)監(jiān)控管理子系統(tǒng)，前者主要用于重大危險(xiǎn)源專題數(shù)據(jù)的管理、應(yīng)急資源管理和應(yīng)急預(yù)案的。后者主要實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源企業(yè)的監(jiān)控管理及應(yīng)急指揮。系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖2、圖3所示。

5結(jié)語(yǔ)

第2篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

1.室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度的取值

通常來(lái)說(shuō)，進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，首先就是進(jìn)行建筑物室內(nèi)溫度的計(jì)算取值，要從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)建筑物所在地區(qū)的自然環(huán)境、室內(nèi)溫度進(jìn)行取值，室內(nèi)溫度取值如何直接影響著暖通空調(diào)系統(tǒng)的耗能大小，通過(guò)對(duì)夏季制冷環(huán)境下的室內(nèi)溫度調(diào)查得出，室內(nèi)溫度升高一攝氏度，能源消耗就會(huì)降低10%左右；而在冬季制熱的條件下，溫度每降低一攝氏度，耗能就會(huì)較少8%左右。所以說(shuō)室內(nèi)溫度取值必須要做到科學(xué)、嚴(yán)禁、精確。這樣是為了能夠?qū)⑽覈?guó)的每一份資源都得到最大限度的使用。在我國(guó)的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)一般民用建筑室內(nèi)供暖溫度取值以及制冷取值都進(jìn)行了明確規(guī)定，具體為：夏季民用建筑供暖和制冷溫度不能低于二十五攝氏度，而冬季制熱的溫度則不能夠高于二十?dāng)z氏度。

2.冷熱負(fù)荷計(jì)算

冷熱負(fù)荷計(jì)算也是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，一般來(lái)說(shuō)，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上針對(duì)冷熱管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)地設(shè)計(jì)，而冷熱符合計(jì)算為這些設(shè)計(jì)提供了不可缺少的可靠依據(jù)，這些計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到系統(tǒng)地耗能問(wèn)題，因此針對(duì)這方面的計(jì)算，必須要做到可靠、準(zhǔn)確，這樣才能夠達(dá)到耗能優(yōu)化，同時(shí)也為后期維修減少成本。另外，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該借鑒大量成功的例子以及經(jīng)驗(yàn)，將普遍規(guī)律進(jìn)行分析，采用統(tǒng)計(jì)分析回歸計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定，它雖然在具體的設(shè)計(jì)中不具有精確性但是勝在具有代表性。

二、采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否關(guān)系著建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是否能實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行的功能。管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，相關(guān)設(shè)備耗材使用量少，前期建設(shè)成本低后期維護(hù)費(fèi)用少；能夠?qū)崿F(xiàn)不同建筑空間溫度獨(dú)立調(diào)節(jié)控制；實(shí)現(xiàn)熱量消耗分戶分?jǐn)偣δ?；以上三個(gè)原則是民用住宅和公共建筑科學(xué)合理設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的原則。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)依據(jù)不同的情況而定。

2空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

依照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置多臺(tái)冷凍水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，以能夠跟隨負(fù)荷變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)改變系統(tǒng)流量為目標(biāo)，盡量降低系統(tǒng)運(yùn)行中的能耗。當(dāng)前我國(guó)常用的空調(diào)冷水系統(tǒng)有一次泵變流系統(tǒng)一次泵定流量系統(tǒng)，二次泵變流量系統(tǒng)，兩管制及四管制系統(tǒng)等。

三、采暖與空調(diào)水系統(tǒng)的補(bǔ)水及定壓設(shè)計(jì)

在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的整體規(guī)模和不同系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)形式按系統(tǒng)的用水容量來(lái)計(jì)算。封閉式采暖空調(diào)系統(tǒng)補(bǔ)水定壓點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在循環(huán)水泵入口處。

四、風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)系著空調(diào)系統(tǒng)能耗的大小和運(yùn)行的成本，同時(shí)也關(guān)系著人體的舒適度。對(duì)于人員分布比較集中的地區(qū)可以進(jìn)行相應(yīng)的集中供暖，這樣可以提高能源的利用率。而對(duì)于建筑面積大人員多的場(chǎng)合要進(jìn)行集中的供暖控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)；通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中熱量是一個(gè)主要問(wèn)題，由于電氣設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，必然會(huì)大量的產(chǎn)生的熱量，一旦這些熱量無(wú)法得到及時(shí)排除，那么就會(huì)對(duì)設(shè)備的這樣運(yùn)行帶來(lái)影響，從而導(dǎo)致故障的發(fā)生，這樣一來(lái)節(jié)能目標(biāo)要求也隨之降低。所以說(shuō)做好通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是及時(shí)排除熱量的有效手段，設(shè)計(jì)的最終目的就是將熱量全部排出，是整個(gè)系統(tǒng)得以有效運(yùn)行的前提調(diào)教。集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)熱回收應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)定要求。在排風(fēng)熱回路設(shè)備型號(hào)的選擇上也需要嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家規(guī)定進(jìn)行。

五、冷熱源設(shè)備選型

在整個(gè)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)上，冷熱源設(shè)備的選型是最為重要的部分。這部分應(yīng)該嚴(yán)格的根據(jù)建筑功能、規(guī)模以及造價(jià)等進(jìn)行。具體為：充分利用毗鄰工業(yè)余熱，將其作為冬季熱源，采用溴化鋰吸附式冷水機(jī)組進(jìn)行工業(yè)熱水降溫，降低成本，將其引入到空調(diào)系統(tǒng)中使用，這樣一來(lái)資源得到了二次利用；要根據(jù)當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，科學(xué)利用當(dāng)?shù)氐母挥嗄茉?，比如：采用風(fēng)能、地?zé)崮芤约疤?yáng)能等可再生、清潔型的能源。

六、保溫與保冷

第3篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：輪胎溫度 無(wú)線監(jiān)控 無(wú)線收發(fā)芯片 液晶顯示

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0036-02

自從汽車發(fā)明以來(lái)，其安全問(wèn)題就一直受到人們的關(guān)注，其中輪胎溫度是影響行使安全的因素之一[1-2]。輪胎溫度過(guò)高會(huì)影響輪胎的使用壽命，甚至導(dǎo)致爆胎。因此，實(shí)時(shí)檢測(cè)并控制行駛中汽車輪胎的溫度對(duì)安全駕駛起著極大的作用[3]。而轉(zhuǎn)動(dòng)中的輪胎不適合用傳統(tǒng)的溫度傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，因此結(jié)合數(shù)字溫度傳感器，本文設(shè)計(jì)一種輪胎溫度無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于汽車輪胎安全的智能監(jiān)控，有效保障了行車安全，具有良好的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為上位機(jī)、下位機(jī)兩部分，分別采用單片機(jī)AT89C51作為各自的控制核心。下位機(jī)由單片機(jī)，DS18B20數(shù)字溫度傳感器和無(wú)線收發(fā)芯片NRF24L01組成。主要負(fù)責(zé)輪胎溫度的采集和發(fā)送。將DS18B20采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o(wú)線收發(fā)芯片NRF24L01，NRF24L01通過(guò)無(wú)線信號(hào)將溫度值發(fā)送到上位機(jī)。

上位機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)圖如（圖1）所示。主要功能是接收下位機(jī)采集到的輪胎溫度數(shù)據(jù)，并由上位機(jī)的單片機(jī)作為控制核心對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。LCD液晶實(shí)時(shí)顯示溫度，方便駕駛員觀察。上位機(jī)控制核心預(yù)先設(shè)定三個(gè)溫度值，溫度值由低至高分別定義為閾值1、閾值2和警戒值。當(dāng)實(shí)測(cè)輪胎溫度達(dá)到或超過(guò)閾值1時(shí)，控制核心自動(dòng)開啟風(fēng)冷模式，即風(fēng)扇降溫；溫度超過(guò)閾值2時(shí)，自動(dòng)開啟水冷模式降溫；溫度超過(guò)警戒值，自動(dòng)停止系統(tǒng)的運(yùn)行，即停車提醒駕駛員需要檢查當(dāng)前的汽車輪胎狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)智能無(wú)線監(jiān)控輪胎溫度的目的。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 DS18B20溫度采集電路設(shè)計(jì)

DS18B20與下位機(jī)的AT89C51由一條數(shù)據(jù)線連接，其中DQ引腳為數(shù)據(jù)端口，與AT89C51的P3.4相連。VCC接5V電源正極，GND為接地端。需要注意的是使用外部供電時(shí)，輸出引腳在空閑時(shí)始終是高電平輸出，所以在VCC引腳與DQ引腳間需要串接一個(gè)4.7K歐姆電阻。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，溫度值的輸出形式為9至12位的串行數(shù)字信號(hào)。

2.2 無(wú)線通訊硬件電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是上、下位機(jī)間的溫度數(shù)據(jù)傳輸。采用Nordic公司的NRF24L01射頻芯片[4-5]負(fù)責(zé)溫度的無(wú)線發(fā)射和接收，工作頻段2.4GHz。通過(guò)設(shè)置NRF24L01引腳CE，寄存器參數(shù)PWR_UP，PRIM_RX可以選擇芯片NRF24L01的工作模式為接收模式或發(fā)射模式。

NRF24L01與單片機(jī)采用SPI的通訊方式。下位機(jī)的NRF24L01設(shè)定為發(fā)射模式。根據(jù)上位機(jī)的指令，發(fā)射端通過(guò)SPI將溫度信息送入NRF24L01的Tx_Buf（發(fā)送緩沖區(qū)），啟動(dòng)發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)射。

上位機(jī)接收數(shù)據(jù)，首先將該部分的NRF24L01設(shè)置為發(fā)射模式，由其喚醒下位機(jī)的NRF24L01。然后再將上位機(jī)的NRF24L01設(shè)置為接收模式，延遲130μs接收并解析Rx_Buf當(dāng)中的溫度信息。

2.3 液晶顯示電路設(shè)計(jì)

顯示電路采用LCD。為了方便駕駛員的觀察，選擇帶中文字庫(kù)的LCD12864。顯示界面實(shí)時(shí)顯示所測(cè)量的輪胎溫度和預(yù)先設(shè)定的溫度閾值1，閾值2，警戒值。LCD12864能顯示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字，完全可以滿足本設(shè)計(jì)的功能要求。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 下位機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)射軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)部分的軟件主要解決兩個(gè)問(wèn)題。一是DS18B20檢測(cè)輪胎溫度及溫度值的轉(zhuǎn)換處理。二是溫度值通過(guò)NRF24L01無(wú)線傳輸給上位機(jī)。其軟件設(shè)計(jì)流程圖如（圖2）所示。下位機(jī)初始化后，等待上位機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)。一旦接收到主機(jī)的發(fā)送請(qǐng)求，下位機(jī)將NRF24L01設(shè)置為發(fā)送模式，將DS18B20采集和處理過(guò)的溫度值以串行數(shù)字信號(hào)的形式，傳送給上位機(jī)的無(wú)線芯片。

3.2 上位機(jī)溫度接收及處理軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)根據(jù)采集到的溫度信息，自主判斷當(dāng)前輪胎狀態(tài)是否健康安全。同時(shí)通過(guò)LCD12864實(shí)時(shí)顯示溫度，供駕駛員參考。該部分軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。

上位機(jī)首先初始化設(shè)置，包括單片機(jī)、LCD的設(shè)置等。系統(tǒng)準(zhǔn)備好后，由NRF24L01通知下位機(jī)可以發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測(cè)到下位機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)后，NRF24L01開始接收溫度信息，并將其存儲(chǔ)在緩存單元。當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)接收完畢后，應(yīng)答下位機(jī)。對(duì)接收到的溫度值，上位機(jī)控制核心送LCD顯示。同時(shí)比較實(shí)測(cè)值與設(shè)定值的大小，決定是否發(fā)送控制信號(hào)，采取降溫措施。然后系統(tǒng)準(zhǔn)備接收下一組溫度數(shù)據(jù)。

具體的降溫措施描述如下，本系統(tǒng)共設(shè)定了三個(gè)溫度檔位，分別定義為閾值1，閾值2和警戒值。檔位值由低到高，分別采取不同的輪胎降溫措施。若輪胎的實(shí)測(cè)溫度值小于閾值1，則輪胎溫度正常，不需要任何降溫處理。若實(shí)測(cè)溫度介于閾值1和閾值2之間，表明目前的輪胎存在一定的安全隱患，上位機(jī)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇降低輪胎溫度。若風(fēng)冷降溫的速度不能阻擋輪胎溫度的持續(xù)升高，溫度值超過(guò)閾值2，則上位機(jī)啟動(dòng)噴水器降溫。如果風(fēng)冷降溫和水冷降溫均不起作用，輪胎溫度超過(guò)了警戒值，表明輪胎目前處于危險(xiǎn)狀態(tài)，需要停車處理。

4 結(jié)語(yǔ)

由于輪胎在工作中處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所以設(shè)計(jì)一款能夠無(wú)線傳輸輪胎溫度到遠(yuǎn)程控制器的設(shè)備有著重要的意義。特別是監(jiān)控行駛中的汽車輪胎的實(shí)時(shí)溫度，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

本系統(tǒng)以51單片機(jī)作為控制核心。下位機(jī)由數(shù)字溫度傳感器采集輪胎溫度。無(wú)線芯片NRF24L01收發(fā)溫度數(shù)據(jù)。上位機(jī)的控制核心通過(guò)LCD12864液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的輪胎溫度。并且通過(guò)預(yù)先設(shè)定的三個(gè)溫度預(yù)警檔位，根據(jù)不同溫度狀態(tài)可能導(dǎo)致的安全隱患，采取不同的降溫處理措施。該設(shè)計(jì)能滿足大多數(shù)輪胎溫度的監(jiān)控需求，成本較低，便于推廣（圖3）。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

【關(guān)鍵字】高速公路，機(jī)電工程，電力監(jiān)控系統(tǒng)，作用

中圖分類號(hào)：U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．前言

高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)是近年來(lái)隨著高速公路的發(fā)展而不斷興起的系統(tǒng)，是為了適應(yīng)現(xiàn)代化高速公路管理的需要。綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路的自動(dòng)化管理，同時(shí)還能促使高速公路的管理更加的科學(xué)化。本文筆者結(jié)合自己多年來(lái)在高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方面的研究，現(xiàn)簡(jiǎn)要談?wù)剻C(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的作用，希望能夠使電力監(jiān)控系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于高速公路，同時(shí)為電力監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展作應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

二．高速公路綜合電力監(jiān)控需求分析

在以往高速公路沿線的收費(fèi)站、互通樞紐、服務(wù)區(qū)、隧道或隧道群變電站或隧道監(jiān)控室全部靠人工進(jìn)行日常表計(jì)抄錄、操作控制、日常維護(hù)、故障巡查等，因此．每個(gè)變電站或隧道監(jiān)控都要配備24小時(shí)值班人員，人工成本高，效率十分低。高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)需求如下：

（一）監(jiān)視高速公路全線關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)和故障報(bào)警，如市電停電或高壓柜故障、發(fā)電機(jī)故障、收費(fèi)站UPS故障、隧道埋地變故障、隧道風(fēng)機(jī)故障等，確保高速公路安全暢通：

（二）對(duì)站的高低壓配電室、發(fā)電機(jī)室及隧道進(jìn)行視頻遙視：變電站偷盜報(bào)警及外場(chǎng)電力或照明電纜偷盜報(bào)警：

（三）對(duì)站高低壓配電室和發(fā)電機(jī)室進(jìn)行溫度遙測(cè)，并根據(jù)測(cè)量溫度控制室內(nèi)通風(fēng)風(fēng)機(jī)：對(duì)隧道一氧化碳進(jìn)行遙測(cè)，并根據(jù)一氧化碳濃度對(duì)隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停控制：

（四）站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，故障自動(dòng)定位：

（五）數(shù)據(jù)、視頻及報(bào)警信息滿足高速公路分布式實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸要求：

（六）滿足高速公路所處環(huán)境和管理運(yùn)行所要求的可靠性與安全性要求：

（七）與高速公路運(yùn)行管理模式相適應(yīng)，全線綜合電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無(wú)紙記錄，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)顯示與打印。

三．簡(jiǎn)談機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)作用

1．有著遙信、遙測(cè)及遙控的作用

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的控制的網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)電力設(shè)備的運(yùn)行的情況以及電量等等各種信息，將會(huì)通過(guò)光纖輸送到控制樞紐并自動(dòng)的存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中。只需要觀察工作站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的熒光屏幕，工作人員能夠直觀的知道設(shè)備運(yùn)行的具體的情況、電量、設(shè)備開關(guān)等情況，顯示甚至自動(dòng)地打印所有的電量上下波動(dòng)的的曲線、潮流越線報(bào)警和設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)的報(bào)警，并經(jīng)過(guò)監(jiān)控中心來(lái)遠(yuǎn)程控制電力開關(guān)和設(shè)備。通過(guò)自身攜帶有通信接口的微機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備，檢測(cè)線路的三相電壓、電流，功率、電量、頻率、設(shè)備溫度、斷路器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)速斷保護(hù)、過(guò)流保護(hù)以及重合閘等保護(hù)功能。

2．?dāng)?shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理的功能非常的強(qiáng)大，具體包括：遙測(cè)數(shù)據(jù)綜合的處理、系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)、報(bào)表的生成、數(shù)據(jù)的整合、事件順序記錄的處理；非尋常的情況、趨勢(shì)弧線的生成以及操作的記錄等提示的告警和打印；歷史文檔的采集、分析、整理和保存。

歷史數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的具體的情況，定時(shí)將數(shù)據(jù)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)存到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和傳輸。

3．人機(jī)界面

機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠模擬接線圖的一些功能，比如報(bào)警的功能、實(shí)時(shí)顯示的功能、數(shù)據(jù)查詢的功能、圖形自動(dòng)編輯的功能等。此外，機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)還具有系統(tǒng)的自動(dòng)的對(duì)時(shí)、容錯(cuò)、安全管理、通道監(jiān)視和站端系統(tǒng)維護(hù)等功能。

三．監(jiān)控系統(tǒng)組成

高速公路供配電系統(tǒng)的主要負(fù)荷有：收費(fèi)、通信、監(jiān)控設(shè)施的用電；服務(wù)設(shè)施、管養(yǎng)設(shè)施、收費(fèi)站等場(chǎng)區(qū)用電；特殊區(qū)段的動(dòng)力及照明用電等。受當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件和地理?xiàng)l件的限制，路段變配電所通常都為分散獨(dú)立設(shè)置，同時(shí)配備柴油發(fā)電機(jī)組或者采用雙電源和UPS作為備用電源以提高一、二級(jí)負(fù)荷供電可靠性。機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式設(shè)計(jì)，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)將高、低壓設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)供配電的綜合自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)管理化。土千網(wǎng)絡(luò)采用單模光纖，組成光纖環(huán)網(wǎng)。對(duì)于設(shè)備相對(duì)集中的區(qū)域，用通信網(wǎng)關(guān)構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)子網(wǎng)。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用RS一485／422或RS一232等通信接口和現(xiàn)場(chǎng)總線接入到通信集中器，集中接入主干網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、配電 站和通信系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò))組成。

1.監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心，采用多機(jī)單網(wǎng)模式，包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、通信服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、 激光打印機(jī)等。監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)由服務(wù)器操作系統(tǒng)、工作站操作系統(tǒng)、支持軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的集中通信、分析計(jì)算，可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)一

次主接線圖、二次設(shè)備配置圖、系統(tǒng)運(yùn)行的曲線圖、電量報(bào)表、保護(hù)定值等各種數(shù)據(jù)信息，并且可隨時(shí)打印各種數(shù)據(jù)報(bào)表、故障信息、歷史記錄等，通過(guò)人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)(照明、動(dòng)力等)的監(jiān)控管理。

2．通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)在機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)中處于關(guān)鍵的地位，它能夠把控制中心的控制命令準(zhǔn)確無(wú)誤的傳送到數(shù)量眾多的遠(yuǎn)方終端，反映并搜集遠(yuǎn)方設(shè)備的運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息，并提交到監(jiān)控中心?？梢赃@么說(shuō)，通訊系統(tǒng)就像快遞員，負(fù)責(zé)著把信息從監(jiān)控終端傳遞到各個(gè)端口。

四．監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)必要性

一般來(lái)說(shuō)，監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對(duì)全線路面的交通、天氣等狀況的搜集與分析整理，但是在實(shí)際工作中，人們往往忽視機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用。而在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)過(guò)程中，機(jī)電T程電力監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中是不可或缺的一部分。建立完善的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，關(guān)系到收費(fèi)系統(tǒng)是否能夠正常、便捷的工作。

想要采用高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方式，就必須有可靠的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，同時(shí)要求該系統(tǒng)能夠便利、穩(wěn)定的工作。要保證收費(fèi)系統(tǒng)順利的工作，就必須保證供電系統(tǒng)能為整個(gè)系統(tǒng)提供正常的運(yùn)作環(huán)境。一旦發(fā)生停電的現(xiàn)象，雖然收費(fèi)站收費(fèi)系統(tǒng)所配備的專用UPS可以保證至少30min的供電，若是超過(guò)這個(gè)規(guī)定的上限的時(shí)間，市電仍然無(wú)法正常的供應(yīng)，而備用柴油發(fā)電機(jī)又沒(méi)有自動(dòng)切換啟動(dòng)，則收費(fèi)站將在UPS電量耗盡后癱瘓，這將影響整個(gè)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)片區(qū)的收費(fèi)工作。故而，我們必須在機(jī)電工程電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上做文章，加大投入，建立高效的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。這樣，就能夠迅速的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)的排除問(wèn)題，由監(jiān)控中心統(tǒng)一集中監(jiān)控，很顯然這樣就能夠大大的提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性，以實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的高效性、科學(xué)性、自動(dòng)性的目標(biāo)。

另外，現(xiàn)階段小偷盜竊高速公路沿線的電纜的情況非常的普遍，如果建立了機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，就可以對(duì)全線的外場(chǎng)設(shè)備的供電情況進(jìn)行有效的監(jiān)控，當(dāng)小偷切斷電纜的時(shí)候，外場(chǎng)設(shè)備供電系統(tǒng)就會(huì)中斷，監(jiān)控中心的工作人員就會(huì)快速的收到供電異常報(bào)警信息，并根據(jù)外場(chǎng)設(shè)備的具體的里程樁號(hào)通知路政隊(duì)的工作人員上路巡查，這在一定的程度上，為當(dāng)場(chǎng)抓獲盜竊者提供了可能性，能夠極大的震懾電纜盜竊者，保衛(wèi)高速公路沿線的電纜的安全。因此，機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的重要的組成部分，一個(gè)相對(duì)完整的監(jiān)控系統(tǒng)毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該包含一個(gè)科學(xué)、高效、全方位的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。

四．結(jié)束語(yǔ)

高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于高速公路的現(xiàn)代化自動(dòng)管理具有重要意義，應(yīng)該注重加強(qiáng)這方面的研究和應(yīng)用。

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第5篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

Abstract： According to the requirement of 3D management automation up-down and parallel transferring garage， this paper designed a kind of 3D garage monitoring system based on Kingview software. According to the 3D garage control requirements， introduced the structure of the monitoring system， specifically introduced the method of design and realization steps of using Kingview software development 3D up-down and translation stereo garage control system.

關(guān)鍵詞： 立體車庫(kù)；組態(tài)王；監(jiān)控系統(tǒng)

Key words： 3D garage；SCADA；monitor system

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）30-0189-03

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，我們逐漸進(jìn)入數(shù)字化和信息化城市，城市化進(jìn)程發(fā)展效果明顯，人民的收入水平也大大提高，所以很多人民在滿足生活的水平下，就會(huì)購(gòu)買汽車，因此汽車大量進(jìn)入家庭。但是隨之而來(lái)的問(wèn)題就多了，其中最難解決的就是停車難的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題成為現(xiàn)在困擾人們的一個(gè)社會(huì)問(wèn)題。未來(lái)5年，從潛在的需求角度來(lái)講，中國(guó)將成為世界上最大的立體車庫(kù)需求市場(chǎng)，這就需要興建立體車庫(kù)。而立體車庫(kù)的興建，也能解決當(dāng)前的問(wèn)題，既能緩解城市停車難的矛盾，也能減少停車場(chǎng)因?yàn)檎加猛恋孛娣e產(chǎn)生的問(wèn)題。

3D升降橫移式立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)作為系統(tǒng)運(yùn)行、實(shí)時(shí)分析車庫(kù)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控車庫(kù)運(yùn)行狀況的手段，是立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分之一。3D升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)采用IPC與PLC配合，就實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控?，F(xiàn)場(chǎng)器件與PLC直接相連，這樣PLC就會(huì)接收光電開關(guān)、行程開關(guān)等器件反饋的實(shí)時(shí)信息，還可以根據(jù)IPC預(yù)先設(shè)定的指令來(lái)完成現(xiàn)成操作；IPC操作系統(tǒng)選用的是Windows XP并在IPC中安裝（KingView）組態(tài)王軟件作為監(jiān)控軟件平臺(tái)，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。前臺(tái)軟件的主要軟件系統(tǒng)是對(duì)用戶的操作系統(tǒng)的反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控管理；后臺(tái)軟件是根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)的性質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行分類，然后分批進(jìn)行處理[1]。從而實(shí)現(xiàn)IPC對(duì)整個(gè)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的控制與管理，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的控制水平[2]。

1 3D升降橫移式立體車庫(kù)的原理

立體車庫(kù)的發(fā)展，在一定程度上大大緩解了停車難的問(wèn)題。為了建筑物所處的位置以及不同方向的擴(kuò)展，就需要以下形式來(lái)發(fā)展：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式、垂直升降式、平面移動(dòng)式、巷道堆垛式等[3]。

其中升降橫移式立體車庫(kù)采用以載車板升降或橫移存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備叫升降橫移機(jī)械式停車庫(kù)，一般為準(zhǔn)無(wú)人方式[4]。升降橫移式立體車庫(kù)采用模塊化設(shè)計(jì)，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)均可，能利用多種場(chǎng)地條件，運(yùn)用多種組合方式，有效利用場(chǎng)地有限空間[4-5]。

改進(jìn)后的立體車庫(kù)為3D升降橫移式的立體車庫(kù)，如圖1所示。3D升降橫移式立體車庫(kù)運(yùn)行原理在于內(nèi)層車輛只能升降進(jìn)退、外層車輛只能升降橫移，存取車輛時(shí)利用托盤的移動(dòng)產(chǎn)生垂直和水平的通道，實(shí)現(xiàn)后層車輛和高層車輛的存取，全部邏輯過(guò)程均由PLC進(jìn)行控制。該類立體車庫(kù)要留一列作為空車位，供車輛進(jìn)出的升降平移使用。

該種車庫(kù)為X×Y×Z三維矩陣形式，可以設(shè)計(jì)為多層，多列，多縱。其中，X為三維矩陣的列，及車庫(kù)的列數(shù)；Y為三維矩陣的行，及車庫(kù)的層數(shù)；Z為三位矩陣的縱，及車庫(kù)的縱數(shù)。Z為汽車進(jìn)出方向。

我們以3×2×2為例，可以停放的車輛數(shù)為10輛。這樣便更合理的利用了空間。

2 3D升降橫移式立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3D升降橫移式立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)采用“總站+分站+PLC+現(xiàn)場(chǎng)操作機(jī)構(gòu)（按鈕、行程開關(guān)、接觸器、電動(dòng)機(jī)等）”的典型結(jié)構(gòu)，我們?cè)诜终局邪惭b了KingView組態(tài)軟件形成一個(gè)分站系統(tǒng)，通過(guò)這個(gè)分站系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控PLC的運(yùn)行情況，并和PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；利用分站系統(tǒng)來(lái)控制立體車庫(kù)的車輛存取。3D升降橫移式立體車庫(kù)采用了多個(gè)車庫(kù)，便用多個(gè)分站系統(tǒng)來(lái)分別控制。多個(gè)分站系統(tǒng)利用以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇傉局?，?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與交換[6]。見(jiàn)圖2。

該控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)控制車輛的存取。

3 立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行調(diào)試

本系統(tǒng)選用的監(jiān)控軟件為北京亞控公司的組態(tài)王6.53。在上位機(jī)中運(yùn)行組態(tài)軟件，用于采集PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)提供給操作人員，方便監(jiān)控與管理[7]。

3.1 通信設(shè)置 組態(tài)王可以通過(guò)編程電纜同多臺(tái)PLC連接，由圖2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可知，在住宅小區(qū)停車場(chǎng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)中，我們采用一臺(tái)上位機(jī)控制一臺(tái)PLC，所以在組態(tài)王分站與PLC的連接上，我們用串行口直接進(jìn)行連接；而每個(gè)組態(tài)王分站之間通過(guò)以太網(wǎng)與系統(tǒng)總站相連接。

要實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與PLC之間的通信，我們首先要通過(guò)設(shè)備配置向?qū)Фx一個(gè)串口類設(shè)備，我們選擇與PLC相應(yīng)的連接口，再按照向?qū)瓿稍O(shè)置。如圖3所示。

當(dāng)我們定義好一個(gè)串口設(shè)備后，我們還需要對(duì)定義好的串口設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在這里以組態(tài)王與三菱FX2N系列PLC通信為例。組態(tài)王通訊參數(shù)的設(shè)置要與三菱FX2N系列PLC的參數(shù)設(shè)置保持一致。用RS232連接組態(tài)王與三菱FX2N系列PLC的情況下，要求PLC的波特率為9600bps，數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度為7，停止位長(zhǎng)度為1，奇偶校驗(yàn)位為偶校驗(yàn)。如圖4所示。圖4為設(shè)置好的通訊參數(shù)。

3.2 建立變量庫(kù) 我們?yōu)榱送ㄟ^(guò)屏幕用動(dòng)畫的方式來(lái)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況，就需要啟動(dòng)組態(tài)王運(yùn)行，而數(shù)據(jù)庫(kù)是組態(tài)王核心的部分，而數(shù)據(jù)庫(kù)是連接上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁，能讓工作人員的控制指令迅速送到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)[8]。

在整個(gè)系統(tǒng)中，主要使用除了電器、行程開關(guān)、光電開關(guān)以及一些按鈕等外部設(shè)備，這些外部設(shè)備的數(shù)據(jù)主要通過(guò)通信線纜就傳輸?shù)浇M態(tài)王系統(tǒng)中了，同時(shí)組態(tài)王系統(tǒng)通過(guò)這些向外部發(fā)送指令，所以這些外部設(shè)備的變量定義為I/O離散型變量。汽車及其托盤的移動(dòng)不與外部交換數(shù)據(jù)，定義為內(nèi)存實(shí)型變量。表1為本系統(tǒng)中組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典中定義的部分變量。

3.3 組態(tài)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)與編程 考慮到3D升降橫移式立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際功能，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)登錄界面、監(jiān)控主界面、報(bào)警界面，其中3D升降橫移式立體車庫(kù)主界面如圖5所示。

監(jiān)控界面主要包括狀態(tài)顯示區(qū)和動(dòng)作仿真區(qū)兩個(gè)部分，狀態(tài)顯示區(qū)包括立體車庫(kù)工作模式選擇按鈕（全自動(dòng)、半自動(dòng)、存車、取車按鈕）、車位選擇按鈕、及返回登錄界面按鈕組成。動(dòng)作仿真區(qū)可以直觀的顯示整個(gè)立體車庫(kù)存車或取車的工作流程。

完成整個(gè)監(jiān)控界面的繪制后，我們需要進(jìn)行動(dòng)畫連接。比如進(jìn)行汽車的移動(dòng)以及托盤的移動(dòng)。這些動(dòng)畫效果都通過(guò)動(dòng)畫連接中的水平移動(dòng)連接或者垂直移動(dòng)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。汽車水平移動(dòng)連接如圖6所示。

完成監(jiān)控畫面中所有控件的動(dòng)畫連接后，還需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行命令語(yǔ)言的編寫。在組態(tài)中，要讓所設(shè)計(jì)出來(lái)的畫面能夠按照我們的語(yǔ)氣方式動(dòng)作來(lái)發(fā)展，這就離不開命令語(yǔ)言的編寫。命令語(yǔ)言可以通過(guò)命令，實(shí)現(xiàn)汽車、托盤的移動(dòng)，界面的調(diào)用，系統(tǒng)的登陸與退出等。我們可以打開組態(tài)工程瀏覽器中的“應(yīng)用程序命令語(yǔ)言”對(duì)話框，設(shè)置程序掃描周期，同時(shí)在“運(yùn)行時(shí)”車庫(kù)相對(duì)位置移動(dòng)的命令語(yǔ)言：

if（＼＼本站點(diǎn)＼車位1前限位==0 &&＼＼本站點(diǎn)＼車位4下限位==1）

{

＼＼本站點(diǎn)＼車位7前進(jìn)_Y=＼＼本站點(diǎn)＼車位7前進(jìn)_Y+10；

＼＼本站點(diǎn)＼托盤7前進(jìn)_Y=＼＼本站點(diǎn)＼托盤7前進(jìn)_Y+10；

if（＼＼本站點(diǎn)＼托盤7前進(jìn)_Y>=460）

{

＼＼本站點(diǎn)＼車位4下限位=0；

＼＼本站點(diǎn)＼光電開關(guān)7=1；

＼＼本站點(diǎn)＼光電開關(guān)4=0；

}

}

3.4 調(diào)試運(yùn)行 程序檢查無(wú)誤以及組態(tài)軟件與PLC通信成功后，將編寫好的PLC程序下載到PLC主機(jī)中，然后在上位機(jī)中打開組態(tài)王軟件，并打開制作好的監(jiān)控界面，切換到運(yùn)行狀態(tài)，輸入登錄名和登錄密碼，即可進(jìn)入監(jiān)控界面。觀察監(jiān)控界面與實(shí)際運(yùn)行環(huán)境是否同步，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，可返回開發(fā)界面，進(jìn)行微調(diào)，直至運(yùn)行正常為止[9]。

4 總結(jié)

3D升降橫移式立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)采用組態(tài)王6.53組態(tài)軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)立體車庫(kù)工作情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，人機(jī)界面良好，可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀文華.升降橫移式立體車庫(kù)的控制研究與仿真實(shí)現(xiàn)[D].長(zhǎng)安大學(xué)碩士論文，2006：18.

[2]阮文韜.基于組態(tài)軟件的住宅小區(qū)停車場(chǎng)模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012（05）.

[3]機(jī)械式立體車庫(kù)[J].物流技術(shù)（裝備版），2011（7）：68-69.

[4]王輝.機(jī)械式立體車庫(kù)的特點(diǎn)研究及應(yīng)用[D].碩士學(xué)位論文，2008：10-36.

[5]錢惠軍，徐衛(wèi)國(guó).升降橫移停車設(shè)備的選型[J].中國(guó)電梯，2004（23）：53-56.

[6]薛迎成，何堅(jiān)強(qiáng).工控機(jī)及組態(tài)控制技術(shù)原理與應(yīng)用[J].北京：中國(guó)電力出版社，2007：1-10.

[7]劉力.組態(tài)王軟件在交通燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2012（4）.

第6篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

PLC分為固定式和組合式兩種不同的類型,但是其基本結(jié)構(gòu)式相同的,一般是由CPU、存儲(chǔ)器和I/O輸出設(shè)備等組成。采用PLC技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)可以用于隧道交通信號(hào)燈的控制,以及檢測(cè)電流模擬信號(hào)。一般風(fēng)機(jī)控制柜上的軟啟動(dòng)器也是采用PLC進(jìn)行控制的,通過(guò)配置開關(guān)量來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。

監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中需要采集的數(shù)據(jù)量非常大,要求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)處理能力,所以我們選用DSP處理器。為了簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)的額結(jié)構(gòu),提高其運(yùn)行可靠性,設(shè)計(jì)中決定采用集成的視頻處理芯片,該類型的芯片將信號(hào)的預(yù)處理、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換和時(shí)鐘發(fā)生器都功能集中在一起,在將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程中避免了系統(tǒng)對(duì)分立元件的要求,也節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。另外,采用集成視頻處理信號(hào)只需要在新器件中加載新的寄存器初值就可以方便的改變?cè)须娐返奶匦?避免了元件更換和調(diào)節(jié)過(guò)程中的不便,也減少了系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間。這次設(shè)計(jì)我們采用的是飛利浦公司生產(chǎn)的SAA7113視頻處理芯片。

1系統(tǒng)主控芯片的設(shè)計(jì)

這次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)采用了DSP處理器,它采用改進(jìn)的哈佛機(jī)構(gòu),能夠同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù);并且具有獨(dú)立的DMA控制器,能夠在不影響DSP處理速度的情況下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸。目前,國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是T1公司生產(chǎn)的TMS320C54x系列,其價(jià)格低,功耗小。這次設(shè)計(jì)中我們也采用該系列的產(chǎn)品其型號(hào)為TMS320VC5402。它具有40個(gè)邏輯運(yùn)算單位,內(nèi)含兩個(gè)累加器和一個(gè)40位的桶形移位器。C5402內(nèi)部還有ROM單元,可以用來(lái)存儲(chǔ)程序或者數(shù)據(jù),另外還有一個(gè)緩沖串行口和8位的HPI接口,兩個(gè)16位定時(shí)器、一個(gè)六通道DMA控制器和一個(gè)PLL時(shí)鐘發(fā)生器。

2電源設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中TMS320VC5402芯片要求輸入輸出的電壓為3.2V,但是內(nèi)核電壓只有1.5V,所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)中其他芯片的接口電壓要能夠兼容3.3V,電源的設(shè)計(jì)要特別考慮功率的影響。本次設(shè)計(jì)中電源采用雙電壓供電,這時(shí)只需要考慮上電順序的問(wèn)題。主控芯片對(duì)上電順序的要求是電源的核電壓應(yīng)比I/O口先供電,斷開時(shí)要晚于I/O口,且要Vd先上電,上電時(shí)要保證整個(gè)系統(tǒng)的上電過(guò)程必須在25ms內(nèi)完成。這時(shí)因?yàn)閂c先于Vd上電時(shí)對(duì)芯片本身沒(méi)有損害,只是芯片周邊的輸入和輸出變?yōu)闊o(wú)效,反之會(huì)對(duì)芯片的驅(qū)動(dòng)和緩沖造成沖擊,從而損壞芯片。所以在這次設(shè)計(jì)中我們選擇的是T1公司生產(chǎn)的TPS767D318,該電源的輸出為3.3V和1.8V的雙路輸出,保證了系統(tǒng)對(duì)功率和上電次序的要求。

3復(fù)位電路設(shè)計(jì)

DSP系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)時(shí)鐘頻率較高,在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生干擾和擾的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成死機(jī)。所以在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中我們還加入了復(fù)位電路,以確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其原理是給監(jiān)視線提供一個(gè)高低電平發(fā)生變化的信號(hào),在規(guī)定時(shí)間內(nèi)如果沒(méi)有出現(xiàn)信號(hào)的變化,復(fù)位電路就會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作,反之,則繼續(xù)運(yùn)行。這次設(shè)計(jì)中我們采用的是MAXIM公司的MAX706T監(jiān)控電路,能夠滿足3V電源系統(tǒng)和5V電源系統(tǒng)的供電需要。

結(jié)語(yǔ)

第7篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

1.1現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是電子技術(shù)、儀表技術(shù)以及計(jì)算機(jī)計(jì)算等多項(xiàng)技術(shù)融合的成果,能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制設(shè)備間的全數(shù)字化和雙向多變量數(shù)字通信,為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的全數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。

1.2無(wú)線傳感器技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著無(wú)線傳感技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線傳輸?shù)乃俾室苍诓粩嗵岣摺Ｔ跓o(wú)線傳輸方式中比較有代表性的是ZigBee技術(shù),它的傳輸速率為10～250kb/s,用于溫度和濕度等數(shù)據(jù)的傳輸,其工作狀態(tài)下的功耗為30MW,所以其成本較低,并且能夠在10m～75m范圍間進(jìn)行信息的傳遞。ZigBee技術(shù)是未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)的主流,而且支持ZigBee的設(shè)備的價(jià)格也會(huì)越來(lái)越低。其應(yīng)用范圍包括對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品成分的檢測(cè)以及火警的早期檢測(cè)和預(yù)報(bào)等等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)病人的血壓、心跳以及體溫等,減少醫(yī)生的勞動(dòng)工作量。另外該技術(shù)還可以用于家庭安全系統(tǒng)的構(gòu)建,避免了紅外裝置受角度影響的限制。

1.3PLC技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC分為固定式和組合式兩種不同的類型,但是其基本結(jié)構(gòu)式相同的,一般是由CPU、存儲(chǔ)器和I/O輸出設(shè)備等組成。采用PLC技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)可以用于隧道交通信號(hào)燈的控制,以及檢測(cè)電流模擬信號(hào)。一般風(fēng)機(jī)控制柜上的軟啟動(dòng)器也是采用PLC進(jìn)行控制的,通過(guò)配置開關(guān)量來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。

2監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中需要采集的數(shù)據(jù)量非常大,要求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)處理能力,所以我們選用DSP處理器。為了簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)的額結(jié)構(gòu),提高其運(yùn)行可靠性,設(shè)計(jì)中決定采用集成的視頻處理芯片,該類型的芯片將信號(hào)的預(yù)處理、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換和時(shí)鐘發(fā)生器都功能集中在一起,在將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程中避免了系統(tǒng)對(duì)分立元件的要求,也節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。另外,采用集成視頻處理信號(hào)只需要在新器件中加載新的寄存器初值就可以方便的改變?cè)须娐返奶匦?避免了元件更換和調(diào)節(jié)過(guò)程中的不便,也減少了系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間。這次設(shè)計(jì)我們采用的是飛利浦公司生產(chǎn)的SAA7113視頻處理芯片。

2.1系統(tǒng)主控芯片的設(shè)計(jì)

這次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)采用了DSP處理器,它采用改進(jìn)的哈佛機(jī)構(gòu),能夠同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù);并且具有獨(dú)立的DMA控制器,能夠在不影響DSP處理速度的情況下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸。目前,國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是T1公司生產(chǎn)的TMS320C54x系列,其價(jià)格低,功耗小。這次設(shè)計(jì)中我們也采用該系列的產(chǎn)品其型號(hào)為TMS320VC5402。它具有40個(gè)邏輯運(yùn)算單位,內(nèi)含兩個(gè)累加器和一個(gè)40位的桶形移位器。C5402內(nèi)部還有ROM單元,可以用來(lái)存儲(chǔ)程序或者數(shù)據(jù),另外還有一個(gè)緩沖串行口和8位的HPI接口,兩個(gè)16位定時(shí)器、一個(gè)六通道DMA控制器和一個(gè)PLL時(shí)鐘發(fā)生器。

2.2電源設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中TMS320VC5402芯片要求輸入輸出的電壓為3.2V,但是內(nèi)核電壓只有1.5V,所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)中其他芯片的接口電壓要能夠兼容3.3V,電源的設(shè)計(jì)要特別考慮功率的影響。本次設(shè)計(jì)中電源采用雙電壓供電,這時(shí)只需要考慮上電順序的問(wèn)題。主控芯片對(duì)上電順序的要求是電源的核電壓應(yīng)比I/O口先供電,斷開時(shí)要晚于I/O口,且要Vd先上電,上電時(shí)要保證整個(gè)系統(tǒng)的上電過(guò)程必須在25ms內(nèi)完成。這時(shí)因?yàn)閂c先于Vd上電時(shí)對(duì)芯片本身沒(méi)有損害,只是芯片周邊的輸入和輸出變?yōu)闊o(wú)效,反之會(huì)對(duì)芯片的驅(qū)動(dòng)和緩沖造成沖擊,從而損壞芯片。所以在這次設(shè)計(jì)中我們選擇的是T1公司生產(chǎn)的TPS767D318,該電源的輸出為3.3V和1.8V的雙路輸出,保證了系統(tǒng)對(duì)功率和上電次序的要求。

2.3復(fù)位電路設(shè)計(jì)

DSP系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)時(shí)鐘頻率較高,在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生干擾和擾的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成死機(jī)。所以在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中我們還加入了復(fù)位電路,以確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其原理是給監(jiān)視線提供一個(gè)高低電平發(fā)生變化的信號(hào),在規(guī)定時(shí)間內(nèi)如果沒(méi)有出現(xiàn)信號(hào)的變化,復(fù)位電路就會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作,反之,則繼續(xù)運(yùn)行。這次設(shè)計(jì)中我們采用的是MAXIM公司的MAX706T監(jiān)控電路,能夠滿足3V電源系統(tǒng)和5V電源系統(tǒng)的供電需要。

3結(jié)語(yǔ)

第8篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：果蔬儲(chǔ)藏；環(huán)境監(jiān)控；系統(tǒng)模式；控制算法

中圖分類號(hào)：x859 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150932006

引言

我國(guó)是一個(gè)生產(chǎn)和消費(fèi)水果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的大國(guó)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品、特別是水果和蔬菜的需求呈逐年上升的態(tài)勢(shì)。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)水果產(chǎn)量達(dá)2.41億噸，水果種植面積同比增加1.2%，產(chǎn)量同比增加5.7%；2012年，我國(guó)蔬菜總產(chǎn)量達(dá)到7.09億噸，較上年凈增加2953萬(wàn)噸。如此規(guī)模和上升勢(shì)頭的果蔬產(chǎn)業(yè)，亟需先進(jìn)的儲(chǔ)藏系統(tǒng)和設(shè)備確保果蔬的品質(zhì)與長(zhǎng)時(shí)間保存，而由于儲(chǔ)藏技術(shù)不過(guò)關(guān)，每年我國(guó)果品腐爛1200萬(wàn)噸之多，蔬菜腐壞更是高達(dá)1.3億噸，每年損耗金額達(dá)1000億元以上。

果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境具有多因子性、多變性和非線性的特征。需要監(jiān)控的環(huán)境因子有溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度等，監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)就在于測(cè)量影響因子的數(shù)值，根據(jù)既定的控制算法確定出被控量的控制量值，通過(guò)實(shí)時(shí)合理的調(diào)節(jié)環(huán)境因子，改善儲(chǔ)藏環(huán)境，達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間保鮮儲(chǔ)藏的目的。果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境的監(jiān)控有3個(gè)不同的層次：人工監(jiān)控、自動(dòng)監(jiān)控和智能監(jiān)控[1]。3種方式中，人工監(jiān)控屬于最初階段的方式，由于其諸多缺點(diǎn)，現(xiàn)已較少采用；自動(dòng)監(jiān)控是我國(guó)應(yīng)用最多的果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控方式；智能監(jiān)控方式處于研究水平的較多，實(shí)際投入實(shí)踐的較少，但智能監(jiān)控勢(shì)必是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，因其能更合理、精確與智能地對(duì)果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境實(shí)施監(jiān)督和控制，使得儲(chǔ)藏效果更好[2]。

1 果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)模式

1.1基于單片機(jī)的監(jiān)控模式

整個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，按照信息流向和控制模塊組成劃分為：前向輸入通道、控制面板和后向輸出控制3部分，如圖1所示。工作過(guò)程為：前端傳感器采集儲(chǔ)藏環(huán)境信息，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片傳給單片機(jī)處理中心，單片機(jī)中存儲(chǔ)了某種或某幾種果蔬必需的儲(chǔ)藏環(huán)境因子數(shù)值，將其與傳感器實(shí)時(shí)采集的環(huán)境因子參數(shù)數(shù)值進(jìn)行比較運(yùn)算，輸出的結(jié)果控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作[14]。單片機(jī)監(jiān)控模式是集中式控制結(jié)構(gòu)，單片機(jī)承擔(dān)了所有的控制要求，一旦單片機(jī)出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)失去控制，因此對(duì)單片機(jī)性能要求較高。

單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境的全局管理，操作簡(jiǎn)單、成本低廉，但可靠性較差、精度不高、故障率高，且自動(dòng)化水平較低。

1.2基于PLC的監(jiān)控模式

基于PLC，即可編程控制器的果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控模式由上位機(jī)、PLC、數(shù)據(jù)采集單元及驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，模式框圖如圖2所示。上位機(jī)作為全系統(tǒng)的管理監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理；PLC作為控制核心，通過(guò)擴(kuò)展模塊，接受來(lái)自傳感器的環(huán)境因子參數(shù)信息，實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)并發(fā)送指令，經(jīng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)控儲(chǔ)藏環(huán)境小氣候，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)藏環(huán)境的自動(dòng)化監(jiān)控。

PLC作為系統(tǒng)的控制核心，融合了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和傳統(tǒng)繼電器技術(shù)，具有控制能力強(qiáng)、操作靈活方便、可靠性高和適宜長(zhǎng)期連續(xù)工作的特點(diǎn)。

1.3 基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)模式

CAN（Controller Area Network），即控制器局域網(wǎng)，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，由德國(guó)博世公司于20世紀(jì)80年代中期開發(fā)。CAN總線的通信速率最高可達(dá)1Mbps，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km，總線上可掛接的節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)110個(gè)，總線接口芯片支持8位、16位CPU。CAN總線通信介質(zhì)為雙絞線，用戶接口簡(jiǎn)單，編程方便，可采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和全局廣播的方式傳送數(shù)據(jù)。

基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)模式由上位機(jī)監(jiān)控中心、現(xiàn)場(chǎng)控制器、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，組網(wǎng)簡(jiǎn)單，成本適中，宜于進(jìn)行大規(guī)模、多儲(chǔ)藏室的監(jiān)控，系統(tǒng)框圖如圖3所示。

1.4 基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)模式

基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)模式包括無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和Internet互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可采用GPRS、3G、微波等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離儲(chǔ)藏環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的傳輸，Internet網(wǎng)絡(luò)使得管理人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程登錄的方式在異地就可完成對(duì)儲(chǔ)藏現(xiàn)場(chǎng)的操控，只要有Internet網(wǎng)絡(luò)覆蓋就可隨時(shí)隨地掌控果蔬儲(chǔ)藏的情況。

該系統(tǒng)模式分解成五層結(jié)構(gòu)，最底層為現(xiàn)場(chǎng)層，由控制器、傳感器和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳感器負(fù)責(zé)采集環(huán)境因子參數(shù)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電路芯片驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，控制器接受控制指令完成控制操作；第二層為無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)層采集的數(shù)據(jù)和上層發(fā)送的控制指令的傳輸；第三層是監(jiān)控層，完成下層傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、處理和控制決策的制定；第四層是Internet網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄；第五層為Web客戶層，通過(guò)瀏覽器遠(yuǎn)程訪問(wèn)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，系統(tǒng)框圖如圖1.4所示。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)管理的儲(chǔ)藏室規(guī)模大、范圍廣，易于統(tǒng)籌，通過(guò)遠(yuǎn)程登錄的方式能方便的了解到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，利于決策的制定。但是，此系統(tǒng)所需的軟硬件多、技術(shù)要求高、成本高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定難度也是其不足之處。

1.5 基于Zigbee無(wú)線技術(shù)的系統(tǒng)模式

Zigbee是一種短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無(wú)線連接。在2.4G Hz輸出功率和良好信道環(huán)境下，傳輸距離可達(dá)100米，數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)250kbps，具有功耗低、可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)[5]。

基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模式由5部分組成：上位機(jī)監(jiān)控管理部分、控制器部分、傳感器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分，系統(tǒng)框圖如圖5所示[3]。

2 果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)控制算法

監(jiān)控系統(tǒng)的硬件核心可以說(shuō)是控制器，性能優(yōu)良的控制器不僅能夠出色完成預(yù)定的控制任務(wù)，而且還要消耗較少的能量，具有實(shí)時(shí)性好、效率高等特點(diǎn)。與此同時(shí)，系統(tǒng)還有一個(gè)軟件核心，是人為設(shè)置的控制策略，即算法。好的算法可使得控制精度高，系統(tǒng)時(shí)延小，甚至具有智能。

2.1 模糊控制算法

儲(chǔ)藏環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)受多變量影響的大慣性非線性系統(tǒng)，且有交連、時(shí)延現(xiàn)象，很難對(duì)這類系統(tǒng)建立精確地?cái)?shù)學(xué)模型，也就不適宜用經(jīng)典控制方法和現(xiàn)代控制方法實(shí)現(xiàn)控制。模糊控制不需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，它是通過(guò)計(jì)算機(jī)執(zhí)行人類用自然語(yǔ)言描述的規(guī)則，綜合考慮各種環(huán)境參數(shù)完成控制任務(wù)。

模糊控制的基本思想是把專家對(duì)特定被控對(duì)象和過(guò)程的控制策略總結(jié)成一系列控制規(guī)則，通過(guò)模糊推理得到控制作用集，作用于被控對(duì)象和過(guò)程。模糊控制的一般步驟如下：

定義模糊子集，建立模糊控制規(guī)則；

由基本論域轉(zhuǎn)變?yōu)槟：险撚颍?/p>

模糊關(guān)系矩陣運(yùn)算；

模糊推理合成，求出控制輸出模糊子集；

進(jìn)行逆模糊運(yùn)算，判決，得到精確控制量。

模糊控制的一般結(jié)構(gòu)如圖6所示。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法

神經(jīng)網(wǎng)路是由簡(jiǎn)單處理單元，被稱為“神經(jīng)元”，構(gòu)成的大規(guī)模并行分布式處理器，具有存儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)并使之可用的特性，特別適合于具有較高非線性和難于建立精確數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程，通常采用多組樣本值進(jìn)行訓(xùn)練的方式，從外界環(huán)境中獲取知識(shí)，互聯(lián)神經(jīng)元的連接強(qiáng)度，即突觸權(quán)值，用于存儲(chǔ)獲取的知識(shí)，經(jīng)過(guò)多次有序的改變網(wǎng)絡(luò)的突觸權(quán)值，達(dá)到想要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

神經(jīng)元是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本信息處理單位，由三種基本要素組成：突觸、加法器和激活函數(shù)。每一個(gè)突觸由其權(quán)值或強(qiáng)度作為特征，每個(gè)輸入信號(hào)和權(quán)值相乘送往加法器；加法器用于求輸入信號(hào)被神經(jīng)元的相應(yīng)突觸加權(quán)的和；激活函數(shù)用來(lái)限制神經(jīng)元輸出的振幅，神經(jīng)元模型圖如圖7所示。

2.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法

模糊算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的共同點(diǎn)在于處理和解決問(wèn)題時(shí)都不需要對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型。但一般來(lái)說(shuō)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不能直接處理結(jié)構(gòu)化的知識(shí)，它需用大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過(guò)自己學(xué)習(xí)的過(guò)程，并借助其并行分布式結(jié)構(gòu)來(lái)估計(jì)輸入輸出的映射關(guān)系。模糊算法可以直接處理結(jié)構(gòu)化的知識(shí)，也就是由專家給出的“規(guī)則”，因其引入了“隸屬度”的概念，使得“規(guī)則”可以數(shù)值化。模糊算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的結(jié)合，能將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)機(jī)制引入模糊控制中，使模糊控制也具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)借助大規(guī)模的并行分布式處理結(jié)構(gòu)完成模糊的推理過(guò)程，構(gòu)建一個(gè)帶有人類感覺(jué)和認(rèn)知成分的自適應(yīng)系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合模糊控制，它“不知不覺(jué)“中向訓(xùn)練數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，產(chǎn)生、修正并高度概括輸入輸出之間的模糊規(guī)則，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)的產(chǎn)生和精煉這些規(guī)則，然后根據(jù)輸出模糊集合的幾何分布及由過(guò)去經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的模糊規(guī)則推理得出結(jié)論。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的融合方式如圖8所示。

2.4 模糊PID控制算法

常規(guī)PID算法具有原理簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域， PID算法適于簡(jiǎn)單的單輸入、單輸出線性系統(tǒng)的控制，穩(wěn)態(tài)性能好，但動(dòng)態(tài)性能較差，且容易產(chǎn)生超調(diào)，抗干擾能力差，對(duì)于非線性、時(shí)變、大滯后和參數(shù)難以實(shí)現(xiàn)在線整定的系統(tǒng)有難以克服的局限性。模糊控制算法魯棒性和動(dòng)態(tài)性能較好，自適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)參數(shù)變化不敏感，能較大范圍適應(yīng)參數(shù)變化，對(duì)于非線性時(shí)變滯后系統(tǒng)而言，有較好的控制效果，考慮到果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境條件的多變性，可將二者控制算法結(jié)合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效、可靠地監(jiān)控。

模糊PID算法的實(shí)現(xiàn)由模糊參數(shù)調(diào)節(jié)器和標(biāo)準(zhǔn)PID控制器共同完成。模糊參數(shù)調(diào)節(jié)器以誤差e和誤差變化率 作為輸入，PID參數(shù)KP、KI、KD作為輸出，利用模糊控制規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改，運(yùn)行過(guò)程中不斷檢測(cè)e和，不斷對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行修改，從而達(dá)到良好的控制性能。模糊PID原理圖如圖9所示。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前我國(guó)果蔬儲(chǔ)藏業(yè)的現(xiàn)狀，本文綜述了可應(yīng)用于果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控的五種系統(tǒng)模式和四種控制算法，用于改善果蔬儲(chǔ)藏的條件，較少儲(chǔ)藏?fù)p失，提高儲(chǔ)藏品質(zhì)。五種系統(tǒng)模式各具特點(diǎn)，適用不同的應(yīng)用場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)的難易程度不同，成本有高有低，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀可實(shí)現(xiàn)多元化的選擇，形成多元化的應(yīng)用格局。四種控制算法相較常規(guī)控制方法，有其獨(dú)特的一面，一定程度上使得控制的可靠性和精確性更高，但實(shí)現(xiàn)上有其難度，需要綜合考慮，謹(jǐn)慎選擇?？傊?，對(duì)果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及控制算法的研究，會(huì)越來(lái)越向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化兩個(gè)方向發(fā)展，人為干預(yù)程度越低，自動(dòng)化程度越高，則監(jiān)控效果會(huì)更好。

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第9篇：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：監(jiān)控中心 安防監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng) 電視監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）12-0145-01

隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字化高新技術(shù)產(chǎn)品日益增加和完善。各行業(yè)為了提高和完善生產(chǎn)、管理水平和增加競(jìng)爭(zhēng)性，都爭(zhēng)先采用完善的高新技術(shù)產(chǎn)品。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控正逐步取代傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以其特有的優(yōu)勢(shì)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。醫(yī)院的主要出入口、電梯間、公共區(qū)域等需要24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，其他如：病房、監(jiān)護(hù)室的患者24小時(shí)監(jiān)護(hù)，手術(shù)室的手術(shù)觀摩學(xué)習(xí)，醫(yī)生的共同會(huì)診，都有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的用武之地，但最直接的應(yīng)用點(diǎn)還要數(shù)危重急救病房和手術(shù)室等場(chǎng)所。

1 概述

醫(yī)院安防監(jiān)控指揮中心實(shí)施人防（民防）應(yīng)急求援的指揮調(diào)度和戰(zhàn)時(shí)防空襲輔助指揮的場(chǎng)所，對(duì)其安裝安全防范系統(tǒng)的建設(shè)十分必要。一個(gè)完整的綜合安保系統(tǒng)由應(yīng)多項(xiàng)子系統(tǒng)組成，并與其它系統(tǒng)存在相關(guān)聯(lián)系，其構(gòu)成圖1如下。

1.1 系統(tǒng)功能分析

監(jiān)控中心對(duì)醫(yī)院各樓層區(qū)域、重要出入口、通道的監(jiān)控；院內(nèi)重要通道、進(jìn)出口、偽裝房的監(jiān)控；醫(yī)院周邊圍墻的監(jiān)控；地下物資庫(kù)的監(jiān)控；醫(yī)院院圍墻防范非法翻越報(bào)警系統(tǒng)；監(jiān)控中心集中對(duì)前端攝像機(jī)進(jìn)行顯示、控制等；監(jiān)控信號(hào)在監(jiān)控中心辦公樓可視；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)授權(quán)的計(jì)算用戶可任意實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像調(diào)用，執(zhí)行日常的運(yùn)作；電視監(jiān)控系統(tǒng)與防盜報(bào)警系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)功能；所有圖像的錄制采用數(shù)字化錄像模式，保存時(shí)間達(dá)一個(gè)月或以上；系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，易上手，具備一定的超前性，在功能上應(yīng)滿足當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)期發(fā)展的要；主機(jī)預(yù)留容量和接口，便于今后擴(kuò)容，并適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的需要。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

該系統(tǒng)包括電視監(jiān)控系統(tǒng)、周邊防范報(bào)警系統(tǒng)兩部分；電視監(jiān)控系統(tǒng)：采用視頻集中管理控制，數(shù)字記錄與視頻矩陣控制相結(jié)合的解決方案實(shí)現(xiàn)前端監(jiān)控點(diǎn)位圖像的保存和網(wǎng)絡(luò)傳輸。在監(jiān)控中心設(shè)置電視幕墻，以實(shí)現(xiàn)對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)位圖像顯示及監(jiān)視。周邊防范報(bào)警系統(tǒng)：采用集中控制管理方式。在監(jiān)控中心及分控中心，均可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的視頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)看、錄像。

2 電視監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 簡(jiǎn)述

在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，可以把被監(jiān)視場(chǎng)所的圖像傳送到監(jiān)控中心，使被監(jiān)控場(chǎng)所的情況一目了然。它具有圖像直觀性、實(shí)時(shí)性、信息量大等特點(diǎn)。通過(guò)建立電視監(jiān)控系統(tǒng)，可使醫(yī)院監(jiān)控指揮中心管理人員了解各重要地區(qū)的狀況，實(shí)時(shí)獲得第一手圖像資訊，大大提高管理能力。同時(shí)，電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以不但與門禁管理系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急廣播子系統(tǒng)等其他子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，使應(yīng)用效果更加強(qiáng)大，電視監(jiān)控系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是它而且應(yīng)當(dāng)可以把監(jiān)視場(chǎng)所的圖像和聲音全部或部分記錄下來(lái)，這樣就為日后對(duì)某些事件的處理提供了方便條件及重要依據(jù)。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

監(jiān)控系統(tǒng)可劃分為前端攝像、傳輸、控制、顯示與記錄設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)分控中心5部分。攝像機(jī)通過(guò)同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂票O(jiān)控中心。系統(tǒng)組成圖2如下。

系統(tǒng)前端設(shè)備將監(jiān)視部位的視頻信號(hào)傳送到主控室，接入16路數(shù)字硬盤錄像機(jī)進(jìn)行圖像存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)傳遞。后再通過(guò)數(shù)字硬盤錄像機(jī)的環(huán)通輸出，接入到矩陣主機(jī)，通輸出口，接入到電視墻上的監(jiān)視器上顯示。

通過(guò)視頻矩陣主機(jī)，操作人員可發(fā)出指令，對(duì)云臺(tái)的上、下、左、右的動(dòng)作進(jìn)行控制及對(duì)鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可通過(guò)編程可歸類將不同區(qū)域的視頻信號(hào)輸出到分區(qū)監(jiān)視器上進(jìn)行輪循或定格切換監(jiān)視。在監(jiān)視器上同時(shí)可顯示對(duì)應(yīng)畫面圖像的攝像機(jī)編號(hào)或字符標(biāo)題，上述操作可一次編程后每日自動(dòng)運(yùn)行，也可通過(guò)工作站來(lái)啟動(dòng)序列運(yùn)行。

同時(shí)利用數(shù)字硬盤錄像機(jī)將視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮處理，可對(duì)圖像進(jìn)行錄像、回放、處理等操作，使錄像效果達(dá)到最佳。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是信息技術(shù)和電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，并且通過(guò)在醫(yī)院的安防工作中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，能夠減輕醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)且有效提高工作效率。同時(shí)使得整個(gè)醫(yī)院理為人性化、智能化和先進(jìn)化，更為有效地保障了醫(yī)院人員的生命安全。所以，將數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控應(yīng)用到醫(yī)遼安防工作當(dāng)中是大有裨益的[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]楊進(jìn)寶，無(wú)線醫(yī)療呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，碩士學(xué)位論文[D].湖南師范大學(xué)，2009.7：55-56.