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1.1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
目前設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)包括兩種,即C/S、B/S兩種架構(gòu)形式。對(duì)于C/S結(jié)構(gòu)形式而言,即客戶/服務(wù)器形式,其技術(shù)更加的成熟,而且具有高效性、安全性和封閉性等特點(diǎn);對(duì)于B/S結(jié)構(gòu)形式而言,即瀏覽器/服務(wù)器形式,其表現(xiàn)出開放性、靈活性等特點(diǎn),無需預(yù)先布設(shè)相應(yīng)的應(yīng)用程序和應(yīng)用軟件。在醫(yī)院設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)建過程中,采用B/S架構(gòu)形式,可開發(fā)病房以及財(cái)務(wù)科室的設(shè)備輔助管理功能;如果采用C/S架構(gòu)形式,則可開發(fā)設(shè)備主管理部門的實(shí)踐應(yīng)用程序。
1.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)手段的主要形式,構(gòu)建醫(yī)院設(shè)備系統(tǒng)時(shí),建議選擇SQLServer2000作為數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。從應(yīng)用效果來看,SQLServer2000的性能非常的強(qiáng),而且網(wǎng)絡(luò)連接特性、應(yīng)用安全性都非常的好,對(duì)系統(tǒng)硬件沒有太高的要求,是一種中輕量型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)過程中,應(yīng)當(dāng)合理選擇數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)、約束條件,以此來確保高等院校附屬醫(yī)院設(shè)備管理信息數(shù)據(jù)錄入的規(guī)范化,最大限度地減少冗余,以此來確保其完整性,實(shí)現(xiàn)信息化管理。
1.3條碼掃描終端
在高等院校附屬醫(yī)院設(shè)備信息系統(tǒng)建設(shè)過程中,采用條碼技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備信息管理工作的高密度性、內(nèi)含校驗(yàn)碼性,可在較小的標(biāo)簽空間上打印高信息密度條碼,并且具有解碼速度快、正確率高等特點(diǎn)。實(shí)踐中,采用手持條碼掃描終端系統(tǒng),可有效實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備管理人員對(duì)實(shí)物的有效清點(diǎn);系統(tǒng)基于清點(diǎn)程序的運(yùn)行,只需對(duì)清點(diǎn)設(shè)備條形碼標(biāo)簽進(jìn)行掃描即可完成清點(diǎn)設(shè)備的任務(wù)。
2高等院校附屬醫(yī)院設(shè)備信息系統(tǒng)功能
通過以上對(duì)高等院校附屬醫(yī)院設(shè)備信息系統(tǒng)體系的分析研究,可以看出高等院校附屬醫(yī)院設(shè)備信息系統(tǒng)非常的復(fù)雜,涉及到各個(gè)科室、部門的利益關(guān)系。在具體的設(shè)備管理過程中,除應(yīng)當(dāng)把握宏觀上的相互協(xié)調(diào)外,還應(yīng)當(dāng)將各環(huán)節(jié)的具體功能體現(xiàn)出來。第一,院領(lǐng)導(dǎo)客戶端。高等院校附屬醫(yī)院的院領(lǐng)導(dǎo),可在醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)層客戶端對(duì)信息資料進(jìn)行查詢,及時(shí)了解和掌握當(dāng)前醫(yī)院各種醫(yī)療器械設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀、效益等信息?;诖?,一方面對(duì)現(xiàn)代高等院校附屬醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用管理起到了重要作用,另一方面還有效地實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院決策層對(duì)相關(guān)器械設(shè)備的有效管理。第二,臨床科室以及設(shè)備客戶端。在臨床科室的設(shè)備管理過程中,該系統(tǒng)的功能體現(xiàn)在對(duì)醫(yī)療設(shè)備的及時(shí)報(bào)修,經(jīng)在線查詢,可以確保各臨床科室管理人員、負(fù)責(zé)人及時(shí)準(zhǔn)確地掌握設(shè)備現(xiàn)狀、應(yīng)用情況以及維修進(jìn)度和費(fèi)用,并根據(jù)維修情況、彼此之間的溝通和交流,來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用計(jì)劃。對(duì)于設(shè)備科客戶端而言,其作為高等院校附屬醫(yī)院設(shè)備管理工作的樞紐,擔(dān)負(fù)著非常重要的職責(zé),功能上應(yīng)當(dāng)涵蓋如下內(nèi)容:①醫(yī)療設(shè)備信息資料管理。在此過程中,主要的是前期、中期和后期醫(yī)療信息檔案管理。其中,前期的檔案工作過程中,主要是指設(shè)備配置可行性研究、采購(gòu)計(jì)劃書等內(nèi)容;對(duì)于中期的檔案管理而言,主要對(duì)與醫(yī)療器械設(shè)備有關(guān)的市場(chǎng)信息、文件資料和設(shè)備相關(guān)的各種法規(guī)、技術(shù)資料進(jìn)行管理;而在后期的檔案管理過程中,對(duì)象主要是已經(jīng)損壞或者無法修復(fù)的設(shè)備進(jìn)行信息管理和存檔。②基本信息管理。對(duì)于現(xiàn)代高等院校附屬醫(yī)院醫(yī)療器械設(shè)備信息,比如標(biāo)識(shí)號(hào)、入庫(kù)日期等,輸入計(jì)算管理系統(tǒng)之中?;谶@些信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用,通過聯(lián)網(wǎng)錄入數(shù)據(jù)庫(kù),每臺(tái)醫(yī)療設(shè)備信息都可獨(dú)立建檔,通過唯一的醫(yī)療設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào),可以準(zhǔn)確顯示基本資料。同時(shí),維修人員在處理棘手的問題時(shí),如果遇到較為麻煩或者難以解決的問題時(shí),直接與廠方聯(lián)系,即可快速找到故障問題的所在。同時(shí),還包括醫(yī)療設(shè)備運(yùn)維管理,即醫(yī)療設(shè)備日常運(yùn)維和管理,特別是在接到臨床科室報(bào)修申請(qǐng)以后,能夠及時(shí)獲知相關(guān)維修信息資料。③倉(cāng)儲(chǔ)管理。首先將高等院校附屬醫(yī)院購(gòu)置的器械設(shè)備、耗材等信息,如實(shí)輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)以后,再進(jìn)入設(shè)備信息系統(tǒng),基于該系統(tǒng)的應(yīng)用,對(duì)器械設(shè)備及其耗材情況、出入庫(kù)情況進(jìn)行記錄。在此過程中,可采用上文所講的條形碼形式,給各個(gè)醫(yī)療器械設(shè)備、同類耗材貼條碼,以保證信息資料的唯一性。在此基礎(chǔ)上,還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行掃描出庫(kù)處理,通過系統(tǒng)的應(yīng)用,清楚地查明庫(kù)存的各種醫(yī)療設(shè)備、物品剩余和消耗量,為日后的物品采購(gòu)做好基礎(chǔ)。
3結(jié)語
1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)
1.1為廣大的用戶提供我市相關(guān)體育企業(yè)的相關(guān)信息服務(wù),以此加強(qiáng)企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)和用戶之間的合作;
1.2用戶可查看所有我市體育場(chǎng)所,包括體育館、健身館等的相關(guān)信息,并可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上對(duì)該體育鍛煉場(chǎng)所的預(yù)定。
1.3可提供大量的企業(yè)培訓(xùn)、體育企業(yè)交流的信息,并提供專門的相關(guān)會(huì)務(wù)合作;
1.4可下載或在線觀看大量的健身視頻,以此更加科學(xué)的指導(dǎo)市民進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
1.5相關(guān)信息公告,可了解政府在體育產(chǎn)業(yè)的相關(guān)動(dòng)態(tài),體育企業(yè)活動(dòng)等。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求用例分析
根據(jù)UML用例分析,將該系統(tǒng)的使用對(duì)象分為會(huì)員、游客、系統(tǒng)管理員三個(gè)不同的角色。系統(tǒng)整體的用例分析如圖1所示。通過上述的用例分析,我們可以將系統(tǒng)的功能模塊分為以下的幾種類型:系統(tǒng)管理:該模塊主要針對(duì)系統(tǒng)管理員??蓪?duì)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置;其次是對(duì)注冊(cè)用戶的管理和權(quán)限的分配,從而使得不同的權(quán)限可對(duì)不同的功能進(jìn)行使用。新聞則屬于管理員范疇。新聞?dòng)址譃樾侣劰婧驼畡?dòng)態(tài)。其中新聞公告對(duì)相關(guān)的行業(yè)新聞、不同體育企業(yè)的活動(dòng)進(jìn)行;而政府動(dòng)態(tài)則主要是政府對(duì)體育產(chǎn)業(yè)的相關(guān)扶持等相關(guān)政策進(jìn)行。在線預(yù)約則主要針對(duì)我市的體育場(chǎng)館設(shè)施進(jìn)行在線的預(yù)約登記,可實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館、健身館的在線登記等功能,從而提高我市體育場(chǎng)館的利用效率。企業(yè)信息則主要是針對(duì)該系統(tǒng)的會(huì)員企業(yè)。會(huì)員企業(yè)在繳納一定的會(huì)員費(fèi)用之后,可在該系統(tǒng)當(dāng)中企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品信息,并可實(shí)現(xiàn)在線預(yù)約服務(wù)。健身視頻則主要分為視頻的上傳和觀看。視頻的上傳則主要是針對(duì)企業(yè)和系統(tǒng)管理員。通過對(duì)企業(yè)信息的,可讓用戶觀看到相關(guān)的健身視頻、企業(yè)文化宣傳等。在線交流則主要是以BBS的形式,在該社區(qū)系統(tǒng)中,提供廣大用戶相互交流的板塊。在BBS板塊下則分為企業(yè)視角、健康小常識(shí)、供應(yīng)商社區(qū)、體育技術(shù)交流等。
3整體架構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)采用現(xiàn)階段流行的B/S模式,其主要的原因是該模式屬于三層結(jié)構(gòu),并與傳統(tǒng)的C/S相比,該模式在web響應(yīng)速度、服務(wù)器數(shù)據(jù)處理等方面都具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),并將數(shù)據(jù)處理和邏輯處理分在不同的層次中進(jìn)行,并且用戶只安裝web瀏覽器,而不需要安裝客戶端接口實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的訪問。表現(xiàn)層則主要采用web瀏覽器,并采用技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頁(yè)面。瀏覽器通過發(fā)出Action請(qǐng)求,并將請(qǐng)求發(fā)送給web服務(wù)器,而web服務(wù)器在將數(shù)據(jù)的請(qǐng)求根據(jù)邏輯處理的規(guī)則,傳遞給相應(yīng)邏輯功能。邏輯層:該層主要由web服務(wù)器和邏輯業(yè)務(wù)組成。同時(shí)邏輯層在該三層結(jié)構(gòu)中起到的作用是承上啟下的作用,從而實(shí)現(xiàn)用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)的正常傳遞。因此,對(duì)該層的設(shè)計(jì)其耦合性和擴(kuò)展性對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。而在該系統(tǒng),則以添加類庫(kù)LYZJ.UserLimitMVC.IBLL,以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)業(yè)務(wù)邏輯接口數(shù)據(jù)的封裝,以防止數(shù)據(jù)在訪問的時(shí)候別人篡改;同時(shí)再新建三個(gè)不同的接口:IUserInfoService,IRoleService,IBaseService.并編輯相應(yīng)的代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)訪問層的引用。數(shù)據(jù)訪問層:該層則主要是包含各種數(shù)據(jù)的查詢等各種不同功能,并添加數(shù)據(jù)的接口。而為實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接口訪問,則采用接口實(shí)現(xiàn)。同時(shí)該網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)則采用SQLServer2008數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。是因?yàn)樵撓到y(tǒng)在安全性和穩(wěn)定性方面更具有一定的優(yōu)勢(shì)。其具體的架構(gòu)示意圖如圖2所示。
4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
4.1系統(tǒng)部署
1)硬件環(huán)境該系統(tǒng)對(duì)整體的硬件環(huán)境的要求不高,而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器則采用Winserver2003操作系統(tǒng),同時(shí)應(yīng)用服務(wù)器則采用的配置為CPU型號(hào):Intel酷睿i53470;CPU頻率:3.2GHz;內(nèi)存容量:4GBDDR3;硬盤容量:1TB5400轉(zhuǎn)。2)軟件環(huán)境客戶端:IE7.0以上。測(cè)試環(huán)境為WindowsXP、Vista、win7、win8操作系統(tǒng)。運(yùn)行庫(kù)選擇.NET3.0,webserver。
4.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
1)打開VisualStudio20082)在文件的菜單欄中點(diǎn)擊“新建”,以此顯示出對(duì)話框。3)在已經(jīng)安裝的模板中點(diǎn)擊“VisualC#”,并選擇網(wǎng)站。4)在Web位置框當(dāng)中選擇“文件系統(tǒng)”,同時(shí)輸入需要保存的網(wǎng)站文件夾。5)單擊確定通過微軟軟件開發(fā)平臺(tái),創(chuàng)建包含預(yù)置功能的一個(gè)網(wǎng)站項(xiàng)目,而這些功能主要面向布局、Ajax和的成員資格的身份驗(yàn)證。5結(jié)束語隨著我國(guó)體育產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,信息化、網(wǎng)絡(luò)化已成為我們這個(gè)時(shí)代的代表和標(biāo)志。
高校畢業(yè)論文管理信息系統(tǒng)的研究,主要研究的對(duì)象是云南省曲靖師范學(xué)院,從曲靖師范學(xué)院的實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行研究和開發(fā),在對(duì)學(xué)院實(shí)際情況分析研究的前提下,采用軟件工程方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)模型選擇,結(jié)合ASP技術(shù),以MicrosoftVisualStudio2005和SQLsevter2000作為開發(fā)工具,設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)基于ASP的高校畢業(yè)論文管理信息系統(tǒng)。以實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)和論文撰寫的管理信息化和網(wǎng)絡(luò)化,減少師生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的工作量為目的,系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后管理員能對(duì)導(dǎo)師及學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的管理,導(dǎo)師選題后需經(jīng)過管理員審核才能被學(xué)生選擇。導(dǎo)師可通過網(wǎng)絡(luò)提交自己的論文題目和資料,瀏覽已經(jīng)選了論文題目的學(xué)生信息資料;學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)直接選老師在網(wǎng)絡(luò)上的論文題目,在系統(tǒng)中完善自身資料,提交開題報(bào)告等功能;高校畢業(yè)論文管理信息系統(tǒng)的開發(fā),主要是為了使高校畢業(yè)論文管理能快捷、方便的進(jìn)行,以提高工作效率,最終減少師生工作量的目的,高校畢業(yè)論文管理系統(tǒng)的開發(fā)對(duì)改進(jìn)教學(xué)管理,提高教學(xué)質(zhì)量有著十分重要的意義。
1.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
隨著教育產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的逐步推進(jìn),許多高校走上了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的道路,高校的規(guī)模不斷的擴(kuò)大,為合理的利用教學(xué)資源,加強(qiáng)教學(xué)管理工作,對(duì)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。目前,很多高校都具備了相關(guān)的管理軟件對(duì)學(xué)生的學(xué)籍、成績(jī)等都采用了網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù),但畢業(yè)論文的管理大多采用單機(jī)管理模式。這種管理模式只能簡(jiǎn)單的完成論文的輸入和輸出工作,而畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中如:出題、選題、資料交流論文檢查等任務(wù)只能靠師生的手工操作來實(shí)現(xiàn)。
國(guó)外高校很早就開發(fā)了實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文管理網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng),如英國(guó)諾丁漢大學(xué)很早就開發(fā)了專門的畢業(yè)論文管理系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的網(wǎng)上雙向選擇,國(guó)內(nèi)高校近幾年也有了相關(guān)軟件來實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)化管理,但在服務(wù)范圍、服務(wù)質(zhì)量、機(jī)構(gòu)設(shè)置等方面與國(guó)外高校相比都存在一定的差距,造成這種現(xiàn)狀的原因是國(guó)外信息化建設(shè)起步早,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及設(shè)計(jì)都更見成熟并具有穩(wěn)定的技術(shù)隊(duì)伍,網(wǎng)絡(luò)發(fā)展穩(wěn)定,而國(guó)內(nèi)信息化的建設(shè)與國(guó)外相比就顯得起步較晚,雖然發(fā)展迅猛,但由于缺乏像國(guó)外那樣成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加上信息化發(fā)展時(shí)間較短。在實(shí)現(xiàn)校園管理信息化的進(jìn)程中,國(guó)內(nèi)各高校面臨既要不斷投資購(gòu)建各種硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò),又要不斷開發(fā)各類應(yīng)用于教學(xué)、教務(wù)、科研、辦公管理等應(yīng)用系統(tǒng)的兩大難題,在信息起步晚,技術(shù)隊(duì)伍不穩(wěn)定規(guī)模不大的背景下,國(guó)內(nèi)高校經(jīng)過發(fā)展雖然也初步形成了具有一定規(guī)模的信息化建設(shè)體系,但是由于整體信息化程度落后,信息化建設(shè)任務(wù)多而重、經(jīng)費(fèi)短缺,理論體系不完善等原因,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)高校教務(wù)管理系統(tǒng)仍然不完善。
2.高校畢業(yè)論文信息管理系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容
高校畢業(yè)論文管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用ASP的C#編程技術(shù)和SQLserver2000數(shù)據(jù)庫(kù)工作平臺(tái)結(jié)合Dreamweaver作為開發(fā)工具進(jìn)行設(shè)計(jì),本系統(tǒng)研究的最終目的是實(shí)現(xiàn)以下功能:
(1)學(xué)生:能實(shí)現(xiàn)選擇自己的導(dǎo)師及畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目,瀏覽公告、修改信息、給導(dǎo)師留言等功能。
(2)導(dǎo)師:能夠通過網(wǎng)站給學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題,供學(xué)生選擇;可以瀏覽本站的所有信息,可以給自己的學(xué)生、其他教師和管理員進(jìn)行留言,并查收自己的留言。
(3)管理員:可以對(duì)學(xué)生、導(dǎo)師、通知等的基本信息進(jìn)行修改、刪除等的操作。
3.高校畢業(yè)論文信息管理系統(tǒng)功能介紹
系統(tǒng)的主要功能是通過幾個(gè)功能模塊來實(shí)現(xiàn)的。具體的設(shè)計(jì)過程如下:
(1)系統(tǒng)登錄模塊:將用戶分為學(xué)生、教師和管理員三種不同的角色登錄以實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限的管理,加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性。
(2)學(xué)生模塊:①查看通知②查看論文題目導(dǎo)師信息并進(jìn)行選擇③留言:提供學(xué)生和導(dǎo)師之間的相互留言。
(3)導(dǎo)師模塊:①查看通知②提交論文題目③留言:提供學(xué)生和導(dǎo)師之間的相互留言。
(4)管理員模塊:編輯、刪除、添加用戶,對(duì)老師論文題目進(jìn)行審核,查看修改學(xué)生基本信息、導(dǎo)師基本信息、學(xué)生和導(dǎo)師之間的留言等,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面管理。
4.畢業(yè)論文管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)要具備易操作、美觀、安全等特點(diǎn),所以在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮到網(wǎng)站的可視性及美觀性,界面設(shè)計(jì)要力求達(dá)到層次分明、簡(jiǎn)單大氣、兼顧美觀、突出重點(diǎn)、有吸引力等特點(diǎn)。在系統(tǒng)的后臺(tái)代碼設(shè)計(jì)上要能夠精煉,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性。
4.1 系統(tǒng)登陸界面的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的登錄界面能起到管理系統(tǒng)安全性的作用,高校畢業(yè)論文管理信息系統(tǒng)的用戶名和用戶密碼保存在用戶表中,本系統(tǒng)有三種權(quán)限學(xué)生用戶:學(xué)生、導(dǎo)師和管理員。不同的用戶在不同的角色選框中進(jìn)行登陸,系統(tǒng)通過在用戶表中加入power屬性來判斷用戶的權(quán)限并進(jìn)行身份驗(yàn)證,若用戶名和密碼都正確,系統(tǒng)將跳轉(zhuǎn)到與角色相對(duì)應(yīng)的頁(yè)面,若用戶或密碼錯(cuò)誤,則提示“您必須輸入有效的用戶名和密碼的提示信息?!?/p>
4.2 系統(tǒng)主要界面設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的主要界面如下:
(1)學(xué)生選題界面:本界面主要包含我的信息、修改密碼、修改資料、可選題目、幫助信息、打印本頁(yè)、退出等選項(xiàng),學(xué)生從登錄界面正確登錄后將跳轉(zhuǎn)到本頁(yè)面,學(xué)生在本界面可以根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的操作,可進(jìn)行修改個(gè)人的資料修改密碼,查看可選題目及教師相關(guān)信息等操作。
(2)學(xué)生個(gè)人資料修改界面:本界面的提供學(xué)生的基本信息修改功能,學(xué)生可在本界面下對(duì)自己的功能進(jìn)行修改和完善。
(3)教師提交選題界面:本界面主要功能是讓教師通過本網(wǎng)站進(jìn)行畢業(yè)論文題目及論文說明的,通過本界面提交畢業(yè)論文題目,在通過管理員審核后即可作為學(xué)生選題。
(4)系統(tǒng)功能設(shè)定界面:此界面是在管理員模塊中的一個(gè)子模塊,通過本界面的相關(guān)操作,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)選題系統(tǒng)、添加課題、審核課題、學(xué)生注冊(cè)等功能的開通和關(guān)閉操作、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的分時(shí)處理,在相應(yīng)時(shí)刻提供相應(yīng)操作,減少了系統(tǒng)的開發(fā)加大了系統(tǒng)的安全性。
(5)審核題目界面:本界面羅列出各教師的相關(guān)畢業(yè)論文課題的相關(guān)信息,通過本界面可以知道老師的畢業(yè)論文所面向的專業(yè)、學(xué)生選擇狀態(tài)的信息,通過功能選項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)教師作廢畢業(yè)論文的刪除操作。
5.畢業(yè)論文管理系統(tǒng)的測(cè)試
由于條件限制,系統(tǒng)未能經(jīng)過大規(guī)模訪問及超大容量數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試,僅進(jìn)行了小范圍及叫囂數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果為基本測(cè)試:測(cè)試顯示系統(tǒng)的用戶功能全部實(shí)現(xiàn),能夠滿足用戶的各項(xiàng)要求。并發(fā)性測(cè)試:系統(tǒng)的并發(fā)性測(cè)試顯示多用戶同時(shí)登錄時(shí)未出現(xiàn)不正常狀態(tài),服務(wù)器對(duì)不同用戶請(qǐng)求進(jìn)行分布處理,工作正常。容錯(cuò)性測(cè)試:系統(tǒng)對(duì)非法請(qǐng)求進(jìn)行限制,對(duì)非法操作進(jìn)行正確提示,限制非法用戶訪問頁(yè)面。
目前職業(yè)學(xué)校的誠(chéng)信教育主要包括有學(xué)習(xí)成績(jī)、操行評(píng)比、勞動(dòng)衛(wèi)生、交費(fèi)情況、就業(yè)信息等,且由相關(guān)的各部分采用以往筆寫紙記的方式花費(fèi)大量的人力物力才能妥善管理這些資料。隨著資料的增多,查找資料更是煩瑣,況且紙張是一種會(huì)腐化的材料,難于長(zhǎng)期保存資料,如果定期翻新,就需要更多的人手和紙張。這種方式已經(jīng)被時(shí)代疏遠(yuǎn)了。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,我們可以對(duì)傳統(tǒng)手工管理方式利用計(jì)算機(jī)模擬操作,它能把各種數(shù)據(jù)串接和儲(chǔ)存起來,并能快速與精確的查詢出數(shù)據(jù)信息,同時(shí)也能長(zhǎng)久與可靠的存儲(chǔ)資料。隨著職業(yè)學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大,學(xué)生人數(shù)增多,工作也會(huì)更重,用計(jì)算機(jī)代替人做一些量大且煩瑣的工作,相信一定會(huì)受到廣大教師的歡迎。本文將重點(diǎn)介紹職業(yè)學(xué)校學(xué)生誠(chéng)信教育管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)功能
根據(jù)當(dāng)前職業(yè)學(xué)校教育的實(shí)際情況,本系統(tǒng)所完成的功能應(yīng)如下:(1)用戶密碼設(shè)置:系統(tǒng)管理員由學(xué)生管理部門擔(dān)任,系統(tǒng)最高權(quán)限;普通用戶為各位班主任,只限于對(duì)本班學(xué)生誠(chéng)信信息進(jìn)行操作以及本人用戶的密碼修改。(2)學(xué)生個(gè)人誠(chéng)信教育信息:正常情況下由普通用戶班主任來添加、修改與刪除本班學(xué)生個(gè)人在校期間的所有誠(chéng)信教育信息資料。(3)查詢與打印功能(4)數(shù)據(jù)備份功能
2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由系統(tǒng)管理、學(xué)生誠(chéng)信管理、查詢與打印、數(shù)據(jù)備份等4個(gè)模塊構(gòu)成,從個(gè)人設(shè)計(jì)角度來看,對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的操作和設(shè)計(jì)更直觀化,而“主界面”是用戶工作的主要交互場(chǎng)所,更加讓用戶的操作界面簡(jiǎn)單化和直觀明了。
2.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用Access2003數(shù)據(jù)庫(kù),它能夠存取Access/Jet、MicrosoftSQLServer、Oracle(甲骨文軟件公司),或者任何ODBC兼容數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的資料,它是一個(gè)面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具,利用面向?qū)ο蟮姆绞綄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的各種功能進(jìn)行封裝。其中數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問技術(shù)采用Microsoft公司的ADO技術(shù),它可使用戶通過OLEDBProvider訪問數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù),極大地簡(jiǎn)化了用戶的開發(fā)工作。
3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)共有系統(tǒng)登錄、系統(tǒng)主窗體、學(xué)生個(gè)人誠(chéng)信教育信息管理、查詢與打印、用戶與密碼設(shè)置、數(shù)據(jù)備份等6個(gè)窗體,各個(gè)窗體的都是采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)。系統(tǒng)界面由MDI窗體和MDI子窗體構(gòu)成。MDI窗體既是子窗體的容器,又可跟蹤其子窗體的消息,同時(shí),作為父窗體,它集成了子窗體所共有的界面元素。
3.1登錄系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),通過登錄界面輸入正確的用戶名和密碼后,可登錄系統(tǒng)打開主界面。用戶分系統(tǒng)管理員與普通用戶二種類型,普通用戶為各班主任,每個(gè)班主任對(duì)應(yīng)一個(gè)登錄賬號(hào)與密碼,它只能在系統(tǒng)中完成本班級(jí)學(xué)生的誠(chéng)信教育信息管理和查詢打印功能的操作。
3.2主界面窗口設(shè)計(jì)
成功登錄系統(tǒng)后進(jìn)入主界面窗口,界面清晰、明了,簡(jiǎn)單,方便使用等作為設(shè)計(jì)方向,并使用了導(dǎo)航流程圖的形式,使得軟件更加接近當(dāng)今流行風(fēng)格(如圖2所示)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶類型來確定用戶的操作功能,在主界面窗口可以完成的作業(yè)主要由學(xué)生個(gè)人誠(chéng)信教育信息管理、查詢與打印、用戶管理、數(shù)據(jù)備份四大部分組成。
3.3學(xué)生誠(chéng)信教育系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在主界面中點(diǎn)擊“學(xué)生誠(chéng)信教育”按鈕后進(jìn)入界面。信息輸入由VB的文本框TextBox控件組成,把它的MultiLine屬性設(shè)為Ture,可以使文本框在運(yùn)行時(shí)接收或顯示多行文本。同時(shí)設(shè)計(jì)好TextBox控件的datesource屬性、datefield屬性,方可讓ADO控件與數(shù)據(jù)庫(kù)連接起來。
3.3.1學(xué)生誠(chéng)信教育的建立
新生入學(xué)時(shí),對(duì)所有學(xué)生建立與記錄個(gè)人誠(chéng)信檔案,直到學(xué)生畢業(yè)就業(yè)為止。學(xué)生誠(chéng)信檔案的記載工作由各班主任負(fù)責(zé),系統(tǒng)管理員(學(xué)生科成員)做好學(xué)生誠(chéng)信檔案的一切日常管理。
3.3.2學(xué)生誠(chéng)信教育的內(nèi)容
學(xué)生誠(chéng)信教育的內(nèi)容主要包括學(xué)生基本信息與誠(chéng)信教育指標(biāo)。其中誠(chéng)信指標(biāo)主要由學(xué)習(xí)誠(chéng)信狀況、學(xué)術(shù)誠(chéng)信狀況、生活誠(chéng)信狀況、繳費(fèi)誠(chéng)信狀況、網(wǎng)絡(luò)誠(chéng)信狀況、擇業(yè)信息誠(chéng)信狀況(最后一年記錄)考核,具體內(nèi)容見界面。
3.3.3學(xué)生誠(chéng)信教育的使用
學(xué)生誠(chéng)信教育檔案主要供學(xué)校各科室、招工單位、參軍入伍等考察學(xué)生道德品質(zhì)和誠(chéng)信守法狀況時(shí)使用。學(xué)生誠(chéng)信教育的記錄做為學(xué)生在校的各種評(píng)優(yōu)、申請(qǐng)各類獎(jiǎng)學(xué)金、助學(xué)金、申請(qǐng)勤工儉學(xué)崗位、推優(yōu)入黨和畢業(yè)生就業(yè)推薦等方面優(yōu)先考慮。
3.4查詢與打印
結(jié)構(gòu)分析
.NET結(jié)構(gòu)將最基礎(chǔ)中間代碼提供給應(yīng)用程序來促進(jìn)其運(yùn)行,該結(jié)構(gòu)主要分為公共語言類庫(kù)以及運(yùn)行庫(kù)。從宏觀管理上講,.NET結(jié)構(gòu)還能在運(yùn)行中管理中間代碼,實(shí)現(xiàn)程序支持跨平臺(tái)應(yīng)用。系統(tǒng)能夠支持多語言是.NET結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)之一,這有利于學(xué)生信息管理系統(tǒng)通過合適的語言編寫來進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)分析
.NET平臺(tái)屬于一種框架類庫(kù),包含如XML以及ADO對(duì)象模型,這些模型都被聚集成一個(gè)呈樹狀結(jié)構(gòu)的集合,這個(gè)集合被稱之為。具有與數(shù)據(jù)訪問相關(guān)的類,能通過數(shù)據(jù)容器對(duì)象實(shí)現(xiàn)處理數(shù)據(jù)的功能。
1.3RBAC結(jié)構(gòu)分析
角色訪問控制就是RBAC的原意,學(xué)生信息管理系統(tǒng)的主要貢獻(xiàn)就是實(shí)現(xiàn)了角色權(quán)限直接授予角色,而不是用戶。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本文對(duì)學(xué)生信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用微軟公司開發(fā)的.NET平臺(tái),其非常適用于學(xué)校對(duì)學(xué)生管理平臺(tái)的開發(fā)。對(duì)學(xué)校來講,學(xué)生信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要問題是學(xué)校具有很多組成部分,如各個(gè)學(xué)院等,其每個(gè)部分都具有不同的地點(diǎn),管理較為分散,而這種不同結(jié)構(gòu)的分布環(huán)境就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)所以面臨的主要難題,必須一一考慮其在數(shù)據(jù)、語言、平臺(tái)、協(xié)議等方面的差距。本文設(shè)計(jì)的學(xué)生信息管理系統(tǒng)主要運(yùn)用3層結(jié)構(gòu)進(jìn)行:首先,在SQLServer2000數(shù)據(jù)庫(kù)中將存放數(shù)據(jù);然后在Web服務(wù)系統(tǒng)中規(guī)則化業(yè)務(wù)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問;最后在終端界面將數(shù)據(jù)結(jié)果呈現(xiàn)出來,采用角色訪問控制即RBAC技術(shù)。這樣3層結(jié)構(gòu)通過邏輯順序?qū)訉舆\(yùn)行,開發(fā)人員只需對(duì)其中一層進(jìn)行操作或關(guān)注,就能替換原層次的實(shí)現(xiàn)而形成一種新層次的實(shí)現(xiàn),從而達(dá)到對(duì)各層之間的信賴起到一種降低的作用,有利于各層之間的調(diào)用。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使用分為3種。第一,學(xué)生使用;第二,學(xué)生處使用;第三,學(xué)院使用。其中學(xué)生對(duì)本系統(tǒng)的使用主要為查詢或修改自己能修改的信息;學(xué)生處通過本系統(tǒng)的運(yùn)用和操作能夠?qū)崿F(xiàn)查找、更新、添加以及刪除學(xué)生信息的功能。另外還能統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)信息并設(shè)置各種數(shù)據(jù)字典;而學(xué)院對(duì)本系統(tǒng)的使用只能通過操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)信息錄入。從宏觀來看,本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要分為3大塊內(nèi)容,即基本設(shè)置、學(xué)生信息管理以及學(xué)生信息統(tǒng)計(jì),也就是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。
2.1學(xué)生信息管理
對(duì)學(xué)生信息的管理主要是從對(duì)學(xué)生的基本信息、學(xué)生在校期間的獲獎(jiǎng)情況、學(xué)生的資助信息以及學(xué)生在校期間所受到的處分等信息的錄入、修改和刪除。另外,還要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的隨機(jī)查詢。
2.2信息統(tǒng)計(jì)
對(duì)學(xué)生信息的統(tǒng)計(jì)就是根據(jù)不同的信息要求統(tǒng)計(jì)學(xué)生人數(shù)和名單,并用所獲得的數(shù)據(jù)生成一種可編輯的統(tǒng)計(jì)報(bào)表,從中挖掘有用數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析出這些數(shù)據(jù)的結(jié)果,以便為管理人員提供管理參考,促進(jìn)其更好地開展學(xué)生管理工作。
2.3基本設(shè)置
在系統(tǒng)中對(duì)某些基本固定的名稱或字段進(jìn)行設(shè)置就是基本設(shè)置的內(nèi)容,如助學(xué)金的名稱、獎(jiǎng)學(xué)金以及其他各項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)的名稱等。通過對(duì)這些基本信息的設(shè)置能有效防止產(chǎn)生模糊數(shù)據(jù),從而促進(jìn)對(duì)精確數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。
3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1登錄界面
登錄界面主要為用戶提供信息注冊(cè)以及登錄的功能。例如用戶的信息登錄,針對(duì)已經(jīng)注冊(cè)的用戶,如果用戶的賬號(hào)及密碼都設(shè)置正確,就可通過用戶表核實(shí)賬號(hào),核實(shí)通過之后就可以填入密碼,判斷并查看密碼與賬號(hào)是否相符,如果相符則成功進(jìn)入系統(tǒng)界面,如果賬號(hào)與密碼不一致,則會(huì)提示密碼錯(cuò)誤,拒絕進(jìn)入系統(tǒng)。
3.2權(quán)限管理
在RBAC機(jī)制的基礎(chǔ)之上,用戶權(quán)限管理模塊實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)證用戶權(quán)限以及授權(quán)管理系統(tǒng)方面的功能。角色與訪問權(quán)限相關(guān)聯(lián)以及用戶與角色相關(guān)聯(lián)是授權(quán)管理的兩個(gè)方面,通過這兩個(gè)方面將訪問權(quán)限與用戶進(jìn)行了分離。權(quán)限驗(yàn)證就是在用戶權(quán)限管理之前對(duì)用戶是否具有系統(tǒng)操作權(quán)限來進(jìn)行驗(yàn)證的模塊,以實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理。
3.3系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
基于前述考慮,本文設(shè)計(jì)一半實(shí)物仿真系統(tǒng),系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)、圖像實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)組成。主要功能為通過實(shí)時(shí)或事后方式完成光電圖像的采集、預(yù)處理,檢測(cè)與識(shí)別??煽己顺上衿骷皥D像處理算法的性能,評(píng)估成像系統(tǒng)對(duì)硬件資源的需求,并可模擬生成視頻數(shù)據(jù),具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放功能。系統(tǒng)通過上位機(jī)控制兩路圖像采集輸入、預(yù)處理、檢測(cè)識(shí)別及顯示,對(duì)不同成像器件的采集圖像進(jìn)行直觀比較,對(duì)不同算法進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證。鑒于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能較多,圖像處理算法復(fù)雜,計(jì)算量大,并且是兩路獨(dú)立并行運(yùn)行,本文采用FPGA+DSP+DSP結(jié)構(gòu)。主處理器DSP來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖像處理功能。協(xié)處理器FPGA實(shí)現(xiàn)圖像采集控制,圖像預(yù)處理、視頻信號(hào)合成,底層通訊協(xié)議生成等時(shí)序邏輯控制較多,對(duì)處理速度要求高但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的功能[3][4][5]。實(shí)時(shí)工作方式下,系統(tǒng)輸入可在兩路模擬視頻信號(hào)、兩路數(shù)字圖像數(shù)據(jù)共四路中任選兩路進(jìn)行處理及顯示。事后工作方式下,能夠?qū)ι衔粰C(jī)下傳的圖像進(jìn)行處理。圖像處理模式,數(shù)據(jù)輸入通道均可任意切換。以便進(jìn)行不同圖像,不同處理方法的對(duì)比。系統(tǒng)組成如圖1所示。
2關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)選擇容量充足、性價(jià)比高的FPGA芯片VC4VFX60-10FF672I作為時(shí)序及數(shù)據(jù)交Fig.1Structurediagramofthesystem換控制芯片,具有352個(gè)IO,4176kbit的塊RAM,41904個(gè)邏輯單元,用于并行處理大量耗時(shí)的乘加運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的時(shí)鐘管理,能夠滿足系統(tǒng)要求且有較大的冗余量,可以進(jìn)一步擴(kuò)展新功能。采用兩片TI公司的TMS320C6416為主處理器,具有1000MHz時(shí)鐘頻率及4800MI/s最高處理能力,豐富的外設(shè)和并行處理能力,性能優(yōu)越,成本較低,能夠滿足本設(shè)計(jì)的要求[6]。2.1視頻采集電路設(shè)計(jì)由成像器件輸入的視頻信號(hào)經(jīng)過電纜傳輸及電路的交流耦合后,丟失了信號(hào)的直流分量,為了保證采集的圖像不失真,必須將輸入視頻信號(hào)的直流電平恢復(fù)并箝位到原始圖像的電平,因此輸入的視頻信號(hào)要經(jīng)過去直流、直流恢復(fù)和放大使得輸入的視頻信號(hào)損失最小。本系統(tǒng)采用Elantec公司高性能單片視頻“直流恢復(fù)”與“箝位”芯片EL4089。信號(hào)經(jīng)放大后輸入AD進(jìn)行采樣。采用同步分離芯片EL4583進(jìn)行行、場(chǎng)等同步信號(hào)的分離,由FPGA根據(jù)同步信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)和采樣時(shí)鐘給12位低功耗A/D芯片AD9224,保證每視頻行間的采樣有相同的相位關(guān)系,完成視頻采集輸入[7]。電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2數(shù)字圖像接收電路
數(shù)字圖像接收發(fā)送采用上升沿鎖定的LVDS芯片DS90LVDS215/216,具有低功耗、高速率的優(yōu)良特性。數(shù)據(jù)位為21位,其中12位可以用做圖像數(shù)據(jù)傳輸,其余位可用于同步信號(hào)及標(biāo)志位的傳輸??刂茣r(shí)序簡(jiǎn)單,控制信號(hào)較少。FPGA只需根據(jù)不同時(shí)序,配置不同數(shù)據(jù)。具有很大靈活性。
2.3FPGA模塊設(shè)計(jì)
FPGA主要完成時(shí)序及數(shù)據(jù)交換控制。包含圖像采集、傳輸、預(yù)處理,下傳圖像數(shù)據(jù)的接收,視頻輸出、疊加,通訊接收、解析、發(fā)送及伺服數(shù)據(jù)的接收與轉(zhuǎn)換等模塊。圖像采集部分利用輸入同步信號(hào)來同步采集時(shí)鐘。即利用FPGA生成的基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù),用場(chǎng)同步信號(hào)進(jìn)行異步清零。通過多次異步清零來調(diào)整兩者的相位關(guān)系。FPGA根據(jù)輸入的行、場(chǎng)、奇偶等同步信號(hào),產(chǎn)生采樣時(shí)鐘送至AD。在場(chǎng)有效期間,每一個(gè)行同步信號(hào)的上升沿開始行計(jì)數(shù)。根據(jù)ODD/EVEN信號(hào)決定計(jì)數(shù)的起始值,可根據(jù)系統(tǒng)要求取中間有效行數(shù)作為本系統(tǒng)處理部分。在每一行有效期間,以采集時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù),采集數(shù)據(jù)采取乒乓方式輸入FPGA內(nèi)部生成的兩個(gè)雙口RAM中。當(dāng)一個(gè)RAM處于寫狀態(tài)時(shí),另一個(gè)處于讀狀態(tài),以滿足實(shí)時(shí)性要求。圖像預(yù)處理模塊主要包括圖像的濾波、校正等,算法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但運(yùn)算量大,對(duì)速度要求高,適合FPGA處理。在濾波運(yùn)算中、一般會(huì)用到卷積運(yùn)算,需對(duì)圖像進(jìn)行窗口處理。在FPGA中,可利用內(nèi)部FIFO生成窗口,F(xiàn)IFO深度為一行數(shù)據(jù),之后進(jìn)行處理。系統(tǒng)中所用3x3窗口如圖3所示。FPGA與DSP之間的數(shù)據(jù)傳輸通過DSP的外部存儲(chǔ)器接口EMIFA口進(jìn)行,將FPGA內(nèi)部存儲(chǔ)空間映射到DSP的CE0、CE1存儲(chǔ)空間。分別用于接收預(yù)處理后的視頻采集數(shù)據(jù)、DSP下傳的回灌數(shù)據(jù)以及控制指令的接收和發(fā)送,實(shí)現(xiàn)DSP與FPGA的高速數(shù)據(jù)傳輸。利用FPGA內(nèi)部IPcore生成雙口RAM、來緩存數(shù)據(jù)。可以避免再外接存儲(chǔ)器,降低了成本,減少了系統(tǒng)面積。圖像上傳采用中斷方式,將每場(chǎng)圖像分8次上傳。當(dāng)采集數(shù)據(jù)存滿RAM時(shí),向DSP發(fā)送中斷,DSP響應(yīng)中斷,通過QDMA傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)搬移。其硬件接口如圖4所示。經(jīng)過處理后的圖像數(shù)據(jù)或回灌數(shù)據(jù),相對(duì)于原始圖像有一定延時(shí)。直接采用分離出的同步信號(hào)進(jìn)行顯示會(huì)造成時(shí)序錯(cuò)亂,因此需要需要進(jìn)行視頻合成,生成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)進(jìn)行顯示。本系統(tǒng)由FPGA內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)數(shù)生成行、場(chǎng)同步信號(hào)及消隱信號(hào)、跟蹤框并進(jìn)行視頻合成。其結(jié)構(gòu)圖及時(shí)序仿真結(jié)果如圖5、6所示。RS-422模塊采用串行通信協(xié)議,空閑時(shí),數(shù)據(jù)線上一直為‘1’,開始發(fā)數(shù)據(jù)時(shí),先發(fā)一位起始位‘0’,接著將并行數(shù)據(jù)按低位先出的方式連續(xù)串行發(fā)出,最后再發(fā)一位結(jié)束位‘1’。采用狀態(tài)機(jī)進(jìn)行收發(fā)。其發(fā)送仿真時(shí)序如圖7所示。
2.4DSP模塊設(shè)計(jì)
DSP完成FPGA上傳圖像的分割、檢測(cè)識(shí)別、特征提取,并上傳給上位機(jī)進(jìn)行顯示;接收上位機(jī)下傳的回灌圖像數(shù)據(jù),送往FPGA;根據(jù)計(jì)算得到的目標(biāo)信息,將圖像處理結(jié)果及跟蹤信息送至FPGA及上位機(jī);接收RS422命令,并將發(fā)送命令下傳給FPGA。上電復(fù)位后,DSP從FLASH中加載程序,并進(jìn)行初始化,等待上位機(jī)下傳控制指令及FPGA上傳的中斷信號(hào),進(jìn)入中斷處理程序。通過EDMA控制器實(shí)現(xiàn)與FPGA、上位機(jī)的數(shù)據(jù)交互。每個(gè)DSP負(fù)責(zé)一路圖像的處理。中斷程序有行中斷和場(chǎng)中斷兩種。場(chǎng)中斷主要用于行計(jì)數(shù)清零,目標(biāo)的檢測(cè)識(shí)別跟蹤,接收上位機(jī)回灌數(shù)據(jù)等功能。行中斷主要用于接收FPGA送來的圖像數(shù)據(jù),進(jìn)行圖像分割,向上位機(jī)上傳圖像數(shù)據(jù)等功能。收到上位機(jī)命令后,根據(jù)上位機(jī)的命令選擇相應(yīng)的工作方式。根據(jù)上位機(jī)的命令,DSP可以選擇不同的圖像進(jìn)行處理,圖像的濾波,檢測(cè),跟蹤等都可以選擇不同的處理方法,也可多種方法同時(shí)使用[8][9][10]。
3上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)設(shè)計(jì)主要是為了完成人機(jī)接口、輸入信號(hào)源選擇、檢測(cè)、識(shí)別算法設(shè)置、算法性能測(cè)定等功能。主要由主控單元、兩路圖像顯示與控制單元三部分組成。主控單元主要是用來控制整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用軟件的運(yùn)行、暫停和退出,設(shè)置圖像數(shù)據(jù)的分辨率,顯示DSP上傳的伺服信息,同時(shí)還能夠設(shè)置軟件的工作模式,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自檢功能。圖像選擇與控制單元主要用來控制圖像的顯示與存儲(chǔ),設(shè)置目標(biāo)特征選取與濾波方式,接收并顯示DSP上傳的圖像目標(biāo)的跟蹤坐標(biāo)等。系統(tǒng)應(yīng)用軟件能夠控制操作界面實(shí)時(shí)顯示、采集、存儲(chǔ)與回灌圖像數(shù)據(jù),接收并顯示DSP上傳的每一路目標(biāo)的跟蹤坐標(biāo),在目標(biāo)位置加上跟蹤框,設(shè)置軟件的工作模式,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)板卡的自檢功能。
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論
1.地鐵無線通信系統(tǒng)方案選擇的比對(duì)
地鐵無線通信系統(tǒng)方案種類比較多,目前按照工作信道為標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分主要為公用頻道方案和專用頻道方案兩種。其中公用頻道方案還可以分為數(shù)字集群和模擬集群兩種方案模式。專用頻道方案要求每種頻道都必須有唯一的用途,即便空置下來也不能做其他用途,因此分為中繼器方式和車站臺(tái)方式。公用頻道方案的數(shù)字集群要求下所產(chǎn)生的方案,需要設(shè)置出多種通話頻道以及一個(gè)控制頻道,由于集群方案中需要使用頻道共享和動(dòng)態(tài)分配頻道技術(shù)來保障所有頻道均被使用的概率低于專用頻道繁忙時(shí)所使用的概率,那么頻道在高于三個(gè)以上時(shí),此中集群頻道的方案優(yōu)勢(shì)就會(huì)被體現(xiàn)出來,比如其可靠性、擴(kuò)容、保密性以及對(duì)無線電頻率的占用、頻道切換和轉(zhuǎn)換均會(huì)高于其他方案。模擬集群的方案主要使用300-300HZ模擬信號(hào)來進(jìn)行傳輸,模擬話音信號(hào)在對(duì)載頻調(diào)制時(shí)只能保留一個(gè)頻率,此種方式在我國(guó)只能使用MPT1327的集群標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)而言數(shù)字集群方案的使用則主要使用低碼率話音編碼的方式,同一個(gè)載頻可以擁有多種頻次,此種集群方式主要以TETRA的集群標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn),以便來解決業(yè)務(wù)單一、功能弱、頻率效率低下、不便于加密等模擬集群無法滿足的技術(shù)要求。
2.地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的改良措施
結(jié)合地鐵無線通信系統(tǒng)方案所需要的技術(shù)以及使用的方案比對(duì),目前我國(guó)地鐵無線通信系統(tǒng),可以選擇一個(gè)比較適合當(dāng)前和未來地鐵無線通信發(fā)展需要的方案判定依據(jù)。比如以地鐵無線通信系統(tǒng)在可能出現(xiàn)擴(kuò)容的前提下所出現(xiàn)的頻道數(shù)為依據(jù),當(dāng)頻道數(shù)不高于3小時(shí)時(shí)使用專用的頻道方案,反之則使用集群方案。但是由于方案選擇和相應(yīng)的匹配技術(shù)較為復(fù)雜,目標(biāo)我國(guó)采用的集群方案的配備零件和關(guān)鍵設(shè)備又源自對(duì)國(guó)外的引進(jìn),因此,很容易出現(xiàn)重復(fù)引進(jìn)、方案重復(fù)性幾率比較大的問題,對(duì)于此為實(shí)現(xiàn)成本最小化利率最大化的要求,建議未來可以在學(xué)習(xí)外國(guó)地鐵無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行地鐵無線通信系統(tǒng)的全部國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用。此外,結(jié)合上文中地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)技術(shù)的比對(duì)結(jié)果來看,TETRA對(duì)頻率資源的利用率比較高,其話務(wù)分布也較為均勻,因此對(duì)比群組通信需求來看,可以以其系統(tǒng)可靠、干擾比較少的特性在未來地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中可以大范圍的進(jìn)行應(yīng)用推廣。
作者:郜中飛 單位:佛山市軌道交通發(fā)展有限公司
關(guān)鍵詞:PL3105直接序列擴(kuò)頻載波通信軟件設(shè)計(jì)
引言
隨著嵌入式系統(tǒng)及集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,針對(duì)智能儀表應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用芯片獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。智能儀表一般要具備CPU單元、顯示單元、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線接口、A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換、實(shí)時(shí)鐘、看門狗等功能。傳統(tǒng)的智能儀表設(shè)備在選定了CPU后,需要配置復(fù)雜的功能芯片及接口芯片,完成顯示驅(qū)動(dòng)、外部程序存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及其它要求功能。眾多的接口芯片導(dǎo)致儀表的體積大、成本高、功耗增加、可靠性降低;同時(shí)調(diào)試、維護(hù)困難。
為適應(yīng)智能儀表的應(yīng)用需要,針對(duì)某類產(chǎn)品的專用單芯片上系統(tǒng)SoC(SystemonChip)解決方案獲得了巨大的發(fā)展機(jī)遇。國(guó)內(nèi)外各IC設(shè)計(jì)公司都針對(duì)不同領(lǐng)域、不同應(yīng)用需求推出了各自的SoC產(chǎn)品。具有8051指令兼容高速微處理器的SoC產(chǎn)品PL3105,采用最新的CMOS數(shù)/?;旌瞎に囍圃?,是針對(duì)智能儀表行業(yè)應(yīng)用而推出的低成本、高性能的解決方案。
1PL3105的主要特點(diǎn)
采用8051指令兼容的高速微處理器,軟件易于開發(fā);具有8/16位雙模式ALU、8倍速于標(biāo)準(zhǔn)51,運(yùn)行速度快,數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。圖1為PL3105的基本功能結(jié)構(gòu)方框圖。
針對(duì)智能儀表的應(yīng)用,PL3105內(nèi)部集成了2通道16位精度的∑—Δ調(diào)制A/D,LED(8×8筆劃式)/LCD(24×4筆劃式)顯示驅(qū)動(dòng)模塊,2個(gè)UART,內(nèi)置1KB的RAM和16KB的E2PROM程序存儲(chǔ)器(采用ISP方式編程);內(nèi)置低功耗實(shí)時(shí)鐘。同時(shí)集成了完善的電壓監(jiān)測(cè),上電、掉電復(fù)位,看門狗電路,確保了工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的可靠性。
內(nèi)嵌的載波通信控制單元,使產(chǎn)品具備了在低壓電力線上組網(wǎng)、遠(yuǎn)程通信的強(qiáng)大功能;最低壓電力線載波通信接口專用芯片PL2101的升級(jí),具有強(qiáng)抗帶內(nèi)同頻干擾能力,靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)嵌的CPU通過配置寄存器來實(shí)現(xiàn)對(duì)載波通信的控制,比PL2101芯片的接口方便,可靠性更高。
2載波通信的工作原理
載波通信采用直接序列擴(kuò)頻的BPSK(BipolarPhaseShiftKeying)調(diào)制解調(diào)方式:將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)碼序列擴(kuò)展到較這的頻帶上,在接收端用同樣的偽隨機(jī)碼序列來進(jìn)行同步接收,恢復(fù)信息。接收的過程包括載波信號(hào)的捕獲和同步。
捕獲是接收模塊在擴(kuò)頻序列精確同步前,搜索接收信號(hào),使接收信號(hào)的擴(kuò)頻序列與本地?cái)U(kuò)頻序列在相位上進(jìn)入可同步保持的范圍之內(nèi),即二者的相位在一個(gè)擴(kuò)頻序列碼元之內(nèi)。采用每次滑動(dòng)步長(zhǎng)為半個(gè)位的串行積分搜索方式,理論上最大捕獲時(shí)間需要29個(gè)數(shù)據(jù)位(15位PN碼時(shí))。捕獲完成后進(jìn)入跟蹤階段,動(dòng)態(tài)地高速本地偽碼產(chǎn)生器的時(shí)鐘速率,使本地偽碼能夠自動(dòng)地和接收到信號(hào)的偽碼保持精確同步。擴(kuò)頻序列的跟蹤電路采用全數(shù)字基帶延遲鎖定環(huán)(delaylockedloop)電路。
解擴(kuò)過程為保證捕獲和同步均能完成,發(fā)送模塊在每次傳送有效數(shù)據(jù)前至少發(fā)送40個(gè)位全“1”,用作捕獲和同上訓(xùn)練(15位PN碼)。
由于所選用的擴(kuò)頻偽碼具有很強(qiáng)的自相關(guān)性,所以通過比較本地偽碼和接收序列之間的相關(guān)性與設(shè)定閾值的高低,來判定是否停止偽碼的滑動(dòng)、完成捕獲。500bps時(shí),默認(rèn)的捕獲門限值為30H。載波通信的擴(kuò)頻、解擴(kuò)工作完全由SoC內(nèi)部的硬件電路實(shí)現(xiàn),簡(jiǎn)單可靠,解擴(kuò)閾值可以軟件調(diào)節(jié)。
圖2(a)、(b)為PL3105內(nèi)部的載波通信發(fā)送/接收工作時(shí)序圖,收發(fā)數(shù)據(jù)位在芯片內(nèi)部連接到P3.7,芯片未做封裝引出。
載波通信控制器采用幀同步方式的串行移位通信,半雙工方式,速率500bps/250bps可選;中心頻率為120kHz,帶寬為±7.5kHz。內(nèi)嵌的CPU使用外部中斷2(INT2),同步收發(fā)中斷,載波通信配置流程如圖3所示。
①使能INT2中斷(EX2=1),且為下降沿觸發(fā)方式(IT2=0)。
②使能載波通信控制位PLM_SSC(EXT_CFG.0=1,INT2作為載波通信同步信號(hào)的中斷。
③載波收發(fā)控制位PLM_RS(EXT_CTRL.0)=1時(shí),載波控制器處于發(fā)送狀態(tài);PLM_RS(EXT_CTRL.0)=0時(shí),載波控制器處于接收狀態(tài)。
④載波發(fā)送復(fù)位寄存器:用于避免載波通信模塊長(zhǎng)時(shí)間處于發(fā)送狀態(tài),使整個(gè)通信系統(tǒng)處于失控狀態(tài)而設(shè)置。它是一個(gè)13位計(jì)數(shù)器,發(fā)送狀態(tài)時(shí),計(jì)數(shù)器速減,遞減到0后,載波發(fā)送模式被強(qiáng)制返回接收態(tài);接收態(tài)時(shí),計(jì)數(shù)器停止工作。長(zhǎng)時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),需要向PLM_RST寄存器寫入“A2H”,寫入后計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位,保持發(fā)送。
低壓電力線載波通信的原理結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。需要配合的功率放大、接收回路工作,載波通信的距離與電路設(shè)計(jì)優(yōu)劣、功率大小等密切相關(guān)。
3接收和發(fā)送的軟件設(shè)計(jì)
載波通信為總線方式通信,所以載波模塊的常態(tài)必須設(shè)置為接收態(tài)、不同的載波模塊必須分配不同的通信地址。模塊接收到校驗(yàn)正確的命令后,只有地址相同的模塊才允許按規(guī)約進(jìn)行應(yīng)答。由于載波通信速率相對(duì)主頻低很多,為提高CPU效率,接收和發(fā)送一般均設(shè)計(jì)為外部中斷方式處理;每次進(jìn)入中斷,完成對(duì)1位數(shù)據(jù)的接收或發(fā)送處理。
按圖3所示流程對(duì)模塊進(jìn)行配置、選擇速率為500bps后,內(nèi)部自動(dòng)選擇為15位PN碼。載波通信控制器即進(jìn)入接收態(tài),進(jìn)行載波信號(hào)的捕獲和同步。
接收時(shí),捕獲和同步過程由載波通信控制單元的硬件電路自動(dòng)完成,不需要軟件部分參與。由于電力線的哭聲一直存在,所以有效數(shù)據(jù)前必須增加同步幀頭,依據(jù)相關(guān)性標(biāo)準(zhǔn)選擇為0x09、0xAF,后續(xù)為通信的有效數(shù)據(jù)體及校驗(yàn)字節(jié)。
圖5為載波通信接收過程框圖。載波通信控制單元解擴(kuò)出1位數(shù)據(jù)后,產(chǎn)生一次中斷。接收時(shí),首先采用16位接收窗口、1位滑動(dòng)方式來接收通信的同步幀頭0x09、0xAF。幀頭接收成功后,后續(xù)數(shù)據(jù)按每8位一個(gè)字節(jié)的方式進(jìn)行截取,得到傳送的有效數(shù)據(jù)。接收過程中,按有關(guān)的通信協(xié)議進(jìn)行地址判別、長(zhǎng)度接收、校驗(yàn)計(jì)算。地址相同的模塊對(duì)符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)答,轉(zhuǎn)入發(fā)送態(tài)。
圖6為載波通信發(fā)送過程框圖。用于載波通信的主叫方發(fā)出命令或接收方的應(yīng)答。置為載波發(fā)送態(tài)時(shí),載波通信控制單元發(fā)送完1位的擴(kuò)頻數(shù)據(jù),自動(dòng)產(chǎn)生一次中斷,允許下一次數(shù)據(jù)發(fā)送。根據(jù)捕獲和同步過程需要,首先發(fā)送至少40位的全“1”;然后按位發(fā)送同步幀頭0x09、0xAF;之后根據(jù)用戶的有關(guān)通信協(xié)議按位發(fā)送通信地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)體、校驗(yàn)等字節(jié)。
數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成后,載波模塊即可轉(zhuǎn)入接收態(tài)。但為確保待發(fā)送數(shù)據(jù)的最后一個(gè)位發(fā)送成功,必須在發(fā)送完最后一位數(shù)據(jù)后等到下一次發(fā)送中斷到來后,才可以轉(zhuǎn)換載波發(fā)送態(tài)到接收態(tài)。
載波發(fā)送未,將全部數(shù)據(jù)發(fā)送完成前,CPU必須及時(shí)向PLM_RST寄存器寫入“A2H”,使計(jì)數(shù)器復(fù)位,避免自動(dòng)復(fù)位提前進(jìn)入載波接收態(tài)。發(fā)送中斷程序如下:
voidPLM_int(void)interrupt7//載波收發(fā)中斷
{if(PLM_RS==1)zb_tx();//載波發(fā)送中斷服務(wù)程序
elsezb_rx();//載波接收程序服務(wù)程序,略
}
voidzb_tx(void)//載波發(fā)送程序
{if(len8==0)s_byte=buf_send[zbs_count];//取待發(fā)送字節(jié)到位發(fā)送緩沖
ACC=s_byte;
P3.7=ACC^7;//位發(fā)送,最高位在前
s_byte=s_byte<<1;//左移
len8++;//移位計(jì)數(shù)計(jì)算
if(len8>7)//8位發(fā)送完畢
{zbs_count++;//下一字節(jié)
len8=0;//移位計(jì)數(shù)清零
}
PLM_RS=1;//載波發(fā)送允許
PLM_RST=0xA2;//載波發(fā)送復(fù)位寄存器清空
}
隔離信號(hào)調(diào)理模塊是對(duì)電壓、電流、應(yīng)變、頻率、溫度等各種傳感器信號(hào)進(jìn)行全面的信號(hào)調(diào)理,采用隔離信號(hào)調(diào)理模塊可以對(duì)被測(cè)傳感器信號(hào)放大、濾波、源激勵(lì)、干擾抑制、噪聲抑制、冷端補(bǔ)償、線性補(bǔ)償、輸入及輸出保護(hù)、信號(hào)及電源隔離等。隔離信號(hào)調(diào)理模塊可與傳感器直接連接,能夠保證測(cè)試數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的準(zhǔn)確性,并消除或減小工業(yè)環(huán)境中的噪聲、瞬態(tài)電源波動(dòng)、內(nèi)部接地回路和其它事故對(duì)設(shè)備造成的影響。隔離信號(hào)調(diào)理模塊充分保護(hù)有價(jià)值的信號(hào)和數(shù)據(jù),增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和可靠性,在維護(hù)工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量保證系統(tǒng)方面起著重要作用。因此,在型號(hào)研制試驗(yàn)中大量使用隔離信號(hào)調(diào)理模塊,可以保證試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。在試驗(yàn)前,除了對(duì)試驗(yàn)所用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)外,還應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前端所使用的隔離信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。隔離信號(hào)調(diào)理模塊具有多種型號(hào),可以直接接入電壓、電流、頻率、應(yīng)變、熱電偶(TC)、熱電阻(RTD)等各種模擬信號(hào)。因此,應(yīng)根據(jù)模塊的不同型號(hào)、不同輸入?yún)⒘?選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。由于模塊的使用量大,采用手動(dòng)計(jì)量校準(zhǔn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,為了提高工作效率,有必要開發(fā)一套隔離信號(hào)調(diào)理模塊自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)其全自動(dòng)校準(zhǔn)。下面介紹隔離信號(hào)調(diào)理模塊自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的組成、校準(zhǔn)原理、軟件設(shè)計(jì)及應(yīng)用。
2系統(tǒng)組成
系統(tǒng)是由標(biāo)準(zhǔn)源(Fluke5520A多功能校準(zhǔn)源/3010多功能校準(zhǔn)源/Fluke525A溫度校準(zhǔn)源/CBA-2310A應(yīng)變校準(zhǔn)器)、標(biāo)準(zhǔn)表(Agilent34970A數(shù)據(jù)采集表/Agilent34401A數(shù)字多用表)、轉(zhuǎn)換開關(guān)(Keithley7001程控轉(zhuǎn)換開關(guān))、供電電源(Agi鄄lentE3634A直流電源)、被校隔離信號(hào)調(diào)理模塊(模塊+載板)、接口卡(Agilent82357A接口卡)及接口電纜、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)校準(zhǔn)軟件組成,如圖1所示。
3系統(tǒng)校準(zhǔn)
原理系統(tǒng)連接如圖1所示,通過USB/GPIB接口卡和GPIB電纜將計(jì)算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)源、程控轉(zhuǎn)換開關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集表及直流電源連接起來,并將標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)源的信號(hào)輸出端通過程控轉(zhuǎn)換開關(guān)與各被校模塊的信號(hào)輸入端連接,各被校模塊的信號(hào)輸出端與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集表的各信號(hào)輸入端連接,直流電源的輸出端與被校模塊載板的供電電源端連接。通過計(jì)算機(jī)及校準(zhǔn)軟件程控直流電源輸出直流電壓提供給被校模塊直流供電電壓,再通過程控標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)源發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),同時(shí)程控多路轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行信號(hào)各路自動(dòng)切換及程控標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集表測(cè)試對(duì)應(yīng)各被校模塊的輸出值,自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及存檔,并自動(dòng)形成報(bào)告,從而實(shí)現(xiàn)多路全自動(dòng)校準(zhǔn)。當(dāng)然,在沒有程控轉(zhuǎn)換開關(guān)和數(shù)據(jù)采集表的情況下,可以采用另一種校準(zhǔn)方法,如圖2所示,直接將標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)源的信號(hào)輸出端與被校模塊的信號(hào)輸入端連接,被校模塊的信號(hào)輸出端與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字多用表的信號(hào)輸入端連接,從而實(shí)現(xiàn)單路全自動(dòng)校準(zhǔn)。
4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)隔離信號(hào)調(diào)理模塊自動(dòng)校準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)之一。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)采用功能強(qiáng)大、編程效率高、簡(jiǎn)單易學(xué)的圖形化編程語言VEEPro。
4.1軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)方式。軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是由儀器信息記錄、校準(zhǔn)及打印輸出三個(gè)主模塊構(gòu)成。儀器信息記錄主模塊是由測(cè)試儀器信息登記模塊、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)信息記錄模塊、校準(zhǔn)結(jié)果信息記錄模塊、環(huán)境及人員信息記錄模塊四個(gè)子模塊組成;打印輸出主模塊是由審核測(cè)試數(shù)據(jù)模塊、打印預(yù)覽數(shù)據(jù)模塊、打印測(cè)試數(shù)據(jù)模塊三個(gè)子模塊組成;校準(zhǔn)主模塊是由電壓信號(hào)調(diào)理模塊、電流信號(hào)調(diào)理模塊、應(yīng)變信號(hào)調(diào)理模塊、頻率信號(hào)調(diào)理模塊、熱電阻RTD信號(hào)調(diào)理模塊、熱電偶TC信號(hào)調(diào)理模塊六個(gè)模塊組成,其中電壓信號(hào)調(diào)理模塊[1,2]是由直流線性度誤差校準(zhǔn)模塊、直流示值誤差校準(zhǔn)模塊、直流放大倍數(shù)校準(zhǔn)模塊、線性頻率響應(yīng)校準(zhǔn)模塊、零點(diǎn)漂移校準(zhǔn)模塊五個(gè)子模塊組成;電流信號(hào)調(diào)理模塊[1]是由線性度誤差校準(zhǔn)模塊、穩(wěn)定度校準(zhǔn)模塊兩個(gè)子模塊組成;應(yīng)變信號(hào)調(diào)理模塊[2,3]是由非線性誤差校準(zhǔn)模塊、頻率響應(yīng)誤差校準(zhǔn)模塊、增益誤差校準(zhǔn)模塊、零點(diǎn)漂移校準(zhǔn)模塊四個(gè)子模塊組成;頻率信號(hào)調(diào)理模塊[1]是由線性度誤差校準(zhǔn)模塊、穩(wěn)定度校準(zhǔn)模塊兩個(gè)子模塊組成;熱電阻RTD信號(hào)調(diào)理模塊[1]是由線性度誤差校準(zhǔn)模塊、示值誤差校準(zhǔn)模塊、穩(wěn)定度校準(zhǔn)模塊三個(gè)子模塊組成;熱電偶TC信號(hào)調(diào)理模塊[1]也是由線性度誤差校準(zhǔn)模塊、示值誤差校準(zhǔn)模塊、穩(wěn)定度校準(zhǔn)模塊三個(gè)子模塊組成。注意上面有些子模塊名稱相同,但模塊設(shè)計(jì)有所不相,程控標(biāo)準(zhǔn)源輸出的參量是不相同的。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)組成示意圖如圖3所示。
4.2軟件流程設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)是按照軟件工作流程圖的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行開發(fā)的。由于篇幅有限,只能繪出部分典型模塊的設(shè)計(jì)流程圖?,F(xiàn)以常用的電壓信號(hào)調(diào)理模塊的線性頻率響應(yīng)校準(zhǔn)項(xiàng)目為例,介紹隔離信號(hào)調(diào)理模塊的部分軟件設(shè)計(jì)流程圖。如圖4所示為隔離信號(hào)調(diào)理模塊的線性頻率響應(yīng)校準(zhǔn)模塊軟件設(shè)計(jì)流程示意圖。
4.3儀器信息記錄及打印輸出模塊的設(shè)計(jì)
儀器信息記錄模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試儀器信息登記、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)信息記錄、校準(zhǔn)結(jié)果信息記錄、環(huán)境及測(cè)試人員信息記錄。打印輸出模塊主要負(fù)責(zé)完成審核測(cè)試數(shù)據(jù)、打印預(yù)覽數(shù)據(jù)和打印測(cè)試數(shù)據(jù)。這部分的設(shè)計(jì)是采用調(diào)用開發(fā)平臺(tái)的庫(kù)函數(shù)[4]來實(shí)現(xiàn)。
4.4校準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)
校準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)是通過編寫儀器驅(qū)動(dòng)來控制標(biāo)準(zhǔn)源發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)及控制標(biāo)準(zhǔn)表采集測(cè)試數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)各模塊的自動(dòng)校準(zhǔn)。
4.4.1儀器驅(qū)動(dòng)的編寫
由于被校模塊具有多種型號(hào),根據(jù)不同型號(hào),其輸入信號(hào)參量不同,采用的標(biāo)準(zhǔn)儀器有所不同,例如:在校準(zhǔn)電壓信號(hào)調(diào)理模塊時(shí),采用多功能校準(zhǔn)源;而校準(zhǔn)應(yīng)變信號(hào)調(diào)理模塊時(shí),采用應(yīng)變校準(zhǔn)器。因此,在編寫程序時(shí),應(yīng)參照各廠家提供的用戶手冊(cè)[5~9],分別編寫儀器驅(qū)動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)其標(biāo)準(zhǔn)儀器與計(jì)算機(jī)的通信。在編寫儀器控制指令代碼時(shí),一定要注意區(qū)分字母的大小寫及準(zhǔn)確把握時(shí)序控制,確保測(cè)試數(shù)據(jù)的同步與準(zhǔn)確。
4.4.2多路自動(dòng)校準(zhǔn)模塊的設(shè)計(jì)
多路自動(dòng)校準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)是按照將總模塊分解成主模塊,主模塊分解成分模塊,分模塊分解成子模塊的順序逐級(jí)分解,分別編寫各個(gè)子模塊程序,再將編好的各個(gè)子模塊寅分模塊寅主模塊寅總模塊有順地連接起來,即可形成自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)。按照此設(shè)計(jì)思路將校準(zhǔn)主模塊按輸入信號(hào)參量不同,分解成電壓、電流、頻率、應(yīng)變、溫度信號(hào)調(diào)理模塊,再根據(jù)被校模塊型號(hào)和校準(zhǔn)項(xiàng)目不同,以及采用的標(biāo)準(zhǔn)儀器和校準(zhǔn)方式不同分別編寫各子模塊,然后將其正確連接即可。如圖5和圖6所示為電壓信號(hào)調(diào)理模塊部分設(shè)計(jì)程序框圖和軟件設(shè)計(jì)彈出式菜單示意圖。針對(duì)隔離信號(hào)調(diào)理模塊校準(zhǔn)不同型號(hào)時(shí),其輸入?yún)⒘考皹?biāo)稱值是不同的,在程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮,校準(zhǔn)時(shí),應(yīng)盡量避免手動(dòng)錄入或更改參數(shù),采用按照被校模塊型號(hào)分別編寫預(yù)置標(biāo)稱值模塊,然后以變量方式,一旦確定被校模塊的型號(hào),則系統(tǒng)自動(dòng)圖5軟件設(shè)計(jì)部分程序框圖圖6軟件設(shè)計(jì)部分彈出式菜單示意圖調(diào)用所選型號(hào)的預(yù)置標(biāo)稱值模塊。這樣,一是可以提高工作效率,二是可以避免人為錄入錯(cuò)誤或操作人員不同選擇校準(zhǔn)點(diǎn)有所不同等因素造成的影響。另外,在誤差處理模塊后還應(yīng)考慮設(shè)有超差判斷功能模塊,以確保測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。此外,數(shù)據(jù)存檔格式也是編程需要注意的細(xì)節(jié),為了保證測(cè)試數(shù)據(jù)按計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)格式存檔,采用在預(yù)置標(biāo)稱值模塊中設(shè)置保留數(shù)據(jù)有效位數(shù)及獲得變量參數(shù)的方式實(shí)現(xiàn),從而達(dá)到測(cè)試數(shù)據(jù)—處理數(shù)據(jù)—保存數(shù)據(jù)—打印報(bào)告自動(dòng)完成的目的。如圖7所示為5B40-02電壓信號(hào)調(diào)理模塊的線性頻率響應(yīng)校準(zhǔn)模塊結(jié)果顯示及數(shù)據(jù)存檔格式示意圖。圖中顯示的數(shù)據(jù)是根據(jù)測(cè)量放大器校準(zhǔn)規(guī)范[2]計(jì)算得出的。其它校準(zhǔn)子模塊的編寫方法與上述類似。
4.5單路自動(dòng)校準(zhǔn)模塊的設(shè)計(jì)
在完成了多路自動(dòng)校準(zhǔn)模塊的設(shè)計(jì)后,就很容易編寫單路自動(dòng)校準(zhǔn)模塊的設(shè)計(jì),只要將編寫好的多路自動(dòng)校準(zhǔn)模塊復(fù)制,并在此基礎(chǔ)上稍作改動(dòng),刪除程控轉(zhuǎn)換開關(guān)儀器驅(qū)動(dòng)模塊,將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集表儀器驅(qū)動(dòng)換成數(shù)字多用表儀器驅(qū)動(dòng),增加彈出式操作提示框等即可完成單路自動(dòng)校準(zhǔn)模塊的設(shè)計(jì)。如圖8所示為5B40-02電壓信號(hào)調(diào)理模塊的直流線性度誤差校準(zhǔn)模塊結(jié)果顯示及數(shù)據(jù)存檔格式示意圖。圖中顯示的數(shù)據(jù)是根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范[1]計(jì)算得出的。
5結(jié)束語
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
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級(jí)別:省級(jí)期刊
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級(jí)別:部級(jí)期刊
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