集成电路与应用

集成电路与应用（共7篇）

集成电路与应用 篇1

RI-R6C-001A集成电路的原理与应用

摘要：RI-R6C-001A芯片是Texas Instruments公司生产的RF收发器，可实现ISO15693协议电子标签的阅读。该芯片内含接收、发射和控制接口三部分。文中介绍了RI-R6C-001A的结构、原理和特性，并给出了典型应用电路。

关键词：射频;收发器;电子标签;RI-R6C-001A

1 概述

电子标签是时下最为先进的非接触感应技术。RI-R6C-001A芯片是美国德州仪器(TI)和荷兰飞利浦公司(Philips)开发出的一种廉价的非接触感应芯片。这种芯片的无源最大读写距离可达1.2米以上。它与条形码相比，无须直线对准扫描，而且读写速度快，可多目标识别和运动识别，每秒最多可同时识别50个，频率为13.56MHz ±7kHz(国际通用)的目标。它采用国际统一且不重复的8字节(64bit)唯一识别内码(Unique identifier，简称UID)，其中第1～48bit共6字节为生产厂商的产品编码，第49～56bit 1个字节为厂商代码(ISO/IEC7816-6/AM1)，最高字节固定为“EO”。其使用寿命大于10年或读写10万次，无机械磨损、机械故障，可在恶劣环境下使用，工作温度为-25～+70℃?可反复读写且扇区可以独立一次锁定，并能根据用户需要锁定重要信息;现有的产品一般采用4字节扇区，内存从512bit～2048bit不等。

RI-R6C-001A芯片采用柔性封装，它的超薄和多种大小不一的外型，使它可封装在纸张和塑胶制品(PVC、PET)中，既可应用于不同安防场合，也可再层压制卡。国际标准化组织已把这种非接触感应芯片写入国际标准ISO15693中。其主要原因是因为该芯片具有封装任意、内存量大、可读可写、防冲撞等独特的功能。

2 引脚排列与功能

图1所示为(RI-RRC-001A芯片和引脚排列)。

3 内部结构

收发器需要5V外加电源，在实际操作中最小电压为3V，最大电压为5.5V，典型电压为5V。电损耗取决于天线阻抗和输出网络的配置。由于电源纹波和噪声会严重影响整个系统的性能，因此，德州仪器推荐使用标准电源。

射频收发器内部的输出晶体管是一个低阻场效应管，电耗直接在TX_OUT脚消耗，推荐用5V电源供电，最好驱动50Ω天线。在输出端连接一个简单的谐振电路或者匹配网络可以降低谐波抑制，用选通方波驱动输出晶体管能达到100%的调制度。调整连接输出晶体管的电阻(典型电路中的R2)能获得10%的调制度，增大这个电阻，调制度也随之增加。通过发射编码器变换的数据可按照事先选择好的.射频协议进行传输，通信速率应为5～120kB，而且至少要有一个速率满足已选择感应器协议的要求。

接收器通过外部电阻连接到天线后可将来自电子标签的调制信号通过二极管包络检波进行解调，接收解码器输出到控制器的数据是二进制数据格式，通信速率和射频协议由已选择的模式确定。在输出数据时，接收的数据串中已检测并标志了启动、停止、错误位。

该系统的正常时钟频率为13.56MHz，但是振荡器的工作频率

[1][2]

集成电路与应用 篇2

1 集成电路技术的发展

1.1 Ga As (砷化镓) 集成电路

Ga As集成电路的技术有HBT、MESFET、HEMT。Ga As器件的载流子速度很快, 可以调节能级, 所以其本身速度也快, 适合高频器件的使用。但其却拥有成本较高、机械性能差、热导率较低和易碎的缺点。虽然Ga As MESFET及异质结器件有上述缺点, 但其市场占有率却不低, 在功放及前端射频 (RF) 开关上的应用程度很高。

1.2 CMOS及Bi CMOS

CMOS (互补金属氧化物半导体) 技术是到目前最重要的集成电路技术, 正因为其在数字电路方面设计开发成本低和应用方便的特点为其加速发展奠定了条件。除了极高速的数字集成电路, CMOS的应用范围几乎涵盖了所有的数字电路领域。CMOS技术的发展速度及其产品的大量生产都使其成本相对其他产品低很多, 使CMOS在模拟电路设计中也争得了一席之地。

CMOS工艺的发展一直呈高速态势, 当今商用的沟道长度也从1983年时的2.0μm缩短到现在的0.123μm。晶体管尺寸的不断变小也给RF及数字电路的功能有了更大的创新空间并一直在发展。射频电路中, 沟道宽度的变小促使晶体管的工作频率也在逐渐升高, 这也使收发信机中的模拟CMOS电路部分能够前移至射频载波频率部分。CMOS工艺在射频CMOS电路设计方面有它的不足, 电路性能 (如线性度、增益、噪声水平等) 都还有很大的进步空间。

Bi CMOS (即晶体管和CMOS集成在一块芯片上) 技术是对CMOS技术和npn双极性晶体管工艺的综合运用, 以期npn晶体管既可以应用于RF, 又可以在这一块晶片上同时用于数字电路的p MOS和n MOS晶体管。

当前社会在集成电路方面的研究目的主要是提高功率效率及降低电路成本。而研究方式是想方设法提高廉价硅器件 (CMOS和Bi CMOS) 的集成度。

硅基底器件有一定的成本优势, 具体表现如下:

(1) CMOS和Bi CMOS的产品成品率较高;

(2) CMOS的大批量生产有一定的规模效益, 对降低成本很有利;

(3) COMS模拟电路方便与数字基带处理集成电路一起集成在一块基片上, 这有利于提升单片电路的系统级。

1.3 Si Ge HBT (锗化硅异质结晶体管)

晶体外延技术促进了Si Ge异质节硅晶体管结构向Si Ge HBT的发展。其进化方式是在npn基极加锗, 使晶体管的截止频率大于200GHz。Si Ge技术能与CMOS工艺完全兼容, 全球各个硅工厂都想掌握该技术, 由此该技术在RF集成工艺技术中有重要的地位。

1.4 RFIC的工艺选择

一直以来, 无线接收机的原理都是借助Ga As电路实现低噪声放大器 (LNA) 、功率放大器 (PA) 及射频开关三个功能。硅基底模拟电路被用到基带、中频 (IF) , 有时也会用到射频混频部分。在上述过程中, IF及RF的频带选择电路应用的均为分离器件, 理由是芯片上很难形成高Q值的滤波器。传统的电路实现方式多采用片外可调LC谐振电路使VCO实现频率调节。片外器特有的高Q值能够有效保障VCO的低相位噪声。

2 集成电路技术在无线通信系统中的应用

无线通信具备灵活方便、及时性强的优点, 因此拥有广阔的发展前景。20世纪80年代末, 第二代移动通信系统投入商用领域, 30年来发展迅速。手机及其他无线通信设备逐渐成为大众生活的日常用品。无线通信设备一直向扩大容量、提高速度、外形小型化、损耗低四个方向发展。手机的芯片大小从最初的8 000cm3缩小至30cm3以下, 集成电路的发展为这一成果奠定了良好的基础。

射频和基带这两个单元是无线通信设备的核心部件, 两者的基本组成元素是集成电路。射频单元多以半导体器件组成, 基带单元多以CMOS集成电路组成。无线通信基站中许多设备都由于集成电路的作用, 信号交换具有速度快、效率高的特点。此外, 集成电路在无线通信方面的发展程度越来越高, 无线通信设备的信息传输功能也越来越广泛, 在传统的语音传输基础上, 增加了手机阅读器、GPS定位系统、手机上网、视频等许多功能。无线通信依托于集成电路, 拥有了小、灵、快的特点, 用户的业务体验提升, 日常生活更加方便。

3 集成电路技术在无线通信领域的发展前景

集成电路在无线通信领域的应用有效促进了无线通信技术的发展。新的无线通信技术的出现及无线通信应用领域的迅速发展, 也极大地促进了集成电路技术的更新。当前形势下, 通信是由电通信逐渐向光通信迈进, 通信元器件的大小也逐步从微米量级向纳米量级跨越。我们有理由相信, 集成电路技术也能成功地从电集成向光集成转变。

无线通信中无线设备的芯片一直沿袭的是向小型化发展的趋势, 除此之外, 未来研究方向正在向多业务、多功能、多工作模式和多工作频段的集成电路模块发展。而且, 无线通信设备之间的信息传播途径及方法以及能够处理并有效管理无线信号的智能天线技术和软件无线电技术等多种新兴领域都在发展, 这都为无线通信中集成电路的发展提供了广阔而富有前景的发展空间。

曾经人们一直难以实现在无线电通信中以相同频率同时收发信息, 但美国哥伦比亚大学工程学院的研究团队却研究出新型的全双工无线集成电路, 而且就是用CMOS工艺制造出来的。这说明我们在将来的无线通信集成领域能够将更多的不可能化为可能, 这一领域将会有更多的发展。

4 结语

将集成电路技术应用到无线通信领域这一进程中, 既发挥了集成电路的优势, 在应用过程中遇到的挫折也促进了它的发展, 两者是相辅相成的。集成电路与无线通信在磨合中出现过各种各样的问题, 但这也说明无线通信集成电路技术还存在极大的发展空间。未来无线通信集成电路的应用水平的发展及其材料制造工艺的进步将会对人类通信事业造成更大的影响。

摘要：介绍了无线通信技术中集成电路的应用现状及发展前景, 回顾并总结了现有集成电路的特点及其在无线通信技术中的应用状况, 并对未来无线通信集成电路的应用前景作了分析。

关键词：无线通信,集成电路技术,移动通信

参考文献

[1]张倩.新型全双工集成电路有望使无线通信数据量翻倍[J].军民两用技术与产品, 2015 (9) .

电网企业应用集成的研究与应用 篇3

【关键词】电网企业；应用集成；SOA；集成实施

SOA（面向服务架构）服务模式是现阶段新兴的企业应用集成技术方案。它能够将分散的业务信息资源与功能集中起来，形成互动、便捷的系统整合服务。应用集成是企业信息集成平台的关键部分，在基于SOA的集成架构模式上，为国家电网各部分提出信息共享与交互的技术服务。应用集成为SG186工程中企业级信息一体化服务平台的关键组成部分，在工程设计阶段就展开并万恒了集成典型设计，之后以此指导国家电网各省级公司或产业直属企业的应用集成与服务工作。电网企业的应用集成现阶段已完成了經济与法律、市场营销与管理、套装软件与生产等各部分核心业务的集成与实施，促进了电网企业的业务集成与融合。

1.基于SOA的应用集成架构

应用集成遵循公司业务集成需要，基于可扩展性、开放性、可靠性与科学性等特点，展开基于SOA的应用集成架构搭建与实施。应用集成由业务流程管理、企业服务总线、服务注册中心组成。包括下面两个部分：（1）应用集成功能设计。包括企业服务总线、业务流程、平台、服务目录等部分的管理。（2）应用集成模式设计。基于业务应用需要、SOA架构搭建集成平台，实现成熟套装软件的封装，要求其能支持SOA架构的技术标准与协议，根据接口规范封装为Web Service，并能对集成平台的相关服务进行调用。

2.应用集成项目实施方法探究

2.1应用集成工作原则

其原则应该坚持与落实在领导、规划、标准、组织实施这四个方面的统一，由统一的调度与规划管理，使得集成工作能够顺利进行。国家电网应用集成实施原则如下：（1）驱动业务需求。应用集成涉及到多个业务应用和部门的很多工作，需要驱动业务需求，以业务需要来促进集成的顺利实现。根据企业实际架构与规划需要，过滤集成需求，策划实现集成的方式。在稳定、可扩充的应用集成平台上，满足企业的实际应用集成需要。在实现流程集成过程中，需要先获得业务部分的认可，之后业务与技术相关人员从技术角度对集成进行论证，在业务角度达成一致意见。（2）典型设计指导。由于接口设计、集成架构、实施流程没有统一的规范与指导，所以存在多标准接口的问题，导致集成困难。典型设计需要完成：对应用接口、技术路线的典型设计；集成实施时，从需求分析、搭建平台、接口设计、组织结构、管理流程等各方面完成典型设计，以此促进应用集成的顺利进行。（3）业务应用实现。一般情况下集成的实施商即为业务接口的开发商，由此为顺利验收，降低了接口的遵循标准，这对统一接口标准的推广起到了抑制作用。由此，国家电网企业完成应用集成将开发重点放在成熟配套软件接口规范设计上，应用集成实施重点工作位搭建、管理和运维应用集成平台。（4）应用集成由于会涉及到很多不同的业务项目与部门，所以展开应用集成会呈现出周期长、难度大、效果难跟踪等不同的特点，由此需要展开全方位、全面参与、由上到下垂直管理的应用集成方案。

2.2应用集成实施方法论

应用集成应以信息部门的工作为领头，实施需求统一/方案制定、试点展开、方案推广为阶段性步骤的集成工作。（1）需求统一/方案制定：根据不同部门的业务需要进行需求梳理与统一，统一与完善实际需要的集成方案。（2）试点展开：应用集成选择试点单位，该单位基于统一的需求与方案，细化试点应用集成统一方案。试点阶段展开平台部署、接口开发等相关工作。（3）方案推广：该阶段的责任方为推广单位，基于试点单位细化完成的建设方案，结合推广单位的实际情况细化应用集成方案。应用集成项目组展开协调与配合工作，协助推广单位完成应用平台部署、接口开发等相关工作。

3.应用集成项目组织架构分析

3.1应用集成协调小组

主要跟踪、沟通、发现并解决问题，保障资源的调配，监督项目实施进度，处理可能出现的矛盾与冲突。具体工作为：（1）制定各项管理制度；（2）开发、协调与维护管理目标；（3）制定项目实施计划；（4）实时跟踪与管理项目；（5）阶段性评审、保障相关人员与部门的参与；（6）保存相关文件与数据。

3.2应用集成典型设计组

主要目标与责任为整体把握应用集成的整体架构，为开展应用集成工作而提供技术支持服务。具体工作为：（1）不断跟进与完善应用集成的典型设计，为完成集成提供技术规范；（2）审核制定的技术方案；（3）对集成落实过程中出现的相关技术障碍展开研究，提供排除策略。

3.3应用集成需求统一组

主要任务为梳理总部集成需求、制定集成方案，分阶段完成集成工作，信息化管理部门提供需求梳理需要的资源与支持。具体工作为：（1）对集成蓝图进行整体规划，不断完善与补充；（2）梳理集成计划、制定集成方案；（3）协调信息部门完成试点、推广审查等工作。

3.4集成推广落实组

主要完成试点集成、推广单位的落实，具体的工作任务为：（1）根据实际需要落实集成需求，策划网省公司的集成实施方案；（2）协调各相关部门完成应用接口开发与协调工作；（3）开展具体的应用集成项目；（4）实施接口测试、监控网省公司应用集成的实际情况；（5）落实后续的集成维护。

4.电网企业应用集成规划与应用

集成电路与应用 篇4

随着生产的发展和社会的进步，市场体系日益完善，我们已经进入了一个买方市场的时代，在这种竞争态势下，客户的重要性日益显现，企业越来越注重面向客户的各项信息与活动的集成，以客户为中心实现对客户信息的全面管理，在这种背景下，各企业纷纷建立自己的客户关系管理系统。

客户关系管理是一种旨在改善企业与客户之间关系的新型管理机制，它实施于企业的市场营销、销售、服务和技术支持等与客户相关的领域。它并不是指单纯的一套管理软件和技术，而是指融入了企业经营理念和营销策略在内的一整套解决方案。

CRM具有一系列的优势，能够带来显著的经济效益。但是，对企业来说，建立了CRM系统也并非能够一劳永逸，单独依靠CRM并不能解决企业经营管理的所有问题。本文根据企业运作的实际，在分析传统CRM优缺点的基础上，对采用条形码技术与CRM进行集成以完善CRM管理的技术，进行了系统的研究。

2 条形码在企业CRM系统中的应用

CRM是企业面对客户的前沿。CRM的指导思想就是了解客户的需求并对其进行系统化的分析和跟踪研究，在此基础上进行“一对一”的服务，提高客户的满意度和忠诚度，为企业带来更多的利润。CRM的目标是通过对企业营销业务流程的全面整合来降低企业成本，提高效率;在扩展市场和增加渠道的同时，能够更加有效地处理客户关系，吸引和保持更多的客户。对企业前台的销售、市场、客户服务以及技术支持等部门而言，CRM是一个使企业各业务部门共享信息和自动化的工作平台。CRM包含了技术与商业流程的整合，它可以协调和改进原有的商业流程，使企业在所有的业务环节中能更好地满足客户需求并降低运营成本，提高企业员工的工作能力，并有效减少培训需求，使企业内部能够高效地运转，从而能够保留现有客户和发掘潜在客户，避免了发生以往宝贵的客户资料随销售人员的离职而流失的情况，提高了企业的盈利能力。对企业后台的财务、生产、采购和储运等部门而言，CRM又是提供客户需求、市场分布、对产品的反应及产品销售状况等信息的重要来源。通过对CRM系统与企业后台即 ERP系统的集成，CRM提供的事实数据和智能化的分析已成为企业进行决策和经营活动的科学依据。

正是考虑到CRM 的以上优势，各企业纷纷构建自己的CRM系统，家电企业就是其中的典型代表。在一定程度上，构建CRM系统带来了较好的经济效益，提升了企业形象，提高了业务处理的自动化水平。但是，家电企业有其自身的特殊性，单独依靠CRM系统并不能解决企业经营活动中的所有问题。目前，国内大型家电企业的产品销售大都采用批发和零售相结合的方式，公司总部成立总的销售公司，每个省或地区成立办事处或者分公司，办事处或分公司负责处理本地的销售业务，销售公司的总部负责发货、总体的协调与控制等。

由于不同地区的顾客收入水平和消费水平不同，企业为了满足个性化市场的需要，通常要制定不同的价格和促销服务策略，从实际上形成了各地区销售分部和代理商的价格、利润差异。同时，由于销售分公司与总部的距离不尽相同，不同的销售分公司的运输费用也不相同。在这种情况下，个别经销商(或者其他中间商)将企业委托给他们的仅允许在本地区销售的产品转发到其他地区销售。这就是所谓的“冲货”现象。

“冲货”维护了当地经销商的局部利益，但会对其他地域的销售带来价格和品种结构的冲击，所以，会给整个公司的产品销售带来不良影响，扰乱企业目标市场的秩序，严重影响企业总的营销战略的顺利实施，侵害企业的总体利益。

“冲货”问题属于销售渠道管理的范畴，其外在表现是每一销售分部、代理商、分销商、批发商、零售商对于同一企业的产品有多个供应方。虽然销售公司总部和经销商之间就销售“冲货”问题都有协议，但由于缺乏技术手段，在利益驱动下往往成为一纸空文。企业的生产管理系统能管理产品的物料、生产和销售，但属于上层管理，只管理到销售物料的总量，而不能实现单件的管理。

然而，使用条形码可使每一类物料具有唯一的标识，也可以使每一件产品具有唯一的“身份证”。条形码是利用光电扫描阅读设备识读并将数据输入计算机的一种特殊代码，它是由一组粗细不同、黑白或彩色相间的条、空及其相应的字符、数字、字母组成的标记，用以表示一定的信息。现在，世界各国和地区都已普遍使用条码技术，而且，该技术正在快速地向世界各地推广，应用领域越来越广泛，并逐步渗透到许多其它技术领域，

条形码具有可靠性高、数据录入快、灵活实用、设备简单、方便经济等优点，因此，在家电企业中引入条形码辅助管理可以有效弥补CRM管理上的不足。

3 CRM与条形码集成应用的实现

这里以一个实例——广东某公司的CRM项目为例，来具体说明CRM与条形码的集成应用实现。

该公司是一家大型的家电生产企业，具有冰箱、空调、冷柜、小家电等四大系列的产品线，产品型号众多。由于历史原因，以前各个专业生产厂对于条码管理没有一个统一的规划，处于各自为政的状态。后来，为了实现企业的信息化管理，实施了CRM项目，在此基础上，为实现产品管理的微观化，加强销售和售后管理，防止“冲货”等现象，集成了条形码技术。图 1显示了条形码的系统关联关系。

图1 条形码系统关联图

图1中列出了CC 数据库、SAP与条码打印客户端数据库三个数据库。CC数据库记录与呼叫中心有关的信息，包括所有条码与产品信息等。SAP记录CRM的业务信息，包括物流、销售与分销、财务和客户服务等。条码打印客户端数据库记录打印的条码信息，到一定的时间，成批导入到CC数据库中。

总公司从全公司的角度考虑，制定了统一的编码规则，并注意保持了与原有条码编码规则的兼容性。条形码由18位数字组成，前面7位数字对应一个唯一的产品型号，是该型号产品的标识;后面11位数字由生产日期和当日流水号组成。科龙的CRM平台采用SAPR/3系统，依托其强大的功能，在条码编码上首先就将条码的型号码作为物料主数据的一个属性记录在SAP系统之中。在SAP系统之外，另外构建一个条形码的打印系统，通过接口将SAP物料主数据的信息导入到打印系统的后台数据库中供打印时使用。条形码打印系统记录打印的每一个条码信息，同时对破损、丢失等原因造成的条码号码进行登记，以保证条码数据的有效性。产品在生产、包装过程中，将在成品机身和包装箱上特定的位置张贴条形码。

为了实现产品管理的微观化，CRM系统从产品下生产线即开始管理。首先使用手持式条形码识读器扫描条形码，然后将扫描的结果通过通讯数据线传输到计算机，传送的结果文件为文本文件，SAP系统读取该文本文件，将文件中的条码数据根据条形码的前7位确定产品的型号，分类录入SAP系统，作为产品入库的数据。产品入库后，等待发货给中转仓、分公司或者商业单位。每一次的货物移动都需要扫描条形码，并将扫描的结果录入SAP系统。因而，在SAP的管理之下，随着每一次的货物移动，相关的产品条码信息就随着订单或者发货单等一起移动。这样，在SAP系统中不仅有产品的型号、数量信息，而且具体到了单件产品的条码，SAP对产品进行管理的同时也记录着条码对应的产品状态和储存位置。通过简单的统计分析，公司相关的部门可以获取公司产品的实时信息，及时掌握产品的销售情况，并由此制定灵活的生产及营销策略。

为了加强对经销商的管理，公司对经销商也配备了手持条形码识读器。产品销售到每级批发商以及零售商之后，公司要求每级批发商以及零售商通过因特网登录公司网站，将其购、销、退货活动中扫描的条形码上传回公司，并记录到公司的数据库中。公司根据数据库中的记录，核对条形码数据的一致性。如果数据发生偏差，就可以及时发现“冲货”现象，并据此查明原因，进行相应的处理。产品销售到最终用户之后，通过用户的反馈及售后服务部门填写的安装、维修单获取产品的条码及相关的销售信息，也将其保存在数据库中。这样，产品从生产到销售到最终用户，通过条形码就形成了一个完整的链条，有利于总公司进行产品的跟踪和服务。

在信息集成的具体实现上，图1的三个数据库之间制定了规范的接口，编写了相应的接口程序实现数据的交换与共享。条形码识读器采集的条码数据传输到用户电脑后形成的是文本文件，为了使数据能够录入SAP系统，也制定了规范接口。采集的条码数据按照接口规定的格式形成文本文件，然后，SAP也通过同样的规范读取数据，录入系统。

由于条形码的引入及其与SAP管理软件的紧密结合，企业不仅实现了对产品数量的管理，而且细化到了单件。同时，由于产品管理形成了完整的数据链，使得产品销售过程中以前存在的“冲货”现象得以及时发现。另外，每一次的货物移动都在计算机系统中有了记录，并且这些数据可以实时反应，大大便利了企业的领导决策，使之可以制定灵活的营销策略，从而占据市场的主动，在激烈的市场竞争中获得更大的收益。

4 结束语

集成电路与应用 篇5

doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

计算机与 PLC 集成控制系统在石化行业的应用

陈 勇 张华平赵显红

摘 要：计算机与 PLC 集成控制系统的基本组成、功能、系统软硬件设计与 通信技术以及该系统在石化行业的应用。关键词：计算机 PLC 可编程序控制器 控制系统 通信技术 关键词近年来，国际市场上石化产品的竞争日趋激烈。与国外同类产品相比，我国 的石化产品无论在生产工艺上，还是产品质量上，都存在着相当大的差距。为改 变我国石化产品发展严重滞后的局面，国内石化行业的许多厂家已开始向产品的 多样化、添加剂材料和配方的高科技化迈进。我们应有关厂家提出的技术要求，针对石化产品生产工艺复杂、添加剂配比要求严格、品种多样、互换性差的特点，开发研制了计算机与 PLC 集成控制系统。该系统控制可靠、操作简便、开放性强、性能价格比高，在国内石化系统的数家企业推广应用后，受到好评。1 系统组成

计算机与 PLC 集成控制系统由生产系统和非生产系统二部分组成(如图 1)。生产系统主要由微型机、适配器、PLC、执行机构及现场仪表等部分组成。非生 产系统主要由工艺流程模拟显示屏、电视监视设备、现场通话设备、质量检查系 统、管理信息系统等部分组成。中央控制室负责处理来自生产系统和非生产系统 的大量信息。通过计算机与 PLC 集成控制系统，将润滑油厂的各生产车间、附属 部门以及总厂厂部联成了密不可分的整体，从而最大限度地利用了信息资源。

图1 计算机集成控制系统的组成 2 系统功能

为满足用户提出的技术要求和现场的工况，此控制系统的设计具有以下功 能： 1.根据用户提出的技术要求，按照添加剂配方的比例精确地配制生产各种型 号的石化产品，并且通过微型机和现场 PLC 控制系统实现整个生产过程的自动 化。2.通过自行开发的计算机软件，实现生产现场的动态监控。良好的人机界面、清晰的组态图形，使得操作人员通过计算机屏幕，对于现场的各种工况变化一目 了然。3.在现场生产中，为提高整个控制系统的精确性，在搅拌器、电动机、电动 阀、电磁阀等设备上均设计了局部反馈功能，这些相互独立系统的局部反馈功能 构成了对总系统反馈控制的有力支持。4.当系统出现压力报警或油面报警时，一方面通过 PLC 程序实现自动停车，另一方面借助于语音卡，在控制间的操作人员可以立即听到报警信号，及时采取 相应措施。5.考虑到生产现场某些部位属于高温、有害气体残留处，技术人员不宜靠近，在现场设置了电视监视设备，让技术人员实现远程监控。为便于管理，还安装了 现场通话设备。6.在中央控制室设置了 1 个大屏幕模拟显示屏，在屏幕上不仅可以显示总厂 所有管道线路，而且能够动态显示油的液位、流向，让高层管理人员从宏观上掌 握全厂的生产状况。7.通过微机联网，质量检查部门可以直接得到工业现场的信息，各管理部门 之间也可以实现数据通信与数据共享。

硬件与软件设计

3.1 硬件设计 在本系统中，工业现场控制是核心，而工业现场控制主要由 PLC 系统完成，所以如何合理有效地使用 PLC 技术就成了设计的关键。PLC 的特点是控制可靠，编程简单，但程序内存不大，不能进行复杂的编程；而石化产品的特点是生产工 艺复杂，产品型号繁多，往往 1 条生产线就能够生产几十种型号的产品。这就形 成了一对矛盾。如果设计时采用常规的 PLC 控制系统，那么 1 条生产线就需要 20 几台 PLC 基本模块和 A/D 转换模块。投资巨大，而且按照现代控制理论，在 1 个控制系统中配置的控制模块越多，控制越不可靠。为了减少投资和增强控制的 可靠性，在 PLC 控制系统的硬件配置上进行了多项创新。以润滑油生产线为例，在润滑油生产车间，有搅拌温度、添加剂温度、输油 泵压力、油罐的液面等共计 32 路模拟信号需要检测。如果按常规设计，需要 8 块 FX-4AD 模块。为减少投资，设计了多路开关切换电路，只用 2 块 FX-4AD 模块 就完成了全部功能。图 2 为 FX-4AD 模块的多路开关切换示意图。

图2 FX-4AD 模块的多路开关切换示意图

图 2 中，FX-4AD 模块为 12 位 4 通道模拟量输入模块，Y0、Y1、Y2、Y3 为 PLC 的任意输出触点。FX-4AD 模块的多路开关切换电路的设计实质上是通过 1 个多路开关控制 FX-4AD 模块分别去完成搅拌温度检测、添加剂温度检测、输油 泵压力检测及油罐液面检测 4 项功能，其中多路开关的 4 个转换触点接 PLC 的输

出触点，由 PLC 编程控制。这个多路开关切换电路简单实用，而且节省了大量投 资，实践证明，该电路在控制精度上完全满足用户的需要。软件设计 在计算机与 PLC 集成控制系统的软件设计中，也采用了许多新的设计思想。仍以润滑油生产车间为例，按照用户提出的 72 种润滑油的生产工艺和技术 要求，如果用常规方法编程，需要 12 台 PLC 基本模块。为节约投资，我们充分 利用 PLC 的文件寄存器(2000 点)，用逐项查表的方法编写了 1 个 72 种润滑油的 通用程序，用 1 台 PLC 基本模块带 2 台 PLC 扩展模块的方式完成了过去需要 12 台 PLC 才能实现的功能。我们选用了三菱公司生产的 FX 系列的可编程序控制器，文件寄存器共计 2 000 点(D1000～D2999)。为节约程序内存，充分利用 PLC 本身提供的指令资源，我们选用了字传送方式，用 1 个 16bit 的字来控制 PLC 触点的 16 个输出触点，而不必像过去那样，1 条指令只能控制 1 个输出触点。例如在图 3 中，首先 X0 导通，十进制数 K6 送入数据寄存器 D0，接着 X1 导通，数据寄存器 D0 的数值 K6 转化为二进制数“0000 0000 0000 0110”送入 K4Y0，控制输出 Y0～Y17 共 计 16 个触点的动作，其开关动作和数据寄存器 D0 的数值 K6 一一对应。如图 4 所示，“1”控制输出触点导通，“0”控制输出触点关断。在此例中，Y1、Y2 触点导通，其余输出触点关断。3.2 图3 字传送方式控制输出触点示意图

图4 数据寄存器 DO 的值与 16 个触点的对应关系

通过字传送方式，我们用 1 条指令就可控制 16 个电动阀及输油泵的动作，大大节省了程序空间。在这种设计思想下，我们把 72 种润滑油的工艺流程全部 用字方式编写，然后输入文件寄存器，并在此基础上，编制了 72 种润滑油的通 用程序。在通用程序运行时，根据某一润滑油的型号，通过查表的方式，在文件 寄存器中调出对应的数据段(这些数据段也就是该种润滑油的工艺流程)，然后该 数据自动输入 PLC 的控制程序，使得 PLC 按照规定的工艺流程控制整个执行机构 工作。如图 5 所示之例，润滑油品种 LSO-1 的工艺状态字存于文件寄存器 D1050～ D1060 10 个字节中。程序运行时，首先根据润滑油型号在文件寄存器中寻址，查到正确的地址后，调出 D1050～D1060 10 个字节的数据，然后输入到通用程序 的相应寄存器，参与工业控制。

图5 文件寄存器示意图

计算机与 PLC 的通信技术

在计算机与 PLC 集成控制系统中，一个关键的技术问题是计算机与 PLC 的通 信。若在整个系统设计中全部采用进口器件，软件也选用相应的进口产品，那么，整个工程造价惊人。针对这种情况，我们自行开发了计算机与 PLC 的串行通信技 术。该技术设计思想先进，软硬件简单实用，可靠性高，性能价格比好，兼容性 强，可适用于市场上多种型号的计算机与 PLC。从硬件上讲，现在中国市场上使用的 PLC，在通信接口上多采用 RS422 接口 或 RS485 接口；而微型机多采用 RS232 接口。这样在计算机与 PLC 通信时就不可 避免地要选用 RS422-RS232 转换模块，同时考虑到恶劣工况下的抗干扰要求，这 个转换模块必须具有良好的隔离功能和放大功能，而选用高性能进口模块，必定 提高工程造价。针对这种情况，为降低工程造价，我们在硬件上用 1 根普通的通信电缆代替 进口的通信模块，在电缆的接口处采用先进的电路设计技术和单片机技术，以完 成信号的隔离和放大功能。实践证明，通信的可靠性完全可以和国外的进口模块 媲美，而且造价极低。从软件上讲，计算机和 PLC 的通信技术属于保密技术，长期为国外公司垄断。这就使得我们只要选用了该厂家生产的 PLC，就必须选用它开发的工控软件，提 高工程造价。针对这种情况，我们开发了自己的工控软件。下面以三菱公司生产 的 FX 系列可编程序控制器为例，介绍我们的软件设计。FX 系列可编程序控制器 命令格式如表 1 所示。表1 FX 系列可编程序控制器的命令格式 命令 命令号 日标设备 功 能 设备读 命令‘0’ X/Y/M/S/T/C/D 读位设备或字设备状态 设备写 命令‘1’ X/Y/M/S/T/C/D 强制开 命令‘7’ X/Y/M/S/T/C 强制关 命令‘8’ X/Y/M/S/T/C 写位设备或字设备 打开位设备 关闭位设备

每一个字符都以 ASCII 码形式串行传输，传输格式如图 6。

图6 字符传输格式

例如，字符‘F’(ASCII 码是 46H)的传输格式如图 7。

图7 字符“F”的传输格式

一般文本数据的传输格式如图 8。

图8 文件数据传输格式

图 8 中，STX 为文本的开始，其 ASCII 码定为 02H；ETX 为文本的结束，其 ASCII 码定为 03H；CMD 为命令字符，取‘0’、‘1’、‘7’、‘8’。在 STX 之后，被传送数据的 ASCII 之和，也被作为 2 个字符码发送。例如，实现从地址 10F6(10F6 为寄存器 D123 的地址)处读取 4 个字节数据，执行传输格式如图 9。求和： 30H+31H+30H+46H+36H+30H+34H+03H ＝74H 图9 传输格式之例

通过改变命令号和地址号，就可以实现计算机与 PLC 之间的读、写、强制开 关等基本功能，用户可以使用我们研制的通信软件，也可以在该软件基础上，根 据实际情况灵活地用 C 语言开发自己的通信程序，这正体现了该软件的开放性特 点。5 结束语

计算机集成控制系统采用了先进的系统集成的设计思想，投入运行后，为企 业带来了可观的经济效益和社会效益。该系统在工业现场控制方面，尤其在 PLC 控制方面，独树一帜，以其卓越的控制功能和良好的性能价格比，赢得了用户的 广泛赞誉。

医院信息集成平台的构建与应用 篇6

在此背景下,通过医院信息集成平台代替数量众多的点到点数据接口,保障医院各信息系统的稳定运行;同时对外提供一个统一的信息出口,逐步建立统一高效、资源整合、互联互通的信息平台,来实现数字化医院建设的战略目标[1]。

1 医院信息集成平台设计方案

集成平台的核心是基于消息引擎的医疗企业服务总线(ESB)建立的,通过医疗信息交换第七层协定(HL7)消息和Web服务方式实现各应用系统之间的连通、业务流程的协调、异构数据的交换[2]。由集成平台完成各类业务数据的采集、转发、解析、存储和使用,并具有良好的可扩展性,减少系统数据冗余,提高系统稳定性。

集成平台还为各业务系统提供主数据服务,建立统一规范的数据字典,供各系统调用。实现各应用系统间临床数据的统一,保证患者数据在就医过程中的完整性。通过集成总线把临床数据归集到临床数据仓库中,并通过统一门户和电子病历联合浏览,供医生快速调用,提高数据的利用率,并通过建立各种主题的视图和索引,服务于临床科研[3]。医院信息平台的架构图,见图1。

2 医院信息集成平台的实现

2.1 开发技术

为了使集成平台易于使用、管理及部署,采用基于面向服务体系结构(SOA)的开放架构[4]。通过ESB调度各系统;通过发布和订阅服务来对外提供和获取信息。我院集成平台数据采集转换适配器是基于Orion Health Rhapsody集成引擎开发的,主要以满足临床、医疗服务和医院管理信息的共享和协同应用为目标,采集相关业务数据,并对各业务系统提供数据交换服务;提供支持HL7标准的消息传输机制,建立平台的服务动态松耦合机制,为集成历史系统和新建基于SOA的应用系统的服务集成提供支撑。在此基础上,开发面向应用的业务适配器组件,实现各集成应用之间可管理的接口透明,保证服务之间信息的可靠传送[5]。

2.2 建设内容

2.2.1 信息交换平台

我院数据集成平台业务总线引擎采用Orion消息集成中间件,该消息中间件支持HL7 v3 RIM模型的中间件引擎,遵从卫生部最新HL7临床文档结构标准,能实现消息传输与XML标准格式转换,可通过协议适配器支持不同接口数据连接,拥有智能路由、数据同步、安全管理等功能。信息交换平台采用数据总线技术,实现不同系统之间互联互通的路由、交换、协同工作,包括在数据传送过程中实现协议转换、数据格式转换等。支持同步复制组件以实现不同应用系统之间,数据中心与业务系统之间,数据中心与区域平台之间的数据同步与更新。

各个具体的业务系统通过适配器连接到信息交换平台进行业务数据收发,适配器起着耦合信息交换平台与具体业务系统的作用。按照SOA的设计理念,通过适配器的方式实现对异构系统的集成接入,将业务系统与集成平台间交互的功能组件封装成“服务”[6],实现平台接入服务部件的灵活部署。平台消息机制图示,见图2。

2.2.2 临床数据中心

临床数据中心基础数据库按照卫生部基本数据集标准建立,并与医院各业务系统信息互联与共享。支撑医院等级评审的数据挖掘需要,支持业务平台数据信息存储与交换,实现数据的共享和统一发布。

基础数据库涵盖了医疗机构和人员信息、医疗卫生术语、电子健康档案数据集、数据元和各种代码标准的管理。它是医院内各种业务系统、部门之间协同工作的数据中心,也是整体信息化基础设施的信息中心。因此,在建设中遵循、参考了以下标准:

(1)国家、行业、地方标准:卫生部《健康档案基本架构与数据标准(试行)》;卫生部医院信息系统基本功能规范;疾病分类代码标准(ICD-10);卫生部标准WS/T102-1998,临床检验项目分类与代码;医药行业标准YY0252-1997,化学药品(原料、制剂)分类与代码。

(2)数据交换及通信标准:HL7 v3.0系列标准;可扩展标记语言(XML);国际初级保健信息标准(ICPC);美国医院临床操作服务分类编码和术语标准(CPT);美国医疗保险业电子数据交换标准(X12N);国际疾病分类(ICD10)、数字影像和通信标准(DICOM)、医学系统术语(SNOMED)、观测指标标识符逻辑命名与编码系统(LOINC)等标准。

(3)数据编码严格使用国家、行业标准数据字典。无以上数据字典的类别时,选择福建省地方标准数据字典。基于居民健康档案和区域医疗的需要,我们使用《城乡居民健康档案基本数据集》作为基础,建立数据集元数据属性和数据元目录。依据标准建设的中心数据库数据集内容,包括:①基本数据字典:科室字典、员工字典、用户字典、药品字典、收费项目表等;②患者注册基本信息;③门诊业务数据集:挂号记录、诊断记录、处方记录、结算记录等;⑤住院业务数据集:住院记录、诊断记录、医嘱记录、结算记录等;⑥健康体检数据集:体检登记记录、诊断记录、体格检查记录、评估报告、费用记录等;⑦电子病历结构化数据集;⑧决策分析数据集;⑨医院管理指标数据集。

(4)相关业务数据集。为了满足不同系统之间数据交互,涉及的业务相关数据集有:①住院患者信息相关表:如在院患者记录表、出入转记录表;②临床路径相关表;③单据记录及状态相关表:单据表、单据状态事件表等;④电子申请单记录表及医技预约反馈记录表;⑤检验、检查报告记录表;⑥系统间消息交互数据集。

2.2.3 病人主索引

医院各个应用系统均有患者基本信息,但是数据的标准不统一,维护的方式不统一。因此,必须要建立全院级统一的病人主索引(MPI)[7],从各种不同的子系统中取得患者的信息并进行组织和串连起病人的所有信息,包括基本信息、过敏信息、家族病史、历次诊疗信息、检查检验信息、病人主管医生、历次电子病例、收费情况(门诊、住院)等。病人主索引也是客户服务、成本核算、病种分析、决策支持等管理的重要主线。以此为基础实现医院数据层面的整合,包括电子病历的数据整合以及医院业务和管理数据的整合。

本信息平台采用向子域或上级域MPI注册的原则,不同的子域在进行MPI注册时,除了子域的MPI需要注册以外,其域内相关的病人唯一标识也需注册,如MRI号、CT号、病理号、门诊号、住院号等。

2.2.4 运维管理平台

主要用于保障整个数据中心的安全可靠和高效运行。其功能主要包括用户管理、权限管理和密码管理;面向可用性的节点管理和状态监控;面向可靠性的数据备份和恢复;面向性能优化的性能监控及运行管理机制的信息管理等。提供信息集成平台的支持与维护服务功能,包含监控管理、日志管理、统一认证配置管理、数据维护等功能。

3 信息集成平台应用

3.1 基于平台的HIS与PACS/RIS信息交换

以HIS与PACS/RIS集成为例,主要信息交换流程,见图3。

(1) HIS把病人信息和医嘱信息发送到集成平台。

(2)集成平台经过数据处理后,根据医嘱类型分别把消息路由到PACS/RIS,在PACS/RIS的登记队列就能看到相关的病人信息和医嘱信息。

(3) PACS/RIS工作站的更新检查状态,如预约、取消预约、到检、取消到检、完成检查等信息都回传给集成平台,集成平台再把这些状态信息回传给HIS。在HIS医生工作站就可以看到检查当前的状态。

(4)医生在PACS/RIS报告工作站上审核完报告后,集成平台把报告消息传回给HIS。HIS医生工作站就可以得到报告打印的状态信息,并能查看报告的内容。

3.2 流程消息的接口

在实际的应用中,根据厂家的配合度和改造难度采取相应的XML格式或HL7消息格式,对新采购的系统和具备一定标准化的系统坚持用HL7消息格式通讯。HIS与RIS消息通讯的HL7事件列表,见表1。

通过集成平台定义好的Web service接口,将封装好的HL7格式发送到集成平台即可实现HIS与RIS的信息传递。如下面实例,说明接口定义:

RIS写完报告并完成审核后发送ORU^R01,通知HIS的信息格式:

OBX|1|CE|^影像所见||双手诸骨骨质未见异常改变,各掌指关节、指间关节亦无特殊所见,软组织无肿胀||||||F|||||0239^吴兵OBX|2|CE|^影像诊断||双手骨质未见异常||||||F|||||0239^吴兵","RIS","j/Q68T0rTd7i4FCIBVyZsCDHZOP DmE8z")

通过以上几个例子,可以清楚地看到使用HL7标准消息格式,使不同系统间的数据交互方便、快速。通过集成平台把各种功能封装成Web service接口,既能实现灵活的调用,还能通过平台的事件日志及监控消息,保证业务的正常运行和及时响应。

4 小结

通过医院各信息系统集成平台,将各系统点对点的接口模式改造为各系统面对集成平台的多对一的接口模式,降低了业务系统集成的复杂度。通过建立标准的数据交换模式,实现各子系统的互联互通,消除信息孤岛,使医院各信息系统数据实现充分的共享。这为下一步数据挖掘与分析,实现医院管理层的决策支持平台[8]的建立创造了条件。

摘要：本文详细阐述了以中间件为解决方案的医院信息集成平台的架构及平台建设过程,并以医院信息系统(HIS)与医学影像系统(PACS)/放射学信息系统(RIS)集成为例,介绍各系统间的信息交换流程以及符合HL7标准的流程消息定义。该平台有效突破了HIS点对点的互联方式的局限性。

关键词：医院信息系统,PACS/RIS,系统集成,医院信息集成平台

参考文献

[1]陈崑,郭文明.数字化医院建设的层次与关键技术[J].医疗卫生装备,2005,(1):37-38.

[2]胡建理,王嘉祯.基于Web Services的企业应用集成技术[J].计算机工程与设计,2005,(10):2634-2638.

[3]3许健,查佳凌,尤超,等.医疗信息化集成平台在医院的建设与思考[J].中国医院,2012,(2):5-8.

[4]李铁,黄天培,卢坚.基于SOA实现医院应用集成平台[J].医学信息,2010,(5):1157-1160.

[5]计虹,沈韬,金昌晓.医院信息系统多元化集成发展的探讨[J].中国医院管理,2013,(6):36-38.

[6]6胡艳珂,周彬,李云桥,等.我院HIS/PACS软件集成方案的设计和应用[J].中国医疗设备,2012,27(6):47-48.

[7]何振宇,张建国,基于IHE PIX的病人主索引服务器的实现[J].中国医疗器械杂志,2007,(6):91-93.

集成电路与应用 篇7

小金教工程是围绕教育服务和监管的体系化管理信息系统建设工程，该工程规划了围绕学生、教师、机构三大主线的二十余个业务信息系统，设计建立配套的基础设施、基础数据库、安全体系和标准规范体系，并按照数据架构统一、公共中间件统一、系统松散耦合、信息门户统一建设、应用统一集成的技术架构进行建设。统一门户与应用集成作为小金教工程建设的重要组成部分，能够有效解决各业务信息系统之间的数据共享和交换问题，实现各业务信息系统用户的统一管理和认证、公共软件资源的统一管理和使用，实现一定程度的业务流程集成，为小金教工程终端用户提供统一、集成、易用的应用展示服务。因此，统一门户与应用集成对建设体系化的小金教工程具有重要意义。

二、建设目标和原则

统一门户与应用集成基于小金教工程的顶层设计和总体技术架构规划，通过建设信息门户和应用集成平台，编制相关集成标准，实施各业务信息系统与信息门户、应用集成平台的集成，实现小金教工程各业务信息系统在统一基础设施、统一数据标准和统一技术架构下安全、高效、稳定地运行，初步实现小金教工程系统集成、资源整合、信息共享的目标。

统一的信息门户与应用集成平台建设和业务信息系统的集成整合将是一个循序渐进的过程，在此建设过程中将遵循以下原则：

１.统筹规划。从教育信息化发展战略入手，对教育行业业务现状和信息化现状进行调研分析，结合信息化的发展趋势，制定小金教工程业务信息系统集成规划，明确集成内容。该规划基于ＳＯＡ的构架思想，提供开放、弹性的技术架构，采用主流技术标准，为各类业务信息系统的集成和业务协同创造技术条件。

２.分步建设。根据规划，在项目建设过程中，依托数据交换、应用集成、运维管理等基础工程，形成数据集成、流程集成和界面集成标准，建立共享的技术架构，采用“新系统执行新架构标准、老系统择机逐步改造”的策略，分步实现集成目标。

３.注重实效。在应用效果方面，以用户体验为重心；在建设效率方面，依托成熟的技术和平台，与有经验的集成商合作，保障平台建设和应用集成的效率；在建设效益方面，一是在尽量少改变现有系统的情况下实现集成整合目标，有效保护原有投资，二是作为新建业务信息系统的基础平台，应具备较强的扩展性和兼容性。

三、集成模式

统一的信息门户与应用集成的建设基于业务功能服务化的思路，采用“平台+应用”的集成模式，实现小金教工程各业务信息系统的整合。业务信息系统的前台应用化、后台平台化，打通系统间的数据、应用、流程和界面，根据业务需求将其组合成相应的业务功能模块，当业务需求发生变化时，能够快速、低成本、高效率地应对业务变化，提升信息化对业务的适应能力。

目前，大部分小金教工程业务信息系统遵循统一规划、统一建设、统一部署运行和统一维护的原则进行建设，但部分系统由于特殊原因在规划未全部完成前先行开始建设，导致这部分系统可能会使用不同的技术平台、不同的开发技术、不同的接口标准和不同的部署方式。

鉴于上述情况，统一门户与应用集成规划先启动建设信息门户、统一用户管理与认证平台、数据共享交换平台和公共软件资源平台等平台，并基于这些平台对各业务信息系统开展集成整合，规范各业务信息系统的设计，并根据各业务信息系统的建设和使用情况酌情适度实施集成。同时预留资源整合和业务流程整合的接口，以便在今后条件成熟时扩展实施。

四、建设内容

统一门户与应用集成的建设内容主要包括如下部分：信息门户（包括数据展示平台）、统一用户管理与认证平台、数据共享和交换平台、数据采集平台、公共软件和公共组件、应用监控平台和集成标准规范。

总体架构如图1所示。

1.信息门户

信息门户是集中展现小金教工程各业务信息系统相关信息、数据和功能的综合性门户。面向公众，它是提供教育部各职能业务相关信息和数据的展示平台；面向小金教工程业务用户，它是进行统一业务办理和数据处理的工作平台。

信息门户采用开放、标准的技术框架，实现面向管理部门和个人提供个性化服务，并实现业务信息系统间的单点登录。同时信息门户还提供相应的管理模块，通过便捷、灵活、图形化的操作，实现门户样式、布局、信息和集成内容的变更。

2.数据展示平台

数据展示平台主要面向领导，展示可用于领导决策分析的信息和数据。平台具有集成和展示功能，集成来自各业务信息系统、统计分析系统的界面和数据，进行统一、灵活、形式丰富的数据展现。

数据展示平台以信息门户的框架为基础，提供随时随地、安全便捷、能通过平板电脑、大屏幕电视和PC电脑等多种终端接入浏览的能力。

3.统一用户管理与认证平台

统一用户管理与认证平台实现各业务信息系统用户的统一管理、统一认证和授权。统一的用户认证管理有助于解决各业务信息系统用户分散管理时用户信息不能及时同步的问题，提高了用户的可管理性、访问系统的灵活性和安全性，降低了信息资源访问控制的复杂度。

根据小金教工程各业务信息系统的特点，可采用多中心分布式用户管理或集中存储分级管理的用户管理模式。通过统一用户管理平台，实现组织结构、用户信息、角色、权限和群组等信息的维护和管理，并能够向各业务信息系统提供基于标准协议的用户身份认证、用户信息同步等接口，使得各业务信息系统能及时获取用户相关信息。统一用户管理平台提供系统级粗粒度的用户授权管理，细粒度的功能或数据级权限应由各业务信息系统进一步实现管理和授权。

4.数据共享和交换平台

通过建设通用的数据共享交换平台，实现小金教工程中央级内部的数据共享和交换，同时也实现中央级与省级教育行政管理部门间的数据交换。

小金教工程规划设计了公共基础代码数据库和其他主题数据库，这些数据库中的数据通常由专门系统进行管理和维护，因此需要通过数据共享和交换平台，将这些数据共享给各业务信息系统使用。

除了实现内部数据的共享和交换，小金教工程大部分业务信息系统将同时在中央级和省级进行部署，需要通过数据交换平台实现中央级和省级系统间数据的收集和分发。为确保此间数据的安全，采用数字证书和数字签名等技术，确保两端数据的完整性和不可抵赖性。

数据共享和交换平台以图形化的方式进行管理，能及时监控各交换节点的运行状况，记录所交换数据的流向和流量，在发生问题时及时提醒管理员进行处理。

5.数据采集平台

数据是小金教工程的重要基础，所有数据都是由小金教工程各业务信息系统从最终用户采集而来。为了避免各业务信息系统重复开发类似的数据采集软件，特别规划建设了通用的数据采集平台。

数据采集平台由数据采集客户端和数据管理服务器构成，考虑其通用性，在数据表单的多样性和分发机制、审核流程的灵活定制、用户和数据表单的权限管理等方面进行了可配置性设计。

6.其他公共软件和公共组件

小金教工程各业务信息系统基本为管理信息系统，在业务功能和技术实现方面具有一定的相似性，通常使用一些具有类似功能的软件平台和开发组件。为了便于实现各业务信息系统的集成，节约投资和开发成本，将多个业务信息系统公用的软件平台和组件，通过统一封装和集中管理，以服务的方式统一提供给各业务信息系统使用。

对于能够以标准协议和集群方式提供服务的公用软件，将在数据中心统一安装配置，供各业务信息系统连接使用；对于没有标准协议或无法以集群方式提供集中服务的公用软件，将规定所使用软件的品牌和版本，各业务信息系统分别独立安装使用。

各业务信息系统开发和运行所需的公共组件可分为基础功能组件和业务组件两类。身份认证、日志管理、字符处理等与业务无关的基础功能组件将统一开发、部署和管理，各业务信息系统以服务的方式直接调用；业务信息系统的共性业务功能，酌情封装成通用业务组件，供有需要的业务信息系统调用。

7.应用监控平台

为了确保信息门户和各类软件平台能够长期、安全、稳定地运行，及时发现平台运行中出现的问题和隐患，需要建立应用集成运行环境的监控平台。监控范围覆盖应用集成运行环境的主要软件平台，并能够对主要指标进行监控。

由于部分小金教工程业务信息系统以分级形式部署到省，为确保包含省级系统在内的整体系统正常运行，小金教工程中央级的运行监控平台可直接监控省级应用集成运行环境的运行情况，并能够集中展现在中央级监控系统的界面中。

应用监控平台提供独立、友好的图形监控界面，监控数据的采集频度可配置，并可配置各项监控指标的告警阀值。监控数据以日志形式保留，并可随时查阅历史监控数据，可对监控数据进行统计分析，生成运行监控数据报表。

8.集成标准规范

集成标准规范是指导各业务信息系统开发商进行系统设计和开发，顺利并有效实现应用集成的重要保障。

规范分为技术规范和管理规范两类。技术规范从门户集成、用户认证、公用软件和公共组件接口、数据共享交换接入和运行环境等方面进行了规定和约束；管理规范从应用集成实施、用户管理、业务系统上线部署等方面进行了约定。

五、结束语

作为基础性的工程，小金教工程统一门户与应用集成工作正在加紧开展。目前正在搭建应用集成支撑平台，并进行相关的平台定制开发工作，预计2012年底前能够提供统一门户和应用集成的能力。?