智能服务系统（精选12篇）
智能服务系统 篇1
摘要：为了实现电力用户与电力公司双向互动,满足电力用户多元化、互动化的用电服务需求,设计并实现依托于智能用电互动服务平台的海量信息数据和多元化服务,完成面向电力用户的智能家庭能效管理系统设计。本系统是以智能用电互动服务平台为系统支撑,构建智能电表、智能家庭网关、智能交互终端、智能插座和智能电器为依托,支持光伏发电、分布式电源、电动汽车充电等系统或设备的接入,结合阶梯电价、有序用电、家庭能耗指数等节能指标,形成电力公司与电力用户能源与信息同步的新型供电关系,为电力用户提供经济高效用电模式为综合体的智能家庭能效管理系统。系统设计具有标准接入、信息共享、高可靠性等优点,将在智能电网与电力用户之间发挥重要作用。
关键词：智能用电,双向互动,能效管理,家庭能耗指数
0 引言
为适应中国未来经济发展和社会需求,全面支持绿色经济清洁能源和安全可靠的电力供应,提升供电质量和服务水平。结合世界电网发展新趋势以及国家电网发展实际情况,国家电网公司积极致力于推动电网技术的创新与发展,开展了坚强智能电网的研究工作。国家电网公司已在全国范围内构建了世界最大的营销业务应用系统和用电信息采集系统,截至2010年底,用电信息采集用户4 549万,采集覆盖率达到26.41%。这些信息系统和业务系统的建设为智能电网信息化提供了基础的保障,促进了能源与信息的相互融合。同时在智能小区、智能园区、智能楼宇等新型的智能用电试点项目中,总结了电网与用户、用户与电网的双向互动服务需求,通过研究智能用电关键技术和设备,结合智能用电互动服务平台,构建全新的智能家庭能效管理系统,为电力用户提供优质、便捷的用电服务。
智能家庭能效管理系统(以下简称“系统”)以用电服务、能效监测、智能家庭、智能用电为主要业务应用,充分利用已建成的电力光纤到户构建的智能小区、智能家庭、智能电表信息采集通信网络优势,采用微功率无线、云计算、数学逻辑模型算法和传感测量等技术,为电力用户提供智能用电服务和社会增值服务等。本文所设计并实现的智能家庭能效管理系统通过95598供电服务中心、智能营业厅、手机、电脑、数字电视、智能交互终端、自助终端等多种网络互动和本地互动渠道,实现电网与电力用户之间的远程和现场互动,可以完成信息查询、业务投诉、用电体检、能效分析、智能家庭等多元化服务内容。
1 系统需求说明
智能电网用电侧表现的特点主要为双向互动性、安全可靠性、网络自愈性、灵活性等,利用光伏、分布式储能等分布式能源主要有助于电网在灾变时保障其对负荷的持续供电,通过电力用户与电网的双向互动,使电网了解供电质量,有效解决电压、谐波问题,避免不均衡电压对用户的直接影响,有助于可再生能源优化利用和电网节能降损。
1)提升多样化服务。智能家庭能效管理系统是智能电网用电侧获取电力用户用电信息的唯一渠道,通过智能家庭能效管理系统可以改变常规的信息查询、故障报修、业扩报装、费用结算等营业厅服务业务,在此业务基础上,完成业务虚拟方式(智能交互终端、手机等)办理服务。
2)多元化用电服务。随着智能电网不断的深化应用,新增的用电服务内容需要业务载体,电力用户的分布式电源、储能装置、电动汽车等系统接入需要电力用户侧提供相应的系统支撑,用户参与需求响应等新兴用电形势的出现,对现有的常规用电服务管理和业务流程提出了新的挑战。
3)电力用户新服务需求。智能用电服务商通过智能家庭能效管理系统开展包括物业管理、广告媒体、安防报警、数字健康、三网融合等增值服务内容,进一步增强电网公司的企业社会责任,扩大电网公司的服务领域,拓展新业务、新的发展空间。
2 系统整体架构
面向普通电力用户的智能家庭能效管理系统是借助智能电网通信技术,在电能、信息和业务的多元、多向流动的基础上,实现普通居民用户用电能效的管理和互动。,建设电网与用户双向互动服务,整合双向互动增值业务、支撑用户个性化定制服务和新型营销业务,为用户提供全面、优质的服务。系统整体架构从上到下、自左至右包括应用层、业务层、通信层、保障层、辅助层5个部分,如图1所示。
2.1 应用层
应用层主要是智能交互终端、自助终端、手机和电视等应用层面接入端设备。通过采集设备的实时数据采集,形成互动服务控制、数据分析展示的设备支撑。
2.2 业务层
业务层主要是智能家庭能效管理系统主体部分,为智能用电互动服务平台提供业务功能和技术支持的软件系统,是实现智能家庭能效管理的主要内容。
业务层主要由表现模块、应用模块、支撑模块和数据模块组成。表现层用来提供用户界面与后台的调用。应用层是软件系统的核心内容,分为数据采集、系统业务、系统接口3部分,其中系统业务是互动服务平台的主体展现内容。支撑模块主要为智能家庭能效管理系统与其他系统集成提供服务保障。数据模块的实质是数据库和相应的数据库管理。总体覆盖双向互动在信息提供、用电缴费及增值业务管理的相关要求。
2.3 通信层
通信层提供远程通信网和本地接入网2部分。其中,远程通信网是电力部门的通信传输网和运营商通信网,分为电力光纤专网、230 MHz无线、中压电力线载波、无线公网通信网和有线通信网等。本地接入网主要是由低压电力载波、光纤复合低压电缆(Optical Fiber Composite Lowvoltage Cable,OPLC)、微功率无线、Wi-Fi、Zigbee、RS485、同轴电缆等数据传输载体实现。图2为平台与系统之间的组网结构。
2.4 保障层
由于电力系统自身有一套独立的网络,其与互联网是分割开来的,但智能家庭能效管理系统需要通过互联网等外部网络进行数据的采集和传输,因此保障层主要从网络安全和数据灾备的角度出发进行构建,其主要包括安全防护(正反向隔离设备)设备和软件防火墙、数据加密以及数据灾备3部分。
2.5 辅助层
辅助层主要为智能家庭能效管理系统提供响应的数据信息,例如电力用户的电表数据,需要通过辅助层获取用电信息采集系统的对应数据。
3 系统功能设计
根据智能家庭能效管理系统的主要服务对象和服务内容,系统主要功能和服务内容包括:用电查询、能效分析、智能家庭、接入服务、家庭安防和增值服务等。通过服务内容完成能源与信息同步传输的同时,实现用电侧与电网双向互动,保证用电侧高可靠性设备的智能检测管理和能源使用情况监测,为电力辅助分析与决策提供信息支撑。同时,提高电力公司对用电侧故障检测响应速度,提供安全可靠的优质供电。智能家庭能效管理系统主要功能如图3所示。
4 平台部署方案
4.1 物理接入架构
智能用电互动服务平台是由智能家庭能效管理系统、辅助分析与决策系统、运营系统和增值服务等多系统组建而成。其中,智能家庭能效管理系统是智能用电互动服务平台面向电力客户的主要内容,能够为智能用电互动服务平台提供用电数据的信息支撑,为辅助分析与决策系统提供分析支撑。根据电力系统的整体系统业务分类和部署专区划分,智能家庭能效管理系统应该部署到第四区域,其物理部署位置如图4所示。
4.2 系统部署方式
由于智能家庭能效管理系统与智能用电互动服务平台为隶属关系,智能用电互动服务平台为集中式部署,因此智能家庭能效管理系统部署方式为分布式部署,系统数据统一归结到智能用电互动服务平台。
分布式部署是按照分级管理要求,在智能用电互动服务平台下按地区实现地市公司层面的业务应用和管理,分布式实施,有利于降低实施风险,各系统相对独立,系统安全性大幅度提高,单个关键设备故障仅影响所在独立子系统,不会造成对整个大系统的影响,同时,减轻网络负荷和通道压力,降低对服务器等设备的要求,在提供大量用户同时在线访问方面具有明显优势。但分布式部署对于整体系统来说将会提高较多成本。
5 安全防护接入
目前电力行业的二次系统安全防护框架已经全部建成,全国各级电网、发电企业电力二次系统安全分区、横向隔离等已经全面实施,电力生产控制大区和管理信息大区以及信息外网之间的边界安全防护的部署已建立。按照当前电力系统安全防护手段和措施,不同大区典型跨区跨内外网应用的系统,如调度技术支持系统、电力交易系统、电能量采集系统、营销管理系统等不能进行很好的扩展和任意的数据交互,为了满足电力系统信息安全防护要求,在内外网间的强隔离装置仅能通过JDBC/ODBC数据连接,进一步限制了多媒体数据的应用与共享。
同时考虑到智能用电互动服务平台和智能家庭能效管理系统综合了多个系统的集成,安全方案的设计不仅要考虑电力系统内网系统数据的安全,也要考虑系统运行安全的设计。系统信息安全防护参照信息系统安全等级保护第三级标准,分别从4个层次(边界、网络、主机、应用)进行安全防护设计,达到系统安全、稳定、连续运行以及保证电力内部系统安全的目标。主要为了防止由于智能用电互动服务平台系统与电力内部系统数据交互时影响电力内部系统正常运行,保证电力内部系统安全;防止由于双向交互平台系统崩溃或人为破坏影响正常用电信息查询业务,确保业务系统正常、连续运行;抵御内部和外部人员通过网络对双向交互平台系统发起的攻击和破坏;防止非授权人员对系统的非法操作和破坏,确保操作的合法性;防止计算机病毒的感染和侵袭系统;防止非授权人员对系统的配置、数据库结构、数据库文件和数据的修改和破坏;保证信息查询数据的生成、存储、传输和使用过程的安全。下面以边界网络安全防护和用户登录举例。
5.1 边界安全防护
边界安全防护关注如何对进出该边界的数据流进行有效的检测和控制。进行边界安全防护的目标是使边界的内部不受来自外部的攻击,同时也用于防止恶意的内部人员跨越边界对外实施攻击,或外部人员通过开放接口、隐性通道进入内部网络;在发生安全事件前期能够通过对安全日志及入侵检测事件的分析发现攻击企图,安全事件发生后可以提供入侵事件记录以进行审计追踪。
智能家庭能效管理系统部署在公网,其边界可划分为:信息内外网边界、信息外网与公网边界(见图5)。
5.2 电力用户登录
智能交互终端提供用电信息查询功能,对于用电信息的查询,用户必须输入用电户号以及密码,系统同步到营销系统认证用户的合法性后才能使用查询功能(见图6)。
用户在终端上输入用电户号、用户密码后,发送用户登录请求,进行用户登录。互动服务平台收到系统请求后,调用用户登录接口,向营销系统发送用户登录请求信息,营销系统收到请求后,进行处理并返回登录结果。终端收到登录结果后,对登录结果进行展示。
智能用电互动服务平台的统一接口服务系统在接收到智能家庭能效管理系统终端系统后,同步转发向供电单位请求,与营销系统的供电单位进行同步,调用同步供电单位接口,向营销系统发送同步供电单位请求,营销系统收到请求后,进行处理并返回营销系统的供电单位信息。智能用电互动服务平台收到供电单位信息后,返回相应的信息给请求的系统。
6 结语
本文详细说明了智能家庭能效管理系统的架构设计,根据系统服务对象,设计系统的主要功能和服务内容,详细介绍了系统与智能用电互动服务平台的连接和物理部署关系,本系统采用开放式的系统设计,给出基于分层设计方法的智能家庭能效管理整体架构,对系统的应用层、业务层、支撑层和网络层等做了详细说明。最后介绍了智能家庭能效管理系统的安全防护和用户接入。智能用电互动服务平台和智能家庭能效管理系统是电网公司构建智能用电服务体系的主要环节,通过智能家庭能效管理系统能够实现用电侧与电网侧的双向互动,为用户提供多元化、个性化、互动化的用电服务,增加电网公司各系统间的业务交互和数据共享,消除“信息孤岛”现象,同时增加电网公司社会效益和用户侧服务内容。
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智能服务系统 篇2
一、系统背景
以前的鱼塘养殖户们每天都要24小时看管鱼塘，不仅要实时注意鱼塘的水温、光照、湿度等问题，更重要的是时刻掌握好鱼塘水的溶氧值。现在有了物联网技术的帮助，智能化鱼塘养殖监控系统提供水环境监测、远程控制等功能，综合利用计算机与网络通讯技术、传感器技术、电子技术，实现对水产生长繁育阶段的水温、光照强度和PH值等各项基本参数进行实时监测预警，养殖户可在家中可通过电脑了解鱼塘的情况，不仅掌握鱼塘水质实时数据的变化，查看视频，实时监控鱼塘现场环境，更重要的是一旦发现问题，能够及时自动处理对在鱼塘中的增氧设备实现远程操作，而不需要划船到水中央去开关增氧设备，这为养殖户提供了很大的便利。
二、系统分析
2.1 系统需求
实现24小时实时测量温度、PH值、含氧量等水环境数据；能够远程控制加氧、换水设备保证水环境处于最佳；当温度、PH值、含氧量等数据出现异常时主动发出报警；监控中心可以远程实时查看视频等。2.2 系统实现方案
数据采集部分:采用四信的F2x14系列DTU实现将鱼塘的温度、PH值、含氧量等数据传输到监控中心；
视频监控部分：采用四信的F6933视频监控设备，监控中心能够通过3G/4G网络实时查看现场视频。2.3 系统拓扑
监控中心网络接入方式可以分为2种：公网方式和专网方式。
公网方式：先向运营商申请ADSL等宽带业务，监控中心具有公网固定IP。终端设备直接向中心发起连接，稳定可靠，推荐此方案。
专网方式：监控中心接入APN专线，终端设备采用APN专网卡。双方地址处于同一个局域网，并采用防火墙进行隔离，在防火墙上进行IP地址和端口过滤。此种方案适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下的最佳组网方式。
图1.运营商公网方式
图2.运营商专网方式
三、系统组成
智能鱼塘系统分为三个部分：监控中心、数据传输终端和视频监控终端、终端数据采集设备和摄像头。
监控中心包括WEB服务器、数据服务器以及PC等，监控平台可以24小时不间断采集现场实时数据，动态显示鱼塘温度、PH值、含氧量等水环境数据，自动形成报表以及水质异常时自动发送短信报警,并且监控中心可以实时查看现场视频，另外养殖户也可以通过Internet访问监控平台实时查看相应数据和视频、或者控制换水、加氧等设备。
终端数据采集器包括温度传感器、含氧量传感器、PH传感器等，采集PH值、含氧量、温度等数据发送给DTU，然后通过运营商网络传输到监控中心；同时可通过监控中心发送指令到DTU，DTU将控制指令透传到换水、加氧等设备，从而控制换水泵或者加氧机的工作。
网络传输设备：鉴于采集器的接口和设备的工作环境等多种情况的要求，我们选择厦门四信通讯有限公司的F2114 DTU作为采集和传输设备，通过GPRS网络进行传输，实现监控中心对鱼塘的远程监控。
视频监控设备：采用F6933，F6933是四信公司自主研发的一款采用嵌入式Linux操作系统视音频监控终端，具备8路视音频编解码、3G/4G/WIFI/有线LAN通信、GPS/北斗（可选）定位、本地超大容量数据安全存储、硬盘减振保护等功能，并提供灵活的通道选择及编码方案。
四、系统优势
4.1、终端采用WDT看门狗设计，保证系统稳定；采用完善的防掉线机制，保证数据终端永远在线。
4.2、当数据出现异常等情况，能够及时通过GSM网络向负责人手机发送短信告警，避免隐患。
4.3、管理人员无论在哪里，都可以通过互联网对鱼塘进行视频监视，可以定时抓拍图像或者查看录像，实时查看监测的数据。
微软发力智能系统 篇3
嵌入式系统正在向智能化方向发展。随着物联网的普及，网络与功能强大的嵌入式设备相结合正在推动并激活空前强大的数据流，基于这些数据系统能够进行分析和预测，从而使得系统变得越来越智能，嵌入式系统由此成为智能系统。
“传统的嵌入式系统的部署都有着特定目的，比如完成某一明确的功能，而智能系统除了完成这些基本功能之外，还能对各种专用嵌入式设备收集的数据进行智能的分析，从而获得新的洞察力。”微软嵌入式事业部项目管理总监Ben Smith告诉本报记者。
根据IDC的报告，智能系统市场发展迅速，2011年设备出货量已逾18亿台，收入已突破1万亿美元，预计截止到2015年市场出货量将翻番到近40亿台，收入也将突破 2 万亿美元。
在推动嵌入式系统智能化的众多因素中物联网功不可没。传统的嵌入式系统也会产生出各种信息，它们来自于不同行业、不同服务体系，内容非常丰富，只是由于网络基础设施方面的原因，以及缺乏一个兼容性的数据生态系统来实现信息的收集和互换，而物联网的出现为解决这个难题带来了希望，它为数据的分析和利用打下了一个很好的基础。
Ben Smith表示，微软从1996年发布Windows CE 1.0开始正式进入嵌入式市场，随后微软持续开发出一系列嵌入式技术及平台，而最新一代的嵌入式技术其重点将是帮助企业获取并利用大量数据，从而获得洞察力。
据Ben Smith介绍，微软的智能系统解决方案是基于Windows Embedded平台的，用户可以采用该平台和相关工具支持嵌入式设备创建不间断的实时数据流。Ben Smith透露，随着微软新一代操作系统Windows 8的推出，Windows Embedded将升级，将会支持ARM，用户接口界面将支持触摸屏和语言交互，同时，将加入更多的智能系统元素。
图书馆智能服务系统 篇4
一是客户端如何准确定位网络上的多台服务器:在TCP/IP协议中, IP层负责网络主机定位, 可由IP地址唯一确定INTERNET上的主机。而TCP层提供面向应用的数据传输机制, 这是网络编程的主要对象, 一般不需要关心IP层是如何处理数据的。
二是找到主机后如何进行数据传输。在C/S结构中, 一方作为服务器等待客户请求, 另一方作为客户端则向服务器提出申请。服务器始终运行, 监听网络端口。一旦有客户请求, 就会启动一个进程来相应用户。
一、系统总述
(一) 创新功能
1、座位服务
大多数图书馆采用传统的先到先坐制度, 无人管理, 在读者多时较为混乱, 易产生纠纷, 有时一座难求。本系统要求读者入馆时在馆内终端打印座位凭条, 并依据凭条上指定的座位入座, 服务器随时统计剩余座位情况, 供客户端查询、预约, 通过凭证, 读者可以轻松找到座位, 方便省力。
2、信息通知发布
3、现阶段图书馆一般通过主页发布新闻、在馆内张贴通知的形式发布消息。本系统通过移动网络, 将信息推送至用户手机上。用户可以选择自动显示最新通知, 或是手动查看通知。
4、多手机平台兼容
5、由于目前智能手机十分普及, 且大多数手机支持JAVA语言, 客户端采用JAVA语言编写。基于JAVA的跨平台性, 一次编译, 处处执行, 可以在不同的手机操作系统上应用。
(二) 应用领域
1、高校图书馆
高校图书馆是人流密集的场所, 每天都有大量学生进出, 书籍的借阅也十分频繁, 如果能通过该软件提高高校图书馆的工作效率, 优化座位管理制度, 将为学生带来许多方便。
2、公共图书馆
同样, 如果能使用移动网络查询公共图书馆的藏书信息, 将为市民读者带来极大的便利。
二、系统介绍
(一) 技术实现与方案
1、应用技术与开发工具
应用技术:JAVA、XML、网络传输、通信协议
开发工具:Window-Builder
2、系统要求
服务器:Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/XP/7, Linux, Unix
客户端:支持JAVA
(二) 功能介绍
该软件主要有座位管理、通知发布、藏书查询这几个主要模块。
1、客户端系统主界面
系统主界面是用户进入程序时首先显示的界面, 它包括用户的借阅情况、归还期限、座位预定、发布通知等按钮。
功能说明:
(1) 显示用户是否有未还的书籍, 如有, 显示归还期限。
(2) 基本配置页面。
(3) 显示有服务器推送的消息、通知。
(4) 显示读者最近预定的座位。
2、座位管理模块
座位管理模块与服务器上的座位数据库进行点对点通讯, 显示实时座位信息, 方便读者查询、预定座位。
功能说明:
(1) 自动刷新, 使用户获得最新的座位信息。
(2) 用户预定座位, 将预定信息上传至服务器。
(3) 提醒用户已预订的座位。
3、通知发布模块
该软件通过推送的方式将服务器上的通知在客户端显示, 同时用户通过客户端可以实现即时发布信息。
功能说明:
(1) 自动连接服务器, 接收最新通知。
(2) 无法连接服务器时提示。
(3) 用户可以通过客户端发布通知, 交由服务器审核。
4、藏书查询模块
藏书查询模块通过访问服务器上的数据库, 显示出馆内藏书和借阅情况, 同时提醒用户已借的书籍和归还期限等信息。
功能说明:
(1) 通过点对点通讯访问服务器。
(2) 读取用户账户内的借阅信息。
(3) 用户预借图书时, 将预借信息上传至服务器数据库。三、应用
可以看到, 目前一些高校已经开始利用计算机网络管理图书馆, 希望在移动网络的快速发展下, 图书馆与移动网络的融合可以给读者带来更多便利。
摘要：在网络越来越发达的今天, 人们对网络的依赖越来越多, 物联网技术不断普及。在日常生活中, 我们看到, 无论是学校还是公共图书馆, 在管理和服务上都存在若干问题, 而通过网络, 可以有效的解决这些问题。本项目设计一套软件, 使读者可以通过手机查询图书馆藏书情况、预约书籍、预定座位、查看通知, 通过便捷的移动网络扩大图书馆的服务领域。
关键词：移动网络,JAVA,图书馆,编程
参考文献
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智能会议系统 篇5
随着现代科学技术的飞速发展，数字化信息技术在智能化多媒体会议室不断应用，现代智能多媒体会议室在全数字会议系统的应用、无线数字会议系统的应用、数字音频处理及高清大屏显示方面取得长足的进步。数字控制和数字处理技术在AV系统中的大量使用，使得集中控制系统在智能多媒体会议系统中的应用也更加容易和方便。
2、系统设计功能
智能多媒体会议系统总的概括起来有以下一些功能，根据各会议场地实际需求来对所需要的功能进行选择搭配。
◇高品质会议扩声系统，确保语音及音乐质量
◇数字会议系统，包括会议发言、投票表决及同声传译
◇方便合理的多媒体插座，可以便捷调用资料
◇可以对音视频源进行随意的切换
◇投影系统进行大屏幕显示
◇远程视频会议系统可以召开远程视像会议
◇多媒体会议音视频录播系统
◇中控系统进行集中控制管理
3.1 中央控制系统
控制功能：
◇通过IR红外口控制各类音源设备的操作（如播放、停止等简单功能及对设备进行设置等高级调整）；◇通过RS232口对各类专业矩阵及相关设备的控制，完成各类音/视/计算机信号的切换、调整信号通路；
◇可通过总线设备音量控制器或者通过RS232口对数字音频处理器完成对音量的控制；
◇可通过调光模块对会议中心之白炽灯进行分路无级调光，也可通过电源开关模块对日光灯组进行开关控制；
◇可通过继电器控制器，完成对电动窗帘、电动屏幕的控制以及系统设备电源管理的控制；
◇中央控制设备可随不同需要而设计程序，如各种会议模式、灯光模式，系统管理模式，口令保护使用权等，配合实际使用情况现场调整。更可按用户的特定需求，编写连动操作程序，只需一个指令便能完成多个动作。
◇通过RS232或RS485接口，利用摄像头的云台，实现会议室的摄像头的变焦以及全方位的旋转，摄像头的视频信号通过音视频矩阵切换器切换输出到显示设备上。
3.2 音响扩声系统
智能多媒体会议室的音响扩声效果必须需满足国家厅堂扩声系统设计的声学特性指标标准。国家厅堂扩声系统声学特性指标对厅堂扩声的最大声压级、声场均匀度、频率响应、传声增益、声能反射比等参数上都有详细的指标标准，满足这些指标标准是会议室音响扩声的基础。每个会议室基本都有自己的建声缺陷，我们需要通过音频处理设备对该会议室的建声缺陷进行调整和补偿。
扩声系统设计通常都从声场设计开始，因为声场设计是满足系统功能和音响效果的基础，涉及扬声器系统的选型、供声方案和信号途径等，是非常复杂繁琐的工作。由于计算机技术的飞跃发展，现在可采用专门的声学软件工具进行计算，以获得满足预期要求的声场设计方案。扬声器系统确定后，才能进行功率放大器驱动功率的计算和驱动信号途径的确定；然后再根据驱动功率的分配方案进一步确定信号处理方案和音
频处理器的选型等。
多媒体智能会议室的扩声系统主要由三大部分组成：声源、音频处理设备、功放及扬声器系统。传统意义上的音频处理设备是由调音台和多台音频处理设备组成，而现代的音频处理设备则是这几年逐渐兴起的数字音频处理器。多媒体智能会议室音响扩声设备的组成：
◇声源：主要包括会议话筒和录放音卡座, DVD影碟机多媒体电脑等声源设备，可播放磁带，CD唱片，DVD影音图像，录放卡座和录播设备还可对会议进行高质量的录音。
◇会议音频处理设备：是会议扩声中的核心设备,可进行多路音频信号混合放大、切换,高低音调节,效果补偿控制,音量大小调整，录音、放音使用；
◇功放及扬声器：整个扩声系统的音质及声场均匀性主要取决于扬声器的品质和布置方式。不同类型的扬声器需要配置不同的功放。
数字音频处理设备在这几年已经在智能会议室得以广泛应用，它集合了传统扩声中的调音台、均衡器、压限器、噪声门、分频器、AGC自动增益控制、延时器、反馈抑制器等音频处理功能于一体，通过电脑可以很方便的对音频信号进行处理和调整，可以在每条扩声通道中随意增减音频处理模块，其强大的数字处理和控制功能还可以和智能中央集中控制系统无缝连接，中央集中控制系统可以和数字音频处理器配合实现音频通道的切换、音量增益的增减、会议音频模式的切换等等一切功能，完全摆脱了智能中央集中控制系统无法控制传统调音台和音频处理设备的缺点，正真实现多媒体智能会议系统的集中管理和集中控制。例如一个200平米的报告厅，我们只需要配置一台8进8出数字音频处理器、一台QSC PLX-2502功放、两只AVI P2-12M1音箱、一台PINNACLE PRO-4100四通道功放、八只AVI AL200大功率吸顶音箱，就可以实现这个报告厅的扩声。通过中央集中控制系统还可以对这个扩声系统进行管理，实现智能控制。
3.3 数字会议系统
数字会议系统包括手拉手会议讨论发言系统、投票表决系统和同声传译系统。现代数字会议发展中，全数字会议和无线会议系统的出现，使得现代会议向多功能，方便使用方面迈进了一大步。
全数字会议系统与传统数字会议的区别是不仅把数字控制技术应用到会议系统中，而且把数字传输技术和数字音频处理技术完美整合到会议系统中，使得会议系统不仅具备了发言讨论、视像跟踪、IC卡签到、投票表决、64路同传等功能，而且在会议系统人机交流、会议系统显示、会议系统音质、会议系统运行速度、会议系统容量及会议系统传输成本上达到了一个新的高度。
无线数字会议系统在近年来以其易于安装和移动，便于使用和维护等优点而成为会议系统的一个重要发展方向。目前无线会议系统有两种，一种是基于2.4G无线数字跳频技术的无线会议系统，一种是基于红外音频传输技术的红外无线会议系统。由于现代数字技术的发展，无论是基于2.4G无线会议系统易干扰和窃听的缺点，还是基于红外音频传输技术的红外无线会议系统音质差的缺点都得到了很大的改善。目前由于其高昂的价格使用还不是非常广泛，不过可以预见，不久的未来无线数字会议系统必得以广泛应用。
3.3.1 数字会议发言讨论系统
无论是传统的数字会议系统，还是全数字会议系统，他们在系统中所有话筒之间都用单线连接技术串联起来，最后到会议主机，如同手拉手一般。在进行中大型团体会议交流时，会议发言者众多，单线连接技术能保证每个人发言很方便，同时又便于会议管理。数字会议从安装上来来有嵌入式和桌面式，从功能上来说有纯发言、发言带投票表决、发言带表决带同传。我们以雷蒙全数字RX-3600系列来说明其系统组成。
雷蒙全数字RX-3600会议系统，采用雷蒙独创的全数字会议技术。在音质方面，使所有通道的音质接近CD音质；在传输方面，点对点的接入方式，远距离传输音质不会衰减，设备之间的传输距离可达150米；在使用方面，线路连接及音频数据具有自检功能，智能修复错误；在操作上，会议主机配备2.8英寸LCD显示屏，通过导航键可以方便的对所有会议功能进行集中控制，会议单元配备有雷蒙全球独创的4.8英寸超大液晶显示屏，操作直观明了。
雷蒙RX-3600会议系统一般由会议主机、执行主席单元、主席单元、代表单元组成，系统组成及功能如
下：
◇执行主席单元RX-C3600/00LI：通过主机设置执行主席单元，具有优先发言权、控制发言权和系统设置权，执行主席的系统设置权包括：进行工作模式切换、关闭指定话筒、关闭一个最先开启的话筒、关闭全部话筒，每个系统设置只能设置一个执行主席机；
◇主席单元RX-C3600/00LI：主席单元具有优先发言权、控制发言权；每个系统最多可以设置150主席单元；
◇代表单元RX-D3600/00LI：具有申请发言、发言排队、听取发言功能；每个系统最多可设置65335台代表单元；
◇会议主机RX-M3600：可以对会议单元进行控制；可以接受主席单元的指令，对代表机进行控制；可以设置声控模式，通过声音控制开启会议单元。
◇会议管理软件RX-MBVS:具有基本设置设置模块，可以进行包括启动、系统设置、声音调节、工作模式、线路检测、会议信息等功能设置；具有会场设计模块，可以按照实际会场的布局来设计可视化的操控界面；具有人员档案模块，可以对与会人员的信息资料进行归档管理；具有话筒控制模块，操作员可以对整个会议过程实现集中控制； IC卡管理模块，配合智能IC卡，可以预先设置与会人员的身份、权限、语言等信息；信息显示模块，可以显示会议会标、发言人资料、申请发言人资料、通道分配情况、既是信息、短消息等；会议录制模块，配合相应的设备可以实现对会议录音录像。
3.3.2 带投票表决的全数字会议系统
多媒体智能会议室的投票表决功能，我们可以有多种方式实现。如果每位代表都配置有发言单元，我们可以选择在发言单元上带有表决功能的会议单元来实现投票表决功能；如果只有部分与会代表配有发言单元，我们可以给没有配置发言单元的代表单独配置投票表决器；如果投标表决功能不固定在一个会议场所，我们可以配置无线表决器。
在这里我们以部分与会代表配置雷蒙全数字会议发言单元RX-3600带投票表决功能，其余没有发言单元的与会代表只配置RX-2500/LBI投票表决器来对此系统做一说明，其主要设备包括：◇执行主席单元RX-C3600/OOLBI：通过主机设置执行主席单元，具有优先发言权、控制发言权和系统设置权，执行主席的系统设置权包括：进行工作模式切换、发起表决签到、批准或拒绝申请发言、关闭指定话筒、关闭一个最先开启的话筒、关闭全部话筒，每个系统设置只能设置一个执行主席机。
◇主席单元RX-C3600/00LI：主席单元具有优先发言权、控制发言权；内置有五表决按键，每个系统最多可以设置150主席单元；
◇代表单元RX-D3600/00LI：具有申请发言、发言排队、听取发言功能；内置有五表决键，每个系统最多可设置65335台代表单元；
◇投票表决器RX-2500/LBI：让没有配置会议单元的参会代表用来进行按键签到或IC卡签到、投票及表决,具有LCD显示，可在表决器上显示投标表决结果；
◇会议主机RX-M3600：可以对会议单元进行控制；可以接受主席单元的指令，对代表机进行控制；可以设置声控模式，通过声音控制开启会议单元；可接入表决主机，发起签到表决。
◇会议表决主机RX-B3600：表决主机既可以独立使用，也可以配合中央控制主机，实现与会代表从签到至各类会议议案的投票表决工作。
◇资料显示器： 用来显示会议议程、代表及会议背景资料、表决结果等信息；资料显示器可以是大屏幕投影机、专用的显示器，也可以是表决器上的LCD显示器，雷蒙的全数字会议表决器每个表决单元都内置有LCD显示器，我们可以从LCD显示器上方便的读出表决结果。
◇IC卡签到：IC卡可以用来确认代表身份，进行表决前的签到。
◇会议管理软件RX-MBVS:具有基本设置设置模块，可以进行包括启动、系统设置、声音调节、工作模式、线路检测、会议信息等功能设置；具有会场设计模块，可以按照实际会场的布局来设计可视化的操控界面；具有人员档案模块，可以对与会人员的信息资料进行归档管理；具有话筒控制模块，操作员可以对整个会议过程实现集中控制；议程管理模块，包括签到、表决、选举、评分及讨论等多种议程管理；IC
卡管理模块，配合智能IC卡，可以预先设置与会人员的身份、权限、语言等信息；视频管理模块，可以同时联动8个摄像机，监视会议现场实况；信息显示模块，可以显示会议会标、发言人资料、申请发言人资料、通道分配情况、既是信息、短消息等；会议录制模块，配合相应的设备可以实现对会议录音录像。
3.3.3 带有同声传译功能的全数字会议系统
同声传译会议系统是用来进行国际间会议交流。使用多语种的参会代表一起开会的过程中，当使用任意一语种的代表发言时，由同声翻译员即时翻译成其它语种，通过语言分配系统送达每一个参会代表前，使其可以选听自己所懂的语言，达到多语言交流的目的。
在多媒体会议中同声传译一般是和会议发言讨论系统结合在一起使用的。如果系统要配置同传功能，具有会议发言单元的与会代表我们可以选择内置有同传通道选择器的会议单元，而给不配备会议发言单元的与会代表我们单独配置同传的通道选择器，通道选择器可以是有线接入整个会议系统，也可以采用红外语言分配系统来接入。
在这里我们以发言单元采用雷蒙RX-3600带有通道选择器的会议单元，而没有配置会议发言单元的与会代表使用红外语言分配系统配置来加以说明：
◇执行主席单元RX-C3600/O8LBI：通过主机设置执行主席单元，具有优先发言权、控制发言权和系统设置权，执行主席的系统设置权包括：进行工作模式切换、发起表决签到、批准或拒绝申请发言、关闭指定话筒、关闭一个最先开启的话筒、关闭全部话筒、内置8通道同传通道选择器，可扩展为64通道，每个系统设置只能设置一个执行主席机。
◇主席单元RX-C3600/08LBI：主席单元具有优先发言权、控制发言权；内置有五表决按键、内置8通道同传通道选择器，最多可扩展为64通道，每个系统最多可以设置150主席单元；
◇代表单元RX-D3600/08LI：具有申请发言、发言排队、听取发言功能；内置有五表决键、内置8通道同传通道选择器，最多可扩展为64通道，每个系统最多可设置65335台代表单元；
◇会议主机RX-M3600：可以对会议单元进行控制；可以接受主席单元的指令，对代表机进行控制；可以设置声控模式，通过声音控制开启会议单元；可接入表决主机，发起签到表决；可以接入同传主机，可同时处理8/16/64种同传语言。
◇同声传译主机RX-M9008:连接译员台，对翻译语言进行全数字音频编码及压缩处理，同时能连接80台译员台，对8路同传语言进行处理，同多扩展，可对最多64路同传语言进行处理。
◇译员机RX-M9008：双人全数字翻译员台，与同传主机采用单线制手拉手连接方式。通过翻译员把所翻译语言传送到系统中去，让参会代表选听；具有多种模拟音频输出方式，方便进行录音。
◇红外同传发射主机RX-M008XP：采用红外线多通道全数字音频处理技术，内置数字处理器，一台同传发射主机可同时处理16个语言通道，相互不串音不干扰。
◇红外通道辐射器RX-H008XP：15W/25W超强发射功率，发射距离可达到50米，辐射角度垂直可达90度。
◇红外接收机RX-E008XP:采用全数字音频编码和解压缩技术，经红外线传输后任可实现CD级音质，接收机LCD显示器可显示通道数量、音量电平、信号状态及弱电量提示。
3.4 自动跟踪摄像系统自动跟踪摄像系统可为会议提供高质量的现场视频图像信号资源。它能通过数字发言系统激活，在无人操作的情况下准确、快速地对发言人进行特写。其采集到的信号可输出给大屏幕背投影系统及远程视频会议系统。
一般来说，自动跟踪摄像系统要求在会议桌的顶部纵向安装几台高速半球摄像机，主要作用是采集发言人的特写。在会议室大屏幕上方安装一台全景固定摄像机，用来在无人发言时拍摄全场画面。
现代摄像追踪系统有两种方式实现，一种是配置会议系统本身实现摄像追踪功能的设备，另外一种是通过中央集中控制系统来实现。会议系统本身就具有的视像追踪功能方便设置摄像头的预置位，话筒位置改变我们可以马上重新设置；而通过中央集中控制系统来实现摄像追踪功能的缺点就是话筒位置改变后预置位重新设备不太方便。
雷蒙全数字RX-3600系列会议系统采用单独的摄像追踪主机，摄像追踪主机不仅内置有8进4出的视频切换矩阵，可最多接入8太摄像机，进行联动追踪，而且还可以可以通过摄像追踪主机设置摄像头预置位，不用单配置软件，方便设备调试和使用。
3.5 多媒体视频系统随着电脑技术的发展，多媒体视频系统已成为现代会议系统不可或缺的部分，其内容主要包括可联电脑的投影系统，实物投影系统，智能白板等，以满足现代化信息交流的需要。通过它可以把已有的其他信号，如闭路电视，广播电视、网络电视会议信号等送入该多媒体会议系统；还可把每个会场的多媒体会议信号送出到网络出口，进行网络电视会议交流。
视频高清技术已经在现代多媒体会议系统中逐步得以应用，高清技术在现代多媒体智能会议系统中体现在高清视频信号的采集和高清视频信号的显示。视频高清信号的采集主要是由高清摄像机摄像，高清存储设备记录；视频高清信号的显示主要是由高清投影机、高清液晶显示器和高清等离子等显示设备播放高清图像。
◇多媒体投影机：专业多媒体投影机具有高亮度、高分辨率、真彩色显示功能，不单可放影录像机、LD、DVD影碟机的视频图像,更可在大屏幕上真实投影计算机图形文字(或计算机网络信息)，此功能特别适合作项目介绍，讲座教学等；
◇实物展示台：高亮度实物展示台，可把任何实物、讲稿、幻灯片经摄像后传送给投影机，投射在大屏幕上向听众展示；
◇电子白板：该设备能把讲座中使用的笔记本电脑的显示屏内容通过投影机投射在电子白板上，并让讲座者方便地直接在电子白板上控制电脑演示程序，并进行书写、标记，可存盘，可通过网络会议设备异地同时开会讨论，是现代多媒体会议系统必备和有效的交流工具。
3.6 远程视频会议系统
远程视频会议系统利用通信线路实时传送两地或多个会议地点与会者的形象、声音、以及会议资料图表和相关实物的图像等, 使身居不同地点的与会者互相可以闻声见影, 如同坐在同一间会议室中开会一样。目前大多数的远程视频会议系统都基于ＩＰ网络，一般由若干多媒体会议终端、ＩＰ网络和多点控制服务器组成。会议终端是指配有视频采集设备摄像机和编解码卡、音频输入输出设备话筒和音箱以及终端应用程序的多媒体ＰＣ；多点控制服务器是一台高性能服务器。一个典型的集中式多点会议是所有终端以点对点方式向多点控制服务器发送视频流、音频流和控制流，多点服务器则遵循一定的控制协议对会议进行集中式管理，进行混音、数据分配以及视频信号混合和切换，并将处理结果送回参加会议的终端。
3.7 会议的录播系统
会议录播系统主要有两个方面：一个是录，一个是播。录主要体现在可以录制音频信号、复合视频信号以及VGA等多媒体电脑信号，其丰富的信号输入接口，为完整的将会议活动过程多角度多画面的记录下来提供了方便；播主要体现在不仅可以现场播放已经录制好的会议信息，还可以上网进行实时直播，进行上网点播，远程管理，后期编辑等功能，不受时间和地域的限制。
4、结 语
智能批处理，快速优化系统服务 篇6
1 通过批处理快速关闭、优化系统服务
2 了解更多的系统服务知识
2 批处理中的多个实用小技巧
本文相关小提示
★如果是在Windows 2000下运行这个批处理，会提示缺少sc.exe，我们可以按提示从网上下载sc.exe复制到Windows 2000的系统目录（如：c:winntsystem32），然后再重新双击执行这个批处理即可。
图1
★针对国内电脑的“中国国情”，中国也有强人制作了相应的优化工具。大家可以从http://work.newhua.com/cfan/200721/XP优化.bat处下载并将得到的rar文件中的“XP优化.bat”解压出来，双击后它会先清理硬盘上的无用文件，接着就会批量地来关闭无用的服务。大家还可以从http://work.newhua.com/cfan/200721/multicontrol.rar处下载得到“多功能系统优化设置控制台 v1”，解压后运行其中的“系统优化设置控制台.bat”，按提示操作即可对系统进行优化（见图2）。
图2
Windows 2000/XP中的服务很多是无用的，有的服务开着不仅消耗资源，而且还会产生安全问题。因此，一般管理者都会建议大家在安装完Windows后将一些服务关闭。但是许多人对系统并不熟悉，更严重的是多数系统服务的说明是英文的，要一个个查找并关闭可不是件容易的事。我在平时使用系统的过程中，得出了一些批量关闭服务的好办法，值得大家一试。
智能批处理关闭系统服务
国外有人制作了一个功能强大的批处理文件，执行后只需要简单选择一下，即可按需优化、关闭你系统中无用的那些服务。首先从http://www.ntsvcfg.de/svc2kxp.zip处下载文件，解压后双击执行其中的svc2kxp.cmd（批处理文件），将会打开如图1所示的一个命令行窗口，其中列出了四个选项：LAN（局域网）、Standard（标准）、ALL（全部）、Restore（恢复）。
（1）LAN：局域网机器
LAN适用于需要使用局域网的机器。它将会尝试着关闭所有的打开端口，但是一些诸如自动更新、计划任务，还有SMB（Windows本身的共享服务）等服务并不会关闭。如果你需要在局域网内访问共享文件夹或打印机，则请选择此项。
（2）Standard：标准型机器
Standard适用于带有Internet连接但没有局域网的独立机器。相对于第1项，它将会尝试着关闭所有的打开端口，并且SMB（Windows本身的网络共享服务）也会被关闭。因此，如果你不需要访问局域网内的共享文件夹或打印机，则选择此项。值得注意的是，选择此项前，如果是在Windows 2000上，则会尝试关闭所有的端口。如果是在Windows XP上，则可能必须先手工禁止掉计划任务才可以关闭所有的端口。
（3）ALL：最大优化机器
此方案则是使用了该网站上网友们讨论出的优化方案，几乎把除了几个核心的服务外的其他服务全禁了，如果你的机器只是单独上互联网，则可以使用此项，但是将不能访问局域网内的资源。由于它有点过于激进了，所以大家还是慎用。
（4）Restore：恢复先前设置
此项操作的功能是恢复到之前的系统设置，在一些机器上运行会提示写入注册表错误，不过可以忽略，并不影响使用。
我们可以根据需要按相应的数字键进行选择，比如按下数字键“2”，再按回车键确认，即可自动进行一系列处理。如果优化后系统有问题或感觉效果不佳，还可恢复到之前的设置，重新双击运行svc2kxp.cmd后，按下数字键“4”，再按回车键确认，将会显示Undo last changes [y/n]?（恢复到上一次的改变吗），按Y键再按回车键确认就可以恢复了。
上面的脚本程序，如果运行后不想进行选择了，可直接关闭命令行窗口，或者按Q键退出即可。
知识延展
★svc2kxp.cmd到底做了什么？
知其然还要知其所以然，如果你不放心svc2kxp.cmd到底对系统做了什么，可以在文本编辑器中打开这一文件一探究竟。
这个批处理中大量使用了类似“if [/I] 字符串1==字符串2 goto :标号”的语句，有必要简单介绍一下：这一命令是对字符串1和字符串2进行比较，如果相同就跳转到（goto）标号所在的位置执行命令。标号一般以冒号跟一个单词的形式表示，如“:START”。方括号括起的“/I”，表示这一参数可有可无，如果有这一参数，则表示比较字符串的时候忽略大小写的区别。比如脚本中有：
if /I "%CHS%"=="1" (
set SELECT="/lan"
goto :SKIP_MENUE
)
就是比较用户按的键是否等于1，如相等，就会设置SELECT变量为"/lan"并跳转到标号“:SKIP_MENUE”处开始执行。其他以此类推。掌握了这个，就可以在批处理中加上自己定义的菜单项了。
智能服务系统 篇7
(1) 对小车运动轨迹设计采用红外发射接收探头检测路面寻迹线, 从起始线出发, 自动将物体按设计好的轨迹线逐一运送到库房内, 运行的时间应力求最短。
(2) 小车运送物体到达库房时, 把物体放到库房挡板线以内。
1 系统方案设计、比较与论证
本文主要设计一辆带有机械手的智能电动小车, 采用轮式结构以减少制造成本。能够实现把物体放入库房内, 同时对搬运过程中自动记录、显示每一次往返的时间和总的行驶时间。为完成相应功能, 系统可以划分为以下几个基本模块:单片机最小系统模块、舵机驱动模块、步进电机驱动模块、液晶显示模块、转向指示模块、声音提示模块。
2 车体设计
制定了左右两轮分别驱动, 车尾安装牛眼轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流步进电机进行驱动, 车体尾部装两个牛眼轮。这样, 当一个直流步进电机转动另一个不动时就可以实现机器人的旋转, 由此可以轻松的实现机器人的90度和180度的转弯。在安装时我们保证两个驱动电机同轴。当小车前进时, 左右两驱动轮与后万向轮形成了四点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳, 可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移, 车尾的牛眼轮还起支撑作用。
对于车架材料的选择, 我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固, 比铁制小车更轻便, 美观。
3 智能小车控制系统的总体设计
控制器模块采用宏晶公司的STC12C5A32S2单片机作为控制器的方案。该单片机I/O资源丰富, 并具有两路PWM, 可以很容易的控制两个舵机;寻迹线探测与寻木探测模块
集成式GP2A25反射式光电传感器。它具有集成度高、工作性能可靠的优点, 只须要调节探头与被测物之间的距离达到1.5cm就可, 此种探头还能有效地防止普通光源 (如日光灯等) 的干扰;电动机选择采用旧打印机拆机的步进电机控制机器人的运动, 由于其转过的角度可以精确的定位, 可以实现小车前进路程和位置的精确定位。当不给步进电机发送脉冲的时候, 能实现自锁, 从而能较好的实现小车及时停车的目的;电机驱动模块采用专用芯片L298作为电机驱动芯片。L298是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片, 它相应频率高, 一片L298可以控制一个步进电机, 而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动, 操作方便, 稳定性好, 性能优良;舵机驱动模块采用三极管驱动电路, 单片机I/O口只需要控制三极管的集极来控制三极管的导通或是截止, 来给驱动舵机;显示模块用LCD1602液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点;电源模块采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6 V给步进电机供电, 然后将12.6V电压再次降压5v、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。锂电池的电量比较足, 并且可以充电, 重复利用, 体积小巧, 便于安装到机器人;供电模块消耗的功率过大, 采用2576将电压稳至5V。2576的输出电流最大可至3A, 完全满足系统要求。经过反复论证, 最终确定了如下方案:
(1) 车体用有机玻璃车架手工制作。
(2) 采用宏晶STC12C5A32S2单片机作为主控制器。
(3) 用GP2A25型光电对管进行寻迹与寻木块。
(4) L298作为步进电机的驱动芯片。
(5) 用9013三极管作为舵机的模块
(6) 用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6 V给步进电机供电, 将12.6V电压经2576降压、稳压后为单片机系统和其他芯片供电。
4 硬件设计与软件流程
寻迹线探测电路采用型号为GP2A25P2A25反射式光电传感器, 该探头输出端只有三根线 (电源线、地线、信号线) , 只要将信号线接在单片机的I/O口, 然后不停地对该I/O口进行扫描检测, 当其为底电平时则检测到路面, 当为高电平时则检测到运动轨迹线。搬运机器人前进时, 始终保持运动轨迹线在车头两个传感器之间, 当搬运机器人偏离轨迹时, 探测器一旦探测到有轨迹线, 单片机就会按照预先编定的程序发送指令给搬运机器人的控制系统, 控制系统再对搬运机器人路径予以纠正。当搬运机器人回到了轨道上时, 搬运机器人车头两个探测器都只检测到路面, 则搬运机器人继续直线行走, 否则搬运机器人会持续进行方向调整操作, 直到搬运机器人恢复正常。
寻木块探测电路采用型号为GP2A25P2A25反射式光电传感器, 该探头输出端只有三根线 (电源线、地线、信号线) , 只要将信号线接在单片机的I/O口, 然后不停地对该I/O口进行扫描检测, 当其为高电平时则检测到物体, 当为底电平时则检测没有检测到物体, 搬运机器人再前进时探头始终寻找物体, 当搬运机器人寻物探头探测到物体时, 单片机就会按照预先编定的程序发送指令给搬运机器人的机器手夹持物体。
步进电动机驱动电路如图所示该驱动动电路J2接单片机I/O口进行向L298输入脉冲, J3接步进电机的线上L298输出地脉冲来驱动步进电机转动或停止。
5 结束语
本文对智能小车的硬件及软件进行分析设计, 并且通过使用Pro/E三维软件对车体的设计。通过测试, 系统完全达到了设计要求, 不但完成了基本设计要求, 并增加了全路程记时、每次往返时间和全程时间显示和语音提示, 转向时转向灯显示三个创新功能。
参考文献
[1]赵健领.51系列单片机开发宝典[M].北京:电子工业出版社, 2007.
智能服务系统 篇8
为了面对日渐凸显的全球资源环境问题以及更高的用户服务质量要求所带来的前所未有的挑战,全球电力行业都在积极研究并提出电力行业未来的发展方向,而建设智能电网已经成为全球电力行业应对各自挑战,实现可持续发展的共同选择。
智能用电,作为电力“发、输、调、变、配、用”的重要环节,是社会公众感知电网智能化服务的关键所在,智能用电是智能电网的重要组成部分[1]。2011年11月,国家能源局颁布的国家能源科技“十二五”规划中,明确提出了建设智能电网技术研发平台,大力研发智能用电技术,智能电网用户端设备及系统测试技术等智能电网关键技术[2]。国家电网公司发布的《智能电网关键设备(系统)研制规划》中也明确提出了智能家庭网关,家庭能量管理系统,智能开关,智能互动终端等相关设备的研发任务[3]。因此,在智能电网的建设过程中,智能用电技术受到了广泛的关注和重视。
近年来,随着智能用电逐步成为研究的热点,一些研究成果也越来越多的出现。例如,在专利CN102130507A中提出了一种智能家居系统及能效管理方法,支持将新能源接入智能电网中[4];文献[5]提出了基于实时电价的智能用电系统,分析了电价政策对智能用电的影响;总之,智能用电的研究都围绕一个指导思想,即采用信息化手段,利用价格杠杆,通过互动化策略,调动电力用户参与需方响应,实现电力负荷需求的理想化[6,7]。
本文侧重于用户侧,对家庭智能用电体系进行研究并开发了适用于家庭智能用电的相关装置—智能控制器。智能控制器是连接电器与电源的中间设备。一方面,它可以实时采集用电设备的电压、电流、功率、耗电量等用电信息,并将这些信息通过Zig Bee无线网络传给互动终端或高级量测体系(AMI),为电力公司提供详细的用电信息。另一方面,智能控制器可接收电网侧传来的电价信息或互动终端发送的指令,控制用电设备的运行。这样,用户可参与电网的需求响应和双向互动,减少电费开支,提高家庭耗能效率。
本文第二部分设计了家庭智能用电系统的结构架构,并介绍了各组成部分的功能。第三部分提出了智能控制器的硬件、软件设计,并实现了其基本功能。第四部分搭建一套模拟系统,用PC模拟互动终端,设计人机界面,并验证智能控制器的效果及功能。第五部分提出结论并展望未来发展前景。
1 家庭智能用电系统
家庭智能用电系统作为整个智能用电系统中的一部分,所面向的主要对象是用户侧,它由智能电表、智能互动终端、家庭户内网络(HAN)、智能控制器或智能家电、小型分布式电源、储能设备、电动汽车等组成。系统如图1所示。家庭智能用电系统是智能电网最末端与客户直接联系的环节,能够支持分布式能源、电动汽车等系统或设备的接入和计量,家用电器智能控制,综合家庭能耗监测和能源优化管理等功能[8]。此系统也为电网公司和电力用户之间提供了友好开放的双向交互门户,满足了智能用电对营销管理和客户服务的要求。
1.1 智能电表
智能电表是基于最新的计算机技术,现代通信技术及计量技术的高级量测设备,是高级量测体系(AMI)的基础单元[9]。其设计应遵循如下三个原则:考虑分布式能源的接入;考虑通信信道的实际承受能力;考虑用户互动的便捷性。智能电表主要功能有:
1)电能计量。
有功电能和无功电能双向计量,支持分布式能源用户的接入。
2)电能监管。
具备阶梯电价,预付费及远程通断电功能。支持需求侧管理,与智能互动终端配合对用电设备及分布式电源进行管理,帮助电网削峰填谷,提高电力供应可靠性。
3)双向通信。
在双向通信模式下,接收电网侧的指令信息发布给用户,如实时费率,用电策略;同时将采集的家庭耗能数据传给电网侧[10]。
1.2 智能互动终端
智能互动终端,作为电网(力)公司与用户的交互门户,是用户感知智能电网新特性的主要体现点之一。用户通过该平台了解电能使用信息,并结合实时费率等资讯,对各用电器用电情况进行控制,调整自己的用电方案[11,12]。其主要功能如下:
1)接收智能电表,智能控制器发送的大量数据信息并进行实时显示,使用户可获取详细的电能使用情况及其他相关信息。
2)对家用分布式能源和电器进行统一监控管理,实时获取家庭能耗状态并进行家庭能效分析管理。
1.3 家庭局域网络(HAN)
家庭局域网是AMI中重要的结构基础。HAN将智能电能表、智能互动终端和各种可控的用电设备连接起来,组成局域网络,可以实现多种能源管理功能[13]。HAN可采用有线和无线两种通信方式,相比有线网络,无线网络安装维护更为简便可靠。目前有三种常用的短距离无线通信技术:Wi Fi,蓝牙和Zig Bee技术,它们主要特性如表1所示。Zig Bee是一种新兴的短距离、低功率无线网络技术,它是基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术[14]。由于Zig Bee技术具有低功耗、低成本和支持网络节点多的优势,因此家庭智能用电系统中多采用Zig Bee无线技术构建HAN。
1.4 智能控制器
目前,在家庭智能用电中,为了实现家庭能效分析管理,指导用户合理、经济用电,获取负荷级别的详细用电信息并实现各用电设备的组网是非常有必要的。然而,由于现阶段电器的智能化尚无法满足这种要求,并且智能电器的普及也不能一蹴而就,因此这就需要一个中间设备来实现这些功能[15]。智能控制器(智能开关)作为连接普通用电器与电源的独立设备,可以满足上述要求。本研究着重开发了这种智能控制器,利用其采集负荷用电信息并对用电设备进行控制,使家用电器更好地参与需求响应。其具体功能如下:
1)计量功能。
实时测量并采集各电器设备的用电信息(电压、电流、功率、耗电量等)、工作状态。
2)通信功能。
采用无线Zig Bee通信,实现家庭内各电器设备与互动终端的组网,上报电器的用电信息并使各电器接收互动终端的统一管理。
3)控制功能。
接收互动终端的指令,对家电进行调节、控制等操作。
2 智能控制器开发
2.1 硬件设计
在硬件上,智能控制器主要由电源模块、电量测量模块、微处理器模块、通信模块、LCD显示模块、开关电路、实时时钟电路以及外部接口电路组成,结构图如图2所示。
电源模块将交流220 V转换为直流5 V、3.3 V,为其他模块提供电源支持。电量测量模块(2)包括电压采集电路A、电流采集电路B,计量单元C。电压采集电路采用分压原理,电力线220 V电压信号经过分压电阻和滤波电容,变换为小直流电压信号,作为ADE7763的V2P的输入。电流信号经分流器Shunt也转换为一个小直流电压信号,经滤波电容作为ADE7763的V1P和V1N端输入。测量单元由计量芯片ADE7763组成。ADE7763具有两个二阶模拟数字转换器、一个数字积分器(通道1)、系统校准电路、温度传感器和和具有计算功能的高速信号处理电路。ADE7763工作原理如下:ADE7763将输入的电压、电流信号通过各自的模数转换器变成数字信号后,进行相乘,计算出瞬时功率p(t),再通过低通滤波器LPF2后,得到有功功率P,利用功率偏差校准寄存器APOS的值对有功功率进行校准,放入采样波形数据寄存器中,然后对采样波形数据寄存器的值进行累加,将功率累加值(电能值)存放在电能寄存器AENERGY中[16]。最终,ADE7763实现电器设备电压、电流、功率、耗电量的测量。
智能控制器采用Microchip公司的一款16位的单片机PIC24FJ128GB206作为微处理器。PIC24FJ128GB206拥有充足的存储空间,并具有强大的外设,用作器件与外界的接口,如SPI,UART接口。PIC微处理器主要完成以下任务:(1)上电时,对ADE7763进行初始化设置,使其精确测量。(2)读取ADE7763的电能数据并存储在其数据存储器中。(3)通过UART接口及外接RS485收发器与Zig Bee模块进行串口通信,获取Zig Bee模块从互动终端接收的控制命令并执行,将响应信息通过Zig Bee模块以无线方式返回给互动终端。(4)向LCD输出数据,控制LCD屏显示。(5)根据接收命令控制继电器通断,进而控制电器设备的运行。微处理器作为智能控制器的核心,控制各模块协调运行,使智能控制器实现其基本功能。智能控制器实物如图3所示。
2.2 软件设计
智能控制器的软件设计主要由主程序,中断程序和执行程序组成,各流程图如图4所示。主程序运行过程如下:(1)智能控制器上电,微处理器对SPI,UART,定时器,IO口,ADE7763,LCD等进行初始化操作。(2)设置并使能串口和定时器中断。(3)通过SPI通信,周期性地从计量芯片ADE7763中读取数据并计算各电量实际值,调用显示子函数将各电量信息显示在LCD屏上。(4)等待UART端口接收数据和消息帧,多个字符数据组成一个消息帧,如果一条消息接收完成执行下一步,否则,返回到(3)。(5)对接收的消息帧进行校验,如校验正确则执行相应命令,并产生响应信息返回到互动终端;否则返回到(3),依次循环执行。
中断程序包含串口接收中断和定时器中断子程序。串口接收中断用于将接收到的字符数据缓存到接收寄存器中,定时器中断用于判断一条消息帧接收完毕。在智能控制器中,MCU与Zig Bee模块之间的串口通信采用Mod Bus-Rtu通信规约,Mod Bus-Rtu通信规约的软件实现中使用串口接收中断和定时器中断。Mod Bus-Rtu帧数据格式如表2所示。
在RTU模式中,新的信息总是以至少3.5个字符的静默时间开始,整帧的信息必须以一个连续的数据流进行传输[17]。当有新数据接收,则转入串口接收中断子程序,缓存接收的数据并计数,刷新启动定时器计时。当定时器达到预定时间,响应定时器中断,消息帧接收标志位置1,计数器清零,关闭定时器,这时一个消息帧接收完成,进行下一步操作。
执行程序主要是实现以下功能:读取电量信息、电器工作状态,控制继电器通断,产生遵循Mod Bus-Rtu数据帧格式的响应信息并发送。依照Mod Bus-Rtu通讯规约,执行程序中所用部分功能码定义如表3所示。命令执行前,先判定接收消息中的功能码值,根据功能码定义,调用并执行相应的功能子函数,创建响应信息并传给互动终端。
2.3 装置测试结果
为了测试该装置测量数据的准确性,本文利用日置3193功率计(可达±0.2%的高精度计量)搭建了一套测量平台,分别通过上位机采集智能控制器与日置3193功率计在同一时间测量的负荷数据并进行比较,测试数据如表4所示。智能控制器与3193功率计所测负荷电压、电流、功率比较结果分别如图5、图6、图7所示。该装置中所采用继电器额定电流为10 A,因此该装置需在电流为0~10 A的范围内工作。由测试数据及所测电压、电流、功率比较结果可知,在正常工作电流范围内,智能控制器与日置3193标准表所测数据相对误差较小,测量精确度较高。
3 演示模拟系统
智能用电强调用户的参与,鼓励电网与用户的双向互动,峰谷电价、实时电价等措施的实施可使用户更积极的参与电力需求响应,在电网高峰时实现负荷转移[18]。本文设想了一种家庭智能用电模型,在此模型中,电力公司提供两种用电模式—错峰响应模式与自由模式,当电网处于用电高峰时,启用错峰响应模式的用户需关闭一部分负荷,但可从电力公司获得一定的补贴作为补偿,自由模式用户不需关闭负荷,则无补贴。用户自主选择开启哪种模式。
在此模型基础上,建立了一套演示系统来模拟家庭智能用电并测验智能控制器的功能,如图8所示。演示系统由一个智能控制器、一台饮水机、一台模拟互动终端的PC和一个与PC连接的Zig Bee通讯模块组成。智能控制器实时采集饮水机的用电信息、运行状态并可控制其通断。此外,还在PC上安装了力控公司的组态软件Force Control6.1,并利用该软件设计了一套人机交互界面,如图9所示。模拟系统可以方便地监测饮水机等用电设备的实时用电信息、工作状态。此模拟系统中,在用户选择错峰响应用电模式的情况下,还可以根据电价(或峰谷)因素控制用电设备的运行,模拟用电设备参与需求响应。图10为错峰响应模式下考虑电价(或峰谷)因素时饮水机的运行方式。
图10中,横轴表示时间,纵轴表示有功功率(实线)和电价(虚线)。由图10可知,当负荷处于用电高峰时,电价较高,智能控制器接收互动终端指令关闭饮水机;当用电高峰过去后,电价降低,智能控制器再次启动饮水机工作。这样,智能控制器就可以使用电设备参与需求响应与双向互动,为电网削峰填谷,提高家庭能效,对于热水器、洗衣机等柔性负荷,采用智能控制器负荷转移效果更为明显。
目前,更为完善的智能用电模拟系统及相应的机制策略正在进一步的研究中。
4 结论
本文提出了家庭智能用电系统的结构框架并介绍了各组成部分的功能。重点开发了一种适用于家庭智能用电的智能控制器。还搭建了一套演示系统模拟家庭智能用电,并测试了智能控制器的性能,在演示系统中,还模拟了错峰响应模式下负荷基于电价的需求响应运行方式,验证得出智能控制器可以减少用户开支,帮助用户有效节能。
智能服务系统 篇9
要使配电系统正常稳定可靠地运行,对配电系统的维护必不可少,传统的维护方式无论是周期维护还是事后维修,都不能有效地提升其运行可靠性,而且浪费大量的人力、物力和财力,甚至造成不必要的损失。
本文提出了一种基于分布式网络的综合服务系统,通过对配电系统运行状况的在线监测和分析,预测配电系统的运行状况,预知配电系统的维护需求,及时调度专业维护人员进行维护,有效缩短故障停电时间,减少维护配电系统所需的人力、物力和财力资源。
1 系统架构
1.1 现场数据采集
为保证配电系统的可靠运行,首先需要监测配电系统的运行状况。电能的广泛应用使得配电系统的种类数量也增多,对于这些功能各不相同,形态各异的配电系统,需要监测的参数繁多归纳起来有以下6类[2]:
(1)状态参数。配电系统中各开关断开或闭合的状态,配电系统中的设备位置状态等状态参数。包括断路器状态、接地开关、储能位置、手车位置等。这些开关的状态直接表达了配电系统的运行状态,本文设计的系统可以实时监测和记录配电系统的开关状态信息。
(2)运行参数。配电系统运行时的电力参数,参照有关电能质量的相关国家标准,包括电压、电流、频率、谐波、功率、电压波动与闪变、三相不平衡等。理想的电能应该是标准的50 Hz正弦波,但在实际应用中,电能经过发、输、变、配等诸多环节因素的影响,会引起电压、电流或者频率的扰动或偏差,导致用电设备不能正常工作、缩短设备寿命甚至损坏。
(3)雷击信息。配电系统遭受雷击的信息,包括雷击发生时间,雷击电流,雷击造成的跳闸等。雷击信息表征了配电系统的防雷性能,也从侧面表征了配电系统是否接地良好。
(4)环境状态。配电系统所处环境的状态信息,包括环境温度、环境湿度等。环境温度和湿度不合适可造成配电系统出现凝露、漏电或者短路等故障。实时监测配电系统环境的温度和湿度,配合电热器等设备,升高环境的露点可防止凝露。
(5)节点温度。配电系统中关键连接点的温度信息。配电系统中的回路由多部分的电路组成,有相互连接的节点,由于节点连接不牢靠或者连接老化等原因,会造成节点电阻增大,造成电能在配电系统上的损耗增加和电能质量下降等后果。配电系统的节点电阻升高直接表现为节点的温度异常升高,甚至会烧坏节点造成断电。本文设计的系统可实时监测配电系统中关键的节点的温度信息,发现异常的温度信息随即报警提示处理。
(6)视频信息。配电系统所处环境的视频监视信息。有时配电系统的故障可能不是由配电系统本身性能引起的,不可控的自然因素或者人为破坏都可能造成配电系统的故障,对配电系统的视频监控可及时发现这类故障的原因,以便及时采取相应措施以防再次出现同样的问题。
通过以上6类参数即可监测配电系统的完整运行状况,数据可直接从配电系统的运行现场采集。
现场数据采集节点结构如图1所示,6种数据采集模块分别实时采集配电系统的6类参数,并通过工业现场总线连接到现场数据采集计算机,计算机实时对采集的数据作相应的运算,通过路由和防火墙连接到网络。配电系统的运行状况数据实时上传至网络的同时也被存储,用户可通过网络查看配电系统的实时和历史运行状况[3,4,5,6]。配电系统的实时运行状况信息也会被显示在监控画面上,图2显示了被监测配电系统的部分电能质量信息、开关状态信息和环境状况信息的监控画面。
1.2 系统架构
系统架构如图3所示。区域内多个现场SCADA节点将实时采集配电系统现场运行状况数据并实时上传至区域子中心,子中心计算机存储这些数据并在监控画面上显示各配电系统的运行状况信息[7,8,9,10]。根据实际情况,可设多级子中心,现场数据实时逐级上传到系统中心,系统中心将显示分析和存储系统内所有配电系统的运行状况数据。系统中心负责整个系统的监视控制、管理调度、信息挖掘和决策支持,各级子中心服从上级中心的管理调度并对下级系统进行监视控制和管理调度。
2 预知维护
通过对配电系统运行状况的实时监测与分析,智能区域用电安全公共综合服务系统可预知配电系统的维护需求,在缩短停电时间的同时也减少配电系统的维护成本。
系统可通过变化曲线将参数的实时和历史变化趋势直观地表示出来,图4中显示了数据记录中电压和电流的变化曲线,图中电压均基本稳定在10 k V,而一天内电流的变化较大。当系统检测到配电系统的某些参数超过限定的值时,就会发出报警信息,包括报警触发时间和参数值都将被存储。
结合报警信息和趋势图形分析,可预测配电系统的运行状况,预知配电系统的维护需求,在配电系统发生故障之前,及时调度专业的维护人员赶赴配电系统现场进行维护处理,从而避免故障的发生,实现主动维护服务。按需求对配电系统进行维护可减少维护次数,缩短磨合期,延长运行时间,有效缩短故障停电时间[11,12]。
3 结束语
系统基于网络浏览器,可完成工程建立、维护、配置等操作,易于远程维护;系统基于分布式网络架构,易于后期增加需监测的设备或参数、配电系统现场SCADA节点、子中心等扩展操作。通过实时监测及管理配电系统的状态、运行、雷击信息、环境状态、节点温度和视频信息6类参数,用户可通过远程查看配电系统的实时和历史运行状况。
分析配电系统的运行状况数据,预测系统的运行趋势,预知系统的维护需求,实现主动维护服务,避免或者减少故障的发生。按需求进行维护可减少维护次数,缩短磨合期,减少盲目维护带来的不稳定因素的介入,延长稳定运行时间,有效缩短故障时间。另外,对配电系统的按需维护服务可减少维护工作造成的资源浪费,区域内集中维护,通过系统调度管理满足区域内所有配电系统的维护需求,可雇佣少量更加专业的维护人员,以提高维护效率,提高维护服务质量,提高人力资源的使用效率,减少维护所需的成本。
摘要：随着电能的广泛应用,用电负荷越来越大。为保证用户安全用电,文中设计了一种基于分布式网络的综合服务系统。通过实时监测、分析和预测配电系统的运行状况,及时调度维护服务从而实现预知维护,进而缩短故障停电时间,提高用电安全性,同时也降低了配电系统的维护成本。
智能积冰系统 篇10
要解决积冰对飞行安全的危害, 首先要对容易产生飞机积冰的环境做出准确的预报。准确的预报可以减少积冰环境对某些飞机产生危害的可能性。其次是飞机要具有良好的防/除冰能力, 这保证了飞机在积冰环境中飞行的安全。但是, 我们对积冰的预报不可能做到完全的准确, 另外不同的飞机对同一积冰环境会有不同的反应, 而且尽管现代大型客机有比较完善的防/除冰设施, 它们在起飞和进近着陆阶段速度相对低, 同样可能发生积冰现象甚至导致积冰事故。
基于上述原因, 目前积冰界研究的热点是一种彻底改进和完善飞机防冰系统的系统—智能积冰系统 (SIS—smart icing system) [2]。本文先简介飞机积冰, 然后详细介绍智能积冰系统, 最后对相关研究做些展望和总结。
1 智能积冰系统 (SIS) 的思想
1998年美国伊利诺伊大学的Bragg教授提出智能积冰系统 (SIS) 的构想。SIS的基本思想是:结冰对飞机的影响主要在于它对飞机的性能、稳定性和操纵性的影响。如果在一定的飞机结冰条件下, 飞机拥有一定的安全裕度并且能保持既定的航线飞行, 那么飞行安全就可以保证[3]。
SIS的结构和组成见图1。从图中可以看出, SIS包括了结冰的探测和分级、结冰防护系统和结冰管理系统三大部分, 这三者相互支持, 帮助飞行员实现了对积冰的智能化处理 (图1, 图2) 。
SIS在目前使用的积冰防护系统 (IPS—icing protection system) 的基础上发展起来的, 它新增加的功能同时也是最重要的部分是积冰管理系统 (IMS—icing management system) 。IMS的具体功能和相关的支撑见图2。从图中可以看出, IMS的功能是监视积冰的形成和它对飞机的影响, 并帮助飞行员安全操纵积冰环境中的飞机。具体说来分为四项功能, 即积冰对飞机的影响描述, 积冰防护系统的操纵和监视, 飞行包线的保护和飞行控制的调整;要实现IMS (然后最终实现SIS) 的这些功能, 前期需要研发的核心技术涉及多个学科的综合, 如空气动力学、飞行力学、检测与控制理论、人因学;当然, 最终还要对系统进行飞行模拟验证。
2 SIS的研究进展
美国自1998年提出SIS的设想以来, 在NASA、FAA和UIUC (University of Illinois at Urbana-Champaign) 的联合努力下, 取得了显著的成绩。空气动力学和飞行力学方面, 已经用双水獭飞机和风洞实验获取了大量实验数据, 并建立了无冰和积冰以后的线性模型, 给出了积冰对飞机空气动力性能影响的初步描述, 数值模拟方面研发了LEWICE、NSU2D等软件。利用传感器探测、识别积冰方面, 在原有操纵面效能检测探测结冰、动力学结冰探测系统 (DIDS) 的基础上, 选用神经网络来实现对积冰的探测和分级。以人为中心的驾驶舱显示界面方面, 通过对大量飞行员的调查积累了数据, 正开发能向飞行员提供积冰种类、位置、对飞机的影响等信心和提示飞行员如何操纵等强大功能的人机交互界面。积冰情况下的飞行模拟方面, 已经完成基于个人电脑的模拟器IEFS (Icing Encounter Flight Simulator) , 组建了交互式分布模拟环境, 对SIS在驾驶舱中的应用情况进行了初步验证。另外, 该团队还在安全性和经济性方面对系统进行了评估, 研究SIS能多大程度上能增加飞行安全, 找出SIS与现存的积冰防护系统相比所存在的优势等。
3 结语
从查找的文献资料看目前我国此方面的研究主要集中于积冰的预报、防/除冰系统的开发, 而对像智能积冰系统这样大型的研究基本处于空白。我国正努力研制具有自主知识产权的大飞机, 若能紧跟积冰界研究的前沿技术, 开发极具潜力的智能积冰系统, 那么我国的航空安全水平会得到更大的提高, 自主研制的大飞机也会具有更大的竞争力。
参考文献
[1]黄仪方, 朱志愚.航空气象[M].成都:西南交通大学出版社, 2006, 6.
[2]M.Bragg, T.Basar, W.Perkins, etal.Smart Icing System Year I Interim Report[R].
校车智能监控系统 篇11
基于上述现状，我决定开发一个校车智能监控系统，它能进行身份验证和超速、超载、遗漏自动检测，并预报警;实现GPRS通信，完成数据存储、转发及查询等功能，为校车安全监控提供保障。
一、技术路线
综合集成物联网、软件工程、计算机等技术，利用现有资源，对校车智能监控系统的关键技术与系统架构、模型建立及系统实现进行研发。
以arduino2560单片机为控制核心，综合考虑单片机的性能、系统成本、实际使用及操作简便性等因素，设计出一种经济实用、功能强大的校车监控系统。
总电路由arduino2560单片机、GPS模块、LCD显示模块、GPRS通信模块、光电模块、SD卡模块、RFID模块以及电源等组成，系统硬件总体框图如图1所示。
二、硬件设计
本系统中，智能车载终端通过GPS模块的定位信息获得校车位置;通过RFID模块获得学生的上、下车信息以及司机和校车护送人员的身份;通过定位信息与时间的绑定，实现对学生上下车时间、地点的确认;用霍尔传感器实现测速;由红外模块检测到的不同顺序判断学生上、下、车情况，对检测到的结果进行分析，对学生人数、校车是否超载超速、学生是否遗漏等进行分析判断，当超出设定范围时，系统会自动报警提醒司机和学生，同时各类数据通过GPRS模块以GSM短信收发方式传送给校车安全监管平台，从而实现管理与监控。
三、模块电路设计
1.电源电路
通过整流桥的整流稳压，把220V的家用电压整流成约9V的直流电，再用降压模块把9V的直流电稳压到5V;通过滤波电容、电感元件把直流电稳压成比较平稳的电平，以供单片机的电源电压使用，再把5V电压另外接开关和二极管，控制电路的输出。
2.光电模块
该模块的原理为：红外发射管发射红外线，红外接收管T1838接收红外线，由于红外线照射时接收管电阻较小，而无红外线照射时电阻较大，这样就可以通过一个电压比较器和一个基准电压进行对比。
当有光照时，红外接收管电阻较小，与其串联的电压分压就会增大，电压比较器输出高电平;当无光照时，红外接收管的电阻较大，电压比较器输出低电平。这便是外部计数电平信号，该电平信号送入arduino2560单片机进行计数控制，再经过扩展、显示驱动完成最后的液晶显示过程。
在校车的车门处安装两个红外对射管，根据检测到的上、下车顺序，配合RFID识别学生身份，确定学生上、下车人数，如果上车人数超出了设定的值，系统发出超载警报。运营结束时，校车的上车人数没有自动清零，则说明还有学生没有下车，系统发出遗漏警报。系统实验产品如图2所示。
四、软件系统设计
软件的设计是系统能否实现其功能的重点，本系统采用多个控制器，每个控制器实现不同的功能。系统程序均采用Arduino语言编写，Arduino语言建立在C/C++基础上，将AVR单片机（微控制器）相关的一些参数设置都函数化，开发者不用了解基础知识也很容易上手。
各相应硬件模块的主要程序设计均以程序流程图的形式给出（如图3），程序的编写只要对照程序流程图编写相应的语句即可。设计中需要编写程序的模块有：车辆定位模块、超载遗漏报警模块、超速报警模块、实时短信提醒模块、 数据查询模块、校车司机管理模块、数据存储及转发模块。
五、改进设想
本项目是一个实验产品，要将其变成商品还需改进以下几个方面。
1.使用两个光电管及RFID组合确定上车或下车人数的算法，在硬件上可以选择红外人体检测加RFID或采用半有源RFID人员定位等技术，提高记录上下车人数的准确性。
智能窗帘系统设计 篇12
关键词：低功耗芯片,光敏传感器,智能窗帘
1 总体设计方案
核心处理芯片为MSP430G2211, 利用硅光电池2DU5将外界的光照度转换成电压信号, 并将该电压信号经过一级跟随器电路输入到G2211模拟比较器的正输入端, 并通过与负输入端的内部参考电压作比较, 使得比较模块寄存器的CAOUT端置“1”或清零来控制单片机的P1.2和P1.3口输出高低电平, 进而控制电机的正反转, 实现窗帘的打开与关闭。
2 硬件设计
2.1 最小系统板
采用TI公司出品的MSP430G2系列Launchpad, 搭载超低功耗型单片机MSP430G2211, 它有5种节电模式, 从待机模式唤醒仅需1us, 且具有一个强大的16位RISC CPU、16位寄存器和常数发生器, 高效率的代码和低功耗的特性满足了家居系统的要求。
2.2 电源电路
3.3V和5V电源电路主要是给所用芯片供电使能以及逻辑电平的选择。本方案用LM2940将12V降为5V, 用GM1117将5V降为3.3V, 为单片机I/O口的按键检测提供高电平 (其实也可以直接用单片的电源给按键供电) 。由于电机和运放 (27L2) 的供电电压均选择为12V, 所以将交流电通过适配器直接转换成了12V, 而电机驱动芯片 (L298n) 的逻辑供电电压Vss (9脚) 最大值为7V, 典型值为5V, 而且使能高电平Ven (11脚) 的取值大于2.3V小于Vss, 故选择5V给9脚和11脚供电。
2.3 传感器选择
本设计选用硅光电池2DU5, 它有两个优点: (1) 在可见光范围内, 该器件的输出电流与外界光照强度有良好的线性关系, 这样我们就可以方便地通过一个运放将其转换成电压信号; (2) 具有良好的灵敏度, 即使光照强度仅有微弱的改变, 运放的输出电压也能随之改变。
实际上, 只要是硅光电池就可以, 不同型号的硅光电池只是输出电流 (一般为微安级或毫安级) 的大小不同, 当然必须保证所选的型号能感应你要控制的窗帘所处环境的光 (例如, 可见光) 。因为该方案采用的是硬件校准的方法, 即通过调节运放反馈电阻的大小来调节输入单片机模拟器正端的电压值, 所以如果你所选的硅光电池输出电流比较小, 可将反馈电阻调大, 从而提高输出电压值, 反之亦然。
2.4 光电转换电路
光电转换电路主要由27L2芯片组成, 将光信号转换为电压信号经过跟随器接到单片机的P1.1口。这里需要注意的是, 实际上, 电路中的RP2, R6和RP1, R5只需任选一路即可, 之所以这样设计是为了在画板子时多一路备用。6和7脚相连构成一个电压跟随器, 它的作用是将光电转换电路与单片机隔离开来。最终的输出电压大小等于硅光电池产生的电流与所选一路电阻的乘积。
2.5 电机驱动电路
本设计采用的是L298n芯片对电机进行驱动, 包含了两个H桥电路, 10和12脚连接单片机的I/O口, 13和14脚连接电机的两端, 4脚连接电源。该芯片的最大输入电压为46V, 本设计采用的是12V。8脚接地, 11脚充当第二个H桥工作的使能端, 高电平 (2.3V到Vss, 本设计选取Vss为5V) 有效。
2.6 硬件安装调试注意事项及方法
(1) R6, RP2和R5, RP1只需焊一组即可, 本方案焊的是R6, RP2。
(2) 焊接时一定要注意硅光电池2DU5的正负, 接反的话27L2的6脚是没有电压值的。
(3) 在将单片机和硬件电路连接在一起之前, 一定要进行硬件校准, 即通过调电位器的大小来改变27L2的6脚的值, 将电路置于你作为参考光照度的环境下, 调节RP2让6脚的值为0.9V (这跟你的程序有关, 因为我是将27L2的6脚的值作为单片机模拟比较器的正输入端, 负输入端为单片机内部参考0.25Vcc) , 一定要注意单片机模拟比较器的输入端最大输入电压为2.6V。
(4) 在将单片机和自己画的硬件电路连接之前, 先给硬件加上电源, 测一下和单片机I/O口相连的端子的电压, 看其是否正常, 因为硬件的错误连接 (比如短路) 可能导致跟单片机连接的端子的电压异常, 超过单片机的最大电压范围 (3.6V) , 可能烧坏单片机。
3 软件设计
本设计的程序采用的是“状态机”的思想, 它分为四个状态:电机正转状态, 电机反转状态, 窗帘打开状态, 窗帘关闭状态 (程序的默认状态) 。如果光照强度高于参考值, 同时窗帘处于关闭状态, 电机正转, 从而打开窗帘;如果光照强度高于参考值, 但是窗帘已经处于打开状态, 则电机不转。如果光照强度低于参考值, 同时窗帘处于打开状态, 电机反转, 从而关闭窗帘;如果光照强度低于参考值, 但是窗帘已经处于关闭状态, 则电机不转。
4 总结