智能化编程

智能化编程（共9篇）

智能化编程 篇1

智能移动机器人是一类能够通过传感器感知环境和自身状态,实现在有障碍物的环境中面向目标的自主运动,从而完成一定的作业功能的机器人系统。其中传感器信息技术是关键,是智能移动机器人不可缺少的重要部分。

由于单一传感器信号难以保证输入信息的准确性和可靠性,不能满足机器人系统获取环境信息及系统决策能力。而多传感器信息技术是通过多传感器信息的综合判断处理,获得对环境的正确理解,使机器人系统具有容错性,保证系统信息的快速性和正确性,其可靠度高于单个传感器所能达到的目标,因此多传感器信息技术不失为智能移动机器人行为控制最优策略。

本文主要研究的是将触觉和红外传感器信息进行综合判断处理,建立行为控制策略,从而编程实现控制机器人行为能力的方法和手段。

一、行为控制策略

人们在工作和生活中往往要处理各种事务,这些事务有轻重缓急之分,时间紧、迫在眉睫的事情要先处理。它们的优先级要高,等这些事情处理完之后再处理其他事情,其他事情中也是先处理优先级高的。如果一样重要,就按时间的先后顺序完成。

在智能机器人里,引入了两个传感器即触觉(feel)和红外(IR)。那么它们的优先级谁高谁低呢?你不妨想象一下:你是先处理手头上,近在眼前的事情,还是处理等会要做的事情?同理,触觉和红外同时检测到了障碍,机器人应该怎样做?触觉检测到的障碍物近在眼前,红外检测到的障碍物还有一定的距离。理所当然先处理触觉事件,所以触觉的优先级要比红外的优先级要高。两个传感器检测区域示意图如图1-1所示。触觉传感器检测区域为A和B,检测距离虽然短,但优先级比红外传感器高。红外传感器检测区域为C和D,呈喇叭形发散,检测距离远,范围厂;区域E为两者共同检测区;F和G分别为两者的盲区。

根据传感器的优先级,可以方便地制作机器人行为控制策略。左右触觉状态分别由P2_3和P1_4获得;左右红外检测器状态由Pl_2和P3_5获得。假如这四个状态值分别是某一变量的高低四位,则根据这一变量的值就可判断机器人的状态,并做出相应行为策略,见表1-1

二、编程实现

1.流程图设计

2.程序设计如下:

因篇幅关系,本文程序段中省略了相关头文件代码。

程序使用四个变量a、b、c和d来保存左右触角及左右红外传感器的值:

a=P2_3state();//左触觉状态

b=P1_4state();//右触觉状态

c=irDetectLeft;//左红外传感器状态

d=irDetectRight;//右红外传感器状态

将这四个值组成一个新的机器人状态变量state:

Sate=2*2*2*a+2*2*b+2*C+d;

其中,左触觉状态a为最高位(第4位),右触觉状态b为第3位,左右红外传感器。和d状态分别为第2位和最低位。

用switch分支选择语句来实现机器人的行为控制时,程序如何体现触觉的高优先级呢?

首先回顾一下switch语句的结构:

switch是根据“表达式”的值是否与“常量表达式”的值相等来工作的,假如“表达式”

与“常量表达n-l”相等,而后面又没有提供“语句n-l”且没使用break跳出选择,则执行

下个case,即“语句n”。

例如,当state值为0、1或2时,由于case为O、1或2时后面均没有语句,则执行case

为3后面的语句,对应的实际情况是,当两边触觉均检测到障碍物时(case=3),不管有无

红外传感器信息(case=O、1、2),均执行后退再左楞两次动作。其余情况与此类似。

在智能机器人导航中,需要判断多个传感器信息,如果再用if语句,则程序显得冗长。而用switch语句,则可简化程序。

三、结束语

随着计算机技术和传感技术的发展,传感器信息技术在智能移动机器人上获得了广泛的应用。基于多传感器信息的智能移动机器人行为控制策略是其中的关键技术和最佳手段。

参考文献

[1]孔凡天,陈幼平.基于多传感器信息融合的移动机器人导航系统[J].计算机工程与应用2005.32.

[2]丁伟,孙华.基于多传感器信息融合的移动机器人导航综述[J].传感器与微系统2006.25.7.

智能化编程 篇2

【教学目标】 知识与技能：

1、了解信息加工的基本知识，把握计算机信息加工的三种形态及其各自的适应范围。

2、了解程序设计的基本流程及算法的含义。

3、了解人工智能的应用价值。过程与方法：

能够利用信息加工的知识分析生活和学习中的信息资源及其处理方法，在师生互动中了解编程加工的内在机制，培养学生的创新能力，并体验到人工智能的独特魅力。情感态度与价值观：

激发学生学习兴趣，形成积极主动的学习信息技术的态度，提高学生的信息意识，提升信息素养；培养学生的生活、学习价值观，增加学生的成就感；客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。【教学重点】

1、让学生从已有的经验中总结出信息加工的一般过程。

2、让学生体验通过编程实现计算机加工信息的整个过程，知道利用计算机解决问题的步骤和基本思想方法，从而了解计算机信息加工的内在机制。

3、如何合理使用智能信息处理工具软件。【教学难点】

1、理解计算机信息加工的三种形态的特征。

2、让学生理解用算法描述实际问题，理解人的思维在计算机工作中发挥的作用。

3、在使用这些工具后，如何提升学生对人工智能的认识及发展他们的辩证思维。【课时安排】 1～2课时

【教学内容】 第一节 信息加工概述

师：前面第二章我们学习了从因特网，从网络数据库中获取信息，当我们要有效的利用获取的信息时，必须对信息进行加工，大家把书翻到第42页，看一下开头的这则故事。

加密是信息加工的一种表现形式。

师：我们现实生活中的信息是很多的，很繁杂。有些信息是假信息、伪信息，这就需要我们来判别和筛选；有些信息是零乱的、孤立的，这就需要我们来分类和排序；有些信息是初始的、陈旧的，这就需要我们来分析和再造。这样我们就得到了信息加工的定义——

信息加工是指通过判别、筛选、分类、排序、分析和再造等一系列过程，使收集到的信息成为能够满足我们需要的信息。师：信息加工的一般过程可以看书上的43页上面，大家稍微看一下就可以了，要记住的是

确立加工目标是信息加工的前提条件

信息的判别、筛选、分类、排序、分析和再造是加工的核心部分

师：以前，加工信息大多数是依靠人工的方式来完成的，可以借助一些简单的工具，像算盘、纸和笔等。比如班级篮球赛上记分员在黑板上画了许多“正”号。

师：现在计算机技术的不断发展和应用，大大缩短了信息加工的时间，帮助人们更高效的工作和生活。

师：那么计算机信息加工的过程是怎么样，它又有哪些类型呢？大家看书44页  计算机加工信息的工作过程

①根据信息类型和加工要求选择合适的计算机软件或者自编程序 ②信息录入 ③信息加工 ④信息输出 ⑤信息存储

 计算机信息加工的类型（简单的说，就是自动化、人性化、智能化）

第一种是基于程序设计的自动化信息加工――针对具体的问题编制专门的程序实现信息加工的自动化，像在解密和计算的时候，就可以编写一些程序，把复杂的运算过程交给计算机，VB就是这样一种写程序的软件。第二种是基于大众信息技术工具的人性化信息加工

包括文字处理软件加工文本和利用电子表格加工表格信息，利用多媒体软件加工图形、声音、视频和动画等多媒体信息。画面上的这些工具大家都应该很熟悉吧，Word可以处理文本信息，excel可以处理表格信息，photoshop可以处理图像信息。

第三种是基于人工智能技术的智能化信息加工――利用人工智能技术加工信息。人机对战就体现了这种智能技术。

师：下面我们来做一个小题目。有三个杯子A、B、C，其中两个杯子A、B分别盛放蓝墨水和红墨水，怎样才能把这两只杯子中的墨水互换呢？ 请学生回答

师：这位同学说的很好，要把墨水互换，就要先把A(B)中的墨水倒入C中，再把B(A)中的墨水倒入A(B)中，最后把C中的墨水倒入B(A)中。

师：接下来，给大家5-10分钟的时间，执行一下桌面上的几个小程序，看看这些程序的代码是怎么编写的。

大家有没有发现，几乎每一行都有这个等于号，它并不是数学意义上的等号，它是一个赋值语句，用来将右边表达式的值赋给左边的变量或属性名，就像我们刚才互换墨水，就相当于VB中两个变量值a、b互换，需要一个中间变量c，先将a的值9赋给c，记作c=a，再将b的值2赋给a，记作a=b，最后将c的值9赋给b，记作b=c 师：下面要介绍给大家一种排序方法，叫冒泡排序法，为什么要叫冒泡排序法呢？大家看了它排序的过程就知道了。（讲解过程）师：接下来看书上48页

信息的编程加工的四个步骤是：①分析信息 ②设计方法 ③编写代码 ④调试运行 师：智能化技术在我们身边有很多应用，像超市中的收款机、电子游戏、智能机器人等等，下面有几种典型的人工智能技术的应用

1．模式识别，有指纹识别、语音识别、光学字符识别、手写识别，我将这写软件放在桌面上，大家可以去试试看。

2．机器翻译，如金山快译、东方快译、译星等软件，还有一些网站也提供免费的在线翻译服务（百度，google）。大家有时间可以上网找段文字去翻译看看，看翻译的结果准确性高不高。

3．其他应用，①智能机器人，如：世博会上的海宝机器人。

②计算机博弈，例如国际象棋、中国象棋、围棋、五子棋等，前面资料里的“更深的蓝”就是杰出的代表。

③另一个领域是智能代理技术。像Office助手就是这种智能代理。④还有：专家系统、机器证明、数据挖掘等都属于人工智能的领域。

【布置练习】 将实践指导第三章的选择题做完

【教学反思】

由于不了解课程班的课程性质，导致上课后跟学生无法进行互动，学生不愿学，我也无法进行上课，今后需要多增加那些有实践意义的练习，才能促进课程班的学习。而在普通班，学生有高考的压力，对本章的学习还是比较积极的，师生问答的时候，学生都能积极的回答。就是由于第一次上课，还比较紧张，学生回答完之后没有给学生以反馈，也没有将学生的回答中比较重要的点再复述一遍，可能就会使后面的同学没有听到回答，而不知所以。

智能化编程 篇3

加德纳认为考试是去发现学生的潜能，而原来的考核的方法则是以教师的评价为主，着重去发现学生的缺陷和短板。实践证明，这种倾向导致教师只关注学生的错误，不利于引导学生的成长。基于此，笔者从加德纳的多元智能理论角度，对《数控车床编程与加工》课程的评价模式进行研究，构建科学的评价体系。

一、多元智能理论的由来和主要内容

1983年美国的心理学家和教育家加德纳出版了《智能的结构》一书，创建了多元智能结构理论。加德纳吸取智能研究中的认知观点，注意到智能的不同表征方式，即不同的智能具有不同的信息加工操作。每一种智能都有一种可识别的核心操作或操作系列，它们能对各种特定的信息进行处理，识别出这些核心操作，就可以证明不同种类的智能的存在，这代表了信息加工论影响下的智能研究发展新趋势。多元智能理论在教育界产生了巨大的影响，使广大教育工作者的学生观、教学观、评价观发生了改变。许多教育工作者对多元智能理论表现出浓厚的兴趣，并依据多元智能理论进行教育改革的实践。

以加德纳的观点，“多元”不仅指相对于单一智能论来说，人类具有八项彼此独立的智能，而且指智能组合也是千差万别的。世界上没有两片相同的树叶，世界上也没有智能结构完全相同的两个人。这八项彼此独立的智能是语言智能、逻辑数学智能、视觉空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际关系智能、内省（自我意识）智能、自然观察者智能等。

二、多元智能理论的评价观

第一教师应该有效地运用积极的评价，比如可以运用公开赞美、鼓励等语言进行积极评价。对自信心较弱的学生在集体中表扬等形式，帮助学生建立积极的自我形象。

第二教师要重视非正式的评价，因为某些时候教师对学生的认识要比纸笔测验准确得多，教师每天都可以评价学生在某一教学活动中的表现。

第三教师要鼓励每个学生积极参与小组活动，在小组活动中强调个人的学习效果，避免出现有些同学“什么都不干，就等着别人出活”的现象。鼓励个人的方式可以通过最后的个人评估来实现，比如让学生书写独立的实习报告，整理工具等。

三、基于多元智能理论的《数控车床编程与加工》课程评价体系

1.重新确立课程的目标体系

教学组织方面，以数控车床操作工岗位能力为目标，针对中职学生特点，重新确立了数控车床编程与加工课程的目标体系（见图1）。分析培养对象，确定人才培养目标。根据课程特点，确定人才培养规格，明确企业初级数控车床操作工能力水平及文化知识要求。

2.《数控车床编程与加工》学业评价表的设计指导思想

《数控车床编程与加工》学业评价表的设计要以多元智力理论为指导，通过对企业初级数控车床操作工应用能力需求的分析，探索和实践新的学业评价模式，改变数控专业学生学习的困境，提高中职学校人才培养质量。具体实施的时候教师应注意向学生说明，考试的主要目的在于诊断学习困难，评判操作技能是否已经熟练，而非惩罚学习有困难的同学。此外，应合理增加考试次数，避免“一锤定音”，尽量降低考试的竞争意义，全方位考察学生能力。

3.《数控车床编程与加工》课程学业评价表的建立

①形成性评价（Formative assessment）方面

多元智能理论指导下的评价肯定终结性评价的作用，但更重视学习过程中的形成性发展性评价。教师除了在学习结束后以测试的形式评价学生的学习效果外，更重要的是关注学生在学习过程中的表现，及时给予肯定、鼓励，真正实现全面评价学生的目的。针对现阶段中职学校班级多为50人以上的大班，适用的策略为：口头的、书面的、非言语的评价方式。教师要负责每个操作的计划和组织：准备测验、分析和解释结果、提供补救措施。为此笔者设计了如下表格：

②教师评价和小组互评、个体自评相结合

以教师评价为主的传统评价方式，使学生处于一种被动接受的局面中，扮演的是被管理者的角色，学生会对评价的结果产生消极心理。因此，我们采用了自评、小组评、教师评相结合的主体多元性的评价方式，提高学生的主体作用，使师生处在平等、民主的互动中，形成和谐的师生关系，使学生在愉快的心境中主动客观地评价自己，进一步完善自我。见表二

③专业技能和职业能力方面

主要依据期末理论知识闭卷考试的价模式是不适合目前中职教育的。按照多元智能理论，不同个体在认识、能力、情感、个性、兴趣等方面均存在差异。我们要承认他们之间在不同智能发展方面的差异，因此在课程专业技能和综合素质成绩的评定上，我们采取分阶段、多项目（工件质量、独立操作能力、安全规程、文明生产、编程能力、团体精神、自我表现、个人评议表）、标准多样的综合考核方法。多样化评价标准让学生有机会表现自己的各种才能，促进了学生身心健康发展。见表三、表四。

四、基于多元智能理论的学业评价表应用结论和反思

在数控专业一体化教学模式中我们应用了多元智力理论的评价方法，明确规定了每个项目任务的学习目标及评价标准，设计了《学生数控车床操作实习手册》及一些相关的表格，对学生的学习过程详细地分类记录。通过在试点班级的实践，绝大多数学生对这种评价模式持满意态度，并且有90% 的学生认为其评价标准合理，说明了该评价表提供的评价方式是较为科学且受欢迎的，学生们在理论知识掌握方面与原来区别不大，但是专业技能方面比原来有较大提高，表现为全体同学均掌握了简单零件的加工方法，个别同学达到较为熟练的程度。此外在加工操作过程中，实验班学生表现出来的职业素养也有明显提高。从整体来看，在该评价体系的影响下，大部分学生能有效地降低对考试的焦虑程度，学生们的学习态度变得更加积极，分析问题、解决问题的能力以及创新精神和综合素质都得到了提高，这样的评价模式有利于中职学生走出中招考试失利的阴影，体现了以人为本的职业教育新理念。

智能化编程 篇4

技能点:PLC接线、洗衣机各种输入输出设备的检测与调试。

难点:顺序功能图转化为步进指令 (STL) 梯形图。

注意要点:必须具有电工安全基本知识, PLC接线时必须断电。

必要条件:电脑、可编程控制器、编程电缆。

本期智能家居控制跟我学, 教大家制作智能洗衣机控制。通过前几期PLC控制的实例介绍, 我们可以看出:用PLC的基本逻辑指令进行编程, 其基本的设计方法同继电器-接触器控制系统的设计方法是相似的, 通常有经验设计法和逻辑设计法两种。经验设计法自然与设计者的经验有关, 要求设计者有丰富的设计经验、熟悉比较多的控制线路等, 尽管这样, 但在比较复杂的联锁控制中, 也会出现设计漏洞。而逻辑设计法在理论上讲是完备的, 但比较复杂, 一般设计人员难以掌握。因此本期想通过智能洗衣机控制实例来介绍一种用PLC顺序功能图对问题进行描述和编程的方法。

顺序功能图 (SFC) 主要是针对顺序控制过程的控制功能和控制条件, 自上而下, 类似流程图的顺序, 来进行设计和编程的通用化语言。该方法精确严密, 简单易学, 有利于设计人员和其他专业人员设计意图的沟通和交流。

第一步:购买一台电脑主板已损坏的全自动洗衣机, 如图1、图2所示。

第二步:打开外壳, 如图3所示。

第三步:打开电脑主板, 如图4所示。

第四步:找出设备对应的导线, 如图5所示。

第五步:找出洗衣机的安全开关 (盖开关) , 如图6所示。

第六步:找出洗衣机的进水电磁阀, 如图7所示。

第七步:找出洗衣机的水位开关, 如图8所示。

第八步:找出洗衣机的排水电磁阀, 如图9所示。

第九步:智能洗衣机方案设计。

启动时, 首先进水, 到高水位 (根据衣服的多少可以选择不同的水位) 时, 开始洗涤。正转洗涤15秒, 暂停4秒后, 反转洗涤15秒, 暂停4秒后再正转洗涤15秒, 如此反复30次。洗涤结束后, 开始排水, 当水位下降到低水位时, 进行脱水 (同时排水) , 脱水时间为1.5分钟。这样完成1次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次上述大循环后 (第2、3次为漂洗) , 洗衣机发出完成洗涤工作报警, 报警10秒后结束全过程, 自动停机。

在洗涤过程中, 洗衣机盖门一但打开就暂停洗涤, 盖门闭合, 洗涤继续。

智能洗衣机控制采用的可编程控制器是日本三菱FX2N-64MR型PLC。

第十步:智能洗衣机顺序功能图设计。设计的智能洗衣机顺序功能图如图10所示。

第十一步:把顺序功能图 (SFC) 转化为步进指令 (STL) 梯形图。如图11所示。

程序说明:

(1) 输入、输出点的I/O分配, 如表1所示。

(2) PLC接线如图12所示。

(3) 在PLC由STOP→RUN状态时, 用接通一个扫描周期的初始化脉冲M8002来将初始状态S0置为ON。按下启动按钮, 首先进水电磁阀Y0得电进水, 到高水位 (根据衣服的多少可以选择不同的水位) 时, X003闭合, 开始洗涤。Y1得电正转洗涤15秒, 暂停4秒后, Y2得电反转洗涤15秒, 暂停4秒后, 再Y1得电正转洗涤15秒, 如此反复30次。洗涤结束后, Y3得电, 排水电磁阀打开, 开始排水, 当水位下降到低水位时, X004闭合, Y004脱水离合器得电, 同时Y1得电正转, 进行快速转动脱水 (排水电磁阀仍然打开) , 脱水时间为1.5分钟, 这样完成1次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次上述大循环后 (第2、3次为漂洗) , Y5得电, 洗衣机发出完成洗涤工作报警, 报警10秒后结束全过程, 自动停机。

在洗涤过程中, 洗衣机盖门一旦打开, X002断开, 电机停止转动, 暂停洗涤, 盖门闭合, 继续洗涤。

备注:

(1) 由于受篇幅的限制, 这里只介绍相对简单的智能洗衣机控制。

读者在上述介绍的程序中, 可以改变其电机正反转的时间、脱水时间等参数, 来改变洗涤状态。

现在提供一个功能多些的智能洗衣机设计方案, 供读者思考。面板设计如图13所示。

智能化编程 篇5

可参考相关组态书籍)。

技能点：PLC接线、风扇和电灯电路的改装。

难点：设备窗口是如何建立系统与外部硬件设备的连接，使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。

注意要点:必须具有电工安全基本知识, PLC接线时必须断电。

必要条件:电脑、可编程控制器、SC-09编程电缆。

当你坐在电脑前，如果感觉到有点热，想开一下风扇吹吹风，这时如果轻轻地点一下电脑鼠标，风扇就转起来，该多好啊;如果家人叫你把厨房的灯麻烦开一下，这时如果轻轻地点一下电脑鼠标，厨房的灯就亮了，该多好啊;学好本期的知识，你就能在电脑前，用鼠标控制风扇和电灯。如果不相信，你就动手试试看。家居组态控制分两期给予介绍，本期介绍简单的风扇和电灯的组态控制。

组态英文是“Configuration”, 其意义就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程。与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格(如大小、性状、颜色等)。

组态软件常用有In Touch、MCGS、i FIX、Win CC、EcHmi、组态王等，作者认为比较容易入门的是MCGS，因此下面主要介绍MCGS的组态控制。

一、MCGS组态软件简介

1. MCGS组态软件的整体结构

MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。如图1所示。

组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。

2. MCGS组态软件组成

MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。如图2所示。网络上下载MCGS通用版6.2，并按说明书安装。

二、建立一个新工程

1. 工程简介

通过对一台风扇和一盏电灯控制的组态过程，介绍如何应用MCGS组态软件完成一个工程。通过本期的学习，您将会应用MCGS组态软件建立一个比较简单的控制系统。

2. PLC输入、输出点的I/O分配

根据系统的控制要求，PLC输入、输出点的I/O分配如如下表所示。

3. 建立MCGS新工程在您的计

算机上安装了“MCGS组态软件”，在Windows桌面上，会有“Mcgs组态环境”与“Mcgs运行环境”图标。鼠标双击“Mcgs组态环境”图标，进入MCGS组态环境。如图3所示。

在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：根目录下，则会在D：MCGSWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程X.MCG (X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等) 。您可以在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：D：MCGSWORK风扇电灯控制。

三、用户窗口设计

1. 建立新画面

在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，如图4所示。

选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名称”改为：风扇电灯控制;将“窗口标题”改为：风扇电灯控制;在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。如图5所示。

选中刚创建的“风扇电灯控制”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。如图6所示。

2. 工具箱使用

单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱;图标用于打开和关闭常用图符工具箱，常用图符工具箱包括27种常用的图符对象。

图形对象放置在用户窗口中，是构成用户应用系统图形界面的最小单元，MCGS中的图形对象包括图元对象、图符对象和动画构件三种类型，不同类型的图形对象有不同的属性，所能完成的功能也各不相同。

为了快速构图和组态，MCGS系统内部提供了常用的图元、图符、动画构件对象，称为系统图形对象。如图7示：

3. 制作文字框图

建立文字框：打开工具箱，选择“工具箱”内的“标签”按钮

，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任何位置拖拽鼠标，拉出一个一定大小的矩形。

输入文字：建立矩形框后，光标在其内闪烁，可直接输入“风扇电灯控制系统画面”文字，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入过程结束。如果用户想改变矩形内的文字，先选中文字标签，按回车键或空格键，光标显示在文字起始位置，即可进行文字的修改。

4. 文字设置

按(字符字体)按钮改变文字字体和大小。按(字符颜色)按钮，改变文字颜色(为蓝色)。如图8所示。

5. 对象元件库管理

单击“工具”菜单，选中“对象元件库管理”或单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱, 工具箱中的图标用于从对象元件库中读取存盘的图形对象，如图9所示。

从“对象元件库管理”中的“按钮”中选取中意的按钮(选择按钮114、82)，按“确认”，则所选中的按钮在桌面的左上角，可以改变其大小及位置。

用工具箱中的图标，分别对按钮，指示灯进行文字注释，方法见上面做“风扇电灯控制系统画面”。

6. 整体画面

最后生成的画面如图10所示。

选择菜单项“文件”中的“保存窗口”，则可对所完成的画面进行保存。

四、实时数据库

实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数等。下面介绍风扇电灯控制系统数据变量的定义如下表所示。

本控制系统具体的变量设置可以在设备窗口组态里完成(这是一种简便的方法)。

五、设备窗口组态

设备窗口是MCGS系统的重要组成部分，负责建立系统与外部硬件设备的连接，使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。

MCGS实现设备驱动的基本方法是：在设备窗口内配置不同类型的设备构件，并根据外部设备的类型和特征，设置相关的属性，将设备的操作方法，如硬件参数配置、数据转换、设备调试等都封装在构件之内，以对象的形式与外部设备建立数据的传输通道连接。系统运行过程中，设备构件由设备窗口统一调度管理，通过通道连接，向实时数据库提供从外部设备采集到的数据，从实时数据库查询控制参数，发送给系统其它部分，进行控制运算和流程调度，实现对设备工作状态的实时检测和过程的自动控制。

MCGS的这种结构形式使其成为一个与设备无关的系统，对于不同的硬件设备，只需定制相应的设备构件，放置到设备窗口中，并设置相关的属性，系统就可对这一设备进行操作，而不需要对整个系统结构作任何改动。

为方便普通工程用户快速定制开发特定的设备驱动程序，MCGS系统同时提供了系统典型设备驱动程序的源代码，用户可在这些源代码的基础上移植修改，生成自己的设备驱动程序。

下面以三菱FX-2N PLC为例，介绍硬件设备与MCGS组态软件是如何连接的。具体操作如下：

在MCGS组态软件开发平台上，单击“设备窗口”，再单击“设备组态”按钮进入设备组态。从“工具条”中单击“工具箱”，弹出“设备工具箱”对话框。单击“设备管理”按钮，弹出“设备管理”对话框。从“可选设备”中，选中其下的“通用串口父设备”双击或单击“增加”按钮，加到右面已选设备。再双击“PLC设备”，找到“三菱”双击，再双击“三菱—FX系列编程口”，选中“三菱—FX系列编程口”双击或单击“增加”按钮，加到右面已选设备。如图11所示。

单击“确认”按钮，回到“设备工具箱”

双击“设备工具箱”中的“通用串口父设备”，再双击“三菱—FX系列编程口”，如图12所示。

双击“通用串口父设备0”，弹出“设备属性设置”对话框，按图13所示进行设置，三菱默认参数设置为：波特率9600, 7位数据位，1位停止位，偶校验，串口端口号COM1。参数设置完毕，单击“确认”按钮保留。

计算机串行口是计算机和其它设备通讯时最常用的一种通讯接口，一个串行口可以挂接多个通讯设备(如一个RS485总线上可挂接255个ADAM通讯模块，但它们共用一个串口父设备)，为适应计算机串行口的多种操作方式，MCGS组态软件采用在串口通讯父设备下挂接多个通讯子设备的一种通讯设备处理机制，各个子设备继承一些父设备的公有属性，同时又具有自己的私有属性。在实际操作时，MCGS提供一个串口通讯父设备构件和多个通讯子设备构件，串口通讯父设备构件完成对串口的基本操作和参数设置，通讯子设备构件则为串行口实际挂接设备的驱动程序。

双击“三菱—FX系列编程口”，弹出“设备属性设置”对话框，如图14所示。

选中“基本属性”中的“设置设备内部属性”，出现图标，单击图标，弹出“三菱—FX系列编程口通道属性设置”对话框。如图15所示。

单击“增加通道”，弹出“增加通道”对话框，如图16所示，设置好后按“确认”按钮，如图17所示。

三菱—FX系列编程口设备构件把PLC的通道分为只读，只写，读写三种情况，只读用于把PLC中的数据读入到MCGS的实时数据库中，只写用于把MCGS实时数据库中的数据写入到PLC中，读写则可以从PLC中读数据，也可以往PLC中写数据。

点击通道连接，在M001对应数据对象上，输入“风扇按钮”;在M002对应数据对象上，输入“电灯按钮”。点击确定，跳出数据对象“风扇按钮”数据对象，点添加。接着跳出数据对象“电灯按钮”数据对象，点添加，如图18所示。上面定义数据变量的任务就完成了。点击查看实时数据库，里面已经有了“电灯按钮”、开关型，就“风扇按钮”、开关型。如图19所示。

六、动画连接

由图形对象搭制而成的图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。

在用户窗口中，双击“风扇电灯控制”进入，选中“风扇按钮”双击，则弹出单元属性设置窗口。单击动画连接，点击按钮输入，则会出现，单击则进入动画组态属性设置窗口，按图20、21、22所示修改，其它属性不变。设置好后，按确定，再按确定，变量连接成功。

选中“电灯按钮”双击，属性设置窗口同上。到此动画连接我们已经做好了。

七、PLC程序设计及外围设备连接

把图23的程序用SC-09编程电缆下载到PLC中。PLC输出端口Y001接电扇，输出端口Y002接厨房电灯。

八、设备在线调试

进入设备窗口，进入三菱—FX系列编程口，在“设备调试”中进行在线调试“三菱—FX系列编程口”。

如果“通讯状态标志”为0则表示通讯正常，否则MCGS组态软件与三菱—FX系列设备通讯失败。如图24所示。

九、系统运行

在运行之前我们需要做一下设置。在“用户窗口”中选中“风扇电灯控制”，单击鼠标右键，点击“设置为启动窗口”，这样工程运行后会自动进入“风扇电灯控制”窗口。如图25所示。

在菜单项“文件”中选“进入运行环境”或直接按“F5”，都可以进入运行环境。

这时我们在电脑前，点击风扇电灯控制系统画面里的“风扇按钮”时，风扇就转起来;点击“电灯按钮”时，厨房电灯就亮了。

备注：

组态软件本身就是一门课程，功能多且结构复杂，由于受文章篇幅的限制，本期在讲解时只能尽量去杂就简，抓住控制的重点进行描述。

智能化编程 篇6

在煤矿井下串口通讯中采用轮询制, 即当总线的通讯速率一定时, 系统数据刷新时间=单个分机通讯时间×分机个数÷总线使用率。要减少系统数据刷新时间有两种方式:

(1) 在所接分机数量不变情况下在计算机和分机之间加入一个适当的设备, 支持N条RS485总线, 采用同时并行通讯处理, 这样系统刷新时间=单个分机通讯时间×分机个数÷N÷总线使用率;

(2) 提高总线使用率。在计算机和分机之间加入一个适当的设备, 当计算机没有和下面分机通讯的时候, 这台设备继续和分机进行通讯, 将数据储存在自带的缓存中, 只要计算机需要数据, 马上通过以太网将数据成批发给计算机。

1.1 PSC架构

PSC的架构以ARM处理器为核心, ARM处理器采用32位嵌入式ARM Cortex系列单片机STM32F103x作为PSC的CPU, 每个处理器带有可以并行处理的两个串口, 共有4片处理器, 可以并行处理八路串口, 对设备按地址进行分组、分批, 并配合大容量缓存进行批量通讯, 处理相应速度快, 可兼容现场不同种类通讯协议。PSC具有程序存储功能和独立运行的特性, 综保的通讯协议在PSC上进行转换并存储起来。

1.2 信号隔离器结构

在煤矿供电监控系统中, 难以通过关联试验确认现场综保输出信号是否为本质安全的, 根据GB3836的规定, 非本安RS-485信号与本安设备连接要做信号隔离处理, 即需在非本安信号和本安设备之间加装一个RS-485信号隔离器。本文中与PSC配套的隔离芯片选用ADM2483, 芯片内部集成了磁耦隔离通道和RS-485收发器, 设计电路连接简单方便, 通过单芯片就可以实现RS-485的信号隔离, 而且产品体积小, 功耗仅为传统光耦隔离的1/10, 传输延时为ns级, 可靠性高, 增强了信号传输的安全性与抗干扰性。

1.3 PSC编程语言开发平台Rstep

PSC具有使用PC编程语言的可编程功能, 较强的扩展性与融合性。使用编程工具就可以将不同的通讯协议转换为规范的协议, 从而达到支持不同综合保护器通讯的功能, 无需更换综保。与PSC配套的编程开发平台软件为Rstep, 软件采用梯形图的编程方式编写程序, 梯形图与电气控制系统的电路图很相似, 具有直观易懂的优点, 很容易被工厂电气人员掌握。

2 系统组成和特点

2.1 系统的组成

本文中利用PSC技术构建的煤矿井下供电监控系统采用管理层、信息层、设备层三层网络架构。

2.1.1 管理层

地面控制主站和调度管理中心构成管理层。采用工业以太网通讯, 其基于IEEE802.3标准的Ether Net/IP网络结构, 设备组按点对点连接到工业级网络交换机, 由交换机提供RJ-45或SC端口。传输速率为1000/100Mbps, 传输介质为单模光纤或5类双绞屏蔽网线。

2.1.2 信息层

井下环网和地面网络构成信息层。信息层是基于IEEE802.3标准的Ether Net/IP网络结构。监控分站与井下环网交换机之间采用以太网通讯, 监控分站与监控分站间通过井下环网连接, 井下环网通过光纤与地面网络连接。

2.1.3 设备层

综合保护器、传输总线以及监控分站构成设备层。综合保护器通过总线与监控分站连接, 监控分站内的PSC将不同协议进行转化并加以存储。监控分站与井下交换机通过以太网连接。

2.2 系统的特点

2.2.1 可编程性

采用Rstep编程软件, 以梯形图方式, 在PSC内部定义与各种综合保护器的通讯协议, 并进行存储, 这样监控分站就能与不同通讯协议的综合保护器进行通讯;

2.2.2 自动识别通讯协议

由于每类综合保护器的通讯协议均不相同, 所以存储在PSC的程序能自动识别不同类型的综保, 达到即换即用, 无需重新更新程序, 也无需更换任何硬件;

2.2.3 独立性

由于PSC存储了与综合保护器通讯的程序, 即使在分站与上层没有网络连接的情况下, 依然可以实现就地监控, 保障了系统的安全性;

2.2.4 快速性

监控分站与综保通过PSC进行数据处理, 每个PSC带有可以并行处理的两个串口, 可以并行处理八路串口, 对综保按地址进行分组、分批, 提高了系统实时性。

3 现场应用

本文中基于PSC技术构建的煤矿井下供电监控系统, 在安徽淮北矿业集团公司祁南煤矿井下八个变电所进行了工业性试验, 对系统的功能、性能、可靠性进行了长期测试, 结果表明:

(1) 系统接入了祁南煤矿正在使用的五个生产厂家、九种规格的综合保护器;

(2) 具备地面远程、井下区域、就地三种监控方式;

(3) 具有遥测、遥信、遥调、遥控的“四遥”功能;

(4) 系统运行可靠, 速度快, 响应时间小于1s。

4 结论

智能化编程 篇7

移动互联网时代的高速发展。近年来, 随着硬件设备和系统平台的不断发展, 移动设备的计算能力有了显著的提高, 智能手机和平板电脑已越来越多地出现在人们的日常生活, 和重力传感器, GPS模块, 蓝牙模块, 支持Wi Fi接入功能, 移动平台的应用领域将逐步取代传统的计算机设备;同时, 互联网已经深入到人们生活和工作的每一个角落, 随着新一代3G网络技术的普及和发展, 基于WAP的时代, 传统的2.5G网络应用将逐步退出历史舞台。在这样的背景下, 移动互联网时代将应运而生, 所谓的移动互联网是智能移动设备和互联网高速发展的一种手段, 相互结合, 相互补充的时代的产品。

2. 技术描述

随着智能手机的普及, 手机应用的发展突飞猛进, 这一切都表现出良好的未来移动互联网的发展前景, 已成为大势所趋。要完成一个完整的应用程序 (i OS) 项目必须提高编程语言水平。软件项目的开发基于MAC OS X系统, 使用Xcode开发工具。使用的编程语言是Objective-C语言, Objective-C是一种简单的计算机语言, 面向对象的编程支持复杂。从标准的ANSIC语言和扩展obective-c, 并提供的定义、方法和属性语法, 动态扩展和其他结构来提高。类的语法和设计部分基于面向对象的编程语言Smalltalk。

3. 软件开发

3.1 内存管理

i OS内存管理是引用计数的基本思想, 对象的引用计数对内存对象的生命周期控制。具体的编程实践, 主要有两种方式:○1MRR (手动保留释放) , 手动引用计数, 对象生成, 破坏, 引用计数的变化是由开发人员来完成。○2ARC (自动引用计数) , 自动引用计数, 只负责对象的生成, 其他开发人员不需要关心它的破坏, 使用方法类似的垃圾收集, 但其本质或引用计数。成员变量的内存管理:声明一个成员变量保持和合成的方法, 编译器将帮助您生成相应的变量setter和getter。副本也所有权类型的成员变量, 也想dealloc函数显式地释放。这不仅仅是分配, 许多人对self.string D=@"abc"形成一个令人费解的, 事实上, 编译器会自动转换成语句[self.set String D:@"abc"];还要注意, 声明只复制成员类型时, 没有mutable Copy, 所以, 如果一个成员变量Mutable Array, 并声明为副本类型, 但编译器生成调用setter中调用的是copy, 而不是mutable Copy, 因此, Mutable Array成员类型插入数据时发生错误, 真正的类型不是Mutable Array保存, 而是数组。这种情况, 有两种解决方案:一是改变类型声明保留数量形式;第二手工编写setter, 调用mutable Copy函数。容器对象与内存管理:i OS, 容器对象对其内的对象拥有所有权, 也就是说, 当一个对象被插入到容器中, 该retaincount加一, 从容器中移除, 该retaincount将减少, 当容器本身是释放, 期内的所有对象retaincount将减少。

3.2 UI视图交互与实践机制

事件类型:在i OS系统, 共有三种类型的事件:一个触摸事件 (Touch Event) , 运动活动 (Motion Event) 和远程控制的事件 (Remote-control Event) 。顾名思义, 触摸事件当用户触摸屏幕时的事件, 和运动事件发生时, 移动用户在事件发生的事件:加速度计, 重力感应。事件分发:在i OS系统中一个非常重要的概念:Responder。基本上所有的UI控件, view和viewcontroller从UIResponder继承。事件的分布由控制树responder chain (响应链) 所进行的。由于视图的i Phone应用的焦点, 所以理解观与系统其他部分的相互作用机制是非常重要的。这类UIKit标准视图是一个免费的应用程序提供了相当数量的行为, 也提供了一些明确的整合点, 你可以把这些积分点自定义行为规范, 完整的程序需要做的工作。

4. 前景展望

移动互联网的技术发展很快, 手机应用程序, 应确保应用程序在下个世纪仍然是先进的, 在应用程序的生命周期尽可能应用先进, 完全满足用户的要求和不落后。一方面, 通过开放的应用性和可扩展性, 不断提高应用程序的功能。另一方面, 在应用程序设计和开发的过程中, 应在考虑成本的基础上尽量采用当前主流并先进且有良好发展前途的产品。

随着网络社会的发展对我们的日常生活密切相关, 我们能实现对互联网的使用要求, 网上购物已蔓延到我们的生活, 通过移动应用程序可以为用户提供极大的方便, 让我们的生活更加便捷。

参考文献

[1]史济民.软件工程-原理、方法与应用 (第二版) .北京:高等教育出版社, 2007, 201~207.

[2]关东升.iPhone与iPad开发实战.北京:机械工业出版社, 2012.58~62.

智能化编程 篇8

飞思卡尔Xtrinsic FXLC95000CL传感器集线器旨在超越基本的3轴传感器市场需求, 它集成了板载加速度传感器, 能够管理多个外部传感器。该解决方案不是简单地处理原始数据, 而是解析传感信息和控制, 支持传感器融合算法所需的复杂计算, 为作出更明智的系统级决策提供了一个理想平台。

使用传感器集线器后, 设计人员可以将一个基本的3轴加速度传感器系统高效地扩展为一个具有测高功能、环境光传感、温度传感、湿度传感和其他功能的完整的9轴惯性测量装置。卓越的扩展性和集成功能允许在本地处理传感器数据, 从主机处理器卸载计算周期, 最终降低系统功耗、提高性能。

飞思卡尔副总裁兼传感器和执行器解决方案事业部总经理Babak Taheri表示:“随着越来越多的日常产品中配备传感器, 系统设计人员面临越来越复杂的挑战, 既要能高效地管理所有传感器数据, 又要考虑潜在的未来功能。而飞思卡尔集线器解决方案的开放式架构为设计人员提供了适当的灵活性--他们可以创建创新的应用, 而无需变更硬件。此外, 它还允许设计人员将其他传感器连接到集线器, 从而增加了可支持应用的种类-从医疗监测到提高高尔夫挥杆的准确度等。”

Xtrinsic FXLC95000CL集成了一个32位ColdFire V1 MCU内核、128K闪存、6K RAM, 一个开放式架构, 并提供一套代码开发工具支持开发, 其中包括屡获殊荣的CodeWarrior集成开发环境 (IDE) 。为了帮助迅速开始产品开发, 飞思卡尔还提供一个软件库套件, 该套件囊括了飞思卡尔MQX™操作系统、一个硬件抽象层、一个传感器管理器和广受欢迎的应用, 如电子罗盘软件。开放式架构的可编程性和API支持能力使软件开发人员能够快速创建一个智能平台来管理多种应用的多个传感器, 包括计步器、冲击事件跟踪、9轴惯性测量装置、上下文感知解决方案、设备方向检测解决方案等。

产品特性

飞思卡尔FXLC95000CL Xtrinsic智能传感器集线器包括:

◆3轴低噪声加速度传感器

●提供+/-2g, 4g, 8g可配置的动态范围

●高达16位分辨率

◆32位MCU

●ColdFire V1 CPU带MAC硬件单元

●128K闪存, 16KM, 16KROM

●高达16 MHz的内部时钟源

●2个串行接口, 支持主/从I C和SPI连接

●睡眠指令和低功耗模式, 实现本地节能

◆工作电压范围和温度范围较宽

●1.72 V至3.6 V的I/O电源电压

●-40℃至85℃的工作温度范围

◆封装尺寸小

●3mm x 5mm x 1mm 24引脚的LGA封装

定价和供货情况

FXLC95000CL Xtrinsic智能运动传感平台现在可提供样品, 计划于6月开始批量生产, 10, 000件的建议售价为每件2.2 0美元。KITFX LC95000EVM开发板现已供货, 建议零售价为9 9美元。如需了解更多信息, 请访问http://www.freescale.com/sensingplatform。

传感解决方案领域的公认领导者

智能化编程 篇9

为配合太阳能、风力发电等可再生能源直流系统的电参数测量及电能计量, 参照我国对新能源电力设备运行和计算机智能化监控的最新要求, 安科瑞成功研制了PZ系列直流多功能电表, 能够直接测量、显示直流电流、电压、功率和电能等参数, 并带有RS485接口, I/O模块、4～20mA输出, 便于组网监控。该产品现已成功应用于宁夏某10MW太阳能示范电站及国内多家风光互补发电路灯工程等项目, 产品也适用于变电站、通讯基站、蓄电池储能等直流系统。

上海安科瑞电气股份有限公司

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