上位系统

上位系统（精选12篇）

上位系统 篇1

摘要：介绍一种基于布里渊光时域分析技术BOTDA (Brillouin Optical Time Domain Analysis) 的复合海缆在线监测系统的上位机软件开发过程。对系统的基本原理进行简单介绍, 对系统软件的结构、功能以及关键技术进行详细的阐述。其中, 利用模块化设计思想确保了整个系统软件的维护性和扩展性;运用多线程技术提高了系统运行效率, 实时性也具有可靠的保证。在渤海采油平台上的成功应用表明该系统软件可以实现对海缆分布式、实时的监测。

关键词：复合海缆,BOTDA,监测,模块化设计,多线程技术

0 引言

随着信息技术的不断发展, 光纤除担当通信任务外, 还可以用于温度、应力变化传感。利用复合海缆中富余光纤作为传感器, 借助布里渊光时域分析技术可以实现对复合海缆分布式、实时监测告警。本文简要介绍了复合海缆在线监测系统基本原理、系统结构及基本功能, 主要对系统上位机软件设计进行了研究。

1 复合海缆在线监测系统基本原理

光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的, 以光波为载体, 光纤为媒质, 感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。近年来, 光纤传感技术在高压电缆的分布式在线监测中得到广泛应用, 其中以基于拉曼散射的分布式光纤测温技术最为成熟。但由于这种技术散射光信号很弱, 测量精度受到限制, 难以满足长距离海缆监测要求。布里渊散射分布式光纤传感器是一种新型光纤传感器, 测量距离远, 可以实现长距离测量, 其中布里渊光时域分析技术BOTDA是其主流技术。由于BOTDA技术在温度、应变测量上达到的测量精度、测量范围以及空间分辨率均高于其他技术, 因此这种技术目前得到广泛关注与研究。

布里渊散射是光波和声波在光纤中传播时相互作用而产生的光散射过程, 布里渊频移νB与波长λ、声速νA和折射率n的关系式如下:

当环境温度变化或光纤产生形变时, 光纤中声速和光的折射率都会随之变化, 从而使布里渊频移发生变化。根据文献, 布里渊频移与环境温度、光纤应变存在线性关系[1,2], 如下所示:

式中:ΔνB (x) 为传感光纤x (离入射端面距离) 处布里渊光频移变化量;Δε (x) 为传感光纤x处的轴向应变变化量;ΔT (x) 为传感光纤x处的温度变化量;Cε、CT分别为传感光纤的布里渊频移应变和温度系数, 由光纤材质决定, 1 550 nm波长的入射光在普通单模光纤中的各个系数为:Cε=0.0493 MHz/με, CT=1.2 MHz/℃[3]。

布里渊散射频偏与其温度、应变成线性关系的这一特点, 恰好可以应用于海缆安全监测。

2 系统设计及实现

2.1 系统结构

系统由硬件设备的构建和软件系统组成, 如图1所示。硬件部分用于实现光纤温度、应变信息和海缆电源谐波信息的采集以及数据传输, 软件部分用于实现信息的接收、转换、显示、分析等数据处理和服务功能。

系统硬件包括两部分:BOTDA设备和谐波测试仪。前者通过与复合海缆中富余的两路光纤通路相连, 实时采集光纤温度和应变信息, 并按照自定义数据格式生成光纤数据, 这是实现监测的前提;后者接入平台电网, 实时监测电缆的电源谐波参数, 为上位机监测系统进行故障分析提供辅助参考。

系统软件包括两部分, 一是上位机监测系统软件的设计和实现, 另一部分是电子海图系统。上位机监测系统软件是本系统的核心部分, 也是本文研究的主要内容。电子海图系统是整个系统的一个辅助功能, 主要用于实现对海缆信息可视化显示。

2.2 上位机监测系统软件设计

1) 需求分析

(1) 数据获取通过以太网技术实时获取BOTDA和谐波测试仪采集的数据, 分别为光纤温度、应变信息和电源谐波信息。

(2) 光纤信息转换结合有限元分析得到的温度场建模, 实现对光纤信息到电缆信息的转换。

(3) 信息显示在人机界面上实时分布式显示电缆信息———电缆导体温度;以及实时显示电源谐波、电压等信息。

(4) 数据分析根据获取的光纤和谐波信息, 结合有限元分析得到的温度场建模、应力场建模结果, 通过信息处理技术对海缆的工作状态进行判断。

(5) 其他系统同时还需具备有完善的历史查询功能, 以及其他辅助功能:数据导出、打印等。

2) 功能模块设计

依据系统需求分析以及模块化设计思想, 为系统定义了7大主要功能模块, 即通信模块、数据操作模块、显示模块、报警处理模块、数据存储模块、历史查询模块和日志服务模块, 功能模块结构如图2所示。

(1) 通信模块通信模块是上位机获取和发布数据的唯一途径, 用于实现上位机与BOTDA设备、谐波测试仪和电子海图间信息交互, 内嵌有网络通信协议以满足通信要求。

(2) 数据操作模块数据操作模块是整个系统的重要部分, 主要包括两个内容:数据处理和数据分析。

数据处理是指对上位机接收的光纤温度信息根据有限元分析得到的温度场建模结果转换成电缆温度信息, 同时根据指定格式生成电缆温度文件传送给电子海图系统以实现海缆信息可视化显示。

数据分析是实现对海缆安全监测的核心环节, 根据预设的报警阈值分析、比对光纤原始数据和电源谐波参数, 查找引起电缆异常存在的隐患, 并为及时快速制定解决方案提供可靠的数据支持。

(3) 显示模块显示模块是实现人机信息交互的主要体现方式, 用户可以通过系统界面实时观测复合海缆沿线中电缆不同位置处温度信息的情况, 以及电缆的电源谐波参数情况。

(4) 报警处理模块报警处理模块是系统异常处理的一个重要方面。当海缆出现异常时, 该模块处理和发送报警信息, 进行声光、文字等形式的报警, 及时通知用户以便采用措施减少损失。

(5) 数据存储模块数据是整个系统的根本, 具有重要的保存价值, 可以为历史查询提供依据, 系统以40s为一个采集周期, 以特定文件格式定时保存光纤温度数据以供历史查询。当海缆出现异常时, 同样会以另一种文件格式保存异常信息以便日后查询。

(6) 历史查询模块历史查询模块系统可以方便用户查询某一日或连续几天的数据内容, 通过筛选机制得到需要的数据。系统对查询结果提供了打印和导出功能, 可以外接打印机打印或将数据导出到Excel表格中进行存储。

(7) 日志服务模块日志服务模块主要监测系统的运行状况, 及时记录各种操作和运行参数, 保障系统稳定运行。

3) 详细设计

(1) 开发环境从开发效率、稳定性、性价比等多方面考虑, 选用National Instruments公司推出的交互式C语言开发平台———Lab Windows/CVI。Lab Windows/CVI将功能强大、使用灵活的C语言与用于数据采集分析和现实的测控专业工具有机地结合起来, 其集成化开发环境、交互式编程方法、函数面板和丰富的库函数大大增强了C语言的功能, 为熟悉C语言的开发人员建立监测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统、虚拟仪器等提供了一个理想的软件开发环境。

(2) 关键技术—多线程技术在本监测系统中, BOTDA设备和谐波测试仪采集信号, 通过以太网传输到上位机, 上位机对这些接收到的数据进行处理并存储, 然后显示在用户界面中, 同时要对数据进行分析判断海缆是否异常, 并且还根据用户操作, 完成其他控制功能。若采用传统的单线程技术来编写上位机软件的话, 由于采集数据耗费很大的系统资源, 程序对界面上的其他控件反应迟钝, 会有很大的延迟, 甚至在传输数据量很大的时候, 根本就不会作出反应, 因而有时会导致系统死机, 严重影响监测操作。

因此, 针对系统的实时多任务特性, 在系统软件编写过程中, 采用Lab Windows/CVI的多线程技术。

多线程是指操作系统支持一个进程中执行多个线程的能力[4,5]。当一个线程等待用户响应或大量计算结果时, 另一个线程可以继续其他处理, 使得进程总处于运行态, 随时进行响应, 从而提高系统的响应效率, 提高对CPU的利用率, 加快程序的信息处理速度。

本系统主要包括光纤数据采集线程、电源谐波参数采集线程、数据分析线程、报警处理线程和用户界面线程等, 其中使用主线程创建、显示并运行用户界面, 用次线程创建其他线程。Lab Windows/CVI提供了两种在Lab Windows/CVI的次线程中运行代码的高级机制, 如表1所示。在本监测系统中, 使用了基于线程池的多线程技术。

在运用多线程的时候, 各个线程之间的数据保护也非常重要。通常, 多线程程序的数据保护是把操作系统的线程锁定对象和保存数据的变量联合起来[6]。Lab Windows/CVI提供了3种数据保护机制, 如表2所示。本系统主要运用了线程锁和线程安全队列这两种保护机制。

本系统的多线程工作流程如图3所示。

用户界面线程 (主线程) 由系统生成, 完成对用户的鼠标键盘操作的响应, 以及用户界面的生成显示与刷新等。除主线程外还创建了4个辅助线程, 为了使用Lab Windows/CVI的线程池在次线程中执行代码, 需要在主线程中调用Cmt Schedule ThreadPool Function函数创建次线程, 将需要在次线程中运行的函数名称传递进来。如在主线程中调度光纤数据采集线程函数代码如下:

Cmt Schedule Thread Pool Function (DEFAULT_THREAD_POOL_HAN-DLE, GXAcq Thread Function, NULL, &thread ID_duqu) ;//创建光纤数据采集线程

线程池将这个函数调度到某个线程中执行。根据配置情况和当前的状态, 线程池可能会创建新的线程来执行这个函数也可能使用已存在的空闲进程或者等待一个活跃的线程变为空闲后使用该线程执行[7]。传递DEFAULT_THREAD_POOL_HANDLE表示使用默认的线程池, 也可以调用Cmt New ThreadPool函数来创建自定义的线程池。需要注意的是使用完线程池后要调用Cmt Discard Thread Pool来释放由Cmt New Thread Pool函数创建的线程池资源;在主线程退出前调用Cmt Wait For ThreadPool Function Completion等待线程池结束释放系统资源。否则容易导致一些资源不能正常释放引起内存泄露或其他不可以预测后果[8]。

(1) 光纤数据采集线程

该线程主要负责光纤数据的采集, 即实现上位机与BOTDA设备通信接收光纤数据, 同时运用数据操作模块中的数据处理功能实现对光纤数据到电缆数据的转换并调用显示模块进行电缆信息显示及调用数据存储模块进行存储。以下给出该线程的程序流程图, 如图4所示。

(2) 谐波参数采集线程

该线程主要负责采集电源中谐波参数以及电流、电压信息, 及实现上位机与谐波测试仪通信。以下给出该线程的程序流程图, 如图5所示。

(3) 数据分析线程

该线程主要调用数据操作模块中的数据分析功能, 通过对光纤原始数据和谐波参数分析、比对从而对海缆的安全状态作出评价。光纤数据采集线程与数据分析线程之间的数据传递采用线程安全队列完成。而谐波参数线程与数据分析线程之间的数据传递采用线程锁完成。以下给出该线程的程序流程图, 如图6所示。

(4) 报警处理线程

该线程主要调用报警处理模块进行海缆异常处理。当海缆出现异常时通过数据分析线程触发该线程。以下给出该线程的程序流程图, 如图7所示。

4) 系统界面

系统操作界面如图8所示。

系统运行时界面如图9所示。

3 结语

运用上述思路设计的复合海缆在线监测系统上位机软件, 成功弥补了海底电缆分布式、实时监测的空白。将模块化设计思想和多线程技术运用于该软件设计, 不但提高了系统的扩展性, 而且也提高了系统的执行效率。该软件已成功应用于渤海采油平台, 能够很好地满足监测的要求。

参考文献

[1]张晓虹, 蒋雄伟, 王振华, 等.光纤传感技术用于检测地下电力电缆故障[J].高电压技术, 2000, 26 (2) :37-39.

[2]沈一春, 宋牟平, 章献民.长距离光纤布里渊散射研究[J].光子学报, 2004, 33 (8) :931-934.

[3]李高健, 王晓峰.基于GIS的复合海缆监测系统设计与实现[J].计算机应用与软件, 2012, 29 (9) :185-187.

[4]成凤敏, 苏小光.多线程技术在虚拟仪器软件开发中的应用[J].中国测试技术, 2008, 34 (2) :48-50.

[5]姜守达, 吴昌盛, 孙震.LabWindows/CVI多线程机制在数据采集中的应用[J].计算机应用, 2004, 23 (8) :56-57.

[6]张毅刚, 乔立岩.虚拟仪器软件开发环境LabWindows/CVI6.0编程指南[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[7]刘君华.虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI教程[M].北京:电子工业出版社, 2005.

[8]谭秀萍, 吴晓辉, 范蟠果, 等.Lab-Windows/CVI多线程技术在电负载系统中的应用[J].测控技术, 2011, 30 (8) :78-82.

上位系统 篇2

也许他们一直以来都没看的清楚那个地方，始终存在着什么样子的？可是我们也在一直不停的努力，可是最后得到了什么，我们也不得位置。现在这个时候你始终都能怀抱着自己的梦想，奔赴到自己想要去的地方。

只不过这种一开始的.时候他们所说的那样，也是如此的让人心怀，惊心动魄那样的风景，也是世间不多见哈，但是他们却常伴左右，也是如此不堪了。

如果从来都没有看到也就不过如此来心中也就不会怀孕，那么多的记忆点。可是现在却觉得有些不同，那些东西也是用存在着我们中华民族的角落当中，只不过一直以来没有人提及，所以我们也不是特别重视。

上位系统 篇3

关键词：可编程控制器（PLC） 工业以太网 继电器 上位机iFIX系统

0 引言

可编程序控制器（PLC）是一种能够适应多种工业环境的控制装置，其稳定的性能受到广大工业生产者的好评。这种控制系统具有极高的可靠性和灵活性。应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。变频技术的发展推动了PLC的应用，它应用大规模集成电路，微型機技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。PLC在工业水泵与上位机通讯系统的应用主要体现在它的开关量输出功能。

工厂的现状是上位机不能直接监视工业水泵的运行情况，给工厂的生产带来不便和安全生产带来不稳定因素。鉴于以上我们决定研发利用现有的网络构架实现工业水泵与上位机通讯。

1 提出各种方案并确定最佳方案

1.1 通讯方式分析

现有的主要几种工业控制通讯方式有“工业以太网”， “现场总线通讯”，“串口通讯”。通讯方式应具有的优点是数据传输及时、准确，不影响设备正常运行，经济性、实用性高。

以下是这3种通讯方式的分析表：

1.2 通讯方式的选择

根据我厂目前通讯方式为工业以太网（如下图），经过认真比较，利用现有通讯方式研制通讯系统为最佳选择。

以下是在工业以太网下的数据传输过程。

首先：设备终端（如：传感器、流量计接触器等设备的模拟量及开关量信号传输到PLC（可编程控制器）。

然后PLC通过交换机把数据传输到服务器上。

服务器将数据再传输到上位机，上位机iFIX系统直接精确地监视、控制生产过程（是全球最领先的HMI/SCADA自动化监控组态软件）。

2 具体方案分析、实施

2.1 需解决问题

在基于工业以太网通讯方式下，研制工业水泵与上位机通讯系统需解决以下三点问题：

问题一：工业水泵与PLC之间的通讯。

问题二：PLC信号识别及反馈。

问题三：上位机信号识别及状态显示。

2.1.1 问题一：工业水泵与PLC之间的通讯

解决方案：通过继电器传递通讯信号。

它的主要优点是：通讯方便，应用广泛，性价比高。它的主要缺点是：编制程序繁琐。经过讨论，可以解决各项编程问题。因此，决定采用此方案。

确定问题一的解决方案后，对几种备选继电器进行比较，由于“欧姆龙继电器”性能稳定，性价比高等。因此决定选择此品牌继电器。

2.1.2 问题二：PLC信号识别及反馈

解决方案：PLC程序编程。

2.1.3 问题三：上位机信号识别及状态显示

解决方案：上位机IFIX系统编程。

2.2 按解决方案实施

2.2.1 根据以上方案分析，我们制定了如下对策表：

2.2.2 按对策实施：

①对策一实施：继电器安装及接线。

②对策一实施：PLC DI模块接线。

③对策二实施：PLC程序编程。

我们在中控室电脑上用S7软件进行PLC程序编程。

④对策三实施：上位机IFIX系统编程。

我们在中控室上位机IFIX系统中根据点表确定数据源，进行程序编制。

3 通讯系统测试

3.1 网络硬件连接（工业水泵—继电器—PLC）

通过观察、测量硬件系统运行正常。

3.2 上位机显示正常，所编辑程序运行准确

我们通过跟踪观察，中控室上位机中，工业水泵运行状态的显示均正常。工业水泵与上位机通讯系统研制成功。

4 总结

4.1 经济效益分析

本次研制工业水泵与上位机通讯系统硬件投入费用：

继电器6个：每个继电器单价198元。共计1188元

连接线30米，价格103元，合计1188+103=1291元

4.2 间接效益

本次活动虽然没有直接的经济效益。但是，实现了中控工在中控室上位机上可随时监视到工业水泵的运行情况，消除了之前没有通讯系统时给车间生产带来的安全隐患。为保证车间安全生产起到了积极的作用。

我们将PLC控制柜接线图、工业水泵控制柜接线图归纳到CAD电子版图纸存档。将PLC控制程序、上位机IFIX系统程序备份到移动硬盘，并建立软件程序档案。供在今后的工作中使用。

参考文献：

[1]海心.西门子PLC开发入门与典型实例（修订版）.人民邮电出版社2010.8.

[2]iFix3.5中文使用手册.2008.

上位机瓦斯巡检管理系统的设计 篇4

1 系统开发环境

VB是全新的可视化编程环境, 为我们提供了一种方便、快捷的Windows应用程序开发工具。它使用了Microsoft Windows图形用户界面的许多先进特性和设计思想, 采用了弹性可重复利用的完整的面向对象程序语言 (Object-Oriented Language) 、当今世界上最快的编辑器、最为领先的数据库技术[1]。因此, 对于开发智能瓦斯安全巡检系统这样的中小型应用程序来说, 利用VB可视化集成开发环境更为实用, 并且考虑到本信息收集管理的主要应用领域与使用人群, 为此文中采用VB作为开发智能瓦斯安全巡检系统的语言。

2 系统数据库的设计

数据库在一个管理系统中有非常重要的地位, 数据结构设计的好坏将直接对应用系统的效率、功能的扩展、完善, 以及实现的效果产生影响, 合理的数据库结构设计可以提高存储的效率, 保证数据的完整和一致。该系统使用Access 2000, 根据需求对数据库进行设计, 实现了11张数据表:用户信息表、班次管理表、班次牌管理表、地点分类管理表、地点管理表、计划编制表、记录管理表、角色管理表、角色权限表、人员管理表、线路管理表。

2.1 数据库设计的关键技术

在VB的开发环境中, 可以使用三种数据库访问方式, 它们分别是:数据访问对象 (DAO) 、远程数据对象 (RDO) 和ADO对象模型。但不是所有的方法都能访问目前比较流行的Access2000数据库, 经过比较, 在此采用ADO对象模型的方法访问Access2000数据库。ADO涉及的数据库访问方式有DSN (数据源名称) 、ODBC (开放式数据连接) 以及OLE DB三种, 本文主要运用了OLE DB方式。

ADO Data控件使用Microsoft Active X数据对象 (ADO) 来快速建立数据绑定控件和数据提供者之间的连接。数据绑定控件是任何具有“数据源”属性的控件。数据提供者可以是任何符合OLE DB规范的数据源。使用Visual Basic的类模块也可以很方便地创建子集的数据提供者。尽管可以在应用程序中直接使用Active X数据对象, 但ADO D ata控件有作为一个图形控件的优势, 可以用最少的代码创建数据库应用程序。打开一个指定的数据库表, 或定义一个基于结构化查询语言 (SQL) 的查询、存储过程或该数据库中表视图的记录集合。将数据字段的数值传递给数据绑定的控件, 可以在这些控件中显示或更改这些数值。添加新的记录, 或根据对显示在绑定的控件中的数据的任何更改来更新一个数据。

2.2 系统报表的设计

煤矿主要需要定时生成瓦斯检测的日报表和班报表 (包括图形格式和表格形式的报表) , 它是煤矿一项十分重要的数据资料, 也是传统监控系统的系统操作员的日常工作之一[2]。可以根据用户要求提供各种报表的实现, 能够实时预览, 打印报表, 而且可以方便地将查询到的数据导入到EXCEL文件中去, 方便用户定制自己特定的报表。

本文设计的是一个通用单元, 通过这个单元, 用户可以方便地将数据导入到Excel和文本文件中, 然后还可以根据自己的实际需求, 对数据进行后期的加工和处理。

表1主窗口菜单

并且将这个单元改写成VB组件, 可以安装到VB开发环境中, 这样就可以根据自己的实际需要来选用该组件, 可以方便地实现对数据的导出功能, 最大程度上实现了代码的复用。

VB本身提供自动化功能可以通过创建Excel对象来生成和打印报表, 设计的步骤如下。

(1) 在工程中引用excel类型库。从“工程”菜单中选择“引用”栏, 在弹出的对话框中选择:Microsoft excel 10.0 object library, 然后选择“确定”, 表示工程中要引用excel类型库。

(2) 在通用对象的声明过程中定义excel对象。

(3) 使用Set命令创建excel对象。

(4) 使用excel对象的属性或方法完成报表的设计。

(5) 使用Quit方法释放excel对象。

3 管理系统界面的设计

作为整个系统的工作中心, 计算机软件系统对瓦斯检测的实时性、高效性和可靠性具有重要的意义。该计算机管理软件系统主要包括:登陆系统模块、基础信息模块、日常巡检模块和数据处理模块等四大模块。

系统的主窗体是一个多文档界面 (MDI) , 在主窗体中加入状态栏控件, 可以反映系统时间、日期的变化[3]。同时, 在主窗体中编辑了菜单。菜单的详细情况见表1所示, 点击不同的菜单可以调用不同的窗体。

4 结语

经过检测与调试, 本文设计的上位机瓦斯巡检管理系统能够准确的记录瓦检人员的瓦检情况、瓦检时间、瓦斯检查工姓名、瓦检地点及现场数据。能够对输入计算机的测定数据进行分析处理, 并自动生成瓦斯检查班报表和日报表, 达到了预期的目的。

参考文献

[1]王敏, 王金海, 郑全阶, 等.基于CGI技术的安全信息管理系统的设计与实现[J].计算机应用研究, 2005 (7) :210～212.

[2]王敏, 王金海, 王炜.新型的煤矿安全智能巡检系统[J].煤矿机械, 2008 (1) :118～120.

《杜拉拉升职记》：老徐惊艳上位 篇5

：上位是惊艳

《杜拉拉升职记》

《杜拉拉升职记》：上位是惊艳

一直很钟爱老徐，印象中拜服老徐的文采是从哪些只言片语的博客开始的，那年月，才刚刚开始流行，不似如今微电影都是一种趋势了。

《杜拉拉升职记》能拍得如此行云流水，其实是令我惊呼意外，毕竟被《梦想照进现实》《一个陌生女人的来信》的内容调侃了一下生活的悲剧，原本早对老徐的自导自演心有憧憬，买票就想管中窥豹。不料在影院内，更是毫无防备地喜欢上该片，再回顾各处精益求精的做工，更想负责地赞美徐静蕾，她能从文艺转型商业，不管今后他人如何争议，这种诚恳态度，理应受肯定。

改编自李可同名小说的《杜拉拉》，尽管影片不可能拍成职场指南书，大银幕也甚难呈现太多职场技能，但主线围绕着杜拉拉和王伟之间的感情，巧妙精炼了原著，而职场tips则用来调节气氛，偶尔插入的精妙台词，也堪称画龙点睛。再不谈时尚华丽的视效，再不谈旖旎浪漫的爱情，再不谈凌厉疾速的剪辑，光凭白领职场的不懈奋进，《杜拉拉》无愧近期国产片佳作。（高于《我们天山见》《美丽密令》《未来警察》《诸神》《爱丽斯》，逊于《岁月神偷》《火龙》）

拥有13位世界企业的人力资源总监和高管作为荣誉编剧，电影版《杜拉拉》把自己方向定得明确，就是讲好爱情与鼓志。尤以各人物登场时，不断的字幕与定格，更效仿着《猛龙》《建国大业》《风声》，此种看似笨拙，实为有效的叙述手法，指使《杜拉拉》在两个小时内职场与言情两兼得。女主角从下楼唱歌，偶然相遇王伟，再到二人旅游时，大玩一夜情，后来两人尽力隐藏恋爱关系，在办公室眉来眼去，再分手，再复合...种种曲折坎坷，种种跌宕起伏，皆倾诉出白领女性的苦衷。毕竟谁都知晓靠潜规则上位是容易的，而光靠自己真杀实砍，从小职员成长为外企主管，其间见好友被逼离职，其间获悉男友暗藏的隐私，再有周围员工不合作的“苦”，皆透出太多工作中的辛酸艰苦。

本片最大惊喜，莫过于走出《伤城》《新宿事件》的徐静蕾，她舍弃以往“黄脸婆”等花瓶形象，并恢复以往的自如与娇嗲，加上扮相时尚，于是书里那个姿色中等偏上，为事业打拼的白领女性演活了。小女子对工作的任劳任怨，对别人冷眼的回击，对自己身险办公室恋情的愁，皆拿捏得入木三分。同徐静蕾的“活”相对应的则是黄立行的“稳”，他大度洒脱架势，轻易拿捏住销售总监王伟的特征。还有操一口流利英文的莫文蔚，演绎精明泼辣的外企主管玫瑰，异常抢眼。

相比徐静蕾过去执导的三部文艺片，《杜拉拉》定位于“时尚爱情片”，由于邀请到《欲望都市》的造型师派翠西亚·菲尔德加盟，在某种程度展现一场华丽服装SHOW。除了老徐自己换了数套华服，吴佩慈、名模李艾等美女出镜更是如此，同样漂亮衣服没少换，造型变来变去，那么众佳丽千娇百媚的造型，更使该片充满了争奇斗艳，惹火养眼。当然那场传说中的激情床戏，仅是商业噱头，影片简洁含蓄处理，并没深陷色情。笔者极赞《杜拉拉》的流畅剪辑，这种结合了网络BBS，还有都市场景，多视角、多空间、多转换的快剪运镜，打破国产时装片的闭塞，增添了时尚元素，直接令信息量加大，节奏也毫无拖沓，应说剪辑在华语片里有突破性。另外女主角爱情事业两得意时，她走过墙边动画式的花朵瞬间绽开，再到后面慢慢凋谢，恰当融于情景，可谓神来之笔。而且本片我认为最大的亮点还是用并不奢华的时尚元素包装后的杜拉拉和DB公司显然比我们常见的职场环境要高一个层次，却并非遥不可及。《杜拉拉升职记》里的角色和表演虽然时尚地非常有层次，但是绝没有奢华到让我们感到不亲切。不同角色可以成为不同职场人的一个奋斗目标，这才是时尚片里那些理想化的脱离现实的角色所承载的意义。如果连做梦都不敢对自己提出“非分”要求，那这个女人一定是曾哥或春哥的信徒。

撇开了职场的形式化加工和职场语汇的不够专业，影片在形式上更易于理解。杜拉拉的个人奋斗历程变得更为清晰，也能够比较好地浓缩在100分钟时限之内。一个无出身、无背景、受过良好教育、姿色中上的普通女孩杜拉拉，可以看做是最普遍职场新人的代表。影片里的杜拉拉一步一步从职场菜鸟打拼并最终获得成功的经历就是无背景职场奋斗的样板。这一奋斗过程往往伴随着长时间的压抑和让人不愿提及的艰辛。成功的道路可能大致相同，然而受过的委屈则只有各自心底牢记。作为一个样板的杜拉拉，很难把每个个人的职场痛苦都综合起来，也完全没有必要再让大家痛苦一次。影片只截取了杜拉拉职场变化的节点，具有极强的现实针对性。这些职场机遇是我们每个人都希望遇到或曾经遇到的，只是未必每次都被我们把握住了而已。杜拉拉为观众展现的，是在职场关键点时成功应对后的结果。每次成功把握住机遇的杜拉拉，都以自己的精准的付出，得到了应有的回报。观众从中可以看到在职场关键点把握住机遇后，需要付出什么和能够回报到什么。这对于那些没能抓住机遇，或者尚未遇到机遇的观众而言，不是具有了一定的行

为

指

导

和

精

神

鼓

舞

作

用

么

？

土豆上位史 篇6

出生即被歧视

马铃薯（potato）的人工种植最早可以追溯到公元前8000年-公元前5000年。美国威斯康辛大学2005年的一份遗传研究显示，马铃薯起源于南美洲安第斯山区的秘鲁南部。16世纪，当西班牙人将马铃薯从南美洲带回欧洲后，无辜的马铃薯随即遭受了200多年“被歧视”的命运。

1600年左右，马铃薯被引进法国。由于马铃薯切开后会变黑，在法国和其他一些地区，人们认为马铃薯不仅会导致麻风病，还会带来梅毒、昏迷、淋巴结核、早逝、不孕不育，甚至破坏种植它的土地。法国贝桑松市（Besancon）等地还颁布法令宣称，“由于马铃薯这种有害作物会导致麻风病，所以禁止人工种植马铃薯。”

马铃薯除了被视为有毒的食物，还被认为是某种催情食物（俗称“春药”）。直到1896年，英国评论家约翰·拉斯金（John Ruskin）还将马铃薯形容为“地下茎”（underground stem），顾名思义，认为马铃薯是邪恶之物。

盗窃与饥荒的替罪羊

1586年，沃尔特·雷利（Walter Raleigh）将马铃薯带入英格兰，他于1589年又将马铃薯带入爱尔兰，但是英格兰人和爱尔兰人一开始并没有大规模种植与食用马铃薯。大部分人误以为马铃薯有毒，小部分已经知道马铃薯可以安全食用的人只好耍伎俩，以使持有偏见的人们可以接受马铃薯。18世纪，英国人本杰明·汤普森为了节省政府拨给救济院的钱，决定利用饱受歧视但却便宜的马铃薯。他把马铃薯煮到烂，以至于没人能分辨，再将其分发给救济院里的住户食用。

而法国科学家安东·奥古斯丁·帕门蒂尔为了推广马铃薯，将马铃薯花送给了当时的王后，王后非常喜欢，之后出行经常要戴马铃薯花。帕门蒂尔还在巴黎西边的纳伊（Neuilly）附近种植了一块马铃薯地，白天派重兵把守，并指导他们接受一切贿赂，晚上撤掉士兵，目的是引诱农民偷窃种植的马铃薯。

马铃薯对爱尔兰的气候土壤极其适应，到了18世纪70年代，马铃薯平均产量高达每英亩6.5吨。而爱尔兰人也很快对马铃薯产生了依赖，在1845年，150多万农业工人没有其他收入养家糊口，300多万小耕种者主要靠马铃薯维持生计。但是被西班牙人带回欧洲的马铃薯基本上只属于同一个亚种，物种多样性贫乏，无法抵抗同一种敏感疾病。1845年一艘装满播种用马铃薯的船携带“晚疫病”（Late Blight）抵达比利时，晚疫病很快袭击了爱尔兰的马铃薯，马铃薯开始大规模歉收，例如1845年爱尔兰人种植的850平方千米马铃薯半数以上被毁。

不过正如历史上几乎所有的饥荒都和所谓“粮食安全（粮食不足）”无关一样，爱尔兰人大批饿死并不只是因为马铃薯歉收，更是因为当时他们几乎没有任何购买力。在1845-1849年的饥荒时期，整个爱尔兰有大量的食物（牛犊、家畜、火腿等）被运往英格兰，在大饥荒期间爱尔兰在这些方面一直是净出口。这场史无前例的大饥荒共造成150万人死亡，200万人移民，爱尔兰的经济结构脱不了干系，但是马铃薯却成了倒霉的替罪羊。

俄国引发“马铃薯暴动”

在俄国，马铃薯摇身一变，成为解决饥荒的工具。馬铃薯最初由彼得大帝引入俄国，18世纪60年代，俄国卡列里等地发生饥荒，当时管理医疗事务的机关医学委员会向政府建议解决饥荒的办法是让农民种马铃薯。1770年，俄罗斯第一位农学家博洛托夫发表论文，论述马铃薯的好处。

1797年政府强制下令农民开始种植马铃薯，农民却怀疑马铃薯的价值，而更愿意种植像黑麦这样的传统作物。尤其是旧信仰者更是拒绝吃马铃薯或者拒绝与马铃薯产生任何瓜葛，他们称之为“恶魔的苹果”。到了19世纪早期，马铃薯还未被俄罗斯农民接纳，1840年政府又强推官属农民种植马铃薯，农民们以为这一法令是要把他们变成农奴，直接导致1843年叶卡捷林堡、皮尔姆、喀山和诺夫戈罗德等多个省份的农民“马铃薯暴动”，在这次暴动中农民死亡上千人。

被打着招摇撞骗的旗号

大多数食用根茎、块茎作物无力挑战谷物的主食地位，但是马铃薯是其中的例外。进入20世纪以来，马铃薯逐渐成为全球第四大粮食作物，仅次于玉米、小麦和水稻。许多伪善的行动开始打着马铃薯旗号进行招摇撞骗。

2005年11月，联合国粮食及农业组织大会上，秘鲁常驻代表提出一项寻求将世界关注重点转移到马铃薯对粮食安全以及增强发展中国家对于马铃薯种植的重要性的提议， 此提议在当年获得通过。联合国粮农组织认为马铃薯可以缓解人口压力、耕地减少带来的粮食短缺，解救8.05亿饥饿人口的温饱问题。而事实上，过去半个世纪世界人口增加1.5倍，人均粮食消耗增加17%，粮食种植者减少三分之二，而粮食价格却相对于其他商品降低了一半，之所以有饥饿问题，是因为人们买不起，而不是粮食不够吃。马铃薯只是被迫为“粮食安全”这个伪命题站台。

水电厂监控系统上位机的改造 篇7

1 监控系统结构与功能

监控系统作为现代化水电厂实现无人值班 (少人值守) 目标必不可少的装备, 采用开放式分层分布式结构, 主要由全厂控制层和现地控制层 (LCU) 设备组成。

全厂控制层俗称上位机, 主要包括:操作员站、工程师站、调度通信服务器、实时数据服务器、历史数据服务器、卫星对时系统、供电不间断电源 (UPS) 、相关网络设备及网络安全设备等。数据服务主要选择T3-1型数据服务器, 全面满足系统对设备硬件的要求, 运行可靠性高。其主要功能是完成对全厂主设备的实时监视、控制、调节运行记录, 兼有与上级调度的通信管理。主要具有对电站机组、辅机、公用设备及开关和闸门设备的控制;全厂设备的监控、自动发电控制 (AGC) 、自动电压控制 (AVC) 、事故分析处理、趋势分析处理、经济运行、越限和状变事件报警;事件顺序记录 (SOE) 、数据综合处理、趋势记录分析、事故处理提示和自动处理声光、语音、电话图像报警、各种报表的召唤和打印记录等功能。

现地控制层俗称下位机, 主要包括:机组现地控制单元、开关站现地控制单元、公用设备现地控制单元。现地控制PLC主要选型施耐德公司生产的PLC, 运行稳定。主要功能是可按照主站级的指令, 完成对水电厂的设备实施具体操作, 也可在主站级或网络无法正常工作的情况下, 在现地独立完成对设备的操作。这些操作可以是自动的, 也可以是手动的。它可以作为所属设备的独立监控装置运行, 当LCU与主控级失去联系时, 由它独立完成对所属设备的监控, 包括在现地由操作人员实行监控及LCU对设备的自动监控。负责机组开、停机顺控, 数据采集及处理, 开关站、公用设备的控制, 安全运行监视, 事件顺序检测和发送, 现地操作与监视, 机组的自动准同期并网, 与厂级计算机的通信, 将LCU采集到的数据及时准确地传送到主控级工作站中, 同时接收其发来的控制命令, 并将执行过程和结果及时回送主控级工作站。

2 监控系统上位机改造

2.1 柘溪水电厂监控系统上位机改造设计原则

(1) 在满足可靠性和实用性的前提下, 尽量按照国际先进水平进行设计, 采用无人值班 (少人值守) 的运行值班方式。监控系统采用全计算机监控模式, 设置统一的全厂计算机监控系统, 不再设置独立的常规集中监控设备。另设置简单的紧急停机、安全闭锁和事故动作的硬线回路, 满足对水电厂重要设备进行紧急处理的可靠性要求。

(2) 系统上位机采用双机冗余热备结构, 监控网络采用双光纤冗余环网配置, LCU采用双网双CPU热备冗余配置, 系统本身的局部故障不影响现场设备的正常运行。

(3) 实现水电厂计算机监控系统与省调和网调监控系统、电站MIS系统 (信息管理系统) 、电站设备状态监测与分析系统、全厂火灾自动报警系统、全厂通风空调系统、厂用电系统、电能计量系统等的通信。计算机监控系统的通信满足相关安全防护规定。

(4) 系统高度可靠, 实时性好, 抗干扰能力强, 适应现场环境。选用开放式、全分布的系统结构, 系统配置和设备选型具有先进性和兼容性, 能充分节省投资。

(5) 人机接口功能强大、界面友好, 人机联系操作方法简便、灵活、可靠, 符合水电厂运行操作习惯。

(6) 具有反映机组震动声音、机组烟雾火警的监测能力。

(7) 系统应留有局域网接口, 实现厂区局域网用户数据共享。并保留INTERNET接口, 以扩展远程监视。

(8) 系统具有远程诊断的功能。

2.2 柘溪水电厂监控系统软硬件配置

新的柘溪水电厂计算机监控系统机房布置于生产办公大楼3楼, 分成3个区域:网络机房、上位机配电房、工程师操作间, 运行操作间仍然设置在一楼原位置。实时数据服务器主机采用2台SUN SPARC T3-1服务器主机, CPU为含16内核的64位SPARC T3 16-core 1.65 GHz processor, 历史数据服务器采用2台SPARC T3和1套SPARCstorageTM6180光纤磁盘阵列构成的集群, 监控网络仍采用双星形以太网, 但在运行操作间增加了2套操作交换机, 每套LCU增加了2套现地交换机;工程师站1台、操作员站2台、ONCALL及语音站1台, 其主机均采用Sun Fire X2270 M2工作站, CPU为含6内核的Intel (R) Xeon (R) 3.06GHz CPU;无盘通讯站1台, 无盘调度通讯站2台, 其主机采用双核2.16GHz CPU的sj30-664通讯管理机。

应用系统为南瑞升级版NC2000 (3.0) 版本, 增加了实时库在线维护及操作令双机核对功能, 计划对AGVC功能部分功能进行调整、完善。NC2000 (3.0) 监控系统软件是积累了多年NARI Access监控软件在全国多个电厂的使用经验后, 开发完成的新一代电力系统计算机监控系统软件。系统采用CLIENT/SERVER体系结构, 支持不同的硬件、操作系统及关系型数据库系统。面向对象的开发方式, 涵盖了设计和开发2个过程, 用户在使用过程中更加方便和直观。

柘溪水电厂整个上位机改造项目, 分为四大部分, 分别为:监控系统新上位机及网络设备组网与模拟调试;检修机组LCU接入新上位机、接回老系统并网测试;其他LCU单元接入新上位机网络测试;全厂全停、所有LCU一次性接入新上位机网络及全厂功能调试。

2.3 柘溪水电厂监控系统上位机改造过程时间节点

2010年正式书面提出监控机房改造建议;2012年正式确定机房设计方案, 次年进入招标采购环节;2012年与南瑞确定了监控上位机改造的范围、设备选型、初步施工方案。

2013年3月开始监控机房改造的土建工作;同年5月机房土建完成, 开始设备安装、线缆敷设;7月, 机房8大系统 (照明、动力、空调、UPS、机柜、消防、动环、新风) 安装调试完毕交付使用;7月底开始监控上位机设备的安装调试;8月完成监控机房到LCU的线缆敷设工作, 共敷设光缆32根, 电缆19根, 最长680米;10月完成上位机设备硬件安装调试工作, 开始上位机软件部分的调试 (含与省调、地调、振动在线监测、微机五防、机房动环、水情水调等系统的通讯调试) 工作。

2013年12月15日至2014年1月19日完成新上位机全厂13台LCU的单独联调工作;2014年1月20日开始上位机过渡工作, 1月24日开始72小时试运行, 并顺利结束。

3 结束语

上位系统 篇8

本文设计了一款微操作机器人系统的上位机软件, 提供了友好的图形化人机界面, 很大程度上方便了实验人员控制操作工具对细胞进行操作。软件实时显示微操作装置的状态和控制器内部的重要系统参数, 操作人员可以通过设定控制器的系统参数, 优化对微操作装置的控制。

1 微操作机器人系统

微操作机器人系统由上位机软件、控制器、微操作装置和手柄四部分组成, 系统结构如图1所示。

1.1 上位机

上位机一方面提供友好的图形化人机交互界面, 使实验人员方便地控制操作工具对细胞进行操作;另一方面, 将操作目标的位置等状态实时反馈给实验操作人员, 此外, 提供系统维护, 如日志管理、操作人员管理等功能。

1.2 控制器

控制器是整个微操作机器人系统的枢纽, 是架起上位机软件和微操作装置的中间环节。它负责与上位机和手柄通信, 接收通信指令, 对平台和微操作装置进行统一控制。控制器与上位机之间采用USB转串口的双向通信, 与手柄之间采用RS-485的半双工通信。控制器采用FPGA+MCU的架构, FPGA主要用于产生微操作装置的三路驱动信号, 使得XYZ轴实现精确的联动控制;MCU主要功能为通讯及关键数据存储。

1.3 微操作装置

由操作工具 (微针) 和微操作平台组成。控制器驱动步进电机, 带动微操作平台完成操作工具的控制。微操作平台由3自由度精密移动平台构成, 可分别沿X轴、Y轴、Z轴和虚拟轴运动。

1.4 手柄

手柄是传统的细胞实验人员手动控制操作工具方式, 是微操作机器人系统的辅助控制手段。

2 上位机软件总体方案设计

2.1 软件功能模块划分

根据上位机需要实现的任务, 软件从功能上可以划分成5个模块:人机交互模块、底层通讯模块、运动控制模块、异常处理模块和系统维护模块。软件结构如图2所示。

人机交互模块一方面将操作人员的操作输入转换为命令码传递给运动控制模块, 另一方面, 将实时反馈系统信息给操作人员。运动控制模块接收人机交互模块输出的命令码, 转换为微操作装置的诸如坐标、位置、速度等控制量, 并传递给底层通讯模块。底层通讯模块主要负责和控制器串口通讯, 下发通讯指令到控制器, 接收控制器上传的系统参数、状态等数据, 提交给人机交互模块。异常处理模块为软件提供了异常处理机制, 系统维护模块主要负责软件的日志和操作人员的管理。本文主要介绍底层通讯模块和人机交互模块的设计和实现。

2.2 软件开发环境

软件是基于MFC[3] (Microsoft Foundation Cass) 开发平台利用C++语言编写的应用程序。微软公司提供的MFC基本类库, 是进行可视化编程时使用最为流行的一个类库。MFC封装了大部分Windows API函数和Windows控件, 使得程序的开发变得简单, 极大的缩短了程序的开发周期。

3 底层通讯模块的设计与实现

3.1 通讯协议的设计

3.1.1 通讯方式

为保证数据传输的准确性, 通信方式采用主从问答式, 即上位机每发一条通讯指令, 等到控制器的回复后才继续发送下一条通讯指令。

3.1.2 通讯命令

上位机下传给控制器的通讯命令主要分为4种, 每种通讯命令包括多条通讯指令。其中, 控制器参数设置命令和运动控制命令的指令占大部分。

1) 控制器参数设置命令:操作人员可以通过下发这类命令, 调整控制器的系统参数值;

2) 运动控制命令:微操作装置的运动可以分为点对点动和连动。点对点动是指控制机械手在三维空间中的某两个点间运动;连动是指控制机械手按照一定的速度沿着某一方向运动;

3) 状态查询命令:状态查询命令包括位置查询、虚拟角查询、控制器系统参数查询等;

4) 版本问询命令:软件初始化时, 向可用端口发送握手命令, 收到控制器的回复帧并匹配后, 通讯建立成功。

3.1.3 通讯协议

由于上位机和控制器之间频繁进行数据传输, 必须制定完善的通讯协议, 才能保证系统运行的稳定性。

上位机下发命令的数据格式为:命令码-数据-结束码, 命令码用来区分不同的通讯指令, 控制器根据解析出的命令码执行相应的操作。因为上下位机的通讯方式是主从问答式, 上位机下发指令后, 可以预知控制器回复数据的格式, 所以下位机上传的数据格式可以简单设计为数据-结束码。

以上位机下发连动控制指令为例说明通讯指令的设计。连动控制指令用于控制机械手沿X轴、Y轴和Z轴运动设定的距离, 下发的通讯指令格式为“VJ Data A Data B Data C”, 其中Data A、Data B和Data C是沿3个轴运动的距离值, 控制器回复帧内容为“A”, 表示收到下发指令且已做出相应的处理。

3.2 通信模块软件的设计

3.2.1 串口通信

3.2.1. 1 RS-232通信方式

软件采用MSComm控件实现串口数据收发。MSComm串口控件屏蔽了通信过程中的底层操作, 用户只需通过设置并监视其属性和事件, 即可完成串口编程, 实现与被控制对象的串行通信、数据交换, 并监视或响应在通信过程中可能发生的各种错误和事件[5]。

3.2.1. 2 软件自动查找串口

为了简化操作, 使软件更加人性化, 软件初始化时自动查找对应的串口。采用的解决方法是:软件初始化时, 依次向电脑上的可用串口发送握手命令, 如果某个可用端口有数据回复, 表示是匹配的串口。

3.2.2 发送指令线程

3.2.2. 1 发送函数

基于主从问答通信方式, 发送函数将指令通过MSComm控件发出后, 开启消息循环, 直到串口接收到完整的一帧数据, 或者到了超时定时器设定的时间仍等不到控制器的回复, 发送函数退出消息循环。循环等待回复帧时, 为了使其他的Windows消息能够得到响应, 避免消息堵塞, 可以通过以下的代码实现。

3.2.2. 2 指令队列

因为有多条查询指令需要定时下发, 程序开启了多个定时器。极有可能在某个时刻有两个以上的定时器同时调用发送函数。针对这个问题, 软件的解决方法是定义一个全局指令队列, 允许快速插入和删除。需要下发指令时, 将指令插入指令队列的尾部即可, 并且先插入指令队列的指令先通过串口发送出去。同时使用独立的单线程处理指令队列中的指令, 串口通信建立后, 启动发送指令线程, 等到串口收到完整的回复帧后, 线程休眠一定时间, 继续处理下一条指令。

向指令队列插指令时, 对于一些优先级高、比较重要的指令, 例如停止微操作装置运动指令, 可以插入指令队列的头部。由于向指令队列插入指令和清除队列头部的指令都需要访问指令队列, 有可能会有访问冲突的问题。解决方法是采用访问锁死, 一方在访问缓冲区的时候, 另一方的访问请求被搁置, 直至那方访问结束。

3.2.4 通信数据处理

通信数据的处理涉及串口接收函数和数据处理函数。串口接收控制器上传的数据, 数据处理函数负责解析和存储接收的数据。函数调用是同步阻塞的, 所以使用独立的单线程处理缓冲区中的数据以提高效率。

串口接收函数将接收到的数据加入缓冲区, 数据处理函数从缓冲区提取数据, 根据当前指令标志变量的值, 对数据进行下一步的解析和存储。这里同样需要注意缓冲区访问冲突的问题。本文提出的解决方法是:对于发送指令线程, 发送完一条指令后, 休眠很短的时间, 再发送下一条指令。当缓冲区为空时, 数据处理线程进入阻塞状态, 当串口接收函数收到完整的一帧数据, 向该线程发送解除阻塞的信号, 启动正常的数据处理流程, 如此往复。发送指令线程和数据处理线程如图3所示。

4 人机交互模块的设计与实现

本文以虚拟杆对话框为例, 说明人机交互模块的设计和实现。操作人员在虚拟杆对话框中操作, 运动控制模块将相应的运动方向和速度控制量提交给底层通信模块, 控制器根据收到的控制量控制微操作装置的运动。

4.1 虚拟杆功能

虚拟杆对话框界面如图4所示。左侧虚拟杆可以沿各个方向拖动, 控制微操作装置在XY平面上运动;右侧虚拟杆可以上下拖动, 控制沿Z轴的运动。虚拟杆顶部圆圈距离矩形框中心的远近决定微操作装置运动速度的大小。X1, X10, X100是三个速度档位, 拖动虚拟杆到同样的位置, X1表示最小速度, X10表示是X1的10倍, X100表示是X1的100倍。

4.2 虚拟杆界面实现

为了实现鼠标拖动虚拟杆效果, 需要在On Paint函数中重绘界面。由于在显示上设备绘制不同的图形存在时间差, 重绘时界面会有闪烁, 本文采用了双缓冲技术。即重绘界面时, 先在与矩形框一样大小的内存中分别绘制圆圈和连杆, 再将内存上的图形一次性拷贝到显示屏幕的裁剪区域上。连杆的绘制是个难点, 本文简要介绍连杆的绘制方法。

以两个圆的圆心连线为对称轴, 在对称轴的两侧绘制密集的连线, 连线互相重合, 实现阴影效果。图5中, α角可由两个圆的圆心坐标计算得到, β=10°, γ=25°。A、B、C、D四点是连杆的边界和两个圆的交界点。绘制步骤如下所示:

步骤1:判断两圆的圆心间距离是否大于两圆的半径和, 大于则绘制连杆, 否则不绘制。

步骤2:通过两圆圆心坐标计算圆心连线和水平方向的夹角α;

步骤3:通过判断操作人员向左还是向右拖动连杆, 并结合夹角α、β和γ, 分别计算A、B、C、D四点的坐标;

步骤4:以AC和BD为边界, β以4°递增 (γ以10°递增) 绘制连接线, 连线的宽度设置为5, 连线互相重合以达到黑色阴影的效果。

5 软件运行结果

上位机软件安装在PC机上, PC机通过USB串口转换器与控制器相连。上位机主界面如图6所示。运行上位机, 波特率设为9600bps, 界面实时显示微操作装置的XYZ坐标位置、XZ轴夹角A和控制器内部的重要参数, 并配置了位置清零、运动控制、虚拟杆操作等功能。菜单中“配置”功能帮助验证上位机和操作器的是否正确连接;“操作手”是设置微操作器的位置显示精度、记录轨迹信息等;“虚拟角”功能通过在虚拟角对话框中拉动虚拟杆, 控制微操作装置沿一定角度运动。“速度”则包括一系列对最大速度、加速度等的设置功能。对软件的各项功能进行测试, 实验结果表明, 软件运行稳定可靠, 可较好地应用于微操作机器人系统中。

6 结束语

本文设计了一款微操作机器人系统的上位机软件, USB串口转换器与控制器通信, 提供了友好的用户界面, 用于控制微操作装置的运动。对底层通讯模块和人机交互模块的设计与实现做了详细说明。本软件及微操作机器人整体系统, 不仅可以提高从事细胞操作的科研人员的工作效率, 同时有助于减少实验失败机会, 具有很高的实用价值。

摘要：由生物医学与微操作机器人结合产生的生物微操作机器人已成为工程技术领域的关键技术。本文基于MFC开发平台, 采用RS-232通讯方式设计了一款微操作机器人系统的上位机软件, 提供友好的图形化界面, 方便了实验人员控制操作工具对细胞进行操作。测试结果表明, 软件运行良好, 可较好地应用于生物微操作机器人系统。

关键词：机器人控制,上位机,控制器,串口通信

参考文献

[1]李杨民, 汤晖等.面向生物医学应用的微操作机器人技术发展态势[J].机械工程学报, 2011, 47 (23) :1-11.

[2]谭可.微操作机器人系统软件设计[D].南开大学, 2001, 5.

[3]宋坤.MFC程序开发参考大全[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

[4]Yang Lifeng.The Programming Technique of Multi-thread Based on MFC[J].Journal of Yangzhou Polytechnic College.2008, 12 (2) :38-41 (Ch) .

上位系统 篇9

随着科学、经济以及社会的迅猛发展,城市建筑逐步呈现高层、大型和复杂的趋势,人口密集程度越来越高,与此同时建筑功能越来越多,火灾事故频繁发生。发生火灾时,如果市电被切断,没有应急照明灯和疏散指示标志灯, 被困人员因为找不到安全的逃生出口,容易发生严重的碰撞、摔倒甚至伤亡等,特别是当大型建筑物、电影院、大剧院等发生火灾时,往往会因为人流大而发生严重的拥挤, 更容易发生严重的意外事故［１］。

目前普遍使用的消防应急照明、疏散指示系统虽然能与火灾报警系统联动,但是一旦火灾发生,无法反馈各出口准确的火情信息,无法使人们作出正确的选择,丧失宝贵的逃生时机而造成严重的伤亡;另外,独立型消防应急与疏散指示系统不能像消防报警系统那样24小时昼夜对消防灯具进行巡检,这就有可能造成消防灯具因损坏或其它原因不能正常启动时,导致火灾中伤亡人员的增加［２］。 所以,改变目前的消防安保现状,降低火灾逃生中的伤亡率,保护公共安全是亟待解决的问题。因此,开发新型的智能消防应急与疏散指示系统具有重要的现实意义。

本文智能疏散指示系统针对以往疏散系统的不足而作出改进。它根据准确的火灾发生地点,设计出口语音、 疏散照明和双向可调、地面或墙面导向光流,可及时、迅速、精确地引导人流疏散到避开火源的安全出口,将传统的就近疏散方式优化成“远离火源、就近疏散”的疏散方式,极大地减少疏散时间,避免盲目逃生［３］。

1系统结构与功能

消防疏散系统结合计算机与现代通讯技术,将建筑中的应急灯具和其它设备接入一个统一的通讯平台。消防应急与疏散指示系统主要有5个部分组成:主机、消防主机、消防应急灯具专用应急电源、分配电装置、手动应急盘。具体见图1所示。

发生火灾时,主机收到与消防主机连接的火灾探测器探测到的信息,由疏散系统中的MapInfo立即生成最优化的疏散逃生路线,并且快速打开该线路上的消防应急灯, 顺着疏散线路向安全出口的方向依次发出闪光,形成指示,使被困人员能够清楚看到指引,从而顺利逃生。

1.1疏散灯具实时检测

系统内各节点都具有自己的地址编码,系统对节点所有应急指示灯具和照明灯具进行24小时无间断巡检。当主机同应急灯的通讯中断或应急灯具损坏时,主机会及时发出故障报警,并在屏幕上显示出发生故障的位置,保障设备正常工作。

1.2火灾报警及时响应

当火灾探测器报警后,主机通过RS232接口接收消防系统的火警数据,并通过协议解析模块对火警数据进行分析、解码,获取准确的火警信息。然后通过消防联动装置控制相应的消防应急灯切到应急工作状态,同时发出火灾报警信号,响应时间一般不超过60s［４］。

1.3智能疏散

疏散时,系统与消防火灾报警器联动,迅速捕获火源的坐标,确定火情范围。系统依照火灾报警器的信息,结合应急疏散灯具与安全出口的地址编码,自动生成最优疏散方案,应急灯随之立即开启频闪及语音提示功能,打开指向安全地带或安全通道的指示灯,并且打开应急照明灯,使被困人员快速逃离火灾区域,远离火点。当主机联动设置状态为手动时,需要管理人员进行操作,通过手动控制应急疏散灯具及时疏导人流。

2系统软件模块设计

疏散系统上位机软件设计部分主要由编辑软件和管理软件两大块组成。编辑软件由预案编辑和图形编辑模块两部分构成;管理软件由通讯与管理模块构成。具体如图2所示。

2.1编辑软件设计

建立完整的疏散系统需清楚掌握楼宇完整的建筑图层,将整个建筑的平面图层放在管理软件中,另外还得对建筑物中的火灾报警器和消防应急灯具等设备编辑在相应的图层中,便于工作人员掌握各图层设备的情况、对灯具进行检查和维修。智能消防疏散系统的编辑软件模块如图3所示,主要有图层编辑模块和预案编辑模块。其中,编辑软件图层编辑模块主要有3个功能:图层操作、比例设置和设备管理。

(1)图层操作包括增加、删除、修改、放大、缩小、移动和还原6个基本功能。这些是针对楼层图形而进行的操作,便于工作人员快速查看图层。

(2)比例设置功能实现设备图标最大化与图层比例设置。当图层放大时,设备图标放大到合适的比例后就不再放大,但图层仍然可以放大。

(3)设备管理是整个消防疏散系统编辑软件的重要部分,设备管理涵盖了对图层设备的相关操作,可增加设备及其名称、位置、坐标等基本信息。对图层中的灯具进行操作是设备管理的主要功能之一,包括对设备的添加、删除、选择、移动等,具体如图3所示。

(4)应急预案是在在无火警源的情况下,根据不同需求而设置的通行指示方案。应急预案编辑功能,以图形和代码两种方式来编辑应急预案具体信息。

(5)疏散预案是根据不同的火警源而设置的逃生疏散指示方案。

2.2管理软件设计

管理软件的作用是实现对消防设备的操作控制, 由通讯模块和管理模块组成。 通讯模块的功能是采集警情信息与设备信息,传达设备操作与控制命令;管理模块的功能是设置系统基本信息、发出设备操控命令, 如图4所示。

2.2.1通讯模块

主机与应急电源、分配电装置、回路、打印机、火警和其它主机之间的串口通信基于RS232和RS232-485通信模式,框架如图5所示。

(1)回路通信。管理软件和各个回路中的设备通信由相应的协议来规范,收发协议机制如下:1命名和编址。 各节点具有自身的地址,范围从1~86,共86个。回路地址:1~80;指示灯盘:81;预案模拟盘82、83、84、85;每个回路疏散灯节点的地址及电源监测模块的节点地址均不相同;控制器主机的节点地址也不同,与回路节点地址采用不同的序列;2数据帧。采用波特率9600BPS;数据帧格式:1位起始位,8位数据位,MARK/SPACE位和1位停止位;通讯格式为:回路地址(1Byte)+同步码(2Byte, 0xaa,0x55)+数据长度(1 Word,高位在前,低位在后)+ 命令码(1Byte)+数据1(1Byte)+……+数据n(1Byte) +校验和。

当疏散系统管理软件正常启动时,主机与回路之间的通信主要是与应急电源、分配电装置、灯具进行通讯,加载回路初始动作,巡检回路,查询回路动作,查询回路应急电源等,采集这些设备的运行状态及故障信息,并为用户提供设备状态信息查询,查询过程如图6所示。实时巡检回路信息,如果查到灯具的应急、故障与屏蔽等动作信息,主机就会查找相对应的信息,如果回路没有动作出现,表示正常运行,主机会主动查找下一个回路信息,完成所有回路巡检后从第一个回路再次开始巡检,循环进行,主机对回路的巡检一直进行。

主机与回路的通信还有对回路的注册、实现回路的月检与年检、回路复位、对回路安全出口的消音解除等,回路注册过程［５］如图7所示。

当主机向下位机发送注册命令时,会向回路发送注册命令并等待回路注册响应,如没有响应就会重新发送,当回路注册结束后,会再注册一次,注册完成后主机会向回路发出一个命令来查询回路设备注册结果。

(2)火灾报警器通信。火灾探测器与主机的连接方式如图8所示。火灾探测器将火警信号传给主机,然后主机将接收到的信号发送给能正常通信的从机。当主机接收到火灾信号后,会根据系统软件设置,判断是否需要对该信号进行处理。此过程主要是判断此火灾信号的地址是不是在该主机所控制的区域。若不是就排除掉;若是,控制器就会启动火警应急,系统进入应急工作状态,主机将通过网络通信接收从机的应急状态,会对火警采取同样的动作,同时显示从机发送过来的火警应急信息,便于工作人员了解警情。流程图如图9所示。

2.2.2管理模块设计

管理模块软件界面如图10所示。

管理模块软件操作界面由4个组成部分:1由系统管理、信息浏览和注册组成的软件菜单按钮;2由复位、自检、图层浏览、消音、回路消音和退出组成的工具按钮;3系统运行的状态指示灯部分;4右侧的信息提示区域。

(1)信息浏览菜单。在信息浏览菜单功能有:当前事件(火警、故障、预案、屏蔽)、历史记录和本机信息浏览等。

(2)系统管理菜单。系统管理菜单有屏蔽设置、系统设置、消防应急电源及分配电装置设置。通过系统设置设置整个系统的基本信息,包含串口设置、公司名称、密码、 本机ID等,屏蔽设置是对回路中灯具与回路进行手动屏蔽设置［５］。消防应急电源与分配电装置设置是对应急电源、分配电地址及安装状态修改的设置。

(3)注册菜单。注册菜单包括:全部注册、网络注册、 单回路注册和强制注册4个注册功能。全部注册是对主机连接的所有回路(部件)、消防应急电源装置、分配电装置的注册;单回路注册是对与主机相连的单个回路(部件) 的注册;强制注册是对回路中没有注册的灯具进行单个注册;网络注册是对整个局域网的主机和从机控制器的在线状态进行统一的描述,方便管理人员查看。

3结语

上位系统 篇10

我们在对大型的仓库管理时,往往要检测一些环境参数(温度、二氧化碳、酒精浓度)等。传统的方式采用有线传输费时费力,而且维护特别麻烦。这里采用无线传输就凸显出它的优势,他省去了布线的繁琐,易于维护,稳定性好。

可见,在未来的生活中无线技术将会和我们的生活联系更紧密。同时无线技术也会得到快速的发展,他也会给人们的生活带来极大的方便,给企业带来更多的利润。

1 测试需求分析

根据国内外的调查了解发现,大型的仓库管理起来是比较繁琐,采用有线检测时,由于环境和建筑的限制。施工周期比较长,并且施工成本比较高。维护起来也比较麻烦。无线传输可以容易的避免这些麻烦,并且易于回收和检修,从这些角度来分析无线传输在未来的发展前景很好。

测试实际仓库管理的过程中遇到的环境,模拟粮食变质时的温度、湿度、酒精浓度等,并检测NRF无限发送和接收是否正常,判断主机接收不同值要求的工作;其次,应能检测传输距离对无线系统的影响以及在遇到不同障碍物时,接收数据的准确性能,以及在不同的环境是否正常使用。

2 总体设计

该测试系统结构图如图1所示,在对存储环境监测时,从机通过传感器采集环境的温度、湿度等环境数据,通过NRF无线模块传输到主机,主机把接收来的数据先和给设定的上、下限值进行对比,并存入数据库同时显示到上位机,然后发出对应的报警信号,提示管理人员及时处理。

3 系统硬件设计

因为要求实时性不高,系统硬件主控芯片为51单片机。晶振12Hz,电源5V(DC)。总体设计为一主多从,在本设计中采用5个温度检测点,实时采集每点的温度轮番查询发送给主机,主机在发送给上位机。

在这里温度传感器选用DS18b20,它具有防水功能可以适应较恶劣的自然环境,并且自带1米的连接线,容易安装检测复杂环境。

n RF2401是单片射频收发芯片,工作频段2.4~2.5GHz ISM,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,通信频道和信号发射功率可以通过程序配置。芯片能耗低,传输距离可以根据实际自己设置,节能设计十分方便。可适用于多种无线通信的场合,例如无线数据传输系统中的无线鼠标、遥控飞行器、遥控汽车等。

4 测试系统软件设计

软件中主要解决多机轮发发送的问题,在主机显示界面对应显示。每个从机发送数据都设有标志位,主机检查标志位来确定是几号机采集的数据,在显示到对应的界面位置,比起地址的设定要简单许多。

5 实验应用

在试验应用工程中,综合应用成本比较低。在安装过程中灵活方便,在一些已经建好的仓库中,可以容易的克服环境对安装带来的阻碍,根据需要随意安装监测点,并且不需要考虑电缆的排布等繁琐事务,大大缩短了安装周期,节约成本。还可以根据需要随时增加或撤去监测点,容易回收再利用。另外它可以根据需要在很短的时间内更新检测的环境参数,根据管理仓库的大小可以带软件中设定NRF的传输距离,相比人工检测实时性能比较好。在日常检修和维护方面也节省了许多成本,综合以上优点,在未来的发展中会有很好的前景。

6 结论

相比传统的布线式温度检测数据传输,无线传输技术具有方便、灵活、综合成本低等优点。但也存在一些缺点。例保密性差,抗干扰性差,因此在不同的环境中要慎重考虑选用。

摘要：为了实现对复杂工作环境的监督和管理,提出了一种基于无线监测的自动报警测试系统设计方案,并完成系统的软硬件设计。该系统采用主从工作方式,上位机用PC机,用Laview编程,下位机采用单片机用汇编语言和C语言编程,该系统的硬件部分主要用来检测环境温度、湿度并通过无线发送給主机,当检测值达到设定的上限或下限时系统会自动报警。能够完成对其输出信号进行检测。实际应用表明,该系统具有操作简便、测试准确、实时显控的特点。从而达到降低劳动强度,提高测控效率,实现环境的实时测控自动化的目的。

关键词：无线,上位机,C语言

参考文献

[1]陈宏斌,魏克娴,王永巍.我国粮食储备库新仓型的现状及发展[J].农业机械,2013(17).

[2]谷坊祝,陈宝仁.关于配网通信中无线通信技术的探讨[J].电力勘测设计,2009(4).

[3]魏宏波,梁绒香,吴莉霞,等.粮库无线智能测控系统的设计[J].农业机械,2013(17).

上网本“上位” 篇11

2008年年初，面对华硕发布不久的易PC，IDC全球个人、移动暨显示技术研究副总裁Bob O’Donnell并没有表现出十足的热情。上网本屏幕和键盘过小，成了Bob O’Donnell唱衰上网本的主要依据。在他看来，对于习惯使用15英寸以上笔记本电脑的欧美消费者而言，上网本根本不够吸引力，他预测2008年低价小笔记本电脑的销售量，也就在300万台左右。

时间拉近到2008年11月，Bob O’Donnell戏剧性地推翻了自己年初的观点，将2008年上网本出货量的预估值大举拉升到1080万台，是原来预估的3.6倍。他还预计，2009年上网本出货量可望达2080万台，较2008年大幅增长近一倍。

还是在一年前、易PC发布的时候，华硕的竞争对手空前地“团结”: 神舟电脑董事长吴海军对易PC嗤之以鼻，指其为“玩具”; 联想集团董事局主席杨元庆的观点是: 成本低、利润低，如果介入会损及联想的高端形象; 东芝电脑中国区总裁船渡敏郎则称: “超低价PC和我们现有的笔记本电脑根本就是不同性质的产品，虽然我并不否认它也有自己的市场需求存在。”显然，在这些业界大佬眼中，易PC根本称不上是笔记本电脑，更没想到会成为其直接的竞争对手。

而现在，这几家PC厂商都无一例外地投入到了上网本的浪潮中去。PC厂商们对上网本的态度着实来了个180度的大转弯，在纷纷推出上网本产品、追加订单之外，吴海军甚至表示，神舟要感谢华硕作为“吃螃蟹”的人，首先发售易PC这样的产品。

在短短一年的时间内，上网本完成了从“千夫所指”到“万人景仰”的“救赎”。PC的世界里，华衫换尽，仿佛只剩下上网本了。

厂商变脸

态度冰火两重天

“销量还行，我们都是小量进小量出。”在北京中关村鼎好电子商城某销售柜台，摊主胡先生手里正把玩着某品牌上网本。“肯定没有网上说的那么火爆，买上网本的人不可能比买笔记本电脑的人多。”胡先生表示，前来购买上网本的人，多是看重了产品外观。在他看来，很多上网本品牌不仅没有独特优势，而且在做工设计、散热功能和系统稳定性方面存在着质量问题，这使他在每次进货时颇为犹豫。

不过，这只是传统电子卖场经销商的看法，在网上商城、电视购物，甚至是超市和便利店等其他渠道中，情况却大不相同。“某一次我到鼎好，鼎好楼下有麦当劳，我去买了一杯可乐，出来就是卖游戏的电玩区。电玩区是卖PSP为主的店，它也摆了5台易PC。我跟店员聊，问他卖得好不好，他说，周末一天可以卖四五台机器。”华硕中国业务群副总经理王俊人认为，长期在IT圈里待着的人，对新产品的推广总是有想当然的想法。其实，市场还可以做得更大。

从传统电子卖场、3C卖场延伸到数码消费电子领域，易PC以一种通吃新、老渠道的方式，在发布后不到3个月内，就在中国内地销售了35万台。

这只是上网本让大多数分析机构和PC巨头大跌眼镜的一个缩影。上网本在欧美发达国家的表现，同样令PC厂商始料不及。Acer算是在上网本领域跟进较早的厂商，其董事长王振堂原本以为，美国人都喜欢“大块头”产品，因此对Acer推出的仅有8.9英寸的Aspire One的市场预期并不高，但Aspire One月销量却超出了100万台，大大出乎王振堂的意料。

在11月召开的Windows硬件工程大会（WinHEC）上，展示区各式各样的终端使用者装置中，最热门的莫过于上网本。在微软摊位上展示的上网本，全都采用精简版的Windows 7。而其实，上网本最初使用的，几乎都是微软操作系统的竞争产品——Linux。

微软一度认为，上网本只会在新兴市场流行，但令他们没有想到的是，上网本在欧美市场也很流行。“一年前，我们没有对上网本进行支持的明确策略。”微软台北女发言人凯蒂•叶的这番陈述，映照了微软在上网本上的缓慢行动。而现在，微软高级副总裁乔恩•德瓦恩的阐述是: “当用户体验了Windows 7是如何运行于上网本时，他们会感到兴奋和愉快，微软将在上网本市场做得更好。”

截止到今年8月，杀入上网本领域的，不仅有英特尔、威盛这样的芯片厂商，曾经唱衰上网本的Acer、惠普、戴尔、联想等笔记本电脑厂商也已经悉数入场。戴尔相继推出了定位于满足中小企业需求的商务市场的Vostro A90上网本（售价为2899元），以及最低售价2650元的mini 9; 惠普已成立独立部门专门负责上网本产品的操作，还准备在年底降价促销，和Acer正面展开争夺; 而一些家电企业和手机企业，包括万利达、松讯达等，也开始了跨行业的试水。

“倒退式”变革

上游厂商架桥铺路

扮演这场突变的幕后推手角色的，依旧是PC的上游厂商。

上网本的流行，很大程度是源自易PC的巨大成功。易PC初期的产品均基于英特尔移动赛扬处理器，而在其首吃螃蟹成功之后，英特尔迅速开始了为其搭载在上网本上的超级微型芯片——Atom的品牌造势。

英特尔今年6月份推出的Atom处理器，是一款专门为小巧廉价的上网本设计的芯片。做家电品牌出身、如今也涉足上网本领域的万利达董事长吴惠天认为，如果小型笔记本电脑市场是一个江湖，是一场战争，那么Atom就是练成绝世神功的秘诀，是士兵手中的致命武器。通过以大笔的资金吸引PC厂商、甚至是非PC厂商，在产品上加贴其标识，英特尔强化了Atom处理器在上网本市场的统治地位。

“自从英特尔在上个世纪90年代初启动名为‘Intel Inside’的营销攻势以来，其在微处理器领域的主导地位、各种营销激励的手段以及巨大的财力支持，已经使得其在整个PC行业中的号召力到了不容置疑的高度。”业内人士评价认为，凭借在PC领域的领导地位，英特尔推广上网本更显得顺风顺水。

另一家芯片厂商—威盛，自其总经理陈文琦于2006年确定了以低功耗、高整合技术为基础，推进PC平台小型化的战略转型目标后，基于其C7-M和今年发布的Nano芯片，也聚拢了清华同方、长城等一部分追随者。威盛认为，它的Nano处理器虽然没有英特尔的Atom处理器功能强大，但是它耗电量小并且生产成本低，在降低上网本成本方面具有优势。

不过在消费电子行业分析师王斌看来，上网本的出现，归根到底是芯片制造企业为了刺激低迷的PC市场，而进行的一次“倒退式”变革。“虽然英特尔、AMD都宣称将推出6核心和更多核心的处理器产品，但是就目前软件的发展来看，6核以上的处理器产品已经不是个人消费者的需求所在。”王斌表示，芯片企业不得不去寻找细分的市场，于是他们发现了笔记本电脑和手机之间的这块空白市场，由此也就有了上网本，这也是芯片制造企业的一种无奈的选择。

就在芯片厂商为了刺激PC市场而进行“倒退式”变革的同时，在上网本流行初期为了保持现有利润、选择了观望的微软也开始向英特尔学习。今年4月，微软宣布，把计划到6月份终止的XP操作系统支持服务予以延长，以帮助微软稳定上网本的市场份额。目前，微软操作系统已经占据上网本操作系统的70%，夺回了原本被Linux垄断的上网本领域。不过由于发力较晚，微软的视窗操作系统上个季度销售额仍旧未达预期，微软为此下调了本年度的增长预期，并称营收的降低“主要是因为上网本的流行”。

PC增速放缓

上网本单骑救主？

但即便是赢得了华硕、宏碁、戴尔、联想、微星国际和东芝等公司的上网本业务的英特尔，也没有预料到上网本惊人的市场需求。在Atom上市之时，英特尔预计今年的上网本出货量在800万台左右，但实际数目却远远超过了这个预计。上网本市场需求激增，造成了Atom长达3个月的缺货状况，部分上网本产品甚至只能临时以赛扬处理器代替。英特尔不得不让4个300毫米晶圆厂夜以继日地开工，直到9月份，这一局面才得以缓解。

“今年全球的上网本市场将达到1200万台，明年更有望达到2500万台，在未来，上网本和笔记本电脑的市场将是1: 1。这并不是说笔记本电脑的市场开始萎缩，而是说上网本的需求量会大幅增长。”对于未来上网本在PC产业中的地位，今年9月，在华硕迷你网络电脑——Eee Box发布会上，华硕CEO沈振来这样告诉记者。

在IDC分析师张佑菖看来，在笔记本电脑替代台式机的大潮中，上网本的作用已经凸显。“低价便携的上网本增加了笔记本电脑的选择性，也助推了笔记本电脑替代台式机的趋势。”张佑菖表示，消费者拥有PC产品的模式，已经开始从“台式机+笔记本电脑”演变为“笔记本电脑+上网本”。

现在，在亚马逊网站销量最佳的笔记本电脑排名中，上网本占了前10位中的9席，前20位中的16席。美国连锁零售商Best Buy网站已为上网本设置专区，在笔记本电脑项目下又细分出“Netbook”一项。有趣的是，上网本项目的排序高于台式机以及其他大多数电脑项目。

这一系列的微小的细节变化，更折射出当前金融危机形势下，PC产业对上网本高度寄予的厚望。Gartner发布的研究报告显示，今年第三季度，全球PC销量达到了8060万台，同比增长15%，这其中最大的增长贡献就来自于低价上网本。IDC同期的研究报告也指出，今年第三季度全球PC微处理器同比增长15.8%，但这其中近半的增长贡献来自于英特尔的Atom处理器，如果不计入Atom处理器的话，第三季度全球微处理器的同比增长仅有8.7%。

反观整个PC行业，IDC分析师指出，由于企业在金融危机中最先受到冲击，因此目前PC市场增长的主要动力也发生了变化，个人消费者取代企业市场成为拉动增长的头号动力，而这也是上网本增长迅猛的重要原因。笔记本电脑对台式机的替代潮，加上特殊经济形势下的短期需要，成就了上网本“单骑救主”的新角色。

但是，对于上网本所能起到的作用，AMD高级市场副总裁派特•穆海德表现出了谨慎的态度。“如果主流笔记本电脑市场无法得到增长，那么你所能做的只是以更少的钱提供更差的服务，这对于消费者而言可不是什么好事，对于硬件商和整个的渠道而言也都毫无益处。”穆海德说。

即便是凭借易PC“搏位”成功的华硕，也不得不对未来的激烈竞争感到一丝担忧。华硕CEO沈振来就断言，上网本的价格从2009年起预计大幅下跌。本已利润较薄的上网本如果再遇上价格战，生存就会很困难。

而据沈振来称，华硕上网本的未来路线，是逐步淘汰10英寸以下的上网本，屏幕越来越大，配置越来越强，与传统PC的差异越来越小。这更令业内人士的担忧加剧: 如此下去，上网本和传统PC正面竞争的局面恐将难免，这将侵蚀传统PC的市场销售份额。

变数颇多的上网本，已经令一些IT巨头望而却步。“上网本目前还是一项新生业务，还需要静观其变。”在苹果CEO乔布斯看来，上网本虽然“上位”，但还只是一个刚刚起步的产品，市场还比较混乱。而AMD首席执行官Dirk Meyer则表示，AMD不会把目标对准上网本设计。“我们认为PC形式的产品要优于上网本形式。”

评论

应用依然为王

我觉得，上网本已经成为目前市场中最热门的名词，其热度之高、影响之大，是所有笔记本电脑厂商之前没有完全预料到的。可是激动之余，我们是不是该好好想一想，我们是不是在随波逐流？

我也承认，上网本是一个革命性的产品。因为它，我们有了很多美好的猜想。SSD固态硬盘取代传统硬盘、Linux有望能够翻身、外观造型的革命……不过可惜的是，SSD固态硬盘还是太贵，微软依旧强势，上网本依旧是PC，无非是外观设计上旧瓶装了些新酒。面对上网本的日益同质化，我们是不是要冷静下来，好好反思？

我更愿意去相信，一分钱一分货，低价当然要对应低配置。对于上网本散热差、质量不稳定和性能上的诸多不足，我们或许也不应有太多的质疑之声。只是在当前上网本的低价混战局面下，一味为了低价而降低配置，究竟是不是上网本的本意？

我眼里的上网本，确实应该是低价的，但它更应该是理性的低价。它的最大卖点，不应该是如何如何便宜，而是给我带来了多少方便。我也不奢求这个小尺寸的东西能满足传统笔记本电脑的全部功能，在这个应用为王的年代，我更希望得到的，是无障碍的互联网接入、卓越的电池续航能力，以及简单而又不影响运行的应用软件。

所以，如果真的要说对PC产业的革命，上网本的革命价值就应该体现在这里。或许，这正是我们转变传统的“性能为王“观念的最好时机。

上位系统 篇12

音频设备广泛应用于音效的后续处理过程中,它将输入的音频信号实时处理后输出,使听众获得更美妙的声音。为了实现各种效果,在音频设备工作时,需要专业的操作人员进行参数设置和调整。因此,当多台设备同时工作时,会占用较多的操作人员;而且,当设备的应用现场和操作现场有一定的距离时,直接操作设备非常不便。所以,设计一种方法,实现对多台音频设备的集中和远程控制,是有实际意义的。

本文提出并开发了一种音频设备的上位机控制系统来实现对音频设备的集中和远程控制。在该上位机-音频设备系统中,计算机是上位机,单片机和DSP系统构成的音频设备为底层,上位机通过串口可以同时控制多台设备。该系统具有以下几个优点:1) 计算机中强大的Windows操作系统提供了友好的用户界面,使操作更加便捷,降低了对操作人员的专业要求;2) 实现对多台设备的集中控制,减少了操作人员数量;3) 计算机具有完备的扩展功能,可以为不同的音频设备提供各种接口。

实现该系统的难点在于,如何在不影响上位机快速响应用户操作的同时,将用户操作命令及时发送给设备。针对这两种功能对系统资源的抢夺,若采用传统的等待式的I/O操作模式极易造成线程阻塞或者系统反应滞后。为此,本文引入多线程技术。多线程技术广泛应用于有多种功能并存的协作式系统中[1,2,3,4],然而,在音频的远程控制系统中,仅仅使用多线程并不能有效地解决上述问题。因为,音频设备具有一个明显的特点:处理的实时性强,反馈性强。即它不仅经常被连续、快速地调节同一个参数,而且要求实时按照最新命令处理音频信号并输出,以辅助下一步的调节操作。可是,用户的操作速度很快,而硬件的通信速度却有限,当通信时间大于用户操作间隔时,就会出现设备响应用户操作滞后或者用户操作不流畅的问题。针对该现象,本文在引入多线程的同时,设计了一种冗余命令剔除机制。测试结果表明,该机制可有效减少通信次数,减少资源占用,既使上位机快速响应了前台用户的操作,又确保了音频设备及时地接收用户命令。

1系统总体介绍

1.1上位机功能

(1) 提供用户界面,响应前台用户操作;

(2) 通过串口发送指令,控制音频设备。

上位机系统中引入了Windows的双线程技术,分别负责上述两个功能。主线程,属于用户界面线程,负责将用户操作转换成命令代码及将音频设备的反馈信息显示到界面中;通信线程,属于工作者线程[5],负责与设备交互通信。

1.2音频设备功能

(1) 接收上位机的通信数据,执行指令;

(2) 按照设置的参数,实时处理音频信号。

音频设备中的主要器件是单片机和DSP,其中单片机负责与上位机通信并据此控制DSP工作;DSP负责音频信号的输入、处理和输出。单片机采用查询法接收上位机发送的串口指令。

2音频设备上位机控制系统的设计

2.1主线程基本类定义

上位机主线程利用Windows消息机制响应用户操作,并且将每一个用户操作定义为一个事件。多个事件构成事件队列。事件类的定义如下:

typedef struct _CtrlEvent{ //事件类的定义

DWORD deviceAddr; //设备地址标志

HWND wndHandle; //窗口标志

UINT ctlID; //控件ID标志

DWORD dataAddr; //数据地址标志

//上述为事件的四个标志

CtrlCmd Cmd;//事件中储存用户操作对应的命令及数据等信息

}CtrlEvent;

每个事件由两部分组成:事件标志和命令信息。事件标志中含四个标志变量,其意义如下:

窗口标志 用户操作时界面窗口的句柄;

控件ID标志 用户操作的控件对象的ID;

设备地址标志 用户当前操作的音频设备的ID;

数据地址标志 用户当前设置的参数在音频设备内部数据结构中的相对地址。

可见,随着用户操作的音频设备、界面窗口、控件对象和修改参数地址的不同,该操作所形成的事件中的各项标志也会不同。反过来,用户持续地、反复地对音频设备的同一参数进行操作,所形成的一系列事件中的各项标志都是相同的。

2.2双线程协作流程

用户对音频设备执行远程操作后,首先由主线程将用户操作整理为事件,并将其推入事件队列缓冲区;通信线程则不断从事件队列缓冲区中取出事件并发送给音频设备,使其及时响应用户的操作。为使两个线程协调工作,必须保证二者对其共享资源-事件队列缓冲区-的互斥访问。我们设计了如图1所示的双线程协作流程。该流程综合了操作系统自身的线程互斥机制(临界变量)、Windows消息机制和全局变量,保证了主线程和通信线程对事件队列缓冲区的互斥访问。

如图1所示,主线程和通信线程协作流程如下:

(1) 上位机程序启动,主线程开辟事件队列缓冲区,初始化临界区和空事件队列标志,并创建、启动通信线程。

(2) 主线程采用Windows消息机制,一方面响应用户操作,将其转换为事件推入缓冲区,另一方面接收通信线程抛回的消息在界面上予以显示。

(3) 通信线程启动后,采用查询法循环查询空事件队列标志和串口数据位。一旦检测到事件队列非空,则逐个取出事件筛选后由串口发送到音频设备。同样,一旦检测到串口有数据要接收,则立即接收音频设备返回的数据,并将其整理抛回主线程。

2.3上位机与音频设备的通信方式

根据上位机和音频设备通信功能的不同,我们采用了两种不同的通信方式:交互式与实时监控式。表1对其区别进行了总结,如图2为其流程机理。

(1) 交互式

交互式通信用于将用户对音频设备的远程操纵命令发送到设备中。它由用户操作触发,由主线程整理为事件并推入队列,再由通信线程发送给音频设备。并且,为保证用户的操作被设备正确地执行,交互式通信采用重发机制。即通信线程将一直等待设备给出正确回复,若设备回复出错或者失去回复,则通信线程将重复发送命令,直到回复正确或超过最大出错次数。至此,一次交互式通信完成。

(2) 实时监控式

实时监控式通信用于将音频设备的实时工作状态及时反馈给上位机并显示给用户。这种通信不需要用户触发,也不形成事件,而是随着通信线程的启动而启动,并循环进行直至通信线程终止。另外,实时监控式通信不采用重发机制。实时监控式通信的一个典型应用是:上位机实时读取音频设备的音量电平并将其显示在界面上,便于用户了解设备工作状态。

3冗余命令剔除机制

3.1必要性

受硬件限制,上位机与音频设备之间的通信速度远远小于Windows消息机制响应前台用户操作的速度。故若用户对设备进行连续、快速的远程调节,主线程将快速地将多个事件推入事件队列。此时,若采用传统的事件队列先入先出方法,即通信线程逐一的取出事件发送给设备,那么由于通信速度远远小于事件进入队列的速度,事件队列中将积存越来越多的事件来不及发送或者滞后发送,成为“过时命令”。继续发送“过时命令”直接导致设备得不到用户最新的指令,响应严重滞后。

防止事件积存的一种方法是降低上位机事件入队的速度。即要求在一次通信过程结束后,主线程才释放资源,再次允许前台用户新的操作并将事件推入队列。这种方法虽然可以解决事件积存问题,保证了设备能够及时得到并响应用户的最新操作。但是,它却降低了上位机用户界面的响应速度,使得用户的操作不流畅,界面不友好。

为此,我们设计了一种冗余命令剔除机制,对用户的操作事件进行有效性筛选,实现既使设备及时响应用户最新操作,又维持了上位机界面对用户操作的快速响应,保证界面的友好性。

3.2冗余命令剔除原理

在将用户操作转换为事件的过程中,我们为每一个事件添加了四个标志:设备地址标志、窗口标志、控件ID标志和数据地址标志。并且,当用户对设备同一参数进行操作时,如持续调节音量,其形成的一系列事件的四个标志项均相同。根据这一特点,我们在通信线程发送事件前添加如图3所示的机制,剔除所有“过时命令”中的重复性命令——冗余命令,只将最新的和最有效的命令发送到设备中。

如图3所示,在一个新的通信周期中,通信线程一旦发现事件队列非空,将按照先入先出原理取出事件1和事件2,逐项比较二者的各项事件标志。若四个标志完全相同,则表明事件1、2对应的是用户连续的调节设备同一个参数的操作,二者所含命令相同且事件2中参数较新,故事件1被判定为无效的“过时”命令,予以剔除。若两件事件至少一项标志不同,则说明二者对应于用户的不同操作,所含命令不同,均为有效,需要一一发送给设备。如此直至事件队列为空。事件队列的最后一个事件是实时性最好的事件,默认有效,直接发送给设备。

由此可见,冗余命令剔除机制最大限度地节约了通信次数,保证设备对用户操作响应的实时性。

3.3冗余命令剔除机制效果分析

下面以连续调节设备的音量和延迟时间两种操作为例,详细说明冗余命令剔除机制及其优点,示意如图4所示。

在图4中,调节音量和调节延迟时间这两种用户操作分别对应不同的事件,故事件参数不同,分别为音量值和延时时间。这两个参数在系统软件的数据结构中有不同的相对地址。音量:由0dB(事件1)调节到30dB(事件10),延迟时间由10ms(事件11)调节到1000ms(事件15)。由图4可见,主线程将用户的每次操作事件都推入事件队列。当用户连续操作时,由于一次通信所需时间远大于用户一次操作的时间,所以在通信线程完成一次通信的过程中,大量的命令事件积存到队列中(事件1～事件15),等待发送。若采取传统的先入先出方式,音频设备至少需要处理15个命令才能将音量调节到30dB、延迟时间到1000ms,而其中有13个命令是无效的。而采用冗余命令剔除机制的过程如下:逐一对比各个事件,其中因事件10和事件11的相对地址标志不同,判定事件10为有效事件,发送至设备;事件15为队列中的最新事件,发送至设备;其他事件因为各项事件标志均相同,被判定为冗余命令并剔除,即设备只处理了两个命令即完成了用户的要求。

4程序实现

本文中音频设备的上位机控制系统采用VC2005开发环境,上位机和音频设备之间的通信串口采用RS485接口。

4.1上位机程序

(1) 主线程

(2) 通信线程

4.2音频设备程序

5实验测试结果

在测试过程中,我们采用的单片机(PIC24HJ256GP610)主频设定为40MHz,串口通信波特率为19200bit/s;每个事件平均有27bytes (deviceAddr为4bytes, wndHandle为4bytes, ctlID为4bytes, dataAddr为4bytes, Cmd为6bytes, 数据长度位1bytes, 发送数据包起始位2bytes, 校验位1bytes, 结束位1bytes), 即216bits需要传输给DSP。假定用户连续调节音量50次,操作间隔为0.005s,若采用传统方式则DSP需要50×216/19200=0.5625s才能接收到用户最后设定的音量参数, 即相对滞后0.5625-0.005×50=0.2125s;而采用冗余命令剔除机制后,只有最后一个命令被保留并发送,所需时间为216/19200=0.01125s, 即DSP滞后0.01125s即可按照用户最后设定的音量值进行信号处理并实时反馈给用户,以辅助其进一步调节,实时性提高0.2125/0.01125=18.8889倍(详见图5所示)。

由上述分析及数据对比可知,在音频设备的远程操作过程中,尤其是当用户连续快速地调节同一个参数时,冗余命令剔除机制可以大大减少不必要的通信次数,节省系统资源,最大限度的保证设备快速响应用户最新的指令,同时不干扰了上位机对用户操作的快速响应,维护了界面友好性。

6结语

本文开发设计了一种针对音频设备的上位机控制系统。该系统要求界面友好、操作简单、扩展性好、实时性好。为了保证上位机在快速响应前台用户操作的同时,能实现与设备的通信,我们引入Windows中的多线程技术。主线程负责响应用户操作和维护远程控制界面,通信线程负责与设备实现交互式和实时监控式通信。

同时,为了解决在用户连续快速的操作设备时,由于硬件通信速度限制而导致的设备滞后响应用户操作的问题,本文在引入多线程的基础上,设计了一种冗余命令剔除机制。该机制既不限制或干扰上位机控制系统对用户操作的消息响应速度,又保证了底层音频设备及时快速的得到用户的最新命令。它最大限度地减少了通信次数,减少了系统资源占用,提高了整个上位机-音频设备系统的实时性。

参考文献

[1]张红斌,李广丽,刘觉夫.网络机器人多线程爬行的研究与实现[J].计算机应用与软件,2010,27(1):117-120.

[2]赵成林,姜周曙,唐峥,等.湿能空调测控软件的多线程设计[J].计算机应用与软件,2008,25(4):143-1451,57.

[3]陈智利,高明,杜玉军,等.多线程串口通信在闭气塞检测系统中的应用[J].计算机应用与软件,2008,25(5):185-187.

[4]景征骏,周军.基于多线程的集控式足球机器人上位机系统[J].计算机工程,20083,4(21):199-201,204.