多点监控

多点监控（共7篇）

多点监控 篇1

摘要：针对传统温度监控系统存在布线困难、线路容易老化等缺点, 开发了一种以CC2430为核心的多点无线温度监控系统。该系统采用ZigBee协议组成树状网络实现各节点之间的数据传输, 采用单线数字温度传感器DS18B20采集现场温度数据。在给出系统总体结构的基础上, 阐述了系统硬件电路的设计和软件的实现方法。系统具有界面友好、组网灵活、成本低等优点。经测试, 该系统取得了较为满意的监控效果。稍加修改, 还可广泛应用于各领域的环境参数自动监控。

关键词：ZigBee,CC2430,温度监控,DS18B20

温度在工农业生产中起着举足轻重的作用, 在冶金、医药、食品制造和化学制造等行业尤其显得重要。在适当的温度下生产的产品质量、产量和合格率会大大的提高[1]。传统的温度监控系统大部分是通过有线的方式组网传送数据。但是这种传输方式存在布线麻烦、线路容易老化和网络扩展性差等问题。所以无线温度监控系统越来越受到人们的青睐。

Zig Bee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据率、低复杂度的无线网络技术[2], 相对于传统的无线网络技术, Zig Bee具有支持多跳路由协议、自组网, 低功耗, 低成本等特点[3,4], 主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输[5]。用Zig Bee组成的无线网络取代有线网络是个不错的选择。本文设计的温度监控系统能够在监控端的上位机上对多个位置的温度进行设置、检测和控制。

1 系统设计方案

整个多点温度监控系统由上位机、协调器、路由器和温度监控终端组成, 采用Zig Bee协议组成树状网络实现各节点之间的数据传输, 如图1所示。下面对各模块分别介绍。

上位机为监控中心模块, 由PC机和声光报警系统组成。用Java开发的监控软件在PC机运行, 该监控软件能从串口读取协调器发送过来的实测温度值, 显示各温度监控终端的实测温度值, 设置各温度监控终端的期望温度值、上限报警值、下限报警值, 产生报警信号和向协调器发送期望温度值。

温度监控终端负责采集监控点的温度数据, 并把数据通过Zig Bee网络发送给路由器或协调器, 接收路由器或协调器发送过来的期望温度值, 根据期望温度值与实测温度值的偏差产生控制信号。路由器是连接温度监控终端和协调器的桥梁, 主要起扩大网络规模的作用, 距离协调器较近的温度监控终端可以直接把数据发送至协调器而不必通过路由器。如果网络规模较小, 可以不用路由器, 直接将协调器与温度监控终端作星型连接。协调器通过RS 232接口与上位机通信, 协调器与上位机之间还可以进行交互操作。

2 系统的硬件设计

协调器、路由器和温度监控终端的核心部件为CC2430。CC2430在单个芯片上集成了Zig Bee射频收发器核心和1颗工业级小巧高效的8051控制器[6]。片上资源丰富, 只需要很少的外围部件配合就能实现信号的收发功能[7]。协调器、路由器和温度监控终端通过ZigBee技术组成无线通信网络。其中路由器可由一个基本的CC2430模块构成, 相对简单, 不再讨论。

2.1 温度监控终端的硬件设计

本设计采用CC2430和DSl8B20作为主要芯片实现温度监控终端, 其硬件结构如图2所示。

DSl8B20是Dallas公司推出的1-Wire式单总线智能数字温度传感器, 与传统的热敏电阻相比, 它能够直接读出被测温度[8]。DSl8B20只有三线接口, 分别为地线、数据线、电源线[9]。CC2430的P1_3引脚与DS18B20的数据线引脚相连接, 通过该连接可完成CC2430与DS18B20的双向通信。

控制信号从P0口传出, 经光电隔离器件后进行D/A变换, 最后对模拟信号进行功率放大以便控制升温设备和降温设备。电源模块由分压、稳压电路和电池组成, 给节点提供稳定的3.3 V电源。晶振电路的本振时钟信号选择内部电路提供, 外围电路由晶体振荡器和2个负载电容组成。

2.2 协调器节点的硬件设计

协调器节点由CC2430芯片和外围电路组成, 外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路、微控制器接口电路和串口电路4个部分。协调器节点的大部分硬件电路与温度监控终端节点相同, 主要不同体现在串口电路。串口电路通过SP3223E完成电平转换和数据收发[10], SP3223E的R1OUT, T1IN引脚分别接CC2430的P0_2, P0_3引脚。串口提供了一个标准的9针串行接口, 如图3所示。

3 系统的软件设计

系统的软件实现是以Zig Bee协议栈为基础, 通过调用相关函数来编写应用程序。主要包括Zig Bee协调器的建立网络与其他节点的加入网络、其他节点与协调器的通信、温度监控终端对温度的读取及控制信号的产生和上位机软件的设计。

3.1 协调器节点的软件设计

在一个Zig Bee网络中, 只有协调器可以建立网络, 协调器承担网络管理和数据收发的功能。协调器在完成系统初始化、网络建立以及加入管理以后, 通过串口读取上位机发来的各温度监控终端的期望温度值, 将这些期望温度值转发给各温度监控终端, 转发成功后进入接收状态, 接收来自各温度监控终端的实测温度值, 并将数据通过串口转发到上位机上, 程序流程图如图4所示。

3.2 温度监控终端的软件设计

温度监控终端在上电以后, 进行节点初始化。在成功加入已有网络后, 接收来自协调器的本终端的期望温度值, 并保存该期望温度值。然后初始化DS18B20, 读取实测温度值, 并将实测温度值发送给协调器。根据期望温度值与实测温度值的偏差产生控制信号, 为了降低能耗, 温度监控终端的CC2430进入低功耗状态, 当定时时间到以后, 进入下一轮循环。温度监控终端程序流程图如图5所示。由于每个节点事先分配了一个惟一的地址, 当节点接收到一个数据包时, 先取出该数据包包头的地址与自己的地址比较, 如果一致则接收, 否则就丢弃。

3.3 上位机软件设计

本系统采用Java语言和Access运用面向对象思想开发上位机程序。上位机程序主要实现监控和数据处理两大功能。包含3个温度监控终端的监控部分的运行界面如图6所示, 主要用来与用户实现交互式操作, 设置串口, 显示实测温度值, 设置和显示期望温度值、上限报警值和下限报警值。按下“保存温度数据”按钮开始保存温度数据。按下“停止保存温度数据”按钮停止保存温度数据。按下“数据处理”按钮弹出“数据处理”窗体。可以查看历史数据、报表和温度统计数据。

由于Java SE本身并不提供对串口操作的类, 所以必须下载javax.comm包, 并配置编程环境[11]。Serial Port对象调用set Serial Port Params () 方法设置串口属性后, 再调用get Output Stream () 方法获得输出流对象, 输出流对象调用write (byte b[]) 方法将数组b中的内容写入输出流。同理, Serial Port的对象调用get Input Stream () 方法获得输入流对象, 输入流对象调用read () 方法接收串口数据。

4 系统测试

为了保证温度监控系统正常可靠的工作, 必须对系统进行测试, 测试系统由1台上位机、1个协调器节点、2个路由器节点、3个温度监控终端节点和升温降温设备组成。协调器节点、路由器节点和温度监控终端节点组成树状网络。测试结果表明:系统数据传输准确、可靠, 功耗小, 成本低, 能使实测温度值逼近期望温度值, 符合系统设计要求。

5 结语

本文提出了一种基于Zig Bee的多点温度监控系统的解决方案, 完成了以CC2430芯片为核心的传感器节点的软硬件设计。测试结果表明:基于Zig Bee的多点温度监控系统, 具有可靠性高、功耗小和成本低等特点, 能够满足多点温度监控系统的需要。Zig Bee方案组网灵活、传输可靠、成本低廉, 可以很好地解决有线通信方式布线麻烦、线路容易老化和网络扩展性差等问题。本系统稍加修改还可实现对湿度, 压强、光照度等参数的监控。

参考文献

[1]李强, 田国栋.基于DS18B20的室内智能温度控制系统设计[J].电子设计工程, 2012, 20 (3) :34-36.

[2]曹莉, 曾黄麟, 乐英高.基于ZigBee和MSP430无线温度控制系统设计[J].四川理工学院学报:自然科学版, 2012, 25 (1) :52-55.

[3]陈国绍, 丁莉, 王中生.基于ZigBee的大棚环境监测系统设计[J].物联网技术, 2013, 3 (10) :16-18.

[4]白晓亮, 宗晓萍, 孙雪.基于ZigBee的无线灯光调节器的设计[J].现代电子技术, 2013, 36 (4) :13-15.

[5]刘一婷, 杨恒, 张正炳.基于ZigBee的仓库监控系统设计[J].物联网技术, 2013, 3 (4) :33-35.

[6]李明亮, 蒙洋, 康辉英.例说ZigBee[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2013.

[7]陈晓燕, 庞涛.基于ZigBee网络的温室节水灌溉系统设计[J].传感器与微系统, 2013, 32 (5) :82-85.

[8]李萍.基于DS18B20的多路温度监测系统设计与仿真[J].现代电子技术, 2013, 36 (10) :122-124.

[9]吕建波.基于单总线数字温度传感器DSl8B20的测温系统设计[J].现代电子技术, 2012, 35 (19) :117-119.

[10]余谦.基于ZigBee与51内核的射频无线传感器网络节点硬件设计[J].物联网技术, 2013, 3 (7) :11-12.

[11]邱占芝, 于晓龙.基于Java的汽车衡称重管理系统关键技术[J].大连交通大学学报, 2011, 32 (4) :75-78.

多点乡土味 篇2

塔吉克自治县与巴基斯坦、阿富汗等国家接壤，只有3万多人口，海拔4000多米。这里以畜牧业为主，到了山区或草原；人烟稀少，常常走几公里也难得看到一户人家。但凡有人家之处；塔吉克人的那种淳厚、善良、热情好客，但凡有人家之处，塔吉克人的那种淳厚、善良、热情好客，都会让人感受到“人之初、性本善”的人间真情；还有那就地取材搭盖的土房子或毡房，总让人闻到泥土的芳香。

在路旁，我遇到一对塔吉克夫妇，得知他们的小牛犊丢失两天后失而复得。丈夫回望公路的远方，仿佛说：我的命根子是历经艰险才最终找到了，真是有惊无险啊！妻子将小牛犊如同爱子一样紧拉在膝下，怕再失去。她神情木然，似乎说：宝贝找回来了，这不是做梦吧？

在这块土地上拍照，我常常会被一个场景、一个动作、一个眼神所感动。静心而想，这是大自然赋予他们乡土古朴的美，无限的美，让我找到了一种心灵的平静。我从内心有一种渴望——用摄影去表现更多的乡土情韵。

在拍摄途中，我发现远处有一个黑影在移动，用长镜头拉近，原来是一个塔吉克汉子怀抱一个扎红头巾的小女孩，骑着毛驴走在我的左前方，悠哉！悠哉！远山、旷野、晃动的红头巾、矮小的毛驴不快不慢地走着。在渺无人烟的旷野，这个画面的出现，动与静在自然景物中形成了强烈的反差。

多点监控 篇3

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).

对儿女多点“宽容” 篇4

不可否认，现在确有少数晚辈对双亲不孝，甚至还有打骂虐待父母者，令人非常气愤。但是，这种情况毕竟是少数，多数情况下，事情并没有那么严重。有些老年人所以数落儿女，同自己观念陈旧，不能宽容儿女有关。

生活需要宽容。人生的欢乐之花，需要宽容的春雨甘露来浇灌和滋润。宽容是一种高尚的情怀与美德，是一种慈爱的表现，也是一种健康豁达的心态。对待儿女宽容一点，必能赢得儿女的好感和信任，使亲情更加温馨而持久。生活在这样温暖、和谐的氛围中，人自然轻松且愉快，心旷而神怡，坦然、安然加悠然，真是幸福无比，其乐无穷。孝敬老人是中华民族的传统美德，是维系家庭亲情的纽带，没有孝敬的家庭就不成其为家庭。但是，从老人方面讲，对儿女的孝敬问题，也要对具体情况作具体的分析。比如说，一种情况是无暇孝敬，因为工作太忙，没有时间，不是不孝敬；而是抽不出身子；还有一种情况是无力孝敬，有的工作单位效益不好，有的下了岗，生活难以为继，他们也想经常向父母表示一下孝心，但心有余而力不足，没有物质基础。这种情况你能过多地责怪儿女吗?应该看到，由于儿女们所受的教育、能力、境遇、职业不同，经济状况自然有异，有的手头宽裕，可能出手阔绰；有的收入低微，显得有点“小气”；还有的下岗待业，生活拮据，当然拿不出多少钱物来孝敬父母。虽然因经济困难不能给父母多少接济，但他们经常来看望，给双亲带来问候，带来亲情，不也是孩子们孝心的一种表示吗?

多点监控 篇5

关键词：粮情信息系统,无线通信

0 引 言

在信息化高速发展的今天,信息系统已经运用在越来越多的行业中。我国的农业信息化也不例外,在部分粮仓中已经使用了信息化的管理系统。

目前粮情采集监控系统[1]大都采用有线通信和直接供电的结构。而这种方式存在着一些缺陷,其中一个很重要的缺陷是需要在部署整个粮仓系统时布置大量的电源线和数据线,这样使得整个系统在布置过程中非常繁琐,也使得系统的成本非常的昂贵。采用无线通信技术和电池供电,正好解决了传统粮情信息系统中存在的缺陷。在整个系统布置时,通过无线通信的方式来减少数据线的布置,通过电池供电的方式来减少电源线的布置。这样使整个系统在部署时更加灵活多变,也使得系统的成本大大降低。下面将讨论无线通信在粮情监控系统中的应用。

1 粮仓监控系统的结构

在整个无线粮情监控系统的设计和实现过程中,需要涉及到众多方面。整个系统设计从类别上可以分为三大方面,第一是整体运行的硬件设计;第二方面是软件设计,其中软件设计可以分为两种:一种是底层硬件上的软件开发,用于控制硬件的正常工作;第二种是监控中心上的软件开发,用于给粮仓管理人员友好的人机互动界面。第三方面是通信系统的设计。通讯系统是各个业务单元之间沟通的桥梁,是整个信息系统中连接各大业务单元的信息通道。

在整个无线监控系统中,从上到下将系统分为三层来表述整个结构。最上一层是数据表示层,中间一层是数据通信层,最底层是数据采集层[2]。如图1所示。

数据通信层中采用无线通信的方式,通信频段选用的是433MHz,这个频段属于ISM(工业,科学,医疗公共频段)。在整个粮仓的采集部分,都采用电池供电,为了尽量延长电池的使用时间,在所有使用电池的采集模块程序中加入了睡眠控制模块。一旦粮仓中数据采集模块的通信结束,便让数据通信模块转入到睡眠,以降低电池的能耗。经过计算3600mAH的电池可以提供长达3年的使用时间。

2 无线粮情系统的通信结构以及协议设计

2.1 通信协议简介

在粮仓内部,采集器需要跟其控制的所有采集点进行会话,来获得采集点上所采集到的粮情信息数据。在自然环境里,如果人与人之间要进行沟通,且沟通双方需要理解彼此说话的含义时,就需要有一种语言沟通的标准,比如汉语。

2.2 基于令牌环网原理的自定义无线通信协议

在网络通信模型中,OSI把网络分为了7层。从数据链路层来看网络上传输的数据,通常把网络上传输的数据称为帧,在网络的两端传输的数据可以抽象为数据帧[3]。

通常数据帧可以分为四大部分。第一部分称为数据帧头。数据帧头的作用是用来标示在网络上传输一帧数据的开始,告诉数据接收端在后面跟着的是本次需要传送的数据。接下来的第二部分为数据部分,其中包括用户定义部分和传输信息部分。数据帧的第二部分的功能主要封装了发送端发送的数据。第三部分为数据校验部分,用来确保在网络上传输数据的正确性。最后一部分称为帧尾,它标志一帧数据的结束。

在自定义的协议中,数据帧头和数据帧尾都需要选用在传输数据中基本不出现的数据来区分与数据的边界。在这里选用了传输数据中不常用到的十六数0xAA和0xCC,用它们来表示一帧的开始和结束。

3 无线通信的软件设计

点对多点的通信中需要解决通信时相互碰撞的问题。在本课题的背景下,有两种避免冲撞的方法。第一种是类似于令牌传递的方式进行通信控制。如果最低层的采集点需要同上一层的采集器进行通信,必须首先获得通信许可,可以把它比喻成通信令牌。如果采集点需要跟采集器进行通信必须先得等待通信令牌,一旦得到通信令牌,便可以与采集器进行会话。通信完毕后令牌就像接力棒传递一样传递给下一个采集点。第二种方式则是类似于局域网中常用的载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)机制。这种通信是一种信道争用方式。所有想通信的节点,在要进行通信前需要先监听信道是否空闲。如果信道无人使用,便争用信道进行信息通信;如果监听到信道有人正在使用通信,则等待信道空闲时再使用信道进行通信[4]。

系统中选用了第一种多点间通信的方式,这种通信方式在多点间无线通信中更加可靠。在粮仓中采集点采集好了数据之后,就开始等待通信令牌的到来,如果没有到来就一直等待。程序中通信令牌的传递是靠上一层的采集器来控制的,它不断地向下一级的采集点传发令牌。采集点则通过无线信号接收函数receiver()来接收自己用于通信的令牌,通过while循环来控制单片机等待自己的令牌。一旦接收到自己的令牌后,向上级采集器发送自己的采集数据。发送完毕后等待采集器的确认。若上级采集器正确接收到了采集点发送的数据,则给采集点发送确认帧用于结束与此采集点的会话。采集点接收到确认帧后便开始让单片机转入睡眠状态,以减少电量的损耗。如果上层采集器在接收数据的过程中发生了错误,则会再一次请求下一级采集点地数据,采集点收到请求帧后,再一次发送自己的数据,直到收到采集器发送的确认帧后,采集点单片机转入睡眠。程序片断如下:

粮仓中采集器的作用是采集下一层所有监控采集点上的数据。它需要对所有的采集点进行循环扫描。首先,采集器为每个采集点准备相对应的令牌。准备好令牌帧后,通过transmitter函数发送令牌信息。采集器发送完令牌帧后,等待接收采集点上的数据,若在一定的时间内未接收到采集点发来的数据,则认为令牌帧在发送过程中丢失或是采集点发送的数据帧在传输过程中丢失,便重新发送令牌。若这个过程持续三次依然没有接收到采集点发送上来的数据,便认为采集点是在睡眠不能进行会话,于是进行与下一个采集点的会话。如果采集器接收到了数据帧,首先对数据帧中数据进行校验,判断数据的正确性,若不正确则再一次请求采集点发送数据。若对数据校验后是正确的,则调用存储函数Store data对数据进行存储。最后给采集点发送确认帧。采集器上的程序流程相对采集点上的较复杂一些。

4 总结及展望

通信技术的不断发展,已经从有线阶段逐步迈向无线领域。这已经成为当今通信技术的一个发展趋势,它打破了原有有线通信的束缚,使人们可以随心所欲地跟外界进行信息交互。

参考文献

[1]Anish Arora,Ted Herman,Mikhail Nesterenko,et al.ExScal:Elementsof an Extreme Scale Wireless Sensor Network.11th IEEE InternationalConference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Ap-plications 2005.

[2]陈琳.智能传感器的模块设计[D].吉林大学,2005.

[3]Andrew S Tanenbaum.计算机网络[M].潘爱民,译.4版.北京:清华大学出版社.2004.

多点监控 篇6

1 视频监控现状

水泥厂中控室的主要设备是DCS系统的操作员站和生产过程视频监控显示器。目前大部分水泥厂的DCS系统包括操作员站已相对成熟和完善, 但生产过程视频监控系统比较薄弱, 大都只配置了窑头、篦冷机高温电视及熟料输送、生料立磨料床厚度指示等少量视频监控装置。生产过程控制中有不少监控盲区, 如窑尾预热器和分解炉系统的下料管翻板阀, 需经常由巡检工步行或通过电梯上下窑尾框架巡检观察是否正常动作, 劳动强度大且不能及时发现问题。

造成水泥厂视频监控系统配置薄弱的主要原因:1) 业主或设计单位对监控系统及显示设备的技术进步了解不够, 新建生产线时往往参照同类生产线配置或复制原有设计;2) 多点视频监控时显示器的选择和布置问题。目前水泥厂中控室大都采用悬挂式电视机 (液晶或CRT) 作为显示器, 受中控室空间和布置位置限制不能挂得太多。在电视机数量有限的情况下, 如需较多的视频监控显示, 只能采用分割画面 (一台电视机分2个或4个画面显示) , 会使显示画面尺寸过小, 不便监控观察。

2 监控点的设置及用途

根据工艺流程、生产设备和操作监控要求, 该生产线确定需实时显示的监控画面22个, 具体为:

1) 生料配料系统5个:石灰石、工业废渣配料皮带秤各1个;硅质、铁质校正料和黏土配料皮带秤及板式喂料机各1个, 可同时观察皮带秤、板式喂料机的设备运转和料层情况 (断料、大块等) 。

2) 生料立磨系统4个:入磨皮带机和吐渣皮带机各1个, 可观察设备运行及料层情况, 对立磨吐渣量和吐渣粒度的监控有助于及时调整立磨系统操作参数。立磨料床厚度和入磨三道锁风阀各1个, 三道锁风阀动作频繁, 通过监控可及时发现和处理故障。

3) 窑尾预热器和分解炉系统7个:入窑生料皮带秤1个;其他6个点用于监控各级预热器下料管翻板阀的动作情况, 其中C1a和C1b各1个点, C2、C3和C5各1个点, C4单幅画面监视2个翻板阀 (C4料流分两路进入分解炉) 。由于下料管翻板阀是否正常动作对窑尾预热器和分解炉系统的工况影响很大, 对其实时监控有较大价值。

4) 窑头3个:分别为窑头、篦冷机高温电视及熟料输送链斗机常温摄像, 属水泥生产线的常规配置。

5) 煤磨 (管磨) 系统3个:原煤输送皮带机、喂煤皮带秤和入磨下料管双翻板锁风阀, 对锁风阀的监控有利于控制入磨冷风量, 确保入磨热风温度。

3 多画面大屏幕监控显示方案比较

实现上述多点监控要求主要有两方面的技术工作:一是多点监控的摄像、信号传输和处理;二是多画面大屏幕显示方案及技术经济比较。

1) 在本项目中, 窑头和篦冷机高温电视成套外购, 需做好信号的采集和无缝融合同步显示系统的接口问题;其他20个监控点选用合适的常温高清摄像头, 主要是做好摄像角度选择、焦距调整和安装布置等工作, 为了防止信号干扰、现场摄像头至中控室采用光缆传输图像信号。

2) 按目前国内已有技术, 多画面大屏幕显示器可供选择的方案和主要优缺点如下:

(1) 液晶电视拼接墙:画面亮度和对比度好、造价适中, 但各画面间有较大 (5.5m×2mm左右) 的拼接缝, 影响监控观察效果。此外, 有部分水泥厂使用多台电视机机械叠装形成电视墙的办法, 各电视机之间的拼缝很大, 很笨重。

(2) 投影电视拼接墙:画面亮度和对比度较好, 但各画面间仍有拼接缝;普通投影电视拼接墙不能连续长期工作, 要求连续长期工作时需采用LED或激光光源的光学引擎, 造价较高。

(3) 室内LED拼接墙:亮度极高、受环境光影响小、色彩鲜艳、物理拼接缝较小。缺点是造价高, 且产品分辨率低, 画面有明显颗粒感, 不宜近距离观看。

(4) 单个超大屏幕电视机多画面分割显示:画面亮度和对比度好、实施方案简单, 但显示尺寸有限且造价过高。

(5) 无缝融合投影显示墙:使用多台投影仪或专用光学引擎合成大画面, 可实现无拼接缝超大尺寸显示, 造价较低。缺点是采用正投影方式时在环境光较亮情况下画面对比度差。此外一般投影仪的有效连续工作时间为3 000h左右, 在水泥厂中控室应用时使用寿命短。

经技术经济比较, 本项目采用无缝融合投影显示墙。投影电视墙有正投影和背投影两种方式, 为节省造价本方案采用正投影方式, 在发挥其优点的同时通过多项技术措施弥补不足。

4 无缝融合多画面投影显示墙的技术要点

1) 应用计算机图形处理技术形成超大尺寸无缝融合投影显示墙

在采用投影方式时, 单个投影画面尺寸过大会影响画面亮度和图像清晰度。为实现大尺寸显示、需使用多个投影画面拼接。传统的拼接方法由多台投影机投射单个分画面、通过分画面的物理拼接而形成大尺寸画面, 每个投影分画面之间有明显的拼接缝, 如图1a所示。本项目采用边缘融合拼接技术, 如图1b所示, 整幅投影画面由不同投影机投射的分画面拼接组成, 通过计算机图形无缝融合软件对画面重叠部分的羽化处理, 消除重叠部分的多余亮度, 从而使重叠部分得到还原, 整幅画面没有任何拼接缝。此外, 应用计算机图形处理技术后, 在全屏范围内可任意开设画面显示窗口并对窗口进行缩放和漫游等操作。

2) 采用激光和LED混合光源投影仪提高有效使用寿命

投影仪的有效工作寿命主要取决于光源, 目前大部分投影仪的光源为超高压汞灯 (UHP灯) , 不适合长期连续工作。本项目选用新近由CASIO公司出品的XJ-H1750型激光和LED混合光源投影仪, 成像芯片 (pener) 采用DMD技术。除了投影画面质量较好、价格适中外, 可适应长期连续工作要求, 其有效工作寿命为20000h以上, 且更换光源后可继续使用。

3) 自制光学反射墙代替投影幕布以提高反射率

正投影大都采用投影幕布成像, 一般的投影幕布反射率为0.5左右, 图像亮度损失较大;此外对环境光的相同反射会造成正投影画面对比度降低。本项目采用特殊反光漆自制反射墙, 投影光的反射率达0.8以上;有粗略的定向反射性能, 通过降低环境光的反射率提高正投影画面的视觉对比度。

5 监控信号处理流程

图像信号传输和处理流程见图2。中控室的投影显示墙见图3。

1) 为减少生产现场大型电气设备和变频调速等设备运行时的信号干扰, 提高监控图像的清晰度, 在采用屏蔽和良好接地的基础上, 现场监控摄像头的图像信号分组就近引入视频光端发送机, 通过光纤接入中控室, 再由接收光端机还原为视频信号并接入硬盘录像机。通过硬盘录像机存储调用视频信号, 并可通过网络接口供远程计算机调取。

2) 需显示的监控画面由无缝融合主计算机中的VGA采集卡从硬盘录像机直接调取, 画质清晰, 信号稳定, 无延迟;部分画面使用视频采集卡采集。无缝融合主计算机至投影仪的信号采用HDMI高清视频传输, 以提高清晰度。

3) 由无缝融合主计算机实现对需显示画面的信号选择和处理, 并通过无缝融合软件完成对各分画面重叠部分的羽化, 处理后的分画面由各台投影仪分别投影, 在反射墙上形成无拼接缝整屏显示。

4) 和水泥中控室传统的悬挂式电视机监控显示或普通安防系统目前常用的8路和16路分割画面监控方案相比, 本项目有3项提高使用功能的技术措施: (1) 可设置n个监控点 (增加监控摄像头) , 重点监控画面在显示墙上实时显示, 其他监控画面储存在硬盘录像机中, 根据监控要求由操作员灵活选择需显示的监控画面或调整各监控画面在显示墙上的位置; (2) 需观察细节时, 操作员可在投影显示墙上局部放大画面; (3) 扩展灵活。本方案目前采用3台投影机投影形成4.8m×1.5m的无缝融合显示墙, 用于3 000t/d生产线的监控, 以后可便捷地扩展为n×4.8m×1.5m的显示墙, 用于水泥粉磨系统或第2条熟料生产线的监控。

6 使用总结

1) 本项目于2013年3月完成调试并投入使用, 经一年的连续使用, 工作情况稳定, 使用功能达到设计要求, 为生产过程监控和管理提供了一定的良好条件。在生产过程中, 中控操作员已多次通过本系统发现和处理各种现场问题, 如及时发现配料秤断料并通知岗位人员处理;通过对立磨吐渣量和吐渣粒度的观察及时调整立磨系统操作运行参数等。通过生产视频监控, 有关管理人员还多次及时发现并纠正生产现场的安全操作问题。如试生产调试过程中, 一名员工在设备已准备启动时, 到传动部位上测量, 中控人员通过监控画面及时发现并制止, 避免了一起重大事故。

与新型干法水泥生产线常规监控和显示器配置相比, 本项目虽然增加投资近17万元, 但从提高操作运行水平和防范事故两方面, 已明显体现其使用效果和经济价值。

2) 本项目采用的多画面大尺寸无缝融合投影显示墙在水泥行业初次应用, 属试验性质。由于项目投入资金有限 (小于20万元) , 投影显示墙采用正投影方式, 在环境光较亮时 (阳光通过窗户透入) 监控图像的对比度较差, 目前通过对中控室加装遮阳窗帘等措施弥补。如果增加投资, 可改用背投影方式的无缝融合显示墙, 可克服环境光的影响, 效果会更好。

此外, 本项目在配置后台视频服务器及相应软件时可兼具对视频监控画面的事件识别分析能力, 连接自动化系统后可进行事件自动处理。如通过监控画面自动分析各配料秤是否正常工作, 不正常时发出判定信号并自动调整或报警。

3) 近年来的超大屏幕显示技术应用发展较快, 在钢铁、石化和电力等企业使用超大屏幕投影电视拼接墙 (背投影方式) 较多, 主要用于生产过程监控和调度控制。LED拼接墙主要用于户外广告宣传;液晶电视拼接墙在大型安防和监控系统 (如公安、城管) 应用较多。无缝融合超大屏幕投影显示是2005年前后发展起来的新技术, 2010年上海世博会期间在各展馆大量应用。相对而言, 水泥行业生产过程监控技术特别是超大屏幕显示技术的应用发展较慢。

繁简得当，多点伏笔 篇7

一、简笔繁笔，各得其宜

写作之繁简，不同于生活中人们说话的特点。生活中喜欢三言两语讲故事的人，作文中应该慢下节奏，多用繁笔进行场面描写;生活中喜欢絮絮叨叨的人，作文中应该加快节奏，与中心无关的话少讲甚至不讲。一支笔，谁做主，应该全凭文章的表达目的而定。下笔不要面面俱到，应错落有致。《水浒传》中的“鲁提辖拳打镇关西”一节，虽说只打了三拳，却洋洋洒洒地写了好几百字，详尽地写出了鲁智深那种伸张正义、惩罚恶人的痛快淋漓劲儿，强烈地感染着读者。而《武松打虎》中写景阳冈山神庙，只“破落”二字，便活画出人迹罕至老虎出没的景象。金圣叹读到此处批道：“我当此时，便没虎来也要大哭。”2015年高考江苏语文有一篇满分记叙文《鸡婆》，故事情节其实很简单，就是“养鸡为种葡萄服务”这几个字。但是整篇作文却是娓娓道来，有条不紊，舒张有致，很是耐人寻味。那么考生的功夫下在了哪儿呢？“铺开情节，注重场面描写，写葡萄的少，写人事的多。”——这就是作者的精明之处。

鸡  婆

江苏一考生

①几年前，我们村里掀起一股“葡萄热”。大多数人家沿着村里的一条河，种起了葡萄，多则上百亩，少则数十亩。靠着好水，好地，人人都盼望着能发笔财。于是，不用招呼，一家老小全忙活开了。东头的王阿婆家也不例外。

②但是，跟别家不同的是：人人都一门心思侍候葡萄，恨不得一人当两人用，王阿婆却养起了数十只鸡。放假回家的我，曾听伯伯背地里议论：“等葡萄熟了，谁还在乎那几只鸡啊？真是脑袋不开化的讷老人！”据说，王阿婆的家人也十分不解，儿媳妇还为此与她闹僵：放着大钱不赚，偏偏侍弄那几只鸡！所以，背地里，家家都护起了自家的园子，生怕鸡啄了宝贝疙瘩葡萄秧。没多久，大伙儿还偷偷送了她一个绰号：讷脑袋的鸡婆！

③开春了。虽然头年里葡萄不结果，但还是抽出了嫩绿的芽儿。亮晶晶的阳光迸溅到有如翡翠的嫩芽上，照亮了常年只与黄土打交道的庄稼人的眼。他们看在眼里，喜在眉梢。天愈暖，家家愈忙活：修芽儿，绑枝，扎架，全都干得高高兴兴，热火朝天。至于那不时传来的鸡鸣，则让他们一次又一次地笑话鸡婆的愚讷。

④漫长的等待期过去了，葡萄枝开始回报庄稼人对它的照料：长了密密的叶子，开始结起一颗颗如同绿玛瑙的小圆果。这可喜坏了庄稼人，也忙坏了庄稼人，施肥，打药，除草，一样也不能少哇。只是奇怪的是，鸡婆那成天唠叨着的儿媳，又重新对婆婆毕恭毕敬起来。不过，大伙儿都没心思关注这些事啦。

⑤葡萄成熟了。但人们怎么瞧怎么不对劲，为啥收葡萄的人都往鸡婆家跑？蹭过去瞧瞧，还是不对劲，为啥她家的葡萄看上去比自家的大，尝一尝竟比自家的甜？难道傻人有傻福？

⑥王家人喜得合不拢嘴，为啥？就因为自家并未花什么钱用在农药、肥料上。虫在哪里？鸡肚子里！草呢？鸡也啄了！肥料呢？你说鸡粪中不中？人们这才恍然大悟，同时也改变了对鸡婆的看法，并为自己当初的暗嘲而不是滋味。

⑦鸡婆依然讷讷的，偶尔自言自语一句：“用心呀，得用心呀……”

⑧望着王家映满明亮亮阳光的葡萄，一粒一粒，皆如发黑的紫水晶，争先恐后地露出厚实肥壮的叶子，乡亲们不禁感慨：原来鸡婆脑袋真灵啊！

[点 评]文章第②段写村民对王阿婆养鸡的评论用的是繁笔。为什么？这是考生故意使的一招——“欲扬先抑”。一下子就将读者的目光聚焦到王阿婆这种古怪的做法上。读者探究的欲望一下子就被这一段的繁笔调动起来。

第③④两段写葡萄培育的过程，不繁不简。对全文800字的贡献恰到好处。作者用较多的笔墨去描写村民的面部表情“高高兴兴”“喜上眉梢”……目的与第②段刚好相反，由“欲扬先抑”变成“欲抑先扬”。就这样轻松地一变，阅卷老师就能见出该考生笔法之老练高超、灵活自如。他写儿媳态度的转变用的是简笔，只“毕恭毕敬”四个字就埋下了伏笔，留下了悬念，再一次勾起了读者追根究底的欲望。

第⑥段用繁笔，因为它是开头悬念的谜底之所在，是作文题的主旨“智慧”之所在。

第⑦段用简笔，给读者留下了最大的想象空间：这个王阿婆到底长什么样子呢？看起来是不是真的木讷讷呢？

二、穿插回忆，多点伏笔

文似看山不喜平，得有个高低起伏方为美。叙述故事最忌讳的就是流水账、一条藤。即使在情节上达不到波澜起伏，摇曳多姿的境界，至少在叙述的顺序上也应笔法灵活、富有变化。这里强调两种方法：一是颠倒时空，尽可能地穿插回忆性内容;二是在合适的地方埋下伏笔。记叙文中“穿插回忆”的好处是能让文章内容更丰富，人物形象更丰满。《记念刘和珍君》的主体线索是对“三·一八”惨案的揭露，但鲁迅先生在文章的开始却回忆了早前与刘和珍相识的过程。这一穿插回忆的好处是：既能够表现主人公的好学上进，也有利于拉近读者与刘和珍的情感距离。所以不可或缺。“伏笔”的好处一是让故事的结局若隐若现，激发读者猜测的欲望;二是当读者知晓故事结局时因为“伏笔”的存在就能产生一种前后勾联、恍然大悟之感。莫泊桑的《项链》就是留有伏笔的经典之作，基本上每一位读者看到“假项链”的结尾都有一种“意料之外与情理之中”的感觉。怎么留伏笔？其实也简单。叙述故事时有意无意地透露一点想法，往主要情节上靠一靠就行。来看2015年高考湖南语文的一篇满分作文，这篇作文在“穿插回忆、多点伏笔”这两个方面都做得很好，值得研读模仿。

虽去不了远方，也不负春光

湖南一考生

①这天一直在下雨，春树给卧病在床的父亲喂了饭后，就拿了个板凳坐在门口，向门外望去，看着朦胧的远处发着呆。

②春树是个不幸的孩子，他家是村里的贫困户，妈妈因为忍受不了这个潦倒的家而离家，哥哥早早地外出打工，只留春树和父亲住在这破旧的屋子里。春树小时候被开水烫伤过脸，脸上留下了难看的疤，虽然村民们都很淳朴，没有排挤他，但他内心深处却有一块疤，他很自卑。他努力学习，成绩优异，却读完高中后就回家干活，照顾父亲——家里没有足够的钱，父亲身体越来越差。

③春树很喜欢看课外书，从课外书里，他看到了外面的世界，外面有高楼大厦，有摩天轮，有很多新奇的事物，他是多么渴望外面的世界啊。可是他的父亲，他的脸，都让他无法在外面的世界讨生活。

④雨渐渐停了，他站了起来，他想到外面走走。他很郁闷，想散散心，走着走着，看到一个果农在采摘水果。那果农见着他，就咧开嘴笑了：“哎呀呀，来得正好。来，揣几个橘子给你爸爸吃。这橘子啊，可好销了，它是要运到全国各地的呀，贵着呢！”春树看着一棵棵橘子树，它们的形状并不好看，扎根在这大山的泥土里，却结出这么甜美的果实，他好像明白了什么。

⑤回到家，看了看哥哥几天前寄来的信。有几张城市风景的照片，背后有几行字：弟弟，大城市虽美，但繁华背后也有着无尽落寞。你这么聪明，一定能在家乡有所作为的！

⑥若干年后，还是这个山村，那里虽不富裕，但村民都很淳朴。你只要走进那里惟一的小学，就会看到一群小学生坐在老师周围，满脸笑容地听他讲课。老师瘦瘦的，脸上有疤，但他的声音是那么自信，那么洪亮动听。他在这里教了好多年书了，孩子们都亲切地叫他“大哥哥”，他教的小学生，有的考上大学，去了大城市，有的毕业后，留在了这所小学。这么多年，也算是桃李满天下了。

⑦有记者采访他，问他为什么要在偏僻的山村里办小学。他平静地说：“只想让更多人能接受教育。”记者想采访他早年经历，他不好意思地说：“以前，总想着去外面，但又去不成，后来一想，自己出不去，可以帮助别人出去嘛，就在这里办了学校，虽然去不了远方，也不负春光。”

[点 评]文章起笔就用一个细节描写“看着朦胧的远处发着呆”推出了一个内心有迷茫但又不甘心的青年形象。既然是讲故事，记叙文的开头不宜啰嗦，最好开门见山，直接切入。这点本文做得很好。

第②段与第③段作者没有接着第①段往下叙述，而是慢下节奏，宕开一笔，插叙了主人公春树过去更具体的生活状况，披露了春树长期以来的内心世界。这些内容的穿插既使春树的形象更丰满、更具体可感，也为下文情节的进一步展开作了必要的铺垫，并在情感上为读者对春树的敬佩积蓄力量。如果再算上为全文的所作的贡献，可以说这两段的回忆性叙述就是“一举四得”。

第④段中，“橘子树”就是伏笔，它让春树似乎明白了“理想可以延续、传递”这个道理。

第⑤段，照片后面的几行字也是伏笔。读者可以预料到，在不断的启发之下，主人公春树这个小伙子虽然身处逆境，但他最后一定会有不凡之举。

第⑥段用繁笔，有他的道理。因为主人公的形象在这里有质的飞跃，得到了升华。

对春树的正面描写只在第⑦段中一笔带过，但这正符合山区青年朴实无华的性格特征。总体说来，这位考生多角度多手法灵活用笔，既有面上的叙述，也有点上的描写。因而文章从整体上看显得浑然一体，深入内部又错落有致，完全配得上满分作文的称号。

放松——紧张——兴奋，交替轮回，这就是节奏。文坛大家林语堂对写作之事有一精妙比喻：作文只须顺势，如一条小河不慌不忙，依地势之高下，蜿蜒曲折，而一弯溪水妙景，遂于无意中得之。若必绳以规矩方圆，量以营造法尺，结果只成一条其直如矢毫无波澜、毫无曲线的运粮河。此言是对记叙文节奏的最佳阐述，请同学们结合两篇例文细细品味领悟。