自动触发（共9篇）
自动触发 篇1
摘要：为实现MOSFET(Metallic oxide semicendctor field effect tramsistor)剂量测量系统与核通高剂量率后装放射治疗机(microSelectron-HDR)辐射与测量的同步,设计了一个基于接口电路的触发系统,并在Qt平台下开发了相应的监测和采集触发程序。经测试证明,连接控制系统运行稳定,工作可靠。所采用的串口检测技术也可以扩展到其他医疗设备的连接应用上。
关键词：串口,MOSFET,剂量,触发
0 引言
随着放射治疗技术的发展,金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET(metallic oxide semiconductor field effect transistor)探测器近几年开始应用于放射治疗剂量监测。MOSFET探测器具有体积小,灵敏度高,易于通过人体的自然腔道置于人体内,有利于应用MOSFET探测器在治疗过程中对体内吸收剂量进行监测[1,2,3,4,5]。MOSFET剂量系统一般由剂量仪,MOSFET探头和采集计算机组成,可实现实时采集、显示和数据存贮。目前MOSFET剂量系统一般与放射治疗设备(医用加速器或后装治疗机)之间没有直接的通信连接,MOSFET剂量采集启动与停止需人工手动方式进行操作,而人工操作方式不能保证每次剂量采集时刻的一致性。为了MOSFET剂量系统与放射治疗设备之间实现辐射与采集同步,获得采集起始时刻一致的测量数据,更好地科学分析辐射剂量规律,因此需要设计一个能够将MOSFET剂量仪和放射治疗设备相连接的采集触发系统解决上述问题。
为了实现MOSFET剂量系统与核通高剂量率后装放射治疗机(microSelectron-HDR)关联连接,提出了一种无需下位机的接口电路连接,计算机通过软件监测后装治疗机辐射状态,在辐射启动的特定时间段进行剂量采集。设计内容包括硬件和软件两个部分,硬件部分为串口接口电路的设计和制作,软件部分为串口检测和采集触发功能的程序设计。
1 材料和方法
研究中所使用MOSFET探测器和剂量读数仪由澳大利亚Wollongong(伍伦贡)大学医学放射物理研究中心研制。MOSFET探头通过一个六针接口与专用剂量读数仪相连,剂量读数仪由4节1号电池供电。剂量仪外接计算机后,读数软件可对探测器进行实时读数,并能记录多个通道数据,采集数据保存为Excel格式文档,方便数据处理与分析。
核通后装放射治疗机(Nucletron)具有18通道,是采用高剂量率铱-192为放射源的近距离照射治疗机。该机具有放射源位置检测电路,后装放射源的辐射状态由检测电路获取,通过光电隔离后输送给后装机控制计算机。
1.1 系统方案设计
系统为实现核通后装机对MOSFET剂量测量系统的触发控制,因此需要设计一个通信通路,由后装治疗机将辐射信号传递给MOSFET剂量测量系统,控制剂量系统的采集启停。核通后装机的辐射状态可以由检测电路中获得,本文采用计算机通过串口检测后装机的辐射状态信号来实现。如图1所示,由于剂量仪与计算机之间的数据通信使用了串口1(COM1),COM1为剂量采集通道,因此增加COM2为后装机辐射状态检测通道。根据图1的设计框架,RS232接口电路与串口检测在触发程序协同下进行剂量采集系统与后装机之间的通信,实现MOSFET剂量测量系统采集与后装机治疗的同步。
1.2 接口电路设计
RS-232C标准的全称是EIA-RS-232C,其规定了连接电缆、机械和电气特性、信号电平和引脚功能、传送过程等。串口DB-9接头的各针脚定义如表1。
在9个引脚中,TXD、DTR和RTS可以作为输出控制,DCD、RXD、DSR、CTS和RI可以作为输入检测。串口逻辑电平规定:逻辑1电压为-3 V~-15 V,逻辑0电压为+3~+15V。RTS、CTS、DSR、DTR、RI、DCD电压为正时信号有效,GND为各引脚电平的参考地[6,7]。当输入引脚的电平发生变化时,可以通过计算机检测到该变化。
基于后装机的辐射状态表现为开关信号,开关状态完全可以通过输入引脚的逻辑电平进行检测,因此本文采用DCD电平状态实现信号检测。
1.3 串口检测及触发软件设计
MOSFET剂量采集系统的软件基于Qt 4.7进行开发,Qt是一个基于C++的跨平台应用程序和UI开发框架。因此,辐射检测和触发功能的设计,需要在MOSFET剂量采集软件的基础上开发。辐射检测和触发的模块的工作流程如图2。程序启动后首先进入初始化界面,用户通过界面设置串口号、延迟时间等,串口初始化后进入DCD状态的实时检测。当DCD电压由低变高时(即后装放射源进入辐射治疗状态),进入计时器倒计时子程序,在计时完成后触发MOSFET剂量采集子程序,实现自动触发采集功能[8,9]。
2 结果
2.1 串口接口电路
根据上文串口工作原理,设计了一个简易的串口检测接口电路,实现后装机与计算机的通信连接,串口接口电路如图3所示。DCD引脚作为信号输入点,后装机辐射状态信号接入DCD引脚,计算机检测串口DCD引脚电压状态,实现后装机的放射源到位的检测。
图3中,开关S1代表后装机辐射状态的开关。当放射源在安全位置时开关闭合,1脚(DCD)与5脚(GND)相连通,处于低电位;当放射源离开安全位置进入治疗位置时,1脚(DCD)的电压由7脚(RTS)输出正电压而处于高电位。本电路由串口供电。由MOSFET剂量仪的计算机(软件)监测DCD脚的电压状态,若由低变高,则启动MOSFET的剂量采集;若由高变低,则采集停止。
2.2 串口检测及触发软件设计
根据接口电路信号设计规定以及串口检测触发工作流程,在Qt平台编写程序并进行测试,结果系统能按要求工作。
系统硬件及软件部分按照上述设计完成后,经过实际测试检验,证明系统工作正常,达到了设计要求。
3 讨论
一般而言,在具有开关量输入输出的应用系统中,通常是采用上位机和下位机的结构模式,下位机一般采用具有通信功能的单片机来处理串口数据,但是采用下位机的方式有其不足:当下位机的处理能力不足或受到干扰时,会发生系统的稳定性差、实时性差、控制复杂、误动作多和效率低等问题。在放射治疗的辐射检测条件下,大部分的放射治疗设备本身均有辐射启动信号,因此较为容易获得。所以,与采用下位机的方法相比,采用串口接口电路更为简易,无需外部供电,减少了不必要的下位机设计,因此更加方便、稳定和可靠。
目前在医疗设备应用中,例如在剂量仪与辐射治疗机之间,在呼吸门控装置与CT相连进行4维CT扫描,以及门控装置与医用加速器进行呼吸门控治疗,建立两者之间同步工作时,都可采用本设计实现。
4 结论
本研究通过设计一个MOSFET剂量系统与后装治疗机之间的串口自动检测和触发系统,实现MOSFET剂量采集与放射治疗机辐射同步的功能。经测试证明,通过串口检测接口电路实现计算机自动检测后装机放射源辐射状态的方法,具有设计简单、可靠的优点,实现了数据测量时刻的一致性,对测量数据后期分析具有重要意义。本设计思路亦可推广到其他医疗设备的状态监控和触发信号获取方面的应用。
参考文献
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[9]李长林,高洁.Visual C++串口通信技术与典型实例[M].北京:清华大学出版社,2006
自动触发 篇2
我无动于衷澹定一意孤行
脆弱的老套常理 抱歉对我不灵
到这里首先看破的叫运气
染色体 被唤醒 cause
痛赋予了我使命
越伤得彻底 心越过瘾
boom boom boom
战栗 都免疫 cause
我不信那C`est La Vie
要找到属于自己的真理
触发无限 闪耀传奇
（撑过深夜指引黎明
把世界全装进车里）
我用姓名 燃上火炬
（跟我一起疯狂的老去）
看雨缝补晴空 看风催光破蛹
我扛爱扬动 为你陷阵冲锋
守护每分钟 直到末日尽头
那并不是殒落 而是我向下俯冲
挑战是最高层级 质疑攻坚逆袭
我无动于衷澹定一意孤行
脆弱的老套常理 抱歉对我不灵
到这里首先看破的叫运气
染色体 被唤醒 cause
痛赋予了我使命
越伤得彻底 心越过瘾
boom boom boom
战栗 都免疫 cause
我不信那C`est La Vie
要找到属于自己的真理
触发无限 闪耀传奇
（撑过深夜指引黎明
把世界全装进车里）
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（跟我一起疯狂的老去）
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守护每分钟 直到末日尽头
那并不是殒落 而是我向下俯冲
看雨缝补晴空 看风催光破蛹
我扛爱扬动 为你陷阵冲锋
守护每分钟 直到末日尽头
那并不是殒落 而是我向下俯冲
狂妄 对生命的狂妄全都释放
就坦荡 对生命坦荡潇洒的猖狂
触发无限 闪耀传奇
（撑过深夜指引黎明，把世界全装进车里）
我用姓名 燃上火炬
（跟我一起疯狂的老去）
看雨缝补晴空 看风催光破蛹
我扛爱扬动 为你陷阵冲锋
守护每分钟 直到末日尽头
那并不是殒落 而是我向下俯冲
看雨缝补晴空 看风催光破蛹
我扛爱扬动 为你陷阵冲锋
守护每分钟 直到末日尽头
那并不是殒落 而是我向下俯冲
自动触发 篇3
触发算法作为车辆事故自动呼救系统的核心, 算法对碰撞强度识别的准确性和可靠性影响系统所采用的呼救方案[3]。首先建立台车碰撞有限元模型,输出的台车加速度曲线满足GB 14166—2013[4]试验法规,因此在仿真试验得到的加速度数据基础上比较各种算法对碰撞强度的识别能力,确定将比功率法应用于车辆事故自动呼救系统触发算法,并通过仿真试验比功率值确定算法的阈值。最后,进行台车碰撞模拟试验和实车道路制动试验,验证基于比功率法的触发算法具备良好的碰撞强度识别能力和抗干扰能力。
1台车碰撞仿真试验
车辆事故自动呼救系统触发算法的选择及触发阈值的确定需要以大量实车或台车碰撞试验数据为基础。为减少试验次数,节约开发成本,前期开发利用有限元仿真代替台车碰撞试验[5],得到满足GB 14166—2013要求的碰撞 加速度数据,用于后续 研究。
1.1仿真模型的建立
根据如图1所示的中国安徽定远试验场DAPGQJ-MNPZ型台车碰撞试验系统的尺寸、材料建立有限元仿真模型。
台车碰撞仿真模型如图2所示,主要包含五大部分: 台车、撞击系统、聚氨酯吸能管、导筒和刚性壁障[6]。
( 1) 台车与撞击系统的支杆刚性连接,简化为长1 800 mm,宽20 mm,高100 mm,台车质量400 kg,材料为45钢。
( 2) 撞击系统包括橄榄头和支杆,橄榄头直径46. 4 mm,支杆长度645. 0 mm,直径27. 0 mm,材料为45钢。
( 3) 聚氨酯吸能管外径59. 1 mm,内孔为一个圆台形结构,靠近撞击端内径44. 5 mm,远离撞击端内径21. 8 mm,材料为聚氨酯复合材料。根据GB 14166—2013规定,使用两个吸能管。
( 4) 导筒长655. 0 mm,外径80. 0 mm,内径59. 4 mm,材料为45钢。
( 5) 刚性壁障与导筒刚性连接,简化为长1 800 mm,宽20 mm,高1 000 mm,材料为45钢。
1.2仿真结果及分析
仿真试验时,将台车初速度设定为50 km/h,得到的碰撞加速度曲线范围满足GB 14166—2013的要求,如图3所示。因此,建立的仿真模型能够复现台车碰撞过程,得到的碰撞加速度数据可以用于设计后续的车辆事故自动呼救系统触发算法。
2车辆事故自动呼救系统触发算法设计
触发算法是车辆事故自动呼救系统的核心,对于判断碰撞强度、决定呼救方案有着重大影响[6]。 现在需要设计一种简单、可靠的车辆事故自动呼救系统触发算法。
2.1触发算法的选择
车辆事故自动呼救系统需要根据碰撞强度采取不同的呼救方案,触发算法对碰撞强度的识别能力决定了系统的可靠性,因此采用20 km/h与30 km/ h台车碰撞仿真试验加速度数据研究各种算法对碰撞强度的识别能力,图4为20 km/h与30 km/h台车碰撞仿真试验加速度曲线。
由图可知,加速度曲线在碰撞过程中会出现振荡,不利于触发阈值的确定,因此首先需要对加速度信号进行滤波处理。以滤波后台车加速度信号为基础,把加速度峰值、加速度梯度、速度变化量、比功率等作为基本参数,判断碰撞强度,最终决定触发方案,图5—图8分别为20 km/h与30 km/h时的滤波后加速度曲线、加速度梯度曲线、速度变化量曲线和比功率曲线。
为比较各种算法对碰撞强度的识别能力,提出分辨率概念[7],定义分辨率w为
分辨率w越大,说明算法对不同车速正面碰撞对应的碰撞强度区分效果越好,四种触发算法的分辨率如表1所示。
四种算法中,加速度峰值法分辨率较低,加速度梯度法难以区分高低速碰撞,这两种算法均不适合作为触发算法。速度变化量法和比功率法则有着较高的分辨率,对碰撞强度的识别能力较好。然而,速度变化量法是将最大速度变化量作为碰撞强度区分参数,最大速度变化量的计算首先需要确定积分区间,积分区间过大会使算法难以区分碰撞过程和制动过程,在汽车制动时易造成误触发; 积分区间过小会导致加速度信号丢失,无法正确计算最大速度变化量。比功率法中的速度变化量则采用积分开始时刻到当前计算时刻的加速度积分值,积分区间清晰, 算法可靠,并且,由于比功率法同时采用三个参数, 可以防止因某一参数突变而引起误触发,抗干扰能力强。因此,选用比功率法作为车辆事故自动呼救系统触发算法。
2.2比功率算法概述
比功率算法同时综合了加速度、加速度梯度和速度变化量三个参数,运算精度更高,但是计算过程相对复杂一些[8]。
假设汽车碰撞初速度为v0,碰撞过程的速度变化量 Δv由计算获得,则碰撞过程的实际车速vt可由公式( 2) 和公式( 3) 得到:
碰撞过程的动能E
碰撞过程的功率P( t) 由式( 2) ~ 式( 4) 得到
比功率d P( t)
式中,J( t) 是加速度梯度。v0J( t) 是很小的量,计算过程中可忽略不计。同时汽车的质量m作为一个定值,车辆事故自动呼救系统计算单位质量的比功率, 作为碰撞强度的识别参数,单位质量的比功率为
基于碰撞过程中能量的变化规律,比功率对加速度、加速度梯度、速度变化量进行了精确的综合逻辑运算,同时融合了加速度峰值法、加速度梯度法、 速度变化量法三种算法的优点[8]:
( 1) 对于偏置碰撞、柱碰撞和斜角碰撞等碰撞形式,速度变化量法不能很好地识别碰撞,而较敏感的加速度梯度法可以解决这一问题。
( 2) 加速度梯度法比较敏感,在进行车辆状态判断时会出现差错,而速度变化量法比较稳定,可以弥补加速度梯度法这一缺陷。
( 3) 车辆制动和碰撞的加速度值相差较大,加入加速度值可以避免车辆制动时系统误触发。
2.3比功率算法的阈值确定
设计的车辆事故自动呼救系统触发算法通过碰撞强度来决定呼救策略,碰撞强度则由比功率来代表。参考欧洲ECE R94对安全气囊的点火要求[9], 将20 km/h与30 km/h台车碰撞仿真试验得到的最大比功率作为阈值,区分低强度、中强度和高强度碰撞。因此,不同呼救方案的最大比功率范围如表2所示。
3比功率算法可靠性测试
为验证所设计的车辆事故自动呼救系统触发算法的可靠性,进行台车碰撞试验和道路制动试验,达到以下目的: 1验证系统可以根据碰撞强度采取不同的呼救策略; 2验证制动时无误触发情况发生。
3.1台车碰撞试验
台车碰撞试验使用中国定远试验场DAPG-QJMNPZ型台车碰撞试验系统,该系统主要应用于汽车安全带动态性能试验、汽车座椅动态强度试验等安全部件法规试验。将车辆事故自动呼救系统终端刚性连接于台车上,如图9所示,按照GB 14166— 2003、GB 11551—2014等相关法 规,分别进行28 km / h和34 km / h台车碰撞试验,如图10所示的LCD显示屏作为人机交互界面,辅助驾驶员操作。
28 km / h和34 km / h台车碰撞试验时,LCD屏显示如图11所示。初速度为28 km/h时,驾驶员受伤较轻,需要本人根据自身情况决定是否向呼救中心发出呼救信息; 初速度为34 km/h时,系统自动向呼救中心发出呼救信息。28 km/h和34 km/h台车碰撞试验分别属于中强度碰撞和高强度碰撞,触发策略无误。
28 km / h和34 km / h均接近于30 km / h,最大比功率值接近触发阈值,仍能明确地区分碰撞强度,采取正确的呼救策略,验证了比功率算法的可靠性。
3.2道路制动试验
将事故检测模块刚性连接于实车中通道附近, 在干燥沥青水泥路面,路障高度为35 mm的试验环境下,对车辆事故自动呼救系统进行了道路制动试验。初速度分别为30 km/h、40 km/h、50 km/h,在3次试验中无一例误触发情况发生,验证了车辆事故自动呼救系统的抗干扰能力。
4结束语
什么是触发器 篇4
什么是触发器
在数字电路中，有一种基本的逻辑单元电路，它有一个或两个稳定状态，在一定条件可以从一种稳定状态迅速地转换到另—种状态，这种转换及状态的确定，不仅取决于产生转换时的条件，还与转换之前的状态有关，它称之为触发电路，即触发器。
触发器的两个稳定状态，我们分别称它们为“0”状态和“l”状态，利用它，可以保存一位二进制的信息。触发器与普通门电路的.不同点是：门电路的状态只由输入状态决定而触发器在触发信号作用后，电路的状态仍然保留，即有记忆功能。二者之间的关系是：门电路是基础，而触发器则是由若干个门电路组成的。
自动触发 篇5
研究人员提出了一些基于元胞自动机的加密算法[1,2]。建立在二维二值元胞自动机演化基础上的密码系统难以被破解,因为其可逆性是NP问题,可以抵抗密码分析的攻击[3]。本文的加密系统正是基于此,优势如下:半并行操作加快了加密速度;密钥空间大大提升;破解难度显著增加。
1 二维触发元胞自动机理论
元胞自动机最常见的是一维和二维[4]。二维元胞自动机被定义为元胞的点阵,可根据一些规则进行编码[5]。有三种相邻位配置,如图1所示。
在所有2n个规则中有一系列被称为触发规则的规则,其特性是在不改变其他相邻位的前提下,改变触发位的值将会扭转规则的运算结果。以冯诺依曼型相邻位配置为例,选择标示为“E”的元胞作为触发位,触发规则可表示为:
a
式(1)可被表示为用2n-1项确定的真值表的值,令规则运算结果为1与令其为0的触发位值模2互补(见表1)。
2 二维触发元胞自动机加密算法描述
2.1 规则设计
参考图1,摩尔型无法进行半并行编码,扩展冯诺依曼型结构过于笨重。因此本系统采用冯诺依曼型相邻位配置,在设计时采用式(1)。规则由触发规则和非触发规则组成。触发规则的加密解密路径具有唯一性,而非触发规则却不唯一,所以只能选取触发规则。本系统在设计时回避了对所选取的规则是否为触发规则的判定,即读入相邻位时少读一位,默认未读入位就是触发位。在将规则转为二进制时,原来需转成24*r位,现只需(24*r-1)位,这样所用规则就是触发规则。
2.2 加密算法
加密过程使用两个相互独立的密钥:密钥1即为上述触发规则;密钥2由一组连接位组成,数目为2×r×(X+Y),其中X和Y是信息位矩阵的边长。根据文献[1]所述,取X=Y=N=32。以3×3明文矩阵详述加密过程:将明文转换为二进制,每次读入9位填入编码矩阵,再填入连接位。加密是多轮反向编码的过程,即按照规则将t+1时刻触发位的值编码为t时刻的值。首先按序读入除触发位以外的相邻位,然后查找规则真值表,如图2中明文第一位为1,按冯诺依曼型配置以中上左下的顺序读入各相邻位是1111;查表1最后一行第二列t+1时刻触发位值与之相同,则编码为1。可对每一列各位并行编码。
①由西向东 ②由北向南 ③由东向西 ④由南向北
一轮加密由四步编码组成,如图2所示,每步编码都是将3×3矩阵周围连接位顺时针旋转90度。因连接位分布离散,只能逐行/列编码。经分析,作者提出:放弃连接位顺时针旋转,采用待加密矩阵逆时针旋转的方法。旋转后坐标计算公式如下:
顺/逆时旋转90度行/列坐标=原列/行坐标
顺/逆时90度列/行坐标=(N+1)-原行/列坐标
这样使得每一步编码操作都按式(1)进行,不需更换触发位的位置。否则不仅加大了坐标编码的复杂度,而且更换触发位使工作量增加了三倍。所以该方法对精简程序起了很大的作用。
2.3 解密算法
解密过程就是将加密四步顺序进行反置,先由南向北编码,再依次由东向西,由北向南,由西向东。需注意以下三点:第一,解密的过程将矩阵顺时针旋转90度;第二,解密操作编码时相邻位的读入顺序应与加密时一致;最后,解密是从信息位矩阵第32列编码至第1列。
3 算法实现
程序实现大致分为如下步骤:
加密算法有三重循环,最内重循环对待操作矩阵的信息位进行半并行编码,第二重是四轮编码,第三重循环按序每次对1024位明文密文进行操作。关键部分是实现单个元胞的状态编码,再通过循环完成所有元胞的状态编码。
(1) 读入各相邻位
radius为元胞自动机的半径,p_ma数组存放的是待编码矩阵,p_ruletablearray存放从矩阵中提取的相邻位。i2和i3标明待编码位的位置,j2和j3用于控制读入。将待编码位半径以内的相邻位按右下左上中的顺序读入。
(2) 转换为相应的十进制去查触发规则表
将p_ruletablearray中的各相邻位转换为十进制数,附值给变量k。
(3) 进行加密编码
查找存放触发规则的p_togglearray数组的第k位,所得结果与待编码位异或,得编码结果。
4 安全性分析
常规加密的安全性取决于密钥的安全性,而不是算法的安全性。因此,密钥空间对于安全性来说非常重要[6]。二维触发元胞自动机加密系统的密钥空间由演化半径、规则、轮数和连接位组成:规则的密钥空间为224*r;半径和轮数的密钥空间原理上为无穷大,实现时演化轮数采用long double型,密钥空间为264;连接位密钥空间为2128×r。综上,系统密钥空间为2128*r+24*r+64。
利用本文实现的密码系统对由56个单词“alex”组成的信息进行加密。令轮数为32,规则和半径均为1,加密程序自动产生128位随机位作为连接位,加密结果如图3所示。
r=1时最坏情况需尝试2208次。当r的取值大于5时,攻击者至少尝试21049280次以上,使得蛮力攻击变得不可能。
5 结 论
本文介绍了元胞自动机的相关理论,研究如何应用二维触发元胞自动机原理实现加密解密系统,编程实现时采用VC++6.0作为开发平台。与AES等加密算法相比,二维触发元胞自动机的密钥空间要大得多。而且元胞自动机具有单元的简单规则性、单元之间作用的局部互连性和信息处理的高度并行性等优点。根据文献[1]中的分析,二维触发元胞自动机只需要几步就可以使误差扩展到整个密文,避免密文中的相似性问题,从而能够抵抗蛮力攻击和差分分析方法攻击。
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自动触发 篇6
1 窑筒体扫描装置出现的问题
窑筒体扫描装置由智能通讯控制器、I/O接口板和同步触发装置组成。筒体扫描仪在运行一年以后，因现场温度高、环境恶劣，检测窑转速的传感器常烧毁，使控制器的同步触发板烧坏，造成同步触发信号误动作或不动作，从而导致系统停止数据采集，筒体扫描仪中断工作，无法监控窑体情况，影响到窑的连续运转和生产。每年的维修费用近8万元，同时在生产中也需要人工检查，增加了劳动力和不安全因素。在维修中曾换过几家进口的电器设备，可是没有解决根本问题。由于问题的关键是需要正常的同步触发信号，而DeltaV系统的控制器中有一个延时触发模块，可以完成窑运转的触发功能，于是我们尝试用软件来代替原来的硬件功能。
2 同步触发功能的实现
2005年我们在DeltaV系统的控制器中采用了一个比较控制模块、延时触发模块、数字量输出模块来搭建完成同步触发功能。
首先，用比较控制模块来判断窑运转并计算出窑运行一圈时需要的时间，接着利用延时触发模块在窑运行时开始延时计数累加，当大于窑运行一圈的时间时，送出一个信号给数字输出模块，反之继续延时累加(窑运行的时间用转速来确定，窑的转速用变频器来控制，即最高转速3.47r/min对应的是50Hz，转速和频率成正比)，数字输出模块接到信号后将0置为1，信号送给比较控制模块，开始第二圈的比较、延时、输出，形成一个闭环控制 (见图1)，就完成了同步触发的整个控制过程。
比较模块中的脚本语言如下：
语言解释：
如果发出开车命令(IN1：开车启动，值：1或0) 并操作员给出窑速 (VAF_A/SCLR1/OUT) ，那么延时计数器的延时时间 (OND1/TIME_DURATION) 等于频率(50Hz)除以操作员所给定的窑速，延时计数器延时到时, 就上升到脉冲上升沿，并输出值(DO1/OUT_D：输出模块的输出，值为1或0) 为“1”;并送出停车命令判断停车。
如果窑速大于0.5r/min，那么将“1”赋给延时计数器并跳到第一句，并判断窑电动机开车。
3 效果
还原真实情景触发真实感悟 篇7
可见, 真实、人性化的德育可以震撼人的心灵, 给人留下难以忘怀的印象, 使学生终身受益。道德教育存在于生活中, 存在于孩子们之间的交往中, 存在于孩子与教师的交往中, 存在于孩子们的社会交往中。
同样, 我们的品德教学靠单向的灌输和空洞的说教难以深入人心, 其效果也显得苍白无力。我们的课程内容应该是贴近现实社会、真实生活, 帮助学生从中发现和思考问题。这首先要求我们教师做生活的有心人, 能巧妙地从生活中汲取素材, 在课堂上还原真实情景, 以触发学生的真实感悟。
一、还原真实自我, 主动反思行为
小学生年龄小, 自我反思能力差, 有时批评起他人来头头是道, 却浑然不觉自己身上存在的问题, 在老师面前还刻意掩饰、美化自己的行为。如果我们真正关注了儿童的现实表现, 引导他们面对真实的自我, 教育才能做到有实效性、有针对性。
比如上饶市五小的陈老师在教学《我爱红领巾》这一主题时, 通过前二十多分钟的活动, 使孩子们感受到加入少先队的光荣和自豪, 孩子们对红领巾的爱已经到达一个高潮。既然爱红领巾首先得好好佩戴红领巾, 可是, 同学们平时的表现又是如何呢?陈老师先播放了一组在孩子们课间活动时抓拍的照片, 请同学们评一评谁平时把红领巾佩戴得最好, 评选出“最美红领巾”。孩子们看着自己平日的形象被记录在屏幕上, 既激动又紧张。
除了根据同学们的佩戴情况评选“最美红领巾”外, 没有太多语言, 更无批评的话语。但就在这气氛热烈无比的评选中, 孩子们主动反思自己平日里的行为:获得最美红领巾的同学异常骄傲, 决心一如既往, 继续保持良好的行为习惯, 其他同学也暗下决心, 今后要好好佩戴红领巾!
接着, 老师再播放一系列抓拍的真实情景:有的同学写作业时不自觉地抓咬红领巾, 有的把红领巾乱揉一通塞进书包里, 还有的拿红领巾蒙着眼睛玩游戏……
老师请孩子们以“红领巾的自述”为题, 说说画面中红领巾的感受。同学们或许会感觉彼此的表述很有趣很可笑, 可就在这让人忍俊不禁的话语中, 正确的行为指南已悄悄烙在了孩子们心中。
这里的教学素材, 都是老师平日里有心收集来的, 老师相信, 这些孩子们日常状态中最真实的画面, 通过间接、迂回、暗示的形式就能释放出最大的教育能量。
二、触摸身边事例, 提升自我认识
榜样的力量是无穷的, 但我们在教学中展示给学生的正面事例应当是现实的、真实的, 甚至是可以实实在在触摸的。在社会急剧发展变化、多种文化交汇的今天, 如果我们的教育素材缺乏现实性和具体的可比性, 就会陷于被动、缺乏实效, 这已是不争的事实。
同样在《我爱红领巾》这一主题活动中, 老师提出:除了爱护红领巾、正确佩戴红领巾外, 还有哪些行为能让红领巾更鲜艳呢?助人为乐、拾金不昧等好人好事都是孩子们会想到的, 为了打开孩子们的思路, 使他们树立起初步的服务意识, 学习利用课外时间开展自己能力所及的活动, 老师列举了两个学校的少先队员们在校内外开展队活动的实例。
1.上饶市五小有一个特殊的班群——培智班, 班里的几位同学是智力发育存有障碍的孩子。四 (4) 班的哥哥姐姐们, 几年如一日地关心着他们:课间和他们快乐游戏, 课余教他们学知识学本领, 课外带领他们一同春游、扫墓、去敬老院、同唱生日歌……
2.六 (3) 班的全体同学, 在日常观察中发现, 许多环卫工人在劳动时没有劳保用品——口罩的保护, 于是, 他们萌发了筹款为环卫叔叔阿姨买口罩的想法。他们通过收集废品、街头募捐, 制作手工作品义卖、上企业拉赞助款等途径, 筹集了2165元钱, 为叔叔阿姨们送上了3500个口罩, 使他们在劳动时多了一重保护。
这些身边可以随时触摸的人和事, 让孩子们陷入了深深的赞叹中, 在这真实事例的启发下, 孩子们不禁摩拳擦掌, 希望马上在活动中大显身手, 他们以小队为单位商讨起活动方案, 最后呈现的方案可谓是百花齐放, 各具特色!
时间触发以太网探究 篇8
最近几年, 航空电子网络在嵌入式领域取得了长足的进步, 通过航空电子网络如FC、AFDX等可以使得嵌入式系统间有更好的信息交互。传统的航空电子网络固有的物理层访问机制限制了其在航空电子网络领域的进一步使用, 使得系统间信息交互的时间确定性可能无法满足系统控制的要求。
对于分布式机载强实时高安全控制系统而言, 节点间通信的实时性与确定性是系统实现的关键。在机载信息量增大条件下, 传统的全双工交换以太网暴露出的同步精度低、时延抖动大、确定性不够强的缺陷[1], 解决这些问题是下一代航空数据网络的关键问题。
2 时间触发与事件触发
对于分布式机载强实时高安全控制系统而言, 节点间通信的实时性与确定性是系统实现的关键。目前, 基于事件触发的消息通信协议是实时嵌入式航空电子网络系统普遍使用的。而众多研究表明:时间触发的解决方案则对高可靠性系统而言具有更大的优势。时间触发架构[2] (Time-triggered Architecture, TTA) 系统和事件触发架构 (Even-triggered Architecture, ETA) 系统的工作原理不同。时间触发根据时间进程进行信号控制;而事情触发的控制信号来则是根据某件事件的发生 (如一次中断) 。
ETA系统与TTA系统之间的基本不同与控制信号源有关。在TTA系统中控制总是驻留在分布式计算机系统的内部。TTA系统是一个物理上封闭的确定性系统。在ETA系统中, 控制信号可能源自计算机内部, 也可能源自计算机系统外部的环境 (如中断机制转发过来的) 。不可预测的环境将因而导致计算机系统的不确定性的行为[3]。
TTA具有有如下基本特征:
(1) 可预知性:由于采用确定的调度机制, 因此系统的时延都是可计算的, 系统的行为是可预知的;
(2) 易测试性:在恰当的时刻或自动按时间触发协议对结果进行检测;
(3) 集成:容易由独立设计的嵌入式子系统来构成系统;
(4) 复制确定性:经过复制的组件的进程在组件之间有一致性;任何组件在同一时间点或某一确定的偏移时刻都会做同样的事情。
3 时间触发以太网介绍
TTE网络提供确定性的时间触发通信的机制[5], 是 (TimeTriggered Architecture, TTA) 体系结构在分布式嵌入式实时系统领域的发展。TTE在以太网802.3 协议基础之上, 各个端节点采用了时间触发控制技术 (Time-Triggered Control) , 使使用该技术后以太网各个端节点进入网全网同步无竞争状态 (Contention Free) , 可保障发送的信息是基于时间触发的, 使用该技术后的网络完全兼容现有以太网标准。传统的以太网只能用于传输事件触发业务 (BE帧) , 在这样的网络中任何端节点在任意时刻都可以发送BE帧, 接收节点根据先来先服务原则进行处理。这样的系统由各显著的缺点:当整个网络若干端节点需要用同一个路由器时, 大量的帧传递会出现巨大的传输延迟或抖动, 并且无法保证帧传递的优先级。在TTE网络中, 通过动态的执行时钟同步算法, 使整个TTE网络维护一个全局时间, 并依靠此时间来进行不同端节点发送和接收数据的调度, 这样就可以大幅度减小传输时延和抖动, 使终端之间的信息交换完全基于全局的时间来进行, 保证了存在确定的系统时间偏移和通信延迟。TTE网络的时间触发特性, 具备简化应用开发, 使综合工作减到最小, 系统易于设计实现, 以较低的全寿命周期费用获得新的高可靠性[6]。
时间触发以太网TTE并不重新定义标准以太网标准以及由以太网延伸的各种航空电子总线譬如AFDX, 仅在以太网协议基础上增添可用于时间触发通信和分区管理的故障冗余同步协议。通过改造链路层, 以太网服务的时间确定性大大增强, 并且能够提供一种以微秒级时延抖动和固定的端到端延迟进行传递确定性消息的服务, 以及具有灵活性的时分多路复用的带宽划分。相较传统以太网采用的受控于外部环境并对外界刺激做出响应的ET (Event-Triggered事件触发) 型网络, TTE则通过一种内在集中式的调度表控制其内在活动及其外部环境间的相互作用。TTE网络的传输抖动<1us; 传输时延<12.5us; 同步误差<10us, 实时性指标明显优于AFDX网络。其特点还表现在以下几个方面:
(1) 100%与标准以太网相匹配。TTE网络无需改变原有的节点系统和设备应用软件, 只需增添具有时间触发功能的节点。
(2) 各种带宽速率网络均适用。TTE网络能够充分利用带宽来提高网络通信的效率。它能应用于各种带宽网络中。
(3) 适用于各种数据传输场合。
(4) 成本低, 效能高。时间触发太网的终端节点和交换机完全兼容现存以太网, 从而大大降低了成本。
4 TTE通信技术
根据SAE AS6802《时间触发以太网》定义, TTE网络支持三种不同的流量, 包括时间触发流量, 速率约束 (Rate Constraint, RC) 流量以及“尽力传” (Best Effort, BE) 流量, 形成具有混合关键性的通信服务[7]。
TTE网络接收和发送消息实现多通信消息传输控制机制以下图形式呈现。TT和ET (包括BE和RC) 发送和接收数据的流程图如图1 所示。
在图2 给出了一个TT以太网的具体应用例子, 该例子由1 个交换机和三个终端组成。其中左上方的终端节点以3ms为周期发送TT数据并随机发送BE数据, 而左下方的周期为2ms。在TTE的调度作用下, 右边的终端接收系统则以6ms的周期接收收据。可以从图中看出, TTE可以有效地确保TT数据流的准确性和无冲突传输。
除对不同类型的流量以及不同周期的TT消息进行整合外, TT以太网交换机还可以将RC消息转换为TT消息, 或者反向转换。对从RC到TT的转换, 交换机只须按照其内部的消息计划将之前的RC帧调度到一个已经定义好的时间点上发送即可。对从TT到RC的转换, 交换机会在出口通信链路一有空闲时立即将该帧发送出去。也就是一个帧是TT的还是RC的, 其实是一个链路本地的决策。
5 结语
本文介绍了时间触发以太网技术的发展, 对比了时间触发机制和事件触发机制, 并介绍了消息收发机制与应用。通过文中的介绍, 说明TTE网络可以实现分布式终端之间同步处理的时间确定性, 可以满足下一代航空数据网络的要求。
参考文献
[1]朱闻渊, 尹家伟, 蒋祺明.新型航空电子系统总线互连技术发展综述[J].计算机工程, 2011 (12) :398-402
[2]Koptez H.Real-time systems--Design Principlesfor Distributed Embedded Applications, 2nd ed.[M].Springer, 2011
[4]KOPETZ H.The rationale for Time-Triggered Ethernet[C]//The 29th IEEE R eal-Time Systems Symposium TUWien Austria 2008:3-11
[5]SAE AS6802.Time-Triggered Ethernet[S].SAEAerospace Standard, 2011 (11)
[6]TTA-Group.TTEthernet Specification[Z].2008
自动触发 篇9
1 工作原理
流速触发和压力触发是机械通气过程中最常使用的触发方式,呼吸机基本结构图见图1。
流速触发的原理流速触发是呼吸机对气道内流量降低所发生的反应, 呼吸机通过监测病人管道中吸气与呼气流量差来判断病人吸气作用力,监测到的流量差达到流量触发灵敏度后触发呼吸机送气[1]。整个呼吸周期过程中吸气阀与呼吸阀始终保持开放状态。
压力触发的原理压力触发是对气道内压力降低所发生的反应, 呼吸机监测病人管道压力并识别吸气动作,监测到压力差达到压力触发灵敏度后触发呼吸机送气[1,2]。在一个呼吸周期结束后吸气阀与呼气阀处于关闭状态,吸气时吸气阀打开,呼气阀关闭,呼气时吸气阀关闭,呼吸阀打开。
热丝式流量传感器工作原理热丝式流量传感器(见图2)基本原理是将一根细的金属丝(在不同的温度下金属丝的电阻不同)放在被测气流中,通过电流加热的金属丝,使其温度高于流体的温度,当被测气体流过热丝时,将带走热丝的一部分热量,使热丝温度下降,热丝在气体中的散热量与流速有关,散热量导致热丝温度变化而引起电阻变化,流速信号即转变成电信号,经适当的信号变换和处理后测量出气体流量的大小[2]。
2 材料与方法
材料选取12个Drager热丝式流量传感器(型号:226-14)随机分为两组,即流速触发组和压力触发组。流速触发组流量传感器编号为A1~A6,压力触发组流量传感器编号为B1~B6,在机械通气雾化过程中分别使用相应流量传感器,每次雾化时间15 min,雾化结束后取下流量传感器,分别统计流量传感器出现故障时共做雾化的次数。
观察指标雾化过程中呼出端流量传感器造成流量传感器不敏感、失灵、无法正常工作及排除患者本身等其他因素出现吸入潮气量与呼出潮气量差异大于20%视为该流量传感器故障[5]。
方法利用SPSS Statistics 21软件进行统计分析,计量资料以s表示,两组间比较采用配对t检验,计数资料比较采用x2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
3 结果
两组对比在机械通气雾化过程中压力触发比流速触发明显降低呼出端流量传感器的致损率,差异有统计学意义(P<0.05),详见表1。
4 讨论
对于机械通气患者,其人工气道的建立在气溶胶输送方式和环境等方面均发生了改变,而雾化治疗又是呼吸治疗常用的手段,具有静脉、口服用药不可取代的优势,如可反复吸入、作用时间长、多种药物联合吸入、肺内药物量高、副作用小等,尤其适合婴幼儿、高龄、意识障碍及病情危重的患者,但在雾化过程中气冷凝水及溶胶易粘附于呼吸机呼出端流量传感器电热丝上,造成流量传感器不敏感、失灵等,增加了机械通气的风险及呼吸机的运营成本。大量的研究证实低水平的流速满足了病人触发呼吸所作的功,有效地降低病人触发呼吸机工作所作的呼吸功,用于AUTO-PEEP(COPD和哮喘)的病人,可减少病人作功和呼吸机供气之间的时间延迟,与压力触发相比,流速触发可改善呼吸机反应时间、克服气道漏气(设置超过漏气的触发灵敏度),可用于小儿病人,可减少胸部手术病人伤口疼痛,流速触发的敏感度更高,更符合患者生理需求等优点。但在流速触发整个呼吸过程中吸气阀及呼气阀始终处于打开状态,而压力触发过程中呼气阀只在呼气时打开,呼气末及吸气时关闭。机械通气雾化过程中,流速触发相对于压力触发呼气阀开放的时间更长,大量的气溶胶容及水分子在呼吸回路中通过开放的呼吸阀使粘附在流量传感器电热丝上的量更多、时间更长,更易造成呼出端流量传感器的损坏。
综上所述,尽管流速触发在机械通气过程中有众多优点,但是在机械通气雾化过程中加大了临床治疗风险、明显增加呼出端流量传感器的损坏率。笔者认为在机械通气雾化过程中压力触发方式与流速触发方式相比不仅临床安全性更高,而且降低了呼出端流量传感器的致损率及设备的运营管理成本,故推荐在机械通气过程中优先选择压力触发方式,供临床参考。
参考文献
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