模拟系统

模拟系统（精选12篇）

模拟系统 篇1

1 引言

驾驶员在汽车驾驶模拟器上不仅能实现实车驾驶上一系列操控动作, 通过识景仿真系统体验实车的感觉。集合了传感器、计算机三维实时动画、计算机接口、人工智能、数据通信、网络、多媒体等多种先进技术的汽车驾驶模拟器用于研究和训练时, 可以模拟不同路况、天气状况, 让驾驶员获得逼真的“路感”, 以及以分析汽车的性能指标。驾驶模拟器的在研究和训练中可以节省大量的自然资源, 因此得到了越来越广泛的应用。

转向系统是车辆的重要组成部分。车辆转向系统的发展经历了机械式转向系统、液压助力转向系统、电液助力转向系统和电动助力转向系统四个阶段[3,9]。方向盘回正力矩的仿真效果直接影响到汽车驾驶模拟器的真实感。过去采用特性弹簧或大型液压元器件输出力矩, 不是仿真误差太大, 达不到动态仿真效果, 就是造价太高不能只能用于科学研究而不能在日常生活中推广[10]。近年来, 随着电子技术发展, 电子元器件的成本大幅下降, 使直流电动机作为回正力矩的生成部件得到广泛的应用。

2 硬件系统的设计

本系统以C8051单片机为控制器, 硬件系统的运行流程如图1所示, 计算机将汽车行驶的速度和转向轮转交传送到单片机C8051上, 单片机发出指令到运动控制处理器上, 运动控制器通过去过驱动电路控制直流电机, 直流电机输出力矩来实验回正力矩的模拟。电机运行后, 光电编码盘采集直流电机的运动信息, 并把这些信心反馈到运动控制处理器上, 运动处理器把信息传送到C8051单片机上, 单片机再把信息传送到计算机上对输入量进行校正。

驱动电路采用运动控制处理器LM629与运动控制H桥组件LMD18200构成直流伺服系统, 通过改变单片机的PWM占空比控制电机的输出力矩。

硬件系统电路图如图2所示:单片机的P0口与运动控制处理器LM629的I/0 (输入/输出) 接口D0~D7口连接再一起, 单片机的P2.0引脚作为一条地址线与LM629的片选相连, 使LM629可以正常工作。单片机引脚P2.1作为另一条地址线与LM629的P (--) S (--) 相连, 把从计算机接收到的数据传送到运动控制处理器LM629上, LM629上的两个输出引脚PWMS脉宽调制信号和PWMM方向信号经过光电隔离与LMD18200上的PWM和DIY相连, 完成直流电机控制指令的传送, 实现直流电机转速和转向的控制。实电动机运行后, 光电变码盘最为传感器开始工作, 光电编码盘将采集到传送数据传送给LM629, 单片机读取这些数据并把这些数据发送到上位机, 形成反馈环节。

3 串口通信电路

计算机与单片机使用串口通讯, 因为串口的输出电压与单片机有不小的电压差, 而且单片机采用的是TTL电平, 串口输出采用的是RS-232电平, 所以本系统需要在串口输出与单片机之间增加一个电平转换电路。如图3所示, 本系统采用MAX3232达到电平转换的效果。

4 回正力矩的模拟

本系统通过直流力矩电机输出力矩实现回正力矩的模拟。由于直流力矩电机输出力矩与电流之间构成正比关系, 控制好直流电机电流的大小就能准确的控制直流电机的输出力矩。本系统回正力矩的模拟是通过单片机的PWM (脉宽调制) 方式控制直流电机的平均电压, 选择输出力矩所需要的占空比, 实现所需输出力矩的控制。

5 回正力矩的计算

在计算机上输入汽车车速和方向盘的转角, 算出方向盘上受到的回正力矩。计算机通过串口通信电路, 将计算的回正力矩值传送到单片机C8051上, 单片机根据这个数值对直流电机发出控制指令控制输出力矩。电机运行后, 传感器开始工作, 将直流电机的输出力矩反馈给单片机, 单片机再将这一数值传送给计算机, 如果这个数值与计算值不在误差范围内, 计算机就通过PID算法实现调速, 直到输出值与计算值在误差范围内。

由于积分分离型PID控制算法比普通PID算法能更好的消除电动机力矩改变较大时造成的静差, 本系统采用积分分离型PID控制算法。图4是积分分离型PID控制算法程序流程图

从图4中可看出, 只有当两者相差大于一定值时, 程序才进行计算。当两者差小于该值时, 即在误差范围内, 程序结束计算, 因为这样的计算不仅会占用大量的资源而且在实际工程中没有意义。

6 结语

本系统以单片机C8051与运动控制芯片LM629处运动控制H桥组件LMD18200构成直流伺服系统, 通过积分分离型PID控制算法把输出力矩控制在一定误差范围内, 提高了输出力矩的精确度。经实验验证, 本系统力矩的输出值与计算理论值非常接近, 达到了方向盘回正力矩仿真的效果。

摘要：汽车的转向车轮在回正力矩的作用下可以满足恢复到直线行驶的要求。回正力矩仿真程度是影响驾驶员能否达到实车检验效果的关键因素。本文通过单片器控制直流电机来达到模拟汽车在行驶过程中的回正力矩的效果。本系统通过计算机计算出汽车在行驶过程中的回正力矩, 再经过串口通信电路把这个数据传送到单片机上, 单片机通过PWM (脉宽调制) 控制直流电机实现力矩的输出来实现汽车转向系统回正力矩的仿真。经过实验验证, 本系统不但使汽车行驶过程中的实际情况得到了准确的反映, 而且还比较准确的模拟了汽车转向系统受到的回正力矩。

关键词：汽车驾驶模拟器,回正力矩,单片机,直流电机

参考文献

[1]尹念东, 陈定方, 李安定.基于OpenGVS的分布式虚拟汽车驾驶视景系统设计与实现[J].武汉理工大学学报 (交通科学与工程版) , 2006 (6) :984-987.

[2]李安定, 陈定方.基于OpenGVS的汽车驾驶模拟器场景建模技术研究[J].工程设计学报, 2006 (5) :312-316.

[3]叶耿, 杨家军, 刘照.汽车电动式动力转向系统转向路感研究[J].华中科技大学学报 (自然科学版) , 2002 (2) :24-26.

[4]程勇, 王锋, 罗石.电动助力转向系统回正控制策略研究[J].汽车技术, 2007 (3) :8-10.

[5]刘强.汽车电动助力转向系统的实现及助力控制算法研究[[D].北京工业大学硕士学位论文, 2009.

[6]唐新蓬, 杨树.电动助力转向系统与汽车转向盘力特性的仿真研究[[J].机械科学与技术, 2005 (12) :1387-1390.

[7]AlyBadawy, JefZuraski, FarhadBolourehi, etal.Model-ingandAnalysisofanElectricPowerSteeringSystem[C].SAEPaper, 999-01-0399.

[8]赵林峰.全工况电动助力转向系统建模控制及试验研究[D].合肥工业大学博士学位论文, 2010.

[9]Yasuo Shimizu, Toshi take kawai.Development of electric powersteering[C].SAE paper, No.91001.

[10]刘斌, 陈万忠.方向盘回正力矩动的动态模拟[J].实验技术与管理, 2006 (3) :32-34.

模拟系统 篇2

实验

报

告姓名：XX 班级：软件工程110x 学号：201126630xxx

一、名称

操作系统大型试验。

二、目的

用C++编写出一个简单的模拟文件系统，实现目录的添加、删除、重命名，文件的添加、删除、重命名、文件和目录、文件的拷贝。

三、要求

开发工具：word，vc win32api 1.设计和实现一个简单的文件系统，要求包括目录、普通文件和文件的存储 2.文件系统的目录结构采用类似Linux的树状结构； 3.要求模拟的操作包括：

a)目录的添加、删除、重命名； b)目录的显示（列表）

c)文件的添加、删除、重命名 d)文件和目录的拷贝

4.用户进入时显示可用命令列表；用户输入help时显示所有命令的帮助文档； 输入某个命令+？时显示该条命令的使用说明

5.用户输入exit时退出该系统 6.实验实现基于windows平台； 7.实验开发语言可以选用C/c++等

四、设计

1.主要思路说明

本模拟系统通过一个大小固定的数组要代表物理盘块，假设共有1024块，新增目录占一块，新增文件占一块，文件中可输入内容，内容假设定义为5个字符占一块，超出则应新申请空间。模拟物理盘块的数组中，数组内容为-99代表改物理盘块内容为空，可使用，其他数字均代表该物理盘块被占用，其中-3代表是占用文件的末结点，其他整数代表是文件内容的下一个寻址下标，另有一个string类型的数组来存储内容，模拟文件写入了对应下标的物理盘块中。设置了一个全局指针指向根结点，一个全局指针指向当前操作目录。搜索空白物理盘块时采用顺序搜索物理盘块数组。存储形式主要采用类似二叉树结构，如目录为根，目录下的第一个文件或目录存在根的子节点，目录下的其他文件或目录存在第一个文件或目录的兄弟节点，以此类推。

本程序仅seperate()函数使用现成代码，此函数功能为将输入命令串分离，仅仅起到美观作用，其余所有代码均为原创！

2.申优功能：

1)能实现动态增长，即当输入文件的内容大小大于分配的模拟物理盘块时系统能够自动寻找空物理盘块并分配，将超出的内容保存在新的物理盘块中，若超出模拟磁盘大小，则超出部分不保存且返回提示。

2)能实现级联删除，即当删除目录（文件夹）时，目录下的所有内容也应当删除并正确释放物理盘块空间。

3)能实现目录的复制，即复制目录时（文件夹）时，该目录下的所有文件和目录也应准确复制至目标目录中，并正确分配物理盘块空间。3.主要函数和类的定义

1)主要函数定义

#define show_bnum 20

//显示物理盘块的块数

#define block_size 1024

//物理盘块块数 int block[block_size];

//假设有block_size块物理盘块 string content[block_size];//存放文件内容 int Msize=5;

//此处为模拟磁盘大小为输入5个字符 fnode *root=new fnode(“WP:”,0,0);

//设置根目录 fnode *current_path=new fnode();

fnode *seek_flag=new fnode();

fnode *cp_flag=new fnode();

void initialize();

int seekTarget(string name);

int seek_log(string name);

void delete_node(string name);

int freeblock(fnode *);

int seekfreeblock();

void show_current_path();

void add_file(string name,int t);

void show_curpath_all();

void rename_file(string Oname,string Nname);void seperate();

void cd();

void add_File();

void add_Log();

void delete_file();

void show_memory();

void re_name();

void help();

void show_content();

void write_file();

void Clear_();

void Exit();

void cp();

void cp_log(fnode *target,fnode *source);void cp_file(fnode *target,fnode *source);void cp_node(fnode *target,fnode *source);int find_target_log();

int calculate_logsizeMain(fnode *);

int calculate_logsize(fnode *);2)文件节点类的定义： class fnode {

public:

//当前路径 //作为查找标志 //作为复制的位置标志 //初始化 //搜索文件或目录 //搜索目录 //删除节点 //释放物理盘块 //搜索可用物理盘块 //显示当前路径 //增加目录、文件 //显示当前目录下的所有文件//重命名 //分离命令 //进入目录 //增加文件功能入口 //增加目录功能入口 //删除文件或目录功能入口 //显示物理盘块占用情况 //重命名功能入口 //查看帮助 //查看文件内容 //写文件 //清屏 //退出 //复制功能入口 //复制目录 //复制文件 //复制节点 //找到复制的目标目录 //计算目录大小

string filename;

//文件名

int type;

//文件类型，1为普通文件，0为目录文件

fnode *parent;

//父节点

fnode *child;

//子节点

fnode *brother;

//兄弟节点

int block_num;

//表示占用的物理盘块块号

int isBro;

//表示是否是在同级目录下，0表示不是，1表示是

int isCld;

//是否为目录下第一个节点，1表示是，0表示不是

fnode()

//初始化

{

type=-1;

parent=NULL;

child=NULL;

brother=NULL;

block_num=-1;

isBro=0;

isCld=0;

}

fnode(string n,int t,int b)

//根节点初始化

{

type=t;

filename=n;

parent=NULL;

child=NULL;

brother=NULL;

block_num=b;

block[block_num]=-3;

isBro=0;

isCld=0;

}

fnode(fnode *p,string name,int t,int b)//文件节点初始化

{

parent=p;

filename=name;

type=t;

child=NULL;

brother=NULL;

block_num=b;

block[block_num]=-3;

isBro=0;

isCld=0;

}

void copy(fnode *cp)

//拷贝函数

{

filename=cp->filename;

type=cp->type;

parent=cp->parent;

child=cp->child;

brother=cp->brother;

block_num=cp->block_num;

}

};4.命令：

命令 echo md del cd cp dir ren typ wrt mem cls exit

解释

echo命令可以在当前目录下创建一个文件，具体格式：echo+name md命令可以在当前目录下创建一个目录文件，具体格式：md+name del命令可以在当前目录下删除一个已存在的文件或目录（支持级联删除），具体格式：del+name

cd命令可以进入下一级目录或返回上级目录、根目录，具体格式：cd+name或cd+.或cd+..cp命令可以复制当前目录下一个指定的文件或目录至指定的目录，具体格式：cp+name+road

dir命令可以显示当前目录下的所有文件和目录，具体格式：del ren命令可以重命名一个存在于当前目录下的文件或目录，具体格式：ren+name +new name typ命令可以查看当前目录下一个文件的内容，具体格式：typ+name wrt命令可以在当前目录下写内容至一个已存在的文件，具体格式：wrt+name +content mem命令可以查看模拟物理盘块的使用情况，具体格式：mem cls命令为清屏命令，具体格式：cls exit命令为退出命令，具体格式：exit

五、关键技术流程图及说明

提示：若图中文字无法看清，可用Micorsoft Visio打开压缩包下“部分程序流程图”文件夹的绘图文件查看。

1.增加文件或目录（此功能比较简单，流程图写的较详细就不做说明）：

2.删除目录（实现级联删除）：

说明：删除目录时删除文件和删除目录本身放在同一个函数中，删除目录下的所有文件放在freeblock函数里，这样比较好处理。下面给只给出递归函数的流程图。

3.将内容写入文件（实现动态增长）：

说明：图中Msize为模拟规定的文件块字符串大小，比如Msize=5，那么一个物理盘块只能存5个字符，超出则要申请新的空间。主要采用双重循环方法写入，外层循环为需要的块数，内层循环为Msize，用string累加字符串内容，内层循环退出后新申请一个空间并将对应下标赋给上一个物理盘块数组，再将对应内容存入content（为string类型的数组，模拟存储内容）数组中，直至退出外层循环。

4.复制目录：

说明：这里和删除目录一样，写了两个复制函数，这样写同样因为递归调用是比较方便，第一个函数传入参数为目标目录指针和被复制的目录的指针，第一个函数里新建了一个阶段复制被复制的目录的内容，然后将新建节点的子节点和被复制目录的子结点传入下一个递归调用函数（因为目录的内容存于目录的子节点，与兄弟节点无关），第二个函数就是递归调用函数cp_node，下面就只给出cp_node的流程图（复制之前同样进行了路径的判误操作，内存大小的判断操作，是否重名的判断操作，被复制目录是否存在判断操作，这些操作在递归函数之前完成，所以下面的递归函数不体现这些操作）。

六、运行结果

1.主界面展示：

图：主界面展示

2.help命令展示：

图：help命令展示

3.echo命令展示：

图：echo命令展示

4.del命令展示：

图：del命令展示-普通删除

说明：创建了目录log1，在log1中创建一系列文件和目录，磁盘使用情况显示已分配，实用del删除命令后查看磁盘分配证明级联删除是可靠的。

图：del命令展示-级联删除 5.md命令展示：

图：md命令展示

6.cd命令展示：

说明：图中展示了cd+name、cd+.、cd+..三种cd命令的使用和判别情况。

图：cd命令展示

7.dir命令展示：

图：dir命令展示

8.typ命令展示：

图：typ命令展示

9.ren命令展示：

图：ren命令展示

10.wrt命令展示：

图：wrt命令展示 说明：此处为了实验方便，将磁盘大小限定为5，每块磁盘输入的字符数限2，输入的内容***899需要9块磁盘块，而磁盘块为5，根目录占用一块，只能输入4块大小的内容，即11223344，所有文件file只写入了11223344。

图：wrt动态增长展示

11.mem命令展示：

图：mem命令展示

12.cls命令展示：

图：cls命令展示-1

图：cls命令展示-2

13.cp命令展示：

说明：图中根目录（WP：）下创建了目录a（md a）、目录b（md b），在a目录下创建了b目录(md b)，在b目录中创建了文件a(echo a)、目录c(md c)，文件a中输入1111122222(wrt a 111112222)内容代表占了两块物理盘块(程序中Msize模拟大小，设为5个字符了)，再进入目录c(cd c)，c中先创建目录f(md f)再创建文件g（与之前创建顺序不同说明程序在不同情况下能正常运行），在g中输入5个3，5个2，5个1(wrt g ***)代表占用3块物理盘块空间，再返回目录a(cd.cd.)，将目录a下的目录b复制给目录WP下的目录c(cp b WP:c)，再将目录a中的目录b删除（del b证明的确是复制而非简单指针指向），进入WP下的目录c查看刚复制的内容(dir)。物理盘块使用情况中第一个-3为根目录占用，第二个-3是目录a，第三个-3是目录c，接下来的8个-99是目录a中原目录b占用的空间（此处证明删除是可靠的），图中显示目录c中确实成功复制了目录b及目录下的所有内容(使用dir命令查看)。

图：cp命令展示 14.exit命令展示：

图：exit命令展示

15.综合展示：

说明：echo a在根目录（WP:）下创建了文件a，md b在根目录（WP:）下创建了目录b，dir显示根目录下的所有文件和目录，wrt a aaaaabbbbbccccc在文件a中输入了一串内容，typ a显示文件a中的内容，cd b进入目录b，md a在目录b下创建了目录a，cd a进入目录a，cd.返回目录b，cd.返回根目录WP:，ren b newname将目录b重命名为newname，mem显示内存情况，第一个-3代表根节点占用，第二个3代表文件a占用且下一块盘块下标为3，第三个-3代表目录b占用，之后的4代表被文件a占用且的下一块盘块的寻找下标为4，下一个-3代表文件a的末盘块，下一个-3代表目录b内的目录a占用，del a在根目录WP:下删除文件a，mem查看物理盘块实验情况，图中显示原文件a占用的内存空间已经变为-99，代表成功删除a并释放磁盘空间（-99代表磁盘空间空闲可用），dir显示根目录WP：下所有文件和目录，显示只有newname，则证明重命名和删除操作是成功的。

图：综合展示

七、心得体会和调试中遇到的问题及解决办法

编写调试过程中遇到许多问题，一类是指针指向空还继续操作造成程序停止运行，经检查后修改正确，一类是逻辑上出现错误导致级联删除或者目录复制出错，经改正后成功实现。

主要的难点在于兄弟结点和子结点的处理，所以再程序中引入了isBro这个标志位来判断是否是兄弟结点即与父节点是否在同级目录，若不在同级目录则父节点为真父节点（是指向本目录而非本目录中上个文件）。还有一个难点是在进行递归调用删除或复制目录时发现处理目录和目录下的内容不太合适放在同一个递归程序中，所以单独写了两个函数处理目录的复制或删除，然后对应两个递归程序处理目录下的所有内容。实验总结及有待改进的问题。

因为时间比较紧张，在几门考试中抽空写了这个小程序，所以并没有实现存盘，另因为对输入命令字符串的处理上有点瑕疵，所有在写文件内容中只能写入连续的字符串（中间不能插入空格），否则会被判定为命令输入错误，并且只实现了文件的写入，不能修改或插入，有待改进。没有实现目录树的展示，只能显示目录下所有文件，有待改进。但相信时间再充裕一些这些小问题都能很好地解决。

八、源代码

人工模拟小型海洋生态系统 篇3

关键词：生态学；生态系统；实验

课题研究的目的为在有限封闭水体内形成较稳定且较具观赏性的海洋生态系统，并在人工调节非生物因素的情况下保持其稳定性。稳定性方面形成多条食物链以构成食物网，保证形成的生态系统不至于太过脆弱；持续性方面在人工干预非生物因素的条件下，形成的生态系统可持续正常运转至少一月；观赏性方面成型的生态系统有较强的观赏性。研究背景为：2011年我校设立了一个大型海洋水族箱，但因缺乏管理而逐渐荒废，全世界水族爱好者都在探寻人工模拟小型海洋生态系统的方法。

一、研究思路

1.发现问题

学校现有大型水族箱因无人管理已经荒废。

2.课题化

将实际问题（水族箱荒废）转化为课题（人工模拟小型海洋生态系统）。

3.制订计划

第一阶段：收集资料；

第二阶段：制定计划；

第三阶段：实施计划；

第四阶段：分析总结。

4.解决问题

经过综合治理，水族箱已形成较稳定的小型生态系统。

二、生态系统各部分组成

1.非生物因素

（1）温度

水族箱中确定的大部分生物适应温度处于20摄氏度至24摄氏度之间，因此在青岛地区无需考虑制冷问题。通过加装1000瓦特功率的加热棒，并配合使用微电脑智能温度控制系统，可将水体温度稳定控制在22摄氏度至24摄氏度之间。

（2）盐度

水族箱内生物为海水生物，所需盐度为1.024，通过换水，添加海水素等方式逐步调节盐度，使之达到预期值。

（3）酸碱度

通过加入水质稳定剂，有效稳定水体酸碱度，pH值由弱酸性改变至中性。

2.生物因素

（1）生产者——红泥藻

红泥藻在生物分类中属于原核生物界中的蓝绿藻门，在地球上已经存在超过35亿年，遍布地球上任何角落。养分的多寡、光线的强弱及光谱等均为影响颜色的因素。从另一个角度来看，蓝绿藻中有叶绿素、藻蓝素、藻红素等，会影响其颜色呈现的主要就是藻红素的多寡。蓝绿藻所能吸收利用的食物种类很广，所有无机盐（PO4,NO3,NH4等）及有机物都能被其吸收转换成能源。但是这种生物在藻类及植物出现后，生存竞争下通常只会出现在有机溶解物（DOM）高的水域，因为藻类及植物对无机盐的吸收更有效率，相反的蓝绿藻通常会在有机溶解物过剩的水中大量繁殖，蓝绿藻通常也是用来判断水中有机污染的指标生物，有机污染物多时，藻类与植物也会无法存活，因为水中的毒性太强了。蓝绿藻的这种特性很像异营菌类，能将有机物分解转换成无机盐类。菌类无法再使用无机盐类，但是这种生物可以继续利用。因此，当水中有机溶解物已经短缺时，这种生物还能活上很久，直到养分被其他生物吸收完毕为止（蓝绿藻不是直接进食有机物，而是将其分解成无机物后再吸收利用）。而当水中缺乏氮素时，蓝绿藻还可以将水中溶解的氮气（N2）转换成NH4（固氮作用），以形成其快速繁殖所需的养分。当蓝绿藻缺乏某些元素时都有能力寻找其他替代元素，因此生存能力、环境适应力与繁殖力极强。光照的长短、波长都会影响蓝绿藻的生存，强光下一般都会被藻类等生物所占据，因此弱光中较容易看到这类生物。而影响最大的首推波长的影响。一般来说，在波长560nm以下的蓝光、绿光、紫光对其光合作用没有助益，560nm~700nm之间的光照只要一点点就足以让这类生物暴增，长光照对蓝绿藻的生命周期延续有很大的影响，24h的光照下生长最旺，蓝绿藻每20分钟分裂一次，24小时后就会有2^72（2的72次方）个个体，大概是4.7*10^21个，这种分裂速度实在太恐怖了！在每日只有8~10小时的光照下较不会形成其生长优势，较能维持缸中的生态平衡。

红泥藻绝大多数的情形下只会出现在水流缓慢的地方。其实在水流强的地方依旧能生长，水流缓慢的地区代表该处容易形成有机物沉积区，这些沉积区提供红泥藻源源不绝的食物来源，因此红泥藻特别喜欢长在水流差的地方。水流还会影响其抗紫外线的能力，因为水流会带走其上方的气泡，这些气泡是帮助其抗紫外线或强光的屏障，不过某些种类却又不受影响。

（2）消费者

①条石鲷。条石鲷主要分布在我国福建、广东、浙江等海水较深的清水、太平洋和印度洋沿岸，大部分栖息在温带、亚热带水域。温热带沿近海鱼类，栖于岩礁区。肉食性，齿锐利，可咬碎贝类或海胆等坚硬的外壳。产下的卵一日半即孵化，幼鱼在大洋中成长，随着海藻漂移。长大后则在海岸边生活，分布于太平洋区。条石鲷体延长而呈长卵圆形，侧扁而高。头小，前端钝尖。吻短，眼大，侧位，上颌达眼之前缘下方。颌齿愈合成鹦鹉喙嘴状，锄骨无齿。前鳃盖骨后缘具锯齿；鳃盖骨上具1扁小棘。体被细小栉鳞，吻部无鳞，颊部具鳞，各鳍基底均被小鳞；背鳍及臀鳍基底均具鳞鞘；侧线完全，与背缘平行。背鳍单一，硬棘部和软条部间具缺刻，硬棘XII，软条数16；臀鳍硬棘III，软条数13；尾鳍内凹形。体黄褐色，含体侧及头部眼带，共有7条黑色横带。胸鳍、腹鳍黑色；余鳍较淡而有黑缘。

②细刺鱼。细刺鱼分布于太平洋区，该物种的模式产地在日本。细刺鱼体呈卵圆形，侧扁。头甚小而眼较大。体金黄色，体侧有4~6条较宽的黑褐色纵带，形成黄黑相间的明显对比。体被小型弱栉鳞，背鳍和臀鳍基部亦被小鳞所形成的鳞鞘。齿刷毛状，尖锐，腭骨一般有齿。鳃膜连合，跨越喉峡部。背鳍硬棘10~11枚、软条17~18枚；臀鳍硬棘3枚、软条14~16枚。侧线鳞片数56至60枚。体长可达16厘米。细刺鱼常三五成群在低潮线下之浅水岩礁或珊瑚礁觅食，一般生活在水深0~10米的水域，很少离岸太远，潮池也可发现其幼鱼。幼鱼以浮游生物为食，成鱼以底栖生物为食，属于近海暖温性鱼类。

③多齿新米虾。多齿新米虾（学名：Neocaridina denticulate），是指虾科新米虾属的一个品种，与其他多种虾类同被称为“黑壳虾”，属于淡水虾，生活在干净的溪流里。常用来被当作清除藻类的虾类，但清藻功力不敌大和藻虾。

（3）分解者

①硝化细菌。硝化细菌属于自养性细菌，包括两种完全不同的代谢群：亚硝酸菌属(nitrosomonas)及硝酸菌属(nitrobacter)，它们包括形态互异的杆菌、球菌和螺旋菌。亚硝酸菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属中的细菌。硝酸菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。两类菌均为专性好气菌，在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能自养型，不能在有机培养基上生长，例如亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）、亚硝化螺菌（Ni-trosospira）、亚硝化球菌（Nitrosococcus）、亚硝化叶菌（Ni-trosolobus）、硝化刺菌（Nitrospina）、硝化球菌（Nitrococcus）等。只有少数为兼性自养型，也能在某些有机培养基上生长，例如维氏硝化杆菌（Nitrobacterwinogradskyi）的一些品系。从形态上看，也有多样，如球形、杆状、螺旋形等，但均为无芽孢的革兰氏阴性菌；有些有鞭毛能运动，如亚硝化叶菌，借周身鞭毛运动；有些无鞭毛不能运动，如硝化刺菌。一般分布于土壤、淡水、海水中，有些菌仅发现于海水中，例如硝化球菌、硝化刺菌。

②亚硝酸细菌（又称氨氧化菌），将氨氧化成亚硝酸。反应式：2NH3+3O2→2HNO2+2H2O+158kcal(660kJ)。硝酸细菌（又称亚硝酸氧化菌），将亚硝酸氧化成硝酸。反应式：HNO2+1/2O2= HNO3,-⊿G=18kcal。这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量，但其能量利用率不高，故生长较缓慢，其平均代时（即细菌繁殖一代所需要的时间）在10小时以上。硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。这两类菌通常生活在一起，避免了亚硝酸盐在土壤中的积累，有利于机体正常生长。土壤中的氨或铵盐必须在以上两类细菌的共同作用下才能转变为硝酸盐，从而增加植物可利用的氮素营养。时至今日，人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸，所以说，硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。我们知道，亚硝酸对于人体来说是有害的，这是因为亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐，而亚硝酸盐又可以和胺类物质结合，形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。然而，土壤中的亚硝酸转变成硝酸后，很容易形成硝酸盐，从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。在硝化细菌的作用下，土壤中往往出现较多的酸性物质。这些酸性物质可以提高多种磷肥在土壤中的速效性和持久性，可以防治马铃薯疮痂病等植物病害，甚至可以使碱性土壤得到一定程度的改良。所以说，硝化细菌与人类的关系十分密切。农业上可通过深耕、松土提高细菌活力，从而增加土壤肥力。但硝酸盐也极易通过土壤渗漏进入地下水，成为一种潜在的污染源，造成对人类健康的威胁。因此农业上既可采用深耕、松土的方法提高细菌活力，亦可通过用施入氮肥增效剂（即硝化抑制剂），以降低土壤硝化细菌的活动，减低土壤氮肥的损失和对环境的污染。

三、结论

智能刹车模拟系统 篇4

关键词：智能刹车,模拟系统,研究分析

系统方案:操作平台系统包括单片机模块、油门信号输入模块、刹车信号输入模块、车辆方向控制模块、加速度测量模块、紧急制动模块、液晶显示模块、无线收发模块、电源模块。

操作平台系统以STC12C5616AD单片机为控制核心, 通过操作脚踏板和方向杆, 向单片机输入刹车、油门, 以及转弯的信号, 使单片机做出判断, 发出相应的指令, 通过NRF24L01无线收发模块发送信号给车辆并同时接收车辆反馈的信息;在油门脚踏板上安装有MMA7455数字加速度传感器模块, 根据脚踏板加速度的改变的程度, 给单片机输入信号, 然后单片机向紧急制动模块发出指令进行刹车制动;液晶显示模块实时显示车辆的速度, 脚踏板的加速度。

(1) 操作平台单片机模块。采用STC12C5616AD作为控制核心, 飞思卡尔芯片解密, 增强型8051内核, 速度比普通8051快8~12倍, 宽电压, 外部掉电检测电路, 可在掉电时, 及时将数据保存进EEPROM, 正常工作时无需操作EEP, 低功耗设计。

(2) 刹车信号输入模块。刹车信号输入模块, 通过改变电阻来模拟制动踏板, 给单片机输入模拟制动信号, 从而使单片机发出减速的指令。

(3) 油门信号输入模块。油门信号输入模块, 通过改变电阻来模拟油门大小, 给单片机输入模拟油门电压信号, 从而使单片机发出加速的指令。

(4) 车辆方向控制模块。为车辆方向控制信号输入模块, 通过改变电阻来模拟控制车辆方向, 给单片机输入模拟车辆方向电压信号, 从而使单片机发出指令, 改变车辆的运行方向。

(5) 加速度测量模块。为加速度测量模块, 将MMA7455数字加速度传感器模块安装在油门脚踏板上, 实时测量脚踏板的加速度, 将测量的数据传送到单片机, 使单片机根据加速度的改变做出相应指令。

(6) 无线收发模块。由于系统是用于控制小车的速度变化, 从而达到演示效果, 因此选择无线模块连接控制平台和小车, 让演示效果更佳。NRF24L01内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器, 功率放大器等功能模块, 需要很少的外围元件, 因此使用起来非常方便。

(7) 紧急制动模块。光电耦合器驱动继电器电路, 该模块由光电耦合器组成开关电路。当单片机发出紧急制动指令后, 继电器将衔铁向下吸引, 对刹车脚踏板施加压力, 进行刹车减速。

(8) 演示车辆单片机模块。采用STC12C5410AD作为控制核心, 加密性强, 超强抗干扰, 超低功耗, I/0驱动能力更强, 内部集成高可靠复位电路, 外部复位电路可完全省掉当然可以继续用外部复位电路。

(9) 无线收发模块。NRF24L01无线收发模块电路, NRF24L01内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器, 功率放大器等功能模块, 需要很少的外围元件, 因此使用起来非常方便。QFN24引脚封装, 外形尺寸只有5×5mm。

(10) 角加速度测量模块。MMA7455数字三轴加速度传感器, MMA7455是一款数字输出 (I2C/SPI) 、低功耗、紧凑型电容式微机械加速度计, 具有信号调理、低通滤波器、温度补偿、自测、可配置通过中断引脚 (INT1或INT2) 检测0g、以及脉冲检测 (用于快速运动检测) 等功能。0g偏置和灵敏度是出厂配置, 无需外部器件。通过检测Z轴加速度的改变, 来判断角加速度的改变。

(11) 测距模块。测距模块电路, 应用红外对管电路, 测量前方路况, 当距车辆10m时有车辆或大型障碍, 车辆会自动刹车减速。金属封装红外线接收管, 适用于各类光电转换的自控仪器, 传感器, 各类光电检测器的信号光源。根据驱动方式可获得稳定光, 脉冲光, 缓变光.常用于控制, 报警等方面。特点:采用反射功能的结构形式, 光功率较强, 低驱动电压, 易与晶体管电路匹配.结构坚固耐震、可靠性高、金属玻璃封装器件, 耐磨耐温性好。

(12) 电机驱动模块。电机驱动对于PWM调速的电机驱动电路, 主要有以下性能指标:a.输出电流和电压范围, 它决定着电路能驱动多大功率的电机。b.效率高的效率不仅意味着节省电源, 也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率, 可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通 (H桥或推挽电路可能出现的一个问题, 即两个功率器件同时导通使电源短路) 入手。c.对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离, 防止有高电压大电流进入主控电路, 这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。d.对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。e.可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到, 无论加上何种控制信号, 何种无源负载, 电路都是安全的。

参考文献

[1]徐爱钧.单片机高级语C51应用程序设计[M].北京:电子工业出版社, 2001:10-23.

[2]童诗白, 华成英.模拟电子技术基础.第四版[M].北京:高等教育出版社, 2007:12-14.

[3]宏晶科技.STC12C5410AD系列单片机器件手册[Z].2005.

[4]周惠潮.常用电子元件及典型应用[M].北京:电子工业出版社.

环卫系统招聘考试模拟卷 篇5

一、单项选择题

1．“我们请求，把每个人享有的健康和福利等不受侵害的环境权和当代人传给后代的遗产应是一种富有自然美的自然资源的权利，作为一种基本人权，在法律体系中确定下来。”是在（）中提出的。

A．《人类环境宣言》B．《东京直言》

C．《北京宣言》D．《联合国人类环境会议宣言》

2．下列关于大气污染的说法正确的是（）。

A．环境污染防治立法中所称的大气污染既包括人为因素引起的大气污染，也包括自然在自身的变化过程中所发生的大气污染

B．按大气污染的范围，可将大气污染分为煤烟型污染、石油型污染、特殊型污染等

C．大气污染物专指复合造成大气污染的物质

D．大气中污染物的浓度主要受排放总量的影响，除此之外还与排放源的高度、气象和地形等因素密切相关

3．《海洋倾废管理条例》规定，境外的废弃物（）。

A．不得运至中华人民共和国管辖海域倾倒

B．不得经过中华人民共和国管辖海域运输

C．进人中华人民共和国管辖海域倾倒的应当事先获得特别许可证

D．进人中华人民共和国管辖海域倾倒的应当事先获得紧急许可证

4．《城市区域环境噪声标准》规定居住、文教区适用的声环境质量标准为（）。

A．昼间70分贝，夜间60分贝B．昼间60分贝，夜间50分贝

C．昼间55分贝，夜间40分贝D．昼间55分贝，夜间45分贝

5．我国农业生产目标正向（）转化

A．优质、低毒、高效B．高产、低毒、高效

C．高产、优质、低毒D．高产、优质、高效

6．下列关于水污染的危害错误的说法是（）。

A．水污染对人体健康的损害可能是急性的，也可能是长期积累性的 B．水污染可能造成整体生态环境系统的失衡

C．农业灌溉用水被污染会造成农产品质量下降，但不影响粮食的食用用途

D．水污染使本来就相对短缺的淡水资源更显不足

7．县级以上地方 计量行政部门根据本地区的需要，建立社会公用计量标准，经（）主持考核合格后使用。

A．国务院B．国务院计量行政部门

C．同级人民 计量行政部门 D．上级人民 计量行政部门

8．《中华人民共和国计量法》于1985年9月6日，（）常务委员会第十二次会议通过。

A．第五届全国人民代表大会 B．第六届全国人民代表大会

C．第四届全国人民代表大会 D．第七届全国人民代表大会

9．确认某排污行为是否合法的根据是（）。

A．环保方法标准 B．污染物排放标准

C．环境基准 D．环境质量标准

10．关于海洋环境污染，下列说法中错误的是（）。

A．海洋环境污染是危害海洋环境的最紧迫问题

B．我国公害史上有名的“水俣病”，就是汞污染损害人体健康的显著例子

C．我国近年来近岸海域的水质污染的状况相当严重

D．即使在杏无人迹的南北极地区海域，也存在一些有毒有害物质的污染

11．计量检定人员是指经（），持有计量检定证件，从事计量检定工作的人员。

A．考核合格B．计量行政部门批准

C．培训D．授权

12．在管理措施和手段中，尤其是（）手段的综合运用在环境与资源管理中，起着关键性的作用。

A．行政和经济 B．法律和经济

C．法律和科学技术 D．法律和宣传教育

13．世界各国都将环境污染损害作为一种（）行为来对待，中国的立法也不例外。

A．普通侵权行为B．特殊侵权行为

C．刑事犯罪行为D．特殊违约行为

14．我国行政机关对环境纠纷当事人之间就赔偿责任的争议作出的处理意见的性质是（）。

A．行政命令B．行政仲裁

C．行政调解D．行政裁决

15．强制检定的周期，由执行强制检定的计量检定机构根据（）确定。

A．计量法B．计量法规

C．计量器具检定规程D．计量机构工作章程

16．自（）年起不得再生产非法定计量单位的仪器仪表。

A．1985 B．1987

C．1989 D．1991

17．排污单位都应当根据当地环保部门的缴费通知单，在（）天向指定银行缴付排污费。

A．10天内B．15天内

C．20天内D．25天内

18．确认环境是否已被污染的根据是（）。

A．环保方法标准B．污染物排放标准

C．环境质量标准。D．环境基准

19．（）制度被称为污染控制法的“支柱”，在环境与资源保护法中被广泛采用。

A．“三同时”B．许可证

C．征收排污费 D．经济刺激

20．我国《环境保护法》规定，因环境污染损害赔偿提起诉讼的时效期间为（）。

A．l年B．2年

C．3年D．20年

二、多项选择题

1．下列各指标属于生态效益指标的有（）。

A．绿色植物覆盖率B．森林覆盖率

C．水土保持等级指标D．土壤肥力等级

2．水污染物排放许可证制度的管理程序包括下面（）阶段。

A．排污申报登记

B．确定本地区污染物总量控制目标和分配污染物总量削减指标

C．排污许可证的审批发放

D．排污许可证的监督检查和管理

3．以下关于污染物排放标准的说法中正确的有（）。

A．污染物排放标准是为污染源规定的最高容许排污限额

B．排污者以符合排污标准的方式排放污染物是合法行为

C．合法排污者在其排污行为造成环境污染损害时仍要承担民事责任

D．我国法律明确规定超标排污行为属违法行为

4．关于防止地下水污染的规定，正确的说法有（）。

A．人工回填补给地下水，不得恶化地下水质

B．在开采多层地下水的时候，如果各含水层的水质差异大，应当混合开采

C．禁止企事业单位利用渗井排放含病原体的污水

D．兴建地下工程设施，应当采取防护性措施，防止地下水污染

5．《环境保护法》规定的行政处罚有（）。

A．罚金B．责令赔偿损失

C．停产治理D．罚款

6．下列职责中属于国家环境与资源保护机构的主要职责有（）。

A．贯彻并监督执行法律

B．制定有关条件、规章和环境标准

C．指导各部委和地方 的环境保护工作

D．沟通 与民间的关系

7．我国环境标准主要有（）。

A．环保方法标准 B．污染物排放标准

C．环境基准 D．环境质量标准

E．环保基础标准

8．根据国务院决定，除中央环境主管机构外，（）要负责作为国民经济、社会发展计划和生

产建设、科学技术发展中的环境保护综合平衡工作。

A．国家计委B．国家科委

C．国家环保局D．国家经委

9．环境保护的民主原则在法律上的体现和贯彻，表现在（）。

A．实行环境保护目标责任制

B．公民的环境权

C．我国公民有参与国家环境管理的权利

D．公民有对污染破坏环境的行为进行监督、检举和控告的权利

10．三项建设做到三同步，是协调发展的具体要求。其中有两个重要环节是（）。

A．同步规划B．同步实施

C．同步建设D．同步发展

11．检定系统是国家法定性技术文件，它用（）的形式，规定了国家基准，各级标准直至工作用计量器具的检定程序。

A．图 B．表

C．图表D．文字

12．下列（）必须执行国家强制检定。

A．社会公用计量标准

B．部门和企业、事业单位使用的最高计量标准

C．用于贸易结算的工作器具

D．用于安全防护的工作计量器具

13．计量法规有（）。

A．《中华人民共和国计量法》

B．《中华人民共和国计量法实施细则》

C．《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》

D．《国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令》

14．下列关于我国大气污染现状正确的说法有（）。

A．燃煤是形成我国煤烟型污染的主要原因

B．我国大气中的主要污染物为M＄化碳和烟尘

C．因为二氧化硫的排放量不断增大，我国出现了大范围的酸雨

D．我国城市空气污染北方城市重于南方城市

15．我国征收排污费的目的是为了（）。

A．促进企业加强经营管理B．节约和综合利用资源

C．治理污染 D．改善环境

16．环境标准的法律性质体现为（）。

A．环境标准具有规范性

B．环境标准以定量性的数据、指标、技术规范为表现形式

C．环境标准具有法律的约束力

D，环境标准要由有权国家机关依照法定程序制定和颁布

17．与环境问题联系最为密切的因素是（）。

A．人口与发展B．环境

C．资源 D．社会状况

18．环境行政诉讼的范围为（）。

A．司法审查之诉B．确认破坏环境罪之诉

C．请求履行职责之诉D．请求行政侵权赔偿之诉

19．贯彻预防为主，综合防治政策的主要措施包括（）。

A．实行区域综合规划、预防为主的环境影响评价制度

B．从污染物的浓度控制改为总量控制

C．采用无毒、低害和闭路循环等先进工艺

D．把污染物的排放量减少到最低限度后，再净化

20．在环境纠纷中，合法的证据必须与（）中所列的限额数值具有可比性。

A．环境质量标准B．环保方法标准

C．污染物排放标准D．环保基础标准

三、判断题（正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”。）

1．我国计量立法遵循的是“统一立法，区别管理”的原则。（）

2．环境保护部门和其他监督管理部门有权对管辖范围内的排污单位进行现场检查，被检查单位必须如实反映情况，提供必要的资料。（）

3．从预防的角度看，环境保护行政是国家实施环境污染和其他公害防治以及进行环境管理的主要手段。（）

4．质量技术监督以质量为中心，标准化计量为基础。（）

5．标准化法律体系由行政法规、地方性法规、部门规章和地方规章构成。（）

6．国际上针对污染者的责任问题，曾提出“污染者负担”原则，被许多国家确定为环境保护的一项基本原则。（）

7．从60年代到70年代，一些工业发达国家，除了加强环境立法和建立环境与资源管理机构外，主要对策是投入一切可能的技术和财力进

行污染治理。（）

8．对已经产生、可能产生酸雨的地区和其他二氧化硫污染严重的地区，经省级地方 批准后，可以划定为酸雨控制区或者二氧化硫污染控制区。（）

9．只要环境内存在有害物质，即使这些物质的数量、浓度、种类等均未超过环境的自净能力，且没有给人身或财产造成实际损害，也应算作环境污染。（）

10．环境质量标准反映了人群、动植物和生态系统对环境质量的综合要求，也标志着在一定时期国家为控制污染在技术上和经济上可能达到的水平。（）

参考答案

一、单项选择题

1．B 2．D3．A4．D5．D6．C7．D 8．B

9．B 10．B 11．A 12．B 13．B 14．C 15．C 16．B

17．C 18．C 19．B 20．C

二、多项选择题

1． ABCD 2.ABCD 3.ABC 4.ACD 5.BCD 6.ABC 7.ABDE 8.ABD 9.BCD 10.AC 11.ABD 12.ABCD 13.BCD 14.ABCD 15.ABCD 16.ACD 17.ABC 18.ACD 19.ABCD 20.AC

船舶辅锅炉装置模拟操作系统 篇6

关键词：船舶；装置；辅锅炉

国际海事组织为船舶辅锅炉等模拟器的研发与设计都做出了明确的规定，以便相关行业与科研系统进行科学的模拟实验与研发。我国对于轮机模拟装置的研发与世界发达国家的设计水准相持平，软、硬件的配置都已达到一定的标准，船舶辅锅炉装置的模拟操作系统发展势头良好。但截至此项研究进行之前，对于模拟操作系统的设计仍存有一定的缺陷。笔者基于第五代大型5540集装箱船舶的辅锅炉作为模拟仿真对象，研发一套综合多种功能于一身的新系统[1]。

1.船舶辅锅炉装置的模拟操作系统的设计初衷

为了使国内船舶辅锅炉装置模拟操作系统功能的进一步完善，满足国际海事组织对于轮机人员培训的基本要求，应该着手设计一套功能齐全的模拟操作系统。它能够使学员在较短的时间内理解船舶辅锅炉的设计机理及实操过程，且装置能进行满水、失水等故障警示，完善其对学员的考核过程，并能够打出合理的分数。

2.船舶辅锅炉装置模拟软件的设计分析

2.1.网络化模式设计

这套船舶辅锅炉装置模拟软件系统的设计理念从本质上来讲是一套微机系统，类似于计算机网络的格局，它的网络化模式设计环节严格按照类似计算机网络拓扑的格式进行设计，经实践表明，此项设计方案的模式设计优势明显。它是将教练员站与学生站一一建立有效连接，其中教练员站设有故障设置界面与数据库维护界面等分支，此项设计环节使教练员站能够把控学员的操作情况。

2.2.智能化评估操作环节的设计

本套模拟软件共设置了十二套评估考题，且下设数道子考题。学员通过输入学号等基本真实信息的录入即可登陆该系统。然后，学员进行随机的答题过程，每位学员的题目具有差异，防止学员之间进行借鉴。考试过程有一定的时间限制，学员在考试过程中需要按照考题的实际顺序完成考试过程。在操作考试过程中，学员在做完当前指定的题目后，需要点击答题结束按钮，系统才能完成该题目的评估，同时，下一个题目开始进入答题考试主界面，按照这样的答题流程，学员逐一的进行答题，直至点击完所有的既定考试题目。最后，在学员完成所有题目的答题后，点选评估结束，至此才完成整体上机操作考试。该系统具有很强大的运算判断功能及统计功能。该模拟软件能够在学员答完题之后，将学员的操作成绩结果自动显示出来，能够让学员及时的巩固知识，在脑海中迅速回顾船舶辅锅炉系统的操作过程，加深对操作环节过程的记忆，对于学员今后进行实际的操作打下坚实的基础。考试成绩显示并且关注之后，学员就可以像操作其他计算机软件系统一样关闭该登陆系统，整个操作过程非常简便。

在系统最后对学员做出评估的环节中，可能会出现一定的误操作情况，其原因在于学员对操作的熟练程度不同，且学员的基本素质差异较大，所以就可能点击考试系统界面之外的按键，影响了考试成绩与最终评估结果。一般情况下，系统的操作点越多，就越容易产生误操作的情况，这就需要学员认真对待此项考试的各项细节操作，以符合整体操作系统的评估要求，提升学员的操作能力。

2.3.数学模型的建立

在船舶辅锅炉装置的模拟操作中加入数学模型是非常科学的改变，进一步完善了整体模拟操作系统的各项功能。船舶辅锅炉的工作环节较为繁杂，有多种物质的不同形态，将物理变化与化学变化同时呈现出来。通过深入研究船舶辅锅炉装置的操作机理与环节，进而对内部系统给出了部分有效建议。各种数学模型的建立就是其中的重要改变之一，提升了整体性能。

3.模拟装置操作系统的界面设计

整体船舶辅锅炉装置的仿真内容全部综合集中至该模拟程序中进行呈现，并且允许操作人员进行相关操作。在完善对其界面设计过程中，采取子界面不显示即释放资源与事件触发的功能使系统资源得到合理的运用，从而确保程序的安全性与可靠性，以期符合模拟操作系统的高效、快捷的要求。其具体设计环节的重点操作界面有五个，包括：辅锅炉控制箱操作界面；辅锅炉水系统操作界面图示；辅锅炉燃油系统操作界面；辅锅炉蒸汽系统操作界面；评估试题内容界面[5]。

4.结束语

通过设计及构建船舶辅锅炉装置的模拟操作系统，且经过了严谨的实践运行过程，发掘了很多该系统在执行过程中的宝贵经验。经后期测试完毕后，其性能符合船舶辅锅炉的实际应用要求。其软件系统设计较为良好，模拟装置的形态逼真，且便于学员进行实际操作与总结。此项船舶辅锅炉装置模拟操作系统符合国家的相关规范要求，也能够满足学员的实操训练考核要求。它作为一套模拟操作系统，与船舶的实际操作过程及其相符，在现实应用中具有一定的可行性。

参考文献：

[1]叶晓华，张晓荣，丁鑫.船用辅锅炉仿真与智能评估系统的研制[J].青岛远洋船员职业学院学报，2012，12（12）：169-170.

[2]李炜.船用辅锅炉自动控制系统设计与分析[J].南通航运职业技术学院学报，2011，3（06）：131-132.

[3]冯腾飞，潘晓飞.基于PLC的船舶辅锅炉控制系统的设计[J].机电工程技术，2013，10（16）：156-157.

[4]李建伟，徐轶群，杨国豪.基于虚拟现实技术的船舶辅锅炉控制系统研究[J].船海工程，2010，8（16）：169-170.

模拟汽车限速系统 篇7

1.1 具体设计原理

(1) 产生1HZ方波信号。首先, 利用三片73LS373地址锁存器, 将8086地址锁存。利用73LS138译码器产生各个芯片的片选地址, 其中, 将低电平使能端接地, 高电平使能端接8086地址线A15, C、B、A分别接地址线A14~A13, 这样输出端Y0~Y2产生的片选地址即为8000H~A000H。利用8253芯片产生1HZ方波信号:8253片选地址为9000H, A0~A1接8086地址线A1~A2, 所以从8086的角度看, 8253的四个地址是不连续的, 分别为9000H, 9002H, 9004H, 9006H。设置计数器0输入信号1MHZ方波信号, 方式3工作方式, 计数初值1000H (BCD计数) , 输出信号作为计数器1的输入, 设置计数器1方式3工作方式, 计数初值1000H (BCD计数) , 这样输出信号即为1HZ方波信号。 (2) 利用上文所述产生的1HZ方波信号计时十秒。首先, 使用8255芯片, 设置片选地址8000H, A0~A1接8086地址线A1~A2, 所以从8086的角度看, 8255的四个地址分别为8000H, 8002H, 8004H, 8006H。利用8055的A口读入1HZ方波信号, 初始时, 循环等待低电平, 出现低电平时, 再循环等待高电平, 这样就产生一个上升沿, 每两个上升沿的间隔即为一个周期, 即1秒。设置循环次数为10, 这样就产生了10秒的计时。 (3) 中断及输出部分。由于本方案产生计时的方式是通过不断读入8255A口数据得到了, 而8259芯片产生中断的时候, 循环等待中断期间, 数据总线一旦被其他芯片利用。

1.2 系统程序设计

编程思路在上文设计原理中已经介绍, 在此不再赘述。下面给出程序流程图 (见下图) :

1.3 系统调试结果

在Proteus中进行仿真, 十秒计时结束后, 当中断次数大于六时, 黄灯亮;中断次数大于8时红灯亮, 扬声器报警。实验结果与预期相同, 符合要求。

2 方案第一次改进

2.1 改进方案

考虑到第一个方案时间及中断次数无法显示, 适应性较差, 所以考虑加入两个一位数码管, 同步显示时间和中断次数, 并且设置当中断次数不大于6次时, 绿灯亮, 表示不超速。

2.2 改进方案具体设计思路

采用74LS273作为输出, 控制一位数码管显示时间 (9秒~0秒) , 使用WR非和A000H地址通过或门作为片选地址。使用8255的C口输出, 控制一位数码管显示中断次数 (0次~9次) 。增加8255的B口输出接入一个LED绿灯, 作为不超速显示。

其中数码管显示的方法为:首先在数据段存储共阴极数码管显示数字0~9, 取段首地址BX, 例如, 当CX为3时, 则取SI为3, 利用基址变址寻址[BX+SI], 取出数字3相应的编码, 然后输出到数码管, 此时即显示数字3。其他数字显示与此相同。

2.3 程序设计

序设计大体与第一方案相同, 只不过在每次时间和中断次数变化后立即通过数码管显示出来。

3 方案第二次改进

3.1 改进方案

考虑到实验器材的限制, 实验箱上没有NMI接口, 所以为了搭接出实际的硬件结构, 必须采用8259中断, 所以需要对方案进行再一次改进。

3.2 改进方案具体设计思路

此次改进与前两次方案的不同之处在于, 采用的是8259中断的方式, 设置上升沿触发, 通过8255B口读入1HZ方波信号, 首先循环等待低电平, 并通过8255A口中断输入的开关状态, 并不断检测开关状态, 一旦开关为低电平, 此时打开中断, 当开关为高电平时, 此时产生上升沿触发8259中断, 进入中断子程序, 中断次数加一, 关中断。当方波信号变为低电平时, 开始循环等待方波信号的高电平, 此时产生上升沿信号, 两个上升沿的间隔为一个周期, 即1秒, 其中在循环的等待高电平的时候, 同样执行循环等待低电平时相关中断操作。

4 总结

在一开始设计时, 没有直接采用NMI中断, 而是使用的8259中断, 然而8259循环等待中断时, 一旦其他芯片占用数据总线, 例如输入、输出数据, 8259的使用将出现错误。所以方案一使用的NMI中断, 巧妙的避免了这个问题, 达到实验预期。考虑到实际情况, 我们设计了第一次改进方案, 加入了绿灯显示, 和数码管时间和中断次数显示, 更加人性化, 使实验更加合理。为了搭建出实际的硬件系统, 需要使用实验箱, 而实验箱没有NMI接口, 所以我们设计了第二次方案改进, 调整设计思路, 成功加入了8259中断, 搭建出硬件系统, 达到实验要求。

5 设计缺点分析

由于程序较为复杂, 所以利用Proteus仿真时存在程序执行需要时间, 造成计时存在误差;并且第二次改进方案思路复杂, 程序容易出错。

摘要：本文利用8086芯片搭建模拟汽车限速系统, 通过8253芯片产生方波信号, 主程序计时十秒, 通过开关控制进入中断, 记录中断次数。计时结束后根据中断次数进入不同状态, 控制不同LED灯的亮灭和扬声器的工作状态。手动开关模拟行车速度, 每按动开关一次产生一次中断, 统计按的次数, 每10秒采集一次统计结果, 若按开关次数超过6次, 则行车超速, 亮黄灯报警, 若超过8次, 则严重违规, 亮红灯表示拦截, 拦截时扬声器发声报警。通过本系统可以实现汽车限速的模拟。

关键词：汽车限速模拟,模拟汽车限速系统,设计原理

参考文献

CT模拟定位系统 篇8

1 CT模拟定位系统的硬件和软件

CT模拟定位系统兼有常规X线模拟定位机和诊断CT双重功能的定位系统。其通过CT扫描获得患者的定位参数来模拟治疗的机器。CT模拟定位系统由一台CT扫描机、一套虚拟计划及剂量计算系统和一套激光射野模拟系统三部分组成 (见图1) 。三大部分通过数据传输系统在线连接。

1) CT设备

(1) CT扫描机:

基本硬件同于诊断CT。CT分为四代, 第一代CT是采用X线球管和一个探测器一起旋转成像。X线第二代CT是采用X线球管和多个探测器一起旋转成像。第三代CT是采用X线球管和排列成伞形探测器一起旋转成像。第四代CT是探测器排列成环状, X线球管在内单独旋转。第三、四代CT图像清晰, 第三代CT到第四代CT的效果需增加扫描时间和噪声。CT模拟定位系统比诊断CT的扫描层数多, 为得到准确的数据, 一般选择层厚为3 mm或5 mm, 每个患者需要40～100层。

(2) X球管:

由于CT模拟定位系统的多层扫描要求, 其球管必须有较大的负载。一般X球管的负载应大于5 MHL, 散热能力大于0.5 MHL/min。

(3) 采集时间:

快速扫描可以减少人为误差。尤其在受吞咽运动、呼吸运动及胃肠蠕动等因素影响大的部位如咽喉部、下肺部、肝部, 如果不能连续快速扫描, 使重建图像发生扭曲, 影响以后的计算及治疗。

(4) 扫描方式:

有轴位和螺旋两种方式。在轴位扫描, X线球管旋转360°采集一层数据, 床位步进一层然后进行下一层, 这种扫描方式慢。大多数采用螺旋扫描方式, 扫描时X线球管旋转的同时床不断向前移动, 形成球管围绕患者成螺旋状相对运动。使用这种技术扫描速度更快。1992年, Elscint CT Twin[6]是第一台多层CT, 4层螺旋CT比单层CT快2～3倍。多层CT非常有潜力, 尤其是在易活动的部位 (咽喉部、下肺部) 。多层CT更适合做呼吸门控治疗的定位。

(5) CT孔径:

对于诊断用CT, 由于典型的扫描体位为仰卧、头朝机架、双臂放在身体两侧或胸部、腿伸直。70 cm的CT孔径是足够的。对于CT模拟定位系统, 患者的特殊体位如单臂外展90°, 70 cm的CT孔径不能进行扫描。Marconi公司[7]设计85 cm的孔径足以满足特殊体位的需要, 85 cm孔径CT使其扫描视野从40 cm达到60 cm, 这样可以扫描患者全部轮廓以及体外固定设备上的特殊定位标记。可见大孔径CT更适合CT模拟定位系统。

(6) CT床:

CT模拟定位系统的床是平板的, 与加速器的床一致。床具有精确的三维方向移动及旋转功能, 另外, 按加速器治疗床的标准载重200 kg?时, 床面下沉不能超过2 mm。

(7) 定位激光:

分为内置和外置两部分。内置激光在机架内, 用于扫描位置的定位。外置激光有更高精确度的要求。垂直和水平激光固定安装在机架旁;冠状激光安装在天花板上, 是可移动的。一段时间后激光系统都会有一定的漂移, 必须定期校正。

(8) 图像质量:

图像质量直接关系到靶区及重要器官勾绘的准确性, 一般要求CT空间分辨率为15线/mm、低噪声及密度均匀。

(9) 打印机及洗片机:

要求配备彩色打印机。激光洗片机有干洗和湿洗两种, 一般干洗比较方便。

2) 三维治疗计划系统

能对CT图像进行三维重建处理和能进行各种治疗计划设计的工作站。主要部分有工作站、大屏幕显示器、数字化仪、胶片扫描仪、洗片机和彩色打印机。如同所有软件一样, 易使用、快速、多功能是决定软件功能的主要因素。下面介绍CT模拟定位系统应具备的主要功能。

(1) 软件的编辑功能:

靶区及重要器官的勾画是治疗计划最花费时间的。所以软件应具备一系列自动、半自动的编辑功能。如靶区的移动、扩大、旋转、扩展、上下及中间层复制、边界修改、边界自动勾画、边界均匀或非均匀增大、测量、手动和自动挡块等。在设计治疗方案时, 需要治疗设计界面给出射野调整的一系列功能, 如射野大小、角度。射野方向视观BEV可了解不同方向和不同角度照射野形状及大小。

(2) DRR是计划系统最重要的三维展示功能。

DRR是利用数字重建技术获得和放射治疗条件完全一致的照射野的三维照片, 使医生全面的了解照射野与周围解剖结构的关系, 有利于验证照射野的合理性和准确性[8]。DRR片有类似于常规X线模拟机中X线定位片的功能, DRR比X线定位片的空间分辨率低, 但是, DRR可随意观察靶区某一组织或器官及器官的某一部分, 可以得到X线定位片难以拍摄到的照片, 如从头顶方向观察照射野情况, 还可以在DRR上较容易附加照射野外轮廓及等中心位置。可见DRR比X线定位片提供更多的信息, DRR图像的质量直接关系到定位的成败。为保证重建出高质量的DRR, 需要有较大数目的扫描层数, 层厚越薄越清楚, 40～100层的扫描数量需要大热容量的X线球管。如何控制在扫描过程中患者呼吸和器官运动对DRR图像的影响也是一个现实问题。高速螺旋CT有效地部分克服因扫描时间过长而带来的问题。另外, 在扫描前, 对患者进行必要的平静呼吸训练也能有效的减少呼吸运动对DRR图像质量的影响。在治疗计划工作站上, 通过调整CT的窗宽、窗位、对比度、明亮度及感兴趣区的设定, 也可以提高DRR的清晰度。

数据合成的射线影像 (DCR) 是在DRR的基础上抑制或增强某一范围组织的CT值更好的显示另一些组织的图像。DCR允许切除某部分组织或器官, 使感兴趣的组织或器官被显示的更清楚。在三维功能显示中, 还有多层面的射线影像 (MPR) , 即在三维模拟图像上行空间任意切面的显示。

(3) 融合功能:

有一些部位, 特别是在颅内, 有时从CT上难以辨别靶区及解剖结构。MRI能更好的显示软组织结构及肿瘤病灶;PET, SPECT能提供组织生理功能及肿瘤代谢信息, 对于鉴别放射坏死与肿瘤复发有帮助。通过CT与MRI、PET、SPECT图像的融合功能, 使医生掌握更多信息, 在设计照射野时, 有助于医生更全面地包括肿瘤区, 更有效的保护正常组织及器官。

(4) 剂量计算功能:

医生及物理师设计治疗方案后, CT模拟定位系统应具备快速剂量计算功能, 提供剂量体积直方图以评价治疗方案, 并在二维、三维和照射野DRR、DCR、MPR上显示剂量分布情况的显示。

3) 激光射野模拟器

激光射野模拟器通过数据传输系统接口接受CT计划系统的治疗数据, 然后可将接受的射野的大小、形状精确地投射到患者的皮肤表面, 以便于做体表表记, 这一点与常规X线模拟机一致。激光射野模拟器围绕CT床旋转角度是有限制的, 不能把所有部位的照射野都投射到患者的皮肤表面上。等中心放射治疗仅需要在患者的皮肤表面上做等中心标记即可执行治疗, 因此, 激光射野模拟器的方法过于复杂化, 但其在照射野的验证方面还是有一定帮助的。

2 CT模拟定位系统与常规X线模拟机的比较

CT模拟定位系统兼有普通模拟机和诊断CT双重功能的定位系统, 是通过CT扫描获得患者的定位参数来模拟治疗的机器。其CT孔径为65～85 cm, 有效扫描射野达40～60 cm。一般扫描层厚2～10 mm, 每层扫描时间为1～4 s, 重建时间为4 s, 空间分辨率为15线对/cm。CT模拟定位系统提供三维信息, 可进行照射野设计、计算及评价。CT模拟定位系统比常规X线模拟机更适合现代三维适形放射治疗的需要。CT定位机比常规X线模拟机有更强的功能[9], 见表1。

3 CT模拟定位系统的操作程序

CT模拟定位是一个十分严谨的过程, 需要医生, 物理师, 护士及技术员一队人员共同努力, 每个成员需要了解自己的工作任务, 各部门之间应有必要的沟通, 以避免差错及再次CT扫描。

1) CT扫描摆位是获得精确放疗的第一步。

根据患者的情况及部位进行摆位、固定。摆位的重复性要求高, 头部常用辅助摆位的设备, 有创头架、无创头架、面网、真空枕等;体部常用辅助摆位的设备:固定板、固定网、真空枕、体架等。

2) 患者标记有两种标记方法:

第一种为不移动方法。第一步患者在定位时始终躺在CT床上, 先作CT扫描, 通过很快的勾画体表轮廓和靶区, 定出靶中心, 利用CT激光系统在患者体表作出靶中心标记。第二步患者可以下床也可不下床, 在计划工作站作出计划后, 通过射野模拟器显示放射野的形状并在患者体表标记。这种方法患者躺在CT床上时间较长, 这种标记方法的嫂描体位与治疗体位无任何移动, 比较精确, 是被广泛采用的方法。第二种为移动方法。第一步为医生利用扫描前的一些临床材料, 在患者身上利用激光系统画出参考坐标点, 做CT扫描后患者即可下床回家。待做完治疗计划确定靶中心与参考点的空间移动变量后, 让患者再次回到CT床上, 先用激光灯对出参考点, 依据治疗计划提供的变量移动CT床位及纵向激光灯, 完成靶标记并擦去参考点标记, 与此同时, 也可以做射野形状的标记。这种方法要求参考点与实际靶中心点的距离不能太远, 仅适于某些特殊情况, 如患者不能在CT床上等待较长时间, 医生很难在扫描当时确定靶区。这种方法由于两次摆位而增加了误差及患者必须两次到CT才能完成定位。

3) 按计划的要求进行CT扫描, 最好采用增强扫描。

每个部位采用不同的扫描条件 (电压、电流等) 。扫描的范围要在头、足方向多于靶区范围, 尤其做三维适形放射治疗两端要多出5 cm。一般扫描层数在40层以上, 层厚为2 mm～5 mm。最好采用混合扫描技术, 即靶区层厚2 mm～5 mm, 以外区域层厚5 mm～10 mm。

4) 勾画靶区及外轮廓:

这是用时最长, 也是十分关键的一步。医生及物理师要充分利用模拟定位软件具有的各种快捷功能、三维显示功能、图像融合功能, 根据患者的具体情况进行勾画。高质量的完成这步需要要高质量的图像;需要优良的模拟软件功能;需要患者的配合;更重要的是需要高水平的肿瘤诊疗医生。

5) 设计照射野及剂量计算:

医生及物理师根据肿瘤与周围重要器官的三维空间关系设计照射野。利用BEV显示窗口调整照射野, 要充分利用各种显示虚拟模拟功能 (DRR、DCR、APR) 进行照射野调整, 直至选择满意的治疗参数, 即机架、机头、床角、挡块及楔形板等。在剂量计算时, 原则上将靶中心剂量归一为100%, 90%的剂量线包括整个靶区。通过剂量体积直方图对治疗计划进行评价, 更重要的是根据患者的具体情况进行评价。重要器官不要超剂量照射, 尽可能以避免放射损伤。

6) 进行射野验证:

做CT模拟定位时洗出DRR、DCR片后, 让患者到常规X线模拟机上, 在同样的条件下照X线定位片, 两者进行比较, 直至认可后方可执行此方案。必要时, 患者在加速器上照实际射野片与前两者比较、确认。

4 质量控制与质量保证

CT模拟定位系统的质量控制与质量保证十分重要, 它直接关系到定位的精确度;关系到治疗效果。通过质量控制与质量保证, 一方面对患者最经济和最小曝光剂量产生始终如一的高质量影像;另一方面掌握图像及机械的可靠性, 软件的准确性, 以降低系统误差。质量控制与质量保证分为CT扫描机和虚拟软件两个方面。

1) CT质量控制与质量保证。

CT安装后应由国家指定部门进行放射防护标准验收及CT扫描机本身物理参数验证。CT模拟定位系统达到国家标准后方可运行。运行后有定期的检测, 如有问题及时维修, 以确保医疗质量[10]。检查项目见表2。

2) CT模拟定位系统虚拟功能的质量控制与质量保证

CT模拟定位系统提供各种治疗参数与加速器的一致。这些参数以及各种三维显示功能 ( DRR DCR MAR) 的准确性直接关系到射野的安全性, 关系到治疗效果。治疗计划中剂量计算的精确性也非常主要。这都需要定期检测[11]。见表3。

5 临床应用

CT模拟定位系统是通过CT重建的三维图像为基础, 同样CT模拟定位系统也是本世纪三维适形放射治疗的基础。尤其近十几年, CT模拟定位系统很快被应用于临床。CT模拟定位系统特别适于形状复杂或于重要器官临近的肿瘤, 需要多野照射或旋转照射剂量曲线复杂的肿瘤定位。如:脑胶质瘤、垂体瘤、脑干肿瘤、转移瘤、上颌窦癌、鼻咽癌、候癌、肺癌, 乳腺癌、肝癌、胰腺癌、前列腺癌、直肠癌、骨和软组织肿瘤等。

CT模拟定位系统是通过CT图像确定肿瘤靶区, 与普通定位机相比, 对于肿瘤靶区的准确性有很大的提高, 但是, 当肿瘤和临近正常组织在影像学上不易区分时, 如肺癌合并肺不张、放射后纤维化、肿瘤复发等, CT模拟定位系统有局限性。在某些部位, 核磁共振成像 (MRI) 比CT显示解剖及肿瘤更为清楚, MRI模拟定位系统也悄然出现。18F-脱氧葡萄糖正电子发射断层显像 (PET) 可以显示葡萄糖高代谢的肿瘤组织, 易于区分葡萄糖低代谢的放射后纤维化及坏死组织。但是, PET对解剖结构显示不清。近年研制开发的PET-CT是将一台PET和一台CT前后一体安排, 患者可同一体位进行PET和CT扫描并使两者的图像融合。德国的Zimny选42例头颈肿瘤研究, 单用PET及CT对原发灶及复发灶判断的敏感性、特异性、准确性分别为74%、73%、74% , 52%、 82%、60% 。若使用PET-CT可提高为 77%、82%、 79%。可见PET-CT不仅可以得到高清晰的组织解剖图像, 而且可以了解肿瘤代谢状态情况。PET-CT的临床应用可以使确定肿瘤靶区更为精确、可靠。

摘要：本文介绍了CT模拟定位系统的硬件和软件, CT模拟定位系统的操作程序以及如何进行质量控制与质量保证。同时把CT模拟定位系统与常规X线模拟机进行比较, 充分显示CT模拟定位系统的临床意义。

关键词：放疗设备,CT模拟定位系统

参考文献

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[10]AAPMRN.Specification and Acceptance Testing of ComputedTomography Scanncrs.New York:American Institutc ofPhysics;1993.

汽车防追尾模拟系统 篇9

随着当今世界经济的不断发展, 尤其是中国经济的迅速发展和国民生活水平的不断提高, 使得私家车辆越来越多, 这同时也给交通带来巨大压力, 因此保障交通安全已经成为当今的一个重要研究课题, 交通管理部门也采取了许多例如安装电子眼, 酒后检测装置等以提高驾驶员警惕的措施, 很少有直接从车的角度解决这一问题的方法。我们设计的这套系统正是利用电子电路的快速、高灵敏性直接控制汽车以尽量排除人为的反应速度及应急处理慢等一些不确定因素给行车驾驶带来的安全隐患。本系统利用现在广泛应用的具有测量范围广、距离大等特点的超声波收发装置来实现距离的测量, 这特别有助于处理交通比较繁忙的情况。模拟系统控制核心由两块单片机组成, 其中一块用于不断采样从超声波模块所获取的周边交通状况的信息并迅速计算距离以得出自己所处的状态, 同时显示距离和速度及发出提示报警信息;另一块单片机则通过串口通信获取上一个系统的所计算出的状态来控制发动机的速度从而达到控制车速、有效地防止汽车追尾的目的。结合本系统及其他安保措施可以大大降低交通事故的发生率。

2 系统

周边交通状况信息采样系统如图1所示, 这部分由主控芯片1、超声波收发装置、测速码盘、数码管、有声报警器组成。单片机每次循环周期内向超声波模块发一次发出超声波的命令, 并等待接收完发出去超声波, 这期间等待的时间则作为计算距离的参量, 单片机计算出距离之后, 一方面通过串口向主控芯片2传送距离值, 另一方面将计算出的距离数据在数码管上显示出来, 同时也将从码盘采样到的信息经计算得出小车的速度显示到数码管上。

小车速度控制系统如图2所示, 这部分的主控芯片2通过串口从主控芯片1获取距离数据后, 根据这个数值大小作如下处理:1) 若该数值大于200cm, 则视为安全距离, 小车可以照当前行驶状态 (比较大的速度) 行驶, 主控2芯片对马达不作处理;2) 若数值大于100cm而小于200cm, 则视为进入危险区, 主控2向马达发出减速命令, 小车速度见到一定值保持行驶;3) 若数值小于100cm, 则视为进入紧急危险区, 主控2将控制小车一直减速到零;4) 若小车当前正处于安全区 (即车距超过200cm) , 突然发现前面有车出现 (即车距突然变为小于100cm) , 则主控2将控制小车紧急刹车一直到停止。

3 软件设计

3.1 超声波控制及计算车距部分

3.2 控制小车速度部分

4 硬件设计

4.1 硬件设计

系统利用主控芯片1对超声波端口进行收发控制并完成相关计算。用单片机2来实现对速度的控制。设计主要采用了STC89C52单片机、超声波收发装置、马达驱动控制装置。

单片机STC89C52是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压, 高性能CMOS8位微处理器。

4.2 控制原理

两个以单片机为控制核心的单片机, 二者之间通过串口通信。其原理即一块单片机控制超声波, 并将计算的数据传给另一块单片机, 收到数据的单片机只需要将预先设置的安全区、危险区等的数据范围与收到的数据相比较, 并根据比较结果对马达发送相应的控制命令。

5 系统测试

6 结语

本设计在当前交通环境日益复杂多变的大背景下因运而生, 它将在很大程度上帮助驾驶员减少因为人为因素而造成的不必要的交通事故, 减少整个社会的损失;但本系统由于采用超声波来采样车辆周边环境的情况, 所以会受到一些非干扰车辆行驶的物体的干扰, 这也是本设计的一点小小的瑕疵, 我们将继续探究, 争取改进。获省级大学生研究性学习和创新性实验项目基金资助。

摘要：本系统的设计旨在提高汽车在运行过程中遇到危险情况时的自动处理能力, 它集汽车测速, 车距测量, 紧急情况报警与自动处理等功能于一体, 具有高度智能化、灵敏度高、反应速度快, 控制距离远的的特点, 特别适合当今社会的需要。该系统以STC89C52单片机为控制核心, 超声波作为测距及测速的模块。当汽车进入非安全距离时, 系统会自动做出相应的减速处理并提示驾驶员要小心, 而当车再次缩小进入紧急危险区时, 系统则会自动报警并紧急刹车以免发生事故。本系统利用Keilc软件进行仿真调试, 并通过小车模拟测试, 测试结果表明本系统能够很好达到预期的要求。

关键词：单片机,超声波测距,自动控制

参考文献

[1]赵建国, 薛园园等.51单片机开发与应用技术详解[M].北京:北京工业出版社.2009.

模拟路灯控制系统 篇10

一、设计任务

设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示, 路灯布置如图2所示。

二、方案比较与论证

1.LED驱动电源选择

方案一:采用恒流源, 可以实现对LED灯的精确控制, 但这种方案电路较复杂, 成本也较高。

方案二:采用PWM方案, 电路简单, 用单片机实现很容易, 但不太容易做到精确控制, 由于作为LED的路灯, 精确的亮度控制也没有太大的意义, 只要能粗略控制就可以了, 故采用方案二。

2.控制器显示器方案选择

方案一:采用LED数码管显示器, 显示字体大、亮度高, 和单片机的接口也容易, 驱动也很方便, 价格也便宜。

方案二:采用LCD液晶显示屏, 显示的信息量大, 还可以显示汉字, 和单片机的接口简单、省电, 但相对于LED数码管, 还是价格高, 字体也小。由于本控制系统显示的信息量不大, 用几个数码管做显示就够用了, 所以采用方案一。

3.LED驱动方式的选择

方案一:采用动态扫描显示, 节省电路, 这对于数量多的数码管有优势。但这种方案编成比较麻烦, 对于数码管数量少的, 也显示不出太大的优势。

方案二:采用静态显示, 亮度高, 编程简单。但每一支数码管都得用一个驱动芯片, 由于本控制器仅采用4支数码管就够用, 故采用静态显示方案。

三、理论分析与设计

1.系统设计

本模拟路灯控制系统采用模块化设计, 支路控制器设计成一块电路板, 上面有显示器和键盘, 主要完成系统的各项控制指标参数的设定。

单元控制器设计成单元板, 安装在每只路灯的旁边。整个系统单独供电, 串行通讯的方式传输, 以节省传输线的费用, 这样的设计既合理又便于系统的扩充。

2.单元设计

(1) 支路控制器

支路控制器的电原理图略。它是以单片机为核心, 通过按键的操作, 实现对各项参数的设定和修改。单片机采用传统的89C52, 按键采用4X4键盘, 主要是考虑输入数据方便。时钟芯片采用体积比较小的DS1302, 它是一种串行接口的时钟芯片, 和单片机的接口线只有3条。用4支数码管做显示, 显示驱动用4片8位串入———并出的移位寄存器HC164, 实现静态驱动。检测移动物体, 采用比较可靠的霍尔器件, 电路简单, 容易实现。电源部分采用变压器———整流———滤波的传统的线性电源, 主要是电源供电比较电流, 实现起来容易。

(2) 单元控制器

单元控制器的电原理图见略。电路比较简单, 采用一片单片机作为控制核心, 通过光藕隔离实现对外部LED灯的电路控制。LED驱动电源采用功率管TIP127, 主要是考虑实际的路灯瓦数都比较大, 留有容量。另外本电路也能适应高电压和大电流, 大大地放宽了LED路灯的连接方式的选择性。

随着LED技术的不断发展, 成本逐渐降低, 新型、高效的供电系统的不断出新, LED这种新型的发光照明体, 将会越来越得到人们的重视和广泛的应用。

摘要：由于LED显示器件作为新型的发光体, 具有发光效率高, 环保, 体积小等优点, 越来越多地被人们用于生产、生活的各个领域。国家也在鼓励、支持和推广使用这种新的发光器件。像路灯这种照明大户, 耗能大户, 虽然目前大部分还采用原始的发光器件, 但被LED灯取代也是为时不远的事情。

模拟系统 篇11

关键词：口腔临床综合模拟系统 故障排查 口腔实验教学

口腔临床综合模拟系统的主要功能在于模拟临床诊疗中患者的头面部及口腔牙列等形态，使口腔专业学生在实验室即可完成口腔科医生的临床操作。通过对该系统在口腔教学中应用及效果的研究后，发现该系统可培养学生的临床实践操作技能和临床思维能力[1]。作为一名口腔实验技术人员，深知此系统在口腔实验教学过程中的重要性，所以在日常工作中，非常注重此系统的保养与维护工作，以确保实验课顺利进行。下面以西诺公司生产的JTJ-I型综合模拟系统为例具体介绍其常规保养及故障问题排除方法。

1 常规保养

由于该系统在操作过程中会产生大量水、气、粉尘等，所以在正确使用完毕后，保持该系统的干净整洁是保养的最重要一环。

1.1 气泵（空气压缩机）的保养 由于实验课上会有几十台综合模拟系统在同时工作，所以一般的口腔科室常用的医用空气压缩机（1拖2，1拖3），并不能满足所有综合模拟系统的正常运转，在以节约成本和设备使用率最大化的前提下，可以考虑购入工业空气压缩机（1拖20），来满足平时实验课的需要。供气系统是综合模拟系统的动力，平时的维护也至关重要。由于这种空气压缩机属于注油式空气压缩机，所以平时要注意在实验安排较多时，留心观察油量的多少，维持油量在合适的范围。另外，空气压缩机在压缩空气时，要及时排出。在实验课较密集的时间里（以30台，每日工作时间超过2小时来计算），一周清理一次空气压缩机内的水，在实验课较少使用的时间里，一月清理一次。每次使用完毕后，注意关闭电闸与气阀。

1.2 常规检查是系统保养的关键 这类工作需要实验教师与学生配合实验技术人员来共同完成。在每学期开始的前几次实验中，实验教师需要反复强调系统的使用流程，使学生在使用该系统时养成正确的操作习惯，此点非常重要。

使用过程从开启桌面电源开始，然后检查高低速手机、三用枪头和吸唾器是否按顺序插在器械挂架上，并检查挂架上高低速手机压板弹起是否正常，使用脚踏开关检查高低速水气管道是否通畅，还要定期对每个综合模拟系统的过滤器进行清理，检查桌面无影灯及观片灯是否正常开启。检查完毕后，把综合模拟系统与治疗椅摆放整齐，关闭电源与气压开关。因为综合模拟系统自带灯架，在每次上完实验课后，让学生按照一定的外观摆放，否则，灯架的随意摆放影响了实验室整体美观。另外，实验课上完后，一定要安排学生认真清理自己所用的仿头模设备，并填好设备使用登记本，做到合理使用综合模拟系统。

1.3 高低速手机的保养 高低速手机是综合模拟系统的终端，正确的使用能延长手机的寿命。车针的安放是关键，据观察每学期开始几周至两个月内，很多学生都未能把车针正确安放到手机上，导致手机使用损坏率较高。此时实验老师与实验技术人员要不断重复车针的安放方法，以确保每个学生正确安放车针。另外车针在弯曲变形后，学生仍在使用，也会对手机产生不良影响，这时需要更换车针。再者，严禁手机在未插入车针时空转，这样容易损坏手机内部的轴承。每次使用完手机后，要正确放回挂架上，实验课上完后要清理注油。在有条件的基础上定期对手机进行注油机保养。注油机保养效果要强于手用注油，清理起来会更彻底，两者可以配合使用。

2 综合模拟系统日常操作中常见故障排除

2.1 无电 检查仿头模实验室电源是否开启；如果开启后，综合模拟系统依然没电，考虑保险短路，查实后可更换保险；如果是无影灯无电，考虑灯泡短路、接触不良或者灯架内线路老化，可采取更换灯泡，更换灯架内老化线路来解决问题。

2.2 无气或气弱 检查气泵是否运转正常，气泵开关是否打开，气阀是否打开；再检查综合模拟系统气压开关是否开启，气压表是否显示正常；检查输气管道是否通畅，有无损坏现象导致漏气，可酌情更换气管。

2.3 无水 检查水瓶内是否有水；水瓶内管子是否连接正常，有无脱落；连接手机的管子出现破损，也会导致无水；调节水量大小的旋钮是否调至最小；三用枪头无水可能原因主要是枪头堵塞；手机装好后无水，需要检查手机后座是否堵塞，如已堵塞，可用针捅开。

2.4 手机不转 在系统使用完好情况下只有两种原因：①手机损坏；②未按照顺序摆放手机与三用枪头、吸唾器。除了应在每台设备上放有设备使用登记本以外，还应另准备一个笔记本，专门用来记录每台系统的工作状态。

总之，口腔临床综合模拟系统是一套比较复杂的设备，对于该系统实验室的管理也应制度化，科学化，责任化[2]。该系统平时需精心維护，才能使其在日常的教学环节中发挥出应有的作用，才能更好的服务于学生的实践操作，让学生能更快的适应临床的诊疗环境和掌握诸多临床操作技能。这既能增强学生的学习兴趣，将理论知识转变为实践技能，又能增加学生的自信心，敢于和乐于服务于患者。

参考文献：

[1]马康黎，刘于兰，吴敏，等.仿真模拟教学系统在口腔教学中的应用及效果的调查研究[J].医学信息，2013，26（1）：12.

[2]赵雪，牛卫东，刘启成，等.口腔仿真模拟实验室的管理实践[J].中国高等医学教育，2009（7）：13-14.

光信号环境模拟系统设计 篇12

随着各种光电设备的广泛应用,光信号环境已成为电磁环境的重要组成部分,光信号环境模拟系统应运而生,它作为一种新型的光模拟手段可为各种试验生成预案,根据预案控制和管理设备运行,实时采集、记录、显示设备处理信息和训练图像信息.进行综合效能评估与适应性检验而发挥积极的作用.

1 光信号环境模拟系统构建方法

模拟光信号环境的方法有多种,包括全实物光信号环境模拟;半实物光信号环境模拟;信号注入式光信号环境模拟和全数字化计算机光信号环境模拟.以下部分探讨了全实物光信号环境模拟方法.其特点是逼真,是进行设备试验和评估校验最有效的方法.全实物仿真的环境通常在外场进行,根据设备的应用环境,确定光信号模拟环境类型.

模拟系统由环境模拟设备、光电系统设备、控制与数据处理中心以及数据通信网络组成.并要确定精确的定位系统、数据采集与传输系统和试验的评估系统,用以评估光信号环境中设备的效能.

在全实物模拟光信号环境中,整个系统的控制由控制中心通过数传通信网络进行.整个模拟系统必须建立统一的时间标准.参试平台的数据,可以实时记录在媒体上,然后送数据处理中心进行处理;也可以通过数传系统实时传输.

2 光信号环境模拟系统硬件组成

根据光信号环境的特点,光信号环境模拟系统主要由光信号环境模拟设备、监测记录设备、控制设备和时统定位设备等组成,系统硬件框图如图1所示.其中光信号环境模拟设备包括光学探测设备和光学背景模拟设备.

(1)光学探测设备

模拟各光波段、各种工作体制的光学设备工作.

(2)光学背景模拟设备

模拟各种主要背景光辐射、传输特性.

(3)监测记录设备

监测记录设备作为光信号环境模拟系统的监测手段,具有在多种气象条件下的监测和记录的能力.

(4)控制设备

控制设备是光信号环境模拟系统的控制、显示及信息处理中心.制定光信号环境模拟预案,控制、管理和协调系统所属设备的运行,完成对试验数据/场景等的综合采集与纪录.可实现对试验图像/数据等的综合处理和分析.

(5)时统定位设备

时统定位设备对系统进行时统和位置测量.

3 光信号环境模拟系统软件功能、构成与控制

3.1 系统软件功能与构成

光信号环境模拟系统的软件运行于控制设备,它根据试验计划,形成光信号环境模拟预案,并控制、管理与协调整个系统的运行,完成对试验数据图像等的综合采集与纪录,综合处理与分析.

光信号环境模拟系统软件功能如下:

(1)生成预案:根据计划,拟定光信号环境模拟系统的模拟预案;

(2)数据处理;对收到的其他设备的数据/图像信息进行采集、处理、分析;

(3)设备监控:对各设备工作状态进行实时状态监控;

(4)形成控制命令:根据预案及数据处理结果,形成对设备的控制命令,控制和管理各设备的协调运行,以完成计划;

(5)人机接口:设置系统工作方式,设置各设备参数;输入有关命令,调看有关情报信息等;

(6)信息显示:对部署、态势、目标监测信息进行图像显示;对设备的各种信息、数据处理信息等进行数据显示.

光信号环境模拟系统软件构成如图2所示.

3.2 系统软件控制

根据软件需求分析,系统软件要有形成模拟预案,控制、管理与协调系统所属设备的运行的能力,完成对数据/场景等的综合采集与记录.可实现对图像/数据等的综合处理、分析等功能.在软件设计时,采用模块化设计,每个模块实现其特定功能,确保软件的可靠性,可维护性、扩展性和可操作性.

系统软件主要控制流程如图3所示。

系统软件根据计划生成模拟预案,模拟光信号环境特征,控制光信号模拟设备,并对模拟过程中的各种图像/数据信息进行实时采集、显示和记录,通过视频回放或实时显示.

4 结 束 语

通过研究光信号环境模拟系统的设计方法,构建全实物光信号环境模拟系统,将从根本上解决各种条件下对光信号环境的需求问题,从而使设备经历电磁环境的磨砺,提高其适应电磁环境的能力.同时也为多层次的试验建立完整的一体化电磁环境框架体系奠定基础.

参考文献

[1]王汝群.战场电磁环境[M].北京:解放军出版社,135-137.