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1系统总体设计
农作物的生长受到各种不同环境因子的影响，这些环境因子对作物生长发育的影响各不相同[1]。目前，科学家分析影响植物生长的环境因子达52种，其中空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度是影响植物生长最主要的几种环境因子。根据系统监测与控制需求分析，确定系统结构如图1所示。
2系统硬件设计
2.1传感器选型
要实现对温室环境因子参数的监测，必须选择适合系统的传感器[2]。为了便于电路设计，系统土壤温湿度传感器选择上海搜博公司生产的SLHT5温湿度传感器。该传感器内置SHT10器件，主要用于土壤温湿度测量。光照度传感器选用ROHM公司的BH1750传感器。该传感器是一种用于两线式串行接口的数字型光强度传感器，内部包含一个16位模数转换器，直接输出数字信号。因此，该传感器使用时不需再进行复杂计算，使用非常方便。二氧化碳传感器选用MH-Z14NDIR红外二氧化碳传感器。该传感器利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的二氧化碳进行检测，是一款高分辨率、高灵敏度的传感器，无氧气依赖性，寿命长，供电电压为4～6V，提供UART、模拟电压信号、PWM波形等多种输出方式。该传感器内置温度传感器，可进行温度补偿，具有良好的线性输出能力。几种传感器外形如图2所示。
2.2主控制器设计
系统主控制器性能的好坏直接影响系统可靠性。本系统采用基于ARMCortex-M3内核的STM32系列单片机[3]。系统选用STM32F103VE作为主控芯片，主频72MHz，内部含有256K字节的FLASH和64K字节的SRAM，LQFP100封装。操作系统选用了μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统[4]。主控制器结构框图如图3所示。
3系统软件设计
软件是整个系统的灵魂，对于系统的运行来说至关重要，各个操作都是在软件的协调下进行的。系统的软件设计包括温室控制系统的软件设计、通信接口驱动程序设计、上位机管理软件的设计等。本系统上位机软件因选取组态软件，此处不再赘述。
3.1系统主程序
系统的主程序是软件设计的核心环节，对整个程序架构起关键作用。系统上电后，将进行初始化，随后进入主程序。系统可以进行模式选择，分为手动和自动两种方式。在进入相应的子程序后，将逐步完成按键的扫描和服务、控制方式设置、环境参数采集、通信接口驱动和执行处理控制等程序，主程序流程图如图4所示。
3.2CAN总线通信协议
CAN总线有其自身的特色，传送的报文没有目标地址，采取全网广播方式，每个节点通过反映数据性质的报文标识符筛选报文，能够实现即插即用，可在线上网下网，增强了数据的安全性，满足控制系统及其他较高数据要求的系统需求。CAN总线通信软件设计包括CAN总线的初始化、报文发送和报文接收3个模块[5]。本系统所使用的芯片因其有专门一整套为其设计的固件驱动程序，因而大大简化了编程过程，为开发者省去了许多时间，可以将更多的精力放在实现系统功能上。
本系统上位机软件选用组态王组态软件。组态王（Kingview）是由北京亚控自动化软件有限公司开发的一款具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。使用组态王的基本流程为：设计图形界面、构造数据库、建立动画连接、运行和调试。上位机是系统与用户直接对话的窗口。组态王提供了丰富的系统界面设计资源。本系统分别设计了登录界面、温室状态与控制界面、参数修改界面、实时与历史曲线界面、报警与事件界面，实现了系统相关功能[6]。
5结语
系统完成设计后，配合硬件试验资源，在杨凌农业示范园进行了实地测试，系统测试运行界面如图5所示。测试结果表明，基于组态软件的温室智能监控系统能够实现系统预期功能，操作简单、使用方便，系统运行情况良好。
作者:冯春卫 闵卫锋 单位:杨凌职业技术学院
参考文献
[1]肖乾虎.基于ZigBee/GPRS的作物生长环境因子远程监测系统研究[D].海口:海南大学,2014.
[2]杨少春.传感器原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2010.
[3]丹,宗振海,陈慧珊,等.基于STM32的智能温室远程控制系统的设计[J].浙江农业学报,2014,26（3）791-796.
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1监控构成与原理
配电监控系统，主要是由三个部分的工作站而组成的。这三个部分分别为打印机管理员工作站，工程师工作站以及最后的智能化开关柜。而如果想要工控机进行正常的通讯，这就需要我们结合之前所提到的三个部分中的电力仪表，由此而进行开关柜的通讯系统，以及开关系统。同时，我们还应该安装几个分屏，比如说功率因数补偿屏以及过桥屏模块和另外的其他分屏。
2监控系统构成
2．1服务器
如果进行监控网络的设计，要重新配置底层配电源元件，且需要进行通信网络的设计和施工。传统配电系统不具备通信电缆的条件，为了保证通信的基础，加入无线通信也是配电监控系统的发展趋势，其可以透明地把配电系统串口信号进行双向无线传输，还能使用工频段，不需要进行申请。会随着上网的普及，转换器运用也会在逐步增加，对于这些产品提供标准的通信接口，还要提供双向透明数据，让大家不用知道复杂的通信原理协议下，不用麻烦的更改原有程序，就能让工业串口设备的串口通信转换为无线网络通信，目前已经很多国内系统厂商都在实行提出了无线组网的方案。
2．2光纤交换机
该监控系统之中的光纤交换机，是由一个网络体系而组成的，这一网络系统的主用功能就是为了储存。其中这一系统之中的通讯功能，都是由这一设备在网络之中进行的。因此，光纤交换机这一设备不仅仅可以帮助我们储存资料，而且还可以帮助我们进行大部分情况之下的监控任务。同时，可以提高了数据备份速度，更增加了对存储系统的冗余连接，并且我们还可以通过使用循环嵌套来使得我们的光纤交换机减少用电量。作为程序中存放所采集到的电量参数的地址，我们需要使用到DB数据块。如果要从技术上来讲，连接设备、设备接口和通信控制协议，可以构成一个SAN系统。
3监控软件系统设计
监控软件系统的设计，主要作用是为了能够帮助我们进行远处信息的采集，这一系统的设计采用了独立的运行系统以及数据库，它的工程师工作站用的是运行Windows2000。专业网络版组态软件是基于组态软件TelePower为基础，而开发使用的监控系统。这一监控系统可以有效的降低电压的使用度数，同时增加软件的画面效果。由此而使得我们所看到的，呈现出来的画面是高配置的模拟画面。该监控系统的主要功能是为了能够的将登录，以及各种表格，和各种数据，乃至于操作记录等，其中，甚至是较为困难的，难以解决的任务，都可以使用这一监控系统。因此，这一监控系统不仅仅可以做到较为高难度的监控要求，还可以确保一定的安全;可通过网络状态检测、综合判断等，进而提高整个配电系统的可靠性。
3．1PLC设计
笔者所在的某国际机场低压配电监控系统所使用的软件，其特点主要就是能依据循环嵌套的这一种模式，从而实现了这一控制系统在使用的时候能够尽可能的较少电压的使用。而在另外一种形态的时候，这一软件又可以DB数据块作为程序中存放所采集到的电量参数的地址:(1)功能块FC31(Measurement)主要实现通过移动定义的变量P，实现开关远程分合;(2)功能块FC32(Commstatesum)这一功能块的主要目的就是为了能够更好的采取一一对应的方式，由此而进行数量的采集。
3．2人机操作界面
国际机场低压配电监控系统是西门子的专业软件作为使用的平台，然后以WINDOWM7作为这一人机操作界面的操作系统的一部分，同时另外使用不同的服务器作为这一操作系统的另一部分，由此而组成的人机操作界面。(1)用户管理及操作权限。这是需要工程师级别的用户才可以使用的操作权限，对于一般的操作人员，是不具有这一操作权利的。这一做法的主要目的就是为了使得人机操作界面，能够处于一个较为安全的环境之中。而这一操作权限的控制，主要原理为低电压的配置。(2)图形化系统。图形化系统不仅仅可以实现传统的监视任务，更加值得称赞的是图形化系统还可以实现复杂化的监控任务。这都是通过图形化设计器这一机型，从而使得图形化系统能够在运行的时候，做到这一成果。在图形化系统在进行运行的时候，可以依靠图形化设计器呈现出现场的实时监控，这就很大程度上的保证了机场之中的安全。(3)数据的采集与处理。人机操作界面之中的数据，主要采集来源是数据库储存。对于数据的采集以及处理来说，正是因为配备了低电压的系统来进行数据采集设备的开关，因此重要的信息都会被采集进数据库之中。并且，这一设备同时配合以多功能的电力系统开关，就可以直接采集到监控系统的信息。(4)报表管理。报表管理主要使用的是电能报表，这一管理可以自动的运行关于报表的各个方面的内容，其中包括了报表的历史，报表的操作记录，报表的查询以及等等其他的各个方面的报表数值。这些报表数值不仅仅可以给我们呈现出关于电能费率的相关数据的表格，还可以让我们方便的查询在这些数值形成过程之中的具体细节。(5)事件记录和故障报警。事件纪录以及故障报警，是可以详细给我们呈现出事件发生时候的所存在的所有内容。甚至于，这一内容之中还包括了值班人员的信息等等，并且还可以自动对运行设备发送控制指令。(6)打印。对于给需要打印的作业进行打印，在这一机器进行运行的时候，需要有动态内容的设定，并且同时还需要设置打印作业的时候所需要的相对应的数据，这样才可以在低压的情况之下，进行打印。
4结语
由以上的实践研究，我们可以清楚的知道，这一电子监控系统具有很高的可实用性。这一监控系统，不仅仅可以很好的做到了安全简单这一基础要求，同时也可以更好的提高了工作人员们的工作效率。使得工作人们能够在远程就可以进行这一监控系统的操作使用，并且这一设备也很好的实现了数据储存这一要求。因此，这一电子监控设备不仅仅达到了我们所需要的设计目的，同时这一监控设备在实际的运用之中，发挥了更好的使用效果。
作者:唐澜剑 单位:成都双流国际机场股份有限公司
参考文献
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按照网络化教育系统的任务、特点,将该门课程的虚拟实训平台各功能模块设计下:(1)配置文件正确性验证。具备系统安装正确性验证功能,如果配置文件参数设置错误,会根据错误情况提示用户进行相关参数的修改。(2)产生测点信息。虚拟平台能随机产生需要定义的测点以及该测点的各种虚拟参数,由于在系统配置完毕后需要验证整套系统是否能有效的实现风电瓦斯闭锁,因此该虚拟数据还应支持用户自行修改。(3)测点定义。结合系统给出的各类测点,用户能对测点的详细参数进行设置。包含模拟量传感器的报警值、断电值、浮点值、预警值的设置以及控制口的关联;开关量传感器的断线、正常状态、非正常状态的设置以及控制口关联;控制量的常开与常闭状态的设置;交叉断电等。(4)报警信息提示及查询。对于虚拟平台产生的报警、断电等异常信息,系统能通过语音等方式及时提醒用户,并具备对于历史信息提供查询的功能。(5)统计报表管理。虚拟平台能够对模拟量及开关量的数据,分站的运行状态统计形成报表,并提供打印、导出功能。
3总体设计
煤矿安全监控虚拟实训平台采用B/S结构,应用Web服务器、JSP动态网页设计及网络模拟器等技术,构建虚拟实训环境。网络模拟器包可以安装在网络互联实训室的服务器上,也可以安装在校园网的服务器上。学生只要在浏览器页面中输入服务器的IP地址,即可登录到虚拟实训平台对各项参数进行配置和调试。整个虚拟实训平台的核心是测点定义以及正确性验证这部分功能,而用户的测点定义必须遵循《煤矿安全规程》、《AQ1029-2007》以及其他相关规程规范的要求,并结合平台提供的虚拟数据详细设置传感器的报警值、断电值、复电值等参数。
4详细设计
(1)传感器的设置。在采煤工作面上隅角设置瓦斯传感器1个;在工作面回风巷距工作面10米处设置瓦斯传感器1个;在工作面回风巷末端10-15米的范围内设置瓦斯传感器1个、风速传感器1个,若是自然矿井还应增加一氧化碳传感器1个、温度传感器1个;在工作面进风顺槽工作面移变处设置馈电传感器、开停传感器若干,用于检测工作面主要设备的开停和馈电状态;工作面回风巷长度若超过1000米,则还应在中部增设瓦斯传感器1个;煤与瓦斯突出矿井,在工作面进风顺槽处设置瓦斯传感器1个;采用串联通风的采煤工作面,被串工作面的进风巷10-15米处设置瓦斯传感器1个;有专用排瓦斯巷道的工作面,必须在专用排瓦斯靠近回风巷10-15米处设置瓦斯传感器。以上为虚拟实训平台自带的已定义好的虚拟测点,考虑到系统扩展性,支持自定义各类模拟量和开关量传感器的定义。修改数据库中的表t_point即可实现。其中tpointNo为定义测点编号,fzID为定义分站号,lxID为定义传感器测点类型,dwID为定义传感器量产单位,Val为虚拟数据初始值,Wave为虚拟数据波动比例。(2)测点定义正确性验证。当用户对已有的测点定义完毕,需要虚拟实训平台对其正确性进行验证,而验证其正确性的依据是《AQ1029-2007》。如:工作面及上隅角瓦斯传感器报警值应≥1%,断电值应≥1.5%,复电值应<1%;回风巷的瓦斯传感器报警值应≥1%,断电值应≥1%,复电值应<1%等。
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1．2系统层次结构
产废、处废监控子系统的层次结构监控一体机集成了采集设备，包括RFID读卡器、激光扫描器、红外触摸屏，通过RS－232串口连接电子地磅和电子秤，完成重量采集；监控手持机具有扫描RFID标签、条码标签、网络连接等功能，可与监控一体机通信。数据上报服务实时上报转移批次、计量信息、废物信息等业务数据到环保监控中心，同时下载转移联单、废物类别等基础数据到本
2系统功能的设计与实现
2．1产废监控系统设计
产废监控流程包括危废入库、车辆计皮、危废装车、车辆计毛、危废转出。操作人员使用监控手持机扫描粘贴在危险废物包装上的废物标签，输入危废类别、单件净重等完成废物收集。系统允许三种方式记录装车危险废物信息，包括现场贴标签装车、选择仓库废物件装车、手持机扫描标签装车。
2．2处废监控系统设计
处废监控流程包括车辆计毛、手持机点检、车辆计皮。危险废物进入处置企业，系统根据车辆毛重，计算转入危险废物重量是否在允许误差范围内。手持机扫描废物件，记录该件去向（进入处置车间或者进入仓库）。危险废物监控系统业务流程
2．3系统的实现
监控主机和监控手持机软件采用客户端和服务器（Client／server，C／S）架构，基于Qt4．8开发，在Linux和嵌入式Linux操作系统上运行。软件使用开源数据库MySQL5．0，基于开放数据库互连（OpenDatabaseConnectivity，ODBC）方式连接数据库。ODBC连接方式使软件对数据库操作不依赖于特定的数据库管理系统，保证软件的可移植性。数据交换服务基于WebService平台，通过TCP／IP协议与监控主机互联，实现环保中心危险废物管理信息系统与前端采集系统业务数据和基础数据同步。
3系统应用
危险废物实时监控系统已在某市试用医药废物转出界面。产废监控子系统部署在某制药企业，处置监控子系统部署在某废物处置中心。制药企业产生的危险废物主要有废药、过期试剂、生产废液等，通过该监控系统，环保中心能实时掌握医药废物的种类、重量、贮存时间，并可根据相关规定通知企业处置废物。运输车辆进入处置单位时，系统分析废物重量，判断运输过程是否出现非法倾倒的情况，及时向环保中心反馈信息。
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(3)信息:通过可变信息标志等外场信息设备及网络等多种方式交通信息，将实时交通信息传递给车辆，以便驾驶员安全、及时地适应交通变化，有利于交通流在时空上得以合理分布，充分发挥道路运行能力和交通服务水平。
(4)信息共享:形成以路段监控分中心为道路交通信息源头，以存储与共享平台为枢纽的信息共享与交换体系。
2监控系统需发挥的作用
(1)重点做好立交区、长下坡、易多雾积雪结冰路段、隧道及沿线设施的交通运行状况的监测，并注意长下坡路段降雨、横风的情况，做好该气象条件下的交通流疏导提示。
(2)能够实现在大监控业务量中，快速、准确的提取出交通隐患和交通事故信息，并在第一时间发出警报，使交通管控人员能够快速做出相应，并通过联网监控，迅速通知监控中心，开展联动救援，在最短时间内采取有效措施，控制住事态的范围和规模，保证整个高速公路运营的安全有序。
(3)如果路段所在区内存在冻雨、大雾、冰凌等季节性气象灾害，运营管理宜作两个工况考虑:①晴好天气等条件下的正常交通;②冻雨、大雾、雪、结冰等条件下的非正常交通。
3监控外场设备布设方案
(1)摄像机
路段监控采用视频全程监控的模式，在重点区域(连续长下坡、服务区、特大桥、小半径路段、自救助匝道、季节性多雾及结冰路段)设置摄像机，实现无盲区覆盖。其余一般路段每间隔2km设置1套摄像机，均采用激光夜视高清摄像机，隧道作为重点监控区域已由隧道机电专业设置了摄像机。
(2)气象检测系统
云南境内的重要路段，某些高速公路路线途径的地区群山连绵，山地、沟谷、丘陵、河谷平原和山间盆地相互交错，桥隧比极高，冬季易出现雨、雾、雪、冰等情况，再加上连续长下坡等因素，会对道路行车安全产生不利影响。按照交通运输部及中国气象局《公路交通气象观测站网建设暂行技术要求》的相关规定，结合地域气候特点，干线公路需要设置两种类型的气象观测站:局地站和普通站。局地站代表的是较短路段、特殊地形地物处或桥梁结构物的特定交通天气状况，如低能见度大雾频发路段、易结冰桥梁、易发生水淹水毁路段等，主要针对局地恶劣天气频发且严重影响交通的气象条件。普通站代表的是较大范围或较长路段的一般天气状况，主要是为满足路线、路网层次的气象信息需求，起到加密和补充气象观测网的作用，支持公路及其沿线天气状况的监测与预报，有利于提高天气预报的准确性和精细程度。普通站尽可能选取在相对开阔无遮挡的地方。局地站:在同样低温的情况下，隧道洞口路面及特大桥桥面相对路基段更易结冰。桥隧比超高，路基段少，桥隧相连的情况十分普遍，特别是海拔2000m以上的地区冬季气温较低，易出现大雾，上述问题将更加突出。针对上述情况，结合特大桥、隧道的分布情况，需在桥隧相连的特大桥、超过500米的单独特大桥附近均设置了遥感式路面状态及能见度检测器作为局地站，使运管部门及时掌握路面状态(干燥、湿滑、水冰雪等覆盖物)、能见度(雨、雾、霾、沙尘等造成能见度降低的原因)，对外提供实时准确地公众服务信息，对内及时有效地调用相应的人力物力资源，采取路面处理等措施消除危险隐患。普通站:气候具有垂直分带明显、水平变化不大的特点，按照布设间距，根据海拔分布，在具有典型区域气候特点地区均设置全要素气象检测器作为普通站，与路段或桥梁摄像机合并设置，配合摄像机的视频检测功能，及时掌握区域气象条件，采取有效的交通控制措施，实现异常气候条件的安全管理。
(3)信息标志
某些路段桥隧相连的情况普遍，路基段较少，上述区域发生异常事件时，车辆无法掉头或掉头困难，这就更加增大了紧急情况下交通组织和事故救援的难度，只有互通立交是高速公路向区域路网进行交通疏散的唯一手段，因此根据构造物的分布特点，需要砸在交通管控的重要位置设置情报板用以路况信息，引导车辆行驶，辅助完成交通组织。结合立交分布特点，立交附近设置F型情报板，在交通量较大的立交设置门架式可变情报板。服务区两侧均设置服务区信息标志，用以向驾乘人员提供路况消息，隧道洞口作为交通组织的重点区域已由隧道机电专业设置情报板。
(4)车辆检测器
根据规范，在各立交、主线站附近均设置车辆检测器用以反映路段内交通流分布情况，采用在云南省已广泛使用并且效果较好的双波长微波车检器。
(5)交通量调查站
按照《国家高速公路网交通量调查观测点布局规划》的要求，属国高网项目路段需要设置一类调查站和二类调查站。一类调查站的调查数据以反映路网宏观交通量特征为主，主要为宏观决策提供支撑，在功能上兼容二类调查站;二类调查站的调查数据以反映道路运行状态和运行质量为主，主要为路网监控、应急处置、公众出行信息服务提供信息支撑。具体设置方案如下:一类调查站:根据里程长度，设置于交通量平稳路段，与全程监控摄像机合并设置。
4传输模式
(1)外场设备
监控数据与视频图像均采用全数字的传输方式，所有外场监控设备通过工业以太网交换机接入收费站内的视频传输交换机，再由通信系统提供的以太网电路上传至监控分中心。各交换机之间利用主干光缆组成千兆光纤自愈环网，保证数据、图像传输的稳定可靠性。
(2)隧道监控设施
各隧道视频图像、控制信号先传输至隧道管理所视频传输交换机，再由隧管所上传至站内通信点，最后经通信系统汇总至监控分中心。
(3)网络性能要求
路段分中心内部网络及外场设备至路段分中心互联的IP网络性能指标满足《IP网络技术要求－网络性能参数与指标》(YD/T1171－2001)所规定的1级(交互式)或1级以上服务质量(QoS)等级要求。具体指标如下:网络时延上限值为400ms;时延抖动上限值为50ms;丢包率上限值为1×10－3。
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1.2暖通空调系统的主要类型
高层建筑的暖通空调系统的类型根据高层建筑设计的不同也有所不同，主要分为三种类型，第一种是全水系统，第二种是全空气系统，第三种是空气-水的综合系统。暖通空调的全水系统是指高层建筑中的空气温度和湿度都会由水进行调节。其利用的原理是水的比热容更大，单位面积水可以容纳更多的热量，换言之水问的身高和降低都很缓慢，所以高层建筑就可以利用晚上的水循环将热量源源不断的输送到建筑当中。高层建筑暖通空调的全空气系统比全水系统更加直接，这种系统设计是直接将空气的温度加热到适宜人体居住的温度，让后通过复杂的运输系统，直接注入到高层建筑内部，同时抽走或者将冷空气和污浊的空气挤走，保证在高层建筑里的人可以随时享受到温暖且新鲜的空气。而高层建筑暖通空调的水-空气系统就是将同时借助水和空气两种方式同时供暖，取长补短，其效果也往往会更好。
2高层建筑暖通空调系统设计的准备工作
高层建筑暖通空调系统的设计关乎高层建筑的安全性和居住的舒适性，其设计工作非常关键，但是由于高城建筑的复杂性，其设计工作要比一般的建筑要困难得多。首先，高层建筑暖通空调系统的设计人员应当对高层建筑的设计了如指掌，对于高层建筑的内部结构非常清晰，只有这样才能科学的对于高层建筑暖通空调系统进行布局，保障系统运行的平稳和安全。其次，高层建筑暖通空调系统的设计应当关注建筑所在地的环境情况。处于南方和处于北方或者处于高原和处于盆地的高层建筑暖通空调系统设计差距很大，设计师必须提前对当地的环境进行深入的调查，让高层建筑暖通空调系统的设计和当地的环境契合的更好，不仅可以节约经济成本，也会增加建筑的舒适性。最后，高层建筑暖通空调系统的设计应当充分的了解市场的行情。因为高层建筑暖通空调系统的用材会有很多不同的选择，每种材料的效果不同其价格也不同，而设计人员应该充分的了解每种材料的优缺点和价格才能建立模型选择最佳的材料来施工。
3高层建筑暖通空调系统设计的原则
3.1高层建筑暖通空调系统设计安全第一
任何一项设计和施工都要将安全摆在第一位，正所谓人命关天。高层建筑暖通空调系统并非是一般的系统，其系统的用料会涉及到很多依然易燃物品，所以设计的时候应该充分的考虑火灾的因素，否则一旦建筑遇到火灾这些筑暖通空调系统将会增加很多额外风险。此外高层建筑暖通空调系统设计的安全性还表现在建筑内部的空气质量和湿度是否对于人体是最佳的，所以就要求暖风空调系统是否能够保证空气的来源是干净的，无毒无害是关键。此外温度的设计也要和室外温度契合不能过高也不能过低，否则人在建筑内生活久了就很难一下适应室外的温度，这样对人体的伤害非常大，因此高层建筑暖通空调系统在设计的时候应该考虑这些因素。
3.2高层建筑暖通空调系统设计环保原则是关键
高层建筑暖通空调系统的施工用料很大，在如今人们环保关键越来越强的今天，对于系统施工的材料选取应该尽可能的按照环保的要求做。此外，高层建筑暖通空调系统应该秉承节能的原则，其设计是否能够充分的考虑到对自然热源的利用，是否在实际中更多的体现节能的意识，是否在很多环节都能充分的使用环保设备，是否在设计的时候建立科学的模型计算，确保暖风运输系统最短路径，这些都是保证高层建筑整体环保节能的关键所在。
3.3高层建筑暖通空调系统设计的经济性是基本要求
一个高层建筑的建设本身应当是盈利的，这也是保证高层建筑安全和舒适度必不可少的因素。又让马儿跑又让马儿不吃草在当今社会是万万行不通的。高层建筑暖通空调系统是否真的体现其经济性，是否能够最大程度的降低施工的成本也是系统设计成败的关键。理性的分析，高层建筑暖通空调系统虽然非常重要但是也并不应该占据整个高城建筑工程预算过多资源，因此高层建筑暖通空调系统的经济性设计就是施工成败的关键。而对于系统设计的经济性就需要设计人员的素质达到要求，其专业技术非常过硬，才能够充分的考虑各方面的因素，以达到利益最大化的目的。
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1.2既有建筑技术改造方案
1.2.1地埋管换热器地下热平衡分析地埋管全年吸热量Q取热=1473.69MWh，散热量Q散热=1872.8MWh。在考虑了机组的耗功量后地埋管换热器的散热量与取热量的比值要明显高于建筑物所需的冷负荷与热负荷的比值。地埋管的年累计放热量与取热量不平衡率为21.3%，地埋管侧的峰值排热负荷为3201kW，峰值取热负荷为1144kW，两者相差较大，如果按照冷负荷设计钻孔井数，钻孔费用较大，综合考虑冷热负荷平衡及钻孔费用，可将一部分冷负荷采用原有模块式空气源热泵机组承担，不仅可以减少钻孔数目，还可以平衡冷热负荷。由上述冷热平衡知:总排放热量为1872.8MWh，总吸取热量为1473.69MWh，不平衡率为21.3%，如果全部采用地源热泵工程满足冷负荷，地下的温度变化总体呈上升的的趋势，不满足地源热泵工程设计规范要求。
1.2.2初步设计方案根据调研数据的显示，系统原有40台模块式空气源热泵机组，单台供冷量为60kW，为了最大程度地满足冷热负荷的平衡，同时避免钻孔数目的过多，减少水泵能耗，该技术改造方案定为1台螺杆式热泵机组+19台原有模块式空气源热泵机组，原有模块式空气源热泵机组保持原有位置不再变动，既节省了设备迁移费用，又节约了总机房面积，热泵机组及钻孔数目根据冬季负荷确定。冬季热泵机组提供全部采暖负荷，为保证地源侧冷热负荷平衡，夏季供冷以地源热泵机组为主，模块式空气源热泵机组只在部分月份、部分时间段开启，可通过控制冷水机组的运行时间完全满足地源侧冷热负荷平衡。
1)岩土热物性参数测算。根据工程所处的地质状况以及以往工程经验，岩土的导热系数预估为1.66W/(m•℃)，体积比热1.993×106J/(m3•℃)。在方案确定后，应进行现场测试，即在不同位置选定2～3个测试孔，进行热响应测试实验，然后利用参数估计法计算当地的地下岩土导热系数及比热。
2)地埋管换热器设计参数的选取。采用地热换热器设计模拟软件—地热之星GeoStar(V3.0)对该工程建筑进行优化设计计算。选取垂直双U型埋管，因钻孔较深，土壤取散热能力较浅层大，换热能力强，通常是土壤浅层的5倍以上，并且所需占地面积较小［2－3］。由于该地的地质构成主要为泥沙与岩石，钻孔难度适中，每米钻孔费用相对较高，每个钻孔内设置双U型管在一定程度上降低系统的初投资。同时根据该工程周边可利用的钻孔空地面积有限，采用双U型管，可大大减少钻孔的占地面积。工程设计的基本参数为:钻孔回填材料采用的高性能回填材料，导热系数为1.82W/(m•K);进入热泵循环液的最高/最低温度分别是:33℃/4℃;De32的双U型管，钻孔直径为150mm;系统运行寿命设计为20a;岩土平均导热系数为1.66W/(m•℃)，容积比热容约为1.993×106J/(m3•℃)，岩土的初始温度为15.2℃。
3)地埋管换热器的长度设计计算。根据工程设计的基本参数，采用设计计算软件对建筑进行地埋管长度的设计计算。经过计算，所需的总地埋管换热器的钻孔长度约为33000m，每个钻孔深度为100m，共需330个钻孔，钻孔行列间距均为5m，所需钻孔面积为8250m2，建筑周边条件能满足钻孔面积的要求。
4)地埋管布置形式设计。对于地源热泵空调工程，竖直地埋管换热器宜分组连接，且每组不超过换热器总数的10%。因此根据钻孔设计布置情况，以6个钻孔或4个钻孔组成一个水平环路就近通过钢塑转换接头与分集水器连接，室外分集水器之间由水平主干管连接，水平主干管采用同程式连接方式。地埋侧水平管路采用地埋敷设方式，水平支管敷设深度为2.0m，水平干管敷设深度为1.5m。钻孔间的设计间距为5m，钻孔的直径为150mm。地源热泵系统模拟在设定好以上参数的条件下，对整个地源热泵系统的运行进行了10a的模拟计算，得到的温度曲线不仅为该系统的可行性提供了热平衡依据，而且对工程设计及运行管理也有一定的指导性作用。地源热泵系统运行10a期间的循环液进出热泵的月平均温度变化曲。以看出，在运行1个采暖与空调周期后地下岩土温度变化幅度很小，但由于地埋管的年取热量略微小于年释热量，所以地下的温度变化总体上呈缓慢上升的趋势。该项目可采用如下措施:适当增加冬季空调运行时间;可适当地增加地埋管各钻孔之间的间距，降低埋管间的热干扰，增大蓄热体，有利于地埋管向周围岩土中释放热量;间歇运行，有利于地温的恢复在夏季气温较低时，可以间歇性地运行或停止部分热泵机组，使地下岩土蓄热体有较长地温恢复时间，提高换热温差，延长系统在高效率点的运行时间。空调冷热源机房位于原有机房内。
2经济性分析对既有建筑的地源热泵系统与原有的空调系统
进行了经济性对比如表8所示。计算结果表明:地源热泵系统增加的初投资大约为567.5万元;系统运行按20a计，地源热泵系统可比模块式空气源热泵机组加集中供热系统节省运行费用1336万元，系统投资回收年限为8.5a。
3系统能效分析及节能量计算
每个月相对于原有的集中供热+模块式空气源热泵机组空调系统。年可节约319.78吨标准煤。现有系统全年耗能量为1949.6MWh，改造后系统全年耗能预计为918MWh。与原有空调形式相比，采用地源热泵+模块式空气源热泵机组改造方案后，5结语地源热泵系统改造项目的总投资为567.5万元，地源热泵系统运行后将带来显著的环境效益。改造项目采用新方案每年节能量为319.78吨标准煤，相当于每年减少CO2排放量797.2t，减少SO2排放量2.4t，减少NOx排放量1.24t，减少碳粉尘217.5t。节能改造项目并不是一味地追求节能，而不考虑投资成本，该项目在确定方案时，综合考虑了现有的周边能源情况及既有建筑物内冷热源情况，最终方案确定为地源热泵机组与原有模块式空气源热泵机组结合使用，该方案具有以下优势:
1)可以减少原有设备的拆迁、迁移费用;
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对于很多写字楼或者商业中心建筑来说，在空调系统运行过程中，存在开窗通风以及机械排风等情况，导致室内外通风换气形成的冷负荷占到总冷负荷的50%以上。
1．2系统设计不合理
在建筑工程施工时，空调系统设计不合理，缺乏必要的调节手段，导致系统中水泵、制冷剂以及风机长时间处于低效运行状态，降低了能源利用效率。另外，在系统内各设备运行过程中管理不当，影响系统开关切换与匹配，也会在一定程度上增加能耗。
1．3建筑外墙设计不当
现在很多建筑工程外墙结构都是选择用玻璃幕墙的方式，或者是窗墙比过大，且具有多个朝向。在建筑空调系统设计时，对结构内外区分设计不当，并存在设计负荷错误因素，导致空调系统运行存在冬季内区偏热、外区正常甚至偏冷的情况。对于建筑工程来说，内区在使用过程中，受灯光、人员以及设备等因素影响，受到室外气象因素的影响比较少，全年内区会长期处于冷负荷状态，需要空调系统常年供冷；而外区在使用过程中受到室外气象因素影响比较大，并且随着季节的变化，室内负荷也会出现冷、热负荷交替变化的情况，即夏季需要供冷、冬季需要供热。
2影响建筑空调系统节能设计因素分析
2．1缺乏创新意识
对于建筑空调系统的设计，首先应保证其基本功能的正常发挥，在设计时为保证系统运行安全，一般都会将参数设计的比较大，而这样设计也就增加了系统运行的能耗。例如，负荷计算值与实际值相差较大、冷热源设备装机量比较大、系统配置不合理等，都会对空调系统最终运行效率产生影响。在进行系统设计时，如果还是应用传统设计方案，即便是选择效率高的主机，整个系统在长时间的负荷状态下运行，也会降低系统的整体运行效率，增加系统运行能耗。另外，如果主机余量过大，同样会导致水泵等输送动力设备容量过大，整个管路特性远离最佳工作点，增加系统运行能耗。
2．2设计方案生搬硬套
随着空调系统应用范围的增大，现在已经形成了相对完善的设计体系，存在大量的成功设计案例。这样就导致很多建筑空调设计人员在设计时，选择一个成功案例生搬硬套到本工程中，并不能结合实际需求对空调系统运行原理以及运行特点进行深入的了解，影响系统最终设计效果。另外，也存在部分设计人员为追求新技术、新设备、新方案，在没有进行综合分析的情况下，盲目应用各项新技术，不但不能起到节能降耗的效果，而且还会增加系统设计成本。
2．3综合设计效果低
很多建筑空调系统在进行设计时，只是以设计工况来作为依据进行设计，并没有考虑全年空调系统节能运行需求，设计完成后综合应用效果低。例如，未充分利用新风供冷，在设计时仅要求降冬、夏两季的新风负荷，将新风口以及空调机组新风入口按照冬、夏两季风量设计，最终使得过渡季节系统运行时还需要开启冷水机组，造成空调能耗增加。
3建筑空调系统节能设计优化策略
3.1降低设计负荷
建筑空调冷热负荷主要包括通过玻璃窗日照形成的负荷、通过围护结构传热形成的负荷、处理新风形成的负荷以及室内热源散热形成的负荷等，其中围护结构传热消耗的能量占据系统总能耗的40%左右，处理新风所需能耗大约为系统整体能耗的30%-40%左右。就建筑空调系统设计现状来看，很多设计人员在进行系统设计时，基本上都是以符合指标作为依据进行估算，并且为满足安全需求，将最终确定的负荷参数设计地比较大，使得系统内各设备容量远远大于实际运行需求，出现大马拉小车的情况。此种设计方法不但不可以达到节能效果，反而还会增加投资，因此在进行设计时，应结合实际需求来适当降低设计负荷，提高空调系统冷热负荷的合理性与准确性。
3．2合理确定空调形式
在确定空调形式时，应以建筑工程规模、用途、使用特点以及负荷变化等因素作为基础，保证各项参数设计的合理性。空调形式的分类有很多种，如以空气处理设备位置为依据，分为集中系统、分散系统以及半集中系统；以负担室内负荷所用介质为依据，分为全水系统、全空气系统、制冷剂系统以及空气与水混合系统；以集中系统处理空气来源为依据，可以分为封闭式系统、混合式系统以及直流式系统。对于空调形式的选择，需要保证其满足建筑工程使用要求，并且要尽量降低投资成本，并以降低能耗为主要依据。
3．3合理设定温湿度参数
空调系统能耗与工程当地气象参数、室内散热散湿量以及在建筑围护结构等因素有着直接联系，并且设定的室内温湿度参数会直接影响到冷负荷大小。在对室内温湿度参数进行设定时，应在满足人体健康与舒适性的条件下进行设计。如夏季室内空气温度提高1℃，则可以降低空调系统能耗10%左右，并且如果将湿度提高10%，则可以降低能耗15%左右。因此，在夏季对空调系统进行设计时，温湿度参数应以较高的干球温度与相对湿度为依据进行确定，而对于冬季采暖设计时，温湿度参数则以较低干球温度与相对湿度为依据，这样还可以降低维护结构传热负荷以及新风负荷，达到降低能耗的目的。3．4应用热回收装置空调系统新风引入时会排出一部分的室内空气，并且大气温度与排出气温度存在一定的温差，例如制冷时室内温度为25℃，室外温度为37℃，则将25℃气体排入大气会带来能量损失，通过应用热回收装置使得新风在处理前与排出气进行热交换，更进一步的降低新风温度。通过此种设计，就可以更有效的降低新风机组负荷，达到降低系统运行能耗的目的。
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相对独立研发，通过添加一些简单的远程操作功能，称其产品数字家庭系统。一个家庭在多个独立的专有数字系统信息中，多个重叠数字家庭系统用户在功能上往往比较混乱。
2.产品不稳定
国内数字产业在数字家庭方面的发展中，并没有一个统一的相关标准规定，在这样的一个市场环境下，许多中型小型企业独立经营标准，加上市场炒作，不注意用户的实际体验，很多是简单增加在某一性能或功能基础上就投入市场，产品间的联系不强，互不相容，甚至互相干扰，不利于数字家庭系统的修改和扩展，只能给用户带来不好的影响。
二、智能系统在家居设计中的状态
从今天的产品体系看，国内还未树立完整的智能数字理念，市场提供的产品间大都无一定的功能与形式的联系，各类产品都独自研发与更新。部分产品研发程序中过多地在电器的使用初级阶段加入指令命令，没有一个完善的整体处理系统。构架内各类设备与电器产品联系较少，超控性能较低，使用效率不高，同时在核心的远程命令体验上的问题需要改进。从使用者的角度出发，智能数字家庭系统的出现首要功能是把人从烦琐的家庭工作解放出来，更多地来享受生活和工作之余归家的放松；同时能掌握家庭中的每一个信息数据，并分析相应的智能家电设备的智能操作以完成某些任务。此系统应用前景非常广阔，适应不同国家、地区人生活的功能需求；同时更应该注意到不同国家、地区、民族、季节等方面的不同，根据用户的需求量身定做对应的数据库、监控方式、信息源代码，保证信息记录与搜索的必要功能。
（一）智能家居系统的性能需求
1.系统10s从每个传感器节点收集的数据。
2.数据的准确性小数点后1位小数。
3.快速响应用户的请求。
4.问题处置利用图像控制。
5.各类参数信息建立在系统内，便于搜索。
（二）智能数字家庭系统功能层次
不同层的智能家居系统根据用户需求，根据硬件处理能力分配任务。系统划分为两层平台。一级使用嵌入式开发板硬件支持平台，与此同时，选择电脑作为二级处理系统平台。由于嵌入式设备的处理能力和内容容量限制，选择使用这个系统级负责数据收集平台，与一些复杂程度不高的智能家用电器的开启和关闭，发送数据到辅助平台，从个人电脑（PC）接受数据传输任务。所以利用PC机应用一个二级硬件设备、图像安保，目的是为使用者及时处置相关数据，同时处理数据的保存任务。在前期硬件设计过程中多级平台建设必须具有以下原则。
1.透明模拟。利用Java语言研发可供使用的仿真体系，并能够运行至少两个Windows和Linux操作系统上，系统抽象OSGI组件技术和设备的使用服务，以Bundle的形式。仿真平台是面向服务为主的，所以不必关心虚拟设备和服务真实设备。
2.可配置性。SmartHome是一个动态的设备，具有各种不确定因素的各式各样的工作。出现各种类型的检测要求。检测工作中会出现能搭档的数据模式。
3.模拟环节方便性能平台是二维图像版式。SHEmu平台是图形界面视觉显示领域的设备，设备工作状态之间具有互操作性，Xml通过配置文件来记录设备的不同状态，相应的图像资源在GU视图与其中某一个文件相搭配，实现不同视图对应不同设备的关系。
4.数据库统。SHEmu提供数据的分类，数据库的管理通过消息记录和初始信息来实施。
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随着计算机技术的发展和应用范围的扩大，电力信息化的不断深人，计算机在电力系统中已从简单数据计算为主发展到数据库处理、实时控制和信息管理等应用领域，并在OA系统、电能电量计费系统、电力营销系统、电力ISP业务、经营财务系统、人力资源系统中得到广泛的应用。在电力系统内，它已经成为各项工作必不可少的基础条件，发挥着不可替代的作用。同时，由于各单位、各部门之间的现存的计算机网络硬件设备与操作系统千差万别，应用水平也参差不齐，因此，在计算机网络覆盖全球，计算机技术迅猛发展的今天，讨论和研究电力系统计算机的应用及安全性则显得尤为重要。
2电力系统的计算机网络应用和管理
电力系统的计算机网络应用是十分广泛的，并且将随着技术的发展而不断发展。这里从Interanet方面讨论电力系统的应用。首先各个单位应该申请工nternet国际域名和注册地址，建立省电力系统WWW服务。将各个部门的公用信息和数据进行WWW，使所有的具有不同计算机水平的员工都可以用浏览器对文档方便地进行调用、查询、浏览和维护，并且建立面对Inter-net的WWW主页服务，不仅宣传企业形象，而且可以将各种电力信息与产品进行工nternet，为了安全可以设立独立的服务器。建立电力系统的E-mail服务，使所有部门和员工拥有自己的电子信箱，不受时间和地域的限制接收电子信件。建立电力系统的FTP服务，使计算机文件方便地在Intranet和Internet上传递。建立电力系统的BBS服务，使所有分布在全省各个地区的员工在开设的不同交谈站进行实时交流。建立电力系统的服务，对系统内的新闻进行播放，同时开辟NEWS讨论主题，给所有员工发表自己见解的机会与场所，群策群力讨论企业的发展与建议。
电力系统的计算机网络管理应对各方面管理进行集成，来管理带宽、安全、通讯量、存储和内容。同时进行数据信息标准化和数据资源共享，保证系统的完整性和灵活性，适应不断变化的要求，满足系统多层次的不同应用，使系统的开放性符合国家标准和规范，保证应用软件和数据资源有较长的生命期，并具有良好的可靠性、安全性和可扩充性，体现集中与分布式的管理原则。
(1)集中就是由省局统一规划全省的计
算机网络结构，统一对全省的计算机网络应用进行协调;对已有的局域网进行论证分析，使其从结构上与总网相适应，对建立的新网进行指导与监督;对网络的通讯建设统一规划管理。建立一个范围广泛的工ntranet，应使用广域网网管，提供与工nternet的出口并进行防火墙技术安全管理，对于在系统内有广泛共性的工作要进行统一的开发与推广。
(2)分布式管理就是体现基层部门的内部管理，各个不同部门在其内部进行网络应用管理，基层部门与省局联系时进行统一的协议管理，保持全省通讯与应用协调一致，又根据单位性质的不同，开发不同特点的Intranete。
3电力系统计算机应用的现状及问题
计算机安全是指计算机信息系统的安全。计算机危害主要指计算机信息系统的软硬件资源遭到破坏、更改或泄露，系统不能正常运行。要保障计算机系统安全就必须治理(即清除、控制或预防)计算机危害。计算机系统的安全与不安全是从多方面反映的，从目前使用和发现的情况看，系统运行不稳定、内部资料外泄、网络利用率低等是主要常见的现象。
通过计算机网络使得电力系统的工作效率提高了，管理范围扩大了，工作人员的办事能力增强了，但计算机系统网络安全问题也随之变得更加严重了。例如:通过电子邮件感染病毒，电力系统管理网络互联接口的防火墙只配置了包过滤规则，提供的安全保证很低，容易受到基于IP欺骗的攻击，泄露企业机密，有些局域网没有进行虚拟网络VLAN划分和管理，造成网络阻塞，使工作效率减低。绝大多数操作系统是非正版软件，或网上下载免费软件，不能够做到及时补丁(PATCH)系统，造成系统漏洞，给攻击者留下木马后门;绝大多数工作站没有关闭不必要的通讯端口，使得计算机易受远程攻击病毒可以长驱直人，等等。
4解决问题的措施和方法
安全性是电力系统计算机网络最重要的部分。安全性既包括网络设施本身的安全，也包括信息的安全;既要防止外界有害信息的侵入和散布，又要保证自身信息的保密性、完整性和可用性。笔者觉得可以从以下几方面人手，提高网络的安全性:
(I)提高网络操作系统的可靠性。操作系统是计算机网络的核心，应选用运行稳定、具有完善的访问控制和系统设计的操作系统，若有多个版本供选择，应选用用户少的版本。在目前条件许可的情况下，可选用UN工X或LINUX。不论选用何种操作系，均应及时安装最新的补丁程序，提高操作系的安全性。
(2)防病毒。防病毒分为单机和网络两种。随着网络技术的快速发展，网络病毒的危害越来越大，因此，必须采用单机和网络防毒结合的防毒体系。单机防毒程序安装在工作站上，保护工作站免受病毒侵扰。主机防护程序安装在主机上，主机的操作系统可以是WINDOWS,UN工X,LINUX等。群件防毒程序安装在Exchange,Lotus等群件服务器中。防病毒墙安装在网关处，及时查杀企图进人内网的网络病毒。防毒控管中心安装在某台网络的机器上，监控整个网络的病毒情况，防毒控管中心可以主动升级，并把升级包通过网络分发给各个机器，完成整个网络的升级。
(3)合理地使用防火墙。防火墙可以阻断非法的数据包，屏蔽针对网络的非法攻击，阻断黑客人侵。一般情况下，防火墙设置会导致信息传输的明显延时，因此，在需要考虑实时性要求的系统，建议采用实时系统专用的防火墙组件，以降低通用防火墙软件延时带来的影响。
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[6]董挺挺，沙超，王汝传.基于 CC2420 的无线传感器网络节点的设计[J].电子工程师，2007，33（4）：67-70.
[7]刘建.基于ZigBee技术的远程医疗监护节点的设计与研究.西安.西安科技大学硕士论文.西安科技大学，2011： 39.
[8]杨顺，章毅，陶康.基于ZigBee和以太网的无线网关设计[J].计算机系统应用.2010（19）.
基金项目：广西机电职业技术学院2012年院级科研项目（【2012】KY004）。
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1 系统设计思想
机场导航站集中监控系统的核心就是计算机，模块化设计是系统软、硬件结构设计的基本思想，同时系统还使用了多个传感器以及自动控制电路，通过LAN、E1、RS485实现导航站设备监测数据的远程传输，以及监测控制中心对导航站设备的远程控制。
2 系统所要监控的内容
机场导航站集中监控系统所需要监控的主要内容大致可以分为三大块：动力监控、环境监控以及报警监控。实施监控的主要方法为以下四种：a）遥测：监控中心可以控制系统所配置的多种传感器以及大量的监控设备来对所需要监控的数据进行远程采集。b）遥讯：监控中心通过该方式可以获得导航站设备的实际运行状态以及设备的原有参数。c）遥调：监控中心可以通过该方式对导航站设备的各种运行参数进行远距离调节。d）遥控：监控中心通过该方式对导航站设备进行远程控制。
3 系统总体设计
3.1 系统拓扑结构
本文所涉及的机场导航站集中监控系统主要由四大部分组成：监控中心客户端、数字视频与环境参数采集器（DVES）、分布式数据库应用服务器以及底层监控设备。在实际应用中，不同机场的规模以及所建设的导航站数量均有所不同，所以要想提高监控系统的适用性，就必须对系统组网以及灵活性进行优化设计。本文设计系统每个单元的连接方式可以用下图表示：
系统的一个监控单元就由一个DVES和与之相连的底层监控设备所组成，一个监控单元对应着监控一个导航站，但一个监控中心客户端却连接了多个控制单元，进而实现对多个导航站的监控。
3.2 系统组成
a）监控中心客户端：所谓监控中心客户端，实际上就是一个安装运行机场导航站集中监控系统的计算机，监控人员可以通过这个客户端获取所需要的监控信息，并对这些信息进行集中管理。而且，不同的监控中心客户端相互之间可以独立运行。监控人员可以在计算机中运行多个监控客户端，通过局域网或者Internet实现与监控现场DVES的连接，掌握底层监控设备运行过程中的任何数据。此外，系统还可以使用DCOM技术对系统的监控记录进行分布式保存，进一步完善监控系统数据库。
b）DVES：DVES在结构上可以分为两个部分：DVS以及串行数据接口卡。它是导航站监控系统中的重要组成部分，承担着监控数据采集的重要任务。
DVS数字视频服务器是使用Socket 完全封装传输控制协议的多线程服务器端，其主要作用就是对所采集到的视频数据进行处理并传输。DVS的开发过程会使用一些封装了必要数据处理以及传输接口方法的SDK开发包。串行数据接口卡是通过RS232与DVS实现连接的，它实质上适宜用可以即插即用的单片机系统。串行数据接口卡的结构可以用下表表示：
c）数据库应用服务器：机场导航站集中监控系统所采集的数据量与系统所底层连接的监控设备多少成正比例关系，所以对于具有众多监控设备的监控系统而言，分布式数据库是一种较好的数据存储结构。本文设计的系统就是使用了分布式数据存储技术，数据库与监控中心客户端直接的连接是通过DCOM接口来实现的，同时用户可以直接查看具体的交换过程。
以上对系统的设计理念、监控对象以及系统的总体结构进行了简要的介绍，机场导航站集中监控系统对于机场的安全运行有着非常重要的现实意义。今后，笔者将对系统的实际使用情况进行跟踪研究，以期进一步提高系统的运行性能及适用性。
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1 中小型水利闸站群监控系统设计实际意义
随着人们生活水平的日益提高和科技的不断进步，水利工业也在不断发展的同时对自身的监控系统提出了更高的要求，尤其是在中小型水利站，其控制系统的自动化水平以及设备运行时的稳定性和安全性等均有待改善。为此，该文章以水利闸站自动监控系统为主要研究内容，提出了自动控制系统的设计方案等。以便改善中小型水利站工作效率低、运行管理人员多等落后现状。
2 中小型水利闸站群监控系统设计原则
2.1总体设计原则
2.1.1.先进性原则
在中小型水利闸站群监控系统的设计过程中应采用较为先进、发展较为成熟控制技术（包括计算机硬件技术、自动控制技术等）以便保证系统整体的先进性并保证其今后对不断变化的新兴功能要求更好的适应，使其自身有与时俱进的发展潜能以便保证不被轻易淘汰。
2.1.2实用性原则
实用性好是所有监控系统设计的最根本要求。当然，这里的实用性不单单是指系统本身能达到工作所需性能要求，还应包括可维护性以及可发展、可扩充性。也就是说该设计不但要求设计出的监控系统适应当下工作要求，还要求其可维护性、可扩充，有适应日后新增功能的要求。
2.1.3稳定性、可靠性原则
设计出的监控系统一旦投入实际应用就会较为繁忙，基本可以说系统每时每刻都将会是在采集、传输并分析、处理大量的数据。也就是说，一旦系统（甚至某一功能部件）出现故障而不能正常工作就会带来不可弥补的损失，因此，该系统的设计必须以“稳定性好、可靠性高”为基本前提。整个监控系统的稳定工作除了和其自身内部各个元器件等硬件设备的稳定性有关外还软件设计的可靠性有必然联系。因此，在软件设计和硬件选取时都应该经过深思熟虑。
2.1.4经济性原则
“经济、实用”可以说也是评定系统设计成功与否的主要因素之一，在系统满足所需功能的条件下，设计时还应尽量将经济方面问题列入考虑范围，一个成功的设计方案不仅仅在于所设计系统所具备的功能，还应看在满足所需功能的前提下是否在经济上做到了最省。也就是说一个设计的成功归根到底应该是主要体现在“性价比”上。应该以最低的投入获得较高的利益。
2.2具体设计原则
设计主要采用视频远程监控技术，其具体设计原则如下：
1.在合适位置上设置适量的监控点（即数据采集装置），通过所得数据了解被监控对象的实时变化情况。
2.全部监控点所采集到的所有有用信息必须及时通过信息传输通道传送给监控中心。以便数据的分析、转换等后续工作的展开，最终通过所得数据和系统的控制部分达到对被监控对象做出合理的调节和控制。
3.系统的控制部分主要采用软件设计和硬件布设来完成自动调节功能。主要是将采集到的信息经过相应处理作为被控制系统利用的有用信息，即作为控制部分的输入使其得到相应的输出以便对控制被监控对象做出相应的调节。
4.采用合理的软件编程和硬件布设完成报警功能，使得监控系统达到零人值守。当被监控对象或监控系统自身出现异常或故障时，系统自动发出报警信号通知相关人员。
5.要求视频服务器以及监控摄影机均被中心监控设备控制管理。并且要求采集到的信息可存盘，以便日后通过分析对该系统做出合理的优化和改良。
3.中小型水利闸站群监控系统具体设计过程
该设计主要采用视频监控，软件编程控制。并且该系统是将数据采集、传输、处理利用功能于一身的高综合性实际应用系统。总体来说在该设计中预计将该系统分为几大相对独立的功能模块，如：信息采集模块、通信模块以及中心控制模块等。各模块功能对应如下：
信息采集模块：信息的采集主要是指视频图像的采集，要求现场实时跟踪采集。
通信模块：利用网络互联知识，将被监控对象与监控管理设备（中心控制模块）通过光纤连接。实现远程自动实时监控。
中心控制模块：中心控制模块是以视频服务器为核心部件的重要功能模块。主要功能是完成实时数据处理、输出控制信息等。实现自动控制环节中的自动调节功能，例如：自动调节闸门开关动作、自动调节数据采集镜头动作等。
有以上功能分析做出具体设计，预计以数据采集终端采集数据并以视频信号形式通过数据信号传输通道传给AXIS2400、交换机（进行数据装换），之后以网络信号形式传递给监控终端，经一系列分析处理有监控终端给出相应的控制调节网络信号，该信号经通信通道返回，作用于数据采集终端以及闸门等被控对象，使之做出相应的动作，最终实现对被监控对象的调节与控制。并且在设计时各个模块中均有适量的功能扩展端口的设计，使得该系统能不断适应科技发展并不断满足用户对其新功能要求的提出。（扩展功能端口在各个模块内部，在整体设计图中不做具体示范和标识）
根据以上分析，监控系统整体结构图设计如下（其中上半部分主要为信息采集模块，中间部分主要是通信模块，底部的监控终端便是上述的中心控制模块）：
该设计以视频服务器（AXIS2400）为核心部件，通过采集到的图像信号以及中心控制模块的实时控制信号在光纤网络中的无损传输，实现实时监控功能。经分析、调试得出该系统的以下特点：
（1）稳定可靠、性能高、功耗低、可维护性好
内置的RISC芯片性能较为尖端，采集到的信息在该系统通信通道中能高质量、快速度传输。并且系统各模块独立性较好，使得该系统可维护性大幅度提高。
（2）自动切换、即查即看
在该控制系统中，主要采用单控制、显示设备综合控制、显示，所以要求实现自动切换（包括显示对象以及控制对象的自动切换）功能和即查即看（即人工切换，用于人工检查）功能。
（3）通用性好
支持UNIX、Mac、OS/2以及Windows等众多网络环境，使得该系统通用性好、使用方便。
（4）可扩展性好
该系统设有可利用性外扩端口，使得其自身具有功能可扩展性，例如可接入烟雾灰尘、温湿度报警功能等。并且该良好的可扩展性使得该系统能与时俱进，不断满足用户新要求。
（5）监控系统功能齐全，性能优良
该系统具有对多路图像信号的显示、处理能力；
该系统具有对监控对象（包括显示对象）自动调换、手动切换功能；其中实时自动监控可满足无误操作、零人员值守要求。
该系统支持对多路信息采集终端的控制、显示优先级的设定；
该系统具有信息存储以及按时间、地点等进行信息检索功能；
该系统具有报警功能，并同时在显示界面显示相应的报警信息并对报警时间以及报警内容加以记录，以便为相关人员的对系统的修正提供充足依据；
安全环保，要求监控系统对被监控对象及其周边环境无污染、无干扰。
4 结语
该设计主要针对现有中小型水利闸站的自动监控系统的反应速度慢，自动化、智能化程度不高，性能不稳定，功能不齐全等众多问题而提出。该设计主要是将此现有问题加以解决，设计出性价比较高，实用性较好的稳定监控系统。为了使设计出的控制系统不轻易被淘汰，在设计中还加入了功能扩展端口。使得该控制系统有较强的生命力。
参考文献
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