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智能论文实用13篇

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智能论文

篇1

2智能天线的组成和关键技术

智能天线主要分为天线阵列、接收通道及数据采集、信息处理3部分。在移动通信系统中,天线阵列通常采用直线阵列和平面阵列两种方式。在确定天线阵列的形式后,天线单元的选择就十分关键。天线单元不仅要达到本身的性能指标,还必须具有单元之间的互耦小、一致性好以及加工方便的特点。目前微带天线使用较多。

接收通道及数据采集部分主要完成信号的高频放大、变频和A/D转换,以形成数字信号。目前,受A/D器件抽样速率的限制,不能直接对高射频信号和微波信号进行采样,必须对信号进行下变频处理,降低采样速率。

信息处理部分是智能天线的核心部分,主要完成超分辨率阵列处理和数字波束形成两方面的功能。进行超分辨率阵列处理的目的是获得空间信号的参数,这些参数主要包括信号的数目、信号的来向、信号的调制方式及射频频率等,其中信号的来向对于实现空分多址和自适应抑制干扰有着重要作用。在众多的超分辨率测向算法中,MUSIC算法及其改进算法一直占据主导地位,它不受天线阵排阵方式的影响,只需经过一维搜索就能实现对信号来向的无偏估计,并且估计的方差接近CRLB。此外,使用ESPRIT算法来解决移动通信中的测向问题也得到了广泛的研究。数字波束形成主要通过调整加权系数来达到增强有用信号和抑制干扰的作用,它需要收敛速度快、精度高的算法支持。根据所需先验知识的不同,目前的波束形成算法主要有3类:以信号来向为先验知识,如LCMV算法;以参考信号为先验知识,包括LMS算法及其改进算法NLMS、RLS等;不需要任何先验知识,如CMA算法。由于移动通信环境复杂,各种算法也有各自的优缺点,因此系统中必须对多种算法取长补短,才能达到最佳效果。

3智能天线的特点和优势

(1)提高系统容量

在蜂窝系统中,用户的干扰主要来自其他用户,而智能天线将波束零点对准其他用户,从而减少了干扰的影响。由于系统提高了接收信噪比,因此减少了频谱资源的复用距离,从而获得了更大的系统容量。

(2)扩大小区覆盖距离和范围

使用智能天线可以提高用户和基站的功率接收效率,进一步扩大基站的通信距离,减少功率损失,从而延长电池的寿命,减小用户的终端。

(3)减少多径干扰影响

智能天线使用阵列天线,通过利用多个天线单元的接收信息和分集技术,可以将多径衰落和其他多径效应最小化。

(4)降低蜂窝系统的成本

智能天线利用多种技术优化了信号的接收,从而能够显著降低放大器成本和功率损耗,提高系统的可靠性,实现系统的低成本。

(5)提供新服务

智能天线在使用过程中必须对用户进行测向,以确定用户的位置,从而为用户提供基于位置信息的服务,如紧急呼叫等。目前,美国联邦通信委员会已准备实施用户定位服务。

(6)更好的安全性

使用智能天线后,窃听用户的通话将会更加困难,因为此时盗听者必须和用户处于相同的通信方向上。

(7)增强网络管理能力

利用智能天线可以实时检测电磁环境和用户情况,从而为实施更有效的网络管理提供条件。

(8)解决远近效应问题和越区切换问题

智能天线可自适应地调节天线增益,较好地解决了远近效应问题,为移动台的进一步简化提供了条件。在蜂窝系统中,越区切换是根据基站接收的移动台的功率电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致越区转接,增加了网络管理的负荷和用户呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术,可以实时地测量和记录移动台的位置和速度,为越区切换提供更可靠的依据。

4智能天线的技术现状

在分析智能天线理论的同时,国内外一些大学、公司和研究所分别建立了实验平台,将智能天线应用于实践中,并取得了一些成果。

(1)美国

在智能天线技术方面,美国较其他国家更加成熟,已开始投入实际应用中。美国的ArrayComm公司发展了针对GSM标准和日本PHS标准的智能天线系统。该公司已将智能天线应用于基于PHS标准的无线本地环路中,并投入了商业运行。该方案采用可变阵元配置,有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同的环境选用,现场实验表明,在PHS基站采用智能天线技术可使系统容量增加4倍。

(2)欧洲

欧洲通信委员会在RACE计划中实施了第一阶段的智能天线技术研究,称为TSUNAMI,由德国、英国、丹麦和西班牙共同合作完成。它采用DECT标准,射频频率为1.89GHz,天线由8个微带贴片组成。阵元距离可调、组阵方式可变,有直线型、圆环型和平面型3种形式。数字波束形成的硬件主要包括2片DBF1108芯片,它在软件上分别由MUSIC算法、NLMS、RLS完成测向和求得最佳的加权系数。在典型的市区环境下进行实验表明,该智能天线能有效跟踪的方向分辨率大约为15°,BER优于10-3。

(3)日本

ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵,射频工作频率为1.545GHz。阵元组件接收信号在A/D变换后,进行快速傅氏变换,形成正交波束后分别采用恒模算法或最大比值合并分集算法,数字信号处理部分由10片FPGA完成。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线概念。

(4)其他国家

我国的信威公司也将智能天线应用于TDD方式的WLL系统中。该智能天线采用8阵元的环形自适应阵列,射频工作于1785~1805MHz,采用TDD工作方式,收发间隔为10ms,接收机灵敏度最大可提高9dB。此外,爱立信公司与德国运营商也将智能天线应用于GSM基站上,但该天线的智能化程度不高。韩国、加拿大等国也开展了智能天线方面的研究。

(5)用于卫星移动通信的智能天线

上文主要介绍了基于蜂窝系统的智能天线,另外还有一种用于L卫星移动通信的智能天线。该天线采用了由16个环形微带贴片天线组成的一个4×4的方形平面阵,它的射频频率为1.542GHz,左旋圆极化,中频频率为32kHz,A/D变换器的采样速率和分辨率分别为128kHz和8位。在数字信号处理部分,选用了10个FPGA芯片,其中8个用于16个天线支路的准相干检测和快速傅里叶变换,另外2片则起到波束选择、控制和接口的作用;自适应算法则选择了CMA。系统的外场测试表明,它能产生16个波束来覆盖整个上半空间,并且不需要借助于任何传感器,就能用最高增益的波束来自动捕获和跟踪卫星信号,从而在各种复杂的环境下均能提供比采用其他天线要高得多的通信质量。

5智能天线面临的挑战和发展方向

智能天线系统在改善性能的同时,也增加了收发机的复杂度。因为要对每个用户进行定位,并且波束形成的计算量很大,所以智能天线系统中有多个计算单元和控制单元。在实施SMDA时,资源管理也成为一个必须关注的问题。作为一种新的多址方式,在频谱分配和移动性管理上也提出了新的问题,将会对网络管理提出更多的需求。此外,目前智能天线的物理尺寸较大,不利于构建更小的基站。

智能天线形成下行波束较为困难,因为对下行链路的信道响应缺少短时先验知识,而无线信道的信道状况变化极快,使智能天线不能很好地跟踪用户信号的变化。接收和发送链路中器件的线性特性对系统的性能有显著影响。智能天线的各种定位算法和波束形成算法的运算量很大,对器件、时间和功率的要求比较高,因此研究高效的优化算法对提高系统的性能至关重要。

篇2

1.2乳化剂的选用

油溶性有机相变材料作为MEPCM芯材,需先高速分散形成水包油(O/W)或油包水(W/O)体系的乳状液,再与壁材发生聚合反应进而形成微胶囊。乳液液滴的直径分布越小,在溶液中分散越均匀,制得的MEPCM热学性能越好[14]。影响乳化效果的因素有:亲水亲油平衡值(HLB值)[15]、临界胶束浓度(CMC)、乳化时间、乳化温度、乳化机转速、乳化剂种类、乳化剂质量分数、乳化剂分子质量[14]等。其中,CMC和HLB是表征乳化剂性能和乳化效果的主要参数。HLB值低表示乳化剂的亲油性强,易形成W/O型体系;HLB值高则表示亲水性强,易形成O/W型体系;HLB值居中为6~8时,通过强力搅拌可分散形成乳状溶液,适合用作润湿剂,因此HLB值是影响乳化效果的关键因素[16-17]。常用的乳化剂主要有阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型,其中阴离子和非离子型乳化剂适用于O/W型乳液。用于分散相变芯材的乳化剂主要有苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、十二烷基硫酸钠(SDS)、全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚(Tween)和失水山梨醇脂肪酸酯(Span)等。实验室研究应用不同成分乳化剂对相变芯材进行乳化处理,表2汇总了目前已报道的相变芯材及其选用的乳化剂。而基于乳化剂HLB值和基团相容性对相变材料分散性的理论研究还较为浅显。闫丽佳[18]对比SDS和OBS阴离子型乳化剂对正十八烷的分散能力发现:SDS的分散能力虽强,但其制备的微胶囊壁材易黏连,芯材质量分数低导致MEPCM热焓值降低;OBS热稳定性和化学稳定性较好,且乳化制得的MEPCM的相变温度和相变焓均高于同等条件下SDS制备的MEPCM。颜超[8]对比阴离子和非离子乳化剂的乳化效果发现:使用阴离子乳化剂SDS的石蜡体系乳液在剪切停止后立即分层;而Tween-80、OP-10和平平加O3种非离子乳化剂的乳化效果较好。这是由于石蜡/水体系乳化所需的HLB值为11~13,SDS不能提供适宜的HLB值,而上述3种非离子乳化剂的HLB值均在11左右,因此具有较好的乳化效果。其中,平平加O乳化剂中疏水链段的脂肪烃对石蜡具有更好的相容性而有助于提升乳化效果;2种不同种类非离子乳化剂混合得到的复配乳化剂在使用时发生的协同效应有利于乳化效果。对不同Span-Tween复配乳化剂种类和用量下的乳液稳定性也进行了相关研究[19]。复配乳化剂可根据实际应用要求而确定最优HLB值及乳化参数。

1.3MEPCM的制备方法

微胶囊的制备方法分为物理法、化学法和物理化学法。目前应用于纺织品的MEPCM主要采用化学方法制备。国内外学者对使用界面聚合法[27-28]、原位聚合法[11,29]等易操作方法制备包含不同相变材料的微胶囊研究较多。这2种方法制备的MEPCM结构见图1[3]。界面聚合法既适用于制备水溶性芯材也适用于油溶性芯材的微胶囊,其特点是将形成壁材的2种单体分别溶解在不相溶的2种溶液中,2种单体分别从两相内部向芯材乳液液滴界面移动并在相界面发生聚合反应,使聚合物包裹芯材形成微胶囊,其工艺流程见图2[27]。原位聚合法与界面聚合法的区别是,壁材单体先发生预聚形成预聚体,沉积在已经分散为小液滴的芯材表面,在交联和聚合反应下形成微胶囊外壳。相较之下原位聚合法成球较容易,壁材厚度和芯材质量分数可控。此外,也有通过乳液聚合法[30]、悬浮聚合法[20]和复合凝聚法[21,31]等方法制备MEPCM的研究报道。

2MEPCM在纺织品中的应用

在纺织应用领域,MEPCM通过直接纺丝法和织物表面整理法等加工方式附加到纺织品上,制成蓄热调温纺织品。

2.1相变纤维

美国Outlast、TRDC公司一直致力于MEPCM在熔融纺丝工艺中的研究和应用。目前Outlast已成功研制出包含MEPCM的聚丙烯腈纤维、粘胶和聚酯短纤维并正式应用于服用纺织品[32]。图3示出Outlast研制的蓄热调温纤维截面形态[32]。国内外研究学者对采用熔融纺丝和湿法纺丝等直接纺丝工艺制备添加MEPCM的蓄热调温纤维进行了深入探讨。其中对应用熔融纺丝法的研究较多,因湿法纺丝流程长、污染大、产量低,并且微胶囊的理论添加量受限,相关研究较少。

2.1.1熔融纺丝

用熔融纺丝法制备蓄热调温纤维是将纺丝高聚物与MEPCM共混制成切片,将切片加热到高聚物熔点以上成熔融态,再通过喷丝孔射出到空气中冷凝成丝条。由于熔融纺丝液的温度较高,纺丝速度快,微胶囊在纺丝液中易破损和升华,因此熔融纺丝法对微胶囊芯材和壁材的耐热性要求很高。为了增强纺丝过程中MEPCM的耐热性,Fan等[14]在十八烷相变芯材乳化液中添加一定量环己烷并对MEPCM进行耐高温改性处理。微胶囊在160℃条件下加热30min使环己烷升华,其壁内产生预留膨胀空间,提高了胶囊粒径分布均匀性,实验测得胶囊耐热温度最高可达270℃。Han等[33]认为导致熔融纺丝工艺中MEPCM热焓效率低的原因有2类:一是囊壁包裹不均匀的微胶囊在高温下容易破裂;二是在熔融纺丝过程中摩擦力和剪切力导致部分微胶囊发生破裂。本文对纺丝工艺与相变性能、热效率及力学性能和耐热性能的关系进行研究后发现,聚合物的玻璃化转变温度和熔融温度随微胶囊质量分数的增加而升高,而纤维的断裂强度和伸长率随着MEPCM的质量分数升高而降低。有研究发现MEPCM质量分数为20%时丙烯腈基初生纤维的力学性能可达到服用要求[34]。

2.1.2湿法纺丝

用湿法纺丝法制备蓄热调温纤维是将MEPCM和高聚物配制成纺丝溶液,将纺丝液从喷丝孔中压出后射入凝固浴形成丝条。该方法的纺丝速度低且溶液温度低,因此对微胶囊损伤较小。制备以聚丙烯腈、粘胶等聚合物基体的蓄热调温纤维均适用湿法纺丝法,具有广泛的实用性。张兴祥等[35]将MEPCM与聚丙烯腈-偏氯乙烯共聚物混合经溶液纺丝制成MEPCM质量分数达30%的腈氯纶纤维。该纤维具有较好的可纺性、热稳定性和热焓效率,但力学性能较差。为了提高湿法纺丝制备相变材料纤维的力学性能,于海飞等[36]通过改变纺丝凝固浴中NaSCN的质量分数测试其对纤维强度的影响。通过湿法纺丝工艺制备含聚酰胺包覆石蜡相变材料的蓄热调温聚丙烯腈纤维,MEPCM质量分数为16.7%,当纺丝凝固浴中NaSCN质量分数为10%时,MEPCM在纤维中的热焓效率达到78.4%,同时纤维断裂强度为1.35cN/dtex。对比研究表明,在湿法纺丝凝固浴中添加适量NaSCN制备的含MEPCM聚丙烯腈纤维能够获得良好的力学性能和蓄热调温性能。通过直接纺丝法制备的蓄热调温纤维中微胶囊分布均匀,织物调温性能优良,但融入MEPCM纺丝液的直接纺丝工艺难度较大,纤维断裂强度和伸长率较低导致其可纺性较差,因此,直接纺丝法制备相变材料纤维仍有很大的研究空间。可尝试以聚乙烯醇和热学、力学性能优良的芳砜纶为主体纤维用湿法纺丝制备蓄热调温纤维。用熔融纺丝法制备蓄热调温纤维可向多功能方向发展,如与可降解聚乳酸结合制备生物医用材料,纤维中添加MEPCM与远红外粒子产生协同作用增强织物保温效果等。

2.2基于相变材料微胶囊的织物整理

用相变材料微胶囊整理织物是将MEPCM添加到整理液或涂层剂中,通过织物后整理方法,依靠黏合剂的作用使相变材料黏接在纤维或织物上,从而获得蓄热调温纺织品。采用后整理技术得到的蓄热调温纺织品的耐水洗性和耐久性的报道较少,且关于织物的组织结构、织物密度、微胶囊质量分数、涂层密度对蓄热调温性能的研究不够深入。相比直接纺丝法,通过后整理方法附着在织物表面的微胶囊理论上易磨损和脱落,因此,整理液中涂层剂的选择需与微胶囊壁材和纤维的化学成分结合性均好。在纺织应用领域,一般通过浸轧法和涂层法将MEPCM附加到纺织品上制成蓄热调温纺织品。常用的PU、丙烯酸类黏合剂对MEPCM具有良好的粘接性和成膜强度。通过选用适当比例的整理液配方[18],及后整理技术得到的织物具有较好的平整度和调温性能,但织物表面的涂层易形成薄膜覆盖纱线及中间空隙从而影响织物透气性。司琴等[37]尝试在MEPCM浸轧整理前先将棉织物浸入聚醚改性氨基硅油进行柔软整理,再经微胶囊附加整理,所得织物具有较好的调温性能,且毛羽、柔软性能和透气性有不同程度的改善。目前关于含MEPCM整理液的研究报道中选用的黏合剂见表3。基于数值模拟的MEPCM对纺织品调温性能模型的研究认为,相变材料微胶囊附加织物的调温过程常常伴随纤维吸湿,其保温体系包含:纤维、湿空气、相变材料,使得热湿传递和相变过程耦合在一起,基于数值方法则可以较为便捷、灵活地模拟相变材料调温过程。因此,Li等[38]在其前期研究的基础上发展了基于控制体积法和有限差分法的热湿传递数学模型。模型将单一芯材的相变过程考虑为一个移动边界问题,将相变温度考虑成一个点,并讨论了PCM质量分数对织物中热湿传递的影响。He等[39]针对复合相变材料指出其相变过程不是发生在一个恒定温度点,而是一个温度范围,该相变温度范围对PCM能量调节过程有重要影响。李凤志等[2]研究了MEPCM半径及质量分数对织物热湿性能影响,基于织物热湿耦合模型,对相变问题采用显热容法处理,模拟结果发现MEPCM质量分数越大,半径越小,延迟织物内温度变化的幅度越大,但延迟时间越短。

2.2.1浸轧法

采用浸轧方式可使MEPCM均匀分布于织物表面并深入纱线内部,获得均匀的调温效果。Alay等[22]制作以正十六烷为芯材的不同质量分数、粒径分布于0.22~1.05μm之间的MEPCM。将与微胶囊和纤维的结合性均好的聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯作为黏合剂,分别通过一浸一轧方式将MEPCM均匀整理到纯棉、纯涤、涤/棉织物上。实验证明经过微胶囊整理的不同织物的热焓值明显提升,且热学性能较好。用浸轧法经过MEPCM整理后织物的调温性能有显著提高,然而透气性能会受到微胶囊固着量和涂层剂的涂覆量影响。一般来说,微胶囊整理剂的固着量与织物的热焓正相关,与透气性负相关,焙烘温度和时间对微胶囊的耐洗性能影响较大。林鹤鸣等[41]采用二浸二轧整理法分别将2种纳米胶囊整理到纯棉针织物上,测得织物温变速率明显减缓且透气性降低约10%,但对织物的舒适性影响不大。颜超等[8]尝试在保证浸轧法整理聚氨酯型MEPCMOutlast/蚕丝织物的调温性能的同时改善织物的透气性。实验结果显示,MEPCM固着量为13g/m2的Outlast/蚕丝织物的相变焓和相变温度均有明显上升,从宏观上验证了通过MEPCM浸轧整理的Outlast/蚕丝织物具有良好的调温效果。Salaün等[25]探究了织物调温性与透气性的最佳效果,发现随着涂层剂的增加,织物在吸热过程中的吸收峰温度逐渐升高。实验得出最适合蓄热调温纺织品的涂层剂与MEPCM用量比值在1∶2~1∶4之间,织物可获得良好的调温性能并且不影响其透气性。通过浸轧法将MEPCM整理到织物上要求整理液黏度低、分散均匀方可实现胶囊深入织物内并均匀分布。目前报道中鲜见关于MEPCM在整理液中分散性能的优化配方。由于浸轧辊处理织物时易导致胶囊破裂而降低调温效果、破坏蓄热调温体系;同时浸轧法适用于织物密度较低时的双面整理,难以实现MEPCM在高密或多层织物内的均匀分布;在某些需要微胶囊单面处理的应用场合,浸轧法无法控制胶囊的合理分布,因此,目前研究重点应着眼于优化MEPCM在浸轧整理液中的分散均匀度和提高MEPCM的质量分数;合理控制微胶囊芯壳比与轧辊压力的关系,降低微胶囊的破坏率。

2.2.2涂层法

通过涂层加工的方式可将相变材料黏接在织物上,目前多采用直接涂层和泡沫涂层2种涂层方法,其他涂层方法因对微胶囊自身的耐热性和抗拉、压缩性能要求较高而受限。受涂层剂的浓度和涂层厚度的影响,涂层织物的透气性和柔软性均比浸轧整理织物差。Onder等[21]研究发现微胶囊的热焓值与芯材的相变温度成正比。将添加质量分数为9.5%~22.5%MEPCM的聚氨酯基涂层剂分别涂覆在纯棉织物上,通过测试不同织物的热焓值发现,经MEPCM涂层整理的织物比未经涂层的储热能力提高了2.5~4.5倍。Fallahi等[42]测定了MEPCM涂层对延迟织物温度变化的影响。将普通织物和2种经MEPCM涂层的织物在50℃的温度下放置18min,发现未经微胶囊涂层整理的涤纶/粘胶(65/35)混纺平纹织物与经质量分数为0.6%微胶囊涂层织物的相对温度变化高于10%,而微胶囊质量分数为10%的织物相对温度变化低于10%,说明MEPCM质量分数对温度变化延迟效果非常显著。研究结果表明,MEPCM涂层织物适用于外界温度变化剧烈的防护纺织品。刘向等[28]分析了涂层整理剂在织物表面形成的聚合物薄膜增加纱线及织物强力和延展性,因此使得织物的断裂强力升高,断裂伸长率增大;但涂层后织物透气性下降,抗弯刚度增大。相比于等浓度无微胶囊成分的涂层剂,含微胶囊涂层剂的黏度较低,同时粉末状态的微胶囊可以降低絮集问题,因此微胶囊与乳液相结合后的外观黏度比等量固体浓度的乳液的表观黏度低。闫飞等[43]发现通过超声波震荡伴随搅拌可以降低MEPCM的体均粒径和在涂层液中的分散程度。MEPCM比原始芯材相变材料的裂解温度提高了70℃,耐热性能也明显提高。通过测试发现附加MEPCM整理的蓄热调温织物在升温曲线和降温曲线上都存在明显的拐点,从而说明其具有较好的智能调温作用。然而Alay等[44]对比含MEPCM聚氨酯涂层对织物透气、透湿性能的影响发现,微胶囊和聚氨酯涂层填充了织物组织的孔隙,易使织物的透气性减弱,含MEPCM的聚氨酯涂层织物的透气性低于未整理织物和不含MEPCM聚氨酯涂层织物。同时,不含MEPCM聚氨酯涂层织物因聚氨酯涂层本身具有的良好吸湿性而促进了织物的透湿性,添加微胶囊后虽然涂层的吸湿性好,但是微胶囊颗粒阻塞了织物孔隙导致透湿性降低。织物经泡沫涂层整理后,化学试剂的增量仅为织物干态质量的2%~3%,涂覆量低,涂层轻薄且不影响织物手感和透水透气性[45],以泡沫为依托的微胶囊在涂层剂中的分散更均匀。Shim等[40]利用暖体假人测试经过微胶囊泡沫整理的织物从暖环境到冷环境再到暖环境的热量流失。通过泡沫整理涂覆1层和2层MEPCM的聚酯纤维织物与未经整理的织物进行对比发现,涂覆1层MEPCM的织物在冷环境中释放热量可以帮助暖体假人的热量流失平均降低6.5W,而涂覆2层的织物平均减少13.2W。通过涂层法对织物进行MEPCM整理的弊端有:刮刀刮涂易致微胶囊破损,需平衡刮涂力度与微胶囊的承受能力和涂层厚度的关系;MEPCM的颗粒状特性以及涂覆在织物上的涂层整理液都会降低织物的柔软性和透水、透气性,因此,配制高浓、低黏整理液在纺织品MEPCM后整理的研究中显得尤为重要。与直接涂层工艺相比,泡沫涂头的刮涂力度柔和,涂层过程中对MEPCM的损伤小;与浸轧整理相比,泡沫整理微胶囊适用于织物单面涂覆且不易渗入到织物内部破坏保温体系,是目前较为理想的微胶囊织物整理技术之一。

2.2.3浸轧法与涂层法比较

研究人员对通过浸轧法与涂层法附加微胶囊整理织物的性能做对比。曹虹霞等[46]将MEPCM涂层整理液分别通过二浸二轧和干法涂层整理到棉织物上并对比2种织物发现,通过涂层整理比通过浸轧整理得到的蓄热调温织物的相变温度低,但涂层整理比浸轧整理得到织物的相变焓高,且织物的相变焓随MEPCM质量分数的增大而升高,蓄热调温性能明显增强,但同时涂层织物增厚,织物手感和应用受到限制。刘元军等[47]采用乳化固化法制备壳聚糖/石蜡MEPCM,同样对比二浸二轧法和直接涂层法对牛仔布热性能的影响发现,涂层整理对牛仔布增重率高于浸轧整理,而毛效则低于浸轧整理。此外,单面涂层整理的牛仔布比浸轧整理的牛仔布手感硬。透湿性和透气性均低于同等条件下浸轧整理的布样。作者分析这可能与微胶囊粒径大小及在布样上的增重大小有关。目前,相变材料微胶囊也被研究用于纤维纺织品之外的服用材料。IzzoRenzi等[48]尝试将MEPCM通过干法涂层和湿法浸轧的方式将其整理到皮革表面,观察2种整理方式下微胶囊的分布情况,发现皮革的多孔结构限制了微胶囊涂层对皮革的调温性能的影响,涂层工艺对皮革的断裂强度和伸长率也没有明显影响。比较浸轧法和涂层法对织物进行MEPCM整理:在技术方面,浸轧法和涂层法均需综合考虑MEPCM的物理化学性能参数,研究配方合理、分散均匀、微胶囊质量分数较高的涂层整理液,同时基于MEPCM易碎的芯壳结构,需对轧辊和涂头的整理力度进行优化设计;在调温效率方面,通过浸轧法和泡沫整理比通过直接涂层法得到的织物更轻薄,有利于提高蓄热和放热反应的灵敏性;在应用方面,涂层法可以更好地控制微胶囊在织物表层和内部的分布,可根据实际应用设计涂层层数和微胶囊在织物上的分布密度,扩展产品的应用范围。

篇3

硬件设计部分主要是采集控制终端和网关节点的设计。

2.1采集控制终端

采集控制终端由MCU(单片机)、数据采集单元、键盘输入及液晶显示单元、声光报警、ZigBee路由器及控制单元组成。

2.1.1MCU单元

单片机是采集控制终端的核心,控制并协调其他单元模块完成系统的整体功能。此单元负责获取各路传感器数据,并将数据进行处理和显示,同时控制执行机构工作来实现本地自动控制,这样还可以避免紧急情况下(比如池塘严重缺氧时)由于人为控制不及时而造成的损失。另外单片机还通过ZigBee路由器将数据上传到网关节点。单片机选用8051系列单片机STC12C5A60S2。此单片机是STC公司的单时钟/单机器周期的(1T)单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,其指令代码完全兼容传统8051单片机,但速度快8~12倍。该单片机含60K字节FLASH,1280字节RAM,8路高速10位A/D转换,4个16位定时器,支持双串口,有EEPROM功能。由于内部含有ADC及EEPROM,简化了电路设计,增强了系统的健壮性。

2.1.2数据采集单元

数据采集单元是智能系统的“眼睛”,为系统决策和控制提供主要依据。而池塘养殖主要的环境因子包括溶氧量、pH值、光照度、透明度、水温、重金属含量、铵盐、氮盐、鱼池换水周期和鱼池消毒用品等,其中以池塘含氧量最为重要。本系统采集溶解氧、pH值、光照度、水温等信息。目前测定水体溶解氧含量的常用方法有碘量法、氧电极法、电导法、极谱式覆膜电极法和荧光猝灭法等。其中荧光猝灭法测量准确度高、维护方便,故系统采用荧光猝灭型溶解氧传感器。另外池塘水体pH值也是很重要的环境因子,系统采用在线玻璃复合电极测量pH值。此外,光照度和水温也是影响水体溶解氧含量的关键因素。不同光照强度、不同水温下的溶解氧含量是不同的,因此系统要根据实际温度和光照强度来设定相应的溶解氧阈值,以使养殖生物的生长环境处于最佳状态。系统采用输出为0~5V标准信号的集成光照度传感器和数字式的温度传感器DS18B20。温度传感器的输出为数字信号,易于处理且抗干扰强。溶解氧传感器采用基于荧光猝灭原理的美国进口Vernier传感器,该传感器具有自动温度补偿及自校准功能且免维护时间长、精度高,其输出为标准信号0~5V可直接送ADC进行转换。pH值采集部分包含pH玻璃复合电极、信号放大滤波处理两大部分。pH玻璃复合电极输出-420mV~420mV电压信号,且输出阻抗高(约为1010Ω),因此需要用运算放大器对其进行阻抗匹配和放大处理。此外,为了给用户提供池塘的当前水位值,系统还采集池塘的水位信息。此部分也可为水泵供水提供重要依据。

2.1.3键盘输入及液晶显示单元

此部分完成和用户的交互。本单元一方面接收用户的输入信息(如各参数的阈值、工作模式及定时控制的时间等),另一方面,系统采集的各项参数信息、系统及外设的运行状态以及警告建议信息等都可在液晶上实时显示。通过用户接口,用户可以很好地了解系统的工作情况并对其做出适当及时地控制。

2.1.4控制单元

本系统的外接设备有增氧机和投料机。系统可根据采集的参数信息进行自动控制,也可由服务器通过远程发送的控制命令进行远程控制。考虑到池塘可能在夜间出现溶氧量低或者需要进行投料操作等,设计了精确定时控制,这样方便了用户的操作,节省了人力。目前的渔业智能养殖系统一般与传统的人工控制不兼容。本系统工作时对外部执行机构(如增氧机、投料机)进行监测,一旦发现人为操作这些执行机构,系统自动由智能控制切换到人工模式。在人工控制结束后可自动进入自动控制,这样避免了必须切断智能系统电源进入人工控制。另外,当池塘出现溶氧量严重不足时,系统可及时地操作增氧机增氧,避免带来财产损失。像增氧机和投料机这样的执行机构在强电下工作,对单片机很可能会造成干扰。为了增强系统的抗干扰能力,采用光耦和继电器进行强弱隔离,这样增强了系统的稳定性。此外,继电器属于大功率器件,系统采用大电流输出芯片ULN2803来驱动继电器工作。

2.2网关节点

网关节点包括ZigBee协调器、GPRS模块、电源模块及单片机单元。网关中的单片机负责GPRS和Zig-Bee网络之间的双向数据转换,网关事实上是一个基于GPRS网络和ZigBee网络的转换网关。在近端无线网———ZigBee网络中,网关作为协调器,主要负责Zig-Bee网络的创建、监听路由节点、与路由节点双向通信;在远端网络———GPRS网中,网关担负着GPRS网络数据的发送与接收等任务。同时,网关节点还负责GPRS网络与ZigBee网络间数据的转换。

2.2.1ZigBee模块

ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率和低成本的双向无线通信技术或无线网络技术,是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术。IEEE802.15.4是IEEE针对低速率无线个人局域网制定的无线通信标准,该标准把低功耗、低速率传输、低成本作为重点指标,旨在为个人或家庭内不同设备之间低速率无线互联提供统一标准。ZigBee技术采用自组织网络来通信,最大限度地提供数据的可靠传输。硬件由协调器、路由器、终端节点组成,一个网络里只能有一个协调器。TI的CC2530芯片具备了实现ZigBee技术的各种底层硬件需求,是真正的一体化解决方案,完全符合ZigBee技术对“节点”体积小的要求。另外,TI还提供了Z-STACK协议栈,尽可能减轻了软件开发的工作量。考虑到池塘的数据采集信息量不大,系统采用ZigBee自组织网络进行近端无线数据传输。网关中的ZigBee模块作为协调器,而采集控制终端中的ZigBee模块为路由器。

2.2.2GPRS通信模块

GPRS是通用分组无线服务技术(GeneralPacketRadioService)的简称,是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输技术。GPRS的设计使得它既能支持间歇的爆发式数据传输,又能够支持偶尔的大量数据的传输。GPRS有以下特点:(1)覆盖面积广,基本上在手机能够打电话的地方都可通过GPRS无线上网;(2)永久在线,在激活GPRS应用后,将一直保持在线状态,这类似于专线网络服务;(3)按数据流量计费,GPRS服务虽然保持一直在线,但只有在产生流量时才计费,这使得费用低廉;(4)传输速度快,目前GPRS可支持53.6kbit/s的峰值传输速率,理论峰值传输速率超过100kbit/s;(5)接入时间短。由于现场和平台的距离较远且有干扰,基于GPRS网络的优点,本系统选用宏电的GPRS模块进行远端的数据传输。

3软件设计

软件设计包括网关软件、采集控制终端软件和服务器监控平台软件设计三个部分。网关软件和终端软件采用KeilC51设计,服务器监控软件采用C++语言和VC6.0开发平台设计。

3.1网关程序设计

网关节点上电后先进行一系列的初始化,其内部的ZigBee协调器组建网络,然后等待处理ZigBee协调器和GPRS模块的数据。网关节点收集终端上传的数据并进行分析、处理、整合,然后通过GPRS模块将数据包上传到服务器平台,平成数据的进一步分析及处理。平台可根据参数信息推理或人工发出操作命令,命令经GPRS网络到达网关节点,接着通过ZigBee网络广播发送至所有终端节点,最后由终端节点做出相应地处理。

3.2采集控制终端程序设计

采集控制终端根据命令或定时调用数据采集程序来获取各项水质参数信息,接着对数据进行处理(如报警提示、显示、本地自动控制等),然后将数据通过ZigBee路由器发给网关节点。另外,采集控制节点也可接收网关发送来的命令并解析和执行。

3.3系统调试

调试中获取多个采集控制终端的参数信息,采用定时采集和命令采集两种模式。其中定时模式为采集节点定时1min采集数据并发送;而命令采集为接收采集命令后进行数据采集并上传;同时也通过平台远程发送控制指令和本地自动控制运行。另外,系统在定时控制方式下也能够按时开启与关闭执行机构。经过多次测试,系统工作正常,基本达到设定要求。

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2测试结果

目前模块样机配置于DSC30热分析仪上,通过此模块控制通入仪器炉体的吹扫气氛,测试时,模块的气路一,通入氮气,配合控制软件,设置气氛流量为50ml/min,观察仪器DSC基线数据约25min,采样图谱见图6所示。图谱显示基线平直度完美。DSC30共有两路气氛输入,在实验过程中设置气路一气氛(氮气)流量为50mL/min,气路二气氛(氧气)流量60mL/min。开始测试时,缺省通入气氛一,实验5min后,按气路切换键,切换为气氛二通入,可观察到软件窗口中气氛一和气氛二数值的变化,气路二采样数据(以秒为时间单位)见表一。根据测试数据可以看出,模块的气氛控制精度误差<±0.1mL/min,切换稳定时间<16s。

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1智能混凝土的定义和发展历史

智能材料,指的是“能感知环境条件,做出相应行动”的材料。它能模仿生命系统,同时具有感知和激励双重功能,能对外界环境变化因素产生感知,自动作出适时。灵敏和恰当的响应,并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分,使混凝土具有自感知和记忆,自适应,自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤,满足结构自我安全检测需要,防止混凝土结构潜在脆性破坏,并能根据检测结果自动进行修复,显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。正如上面所述,智能混凝士是自感知和记忆、自适应。自修复等多种功能的综合,缺一不可,以的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现;为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。

1.1损伤自诊断混凝土

自诊断混凝土具有压敏性和温敏性等自感应功能。普通的混凝土材料本身不具有自感应功能,但在混凝土基材中复合部分其它材料组分使混凝土本身具备本征自感应功能。目前常用的材料组分有:聚合类、碳类、金属类和光纤。其中最常用的是碳类、金属类和光纤。下面主要介绍2种当前研究比较热门的损伤自诊断混凝土。

1.1.1碳纤维智能混凝土

碳纤维是一种高强度、高弹性且导电性能良好的材料。在水泥基材料中掺入适量碳纤维不仅可以显著提高强度和韧性,而且其物理性能,尤其是电学性能也有明显的改善,可以作为传感器并以电信号输出的形式反映自身受力状况和内部的损伤程度。将一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维掺入到混凝土材料中,可以使混凝土具有自感知内部应力、应变和操作程度的功能。通过观测,发现水泥基复合材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的。碳纤维水泥基材料在结构构件受力的弹性阶段,其电阻变化率随内部应力线性增加,当接近构件的极限荷载时,电阻逐渐增大,预示构件即将破坏。而基准水泥基材料的导电性几乎无变化,直到临近破坏时,电阻变化率剧烈增大,反映了混凝土内部的应力一应变关系。根据纤维混凝土的这一特性,通过测试碳纤维混凝土所处的工作状态,可以实现对结构工作状态的在线监测[2].在入碳纤维的损伤自诊断混凝土中,碳纤维混凝土本身就是传感器,可对混凝土内部在拉、压、弯静荷载和动荷载等外因作用下的弹性变形和塑性变形以及损伤开裂进行监测。试验发现,在水泥浆中掺加适量的碳纤维作为应变传感器,它的灵敏度远远高于一般的电阻应变片。在疲劳试验中还发现,无论在拉伸或是压缩状态下,碳纤维混凝土材料的体积电导率会随疲劳次数发生不可逆的降低。因此,可以应用这一现象对混凝土材料的疲劳损伤进行监测。通过标定这种自感应混凝土,研究人员决定阻抗和载重之间的关系,由此可确定以自感应混凝土修筑的公路上的车辆方位、载重和速度等参数,为管理的智能化提供材料基础。

碳纤维混凝土除具有压敏性外,还具有温敏性,即温度变化引起电阻变化(温阻性)及碳纤维混凝土内部的温度差会产生电位差的热电性(Seebeck效应)。试验表明,在最高温度为70℃,最大温差为15℃的范围内,温差电动势(E)与温差t之间具有良好稳定的线性关系。当碳纤维掺量达到一临界值时,其温差电动势率有极大值,且敏感性较高,因此可以利用这种材料实现对建筑物内部和周围环境变化的实时监控;也可以实现对大体积混凝土的温度自监控以及用于热敏元件和火警报警器等可望用于有温控和火灾预警要求的智能混凝土结构中。

碳纤维混凝土除自感应功能外,还可应用于防静电构造。公路路面、机场跑道等处的化雪除冰。钢筋混凝土结构中的钢筋阴极保护。住宅及养殖场的电热结构等。

1.1.2光纤传感智能混凝土

光纤传感智能混凝土[3],即在混凝土结构的关键部位埋人入纤维传感器或其阵列,探测混凝土在碳化以及受载过程中内部应力、应变变化,并对由于外力、疲劳等产生的变形、裂纹及扩展等损伤进行实时监测。光在光纤的传输过程中易受到外界环境因素的影响,如温度、压力、电场、磁场等的变化而引起光波量如光强度、相位、频率、偏振态的变化。因此人们发现,如果能测量出光波量的变化,就可以知道导致光波量变化的温度、压力、磁场等物理量的大小。于是,出现了光纤传感技术。近年来,国内外进行了将光纤传感器用于钢筋混凝土结构和建筑检测这一领域的研究,开展了混凝土结构应力、应变及裂缝发生与发展等内部状态的光纤传感器技术的研究,这包括在混凝土的硬化过程中进行监测和结构的长期监测。光纤在传感器中的应用,提供了对土建结构智能及内部状态进行实时、在线无损检测手段,有利于结构的安全监测和整体评价和维护。到目前为止,光纤传感器已用于许多工程,典型的工程有加拿大Caleary建设的一座名为BeddingtonTail的一双跨公路桥内部应变状态监测;美国Winooski的一座水电大坝的振动监测;国内工程有重庆渝长高速公路上的红槽房大桥监测和芜湖长江大桥长期监测与安全评估系统等。

1.2自调节智能混凝土

自调节智能混凝土具有电力效应和电热效应等性能。混凝土结构除了正常负荷外,人们还希望它在受台风、地震等灾害期间,能够调整承载能力和减缓结构振动,但因混凝土本身是惰性材料,要达到自调节的目的,必须复合具有驱动功能的组件材料,如:形状记忆合金(SMA)和电流变体(ER)等。形状记忆合金具有形状记忆效应(SME),若在室温下给以超过弹性范围的拉伸塑性变形,当加热至少许超过相变温度,即可使原先出现的残余变形消失,并恢复到原来的尺寸。在混凝土中埋入形状记忆合金,利用形状记忆合金对温度的敏感性和不同温度下恢复相应形状的功能,在混凝土结构受到异常荷载于扰时,通过记忆合金形状的变化,使混凝土结构内部应力重分布并产生一定的预应力,从而提高混凝土结构的承载力。

电流变体(ER)是一种可通过外界电场作用来控制其粘性、弹性等流变性能双向变化的悬胶液。在外界电场的作用下,电流变体可于0.1ms级时间内组合成链状或网状结构的固凝胶,其初度随电场增加而变调到完全固化,当外界电场拆除时,仍可恢复其流变状态。在混凝土中复合电流变体,利用电流变体的这种流变作用,当混凝土结构受到台风,地震袭击时调整其内部的流变特性,改变结构的自振频率、阻尼特性以达到减缓结构振动的目的。

有些建筑物对其室内的湿度有严格的要求,如各类展览馆、博物馆及美术馆等,为实现稳定的湿度控制,往往需要许多湿度传感器、控制系统及复杂的布线等,其成本和使用维持的费用都较高。日本学者研制的自动调节环境温度的混凝土材料自身即可完成对室内环境湿度的探测,并根据需要对其进行调控。这种混凝土材料带来自动调节环境湿度功能的关键组分是沸石粉。其机理为:沸石中的硅酸钙含有(3-9)X10-10m的孔隙。这些孔隙可以对水分、N0x和S0x气体选择性的吸附。通过对沸石种类进行选择,可以制备符合实际需要的自动调节环境湿度的混凝土复合材料。它具有如下特点:优先吸附水分;水蒸气压力低的地方,其吸湿容量大;吸、放湿与温度相关,温度上升时放湿,温度下降时吸湿。

1.3自修复智能混凝土

混凝土结构在使用过程中,大多数结构是带缝工作的。混凝土产生裂缝,不仅强度降低,而且空气中的CO2、酸雨和氯化物等极易通过裂缝侵人混凝土内部,使混凝土发生碳化,并腐蚀混凝土内的钢筋,这对地下结构物或盛有危险品的处理设施尤为不利,一旦混凝土发生裂缝,要想检查和维修都很困难。自修复混凝土就是应这方面的需要而产生的。在人类现实生活中可以见到人的皮肤划破后,经一段时间皮肤会自然长好,而且修补得天衣无缝;骨头折断后,只要接好骨缝,断骨就会自动愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物组织,对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土传统组分中复合特性组分(如含有粘结剂的液芯纤维或胶囊)在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经系统,模仿动物的这种骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理。采用粘结材料和基材相复合的,使材料损伤破坏后,具有自行愈合和再生功能,恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。在日本,以东北大学三桥博三教授为首的日本学者将内含粘结剂的胶囊或空心玻璃纤维掺入混凝土材料中,一旦混凝土在外力作用下发生开裂,部分胶囊或空心玻璃纤维破裂,粘结液流出并深人裂缝。粘结液可使混凝土裂缝重新愈合。美国伊利诺伊斯大学的CarolynDry在1994年采用类似的方法,将在空心玻璃纤维中注人缩醛高分子溶液作为粘结剂埋人混凝土中使混凝土具有自愈合功能。在此基础上CarolynDry还根据动物骨骼的结构和形成机理,尝试制备仿生混凝土材料,其基本原理是采用磷酸钙水泥(含有单聚物)为基体材料,在其中加人多孔的编织纤维网。在水泥水化和硬化过程中,多孔纤维释放出聚合反应引发剂与单聚物聚合成高聚物,聚合反应留下的水分参与水泥水化。这样便在纤维网的表面形成大量有机与无机物,它们相互穿插粘结,最终形成的复合材料是与动物骨骼结构相似的无机与有机相结合的材料,具有优异的强度及延性等性能。而且在材料使用过程中,如果发生损伤,多孔有机纤维会释放高聚物,愈合损伤。

2智能混凝规究现状和应注意的

前面所述的自诊断、自调节和自修复混凝土是智能混凝土的初级阶段,它们只具备了智能混凝土的某一基本特征,是一种智能混凝土的简化形式。因此有人也称之为机敏混凝土。然而这种功能单一的混凝土并不能发挥智能混凝土作用,人们正致力于将2种以上功能进行组装的所谓智能组装混凝土材料的研究。智能组装混凝土材料是将具有自感应、自凋节和自修复组件材料等与混凝土基材复合并按照结构的需要进行排列,以实现混凝土结构的内部损伤自诊断、自修复和抗震减振的智能化。

智能混凝土具有广阔的应用前景,但作为一种新型的功能材料,如果投入实际工程,还有很多问题需要进一步地研究:如碳纤维混凝土的电阻率稳定性、电极布置方式、耐久性等;光纤混凝土的光纤传感阵列的最优排布方式;自愈合混凝土的修复粘结剂的选择。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解决上述一系列问题将对智能混凝土今后的产生深远的。为促进智能混凝土研究工作的顺利开展有必要就以下几点形成共识:

(1)开发应有针对性。所谓针对性就是要针对混凝土性能发生恶化和结构发生破坏等现象,考虑不同的智能方法,如针对这些现象,设想开发出一种能应对所有这些情况的手段是很困难的,因此,缩小智能化范围,以某种功能为对象,从而开发出相对最适应的方法是必要的。

(2)实施中应具有可行性。浇注混凝土多在施工现场进行,因而作为智能混凝土的施工方法,对其技术与工艺要求不能过高。应以原有工艺为基础开发相应的较为简单的方法。选用的材料应具有化学稳定性,要有利于安全使用,不挥发任何有刺激的气味和其它有害物质,并能大量应用而且成本较低。

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1安防系统设置原则

以保障安全为目的而建立起来的技术防范系统,称为安全防范系统。它包括以现代物理和电子技术及时发现侵入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯、实录事发现场图像和声音提供破案凭证,以及提醒值班人员采取适当的物理防范措施的各种设备。智能小区安全防范系统的设置应遵循以下原则:

(1)应根据智能小区内保护对象的风险等级,确定相应的防护级别,满足小区全面防护和局部纵深防护的设计要求,以达到所要求的安全防范水平;

(2)应根据智能小区的建设标准、使用功能及安全防范管理的需要,综合运用电子信息技术、计算机网络技术、传感检测技术、安全防范技术等,形成先进、可靠、经济、适用的安全防范技术体系;

(3)智能小区安全防范系统的系统设计及其各子系统的配置,须遵照国家相关安全防范技术规程及智能化居住小区的规范、标准,并坚持以人为本的原则。系统的集成应以结构化、模块化、规范化的方式来实现,应能适应工程建设发展和技术发展的需要。

2安防系统构成

智能小区一般通过在小区周界、重点部位与住户室内安装安全防范装置,并由小区物业管理中心统一管理,来提高小区的安全防范水平。小区的智能化安全防范系统,主要由下列子系统构成。

2.1家庭防盗报警系统

住户室内安装家庭防盗或紧急求助报警装置,与小区物业管理中心计算机系统联网,实时处理并记录报警事件,或者直接向属地派出所值班室报警。

2.2访客对讲系统

在楼宇单元人口处或进户门处安装电控防盗门及语音或可视对讲装置,住户可控制开启防盗门。

2.3周界防越报警系统

对封闭式管理的智能小区周边围墙设置越界探测装置,并与小区物业管理中心计算机系统联网,能及时发现非法越界者并能实时显示报警路段和报警时间,自动记录与保存报警信息。

2.4电视监控系统

根据智能小区安全防范管理的需要,对小区的主要出入口及公建重要部位安装摄像机进行监控。小区物业管理中心可自动或手动切换系统图像,对摄像机云台及镜头进行控制,对所监控的重要部位进行长时间录像。

2.5电子巡更系统

智能小区内安装电子巡更系统,保安巡更人员按设定路线进行值班巡查并予以记录。小区物业管理中心计算机可实时读取巡更所登录的信息,从而对保安巡更人员实现有效监督管理。

2.6门禁系统

在智能小区大门、重要公共大门以及共用车库门设置门禁机,只有持有IC卡的人才能,通过读卡机开启相应的门禁机。闲杂人员很难非法进入。

3安防系统功能及应用

实际应用中的安全防范系统由多个可选子系统综合、有机地构成,层层设防、严密监控、综合管理,让业主生活在无形的防盗网之中,比有形防盗网更安全、更舒适。

3.1家庭防盗报警系统

在家庭重要地点和区域布设各类传感器,代替传统家居的钢筋防盗网,让业主不再有囚于牢笼的感觉。

家庭防盗报警系统由保安中心管理主机、家庭报警器、传感器和传输线缆(无线通讯方式时不用)组成。传感器主要有红外线探测器、热感探测器、玻璃破碎探测器、窗磁、门磁等,用户可根据实际需要在户门、客厅、阳台、外窗等位置设置不同类别的传感器,以探测非法侵入者。家庭报警器一般装设在人户门附近,以便主人出门时设定布防状态;主人回家时在延时时间内解除防盗系统,以免误报。家庭报警器与保安中心管理主机联网,当出现非法闯入者时,家庭主机报警,管理主机会显示报警地点和性质,保安中心可据此确定出警方案,及时制止犯罪。

如果楼宇没有安装火灾自动报警联动系统,住户还可以在卧室和客厅安装烟感探测器,以探测火灾;在厨房安装燃气探测器,以检测煤气泄漏浓度,这些装置均可与家庭报警器连接。另外,每户在客厅及卧室内较隐敝处设紧急呼叫按钮,遇有抢劫、生病等紧急情况可以及时报警到控制中心,使住户得到及时援助。

3.2访客对讲系统

在小区内的住宅单元人口或进户门处安装访客对讲系统,谢绝陌生人访问,限制非法侵入,保持居住环境的私密、安全和安静。

访客对讲系统由对讲主机、室内分机、电控防盗门、管理主机(可选项)和传输线缆组成。对讲主机又分为不可视对讲和可视对讲。通过可视对讲系统,户主可以更直观地了解访客情况,控制门锁开启。该系统可采用联网型,各栋对讲主机与保安中心管理主机联网,保安中心可随时了解住户求救信号。在小区的主人口也可与物业中心及住户实现呼叫及可视对讲,如有客人来访,可由保安人员与住户联系,确认是否接待。

3.3周界防越报警系统

周界防越报警系统以防止非法跨越周界线、路、墙为己任,形成非法入侵触发报警信号,对非法入侵行为实时录像,对非法人侵者发出声、光、吓、阻等安全管理措施。

常用的周界防越系统由红外线对射器、接收器、报警主机及传输线缆组成。在小区围栏上,安装户外型红外多光束智能探测器,组成社区周界不留死角的防非法跨越报警系统。同时,控制器采用智能化模糊控制技术,以避免由于树叶、杂物、风雨或飞鸟等小动物穿越围栏所引起的误报。当发生非法翻越时,探测器立即将警情传送到中心值班室,在电子地图上显示出翻越区域,系统可自动连锁启动周界区域探照灯,切换闭路电视监控系统摄像机,将图像传送到中心值班室,对非法侵人过程进行录像,以备公安部门破案查证。控制中心同时通知保安人员及时到达现场,以免非法人员作案得逞。也可利用热感式红外线探测器或微波电缆探测器等来进行布防。

对非法入侵者发出声、光、吓、阻也是周界防越的一个重要措施,但是在许多智能化小区被忽视了。通过提供强光可以令人侵者无处藏身、吓阻入侵者,同时也为录像系统补充光源。声音警告可以文明劝戒入侵者,体现高尚小区的文明形象,但是在设计该措施时,一定要求因地制宜,避免扰民。

3.4电视监控系统

根据小区实际情况对居住小区主要通道、停车场、电梯轿厢等部位适当地设置摄像机,达到有效的监视目的。目前,普遍采用户外高清晰度黑白摄像机对非法入侵行为进行实时录像随着网络应用技术的逐步完善,网络数码摄像机已经推出,从根本上解决了传统技术中的安装距离难题,可以在大范围与长传程上随意设置摄像机。

电视监控系统由摄像机、矩阵控制器、录像机、监视器、传输线缆等组成,在小区重要区域和公共场所安装摄像机,保安中心值班人员通过电视墙能全面了解小区发生的情况;通过硬盘录像机能实时记录、以备查证;通过矩阵控制器在控制台切换操作,跟踪监察。周界红外报警信号可作为相应区域摄像机报警输入信号,一旦报警,相应摄像机自动跟踪。系统控制部分可采用智能数字图像运动跟踪报警器来实现全自动操作控制。摄像机设置可根据具体部位的情况和要求分别采用固定摄像机、全方位云台摄像机、半球形摄像机、红外摄像机等,摄像机镜头可变焦、变距,云台可上下左右转动。当摄像机数量较少时,各摄像机的视频信号和云台的

控制信号的线缆可从保安中心直接放射至各监控点。当摄像机数量较多时,分片或按楼栋设置视频矩阵,由视频矩阵收集其附近摄像机的视频信号和云台的控制信号,再通过光缆集中送至保安中心,这样可减少室外线缆数量,网络结构清晰,同时便于维护管理。保安中心一般设置多台监视器组成电视墙,一台轮值巡检或利用画面分割同时显示其它摄像机的情况,一台专用对可疑点定格、放大、编辑,其余多台显示其它重要部位。

3.5电子巡更系统

电子巡更系统是为了达到对巡更人员进行有效监督、确保其巡更到位而设计开发的一套管理系统。巡更人员持巡检器按已约定的巡更路线在规定的时间对信息钮签到,巡更人员完成任务后将巡检器通过专用通讯电缆接入管理中心的计算机,计算机的巡更系统管理软件从巡检器读人数据,对数据进行统计、分析、整理后给出巡更人员是否按照规定的时间、次数、路线进行巡逻。这样管理人员可以对巡更人员的工作状况一目了然。

巡更系统由巡检器、信息钮、保安中心电脑和传输线缆组成。信息钮设在住宅区内主要道路、盲点、死角等处,中心电脑事先存储保安员巡更路线,签到时间等;若保安员未签到时,中心电脑会立即提醒值班人员去了解情况,及早发现问题。

用户可在小区内各个要害地点和部位设置专门的巡逻站(设信息钮),根据系统容量设定多条独立巡逻路线,并给每条路线的巡逻站编号赋名,它可使巡检器在输出报告时显示站名,并且当有自动导向功能时,可显示下一站。巡逻路线是巡逻站的依次排列,将这一巡逻路线编入巡检器,能使它正确地记录预期的巡逻数据,并相应输出报告。还允许使用者设定巡逻站之间的时间限制,如果发生早检和迟检,报告将显示这一情况。

3.6门禁系统

门禁系统,又称为出人口控制系统。其主要用途是时刻自动记录人员的进出情况,限制人员的进出区域和时间,礼貌地拒绝不受欢迎的人员进入,同时也有效的保护使用者的合法利益。

系统包括管理软件、数据采集器、控制器、进门信息钮、电子门锁、出口按钮、报警传感器和报警喇叭。进门信息钮用来接受人员输入的信息,再转换成电信号送到控制器。控制器接受出入口设备发来的人员信息,存储并经采集器向上一级计算机发送。计算机的管理软件管理系统中所有的采集器和控制器,对他们进行设置、接受发来的信息、向他们发送控制命令,完成系统中所有信息的分析和处理。

4安防系统存在问题

4.1设置不当

开发、设计单位对安防系统的认识不足,对安全防范系统的设计、配置不当,致使各子系统不能整合,造成投资浪费。由于安防产品厂家众多,各家产品互不兼容,导致用户选择产品的局限性,在设计时往往将很多技术问题遗留给集成商或施工单位,造成了安防系统设计不合理、系统集成性差、设备配置性能差、综合布线不规范等现象。

有些小区在设置安防系统时,一味追求功能叠加,造价升高,可并不一定实用,技术也不一定成熟。同时,复杂的系统导致操作复杂,要求用户掌握的技术也多,让消费者使用起感到来十分不便。

另外,由于行业管理和审批体制不协调,使有些系统单独设置(如火灾自动报警系统),造成安防产品整体功能不完善,达不到智能化的效果。

4.2缺乏统一

安防产品大多是进口产品,国内具有竞争力的厂家较少,这些产品的生产标准、系统构成、接口方式等不尽相同,使各系统不能相互协调动作,无法实现集中联网,难以达到理想的智能化效果。

目前,安防系统缺少统一的设计规范、施工规范和工程验收标准。现行的有些相关规范也不能适应智能化安防系统的技术要求,造成了很多工程项目设计方案不合理、施工质量不合格、工程验收不达标的严重后果。

4.3运行稳定性差

目前,很多已安装的安防产品运行稳定性无法保证,其主要原因是:①安防产品以计算机为基础,受到计算机死机、处理能力等限制;②安防系统以网络为纽带,受到病毒、黑客袭击等因素的困扰;③安防产品多为弱电产品,工作电压低,系统的综合抗干扰能力较差,容易受谐波、浪涌、雷电、噪音等内外因素干扰,尤其是接地做得不好时,更容易受干扰,甚至会导致系统崩溃。

5安防系统发展趋势

5.1安防系统数字化

随着信息化与数字化时代的来临,“数字化安防”异军突起。其技术发展方向是以数字CCD技术和红外照明光源技术为基础,向超高灵敏度红外视频系统发展;以模拟信号为基础的视频监控防范系统向以全数字化视频监控系统发展;系统设备向智能化、数字化、模块化和网络化的方向发展。数字化安防产品能全方位地记录,并以数字方式存储各种流动与报警信息。2000年以来,数字监控产品进入了快速发展时期,特别是一些技术实力和资金背景强的高新技术企业进入安防市场,给安防产业注入了新的活力。产品也由原来的数字监控录像主机,发展到网络摄像机、网络传输设备、电话传输设备和专业数字硬盘录像机(DVR)等多种产品。

5.2安防系统集成化

安防系统的集成化包括两方面:①安防系统自身功能的集成:将影像、语音、门禁、警报等功能融合在同一网络架构平台中,提供智能小区安全监控的整体解决方案;②安防系统与小区其它智能化系统的集成:将安防系统与智能小区的通信系统、服务系统及物业管理系统等集成,这样可以共用一条数据线和同一计算机网络,共享同一数据库。这样一次投入,事半功倍,彻底摆脱重复布线、反复维护的烦恼。

5.3安防技术国产化

目前,全球正在开发用于周界防越精确定位的同轴电缆磁电感应技术,而国内某厂的微波电缆已经开始推向市场。这类电缆能够通过颤噪效应的原理来精确定位任何周界发生的试图切断和攀爬闯入的入侵行为,并且精确定位在3m内。该系统运用数字信号处理方法来精确定位,不会因噪音,风、雨、大雾天气或车辆路过的震动影响而引起误报。这些技术说明,国内安防厂家正在大搞技术开发,缩短与发达国家的距离,力争在一些方面达到或超过国际先进水平。“十五”期间,我国安防行业的主要任务是发展自动跟踪和锁定系统、远距离多路报警图像传输系统,以提高监控产品的质量。研制有自主知识产权的系统产品,提高国内产品的市场占有率。

6结束语

科学技术的日新月异,计算机技术的发展普及,使智能小区在人们对美好生活的呼声中迅速崛起,也使得安防产品的发展出现了前所未有的变化。相信在以人为本的理念指导下,各种功能更强大,保卫更安全,信息更随身的新型系统将会应运而生,为人们的日常生活带来便利,从而激发出更广阔的市场。

参考文献

篇7

华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场,是中国经济最发达地区之一,智能建筑市场(包括大厦及小区)启动早,市场大,今后将有更大的发展,是WTO以后国外企业必争之地,也是国内企业必争之地。由于华东地区资金雄厚,据不完全统计,迄今为止,上海已新建智能大厦四百多幢,智能小区二百多个。其中已建成的优质工程有上海博物馆、金贸大厦、上海期货大厦、久事复兴大厦等号称上海智能建筑“四大天王”,新建浦东国际机场,上海大剧院,上海科技城也都闻名天下。江苏省迄今为止已建成智能建筑二百余幢,小区一百五十多个;南京中信大厦,总医院新病房大厦及江苏省政协大厦都为优质工程。聚福园、天地小区是建设部小区示范工程。

浙江人杰地灵,是我国东南沿海技术和经济发达地区,也是一个建设大省。1997年建成使用的浙江日报社大楼,在浙江省首次开通了楼宇自控系统,堪称是浙江省第一座达到3A配置的智能化大楼,从而揭开了浙江省智能建筑建设的序幕;1998年建成的浙江省外经贸联建大厦和华浙广场都是代表当时浙江省先进水平的智能建筑,其中华浙广场还代表浙江省参加了建设部组织的优秀智能建筑评选活动。目前浙江省已建成的智能化大楼主要有浙江世界贸易中心、杭州电力调度大楼、浙江省建行大楼、杭州铁路新客站、浙金广场、杭州五洲大酒店、浙江省商检大楼等约90余座,主要集中在杭、宁、温地区。

二、入世对中国智能建筑业的要求

我国已加入WTO,进入WTO意味着我国经济完全融入国际化市场,必须遵守WTO的原则和规定。根据WTO协议市场准入原则和国民待遇原则,将使我国智能建筑技术面临更加广阔的发展空间、更加剧烈的市场竞争。而我国现行的建设事业政策法规和行业管理体制与WTO的规则和国际通行模式存在较大差异,调整改革完善现行体系和体制的任务相当艰巨,形势紧迫。

我国加入WTO后经济发展的国际化,必将对各种建筑,尤其是办公建筑的智能化水平提出新的更高要求,不仅对新建的办公楼,而且对量大面广的已有的办公建筑的改造也带来了智能化需求。

WTO对我国智能建筑要求具体表现在:

1.根据《建筑领域加入WTO后的对外承诺》,我国加入WTO后五年,允许外商成立独资企业,取代外商在我国现有的办事处机构,他们可以直接在我国签定内贸合同,从而使产品和工程质量有了进一步的保障。

2.按WTO取消数量限制和关税减让原则,我国将降低对外市场准入程度,届时会有更多智能建筑产品和系统进入中国市场参与竞争,为我们提供更大的选择余地,并得到更多的实惠。

3.随着国外企业参与我国智能建筑行业的竞争,他们会把国外成熟的管理体制、规范的运行程序和操作技巧带入中国,有助于提高中国智能建筑行业的整体水平。

三.华东地区优势

1.学会健全,学术活动活跃。

以上海华东建筑设计研究院温伯银总工为首的上海专家,在全国率先于1994年成立上海智能建筑工程研究会。这是全国第一个智能建筑学会组织,成员有高校、设计院及企业技术人员几百人,它集中了上海智能建筑界科技精英。在组织报告会、展览会(上海历届智能建筑大型展览会)、验收评估上海甲级智能化大厦(如上海久事复兴大厦等)起了巨大作用。温总和上海同济大学程大章教授(正副会长)的贡献已载入中国智能建筑历史,功不可没。以陈众励、瞿二澜、赵济安、王东伟高工及上海大学赵哲身教授等为代表的中青年骨干专家已经成长,在国内也有较大影响。

1996年,以南京建筑工程学院(现改为南京工业大学)建筑智能研究所、江苏省建筑设计院及东南大学建筑设计院为主体成立的江苏省土木建筑学会智能建筑学术委员会,在国内也是较早成立的智能建筑学术组织,成员有二百多人,每年举办学术年会,奉行“技术开放,市场开放”方针。常年举办学术报告会及国内外厂商新产品报告会。自办了省内杂志《智能建筑信息》。

2001年以浙江省建筑设计院为主体成立的浙江省土木建筑学会智能建筑学术委员会。虽成立时间不长,但青年一代学会领导骨干力量成长很快,成员已发展到几百人。在组织浙江省智能建筑报告会、展览会方面,做了大量的工作。

2.编写出台智能建筑标准。

1995年上海市出台智能建筑设计标准(DBJ08—47—95),它是以上海华东建筑设计院内部标准修改而成,是中国历史上第一个智能建筑标准,为全国规范智能建筑设计市场起了示范与指导作用。2000年在建设部领导下,以温伯银总工为首的编制组率领团结全国专家编制出台了我国(乃至世界上)第一个智能建筑设计标准(GB/T50314—2000)开创了中国智能建筑新纪元,填补了空白。评审专家认为该标准已达到国内领先、国际一流的水平。

1998年,在江苏省建委领导下,在温总关心指导下,江苏出台了江苏省建筑智能化设计标准(DB32/181—1998),1999年获得建设部科技进步奖三等奖。1999年又出台了三个标准:

(1)江苏省建筑智能化系统工程检测规程DB32/365—1999

(2)江苏省建筑智能化系统工程实施及验收标准DB32/366—1999

(3)江苏省建筑智能化系统工程评估标准DB32/T367—1999

构成了整套标准,促进了省内IB的发展;2001年中信实业银行南京分行大楼(28层4.2万平方米)通过检测验收与评估获得江苏省首幢甲级智能化办公大楼称号。

3.撰写论文、编写著作,成果丰厚。

1995年上海华东建筑设计院首先汇编出智能化建筑论文选,其中温总、瞿二澜、赵济安高工等论文在国内影响很大,开创了全国建筑建筑论文的先河。1996年上海华东设计院温总为首的编写组又出版了大型经典著作—《智能建筑设计技术》。目前正在修订将出第二版。上海举办了历届高水平智能建筑报告会,如中国超高层建筑技术研讨会具有国际影响。

上海同济大学程大章教授等编写出版了《住宅小区智能化系统设计与工程施工》(同济大学出版社2001.6)以及《智能化大楼的建筑设备》(中国建工出版社1997.11)。

上海九海金狮物业公司诸建华总经理在总结上海久事复兴大厦兴建及物管经验与陆伟良教授合作于2002年8月编写出《智能建筑物业管理》一书(电子工业出版社出版)。

浙江省建筑设计院杨绍胤教授级高工先后编写出二本著作:《智能建筑—原理、规划和设计》(1999.2)以及《智能建筑实用技术》(2001年)。

4.华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场

目前上海正申办2010年上海国际世博会。预计2008年上海高层建筑将达2000幢,据国外某公司称,世界最先进的智能建筑新技术可去中国上海参观。江苏目前正兴建南京地铁工程(8个站,投入72亿),南京玄武湖隧道工程(

3公里),由于江苏省申办成功2005年全国第十届运动会,日前正在南京新建奥体中心。相应的体育场馆新建22个,将在江苏省无锡、苏州、常州等地新建。南京市在河西新城开工投入120亿,打造十大标志性建筑。南京国际经贸广场,维多利亚国际商务中心,夏华国际广场、南京中大科技大厦、联强大厦、紫鑫中华广场、欧洲城、东成大厦、浙江国际贸易中心、东渡大厦等。南京市将兴建十大体育工程:全民健身中心、皮划艇激流回旋场地、马术赛场、中山门竞技中心、击剑比赛训练馆、龙江体育中心二期网球工程、南京中山国际公园、环湖体育带及南京足球训练基地。

目前浙江在建的智能化大楼约有上百座,市场红火,其中有杭州凯悦大酒店、杭州国际金融大厦、杭州国税局大楼、浙江省高级人民法院、杭州日报大楼、杭州海关大楼、杭州第二长途电信枢纽大楼、浙江省人民大会堂、杭州滨江区行政中心、元华广场、湖州市中心医院、义乌中心医院、湖州市能源调度中心、湖州市行政中心、嘉兴市行政中心、东阳市行政中心、安吉县行政中心、永康市行政中心、温州晚报社大楼等。杭州地铁工程也已启动。浙江省智能建筑近两年后来居上,已兴建上百栋智能大厦,数百个智能小区,近期还在杭州兴建杭州大剧院、杭州市民中心、浙江电力大厦等均以大量巨额资金投入,近期新建智能工程发展之快、数量之多已名列全国前茅。

5.华东地区拥有大量外资企业生产基地及实力雄厚的智能建筑工程承包商

在建设部已获得系统集成和单项资质的有近百家,其中上海市27家,杭州地区20家,南京地区28家。他们都承担过上海金茂大厦、上海浦东机场等上百项智能工程,取得了营建大中型智能工程的经验,有着较好的声誉。大量外资企业生产基地及办事处均落户上海。

四.做好工作、迎接WTO挑战

1.认清国际智能建筑发展趋势,推动智能建筑健康发展。

2l世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。从总的方向,国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术,探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。

当前智能化建筑直接利用的技术是建筑技术、计算机技术、网络通信技术、自动化技术。在21世纪的智能建筑领域里,信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术(含Bluetooth技术)、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。特别是开放性控制网络技术正在向标准化、广域化、可移植性、可扩展性和互可操作性方向发展。

但是,智能化技术只是手段,智能建筑作为一个整体建筑物业产品的技术发展来说,“可持续发展技术”才是2l世纪智能建筑技术发展的长远大方向。因而,除继续利用上述现有智能化高技术实现可持续发展目标外,新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。从而在国际上也形成所谓“可持续发展技术产业”。目前,欧洲、美国、日本等发达国家也正在开发利用这些高新技术去处理垃圾、污水、废气、公害,节能、节水,消除电磁污染,资源可持续利用,建筑人工生态环境等等:也正在尝试运用高新技术有规模建设智能型绿色建筑、智能型生态建筑,“既满足当代人的需要不损害后代人满足需求的能力”。

2.认清与国际先进技术的差距,努力向国际标准靠拢。

2l世纪的可持续发展智能建筑技术必须将工作、居住、休息、交通、通讯、管理、公共服务、文化等各种复杂的要求,在时间空间中结合起来。

由于智能化建筑系统是多学科、多技术的系统集成整体,因而开放式可互操作性系统技术的规范化、标准化,就成为实现智能化建筑及其产品设备与系统的产业化技术水平的核心关键。目前国际楼宇业界公认认同较先进的开放式系统行业协议标准技术有两个:一个是美国Echelon公司的LonWorks技术的LonTa1k标准协议;另一个是美国采暖、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)制定的《楼宇自动控制网络数据通信协议(BACnet)》BACnet同时还成为美国国家标准及欧共体标准草案。两者都是基于国际标准化组织(ISO)的“开放系统互连模型”(OSI)的。因此两者在开放系统技术上是可以互相补充互为依存的,前者着重现场控制域,后者着眼于信息应用域。而且BACnet的协议层次里数据链路层和物理层的五种选择中就包含有LonTalk协议。况且两者技术都正在不断地完善发展,至于我国智能化建筑在开放式互操作性系统技术发展研究上严格讲尚未真正起步,差距颇大,亟待投入。南京工业大学智能建筑研究所正在开发国产化楼宇自控新系统。

3.努力搞好学(协)会工作

按照WTO的原则和规定,加快行业协会自身适应市场经济体制规则,调整优化行业的组织机构,成为增强行业自律的自治组织,协助政府建立一个有序和公平的竞争市场。建设部已批准即将成立中国勘察设计协会工程智能分会。这是我国加强管理智能建筑业的大事,华东地区作为地方学(协)会要在上级学(协)会的领导下努力做好贯彻执行工作,加强市场管理,防止低价恶性竞争,保证工程健康实施。有条件时争取成立地方行业协会。

4.加强团结,加强合作,共同提高学术水平

华东地区以目前三地(上海、浙江、江苏)学会要加强团结,互相学习,取长补短,共同提高,要在举办报告会、展览会等方面加强合作,促进学术水平的共同提高。同时,积极参加全国性学术会议,有条件时争取举办国际智能建筑研讨会,以提高我国学术地位与声誉。

5.加强宣传,提高建设业主的认识,搞好定位和管理能力

由于部分业主对智能建筑的过于迷信,必然导致“重建设轻管理”的思想,他们认为既然“智能”就应该无所不能,更有甚者将该项目的投资仅作为提高“身价”的目的,不清楚智能化建筑工程是当前信息化时代物业管理重要的基础,认识不到日常运行中所需的微利投资能得到高额利润的回报。因此,建议应该有国家政府部门尽快出台相应的政策、管理规范和服务体系,强制性的将系统日常运行管理纳入正常轨道,提高全社会的经济效益。

6.协助政府搞好注册电气工程师复习培训工作,提高工程技术人员水平

据了解,国家人事部将在2003年6月第一次开考注册电气工程师。其中,建筑电气业属于此系列,智能建筑弱电设计师大部分也要参加此系列考试。目前,有关单位正在编写复习参资料,建议华东地区也要作好考试复习培训工作。最后作者衷心希望华东地区智能建筑业在国家有关部门领导下,在业主、设计师、工程技术人员以及专家努力下,营建出更多的高质量优质智能建筑工程。

参考文献

1.徐兴声,《WTO与我国智能化建筑技术发展对策的思考》,《城市·建筑智能系统》,2004.4,P34—P38

篇8

3.智能科技生活化你准备好了吗?

4.智能农业:“十二五”期间我国农业科技进步前瞻

5.2017浙江华尔智能科技、医疗运动产品推荐会 智能科技让运动更健康

6.创新智能教育,培养时代需求的智能科技人才 

7.让味蕾绽放的智能科技 

8.智能科技概念股初显王者风范

9.领先装备带来非凡体验 新途安树立MPV智能科技新标杆 

10.继续掘金智能科技潜力股

11.秦皇岛尼特智能科技有限公司简介及产品介绍

12.惠而浦:绿色环保与智能科技的融合 

13.智能科技在仪器仪表及测量中的应用 

14.住宅智能科技的发展 

15.智能科技簇拥下的G20峰会

16.秦皇岛富通尼特智能科技有限公司简介及产品介绍(待续)

17.专访上海信业智能科技股份有限公司总经理吴斌

18.做企业,我永远在路上——广州奥格智能科技有限公司总经理

19.深圳银星智能科技股份有限公司

20.拓荒 铺路 登顶——江苏瑞福智能科技有限公司总经理曹宏海与本刊执行主编谭雪清对话

21.上海大众汽车 领先装备带来非凡体验 新途安树立MPV智能科技新标杆

22.适应智能化应用发展趋势,培养创新型智能科技人才

23.当AI遇上VR智能科技或将开启全新产业布局

24.依托智能科技手段搭建高铁信号技能培训新平台

25.用卓越科技为安全护航——采访杭州安保智能科技有限公司周亮先生

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27.智能科技:推动虚拟仪器技术高速发展的强大动力

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33.首届“萨驰杯”智能科技创新大赛决赛圆满落幕

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40.省人社厅与山东星科智能科技股份有限公司签署战略合作协议

41.第18届晋江鞋博会智能科技风正劲

42.科博会:智能科技进我家

43.因为柏诚 冷暖皆知——专访广州柏诚智能科技有限公司董事总经理、高级工程师李孔政

44.用科技创新改变出行观念 访常州爱尔威智能科技有限公司创始人左国刚

45.发展中国脑科学和智能科技的思考和建议

46.沃尔沃汽车Drive-E“E驱智能科技”

47.当现代服务遇上智能科技

48.超越数字化,智能科技人才的需求及培养——写在我国智能科学技术教育开创十年之际

49.立足技术创新 以精英团队打造璀璨未来——访常州明景智能科技有限公司总经理景玉萍

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52.“上海臻和防雷”正式更名为“上海电科臻和智能科技”

53.“一家人”新塑 探索城市公共服务信息平台的新路径

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57.北京集智达智能科技有限责任公司成立

58.山东冠通智能科技有限公司

59.常州市鸥迅智能科技有限公司

60.惠州市超智能科技发展有限公司

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68.中山达华智能科技股份有限公司

69.厦门健康之路智能科技有限公司

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85.宁波优尼博思智能科技有限公司

86.浙江华尔智能科技与医疗运动

87.智能科技开启城市未来——访西门子基础设施与城市业务领域亚太区总裁肖松博士

88.柏诚的不变原则——访广州柏诚智能科技有限公司总经理李孔政

89.中国煤矿智能开采科技创新与发展

90.绵阳卓讯智能科技有限公司

91.秦皇岛尼特智能科技有限公司简介及产品介绍

92.设计更人性 科技再升级 全新朗逸带你体验智能新风尚

93.促进亚太地区智能科技发展

94.Honeywell 迈克.郎 智能科技是工程与IT的混搭艺术

95.科技提升建筑价值——访上海延华智能科技股份有限公司副总经理、总工程师王东伟

96.攀永生:智能科技 与时俱进

97.上海高诚智能科技有限公司楼控系统及其产品

篇9

Abstract:Developingaquoted-pricesystemformanufacturingproductionsisofteninrelationtomanyfactorsbetweenconstructionandnon-construction.Becauseoftheprofessionallimity,itsfunctionswassingleness.Sothispaperproposesanewconceptionandmeasureforit,anintelligentintegratedquoting-pricesystemformanufacturing-productstodiscuss.

Keywords:manufacturingproducts;intelligentintegrated;quoting-pricesystem;non-construction;self-learning

1引言

产品报价是指供货企业或公司响应客户询价,对客户所询目标产品报出的价格和对客户其他要求所作出的答复。产品报价作为一种经济现象,在市场运行的局部,处在市场活动中的供求双方由于信息的阻滞,不能顺利达成均衡,往往在不均衡状况下,作出种种选择。现实经济活动中,客户的询价请求和厂商的报价之间的谈判、平衡、交易等等,就是这种经济不均衡性的表现,产品报价这一课题则基于这种现象而存在。双方交易达成的最终报价则是需求价格和供给价格之间的某一变数,是暂时的“平衡价格”,而不是均衡价格。制造产品,特别是比较复杂的产品报价,需要许多领域人员的协调工作,如技术、财力、商务等,必须考虑各种结构化的和非结构化的因素,其中结构化因素如技术参数、结构参数、工艺参数、制造成本、费用分配比例等比较易于确定的因素。而非结构化因素如最终利润率、赢得定单的几率等,则需要考虑企业内外环境等众多不确定因素。目前国内外一些研究人员进行了部分产品报价系统的研究与开发,如组合机床、冷库、工业炉、通风机等报价系统,这些成果大大促进了这一课题的展开和深入。本文提出一种新的系统结构与方法进行研究。

2制造产品智能集成报价系统的提出

从信息系统的角度考虑,整个报价过程是一个信息流动和信息处理的过程。包括信息的产生、信息的传递、信息的处理、信息的存储。具有很复杂的信息流,涉及到销售、经营、设计、会计、生产计划、采购等等,这种信息流在相关部门或相关人员之间的传播如图1所示。

其中的结构化因素,如技术参数、需求批量、价格范围、质量保证、成本要求等所对应的技术报价和财务报价比较易于确定或决策。而非结构化因素,如竞争对手的报价、利润率、可能的定单确定率、技术财务风险等,由于资料或信息欠缺难以作出完美或满意的决策。

目前,国内外所开发的报价系统依其功能大致可以分为五类,即商务型报价系统、生产型报价系统、工程型报价系统、投标型报价系统和集成型报价系统。工程型报价系统,实际上是产品选型、初步设计加成本估算,其最终报价的形成有待提高;而商务型报价系统,其全部价值是基于产品成本而做的加价判断或推理。二者各自凸现了自己的重点,如前者对报价的结构化问题处理较好,而后者对报价所涉及的非结构化问题研究得很深刻。然而,制造产品的报价应该是技术报价、财务报价及商务报价的连贯和结合,必须能够处理报价决策所需确定的结构和非结构化因素。

制造产品智能集成报价系统概念基于智能决策支持系统(IDSSIntelligentDecisionSupportSystem),集成产品报价系统的目标,就是要使它能够根据客户的询价请求制定相应的产品报价设计及根据企业内外复杂因素制定多种可行的报价方案(包括技术、财务、商务的报价方案),并辅助决策者选择满意方案,辅助实现企业的经营目标。同时,在系统接受和处理报价项目的过程中,不断学习和积累报价知识和经验,自我完善报价的非结构化部分。

报价系统的集成概念包括两个方面的内涵:报价功能的集成和系统结构的集成。所谓功能方面的集成指全部或部分报价过程的集成,包括询价单评价、报价设计、产品报价、报价决策和学习机能等功能的集成。所谓结构方面的集成是指对制造产品的程式报价和自学习式报价二者的集成,使程式报价成为自学习式报价的“导师”,结构集成的概念如图2所示。

3程式报价

程式报价按照传统的技术产品报价路线,询价分析与评价产品报价设计成本估算报价决策。通过企业调研和讨论,可以抽象和组合出一种制造产品程式报价的逻辑步骤或流程,如图3所示。

下面对各框逐层拆解:

(1)框1(名称:捕捉客户需求或询价单处理)可以分解为:

①客户询价单完整性认定

②报价耗费及报价与否判断

③询价产品基型的类比搜索

④询价单评审

(2)框2(名称:开发技术解决方案或产品报价设计)可以分解为:

①询价产品与基型差异识别

②制订初步设计方案

③询价产品报价设计

ⅰ结构差异设计

ⅱ参数差异设计

ⅲ零部件估价(视交货期限确定是否实施)

④报价设计评审

(3)框3(名称:估算制造成本或产品报价)可以分解为:

①客户询价费用规范认定

②成本估算与费用组合

ⅰ基于费用形式报价的规范

a人工费用组合

b材料费用组合

c非制造成本组合

ⅱ基于产品结构形式报价的规范

a询价产品结构分解

b结构单元费用估算

c询价产品费用组合

③制造成本评审

(4)框4(名称:确定最终报价或报价决策)可以分解为:

①企业报价目标认定

②企业报价策略认定

③企业报价方法认定

④最终报价书评审

4自学习式报价

自学习系统的优点主要有两个方面:通过报价“经验”的不断丰富,自学习系统内存储的信息越来越多,变“估算报价”为“类比报价”;通过与存储在自学习系统中的信息比较,可以使报价的精度越来越高,而且速度也可以提高。

学习功能是神经网络最主要的特征之一,在人工神经网络理论与实践发展过程中,各种学习算法的研究起着重要作用,其中最成熟的是BP模型的学习,输入信息先从输入层经隐含层再传到输出层,如果在输出层不能得到期望的输出,则反向传播,将误差信号沿原来的连接通道返回,通过修改各层神经元之间的权值,减少误差信号,经学习后,报价的知识与规则转化为一系列权值,即存储在各连接权中。神经网络的这种特点使得制造产品报价在相关资料和信息不充实和不全面的情况下,可以解决报价影响因素中的非结构化因素的决策。用于自学习式报价的BP神经网络拓扑结构如图4所示。

5制造产品智能集成报价系统框架

为了达到上述目标,制造产品报价系统首先必须集成程式报价的各级子功能:

(1)对客户询价信息的录入与评价;

(2)建立响应客户询价的产品或工程初步设计方案;

(3)估算产品的报价成本(即机会成本);

(4)财务评估和费用分配以及基础报价(即保本价格)计算;

(5)报价策略评价及确定满意的报价方案;

(6)支持数据(包括企业内部和外部的基础数据,如政策、经济、市场、相关竞争对手情报、原材料等的价格、企业负荷、经济状况、制造能力、技术水平等)的存储与更新。

6结束语

我们相信,通过在线式的询价处理和离线式的样本训练,能够解决报价中存在的非结构化因素中较难处理的问题,为制造产品报价提供一个更为可行的集成方案。

参考文献

[1]SinghMadanG,BennavailJean-Christophe.Experimentsintheuseofaknowledgesupportsystemforthepricingofgasolineproducts.InformationandDecisitontechnologies,1993,18(6):427~441

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[6]张暴暴,李龙梅,冯辛安.集成环境下报价设计的实现.机械研究与应用,1998(3):19~20

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2.1建筑内空调系统的过度耗能问题

空调系统的存在能够保证建筑室内环境的舒适性,不论外界气候条件有任何变化,建筑楼宇室内环境都能满足人们的居住要求。空调系统是建筑内消耗电气能源的主要设备,但是由于我国目前的空调设计不够科学、合理,安装过程不够精确等,往往造成空调系统设备的自动化程度不高,运行效率不能满足建筑楼宇居住的性能要求。因此,空调设备常常会出现使用效率过低、消耗能源过多等故障现象。加之,空调设备运行管理的制度不够健全,常常出现设备闲置或超负荷工作的不正常现象,严重时可能损坏空调设备制冷和供暖的功能,缩短了空调设备的使用寿命,反而大大增加了不必要的电气能源的消耗,不利于建筑行业环保节能的长期发展要求。

2.2建筑内部照明系统的电气使用现象

照明系统是智能建筑楼宇内部必不可少的设备系统,照明系统的电气消耗功率通常因其供电对象不同而有所差异,然而在实际照明系统的供电过程中,常常出现所安装使用的照明设备的功率过大、运行效率过低、自动控制程度较低、节能措施较差等现象,这些不合理的现象都将导致照明系统消耗更多的电气能源;有时照明设备的运行功率大小不确定,造成照明设备频率变化快,消耗电能高,降低照明设备的使用寿命,增加了智能建筑楼宇的设备投资,不利于建筑行业的节能发展。

2.3建筑内供配电系统的节能问题

建筑自身的供配电系统,是建筑物内进行正常工作和生活的前提和重要保障。其中供配电电路的设计线路、运行功率大小、变压器容量问题等因素的设计和使用是否合理,都会影响到供配电系统的实际运行效率。其中,变压器容量过高与实际负荷量不一致、变压器功率过大、线路设计过于繁琐等问题,都易导致建筑楼宇供配电系统消耗大量的电气资源,同时还会影响供配电系统设备的运行效率,同其他两大系统一样,会增加建筑正常运行的电气能源消耗,增加成本,与我国建筑行业节能环保的发展路线背道而驰,阻碍智能建筑楼宇的发展。

3智能建筑楼宇电气节能的设计要求和原则

3.1节能设计符合实际,满足楼宇正常使用

智能建筑楼宇进行电气节能设计,是希望通过对涉及到电气能源使用的系统,进行科学合理的改造,舍弃或改变一些浪费使用电气能源的现象,从而适应智能建筑楼宇的节能环保的发展理念,节约我国的电气能源,促进我国建筑行业的可持续发展。智能建筑楼宇的电气节能设计首先要符合楼宇的实际使用功能,节能设计的结果能够保证楼宇正常的居住和办公生活;切不可盲目追求节能环保的效果,不顾实际、不科学地设计,造成楼宇不能正常使用,这样会脱离实际,得不偿失,达不到智能建筑楼宇的电气节能设计的最初目的,不利于我国建筑行业的发展。

3.2节能设计符合经济要求,降低成本

在对智能建筑楼宇进行电气节能设计的过程中,应该注意到经济性能的要求,保证智能建筑楼宇进行节能设计与合理的经济投资之后,比之前的设计和成本投入时更加适应楼宇的正常使用要求,并且注意能否在智能建筑楼宇一定的使用年限内,收回在电气节能设计阶段所投入的费用。在电气节能设计过程中,不能因为盲目追求节能环保,而造成过高的资金投入;也不能随意降低成本,偷工减料,导致智能建筑楼宇达不到所需的性能要求指标。

3.3节能设计过程科学,保证质量

智能建筑楼宇在节能设计和改造过程中,要提高设计的科学性,首先应该对智能建筑楼宇有大致轮廓的认识,分析各系统和设备潜在的进行电气节能设计的可能,并对电气节能设计前后的经济状况进行对比,从而采用正确合理的设计方案,在保证节约电气能源的同时,也要做到设计过程的科学性和合理性,保证智能建筑楼宇电气节能设计过程的质量要求。

4智能建筑楼宇电气节能设计的具体措施

4.1楼宇内空调系统的电气节能设计

智能建筑楼宇内部空调系统的电气节能设计,关键环节是进行合理、精确的计算,在进行空调系统的电气节能设计过程中,依据智能建筑楼宇的相关设计要求,并结合设计前的计算数据和实际经验数值,确定空调系统内空气的相对湿度、饱和度和用电功率等参数。在进行空调系统的电气设备容量选择时,应该使所选设备的容量稍微大于计算出的理想设备容量,这样可以避免在空调实际运行过程中由于设备容量过小,而导致的空调不能正常供暖和制冷的现象,保证空调系统的正常运行。

4.2楼宇内照明系统的电气节能设计

自然光是对照明系统进行电气节能设计必须要考虑的部分,在电气节能设计过程中,设计人员应该充分考虑建筑楼宇室内自然采光的效果,这样能够降低照明系统电气设备的用电量,符合节能环保的建筑行业发展要求。另外,在照明灯具的选择上,应该尽量选用新式低耗节能的灯具,在一些照明功率较大的公共场合,应该选用声光控开关和自带无功率补偿的灯具设备;在其他地方,照明系统应该选择节能开关和设备,降低照明系统对电气能源的消耗,制定科学合理的设计方案,在保证智能建筑楼宇的正常使用情况下,通过照明系统的设计和改造,实现环保节能,适应可持续的发展要求。

4.3楼宇内供配电系统的电气节能设计

供配电系统为整座智能建筑楼宇提供动力资源,因此,在对供配电系统进行电气节能设计时,应根据建筑工程用电负荷进行用电容量的统计,并把实际用电负荷按照用电等级进行用电负荷的等级划分,以确定合理的供配电方案,从而实现智能建筑楼宇供配电系统的电气节能设计。其中,供配电系统应该选择合理科学的接线方案,尽量保证其可靠性和经济性,根据用电负荷等级要求,合理选择供电电源和配电方案;在确定变配电站或箱式变电站的安装地址时,为了降低电力输送过程中的能量损失,应该尽量选择在中心位置;当有多台变压器同时供电时,可以采用变压器并联的供电方式,这样能够保证整个供配电系统的灵活性和可靠性,降低供配电系统的电气消耗。

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(一)汽车英语课程设计的基本条件

Posner(1994)认为,课程设计的基本条件包括:了解学生的需求、兴趣、能力、知识水平等例如:学生需要什么、需要的原因、已有的能力、待补的能力、已有的基础或条件,缺乏什么等等。熟悉课程情况例如,有能力识别和解释该课程的基本概念和技能,全面和细致的有关知识,目前这个课程的开设情况等。擅长听说读写译五项必备能力,具有丰富教学经验,而不是简单的拼凑、复制、模仿依据以上课程设计的基本条件,做好高职英语课程设计就要求教师进行问卷调查或访谈学生已经完成的课程标准或已经具备的语言知识,要求通过参考有关著作、论文、同类课程、教材等,与同行交流,收集积累案例或经验等等。

(二)汽车英语课程设计的标准根据

Furey提出的标准,高职英语课程设计必须把握下列标准:

1.是否有足够的理论依据英语课程设计必须基于什么样的科学理论基础,是否遵照其本身的科学性和社会性?

2.是否适合学生目标在从事高职英语教学中,教师要因材施教。不但熟悉、掌握学生的自身学习情况、学习兴趣,也注重培养学生的实际效果性。

3.是否具有成功实施的可能性和效果的可评性在从事高职英语教学中,教师要不断自评课程设计的真实效果。

(三)汽车英语课程设计的内容

汽车英语课程设计的内容取决于授课的理念。针对英语语言,如果认为语言是符号系统,课程设计就由语音、词汇、语法、句型构成,强调语言形式的正确性;如果视语言为交际工具,课程设计要考虑的是交际的人,交际发生的条件、交际的目的等。英语课程设计关注的不仅是语言形式的正确性,还有社交的适当性。在教学研究过程中,在多元智能理论的指导下,根据调研结果对课程教学内容进行逐步更新,教材从最初的纯英文阅读形式的到单独开发学生的专业英语阅读能力,从听、说、读、写等能力的平行拓展,汽车专业英语校本教材内容新颖,图文并茂,根据主题确定教学内容、重点及难点,融专业英语听、说、读、写训练于一体,重点突出,实用性强,有利于开发学生的多元英语语言智能,改善课堂教学氛围,提高教学效果。

三、多元智能理论下汽车英语课程设计需注意的问题

首先,汽车英语以提高口语交际能力为本位,突出应用性本课程在对汽车企业英语应用能力需求深入调研的基础上,按确定工作任务模块、同时突出语言技能的要求制订教学大纲和授课计划,明确了教学应达到的知识标准和技能标准。其次,课程体系整合突出全面性、逻辑性、典型性和实用性本课程以国际汽车行业最新的知识体系为基础,以市场为导向,将传统汽车英语课程的以训练专业英语阅读能力为主体的教学内容,整合成为汽车构成的4大部分分别为发动机、底盘、车身、电气设备以及发动机的两大机构五大系统和底盘的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统等各个任务模块以系统的知识主题构成课程内容体系。最后,教学手段优化,突出多元英语智能培养在教学实践中,注重将互动教学、角色扮演、案例教学、多媒体听力、课件加视频等教学手段相结合,增加学生的学习兴趣,提高其用英语分析和理解专业知识的能力和用英语进行专业领域的交际能力,并结合具体课程内容指导学生进行延伸性思考,以增强学生的创新能力,全面促进学生多元智能的发展。

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多元智能理论认为,每一个学生都是独立的个体,都有强烈的自主意识。因此教师要坚持以学生为本的思想,充分重视学生的主体性,给学生创造开放性的学习环境,引导学生自主学习,使其真正成为学习的主人。在设计作业时,可根据学生的实际情况和教材的内容,设计开放性的作业。例如:小说《项链》,以“唉!我可怜的马蒂尔德!可是我那一挂是假的,至多值五百法郎!……”结尾,这给每一位读者都给留下了巨大的想象空间,同时也给我们设计出了一道很好的开放性作业———续写小说结尾。这样的作业设计,具有极大的开放性,吸引了学生极大的兴趣,不仅锻炼了学生的思维能力与想象能力,而且也锻炼了学生的书面语言表达能力。

三、设计趣味性作业

兴趣,是学生学习的原动力。作业也应讲究一定的趣味性,只有这样学生才会喜欢做作业,才能在写作业的过程中巩固知识。因此,语文教师在作业形式上要力求多样化、形象化、趣味化,使作业从单一以语言符号表达的形式中走出来,与听、说、读、写与演、唱、画、游戏以及参观访问等学生喜闻乐见的形式巧妙结合,使作业富有趣味性,吸引学生兴趣。例如:在学习了毕淑敏的作品《离太阳最近的树》之后,让学生课下以小组为单位办一张以“保护我们的地球”为主题的手抄报;在学习了《诗经•静女》之后,让学生根据诗歌内容,把本诗改编成一首爱情歌曲的歌词。这种多样化的作业形式,使学生对作业产生了极大的兴趣。

四、设计实践性作业

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传统的评价目标只重视语言知识、技能、能力的评价,忽视态度、动机等情感目标的评价。多维动态评价体系的评价目标是多元的,包括知识、技能、情感态度、学习策略、文化知识等五个维度的指标。(1)语言知识:主要是指语法、词汇、语音、句法、篇章等语言知识;(2)语言技能:主要是指口语能力、听力能力、阅读能力、写作翻译能力和综合应用能力;(3)情感态度:是指语言学习过程中兴趣、态度、动机、自信心、自主性和意志等影响学习者学习过程和学习效果的全部个性因素;(4)学习策略:是指学习者为了使外语学习取得更好的效果而采取的各种策略,它不仅包括学习者为了更好地完成某个学习活动或学习任务而采取的策略,也包括学习者对自己的学习目标、学习过程、学习结果进行计划、调控、评估等而采取的宏观策略;(5)文化知识:只指了解英语国家有关文历史、宗教、政治、文化、教育等文化知识。在评价中要充分考虑学生的个体差异,允许一部分学生经过一段时间的努力,随着学习知识、能力、情感的积累逐步达到既定目标,从而保证学生在多维度上的学习目标可持续发展。

(二)评价主体

传统的评价主体只有教师,而多维动态评价的主体是多元的,既包括教师,又包括学生,尤其注重发挥学生的主体地位和作用,重视评价对象的自我评价和反思。通过自我评价、同伴评价以及教师评价对学生学习情况作出全面的评价和诊断,将自评与他评有机结合,使评价成为学生学会反思、认知自我、欣赏别人的过程。只有学生充分认识到他评意见的合理性,才能进行自我反思,从而使评价发挥其促进学生成长的作用。在评价中,可以根据学习任务和形式设定各主体所占的评价比例,比如自我评价30%、同伴评价30%,教师评价40%,从而保证评价结果的客观和公正。

(三)评价内容

传统的评价内容过于狭窄,重视知识和技能的评价,忽视学习过程、策略、情感态度的评价。而多维动态评价内容贯穿学生学习活动的全过程,主要包括五个维度的指标。(1)学习活动过程的评价:学习计划的制定与实施、学习态度的稳定、学习策略的实施与调整、作业完成情况等;(2)学习态度情感的评价:学习态度的转变、学习动机的激励、学习兴趣的持续等;(3)学习技能的评价:技能的使用及发展情况、学习策略的使用和掌握情况;(4)合作学习的评价:合作活动的开展、实施、效果;(5)学习成效的评价:学习内容的掌握、知识结构体系的形成等。大学英语慕课自主学习的学生在智力、能力、情感方面的差异较大,因此在评价时要尊重学生的个体差异性,用发展的眼光全面客观地评价学生的学习能力、态度、策略和效能。

(四)评价方式

大学英语慕课自主学习是一种个性化、动态化的学习,而传统的评价方式是终结性的、静态的,没有发挥评价应有的诊断、激励作用,因此静态评价已经无法适应慕课自主学习碎片化的特点,为学习者提供实时的、个性化的评价反馈。而动态评价体系的实时性、过程性的评价,能更全面、准确地反映出慕课自主学习的过程、变化和成效,促进学生自主学习能力的培养。因此,多维动态评价体系结合了过程性评价与终结性评价,以过程性评价为核心,加强自主学习过程的自我管理、自我控制和自我监控,以保证学习成效。形成性评价具体的方式是电子学习档案袋、教师记录档案袋和学习成效评价。(1)电子学习档案袋是指能够向学生本人和他人展示的学生在某一阶段的学习投入、进步和成果的作品集。对电子学习档案袋内容的评价是多维动态评价体系的核心内容,具体包括:自主学习痕迹记录(学习过程记录、学习策略使用和学习态度、动机等)、同伴合作学习记录(合作学习过程记录、合作项目完成情况及个人参与度评定)、作业记录(在线自主学习作业以及其他学习任务的完成情况记录和描述)、学习效果记录(在线自主学习的知识、能力、情感和态度及学习策略使用等方面进行定性评价,由学生自评、同伴互评和教师评价形成);(2)教师记录档案袋主要是指教师通过观察、与学生定期进行访谈及问卷调查记录和了解的学生自主学习情况的评价档案集。具体包括:了解学生网络自主学习的进度、学习任务完成情况以及遇到的困难、学习过程中的情感、态度变化,然后据此为学生提供自主学习的指导和建议。(3)学习成效评价是指教师定期实施的线上或线下测试,如阶段性小测验、期中、期末测试等。终结性评估是指学生在一段时间内对一门课程的自主学习效果的结论性评价,旨在反映自主学习的效果,推断学生知识、技能的发展状况。多维动态的终结性评价分阶段进行,如阶段性测验、期中、期末测试,测试结果能反映出学生在该阶段自主学习的成果和技能的发展情况。

(五)评价结果

传统评价结果的呈现是单一的量化方式,而多维动态评价体系采用定性与定量相结合的结果评价方式。评价结果采用鼓励性语言,发挥评价的激励性作用,让学生认识到自己的优势和劣势,从知识、技能、情感态度、策略上有所提升。评价结果反馈的过程中,要尊重个体差异,保护学生的自尊心和自信心,让学生从评价中体会到成功和快乐,从而总结经验,树立自信;同时也让学生学会从失败中吸取教训,学会反思,认识自我。