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激光具有波长单一和良好的方向性,所以和传统的探测方法相比,激光探测具有精度高,抗干扰能力强等特点,在激光测距、激光雷达、激光告警、激光制导、目标识别等军事领域,都得到了广泛应用。针对不同武器系统的需求,激光探测系统接口呈现出多样性。
近年来,随着应用需求和集成化度的增加,激光探测系内部、激光探测系统和各武器平台之间集成了不同厂商的硬件设备、数据平台、网络协议等,由此带来的异构性给探测系统的互操作性、兼容性及平滑升级能力带来了问题。
对激光探测系统而言,接口技术的设计是整个系统集成的关键技术。一个激光探测系统的设计、实施,有很大的工作量是在接口的处理上,好的接口设计可以提高系统的稳定性、运行效率、升级能力等,本文以激光探测系统接口技术为研究对象,着重分析其接口技术类型、设计考虑因素和验证方法。
2激光探测系统几种主要接口技术
接口是多要素或多系统之间的公共边界部分,对激光探测系统的接口包括机械接口、电气接口、电子接口、软件接口等,本文着重讨论电子接口。按物理电气特性划分,常用的激光探测系统接口类型可分为以下几类:
1TTL电平接口:最通用的接口类型,常用做系统内及系统间接口信号标准。驱动能力一般为几毫安到几十毫安,在激光探测系统中主要应用是作为长距离的总线数据和控制信号的传输
2CMOS电平接口:速度范围与TTL相仿,驱动能力要弱一些。
3ECL电平接口:为高速电气接口,速率可达几百兆,但相应功耗较大,电磁辐射与干扰与较大。
4LVDS电平接口:在标准中推荐的最大操作速率是655Mbps,电流驱动模式,信号的噪声和EMI都较小。
5GTL接口电平:低电压,低摆幅,常用作背板总线型信号的传输,虽然使用频率一般在100MHz以下,但上升沿一般都比较陡,特别是对沿敏感的信号,如时钟信号。
6RS-232电平接口:为低速串行通信接口标准,电平为±12V,用于DTE与DCE之间的连接。RS-232接口采用不平衡传输方式,收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言,其共模抑制能力低,传输距离近,多用于点对点接口通讯。
7RS-422/RS-485接口:采用平衡方式传输,采用差分方式,使其在通讯速率、抗干扰性和传输距离较RS-232接口有较大改善。多用于多点接口通迅。RS485电平接口可驱动32个负载,忍受-7V到12V共模干扰。
9光隔离接口:能实现电气隔离,更高速率的器件价格较昂贵。
10线圈耦合接口:电气隔离特性好,但允许信号带宽有限
11以太网:经常采用的是10Base-T和100Base-T两种主流标准,主要应用激光探测系统和分系统之间的接口通讯和数据传输。以太网接口具有性价比高、数据传输速率高、资源共享能力强和广泛的技术支持等众多优点。
12USB接口:USB总线接口是一种基于令牌的接口,USB主控制器广播令牌,总线上的设备检测令牌中的地址是否与自身相符,通过发送和接收数据对主机作出响应,其最大的优点是安装配置简单。
3激光探测系统接口方案设计考虑因素
随着大规模数字处理芯片和高速接口芯片的迅猛发展,激光探测系统也呈现出智能化、小型化、模块化的趋势。在激光探测系统中,信息接口的设计逐渐向标准化、网络化、多节点、高速等方向展
3.1接口信号传输中的干扰噪声
3.1.1接口信号传输中的主要干扰形式
a)串模干扰:杂散信号通过感应和辐射的方式进入接口信道的干扰。串模干扰的产生原因主要是传输中插件等所产生的接触电势、热电势等噪声引起的。
b)共模干扰:干扰同时作用在两根信号往返线上,而且幅指相同。共模干扰产生的原因,主要是传输线路较长,在发送端和接收端之间存在着接地的电位差。
3.1.2接口信号传输中的抗干扰措施
a)传输线的选择
为了抑制由于杂散电磁场通过电磁感应和静电感应进入信道的干扰,接口传输线应尽量选用双绞线和屏蔽线,并将屏蔽层接地,而且屏蔽层的接地要于激光探测系统一端浮地的结构形式配合,不要将屏蔽线层当作信号线和公用线。
b)传输线的平衡和匹配
采用平衡电路和平衡传输结构是抑制共模干扰的有力措施。目前广泛使用的是差分式平衢性线电路,例如RS-422/RS-485标准串口电路。
接口信号传输时还要考虑与传输线特性阻抗的匹配问题。一般长线传输的驱动器接收器都适用于驱动特性阻抗为50Ω—150Ω的同轴电缆和双绞线,一般接口接收器的输入阻抗要比传输线的特性阻抗大,因此要设法将两者匹配,最好将发送端和接收端匹配。
控制信号线的具体配置:控制信号线要和强电、数据总线、地址总线分开,尽量选用双绞线和屏蔽线,并将屏蔽层接地。
c)隔离技术:电位隔离是常用的抗干扰方法,接口信号采用光电隔离和电磁隔离可以切断接口内外线路的电气连接,从而减弱露流、地阻抗耦合等传导性干扰的影响。3.2接口硬件的选择原则:
3.2.1为各类接口选择合适的总线接口芯片、接口总线,并设计具体的接口电路。
3.2.3选择接口芯片时应根据激光探测系统CPU/MPU类型,总线类型/宽度和系统所完成的功能并按照高效、经济、可靠,方便、简单的原则来确定。
3.2.4设计具体的接口电路应具体考虑电源问题
3.2.5数据/命令的锁存和驱动
激光探测系统内部及激光探测系统和其他系统间实施数据/命令传输时,一般采用数据锁存技术来适应双方读写的时间要求。
3.3接口的实时性
由于激光探测系统对数据处理和传输的实时性要求很高,设计时要使时钟抖动、通道间时延、工作周期失真以及系统噪声最小化,所以设计接口时尽量选用高通讯速率和同步工作方式。
接口软件的设计原则
同步通讯系统软件设计要充分考虑数据流量的控制,最好在数据发送方发送数据时每隔一段时间插入一段空闲时间,从而保证数据同步传输的可靠性。
异步通讯系统软件设计要充分考虑合理的数据校验方式,可以根据系统要求选择冗余校验、校验和、冗余校验的方法。
4激光探测系统接口方案设计验证
构建高速有效的激光探测系统接口是非常有挑战性的,并且设计者需要在设计接口前后就考虑多个因素,详细的系统级的验证都是必须的。
4.1设计前的验证
基于指令集模拟器和硬件模拟器软硬件模拟技术是一种高效、低代价的系统验证方法。接口设计软件采用汇编,C,C++等语言编写,用户编写的接口源程序经过交叉编译器和连接器编译,输入到软件指令集模拟器进行软件模拟。而接口硬件验证则采用硬件描述语言如VHDL设计,经过编译后由硬件模拟器模拟。但设计前的验证也有一定的局限性,比如只能验证数字接口和验证环境理想化等缺点。这些都需要设计后的验证
4.2设计后的验证
最常见的验证方法是制作模拟激光探测系统内部接口和系统间外部接口的通用信号源,通用信号源可以模拟探测系统内部的如主回波、时统、显示、键盘等信号,也可以模拟输入外部操控命令,并将激光探测系统状态、测量数据等信息显示输出。
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应用规范可以为用户提炼一个系统的、完整的、关于应用效果的准确表达,成为工程设计方全面而严谨的设计和验收的依据,并对施工工艺提供相应的指导。由于应用规范的定义,所有的描述内容仅涉及应用效果,而不规定具体技术和产品,其开放式的结构不仅为更多新技术的进入提供了广阔空间,同时对新技术予以严谨的约束和指导,避免应用中采用“似是而非”的技术;避免生产厂商以“先进技术”误导用户和工程设计及施工方。
3以“顶层设计”的方法规划智能建筑的入侵探测技术配置的一般性过程
3.1全方位准确描述智能建筑的应用环境
3.1.1智能建筑内部空间的基本功能在智能建筑的内部空间中,符合准入权限的人员及其喂养的各类宠物,均可以在其中无拘束地自由活动。
3.1.2智能建筑(以住宅类为例)由各种不同的功能区域构成智能建筑可以由屏障式建筑体(院墙/大门)、过渡空间(院落)、主体建筑、附属建筑等多种建筑形态构成,也可以是单独的多/高层楼宇式建筑物。1)室外建筑构成体在外形特征的相关变化院落形态变化对比如表1所示。2)室内空间功能多样化及其内部环境条件多元化为了满足多个不同个体的人员、多层面应用需求,智能建筑内部可能设置有厅/餐/厨/卫/主/客/佣/影视/文娱/体/阅读等不同功能空间。这些空间在不同时段会满足于个体应用需求的温湿度差异;且在不同时段分布不同色温、不同照度、不同波长的光照明、不同频谱、不同规律、不同响度的声音等。3)智能建筑中配置满足不同层面需要的各类设施为了满足住户多层面的应用需求,智能建筑中分布有大量的水/电/气管路;配置了空气温湿度、理化洁净度探测控制装置,各类照明、感应、影音播放及相关控制装置,各类实现建筑物内部及内/外联系的通信装置;不同功能空间中还配置有特定的电器装置,甚至某些空间中还配置了可以自动“行走”的从事清洁等服务的机器(人)。上述各种设施是建筑物内各种频率/振幅的机械振动或波振动源;在不同时段也可能在较宽频谱范围内形成不同调制方式、不同能量的空间电磁波辐射(包括光波)和/或线路上的电磁扰动。综合以上分析得出结论:合法入住的人员及宠物的正常活动,智能建筑内部配置的各类电气装置的正常工作状况,均会成为传统型入侵探测技术的干扰源。
3.2以另一种角度解析入侵探测技术
入侵探测的本质:采用物理测量技术,识别出“不允许进入特定区域的人”。探测技术发展经历了以下几个阶段,并各具相应特性。
3.2.1入侵探测技术的智能化进程初级型阶段的入侵探测技术是针对参照物“有没有”实施最简单判断,使用的典型技术是铁磁性“接近开关”对门、窗的“开/闭”状态判断,以门/窗有没有开启作为触发报警条件。传统型阶段的入侵探测技术达到了“什么样”的判断水平——针对移动特性与体积、重量、温度、外形等参量之一的探测,以上述物理参量是否存在或以某个特定值作为预设的触发报警条件。智能型入侵探测的智能水平达到了判别“是谁”的能力——采用各类生物识别技术,实现对特定人员身份的探测(识别)。本文针对智能建筑的入侵探测应用讨论,所以探讨内容涵盖传统型入侵探测技术和生物识别技术(智能型入侵探测技术)。
3.2.2传统型入侵探测技术——对人的外部物理特征(共性)参量实施探测传统型入侵探测技术针对入侵行为的主要特性——移动,同时为了提升探测的准确性,再针对人员常见的几种外部物理参量之一进行探测,如表3所示。各类传统型入侵探测技术仅针对人员单一的外部物理参量实施探测,探测效果相当于“盲人摸象”,可能得出不准确的结论;更重要的是,传统型入侵探测装置不可能区分出触发者是用户还是非法入侵者,所以不适于在智能建筑的室内安装应用。
3.2.3智能型入侵探测技术——对人的外部社会特性(个性)实施探测用户与入侵者区分依据是人的外部社会特性,是每个人与其他人之间不同的、可测或可度量的、外在的(生物或者人为附加)特征。表4列出了目前不同的生物特征测量技术,对人实现区分所需要的时间和空间条件,而根据这些条件,可以针对智能建筑中不同区域的应用需求,选择合适的探测技术,如表4所示。5.3智能建筑不同功能区域对入侵探测应用需求及配置智能建筑内部区域对入侵探测的应用需求及配置建议如表5所示。
4应用规范的通用性规定
4.1入侵探测装置合法性必须获得强制性认证证书的有效覆盖;没有现行强制性认证标准的产品,需要获得自愿认证证书的有效覆盖。产品参照标准中的具体相关技术指标,均应满足应用规范规定。
4.2配置合理性针对智能建筑的不同部位或区域,配置与应用需求对应类别的入侵探测装置,比如:建筑物内部属于人员及宠物活动区域,入侵探测的应用需求是“确定进入该空间的人员是否具有相应的权限”,依据此需求,建筑物内部原则上不应配置传统型入侵探测装置(当然,针对厨房等某些具有危险物品的空间,为防止婴幼儿或宠物爬入,可能采用传统型入侵探测装置。当然在具体的配置过程中,还需要满足应用需求的其他方面);而传统型入侵探测装置应配置在智能建筑外部,特别是周界,当然还应该满足构成“封闭式防范”和对外观适应性等其他要求。根据表2所列的内容,可以得出明确结论——传统型入侵探测由于不具备识别人员身份的能力,通常只能设置于智能建筑的外部,担任判断是否有“人员入侵”的工作。若安装于围墙/围栏/窗/阳台等不允许人员“合法”出入的周界区域,只要发现有“目标”越过这些区域(无论是“出”或者是“入”),都必须输出报警信号。而具体应该采用何种入侵探测技术,应根据每种入侵探测技术的特点及具体应用需求来确定。
4.3风险等级适配性1)应用规范应规定智能建筑的风险等级,以及入侵探测装置的防范严密性等级。2)配置与风险等级对应的入侵探测装置类别,除了与空间条件相适应外,其探测的严密程度也应该与建筑的风险等级相对应。比如:对于低风险等级建筑的门禁可以采用IC卡、密码等探测技术;高风险等级建筑的门禁应用可以采用其他相应的生物识别技术。3)配置与风险等级对应的入侵探测装置。低风险等级的周界配置的入侵探测装置的触发响应时间或探测灵敏度指标可以较低,而高风险等级的周界配置入侵探测装置的相应技术指标要求较高。
4.4探测介质安全性建筑的入侵探测装置在长期使用的条件下,对人员物不产生任何伤害;建筑物外使用的入侵探测装置,在短时间内不应对人员(包含入侵者)产生伤害。
4.5环境适应性1)入侵探测装置的外观造型应与整体建筑造型风格和景观观感相适应。2)入侵探测装置的探测介质、通讯介质电磁参量等应该与智能建筑整体(局部)电磁环境相适应,不会产生相互干扰。
4.6探测技术的互补与协调性1)在同一空间或区域内,可采用两种或以上探测介质不同但探测区域重合的入侵探测(身份识别)技术,减少漏报警的机会。2)对不同空间或区域配置的相同或不同探测装置之间的异常信号实现统一管理与分析,提高报警准确率。
4.7资源配置的节约性1)由于智能建筑内分布大量的环境类探测器、传感器,形成广泛分布的传输通道,在保障“报警优先”并确保可有效避免“通道阻塞”条件下,入侵探测装置的输出/远端控制宜尽可能利用智能建筑内部配置的其他探测装置的信号通道。2)门禁确认进入人员身份的识别信号,可以提供给后续智能控制系统,实现“具体房间室内温湿度、灯光色调/照度、音响内容与响度、沐浴水温”多参量的个性化调节等应用环节。3)配置于室内的摄像机,可以同时用于入侵探测与火警探测两种报警复核。可考虑具有“模糊的行为识别”与“高清的取证识别”两种工作模式,以应对不同风险等级或应对不同级别隐私保护需求。4)环境类痕量化学传感器与入侵探测功能交互。住户个人生活习惯,如从吸烟或使用化妆品品牌的痕量分析作为身份识别,既可以根据习惯性化学痕量判断对于住户个人的个性化实施调节;也可以将与习惯性品牌痕量分析不符合的分析结果,作为入侵(内部人员非法进入)报警参考条件。
4.8使用便利性入侵探测装置的安装、调试、维护、保养应方便。家居型智能建筑应用的入侵探测装置最大程度提升DIY水平;在不能或不宜采用DIY方式安装的场所,或入侵探测装置本身的DIY程度要求不高的条件下,入侵探测装置应分别配置针对现场用户和安全控制中心的故障提示方式。
4.9与风险等级对应价格体系的合理性与可承受性1)性能/价格比是相应用户可以接受的(首先是性能,然后才是价格)。2)价格与产品风险等级对应,“优质优价”。3)价格体系应该给生产、销售、安装、调试、维保等环节留有相应生存空间,最好还留有发展空间,杜绝恶性价格竞争。
4.10入侵探测装置使用年限的规定入侵探测装置应规定使用年限,以室内不超过5年、室外不超过3年为宜。
4.11入侵探测装置不适用条件的规定1)系统集成商在构成系统过程中,在入侵探测装置无法承受气候时,系统对入侵探测装置予以“屏蔽”。2)用户对于不同空间隐私性、不同时间准入条件等具体应用需求,明确规定不适用的入侵探测装置或入侵探测系统相应功能不适用的时间段。
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新的机械生产制造要求推动了在线测量和在机测量技术的逐步提升,使测量精度实现了由微米向纳米的转变。在这种转变状态下,视频测量、非接触式扫描等测量方式得到了高度重视,质检工作由被动转为主动,同时误差补偿软件也得到了有效的应用。具体来讲,纳米位移测量技术主要应用了双频激光合成波,其测量仪器利用此种合成波对条纹细分工作进行干涉,以实现超高精度的制造测量;此外,纳米测量位移范围逐步扩大,因此可以说纳米测量技术是当前时期最前沿的机械制造测量技术。新型的石英传感器技术借用了压电扭转效应,从而使单体转矩的测量以及无定心钻削转矩的测量仪器得以出现,机械制造工作人员可以利用此种技术对机械试件进行任意的钻孔测试,而不必固定测量中心,这就极大地提升了测量技术的操作简便性,并扩大了使用范围。目前,在此种测量技术的支撑下,研究人员研发出了压电生物测力平台、三向磨削测力仪和电式三向车削测力仪等设备,这些设备对存在着复杂力学量的制造工作发挥着重要的测量作用。此种技术主要应用了当前我国自主研发的正交偏振激光器,并且研究人员以此设备为基础研发出了诸多其他测量设备,如激光器纳米测尺等,这些仪器具有测量便捷简单、精准度高等优势,极大提高了机械制造的量程以及线性度等的测量精准度。
目前研发出的现场空间尺寸测量及检验技术装置,为我国机械制造中各项校准工作及解决装置问题提供了极大帮助。此种技术装置以互易性回归的非线性校准理论以及滑块平移的放大结构等进行测量,减少了非线性误差的出现;同时,它还借助装置的基准尺寸、靶标的几何结构、不同位置测量的量值传递理论进行测量,极大地提升了传感器与测量系统的精准度,实现了对于大空间机械制造的现场测量与校准。我国所研发的此种技术实现了对于大范围回转面的复合节流及匀压测量、气体与液体以及气体与固体两相复合的回转测量,从而提高了回转设备的精度、转动的刚度和稳定性。同时,基于此种两相复合回转理论,直线运动的基准装置得以研发,提高了直线运动的精度、承载力以及稳定性。此外,差动共焦、二次共焦、复色共焦的扫描方法也得以应用,支撑研究人员研发出了显微镜及扫描装置,提高了测量的分辨率。这项技术的研发突破了我国在超精密测量方面的限制。
机械制造所应用的测量技术的发展趋势
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1.1多模光纤多模光纤是指可以传输多个光传导模的光纤。在光纤通信初期,就是使用的就是多模光纤(G.651光纤),其工作波长在850nm或1300nm,衰减常数分别为4dB/km和3dB/km,色散系数分别为120ps/(nm.km)和6ps/(nm.km)。由于它的衰耗和色散大,故只能用于短距离通信。但它芯径大,对于接头和连接器的要求都不高,使用起来比单模光纤要方便,目前多用于计算机局域网内。
1.2单模光纤单模光纤是指只传输一个光传导模(基模)的光纤。其主要优点是衰减较小,传输距离长,传输容量大,在长途骨干网、城域网、接入网等场合均有广泛应用。单模光纤由于只能传输基模,它不存在模间时延差,具有比多模光纤大得多的带宽,单模光纤的带宽可达几十GHz以上。所以单模光纤特别适合用于长距离、大容量的通信系统。随着光纤制造技术和通信技术的不断发展,单模光纤的种类也在发展。
常用的单模光纤有以下几种:
1.2.1G.652光纤G.652光纤即常规光纤,它同时具有1310nm和1550nm两个窗口。零色散点位于1310nm窗口,而最小衰减位于1550nm窗口。这两个窗口的的典型值为:1310nm窗口的衰减为0.3~0.4dB/km,色散系数为0~3.5ps/(nm.km),1550nm窗口的衰减为0.19~0.25dB/km,色散系数为15~20ps/(nm.km)。
1.2.2G.653光纤G.653光纤即色散位移光纤,又称1550nm窗口性能最佳光纤。人们通过设计光纤折射剖面,使零色散点移到1550nm窗口,从而与光纤的最小衰减窗口获得匹配,使1550nm窗口同时具有最小色散和最小衰减。它在1550nm窗口的典型值为:衰减系数为0.19~0.25dB/km,零色散点在1525~1575nm波长区,且在此区间色散系数3.5ps/(nm.km)。这种光纤在1550nm窗口所具有的良好特性使之成为单波长、大容量、超长距离传输的最佳选择。如果纯粹沿着时分复用TDM方式进行系统扩容的话,可以直接开通20Gbit/s系统而不需要任何色散补偿措施。G.653光纤的重要缺陷是四波混频现象限制了波分复用(WDM)的使用。所谓四波混频现象是由于光纤的非线性引起的,当不同的波长同时在一根光纤中传输时,由于相互作用,会产生新的和、差波分量。
1.2.3G.655光纤G.655光纤即非零色散位移光纤,它是为了解决G.653光纤中严重的四波混频效应,对G.653光纤的零色散点进行了移动,使1540~1565nm区间的色散系数保持在1.0~4.0ps/(nm.km),避开了零色散区,维持了一个起码的色散值,从而可以比较方便地开通多波长WDM系统。在G.655光纤的特性中,除了对零色散点进行搬移以外,其他各项特性与G.653都相同。它在1550nm窗口具有最小衰减系数和色散系数。虽然它的色散系数值稍大于G.653光纤,但相对于G.652光纤,已大大缓解了色散受限距离。它成功地解决了在1550nm波长区G.652光纤的色散受限和G.653光纤难以进行波分复用的缺点,同时具有这两种光纤的优点。它既可开通高速率的10Gbit/s、20Gbit/s的TDM系统,又可以进行WDM方式的扩容。
二、增加光纤传输容量的途径
在理论上,增加光纤传输容量可有以下几种方式:空分复用(SDM)、电的时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、光的频分复用(OFDM)、光的时分复用(OTDM)和光孤子技术(Soliton)。基于实用性,只对TDM和WDM两种扩容方式作简要介绍。
2.1时分复用技术(TDM)TDM技术是一种对信号进行时分复用的技术,是一种传统的扩容方式。PDH的34,140,565Mbit/s以及SDH的155,622,2488,9952Mbit/s都是在电信号上进行复用。据统计,在215Gbit/s以下,系统每升级一次每比特的传输价格可下降30%左右。正因为如此,在过去的升级中,人们首先采用的是TDM技术。随着复用速率的提高,例如达到10Gbit/s时已接近硅和砷化技术的极限,没有太多的潜力可挖,光纤色散的影响也更加严重,要对光纤提出更高的要求。
2.2波分复用技术(WDM)所谓波分复用技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区所具有的巨大带宽资源(约有25THz),采用波分复用器(合波器)在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输。在接收端再由一个波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开来。
波分复用技术的主要特点有:①可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。②使N个波长复用起来在单模光纤中传输,在大容量长途传输时可以大量节约光纤。③由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立,因而可以传输特性完全不同的信号,完成各种业务信号的综合和分离,包括数字信号和模拟信号,PDH信号和SDH信号的综合与分离。④波分复用通道对于数据格式是透明的,即与信号速率及电调制方式无关,是网络扩充和发展中的理想手段。⑤利用WDM技术选路来实现网络交换和恢复,从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。
三、关于正确选择光纤的建议
选择光纤种类的必须考虑三个关键的参数:①最大无中继传输距离②每个波长的最大比特率③每根光纤的波长数。当然,以上参数都应考虑光纤终期的要求,而不是初期的要求。根据以上参数,如果最大无中继传输距离在50~100km(取决于激光器的种类),那么G.652常规光纤则因其价格低是较为合适的选择。如果距离更长,而且每个波长的最大比特率小于10Gbit/s,那么还是应该首选常规光纤。如果距离长,但只需要单波长高速率(10Gbit/s以上),则可选用G.653色散位移光纤。如果距离长,而且需要多波长承载10Gbit/s或更高速率,那么G.655非零色散位移光纤是最佳的选择。
由此可以提出如下的光纤选择原则:①短距离的中继光缆和接入网光缆因为距离短,采用较多纤芯所增加的投资不大,因此一般应选择G.652常规光纤。②长途光缆因为传输距离长,采用较多纤芯时投资增加多,所以必须采用高速率和多波长的波分复用技术,应优先考虑采用G.655色散位移光纤。
据报道,近年来北美正在掀起新一轮的光纤敷设,但在干线上已经停止使用G.652光纤,而是全部采用G.655非零色散位移光纤。这一动向值得引起重视。
无论是选用G.652光纤还是G.655光纤,除了对光纤的衰耗和色散等常规指标提出要求外,一般可以按传输10Gbit/s速率的要求提出PMD指标要求,这样就为以后利用波分复用手段迅速扩大传输系统的容量创造了条件。
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1剪除病虫枝
许多害虫以虫卵、卵块的形态在芽、嫩枝、叶子上越冬,病菌在病枝上越冬。如苹果白粉病是以菌丝在芽鳞痕、瘦弱病枝、当年生新梢上越冬,炭疽病以菌丝干枯枝、破伤枝、病果台和病僵果中过冬,另外在这些地方越冬的还有梨茎峰、苹果红蜘蛛卵、黄刺蛾蚜虫卵、苹果腐烂病菌等。对以上越冬的病虫害,应结合冬季修剪,剪除干枯枝、病虫枝,摘除病僵果,除净越冬卵茧并集中烧毁深埋,以减少多种病害的枯枝侵染源和虫口数量。对修剪所造成的伤口必须涂波尔多液、843康复剂和腐必清液加以保护。
2清洁果园
很多危害果树的害虫和病菌都在落叶以及杂草中越冬,所以应清除果园内的杂草、枯枝、落叶、落果、死树。如苹果褐斑病、灰斑病和梨的黑星病等病菌的越冬场所都在残枝落叶和杂草中,葡萄白腐病、桃褐腐病的病菌大部分在残果上越冬,梨木虱、梨网蝽、金纹细蛾等害虫多在杂草落叶中越冬;苹小卷叶蛾、山楂红蜘蛛等害虫多在树洞里、剪锯口处越冬,通过清扫可起到消灭越冬病原物的作用[3]。清除的时间最好在初冬季节,把清出的东西全部集中起来烧毁或堆积起来沤制肥料。
3果树刮皮
果树刮皮是冬季防治果树害虫的关键措施。有句农谚:“要想吃好梨,年年刮树皮。”因为许多危害果树枝干的病菌都潜伏在老皮、翘皮及裂缝中越冬。在果树的粗皮裂缝中还有许多潜伏越冬的害虫,如毛虫、梨蝽象、苹果小卷叶蛾、梨小食心虫、山楂叶螨等,通过认真细致的刮皮,不仅可以消灭这些病虫害,还可更新树皮,促进树体生长。果树刮皮要掌握4点:一是刮皮时间应该在冬季土壤结冻后到立春惊蛰前进行;二是刮皮要彻底,不要只刮树的主干,应将果树所有枝干的粗皮、翘皮刮除;三是刮皮深度要适宜,要掌握“小树、弱树宜轻;大树、旺树宜重”的原则;四是刮皮时要在树下铺上塑料布,以便于集中收拾销毁。
4树干涂白
树干涂白可减轻日灼和冻害,提高果树的抗病能力,破坏病虫的越冬场所,延缓果树的萌芽和开花,使果树免受春季晚霜的危害,又可兼治树干病虫害,起到防冻杀虫的双重作用。涂白剂配制比例为:石灰10~12份、黏土2份、石硫合剂原液2份、食盐1~2份、水36~40份,可加少量杀虫剂,搅拌均匀后涂抹树干。涂白的位置以树干基部为主,高约1m,涂抹时要由上而下,涂在树干和枝干上,对树干南部及树杈向阳处重点涂,在果树落叶后至封冻前涂最为适宜[4]。
5果园深翻
利用冬闲园地耕翻既是改良土壤、促进果树增产的重要措施,也是消灭越冬害虫的有效办法。在土壤内越冬的果树害虫很多,如桃小食心虫、枣步蛐等,可将土壤深层的害虫及病菌翻至地面而被冻死、或被天敌吃掉,使深埋地下的病虫不能羽化出土而被闷死。耕翻的时间最好在土壤临近封冻时进行,耕翻深度以25~30cm为宜。
6诱杀灭虫
利用害虫对越冬场所有独特的选择性,秋后在果树的主干上绑草或破麻袋片,也可把草搓成绳悬挂在树上,诱集害虫化蛹越冬,然后在翌年春天果树萌芽前把束草解下集中销毁。据调查,这种方法,对梨小食心虫、枣粘虫、旋纹潜叶蛾、苹果小卷叶蛾、苹小食心虫、山楂红蜘蛛等害虫都有很好的诱集作用。
7药剂防治
有的病虫在树的其他部位越冬,因此在清理、刮皮、剪除后,喷含油量为4%~5%的柴油乳剂和3~5°Bé石硫合剂1~2遍,既能杀菌又能灭虫,对蚧壳虫、红蜘蛛、苹果腐烂病以及梨树黑星病、葡萄黑痘病、白粉病等都具有显著的防治效果。对于蛀干害虫天牛等,可采用人工钩杀或用触杀剂农药稀释成有效浓度往蛀孔内灌注。
8生物防治
利用天敌消灭害虫,对人、畜、植物安全,不污染环境,不会引起害虫的再次猖獗和形成抗性,保护和利用害虫天敌,应注意改善天敌生存的环境条件,在果园中给害虫天敌增添食料或设置隐蔽越冬场所,使天敌种群能够顺利生存、繁衍。把果园周围的天敌招引进来,比如啄木鸟可在果树枝干上觅食吉丁虫、透翅蛾等蛀干害虫。
9加强果园肥水管理,增施有机肥
冬季肥源较足,多施有机肥料,可以改良土壤,促进根系发育,提高抗病防虫能力,如葡萄植株的营养主要靠冬天施有机肥料即基肥,结果植株如不施肥,将消弱抗病力,炭疽病、褐斑病发生较多。施有机肥料可增强植株抗旱能力,适当施钾肥,既可提高树体的抗病性能,也可改善果品的质量。
冬季是果树的休眠期,同时也是病虫害的越冬期,是病虫害一年中最弱的时期,便于彻底消灭,选择冬季预防和消灭虫害,将收到事半功倍的效果。
10参考文献
[1]姬宜改.果树休眠期病虫害的综合防治[J].河北果树,2005(1):52.
篇6
近半个世纪来,地质环境正受到日益严重的危害,地质环境不得不成为我们所关照的一个研究领域。而在水文地质与工程地质的工作程度和精度,会直截影响到整个地质环境合理开发利用及规划,还会影响到开发利用过程中可能发生的突发性地质灾害或安全事故的处理决策问题及地质环境恢复治理方案的制定和实施。本文将从钻孔抽水试验得出水文地质观测资料整理与分析进行讨论,以促进对此项工作的重视与综合利用。
2 工作内容方法及要求
水文地质工程工作内容,应当根据勘查阶段和矿床类型的不同按《水文地质工程勘查规范》、《地质勘查规范总则》和各类地质勘查规范等要求结合实际因地制宜综合确定。主要有区域和水文地质工程地质环境地质测绘、静止水位观测、抽水试验、钻孔简易水文观测、钻孔岩心水文工程地质编录、坑道水文工程地质编录、地(表)下水长期观测、取样分析测试等。
2.1 区域和矿区水文地质工程地质环境地质测绘
水文地质工程地质环境地质测绘观测路线采用穿越法和追索法相结合,一般垂直岩层、构造线走向和沿地貌变化显著方向,对重要地质体、接触带、断层带、软弱夹层、地质灾害和不良地质现象发育地带、河谷、沟谷和地下水露头多的地方进行追索、观察、详细记录和描述,并描绘信手剖面图和进行拍照。对造成地质环境污染和破坏的地带进行重点调查和观测。原则上1:50000测绘观测路线间距500~1000米,观测点密度3O~5O个/平方千米;1:10000测绘观测路线间距25O~500米,观测点密度3~5个/平方千米;1:2000测绘观测路线间距l00—200米,观测点密度30~50个/平方千米。野外调查内容和要求为:
水文地质勘探内容和要求:(1)泉水调查:查明出露地貌位置和地质条件、成因类型、补给来源、流量、水质、水温、访问其动态变化情况。选择部分代表性强的泉取样,进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。(2)老硐调查:查明硐El地貌位置和地质条件、老硐形状、断面、长度、揭穿层位和岩性、出水量、水质、水温、访问其动态变化情况。选择有代表性的取样进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。(3)地表水体调查:查明河流、溪沟点的地貌位置和地质条件、水位、流量、水质、水温、与地下水的联系,访问其动态变化情况。水塘、湖泊的地貌位置和地质条件、水位、水质、水温、与地下水的联系,访问其动态变化情况;选择有代表性的取样进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。
工程地质勘探内容和要求:(1)地形地貌调查:调查基本地貌形态特征、成因类型和展布情况,划分地貌单元。河谷地貌应调查谷底和纵向坡度的变化情况、断面形态、河床宽度、植被发育程度等;河流阶地应调查阶地的级数及高程、形态特征、长宽、高及坡度、地质结构、纵横方向上的变化、阶地的性质及组合形式;冲沟应调查其地貌位置、岸坡地层岩性、地质构造、风化程度、植被发育情况、沟底和沟口堆积物的特征等。(2)土体调查:松散碎屑土应详细观察颜色、结构、颗粒大小、形状、均一性、磨圆度、分选性、孔隙度、干湿度、透水性、颗粒成分、颗粒含量、固结物成分、含量和固结状态、密实度;粘性土应详细观察颜色、结构、干湿度、压缩性、透水性、可塑性、矿物成分等。(3)岩体调查:应详细观察颜色、结构、构造、风化程度、全至强风化带厚度、岩石坚硬程度、节理裂隙发育组数、每组条数(条/米)、单条节理裂隙的产状、长、宽、深度、充填情况、充填物成分、统计线节理裂隙发育率(岩体长度内裂隙宽度之和/岩体长度% )、节理裂隙切割岩体情况、切割岩石块度和形状,编制节理玫瑰花图或极射赤平投影图。可按《工程岩体分级标准》进行分级。(4)地质构造调查:附近地层岩性、岩层产状、各种构造形式的分布、形态、产状、规模、软弱结构面的产状、性质、断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度、成分、充填胶结情况、工程地质特征、挽近期构造活动的形迹、特点、与地震活动的关系。节理裂隙发育组数、每组条数(条/米)、单条节理裂隙的产状、长、宽深度、充填情况、充填物成分、统计线节理裂隙发育率(岩体长度内裂隙宽度之和/岩体长度%)、节理裂隙切割岩体情况、切割岩石块度和形状。
环境地质勘探内容和要求:(1)区域稳定性调查:收集勘查区及附近历史地震资料,调查新构造活动晴况、分析是否有活动性断裂的存在。(2)社会和自然环境调查:调查居民及其它建筑物的类型、密度、旅游区、文物保护区、自然保护区的分布及范围、破坏程度等。(3)地质灾害和不良地质现象调查:调查滑坡、崩塌、泥石流的分布的地貌位置、地层岩性及构造条件、分布范围、规模、形成时间、现状稳定性、发展趋势等;调查斜坡、人工边坡的变形破坏及其稳定性;地面塌陷、地裂缝、不良冲沟的发育与分布范围、形态特征、发育程度、形成原因、现状稳定性、发展趋势等。(4)地质环境污染调查:调查收集地表水、地下水的环境背景值(污染起始值);调查由于原生地质环境引起的地方病的原因;由于人类活动造成的地表、地下水水质污染的形成条件、污染源、污染物质成分、污染途径、污染程度、分布范围;放射性污染的种类和范围等。
2.2 钻孔抽水试验
钻孔的抽水试验多是采用稳定流抽水试验方法,试验前应先测量静止水位。水位降深应根据试验目的和含水层富水程度而定,应尽设备能力作一次最大降深(S≥10米),水量大时应作三次降深。稳定时段延续时间最低不少于8小时,稳定时段内水位波动相对误差不大于1% ;涌水量波动相对误差:当单位涌水量大于0.1L/s.m时,不大于其平均值的3% ;当单位涌水量小于或等于0.1L/s.m时,不大于其平均值的5%。[波动相对误差(%)= (最大或最小值- 平均值)/平均值%]。抽水试验趋于稳定时采集化学全分析水样1件。
在抽水的试验过程中应当连续准确观测和记录下水位的下降、流量、水温、气温和恢复水位,水位下降、流量的观测时间间隔为抽水开始后的第5、10、15、20、25、30分钟各观测记录一次,以后每30或6O分钟观测记录一次;水温、气温的观测时间间隔为每2~4小时同步观测记录一次;抽水达稳定标准停抽后,恢复水位观测时间间隔为停抽开始进行观测记录,以后每3O或60分钟观测记录一次直至稳定,稳定标准为8小时内水位波动范围不超过l0厘米。
2.3 钻孔简易水文工程地质观测
所有的施工钻孔均要求进行。由钻孔施工单位对施工的所有钻孔均进行观测和详细记录钻进过程中的涌水、漏水、掉块、塌孔、缩径、扩径、卡钻、埋钻、掉钻、涌沙、逸气等现象发生的位置深度,测量涌(漏)水量和涌水水头高度。观测记录钻进过程中每一回次的起、下钻动水位和冲洗液消耗量,并记录起、下钻动水位观测的间隔时间。遇休假或处理事故等停钻时间较长时,开钻前必须测量孔内水位。要求使用钻孔岩心鉴定记录表、岩心统计表、钻孔简易水文地质观测记录表、钻孔止水记录表、钻孔止水检查记录表等专门表格进行观测记录。
2.4 钻孔岩心水文工程地质编录
要求详细观察和描述岩芯的岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度和深度、划分各风化带界线深度、裂隙性质、密度、充填情况、发育深度、统计裂隙率;地下水活动情况;岩芯形状、完整破碎程度、统计描述岩芯块度、绘制岩芯块度柱状图、计算回次岩芯采取率、按钻进回次测定岩石质量指标(RQD=Lp/Lt% ,式Lp- 某岩组大于l0厘米完整岩芯长度之和;Lt- 某岩组钻探总进尺),确定不同岩组RQD值的范围和平均值。
2.5 坑道水文工程地质编录
要求与地质编录同时进行,自坑道口开始分别按层位、岩性详细观察和描述岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度、节理裂隙性质、密度、充填情况、统计裂隙率、岩体完整破碎程度、岩石块度形状、大小、顶壁稳定程度、变形破坏情况及地下水活动情况。绘制水文工程地质素描图。
2.6 地表水地下水动态长期观测
河溪、泉水和坑道等进行流量、水温、气温的观测;钻孔进行水位和气温的观测。一般每间隔lO天观测一次(即每月观测3次),雨季加密观测,取得当年的流量和水位峰值。水质按枯、雨季取样分析。连续观测时间不少于一个水文年。
2.7 岩石物理力学性质试验
要求每一工程地质岩组均应有样品控制,样品可直接由钻孔岩芯采取,采样规格要求岩芯直径≥8厘米,长度1O~3O厘米,每组样品数量为20块左右。采样时需用油漆箭头标明顶面方向(),并按顺序进行编号(如A组样取到20块岩芯,其编号为A.1、A-2、……A-20),样品取好后用石蜡密封,按组装箱运送到试验室。岩(矿)石的物理力学性质试验项目有:风干含水量、风干容重、饱和容重、比重、普通吸水率、饱和吸水率、风干抗压强度、饱和抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊桑比、抗剪强度(凝聚力、内摩擦角)等。
2.8 水质全分析与专项分析
选择区内有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水钻孔进行采样,其中泉水、地表河溪、坑道分枯雨季采样。盛水容器采用2千克塑料瓶,在采样点用所取之水冲洗瓶和盖三次以上后再采取水样,水样取好后,立即用石蜡封好瓶口,标明取样位置、水点编号、填写水样标签粘贴在样瓶上,24小时内送到化验室进行化学全分析。同一水点位置另取1千米水样加入2~3克大理石粉(标明)24小时内送到化验室进行侵蚀性CO2分析。化学全分析项目有:水的物理性质、HCO3-、SO42-、C1-、NO2-、NO3-、CO32-、F-、Br-、I-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、游离CO2、侵蚀CO2、H2S可溶性SiO2、PH值、耗氧量、总硬度、暂时硬度、永久硬度、焙干残渣、灼热残渣等。
篇7
我国的生物技术及产业发展应改变以往跟踪为主的战略,实施积极创新为主集成应用的战略方针。基于目前我国生物技术及产业发展的实际状况、水平和能力,在未来10~15年内,我国宜采取“立足创新、集成应用、需求导向、重点突破”的发展战略。
关于集成应用,主要是指把现有的已成熟的先进技术(不管这些技术源自何处)组合集成起来运用于生物技术的研究开发和产品生产。充分借助和合理利用现代科学技术所取得的成就,对于我国生物技术产业以及其他高技术产业的发展都十分重要。
1)战略目标
21世纪初我国生物技术及产业的发展目标应定位在:努力提高生物技术在我国国民经济和社会发展中的贡献率,增强我国生物技术的创新能力和国际竞争能力;争取在21世纪初的10年内,使我国生物技术的整体水平跻身于世界先进行列,生物技术新兴产业发展成为我国的支柱产业之一。
2)发展模式
我们认为,在未来10~15年内,我国的生物技术及产业发展宜采取“政府引导,企业为主,官、产、学、研、资相结合”的发展模式。
众所周知,产、学、研的结合是促进科技进步,加速科技长入经济,提高研究开发效率的良好方式。结合现阶段我国实际情况,为保障生物技术及产业得以迅速发展,政府的作用十分重要。政府应该对全局研究开发及产业化的发展方向、目标、策略和措施进行系统的规划和设计,对各类各层次不同机构的研究开发工作给予重要的引导;对于一些重要的领域,国家应给予一定的资金支持,可以更加有效地引导企业界、金融界以及地方政府的资金和支持,各方面力量形成的合力将加速国家目标的实现。
高技术是基于多种学科的综合技术,而高技术产业则必须加上科学的经营管理和营销策略。发展高技术产业只有以企业为主,才能有效地将分离的科学与技术、科技与产业、产品与市场紧密地有机地联系在一起。同时生物技术产业的发展需要技术资本和金融资本的联合运作。没有一个良好的资本市场,生物技术产业将难以迅速发展。
3主要对策
1)健全和完善管理体制、加强整体协调、形成优势集成
总体而言,我国目前尚没有全国性统管生物技术研究开发及产业化的组织管理机构,缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究,但在具体实施和操作过程中,往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目,导致创新的源头匮乏。更为严重的是,各类计划之间缺乏必要的沟通与协调,各部门、地方自成一体、封闭运行,导致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重复。
现阶段我国正处在从计划经济向市场经济过渡的转轨期。发展我国的生物技术及其产业,必须结合我国具体国情,同时运用计划和市场两种资源配置的调节手段,采取“两弹一星”+利益捆绑的新机制,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成;必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力;必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调,避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。
2)进行战略布局,形成产业聚集区
国外生物技术及其产业发展的经验表明,在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域,容易形成生物技术研究开发和产业的“聚集区”。这种“聚集”促进了不同研究开发领域的交流与合作,不仅加速了生物技术研发及产业的发展,同时通过“聚集”进一步吸引人才、技术和资金,起到了“聚集”带动“聚集”的作用,形成了良性发展的循环。根据目前我国生物技术及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、广东(深圳)、长春等地作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。集中力量有选择地发展3~5个生物技术产业聚集区(如以北京为中心的京津冀聚集区、以上海为中心的江浙沪聚集区、以深圳为中心的粤港聚集区、以长春为中心的长沈大聚集区等),发挥生物技术产业发展的聚集效应,尽快形成较大的生物技术产业规模。对上述生物技术产业聚集区,国家应积极发挥引导作用,充分调动地方和企业界的积极性,以国家重大项目为纽带,促进优势互补的联合与协作,逐步形成既有合作(包括跨国和跨地区合作)又有竞争的社会化的生物技术研发与生产的格局。
3)选择部分重点产品,目标定位国际市场
对于某些我国有较好基础、接近或达到国际先进水平或是我国有资源优势的技术领域,例如转基因动物反应器、转基因植物、功能基因组、生物芯片、组织工程、中药等领域,应选择部分重大项目,目标瞄准国际市场,通过运用优势集成、整体设计、分段实施的操作方式,加大协同攻关力度,尽快将一批拥有自主知识产权的生物技术和产品推向国际市场,增强并确立我国生物技术及产业的国际竞争能力和地位。
4)建立国家生物技术重大项目孵化器
我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展,影响了科技作为第一生产力作用的发挥,已成为普遍关注的问题。生物技术因其自身的综合性、多学科特点,生物技术转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下,孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是,通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术上下游的结合,有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺,向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此,应在已有的工作基础上,择优建立数个生物技术国家重大项目孵化器,结合具有自主知识产权、独特性的生物技术重大项目和重大产业工程的实施,力争在5~10年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大生物技术产品,同时走出一条生物技术成果转化的成功之路。
5)加强生物技术产业相关技术及装备的产业化及国际化
我国在生物技术及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后,主要依靠国外进口。在国外,生物技术的支撑技术与装备本身就是一个巨大的产业,其产值占生物技术产业总产值的20%以上。生物技术的支撑技术与装备具有两大特点,一是涉及多学科、多技术领域的交叉;二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场,只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。因此,对重要的生物技术仪器、设备和装备,应采取“桑塔纳”模式,走与国外大公司合资合作的发展道路。第一步通过合资合作,引进建设组装线或生产线,这样一方面可以迅速提高技术水平和管理水平,另一方面可以与外国公司共同参与国际竞争;第二步加速引进技术的消化吸收,逐步加大国产化比重,同时加强新型号、新设备的研制开发,进而逐步增强参与国际竞争的能力。在此方面,应注意避免自己闭门造车、封闭发展,所开发的产品性能不稳定,测出的数据不可靠,别人不用,自己也不用的尴尬局面。
6)大力发展生物技术中介组织
国外成功经验表明,中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用,中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术信息咨询、技术评估(包括生物安全评估)、专利(特别是国外专利)、投融资等方面的中介机构。
我们认为,应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作,有利于规范市场和公平竞争,亦可避免不必要的重复,有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主,吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。
7)充分利用和合理保护我国丰富的生物资源
我国国土辽阔,特殊的地理、气候、人口、人文、历史以及多民族等原因,使我国具有丰富的动物、植物、微生物及人类遗传资源,包括历史悠久的中医药宝库,为我国在生物技术领域的研究开发提供了得天独厚的有利条件。但从目前情况看,我国在生物资源的保护和利用方面还存在着明显的不足。大量的生物资源没有得到有效的保护和利用,甚至一些重要的资源流失严重。例如,我国虽有丰富的微生物资源,但由于资金和管理上的一些因素,导致研究、保藏和开发工作都处于非常困难的境地,至今没有一个明确的主管部门,也没有一部微生物资源管理的法规。因此,建议国家有关部门象重视人类遗传资源一样高度重视对所有生物资源的保护和利用。一方面应抓紧制定和完善有关各类生物资源管理的法规和规章制度;另一方面应尽快建立健全国家生物资源的保藏及服务体系,其中包括细胞库、菌种库、毒种库、种质库、信息库等。此项工作可在相关计划的基础上,给予专项经费支持。虽然需要花费一定的资金,但这是一项具有战略意义的基础性工作,因此必将起到事半功倍的效果。
8)加强国际合作,建立战略联盟
中国改革开放实践证明,不开放就没有出路。高技术需要在合作和竞争中求发展。一方面是在合作中竞争,另一方面又要在竞争中合作。国际上,企业间的联合与建立战略伙伴关系越来越成为一种重要的发展趋势。我国在发展生物技术及产业的过程中,必须加强与国外政府间和民间的合作与交流。此外,还应利用国内巨大市场的吸引力,积极与某些大型跨国公司建立战略伙伴关系,在国内合作建立合资企业,合作开发新产品,合作开拓国际市场。
发展我国生物技术及产业要充分重视利用海外资源,特别是信息及人才资源。在这方面,即使是十分发达的美国也不例外,十分重视利用国外的信息,并吸引别国的优秀人才为其服务。我国除应采取相关措施积极吸引海外留学生和科学家回国为国效力外,还应选择重大技术领域,在国外建立联合工作站。863计划生物领域在“八五”、“九五”期间已试行,效果良好。实践表明这是实现技术跨越的有效途径。国家应积极引导支持有条件的科研机构和企业,特别是企业在国外建立研究开发机构,这样将会大大提高信息采集、技术引进、智力引进、人才培养和国际合作与交流乃至产品出口的效率。
篇8
异题同解实现基础知识的夯实
异题同解简单地讲,就是在教学中将在解法上相同或者相近的一系列问题归纳在一起,对照分析后达到巩固和提高的目的. 从历年高三二轮数学复习的实际教学的效果来看,这种方法尤其对于基础不太好的学生,甚至是基础中等的学生而言,都有着可以较好地夯实基础知识,提高解题的能力,增加学生学习数学兴趣的功能.
例1 将函数f(x)=-的图象向左平移1个单位,再向上平移1个单位,求所得图象的函数表达式;
2. 作出函数f(x)=的图象;
3. 求函数f(x)=的单调递增区间;
4. 求函数f(x)=log2的单调递增区间;
5. 讨论函数f(x)=a≠在(-2,+∞)上的单调性.
解:1. 将函数f(x)=-中的x换成x+1,y换成y-1得
f(x)-1=-?圯f(x)=1-?圯f(x)=.
2. 函数f(x)==1-,它是由函数f(x)=-的图象向左平移1个单位,再向上平移1个单位得到的. 图象为:
图1
3. 由图象知函数f(x)=的单调递增区间为:(-∞,-1),(-1,+∞).
4. 由>0?圯x>1或x
5. f(x)==a+a≠,由f(x)的图象知,当a>时在(-2,+∞)上是增函数;当a
从上面的几道题的问题设计,我们会发现“问题”虽然不同,但基本方法一致,它们源于双基,通过解决问题又强化了双基,让学生在不断提出问题、解决问题的流程中扎实双基,并认识夯实双基的重要性. 从而在高三二轮复习中我们在课堂教学中要清醒地认识到“问题”设计的导向性就是要强化“双基”,突出重点. 强化“双基”,夯实基础是教学工作的基本原则. 只有这样,才能达到课堂的有效性.
同题多解促进思维的渗透
在一些公开课中,我们常常看到开课教师在课堂上对典型例题进行“同题多解”,动辄就是五六种方法,甚至还会更多,成为教师的“表演秀”,但学生究竟掌握了多少,是要打问号的. “同题多解”在教学中是否必要存在有很大的争论,毕竟在测试中,学生只要用最短的时间得到题目的答案就可以了,但考虑到“同题多解”是培养学生思维能力的一种有效的方法,同时从不同角度看问题,也可以发现某些常见错误,提供了一种常见的检验的方法. “最基本的才是最重要的”. 笔者在教学中对于这样一类问题设计时,通常要求几种方法在技巧性上的要求不能太高,力求能够还原到基本概念,或者根据学生的思路,因势利导,绝不为了“同题多解”而“同题多解”.
例2 设二次函数f(x)满足f(x-2)=f(-x-2),且函数图象y轴上的截距为1,被x轴截得的线段长为2,求f(x)的解析式.
解法一:设f(x)=ax2+bx+c(a≠0)
由f(x-2)=f(-x-2)得4a-b=0.
又x1-x2==2,所以b2-4ac=8a2.
由题意可知c=1. 解之得f(x)=x2+2x+1.
解法二:f(x-2)=f(-x-2),
故函数y=f(x)的图象有对称轴x= -2,可设y=a(x+2)2+k.
因为函数图象与y轴上的截距为1,则4a+k=1.
又被x轴截得的线段长为2,则x1-x2==2,
整理得2a+k=0,
解之得a=,k=-1,f(x)=x2+2x+1.
解法三:f(x-2)=f(-x-2)
故函数y=f(x)的图象有对称轴x= -2,又x1-x2=2,
所以y=f(x)与x轴的交点为:(-2-,0),(-2+,0),
所以故可设y=a(x+2+)(x+2-),
所以f(0)=1,a=,
所以f(x)=x2+2x+1.
从总体来讲,三种方法在技巧性上要求不高,学生容易掌握,第一种体现了待定系数化归的常见数学思想;第二种方法将对称转化为对称轴问题,是一种通法;第三种方法起点低,但思维量比较大,采用交点坐标求二次函数的解析式来解决问题. 在求二次函数的解析式时三种方法都是常用方法,可以融会贯通,促进思维的渗透.
篇9
1GPS测量技术的工作原理
相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量,其原理是采用载波相位测量局域差分法:在接收机之间求一次差,在接收机和卫星观测历元之间求二次差,通过两次差分计算解算出待定基线的长度;求解整周模糊度是其关键技术,根据算法模型,设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。而RTK技术代表着GPS相对测地定位应用的主流。
2GPS测量的特点
GPS系统是目前在导航定位领域应用最为广泛的系统,其可为各类用户连续提供动态目标的三维位置、三维速度及时间信息。GPS测量主要特点如下:
2.1功能多、用途广
GPS系统不仅可以用于测量、导航,还可用于测速、测时。测速的精度可达0.1m/s,测时的速度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。
2.2定位精度高
一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm,而红外仪标称精度为5mm+5ppm,GPS测量精度与红外仪相当,但随距离的增长,GPS测量优越性愈加突出。大量试验证明,在小于50km的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100km~500km的基线上可达10-6~10-7。
2.3实时定位
利用全球定位系统进行导航,即可实时确定运动目标的三维位置和速度,可实时保障运动载体沿预定航线运行,亦可选择最佳路线。特别是对军事上动态目标的导航,具有十分重要的意义。
2.4观测时间短
采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30min~40min左右,采用快速静态定位方法,观测时间更短。例如,使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。
2.5测站之间无需通视
这是GPS技术区别于常规测量的最大优点。常规测量技术需要保持良好的通视条件,又要保障测量控制网的良好图形结构。而GPS测量只要求测站15°以上的空间视野开阔,与卫星保持通视即可。其这一优点,使得在布设长大线路施工控制网时,可省去大量的传算点、过渡点的测量,大大减少测量作业时间和费用,同时也使选点布网变得非常灵活。
2.6操作简便
GPS测量的自动化程度很高。目前,GPS接收机已趋小型化和自动化,在观测中测量员只需打开GPS接收机、量取天线高、采集环境的气象数据、监视仪器的工作状态,而其他工作,如卫星的捕获、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成,然后利用数据处理软件对数据进行处理,即求得测点三维坐标。观测结束时,仅需关闭电源,收好接机,便完成野外数据采集任务。
2.7可提供全球统一的三维地心坐标
经典大地测量将平面和高程采用不同方法分别施测。在GPS测量中,在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测量观测站的大地高程。其这一特点,不仅为研究大地水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径,同时也为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用,提供了重要的高程数据。
2.8全天候作业
GPS卫星较多,且分布均匀,保证了全球地面被连续覆盖,使得在地球上任何地点、任何时候进行项观测工作,通常情况下,除雷雨天气不宜观测外,一般不受天气状况的影响。
3GPS测量技术在农村公路中的应用
3.1农村公路调查内容
农村公路调查对象主要是县乡道路以及复合标准的村道,另外,还要对每个建制村道路的通达情况作相关的调查。在外业数据采集中主要采集的数据有各条道路的长度、路基路面宽、路面类型、所经过的村委以及村小学等标志性建筑的地理坐标、各起终点的坐标、名称以及各分段点的信息等。
3.2GPS外业数据采集流程
3.2.1准备工作
GPS在农村公路测量中应用时,可采用“边采集、边录入”的现场数据采集模式,一般情况下,一个测量小组由1人负责GPS接收机的开关以及掌上电脑的录入工作、1人负责相关数据和出现特殊情况时的记录工作、一名乡镇向导和一名司机共4人组成。
在采集工作出发之前,应先做好采集计划,如安排好采集行程;提前准备好已有的周边路线图作为采集底图,并打印一份供采集时参考;对需要采集的路线以及附属设施提前准备好相关已有的资料(如路线编号,起点名称,起点路基宽度及路面宽度,道路等级,路面性质,穿越了几个乡镇、建制村,沿线共有几座桥梁、大概在什么位置等),做到心中有数,提高采集效率。
在采集前,应先将GPS接收机与掌上电脑正确连接,然后通过蓝牙连接将GPS接收到的信号反映在掌上电脑上,并确保GPS连接和信息输出正常。
3.2.2主要操作
GPS外业采集功能主要是实现公路路线、桥梁、隧道、渡口、乡镇、建制村等图形和属性一体化采集,具体包括采集新路线、路线分段、停止采集路线、继续采集路线、点采集(如桥梁、隧道、渡口、乡镇、建制村等位置和属性信息)等功能。在进行外业采集之前,在GPS采集子系统中主要操作有:
(1)打开GPS:GPS接收机与计算机连接正常并输出有效的GPS数据后,通过“打开GPS”功能,建立与GPS接收机的通信连接。
(2)关闭GPS:在e-Road系统中断开与GPS接收机的通信连接,只有在打开了GPS后才能关闭。
(3)查看GPS状态:当打开GPS后,可查看GPS当前的状态,是否正常接收卫星信号,以及GPS输出的数据是否有效等信息。
(4)采集新路线:开始采集一条路线,记录该条路线的线形、线位和调查指标信息,如果GPS已经打开并且定位后,就可以进行路线的采集。
(5)路线分段:当路线的调查指标发生变化且符合路线分段原则时,需要添加一个路段,在采集路线的过程中,在路线分界点叫司机停下,并点击计算机平面上点击“分段”按钮,并输入分段原因:路面情况发生改变。同时还要输入分段点的相关信息。当然在其他路况发生改变时也要分段,比如路面宽度发生了明显改变,有分叉路的情况等。系统就会自动对路线进行分段。
(6)停止采集路线:在调查中还要标出各村村委以及村小学的地理坐标,在测量时只需在路线迄点处停止采集当前正在采集的路线,生成最后一个路段的讫点位置信息,并输入相关信息即可。
(7)继续采集路线:在路线采集的暂停位置继续采集路线的线形,如果在地图中存在没有采集完的路线,可以通过“继续采集路线”的功能,继续采集未采集完的路线。
(8)点采集:实现公路沿线附属设施点(如桥梁、隧道、渡口等)以及乡镇、建制村、村小学等点的地理位置和属性信息一体化采集。
通过上述功能操作,基本可以实现GPS+PC操作完美结合,在采集过程中,若因操作或人为走错路线等原因还可以进行对象属性编辑,现场及时修改或删除所采集数据信息。
3.2.3采集完毕
当天采集完毕后,首先要做好数据备份工作,建立以天为备份数据文件,同时备份到移动存储器中,以防计算机出现重大故障而使数据文件损坏,并及时将采集的数据进行必要的内业处理,防止因间隔时间过长,记录不准确,导致内业无法编辑等状况。
3.2.4经验总结
(1)GPS接收器本身时钟也存在误差和噪声,这些都影响定位的精确度。当出现比较明显的漂移时,测量人员应该叫司机先停下来,等指示箭头回归原点时再开始进行测量。
(2)当正在进行路线采集时,如果较长时间在某个地方停顿或需要离开正在采集的路线去采集其他路线、沿线乡镇、建制村时,应先使用“停止采集路线”功能暂停正在采集的路线,再采集其他路线、沿线乡镇、建制村等,然后回到暂停的位置处使用“继续采集路线”功能按原采集方向继续采集被停止采集的路线。
(3)在采集过程中,应时刻关注GPS的信号,如果连续出现“GPS无法定位”的提示时,应立即停止采集路线,以免丢失相关数据,甚至出现把数据导入PC机后出现乱码的情况。且测量人员应立即检查GPS的电池是否没电或是GPS与计算机是否已断开连接等,待设备都已完好后,为确保数据的有效性,测量人员应进行返工。
(4)采集过程中,GPS接收机和计算机不能离得太远(一般是10m以上),以避免计算机无法接收GPS传过来的信号以致数据丢失。
(5)采集过程中,如测量人员下车去测标识物后,司机不能将车开动,以免出现当测量人员回来后重新测量时原点发生了改变,从而出现相应的误差的情况。
(6)采集过程中,车速不能太快,一般控制在40km/h~60km/h,尽量靠着路的中间行驶,尽量避免紧急刹车。
综上所述,由于GPS设备功能齐全,携带方便,易于掌握,能够彻底改变以往公路调查陈旧的工作模式,从根本上提高公路测量效率,减轻职工劳动强度。尽管GPS测量技术仍存在一些问题,但只要运用得当,其自身的缺陷仍可以克服。GPS技术的普遍应用必将促进交通工作向着精确、高效、现代化的方向发展,是今后交通工作中必不可少的工具,如广泛使用一定会取得巨大的经济和社会效益。可以说,GPS在公路领域的应用前景是无限的。
篇10
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)24-0062-02
研究生学术论坛作为高等院校课堂知识延伸的有效途径,在探究科学问题、激发创作灵感、提高创新意识、拓宽学术视野、促进学科交融、提高研究生综合素质等方面发挥着不可替代的作用。经过多年的发展,研究生学术论坛不断成熟并呈现出了各式各样的形式。地方院校硕士研究生学术论坛活动较国内其他知名院校起步晚,尚处于摸索当中,虽然也取得了一些进步,但是在学术论坛活动开展过程中也存在许多问题,严重制约了学术论坛的良好开展。
一、研究生学术论坛活动中存在的问题
1.论坛形式单一。目前的研究生论坛模式有全国性的、区域性的大型学术论坛,也有课题组、实验室为单位的学术沙龙,其中涵盖有学术讲座、学术报告、研讨会等。但由于地方院校研究生论坛活动起步晚,各方面条件资源有限,缺乏论坛的实际经验。论坛范围仅限于学院内、甚至专业内,看不到不同院系之间、不同学科之间、不同专业之间的融合与交流,且高级论坛的开展缺乏持续性和连贯性。只有常规性的论坛,没有精深型的学术论坛,导致论坛的层次水平停留在一样的高度。各个院系虽然每年都会邀请国内外的一些知名学者和专家来校讲学,但是论坛组织者并没有将学术论坛活动与专家的讲座之间形成有效的结合,失去了专家带给学术论坛的巨大提升作用。因此,论坛形式单一大大降低了学术论坛举办的宗旨和目的。
2.研究生参与性不高。地方院校硕士研究生生源当中90%的学生来自地方省属院校,生源质量并不高,加上当前高校毕业生就业压力的不断增大,研究生读研的动机呈现出多元化特点,致使研究生投入到科学研究中的精力非常有限。大部分研究生仅满足于完成专业培养计划内的学习,即便是学术交流也仅限于本课题组内,不同专业与不同学科之间的学术活动更少。研究生也没有充分认识到参与学术论坛活动的重要性,交流观念单薄,不愿意参加论坛活动,甚至对论坛产生抵触情绪。以院系为单位组织的学术论坛活动虽然对研究生的参与情况进行了行政干预,但是学生依然缺乏应有的热情,更没有活跃的学术氛围,院系组织论坛工作的大部分时间和精力都投入到动员研究生上,论坛只是流于形式。
3.论坛内容创新不足。大规模数据调查指出:我国研究生比较缺乏创新精神和创新意识,原创性能力差,创新成果少[1-2]。地方院校硕士研究生自招生以来只有几年时间,研究生在培养模式、课程体系、导师队伍等方面的不完善对研究生创新能力的也有必然影响。论坛创新性不足主要表现在以下几个方面:①与社会生产实践联系较少;②缺乏对事物内在联系、发展的研究;③采用一定实验论证已知的结果和经验;④看不到服务经济社会的热点、焦点问题[3]。因此,在研究生的学术论坛活动过程中一味强调专业领域的研究和成果,重视研究生技术层面的能力的培养,必然看不到内容丰富多彩、形式多种多样的研究生论坛,也会影响研究生创新意识的培养。
4.管理制度不完善。虽然职能部门要求相关院系对研究生论坛活动的开展形式、主题内容、实施方案等进行详细计划和安排进行报备,但是在执行过程中,由于缺少监督和管理,导致活动开展没有章法性;从当前研究生论坛活动的组织和管理方面来看,在论坛的选题、参与、运作程序上具有较大的自主性和松散性;许多高校对学术活动开展所需要的相关经费也没有颁布具体的执行条例或管理办法,更没有专项的活动经费来支持研究生学术论坛;此外,部分院校还没有建立起相应的考评机制。没有长期有效的管理方案,活动的开展就没有保障。要使活动长期、有效的开展发挥起应有的作用。必须建立健全相关的规章制度,完善活动保障机制,使学术活动管理制度化。
二、提高研究生学术论坛质量的对策及建议
1.提高重视度。为了改善研究生学术论坛的现状,使之发]其在研究生培养过程中的重大作用,这就要求研究生、导师及论坛组织者在思想上给予高度重视。首先,研究生要明白学术论坛在研究生的科研能力和创新能力培养过程中有不可替代的作用,是研究生课程学习和论文写作环节中不可或缺的重要部分;其次,导师要积极参与到研究生的学术论坛当中,增加指导时间,加强指导力度,同时要加强自我修养,提高指导能力;最后,应加强指导与支持,充分调动各方面的力量,为论坛创造条件,提供保证,完善研究生论坛的各种管理制度,积极探索其他高校举办论坛的成功经验,建立考评激励机制,形成有效的活动评价体系。
2.加强创新性。首先,理念创新。学术论坛应发挥研究生的主体性作用,积极引导和鼓励研究生参与到论坛活动的组织、策划、执行等各个环节,树立“以人为本,开放自由”的学术理念,为学生提供开放、自由的活动空间和条件;第二,主题创新。一方面,在保证专业领域知识深度的同时,鼓励交叉学科、社会的热点问题和焦点问题、对社会生产产生积极影响的论坛主题;另一方面,也要将研究过程中会遇到的实际问题,如文献检索、论文写作、论坛投稿、实验操作方法等纳入到交流的内容中来。让论坛的内容既有深度也有广度,同时激发研究生的科研思想和灵感;第三,模式创新。打破现有的本专业内的初级、中级、高级论坛模式,以大型学术报告、讲座为主体、以小规模的组会活动为补充,丰富论坛的活动形式,秉承“请进来,走出去”的原则,多邀请各领域的专家学者为学生作演讲、报告,加强与兄弟院校的论坛合作与交流,进而打造出区域性的学术论坛,并努力与国际接轨[4]。
3.发挥平台作用。研究生教育创新基地/工作站、协同创新中心等除了是实验教学与科研创新训练的平台外,也应该是一个多学科、多层次、多个主题领域的研究生信息交流、思想共享、观点碰撞、灵感激发的平台。在论坛活动组织中,可以依托重点学科的学科资源、创新基地/工作站等企业资源的优势与特色,发挥已有平台的研究条件和教育资源共享作用,增加学术论坛的辐射面和覆盖范围,实现深入研究与广泛交流并驾齐驱;同时邀请校外兼职导师,特别是企业导师的加入,突破单一导师指导、单一研究思路与研究方法的局限,更好地实现思维的突破与创新,可以促使研究生将自己的研究与创新活动与生产和社会实践相结合,以研究生学术论坛活动为纽带,实现产―学―研―用一体化的道路进程。
4.完善保障机制。首先,研究生院等组织管理机构要统管全局,加大对各院系的学术论坛活动的监管力度,成立学术论坛活动指导和管理小组,对于各院系举办的各种学术论坛活动进行适当的管理,对各院系在活动中遇到的困难和问题要及时帮助解决,并对活动开展的数量和质量进行监管。其次,要健全规章制度,完善保障机制,使学术活动管理制度化,如可以制定《研究生参与学术论坛活动的相关管理规定》、《教师指导和参与研究生学术活动工作量计算办法等》,并且学校应加大经费投入力度,通过设立专项基金等支持研究生学术论坛的开展,最大程度的满足论坛活动以及研究生参加学术活动的经费需要。最后,要建立考评激励机制,将研究生参加学术论坛的情况纳入到研究生评优、奖助学金评定的各个环节,督促研究生积极参与学术活动[5]。对在学术活动中取得优秀成果的研究生进行奖励和表彰,提高研究生参与学术活动的积极性。
参考文献:
[1]朱若晨,彭小凤,刘景玲.研究生学术交流中存在的问题及对策[J].湖北函授大学学报,2014,27(20).
[2]衰本涛,延建林.我国研究生创新能力现状及其影响因素分析―基于三次研究生教育质量调查的结果[J].北京大学教育评论,2009,(4).
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1.1课题背景................................................................... 4
1.1.1智能建筑面临的机遇与挑战 .................................................4
1.1.1.1智能建筑发展现状 .......................................................4
1.1.1.2主要技术发展趋势及问题 .................................................5
1.1.2智能火灾智能火灾报警监测系统的新动向..................................... 6
1.2本论文的工作与论文结构......................................................7
第2章智能火灾报警监测系统基础..................................................8
2.1简要介绍智能火灾报警监测系统................................................8
2.2对传感器的详细介绍......................................................... 8
2.2.1与传感器有关的常见术语....................................................9
2.2.2热释红外探测器 ...........................................................9
2.2.2.1热释红外探测器的基本概念.................................................10
2.2.2.2热释红外探测器的工作原理和特性..........................................10
2.2.2.3热释红外探测器的安装注意事项............................................11
2.2.2.4热释红外探测器的调试 ...................................................12
2.2.2.5热释红外探测器的防宠物功能..............................................12
2.3对四运放集成电路LM324的介绍 ................................................13
2.4对芯片AT89C51的介绍 ........................................................15
第3章系统硬件分析与设计 .......................................................17
3.1复位电路部分 ...............................................................17
3.2时钟电路与时序 .............................................................18
3.2.1内部时钟方式 .............................................................18
3.2.2外部时钟方式 .............................................................19
3.3 AT89C51的内外程序存储器选择控制端 .........................................20
3.4系统的选址单元电路 .........................................................20
3.5系统的报警信号产生电路 .....................................................20
3.6系统的多机通讯技术......................................................... 20
第4章电路的软件设计 ...........................................................21
4.1软件程序内容 ...............................................................21
4.2软件总体流程图 .............................................................22
4.3报警信号发生子程序......................................................... 24
4.4键盘接口子程序 .............................................................26
4.5数码显示子程序 .............................................................27
4.6本章小结 ...................................................................28
第5章电路调试与仿真 ...........................................................29
5.1硬件焊接 ...................................................................29
5.2调试....................................................................... 29
5.2.1硬件调试方法............................................................. 30
5.2.2软件调试方法 .............................................................31
5.3仿真中出现的问题及解决办法 .................................................31
5.3本章小结................................................................... 32
结论.......................................................................... 33
参考文献....................................................... ................34
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1 背景及目的
近年来,随着网络应用的普及,几乎所有的政府机关、企事业单位都将接入了互联网。互联网让人们快速地了解世界各地的最新资讯,通过各种通讯手段准确迅捷地传递信息,在各种论坛、博客、空间畅所欲言,给单位和个人带来了极大的方便。
但是,伴随着人们对互联网的依赖网络安全论文,由于缺乏有效的网络管理手段新的风险也随之而来。主要表现在以下几个方面:一是内部计算机被外部人员非法侵入,窃取国家涉密信息和企业商业秘密;二是内部人员向外部泄漏国家涉密信息和企业商业秘密;三是工作人员利用办公计算机在互联网、传播违法信息。以上情形都可能给单位带来了不可估量的法律纠纷和经济损失,给单位和单位相关负责人造成极其严重的不良影响中国。此时网络安全日益得到人们的重视,安全审计系统也应运而生。它通过实时审计网络数据流,根据用户设定的安全控制策略,对受控对象的活动进行审计。
目前的安全审计系统网络接入方式一般有两种方式:在互联网出口处利用TAP设备分流一路数据给安全审计系统,如图1所示;在局域网核心交换机上通过端口镜像方式将上网数据“复制”给安全审计系统,如图2所示。这两种方式都能获得完整的互联网上网信息,然后系统按照已设定的各项安全策略进行信息审计,及时反映结果。不过此类解决方式还是存在一定的局限性,因为这种数据的采集方式决定了它所截获的用户上行数据包的源IP/Port和下行数据包的目的IP/Port职能是局域网内网IP/Port,不能掌握该用户计算机在经过路由器或防火墙之后的公网IP/Port,在某些情况下如国家安全部门或公安机关对某些互联网违法犯罪的源头追查时跟踪到属于某单位的互联网接入地址,但在进一步确定相关具体实施人员时由于经过了NAT地址转换无法核实内部行为人,而此时安全审计系统也无能为力。
本方法的目的在于解决现有安全审计系统不能提供摘要增加很高的硬件软件成本网络安全论文,升级较为方便。
2 技术原理
安全审计系统本身没有参与NAT地址转换,它无法主动获得内外网地址映射关系,需要模拟发现实际映射关系。技术原理为:主动发送数据包探测NAT转换前后的地址映射关系,包括:映射关系探测的触发,探测数据包的构建,探测数据包的发送,经NAT转换后的探测数据包的截获与分析,最后建立地址映射关系并保存。
地址关系映射表是以源IP,源Port,目的地址为索引的映射关系表,并随时探测系统,在发现映射关系表中没有的或者已经过期的条目时,触发探测活动;截获经NAT转换后的探测数据包后,更新地址映射关系表并保存。
探测数据包IP报头中的源IP、目的IP与内网用户计算机实际发送数据包源IP、目的IP相同;探测数据包TCP/UDP头中的源Port、目的Port与内网用户计算机实际发送数据包源Port、目的Port相同;探测数据包Ethernet层的源MAC地址应为一个内部网络中不存在的MAC地址,以保证探测数据包不会对内部网络硬件设备的ARP地址表造成混乱;探测数据包IP报头中的TTL字段设置为安全审计系统发送探测数据包的物理接入点和探测数据包的截获物理接入点之间路由器数目基础上再加1网络安全论文,以保证探测数据包在进入因特网到达第一跳路由器即被丢弃,对因特网不造成任何负担。
3 技术实现
下面介绍技术实现方法的步骤:
(1)安全审计系统截获内外网交互的全部数据包,通过“匹配上行数据包X源MAC地址是否为Y”过滤上行数据包,Y为探测数据包Ethernet层的源MAC地址,例如10-10-10-10-10-10中国。匹配成功则不做任何处理继续处理下一个数据包,匹配失败则进入下一步骤.
(2)将上行数据包X的源IP、目的IP、源Port和目的Port作为四元组在安全审计系统中的映射关系表中查询,如查询已存在映射关系,重置该映射关系失效定时器,并回到步骤1中继续处理下一个数据包,否则进入下一步骤;
(3)安全审计系统构建探测数据包A,A中目的MAC地址与X中目的MAC地址相同,源MAC地址为步骤1中Y;A中源IP/Port,目的IP/Port与X中对应字段相同;A中应用层为X中源MAC地址、源IP/Port以及当前的日期时间信息;A中IP报头TTL字段设置为安全审计系统发送探测数据包的物理接入点和截获探测数据包物理接入点之间路由器的个数再加1。
(4)安全审计系统使用适当的发送机制将上述探测数据包A发送到内部网络。
(5)安全审计系统使用适当的数据包截获机制在外部网络中,以“TTL字段值为1”作为包过滤条件,接收A经过NAT转换后的数据包B。
(6)安全审计系统通过解析B网络安全论文,获取经NAT转换后的IP/Port以及应用层中NAT转换前的IP/Port和时间戳信息,即可获得内部用户计算机MAC、IP、Port与NAT转换后的外网IP、Port之间的地址映射关系及产生该关系的具体时间。
(7)安全审计系统将该条映射关系保存在系统内并为其设置合适的定时器,将该映射关系以及产生时间同时记录到长期存储介质。定期器过期后,安全审计系统在映射关系表中删除该条记录,同时将长期存储介质中该条映射关系设置为过期状态,并记录具体过期时间。
4 结论
本方法解决了当前安全审计系统存在的不足之处,提出一种获取内外网地址映射关系的方法,包括映射关系的发现和映射表的维护、保存方法,并能够避免对被审计网络和因特网产生不良影响,为进一步完善安全审计系统功能和加强网络安全提供了更好的保障。
参考文献
[1]W.RichardStevens. TCP/IP详解,卷1:协议.人民邮电出版社,2010.4
[2]吴功宜.计算机网络高级教程.清华大学出版社,2007.3
[3]宋西军.计算机网络安全技术.北京大学出版社,2009.8
[4]胡道元.计算机局域网.清华大学出版社,2001
篇13
一、前言
伴随着现代科学技术的日新月异,水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上,也要关注并结合新技术、新理论,这样才更有利于进行找水工作,才可以使找水技术不断的更新发展。目前,我国人均淡水资料拥有量不足2 200m3,世界排名109位,而30年后,人均淡水资源拥有量将不足1 700 m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。
二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用
随着我国经济的快速发展,我国总体而言,水资源的利用形式逐渐严峻,以许昌市为例,许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超过277 mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。
1.物探和钻探
(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面, 96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。
(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4 m;地质孔4眼,进尺362 m;观测孔12眼,进尺1 071.55 m;探采结合井18眼,进尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3 967.15 m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔
隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。
2.遥感技术在地下水资源勘察中应用
遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术,它技术先进、探测范围大、信息量大,并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种:热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。
(一)热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料,通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是:地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化,从而导致冷热异常的现象,此现象便可在热红外遥感图像上显示出
来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。
(二)水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析,从而确定有利的蓄水构造,判断地下水的贮存情况。
(三)环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是:在干旱区域,植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约,其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。
(四)遥感模型法。
通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况,并建立监测地下水位的定量评价模型,对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法,它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。
3.地球物理测井方法
地球物理测井是物探方法的一种,主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础,主要用于分析地下水的分布,判断地下水质量,探测岩溶洞,分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如
下:
(一)正确地划分含水层并确定层位及厚度,研究它们之间的相互关系。
(二)对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高,地层电阻率值越低
(三)判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准:声波时差较大,电阻率较小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥质越多,自然伽马测井值就越大。
(四)岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映;当溶洞中含水时,自然伽马曲线幅值略低,以此来可判断其富水性;在岩溶、裂隙发育处,会出现井径扩大的现象,因此,岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
(五)划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度,电阻率,波阻抗,孔隙度等参数的差异,并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
4.地面核磁共振法
地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应,通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律,来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息,勘探的深度小(目前最大勘探深度小于150m),适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下,处在一定的能级上,再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发,这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关,核磁共振信号的幅值越大,所探测区域内水含量就越丰富。从而,可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况,达到实现直接寻找地下水的目的。
地面核磁共振法属于直接找水法,在有效的勘探深度范围内,有水就有核磁共振信号显示,以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水,主要应用在以下4个方面:黄土孔隙、裂隙水探测;寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水;确定基岩裂隙带的富水性;判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。
三、结束语
随着近年来科技的不断发展,以及勘探技术的不断提升,在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后,新一代的工作者更要与时俱进,不断的研究并熟悉新的理论和技术,从而将新老结合,挖掘开拓出更加优良的勘探方法,从而方便找水工作,使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。
参考文献:
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[2]-邹慧峰 找水中现代水文地质勘察方法的综合应用[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年12期
[3]-贤世荣 水文地质勘察方法在找水中的应用[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年20期