時間：2023-03-21 17:12:05
序論：在您撰寫硬件系統(tǒng)設計論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
1飛行原理與機械結構
四旋翼飛行器的旋翼對稱地安裝在呈十字交叉的支架頂端，位置相鄰的旋翼旋轉方向相反，同一對角線上的旋翼旋轉方向相同，以此確保了飛行系統(tǒng)的扭矩平衡［7］，如圖1所示。四旋翼飛行器旋翼的旋轉切角是固定值，因此，要通過調節(jié)每個電機的轉速來實現(xiàn)六自由度的飛行姿態(tài)控制。增大或減少4個電機的轉速來完成垂直方向上的升降運動，調節(jié)1，3旋翼的轉速差來控制仰俯速率和進退運動，調節(jié)2，4旋翼的轉速差來控制橫滾速率和傾飛運動，調節(jié)2個順時針旋轉電機和2個逆時針旋轉電機的相對速率來控制偏航運動。通過對飛行原理的分析，把可行性、低成本、易維護作為主要考慮因素，設計的樣機如圖2所示。機臂由鏤空工程塑料材料PA66和30%玻璃纖維制成，質量相對較輕，強度大，對稱電機軸距55cm，為保證水平起飛與平穩(wěn)著陸，四旋翼飛行器底部安裝起落架。電機旋翼等具體參數(shù)為:機體質量為857g;最大負載約為300g;機身高度為31cm;飛行時間約為8min。在整機安裝過程中盡量保證重心在機械機構的對稱中心，實際飛行實驗證明了系統(tǒng)動力設備與機械結構的可行性。
2總體結構設計
四旋翼飛行器的硬件系統(tǒng)設計以飛控板為核心，搭載動力設備、電源模塊與遙控模塊。圖3描述了以ATMEGA644P—AU為核心芯片搭載多傳感器的飛行控制系統(tǒng)總體結構框圖，整體系統(tǒng)利用11．1V鋰電池供電，飛控與無刷電調以I2C總線數(shù)據傳輸來調節(jié)4個電機的轉速;在遙控模塊中，2．4MHz的控制信號通過PPM解碼板與飛控板進行數(shù)據傳輸;在多傳感器系統(tǒng)中，大氣壓力感器用行高度檢測，陀螺儀與加速度計的融合使用用于姿態(tài)解算。
3電源模塊
四旋翼飛行器由2200MAh，11．1V，持續(xù)放電倍率30C鋰電池供電，通過穩(wěn)壓電路的設計對不同電路進行供電，確保各模塊正常穩(wěn)定的工作?？刂葡到y(tǒng)設計需要5，3V兩種電平供電，電壓轉換電路如圖4所示。由鋰電池提供的11．1電壓經兩塊7805穩(wěn)壓芯片后轉為5V電壓，一部分用控板供電，一部分向預留的外部接口供電。經7805輸出的5V電壓經過2個MCP1700T穩(wěn)壓芯片輸出3V電壓，一部分供給控制系統(tǒng)的數(shù)字電路，一部分供給控制系統(tǒng)的模擬電路。330μF/25V電解電容器，10nF/16V鉭電容器，貼片電容器的并聯(lián)使用起到了防止電壓抖動與濾波的作用。
4多傳感器控制模塊
為了準確地控制四旋翼飛行器的飛行姿態(tài)，需要在控制系統(tǒng)中加入不同的傳感器，加速度傳感器與三個陀螺儀來測量三軸加速度與角速度，大氣壓力傳感器通過測量起始位置與飛行位置的氣壓差對飛行高度控制，為自主導航功能提供支持。大氣壓力傳感器選擇的是Freescale公司的MPX4250A，在該集成傳感器芯片上，除具有壓阻式壓力傳感器外，還有用作溫度補償?shù)谋∧る娮杈W絡，測壓范圍為20～250kPa，輸出電壓為0．2～4．9V，工作溫度范圍為－40～+125℃。電路如圖5所示，可以根據壓力的大小，通過控制P_1和P_2選擇不同的放大倍數(shù)，提高采樣的精度。LIS344ALH是一種低功耗、高性能、高精度的三軸加速度傳感器，通過模擬輸出為外部電路提供直接測量信號，加速度傳感器的工作電壓為2．2～3．6V，檢測量程可以在±2gn或±4gn間選擇。其中，VREF為通過穩(wěn)壓芯片MCP1700T轉換為3V的穩(wěn)定電壓輸入。應用電路如圖6所示，選擇100nF的貼片電容器作為VCC端的解耦電容，在輸出端使用1μF的濾波電容減小噪聲?？紤]到振動誤差無法通過加速度傳感器進行補償，因此，陀螺儀選型的過程中把機械性能作為重要的考慮因素，選擇了可以在單芯片上實現(xiàn)完整單軸角速度響應的ADXRS610陀螺儀傳感器。3個ADXRS610陀螺儀分別安裝于垂直于機體坐標系的XYZ軸來實現(xiàn)系統(tǒng)三軸角速度的測量。
5實驗與仿真
四旋翼飛行器在姿態(tài)解算時，陀螺儀傳感器直接測量的是角速度，在積分得到角度的過程中隨著時間的增長會產生累計積分誤差，積分誤差產生的原因一方面是積分時間，另一方面，由于自身的機械特性會產生零漂溫漂等現(xiàn)象［8］。在陀螺儀的使用過程中融合加速度傳感器，不僅為陀螺儀提供了絕對參考系，而且使加速度傳感器優(yōu)秀的靜態(tài)性能與陀螺儀良好的動態(tài)性能相結合［9］，較好地抑制了外界干擾。數(shù)據經卡爾曼濾波算法處理后，可有效地降低數(shù)據噪聲。圖8為加速度傳感器采樣數(shù)據與卡爾曼濾波后的數(shù)據比較，可以明顯地看到噪聲信號減小了，但是仍有少量的擾動存在。圖9的曲線表明了陀螺儀采集角速度數(shù)據存在零漂、溫漂現(xiàn)象，當確定零漂為0．05°，靜態(tài)輸出電壓為2．63V時，從波形圖中可以觀察到通過卡爾曼濾波處理后的積分數(shù)據平滑收斂，不但對零點漂移進行了補償，而且對累計積-10-5051015角度/（°）012345時間/s卡爾曼濾波后的數(shù)據加速度計采集數(shù)據圖8加速度計采樣數(shù)據經卡爾曼濾波后的數(shù)據圖Fig8DatadiagramofsamplingdatasofaccelerometerprocessedbyKalmanfiltering分誤差，溫漂有較好的抑制作用。-10-5051015角度/（°）012345時間/s卡爾曼濾波后的陀螺儀數(shù)據陀螺儀積分數(shù)據采集角速度數(shù)據。
6結論
論文關鍵詞:計算機電力系統(tǒng)網絡安全
1概述
隨著計算機技術的發(fā)展和應用范圍的擴大，電力信息化的不斷深人，計算機在電力系統(tǒng)中已從簡單數(shù)據計算為主發(fā)展到數(shù)據庫處理、實時控制和信息管理等應用領域，并在OA系統(tǒng)、電能電量計費系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、電力ISP業(yè)務、經營財務系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)中得到廣泛的應用。在電力系統(tǒng)內，它已經成為各項工作必不可少的基礎條件，發(fā)揮著不可替代的作用。同時，由于各單位、各部門之間的現(xiàn)存的計算機網絡硬件設備與操作系統(tǒng)千差萬別，應用水平也參差不齊，因此，在計算機網絡覆蓋全球，計算機技術迅猛發(fā)展的今天，討論和研究電力系統(tǒng)計算機的應用及安全性則顯得尤為重要。
2電力系統(tǒng)的計算機網絡應用和管理
電力系統(tǒng)的計算機網絡應用是十分廣泛的，并且將隨著技術的發(fā)展而不斷發(fā)展。這里從Interanet方面討論電力系統(tǒng)的應用。首先各個單位應該申請工nternet國際域名和注冊地址，建立省電力系統(tǒng)WWW服務。將各個部門的公用信息和數(shù)據進行WWW，使所有的具有不同計算機水平的員工都可以用瀏覽器對文檔方便地進行調用、查詢、瀏覽和維護，并且建立面對Inter-net的WWW主頁服務，不僅宣傳企業(yè)形象，而且可以將各種電力信息與產品進行工nternet，為了安全可以設立獨立的服務器。建立電力系統(tǒng)的E-mail服務，使所有部門和員工擁有自己的電子信箱，不受時間和地域的限制接收電子信件。建立電力系統(tǒng)的FTP服務，使計算機文件方便地在Intranet和Internet上傳遞。建立電力系統(tǒng)的BBS服務，使所有分布在全省各個地區(qū)的員工在開設的不同交談站進行實時交流。建立電力系統(tǒng)的服務，對系統(tǒng)內的新聞進行播放，同時開辟NEWS討論主題，給所有員工發(fā)表自己見解的機會與場所，群策群力討論企業(yè)的發(fā)展與建議。
電力系統(tǒng)的計算機網絡管理應對各方面管理進行集成，來管理帶寬、安全、通訊量、存儲和內容。同時進行數(shù)據信息標準化和數(shù)據資源共享，保證系統(tǒng)的完整性和靈活性，適應不斷變化的要求，滿足系統(tǒng)多層次的不同應用，使系統(tǒng)的開放性符合國家標準和規(guī)范，保證應用軟件和數(shù)據資源有較長的生命期，并具有良好的可靠性、安全性和可擴充性，體現(xiàn)集中與分布式的管理原則。
(1)集中就是由省局統(tǒng)一規(guī)劃全省的計
算機網絡結構，統(tǒng)一對全省的計算機網絡應用進行協(xié)調;對已有的局域網進行論證分析，使其從結構上與總網相適應，對建立的新網進行指導與監(jiān)督;對網絡的通訊建設統(tǒng)一規(guī)劃管理。建立一個范圍廣泛的工ntranet，應使用廣域網網管，提供與工nternet的出口并進行防火墻技術安全管理，對于在系統(tǒng)內有廣泛共性的工作要進行統(tǒng)一的開發(fā)與推廣。
(2)分布式管理就是體現(xiàn)基層部門的內部管理，各個不同部門在其內部進行網絡應用管理，基層部門與省局聯(lián)系時進行統(tǒng)一的協(xié)議管理，保持全省通訊與應用協(xié)調一致，又根據單位性質的不同，開發(fā)不同特點的Intranete。
3電力系統(tǒng)計算機應用的現(xiàn)狀及問題
計算機安全是指計算機信息系統(tǒng)的安全。計算機危害主要指計算機信息系統(tǒng)的軟硬件資源遭到破壞、更改或泄露，系統(tǒng)不能正常運行。要保障計算機系統(tǒng)安全就必須治理(即清除、控制或預防)計算機危害。計算機系統(tǒng)的安全與不安全是從多方面反映的，從目前使用和發(fā)現(xiàn)的情況看，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、內部資料外泄、網絡利用率低等是主要常見的現(xiàn)象。
通過計算機網絡使得電力系統(tǒng)的工作效率提高了，管理范圍擴大了，工作人員的辦事能力增強了，但計算機系統(tǒng)網絡安全問題也隨之變得更加嚴重了。例如:通過電子郵件感染病毒，電力系統(tǒng)管理網絡互聯(lián)接口的防火墻只配置了包過濾規(guī)則，提供的安全保證很低，容易受到基于IP欺騙的攻擊，泄露企業(yè)機密，有些局域網沒有進行虛擬網絡VLAN劃分和管理，造成網絡阻塞，使工作效率減低。絕大多數(shù)操作系統(tǒng)是非正版軟件，或網上下載免費軟件，不能夠做到及時補丁(PATCH)系統(tǒng)，造成系統(tǒng)漏洞，給攻擊者留下木馬后門;絕大多數(shù)工作站沒有關閉不必要的通訊端口，使得計算機易受遠程攻擊病毒可以長驅直人，等等。
4解決問題的措施和方法
安全性是電力系統(tǒng)計算機網絡最重要的部分。安全性既包括網絡設施本身的安全，也包括信息的安全;既要防止外界有害信息的侵入和散布，又要保證自身信息的保密性、完整性和可用性。筆者覺得可以從以下幾方面人手，提高網絡的安全性:
(I)提高網絡操作系統(tǒng)的可靠性。操作系統(tǒng)是計算機網絡的核心，應選用運行穩(wěn)定、具有完善的訪問控制和系統(tǒng)設計的操作系統(tǒng)，若有多個版本供選擇，應選用用戶少的版本。在目前條件許可的情況下，可選用UN工X或LINUX。不論選用何種操作系，均應及時安裝最新的補丁程序，提高操作系的安全性。
(2)防病毒。防病毒分為單機和網絡兩種。隨著網絡技術的快速發(fā)展，網絡病毒的危害越來越大，因此，必須采用單機和網絡防毒結合的防毒體系。單機防毒程序安裝在工作站上，保護工作站免受病毒侵擾。主機防護程序安裝在主機上，主機的操作系統(tǒng)可以是WINDOWS,UN工X,LINUX等。群件防毒程序安裝在Exchange,Lotus等群件服務器中。防病毒墻安裝在網關處，及時查殺企圖進人內網的網絡病毒。防毒控管中心安裝在某臺網絡的機器上，監(jiān)控整個網絡的病毒情況，防毒控管中心可以主動升級，并把升級包通過網絡分發(fā)給各個機器，完成整個網絡的升級。
(3)合理地使用防火墻。防火墻可以阻斷非法的數(shù)據包，屏蔽針對網絡的非法攻擊，阻斷黑客人侵。一般情況下，防火墻設置會導致信息傳輸?shù)拿黠@延時，因此，在需要考慮實時性要求的系統(tǒng)，建議采用實時系統(tǒng)專用的防火墻組件，以降低通用防火墻軟件延時帶來的影響。
(4)對重要網絡采用和MIS網物理隔離的方法保證安全。物理隔離是在物理線路上進行隔離，是一種最安全的防護技術。
1．1水源的選擇
給水工程的水源類型較多，選擇方式也比較多樣化。水源選擇的首要條件是水量和水質。如果水源選擇恰當，既可以保證水量充足，水質安全衛(wèi)生，又可以簡化工藝，降低投資成本。一般來說，給水水源的選擇方案要根據營地地理位置及周邊依托情況來進行具體分析。根據魯邁拉營地建設經驗，項目所屬區(qū)一般位于油田中相對獨立區(qū)域，周邊可依托社會環(huán)境較差，水源的選擇一般優(yōu)先采取打井的方式進行現(xiàn)場勘察和調研，建議調研時應注意以下幾點：①充分了解周邊營地建設情況及其供水設施的布置方案。②收集其他營地給水設施的建設信息及當?shù)氐叵滤乃牡刭|資料，弄清深井取水是否需要征得當?shù)匦l(wèi)生部門的許可。③收集已建深井的井徑、流量、井深、水質報告、動水位、靜水位等資料。④了解水罐車送水的費用、水質情況、拉水點距離及每天送水次數(shù)等信息。
1．2供水方案的確定
結合調研資料，根據以下流程選擇、確定供水方案。
1．3水量的計算
1)最高日用水量參照《建筑給排水設計規(guī)范》，結合營地實際使用經驗，營地最高日用水量通過2部分進行計算：最高日營地生活用水量Qa=N而q麗l(1)最高日營地綠化用水量QazN。q麗2(2)最高日用水量Q一(Qd+Qd)×115(3)式中：Qa為最高日營地生活用水量，L；N為營地最大居住人數(shù)，人；q為居民用水定額，I／人，取值范圍為250～400L／人；Qa。為最高日營地綠化用水量，L；N。為營地種植樹木數(shù)量，棵；q為樹木每天澆水2次用水量，取值范圍為3O～60I／棵；Q為最高日用水量，L。n2)最高目的最高N-用水量最高日的最高時用水量Qh—KOA式中：Q最高日的最高時用水量，L；K為小時變化系數(shù)，取值范圍為2～2．5。根據最高日用水量對儲水設施，如水罐、水池容積進行計算；根據最高日的最高時用水量可對供水設備，如深井泵、反滲透水處理設備處、生活給水泵及主管網進行計算，以此保證營地各用水單元的用水安全。
1．4給水管網布置
1)為了減少投資和現(xiàn)場工程量，給水管網采用支狀布置方式。2)管線布置盡量選擇經濟合理的線路，做到線路短、起伏小、跨越其他管線次數(shù)少，便于減少挖方工程量。3)管材采用PPR(聚丙烯)塑料管，連接方式為熱熔連接。4)主管線埋深應大于0．7m，過路處應加過路鋼套管。5)管網運行前，應進行水壓試驗，合格后方可進行使用。6)嚴禁生活用水管網與非生活用水管網直接相連，若必須連接，則中間需設置隔斷措施，防止供水管網污染。7)合理布置給水閥井，便于管線的維修與維護。
2排水系統(tǒng)
2．1污水的主要來源
營地的污水來源主要為生活污水、潔凈雨水、生產廢水3部分。1)生活污水：主要包括衛(wèi)生潔具排水、洗滌排水，均為間斷排水，主要污染物為有機物。2)潔凈雨水：一般營地都選址于地勢較高的區(qū)域，對于雨季降水采用自然排放的方式，不需設置單獨的排放系統(tǒng)；對于要求較高的地區(qū)，可在營地周圍設置明渠，用于雨水的排放。3)生產廢水：主要為反滲透設備運行時排放的高濃度鹽水，為間歇性排水。
2．2排水方式
生活污水主要通過排水管網集中排放到化糞池進行生化處理，處理后的污水通過污水泵提升至營區(qū)外蒸發(fā)池或溝渠進行自然蒸發(fā)；生產廢水主要通過自流或增壓方式輸送至蒸發(fā)池或溝渠自然蒸發(fā)；雨水一般不需單獨處理。
2．3排水管網布置
1電力營銷技術支持系統(tǒng)的構成
1.1電力營銷管理信息系統(tǒng)
電力營銷管理系統(tǒng)是建立在計算機網絡基礎上覆蓋營銷業(yè)務全過程的計算機信息處理系統(tǒng)，也是電力營銷技術支持系統(tǒng)的核心。它分為作業(yè)層、管理層和決策支持層三個層次，六個子系統(tǒng)（如電量電費計算發(fā)行子系統(tǒng)、電能計量管理子系統(tǒng)等）、若干個相關系統(tǒng)（如GIS系統(tǒng)、財務管理信息系統(tǒng)、調度管理信息系統(tǒng)等）。
1.2客戶服務技術支持系統(tǒng)
包括了辦電業(yè)務受理、電力業(yè)務查詢和咨詢、電力故障報修、客戶投訴、停電預告及客戶欠費提示等基本業(yè)務，以CTI和CRM技術為核心，為供電客戶提供了便利、快捷、及時的服務，其反饋機制使電力企業(yè)的客戶忠誠度得到極大的提高。
1.3自動抄表系統(tǒng)
低壓載波自動抄表系統(tǒng)是由數(shù)據采集模塊、電能數(shù)據集中器、抄表信道、調制解調器等部分組成。該系統(tǒng)解決了人工抄表的延時問題和簡化了由人工帶來的復雜的工序，無論是從客戶還是電力營銷企業(yè)的角度來講，該系統(tǒng)技術的完善，都極大程度上減少了人力、財力的消耗。
1.4客戶繳費支持系統(tǒng)
新一代的客戶繳費支持系統(tǒng)，除了到營業(yè)廳進行人工繳費服務之外，還建成了一套網上自助繳費和購電的服務系統(tǒng)?？蛻艨梢宰悴怀鰬?，在電腦網絡上繳納電費或進行購電，一改過去購電的繁瑣與麻煩。此外，電力營銷MIS系統(tǒng)與客戶繳費支持系統(tǒng)的鏈接，還可以實時地記錄和反映客戶的繳費情況和用電情況。
1.5負荷管理系統(tǒng)
負荷管理系統(tǒng)在電力營銷技術支持系統(tǒng)中的應用，使得電力營銷中的遠程抄表、電費催收、計量技術監(jiān)督，尤其實施電力需求側管理得到了硬件及軟件技術配置上的支持并得以實現(xiàn)。負荷管理系統(tǒng)采用了“主站集中管理、終端計量管理、應用專業(yè)管理”的技術管理模式，系統(tǒng)運行平臺采用C/S（客戶、服務器）與B/S（瀏覽器、服務器）相結合的三層體系，在技術層面為電力企業(yè)和客戶提供了保障性的服務，提高營銷和服務水平，實現(xiàn)了用電負荷管理到戶的現(xiàn)代化技術手段。
2建立電力營銷技術支持系統(tǒng)的必要性
電力營銷技術系統(tǒng)的建立和完善，滿足了客戶對電力企業(yè)的多樣需求,使信息資源的優(yōu)化和整合，電力企業(yè)的業(yè)務流程被優(yōu)化，更是推動了電力營銷管理和服務的創(chuàng)新。只有建立完善先進的電力營銷技術支持系統(tǒng)，才能使我國電力市場發(fā)展跟得上時代的步伐和客戶不斷變化和增加的需求。2.1傳統(tǒng)的營銷手段無法適應新形勢由于傳統(tǒng)的電力營銷技術的局限，電力營銷過程中許多流程和工序都趨于復雜和人工化。數(shù)據采集、加工和傳輸、處理手段的落后，以及服務管理的耗時、費力，這些都是在電力營銷技術提高和改善前，傳統(tǒng)的電力營銷現(xiàn)狀。電力營銷技術支持系統(tǒng)的出現(xiàn)，更好地適應和迎合了經濟發(fā)展迅速、網絡化進程、自助化服務化的電力營銷市場發(fā)展形勢。2.2客觀因素和主觀因素的要求隨著經濟體制改革的不斷深入和發(fā)展，電力企業(yè)市場體制也進行了大規(guī)模的改革。市場化后的電力供應使得電力企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，電力市場的競爭越來越激烈。而電力營銷技術的提高和創(chuàng)新，就是電力企業(yè)站穩(wěn)腳跟和獲得利潤的核心競爭力，建立健全的電力營銷技術支持系統(tǒng)，是電力企業(yè)自身發(fā)展的要求。同時，隨著人們生活水平的不斷提升，客戶對用電這一日常生活必備的項目需求越來越高，電力營銷技術支持系統(tǒng)的建立滿足了用戶多式多樣的需求。2.3科技的發(fā)展為其提供了技術基礎傳統(tǒng)的電力營銷之所以落后，是因為沒有技術發(fā)展作為基礎保障。而在科技發(fā)展日新月異的今天，計算機軟、硬件技術發(fā)展迅速，網絡通信技術和呼叫中心技術日趨成熟，數(shù)據采集機通信技術豐富多樣，電子商務發(fā)展迅猛等等這些時代因素，都為電子營銷技術支持系統(tǒng)的建立和完善提供了技術保障和科研環(huán)境。
3針對完善電力營銷技術支持系統(tǒng)的建議
（1）充分考慮客戶的需求，以客戶的需求和利益為前提，通過技術的更新為客戶提供優(yōu)質、一條龍的服務平臺。（2）加強精細化管理。對電力營銷技術支持系統(tǒng)中各個流程的業(yè)務進行細化和精密的控制，以獲得更準確的信息和數(shù)據，提高工作的效率和服務質量。（3）在現(xiàn)有的技術基礎上，結合客戶需求和電力市場大環(huán)境和科技環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀，不斷對電力營銷技術加以創(chuàng)新研究，以不斷地完善電力營銷技術支持系統(tǒng)，為電力企業(yè)贏取核心競爭力。
4結語
預警應急系統(tǒng)的構建需要結合地區(qū)環(huán)境特點，通過吸收科研成果及現(xiàn)有技術形成極具實用性的系統(tǒng)。在系統(tǒng)的建設開發(fā)中要收集環(huán)境質量信息、研究該地區(qū)的環(huán)境特征、該區(qū)域突發(fā)性環(huán)境污染事件的特點、危險事故隱患及社會經濟基本情況等相關的背景信息，從而最終建立基于GIS平臺的環(huán)境預警系統(tǒng)；在此基礎上通過數(shù)學模型等手段建立起與GIS集成的污染分布時空模擬系統(tǒng)；此外還可以充分的利用研究區(qū)域已有的環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)，對事故現(xiàn)場及周邊環(huán)境信息進行采集。然后基于此研發(fā)具備自動監(jiān)測環(huán)境污染事件地點、時間、危害程度以及性質、范圍的應急監(jiān)測系統(tǒng)。同時還可以結合災害專家應急對策數(shù)據庫中的專家系統(tǒng)，得到預警及應急對策建議與應急預案。為此建立突發(fā)性環(huán)境污染事故應急監(jiān)控指揮系統(tǒng)是以上操作得以保證實施的關鍵。這一系統(tǒng)的構建主要基于大量的基礎信息以及研究區(qū)域的GIS平臺，然后建立起區(qū)域內污染的基本環(huán)境情況、環(huán)境危險隱患、基本環(huán)境質量信息、重要敏感目標、污染源基本情況以及社會經濟狀況等信息動態(tài)數(shù)據庫，同時這一數(shù)據庫要具備時空分布表達、動態(tài)模糊查詢、數(shù)據關聯(lián)分析等功能。一旦事故發(fā)生后，這一系統(tǒng)就可以準確的鎖定污染發(fā)生地，然后通過污染分布時空模擬模塊預測受影響區(qū)域的范圍，并且利用地理信息顯示模塊提供受污染區(qū)域的救援單位、敏感單位、人口以及輸送人口的最佳路面等信息，從而為應急救援以及應急監(jiān)測提供決策依據。
污染分布時空模擬系統(tǒng)是解決突發(fā)性污染事故的核心組成部分，是一種基于研究區(qū)域，同時利用GIS的空間數(shù)據功能及模型分析能力，從而將有關數(shù)學模型、環(huán)境質量、污染狀況以及地理信息等結合起來，并使用生動的圖像、圖形方式呈獻給管理者、決策者，為處理突發(fā)性環(huán)境污染事故提供支持。該智能決策系統(tǒng)的建立要根據歷史數(shù)據及經驗，通過對于原來案例的分析以及現(xiàn)實數(shù)據的測量，經過總結與分析提出最佳的方案。通過推理機制對有關化學危險品的風險進行分析與評價，然后確定和事故實際區(qū)域有關的效應，并對提出的各種措施進行優(yōu)化選擇，從而科學的安排人員及設備。應急指揮系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的硬件支持，這一系統(tǒng)通過綜合運用計算機技術、圖像技術、電子地圖、無線數(shù)據通信等高新技術，并且借助于各種現(xiàn)代化的信息傳輸手段，例如Internet、GSM以及GPRS等，從而可以在電子地圖上顯示污染現(xiàn)場的圖像、調查小組位置、監(jiān)測點位置、測試數(shù)據、監(jiān)測點位置、制定污染區(qū)域以及區(qū)域面積等信息。這一系統(tǒng)大體分為三大部分：現(xiàn)場端子系統(tǒng)、遠程查詢子系統(tǒng)以及中心端子系統(tǒng)組成。實際使用中可以根據現(xiàn)場的實際情況選擇使用移動電話網絡、公用電話網絡，從而保證現(xiàn)場與指揮中心的有效連接，實時的了解突發(fā)性污染時間的信息。
隨著我國社會經濟的發(fā)展，近年來有關突發(fā)性環(huán)境污染的事故接連發(fā)生，極大地影響了國家經濟建設及國民的生產生活，為此需要迅速建立應對突發(fā)性污染事故的預警應急系統(tǒng)。這一系統(tǒng)需要具備對突發(fā)性環(huán)境污染以及生態(tài)破壞的識別能力，并且可以通過定量與定性手段預測事故的發(fā)展趨勢及速度，從而預先對某種長期的預警模型進行警報。為此當下這一系統(tǒng)建立的主要方向集中在基于集成GlS的污染分布時空模擬系統(tǒng)、GIS平臺的環(huán)境預警系統(tǒng)、處置智能決策系統(tǒng)、突發(fā)性環(huán)境污染事故應急監(jiān)測以及突發(fā)性環(huán)境污染事故應急監(jiān)控指揮系統(tǒng)四大系統(tǒng)，從而保證各項功能的有效實施。
本文作者：李建民段欣榮工作單位：西安市環(huán)保局閻良分局環(huán)境監(jiān)測站
1．自覺向民族傳統(tǒng)文化回歸
中國的現(xiàn)代藝術設計需要建立在民族文化、民族風格的基礎上，因此必須重視向民間藝術學習，堅信中華民族文化傳統(tǒng)的主流在民間。所以在城市空間設計中，要通過對環(huán)境的理解，對傳統(tǒng)的認知，自覺地借鑒，而不是直接挪用。中國傳統(tǒng)民間藝術形式變化萬千、風格種類異彩紛呈，凝聚了中華民族幾千年的智慧精華，也傳承了中華民族特有的藝術精神，值得當代城市設計師深入學習和研究。設計師在設計實踐中，通過元素剝離、創(chuàng)意整合和情感傳達，特別是與新技術巧妙融合，就能創(chuàng)造出獨具中國特色的現(xiàn)代藝術設計作品。當然，這需要一個過程，要靠城市設計師與民間藝術大師、民間藝術教育人才的融合。所以說，城市設計師必須以民間藝術為基礎，重視向傳統(tǒng)民間藝術學習，只有親身體會這筆文化遺產的魅力所在，了解傳統(tǒng)民間藝術中所蘊含的深厚的民族本源文化、本源哲學、本源藝術的基因，以及多姿多彩的具有生命活力的民族語言形態(tài)，才會對它加以自覺應用［2］。
2．傳統(tǒng)民間藝術語言
現(xiàn)代化現(xiàn)代城市空間越來越相似，傳統(tǒng)特色逐漸消褪，因此如何保持城市的獨特氣質就成為十分迫切的問題。傳統(tǒng)民間藝術語言體現(xiàn)了獨特的審美傳統(tǒng)，蘊含著深厚的精神文化內涵，將其作為城市空間設計的思想源泉，在城市空間中直接或間接地運用，對強調和延續(xù)歷史文脈有著重要意義。但是，源于自然崇拜的原始文化的民間藝術，所代表的是不同于現(xiàn)代文化的農耕文明，它雖有著特定的社會基礎，但其中也有不適合現(xiàn)代生活方式、不符合現(xiàn)代審美、倫理觀的地方，這樣就限制了其在當代城市設計中的廣泛應用。有些民間藝術圖式如果不經過調整、創(chuàng)新，就很難為現(xiàn)代社會所接受，因而應用時不能簡單、機械地復制、拼貼，而應該在理解其文化含義的基礎上，取其精髓，去其糟粕，使其藝術語言現(xiàn)代化，為當代大眾所認同并接受。中國傳統(tǒng)民間藝術的很多內容和形式有相對的穩(wěn)定性及程式化特征，在藝術認知上有更為直接的優(yōu)勢，因而是可以應用到城市空間設計中的。其應用方式有兩種，第一種是物品本身、題材、造型及藝術手法的直接運用;第二種是間接運用，即可以從民間藝術的形、色、質等方面著手，進行形的簡化與再造、色彩的沿用與重組以及材料的選用與更新等，來再現(xiàn)或表現(xiàn)民間藝術。在城市空間設計中，設計師要將傳統(tǒng)文化經過現(xiàn)代設計思維的選擇與消化，融入到現(xiàn)代設計之中，這樣，民間藝術元素才可能真正發(fā)揮它的藝術價值，作為一種新的視覺傳遞語言，在現(xiàn)代設計中重現(xiàn)生機。
3．在社會場域上的對接雖然城市空間設計
一直以來都以較快的速度發(fā)展，但在當代，與公眾聯(lián)系緊密的傳統(tǒng)民間藝術才逐漸走進人們的生活之中。民間藝術形式以合理、合情的方式融于城市開放空間中，其較大的輻射面和難以抗拒的視覺沖擊力，使與它發(fā)生接觸的人都會或多或少地接受它傳達的信息，從而在心中產生一種熟悉的、能產生共鳴的集體性的感受。為城市居民營造一種心理歸屬感，滿足社會心理情感的需要，可以使城市居民對城市產生心理依賴感，對環(huán)境產生身份認同、心理認同，直至文化認同。另外，當代城市空間設計追求綠色生存空間，提倡低碳設計。傳統(tǒng)民間藝術如陶藝、編織等，其原生態(tài)性契合了當代城市設計的需求。在設計中，對民間藝術中傳統(tǒng)的工藝、材料和形式的毫無偏見的借鑒，體現(xiàn)出了強烈的環(huán)境保護意識，同時也體現(xiàn)出了一種社會的進步，因而是一種設計倫理和設計道德的體現(xiàn)。傳統(tǒng)民間藝術一旦融入城市空間藝術中，就會逐漸走進人們的生活，其審美對象就會直指社會公眾，就會以公眾的精神需要為目的，以公眾的審美評價為借鑒，生存于公眾之間。這就使得公眾對自己生活的公共空間藝術享有話語權，同時享有藝術創(chuàng)作的參與權，從而提高了社區(qū)居民的和諧氛圍，促進了社會和諧。
二、傳統(tǒng)民間藝術在城市空間設計中的具體應用
1．城市空間墻面藝術與傳統(tǒng)民間藝術
傳統(tǒng)民間藝術的民間性和貼近生活的特點，迎合了城市特色營造的需要。城市空間的墻面圍合成居民生活的空間，在城市空間的墻面上揉進諸多傳統(tǒng)民間圖式元素，可以體現(xiàn)城市的獨特個性和其融合性。同時，利用民間藝術形式改造城市建筑墻面，可以增加建筑的歷史、藝術價值，也將提升整個城市的藝術品位。墻面藝術的豐富多彩使城市居民在街道上除了廣告外，有可看的內容，也可彰顯該城市與其它城市的差異。同時，融入傳統(tǒng)民間藝術的城市墻面，除提升城市形象外，也能滿足城市公眾的精神需求。如高雄駁二藝術特區(qū)中的墻面設計借鑒了民間皮影和鄉(xiāng)土繪畫，使原本廢棄的墻面換上了新妝，煥發(fā)了新的生命。同時，建筑室內墻面設計也常常采用民間藝術元素來活躍空間氛圍，提升空間親和力。譬如大連甘井子實驗小學的教學樓設計，局部采用了民間藝術元素，將傳統(tǒng)紅燈籠懸掛在大門入口的過廳天花板上，每盞燈籠上面都有不同的兩個字，比如“幽默”、“溫柔”、“愛笑”、“漂亮”、“耐心”、“善良”、“公平”等。這種設計既體現(xiàn)了藝術文化特色，又具有親切感和歷史厚重性，深得家長、老師、孩子們的喜愛。
2．當代建筑設計與傳統(tǒng)民間藝術
關鍵詞：變壓器；冷卻控制系統(tǒng)；硬件
1變壓器冷卻控制系統(tǒng)控制模塊的設計總體思想
本文所進行的就是對變壓器冷卻控制系統(tǒng)控制器模塊進行設計，其中包括了可以對主變壓器風扇投入與切除的溫度范圍進行自行設定，也可以按照用戶的要求而變化。在傳統(tǒng)控制方式中，風扇投切的溫度限制值是不能改變的，此外，風扇電機的啟動和停止溫度有一余量，不像傳統(tǒng)的控制方式中是一個定值，避免了頻繁啟動的缺陷，此外還有運行、故障保護及報警等信號的顯示及其與控制中心或調度中心的通訊，上傳這些信息，如變壓器油溫、風扇運行狀態(tài)有無故障等。至于風扇的分組投切設置是為了節(jié)約電能，具有一定的經濟意義，但這個分組數(shù)不宜過多，以免控制復雜，且散熱效果不佳。
控制器主要由AT89CS1單片機、A/D轉換器、鍵盤控制芯片，輸出模塊、通訊模塊以及自動復位電路等組成，其中單片機是控制器的核心，AID轉換器是把輸入信號轉換為數(shù)字信號。
2變壓器風扇控制系統(tǒng)的硬件接線
基于以上的要求，我們設計的風扇控制器的硬件線路圖如下頁圖1所示。變壓器風扇控制中對控制模塊進行改進是本文研究的重點，其中包括主要芯片的選用以及一些抗干擾元件的使用。所以在本章節(jié)中，我們重點將要介紹變壓器風扇冷卻控制模塊中的主要硬件芯片的作用、選用以及它們之間的連接力一法。
（1）單片機AT89C51（如圖1）。
AT89C51是Atmel公司生產的一種低功耗，高性能的8位單片機，具有8k的flash可編程只讀存儲器，它采用Atmel公司的高密度不易丟失的存儲器技術，并且和工業(yè)標準的80c51和80c52的指令集合插腳引線兼容，其集成的flash允許可編程存儲器可以在系統(tǒng)或者通用的非易失性的存儲器編程中進行重新編程。AT89C51集成了一個8位的CPU，8K的flash。256字節(jié)的EDAM，32位的I/0總線。三個16字節(jié)的定時器/計數(shù)器，兩級六中段結構，一個全雙工的串行口，振蕩器及時鐘電路。AT89C51是完成系統(tǒng)的數(shù)據處理和系統(tǒng)控制的核心，所有其它器件都受其控制或為其服務。
在本文中，經過TLC1543A/D轉換器后輸出的數(shù)字量輸入到AT89C51單片機中，同時在進行了溫度參數(shù)的設置以后，進行它的輸出控制，其中包括了變壓器的溫度顯示、狀態(tài)顯示、以及聲音報警設備等等，也就是我們所研究的變壓器冷卻控制系統(tǒng)的核心部分。
（2）變壓器的溫度采集及溫度處理模塊。在變壓器的風扇冷卻自動控制系統(tǒng)中，第一步進行的就是對變壓器上層油溫進行的溫度采集工作。變壓器的溫度采集是由變壓器的溫度控制器來實現(xiàn)的，其中包括鉑電極、傳感器以及變送器。經過溫度控制器輸出的信號進入變送器，變送器送出一個4一20毫安的電流信號，然后將此電流信號通過控制芯片上的電阻元件實現(xiàn)電流電壓信號的轉換，轉換后的電壓是在0.4一2（伏特）之間，然后將此電壓信號輸入到TLC1543數(shù)模轉換器，進行信號處理。變送器輸出信號有電流和電壓信號兩種，考慮到變壓器安裝的位置（室外）距本控制裝置（室內）有一定的距離，電流信號不易損失，故選擇了4一20毫安的電流信號。（3）11通道10位串行A/D轉換器丁LC1543。
TLC1543A/D轉換器是美國TI公司生產的眾多串行A/D轉換器中的一種，它具有輸入通道多、轉換精度高、傳輸速度快、使用靈活和價格低廉等優(yōu)點，是一種高性價的模數(shù)轉換器。TLC1543是CMOS，10位開關電容逐次逼近模數(shù)轉換器。它有三個輸入端和一個3態(tài)輸出端：片選（CS），輸入/輸出時鐘（I/0CLOCK），地址輸入和數(shù)據輸出（DATAOUT）。這樣通過一個直接的四線接口與卞處理器或的串行口通訊。片內還有14通道多路選擇器可以選擇11個輸入中的任何一個三個內部自測試（self-test）電壓中的一個。
（4）BC7281128段LED顯示及64鍵鍵盤控制芯片。
BC7281是16位LED數(shù)碼管顯示器鍵盤接口專用控制芯片，通過外接移位寄存器（典型芯片如74HC164，74LS595等），最多可以控制16位數(shù)碼管顯示或128支獨立的LED。BC7281的驅動輸出極性及輸出時序均為軟件可控，從而可以和各種外部電路配合，適用于任何尺寸的數(shù)碼管。
BC7281各位可獨立按不同的譯碼方式譯碼或不譯碼顯示，譯碼方式顯示時小數(shù)點不受譯碼影響，使用方便；BC7281內部還有一閃爍速度控制寄存器，使用者可隨時改變閃爍速度。
BC7281芯片可以連接最多64鍵C8*8）的鍵盤矩陣，內部具有去抖動功能。它的鍵盤具有兩種工作模式，BC7281內部共有26個寄存器，包括16個顯示寄存器和10個特殊（控制）寄存器，所有的操作均通過對這26個寄存器的訪問完成。
BC7281采用高速二線接口與MCU進行通訊，只占用很少的I/O資源和主機時間。
BC7281在本系統(tǒng)中主要用于驅動變壓器溫度顯示的LED以及顯示風扇運行狀態(tài)的指示燈。
前已提及，BC7281芯片內部共有26個寄存器，包括16個顯示寄存器和10個特殊功能寄存器，共用一段連續(xù)的地址，其地址范圍是OOH-19H，其中OOH-OFH為顯示寄存器，其余為特殊寄存器。
（5）使用MAX232實現(xiàn)與PC機的通訊。
①MAX232芯片簡介
MAX232芯片是1VIAX工M公司生產的低功耗、單電源雙RS232發(fā)送/接收器，適用于各種E工A-232E和V.28；V.24的通信接口，1VIAX232芯片內部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的+5V電源變換成RS-2320輸出電平所需±10V電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的+5V電源就可以。
我們的設計電路中選用其中一路發(fā)送/接收，RlOUT接MCS一51的RXD，T1工N接MCS一51的TXD，TlOUT接PC機的RD，Rl工N接PC機的TD1。因為MAX232具有驅動能力，所以不需要外加驅動電路。
系統(tǒng)中使用了此技術之后就實現(xiàn)了變壓器風扇冷卻系統(tǒng)的遠程控制，工作人員可以在控制室對冷卻系統(tǒng)進行控制，可以達到方便、準確、快捷的日的，這也是我們對傳統(tǒng)的風扇冷卻控制系統(tǒng)而做的一個重要的改進。
②串行通訊
在此實現(xiàn)中，我們必須要對MCS-51串行接日和PC機串行接日的串行通訊要有一定的了解，串行通信是指通信的發(fā)送方和接收方之間數(shù)據信息的傳輸是在單根數(shù)據線上，以每次一個二進制位移動的，它的優(yōu)點是只需一對傳輸線進行傳送信息，囚此其成本低，適用于遠即離通信；它的缺點是傳送速度低；串行通信有異步通信和同步通信兩種基本通信方一式，同步通信適用于傳送速度高的情況，其硬件復雜；而異步通信應用于傳送速度在50到19200波特之間，是比較常用的傳送方式，本文中使用的就是異步通訊方式。
（6）“看門狗”電路DS1232
在系統(tǒng)運行的過程中，為了避免因干擾或其他意外出現(xiàn)的運行中的死機的情況，“看門狗電路”DS1232會自動進行復位，并且能夠重讀EEPROM中的設置，以保證系統(tǒng)可以安全正常的運行。
美國Dallas公司生產的“看門狗”（WATCHDOG）集成電路DS1232具有性能可靠、使用簡單、價格低廉的特點，應用在單片機產品中能夠很好的提高硬件的抗干擾能力。
DS1232具有以下特點：
①具有8腳DIP封裝和16腳SOIC貼片封裝兩種形式，可以滿足不同設計要求；
②在微處理器失控狀態(tài)卜可以停止和重新啟動微處理器；
③微處理器掉電或電源電壓瞬變時可自動復位微處理器；
④精確的5%或10%電源供電監(jiān)視；
在本變壓器冷卻控制系統(tǒng)中，DS1232作為一定時器來起到自動復位的作用，在DS1232內部集成有看門狗定時器，當DS1232的ST端在設置的周期時間內沒有有效信號到來時，DS1232的RSR端將產生復位信號以強迫微處理器復位。這一功能對于防止由于干擾等原因造成的微處理器死機是非常有效的，因為看門狗定時器的定時時間由DS1232的TD引腳確定，在本設計中，我們將其TD引腳與地相接，所以定時時間一般取為150ms。
3結論
本裝置實現(xiàn)了通過單片機自動控制冷卻器的各種運行狀態(tài)并能精確監(jiān)測變壓器的油溫和冷卻器的各種運行、故障狀態(tài)，顯示了比傳統(tǒng)的控制模式的優(yōu)越性。（1）能夠對變壓器油溫進行監(jiān)測與控制；（2）實現(xiàn)了變壓器冷卻器依據不同油溫的分組投切，延長了冷卻器的使用壽命，有較好的經濟意義；（3）實現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)的各種狀況，如油溫、風扇投切和故障等信息的上傳，便于值班員、調度員隨時掌握情況。
由于固態(tài)繼電器實現(xiàn)了變壓器的無觸點控制，解決了傳統(tǒng)的控制回路的弊端，同時此控制裝置具有電機回路斷相與過載的保護功能。由于使用了單片機，因而具有一定的智能特征，實現(xiàn)了油溫、風扇的投入、退出和故障等信號的顯示以及上傳等。通過實際運行表明，該裝置的研制是比較成功的。但今后，我們還應該對固態(tài)繼電器本身的保護進行一些研究，以免主回路因電流過大而造成固態(tài)繼電器的損壞，以使變壓器風扇冷卻控制回路更加完善。
參考文獻
