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市政工程建設是市民的社會公益性事業，基本上是政府投資的項目，重慶市每年投入的城市建設資金達上百億元甚至達千億元。因此，對市政建設工程造價的控制，提高政府城建資金的使用效益是市政工程建設者必須努力探索和不斷追求的方向。
一、加強設計階段造價控制的重要性
工程造價控制應貫穿于項目建設的全過程，而在建設程序的各個階段中，設計階段對工程造價的影響最為突出，至初步設計結束，影響工程造價的程度約為75%，至施工圖設計階段，影響工程造價的程度約為35%。因此，加強設計階段造價的控制和管理，是至關重要的。
二、設計階段造價控制的現狀
1、設計概算的深度不夠
由于方案設計、初步設計時基礎資料不準確，深度不夠，導致概算編制時無依據，只能粗估，概算與施工圖預算差距過大，概算人員與設計脫節，又與施工脫節，工程量計算差距大。
2、業主提高設計標準，導致概算超估算
在實際工作中，一般業主委托設計的投資都偏低，這主要是業主為了立上項目，在投資決策階段的估算偏低，而在立項之后的設計階段，提高了設計標準，結果造成概算超估算。
3、時間概念模糊不清，造價編制質量不高
市政工程由于本身特點，設計人員做完設計后不但要提供設計圖紙，還需要提供與設計圖紙相配套的工程量給造價編制人員。在這個過程中，由于有些項目時間緊，任務重，設計人員無法按設計任務書上要求的時間向造價人員提供圖紙和工程量，造成造價人員無法按正常程序復核工程量，工程量的正確與否無法確定，再加上編制時間緊，因而編制質量差。
4、設計人員與造價人員基礎薄弱，造價無法控制
有些設計人員自身基礎較差，在進行設計的時候，盲目采用新工藝、新技術，而不管工程造價，認為那是造價人員的事，導致造價偏高。某些造價人員由于缺乏經驗，只會按圖紙套定額進行概預算的編制，對工程涉及的有關專業技術知之甚少，或根本不懂，這樣的概預算人員，在進行設計造價控制的過程中，無法為設計人員提供重要的可采納的意見。
5、閉門造車，造價控制與現場情況不符
目前絕大部分設計院只安排相關的設計人員進行現場踏勘。造價人員未去過現場，在進行土石方調配的時候存在很多問題，有些項目由于自身原因，只能將廢棄的土石方運至較遠的地方，而造價人員因為不了解現場情況，只按平時編制的方式送至附近的地方進行處理即可，造價不合情理。
6、設計招標不盡全面
只注重了方案設計階段的招標，忽略了技術設計階段和施工圖設計階段的招標工作。一旦方案中標，技術設計和施工圖設計就成為方案中標單位一攬子工程，由于在后面的設計中缺少競爭機制，設計單位沒有壓力，控制造價的積極性就不會很高。
7、現行設計取費方式不甚合理
設計費的多少取決于工程總造價的高低，致使有的設計單位為追求利潤，盲目擴大工程規模，設計方案可以優化的不進行優化，甚至有的設計人員隨意提高混凝土強度等級，增加配筋量，從而人為地提高了工程造價。為此，筆者認為，設計過程要有效的控制工程造價，必須對現有的控制措施和方法加以完善和創新。
三、工程設計階段造價控制的措施
1、設計前要有準確的資料作為設計依據，避免造價無法控制
設計基礎資料如勘察資料、測量資料及現場情況對設計方案及造價有很大的的影響。我們經常碰到的市政工程，如施工時發現橋梁基礎的地質情況與勘察報告有很大的差異，這樣使得結算價遠遠高于初設概算和施工圖預算，造價突破限額。導致這種結果的原因是設計依據的地質資料的不準確性，地質勘探質量不高，沒有為設計提供科學的依據。地質勘察的費用不到工程造價的0.5%，可是地質勘察對工程設計的造價影響程度卻占到30%左右。因此，市政設計院對地質勘察的資料要有嚴格的要求，地質勘察的范圍和深度應得到保證。
2、積極推行限額設計限額設計是按照批準的投資估算控制初步設計，按照批準的初步設計總概算控制施工圖設計，同時各專業在保證滿足使用功能的前提下，按分配的投資限額控制設計，嚴格控制技術設計和施工圖設計的不合理變更，保證總投資限額不被突破，從而達到控制投資的目的。
筆者認為，在確保使用功能前提下，將工程按設計部門各專業進行投資分配，確定各專業的投資限額，防止總投資超過限額投資。在設計開始前按照設計過程的估算、概算、預算的不同階段，將工程投資按專業進行分配，并分段考核。為此，應賦予設計單位及設計單位內部各科室及設計人員，對所承擔設計具有相應的決定權、責任權，并建立起限額設計的獎懲機制，改進和完善限額設計的不足之處，按照市場經濟要求，積極推行限額設計，使工程造價得到有效控制。
3、設計人員要了解造價基本知識
市政工程涉及的范圍廣，有城市道路、橋梁、給水排水、電照工程等，每個專業的設計人員應該了解本專業的造價基本知識，比如城市主干道、次干道、支路（二層水泥穩定級配碎石基層、三層瀝青砼面層）每平方米的造價，橋梁按不同類型的結構型式每平方米的造價又不一樣，給水排水和電照工程的每公里造價與道路的路幅寬度有關。針對這些情況，筆者專門制定了《工程指標估算綜合單價表》，對不同的專業和不同類型的單位工程制定了綜合單價，這樣不僅方便經營人員外出談判，也為設計人員提供了設計參考依據。
4、認真對待工程量計算與定額的套用
工程建設項目的設計方案一旦確定，各專業設計工程數量計算的準確與否，是直接影響工程造價和設計概算質量的關鍵。進行工程量計算的有關專業設計人員，一定要熟知設計規范、設計標準和相應的施工規范，特別是應熟知本專業的工程量計算規則，避免在工程設計過程中，任意提高安全系數，加大構件截面，增加鋼筋含量等現象的發生。對于無工程量計算規則的有關專業，除要熟知概預算子目所包括的工作內容及適應條件外，還應了解單位工程、分部分項工程各子目的設計意圖及工程量計算規則等，以便準確套用定額。工程量算完后，應與類似工程進行對照分析，發現工程量計算錯誤或發生重列和漏算的現象時，對出現異常的工程數量要查找原因，及時糾正偏差，將存在的問題消滅在設計之中，確保計算的工程數量準確無誤。
5、提高設計概算質量
概算人員做好設計概算，需要與設計人員溝通，搞清圖紙上不清楚、不完整的地方，避免與設計圖紙脫節，造成漏算，少算。其次，概算人員需要多收集有關資料，如人工、材料、機械臺班的消費量及價格，以免與實際工程脫節。此外，概算人員平時應該加強道路、橋梁、給排水、電照、金融及會計等專業知識的學習，提高自己的綜合素質。
6、造價人員應及時和設計人員進行溝通，避免造價偏離正常軌道。
筆者在做四川一條城市快速道路初步設計概算的過程中，碰到一座預制T梁，由于設計人員加大了工程量的安全系數，造成每平方單位造價比同類型結構的橋梁高出一倍左右，筆者將此情況反饋給了設計人員，并建議設計人員將鋼筋量及砼量降低，適當的時候對橋梁進行優化設計。經過溝通交流，造價得以合理控制。
四、結語
市政工程設計階段工程造價的控制管理在我國尚處于初步階段，相應的外界環境還不太成熟，存在著諸多的缺陷與不足。希望通過本文能夠提高人們對設計階段造價控制重要性的認識，并從中掌握有效控制的手段，使設計階段的工程造價得到較為合理的控制。
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關SA，其②-④觸點接通，經過防跳繼電器的常閉觸點KM2和斷路器的常閉觸點DL，接通合閘接觸器線圈HO，使斷路器合閘。這種設計簡潔，常為工程設計人員所采用。在具體操作中，按先合變電站側斷路器、再合對側斷路器的操作順序進行。但在小水電系統網絡中，因受地形、容量等技術條件的限制，建設不甚規范，特別是有些聯絡線路上還接有負載，當出現某種故障造成變電站側油斷路器跳閘，此時的對側斷路器可能還在合閘位置，如要對聯絡線路進行合閘，因不知對側是否有電，必須等到調度命令或接到匯報后才能進行操作，加至有些地段通訊不暢，經常耽誤時間，影響工農業生產用電；由于典型回路本身不能檢測線路是否有電壓，又無防范不規范操作的技術措施，如果誤操作SA發出合閘命令，就會造成非同期合閘事故，給人們生命財產帶來重大損失。
1.2改正后的合閘回路
為了防止事故的發生，對原典型合閘回路進行了如下改進（見圖1中虛線所示）：即在線路電壓互感器二次側增設一只電壓繼電器KV，用以檢測線路電壓，并將其常閉觸點KV1串入本站油開關合閘回路中。當線路有電壓時，就是誤操作SA發出了合閘命令，因KV1觸點斷開了合閘操作回路，無法啟動合閘接觸器，達到了防止非同期合閘的目的。同時，考慮到聯絡線路的可靠性，在KV1觸點兩端設計并聯一連接片LP，以便該電壓繼電器檢修或需該線路供給變電站負荷時好操作。正常情況下，連接片LP處在斷開位置。
還將電壓繼電器的常開觸點KV2與合閘位置繼電器HWJ的常閉觸點（或跳閘位置繼電器TWJ的常開觸點）串聯，以接通“線路有電壓”光字牌的信號回路，當斷路器在斷開位置，線路有電壓，該光字牌亮，提醒運行人員不得進行合閘操作。在信號回路中，串聯跳（合）閘位置繼電器觸點的作用是為了在該線路運行時斷開光字牌，以免光字牌長期帶電。電壓繼電器KV可選DJ—121型，繼電器校驗方法與其他電壓繼電器相同。
2水電站壓力裝置的控制回路改進
2.1典型油壓裝置自動回路及缺陷
調速器、高低壓氣機等是水電站中常見的壓力設備，在油（氣）裝置的自動回路中，一般采用電接點壓力表(如YX—150型)來反映油（氣）罐中壓力的變化，進而控制油（氣）泵電機。壓力表上可設置上、下兩個值限，上限用紅針指示，下限用黃針指示，實際壓力值用黑針指示。油壓裝置自動投入的動作過程如圖2所示：
當壓力罐油壓降到壓力下限時，壓力表黑針與黃針接觸，即觸點YLJ1
閉合，使中間繼電器1KA動作并自保持，因轉換開關SA在自動位置，其②-④觸點接通，啟動接觸器KM，使電機接通電源，帶動油泵向壓力罐打油，壓力逐漸上升，當到工作壓力值上限時，壓力表黑針與紅針接觸，即上限觸點YLJ2接通，使中間繼電器2KA動作，斷開1KA的自保持回路，油泵電機自動停止工作。對于這種典型設計，壓力表的上、下限觸點一直串在控制回路中，并帶有相應負載，特別是在啟動和停止過程中，壓力變化呈波動狀態，使觸頭抖動不已，無法可靠接觸，常常生火花，由于壓力罐補壓（氣）是通過自動回路完成的經常性的工作，壓力變化頻繁，使壓力表的觸頭接觸也相應頻繁，從開始的產生火花，到逐漸燒壞觸頭（或觸頭粘連），繼而造成壓力罐壓力消失，嚴重影響了機組的安全運行。
2.2改進后的控制回路
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緒論
單片機利用大規模集成電路技術把中央處理器和數據存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構成一個最小的計算機系統。而現代的單片機則加上了中斷單元、定時單元及A/D轉換等更復雜、更完善的電路，使得單片機的功能越來越強大，應用更廣泛。
第1章單片機空調控制系統
隨著中國人民環境的改善和人民生活質量的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調已成為普遍的需求，建筑能耗占全社會總能耗的比例巨大且持續增長。據統計，2001年中國建筑能耗已達到3.76億噸標準煤，占總能耗的27.6%，年增長比例是5%。在發達國家中，供熱和空調的能耗很大，可占到社會總能耗的25%-30%。有資料統計，辦公樓中空調系統耗能量占總能量的25%左右，所以空調控制系統設計始終是建筑環境與設備領域中的重要研究課題之一。
1.1當前國內研究情況
1）在城市現代化建設過程中，用電結構發生變化，其中用在建筑物空調系統的電力負荷比例日益增加。據不完全統計，北京已有250余幢賓館、辦公樓和50余家大商場采用中央空調，其空調用電負荷達40萬kW。相當于華北電網為了調峰，耗資27億元而興建的十三陵抽水蓄能電站的1/2裝機容量。以廣東省為例，現有裝機容量已達30萬kW,并以每年30%的速度遞增，其用電負荷已占總共電量的40%以上。
2）改革開放以來，我國經濟的高速發展和人民物質生活水平的不斷提高，對電力供應不斷提出新的挑戰。盡管我國發電裝機容量已超過2億Kw,年發電量已突破9000億kWh。然而，目前我國電力供應仍很緊張。突出的矛盾是電網峰谷負荷差加大，夜間至清晨谷段負荷率低，而高峰段電力嚴重不足，有的電網峰谷負荷之差達25%-30%，造成白天經常拉閘限電，夜間有電送不出的現象。
3）由于空調用電負荷一般在電力谷段用量甚少，對城市點昂具有很大的“肖鋒填谷“潛力，而在中央空調中，制冷系統的用電量通常占整個空調系統用電量的40%-50%，如以商場為例，每10萬m2空調制冷系統的須用電功率約為7000-9000KW。因此，空調蓄冷系統應運而生，并將日益展示他廣闊的應用前景
1.2空調控制系統的組成以及基本工作原理
空調系統的基本組成形式可分為三大組成部分，分別是：冷熱源設備（主機）、空調末端設備、附件及管道系統。該系統具有制冷、制熱、除濕、自動4種工作模式，包括定時、睡眠、風向、智能化霜、應急運轉、試運轉以及5種可調室內風速等控制功能；在定時開機時，可根據訪間溫度作智能判斷，自動調整定時開機時間，避免開機時太冷或太熱；另外，可對設定溫度和房間溫度兩種溫度的10個溫度值進行同時指示，以及完整的抗干擾和系統保護功能。
1.2.1控制器原理
該系統具有制冷、制熱、除濕、自動4種工作模式，包括定時、睡眠、風向、智能化霜、應急運轉、試運轉以及5種可調室內風速等控制功能；在定時開機時，可根據訪間溫度作智能判斷，自動調整定時開機時間，避免開機時太冷或太熱；另外，可對設定溫度和房間溫度兩種溫度的10個溫度值進行同時指示，以及完整的抗干擾和系統保護功能。
本系統硬件簡單可靠，軟件具有更完善的控制功能和抗干擾能力。系統具有很高的性能價格比
系統CPU根據遙控器或按鍵輸入的命令，對采集到的溫度進行智能判斷，然后作出相應的制冷、制熱或除溫運行。再通過接口電路，驅動壓縮機、換向閥、風向電機和室內風機作相應動作，并對溫度用LED指示。系統的原理框圖如圖1所示。
1.3軟件設計
軟件設計采用模擬化處理，主控程序包括以下幾個部分：程序的初始化、試運轉、數據和信號的采集與處理、溫度LED指示、室內風機的閉環積分控制、室內風向電機的步進控制。功能子程序包括制冷、制熱、除濕、自動四種運行模式。中斷程序包括遙控接收。各種定時的中斷查詢處理、速度檢測等。系統的主控程序流程如圖4所示。
1.4硬件設計
1.4.1單片機的選擇
系統有3路溫度模擬信號輸入，還有1路電壓和1路電流模擬輸入，共5路模擬輸入要求；而模擬信號要轉換成數字信號才能用單片機CPU處理。為提高系統的性能價格比，應采用含有A/D轉換器的單片機。經過各方面的綜合比較，我們選用了美國Microchip公司的PIC16C72單片機作為控制核心。它具有5路模擬量輸入的A/D轉換器，恰好滿足系統的模擬輸入要求。另外，它在1塊芯片上集成了1個8位邏輯運算單元和工作寄存器、2KB程序存儲器、128個數據存儲器、3個端口（A口、B口、C口）共22條I/O線、3個定時器/計數器。另外，只有35條易學易用而高效的RISC（精簡指令集計算機）指令，同時，芯片具看門狗功能，并提供對軟件運行出錯的保護。
1.4.2模擬輸入電路
本系統直接用熱敏電阻進行測溫，再加一級電容濾波。對外交換溫度檢測電路，因其干擾較大，特加上二極管限幅保護。對傳感器的不同電阻值，將其所對應的不同分壓值輸入至PIC單片機的A/D轉換口，在單片機內部轉換成數字信號。該檢測電路結構簡單，性能價格比高。又因采用的單片機為8位，所以溫度轉換精度高，可為0.5℃，完全滿足了空調的信號檢測精度要求。對過流信號的檢測，不用經過比較器，節約了資源；而是采用模擬信號整流分壓后直接輸入，通過單片機自帶的A/D轉換器，每500μs對其進行一次檢測，并進行軟件比較，以確認是否過流。對過零電壓信號的檢測，也是采用模擬信號整流分壓后直接輸入。因兩個半的過零點都要檢測，所以用橋式整流。模擬輸入電路如圖2所示。
1.5單片機控制系統的調試
1.5.1硬件調試
根據設計的原理電路做好實驗樣機，便進入硬件調試階段。調試工作的主要任務是排除樣機故障，其中包括設計錯誤和工藝性故障。
1）脫機檢查
用萬能表或邏輯測試筆逐步按照邏輯圖檢查機中各器件的電源及各引腳的連接是否正確，檢查數據總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。有時為保護芯片，先對各管座的電位（或電源）進行檢查，確定其無誤后再插入芯片檢查。
1.5.2仿真調試
暫時排除目標板的CPU和EPROM，將樣機接上仿真機的40芯仿真插頭進行調試，調試各部分接口電路是否滿足設計要求。這部分工作是一種經驗性很強的工作，一般來說，設計制作的樣機不可能一次性完好，總是需要調試的。通常的方法是，先編調試軟件，逐一檢查調試硬件電路系統設計的準確性。其次是調試MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以進行下面的應用軟件調試。
1.5.3硬件電路調試的一般順序
1）檢查CPU的時鐘電路。通過測試ALE信號，如沒有ALE信號，則判斷是晶體或CPU故障，這稱之為“心臟”檢查。
2）檢查ABUS/DBUS的分時復用功能的地址鎖存是否正常。
3）檢查I/O地址分配器。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構成，如是部分譯碼設計，則排除地址重疊故障。
4）對擴展的RAM、ROM進行檢查調試。一般先后寫入55H、AAH，再讀出比較，以此判斷是否正常。因為這樣RAM、ROM的各位均寫入過‘0’、‘1’代碼。
5）用戶級I/O設備調試。如面板、顯示、打印、報警等等。
1.5.4軟件調試
軟件調試根據開發的設備情況可以有以下方法：
1）交叉匯編
用IBMPC/XT機對MCS—51系列單片機程序進行交叉匯編時，可借助IBMPC/XT機的行編輯和屏幕編輯功能，將源程序按規定的格式輸入到PC機，生成MCS—51HEX目標代碼和LIST文件。
2）用匯編語言
現在有些單片STD工業控制機或者開發系統，可直接使用匯編語言，借助CRT進行匯編語言調試。
3）手工匯編
這種方法是最原始，但又是一種最簡捷的調試方法，且不必增加調試設備。這種方法的實質就是對照MCS—51指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機器碼，然后輸入到RAM重新進行調試。在進行手工匯編時，要特別注意轉移指令、調用指令、查表指令。必須準確無誤地計算出操作碼、轉移地址和相對偏移量，以免出錯。
4）以上3種方法調試完成以后，即可通過EPROM寫入器，將目標代碼寫入EPROM中，并將其插至機器的相應插座上，系統便可投入運行。
硬件、軟件仿真調試經過硬件、軟件單獨調試后，即可進入硬件、軟件聯合仿真調試階段，找出硬件、軟件之間不相匹配的地方，反復修改和調試。實驗室調試工作完成以后，即可組裝成機器，移至現場進行運行和進一步調試，并根據運行及調試中的問題反復進行修改。
1.5.5調試
單片機控制技術應用越來越廣泛，其核心技術是單片機控制系統的設計。對工程技術人員來說，抓住系統的原理構成、軟件設計、硬件設計以及系統調試方法的要點是十分必要的。根據工作經驗，前面敘述的系統調試方法將會有助于從事這方面工作的技術人員及本專業的學習者。
第2章單片機的空調控制系統技術和量化要求
2.1空調控制系統的數字化控制
（以Infineon的8位單片機C504/C508）為例
2.1.1模糊智能控制
與普通空調的運行方式不同，變頻空調的壓縮機需要連續運行。其速度調節變得更加重要，要確保室內溫度波動限制在較小范圍內。事實上永磁直流無刷電機是一個多變量，非線性，強耦合的對象，需要智能控制才能取得比較滿意的效果?？紤]到8位單片機的資源有限，本系統采用模糊控制來實現電機轉速的控制。因為C504/C508的CCU單元的通道0在塊交換模式下降了參與電機換相外，還可用來完成捕獲動作，故這個通道可以同時用于電機速度檢測。系統所用的模糊控制規則如下式：U=αE+（1-α）E式中，E為位速度誤差，Ec為速度誤差變化率，α為加權系數，在0和1之間取值，U為控制器輸出。通過調整加權系數，本系統可以對控制規則進行在線修正。
2.1.2功率變換電路
功率變換電路及其驅動和保護是直流無刷電機調速系統的最核心的部分。功率變換電路主要是整流橋和逆變橋。目前在國內變頻空調產品中這部分電路的角色主要是由智能功率模塊（IPM）來充當。所謂IPM，就是將功率變換電路，驅動，保護，檢測，輔助電源都集成在一個模塊內。
2.1.3單片機控制系統中控制算法
(1)直接數字控制
當被控對象的數學模型能夠確定時，可采用直接數字控制。所謂數學模型就是系統動態特性的數學表達式，它表示系統輸入輸出及其內部狀態之間的關系。一般多用實驗的方法測出系統的特性曲線，然后再由此曲線確定出其數學模型?，F在經常采用的方法是計算機仿真及計算機輔助設計，由計算機確定出系統的數學模型，因而加快了系統模型的建立。當系統模型建立后，即可選定上述某一種算法，設計數字控制器，并求出差分方程。計算機的主要任務就是按此差分方程計算并輸出控制量，進而實現控制。
(2)數字化PID控制
由于被控對象是復雜的，因此并非所有的系統均可求出數學模型，有些即使可以求出來，但由于被控對象環境的影響，許多參數經常變化，因此很難進行直接數字控制。此時最好選用數字化PID（比例積分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2種PID為基礎，根據系統的要求，可對PID控制進行必要的改進。通過各種組合，可以得到更圓滿的控制系統，以滿足各種不同控制系統的要求。
2.2單片機控制系統的數字化
2.21采用數字化負荷隨動控制理論
運用現代化計算機技術、數字化自動控制技術，對中央空調設備運行進行綜合、優化；針對中央空調主機和輔機系統運行的工況和末端負荷的變化，采集其瞬間多種變化參數，對負荷進行隨動跟蹤；自動、準確、及時地對冷凍（溫）水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機設備的運行參數進行采集，對系統各設備自動進行實時優化控制，使中央空調主機運行環境得以優化，使得主機工質和輔機系統各種流量跟隨末端負荷的變化而同步變化，確保中央空調系統在滿足舒適性的前提下，大幅度降低系統的能源消耗。即把負荷運行所不需要的，而系統運行又將會產生的這部分多余的冷量節省下來。
2.22中央空調數字化負荷隨動節能控制系統
控制精度高，同頻精度和穩定性好，可使中央空調系統節能達到20%以上。該技術、產品在國內、國外處于領先水平，具有高效節能、安全、舒適和方便管理的顯著效果。
第3章結論
單片機控制技術應用越來越廣泛，其核心技術是單片機控制系統的設計。對工程技術人員來說，抓住系統的原理構成、軟件設計、硬件設計以及系統調試方法的要點是十分必要的。隨著我國經濟實力的增長，開發新產品的思路上過去那種過多注重價格因素而使新產品開發上不了檔次的弱點有所改善，開始注意使用當前最先進的單片機開發高檔次的產品。由于單片機的開發手段目前仍以仿真器為主，公司能否提供廉價的仿真器，提供方便的技術服務與培訓，較之能否提供高性能、低價位的單片機有著同等的重要性。各單片機廠商在開發工具以及技術服務方面也進行著激烈的競爭。這種競爭與推出新型的單片機以顯示高技術方面的優勢是相輔相成的。競爭的結果是為單片機應用工程師提供更廣闊的選擇空間，而最終受益的是單片機產品的消費者，由于單片機對各行各業都有用，這種電子技術的進步導致各行各業的進步，也帶動了人類文明的進步。
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第5章致謝
本論文設計在（）老師的悉心指導和嚴格要求下業已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，無不凝聚著（）老師的心血和汗水，在我的畢業論文寫作期間，（）老師為我提供了種種專業知識上的指導和一些富于創造性的建議，沒有這樣的幫助和關懷，我不會這么順利的完成畢業論文。在此向（）老師表示深深的感謝和崇高的敬意。
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(一)處理客戶需求的方法
在產品開發階段，所有的開發人員都要面對客戶所提出來的各種要求。如何快速有效的解決客戶需求，是一個棘手的問題。作為企業方來說，大部分的企業都比較傾向于全盤接收客戶需求。因為不論是項目的開發研究還是產品的生產，都需要客戶的支撐來進行。處理客戶需求一旦不妥當，就很有可能會造成客戶的流失。但是如果全盤接收客戶的需求，不去考慮現實問題，很有可能就會造成產品的不穩定性。還有的企業則是有選擇性地接收客戶需求，選擇他們認為有用的，摒棄無用的。同時也不乏第三種企業，他們對于客戶的需要棄之不理，只按照企業自身的標準來做產品。從客戶的角度來看，他們希望在產品保持優良的同時也能夠降低成本。提高工作效率，完成成本的控制，實現雙方的各自利益。
(二)如何正確處理客戶需求
處理客戶需求，是一個需要全面考慮的事情。從發展的眼光來看，如果在處理客戶需求的時候，結果不能讓客戶滿意，那么就會降低企業的實力認可。因此，要正確的認識客戶需求。客戶給予的價格是否能夠保證與產品的質量成正比，是否能夠使得條件的對立面互相成立，這都是需要企業從客戶的角度去思考的問題。只有從源頭的本身出發，結合客戶需求，使用不卑不亢的態度，用合理的成本去完成產品生產到出售的整個過程，同時也保證售后與后勤的各項服務，這才是成本控制的關鍵所在。
三、產品開發階段，影響成本高低的誤區
(一)過分追求產品質量，忽略產品經濟性
很多設計師在設計產品的時候，也許是因為職業習慣，他們時常容易將所負責的產品作為一個科技品來進行設計，這就使得他們陷入一種只追求產品美觀和性能的誤區，而沒有真實考慮產品在生產過程中的成本。就用日常生活中最常見的空調舉例，很多空調設計師在做空調設計的時候，沒有全面了解市場環境，受眾需求等客觀因素，就推出了冷暖保濕多功能空調。而空調的銷售市場集中在溫度濕度都高的南方沿海地區。這就導致市場對這種空調的需求量不大，甚至完全沒有興趣?？照{這一例子說明，功能最多，性能最高的產品并不一定就是銷量最多的產品。一個產品的研發和設計，需要考慮到受眾需求，價格，文化水平等多種因素。
(二)重復開發設計，忽視設計通用性
很多產品的功能和部件都是質量上乘，也受大眾歡迎的。但是有很多企業都看重產品的設計，他們在追求同一款產品的時候，希望做到最新最先進，于是不斷的設計新的產品，來迎接市場的考驗。對一款產品重新設計，需要的經費和精力投資是不小的付出。有的企業為了追求產品的精益求精，不顧現實的考慮，盲目購買許多高質量的材料。這也是一種成本的浪費。
(三)過度追求完美，忽視功能再設計
十全十美的產品是不可能在設計初期就達到的，畢竟其中有很多影響因素存在。而且有的產品在研發階段的時候能夠保證產品的完美，但是一旦投放進市場，就會發現其本身存在的問題，從而需要設計者重新對產品進行設計，通過不斷的修改來呈現出一款產品的最佳功能性。市場上稱對這些不斷設計修改的產品為升級版。我們不難看出，新產品面市，出現小問題是不可避免的。關鍵是在出現問題之后，企業能夠通過修改設計，重新更新產品的功能。另外，再設計已經被很多商家所注意并且利用。重新開發產品的功能，發掘產品的潛力并加以利用。比如說一款手機的研發成功，最開始的時候是有普通版，之后就會在市場中推出升級版，豪華版等多個版本。設計師通過再設計來實現產品的價值，其最終的目的就是滿足顧客的各種需求。
(四)產品設計太過保守
設計人員在設計產品的時候，沒有考慮到產品的與時俱進，設計出來的產品太過刻板和保守。市場對產品不感興趣，即使在后期發現了產品的缺陷，但因為產品本身太過死板，修改更新都無法彌補。最后只能是徹底放棄或者花費更大的投資來修復這款產品。產品本身的設計失敗，給產品設計的成本增加了很重的負擔。
四、產品設計開發階段應該注意的事項
(一)建立完善的立項，審批制度，清晰定位新產品的功能，售價，消費群
企業在實施新產品開發之前，企業相關的職能部門（如市場部、研發中心）必須進行充分的調查，經公司相關職能部門書面論證,只有產品功能及價格有足夠的消費群體的項目才予以立項、批準。切忌個別領導或個別部門想當然閉門造車，造成新產品不能滿足市場需求或沒有足夠的消費群體。在市場調研環節，本文強調研發人員的參入，如條件許可的企業，可以實行研發人員和營銷人員定期輪換（如兩年一次）,此舉可以使研發人員非常了解市場的需求，同時市場銷售人員更能把握產品的性態。當然，企業如資源有限，也可以將此項工作外包給相關的專業咨詢服務公司進行調研，但該環節必須得以保證。只有進行充分市場調研、論證、按流程審批后，開發出來的產品才是有生命力的產品，否則，只會浪費公司資源，嚴重時企業會因此破產。
(二)設定目標利潤，倒推目標成本并進行相應控制
企業在設定產品功能、售價及目標消費群體后，接下來就是要結合公司的現狀，進行效益分析，設定產品的目標利潤,并由此而確定產品的目標成本。該目標成本一經論證確定，就要作為設計階段的剛性約束，在保證產品既定基本功能的前提下,其他均圍繞該目標展開。在進行此控制時，需要營銷、技術、財務、工程、采購等部門的通力合作，企業最好在此階段也最好組建臨時的跨職能部門的成本控制小組?，F代企業的競爭，在某種意義上講，是不同供應鏈之間的競爭。所以,企業在此階段還可以借助供應商、客戶的資源達成目標。另外，傳統的目標成本控制往往限于產品的制造成本，忽略產品其他環節的成本耗費（如：售后服務成本等）。但作為企業，制造環節1個單位成本的支付,與其他環節1個單位成本的支付是等同的資源耗費。所以企業應該對產品其他環節的成本進行預估（如：使用壽命期，或三包期內的成本耗費）,在設計階段就引入全成本控制的理念。
篇5
園林綠化工程造價是指為建設一項園林綠化工程，在土地市場、設備市場、技術勞務市場以及承包市場等交易活動中所形成的園林綠化建設工程價格。園林綠化工程造價是項目決策的工具，是制定園林綠化投資計劃和控制投資的有效工具，也是落實園林綠化建設資金的依據，同時也是評價園林投資效果的重要指標。園林綠化工程造價管理包括兩方面內容，一是園林綠化建設工程投資費用管理，一是園林綠化工程價格管理。下面，我們就對當前園林綠化工程造價存在的問題進行了分析，并就如何控制園林綠化工程造價談幾點看法。
1.投資決策多由行政拍板缺乏科學性經濟性
由于園林綠化工程多屬市政公益工程，大多由政府投資建設，其實施的好壞會對園區功能和日常生活產生深刻的影響。但由于部分地方的長官意識作崇，在進行項目可行性研究時，缺乏科學嚴謹的工作態度，更別提廣泛調查研究、多方案比選了，而是由一些領導拍板定案，靠人脈關系取勝，一些技術先進、功能可靠、經濟合理的建設方案得不到重用。在這種情況下，要做好工程造價的控制就十分困難。
2.講求藝術性與投資金額控制的矛盾
因園林綠化工程具有藝術性、方式多元化、衡量尺度不一等特征，實用性弱于美學需求，所以設計師作品真實意圖的表達很容易因投資人設計任務書的局限性受到禁錮。由于目前園林設計方案未完全進入招投標市場，存在不透明性，設計師的作品過度依賴投資人狹隘的觀點和錯誤的信號，設計主體思想缺乏統一，導致最優化、最合理、最科學的設計方案被人為肢解，只考慮作品的標新立異、方案的奢華和惟美，無暇顧及經濟技術問題，最終造成園林綠化項目的投資成本不斷遞增，投資金額與建設成效無法成正比。
3.精通造價的人員奇缺導致園林綠化工程造價不合理
相對其他城市公共基礎設施建設，城市園林綠化建設投資金額相對較少，有限的市場份額使得設計隊伍建設進退兩難，設計單位在有限的設計業務中很難在專業劃分及階段分工上花更多地精力去設置細化。園林設計隊伍中部分設計人員不熟悉本專業的概預算定額、建筑材料市場價格，而預算人員對工程技術問題往往不太熟悉，同時受市場份額和企業運作人力資源承受能力的影響，園林工程在具體專業分工上又不夠細化，專業技術力量上在設計階段的分布存在嚴重缺位或配置不合理，導致設計階段造價控制不嚴或造價失控。在具體造價實施中，園林綠林項目設計費的多少取決于工程總造價的高低和建設面積的大小，致使有的設計單位為了追求利潤，盲目擴大工程規模和提高單位面積建造成本，特別在綠化苗木中使用大規格苗木，增加苗木種植密度，過多采用珍稀名貴植物，非常奢侈地使用昂貴的建筑材料，超強度地進行非常規建筑設計等，從而人為地提高了工程造價。
4.設計前期調查工作不到位導致造價控制難度加大
其一，城市園林綠化工程多為城市配套工程或在地質條件較為惡劣的山巒、崖壁、灘涂、濱水區等進行建設，其城市地下管網、地質水文、周邊環境、服務對象等都直接影響工程建設成本，前期調查的環境基礎資料不到位直接影響造價控制。
其二，園林綠化工程不僅具有感官休憩功能，更重要的是體現一種精神意境、歷史文化底蘊和人文氣息，所以設計前必須認真地對當地的歷史脈絡、風土人情、地方特色進行翔實地調查研究。如果前期調查不夠深入，也會影響園林綠化設計的正確定位，使設計主題偏離，導致設計階段造價無法把握和工程施工階段造價無法控制。
5.搞好園林綠化造價控制的措施
5.1要多角度地科學決策，推行招投標機制，形成投資最高限額
園林綠化工程設計通過公開、公平的招投標競爭，能促進設計單位自覺按設計要求提交實用、安全、經濟的設計方案。在評標過程中，引入價值工程分析方法，按各評價指標的重要程度分配權重，可選擇出最優設計方案，有利于工程投資的控制。同時，應積極推行限額設計。限額設計是按照批準的可行性研究報告及投資估算控制設計，在保證使用功能的前提下，各專業按分配的投資額進行設計，以使總投資不被突破。在推行限額設計中，依靠技術創新控制工程造價是最有效的手段，提高初步設計概算的精確度，使之成為設計階段控制造價的依據，是對投資估算的第一次細化；設計人員和工程經濟人員要密切配合，應用價值工程原理，做好多方案的技術經濟比較，力爭用最低的成本，實現工程項目的必要功能。
5.2對園林綠化設計方案進行公開評審、論證、公示以控制造價
設計信息后，建設單位首先應組織專家、相關技術人員、相關部門及主管領導對收到的設計方案進行評審，通過技術比較、經濟分析、效果評價，力求選擇經濟合理條件下確保使用功能，在滿足使用功能條件下追求造型美觀，確定以最少的投入創造最大的經濟與社會效益的設計方案為中標方案。同時對入選方案和中標方案進行公示，聽取社會意見。
5.3加強設計變更管理，實行限額動態控制
在園林工程建設中設計變更是不可避免的，如果在設計階段進行變更，修改圖紙即可，若在施工中進行變更，必將造成投資方重大的損失。該情況園林綠化工程建設中表現尤為突出，例如投資方為了達到立竿見影的建設效果或者施工方為了彌補在投標過程中因不平衡報價損失而采取更改設計的辦法（增加綜合報價較高的苗木的種植密度、加大苗木規格、更改苗木品種等），使工程的整個投資造價飚升。倘若進行限額設計，實行限額動態控制，在方案及施工圖經濟合理的前提下，人為要求進行設計變更的行為將大大減少。
5.4加強園林綠化工程實施階段的造價管理
在園林綠化工程項目的實施階段，工程預、結算審核方面的控制及管理可分為三個階段：招標管理階段、施工管理階段和結算階段。在招投標管理階段中，招標文件應對工程造價的計價方式、定額及費用的取定、增加工程的結算方式等有明確規定。項目實施階段，必須要按照合同辦事，樹立法律意識，做好各項資料的記錄和收集工作，全面履行合同內容，有效地控制工程造價。提供的工程量清單，要按照國家或地方頒布的計算規則即統一的工程項目劃分方法、統一的計量單位及統一的工程量計算規則，根據設計圖紙計算并予以統計、排列，從而得出清單。對工程量清單中的工程項目應具有調試的概括性，條目要簡明，同時不能出現漏項、錯項，應保證計價項目的正確性。要將不同等級要求的工程區劃分開，將情況不同、可能要進行不同報價的項目分開。這就要求清單編制人員在編制時，認真研究設計圖紙，分析招標文件中所包括的工作內容及不同的技術要求，熟悉所有工作的程序，并且要認真勘測現場情況，盡是預測在施工中可能遇到的情況，對將要影響報價的項目予以劃分。另外，因為工程量清單中計算出的工程量為不完整工程量，考慮建設單位的利益，應明確中標價中的綜合單價為不變價，工程量清單的數量按實際施工實做實計。
5.5控制材料用量，合理確定材料價格
在工程造價的控制中材料價格的控制是主要的，材料費在工程中往往占有很大的比重，一般占預算費用的70%，占直接費的80%左右。因此必須在施工階段嚴格按照合同中的材料用量控制，合理確定材料價格，從而有效地控制工程造價。市場經濟為材料的供應提供了多種渠道，而且材料品種價格繁多，造價管理人員應密切注意市場行情，隨著工程進展情況深入現場、市場，掌握第一手的施工情況及材料信息，為竣工決算提供有力的依據。
5.6嚴把變更關，將園林綠化工程預算控制在概算內
在園林綠化施工中引起變更的原因很多，如工程設計粗糙，使工程實際與發包時提供的圖紙不符；當前市場供應的材料規格標準不符合設計要求等，這些問題的產生給工程造價留下活口因素。所以在施工過程中，必須嚴把變更關，嚴禁通過設計變更擴大建設規模，提高設計標準，增加建設內容等，最好實行“分級控制、限額簽證”的制度。對必須發生的設計變更，尤其是涉及到費用增減的設計變更，必須經設計單位代表、建設單位現場代表、監理工程師共同簽字，而且應盡是提前實現這類型變更，減少損失，因為已完成或部分完成的工程內容還需拆除，勢必造成重大變更損失。為此，應指派工程造價管理專業人員常駐施工現場，隨時掌握、控制工程造價的變化情況。
5.7嚴格現場簽證管理，掌握工程造價變化
在施工過程中，建設單位要加強現場施工管理，督促施工方按圖施工，嚴格控制變更洽商、材料代用、現場簽證、額外用工及各種預算外費用，對必要的變更，應做到先算賬，后花錢，變更一旦發生就及時計算因工作量變更而發生增減的費用，隨時掌握項目費用額度，避免事情積壓成堆，對工程造價心中無數。建設單位的現場代表要督促施工方做好各種記錄，特別是隱蔽工程記錄和簽證工作，減少結算時的扯皮現象。許多工程就是由于現場簽證不嚴肅，給工程結算帶來非常大的麻煩，導致相當大的經濟損失，因此嚴格現場簽證管理，是施工階段控制工程造價的關鍵。
5.8加強結算管理，嚴格把好審核關
在工程竣工決算時，審核人員應堅持按合同辦事，對工程預算外的費用嚴格控制，對于未按圖紙要求完成的工作量及未按規定執行的施工簽證一律核減費用；凡合同條款明確包含的費用，屬于風險費包含的費用，未按合同條款履行的違約等一律減費用，嚴格把好審核關。對工程量的審核應根據施工承包合同要求，對施工過程中出現的設計變更、現場簽證等進行審核，不能多算或不按規則計算，在要求施工企業報送相應的工程計算式和材料用量明細表的同時，造價管理單位也要編制一份完整的結算書和材料用量明細，這樣比照審核，才能做到客觀、公正、合理，準確進行計量審核。其次，在結算審核中，還應注意審核項目的單價、結算書中分項的正確性及程序及準確性，結合現場的實際情況分析計算。
6.結語
園林工程設計階段的造價控制管理，涉及面廣、環節多，相應的外部環境還不成熟，要做好這項工作應從規范行業做起，在政府有關部門的支持下加強管理，科學引導，使廣大園林工作者充分認識到設計階段造價控制管理的重要意義。
篇6
鐵路沿線的各站點都裝設有用于照明的大型燈塔。目前對燈塔的控制一般采用集中控制方式，在控制室中使用多個閘刀對燈塔進行一對一控制。因燈塔和控制室常位于鐵路兩側，所以施工較困難，而且電纜的投資大，自動化水平也不高。采用電力線載波通信技術，在現成的電力線路上傳輸數據，無需裝設通信線路，也不占用無線通信頻道資源，可很好地解決這個問題。但由于電力線上存在高衰減、高噪聲、高變形等問題，它不是一個理想的通信媒介。因此要在電力線上實現可靠的載波通信，必須選用基于擴頻技術的抗干擾能力強的電力線載波專用Modem芯片來設計鐵路燈塔控制系統。
鐵路燈塔控制系統由一個主站和若干個子站構成，主站和子站掛接在單相或三上低壓電力線上。主站安裝于控制室內，子站安裝于各燈塔底座的控制箱內。主站和子站以擴頻電力線載波通信方式實現數據交換。
系統中站和子站的載波通信網絡接口控制器選用美國Intellon公司的SSCP300芯片。該芯片是一個高度集成的電力線收發器和信道存取接口，提供了CEBus（用戶電子總線）總線標準。CEBus是EIA（美國電子工業協會）制定并頒布的一種通信標準，目前為EIA-600。CEBus標準是一種應用于網絡的開放式通信協議，采用節點到節點的通信方式，數據傳輸速率為10kbps。CEBbus協議采用ISO/OSI協議中的四層：物理層、數據鏈路層、網絡層和應用層。一個CEBus信息由報頭和數據包組成，如圖1所示。報頭是載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CDCR）協議的一部分，發送方用監聽傳輸介質中是否有其它發送方占用信道，以獲取對傳輸通道的控制權。CEBus采用擴頻載波（SSC）技術，形成“Chirp”掃頻信號，對報頭采用ASK調制，數據包采用PRK調制，頻率范圍為100kHz～400kHz。
2硬件結構
2.1主站及子站的硬件結構
主站及子站的硬件結構如圖2所示。
主站以PIC16F877單片機為核心，由指示、鍵盤、RS232接口、在線編程接口、通信接口等單元組成。指示單元用74LS164串/并轉換芯片實現，接到PIC16F877單片機的RB5和RB4引腳。鍵盤單元用74LS165并/串轉換芯片實現，接到PIC16F877單片機的RA3、RA4和RA5引腳。主站定義了具有如下功能的按鍵：（1）一個燈塔的東西南北燈組選擇；（2）子站地址選擇；（3）鎖鍵盤；（4）運行命令。在線編程接口單元利用PIC16F877單片機的/MCLR、RB3、RB6、RB7四個引腳對CPU的在系統程序及定值進行修改。主站利用MAX202實現標準RS232通信接口，可與上位監控PC機進行數據通信，也可外接Modem來實現遠程通信。
子站由PIC16F877單片機、指示、在線編程接口。固態繼電器出口、地址編碼、通信接口等單元組成。地址編碼用于設置本子站的地址碼，用一個八位開關與PIC16F877單片機的RD口連接，共有256個編碼。每個子站裝有四個固態繼電器，用于開啟和關閉一個燈塔的東西南北四個方向的燈組。
2.2通信接口
主站和子站的通信接口原理如圖3所示。
SSCP300網絡控制器提供了一個與SPI兼容的主處理器接口，將PIC16F877的RC3（SCK）、RC4（SDO）、RC5（SDI）引腳定義用于SPI串行通信，分別與SSCP300的SCLK、SDI、SDO連接。SSCP300的片選信號/CS、復位信號/RST及中斷信號/INT分別連接與PIC16F877的RB3、RB2及RB1引腳。由SSCP300產生的“Chirp”波形輸出到其SO管腳，經放大、三級濾波、SSCP111媒介接口IC放大后，被傳輸到電力線耦合電路并送至電力線。由電力線經耦合電路來的“Chirp”波形經無源六級LC構成的濾波器后，被傳輸到SSCP300的SI引腳。耦合電路采用鐵氧體磁環作為耦合變壓器的磁芯，變比為1：1，初次級線圈的匝數均為7。采用TVS來抑制較大幅度或較大加速度的瞬間電壓。
3軟件結構
系統的軟件采用模塊化結構，主要包括初始化模塊、輸出控制模塊、鍵盤掃描模塊、通信模塊等。整個軟件分為主站軟件和子站軟件兩部分。下面以通信模塊軟件的設計為例來說明程序設計方法。
SSCP300向與之連接的PIC16F877單片機提供CEBus服務。PIC16F877單片機通過SPI接口對SSCP300進行初始化、層信息設置、數據鏈路的存取控制設置等操作。完成以上步驟后，可進行數據的發送和接收。
PIC16F877單片機與SSCP300間各種形式的數據交換由控制命令來實現。常用的控制命令、十六進制碼及功能如表1所示。一般情況下，命令后緊跟數據長度，接著為數據信息。
表1常用控制命令
命令碼命令值命令名稱功能
RST
LR
LW
IR
PR
PT
WRS-460X01
0X02
0X03
0X04
0X08
0X09
0X46Reset
Layer_Management_Read
Layer_Management_Write
Interface_Read
Packet_Receive
Packet_Transmit
Write_Register_46復位
讀層信息
寫層信息
讀標志位
接收分組
發送分組
設置數據鏈路控制
3.1SSCP300的初始化
當電源接通或執行復位命令時，SSCP300將執行一個內部診斷和建立序列。直到此序列被執行完畢，命令才能被送至SSCP300。在對SSCP300進行初始化之前，PIC16F877要完成I/O口的初始化、片內RAM初始化以及SPI接口的初始化。
3.2層信息設置
初始化完成后可進行層信息設置。層信息設置的數據長度為7個字節，字節0為控制方式，一般設為數據鏈路（DLL）方式；字節1為組地址的低八位；字節2為組地址的高八位；字節3為設備地址的低八位；字節4為設備地址的高八位；字節5為系統地址的低八位；字節6為系統地址的高八位。在設置地址時應注意某些段內的地址為保留地址，不要使用，如0x0000為廣播地址。
在層信息設置的過程中，首先單片機向SSCP300寫入LW命令及數據長度“0X07”,然后確定好0～6字節的數據信息。層信息設置完成后，應用LR命令讀回，判斷讀回信息與寫入信息是否一致。如果一致則說明設置成功，否則應重新初始化后再設置層信息。
3.3數據鏈路存取控制設置
若節點之間的通信采用地址應答方式ADRACK或地址非應答方式ADRUACK，則應進行數據鏈路存儲控制設置，由命令WRS-46來實現，數據長度為1?？稍O置的內容為：（1）在主處理器的每個發送期內需要發送ADRUACK的次數；（2）在信道間存取的時間；（3）對于ACK和ADRUACK，是否需要嘗試多信道存取。
3.4數據的發送和接收
篇7
本文所進行的就是對變壓器冷卻控制系統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、風扇運行狀態有無故障等。至于風扇的分組投切設置是為了節約電能，具有一定的經濟意義，但這個分組數不宜過多，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字信號。
2變壓器風扇控制系統的硬件接線
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字節的EDAM，32位的I/0總線。三個16字節的定時器/計數器，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是完成系統的數據處理和系統控制的核心，所有其它器件都受其控制或為其服務。
在本文中，經過TLC1543A/D轉換器后輸出的數字量輸入到AT89C51單片機中，同時在進行了溫度參數的設置以后，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點，是一種高性價的模數轉換器。TLC1543是CMOS，10位開關電容逐次逼近模數轉換器。它有三個輸入端和一個3態輸出端：片選（CS），輸入/輸出時鐘（I/0CLOCK），地址輸入和數據輸出（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。
系統中使用了此技術之后就實現了變壓器風扇冷卻系統的遠程控制，工作人員可以在控制室對冷卻系統進行控制，可以達到方便、準確、快捷的日的，這也是我們對傳統的風扇冷卻控制系統而做的一個重要的改進。
②串行通訊
在此實現中，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送方和接收方之間數據信息的傳輸是在單根數據線上，以每次一個二進制位移動的，它的優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
在系統運行的過程中，為了避免因干擾或其他意外出現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%電源供電監視；
在本變壓器冷卻控制系統中，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
本裝置實現了通過單片機自動控制冷卻器的各種運行狀態并能精確監測變壓器的油溫和冷卻器的各種運行、故障狀態，顯示了比傳統的控制模式的優越性。（1）能夠對變壓器油溫進行監測與控制；（2）實現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）實現了冷卻系統的各種狀況，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。
由于固態繼電器實現了變壓器的無觸點控制，解決了傳統的控制回路的弊端，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繼電器的損壞，以使變壓器風扇冷卻控制回路更加完善。
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2.1機械設計自動化設備安全評估的基本模式
機械設計自動化設備安全評估要從一系列邏輯控制管理出發，不斷進行機械設計優化，讓機械設計自動化設備能夠符合安全評估的基本要求，對風險評估的各種模式進行分析，對自動化設備的安全控制會產生積極的作用，通過對安全設備進行全面的分析和管理，提高安全設備的綜合控制和管理水平[1]。機械設計自動化設備安全控制需要按照國家相關標準積極開展工作，保證各項工藝能夠在設備安全性設計的工程中得到全面的應用，通過模式優化達到自動化系統設計安全控制的目標。
2.2機械設計自動化設備安全評價
機械設計自動化設備安全評價要對風險進行全面的分析，對機械設備風險評定中的信息進行全面的優化，提高機械設備的綜合安全判斷能力，為機械設備的安全控制管理和設計優化創造良好的條件。機械設計過程中需要把設計方案和設備控制模式緊密結合在一起，提高機械設備的綜合控制管理水平。機械設計自動化設備安全控制要進行風險評估，對機械自動化設備的風險關鍵點進行分析，從而能夠對機械自動化設備進行安全判斷，提高機械設備的安全控制管理水平。機械設備自動化控制管理中要對安全限制進行確定，在不同的機械壽命階段進行機械設備安全控制管理，保證機器能夠正確的操作和使用，提高機械設備的綜合安全判斷和控制能力[2]。通過對機械的正確使用和正確操作，可以發現機械設備安全性問題，從而能夠對機械設備的安全進行分析，提高機械設備的安全控制管理水平。機械設備自動化控制管理要進行定量化分析，保證不同的安全控制指標能夠符合安全管理的要求，實現機械設備的綜合控制管理。機械設計中自動化設備安全控制需要從影響風險的因素出發，對故障情況進行全面的分析，對自動化設備安全控制進行類型分析，確保自動化設備能夠符合安全風險管理的具體要求。機械設計中對自動化設備安全風險評判需要從三個參數進行分析，其一為損傷嚴重度，通過對事故的后果分析，可以對機械設備自動化控制進行分析，確保機械損傷情況符合安全控制管理的要求。機械設計中設備危險的時間和頻次要進行控制，通過對不同的時間周期進行分析，提高機械設計中自動化設備的安全控制管理能力，為機械設備的安全評估創造良好的內部條件和外部條件。機械設備安全自動化控制要從操作周期角度出發，不斷優化方案。其二要從安全管理的風險指標出發，對機械設備進行全面的安全檢測。其三要從避開風險管理的可能性角度出發，確保機械設備能夠得到有效的識別。通過對機械設備的風險評估，提高機械設備的風險等級管理，對風險評估的全過程進行安全管理，實現對機械設備的自動化優化。
2.3機械設計中自動化設備的風險評定
機械設計中要對設備進行自動化安全風險評定，才能更好的減少安全風險，對機械設備的正常運行創造良好的條件。隨著機械自動化水平越來越高，機械設備的風險評價迭代過程越來越復雜，需要從風險識別的全過程出發，不斷加強自動化設備安全管理，提高機械設備的安全自動化控制能力。機械設計中自動化設備的風險識別要從信息確認開始，保證機械設計風險自動化迭代符合安全控制的要求。
3機械設計自動化設備安全控制的基本原則
3.1機械設計自動化設備安全控制要符合機械功能要求
機械設計自動化設備安全控制要從設計的基本原則出發，保證各項安全自動化控制功能符合機械設備的具體要求[3]。機械設計自動化設備安全控制要符合核心功能的要求，保證機械信息和設備控制能夠符合技術指標的要求。機械設備實施的過程中要從制造、設計、安全管理的要求出發，提高機械設備的自動化安全控制管理水平。
3.2機械設計自動化設備安全控制要利用先進技術
機械設計自動化安全控制必須要建立在先進技術的基礎之上，確保機械設計能夠符合安全管理的要求，完成各項機械設備的基本功能，提高機械設備的綜合控制管理能力。機械設計自動化設備安全管理不管從產品還是從系統角度出發，不斷提高機械設備自動化安全控制能力。機械設計自動化設備安全控制要以技術為主，才能保證機械能夠完成智能化功能，同時能夠滿足人性化的安全管理要求[4]。機械設計自動化安全設備管理要對各種加工設備的框架進行優化，從安全管理的角度出發，不斷增加輸出設備的功能。在能量轉換機械設備的過程中需要保證各種能量轉換能夠安全可靠，提高機械設備的安全控制能力。
3.3機械設計自動化設備安全控制效率提升
機械設計自動化控制系統管理過程中要對各種信息進行優化的控制，保證各種自動化產品和設備能夠符合安全功能的要求，從多方面提高安全控制效率，這是機械設計的重要原則之一，必須要從機械設備的實際特點出發，加強其對信息處理的基本能力。機械設備信息控制管理要和機械綜合管理的模式緊密結合在一起，提高對機械設備的綜合控制管理水平，為機械設備的全面優化創造良好的條件。機械設計自動化設備的安全控制，可以提高機械的自動化能力，可以節省機床的數量，不斷提高機械設備的生產效率。
3.4機械設計自動化設備控制要堅持安全性和可靠性原則
機械設計自動化設備控制要從產品故障管理角度出發，保證機械設備能夠進行自動化故障處理，提高機械設備的控制管理能力。機械自動化控制與產品優化是緊密結合在一起，機械自動化產品要和安全智能化控制緊密融合，保證各種機械設備的診斷、處理和監控能夠符合安全控制的基本原則[5]。機械設計自動化設備控制要從操作環節出發，減少機械事故發生的幾率，通過對機械設計自動化設備的安全控制，可以提高機械設備的靈敏度。機械設備安全控制管理要從方便操作的角度出發，不斷優化設計方案，全面保證操作機制能夠符合操作方案的要求。機械設備中各種自動化產品的功能要進行有效的監控，保證操作流程能夠符合設備控制管理的要求。通過對機械設備各種安全程度的控制，達到優化操作的總體目標，從而能夠全面實現機械設備的自動化控制和管理。機械設備自動化控制系統的安全指標要從不同的周期出發，積極引進新的技術方案，從而能夠對安全控制的措施進行全面的分析，提高機械設備的綜合管理水平。
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1.2激光旋轉控制電路設計
激光發射電路主要由步進電機驅動電路、激光發射控制電路、光耦隔離電路及細分電路構成，如圖4所示。激光發射器控制電路主要完成控制激光發射器發射和轉動，保證其發射的激光能實時完成激光接收靶跟蹤，使農田平地機被實時控制。由單片機輸出的激光發射器發射信號通過光耦隔離電路后輸入激光發射器控制電路。其中，JG為單片機P46端口的控制輸出端，U17為電路的光耦隔離器。激光發射器的旋轉由步進電機驅動電路控制，由單片機輸出信號控制THB6128的使能、脈沖及方向端從而控制激光發射器的旋轉。
1.3電源電路設計
電路選擇采用簡單高效電源芯片LM2576，該穩壓器是單片集成電路，能實現熱關斷和電流限制保護，能驅動3A負載?？刂坪诵牡碾娫丛O計如圖5所示。在直流電源輸入端加入TVS瞬變電壓抑制二極管PK6E22A，該二極管能在收到反向瞬態高能量沖擊時，迅速將兩極間的高阻抗變為低阻抗，同時吸收高達數千瓦的浪涌功率，有效地保護電子電路中的電子元器件免受浪涌脈沖的破壞［4］。為了防止功率地跟信號地之間的互相干擾，在電源電路設計中，功率地和信號地之間加入了電感L2進行隔離。
2系統軟件設計
由于農田平地機激光發射平臺調平控制系統的工作環境的惡劣性，易對數據的采集造成干擾，再加上傾角傳感器自身存在的溫度漂移等，會加大傾角數據采集的誤差。因此，對傾角傳感器采集的數據時，先采用基于限幅濾波法和遞推算術平均值濾波算法相結合的復合濾波法算法對數據進行預處理［5］，接著采用角度偏移與溫度變化的三次曲線對傾角傳感器溫度漂移進行補償，提高數據采集的準確性［6］。另外，由于步進電機的非線性特征，對其非線性參數進行整定較困難，而常規的PID算法由于參數整定過程繁瑣，實施起來較復雜，并且在越接近預設的目標值時，越容易產生超調而抖動，影響其控制效果的進一步提高。因此，采用基于RBF神經網絡的PID算法控制器對步進電機進行控制，能保證步進電機控制系統的響應性能提升，響應時間縮短，動態性能、自適應性和魯棒性更佳。系統總體流程圖，如圖6所示。系統初始化后，首先進行傾角數據采集，系統采集當前的平臺的傾角數據后，經過濾波和補償處理，直接交給單片機進行判斷:如果到達調平的預設值，則結束。沒到達預設值的話，如果是大于預設值，則電機正轉，控制平臺支腿進行相應的伸縮調整平臺的傾斜度，再重新進行數據采集;如果小于預設值，則電機反轉，控制平臺支腿進行相應的伸縮調整平臺的傾斜度，再重新進行數據采集。如此反復進行平臺調整，直至達到預定的平臺傾斜度為止。
3試驗分析
本文設計的農田平地機激光發射平臺調平控制系統主要是為提高農田平地機的雙激光源定位系統的精度做準備，在雙激光源定位系統中發揮重要的作用。而整個調平過程中，由于傾角傳感器和調平電機的特性，此控制系統主要受溫度影響。所以，本試驗在激光發射器校準完成后，設計了在加入基于RBF神經網絡的PID控制方法對電機控制，并在不同溫度環境下的試驗。將調整平臺置于不同的溫度環境中，同時讓激光器支座處于允許的任意傾斜角度狀態，分別測試支座在大傾角(20°～30°)和小傾角(10°左右)狀態下系統調整的可靠性。
1)13℃時，大角度調平試驗數據如圖7所示。
2)13℃時，小角度調平試驗數據如圖8所示。由圖7、圖8可知，采用基于RBF神經網絡的PID控制調平時，在農平地過程中調平過程的前期，調平速度快，當角度越接近目標角度時，速度明顯減慢;若達到調平要求的預設精度值0．03°時，調平停止;而且在調平過程中很少出現超調和振蕩，當傾斜角度較小時，調平完成的時間相對較短。
3)25℃，大角度調平試驗數據如圖9所示。
4)25℃，小角度調平試驗數據如圖10所示。由圖9和10可知，當溫度變化時，平臺大傾斜角度和小傾斜角度的調平規律與圖7和8相似。這說明經過加入基于RBF神經網絡的PID控制方法后此系統受溫度影響不大。
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根據樣例飛行控制計算機的內部總線FlexRay通信協議可知，內部總線通信時間為5ms，每個時隙為50μs，FlexRay總線最大幀長為127字［7］。本設計中1553B幀長度最大為54個字節，頻率最高為100Hz，故使用上述FlexRay總線通信協議能夠符合1553B總線通信要求。本設計中，1553B傳感器數據的頻率為50Hz和100Hz，而FlexRay總線通信頻率為200Hz，內部總線通信速率高于外部傳感器速率。故1553B板卡在內部總線通信過程中，當有傳感器數據更新時，FlexRay總線傳輸最新的數據;而當沒有數據更新時，FlexRay總線傳輸當前的傳感器數據。為保證數據的完整性及減少占用總線時隙數量，本設計共使用總線三個時隙，每個時隙具體傳輸內容如表4所示，時隙2、7、15傳輸內容分別為慣導傳感器無線電高度傳感器和大氣數據機的數據，數據幀大小分別為54字節、32字節、12字節。
3、1553B通信單元軟件設計
3.1驅動軟件的IP核封裝與實現
在嵌入式FPGAEDK設計中，為了簡化用戶開發難度，Xilinx公司提供了一個封裝了的接口，即IPIF(IPinterface，IP接口)作為介于PLB總線與用戶邏輯模塊之間的接口緩沖［8］。IPIF將PLB總線操作封裝起來，而留給用戶一個邏輯接口。本文軟件設計采用模塊化設計思想。其設計步驟如下:首先，將每個硬件模塊對應編寫一個驅動軟件程序;其次，將相應驅動軟件封裝成通用IP核;最后，將IP核掛載到PowerPC內部總線PLB上。模塊之間的通信主要通過PLB總線和OPB總線實現，系統中各模塊通過這兩種總線連接至PowerPC內核上，而PowerPC通過內部總線讀寫機制實現對各個模塊的讀寫與控制。如圖4所示為1553B通信單元的硬件平臺總體架構圖，主要由PowerPC內核、1553BIP核、FlexRay總線對應GPIOIP核集合、串口IP核、BRAM模塊IP核及相應的中斷控制IP核組成。
3.21553B總線接口驅動軟件設計
如圖5所示為1553B總線接口IP核結構圖，整個驅動分為三個模塊:總線讀寫模塊，初始化模塊和數據緩存模塊。系統上電，該IP核激活，進行總線初始化操作，發送初始化完成信號并查詢PLB讀寫信號，等待PowerPC405的讀寫操作。當讀控制信號使能時，PowerPC405讀取數據緩沖區中的數據;當寫控制信號使能時，總線讀寫模塊將數據緩沖區中的數據發送至總線上。
3.31553B通信算法設計
1553B通信單元的調度主要由外部1553B總線的數據接收，內部FlexRay總線的數據通信組成。本設計采用模塊化設計，將系統功能劃分為頂層應用和底層數據通信。底層數據通信主要包括外部數據流通信及內部數據流通信，外部數據流通信主要由1553BIP核實現，內部總線也由FlexRay驅動程序實現數據通信;而內核PowerPC主要實現頂層應用，即數據調度及總線故障切換功能的實現。如圖6所示為節點通信程序流程圖，系統上電后，首先對FlexRay總線及1553B總線節點進行相應的初始化，進而查詢1553B對應FIFO滿輸出引腳，當接收到數據時，節點讀取FIFO內容，并寫入相應的總線發送緩沖區中。進而查詢MFR4310的中斷引腳信號，當發送中斷有效時，執行發送中斷子程序，將接收到1553B總線數據通過1553B總線發送出去;當接收中斷有效時，執行接收中斷子程序，通信節點接收CPU發送來的控制信號。系統完成數據調度后，進而進行總線故障檢測。由于1553B總線的基本周期為10ms，故本設計中總線檢測周期為10ms。當定時器的10ms定時時間到，總線進行一次總線檢測。當接收到總線切換指令，通信單元進行總線切換，并更新總線狀態;進而判斷是否接受到傳感器的1553B總線應答信號，如果有，將總線故障計數清零，倘若沒有，將故障計數加1，當故障計數大于6，進行總線切換，并更新總線狀態。
4、總線網絡通信測試與結果分析
(1)FlexRay總線測試結果將FlexRay通信周期設置為5ms，靜態時隙長度為50μs，將CPU板卡與1553B板卡進行通信實驗，從總線上讀出輸出波形。FlexRay總線通信時，在總線上截取的波形如圖7所示，從圖中可以看出通信周期為5ms，與預設值一致。如圖8所示為一個周期時隙輸出波形，時隙2、7、15傳輸傳感器數據。由圖8可知，時隙2與時隙7相差250μs，時隙7與時隙15相差350μs，與預設值一致。FlexRay總線通信6小時，進而進行連續總線數據傳輸測試，經過6個小時的總線測試結果如表5所示，通信過程中，丟幀、錯幀計數均為0，表明1553B通信單元FlexRay總線設計正確，可以滿足飛行控制計算機通信的基本要求。(2)1553B總線測試結果由前面可知，1553B數據通信周期為10ms，即100Hz。如圖9～12分別為1553B通信單元與CPU單元模擬大氣數據機傳感器數據幀發送數據8字節，進行通信2小時、4小時、6小時、10小時的通信仿真圖。其通信幀數分別為719999，1439998，2160023，3599991。期間在2小時～4小時，4小時～6小時，6小時～10小時通信期間，丟幀數分別為1，1，0，合計丟幀率約為5.56×10－7，符合飛行控制計算機通信要求。(3)測試結論以上實驗結果表明，1553B通信單元的各個模塊通信正常，與飛行控制計算機CPU板卡通信正常，能夠符合飛行控制計算機的通信要求。
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1系統的總體結構及工作過程
智能家居系統由系統主機、系統分機、Internet服務器和網絡接口等部分組成。其中系統主機通過服務器（個人計算機）連入Internet，并通過自己的PSTN公用電話交換網接口電路連入PSTN。其結構圖如圖1所示。主機與分機通過無線傳輸組成星形拓撲結構。系統主機通過本地無線傳輸網絡同系統分機進行通訊、傳輸控制命令和反饋信息。
該系統正常工作時，用戶可以通過Internet和PSTN兩種網絡進行訪問，當通過Internet訪問時，本系統可提供一個界面友好的終端軟件，用戶只需登陸到運行在家中的服務器即可對家中的設備進行遠程控制；當通過PSTN訪問時，本系統將為用戶提供語音操作界面。其工作流程如圖2所示。
2系統的硬件構成
本系統的硬件主要有系統主機與系統分機兩大部分。系統主機由單片機AT89C52和各種接口電路組成，如圖3所示。系統分機由單片機AT89C52和各種接口電路、傳感器單元電路、固態繼電器控制電路組成，并由固態繼電器控制具體設備，具體硬件組成框圖如圖4所示。
通過系統主機的各種接口電路可將主機CPU從繁忙的計算中解脫出來，以便把主要精力運用在控制和信息傳遞上。系統主機主要依照各個功能電路的輸出結果進行邏輯判斷和控制命令的輸出。系統分機的各種接口電路和主機相似，只是根據設備的不同（傳感器單元）有著細節上的變化。下面主要介紹系統主機的各種接口電路。
2．1nRF401無線數據傳輸電路
無線數據傳輸電路由Nordic公司的單片UHF無線數據收發芯片nRF401及其電路構成。nRF401采用FSK調制解調技術，其工作效率可達20kbit／s，且有兩個頻率通道供選擇，并且支持低功耗和待機模式。它不用對數據進行曼徹斯特編碼，其天線接口設計為差分天線，因而很容易用PCB來實現。
2．2看門狗電路
看門狗電路由MAX813L及其元件組成。通常，在單片機的工作現場，可能有各種干擾源。這些干擾源可能導致程序跑飛、造成死機或者程序不能正常運行。如果不及時恢復或使系統復位，就容易造成損失?？撮T狗電路的作用就是在程序跑飛或者死機時，能有效地使系統復位以使系統恢復正常運轉。因此，在程序中定期給P1．5送入看門狗信號，就可以保證在程序運行異常時，由MAX813L使單片機復位。
2．3DS1307時鐘接口電路
DS1307時鐘芯片是美國DALLAS公司生產的I2C總線接口實時時鐘芯片。DS1307可以獨立于CPU工作，它不受晶振和電容等的影響，并且計時準確，月積累誤差一般小于10秒。此芯片還具有掉電時鐘保護功能，可自動切換到后備電源供電。同時還具有閏年自動調整功能，可以產生秒、分、時、日、月、年等數據，并將其保存在具有掉電保護功能的時間寄存器內，以便CPU根據需要對其進行讀出或寫入。由于單片機AT89C52沒有I2C總線接口，因此，要驅動DS1307，就必須采用單主機方式下的I2C總線虛擬技術。在此方式下，以單片機為主節點（主器件），主器件永遠占有總線而不出現總線競爭，且可以用兩根I／O口線來虛擬I2C總線接口。I2C總線上的主器件（單片機）可在時鐘線（SDL）上產生時鐘脈沖，在數據線（SDA）上產生尋址信號、開始條件、停止條件以及建立數據傳輸的器件。任何被選中的器件都將被主器件看成是從器件。在這里，DS1307作為I2C總線的從器件。I2C總線為同步串行數據傳輸總線，其內部為雙向傳輸電路，端口輸出為開漏結構，因此，需加上拉電阻。
2．4MT8880C雙音頻編解碼電路
由于單片機是通過MT8880C芯片得到PSTN網絡的雙音頻信號解碼輸出，也就是說，單片機可以識別來自PSTN網絡的控制信號，用戶可以根據系統的語音提示進行按鍵選擇以實現用戶身份的識別與遠程控制。因此，利用MT8880C的雙音頻編碼功能，系統可以在緊急時刻將用戶預置的緊急電話打到PSTN網絡，從而把損失減少到最低。
2．5ISD4004語音錄放電路
ISD4004是美國ISD公司生產的一種語音錄放芯片。它可錄制8～16分鐘的語音信號。該芯片可提供SPI標準接口和單片機進行接口，其語音的錄放控制均通過單片機來實現。該芯片的一個最大特點是可以按地址編程錄放，因而可由ISD4004和單片機編程控制來構成本系統與PSTN網絡用戶的語音平臺。由于ISD4004的INT和RAC腳輸出為開漏結構，因此需要加上拉電阻。
2．6MAX202串行通訊電路
通訊電路可由串行通訊專用芯片MAX202組成，通過此電路可以方便地與PC機進行串行通訊。
2．7鈴流檢測與摘掛機控制電路
當系統被呼叫時，電話交換機發出鈴流信號。振鈴為25±3V的正弦波，失真小于10％，電壓有效值為90±15V。振鈴信號以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。由于振鈴信號電壓比較高，所以先要通過高壓穩壓二極管進行降壓，然后輸入至光耦。再經光耦隔離轉換后，從光耦輸出時通時斷的正弦波，最后經RC回路進行濾波以輸出標準的方波。該方波信號可以直接輸出至單片機的定時器1進行計數，以實現對鈴流的檢測。
由于程控電話交換機在電話摘機時電話線回路電流會突然變大（約30mA），因此，交換機檢測到回路電流變大就認為電話機已經摘機。自動摘掛機電路可以通過單片機的P1．7來控制一個固態繼電器，固態繼電器的控制端應連接一個大約300Ω的電阻后再接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機。
3系統軟件編制
本系統軟件主要由系統主機和系統分機的C51程序和系統與Internet網絡通訊程序組成。
3．1系統主機程序的編制
系統主機程序主要用于實現系統的總體功能。包括無線數據傳輸程序、看門狗程序、時間戳程序、雙音頻編解碼程序、語音錄放程序、串行通訊程序、鈴流檢測與摘掛機控制程序、系統初始化程序、意外事件處理程序等。程序編制以消息驅動為主導思想。消息由計數器中斷1、外部中斷0和串行中斷產生，在中斷服務程序中，應將相應的狀態位置位，而在消息循環中則應按相應的狀態位調用功能函數，然后由功能函數將相應的狀態位清0并完成所需功能，并最后返回到消息循環中。其程序流程如圖5所示。該系統的分機程序和主機類似，故此不再詳述。
3．2系統與Internet網絡通訊程序的編制
這部分通訊程序分為服務器和客戶端兩個程序，主要通過Internet網絡完成用戶的控制功能。
服務器程序主要完成客戶端與系統主機通訊的中轉，即將客戶端發來的控制或者查詢命令翻譯成系統主機能識別的格式，或者將系統主機收到的報警等信息上傳到客戶端。服務器程序使用Socket與客戶端進行Internet通訊。
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2.1系統設計
基于AT89C51單片機的水溫控制系統采用了當前應用廣泛的AT89C51單片機，以AT89C51單片機做為核心部件，以匯編語言對其進行編程控制其它輔助系統，用PID算法來控制PWD波的產生，進而實現系統溫度的控制。
2.2硬件設計
基于單片機水溫控制系統硬件主要由單片機基本系統、溫度傳感器、電爐、繼電器、顯示電路、報警電路、鍵盤等組成。
（1）單片機基本系統。單片機基本系統采用了AT89C51芯片，它由基本供電電路、時鐘電路和復位電路組成。鍵盤、顯示電路、報警電路將信號輸入到單片機基本系統當中，單片機基本系統根據溫度傳感器采集到的數據，進行數據分析與處理，得到相應的控制信號，由控制信號驅動繼電器工作，從而達到控制電爐工作的結果，最終達到控制溫度的目標。
（2）溫度傳感器。溫度傳感器的作用是對水溫進行溫度的檢測，并實時將數據傳送至單片機基本系統，以供其進行數據分析。
（3）繼電器。繼電器的作用是控制電爐工作，它通過接收單片機基本系統的控制信號，實現對于電爐的控制。
（4）電爐。電爐是用來實現對水加熱的功能，由繼電器根據控制信號對其進行控制。
（5）鍵盤。本設計采用61板自帶按鍵，不需要另外連接硬件即可使用。
（6）顯示電路。由六個八段數據管以及數碼管的驅動電路組成，前三段用于顯示控制溫度，后三段用于顯示實際測量溫度。
（7）報警電路。報警系統是出于電爐的安全考慮進行設計的。溫度傳感器獲得數據傳遞給單片機基本系統，單片機基本系統分析數據后，當水溫過高或過低，即達到預設最大值與最小值時，單片機驅動報警電路，實現報警功能。以上各組件與單片機芯片引腳連接方式為：溫度傳感器輸入端連接到P3.1口，按鍵接在P3.1、P3.2、P3.3，分別控制設定溫度的十位、個位和小數位，單片機的輸出控制信號由P3.5輸出；實際水溫顯示的字型碼是由P0口送出，十位、個位和小數位分別由P1.0、P1.1、P1.2選通；設定溫度顯示的字型碼是由P2口送出，十位、個位和小數位分別由P1.3、P1.4、P1.5選通。
2.3軟件設計
（1）主程序設計：系統采用匯編語言進行編程，由主程序進行控制。即由主程序調用子程序。其功能主要對傳感器采集的數據送入單片機定單元，然后一方面進行在LED顯示，另一部分與設定值進行比較，通過PID算法得到控制量并經由單片機輸出去控制電動調節閥進行水溫調節。
（2）子程序設計：主要由顯示子程序、鍵盤中斷子程序、進制轉換子程序、溫控子程序、報警子程序等組成。顯示子程序用于顯示實際溫度和設定溫度；鍵盤中斷子程序用于對系統進行設定控制；進制轉換子程序用于把采集的溫度信號換算為對應的溫度值；溫控子程序把采集的實際溫度與設定溫度值比較，調用PID算法，輸出控制信號；報警子程序用于控制非法輸入溫度值。3.4溫度控制系統的數學模型溫度控制系統可采用采用比例積分調節器來校正，按照一定采樣周期采集r(k)和F(k),其偏差值為e(k)=r(k)-F(k)（1）根據偏差值來計算輸出u(k)，其對應差分方程為：u(k)=u(k-1)+a0e(k)-a1e(k-1)（2）其中：a0=Kp(1+T/T1)a1=Kpe（k）=（rk）-F（k）
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2．1系統總體結構
綜合包衣機的工作流程，整個檢測控制系統主要由包衣機控制主板、多傳感器信號檢測板、執行器控制板和液晶觸摸屏構成
。多傳感器信號檢測板實現對稱重傳感器和液位傳感器信號的采集;執行器控制板可實現對電機設備啟停的開關量控制;用戶通過液晶觸摸屏進行包衣參數設置、包衣過程啟停、包衣狀態顯示等操作。包衣機控制主板采用RS－485方式與多傳感器信號檢測板和執行器控制板進行通訊，采用RS－232方式與液晶觸摸屏進行通訊。
2．2包衣機控制主板
包衣機控制主板選用RealARM6410開發板。該開發板以ARM11內核的S3C6410芯片作為控制核心，包含電源模塊、晶振模塊、復位電路、485通信模塊和232通信模塊等外部設備，可以裝載和運行LINUX操作系統，具有處理運算能力強、耗電低、擴展性強等特點。將RealARM6410開發板作為包衣機的控制主板，可以很好地保證系統在包衣過程中的可靠性和穩定性。
2．3多傳感器信號檢測板
多傳感器信號檢測板選用意法半導體公司出產的32位高性能STM32F103C6T6作為微控制器。該微控制器的核心是ARMCortex－M3處理器，最高CPU時鐘為72MHz，具有良好的精密性、可靠性和運算速度。本設計中針對供種量和進液量兩種參數信息，分為兩個檢測模塊進行硬件開發。
2．3．1供種量檢測模塊
供種量檢測模塊包含2路稱重傳感器信號放大電路用以檢測稱重桶中種子的質量，原理如圖3所示。本設計中采用上海大和衡器有限公司出產的UH－53型稱重傳感器，該傳感器具有準確度高、抗偏載能力強和長期穩定性好等優點。為了增加檢測模塊的抗干擾性，保證種子質量的檢測精度，采用AnalogDe-vices公司具有低噪聲、低失調電壓和高共模抑制比特點的AD8608型CMOS精密運算放大器構成兩級差分放大電路。放大電路第一級由兩個同相輸入運算放大器電路并聯，第二級串聯一個差分輸入的運算放大器。這樣的連接方式可以很好地抑制輸入電壓中的共模成分。參照稱重傳感器的額定輸出，可以取放大倍數為500倍。為了減少第二級運放共模誤差造成的影響，第一級運放的增益要盡可能高。因此，將第一級放大倍數設定為500。經過取值和計算。放大電路的輸出端經過一個分壓電路后，接入STM32芯片上帶有A/D轉換通道的I/O接口。
2．3．2進液量檢測模塊
進液量檢測模塊包含上液位和下液位傳感器檢測電路。Uup為上液位傳感器信號，Udown為下液位傳感器信號。Control1為控制主板發送的補液信號，Control2為控制主板發送的加液信號。動作執行之前Control1、Control2都為低電平，以加液動作為例，當液面高于上液位傳感器時，Uup、Udown都為低電平。Uup通過光耦開關電路，在PA3處輸出高電平到STM32芯片的I/O接口上;Udown通過光耦開關電路，在PA4處輸出低電平到到STM32芯片的I/O接口上。此時Control2發送一個高電平信號，使RS鎖存器2輸出高電平，經過繼電器驅動電路后使加液電機運轉;然后使Control2變回低電平，在液面介于上下液位傳感器之間時，Uup為高電平、Udown為低電平，PA4處仍為低電平，使RS鎖存器2的輸出保持之前的高電平狀，加液電機保持運轉。當液面低于下液位傳感器時，Uup、Udown都為高電平，PA4變為高電平，使RS鎖存器2輸出低電平，加液電機停止;在此過程中補液電機一直保持停止狀態，直到單片機通過Control1發送補液信號時再進入補液動作。通過采用主板信號控制動作啟動、傳感器檢測電路直接控制動作結束的方式，可以有效避免藥液的過量添加，保證了進液控制的穩定性。
2．4液晶觸摸屏
液晶觸摸屏采用廣州微嵌計算機科技有限公司的WQT系列產品，它由400MHz的ARM9高速CPU、數字LED背光顯示和高精度電阻式觸摸屏等部分構成，有良好的兼容性和友好的人機操作界面。該液晶屏具備數據顯示、數據監控和觸摸控制等基本功能，并且采用雙口獨立通訊，可通過自定義的通訊協議實現與主板之間的信息傳輸。
2．5執行器控制板
執行器控制板采用與傳感器信號采集板相同的STM32F103C6T6微控制器，通過設計繼電器驅動電路，實現對加粉、門控等電機啟停的開關量控制。開關量控制信號經由一階RC低通濾波器和線性光電耦合器組成的電路后，可有效地濾除信號中的干擾成分?？刂菩盘柾ㄟ^三極管進行放大，可驅動繼電器的開合。
3檢測控制系統軟件設計
包衣機在開啟電源并初始化完成后，通過液晶觸摸屏設置包衣流程的總批次、種子質量以及種藥混合時間等包衣參數。在包衣機控制主板系統平臺上進行軟件開發，每隔一定時間在485總線上采用輪詢的方式與多傳感器信號檢測板和執行器控制板進行通信;系統參照用戶設定的各項參數以及稱重和液位傳感器實際檢測到的參數信息，發送電機控制命令，進行各批次的種子包衣處理動作;每個動作之間通過適當的延時銜接，可實現包衣機各工作部件的有機組合和包衣流程的有序進行。
