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2智能天線的組成和關鍵技術
智能天線主要分為天線陣列、接收通道及數據采集、信息處理3部分。在移動通信系統中,天線陣列通常采用直線陣列和平面陣列兩種方式。在確定天線陣列的形式后,天線單元的選擇就十分關鍵。天線單元不僅要達到本身的性能指標,還必須具有單元之間的互耦小、一致性好以及加工方便的特點。目前微帶天線使用較多。
接收通道及數據采集部分主要完成信號的高頻放大、變頻和A/D轉換,以形成數字信號。目前,受A/D器件抽樣速率的限制,不能直接對高射頻信號和微波信號進行采樣,必須對信號進行下變頻處理,降低采樣速率。
信息處理部分是智能天線的核心部分,主要完成超分辨率陣列處理和數字波束形成兩方面的功能。進行超分辨率陣列處理的目的是獲得空間信號的參數,這些參數主要包括信號的數目、信號的來向、信號的調制方式及射頻頻率等,其中信號的來向對于實現空分多址和自適應抑制干擾有著重要作用。在眾多的超分辨率測向算法中,MUSIC算法及其改進算法一直占據主導地位,它不受天線陣排陣方式的影響,只需經過一維搜索就能實現對信號來向的無偏估計,并且估計的方差接近CRLB。此外,使用ESPRIT算法來解決移動通信中的測向問題也得到了廣泛的研究。數字波束形成主要通過調整加權系數來達到增強有用信號和抑制干擾的作用,它需要收斂速度快、精度高的算法支持。根據所需先驗知識的不同,目前的波束形成算法主要有3類:以信號來向為先驗知識,如LCMV算法;以參考信號為先驗知識,包括LMS算法及其改進算法NLMS、RLS等;不需要任何先驗知識,如CMA算法。由于移動通信環境復雜,各種算法也有各自的優缺點,因此系統中必須對多種算法取長補短,才能達到最佳效果。
3智能天線的特點和優勢
(1)提高系統容量
在蜂窩系統中,用戶的干擾主要來自其他用戶,而智能天線將波束零點對準其他用戶,從而減少了干擾的影響。由于系統提高了接收信噪比,因此減少了頻譜資源的復用距離,從而獲得了更大的系統容量。
(2)擴大小區覆蓋距離和范圍
使用智能天線可以提高用戶和基站的功率接收效率,進一步擴大基站的通信距離,減少功率損失,從而延長電池的壽命,減小用戶的終端。
(3)減少多徑干擾影響
智能天線使用陣列天線,通過利用多個天線單元的接收信息和分集技術,可以將多徑衰落和其他多徑效應最小化。
(4)降低蜂窩系統的成本
智能天線利用多種技術優化了信號的接收,從而能夠顯著降低放大器成本和功率損耗,提高系統的可靠性,實現系統的低成本。
(5)提供新服務
智能天線在使用過程中必須對用戶進行測向,以確定用戶的位置,從而為用戶提供基于位置信息的服務,如緊急呼叫等。目前,美國聯邦通信委員會已準備實施用戶定位服務。
(6)更好的安全性
使用智能天線后,竊聽用戶的通話將會更加困難,因為此時盜聽者必須和用戶處于相同的通信方向上。
(7)增強網絡管理能力
利用智能天線可以實時檢測電磁環境和用戶情況,從而為實施更有效的網絡管理提供條件。
(8)解決遠近效應問題和越區切換問題
智能天線可自適應地調節天線增益,較好地解決了遠近效應問題,為移動臺的進一步簡化提供了條件。在蜂窩系統中,越區切換是根據基站接收的移動臺的功率電平來判斷的。由于陰影效應和多徑衰落的影響常常導致越區轉接,增加了網絡管理的負荷和用戶呼損率。在相鄰小區應用的智能天線技術,可以實時地測量和記錄移動臺的位置和速度,為越區切換提供更可靠的依據。
4智能天線的技術現狀
在分析智能天線理論的同時,國內外一些大學、公司和研究所分別建立了實驗平臺,將智能天線應用于實踐中,并取得了一些成果。
(1)美國
在智能天線技術方面,美國較其他國家更加成熟,已開始投入實際應用中。美國的ArrayComm公司發展了針對GSM標準和日本PHS標準的智能天線系統。該公司已將智能天線應用于基于PHS標準的無線本地環路中,并投入了商業運行。該方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環形自適應陣列可供不同的環境選用,現場實驗表明,在PHS基站采用智能天線技術可使系統容量增加4倍。
(2)歐洲
歐洲通信委員會在RACE計劃中實施了第一階段的智能天線技術研究,稱為TSUNAMI,由德國、英國、丹麥和西班牙共同合作完成。它采用DECT標準,射頻頻率為1.89GHz,天線由8個微帶貼片組成。陣元距離可調、組陣方式可變,有直線型、圓環型和平面型3種形式。數字波束形成的硬件主要包括2片DBF1108芯片,它在軟件上分別由MUSIC算法、NLMS、RLS完成測向和求得最佳的加權系數。在典型的市區環境下進行實驗表明,該智能天線能有效跟蹤的方向分辨率大約為15°,BER優于10-3。
(3)日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣,射頻工作頻率為1.545GHz。陣元組件接收信號在A/D變換后,進行快速傅氏變換,形成正交波束后分別采用恒模算法或最大比值合并分集算法,數字信號處理部分由10片FPGA完成。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線概念。
(4)其他國家
我國的信威公司也將智能天線應用于TDD方式的WLL系統中。該智能天線采用8陣元的環形自適應陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD工作方式,收發間隔為10ms,接收機靈敏度最大可提高9dB。此外,愛立信公司與德國運營商也將智能天線應用于GSM基站上,但該天線的智能化程度不高。韓國、加拿大等國也開展了智能天線方面的研究。
(5)用于衛星移動通信的智能天線
上文主要介紹了基于蜂窩系統的智能天線,另外還有一種用于L衛星移動通信的智能天線。該天線采用了由16個環形微帶貼片天線組成的一個4×4的方形平面陣,它的射頻頻率為1.542GHz,左旋圓極化,中頻頻率為32kHz,A/D變換器的采樣速率和分辨率分別為128kHz和8位。在數字信號處理部分,選用了10個FPGA芯片,其中8個用于16個天線支路的準相干檢測和快速傅里葉變換,另外2片則起到波束選擇、控制和接口的作用;自適應算法則選擇了CMA。系統的外場測試表明,它能產生16個波束來覆蓋整個上半空間,并且不需要借助于任何傳感器,就能用最高增益的波束來自動捕獲和跟蹤衛星信號,從而在各種復雜的環境下均能提供比采用其他天線要高得多的通信質量。
5智能天線面臨的挑戰和發展方向
智能天線系統在改善性能的同時,也增加了收發機的復雜度。因為要對每個用戶進行定位,并且波束形成的計算量很大,所以智能天線系統中有多個計算單元和控制單元。在實施SMDA時,資源管理也成為一個必須關注的問題。作為一種新的多址方式,在頻譜分配和移動性管理上也提出了新的問題,將會對網絡管理提出更多的需求。此外,目前智能天線的物理尺寸較大,不利于構建更小的基站。
智能天線形成下行波束較為困難,因為對下行鏈路的信道響應缺少短時先驗知識,而無線信道的信道狀況變化極快,使智能天線不能很好地跟蹤用戶信號的變化。接收和發送鏈路中器件的線性特性對系統的性能有顯著影響。智能天線的各種定位算法和波束形成算法的運算量很大,對器件、時間和功率的要求比較高,因此研究高效的優化算法對提高系統的性能至關重要。
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1.2乳化劑的選用
油溶性有機相變材料作為MEPCM芯材，需先高速分散形成水包油(O/W)或油包水(W/O)體系的乳狀液，再與壁材發生聚合反應進而形成微膠囊。乳液液滴的直徑分布越小，在溶液中分散越均勻，制得的MEPCM熱學性能越好［14］。影響乳化效果的因素有:親水親油平衡值(HLB值)［15］、臨界膠束濃度(CMC)、乳化時間、乳化溫度、乳化機轉速、乳化劑種類、乳化劑質量分數、乳化劑分子質量［14］等。其中，CMC和HLB是表征乳化劑性能和乳化效果的主要參數。HLB值低表示乳化劑的親油性強，易形成W/O型體系;HLB值高則表示親水性強，易形成O/W型體系;HLB值居中為6～8時，通過強力攪拌可分散形成乳狀溶液，適合用作潤濕劑，因此HLB值是影響乳化效果的關鍵因素［16－17］。常用的乳化劑主要有陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型，其中陰離子和非離子型乳化劑適用于O/W型乳液。用于分散相變芯材的乳化劑主要有苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(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。實驗室研究應用不同成分乳化劑對相變芯材進行乳化處理，表2匯總了目前已報道的相變芯材及其選用的乳化劑。而基于乳化劑HLB值和基團相容性對相變材料分散性的理論研究還較為淺顯。閆麗佳［18］對比SDS和OBS陰離子型乳化劑對正十八烷的分散能力發現:SDS的分散能力雖強，但其制備的微膠囊壁材易黏連，芯材質量分數低導致MEPCM熱焓值降低;OBS熱穩定性和化學穩定性較好，且乳化制得的MEPCM的相變溫度和相變焓均高于同等條件下SDS制備的MEPCM。顏超［8］對比陰離子和非離子乳化劑的乳化效果發現:使用陰離子乳化劑SDS的石蠟體系乳液在剪切停止后立即分層;而Tween-80、OP-10和平平加O3種非離子乳化劑的乳化效果較好。這是由于石蠟/水體系乳化所需的HLB值為11～13，SDS不能提供適宜的HLB值，而上述3種非離子乳化劑的HLB值均在11左右，因此具有較好的乳化效果。其中，平平加O乳化劑中疏水鏈段的脂肪烴對石蠟具有更好的相容性而有助于提升乳化效果;2種不同種類非離子乳化劑混合得到的復配乳化劑在使用時發生的協同效應有利于乳化效果。對不同Span-Tween復配乳化劑種類和用量下的乳液穩定性也進行了相關研究［19］。復配乳化劑可根據實際應用要求而確定最優HLB值及乳化參數。
1.3MEPCM的制備方法
微膠囊的制備方法分為物理法、化學法和物理化學法。目前應用于紡織品的MEPCM主要采用化學方法制備。國內外學者對使用界面聚合法［27－28］、原位聚合法［11，29］等易操作方法制備包含不同相變材料的微膠囊研究較多。這2種方法制備的MEPCM結構見圖1［3］。界面聚合法既適用于制備水溶性芯材也適用于油溶性芯材的微膠囊，其特點是將形成壁材的2種單體分別溶解在不相溶的2種溶液中，2種單體分別從兩相內部向芯材乳液液滴界面移動并在相界面發生聚合反應，使聚合物包裹芯材形成微膠囊，其工藝流程見圖2［27］。原位聚合法與界面聚合法的區別是，壁材單體先發生預聚形成預聚體，沉積在已經分散為小液滴的芯材表面，在交聯和聚合反應下形成微膠囊外殼。相較之下原位聚合法成球較容易，壁材厚度和芯材質量分數可控。此外，也有通過乳液聚合法［30］、懸浮聚合法［20］和復合凝聚法［21，31］等方法制備MEPCM的研究報道。
2MEPCM在紡織品中的應用
在紡織應用領域，MEPCM通過直接紡絲法和織物表面整理法等加工方式附加到紡織品上，制成蓄熱調溫紡織品。
2.1相變纖維
美國Outlast、TRDC公司一直致力于MEPCM在熔融紡絲工藝中的研究和應用。目前Outlast已成功研制出包含MEPCM的聚丙烯腈纖維、粘膠和聚酯短纖維并正式應用于服用紡織品［32］。圖3示出Outlast研制的蓄熱調溫纖維截面形態［32］。國內外研究學者對采用熔融紡絲和濕法紡絲等直接紡絲工藝制備添加MEPCM的蓄熱調溫纖維進行了深入探討。其中對應用熔融紡絲法的研究較多，因濕法紡絲流程長、污染大、產量低，并且微膠囊的理論添加量受限，相關研究較少。
2.1.1熔融紡絲
用熔融紡絲法制備蓄熱調溫纖維是將紡絲高聚物與MEPCM共混制成切片，將切片加熱到高聚物熔點以上成熔融態，再通過噴絲孔射出到空氣中冷凝成絲條。由于熔融紡絲液的溫度較高，紡絲速度快，微膠囊在紡絲液中易破損和升華，因此熔融紡絲法對微膠囊芯材和壁材的耐熱性要求很高。為了增強紡絲過程中MEPCM的耐熱性，Fan等［14］在十八烷相變芯材乳化液中添加一定量環己烷并對MEPCM進行耐高溫改性處理。微膠囊在160℃條件下加熱30min使環己烷升華，其壁內產生預留膨脹空間，提高了膠囊粒徑分布均勻性，實驗測得膠囊耐熱溫度最高可達270℃。Han等［33］認為導致熔融紡絲工藝中MEPCM熱焓效率低的原因有2類:一是囊壁包裹不均勻的微膠囊在高溫下容易破裂;二是在熔融紡絲過程中摩擦力和剪切力導致部分微膠囊發生破裂。本文對紡絲工藝與相變性能、熱效率及力學性能和耐熱性能的關系進行研究后發現，聚合物的玻璃化轉變溫度和熔融溫度隨微膠囊質量分數的增加而升高，而纖維的斷裂強度和伸長率隨著MEPCM的質量分數升高而降低。有研究發現MEPCM質量分數為20%時丙烯腈基初生纖維的力學性能可達到服用要求［34］。
2.1.2濕法紡絲
用濕法紡絲法制備蓄熱調溫纖維是將MEPCM和高聚物配制成紡絲溶液，將紡絲液從噴絲孔中壓出后射入凝固浴形成絲條。該方法的紡絲速度低且溶液溫度低，因此對微膠囊損傷較小。制備以聚丙烯腈、粘膠等聚合物基體的蓄熱調溫纖維均適用濕法紡絲法，具有廣泛的實用性。張興祥等［35］將MEPCM與聚丙烯腈-偏氯乙烯共聚物混合經溶液紡絲制成MEPCM質量分數達30%的腈氯綸纖維。該纖維具有較好的可紡性、熱穩定性和熱焓效率，但力學性能較差。為了提高濕法紡絲制備相變材料纖維的力學性能，于海飛等［36］通過改變紡絲凝固浴中NaSCN的質量分數測試其對纖維強度的影響。通過濕法紡絲工藝制備含聚酰胺包覆石蠟相變材料的蓄熱調溫聚丙烯腈纖維，MEPCM質量分數為16.7%，當紡絲凝固浴中NaSCN質量分數為10%時，MEPCM在纖維中的熱焓效率達到78.4%，同時纖維斷裂強度為1.35cN/dtex。對比研究表明，在濕法紡絲凝固浴中添加適量NaSCN制備的含MEPCM聚丙烯腈纖維能夠獲得良好的力學性能和蓄熱調溫性能。通過直接紡絲法制備的蓄熱調溫纖維中微膠囊分布均勻，織物調溫性能優良，但融入MEPCM紡絲液的直接紡絲工藝難度較大，纖維斷裂強度和伸長率較低導致其可紡性較差，因此，直接紡絲法制備相變材料纖維仍有很大的研究空間。可嘗試以聚乙烯醇和熱學、力學性能優良的芳砜綸為主體纖維用濕法紡絲制備蓄熱調溫纖維。用熔融紡絲法制備蓄熱調溫纖維可向多功能方向發展，如與可降解聚乳酸結合制備生物醫用材料，纖維中添加MEPCM與遠紅外粒子產生協同作用增強織物保溫效果等。
2.2基于相變材料微膠囊的織物整理
用相變材料微膠囊整理織物是將MEPCM添加到整理液或涂層劑中，通過織物后整理方法，依靠黏合劑的作用使相變材料黏接在纖維或織物上，從而獲得蓄熱調溫紡織品。采用后整理技術得到的蓄熱調溫紡織品的耐水洗性和耐久性的報道較少，且關于織物的組織結構、織物密度、微膠囊質量分數、涂層密度對蓄熱調溫性能的研究不夠深入。相比直接紡絲法，通過后整理方法附著在織物表面的微膠囊理論上易磨損和脫落，因此，整理液中涂層劑的選擇需與微膠囊壁材和纖維的化學成分結合性均好。在紡織應用領域，一般通過浸軋法和涂層法將MEPCM附加到紡織品上制成蓄熱調溫紡織品。常用的PU、丙烯酸類黏合劑對MEPCM具有良好的粘接性和成膜強度。通過選用適當比例的整理液配方［18］，及后整理技術得到的織物具有較好的平整度和調溫性能，但織物表面的涂層易形成薄膜覆蓋紗線及中間空隙從而影響織物透氣性。司琴等［37］嘗試在MEPCM浸軋整理前先將棉織物浸入聚醚改性氨基硅油進行柔軟整理，再經微膠囊附加整理，所得織物具有較好的調溫性能，且毛羽、柔軟性能和透氣性有不同程度的改善。目前關于含MEPCM整理液的研究報道中選用的黏合劑見表3。基于數值模擬的MEPCM對紡織品調溫性能模型的研究認為，相變材料微膠囊附加織物的調溫過程常常伴隨纖維吸濕，其保溫體系包含:纖維、濕空氣、相變材料，使得熱濕傳遞和相變過程耦合在一起，基于數值方法則可以較為便捷、靈活地模擬相變材料調溫過程。因此，Li等［38］在其前期研究的基礎上發展了基于控制體積法和有限差分法的熱濕傳遞數學模型。模型將單一芯材的相變過程考慮為一個移動邊界問題，將相變溫度考慮成一個點，并討論了PCM質量分數對織物中熱濕傳遞的影響。He等［39］針對復合相變材料指出其相變過程不是發生在一個恒定溫度點，而是一個溫度范圍，該相變溫度范圍對PCM能量調節過程有重要影響。李鳳志等［2］研究了MEPCM半徑及質量分數對織物熱濕性能影響，基于織物熱濕耦合模型，對相變問題采用顯熱容法處理，模擬結果發現MEPCM質量分數越大，半徑越小，延遲織物內溫度變化的幅度越大，但延遲時間越短。
2.2.1浸軋法
采用浸軋方式可使MEPCM均勻分布于織物表面并深入紗線內部，獲得均勻的調溫效果。Alay等［22］制作以正十六烷為芯材的不同質量分數、粒徑分布于0.22～1.05μm之間的MEPCM。將與微膠囊和纖維的結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為黏合劑，分別通過一浸一軋方式將MEPCM均勻整理到純棉、純滌、滌/棉織物上。實驗證明經過微膠囊整理的不同織物的熱焓值明顯提升，且熱學性能較好。用浸軋法經過MEPCM整理后織物的調溫性能有顯著提高，然而透氣性能會受到微膠囊固著量和涂層劑的涂覆量影響。一般來說，微膠囊整理劑的固著量與織物的熱焓正相關，與透氣性負相關，焙烘溫度和時間對微膠囊的耐洗性能影響較大。林鶴鳴等［41］采用二浸二軋整理法分別將2種納米膠囊整理到純棉針織物上，測得織物溫變速率明顯減緩且透氣性降低約10%，但對織物的舒適性影響不大。顏超等［8］嘗試在保證浸軋法整理聚氨酯型MEPCMOutlast/蠶絲織物的調溫性能的同時改善織物的透氣性。實驗結果顯示，MEPCM固著量為13g/m2的Outlast/蠶絲織物的相變焓和相變溫度均有明顯上升，從宏觀上驗證了通過MEPCM浸軋整理的Outlast/蠶絲織物具有良好的調溫效果。Salaün等［25］探究了織物調溫性與透氣性的最佳效果，發現隨著涂層劑的增加，織物在吸熱過程中的吸收峰溫度逐漸升高。實驗得出最適合蓄熱調溫紡織品的涂層劑與MEPCM用量比值在1∶2～1∶4之間，織物可獲得良好的調溫性能并且不影響其透氣性。通過浸軋法將MEPCM整理到織物上要求整理液黏度低、分散均勻方可實現膠囊深入織物內并均勻分布。目前報道中鮮見關于MEPCM在整理液中分散性能的優化配方。由于浸軋輥處理織物時易導致膠囊破裂而降低調溫效果、破壞蓄熱調溫體系;同時浸軋法適用于織物密度較低時的雙面整理，難以實現MEPCM在高密或多層織物內的均勻分布;在某些需要微膠囊單面處理的應用場合，浸軋法無法控制膠囊的合理分布，因此，目前研究重點應著眼于優化MEPCM在浸軋整理液中的分散均勻度和提高MEPCM的質量分數;合理控制微膠囊芯殼比與軋輥壓力的關系，降低微膠囊的破壞率。
2.2.2涂層法
通過涂層加工的方式可將相變材料黏接在織物上，目前多采用直接涂層和泡沫涂層2種涂層方法，其他涂層方法因對微膠囊自身的耐熱性和抗拉、壓縮性能要求較高而受限。受涂層劑的濃度和涂層厚度的影響，涂層織物的透氣性和柔軟性均比浸軋整理織物差。Onder等［21］研究發現微膠囊的熱焓值與芯材的相變溫度成正比。將添加質量分數為9.5%～22.5%MEPCM的聚氨酯基涂層劑分別涂覆在純棉織物上，通過測試不同織物的熱焓值發現，經MEPCM涂層整理的織物比未經涂層的儲熱能力提高了2.5～4.5倍。Fallahi等［42］測定了MEPCM涂層對延遲織物溫度變化的影響。將普通織物和2種經MEPCM涂層的織物在50℃的溫度下放置18min，發現未經微膠囊涂層整理的滌綸/粘膠(65/35)混紡平紋織物與經質量分數為0.6%微膠囊涂層織物的相對溫度變化高于10%，而微膠囊質量分數為10%的織物相對溫度變化低于10%，說明MEPCM質量分數對溫度變化延遲效果非常顯著。研究結果表明，MEPCM涂層織物適用于外界溫度變化劇烈的防護紡織品。劉向等［28］分析了涂層整理劑在織物表面形成的聚合物薄膜增加紗線及織物強力和延展性，因此使得織物的斷裂強力升高，斷裂伸長率增大;但涂層后織物透氣性下降，抗彎剛度增大。相比于等濃度無微膠囊成分的涂層劑，含微膠囊涂層劑的黏度較低，同時粉末狀態的微膠囊可以降低絮集問題，因此微膠囊與乳液相結合后的外觀黏度比等量固體濃度的乳液的表觀黏度低。閆飛等［43］發現通過超聲波震蕩伴隨攪拌可以降低MEPCM的體均粒徑和在涂層液中的分散程度。MEPCM比原始芯材相變材料的裂解溫度提高了70℃，耐熱性能也明顯提高。通過測試發現附加MEPCM整理的蓄熱調溫織物在升溫曲線和降溫曲線上都存在明顯的拐點，從而說明其具有較好的智能調溫作用。然而Alay等［44］對比含MEPCM聚氨酯涂層對織物透氣、透濕性能的影響發現，微膠囊和聚氨酯涂層填充了織物組織的孔隙，易使織物的透氣性減弱，含MEPCM的聚氨酯涂層織物的透氣性低于未整理織物和不含MEPCM聚氨酯涂層織物。同時，不含MEPCM聚氨酯涂層織物因聚氨酯涂層本身具有的良好吸濕性而促進了織物的透濕性，添加微膠囊后雖然涂層的吸濕性好，但是微膠囊顆粒阻塞了織物孔隙導致透濕性降低。織物經泡沫涂層整理后，化學試劑的增量僅為織物干態質量的2%～3%，涂覆量低，涂層輕薄且不影響織物手感和透水透氣性［45］，以泡沫為依托的微膠囊在涂層劑中的分散更均勻。Shim等［40］利用暖體假人測試經過微膠囊泡沫整理的織物從暖環境到冷環境再到暖環境的熱量流失。通過泡沫整理涂覆1層和2層MEPCM的聚酯纖維織物與未經整理的織物進行對比發現，涂覆1層MEPCM的織物在冷環境中釋放熱量可以幫助暖體假人的熱量流失平均降低6.5W，而涂覆2層的織物平均減少13.2W。通過涂層法對織物進行MEPCM整理的弊端有:刮刀刮涂易致微膠囊破損，需平衡刮涂力度與微膠囊的承受能力和涂層厚度的關系;MEPCM的顆粒狀特性以及涂覆在織物上的涂層整理液都會降低織物的柔軟性和透水、透氣性，因此，配制高濃、低黏整理液在紡織品MEPCM后整理的研究中顯得尤為重要。與直接涂層工藝相比，泡沫涂頭的刮涂力度柔和，涂層過程中對MEPCM的損傷小;與浸軋整理相比，泡沫整理微膠囊適用于織物單面涂覆且不易滲入到織物內部破壞保溫體系，是目前較為理想的微膠囊織物整理技術之一。
2.2.3浸軋法與涂層法比較
研究人員對通過浸軋法與涂層法附加微膠囊整理織物的性能做對比。曹虹霞等［46］將MEPCM涂層整理液分別通過二浸二軋和干法涂層整理到棉織物上并對比2種織物發現，通過涂層整理比通過浸軋整理得到的蓄熱調溫織物的相變溫度低，但涂層整理比浸軋整理得到織物的相變焓高，且織物的相變焓隨MEPCM質量分數的增大而升高，蓄熱調溫性能明顯增強，但同時涂層織物增厚，織物手感和應用受到限制。劉元軍等［47］采用乳化固化法制備殼聚糖/石蠟MEPCM，同樣對比二浸二軋法和直接涂層法對牛仔布熱性能的影響發現，涂層整理對牛仔布增重率高于浸軋整理，而毛效則低于浸軋整理。此外，單面涂層整理的牛仔布比浸軋整理的牛仔布手感硬。透濕性和透氣性均低于同等條件下浸軋整理的布樣。作者分析這可能與微膠囊粒徑大小及在布樣上的增重大小有關。目前，相變材料微膠囊也被研究用于纖維紡織品之外的服用材料。IzzoRenzi等［48］嘗試將MEPCM通過干法涂層和濕法浸軋的方式將其整理到皮革表面，觀察2種整理方式下微膠囊的分布情況，發現皮革的多孔結構限制了微膠囊涂層對皮革的調溫性能的影響，涂層工藝對皮革的斷裂強度和伸長率也沒有明顯影響。比較浸軋法和涂層法對織物進行MEPCM整理:在技術方面，浸軋法和涂層法均需綜合考慮MEPCM的物理化學性能參數，研究配方合理、分散均勻、微膠囊質量分數較高的涂層整理液，同時基于MEPCM易碎的芯殼結構，需對軋輥和涂頭的整理力度進行優化設計;在調溫效率方面，通過浸軋法和泡沫整理比通過直接涂層法得到的織物更輕薄，有利于提高蓄熱和放熱反應的靈敏性;在應用方面，涂層法可以更好地控制微膠囊在織物表層和內部的分布，可根據實際應用設計涂層層數和微膠囊在織物上的分布密度，擴展產品的應用范圍。
篇3
硬件設計部分主要是采集控制終端和網關節點的設計。
2．1采集控制終端
采集控制終端由MCU(單片機)、數據采集單元、鍵盤輸入及液晶顯示單元、聲光報警、ZigBee路由器及控制單元組成。
2．1．1MCU單元
單片機是采集控制終端的核心，控制并協調其他單元模塊完成系統的整體功能。此單元負責獲取各路傳感器數據，并將數據進行處理和顯示，同時控制執行機構工作來實現本地自動控制，這樣還可以避免緊急情況下(比如池塘嚴重缺氧時)由于人為控制不及時而造成的損失。另外單片機還通過ZigBee路由器將數據上傳到網關節點。單片機選用8051系列單片機STC12C5A60S2。此單片機是STC公司的單時鐘/單機器周期的(1T)單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，其指令代碼完全兼容傳統8051單片機，但速度快8～12倍。該單片機含60K字節FLASH，1280字節RAM，8路高速10位A/D轉換，4個16位定時器，支持雙串口，有EEPROM功能。由于內部含有ADC及EEPROM，簡化了電路設計，增強了系統的健壯性。
2．1．2數據采集單元
數據采集單元是智能系統的“眼睛”，為系統決策和控制提供主要依據。而池塘養殖主要的環境因子包括溶氧量、pH值、光照度、透明度、水溫、重金屬含量、銨鹽、氮鹽、魚池換水周期和魚池消毒用品等，其中以池塘含氧量最為重要。本系統采集溶解氧、pH值、光照度、水溫等信息。目前測定水體溶解氧含量的常用方法有碘量法、氧電極法、電導法、極譜式覆膜電極法和熒光猝滅法等。其中熒光猝滅法測量準確度高、維護方便，故系統采用熒光猝滅型溶解氧傳感器。另外池塘水體pH值也是很重要的環境因子，系統采用在線玻璃復合電極測量pH值。此外，光照度和水溫也是影響水體溶解氧含量的關鍵因素。不同光照強度、不同水溫下的溶解氧含量是不同的，因此系統要根據實際溫度和光照強度來設定相應的溶解氧閾值，以使養殖生物的生長環境處于最佳狀態。系統采用輸出為0～5V標準信號的集成光照度傳感器和數字式的溫度傳感器DS18B20。溫度傳感器的輸出為數字信號，易于處理且抗干擾強。溶解氧傳感器采用基于熒光猝滅原理的美國進口Vernier傳感器，該傳感器具有自動溫度補償及自校準功能且免維護時間長、精度高，其輸出為標準信號0～5V可直接送ADC進行轉換。pH值采集部分包含pH玻璃復合電極、信號放大濾波處理兩大部分。pH玻璃復合電極輸出－420mV～420mV電壓信號，且輸出阻抗高(約為1010Ω)，因此需要用運算放大器對其進行阻抗匹配和放大處理。此外，為了給用戶提供池塘的當前水位值，系統還采集池塘的水位信息。此部分也可為水泵供水提供重要依據。
2．1．3鍵盤輸入及液晶顯示單元
此部分完成和用戶的交互。本單元一方面接收用戶的輸入信息(如各參數的閾值、工作模式及定時控制的時間等)，另一方面，系統采集的各項參數信息、系統及外設的運行狀態以及警告建議信息等都可在液晶上實時顯示。通過用戶接口，用戶可以很好地了解系統的工作情況并對其做出適當及時地控制。
2．1．4控制單元
本系統的外接設備有增氧機和投料機。系統可根據采集的參數信息進行自動控制，也可由服務器通過遠程發送的控制命令進行遠程控制。考慮到池塘可能在夜間出現溶氧量低或者需要進行投料操作等，設計了精確定時控制，這樣方便了用戶的操作，節省了人力。目前的漁業智能養殖系統一般與傳統的人工控制不兼容。本系統工作時對外部執行機構(如增氧機、投料機)進行監測，一旦發現人為操作這些執行機構，系統自動由智能控制切換到人工模式。在人工控制結束后可自動進入自動控制，這樣避免了必須切斷智能系統電源進入人工控制。另外，當池塘出現溶氧量嚴重不足時，系統可及時地操作增氧機增氧，避免帶來財產損失。像增氧機和投料機這樣的執行機構在強電下工作，對單片機很可能會造成干擾。為了增強系統的抗干擾能力，采用光耦和繼電器進行強弱隔離，這樣增強了系統的穩定性。此外，繼電器屬于大功率器件，系統采用大電流輸出芯片ULN2803來驅動繼電器工作。
2．2網關節點
網關節點包括ZigBee協調器、GPRS模塊、電源模塊及單片機單元。網關中的單片機負責GPRS和Zig-Bee網絡之間的雙向數據轉換，網關事實上是一個基于GPRS網絡和ZigBee網絡的轉換網關。在近端無線網———ZigBee網絡中，網關作為協調器，主要負責Zig-Bee網絡的創建、監聽路由節點、與路由節點雙向通信;在遠端網絡———GPRS網中，網關擔負著GPRS網絡數據的發送與接收等任務。同時，網關節點還負責GPRS網絡與ZigBee網絡間數據的轉換。
2．2．1ZigBee模塊
ZigBee技術是一種短距離、低復雜度、低功耗、低數據速率和低成本的雙向無線通信技術或無線網絡技術，是一組基于IEEE802．15．4無線標準研制開發的有關組網、安全和應用軟件方面的通信技術。IEEE802．15．4是IEEE針對低速率無線個人局域網制定的無線通信標準，該標準把低功耗、低速率傳輸、低成本作為重點指標，旨在為個人或家庭內不同設備之間低速率無線互聯提供統一標準。ZigBee技術采用自組織網絡來通信，最大限度地提供數據的可靠傳輸。硬件由協調器、路由器、終端節點組成，一個網絡里只能有一個協調器。TI的CC2530芯片具備了實現ZigBee技術的各種底層硬件需求，是真正的一體化解決方案，完全符合ZigBee技術對“節點”體積小的要求。另外，TI還提供了Z－STACK協議棧，盡可能減輕了軟件開發的工作量。考慮到池塘的數據采集信息量不大，系統采用ZigBee自組織網絡進行近端無線數據傳輸。網關中的ZigBee模塊作為協調器，而采集控制終端中的ZigBee模塊為路由器。
2．2．2GPRS通信模塊
GPRS是通用分組無線服務技術(GeneralPacketRadioService)的簡稱，是在現有GSM網絡上開通的一種新型的分組數據傳輸技術。GPRS的設計使得它既能支持間歇的爆發式數據傳輸，又能夠支持偶爾的大量數據的傳輸。GPRS有以下特點:(1)覆蓋面積廣，基本上在手機能夠打電話的地方都可通過GPRS無線上網;(2)永久在線，在激活GPRS應用后，將一直保持在線狀態，這類似于專線網絡服務;(3)按數據流量計費，GPRS服務雖然保持一直在線，但只有在產生流量時才計費，這使得費用低廉;(4)傳輸速度快，目前GPRS可支持53．6kbit/s的峰值傳輸速率，理論峰值傳輸速率超過100kbit/s;(5)接入時間短。由于現場和平臺的距離較遠且有干擾，基于GPRS網絡的優點，本系統選用宏電的GPRS模塊進行遠端的數據傳輸。
3軟件設計
軟件設計包括網關軟件、采集控制終端軟件和服務器監控平臺軟件設計三個部分。網關軟件和終端軟件采用KeilC51設計，服務器監控軟件采用C++語言和VC6．0開發平臺設計。
3．1網關程序設計
網關節點上電后先進行一系列的初始化，其內部的ZigBee協調器組建網絡，然后等待處理ZigBee協調器和GPRS模塊的數據。網關節點收集終端上傳的數據并進行分析、處理、整合，然后通過GPRS模塊將數據包上傳到服務器平臺，平成數據的進一步分析及處理。平臺可根據參數信息推理或人工發出操作命令，命令經GPRS網絡到達網關節點，接著通過ZigBee網絡廣播發送至所有終端節點，最后由終端節點做出相應地處理。
3．2采集控制終端程序設計
采集控制終端根據命令或定時調用數據采集程序來獲取各項水質參數信息，接著對數據進行處理(如報警提示、顯示、本地自動控制等)，然后將數據通過ZigBee路由器發給網關節點。另外，采集控制節點也可接收網關發送來的命令并解析和執行。
3．3系統調試
調試中獲取多個采集控制終端的參數信息，采用定時采集和命令采集兩種模式。其中定時模式為采集節點定時1min采集數據并發送;而命令采集為接收采集命令后進行數據采集并上傳;同時也通過平臺遠程發送控制指令和本地自動控制運行。另外，系統在定時控制方式下也能夠按時開啟與關閉執行機構。經過多次測試，系統工作正常，基本達到設定要求。
篇4
2測試結果
目前模塊樣機配置于DSC30熱分析儀上，通過此模塊控制通入儀器爐體的吹掃氣氛，測試時，模塊的氣路一，通入氮氣，配合控制軟件，設置氣氛流量為50ml／min，觀察儀器DSC基線數據約25min，采樣圖譜見圖6所示。圖譜顯示基線平直度完美。DSC30共有兩路氣氛輸入，在實驗過程中設置氣路一氣氛（氮氣）流量為50mL／min，氣路二氣氛（氧氣）流量60mL／min。開始測試時，缺省通入氣氛一，實驗5min后，按氣路切換鍵，切換為氣氛二通入，可觀察到軟件窗口中氣氛一和氣氛二數值的變化，氣路二采樣數據（以秒為時間單位）見表一。根據測試數據可以看出，模塊的氣氛控制精度誤差＜±0．1mL／min，切換穩定時間＜16s。
篇5
1智能混凝土的定義和發展歷史
智能材料，指的是“能感知環境條件，做出相應行動”的材料。它能模仿生命系統，同時具有感知和激勵雙重功能，能對外界環境變化因素產生感知，自動作出適時。靈敏和恰當的響應，并具有自我診斷、自我調節、自我修復和預報壽命等功能。智能混凝土是在混凝土原有組分基礎上復合智能型組分，使混凝土具有自感知和記憶，自適應，自修復特性的多功能材料。根據這些特性可以有效地預報混凝土材料內部的損傷，滿足結構自我安全檢測需要，防止混凝土結構潛在脆性破壞，并能根據檢測結果自動進行修復，顯著提高混凝土結構的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和記憶、自適應。自修復等多種功能的綜合，缺一不可，以的科技水平制備完善的智能混凝土材料還相當困難。但近年來損傷自診斷混凝土、溫度自調節混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相繼出現；為智能混凝土的研究打下了堅實的基礎。
1.1損傷自診斷混凝土
自診斷混凝土具有壓敏性和溫敏性等自感應功能。普通的混凝土材料本身不具有自感應功能，但在混凝土基材中復合部分其它材料組分使混凝土本身具備本征自感應功能。目前常用的材料組分有：聚合類、碳類、金屬類和光纖。其中最常用的是碳類、金屬類和光纖。下面主要介紹2種當前研究比較熱門的損傷自診斷混凝土。
1.1.1碳纖維智能混凝土
碳纖維是一種高強度、高彈性且導電性能良好的材料。在水泥基材料中摻入適量碳纖維不僅可以顯著提高強度和韌性，而且其物理性能，尤其是電學性能也有明顯的改善，可以作為傳感器并以電信號輸出的形式反映自身受力狀況和內部的損傷程度。將一定形狀、尺寸和摻量的短切碳纖維摻入到混凝土材料中，可以使混凝土具有自感知內部應力、應變和操作程度的功能。通過觀測，發現水泥基復合材料的電阻變化與其內部結構變化是相對應的。碳纖維水泥基材料在結構構件受力的彈性階段，其電阻變化率隨內部應力線性增加，當接近構件的極限荷載時，電阻逐漸增大，預示構件即將破壞。而基準水泥基材料的導電性幾乎無變化，直到臨近破壞時，電阻變化率劇烈增大，反映了混凝土內部的應力一應變關系。根據纖維混凝土的這一特性，通過測試碳纖維混凝土所處的工作狀態，可以實現對結構工作狀態的在線監測[2].在入碳纖維的損傷自診斷混凝土中，碳纖維混凝土本身就是傳感器，可對混凝土內部在拉、壓、彎靜荷載和動荷載等外因作用下的彈性變形和塑性變形以及損傷開裂進行監測。試驗發現，在水泥漿中摻加適量的碳纖維作為應變傳感器，它的靈敏度遠遠高于一般的電阻應變片。在疲勞試驗中還發現，無論在拉伸或是壓縮狀態下，碳纖維混凝土材料的體積電導率會隨疲勞次數發生不可逆的降低。因此，可以應用這一現象對混凝土材料的疲勞損傷進行監測。通過標定這種自感應混凝土，研究人員決定阻抗和載重之間的關系，由此可確定以自感應混凝土修筑的公路上的車輛方位、載重和速度等參數，為管理的智能化提供材料基礎。
碳纖維混凝土除具有壓敏性外，還具有溫敏性，即溫度變化引起電阻變化（溫阻性）及碳纖維混凝土內部的溫度差會產生電位差的熱電性（Seebeck效應）。試驗表明，在最高溫度為70℃，最大溫差為15℃的范圍內，溫差電動勢（E）與溫差t之間具有良好穩定的線性關系。當碳纖維摻量達到一臨界值時，其溫差電動勢率有極大值，且敏感性較高，因此可以利用這種材料實現對建筑物內部和周圍環境變化的實時監控；也可以實現對大體積混凝土的溫度自監控以及用于熱敏元件和火警報警器等可望用于有溫控和火災預警要求的智能混凝土結構中。
碳纖維混凝土除自感應功能外，還可應用于防靜電構造。公路路面、機場跑道等處的化雪除冰。鋼筋混凝土結構中的鋼筋陰極保護。住宅及養殖場的電熱結構等。
1.1.2光纖傳感智能混凝土
光纖傳感智能混凝土[3]，即在混凝土結構的關鍵部位埋人入纖維傳感器或其陣列，探測混凝土在碳化以及受載過程中內部應力、應變變化，并對由于外力、疲勞等產生的變形、裂紋及擴展等損傷進行實時監測。光在光纖的傳輸過程中易受到外界環境因素的影響，如溫度、壓力、電場、磁場等的變化而引起光波量如光強度、相位、頻率、偏振態的變化。因此人們發現，如果能測量出光波量的變化，就可以知道導致光波量變化的溫度、壓力、磁場等物理量的大小。于是，出現了光纖傳感技術。近年來，國內外進行了將光纖傳感器用于鋼筋混凝土結構和建筑檢測這一領域的研究，開展了混凝土結構應力、應變及裂縫發生與發展等內部狀態的光纖傳感器技術的研究，這包括在混凝土的硬化過程中進行監測和結構的長期監測。光纖在傳感器中的應用，提供了對土建結構智能及內部狀態進行實時、在線無損檢測手段，有利于結構的安全監測和整體評價和維護。到目前為止，光纖傳感器已用于許多工程，典型的工程有加拿大Caleary建設的一座名為BeddingtonTail的一雙跨公路橋內部應變狀態監測；美國Winooski的一座水電大壩的振動監測；國內工程有重慶渝長高速公路上的紅槽房大橋監測和蕪湖長江大橋長期監測與安全評估系統等。
1.2自調節智能混凝土
自調節智能混凝土具有電力效應和電熱效應等性能。混凝土結構除了正常負荷外，人們還希望它在受臺風、地震等災害期間，能夠調整承載能力和減緩結構振動，但因混凝土本身是惰性材料，要達到自調節的目的，必須復合具有驅動功能的組件材料，如：形狀記憶合金（SMA）和電流變體（ER）等。形狀記憶合金具有形狀記憶效應（SME），若在室溫下給以超過彈性范圍的拉伸塑性變形，當加熱至少許超過相變溫度，即可使原先出現的殘余變形消失，并恢復到原來的尺寸。在混凝土中埋入形狀記憶合金，利用形狀記憶合金對溫度的敏感性和不同溫度下恢復相應形狀的功能，在混凝土結構受到異常荷載于擾時，通過記憶合金形狀的變化，使混凝土結構內部應力重分布并產生一定的預應力，從而提高混凝土結構的承載力。
電流變體（ER）是一種可通過外界電場作用來控制其粘性、彈性等流變性能雙向變化的懸膠液。在外界電場的作用下，電流變體可于0.1ms級時間內組合成鏈狀或網狀結構的固凝膠，其初度隨電場增加而變調到完全固化，當外界電場拆除時，仍可恢復其流變狀態。在混凝土中復合電流變體，利用電流變體的這種流變作用，當混凝土結構受到臺風，地震襲擊時調整其內部的流變特性，改變結構的自振頻率、阻尼特性以達到減緩結構振動的目的。
有些建筑物對其室內的濕度有嚴格的要求，如各類展覽館、博物館及美術館等，為實現穩定的濕度控制，往往需要許多濕度傳感器、控制系統及復雜的布線等，其成本和使用維持的費用都較高。日本學者研制的自動調節環境溫度的混凝土材料自身即可完成對室內環境濕度的探測，并根據需要對其進行調控。這種混凝土材料帶來自動調節環境濕度功能的關鍵組分是沸石粉。其機理為：沸石中的硅酸鈣含有（3－9）X10－10m的孔隙。這些孔隙可以對水分、N0x和S0x氣體選擇性的吸附。通過對沸石種類進行選擇，可以制備符合實際需要的自動調節環境濕度的混凝土復合材料。它具有如下特點：優先吸附水分；水蒸氣壓力低的地方，其吸濕容量大；吸、放濕與溫度相關，溫度上升時放濕，溫度下降時吸濕。
1.3自修復智能混凝土
混凝土結構在使用過程中，大多數結構是帶縫工作的。混凝土產生裂縫，不僅強度降低，而且空氣中的CO2、酸雨和氯化物等極易通過裂縫侵人混凝土內部，使混凝土發生碳化，并腐蝕混凝土內的鋼筋，這對地下結構物或盛有危險品的處理設施尤為不利，一旦混凝土發生裂縫，要想檢查和維修都很困難。自修復混凝土就是應這方面的需要而產生的。在人類現實生活中可以見到人的皮膚劃破后，經一段時間皮膚會自然長好，而且修補得天衣無縫；骨頭折斷后，只要接好骨縫，斷骨就會自動愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物組織，對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機能，在混凝土傳統組分中復合特性組分（如含有粘結劑的液芯纖維或膠囊）在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經系統，模仿動物的這種骨組織結構和受創傷后的再生、恢復機理。采用粘結材料和基材相復合的，使材料損傷破壞后，具有自行愈合和再生功能，恢復甚至提高材料性能的新型復合材料。在日本，以東北大學三橋博三教授為首的日本學者將內含粘結劑的膠囊或空心玻璃纖維摻入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下發生開裂，部分膠囊或空心玻璃纖維破裂，粘結液流出并深人裂縫。粘結液可使混凝土裂縫重新愈合。美國伊利諾伊斯大學的CarolynDry在1994年采用類似的方法，將在空心玻璃纖維中注人縮醛高分子溶液作為粘結劑埋人混凝土中使混凝土具有自愈合功能。在此基礎上CarolynDry還根據動物骨骼的結構和形成機理，嘗試制備仿生混凝土材料，其基本原理是采用磷酸鈣水泥（含有單聚物）為基體材料，在其中加人多孔的編織纖維網。在水泥水化和硬化過程中，多孔纖維釋放出聚合反應引發劑與單聚物聚合成高聚物，聚合反應留下的水分參與水泥水化。這樣便在纖維網的表面形成大量有機與無機物，它們相互穿插粘結，最終形成的復合材料是與動物骨骼結構相似的無機與有機相結合的材料，具有優異的強度及延性等性能。而且在材料使用過程中，如果發生損傷，多孔有機纖維會釋放高聚物，愈合損傷。
2智能混凝規究現狀和應注意的
前面所述的自診斷、自調節和自修復混凝土是智能混凝土的初級階段，它們只具備了智能混凝土的某一基本特征，是一種智能混凝土的簡化形式。因此有人也稱之為機敏混凝土。然而這種功能單一的混凝土并不能發揮智能混凝土作用，人們正致力于將2種以上功能進行組裝的所謂智能組裝混凝土材料的研究。智能組裝混凝土材料是將具有自感應、自凋節和自修復組件材料等與混凝土基材復合并按照結構的需要進行排列，以實現混凝土結構的內部損傷自診斷、自修復和抗震減振的智能化。
智能混凝土具有廣闊的應用前景，但作為一種新型的功能材料，如果投入實際工程，還有很多問題需要進一步地研究：如碳纖維混凝土的電阻率穩定性、電極布置方式、耐久性等；光纖混凝土的光纖傳感陣列的最優排布方式；自愈合混凝土的修復粘結劑的選擇。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解決上述一系列問題將對智能混凝土今后的產生深遠的。為促進智能混凝土研究工作的順利開展有必要就以下幾點形成共識：
（1）開發應有針對性。所謂針對性就是要針對混凝土性能發生惡化和結構發生破壞等現象，考慮不同的智能方法，如針對這些現象，設想開發出一種能應對所有這些情況的手段是很困難的，因此，縮小智能化范圍，以某種功能為對象，從而開發出相對最適應的方法是必要的。
（2）實施中應具有可行性。澆注混凝土多在施工現場進行，因而作為智能混凝土的施工方法，對其技術與工藝要求不能過高。應以原有工藝為基礎開發相應的較為簡單的方法。選用的材料應具有化學穩定性，要有利于安全使用，不揮發任何有刺激的氣味和其它有害物質，并能大量應用而且成本較低。
篇6
1安防系統設置原則
以保障安全為目的而建立起來的技術防范系統，稱為安全防范系統。它包括以現代物理和電子技術及時發現侵入破壞行為、產生聲光報警阻嚇罪犯、實錄事發現場圖像和聲音提供破案憑證，以及提醒值班人員采取適當的物理防范措施的各種設備。智能小區安全防范系統的設置應遵循以下原則：
(1)應根據智能小區內保護對象的風險等級，確定相應的防護級別，滿足小區全面防護和局部縱深防護的設計要求，以達到所要求的安全防范水平；
(2)應根據智能小區的建設標準、使用功能及安全防范管理的需要，綜合運用電子信息技術、計算機網絡技術、傳感檢測技術、安全防范技術等，形成先進、可靠、經濟、適用的安全防范技術體系；
(3)智能小區安全防范系統的系統設計及其各子系統的配置，須遵照國家相關安全防范技術規程及智能化居住小區的規范、標準，并堅持以人為本的原則。系統的集成應以結構化、模塊化、規范化的方式來實現，應能適應工程建設發展和技術發展的需要。
2安防系統構成
智能小區一般通過在小區周界、重點部位與住戶室內安裝安全防范裝置，并由小區物業管理中心統一管理，來提高小區的安全防范水平。小區的智能化安全防范系統，主要由下列子系統構成。
2．1家庭防盜報警系統
住戶室內安裝家庭防盜或緊急求助報警裝置，與小區物業管理中心計算機系統聯網，實時處理并記錄報警事件，或者直接向屬地派出所值班室報警。
2．2訪客對講系統
在樓宇單元人口處或進戶門處安裝電控防盜門及語音或可視對講裝置，住戶可控制開啟防盜門。
2．3周界防越報警系統
對封閉式管理的智能小區周邊圍墻設置越界探測裝置，并與小區物業管理中心計算機系統聯網，能及時發現非法越界者并能實時顯示報警路段和報警時間，自動記錄與保存報警信息。
2．4電視監控系統
根據智能小區安全防范管理的需要，對小區的主要出入口及公建重要部位安裝攝像機進行監控。小區物業管理中心可自動或手動切換系統圖像，對攝像機云臺及鏡頭進行控制，對所監控的重要部位進行長時間錄像。
2．5電子巡更系統
智能小區內安裝電子巡更系統，保安巡更人員按設定路線進行值班巡查并予以記錄。小區物業管理中心計算機可實時讀取巡更所登錄的信息，從而對保安巡更人員實現有效監督管理。
2．6門禁系統
在智能小區大門、重要公共大門以及共用車庫門設置門禁機，只有持有IC卡的人才能，通過讀卡機開啟相應的門禁機。閑雜人員很難非法進入。
3安防系統功能及應用
實際應用中的安全防范系統由多個可選子系統綜合、有機地構成，層層設防、嚴密監控、綜合管理，讓業主生活在無形的防盜網之中，比有形防盜網更安全、更舒適。
3．1家庭防盜報警系統
在家庭重要地點和區域布設各類傳感器，代替傳統家居的鋼筋防盜網，讓業主不再有囚于牢籠的感覺。
家庭防盜報警系統由保安中心管理主機、家庭報警器、傳感器和傳輸線纜(無線通訊方式時不用)組成。傳感器主要有紅外線探測器、熱感探測器、玻璃破碎探測器、窗磁、門磁等，用戶可根據實際需要在戶門、客廳、陽臺、外窗等位置設置不同類別的傳感器，以探測非法侵入者。家庭報警器一般裝設在人戶門附近，以便主人出門時設定布防狀態；主人回家時在延時時間內解除防盜系統，以免誤報。家庭報警器與保安中心管理主機聯網，當出現非法闖入者時，家庭主機報警，管理主機會顯示報警地點和性質，保安中心可據此確定出警方案，及時制止犯罪。
如果樓宇沒有安裝火災自動報警聯動系統，住戶還可以在臥室和客廳安裝煙感探測器，以探測火災；在廚房安裝燃氣探測器，以檢測煤氣泄漏濃度，這些裝置均可與家庭報警器連接。另外，每戶在客廳及臥室內較隱敝處設緊急呼叫按鈕，遇有搶劫、生病等緊急情況可以及時報警到控制中心，使住戶得到及時援助。
3．2訪客對講系統
在小區內的住宅單元人口或進戶門處安裝訪客對講系統，謝絕陌生人訪問，限制非法侵入，保持居住環境的私密、安全和安靜。
訪客對講系統由對講主機、室內分機、電控防盜門、管理主機(可選項)和傳輸線纜組成。對講主機又分為不可視對講和可視對講。通過可視對講系統，戶主可以更直觀地了解訪客情況，控制門鎖開啟。該系統可采用聯網型，各棟對講主機與保安中心管理主機聯網，保安中心可隨時了解住戶求救信號。在小區的主人口也可與物業中心及住戶實現呼叫及可視對講，如有客人來訪，可由保安人員與住戶聯系，確認是否接待。
3．3周界防越報警系統
周界防越報警系統以防止非法跨越周界線、路、墻為己任，形成非法入侵觸發報警信號，對非法入侵行為實時錄像，對非法人侵者發出聲、光、嚇、阻等安全管理措施。
常用的周界防越系統由紅外線對射器、接收器、報警主機及傳輸線纜組成。在小區圍欄上，安裝戶外型紅外多光束智能探測器，組成社區周界不留死角的防非法跨越報警系統。同時，控制器采用智能化模糊控制技術，以避免由于樹葉、雜物、風雨或飛鳥等小動物穿越圍欄所引起的誤報。當發生非法翻越時，探測器立即將警情傳送到中心值班室，在電子地圖上顯示出翻越區域，系統可自動連鎖啟動周界區域探照燈，切換閉路電視監控系統攝像機，將圖像傳送到中心值班室，對非法侵人過程進行錄像，以備公安部門破案查證。控制中心同時通知保安人員及時到達現場，以免非法人員作案得逞。也可利用熱感式紅外線探測器或微波電纜探測器等來進行布防。
對非法入侵者發出聲、光、嚇、阻也是周界防越的一個重要措施，但是在許多智能化小區被忽視了。通過提供強光可以令人侵者無處藏身、嚇阻入侵者，同時也為錄像系統補充光源。聲音警告可以文明勸戒入侵者，體現高尚小區的文明形象，但是在設計該措施時，一定要求因地制宜，避免擾民。
3．4電視監控系統
根據小區實際情況對居住小區主要通道、停車場、電梯轎廂等部位適當地設置攝像機，達到有效的監視目的。目前，普遍采用戶外高清晰度黑白攝像機對非法入侵行為進行實時錄像隨著網絡應用技術的逐步完善，網絡數碼攝像機已經推出，從根本上解決了傳統技術中的安裝距離難題，可以在大范圍與長傳程上隨意設置攝像機。
電視監控系統由攝像機、矩陣控制器、錄像機、監視器、傳輸線纜等組成，在小區重要區域和公共場所安裝攝像機，保安中心值班人員通過電視墻能全面了解小區發生的情況；通過硬盤錄像機能實時記錄、以備查證；通過矩陣控制器在控制臺切換操作，跟蹤監察。周界紅外報警信號可作為相應區域攝像機報警輸入信號，一旦報警，相應攝像機自動跟蹤。系統控制部分可采用智能數字圖像運動跟蹤報警器來實現全自動操作控制。攝像機設置可根據具體部位的情況和要求分別采用固定攝像機、全方位云臺攝像機、半球形攝像機、紅外攝像機等，攝像機鏡頭可變焦、變距，云臺可上下左右轉動。當攝像機數量較少時，各攝像機的視頻信號和云臺的
控制信號的線纜可從保安中心直接放射至各監控點。當攝像機數量較多時，分片或按樓棟設置視頻矩陣，由視頻矩陣收集其附近攝像機的視頻信號和云臺的控制信號，再通過光纜集中送至保安中心，這樣可減少室外線纜數量，網絡結構清晰，同時便于維護管理。保安中心一般設置多臺監視器組成電視墻，一臺輪值巡檢或利用畫面分割同時顯示其它攝像機的情況，一臺專用對可疑點定格、放大、編輯，其余多臺顯示其它重要部位。
3．5電子巡更系統
電子巡更系統是為了達到對巡更人員進行有效監督、確保其巡更到位而設計開發的一套管理系統。巡更人員持巡檢器按已約定的巡更路線在規定的時間對信息鈕簽到，巡更人員完成任務后將巡檢器通過專用通訊電纜接入管理中心的計算機，計算機的巡更系統管理軟件從巡檢器讀人數據，對數據進行統計、分析、整理后給出巡更人員是否按照規定的時間、次數、路線進行巡邏。這樣管理人員可以對巡更人員的工作狀況一目了然。
巡更系統由巡檢器、信息鈕、保安中心電腦和傳輸線纜組成。信息鈕設在住宅區內主要道路、盲點、死角等處，中心電腦事先存儲保安員巡更路線，簽到時間等；若保安員未簽到時，中心電腦會立即提醒值班人員去了解情況，及早發現問題。
用戶可在小區內各個要害地點和部位設置專門的巡邏站(設信息鈕)，根據系統容量設定多條獨立巡邏路線，并給每條路線的巡邏站編號賦名，它可使巡檢器在輸出報告時顯示站名，并且當有自動導向功能時，可顯示下一站。巡邏路線是巡邏站的依次排列，將這一巡邏路線編入巡檢器，能使它正確地記錄預期的巡邏數據，并相應輸出報告。還允許使用者設定巡邏站之間的時間限制，如果發生早檢和遲檢，報告將顯示這一情況。
3．6門禁系統
門禁系統，又稱為出人口控制系統。其主要用途是時刻自動記錄人員的進出情況，限制人員的進出區域和時間，禮貌地拒絕不受歡迎的人員進入，同時也有效的保護使用者的合法利益。
系統包括管理軟件、數據采集器、控制器、進門信息鈕、電子門鎖、出口按鈕、報警傳感器和報警喇叭。進門信息鈕用來接受人員輸入的信息，再轉換成電信號送到控制器。控制器接受出入口設備發來的人員信息，存儲并經采集器向上一級計算機發送。計算機的管理軟件管理系統中所有的采集器和控制器，對他們進行設置、接受發來的信息、向他們發送控制命令，完成系統中所有信息的分析和處理。
4安防系統存在問題
4．1設置不當
開發、設計單位對安防系統的認識不足，對安全防范系統的設計、配置不當，致使各子系統不能整合，造成投資浪費。由于安防產品廠家眾多，各家產品互不兼容，導致用戶選擇產品的局限性，在設計時往往將很多技術問題遺留給集成商或施工單位，造成了安防系統設計不合理、系統集成性差、設備配置性能差、綜合布線不規范等現象。
有些小區在設置安防系統時，一味追求功能疊加，造價升高，可并不一定實用，技術也不一定成熟。同時，復雜的系統導致操作復雜，要求用戶掌握的技術也多，讓消費者使用起感到來十分不便。
另外，由于行業管理和審批體制不協調，使有些系統單獨設置(如火災自動報警系統)，造成安防產品整體功能不完善，達不到智能化的效果。
4．2缺乏統一
安防產品大多是進口產品，國內具有競爭力的廠家較少，這些產品的生產標準、系統構成、接口方式等不盡相同，使各系統不能相互協調動作，無法實現集中聯網，難以達到理想的智能化效果。
目前，安防系統缺少統一的設計規范、施工規范和工程驗收標準。現行的有些相關規范也不能適應智能化安防系統的技術要求，造成了很多工程項目設計方案不合理、施工質量不合格、工程驗收不達標的嚴重后果。
4．3運行穩定性差
目前，很多已安裝的安防產品運行穩定性無法保證，其主要原因是：①安防產品以計算機為基礎，受到計算機死機、處理能力等限制；②安防系統以網絡為紐帶，受到病毒、黑客襲擊等因素的困擾；③安防產品多為弱電產品，工作電壓低，系統的綜合抗干擾能力較差，容易受諧波、浪涌、雷電、噪音等內外因素干擾，尤其是接地做得不好時，更容易受干擾，甚至會導致系統崩潰。
5安防系統發展趨勢
5.1安防系統數字化
隨著信息化與數字化時代的來臨，“數字化安防”異軍突起。其技術發展方向是以數字CCD技術和紅外照明光源技術為基礎，向超高靈敏度紅外視頻系統發展；以模擬信號為基礎的視頻監控防范系統向以全數字化視頻監控系統發展；系統設備向智能化、數字化、模塊化和網絡化的方向發展。數字化安防產品能全方位地記錄，并以數字方式存儲各種流動與報警信息。2000年以來，數字監控產品進入了快速發展時期，特別是一些技術實力和資金背景強的高新技術企業進入安防市場，給安防產業注入了新的活力。產品也由原來的數字監控錄像主機，發展到網絡攝像機、網絡傳輸設備、電話傳輸設備和專業數字硬盤錄像機(DVR)等多種產品。
5．2安防系統集成化
安防系統的集成化包括兩方面：①安防系統自身功能的集成：將影像、語音、門禁、警報等功能融合在同一網絡架構平臺中，提供智能小區安全監控的整體解決方案；②安防系統與小區其它智能化系統的集成：將安防系統與智能小區的通信系統、服務系統及物業管理系統等集成，這樣可以共用一條數據線和同一計算機網絡，共享同一數據庫。這樣一次投入，事半功倍，徹底擺脫重復布線、反復維護的煩惱。
5．3安防技術國產化
目前，全球正在開發用于周界防越精確定位的同軸電纜磁電感應技術，而國內某廠的微波電纜已經開始推向市場。這類電纜能夠通過顫噪效應的原理來精確定位任何周界發生的試圖切斷和攀爬闖入的入侵行為，并且精確定位在3m內。該系統運用數字信號處理方法來精確定位，不會因噪音，風、雨、大霧天氣或車輛路過的震動影響而引起誤報。這些技術說明，國內安防廠家正在大搞技術開發，縮短與發達國家的距離，力爭在一些方面達到或超過國際先進水平。“十五”期間，我國安防行業的主要任務是發展自動跟蹤和鎖定系統、遠距離多路報警圖像傳輸系統，以提高監控產品的質量。研制有自主知識產權的系統產品，提高國內產品的市場占有率。
6結束語
科學技術的日新月異，計算機技術的發展普及，使智能小區在人們對美好生活的呼聲中迅速崛起，也使得安防產品的發展出現了前所未有的變化。相信在以人為本的理念指導下，各種功能更強大，保衛更安全，信息更隨身的新型系統將會應運而生，為人們的日常生活帶來便利，從而激發出更廣闊的市場。
參考文獻
篇7
華東地區具有廣闊的巨大的智能建筑市場，是中國經濟最發達地區之一，智能建筑市場（包括大廈及小區）啟動早，市場大，今后將有更大的發展，是WTO以后國外企業必爭之地，也是國內企業必爭之地。由于華東地區資金雄厚，據不完全統計，迄今為止，上海已新建智能大廈四百多幢，智能小區二百多個。其中已建成的優質工程有上海博物館、金貿大廈、上海期貨大廈、久事復興大廈等號稱上海智能建筑“四大天王”，新建浦東國際機場，上海大劇院，上海科技城也都聞名天下。江蘇省迄今為止已建成智能建筑二百余幢，小區一百五十多個；南京中信大廈，總醫院新病房大廈及江蘇省政協大廈都為優質工程。聚福園、天地小區是建設部小區示范工程。
浙江人杰地靈，是我國東南沿海技術和經濟發達地區，也是一個建設大省。1997年建成使用的浙江日報社大樓，在浙江省首次開通了樓宇自控系統，堪稱是浙江省第一座達到3A配置的智能化大樓，從而揭開了浙江省智能建筑建設的序幕；1998年建成的浙江省外經貿聯建大廈和華浙廣場都是代表當時浙江省先進水平的智能建筑，其中華浙廣場還代表浙江省參加了建設部組織的優秀智能建筑評選活動。目前浙江省已建成的智能化大樓主要有浙江世界貿易中心、杭州電力調度大樓、浙江省建行大樓、杭州鐵路新客站、浙金廣場、杭州五洲大酒店、浙江省商檢大樓等約90余座，主要集中在杭、寧、溫地區。
二、入世對中國智能建筑業的要求
我國已加入WTO，進入WTO意味著我國經濟完全融入國際化市場，必須遵守WTO的原則和規定。根據WTO協議市場準入原則和國民待遇原則，將使我國智能建筑技術面臨更加廣闊的發展空間、更加劇烈的市場競爭。而我國現行的建設事業政策法規和行業管理體制與WTO的規則和國際通行模式存在較大差異，調整改革完善現行體系和體制的任務相當艱巨，形勢緊迫。
我國加入WTO后經濟發展的國際化，必將對各種建筑，尤其是辦公建筑的智能化水平提出新的更高要求，不僅對新建的辦公樓，而且對量大面廣的已有的辦公建筑的改造也帶來了智能化需求。
WTO對我國智能建筑要求具體表現在：
1．根據《建筑領域加入WTO后的對外承諾》，我國加入WTO后五年，允許外商成立獨資企業，取代外商在我國現有的辦事處機構，他們可以直接在我國簽定內貿合同，從而使產品和工程質量有了進一步的保障。
2．按WTO取消數量限制和關稅減讓原則，我國將降低對外市場準入程度，屆時會有更多智能建筑產品和系統進入中國市場參與競爭，為我們提供更大的選擇余地，并得到更多的實惠。
3．隨著國外企業參與我國智能建筑行業的競爭，他們會把國外成熟的管理體制、規范的運行程序和操作技巧帶入中國，有助于提高中國智能建筑行業的整體水平。
三.華東地區優勢
1.學會健全，學術活動活躍。
以上海華東建筑設計研究院溫伯銀總工為首的上海專家，在全國率先于1994年成立上海智能建筑工程研究會。這是全國第一個智能建筑學會組織，成員有高校、設計院及企業技術人員幾百人，它集中了上海智能建筑界科技精英。在組織報告會、展覽會（上海歷屆智能建筑大型展覽會）、驗收評估上海甲級智能化大廈（如上海久事復興大廈等）起了巨大作用。溫總和上海同濟大學程大章教授（正副會長）的貢獻已載入中國智能建筑歷史，功不可沒。以陳眾勵、瞿二瀾、趙濟安、王東偉高工及上海大學趙哲身教授等為代表的中青年骨干專家已經成長，在國內也有較大影響。
1996年，以南京建筑工程學院（現改為南京工業大學）建筑智能研究所、江蘇省建筑設計院及東南大學建筑設計院為主體成立的江蘇省土木建筑學會智能建筑學術委員會，在國內也是較早成立的智能建筑學術組織，成員有二百多人，每年舉辦學術年會，奉行“技術開放，市場開放”方針。常年舉辦學術報告會及國內外廠商新產品報告會。自辦了省內雜志《智能建筑信息》。
2001年以浙江省建筑設計院為主體成立的浙江省土木建筑學會智能建筑學術委員會。雖成立時間不長，但青年一代學會領導骨干力量成長很快，成員已發展到幾百人。在組織浙江省智能建筑報告會、展覽會方面，做了大量的工作。
2.編寫出臺智能建筑標準。
1995年上海市出臺智能建筑設計標準（DBJ08—47—95），它是以上海華東建筑設計院內部標準修改而成，是中國歷史上第一個智能建筑標準，為全國規范智能建筑設計市場起了示范與指導作用。2000年在建設部領導下，以溫伯銀總工為首的編制組率領團結全國專家編制出臺了我國（乃至世界上）第一個智能建筑設計標準（GB/T50314—2000）開創了中國智能建筑新紀元，填補了空白。評審專家認為該標準已達到國內領先、國際一流的水平。
1998年，在江蘇省建委領導下，在溫總關心指導下，江蘇出臺了江蘇省建筑智能化設計標準（DB32/181—1998），1999年獲得建設部科技進步獎三等獎。1999年又出臺了三個標準：
（1）江蘇省建筑智能化系統工程檢測規程DB32/365—1999
（2）江蘇省建筑智能化系統工程實施及驗收標準DB32/366—1999
（3）江蘇省建筑智能化系統工程評估標準DB32/T367—1999
構成了整套標準，促進了省內IB的發展；2001年中信實業銀行南京分行大樓（28層4.2萬平方米）通過檢測驗收與評估獲得江蘇省首幢甲級智能化辦公大樓稱號。
3.撰寫論文、編寫著作，成果豐厚。
1995年上海華東建筑設計院首先匯編出智能化建筑論文選，其中溫總、瞿二瀾、趙濟安高工等論文在國內影響很大，開創了全國建筑建筑論文的先河。1996年上海華東設計院溫總為首的編寫組又出版了大型經典著作—《智能建筑設計技術》。目前正在修訂將出第二版。上海舉辦了歷屆高水平智能建筑報告會，如中國超高層建筑技術研討會具有國際影響。
上海同濟大學程大章教授等編寫出版了《住宅小區智能化系統設計與工程施工》（同濟大學出版社2001.6）以及《智能化大樓的建筑設備》（中國建工出版社1997.11）。
上海九海金獅物業公司諸建華總經理在總結上海久事復興大廈興建及物管經驗與陸偉良教授合作于2002年8月編寫出《智能建筑物業管理》一書（電子工業出版社出版）。
浙江省建筑設計院楊紹胤教授級高工先后編寫出二本著作：《智能建筑—原理、規劃和設計》（1999.2）以及《智能建筑實用技術》（2001年）。
4.華東地區具有廣闊的巨大的智能建筑市場
目前上海正申辦2010年上海國際世博會。預計2008年上海高層建筑將達2000幢，據國外某公司稱，世界最先進的智能建筑新技術可去中國上海參觀。江蘇目前正興建南京地鐵工程（8個站，投入72億），南京玄武湖隧道工程（
3公里），由于江蘇省申辦成功2005年全國第十屆運動會，日前正在南京新建奧體中心。相應的體育場館新建22個，將在江蘇省無錫、蘇州、常州等地新建。南京市在河西新城開工投入120億，打造十大標志性建筑。南京國際經貿廣場，維多利亞國際商務中心，夏華國際廣場、南京中大科技大廈、聯強大廈、紫鑫中華廣場、歐洲城、東成大廈、浙江國際貿易中心、東渡大廈等。南京市將興建十大體育工程：全民健身中心、皮劃艇激流回旋場地、馬術賽場、中山門競技中心、擊劍比賽訓練館、龍江體育中心二期網球工程、南京中山國際公園、環湖體育帶及南京足球訓練基地。
目前浙江在建的智能化大樓約有上百座，市場紅火，其中有杭州凱悅大酒店、杭州國際金融大廈、杭州國稅局大樓、浙江省高級人民法院、杭州日報大樓、杭州海關大樓、杭州第二長途電信樞紐大樓、浙江省人民大會堂、杭州濱江區行政中心、元華廣場、湖州市中心醫院、義烏中心醫院、湖州市能源調度中心、湖州市行政中心、嘉興市行政中心、東陽市行政中心、安吉縣行政中心、永康市行政中心、溫州晚報社大樓等。杭州地鐵工程也已啟動。浙江省智能建筑近兩年后來居上，已興建上百棟智能大廈，數百個智能小區，近期還在杭州興建杭州大劇院、杭州市民中心、浙江電力大廈等均以大量巨額資金投入，近期新建智能工程發展之快、數量之多已名列全國前茅。
5.華東地區擁有大量外資企業生產基地及實力雄厚的智能建筑工程承包商
在建設部已獲得系統集成和單項資質的有近百家，其中上海市27家，杭州地區20家，南京地區28家。他們都承擔過上海金茂大廈、上海浦東機場等上百項智能工程，取得了營建大中型智能工程的經驗，有著較好的聲譽。大量外資企業生產基地及辦事處均落戶上海。
四.做好工作、迎接WTO挑戰
1.認清國際智能建筑發展趨勢，推動智能建筑健康發展。
2l世紀是信息社會知識經濟時代，同時又是生態文明時代。從總的方向，國際先進生產力水平正在運用已掌握的建筑智能化高新技術，探尋人類生存、生產和生活聚居環境空間的可持續發展模式。
當前智能化建筑直接利用的技術是建筑技術、計算機技術、網絡通信技術、自動化技術。在21世紀的智能建筑領域里，信息網絡技術、控制網絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網技術(含Bluetooth技術)、數據衛星通訊技術、雙向電視傳輸技術等等，都將會有更加深入廣泛地具體發展應用。特別是開放性控制網絡技術正在向標準化、廣域化、可移植性、可擴展性和互可操作性方向發展。
但是，智能化技術只是手段，智能建筑作為一個整體建筑物業產品的技術發展來說，“可持續發展技術”才是2l世紀智能建筑技術發展的長遠大方向。因而，除繼續利用上述現有智能化高技術實現可持續發展目標外，新興的環保生態學、生物工程學、生物電子學、仿生學、生物氣候學、新材料學等等技術發展，正在滲入滲透到建筑智能化多學科多技術領域中，實現人類聚居環境的可持續發展目標。從而在國際上也形成所謂“可持續發展技術產業”。目前，歐洲、美國、日本等發達國家也正在開發利用這些高新技術去處理垃圾、污水、廢氣、公害，節能、節水，消除電磁污染，資源可持續利用，建筑人工生態環境等等：也正在嘗試運用高新技術有規模建設智能型綠色建筑、智能型生態建筑，“既滿足當代人的需要不損害后代人滿足需求的能力”。
2.認清與國際先進技術的差距，努力向國際標準靠攏。
2l世紀的可持續發展智能建筑技術必須將工作、居住、休息、交通、通訊、管理、公共服務、文化等各種復雜的要求，在時間空間中結合起來。
由于智能化建筑系統是多學科、多技術的系統集成整體，因而開放式可互操作性系統技術的規范化、標準化，就成為實現智能化建筑及其產品設備與系統的產業化技術水平的核心關鍵。目前國際樓宇業界公認認同較先進的開放式系統行業協議標準技術有兩個：一個是美國Echelon公司的LonWorks技術的LonTa1k標準協議；另一個是美國采暖、制冷與空調工程師協會(ASHRAE)制定的《樓宇自動控制網絡數據通信協議(BACnet)》BACnet同時還成為美國國家標準及歐共體標準草案。兩者都是基于國際標準化組織(ISO)的“開放系統互連模型”(OSI)的。因此兩者在開放系統技術上是可以互相補充互為依存的，前者著重現場控制域，后者著眼于信息應用域。而且BACnet的協議層次里數據鏈路層和物理層的五種選擇中就包含有LonTalk協議。況且兩者技術都正在不斷地完善發展，至于我國智能化建筑在開放式互操作性系統技術發展研究上嚴格講尚未真正起步，差距頗大，亟待投入。南京工業大學智能建筑研究所正在開發國產化樓宇自控新系統。
3.努力搞好學（協）會工作
按照WTO的原則和規定，加快行業協會自身適應市場經濟體制規則，調整優化行業的組織機構，成為增強行業自律的自治組織，協助政府建立一個有序和公平的競爭市場。建設部已批準即將成立中國勘察設計協會工程智能分會。這是我國加強管理智能建筑業的大事，華東地區作為地方學（協）會要在上級學（協）會的領導下努力做好貫徹執行工作，加強市場管理，防止低價惡性競爭，保證工程健康實施。有條件時爭取成立地方行業協會。
4.加強團結，加強合作，共同提高學術水平
華東地區以目前三地（上海、浙江、江蘇）學會要加強團結，互相學習，取長補短，共同提高，要在舉辦報告會、展覽會等方面加強合作，促進學術水平的共同提高。同時，積極參加全國性學術會議，有條件時爭取舉辦國際智能建筑研討會，以提高我國學術地位與聲譽。
5.加強宣傳，提高建設業主的認識，搞好定位和管理能力
由于部分業主對智能建筑的過于迷信，必然導致“重建設輕管理”的思想，他們認為既然“智能”就應該無所不能，更有甚者將該項目的投資僅作為提高“身價”的目的，不清楚智能化建筑工程是當前信息化時代物業管理重要的基礎，認識不到日常運行中所需的微利投資能得到高額利潤的回報。因此，建議應該有國家政府部門盡快出臺相應的政策、管理規范和服務體系，強制性的將系統日常運行管理納入正常軌道，提高全社會的經濟效益。
6.協助政府搞好注冊電氣工程師復習培訓工作，提高工程技術人員水平
據了解，國家人事部將在2003年6月第一次開考注冊電氣工程師。其中，建筑電氣業屬于此系列，智能建筑弱電設計師大部分也要參加此系列考試。目前，有關單位正在編寫復習參資料，建議華東地區也要作好考試復習培訓工作。最后作者衷心希望華東地區智能建筑業在國家有關部門領導下，在業主、設計師、工程技術人員以及專家努力下，營建出更多的高質量優質智能建筑工程。
參考文獻
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篇8
3.智能科技生活化你準備好了嗎?
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Abstract:Developingaquoted-pricesystemformanufacturingproductionsisofteninrelationtomanyfactorsbetweenconstructionandnon-construction.Becauseoftheprofessionallimity,itsfunctionswassingleness.Sothispaperproposesanewconceptionandmeasureforit,anintelligentintegratedquoting-pricesystemformanufacturing-productstodiscuss.
Keywords:manufacturingproducts;intelligentintegrated;quoting-pricesystem;non-construction;self-learning
1引言
產品報價是指供貨企業或公司響應客戶詢價，對客戶所詢目標產品報出的價格和對客戶其他要求所作出的答復。產品報價作為一種經濟現象，在市場運行的局部，處在市場活動中的供求雙方由于信息的阻滯，不能順利達成均衡，往往在不均衡狀況下，作出種種選擇。現實經濟活動中，客戶的詢價請求和廠商的報價之間的談判、平衡、交易等等，就是這種經濟不均衡性的表現，產品報價這一課題則基于這種現象而存在。雙方交易達成的最終報價則是需求價格和供給價格之間的某一變數，是暫時的“平衡價格”，而不是均衡價格。制造產品，特別是比較復雜的產品報價，需要許多領域人員的協調工作，如技術、財力、商務等，必須考慮各種結構化的和非結構化的因素，其中結構化因素如技術參數、結構參數、工藝參數、制造成本、費用分配比例等比較易于確定的因素。而非結構化因素如最終利潤率、贏得定單的幾率等，則需要考慮企業內外環境等眾多不確定因素。目前國內外一些研究人員進行了部分產品報價系統的研究與開發，如組合機床、冷庫、工業爐、通風機等報價系統，這些成果大大促進了這一課題的展開和深入。本文提出一種新的系統結構與方法進行研究。
2制造產品智能集成報價系統的提出
從信息系統的角度考慮，整個報價過程是一個信息流動和信息處理的過程。包括信息的產生、信息的傳遞、信息的處理、信息的存儲。具有很復雜的信息流，涉及到銷售、經營、設計、會計、生產計劃、采購等等，這種信息流在相關部門或相關人員之間的傳播如圖1所示。
其中的結構化因素，如技術參數、需求批量、價格范圍、質量保證、成本要求等所對應的技術報價和財務報價比較易于確定或決策。而非結構化因素，如競爭對手的報價、利潤率、可能的定單確定率、技術財務風險等，由于資料或信息欠缺難以作出完美或滿意的決策。
目前，國內外所開發的報價系統依其功能大致可以分為五類，即商務型報價系統、生產型報價系統、工程型報價系統、投標型報價系統和集成型報價系統。工程型報價系統，實際上是產品選型、初步設計加成本估算，其最終報價的形成有待提高；而商務型報價系統，其全部價值是基于產品成本而做的加價判斷或推理。二者各自凸現了自己的重點，如前者對報價的結構化問題處理較好，而后者對報價所涉及的非結構化問題研究得很深刻。然而，制造產品的報價應該是技術報價、財務報價及商務報價的連貫和結合，必須能夠處理報價決策所需確定的結構和非結構化因素。
制造產品智能集成報價系統概念基于智能決策支持系統(IDSSIntelligentDecisionSupportSystem)，集成產品報價系統的目標，就是要使它能夠根據客戶的詢價請求制定相應的產品報價設計及根據企業內外復雜因素制定多種可行的報價方案(包括技術、財務、商務的報價方案)，并輔助決策者選擇滿意方案，輔助實現企業的經營目標。同時，在系統接受和處理報價項目的過程中，不斷學習和積累報價知識和經驗，自我完善報價的非結構化部分。
報價系統的集成概念包括兩個方面的內涵：報價功能的集成和系統結構的集成。所謂功能方面的集成指全部或部分報價過程的集成，包括詢價單評價、報價設計、產品報價、報價決策和學習機能等功能的集成。所謂結構方面的集成是指對制造產品的程式報價和自學習式報價二者的集成，使程式報價成為自學習式報價的“導師”，結構集成的概念如圖2所示。
3程式報價
程式報價按照傳統的技術產品報價路線，詢價分析與評價產品報價設計成本估算報價決策。通過企業調研和討論，可以抽象和組合出一種制造產品程式報價的邏輯步驟或流程，如圖3所示。
下面對各框逐層拆解：
(1)框1(名稱：捕捉客戶需求或詢價單處理)可以分解為：
①客戶詢價單完整性認定
②報價耗費及報價與否判斷
③詢價產品基型的類比搜索
④詢價單評審
(2)框2(名稱：開發技術解決方案或產品報價設計)可以分解為：
①詢價產品與基型差異識別
②制訂初步設計方案
③詢價產品報價設計
ⅰ結構差異設計
ⅱ參數差異設計
ⅲ零部件估價(視交貨期限確定是否實施)
④報價設計評審
(3)框3(名稱：估算制造成本或產品報價)可以分解為：
①客戶詢價費用規范認定
②成本估算與費用組合
ⅰ基于費用形式報價的規范
a人工費用組合
b材料費用組合
c非制造成本組合
ⅱ基于產品結構形式報價的規范
a詢價產品結構分解
b結構單元費用估算
c詢價產品費用組合
③制造成本評審
(4)框4(名稱：確定最終報價或報價決策)可以分解為：
①企業報價目標認定
②企業報價策略認定
③企業報價方法認定
④最終報價書評審
4自學習式報價
自學習系統的優點主要有兩個方面：通過報價“經驗”的不斷豐富，自學習系統內存儲的信息越來越多，變“估算報價”為“類比報價”；通過與存儲在自學習系統中的信息比較，可以使報價的精度越來越高，而且速度也可以提高。
學習功能是神經網絡最主要的特征之一，在人工神經網絡理論與實踐發展過程中,各種學習算法的研究起著重要作用，其中最成熟的是BP模型的學習，輸入信息先從輸入層經隱含層再傳到輸出層，如果在輸出層不能得到期望的輸出，則反向傳播，將誤差信號沿原來的連接通道返回，通過修改各層神經元之間的權值，減少誤差信號，經學習后，報價的知識與規則轉化為一系列權值，即存儲在各連接權中。神經網絡的這種特點使得制造產品報價在相關資料和信息不充實和不全面的情況下，可以解決報價影響因素中的非結構化因素的決策。用于自學習式報價的BP神經網絡拓撲結構如圖4所示。
5制造產品智能集成報價系統框架
為了達到上述目標，制造產品報價系統首先必須集成程式報價的各級子功能：
(1)對客戶詢價信息的錄入與評價；
(2)建立響應客戶詢價的產品或工程初步設計方案；
(3)估算產品的報價成本(即機會成本)；
(4)財務評估和費用分配以及基礎報價(即保本價格)計算；
(5)報價策略評價及確定滿意的報價方案；
(6)支持數據(包括企業內部和外部的基礎數據，如政策、經濟、市場、相關競爭對手情報、原材料等的價格、企業負荷、經濟狀況、制造能力、技術水平等)的存儲與更新。
6結束語
我們相信，通過在線式的詢價處理和離線式的樣本訓練，能夠解決報價中存在的非結構化因素中較難處理的問題，為制造產品報價提供一個更為可行的集成方案。
參考文獻
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篇10
2．1建筑內空調系統的過度耗能問題
空調系統的存在能夠保證建筑室內環境的舒適性，不論外界氣候條件有任何變化，建筑樓宇室內環境都能滿足人們的居住要求。空調系統是建筑內消耗電氣能源的主要設備，但是由于我國目前的空調設計不夠科學、合理，安裝過程不夠精確等，往往造成空調系統設備的自動化程度不高，運行效率不能滿足建筑樓宇居住的性能要求。因此，空調設備常常會出現使用效率過低、消耗能源過多等故障現象。加之，空調設備運行管理的制度不夠健全，常常出現設備閑置或超負荷工作的不正常現象，嚴重時可能損壞空調設備制冷和供暖的功能，縮短了空調設備的使用壽命，反而大大增加了不必要的電氣能源的消耗，不利于建筑行業環保節能的長期發展要求。
2．2建筑內部照明系統的電氣使用現象
照明系統是智能建筑樓宇內部必不可少的設備系統，照明系統的電氣消耗功率通常因其供電對象不同而有所差異，然而在實際照明系統的供電過程中，常常出現所安裝使用的照明設備的功率過大、運行效率過低、自動控制程度較低、節能措施較差等現象，這些不合理的現象都將導致照明系統消耗更多的電氣能源；有時照明設備的運行功率大小不確定，造成照明設備頻率變化快，消耗電能高，降低照明設備的使用壽命，增加了智能建筑樓宇的設備投資，不利于建筑行業的節能發展。
2．3建筑內供配電系統的節能問題
建筑自身的供配電系統，是建筑物內進行正常工作和生活的前提和重要保障。其中供配電電路的設計線路、運行功率大小、變壓器容量問題等因素的設計和使用是否合理，都會影響到供配電系統的實際運行效率。其中，變壓器容量過高與實際負荷量不一致、變壓器功率過大、線路設計過于繁瑣等問題，都易導致建筑樓宇供配電系統消耗大量的電氣資源，同時還會影響供配電系統設備的運行效率，同其他兩大系統一樣，會增加建筑正常運行的電氣能源消耗，增加成本，與我國建筑行業節能環保的發展路線背道而馳，阻礙智能建筑樓宇的發展。
3智能建筑樓宇電氣節能的設計要求和原則
3．1節能設計符合實際，滿足樓宇正常使用
智能建筑樓宇進行電氣節能設計，是希望通過對涉及到電氣能源使用的系統，進行科學合理的改造，舍棄或改變一些浪費使用電氣能源的現象，從而適應智能建筑樓宇的節能環保的發展理念，節約我國的電氣能源，促進我國建筑行業的可持續發展。智能建筑樓宇的電氣節能設計首先要符合樓宇的實際使用功能，節能設計的結果能夠保證樓宇正常的居住和辦公生活；切不可盲目追求節能環保的效果，不顧實際、不科學地設計，造成樓宇不能正常使用，這樣會脫離實際，得不償失，達不到智能建筑樓宇的電氣節能設計的最初目的，不利于我國建筑行業的發展。
3．2節能設計符合經濟要求，降低成本
在對智能建筑樓宇進行電氣節能設計的過程中，應該注意到經濟性能的要求，保證智能建筑樓宇進行節能設計與合理的經濟投資之后，比之前的設計和成本投入時更加適應樓宇的正常使用要求，并且注意能否在智能建筑樓宇一定的使用年限內，收回在電氣節能設計階段所投入的費用。在電氣節能設計過程中，不能因為盲目追求節能環保，而造成過高的資金投入；也不能隨意降低成本，偷工減料，導致智能建筑樓宇達不到所需的性能要求指標。
3．3節能設計過程科學，保證質量
智能建筑樓宇在節能設計和改造過程中，要提高設計的科學性，首先應該對智能建筑樓宇有大致輪廓的認識，分析各系統和設備潛在的進行電氣節能設計的可能，并對電氣節能設計前后的經濟狀況進行對比，從而采用正確合理的設計方案，在保證節約電氣能源的同時，也要做到設計過程的科學性和合理性，保證智能建筑樓宇電氣節能設計過程的質量要求。
4智能建筑樓宇電氣節能設計的具體措施
4．1樓宇內空調系統的電氣節能設計
智能建筑樓宇內部空調系統的電氣節能設計，關鍵環節是進行合理、精確的計算，在進行空調系統的電氣節能設計過程中，依據智能建筑樓宇的相關設計要求，并結合設計前的計算數據和實際經驗數值，確定空調系統內空氣的相對濕度、飽和度和用電功率等參數。在進行空調系統的電氣設備容量選擇時，應該使所選設備的容量稍微大于計算出的理想設備容量，這樣可以避免在空調實際運行過程中由于設備容量過小，而導致的空調不能正常供暖和制冷的現象，保證空調系統的正常運行。
4．2樓宇內照明系統的電氣節能設計
自然光是對照明系統進行電氣節能設計必須要考慮的部分，在電氣節能設計過程中，設計人員應該充分考慮建筑樓宇室內自然采光的效果，這樣能夠降低照明系統電氣設備的用電量，符合節能環保的建筑行業發展要求。另外，在照明燈具的選擇上，應該盡量選用新式低耗節能的燈具，在一些照明功率較大的公共場合，應該選用聲光控開關和自帶無功率補償的燈具設備；在其他地方，照明系統應該選擇節能開關和設備，降低照明系統對電氣能源的消耗，制定科學合理的設計方案，在保證智能建筑樓宇的正常使用情況下，通過照明系統的設計和改造，實現環保節能，適應可持續的發展要求。
4．3樓宇內供配電系統的電氣節能設計
供配電系統為整座智能建筑樓宇提供動力資源，因此，在對供配電系統進行電氣節能設計時，應根據建筑工程用電負荷進行用電容量的統計，并把實際用電負荷按照用電等級進行用電負荷的等級劃分，以確定合理的供配電方案，從而實現智能建筑樓宇供配電系統的電氣節能設計。其中，供配電系統應該選擇合理科學的接線方案，盡量保證其可靠性和經濟性，根據用電負荷等級要求，合理選擇供電電源和配電方案；在確定變配電站或箱式變電站的安裝地址時，為了降低電力輸送過程中的能量損失，應該盡量選擇在中心位置；當有多臺變壓器同時供電時，可以采用變壓器并聯的供電方式，這樣能夠保證整個供配電系統的靈活性和可靠性，降低供配電系統的電氣消耗。
篇11
（一）汽車英語課程設計的基本條件
Posner（1994）認為，課程設計的基本條件包括：了解學生的需求、興趣、能力、知識水平等例如：學生需要什么、需要的原因、已有的能力、待補的能力、已有的基礎或條件，缺乏什么等等。熟悉課程情況例如，有能力識別和解釋該課程的基本概念和技能，全面和細致的有關知識，目前這個課程的開設情況等。擅長聽說讀寫譯五項必備能力，具有豐富教學經驗，而不是簡單的拼湊、復制、模仿依據以上課程設計的基本條件，做好高職英語課程設計就要求教師進行問卷調查或訪談學生已經完成的課程標準或已經具備的語言知識，要求通過參考有關著作、論文、同類課程、教材等，與同行交流，收集積累案例或經驗等等。
（二）汽車英語課程設計的標準根據
Furey提出的標準，高職英語課程設計必須把握下列標準：
1.是否有足夠的理論依據英語課程設計必須基于什么樣的科學理論基礎，是否遵照其本身的科學性和社會性？
2.是否適合學生目標在從事高職英語教學中，教師要因材施教。不但熟悉、掌握學生的自身學習情況、學習興趣，也注重培養學生的實際效果性。
3.是否具有成功實施的可能性和效果的可評性在從事高職英語教學中，教師要不斷自評課程設計的真實效果。
（三）汽車英語課程設計的內容
汽車英語課程設計的內容取決于授課的理念。針對英語語言，如果認為語言是符號系統，課程設計就由語音、詞匯、語法、句型構成，強調語言形式的正確性；如果視語言為交際工具，課程設計要考慮的是交際的人，交際發生的條件、交際的目的等。英語課程設計關注的不僅是語言形式的正確性，還有社交的適當性。在教學研究過程中，在多元智能理論的指導下，根據調研結果對課程教學內容進行逐步更新，教材從最初的純英文閱讀形式的到單獨開發學生的專業英語閱讀能力，從聽、說、讀、寫等能力的平行拓展，汽車專業英語校本教材內容新穎，圖文并茂，根據主題確定教學內容、重點及難點，融專業英語聽、說、讀、寫訓練于一體，重點突出，實用性強，有利于開發學生的多元英語語言智能，改善課堂教學氛圍，提高教學效果。
三、多元智能理論下汽車英語課程設計需注意的問題
首先，汽車英語以提高口語交際能力為本位，突出應用性本課程在對汽車企業英語應用能力需求深入調研的基礎上，按確定工作任務模塊、同時突出語言技能的要求制訂教學大綱和授課計劃，明確了教學應達到的知識標準和技能標準。其次，課程體系整合突出全面性、邏輯性、典型性和實用性本課程以國際汽車行業最新的知識體系為基礎，以市場為導向，將傳統汽車英語課程的以訓練專業英語閱讀能力為主體的教學內容，整合成為汽車構成的4大部分分別為發動機、底盤、車身、電氣設備以及發動機的兩大機構五大系統和底盤的傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統等各個任務模塊以系統的知識主題構成課程內容體系。最后，教學手段優化，突出多元英語智能培養在教學實踐中，注重將互動教學、角色扮演、案例教學、多媒體聽力、課件加視頻等教學手段相結合，增加學生的學習興趣，提高其用英語分析和理解專業知識的能力和用英語進行專業領域的交際能力，并結合具體課程內容指導學生進行延伸性思考，以增強學生的創新能力，全面促進學生多元智能的發展。
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多元智能理論認為，每一個學生都是獨立的個體，都有強烈的自主意識。因此教師要堅持以學生為本的思想，充分重視學生的主體性，給學生創造開放性的學習環境，引導學生自主學習，使其真正成為學習的主人。在設計作業時，可根據學生的實際情況和教材的內容，設計開放性的作業。例如：小說《項鏈》，以“唉！我可憐的馬蒂爾德！可是我那一掛是假的，至多值五百法郎！……”結尾，這給每一位讀者都給留下了巨大的想象空間，同時也給我們設計出了一道很好的開放性作業———續寫小說結尾。這樣的作業設計，具有極大的開放性，吸引了學生極大的興趣，不僅鍛煉了學生的思維能力與想象能力，而且也鍛煉了學生的書面語言表達能力。
三、設計趣味性作業
興趣，是學生學習的原動力。作業也應講究一定的趣味性，只有這樣學生才會喜歡做作業，才能在寫作業的過程中鞏固知識。因此，語文教師在作業形式上要力求多樣化、形象化、趣味化，使作業從單一以語言符號表達的形式中走出來，與聽、說、讀、寫與演、唱、畫、游戲以及參觀訪問等學生喜聞樂見的形式巧妙結合，使作業富有趣味性，吸引學生興趣。例如：在學習了畢淑敏的作品《離太陽最近的樹》之后，讓學生課下以小組為單位辦一張以“保護我們的地球”為主題的手抄報；在學習了《詩經•靜女》之后，讓學生根據詩歌內容，把本詩改編成一首愛情歌曲的歌詞。這種多樣化的作業形式，使學生對作業產生了極大的興趣。
四、設計實踐性作業
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傳統的評價目標只重視語言知識、技能、能力的評價，忽視態度、動機等情感目標的評價。多維動態評價體系的評價目標是多元的，包括知識、技能、情感態度、學習策略、文化知識等五個維度的指標。(1)語言知識:主要是指語法、詞匯、語音、句法、篇章等語言知識;(2)語言技能:主要是指口語能力、聽力能力、閱讀能力、寫作翻譯能力和綜合應用能力;(3)情感態度:是指語言學習過程中興趣、態度、動機、自信心、自主性和意志等影響學習者學習過程和學習效果的全部個性因素;(4)學習策略:是指學習者為了使外語學習取得更好的效果而采取的各種策略，它不僅包括學習者為了更好地完成某個學習活動或學習任務而采取的策略，也包括學習者對自己的學習目標、學習過程、學習結果進行計劃、調控、評估等而采取的宏觀策略;(5)文化知識:只指了解英語國家有關文歷史、宗教、政治、文化、教育等文化知識。在評價中要充分考慮學生的個體差異，允許一部分學生經過一段時間的努力，隨著學習知識、能力、情感的積累逐步達到既定目標，從而保證學生在多維度上的學習目標可持續發展。
(二)評價主體
傳統的評價主體只有教師，而多維動態評價的主體是多元的，既包括教師，又包括學生，尤其注重發揮學生的主體地位和作用，重視評價對象的自我評價和反思。通過自我評價、同伴評價以及教師評價對學生學習情況作出全面的評價和診斷，將自評與他評有機結合，使評價成為學生學會反思、認知自我、欣賞別人的過程。只有學生充分認識到他評意見的合理性，才能進行自我反思，從而使評價發揮其促進學生成長的作用。在評價中，可以根據學習任務和形式設定各主體所占的評價比例，比如自我評價30%、同伴評價30%，教師評價40%，從而保證評價結果的客觀和公正。
(三)評價內容
傳統的評價內容過于狹窄，重視知識和技能的評價，忽視學習過程、策略、情感態度的評價。而多維動態評價內容貫穿學生學習活動的全過程，主要包括五個維度的指標。(1)學習活動過程的評價:學習計劃的制定與實施、學習態度的穩定、學習策略的實施與調整、作業完成情況等;(2)學習態度情感的評價:學習態度的轉變、學習動機的激勵、學習興趣的持續等;(3)學習技能的評價:技能的使用及發展情況、學習策略的使用和掌握情況;(4)合作學習的評價:合作活動的開展、實施、效果;(5)學習成效的評價:學習內容的掌握、知識結構體系的形成等。大學英語慕課自主學習的學生在智力、能力、情感方面的差異較大，因此在評價時要尊重學生的個體差異性，用發展的眼光全面客觀地評價學生的學習能力、態度、策略和效能。
(四)評價方式
大學英語慕課自主學習是一種個性化、動態化的學習，而傳統的評價方式是終結性的、靜態的，沒有發揮評價應有的診斷、激勵作用，因此靜態評價已經無法適應慕課自主學習碎片化的特點，為學習者提供實時的、個性化的評價反饋。而動態評價體系的實時性、過程性的評價，能更全面、準確地反映出慕課自主學習的過程、變化和成效，促進學生自主學習能力的培養。因此，多維動態評價體系結合了過程性評價與終結性評價，以過程性評價為核心，加強自主學習過程的自我管理、自我控制和自我監控，以保證學習成效。形成性評價具體的方式是電子學習檔案袋、教師記錄檔案袋和學習成效評價。(1)電子學習檔案袋是指能夠向學生本人和他人展示的學生在某一階段的學習投入、進步和成果的作品集。對電子學習檔案袋內容的評價是多維動態評價體系的核心內容，具體包括:自主學習痕跡記錄(學習過程記錄、學習策略使用和學習態度、動機等)、同伴合作學習記錄(合作學習過程記錄、合作項目完成情況及個人參與度評定)、作業記錄(在線自主學習作業以及其他學習任務的完成情況記錄和描述)、學習效果記錄(在線自主學習的知識、能力、情感和態度及學習策略使用等方面進行定性評價，由學生自評、同伴互評和教師評價形成);(2)教師記錄檔案袋主要是指教師通過觀察、與學生定期進行訪談及問卷調查記錄和了解的學生自主學習情況的評價檔案集。具體包括:了解學生網絡自主學習的進度、學習任務完成情況以及遇到的困難、學習過程中的情感、態度變化，然后據此為學生提供自主學習的指導和建議。(3)學習成效評價是指教師定期實施的線上或線下測試，如階段性小測驗、期中、期末測試等。終結性評估是指學生在一段時間內對一門課程的自主學習效果的結論性評價，旨在反映自主學習的效果，推斷學生知識、技能的發展狀況。多維動態的終結性評價分階段進行，如階段性測驗、期中、期末測試，測試結果能反映出學生在該階段自主學習的成果和技能的發展情況。
(五)評價結果
傳統評價結果的呈現是單一的量化方式，而多維動態評價體系采用定性與定量相結合的結果評價方式。評價結果采用鼓勵性語言，發揮評價的激勵性作用，讓學生認識到自己的優勢和劣勢，從知識、技能、情感態度、策略上有所提升。評價結果反饋的過程中，要尊重個體差異，保護學生的自尊心和自信心，讓學生從評價中體會到成功和快樂，從而總結經驗，樹立自信;同時也讓學生學會從失敗中吸取教訓，學會反思，認識自我。
