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篇1
2．1硬件部分
本設計的主機所要實現匯總從機發來的信息和預先設定的霉變閾值相比較，判斷每個從機位置的機采棉情況。如果出現異常，主機控制警報系統工作，顯示屏可以利用鍵盤控制其翻頁功能，實時顯示出每個從機位置的機采棉情況。從機主要負責將采集來的溫濕度信息，經處理后，送入主機。鑒于以上因素，主、從機都選用單片機STC89C516RD+。該款單片機具有加密性強、低功耗、速度快和精度高等特點，其核內有64kB的flash，1280B的RAM，16kB的ROM，可以滿足控制的需要。每個從機位置的溫濕度信息檢測，采用探頭檢測，在每個探頭的不同位置，均勻分布4個溫度傳感器和4個濕度傳感器，分別構成該從機的溫度傳感器組和濕度傳感器組。濕度傳感器選用HM1500，模擬量輸出，在5V供電條件下，輸出0～4V范圍的電壓對應相對濕度值0～100%;因為是線性輸出，所以可以直接和單片機相連，為了檢測信號的穩定性，可以將濕度傳感器的輸出量經過同相跟隨器將信號穩定后送入單片機。溫度傳感器選用AD590為模擬信號輸出需要驅動電路驅動后才能使溫度信號經A/D轉換送入單片機;可測量范圍－55～150℃，供電范圍寬，4～30V;圖2為溫度傳感器AD590的驅動電路圖。顯示模塊要求實時顯示各個從機控制的檢測探頭位置的溫濕度以及每個探頭所在位置的坐標值，通過鍵盤的上下鍵控制顯示屏的翻頁和刷新。所以，采用液晶顯示器LCD1602兩行顯示，就可以達到系統設計要求。鍵盤模塊是向主機輸入預設的參考值以及控制顯示屏的翻頁與刷新，基于以上功能采用4×4的行列式鍵盤。
2．2軟件部分
首先，根據設計目標，細化軟件每一部分的功能，統籌設計各部分功能之間的邏輯關系。垛儲機采棉溫濕度檢測系統的軟件設計采用keiluvision2編程環境，編程實現主從機的功能。keilC51是一個比較主流的單片機研發設計的開發工具，主從機的程序編寫采用模塊化編程。其調試程序、完成各部分編程后，將程序的．hex工程文件燒錄至Proteus軟件下的仿真電路圖，仿真效果達到最佳時，記錄電路設計的優化參數;根據此優化參數，設計垛儲機采棉溫濕度自動檢測系統的實物硬件。垛儲機采棉溫濕度自動檢測系統的主機程序流程圖，如圖3所示。
3試驗結果分析
系統的軟硬件調試完成后，在南口農場進行測試試驗。系統測試了垛儲機采棉的溫濕度值。表1為垛儲機采棉溫濕度檢測系統測試的溫濕度數據。從表1中可以看出，本文設計的檢測系統檢測出的機采棉溫濕度值和人工測量的實際值近似相符。試驗結果表明:該系統能夠精確、實時地檢測垛儲機采棉的溫濕度，達到了垛儲機采棉儲存情況的安全控制。
篇2
盾構機姿態實時正確測定，是隧道順利推進和確保工程質量的前提，其重要性不言而喻。在盾構機自動化程度越來越高的今天，甚至日掘進量超過二十米，可想而知，測量工作的壓力是相當大的。這不僅要求精度高，不出錯；還必須速度快，對工作面交叉影響盡可能小。因此，為了能夠在隧道施工過程中及時準確給出方向偏差，并予以指導糾偏，國內外均有研制的精密自動導向系統用于隧道工程中，對工程起到了很好的保證作用。
1.1國內使用簡況
國內隧道施工中測量盾構機姿態所采用的自動監測系統有：德國VMT公司的SLS—T方向引導系統；英國的ZED系統；日本TOKIMEC的TMG—32B（陀螺儀）方向檢測裝置等等。所采用的設備都是由國外進口來的。據了解，目前有些地鐵工程中（如廣州、南京）在用SLS—T系統，應用效果尚好。
總的來看，工程中使用自動系統的較少。究其原因：一是設備費或租賃費較昂貴；二是對使用者要求高，普通技術人員不易掌握；三是有些系統的操作和維護較人工方法復雜，在精度可靠性上要輔助其它方法來保證。
1.2國外系統簡況
國外現有系統其依據的測量原理，是把盾構機各個姿態量（包括：坐標量—X.Y.Z，方位偏角、坡度差、軸向轉角）分別進行測定，準確性和時效性受系統構架原理和測量方法限制，其系統或者很復雜而降低了系統的運行穩定性，加大了投入的成本，或者精度偏低，或者功能不足，需配合其他手段才能完成。
國外生產的盾構設備一般備有可選各自成套的測量與控制系統，作業方式主要以單點測距定位、輔以激光方向指向接收靶來檢測橫向與垂向偏移量的形式為主。另外要有縱、橫兩個精密測傾儀輔助[7]。有些（日本）盾構機廠商提供的測控裝置中包括陀螺定向儀，采用角度與距離積分的計算方法[1][2]，對較長距離和較長時間推進后的盾構機方位進行校核，但精度偏低，對推進只起到有限的參考作用。
2系統開發思路與功能特點
2.1開發思路
基于對已有同類系統優缺點的分析，為達到更好的實用效果，我們就此從新進行整體設計，理論原理和方法同過去有所不同，主要體現在：其一，系統運行不采用直接激光指向接收靶的引導方式，而是根據測點精確坐標值來對盾構機剛體進行獨立解算，計算盾構姿態元素的精確值，擯棄以往積分推算方法，防止誤差積累；其二，選用具有自主開發功能的高精度全自動化的測量機器人，測量過程達到完全自動化和計算機智能控制；其三，在理論上將平面加高程的傳統概念，按空間向量歸算，在理論上以三維向量表達，簡化測量設置方式和計算過程。
目前全站儀具備了過去所沒有的自動搜索、自動瞄準、自動測量等多種高級功能，還具有再開發的能力，這為我們得以找到另外的測量盾構機姿態的方法，提供了思路上和技術上的新途徑。
系統開發著眼于克服傳統測控方式的缺點，提高觀測可靠性和測量的及時性，減少時間占用，最大限度降低人工測量勞動強度，避免大的偏差出現，有利于盾構施工進度，提高施工質量，在總體上提高盾構法隧道施工水平。系統設計上改進其他方式的缺點，在盾構推進過程中無需人工干預，實現全自動盾構姿態測量。
2.2原理與功能特點
盾構機能夠按照設計線路正確推進，其前提是及時測量、得到其準確的空間位置和姿態方向，并以此為依據來控制盾構機的推進，及時進行糾正。系統功能特點與以往方式不同，主要表現在：
(1)獨特的同步跟進方式：本系統采用同步跟進測量方式，較好克服了隨著掘進面推進測點越來越遠造成的觀測困難和不便。
(2)免除輔助傳感器設備，六要素一次給出（六自由度）。
(3)三維向量導線計算：系統充分利用測量機器人(LeicaTCA全站儀)的已有功能，直接測量點的三維坐標（X，Y，Z）,采用新算方法——“空間向量”進行嚴密的姿態要素求解。
(4)運行穩定精度高：能充分滿足隧道工程施工對精度控制的要求以及對運行穩定性的要求。
(5)適用性強：能耐高低溫，適于條件較差的施工環境中的正常運行（溫度變化大，濕度高，有震動的施工環境）。
圖1系統主信息界面示意
系統連續跟蹤測定當前盾構機的三維空間位置、姿態，和設計軸線進行比較獲得偏差信息。在計算機屏幕上顯示的主要信息如圖一所示。包括：盾構機兩端（切口中心和盾尾中心）的水平偏差和垂直偏差及盾構機剛體三個姿態轉角：1)盾購機水平方向偏轉角（方位角偏差）、2)盾構機軸向旋轉角、3)盾構機縱向坡度差（傾斜角差），以及測量時間和盾構機切口的當前里程，并顯示盾構機切口所處位置的線路設計要素。
2.3運行流程
系統采用跟蹤式全自動全站儀（測量機器人），在計算機的遙控下完成盾構實時姿態跟蹤測量。測量方式如圖二所示：由固定在吊籃（或隧道壁）上的一臺自動全站儀[T2]和固定于隧道內的一個后視點Ba，組成支導線的基準點與基準線。按連續導線形式沿盾構推進方向，向前延伸傳遞給在同步跟進的車架頂上安置的另一臺自動全站儀[T1]及棱鏡，由測站[T1]測量安置于盾構機內的固定點{P1}、{P2}、{P3}，得到三點的坐標。盾構機本體上只設定三個目標測點。該方式能較好地解決激光指向式測量系統的痼疾——對曲線段推進時基準站設置與變遷頻繁的問題。
2.4剛體原理
盾構機體作為剛體，理論上不難理解，剛體上三個不共線的點唯一地確定其空間位置與姿態。由三測點的實時坐標值，按向量歸算方法（另文），解算得出盾構機特征點坐標與姿態角度精確值。即通過三維向量歸算直接求得盾構機切口和盾尾特征部位中心點O1和O2當前的三維坐標（X01、Y01、Z01和X02、Y02、Z02）。同時根據里程得到設計所對應的理論值，兩者比較得出偏差量。
2.5系統初始化操作
系統初始化包括四項內容：
1)設置盾構機目標測點和后視基準點；
2)固定站和動態站上全站儀安置；
3)盾構控制室內計算機與全站儀通訊纜連接；
4)系統運行初態數據測定和輸入。
在固定站[T2]換位時，相關的初態數據須重測重設，而其他幾項只在首次安裝時完成即可。
F1鍵啟動系統。固定的[T2]全站儀后視隧道壁上的Ba后視點（棱鏡）進行系統的測量定向。[T2]和安裝于盾構機車架頂上的[T1]全站儀（隨車架整體移動）以及固定于盾構機內的測量目標（反射鏡）P1、P2、P3構成支導線進行導線自動測量。
2.6運行操作與控制
本系統在兩個測站點[T1]、[T2]安裝自動全站儀，由通信線與計算機連接，除計算機“開”與“關”外，運行中無須人員操作和干予，計算機啟動后直接進入自動測量狀態界面，當系統周而復始連續循環運行時，能夠智能分析工作狀態來調整循環周期（延遲時間），直到命令停止測量或退出。
3系統軟件與設備構成
3.1軟件開發依據的基礎
測量要素獲得是系統工作的基礎，選用瑞士Leica公司TCA自動全站儀（測量機器人）及相應的配件，構成運行硬件基礎框架。基于TCA自動全站儀系列的接口軟件GeoCom和空間向量理論及定位計算方法，實現即時空間定位，這在設計原理上不同于現有同類系統。系統通過啟動自動測量運行程序，讓IPC機和通訊設備遙控全站儀自動進行測量，完成全部跟蹤跟進測量任務。
3.2系統硬件組成的五個部分
■全自動全站儀
測量主機采用瑞士徠卡公司的TCA1800自動測量全站儀，它是目前同類儀器中性能最完善可靠的儀器之一。TCA1800的測角精度為±1”、測距精度為1mm+2ppm；儀器可以在同視場范圍內安裝二個棱鏡并實現精密測量，使觀測點設置自由靈活，大大提高了系統測量的精度。
■測量附屬設備
包括棱鏡和反射片等。
■自動整平基座
德國原裝設備，糾平范圍大(10o48’)，反應快速靈敏(±32”)。
■工業計算機
系統控制采用日本的CONTECIPCRT/L600S計算機，它能在震動狀態、5。~50。C及80%相對濕度環境中正常運行，工礦環境下能夠防塵、防震、防潮。其配置如下：
——Pentiun(r)-MMX233HZ處理器
——32M內存
——10G硬盤或更高
——3.5英寸軟驅
——SuperVGA1024*768液晶顯示器
——PC/AT（101/102鍵）鍵盤接口
——標準PS/2鼠標接口
——8串口多功能卡（內置于計算機擴展槽）
■雙向通訊（全站儀D計算機）設備
系統長距離雙向數據通訊設備采用國內先進的元器件，性能優良，使得本系統通訊距離允許長達1000米（通常200米以內即滿足系統使用要求），故障率較國外同類系統低得多，約減少90％以上。通訊原理如圖三所示。
3.3系統硬件組成簡單的優勢
從設備構成可知，系統不使用陀螺儀，也不必配裝激光發射接收裝置，并舍去其他許多系統所依賴的傳感設備或測傾儀設備，從而最大限度地簡化了系統構成，系統簡化提高了其健壯性，系統實現最簡和最優。
帶來上述優點的原因，在于機器人良好的性能和高精度以及定位原理上直接采用三維框架，通過在計算理論和方法上突破過去傳統方式的框框，使之能夠高精度直接給出盾構機上任意（特征）點的三維坐標（X，Y，Z）以及三個方向的（偏轉）角度（α，β，γ），這樣在盾構機定位定向中，即使是結構復雜的盾構機也能夠簡單地同時確定任意多個特征點。比如DOT式雙圓盾構需解決雙軸中心線位或其他盾構更多軸心、以及鉸接式變角等問題，可通過向量和坐標轉換計算解出而不必增加必要觀測。
由此可知，本構架組成系統的硬件部件少，運行更加可靠，較其他形式的姿態測量方式優點明顯。實際上本系統的最大特點就是由測量點的坐標直接解算來直接給定測量對象（剛體）的空間姿態。
另外特別說明一點：本系統由兩臺儀器聯測時，每次測量都從隧道基準導線點開始，測量運行過程中每點和每條邊在檢驗通過之后才進行下步。得到的姿態結果均相互獨立，無累積計算，故系統求解計算中無累計性誤差存在。因此，每次結果之間可以相互起到檢核作用，從而避免產生人為的或系統數據的運行錯誤。這種每次直接給出獨立盾構機姿態六要素（X，Y，Z，α，β，γ）的測算模式，在同類系統中是首次采用。
冗余觀測能夠避免差錯，也是提高精度的有效方法。最短可設置每三分鐘測定一次盾構機姿態，由此產生足量冗余，不僅確保了結果的準確，也保證了提供指導信息的及時性，同時替代了隧道不良環境中的人工作業，改善了盾構隧道施工信息化中的一個重要但較薄弱的環節。
4工程應用及結論
4.1工程應用
上海市共和新路高架工程中山北路站～延長路站區間盾構推進工程，本系統在該隧道的盾構掘進中成功應用，實現實時自動測量，通過了貫通檢驗。該工程包括上行線和下行線二條隧道，單線全長1267米。每條隧道包含15段平曲線（直線、緩和曲線、圓曲線）和17段豎曲線（坡度線、圓曲線），線型復雜。
盾構姿態自動監測系統于2001年12月11日至2002年3月7日在盾構推進施工中調試應用。首先在下行線（里程SK15+804～SK16+103）安裝自動監測系統，調試獲得成功，由于下行線推進前方遇到灌注樁障礙被迫停工，自動監測系統轉移安裝到上行線的盾構推進施工中使用，直到上行線于2002年3月7日準確貫通，取得滿意結果。
4.2系統運行結果精度分析
盾構機非推進狀態的實測數據精度估計分析
通過實驗調試和施工運行引導推進表明，系統在盾構推進過程中連續跟蹤測量盾構機姿態運行狀況良好。測量一次大約2~3分鐘。在“停止”狀態測得數據中，里程是不變的，此時的偏差變化，直接反映出系統在低度干擾狀態下的內符合穩定性，其數據——偏差量用來指導盾構機的掘進和糾偏。盾構不推進所測定盾構機偏差的較差<±1cm，盾構推進時測定盾構機偏差的誤差<±2cm。表三中和人工測量的結果對比，考慮對盾構機特征點預置是獨立操作的，從而存在的不共點誤差，由此推估測量結果和人工測量是一致的，在盾構機貫通進洞時得到驗證。
4.3開發與應用小結
經數據隨機抽樣統計計算得出中誤差（表一、表二）表明：以兩倍中誤差為限值，盾構機停止和推進兩種狀態偏差結果的中誤差均小于±20毫米，滿足規范要求。
為了檢核盾構姿態自動監測系統的實測精度，仍采用常規的人工測量方法，測定切口和盾尾的水平偏差和垂直偏差，并與同里程的自動測量記錄相比較（表三），求得二者的較差()。由于二者各自確定的切口中心點O1和盾尾中心點O2不一致偏差約為2cm，所以各自測定的偏差不是相對于同一中心點的，即二者之間先期存在著系統性差值。
通過工程實用運行，對多種困難條件適應性檢驗，系統表現出良好的性能：
1)實時性——系統自動測量反映當前盾構機空間(六自由度)狀態；
2)動態性——系統自動跟蹤跟進，較好解決了彎道轉向問題；
3)簡易性——系統結構簡單合理，操作和維護方便，易于推廣使用；
4)快速性——系統測量一次僅需約兩分鐘；
5)準確性——結果準確精度高，滿足規范要求，在各種工況狀態都小于±20毫米；
6)穩定性——適應震動潮濕的地下隧道環境，系統可以長期連續運行。
本系統已成功用于上海市復興東路越江隧道?11.22米大型泥水平衡盾構推進中。我們相信對于結構簡單，運行穩定，精確度高，維護方便的盾構姿態自動監測系統，在盾構施工中將發揮其應有作用。
[參考文獻]
[1]隧道工程，上?？茖W技術出版社，1999年7月，劉建航主編
[2]地鐵一號線工程，上海科學技術出版社，1999年7月，劉建航主編
[3]TPS1000經緯儀定位系統使用手冊，Leica儀器有限公司
[4]盾構姿態自動監測系統研究與開發報告，2002年4月，上海市政二公司
[5]杭州灣交通通道數據信息管理系統設計與開發，華東公路，1998.3，岳秀平
篇3
Key words： ATE；standardization；stage
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）12-0225-02
0 引言
自動檢測設備（Automatic Test Equipment，ATE），是指能自動完成檢測或檢測任務的設備，目前多為以計算機為核心、包括硬件和相應的操作系統軟件的系統。計算機通過軟件來控制復雜的儀器設備，提供被測單元中的電路和部件所要求的激勵，然后在不同的引腳、端口或連接點上測量被測單元的響應，從而確定該被測單元是否具有規范中規定的功能或性能。ATE軟件主要包括操作系統軟件、檢測執行軟件和儀器控制軟件。
自動檢測設備的發展過程大體可分為四個階段。
1 第一代自動檢測設備――針對特定被測對象的專用型檢測系統
第一代自動檢測設備是針對具體檢測任務而研制的專用型檢測系統，主要用于檢測量大的重復檢測，或者用于高可靠性的復雜檢測和人員難以進入的惡劣環境下的檢測。它具有結構緊湊、使用方便等優點。但是其檢測資源配置有很強的針對性，甚至是定制產品，內、外接口多采用非標準設計，因此系統適應性差，無法實現資源共享，不具有通用性。并且軟件采用使用專門的檢測程序語言編寫。
2 第二代自動檢測設備――以臺式程控儀器為主構建的自動檢測設備
第二代自動檢測設備是在具有標準接口總線（如GPIB、CAMAC、RS-232等）的臺式程控儀器的基礎上，以積木堆疊方式組建而成。組成系統的臺式設備（計算機、程控儀器、程控開關等）都具有統一的標準接口，只需要采用相應的總線電纜連接各設備就可方便的組成系統。檢測程序的編制也逐步向通用化檢測語言靠攏（如BASIC、OPAL、ATLAS等）。但它具有以下不足：①連接臺式設備的串行總線傳輸速率不高，很難組建高速、大數據吞吐量的系統；②每臺儀器都有自己獨立的機箱、電源、顯示面板、操作面板等，資源配置重復，且難以實現便攜化。
3 第三代自動檢測設備――以模塊化虛擬儀器為主組建的集成型自動檢測設備
第三代自動檢測設備是基于VXI、PXI等檢測總線，主要由模塊化的儀器/設備所組成的自動檢測設備。總線傳輸速率高，儀器/設備模塊化，各種資源統一配置，這些都使得自動檢測設備實現了小體積、低成本、高性能、可移動（便攜）、模塊化、多用途和標準化。檢測程序采用通用語言進行編程，信息技術、網絡技術、人工智能技術等得以應用，實現了檢測系統的網絡化、智能化和通用化。
4 新一代自動檢測設備
隨著檢測技術的不斷發展，美國主管自動檢測設備采購、研究和開發的協調機構DOD計劃至2030年，淘汰或更新現有的自動檢測設備，研制新自動檢測設備，采用新一代自動檢測設備，即：NxTest。為此成立了由波音和朗訊公司等參加的綜合產品項目組，負責新一代自動檢測設備的具體實施。構建的新一代自動檢測設備的結構框架如圖1所示。
5 結論
縱觀近幾年來自動檢測設備的發展，可知未來設備系統的發展，將對ATE提出了研制體積小、成本低、性能高、可移動、模塊化、多用途和標準化、系列化的要求，這要求將高性能計算機技術、數據接口技術、儀器測量等多項技術有效地融為一體，研制生產出可在世界范圍內開放的模塊化儀器總線系統。同時，新檢測標準的制定、新的檢測開發環境、網絡技術等多項新檢測技術的推廣應用，使ATE的發展跨入一個不斷自我完善的階段。
未來我們應密切關注以下幾方面的發展趨勢：①在新型武器裝備的研制中貫徹綜合診斷支持系統（IDSS）設計思想；②注重測試診斷系統的開放式系統結構設計；③嚴格制定新的技術標準及測試規范；④應用IETM技術提高自動測試設備的綜合使用效能；⑤發展測試軟件工程技術。
參考文獻：
篇4
Study on home wireless anti?theft alarm system based on Android
CHEN Jing， WANG Zhi?hua
（School of Science， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）
Abstract： The household anti?theft alarm system based on Android platform and combined with the microcontroller not only can achieve low?cost detection， display and alarm， but also can transmit the system data to the users’ intelligent mobile phone in wireless transmission mode through the serial port WIFI equipment， and realize remote wireless control. The ultrasonic ranging module， vibration detection module and infrared emission circuit are used in the system to realize automatic detection function. The buzzer and LED are adopted to achieve sound and light alarm function. The AVR single chip microcomputer with built?in reduced instruction set is taken as data processing center. The system status data is sent to the module LAK?RMO4 through the asynchronous serial transceiver USART. The TCP/IP protocol stack is built in the module to realize data transmission and conversion among the user serial port， Ethernet and WIFI interface. Through programming of Android mobile phone application program， the user can achieve data transmission between AVR SCM and intelligent mobile phone in intelligent mobile phone， and realize setting and control of the whole system.
Keywords： anti?theft alarm； AVR MCU； Android platform； LCD12864
隨著人們安全防范意識的逐步增強，作為智能家居系統的一個重要組成部分，家庭監控和防盜報警系統實現了自動監測報警，以使家庭財產免受損失的功能，其性能的好壞直接關系到整個智能家居系統的好壞。與境外安防產品的成熟程度相比，中國安防產品市場的產業結構上呈現出產業區域分布不均衡、壟斷程度低、市場占有率低等特點?，F在，急需能夠低成本檢測、顯示和報警，并且能夠通過智能手機等設備接收實時信息，并實現遠程無線控制、具有一定市場競爭力的產品出現[1]。本文設計的家用防盜報警系統，通過各個傳感器系統的自動檢測，單片機收集傳感器信號進行報警數據的處理，并通過串口?WiFi將數據發送到用戶的手機上，同時用戶也能發送控制命令給單片機，從而實現對整個系統的控制。本設計是單片機和Android平臺的結合，不僅實現低成本檢測、顯示和報警，而且能夠實現遠程無線控制。
1 系統整體結構及軟件流程設計
本設計整體分為4個部分：自動檢測、聲光報警、液晶顯示和終端控制，其中AVR單片機是數據處理的中心，控制傳感器模塊及電路，采集和處理檢測到的各種信號，進行計算和判斷，從而決定是否啟動聲光報警系統，并將得到的數據信息顯示在LCD12864上，供用戶查看；單片機的串口與串口轉WiFi模塊的串口通過2×3串口線相連，單片機將系統狀態信息通過串口發送數據，串口轉WiFi模塊自動將數據通過WiFi發射到空間，Android手機通過本設計中編寫的客戶端就可以實現系統控制[2]，系統整體結構框圖如圖1所示。
圖1 系統整體結構框圖
單片機部分的程序主要完成自動檢測、聲光報警和液晶顯示功能，其串口接收采用中斷方式，只有單片機串口接收到數據時，才會將接收標志receverflag置1，這時才會運行串口數據發送子程序。本設計中，使用了三處中斷進行數據處理，另外兩處分別是超聲波測距子程序和振動檢測子程序，超聲波測距時，單片機I/O口發送超過10 μs的高電平，然后計時器計時同時主程序循環等待PD2檢測到上升沿電平；振動檢測時，PD3檢測到上升沿電平時進入振動檢測子程序，該子程序包含報警設置及顯示判斷。在液晶顯示部分，有3個顯示頁面，分別有Page_1，Page_2，Page_3作為顯示標志，在每個子程序和主程序中，當要顯示數據時，首先判斷要顯示的頁面標志是否為1[3?4]。單片機部分程序流程如圖2所示。
下面具體敘述報警系統各項功能的實現過程。
2 系統功能的實現
2.1 自動檢測功能
2.1.1 超聲波測距模塊
HC?SR04超聲波測距模塊可以實現2～400 cm距離的測量，精度可達0.3 cm。模塊主要包括超聲波發射器、接收器和控制電路。模塊的工作原理：
（1） 采用I/O觸發測距，給至少10 μs的高電平信號；
（2） 模塊自動發送8個40 kHz的方波，自動檢測是否有信號返回；
（3） 有信號返回，通過I/O輸出一高電平；
（4） 單片機計時的時間就是超聲波從發射到返回的時間，距離=340×[t2]。
2.1.2 震動檢測模塊
震動檢測模塊用來檢測系統的震動，本設計中用來檢測窗戶的震動。傳感器采用的是SW?18020P，SW?18020P任何角度均可觸發工作，適用于小電流電路觸發。本模塊不震動時，震動開關呈斷開狀態，輸出端輸出高電平，綠色指示燈不亮；震動時，震動開關瞬間導通，輸出端輸出低電平，綠色指示燈亮；輸出端與單片機直接相連，通過單片 機來檢測高低電平，由此來檢測環境是否有震動，起到報警作用。
圖2 單片機部分程序流程圖
2.1.3 紅外對射電路
在本設計中，紅外發射電路和紅外接收電路分別被安裝在用戶的門和門框上。在門正常關閉的情況下，紅外接收管與紅外接收管正對；當門打開時，紅外接收管接收不到發射管發射出的紅外線，此時，單片機檢測到的電壓數值發生變化。依據門打開的程度，電壓變化不同，用戶可以自行設定報警電壓閾值[5]。
2.2 聲光報警功能
2.2.1 蜂鳴器
在本設計中，采用的是有源蜂鳴器，只需要接上額定的電源就可以連續發聲。但是在實際設計中，通常采用三極管驅動放大來保障通過蜂鳴器的電流大小，從而保障聲音的質量。雖然直接利用高低電平輸出能夠實現報警功能，但若采用AVR T2的CTC輸出功能，能夠對頻率進行編程，使蜂鳴器發聲富有變化，更能夠引起主人的注意。在這種模式下，蜂鳴器還可用于進行簡單音樂的播放。
2.2.2 發光二極管
在本設計中每路檢測都有一路LED相連，顯示檢測到的狀態信息，同時任何一路都會觸發蜂鳴器報警。
2.3 液晶顯示
AVR單片機在運行過程中，通過傳感器模塊和電路，自動檢測用戶住宅的狀態信息，并將傳感器模塊和電路測得的狀態數據，通過I/O數據口傳輸到單片機內部。單片機一方面將這些數據與預先設定的閾值比較，從而判斷是否啟動聲光報警；另一方面，將這些數據顯示在液晶顯示屏上，供用戶實時查看當前的狀態信息[6]。系統狀態顯示頁面顯示的內容是：門、窗關閉或打開，距離數值。當紅外發射管與紅外接收管之間有物體遮擋時，可以模擬門打開的狀態，此時，門狀態由“關閉”變為“打開”，如圖3、圖4所示。
圖3 系統狀態顯示頁面
圖4 門由“關閉”變為“打開”
對于窗戶和距離是同樣的道理，本系統會實時監測用戶住宅狀態，并同步顯示在液晶屏幕上。由于單液晶屏幕顯示內容有限，作為交互性的智能設計，要求設計滿足用戶能夠自行設置參數的功能，因此設計了多個液晶顯示頁面，作為演示，只顯示2個頁面，分別是狀態顯示頁面和參數設置頁面。系統初始界面是狀態顯示頁面，顯示當前系統狀態。設計2個機械按鍵供用戶切換頁面和設計參數，用戶可以通過按鍵切換到其他頁面。在參數設置頁面，用戶通過參數設置按鍵可以設置靈敏度。靈敏度共分4種：10 cm，20 cm，30 cm，40 cm，代表距離是10 cm，20 cm，30 cm，40 cm時啟動聲光報警。參數設置頁面如圖5所示。
2.4 終端控制
終端控制功能的實現是通過編寫一個Android客戶端，該客戶端可以進行Socket通信，即可以通過給定的IP和端口利用Android手機的WiFi功能連接服務器，進行數據的傳輸和系統的控制。在本設計中，單片機與Android手機之間進行數據傳送時傳送的是命令代碼，該命令代碼是一個16進制數，該數據由8位二進制數組成的單片機和Android手機通過對該數據的8位進行解析，從而得到系統的狀態信息 [7] ?？蛻舳耸褂梅椒ǎ河脩粼贏ndroid手機上安裝該客戶端后，打開手機的WiFi功能，在IP，PORT輸入框輸入IP地址和端口，點擊連接按鈕，連接成功后，該按鈕會顯示“斷開”；中間區域顯示系統狀態，當狀態發生變化時，其顯示會發生變化；下面區域為命令代碼輸入區域，用戶可以根據需要輸入相應的代碼。
圖5 參數設置頁面
客戶端功能實現：客戶端程序初始化：為各個顯示控件添加屬性，并為按鈕添加響應事件；接按鈕響應事件：單擊按鈕時，與指定的IP、端口建立Socket連接；輸入流線程：接收輸入流，并根據輸入流數據對顯示區進行設置；命令代碼確定按鈕：將輸入的命令代碼通過已經建立的Socket通信通道已數據流的形式發送出去。
3 結 論
本文設計的家用無線防盜報警系統是基于單片機和Android平臺，實現了以下幾個功能：
（1） 自動檢測功能，超聲波測距模塊檢測陌生人與用戶住宅的實際距離，振動檢測模塊檢測窗戶的振動，該模塊與單片機的I/O口直接連接，實時檢測模塊電平變化，紅外對射電路檢測房門的開關，房門正常關閉情況下紅外接收電路接收紅外發射管發射的紅外線，與單片機相連的I/O口檢測到一定的模擬電壓，通過A/D轉換將電壓數值存儲在AVR單片機內部，當房門打開時紅外接收電路接收不到紅外線，該電壓值發生變化，單片機通過與存儲的電壓數值比較，判斷處理。
（2） 聲光報警功能，該功能主要有蜂鳴器和LED組成，該部分電路與單片機對應的I/O口連接，當單片機輸出相應的電平時，三級管導通，電路就會工作，實現報警功能。
（3） 液晶顯示，通過LCD12864將系統的狀態信息顯示出來供用戶查看，同時按鍵與單片機I/O口連接，通過對按鍵的判斷處理實現系統靈敏度的設置。
（4） 終端控制功能，該部分功能由HLK?RM04模塊和Android智能手機實現，HLK?RM04模塊的串口與單片機的串口連接，單片機將狀態數據通過串口發送出去，HLK?RM04模塊自動將串口接收的信息通過WiFi發送到空間，Android手機通過WiFi功能連接到該模塊，通過本設計編寫的客戶端就能實現信息的接收和顯示，同時發送對應的命令代碼給單片機，單片機接收到命令代碼解析后實現系統設置。
根據設計思想制作實物，經驗證功能實現良好。本系統利用單片機和Android平臺的結合，不僅實現低成本檢測、顯示和報警，而且通過串口?WiFi設備還能將系統數據無線傳輸到用戶的智能手機上，真正實現了交互式的智能控制。 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT
參考文獻
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篇5
同時，雙擊單個單詞，右方還會出現 Synonyms （同義詞），綠色部分就是同義詞，可以參考作出選擇。 Ginger 推薦指數 三顆星
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據美國物理學家組織網，7月7日（北京時間）報道，以色列魏茨曼科學研究所開發出一種新的生物分子計算機，可以自動檢測出許多不同類型的分子。這一成就標志著生物分子計算機研究與發展邁出的重要一步，預計在未來把探測能力和生物醫療知識結合起來，用以診斷疾病、控制藥物釋放，實現診斷治療一體化。研究在近期《納米快報》上。生物分子計算機是一種生物分子組裝成納米計算機的設備，，將其植入人體能自動掃描身體信號、檢測生理指標、診斷疾病并控制藥物釋放等。但研究人員指出，要實現這個愿景，必須克服許多障礙。
研究小組此前曾演示過一種二態系統（two-state system）生物分子計算機，由DNA（脫氧核糖核酸）和一種限制酶制成，能根據mRNA（信使RNA）的表達水平和變異來探測疾病指標，但每一步計算只能檢測一種疾病指標。在新研究中，他們擴大了計算機的能力，根據的miRNA（小分子RNA），蛋白質，小分子如ATP，而其他指標來檢測多種疾病。這種方法比以前更簡單，而且只需檢測更少的成分，便能更敏銳地發現疾病指標。研究人員解釋說，，探測幾種疾病信號的組合，比單純探測一種信號更有用，能更精確地診斷疾病，比較不同疾病之間的差別。比如甲狀腺癌有甲狀腺球蛋白和降血鈣激素這兩種指標，就比僅用一種指標作出的診斷要準確得多。 “根據我們的設想，納米計算機可以徜徉在人體，及早期檢測疾病。他們可以檢測疾病的指標，疾病的診斷，并能激活藥物分子實施治療。也可以將它們送入血管、植入某個器官或組織細胞內部，用作預防護理。”論文作者之一賓雅明•吉爾說。然而，生物分子計算機在生物活體技術、程序控制藥物釋放方面還有許多挑戰，他表示：“最大的挑戰是如何在活體環境中，如血管或細胞質里操作這些設備。目前我們正在開發更簡單的、不需要限制酶或者能依靠細胞自身運作的機器。”
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（一）首先要先自查一遍，知道哪些地方是抄的或者報告中的標紅位置。自查方法有很多，比較嚴格的學校通常會建議你用知網查，畢竟是官方系統。知網如果和你學校有合作的話，那么學校一般會有途徑推薦。這個自行選擇吧，查知網的就比較貴，碩士論文一次將近400元。市面上也有paperpass那些，便宜很多，但是為了保險嘛，只能多花錢了。一般建議先查一次，改完再查一次。
（二）具體改。知網碩士論文給你標出來的紅字你就把它全改了，首先要知道要領，不是隨便改點近義詞就行了，而是整個句子打碎，句式啊，用詞啊，都換掉。知網還是很智能的，你改一點點沒用。所以我最建議的，最保險的方法就是，紅字全刪了，重寫。聽到這里先別跪，不是要你重新原創，而是復述，復述OK？換一種表達方式。刪干凈了，才保險。語文好的人是不在話下的。如果你論文字數本就很多了，那些不影響邏輯的描述，你甚至可以直接刪掉。畢竟你答辯都過了不是？具體技巧見下：
1、如果原句文學性比較強的，就用白話敘述。e.g.“一日之計在于晨” 改成 “一天最好的時候是早上”。都不要說“早晨”，完全避開每一個字，才最保險。
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筆者結合自己的工作內容，將科技館、展覽館等公共場所的弱電系統按照不同的功能來劃分，主要包含安全防范系統和自動控制系統兩個方面。
2.1.1安全防范系統
安全防范系統以空間來分，可分為室內部分和室外部分。室內部分。公共場所室內的安全防范系統，是由若干子系統構成的，這些子系統共同保障了公共場所內的安全防范，并將場館內的所有信息連接到公共場所的指揮調度中心。具體而言，通常由安全防盜系統、室內場館攝像監控系統、消防報警系統、緊急救助、門磁系統等構成。室外部分。室外部分主要負責整個場館的閉路電視監控及周邊安全，主要由場館攝像監控系統、周界紅外報警系統、保安巡更簽到系統等構成。
2.1.2自動控制系統
在公共場所，除了需要安防系統外，還需要很多自動控制系統，實現對各種主要設備系統的全面自動化控制，通常說來，公共場館需要控制的范圍包括空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、消防系統、廣播系統等。
2.2弱電系統管理維護中的問題
在實際的弱電工程中存在著較多的問題，概括起來，主要表現在以下幾個方面：
管理維護缺乏系統性和科學性。目前對于一個集成度較高的弱電工程系統，實施的管理維護方案是沿襲傳統的設備維護方案而進行的，將各個弱電系統相互割裂開來，彼此單獨進行管理和維護，并且對弱電系統的維護也基本遵循著沒有問題不維護，小問題小維護，大問題大維修的思路進行管理維護，致使整個建筑物或者社區的弱電工程管理維護缺乏系統性和科學性。
管理維護缺乏專業檢測設備。目前，很多弱電工程或項目的管理維護，都依靠技術人員的手工進行管理維護，發現問題，查找根源，提出解決措施，實現系統正常工作，這樣的管理維護效率較低，缺乏高效的管理維護方案，同時在具體的管理維護檢測設備方面，大多還依賴于萬用表等傳統的檢測設備，無法真正實現對大型的弱電工程進行系統的專業化的管理和維護。
管理維護缺乏專業人才。弱電控制技術在我國起步較晚，但是發展非?？?，因而專業的弱電管理維護人員在我國的缺口較大，很難真正的實現對一些大型的復雜的弱電工程的管理及維護；而弱電工程管理維護需要的是在上述各方面均能夠獨立實施管理和維護的專業技術人才。
3弱電系統的管理維護策略
3.1完善弱電工程的自動化檢測，提高弱電系統管理維護效率
為了更好的實現弱電工程的管理及維護，可以在各弱電系統的自動檢測及控制方面下功夫，通過完善弱電系統自身的自動檢測、控制功能，來提升弱電系統的管理及維護水平，提高管理維護效率和水平，降低弱電系統的工作故障發生的概率。筆者曾經參與過某科技展覽館的弱電系統改造及維護項目，結合實際，針對公共場館各弱電系統的特點，可以從以下幾個方面進行管理及維護：
空調系統。通過對空調控制系統進行傳感檢測，可以實現對冷凍機組、熱泵、新風機組、送排風機組及風機盤管等的自動監視和控制，發生故障時能顯示故障的位置及性質，使控制人員及時掌握情況。
給排水系統。通過對給排水系統安裝弱電控制系統，使其能自動監視和控制生活水箱、各種水泵、污水池和污水處理裝置的運行，自動計算水流量，自動與主機通信；當某處發生運行故障時，控制室會自動顯示。
供配電系統。供配電系統的弱電管理維護，可以從自動顯示并記錄供配電設備的運行情況入手，包括電壓、電流、功率因素等，并與管理系統聯網；能在控制室實現對整個變配電系統的操作，當發生異常情況（如變壓器高溫）時自動報警；當二路進線中一路發生故障時能自動切換到另一路。
消防系統。通過加強對消防系統的弱電控制及其自動檢測功能，使其能自動控制消防系統的各種設備，當火警發生時，能自動切斷電源，打開排/抽風機，消防泵自動啟動，消防噴頭自動噴水滅火。
其他諸如照明系統、廣播系統等，也都可以通過完善、提升弱電自動檢測的手段實現對公共場館內的弱電系統的有效管理及維護。
3.2實施弱電工程過程化管理，降低弱電系統故障維護概率
加強對弱電系統的管理維護，還可以從加強弱電工程施工管理的角度來降低弱電系統的故障發生概率，從而提高弱電系統的管理維護水平。按照弱電系統的施工環節，可以從以下幾個方面進行弱電工程施工的過程化管理。
前期準備階段。每一個弱電系統項目的開始都必須組建一個項目管理機構，安排以項目經理為核心的項目管理部進駐工地，根據項目的實際需求和情況，制定相關的管理制度，并編制初步的施工進度計劃。
深化設計階段。根據初步確認的系統功能，對整個弱電系統的初步方案進行深化，并與建筑設計、裝潢設計及招標單位進行溝通協商，最終確認深化設計方案及圖紙。
工程安裝階段。同施工單位落實相關預埋管、箱、盒的現場協調，按照制定的按照進度計劃和現場管理制度，對系統的供貨、安裝、接線等各階段工作全面的監督、協調、管理，以確保弱電工程的施工質量。
調試、測試及試運行階段。編制系統調試方案，分步落實系統的單體調試和總體聯調，編制系統試運行方案，合理地實施系統試運行，并對試運行中出現的問題及時反饋、總結、整改，以完善和提升弱電系統的管理，降低維護工作量，確保弱電系統的可靠工作。
3.3弱電系統的防雷接地維護
公共場館內弱電系統的防雷接地是非常重要的，如果對防雷接地的設計沒有足夠重視，那么最終整套弱電系統的工作也無法得到可靠的保障。總的說來，防雷接地主要需要考慮以下幾個方面：
防雷接地應采用專用接地干線。由外在的本體系統引入接地體，專用接地干線采用銅芯絕緣導線或電纜。
弱電系統的接地線不能與強電交流的地線以及電網零線短接或混接，接地線不能形成封閉回路。
弱電系統中的監控系統及其專業設備的接地線，應選用銅芯絕緣軟線。
弱電系統中三芯電源插座的接地端，應與系統的接地端相連（保護地線）
公共場館弱電系統的傳輸線路(與環境、土壤有關)要求單端接地，在調度室室屏蔽層接地(接到機柜上)，干擾信號通過屏蔽層隔開，兩端都接地，有浮點；在特殊情況下，要兩端都接地。有些地方控制線會受到干擾(雜波信號導致信號不良)，應將位置移動。干擾無論大小都會表現出來，導致弱電系統控制不靈敏。另一方面，在布線時，由于現場要布很多線，且一般是由多人來布線，容易錯接，因此建議在布線時要做好標識，以提高效率。
結語：
與其它設備維護一樣，弱電系統的管理維護也離不開問題的主動發現與處理，這樣能夠將故障消除于無形之中，大多故障會有一段時間的預兆，因而要主動去發現問題，解決問題；不僅需要在弱電系統的施工過程中進行質量管理，更重要的是在后期的維護中，要多動腦筋，多與相關技術人員交流合作，輔以現代化的檢測設備，活學活用，歸納總結，提高弱電系統管理維護的水平。
參考文獻
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一、原油含水率的檢測方法
對于原油含水率進行測量的方法包括，離線測量以及在線測量。
1.離線測量
進行離線測量主要是通過離線分析法進行的，主要分離出原油中的水分，再通過體積比形式表示出來。還能夠再利用油水密度值，得出重量含水率。此種方法能夠針對油水分離手段的不同選擇相應的方法，方法主要包括：蒸餾法，離心法，點脫法以及卡爾-費休法。其中卡爾-費休法主要是在滴定卡爾-費休溶液時，使得水與卡爾費休溶液反應，從而對水分進行測定。通過原油含水分析能夠可分析含水率為0.02%～0.2%原油，具有操作簡單，誤差小，原油乳化程度較小干擾測量結果，精度較高，具有廣泛應用前景的特點。但是其不具有實時性，不能夠及時對變化的數值進行反映，成為離線方法最大的缺陷。同時離線方法測量的缺點還包括：（1）測量結果會受到取樣方式的影響。（2）處理的不夠徹底的。（3）操作較為繁瑣，效率較低，其中原油的乳化還會對分離效果造成一定的影響。（4）含水率不斷改變的過程中，很難只能夠依據取樣的方式進行檢驗
2.在線測量
對原油含水率進行在線測量主要，控制原油中水分脫出，在運用一套微機化系統進行分析測量。在傳感器的作用下實時采收樣本。在線分析測量還包括直接或間接測量。在直接測量中，依據水和油的種種物理性質和化學性質的不同，應用相應的測量原理進行測量?，F主要有電容法，短波法，密度法以及中子水分測試法等。運用在線測量的方法測量原油含水率的主要缺點是很難保障進行長期穩定測量。同時其缺點還包括：（1）采油期間，油水的比例在不斷變化，整個流程中的一次表不能夠及時標定。（2）儀器會使得測量結果中參數修正不修。（3）由于原油成分較多，會在一次表上附著，易發生死油的情況。（4）由于微機處理系統中儀表精度教高，常常會在現場應用油田檢測的儀表，很難達到這種精度。（5）位置較為固定，難以對其他層面含水率進行測定。
二、測量原理
沉降罐自動檢測系統的具體情況如圖所示，檢測作業的實現是通過油管在垂直運動中，傳感器進行移動檢測。傳感器中發射體和接收體都能夠在原油為介質基礎上，原油含水率不斷變化時，會吸收到能量不同的短波。在一個具體的采樣中，傳感器會自動返回上升，到達油水乳化帶的同時就會以95%的含水率作為界限，分辨出油水界面的具置。同時傳感器可等間隔的對是油罐中油層含水率等參數進行檢測。
針對儲罐油量動態計量方法的研究中，在聯合站脫水工藝過程中，沉降罐油量呈現動態變化。主要是由于（1）沉降罐中油水界面變化不一。（2）原油的含水率使得油層高度不一。（3）油層溫度不斷改變，使得原油密度隨著變化。其中輸入液量含水率是能夠影響油水界面的主導原因，同時溫度和密度也有重要關系。溫度上升則密度下降，溫度下降則密度增加。
三、系統設計和誤差分析
沉降罐中油水密度的自動檢測和原油動態計量裝置如下：
在圖中選擇使用電動的差壓變送器，沉筒式液位電動變送器以及電動溫度變送器。這些變送器將壓力，高度和電動溫度都轉化為4～20mA的信號，并實時反映到計算機中，得出油水密度，含水量以及原油的重量。原油重量時要按照聯合站脫水防水形式進行處理。含水量在正常標準時，將原油輸送到用戶處。通過以上兩種狀況可知，這種系統能夠實時了解對油量計量作業。通常狀況下，沉降罐內的含水原油的液位應盡量保持在10m左右。并選擇量程為10m的的沉筒式液位變送器。
四、結語
對于裝置中部件均為防爆型安全有效的。在敞口容器內游離的氣體較少，并具有一定的含水率測定在0～100%，其誤差為±0.5%。這種裝置經過多年應用，在下層聯合站中測定沉降罐油水的參數以及原油的計量。這種裝置應用差壓和液位變送器對油水混合物密度進行測定。其中包括油田集輸過程中對混合液密度的測定，含水量以及含油量的測定，這種方式具有一定的推廣價值。
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碰撞干涉檢測問題是確定不同的物體在空間是否占有相同區域的問題。該問題可描述如下:“給定N 個物體s1 ， s2 ，… ， sn ，它們在空間中的位置是由定義在時間域[t 0 ， t 1 ] 上的函數f 1 ，f 2 ，… ， f n 來確定的，判定在這個時間域內相同時刻是否存在任何一對物體占有公共空間”。該問題的描述說明了這樣的意義，物體占有的空間決定于時間，由此又引出靜態干涉和動態干涉檢測的定義。
靜態干涉檢測: 物體在空間中的位置是可移動的，但不隨時間變化，位置的變化是由其它參數定義的，判別是否有任何一對物體占有公共空間?？臻g布局和裝配干涉檢測等即屬于此類問題。
動態干涉檢測: 動態干涉檢測與時間相關，即碰撞檢測。物體在空間中的位置是隨時間變化的，它可分為二種情況: ( 1) 運動空間中只有一個物體是運動的。例如一個機器人在車間里運動，機器人是運動的，車間里的其它障礙物是靜止的；( 2) 一對物體都必須是運動的，例如車間里兩個運動的機器人。無論是靜態干涉檢測還是動態干涉檢測，目的都是要求避免物體間的碰撞。
2碰撞干涉檢測技術
2.1二維平面碰撞檢測
Tetsuya，Toshiaki和Mario等人提出了一種稱為空間占有的方法，即物體在目標空間移動，當試圖占有相同的球體時來檢測它們的碰撞。這種算法基于這樣一條原理沒有任何物體和其它物體占有同一個球體，也不需要特殊的計算來檢測碰撞。并且，在它們的方法中，每個物體連同它們所占有的球體在三維空間中都被賦予一個名字，因而其它物體知道它們和哪個物體發生碰撞。
chin和wang研究了兩個多邊形的相交和最小距離問題。利用可視邊鏈和凸的頂點相對于其內部點的單調性，提出了判別凸一邊形和一個簡單非凸m-邊形的相交問題的最優算法，并且研究了當兩個多邊形相交時一個多邊形是否被另一個多邊形完全包含的問題，其時間復雜度都為o(m+n)。
汪嘉業利用單調折線研究了在一個多邊形的凸包和另一個多邊形不相交的條件下，確定兩個多邊形是否碰撞，并在碰撞時確定全部碰撞部位的問題，提出了時間復雜度為o(m+n)的最優算法，并且其算法還可推廣到確定包含有圓弧邊的多邊形之間的最初碰撞部位。
李輝利用最大最小坐標的頂點子集的方法研究了一個凸多邊形沿一給定方向移動時是否與另一凸多邊形發生碰撞，并且利用斜支撐線的方法來研究一個凸多邊形相對于另一個凸多邊形的可移動區域問題，提出了時間復雜度為o(log(n+m))和o(m+n)的算法，在常數意義下，它們都是最優的。
2.2三維空間碰撞檢測
三維空間碰撞檢側干涉有兩大類靜態干涉和動態碰撞檢測。動態碰撞檢測就是沿特定軌跡移動的物體的干涉檢測。動態碰撞檢測算法又可分為兩大類①判斷移動的物體之間是否發生碰撞亦即可碰撞問題②檢測到碰撞的存在并采取措施進行規避，也就是碰撞規避問題。根據所用實體表示模型的不同，靜態干涉檢測算法大致可分成兩類。一類算法主要基于B-rep模型，提高算法效率的關鍵是如何減少被測元素的數量。在這方面Ganter利用空間分割技術作出了新的嘗試。另一類算法是以層次模型為基礎的，如八叉樹干涉檢驗算法和層次Sphere檢驗算法等。由于層次模型中相鄰兩層節點的檢測過程之間缺乏直接聯系，即一個層次上的干涉檢驗結果并沒有反映出下一個層次節點的狀態信息，因此無法對檢驗過程進行優化，以減少不必要的運算。
動態碰撞檢測先后利用到兩類技術。第一類技術是基于給定軌跡反復利用靜態干涉檢測被稱為“單步檢測”的方法，即當物體移動過程中將軌跡劃分為很多時間步，在每一個時間步都進行靜態干涉檢測，來判定運動的物體之間是否發生碰撞。Maruyama介紹了多面體之間的靜態干涉檢測的第一種一般方法，提出了一種遞歸空間分割算法和一種一般的面對面相交算法然而，提出了第一種可用的單步檢測系統，。計算幾何領域對許多其它相交測試技術進行了規范化和分類。其中有許多技術是二維相交技術的延伸和擴展。第二類技術是基于產生稱之為“掃描實體”的物體。這些物體代表了物體在給定軌跡上移動過程中所占有的體積空間。如果環境中的物體在它們各自的軌跡上行進時會發生碰撞，那么它們各自的掃描體將會發生靜態干涉。因而，掃描體可用簡單的靜態干涉檢查來對動態碰撞進行測試，這些掃描體的產生是運動學和實體模型的結合。由于實體模型具有多種表示方式，因此，多種形式的掃描體被提出。
雖然掃描體可用于許多有趣的工程問題，但在現在的計算機圖形硬件條件下，單步檢測方法更適合于實時計算機圖形顯示。并且掃描體方法也沒有單步檢測方法所具有的決定碰撞時間的靈活性。而且用掃描體來進行碰撞檢測需要利用一個獨立的步驟來產生掃描實體。和發展了單步檢測方法，提出了一種空間分割技術的方法，這種空間分割技術將包含物體的空間劃分為一個個子空間，將所有的測試限制在兩個物體的重疊局部區域來進行。并且在重登區域內的所有的子空間都按照它們的最小、最大值來排序。然而在空間分割技術中，子空間的個數將影響到檢側結果的正確性和算法的效率。
Hahn采用層次包圍盒技術來加速多面體場景的碰撞檢測。Moore則提出了兩個有效的碰撞檢測算法，其一是用來處理三角剖分過的物體表面。由于任一表面均可表示成一系列三角面片，因而該碰撞檢測算法具有普遍性該算法的缺點是當景物為一復雜的雕塑曲面時，三角剖分可能產生大量的三角片，這會大大影響算法的效率。而另一算法則用來處理多面體環境的碰撞檢測。Moore和Wilhelems根據Cyrus-Beck裁剪算法提出了一種凸多面體碰撞檢測算法，即通過檢測多面體頂點是否相互包含來判定它們是否發生碰撞。對于具有n個凸多面體、每個多面體有m個頂點的問題，此算法的時間復雜度為o(n2m2)；對于凹多面體則分解為多個凸多面體來處理Ganter和Isarankura提出了一種空間分割的方法，即將給定物體所占有的空間劃分成一系列子空間，將碰撞測試限定在兩物體的重疊子空間中進行，并且在重疊子空間里的元素都按最大、最小來排序，從而進一步減少了測試時間。Alonso，Serrano和Flaquer采用定義碰撞影響矩陣及體元的數據結構等一些優化策略來加快碰撞檢測，它們的算法分四步來檢測兩個物體的干涉①檢測碰撞影響矩陣②計算每對容器之間的干涉③計算體元之間的干涉④計算面與面之間的干涉。算法的基本思想是每一步都比它的下一步快，因而，假如在某一步發現兩個物體不會碰撞，就不必進行下面的測試，從而可節省計算時間。
3碰撞干涉在超聲自動檢測中的應用
和數控加工、產品裝配一樣，超聲自動檢測過程中可能存在碰撞干涉，如探頭和工件的碰撞、工件夾具和探頭的碰撞等。在實際檢測過程中如果發生了碰撞，不僅可能造成工件的報廢、探頭和設備的損壞，嚴重時還可能威脅到操作者的人身安全。因此有必要在實際檢測之前對掃描路徑進行校驗，找出發生碰撞干涉的運動點位，重新進行路徑規劃，避免碰撞帶來的損失。
超聲檢測的曲面工件一般具有復雜的外形，碰撞干涉檢測時運算量很大，同時對檢測的精度和效率都有較高的要求。盡管現有碰撞干涉檢測的方法很多，但針對超聲自動檢測過程中碰撞干涉檢測的性能有限，如包圍盒算法計算簡單，容易實現快速碰撞檢測，但該方法的精確性不高；空間分解法將整個虛擬空間劃分成相等體積的小單元格，然后對占據同一單元格或相鄰單元格的幾何對象進行相交測試，精確性高但運算復雜。
參考文獻：
[1]張旭輝，馬宏偉.超聲無損檢測技術的現狀和發展趨勢，機械制造，2002，40（7）：24-26
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近年來，航空技術發展迅猛，與之配套的通信導航設備也愈發復雜。因此，通信導航設備的檢測工作也越來越復雜、困難。而由于民航產業的特殊性，其飛行的安全性非常重要，故對其配套的通信導航設備的穩定性與可靠性要求異常的高，從而對通信導航設備的檢測工作尤為重要。
傳統的手工測試效率低，且由于測試人員的個體差異，測試效果的準確性并不穩定。顯然傳統的手工測試工作已無法滿足要求。隨著計算機技術和電子技術的發展，以及設備檢測工作日益困難，自動檢測技術應運而生。利用自動測試系統對通信導航設備進行測試，可極大提高檢測工作的效率及可靠性。發展并完善通信導航設備的自動測試系統是一項勢在必行的工作。
二、自動測試設備構成
自動測試系統分為自動測試設備（ATE）、測試程序集（TPS Test Program Set）兩部分，如圖1所示：
1、自動測試設備（ATE）：
自動測試設備由IPC（工控機）、接口總線（如GPIB、PXI、VXI、RS232等）、各式測量、激勵儀器構成。IPC根據測試程序通過接口總線向各儀器發送命令，控制儀器完成相應的測量動作，同時也從這些儀器中讀取數據，并分析處理這些數據，生成報告。
2、測試程序集（TPS）：
測試程序集分為三部分，即測試程序（TP）、測試單元適配器（TUA）、測試程序集文檔。
測試程序是為被測單元開發的一組能由測試設備執行的代碼序列，用來完成對被測單元進行功能及各項指標的測試，并輸出測試結果。
接口適配器稱為測試單元適配器，是自動測試系統的重要組成部分，主要實現自動測試系統的通用測試接口向被測單元特定接口的轉換，即用與實現計算機與測試儀器、被測單元之間的電氣和機械連接。
測試程序集文檔。測試程序集文檔的作用是提供自動測試設備完成對被測單元自動檢測的各類文字信息，例如測試指南、接口適配器文檔、測試程序說明等內容。
三、硬件平臺設計
3.1 GPIB總線簡介
GPIB（General Purpose Interface Bus）總線是一種并行的與可程控測量儀器件相連接的小型標準接口總線系統。GPIB的硬件規格和軟件協議已納入國際工業標準 ― IEEE488.1和IEEE488.2[1]。
GPIB器件與控制器的連接方式有三種：線型連接、星形連接以及混合型。
3.2 PXI總線簡介
PXI（PCI extensions for Instrumentation）總線是PCI總線的相儀器領域的擴展，由NI于1997年，是一種開放性、模塊化儀器總線規范。
PXI規范包括3個方面：機械性能、電氣性能、軟件性能[3]。
3.3 硬件平臺總體結構
自動測試系統的硬件資源通過GPIB、PXI、SCXI與IPC（工控機）進行通信。
（1）以GPIB為接口總線的儀器通過GPIB卡與工控機進行通信。（2）以PXI作為接口總線的儀器插在PXI機箱中，在機箱的主板中通過PXI總線與PXI機箱的0槽的控制器相連，PXI機箱的0槽的控制器通過MXI-4與工控機相連，從而實現通信。（3）SCXI機箱中的設備在SCXI機箱主板中通過SCXI總線與機箱的控制器通信，SCXI機箱的控制器與工控機通過USB總線通信，從而實現了通信。
硬件平臺的結構圖如圖2 所示：
四、基于自動化測試系統的例程
系統的軟件平臺的設計所用的開發工具是LabWindows/CVI 2010。
LabWindows/CVI是NI推出的一套面向測控領域的軟件開發平臺，其功能強大，可以容易地設計出符合實際要求的儀表操作界面，并對采集到的實時數據進行各種數學處理和運算。它的集成化開發平臺，交互式編程方法，豐富的控件和庫函數大大增強了C語言的功能，為熟悉C語言的開發人員建立檢測系統，自動測量環境，數據采集系統，過程監控系統等提供了一個理想的軟件開發環境[5]。
本例程以ATE中的硬件資源――GNS743A作為被測單元。
GNS743A是導航衛星模擬器，可產生GLONASS和GPS在L1子帶上的衛星射頻信號，用于對GLONASS和GPS接收機進行工程測試。
GLONASS是俄羅斯開發的衛星導航系統，以前蘇聯地心坐標系（PE-90）作為坐標系，采用頻分多址技術，衛星靠頻率不同來區分，每組頻率的偽隨機碼相同。其L1自帶上的信號頻率分別是1602.0000+K*0.5625 MHZ（K=1 to 24）。
本例程的測試內容是GNS743A所合成產生的GLONASS的信號，如表1所示。
本例程是用HP8596E頻譜儀對GNS743A的部分頻率進行測試，并將結果輸出至“*.ar”文件。
程序將先對相關硬件初始化，然后在使GNS743A輸出不同頻率的信號。HP8596E接收到信號后，由控制平臺對所接受的信號頻率與相應的標稱值進行比較，若在容差范圍內，則判斷為正確，否則錯誤。
五、結論
本論文根據通信導航設備的實際測試工作需求做了深入分析，并以此為出發點，對自動測試系統的硬件及軟件設計進行了規劃。
硬件平臺設計方面：總線選用GPIB、PXI作為系統的主要總線，輔以SCXI總線。硬件資源主要采用了安捷倫、R&S公司、惠普、艾法斯等公司所生產的測量儀器，這些測量儀器在工控機的帶動下，可完成對通信導航設備的精確、可靠的測量。
軟件平臺設計方面：以LabWindows/CVI作為開發工具，實行了模塊化設計，是的軟件平臺的維護、升級變得更加方便。此外，系統也定義了平臺專用的編程指令，簡化了TPS開發人員的編程工作。
成功實現了對GNS743A輸出GLONASS不同頻率信號的測試。針對不同的通信導航設備，可設計出相應的接口和測試子程序集，隨著未來測試儀器儀表的不斷完善，應可逐漸達到實現本通信導航設備自動測試系統的設計目標。
參 考 文 獻
[1] 楊樂平，李海濤，肖凱. 虛擬儀器技術概論[M]. 北京：電子工業出版社，2002：7
[2] 曹東，徐向民. 基于 GPIB 總線結構的航空電子設備自動測試系統[J]. 科學技術與工程，2010，（32）：7951-7955
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目前主流硬盤的接口主要有三種。分別為SCSI接口、PATA（并行）接口和SATA（串行）接口。由于SCSI接口硬盤主要用于大型服務器的數據存儲，有著穩定的性能和完善的數據存儲保護機制，由專業人員維護，與我們普通用戶的關系不大，故這里不作探討。其中PATA接口就是我們所說的IDE接口，目前SATA接口硬盤以其更高的數據傳輸速度和良好的電氣性能有逐漸取代傳統的PATA接口硬盤成為主流的趨勢，而一些早期的主板平臺并不支持SATA接口，所以傳統的IDE接口硬盤還將在一定范圍和時間內長期存在。綜上，現就IDE硬盤、SATA硬盤和SATA＋IDE硬盤經常出現的故障分別作一些探討。
IDE硬盤常見故障及維修方法：
1開機不能識別硬盤
故障現象：系統從硬盤無法啟動，從軟盤或光盤引導啟動也無法訪問硬盤，使用CMOS中的自動檢測功能也無法發現硬盤的存在。
故障分析：這類故障可能有兩種情況，一種是硬故障，一種是軟故障。硬故障包括磁頭損壞、盤體損壞、主電路板損壞等故障。磁頭損壞的典型現象是開機自檢時無法通過自檢，并且硬盤因為無法尋道而發出有規律的“咔嗒、咔嗒”的聲音；相反如果沒有聽到硬盤馬達的轉動聲音，用手貼近硬盤感覺沒有明顯的震動，倘若排除了電源及連線故障，則可能是硬盤電路板損壞導致的故障；軟故障大都是出現在連接線纜或IDE端口上。
故障排除：針對硬故障，如果是硬盤電路板燒毀這種情況一般不會傷及盤體，只要能找到相同型號的電路板更換（運氣好的話只需更換電路板上的某個元件），硬盤修復的可能性應在80%以上，一般修復后數據都還在。否則建議直接換新硬盤；針對軟故障，可通過重新插接硬盤線纜或者改換IDE接口及電纜等進行替換試驗，就會很快發現故障的所在。如果新接上的硬盤也不被接受，常見的原因就是硬盤上的主從跳線設置問題，如果一條IDE硬盤線上接兩個設備，就要分清主從關系?？砂绰肪€設置說明，將硬盤設為一主一從，將數據線一端連接主板IDE接口，另一端連接主盤，中間的端口連接從盤。
2硬盤能夠正確識別，但無法訪問所有分區
故障現象：開機自檢能夠正確識別出硬盤型號，但不能正常引導系統，屏幕上顯示：“Invalidpartitiontable”，可從軟盤啟動，但不能正常訪問所有分區。
故障分析：造成該故障的原因一般是硬盤主引導記錄中的分區表有錯誤，當指定了多個自舉分區（只能有一個自舉分區）或病毒破壞了分區表時將有上述提示。
故障排除：用可引導的軟盤或光盤啟動到DOS系統，用FDISK/MBR命令重建主引導記錄，然后用Fdisk或者其它軟件進行分區格式化。不過對于主引導記錄損壞和分區表損壞這類故障，推薦使用DiskGenius軟件來修復，便于操作。啟動后可在“工具”菜單下選擇“重寫主引導記錄”項來修復硬盤的主引導記錄。選擇“恢復分區表”項需要以前做過備份，如果沒有備份過，就選擇“重建分區表”項來修復硬盤的分區表錯誤，一般情況下經過以上修復后就可以讓一個分區表遭受嚴重破壞的硬盤得以在Windows下看到正確分區。
3硬盤無法讀寫或不能正確識別故障現象：啟動時出現Adiskreaderroroccurred、Non-Systemdiskordiskerror，Replaceandpressanykeywhenready或Errorloadingoperatingsystem等提示。
故障分析：這種故障一般是由于CMOS設置故障引起的。CMOS中的硬盤類型正確與否直接影響硬盤的正常使用?，F在的機器都支持“IDEAutoDetect”的功能，可自動檢測硬盤的類型。當硬盤類型錯誤時，有時干脆無法啟動系統，有時能夠啟動，但會發生讀寫錯誤。另外，由于目前的IDE都支持邏輯參數類型，硬盤可采用“Normal、LBA、Large”等讀寫模式，如果在一般的模式下安裝了數據,而又在CMOS中改為其它的模式，則會發生硬盤的讀寫錯誤故障，因為其映射關系已經改變，將無法讀取原來的正確硬盤位置。
故障排除：可在BIOS中選擇HDDAUTODETECTION(硬盤自動檢測)選項，自動檢測出硬盤類型參數，并將IDE通道和硬盤讀寫模式（Accessmode）等選項設置成ATUO，按F10保存退出即可。
4硬盤出現壞道
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當今社會，弱電系統作為一個獨立的建筑安裝系統，越來越多地被應用于一些新建的大廈、智能社區的建設中，為了保障弱電系統的正常工作，及其可靠的服務壽命周期，專業的弱電系統管理及維護也顯得越來越必不可少。但是目前而言，對于弱電系統的專業維護及系統管理，缺乏有效的可操作性的管理維護措施及建議，因此，結合自身的工作內容，淺談對弱電系統的管理及維護，以期和同行共享。
二 弱電系統的構成及管理維護分析
1 弱電系統的構成
結合自己的工作內容，將酒店、超市等公共場所的弱電系統按照不同的功能來劃分，主要包含安全防范系統和自動控制系統兩個方面。
1.1 安全防范系統
安全防范系統以空間來分，可分為室內部分和室外部分。室內的部分是由若干子系統構成的，它們共同保障了公共場所內的安全防范，并將場館內的所有信息連接到公共場所的指揮調度中心。具體而言，通常由安全防盜系統、室內場館攝像監控系統、消防報警系統、緊急救助等構成。室外部分主要負責整個場館的閉路電視監控及周邊安全，主要由場館攝像監控系統、周界紅外報警系統等構成。
1.2 自動控制系統
在公共場所，除了需要安防系統外，還需要很多自動控制系統，實現對各種主要設備系統的全面自動化控制。通常說來，公共場館需要控制的范圍包括空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、消防系統、廣播系統等。
2 弱電系統管理維護中的問題
在實際的弱電工程中存在著較多的問題，概括起來，主要表現在以下幾個方面：
管理維護缺乏系統性和科學性。目前對于一個集成度較高的弱電工程系統，實施的管理維護方案是沿襲傳統的設備維護方案而進行的，將各個弱電系統相互割裂開來，彼此單獨進行管理和維護，并且對弱電系統的維護也基本遵循著沒有問題不維護，小問題小維護，大問題大維修的思路進行管理維護，致使整個建筑物或者社區的弱電工程管理維護缺乏系統性和科學性。
管理維護缺乏專業檢測設備。目前，很多弱電工程或項目的管理維護，都依靠技術人員的手工進行管理維護，發現問題，查找根源，提出解決措施，實現系統正常工作，這樣的管理維護效率較低，缺乏高效的管理維護方案，同時在具體的管理維護檢測設備方面，大多還依賴于萬用表等傳統的檢測設備，無法真正實現對大型的弱電工程進行系統的專業化的管理和維護。
管理維護缺乏專業人才。弱電控制技術在我國起步較晚，但是發展非?？?，因而專業的弱電管理維護人員在我國的缺口較大，很難真正的實現對一些大型的復雜的弱電工程的管理及維護；而弱電工程管理維護需要的是在上述各方面均能夠獨立實施管理和維護的專業技術人才。
三 弱電系統的管理維護策略
1 完善弱電工程的自動化檢測，提高弱電系統管理維護效率。
為了更好的實現弱電工程的管理及維護，可以在各弱電系統的自動檢測及控制方面下功夫，通過完善弱電系統自身的自動檢測、控制功能，來提升弱電系統的管理及維護水平，提高管理維護效率和水平，降低弱電系統的工作故障發生的概率。公共場館各弱電系統的特點，可以從以下幾個方面進行管理及維護：
空調系統。通過對空調控制系統進行傳感檢測，可以實現對冷凍機組、熱泵、新風機組、送排風機組及風機盤管等的自動監視和控制，發生故障時能顯示故障的位置及性質，使控制人員及時掌握情況。
給排水系統。通過對給排水系統安裝弱電控制系統，使其能自動監視和控制生活水箱、各種水泵、污水池和污水處理裝置的運行，自動計算水流量，自動與主機通信；當某處發生運行故障時，控制室會自動顯示。
供配電系統。供配電系統的弱電管理維護，可以從自動顯示并記錄供配電設備的運行情況入手，包括電壓、電流、功率因素等，并與管理系統聯網；能在控制室實現對整個變配電系統的操作，當發生異常情況（如變壓器高溫）時自動報警；當二路進線中一路發生故障時能自動切換到另一路。
消防系統。通過加強對消防系統的弱電控制及其自動檢測功能，使其能自動控制消防系統的各種設備，當火警發生時，能自動切斷電源，打開排/抽風機，消防泵自動啟動，消防噴頭自動噴水滅火。
2 實施弱電工程過程化管理，降低弱電系統故障維護概率
加強對弱電系統的管理維護，還可以從加強弱電工程施工管理的角度來降低弱電系統的故障發生概率，從而提高弱電系統的管理維護水平。按照弱電系統的施工環節，可以從以下幾個方面進行弱電工程施工的過程化管理。
前期準備階段。每一個弱電系統項目的開始都必須組建一個項目管理機構，安排以項目經理為核心的項目管理部進駐工地，根據項目的實際需求和情況，制定相關的管理制度，并編制初步的施工進度計劃。
深化設計階段。根據初步確認的系統功能，對整個弱電系統的初步方案進行深化，并與建筑設計、裝潢設計及招標單位進行溝通協商，最終確認深化設計方案及圖紙。
工程安裝階段。同施工單位落實相關預埋管、箱、盒的現場協調，按照制定的按照進度計劃和現場管理制度，對系統的供貨、安裝、接線等各階段工作全面的監督、協調、管理，以確保弱電工程的施工質量。
調試、測試及試運行階段。編制系統調試方案，分步落實系統的單體調試和總體聯調，編制系統試運行方案，合理地實施系統試運行，并對試運行中出現的問題及時反饋、總結、整改，以完善和提升弱電系統的管理，降低維護工作量，確保弱電系統的可靠工作。
3.3 弱電系統的防雷接地維護
