最新基于单片机的应用系统设计 基于IPv网络安全的管理系统设计论文(通用10篇)

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基于单片机的应用系统设计篇一

计量管理系统的运行计量管理系统的运行分为四个部分：主服务器对操作员端的管理、主服务器对单位a内用户的管理、主服务器对子服务器的管理、子服务器对bi内用户的管理。其运行结构示意图如图1所示。主服务器对操作员端的管理体现在流程控制0上，当任务下发至计量室，通过操作员软件，可以接收装备，更新装备状态；当计量完成后，软件将反馈任务完成情况。另外，专业计量室的设备、人员出现变动时，可通过操作员软件向主服务器发送请求，更新主服务器数据库。主服务器和单位a内用户属于同一局域网，通过网络可以实现主服务器对a内用户的直接管理，同时用户可以直接向主服务器提交送检申请和设备状态查询请求，主服务器接收到用户请求后，调用数据库信息，将结果反馈给用户。主服务器与子服务器是网络物理隔离的，单位a与单位bi通过公共网络传递数据。在单位a与bi中分别设置接口计算机，服务器与接口计算机之间的数据通过光盘传递，接口计算机之间的'数据通过公共网络传递，各子服务器相互独立。单位bi拥有独立的局域网运行体系，各子服务器可以对其对应bi内用户进行直接管理，用户也可以向子服务器提交送检申请和信息查询请求，子服务器调用子数据库数据，将结果反馈给提交申请的用户。综上，本文计量管理系统分三级进行管理。主服务器对单位a内用户及计量中心操作员进行直接管理；子服务器对单位bi内用户进行管理；计量中心通过公共网络实现对各基层计量机构的直接管理及其对应bi内用户间接管理。软件系统数据运行和实现本文计量管理系统的软件开发包括两个部分，一是对软件界面的开发，二是对数据库软件的开发。软件系统层次图如图2所示，软件界面为表现层，数据库为数据逻辑层和数据层。

软件系统数据运行方式如下：当工作人员进行软件界面操作时，系统软件通过软件界面接口，调用数据库语言，经过数据逻辑分析、处理，对服务器数据库进行数据访问，结果数据再返回到软件界面，并显示出来。数据库应定时备份，防止出现数据库损坏导致的数据丢失。数据库和备份应分区存储，并设计数据恢复功能，提高数据的安全性与数据库的稳健性。由于java编程工具使用简便，面向对象特性高，支持组件技术多，跨平台特性好，本系统软件操作界面拟采用java进行编程；mysql数据库是一种开源数据库管理系统，响应速度快，多线程支持度高，多用户支持性能好，系统的安全性和健壮性高，并且有大量的软件资源可以使用，本系统数据库软件拟采用mysql编制。213系统软件运行流程本文计量管理系统软件运行流程图如图3所示。本系统软件的运行分为：数据库对计量申请的处理、对信息查询请求的处理、对信息更新请求的处理。当系统软件接受请求后，根据请求类型识别请求种类。当请求为计量申请时，根据计量能力分为计量技术机构（包括计量中心和基层计量技术机构）计量与外送计量，计量完成后信息发送至数据库，并在软件界面上显示；当为查询请求时，根据查询条件在数据库中筛选信息，将结果在软件界面上显示；当为更新请求时，将更新数据发送至数据库，将更新后的结果在软件界面上显示。

关键技术与实现途径

（1）计量管理系统的分级管理基层计量技术机构位置分散，设备数量大，与计量中心处于网络物理隔离的状态。本文设计了分级管理模式，在基层计量技术机构设置子服务器，对其所属用户进行管理。而计量中心通过管理基层计量技术机构，从而实现对基层用户的间接管理。

（2）物理隔离网络间的数据交换与数据传递计量中心与基层计量技术机构之间的网路是物理隔离的，无法直接进行信息交互和信息传递。本文利用公共网络，在每个单位加设一台接口计算机，利用该计算机刻录光盘，实现主服务器与子服务器之间的信息交互和信息传递。

（3）软件的分级设计本文计量管理系统采用了四个级别软件的设计思路。这四个级别软件为：主服务器软件、操作员软件、子服务器软件、用户软件。这四种软件分别对应了计量中心主服务器、计量中心专业计量室、基层计量技术机构、用户。以上软件设计合理，满足各单位的需求。

（4）数据库安全设计本系统对不同用户设置了不同的权限。主服务器管理员对数据库操作拥有最高权限，其他人员对数据库操作部分受限。防止了无关人员对数据库有意或无意的破坏。数据库备份采用分区存储方式，定期对数据库备份，提高了系统的安全性和容错性。另外增设防火墙，防止数据库受到病毒入侵。

本计量管理系统解决了多重物理隔离网络间的数据交互与数据传递。本系统符合计量系统实际需求，自动化程度高、自动报警功能、提醒设备送检；实现了计量中心对计量体系设备管理、人员信息管理、资料管理以及计量流程的控制；便于计量信息统计与分析，具有一定的先进性。

基于单片机的应用系统设计篇二

网络环境为一个开放的状态，在运行过程中很容易受外界干扰，进而会发生安全事故。建立网络安全管理系统，对保证信息网络运行安全性与稳定性具有重要意义。信息安全系统应具有完整性、保密性以及不可否认性特点，即保证信息来源、去向以及内容的准确性，并且在运行过程中不会发生泄露或者扩散等情况。另外，不可否认性即确定消息发送以及接收者无法否认自己操作行为。为有效防御网络系统应用过程中遇到的攻击行为，需要重点做好防火墙、漏洞扫描、防病毒以及入侵检测等方面的'研究，提高网络设备以及线路自身的可靠性[1]。在此基础上，还需要对各项安全设备进行统筹分析，构建一个网络安全管理系统，减少各类安全事故的发生，提高网络信息安全性。

基于单片机的应用系统设计篇三

计算机网络在人们生活中的渗透，不仅改变了人类具体的生活方式，更重要的是改变了人类获取信息的方式。它的出现在给人们带来巨大方便的同时，也给人们的信息安全带来了诸多隐患和威胁。一旦计算机网络发生安全问题，势必会造成信息泄露，给人们带来不同程度的经济损失，尤其是企业内部重要的信息，且情况严重时将很可能导致整个计算机系统崩溃。因此，为避免病毒等入侵到计算机网络系统中，就必须采取有效的入侵检测方法，设计出相应的入侵检测系统。

1入侵检测相关概述

所谓入侵，指的是一切试图对资源的可用性、完整性和机密性等产生危害行为的统称。它既包括发起恶意攻击行为的人（恶意攻客），也包括对计算机网络与系统造成危害的各种行为（计算机病毒、木马等）。而入侵检测则指对所有入侵行为的识别与诊断。其具体操作是对计算机网络等中的若干关键点的数据信息进行收集与分析，通过该分析结果对网络中是否存在攻击对象或违反网络安全行为的迹象进行判断。入侵检测所使用的软件与硬件组成了入侵检测系统。它具有必须对采集的数据进行安全分析，并从中得出有用的结果和采取相应的保护措施的功能，比其他网络安全工具具有更多的智能[1]。

2入侵检测的主要方法

2.1异常检测法

异常检测法主要用于检测用户的异常行为及其对计算机资源的异常使用。使用这种检测方法需要建立相应的目标系统和用户活动模型，以便通过该模型对系统与用户的实际行为进行检测，从而对用户行为是否对计算机网络和系统具有攻击性进行判断。它具有良好的适应性和检测未知攻击模式的能力，但误报率高、检测结果准确性差，使得其应用受到了一定限制[2]。此外，必须对计算机网络与系统中合法授权用户的行为等正常特征进行精确的定义、对非法与合法代码与数据之间的界限进行精确的划分，是当前异常检测技术所面临的主要技术难点。

2.2混合检测法

混合检测法是对异常检测法与滥用检测法两者优点的综合利用。由于这两种方法在实际应用过程中呈现出一定的互补关系，因而两者的有机结合可以达到取长补短、相互弥补的检测效果，可以在很大程度上提高整体入侵检测的性能与效率[3]。

基于单片机的应用系统设计篇四

网络监控系统模块可以分为多个分项，如用户登录、用户管理、单位管理、网络连接监控、网络流量监控、危险数据报警以及数据统计分析等，不同模块功能不同，相互之间具有一定联系。例如系统登录模块，操作人员将用户名、编号、密码等信息输入到登录界面，然后通过与数据库内信息对比一致，允许进入系统，相反会显示信息错误，拒绝进入系统[2]。网络流量监控模块，即主要对网络流入流出数据进行监控，包括流入流出数据总量、速度、最高速度、平均流速等。

2.2输入输出设计

2.2.1输入设计

要保证系统输入数据的正确性，系统设计时应遵循“简单性、最小量、早检验、少转换”原则，对统计报表与数据库内容选择相同设计形式。通过delphi中数据存取组件建立应用程序实现数据库的连接，保证用户在任何输入界面输入数据均可以对应数据内字段，满足信息输入需求。

2.2.2输出设计

输出设计时需要综合分析用户需求，遵循易操作原则，提高交互界面的友好性。系统信息录入、数据检索以及统计分析通过交互界面完成，利用delphi专门设计统计分表报表进行打印[3]。其中，对于打印硬件的设计，应能够直接通过各类型显示终端、多媒体设备完成显示输出，以及能够利用各类型打印机完成文件的打印输出。

2.3数据库设计

数据库设计目的是提高计算机数据信息的存储，分为规范化设计、数据、实体、关系的完整性设计、建立数据库实体与对象以及数据库设计文档等。java应用到数据库设计，为一种数据访问机制，可以提供统一接口来访问各类型数据库服务器，通过应用程序来实现与数据库的稳定连接。本文分析系统，数据库设计共包括两个部分六个数据表，一部分为本地数据库，包括网络流量表、本机详细表与网络连接表。另一部分为远程数据库，包括网络流量表、网络连接表、单位表以及用户表。

基于单片机的应用系统设计篇五

关键词：射频识别；阅读器；电子标签；收发器；ht6720

1主要技术特点和内部结构

异步收发器ht6720具有非常低的工作电流。该器件在vdd为3v时的工作电流仅为4μa，而且工作电压范围很宽，其数据传输仅工作在只读方式。用户可编程数据最多为64bit?crc纠错检测码为16bit，并带有otp数据存储器，载波信号频率为13．56mhz，典型输出数据波特率?在vdd为3v时?为4kbps。ht6720的调制方式为pwm／ask?同时内置电压限制器。ht6720特别适用于货物跟踪、动物管理、工作人员工作时间记录、停车场监控系统、门禁控制保安系统、防伪设计等识别卡的应用方面。

ht6720是一种内置13．56mhsrf载波的rf异步收发集成电路，在其外部连接一个电感就可以提供一个低成本无电池异步收发器解决方案，ht6720的内部结构如图1所示。ht6720芯片的内部由vcc限制和rf电平限制、移位寄存器、eprom数据存储器、测试和eprom编程电路、系统时钟产生电路、数据处理电路、通用复位电路和pwm／ask调制等功能电路组成。外部电路中的电感和内部的电容组成了一个lc振荡电路。工作时，由阅读器天线发射的13．56mhz载波信号在lc振荡回路上将感应出一个电压，如果感应的载波场强足够高，就会产生一个工作电流以使ht6720中的内置lc振荡器激活，同时应答信号?opt存储器中预置的程序?就会被串行送出，从而发送出使用pwm／ask调制的应答数据，最后通过lc振荡回路的衰减获得固定波特率的13．56mhz载波。

被发送的信息通常会存储在一个96bit的一次性可编程存储器opt中，该opt带有16bit的crc代码，为客户预留的代码可以达到64bit。对于一个小型天线来说，其有效的检测距离是2～10cm?检测距离取决于天线的外形尺寸和阅读器的设计，天线回路越大，匝数越多，检测的距离就越远，要获得15cm的检测距离，就要用更长的天线。ht6720集成电路为rf检测系统提供了低成本且非常有效的解决方案，而且它还为客户提供了64bit宽的代码区域，从而可由指定的程序员非常方便地编写程序。ht6720芯片的外形尺寸和管脚排列如图2所示，各管脚的功能说明如表1所列。

表1管脚功能说明

管脚号管脚名接口内部连接

功能说明

2由ht6720组成的rfid系统

由ht6720组成的rfid系统结构如图3所示，其中异步收发芯片是射频识别系统的真正数据载体。通常，这种电子标签没有自己的供电电源?电池?，只是在阅读器的响应范围之内应答器才是有源的，应答器工作所需的能量是通过非接触的耦合元件传输给应答器的。阅读器先从天线发射13．56mhz的载波信号，以便在异步收发器上的lc振荡电路中把载波信号的能量转变成电压形式，从而为内部带泵电路的异步收发器芯片提供电源。如果感应的电压足够高，当泵电压达到内部lc振荡电路的接入电压时，被激活的异步收发器连续发送它内部的数据。阅读器用检测天线上能量变化的方式来接收异步收发器的数据，然后通过单片机来识别信息。ht6720内部带有一个电压限制器，可用来防止lc振荡器的感应电压以及rf电平超过允许值而造成的芯片损坏或功能不正常。

ht6720芯片上的opt存储空间共有96bit，opt存储空间编码包的格式如图4所示。

在ht6720所提供的96bitopt存储空间中，有64bit编码区域是留给客户编程用的，这部分可由客户自己决定，其中有8bit是分类地址编码，可用来储存应用程序，另有56bit是产品地址编码，主要用来存储客户号码和数据内容；此外，还有8bit是代理人的地址码，该码通常已在芯片生产厂家将注册号与数据一起写入，还有8bit客户地址码可用来储存客户当前的号码，6bitcrc循环冗余检验码用于在无线接口识别传输错误，但它不能纠正错误，只能由写装置自动产生。电子标签主要由异步收发器芯片和天线线圈组成，最简单的阅读器是由rf振荡器、接收器和控制器加天线组成。电子标签是无源装置，工作时所需的电能可由阅读器经天线发射13．56mhz载波信号来提供。

3典型应用电路设计

3．1制作电子标签

ht6720异步收发器的主要用途之一是制作射频识别系统的电子标签，电子标签一般由一个带有印刷的天线线圈、芯片ht6720和一个壳体的pcb板组成。这个壳体根据需要可以做成各种形状，电子标签壳体的常用形状如图5所示。天线线圈的两端分别和芯片的管脚hf1、hf2相连，电感值为11μh，但在芯片制作过程中，由于工艺上的原因，内部谐振电容参数?典型值10pf?会稍微发生变化，因此线圈电感量的最佳值也要跟着改变。通常对电子标签天线的构造有两个基本要求：

(1)阅读器发射的电磁波通过标签天线时应能使标签天线中感应出最大的电流，且功率要匹配，以最大程度地利用接收到的能量。

(2)要有足够的频带宽度，能够无失真的接收能量和发送芯片内存储的`数据。

通常电子标签属于只读型，一旦标签进入了阅读器的作用范围，就开始输出它自己的特征标记，这个特征标记通常就是个简单的序列号。这种序列号由96bit组成，芯片生产厂家保证对每个序列号只赋予唯一的值，但有时对特殊功能也可以进行复杂的编码。标签自己的特征标记在芯片生产过程中已经置入了，用户不能改变这个序列号，也不能改变芯片上的任何数据。只读型电子标签与阅读器的通信只能单方向进行，即标签不断地将自己的特征标记发送给阅读器，而从阅读器到应答器的数据传输是不可能的。由于所需要的数据载体结构简单，所以可以用极低的成本生产只读标签。

3．2与ht6720标签配套的阅读器设计

一个与ht6720制作的标签相配套的典型阅读器一般都含有高频模块?发射器和接收器组成?、控制单元以及与标签电磁耦合元件。此外，许多阅读器还具有附加的接口（如rs－232和rs－485等），以便将所获得的数据进一步传输给另外的系统?如个人计算机、显示装置、机器人控制装置等?。与用ht6720制作的标签配套使用的阅读器一般都是只读型的，当标签进入阅读器的响应范围时，首先经电磁耦合电路向标签提供电能，以激活标签，然后接收标签发出的串行数据。与用ht6720制作的标签相配套的阅读器设计方案主要有如下两种：

a．二芯片设计方案

阅读器的二芯片设计方案原理框图如图6所示，在这种设计方案中，阅读器都使用二片控制器芯片，其中一片是低成本的数据解码和系统控制mcu芯片，其型号是ht48r05或ht48r06a，其中ht48r05a／ht48c06是8位高性能精简指令集单片机，是专门为需要多输入输出接口的产品而设计。这些器件均适用于遥控，它们都有一个暂停功能来降低功耗，另一个控制器芯片用来完成阅读器特殊功能的控制，设计时可依据特殊功能要求选用。

b．单芯片mcu设计方案

在单芯片mcu设计方案中，阅读器的控制器使用的是单芯片mcu控制器，根据射频识别系统对阅读器输出信息的要求，单芯片mcu设计方案一般也可以有二种选择：

（1）当阅读器需要输出高质量声音和显示数据信息时，可选用图7(a)的方法。该方法中的阅读器控制器使用的芯片系列型号为ht21×××、ht84×××或ht86×××嵌入式mcu。该方法采用一个mcu控制器就可以完成数据解码和控制功能，同时也可以完成阅读器控制功能及数据、语音和lcd显示处理功能。ht86×××系列mcu是带有语音合成和双音频产生器的高性能8位单片机，是为有音响效果的多i／o接口装置而设计的，它可以提供多种取样频率和语音电平、语音合成和悦耳的旋律节奏。它有一个既可用下降沿也可用上升沿触发的外部中断源和一个高精度的d／a输出端。该阅读器设计方案适用于需要高质量语音输出和显示的射频识别系统。

（2）当阅读器不需要高质量语音输出和驱动复杂显示时，可选择图7(b)所示方案。该方案中的阅读器使用的mcu为ht48×××或ht49×××系列单片机控制器，其中ht49×××系列带有多i／o接口，是带lcd显示的多功能单片机，同时也是一款高效率、精简指令集的八位高性能单片机，可选的具体型号有ht49r30a－a或ht49c30a－a的otp版本。它采用单周期指令和二级流水线结构，因而更适合于高速应用，同时也适用于多种lcd低功耗驱动应用。

基于单片机的应用系统设计篇六

多元化软件开发管理系统在架构方面主要划分为四层，从顶层至底层分别为交互层、应用层、支撑层及基础设施层。交互层主要为用户；基础设施层内容主要为为信息，在各种设备、服务器及系统的作用下提供相应信息，该层不仅要有网络设备和主机，还需要相应的储存设备，以此达到对应用服务器及数据库系统提供信息的效果；在应用层当中包含有整个系统的核心内容，也就是上述中提到的企业管理功能模块、软件功能自动化模块及项目管理功模块，在各个功能模块当中还具有诸多内容；除此之外，应用层需要相应的支撑组件，且在组件的共同作用下最终形成相应应用支撑层，不仅需要管理权限及用户，还需要针对配置管理将适配器予以提供，此外，在应用层当中的各种功能的辅助下，才能达到将服务及引擎予以提供的效果比如工作流引擎及文档引擎等，针对系统技术体系架构来考量，其与总体架构存在相对应状况，主要也分为四层，从顶层至底层分别为展现层、业务逻辑层、数据访问层及信息服务层。针对系统总体架构来讲，其针对应用层的相应设计更为注重。见图1、图2所示。

3.2功能实现

就多元化软件开发管理系统功能实现而言，其在具体的功能内容上，在具体的企业管理功能模块、软件功能自动化功能模块及项目管理功能模块上予以集中体现，项目管理功能模块当中给与集中体现，针对项目管理功能模块来讲，其在具体的设计上主要分为三个环节，即其一，以项目计划模型为基础，利用建模分解项目计划，并实施相应预警及跟踪操作，利用系统管理程序，实现项目计划评审自动化；其二，结合项目自身实际需求，对条目花任务进行设计，依据自动化功能任务来实现相应更新，从而达到醒目审核、预览及进度审核及发布等功能得以实现的目的；其三，依据具体的配置状态记录，将储存站予以生成，最终实现配置管理完成的目的。针对软件功能自动化模块来讲，其在具体的设计上也分为三个步骤，其一，将调研模块进行设置，就需求调研计划进行制定，对系统开发原型进行管理，对调研记录进行管理，描述各个功能点，将在需求更换当中的审核、评估、确认及申请等予以完成；其二，将设计模型及范例进行定制，以文档生成模型为基础，管理文档质量及设计状态，最终实现设计的转换；其三，测试系统功能及软件功能，对各技术线路进行广泛应用，并就测试自动化予以实现。针对企业管理模块来讲，其在具体的设计上也同样分为三步骤，分别为，其一，依据企业实际需要，就软件过程进行定义，对过程展现、执行任务及配置给与完成，重点设置标准模块、彼岸准子系统及部门等；其二，依据具体的合同信息，管理合同的关系人、附件、状态及条款等；其三，依据客户对应资料及类别，分析和跟踪管理客户信息，实现系统的自动报警及回访功能。可利用黑盒测试法，分析系统的运行效果，针对那些已经实现的预设功能，可通过将相关异常数据输入，以此对其可靠性进行测试，对系统是否出现异常进行观察。针对系统功能的实现来讲，其主要在需求管理界面、项目管理界面及系统初始界面当中予以体现，通过对这些界面进行观察，便可从中将比较详细的信息予以获取。

4系统测试及运行效果分析

4.1系统测试

系统测试运用黑盒测试法予以操作，采用手工形式，针对系统预设功能给与确认。通过将异常数据输入，进行系统可靠性测试，就当输入异常数据系统是否会出现中止及对用户错误能否屏蔽进行检验。采用loadrunner工具对系统性能进行测试。

4.2系统界面实现及效果

4.2.1系统初始界面开发完毕后，其初始界面在视觉效果方面较好，且界面在色彩上也十分丰富，方便操作。见图2所示。4.2.2系统管理界面该功能模块对公司各阶段的管理、项目生命周期管理及各个中心予以实现，针对员工的质量的管理、工时及任务等得以实现，此外，还有各种相应参考表格；利用信息化达到管理效率提升的目的。见图3。4.2.3需求管理界面该界面主要对需求变更、需求分析及需求调研等方面管理予以实现，如图4所示。本功能模块实现了电子化文档，在需求管理上可划分为fpa五要素、条目级和例级，实现依据需求而相应变更追溯的目的，并为需求分析提供相应依据支撑。根据具体的需求管理，以此达到对软件版本管理予以管理的目的，还可实现版本之间的比对，以产出物、任务及需求之间相应自动关联的作用，达到需求跟踪自动化得以实现的目的，还能够实现统规模估算差异的比对的目的，依据fpa五要素，实现更为准确的系统规模估算，因此，达到软件开发效率提升的效果。

5结束语

基于我国当前软件开发管理系统应用状况及发展状况综合考量可知，目前在高融合性方面还比较缺乏，此外，还应对功能更为全面的管理软件进行不断创新及研发，以多元化角度框架下，对软件开发管理系统进行设计，不仅要达到企业软件开发管理自动化的实现，还要提升我国管理软件的国际领域竞争力，更好地促进国内软件产业的跨越式发展。

参考文献：

基于单片机的应用系统设计篇七

一．引言

基于internet的多媒体教学系统是一个由硬件、软件、教学内容、教学管理机构组成的一体化有机的系统，对它整个结构的完整的认识，需要从四个方面考察：要了解系统实施的物质基础，可以看它的硬件结构；要了解教学系统支撑平台（环境），要看它的软件结构；要了解学生如何进行学习，要看它的教学内容的组织结构；若是想了解如何实际开展教学工作，则需要看它的教育管理职能部门的组织结构。本文从这四个角度来介绍基于internet的多媒体教学系统的结构。

二．硬件结构

支撑网络教学系统的物质基础就是一个实际的计算机网络，一般是一个网络中心，它根据支持的学生人数、范围、学生访问网络的方式等诸多因素的不同，变化很大，组织结构形式也各不相同，但一般来说，都具有如下模块：接入模块（电话拨号和internet接入）、交换模块、服务器模块、网络管理与计费模块、拨号用户与局域网用户模块、课件制作与开发模块，双向交互式同步教学模块，其结构示意图为：

接入模块的主要设备是路由器，路由器的主要作用是通过网络专线将整个网络接入internet，从而使本网的用户能够访问internet资源，而其它网络用户能够访问本网信息。

交换模块是整个网络连接与传输的核心，主要的设备有主干交换机、分支集线器和连接各模块的网络电缆，由它们组成整个骨干网络。

服务器模块主要负责信息的收集、储存、发布，它们是对外提供教学与信息服务主要实体，一般有web服务器、ftp服务器、e-mail服务器、dns服务器、数据库服务器等等，它们可以由一台或多台高性能的计算机承担。

网络管理模块主要对整个网络进行监控、运行性能的监测、故障的预警和诊断等等；计费模块主要是记录网络使用者的资费信息，以控制网络资源的有偿使用。

拨号用户与局域网用户模块主要功能是让学生和教师能够以多种方式访问网络资源，从而达到教学或学习的目的，其主要设备是访问服务器，访问服务器的主要作用是使得没有连入internet的学生可以通过电话拨号的方式来访问网上的教育资源。在网络中进行学习的学员可以通过三种方式接入本网：首先是通过电话线路直接拨号访问；其次是局域网用户可直接访问；第三是外部网用户可通过网络中转，进入络。络通过校园网与cernet互联，这样，对于现在已经是这些网络的用户，不需要任何变动，只需进行登记注册，便可进入本网进行学习。

课件制作与开发模块主要是开发、维护网上的教学内容与教育资源，以实现教育信息的不断更新与丰富。

双向交互式同步教学模块是一个基于高速数据网络双向可视会话系统，它可以将演播教室中教师的讲解情况实时传送到远程多媒体教室，教师在讲解中，还可以看到远程教室中学生的表情与神态，并能接收到学生的询问，类似于本地课堂教学。此模块的核心设备是基于相关标准（如h.320）的视频会议终端、mcu（多点控制单元）、摄像机等。mcu是一种多端口设备，通过它可以使得多个视频终端在一个会话中互相通信，其主要控制功能包括音频混合、音频切换、视频混合和视频切换。

三．软件结构（仅指教学支持系统）

一个完整的基于internet的教学系统，不仅需要系统软件的支持，如网络操作系统、web服务器、ftp服务器等等，还需要一些专门支持教学的应用软件。

1．适应性超媒体学习系统：

由于参与远程学习的学员来自各行各业，他们没有一个统一的起点，能力参差不齐，因此，远程教学系统必须能够针对不同能力的学生，提供不同形式的教学。

适应性超媒体教学指根据学生的个别能力特征，动态呈现与学习者当前学习能力最相关的基于超媒体教学内容。它有两个含义，首先是学习内容的选择上，系统根据学习历史记录和能力估计，选择学生没有掌握或是没有学习过的教学内容，这些学习内容是与当前学生能力最接近的。学习内容的选择与组织以认知单元为最小单元，一个认知单元就是教学目标中所规定的最小的一个知识点，针对这一个小知识点所展开的教学内容称之为一个认知单元。每个学习阶段，可以选择一个或几个认知单元。其次，是在学习内容的组织上，系统将根据对学生估测的能力和学生的认知风格，选择最适合学习者的内容呈献方式，在适应性学习系统中，每个认知单元的教学展开都有好几种形式，有一些详细、有一些简略；有一些具体形象、有一些抽象；另外，提供给学生的相关辅助材料，练习试题等等，都各不相同。学习内容的组织，主要以超媒体的方式进行，差别主要体现在链接的层次和链接的单元上，它将根据不同能力的学生，有所不同。具体说，本系统的主要功能有：

（1）教学内容的动态适应；

（2）教学内容导航的适应；

（3）教学内容的动态构建的适应；

（4）协作式的问题解决；

（5）自主选择学习策略的适应。

2．多媒体授课系统从功能上可以分成两个部分：一个是课件点播系统，一个是同步广播授课系统。

3．师生交互工具

为了有效的支持分布在异地的师生间交流，远程交流工具应不仅仅提供传统的基于文本交流，还应提供包括图形、语音、视频等多媒体的支持。同时，类似于传统的教室教学中的黑板，身处异地的师生也能够通过特定的软件白板来交换意见。

软件共享白板：软件共享白板是一个为在internet环境进行教学的教师和学生提供文本以及图形共享的区域。教师可以将一张图片贴入共享白板中，并利用系统提供的特定画图工具和文本输入工具，在所贴的图片上进行标记、说明。教师端的白板中的图形和文字可以通过internet同步传递到交流环境中的其他学生端白板中。学生可以同步的察看教师在白板中的板书内容，这样，共享白板实现了传统教室中黑板的功能。

语音交互：语音交互是异地师生之间一种有效的交流方式。

视频交互：为了增加师生教学过程的生动性，也需要师生间能够看到各自的视频图象。教师可以任意选择特定的学生端视频，也可以同时看到多个学生端的视频图象。学生端可以选择观看教师端视频。

传统文本交谈：与一般的文本聊天客户端程序有相同的功能，包括私人交谈和公众交谈两种方式。在私人交谈模式下，教师可以选定特定的一个在同一交流环境中的学生进行文本交流。也可以是一个学生与同环境中的另一个学生之间进行私人交谈。在公众交谈模式下，一个教师或者学生的键入的文本信息可以被同一交流环境中的其他学生和教师共享。

同步浏览机制：在交流过程中，能够提供同步浏览的机制。教师可以通过键入url地址，并将该地址广播到同一交流环境中的所有学生端浏览器，使得学生端的浏览器与教师端的浏览器达到同步显示。这样教师可以定位在同一个环境中的所有学生端的浏览器，从而指导学生在internet中浏览学习资源。

4．网络题库管理系统

基于web的题库系统用于支持教师和学生通过网络进行组卷并进行各种类型的测试。题目内容主要是各级各类学科内容的测试题、达标题等，支持各种类型的测试，并可以根据不同的测试目的提供相应的组卷策略，包括智能组卷、相对评价组卷、绝对评价组卷，教师可以根据不同的测试目的，通过网络自动组卷后，下载到本地进行使用。基于web的题库系统能够完成一般的题目管理功能，如题目增加、删除、修改等等。试题内容支持图形、语音、公式等多种形式的媒体。还应能对学生的测验结果进行统计分析。

5．考试与评价系统

考试以及对考试结果的分析与评价，在远程教育中起着重要的作用。由于借助了计算机和国际互联网，使得远程考试在许多方面优越于传统考试。

6．教学资源库管理系统

资源库系统主要功能是对各种教学资源进行采集、管理、检索和利用。它由两部分组成：cai软件库和学习资源库。cai软件库包括通过各种渠道收集到的国内外继续教育优秀课件，可能是一门完整的课程，也可能是一节课或一个知识点。cai软件库中的cai软件应满足学科齐全、内容丰富和形式多样等要求，以适合不同层次、不同学科的继续教育培训的需要或个别化培训的需要。学习资源库为各级各类学校提供丰富的学习背景材料、扩展学习材料以及其他各种分类多媒体素材。学习资源库也可用作培训教师备课用参考资料(包括各种史料、教参、优秀教案和优秀课例的分析等)。资源库中的cai软件库和学习资源库可通过光盘库或磁盘阵列来储存和管理。磁盘阵列可以作为资源的临时存放地，分门别类之后刻录到光盘中永久储存。cai软件库和学习资源库应当分开，既可以通过同一个资源库系统管理软件进行管理和维护，也可以分别开发cai软件库管理软件和学习资源库管理软件进行管理和维护。学习资源库后台管理软件是服务器端管理软件，服务器端管理软件负责整个学习资源库的管理和维护，同时提供和客户端浏览器的接口。服务器端管理软件应具有以下功能：

（1）询、修改资源库的索引数据库；

（2）览并能全文检索资源库中的内容；

（3）读取和下载资源库中的内容；

（4）剪辑资源库中的内容；

（5）支持并发访问。

7．自动答疑系统

自动答疑是一个适应性的知识库系统，它分自动答疑与人工答疑两大部份。在教学设计阶段，教师将本学科最常见的疑难问题按一定的组织方式，存放到领域知识库中，当学生在遇到疑难问题时，通过网络远程提交问题的描述，系统将根据学生提交的`问题描述，对领域知识库进行智能搜索（主要采用的技术有中文词语的切分、全文检索、语义网络匹配、关键词索引等），按照检索内容相关程度的高低，将对该问题的解答呈现给学生。当在知识库中没有检索到对该问题的解答时，系统将通知学生，并采取两种方法进行后续处理：

（2）将问题公布在答疑布告牌上，征求解答，有人对其解答后，系统将通过电子邮件通知该学生。

8．学习管理系统

不管系统具备多么高的智能性，计算机并不能替代人类教师，计算机可以把人类从简单的重复性的智力劳动中解放出来，但教学过程中的高级诊断、管理、推理必须由人类教师来完成，可以说，缺乏人类教师参与的学习系统，不是一个完美的学习系统，在基于internet的教学系统中，人类教师的参与仍然非常重要，它可以弥补计算机系统的复杂智能的不足。具体的说，系统的教学管理应具备如下功能：针对性的辅导、疑难解答、协作监控和实施智能个性化的远程学习环境。

9．作业批阅系统

作业批阅系统是基于www的协作式作业批改系统，学生可以通过该系统提交作业，获取作业批改结果，并根据教师建议来修改和编辑作业。经过几轮交互后，教师可对最后作业作出评价。作业系统具备的几个功能有：教师发布作业；学生完成并提交作业；教师批改并点评作业；作业库的管理；作业转发；协作批阅；分析与评价。

10．网络课件写作系统

开发网络课件写作系统的主要目的是为了方便不具有专业编程经验的各站点教师编制网络教学软件。该系统应该具备基本的多媒体的集成功能，并能制作基本的html网页，也就是首先要具备一些通过用软件的基本功能，其次要具备一些支持教学课件的写作功能，一是要有素材库的管理功能，二是内容教学设计的理论指导，三是要有大量的课件写作模板，四是要支持各种各样的教学策略。多媒体课件制作工具用于向教学单位或教师提供各类素材，构建新的网络课程或新教学模块平台。教学单位或教师可以通过该软件抓取素材库中的素材来构建网络课程或网络教学模块。在该平台上构建的网络课程，就能直接在网络上运行。

11．教学管理系统

远程教学管理系统将基本覆盖教学活动的各个环节，如从学生入学到学生毕业的各项活动，其管理的范围不仅仅是管理机构和行政部门，而且包括教学涉及的所有对象和资源，如学生、教师、课件等。同时，它将以学生为中心，为学生创造一个个性化、智能化的远程学习环境，其具体功能有：学生注册；学生学籍管理；专业课程的管理；教师管理；数据统计分析；信息查询功能；计费；行政公文管理；系统设置维护。

12．基于web的虚拟实验室

基于单片机的应用系统设计篇八

针对单位软件程序进行创新设计开发，需要借助软件工学层次明确各类用户实际需求，经过风机网上选型提供技术人员相关疏导经验，确保用户提供的参数能够尽快输入相关风机设备之中，用户可以借助特定程序查询风机性能状态，对于最终判定结果予以科学处置并绘制性能曲线认证图，使得各类选型结果都能如数保存到系统之中，方便日后维护工作的进行。依照上述功能分析，选型系统须围绕以下模块结构进行有效调试，包括模块性能、模型架构、用户数据、风机选型模块资源等。

1.1系统总体架构形态

通风机系统选型设计思路具体是应用网络浏览器鉴定数据库系统存储管理信息功能，借助对应调试访问技术为用户提供方便适应条件，杜绝任何模糊认知迹象滋生。例如：对新风机压力系数的要求，应是越大越好，因为压力系数越大风机直径越小，相应的风机的体积就小、重量就轻。在具体设计中，压力系数到底应选多大合适，这要由设计者全面衡量考虑后决定，不同的设计者，可能有不同的选择，这都是正常的。叶轮主要尺寸及机壳出口和进风口的进口尺寸均为优先数系中的值，其中除叶轮总宽度尺寸为r40数系外，其它均为r20数系中的值。这样一来，当按这两个风机的空气动力学略图设计系列风机时，其机号（叶轮外径d）按优先数系（一般按r20）排列时，各机号风机的主要尺寸也将符合优先数系中的值。这会给设计工作带来极大方便。

1.2系统功能模式

单位软件程序都可以借助若干个子系统实施搭接，这部分选型系统集合设备数据维护、用户资料管理、风机工作状况查询以及选型参数检验等工序进行适当衔接。前期设备维护就是针对通风机性能以及模型数据库进行适当添加、删除，确保在网页浏览时能够清晰提炼关键维护要领；用户数据管理则针对系统注册用户进行网上浏览资格验证；风机参数查询计算结果会合理输入存储界面之内，并在后续选型工作中依照用户个体需求进行合理计算，实时列入查询范围并供用户现场选择，必要时应用web显示或者直接打印收编。

2此类系统的支持技术研究

2.1数据库技术

该类系统具体应用mysql网络数据库进行整编，保留一定程度的结构化特征，能够在通风机性能维护与信息检索中提供方便适应条件。mysql样式数据库结构具体结合库、表二级结构形态舒展，其直接与关系数据查询语言标准sql对应。经过系统建立fandatabase数据库过后，包含basicdata、member等多个表格都会存储到通风机基础性能数据框架之中。

2.2web技术

这是网上信息发布的主要端口，其中运用apache服务器建立核心站点以及静态页面，包括各类交互式应用程序在内，可以及时抽取数据库中特定信息结果并予以合理交接计算。此类站点信息的具体引导媒介就是html文档。由于系统主要应用dreamweaver与动态html进行设计，使得处于动态html的用户个体能够随时与系统进行信息交互，保持双向通信工作的顺利进行。处于远程通信界面的用户数据可以利用超链接形式直接发送至html表单并启动www服务器上的应用程序，这部分应用程序可以快速完成数据库查询与结果分析工作。

2.3web服务器与数据库衔接端口支持技术

数据库与web服务器之间存在交接端口，能够合理促使信息技术的对外宣传与应用速率。在此类系统架构之中，包含大量网页服务器对mysql数据库的访问活动，这里强调的技术是目前十分流行的php模式，具体就是借助服务器端html页面进行脚步描述语言嵌入，实施手段基本与微软asp语言大同小异。php可说是全面吸纳了数据库与脚步应用程序语言功效，能够尽快完成数据库与页面同步更新工作，因为php源代码保持全面公开状态，一直以来能够全面供应函数库更新动力，确保其不管在unix或者是windows平台之上都赋予着独特运转功能，保证其在程序设计方面拥有极高的支持能效。需要特别强调的是，php能够提供优质化的数据访问媒介，同时开创动态交互式服务器应用渠道。处于服务器端口的脚本语句应用？和？标识进行合理嵌入，只要客户浏览器向服务器终端提出页面访问请求时，页面就会自动激活处理程序；格式，就瞬时处理特殊标识语句，在第一时间内向客户端提供检验结果，最后交由浏览器进行html标记以及客户端脚本语句形态阐述。

3网上选型系统的应用要点解析

此类系统保留以下技术优势特征：首先，通风机数据高度共享，风机设备本就蕴藏着繁多技术类别，数据库在网上运行同时实现共享能够合理杜绝数据库人力开发消耗的人力、物力资源；其次，使用过程十分便利快速，因为网络保留一定程度的开放性，系统在任何地区基本都可以使用，单位选型分析结果也可直接拷贝于优盘之中，方便随身携带；在此，选型结果与经验可以在第一时间内进行共享优化，因为操作主体同时使用单个数据库，面对着时间跨越性度过，各类数据库资料提取经验逐渐丰富，加上系统界面展示形式精巧，能够确保首次接触的人员尽快熟练操作要点；最后，系统在用户使用环境上没有过多严格要求，用户甚至不需重复安装软件程序，直接就可依靠网页进行操作。

4离心通风机集成化设计平台的实现策略补充

4.1通风机相似设计流程

所谓相似设计就是依照两个相似风机设备进行比转数相等原理解析，之后结合实验室考验性能较好的相同型号风机进行验证，从中选取数据结果较为接近的设备个体作为模型，并将模型机几何尺寸进行合理放大甚至缩小，进而获取创新风机形态标准方案。实际工序流程为：依照用户个体提供的流量、压力状态进行科学转换，并确定比转数，当比转数过小甚至不能借由回转式风机操作时，就应该考虑配合单进气双极离心通风机进行比转数计算，直到确定结果后依据模型无因次性能曲线进行最高效率点中各类流量、系数。在新通风机设备之中采取相似设计方式，基本上规避重复性能检测流程，机械在迎合总体设计要求前提下还可稳固结构高效率运作水准，因此此类手段在通风机架构设计项目中得到广泛采纳。

4.2参数化设计模型指导

参数化设计模型具体用来约束表达产品模型的形状特征，配合参数组校正设计结果，进而搭配相关零件材料。此类设计活动依靠程序与尺寸驱动，在图形几何模型与尺寸数学关系梳理清楚之后，将此类特殊关联输入系统程序之中，并联合特定参数值生成所需模型。其基本理论就是借助应用程序生成的基图进行特定标识审核，为用户提供各类安全保障。参数化实现手段实际上就是配合草图技术生产二维轮廓，轮廓基础位置与尺寸都不必借助草图绽放，只要在日后参数设计过程中就可清晰提炼；之后配合系统拉伸与旋转功能获取三维特征。配合这类手段进行csg树调试，就可以顺利完成模型的参数设计工序。需要关注的.是，这部分参数并不代表最末端模型的参数结构，而是完成造型模拟的参数形态。

4.3网上选型软件匹配

此类软件在系统选定基础上得到验证开发，大部分交由企业研究中心依据实际情况布置，其核心动机在于提升设计运作效率，尽量遏制工期拖延现象，使得产品质量获得前所未有的改观效果，为各类生产项目提供优质化服务。这类软件经常借助交互式形态呈现，以合理发挥人机各类所长，程序衔接上较为迎合设计主体行为习惯，用户秩序熟练掌握操作命令与参数内容就可以了，不需要费尽心思记忆各类程序调用细节。目前用vb6.0编写的风机选型软件涵盖了离心通风机行业较常用的风机模型，具有应用范围广，软件操作简便等特点。其中考虑了风机在不同运行环境下的大气压、介质密度计算；同时分析额定转速下的叶轮外缘线速度计算等。其间软件既可做选型用，也可根据密度、转速、直径，通过选择不同的风机系列做风机电子样本使用。理想化的选型软件笔者认为应该是框架式的，不同的厂家将自己常用风机的无因次性能取点输入软件的数据库，运用行业通用的计算理论计算工况环境下的风机性能，选取适合的风机型号、机号，采用差值法取得风机运行工况点或范围。pb+sql可作为这种软件编制的首选，其前台的编程软件和后台数据库管理核心都是sysbase公司的，具有完美结合力。

5结束语

风机网上选型过程以及结果多样，但总体上仍旧方便、快捷，能够实时与企业现有模型进行充分对比、融合，稳定基础设备长期工作动力与资源开发实效，为后期各类生产项目拓展肃清不必要的限制因素。

参考文献：

基于单片机的应用系统设计篇九

摘要：科学技术的进步对于信息产业发展具有直接推动作用，特别是基于信息技术的软件产业更是得到长足发展，从国内外软件产业的发展情况来考量，针对软件系统的开发均将局部问题作为着重点，当前市场上，对开发管理整体解决的产品还较少，因此，针对软件开发管理系统来讲，应从多元化角度予以设计。

关键词：多元化；软件开发；管理系统；设计

在社会经济高度发展的大背景下，各种软件的实际需求及所存在复杂程度不断提升，然而一些软件在可靠性方面也随之显现，导致原来的开发设计，对当前人们的现实需求，不能给与较好的满足。针对软件开发管理的最终目的来讲，实质为促使润健能够依据原来计划相应进度、成本及质量顺利运行及完善。随着软件开发技术的不断提升，在软件开发进程中管理学细想也开始慢慢渗入，并且二者之间存在联系越来越密切的状况，人们自身的当前需求也就是在多元化软件开发管理系统的主要需求。

1多元化需求下的软件开发管理系统的研究现状分析

1.1国外技术研究现状

国外软件开发管理系统研发起步较早，种类较多且产品线也比较长，然而其中所存在的主要问题多为注重局部问题的解决，现就ibmrational系列产品为例进行探析，该产品生产公司为ibm，在当前相关软件当中，算为一款在整体上较为完整的产品，可将其划分为五部分，即：其一，需求分析。从本质上来讲，其为一种对文档进行管理的工具，主要为uml建模给与相应支持；其二，设计与构建。从实质上来讲，其为uml建模的工具；其三，软件质量保证。其用处为实施代码分析，并应用在产品测试中；其四，软件配置管理。主要用于配置管理及工单的实现；其五为项目及过程管理，主要用于项目管理及过程管理。另外，除此产品之外，还有borlandstarteam及sablime系列产品等。对上述产品综合分析可知，如果软件产品在具体的集成度方面存在较高状况，则其覆盖面与之成正比关联，但是，从软件开发管理框架角度来考量，其仅仅对其中的局部问题及环节予以涉及，在各个产品之间始终处于独立状态，不能及时、有效地进行结合，项目则在软件开发及设计中，扮演着重要角色，其中，开发管理方面则很少进行设计，这些产品仅能在一些较大规模企业中得到运用，虽然功能严谨，但是在灵活性方面则相对缺乏，国内一些企业运用上述产品，在具体使用过程中出现较多问题，至此，诸多软件产品在国内很难得到广泛应用和推广。

1.2国内技术研究现状

随着近些年来技术水平的不断提升，国内软件企业在具体的软件开发管理领域进行了更为深入、全面的研究及探索，代表企业有北大青鸟及背景视锐达等，相比与国外企业，国内企业对配置管理方面作为研究出发点，但是在设计软件开发管理方面的内容则比较有限，实质上以多元化软件开发相应管理系统在国内仍然处于一定空白状态，现就jbrm需求管理系统予以考究，此产品顾名思义与需求管理相关，主要作用为，对辅助于软件开发管理系统，可实施五部分划分，即：其一，需求信息管理。主要运用文件夹等方式，能够为用户验证和查找提供更多便捷；其二，需求动态管理。通过对软件需求实施动态查询，为管理人员对项目风险进行评估及软件开发人员就项目进度进行掌握等提供便利；其三，需求变更管理。通过对项目范围扩展进行控制，以按需分配的形式实现资源合理利用，并对准确文档予以提供；其四，需求追踪。其方式主要有逆向或正向，通过控制需求，以此达更好利用需求之目的。针对软件开发管理，不管管理方式还是相应管理对象，其与国外同种类型的辅助工具相比较，在本质上并没有较大差距，但是从辅助的效果来考量，均存在比较明显的局限性。

2多元化软件开发管理系统具体内容及技术路线分析

2.1管理系统具体内容

该系统在覆盖面较广，其中主要对软件管理涉及较多，通过结合企业管理和项目管理，并有效运用项目管理相应辅助作用，以此，实现企业开发管理目的，在软件开发当中，对其过程进行优化，研发自动化程度更高的软件，从而为实现企业规模化生产，在技术方法提供更好支撑。针对该管理系统，其功能模块为三部分，除了在项目管理功能模块当中，其所涵盖的项目管理及配置管理外，还有软件功能自动化模块当中，其所包含的测试自动化、需求管理及设计管理，除上述内容之外，还有在企业管理功能模块当中所涵盖的过程管理、合同管理及客户管理，这些功能模块相比于企业管理软件、项目管理工具及独立运行的系统辅助工具，多元化软件开发管理系统当中针对软件开发管理所应该具备的相应特点给与和充分考虑，其将企业管理作为研究的出发点，通过有机结合项目管理功能，并充分运用软件工程所具有的辅助功能，提供一种具备系统化和全方位的解决方案。

2.2多元化软件开发管理系统研究的技术路线

该系统以六大技术路线应用状况下予以完成，第一，以soa技术为基础，由于多元化软件开发管理系统在具体的规模及功能上均得到有效扩展，因此，针对软件的应用来讲，其也应具备相应的灵活性和可扩展性，soa能够实现分解系统的作用，重新编排服务，针对系统所遇到的灵活性及可扩展性方面的问题能够给与有效解决。针对运用soa架构来讲，其将软件企业的'实际需求融入其中，针对软件开发管理系统相应伸缩性及实用性，利用服务的定制及装配予以完成，对软件企业实际需求予以充分满足。第二，webservices为基础，采用soa予以辅助，兼容不同类型系统，实现soa架构构建；因此，在实际应用在中，能够将系统间数据进行转换，并能实施数据解析；第三，以rui技术为基础，其主要以浏览器为基础所设计的一款富用户界面，就其外观来讲，形同于应用程序界面，然而却能够实现系统在服务功能方面的增强作用；第四，以j2ee标准为基础，运用该标准对系统的分布式结构进行设计，在对系统软件在独立性方面得到保证的状况下，对系统基础软件部署相应灵活性给与增强，不仅能够将软件研发及系统维护方面的成本给与有效降低，还可达到系统质量不断提升的效果。第五，以数据库为基础，系统平台需要将大量的数据进行收集，此外，还需要管理在系统开发当中所产生的大量数据，有效的数据能够实现系统研发成本降低的效果，因此，为了促进性价比的最大提升，可在研发当中运用大数据，以此针对软件开发管理当中相应需求给与适应。

基于单片机的应用系统设计篇十

一、引言

随着地铁建设的不断发展，我国各大城市地铁线路和地铁站数量不断增加，地铁站规模的不断扩大及其内部配套设施也日趋完善，这使得地铁系统的能量消耗不断增加。因此，实现地铁站的节能对整个轨道交通系统的节能工作至关重要。目前，地铁站能耗设备的节能管理方面仍存在许多的缺点与不足，如空调系统部分虽有了集中的控制与调节，但未能根据实际情况而做出更人性化的调节与控制;照明系统部分缺乏智能控制，未能根据实际应用情况做出节能调节;电梯、自动扶梯虽然自身具有一定节能设计，但仍存在着较大的局限性等。针对存在的问题，本文设计一个基于wsn低碳型智能地铁站能量管理系统，以实现对地铁站能耗的集中管理，从而达到有效节能的效果。

二、地铁站能耗情况分析

(一)地铁站能耗分布

地铁系统运营过程中最大的能量消耗包括车载的运行能耗和地铁车站的能耗。据不完全统计，地铁车站能耗是地铁系统的主要能耗构成，大约占地铁系统总能耗50%。随着科技的快速发展，人们的安全意识也在不断增强，地铁车站的能耗呈现着不断增长的趋势。如地铁车站使用了一系列为人身安全而设计的设备和设施，例如安全门、屏蔽门、防火设备等。与此同时，为了旅客乘车的方便，地铁站还设置了相应的信息装置等，这些设备以及设施都在各种程度上增加了地铁站的能耗。

可以看出，地铁站主要的能耗设备包括空调系统、照明系统、电梯及自动扶梯等车站设备。

(二)地铁站能量管理存在的不足

目前，我国在地铁运营中引进了ba系统，该系统虽实现了对各设备的一般控制，保证了各耗能设备的正常运行，并在节能方面也起到了一定的作用，但仍存在着明显的不足。首先，该系统缺少一种立足于全局、针对地铁站整体区域内用电设备的综合能耗统计分析以及调度控制的方法。其次，该系统对中央空调系统的节能控制方法是通过增加控制器数量来实现对某一部分的节能控制，这种方法从整个系统的角度看不够全面而且不太合理。例如，地铁站某一时段无人或人较少时，地铁站的设备却仍然是全力开着，这样就算设备的运行效率非常好，此时设备所输出的能量也没有被有效利用，甚至可以说完全浪费。之所以会出现这样的情况，是因为采用的bas系统并没有考虑到中央空调的各个系统之间是彼此关联的，并非完全独立。也就是说，其节能主要是限制在对局部的优化，而未考虑到输出的能量是否能被有效利用。从一个整体系统的角度看，我们想要达到的是系统整体能量效率的一个最优化。因此，需要一个能够基于全局以及系统观念的节能系统。

此外，对于地铁车站的用电设备，例如照明系统、电梯及自动扶梯系统、自动检售票系统afc等，目前所采用的均是统一时间打开、统一时间关断的方式。例如，每天早上五点半时特定工作人员便将所有的设备打开，到了晚上十一点半时又统一关断，而在这一整天中不管是人员活动高峰时段还是无人之时，所有这些车站设备均处于时刻运行的状态，这又造成了另一严重的能源浪费。目前我国虽然针对性地采取了一定的节能措施，但都局限在局部的节能，没能够从更大程度、更大范围的角度考虑节能，因此，地铁站的节能工作仍是一项长期任务。

三、能量管理系统的结构及工作原理

(一)系统结构

能量管理系统根据其功能的情况划分为三个子系统:能量的检测与控制子系统、通信网络子系统以及能量管理与调度子系统。

1.能量的检测与控制子系统。该部分由大量传感器节点组成，而这些分布的传感器节点是系统的末梢神经与执行部件，具有各异的检测及控制功能，主要负责检测地铁站能量的实际使用情况，控制车站设备的能量供给。

2.通信网络子系统。由wsn(wirelesssensornetwork，无线传感器网络)组成。该部分传感器节点具备无线通信功能，能够自组织地形成带有通信功能的无线网络。这些拥有着检测与控制作用的传感器节点自行组织在一起而构成了多个不同区域的监测与控制网络，通过以太网与远端的能量管理服务器相连，组合成为更大的多级通信网络，从而把各个子系统连接起来变成一个整体的神经网络。

3.能量管理与调度子系统。在能量检测的基础上，对能量进行按需的动态分配与优化调度。

(二)系统工作原理

首先，通过能量的检测与控制子系统检测地铁站相关能量参数，比如站厅或站台的照度、温度与湿度，灯具及风机的开关状态，人员的活动情况，其他车站设备应用情况等。采集的数据经通信网络子系统传送到系统的远端能量管理服务器。该服务器具备数据库功能，有着强大的数据分析能力以及数据处理能力，其接收到数据后先存入数据库，通过数据分析与处理获得能量的传输效率、利用效率及能量需求。然后，根据能量效率及能量需求，利用相关能量管理策略从而制定能量调度任务。最后，通过通信网络子系统将相应的能量分配与调度信息传达到各传感器节点，从而对有关设备的用能进行控制。例如车站照明系统及空调系统部分，感知传感器如果感测到有人，这时候节点将进行能量各参数的数据采集，包括采集地铁站(站厅或站台等)的光照度、温度、人的活动情况、风机或者照明设备的开关状态等，随后这些数据通过通信网络传送给服务器。服务器对地铁站(站厅或站台等)光照度与设定照度的差值、温度与设定温度的差值、人员活动频度等进行分析:若当前光照度较设定值低，说明需要加大照明;若当前温度较设定值高，说明需要加大冷气。服务器将根据有关算法获取该区域实际所需要的能量值(如多少冷量)，而后根据实际需求将能量控制命令发布给地铁站(站厅或站台等)的传感器节点，控制打开风机或者照明设备，如需加大冷气，则给冷冻泵下达能量调度信息，增加冷冻泵的冷量输出，实现在能量合理利用并且环境温度适中、舒服的基础上达到一个能量供需的平衡。又如自然光能够满足实际需要时，节点能够调节灯管亮度变低或者是直接关闭照明设备。假如感知传感器感测到无人时，能够自动将风机与照明设备关闭，从而实现节能。

四、系统的硬件组成及软件功能

(一)系统的组成

构建基于无线传感器的地铁站能量管理系统，将地铁站的各个主要用电设备进行无线网络连接，采集及分析用电设备的运行状态，统计出车站设备用电状态及能耗，并给出最优节电方案及实现措施。

arm(s3c2410a)模块处理人机界面和记录工作。用户可以通过人机界面设定系统所需要的.各种参数，将各个节点采集的数据进行汇集、分析、显示、存储、处理，向上可实现对外部网络的连接，为远程控制的实现提供便利，而向下可与各子系统间进行通信。

cc2538(基于armcortexm3的mcu)组建各子系统协调器及控制器节点，是系统的主要组成部分。cc2538实现两部分功能，一是实现zigbee终端节点功能，将各种类型传感器数据进行采集、存储，并实现对终端设备的控制;二是实现zigbee网络协调器功能，采集各终端的设备数据，并负责建立基于zigbee的无线网络连接。

(二)系统的软件功能

1.上位机主要是将子节点采集到的各种信息进行翻译、存储、显示，将控制信息经过处理后，发送到子节点执行，从而实现对整个系统的控制和监测。

2.协调器是整个网络的关键部分，它的主要任务是负责网络的启动、发现在它所及范围里面的终端节点，组织节点，然后逐个为节点分配网络地址。协调器按照命令要求，完成各个终端节点传输的各类数据的接收工作，并对数据进行处理，同时向上位机传输数据。

终端节点将各种传感器所采集到的各种不同类型的数据发送到协调器节点，zigbee终端节点一启动便开始进行硬件以及协议栈的初始化，而在协议栈初始化的过程中依照任务的优先等级给所有的任务进行空间的分配。终端节点能够完成网络自动的搜索以及加入网络的功能，在终端节点自动加入网络时，将向协调器节点发出请求绑定的信息，然后等待协调器节点的绑定响应。如果成功，则绑定完成，进而构建起了与协调器之间的通信，并且在绑定成功后，终端节点会定时地将数据发送到协调器。

五、结论

基于wsn低碳型智能地铁站能量管理系统，采用了基于zigbee的无线网络，构建的能量管理系统对地铁站车站设备能耗情况实行统一检测、分析、管理与调度，从而实现了对地铁车站的真正节能，可见该系统具有显著的节能效果。随着轨道交通行业的不断发展，将系统节能思路扩展到地铁线路、车辆站段等轨道交通行业，将有着巨大的发展空间。