監(jiān)控系統(tǒng)設計論文精選(九篇)
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第1篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
采用結構化設計方法實現(xiàn)漳州市重大危險源信息管理系統(tǒng)的開發(fā)。這種設計方法是把系統(tǒng)作為一系列數(shù)據(jù)流的轉換，輸入數(shù)據(jù)被轉換為期望的輸出值，通過模塊化來完成系統(tǒng)的構建，每個模塊執(zhí)行一個功能。自頂向下逐層分解系統(tǒng)工作過程，在分解的同時結合相關的數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)字典等內(nèi)容確定系統(tǒng)功能。總體技術路線如下：1）根據(jù)漳州市安監(jiān)局對重大危險源企業(yè)監(jiān)管的需要，確定系統(tǒng)的建設目標，從而獲得系統(tǒng)總體設計的構想。2）根據(jù)系統(tǒng)總體設計的構想，推導出當前系統(tǒng)相應的業(yè)務邏輯，并生成數(shù)據(jù)字典和基元描述。3）對邏輯模型進行系統(tǒng)功能模塊化，并對模塊結構進行優(yōu)化，得到更為合理的軟件結構。4）為目標系統(tǒng)的功能模型作補充，如人機界面的要求等，從而完成系統(tǒng)的構建。在已有的成熟技術基礎上，引入GIS的設計思想，深入挖掘系統(tǒng)的業(yè)務需求，建立數(shù)據(jù)的采集及更新機制，從而確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建設方案并建立重大危險源數(shù)據(jù)庫。危險源專題數(shù)據(jù)的管理采用基于元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)管理方式。
2系統(tǒng)結構設計
基于GIS的重大危險源監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)層和用戶層。其中，數(shù)據(jù)層是整個系統(tǒng)運行應用的數(shù)據(jù)基礎，統(tǒng)一存儲管理系統(tǒng)所有信息；系統(tǒng)層包括后臺管理子系統(tǒng)和瀏覽查詢子系統(tǒng)，實現(xiàn)重大危險源專題數(shù)據(jù)的采集、建庫、更新，并利用各種形式輸出信息；用戶層為使用系統(tǒng)的用戶根據(jù)不同權限進行相應的操作，管理員可操作業(yè)務數(shù)據(jù)，也可以進行系統(tǒng)的管理，授權用戶可以管理相應的數(shù)據(jù)，普通用戶只能進行數(shù)據(jù)的查詢?yōu)g覽等操作。其總體架構如圖1所示。系統(tǒng)層為總體架構的核心部分，在各子系統(tǒng)開發(fā)過程中充分考慮到后期的擴充和升級，將各功能細化為若干個模塊，各模塊的設計和開發(fā)按照層次結構組織單獨進行，互不影響。模塊的設計采用自上而下的方法，根據(jù)用戶提供的需求，確定需求包含的信息并確定其實體屬性，再綜合具體的業(yè)務需求，針對模塊分別設計信息查詢統(tǒng)計、圖文互動方式。
3數(shù)據(jù)庫建設
系統(tǒng)所涉及到的空間數(shù)據(jù)主要包含基礎地理數(shù)據(jù)和重大危險源專題數(shù)據(jù),其中基礎地理數(shù)據(jù)主要由數(shù)字漳州提供。作為數(shù)字城市的漳州市節(jié)點，數(shù)字漳州為漳州市各專題應用提供了權威的基礎地理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了全市專題應用的“一張圖”。漳州市重大危險源監(jiān)控系統(tǒng)依托數(shù)字漳州提供的OGCWMTS矢量和影像地圖服務，這些基礎地圖數(shù)據(jù)能夠滿足對重大危險源監(jiān)控管理的需要。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計應充分考慮業(yè)務數(shù)據(jù)的存儲管理和危險源專題空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化管理的要求。系統(tǒng)采用SQLServer2012數(shù)據(jù)庫，危險源空間數(shù)據(jù)的存儲通過geometry字段類型存儲，屬性數(shù)據(jù)則通過常規(guī)的字段類型存儲。從SQLServer2008開始空間數(shù)據(jù)類型作為CLR系統(tǒng)類型來執(zhí)行。它增加了數(shù)據(jù)庫中的CLR類型的最大規(guī)模，提高了字段的限制，可以存儲非常復雜的空間數(shù)據(jù)。通過在關系表中存儲空間數(shù)據(jù)，能做高性能查詢，而不需要結合從多個外部獲得的數(shù)據(jù)，也在一定程度上能更直觀方便地管理系統(tǒng)的專題數(shù)據(jù)。
4系統(tǒng)實現(xiàn)
系統(tǒng)的GIS地圖瀏覽及專題數(shù)據(jù)的查詢展示采用數(shù)字漳州地理空間框架提供的二次開發(fā)接口開發(fā)實現(xiàn)。系統(tǒng)包括后臺管理子系統(tǒng)和前臺監(jiān)控管理子系統(tǒng)，前者主要用于重大危險源專題數(shù)據(jù)的管理、應急資源管理和應急預案的。后者主要實現(xiàn)危險源企業(yè)的監(jiān)控管理及應急指揮。系統(tǒng)運行界面如圖2、圖3所示。
5結語
第2篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
1.室內(nèi)設計計算溫度的取值
通常來說，進行暖通空調(diào)設計，首先就是進行建筑物室內(nèi)溫度的計算取值，要從實際情況出發(fā)，根據(jù)建筑物所在地區(qū)的自然環(huán)境、室內(nèi)溫度進行取值，室內(nèi)溫度取值如何直接影響著暖通空調(diào)系統(tǒng)的耗能大小，通過對夏季制冷環(huán)境下的室內(nèi)溫度調(diào)查得出，室內(nèi)溫度升高一攝氏度，能源消耗就會降低10%左右；而在冬季制熱的條件下，溫度每降低一攝氏度，耗能就會較少8%左右。所以說室內(nèi)溫度取值必須要做到科學、嚴禁、精確。這樣是為了能夠將我國的每一份資源都得到最大限度的使用。在我國的《公共建筑節(jié)能設計標準》中對一般民用建筑室內(nèi)供暖溫度取值以及制冷取值都進行了明確規(guī)定，具體為：夏季民用建筑供暖和制冷溫度不能低于二十五攝氏度，而冬季制熱的溫度則不能夠高于二十攝氏度。
2.冷熱負荷計算
冷熱負荷計算也是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)，一般來說，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設計上針對冷熱管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都應該進行科學地設計，而冷熱符合計算為這些設計提供了不可缺少的可靠依據(jù)，這些計算數(shù)據(jù)的準確與否，直接關系到系統(tǒng)地耗能問題，因此針對這方面的計算，必須要做到可靠、準確，這樣才能夠達到耗能優(yōu)化，同時也為后期維修減少成本。另外，在實際的設計過程中，設計人員應該借鑒大量成功的例子以及經(jīng)驗，將普遍規(guī)律進行分析，采用統(tǒng)計分析回歸計算來實現(xiàn)設計指標的確定，它雖然在具體的設計中不具有精確性但是勝在具有代表性。
二、采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設計
1采暖系統(tǒng)設計
采暖系統(tǒng)設計的合理與否關系著建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是否能實現(xiàn)節(jié)能運行的功能。管路系統(tǒng)結構簡單，易于操作，相關設備耗材使用量少，前期建設成本低后期維護費用少；能夠實現(xiàn)不同建筑空間溫度獨立調(diào)節(jié)控制；實現(xiàn)熱量消耗分戶分攤功能；以上三個原則是民用住宅和公共建筑科學合理設計暖通空調(diào)系統(tǒng)的原則。在具體的設計過程中應當依據(jù)不同的情況而定。
2空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設計
依照相關國家標準，設置多臺冷凍水系統(tǒng)節(jié)能設計時，以能夠跟隨負荷變化實現(xiàn)自動改變系統(tǒng)流量為目標，盡量降低系統(tǒng)運行中的能耗。當前我國常用的空調(diào)冷水系統(tǒng)有一次泵變流系統(tǒng)一次泵定流量系統(tǒng)，二次泵變流量系統(tǒng)，兩管制及四管制系統(tǒng)等。
三、采暖與空調(diào)水系統(tǒng)的補水及定壓設計
在實際工程設計中應當根據(jù)系統(tǒng)的整體規(guī)模和不同系統(tǒng)的實現(xiàn)形式按系統(tǒng)的用水容量來計算。封閉式采暖空調(diào)系統(tǒng)補水定壓點應當設置在循環(huán)水泵入口處。
四、風系統(tǒng)設計
空調(diào)風系統(tǒng)的設計關系著空調(diào)系統(tǒng)能耗的大小和運行的成本，同時也關系著人體的舒適度。對于人員分布比較集中的地區(qū)可以進行相應的集中供暖，這樣可以提高能源的利用率。而對于建筑面積大人員多的場合要進行集中的供暖控制時，應當采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)；通風系統(tǒng)設計中熱量是一個主要問題，由于電氣設備在運行的過程中，必然會大量的產(chǎn)生的熱量，一旦這些熱量無法得到及時排除，那么就會對設備的這樣運行帶來影響，從而導致故障的發(fā)生，這樣一來節(jié)能目標要求也隨之降低。所以說做好通風系統(tǒng)設計，是及時排除熱量的有效手段，設計的最終目的就是將熱量全部排出，是整個系統(tǒng)得以有效運行的前提調(diào)教。集中空調(diào)通風系統(tǒng)的排風熱回收應當符合相關規(guī)定要求。在排風熱回路設備型號的選擇上也需要嚴格依據(jù)國家規(guī)定進行。
五、冷熱源設備選型
在整個暖通空調(diào)設計上，冷熱源設備的選型是最為重要的部分。這部分應該嚴格的根據(jù)建筑功能、規(guī)模以及造價等進行。具體為：充分利用毗鄰工業(yè)余熱，將其作為冬季熱源，采用溴化鋰吸附式冷水機組進行工業(yè)熱水降溫，降低成本，將其引入到空調(diào)系統(tǒng)中使用，這樣一來資源得到了二次利用；要根據(jù)當?shù)氐哪茉唇Y構進行選擇，科學利用當?shù)氐母挥嗄茉?，比如：采用風能、地熱能以及太陽能等可再生、清潔型的能源。
六、保溫與保冷
第3篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
關鍵詞：輪胎溫度 無線監(jiān)控 無線收發(fā)芯片 液晶顯示
中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0036-02
自從汽車發(fā)明以來，其安全問題就一直受到人們的關注，其中輪胎溫度是影響行使安全的因素之一[1-2]。輪胎溫度過高會影響輪胎的使用壽命，甚至導致爆胎。因此，實時檢測并控制行駛中汽車輪胎的溫度對安全駕駛起著極大的作用[3]。而轉動中的輪胎不適合用傳統(tǒng)的溫度傳感器進行實時檢測，因此結合數(shù)字溫度傳感器，本文設計一種輪胎溫度無線監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對于汽車輪胎安全的智能監(jiān)控，有效保障了行車安全，具有良好的實用價值和現(xiàn)實意義。
1 系統(tǒng)總體方案設計
系統(tǒng)分為上位機、下位機兩部分，分別采用單片機AT89C51作為各自的控制核心。下位機由單片機，DS18B20數(shù)字溫度傳感器和無線收發(fā)芯片NRF24L01組成。主要負責輪胎溫度的采集和發(fā)送。將DS18B20采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線收發(fā)芯片NRF24L01，NRF24L01通過無線信號將溫度值發(fā)送到上位機。
上位機的硬件結構圖如（圖1）所示。主要功能是接收下位機采集到的輪胎溫度數(shù)據(jù)，并由上位機的單片機作為控制核心對溫度數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。LCD液晶實時顯示溫度，方便駕駛員觀察。上位機控制核心預先設定三個溫度值，溫度值由低至高分別定義為閾值1、閾值2和警戒值。當實測輪胎溫度達到或超過閾值1時，控制核心自動開啟風冷模式，即風扇降溫；溫度超過閾值2時，自動開啟水冷模式降溫；溫度超過警戒值，自動停止系統(tǒng)的運行，即停車提醒駕駛員需要檢查當前的汽車輪胎狀態(tài)，從而實現(xiàn)智能無線監(jiān)控輪胎溫度的目的。
2 系統(tǒng)硬件設計
2.1 DS18B20溫度采集電路設計
DS18B20與下位機的AT89C51由一條數(shù)據(jù)線連接，其中DQ引腳為數(shù)據(jù)端口，與AT89C51的P3.4相連。VCC接5V電源正極，GND為接地端。需要注意的是使用外部供電時，輸出引腳在空閑時始終是高電平輸出，所以在VCC引腳與DQ引腳間需要串接一個4.7K歐姆電阻。經(jīng)過數(shù)據(jù)轉換處理，溫度值的輸出形式為9至12位的串行數(shù)字信號。
2.2 無線通訊硬件電路設計
本設計的關鍵是上、下位機間的溫度數(shù)據(jù)傳輸。采用Nordic公司的NRF24L01射頻芯片[4-5]負責溫度的無線發(fā)射和接收，工作頻段2.4GHz。通過設置NRF24L01引腳CE，寄存器參數(shù)PWR_UP，PRIM_RX可以選擇芯片NRF24L01的工作模式為接收模式或發(fā)射模式。
NRF24L01與單片機采用SPI的通訊方式。下位機的NRF24L01設定為發(fā)射模式。根據(jù)上位機的指令，發(fā)射端通過SPI將溫度信息送入NRF24L01的Tx_Buf（發(fā)送緩沖區(qū)），啟動發(fā)射模塊進行發(fā)射。
上位機接收數(shù)據(jù)，首先將該部分的NRF24L01設置為發(fā)射模式，由其喚醒下位機的NRF24L01。然后再將上位機的NRF24L01設置為接收模式，延遲130μs接收并解析Rx_Buf當中的溫度信息。
2.3 液晶顯示電路設計
顯示電路采用LCD。為了方便駕駛員的觀察，選擇帶中文字庫的LCD12864。顯示界面實時顯示所測量的輪胎溫度和預先設定的溫度閾值1，閾值2，警戒值。LCD12864能顯示8×4行16×16點陣的漢字，完全可以滿足本設計的功能要求。
3 系統(tǒng)軟件設計
3.1 下位機數(shù)據(jù)采集及發(fā)射軟件設計
下位機部分的軟件主要解決兩個問題。一是DS18B20檢測輪胎溫度及溫度值的轉換處理。二是溫度值通過NRF24L01無線傳輸給上位機。其軟件設計流程圖如（圖2）所示。下位機初始化后，等待上位機的發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號。一旦接收到主機的發(fā)送請求，下位機將NRF24L01設置為發(fā)送模式，將DS18B20采集和處理過的溫度值以串行數(shù)字信號的形式，傳送給上位機的無線芯片。
3.2 上位機溫度接收及處理軟件設計
上位機根據(jù)采集到的溫度信息，自主判斷當前輪胎狀態(tài)是否健康安全。同時通過LCD12864實時顯示溫度，供駕駛員參考。該部分軟件設計流程圖如圖3所示。
上位機首先初始化設置，包括單片機、LCD的設置等。系統(tǒng)準備好后，由NRF24L01通知下位機可以發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。當檢測到下位機的發(fā)送數(shù)據(jù)后，NRF24L01開始接收溫度信息，并將其存儲在緩存單元。當前溫度數(shù)據(jù)接收完畢后，應答下位機。對接收到的溫度值，上位機控制核心送LCD顯示。同時比較實測值與設定值的大小，決定是否發(fā)送控制信號，采取降溫措施。然后系統(tǒng)準備接收下一組溫度數(shù)據(jù)。
具體的降溫措施描述如下，本系統(tǒng)共設定了三個溫度檔位，分別定義為閾值1，閾值2和警戒值。檔位值由低到高，分別采取不同的輪胎降溫措施。若輪胎的實測溫度值小于閾值1，則輪胎溫度正常，不需要任何降溫處理。若實測溫度介于閾值1和閾值2之間，表明目前的輪胎存在一定的安全隱患，上位機自動驅動風扇降低輪胎溫度。若風冷降溫的速度不能阻擋輪胎溫度的持續(xù)升高，溫度值超過閾值2，則上位機啟動噴水器降溫。如果風冷降溫和水冷降溫均不起作用，輪胎溫度超過了警戒值，表明輪胎目前處于危險狀態(tài)，需要停車處理。
4 結語
由于輪胎在工作中處于轉動狀態(tài)，所以設計一款能夠無線傳輸輪胎溫度到遠程控制器的設備有著重要的意義。特別是監(jiān)控行駛中的汽車輪胎的實時溫度，有很強的實用價值。
本系統(tǒng)以51單片機作為控制核心。下位機由數(shù)字溫度傳感器采集輪胎溫度。無線芯片NRF24L01收發(fā)溫度數(shù)據(jù)。上位機的控制核心通過LCD12864液晶顯示屏實時顯示當前的輪胎溫度。并且通過預先設定的三個溫度預警檔位，根據(jù)不同溫度狀態(tài)可能導致的安全隱患，采取不同的降溫處理措施。該設計能滿足大多數(shù)輪胎溫度的監(jiān)控需求，成本較低，便于推廣（圖3）。
參考文獻
[1] 劉桂蘭，祖國建.機動車輛輪胎的保護控制[J].交通科學與工程，2011（1）：85-88.
[2] 劉洪凱.高速公路爆胎的原因及預防措施[J].汽車運用，2011（11）：35.
[3] 譚先峰.基于無線通信的輪胎溫度采集系統(tǒng)研制[D].青島科技大學，2010.
第4篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
【關鍵字】高速公路，機電工程，電力監(jiān)控系統(tǒng)，作用
中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A 文章編號：
一．前言
高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)是近年來隨著高速公路的發(fā)展而不斷興起的系統(tǒng)，是為了適應現(xiàn)代化高速公路管理的需要。綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)高速公路的自動化管理，同時還能促使高速公路的管理更加的科學化。本文筆者結合自己多年來在高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方面的研究，現(xiàn)簡要談談機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的作用，希望能夠使電力監(jiān)控系統(tǒng)廣泛的應用于高速公路，同時為電力監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展作應有的貢獻。
二．高速公路綜合電力監(jiān)控需求分析
在以往高速公路沿線的收費站、互通樞紐、服務區(qū)、隧道或隧道群變電站或隧道監(jiān)控室全部靠人工進行日常表計抄錄、操作控制、日常維護、故障巡查等，因此．每個變電站或隧道監(jiān)控都要配備24小時值班人員，人工成本高，效率十分低。高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)需求如下：
（一）監(jiān)視高速公路全線關鍵設備的工作狀態(tài)和故障報警，如市電停電或高壓柜故障、發(fā)電機故障、收費站UPS故障、隧道埋地變故障、隧道風機故障等，確保高速公路安全暢通：
（二）對站的高低壓配電室、發(fā)電機室及隧道進行視頻遙視：變電站偷盜報警及外場電力或照明電纜偷盜報警：
（三）對站高低壓配電室和發(fā)電機室進行溫度遙測，并根據(jù)測量溫度控制室內(nèi)通風風機：對隧道一氧化碳進行遙測，并根據(jù)一氧化碳濃度對隧道風機進行啟?？刂疲?/p>
（四）站點實現(xiàn)無人值守，故障自動定位：
（五）數(shù)據(jù)、視頻及報警信息滿足高速公路分布式實時遠程傳輸要求：
（六）滿足高速公路所處環(huán)境和管理運行所要求的可靠性與安全性要求：
（七）與高速公路運行管理模式相適應，全線綜合電力監(jiān)控數(shù)據(jù)無紙記錄，自動統(tǒng)計，自動顯示與打印。
三．簡談機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)作用
1．有著遙信、遙測及遙控的作用
通過現(xiàn)場的控制的網(wǎng)絡，整個電力設備的運行的情況以及電量等等各種信息，將會通過光纖輸送到控制樞紐并自動的存放到數(shù)據(jù)庫中。只需要觀察工作站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的熒光屏幕，工作人員能夠直觀的知道設備運行的具體的情況、電量、設備開關等情況，顯示甚至自動地打印所有的電量上下波動的的曲線、潮流越線報警和設備出現(xiàn)故障時的報警，并經(jīng)過監(jiān)控中心來遠程控制電力開關和設備。通過自身攜帶有通信接口的微機繼電保護設備，檢測線路的三相電壓、電流，功率、電量、頻率、設備溫度、斷路器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)速斷保護、過流保護以及重合閘等保護功能。
2．數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理的功能非常的強大，具體包括：遙測數(shù)據(jù)綜合的處理、系統(tǒng)的統(tǒng)計、報表的生成、數(shù)據(jù)的整合、事件順序記錄的處理；非尋常的情況、趨勢弧線的生成以及操作的記錄等提示的告警和打印；歷史文檔的采集、分析、整理和保存。
歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)根據(jù)實時數(shù)據(jù)的存儲的具體的情況，定時將數(shù)據(jù)從實時數(shù)據(jù)庫轉存到歷史數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和傳輸。
3．人機界面
機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠模擬接線圖的一些功能，比如報警的功能、實時顯示的功能、數(shù)據(jù)查詢的功能、圖形自動編輯的功能等。此外，機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)還具有系統(tǒng)的自動的對時、容錯、安全管理、通道監(jiān)視和站端系統(tǒng)維護等功能。
三．監(jiān)控系統(tǒng)組成
高速公路供配電系統(tǒng)的主要負荷有：收費、通信、監(jiān)控設施的用電；服務設施、管養(yǎng)設施、收費站等場區(qū)用電；特殊區(qū)段的動力及照明用電等。受當?shù)仉娋W(wǎng)條件和地理條件的限制，路段變配電所通常都為分散獨立設置，同時配備柴油發(fā)電機組或者采用雙電源和UPS作為備用電源以提高一、二級負荷供電可靠性。機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式設計，利用網(wǎng)絡通信技術和網(wǎng)絡控制技術將高、低壓設備進行組網(wǎng)，實現(xiàn)供配電的綜合自動化和網(wǎng)絡管理化。土千網(wǎng)絡采用單模光纖，組成光纖環(huán)網(wǎng)。對于設備相對集中的區(qū)域，用通信網(wǎng)關構成現(xiàn)場子網(wǎng)。現(xiàn)場設備采用RS一485／422或RS一232等通信接口和現(xiàn)場總線接入到通信集中器，集中接入主干網(wǎng)絡。整個機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、配電 站和通信系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡)組成。
1.監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心，采用多機單網(wǎng)模式，包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務器、通信服務器、網(wǎng)絡交換機、 激光打印機等。監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)由服務器操作系統(tǒng)、工作站操作系統(tǒng)、支持軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成。監(jiān)控中心負責數(shù)據(jù)的集中通信、分析計算，可實時顯示系統(tǒng)一
次主接線圖、二次設備配置圖、系統(tǒng)運行的曲線圖、電量報表、保護定值等各種數(shù)據(jù)信息，并且可隨時打印各種數(shù)據(jù)報表、故障信息、歷史記錄等，通過人機接口，實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)(照明、動力等)的監(jiān)控管理。
2．通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)在機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)中處于關鍵的地位，它能夠把控制中心的控制命令準確無誤的傳送到數(shù)量眾多的遠方終端，反映并搜集遠方設備的運行情況的數(shù)據(jù)信息，并提交到監(jiān)控中心。可以這么說，通訊系統(tǒng)就像快遞員，負責著把信息從監(jiān)控終端傳遞到各個端口。
四．監(jiān)控系統(tǒng)建設必要性
一般來說，監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對全線路面的交通、天氣等狀況的搜集與分析整理，但是在實際工作中，人們往往忽視機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用。而在實際運營的機電系統(tǒng)的維護過程中，機電T程電力監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中是不可或缺的一部分。建立完善的機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，關系到收費系統(tǒng)是否能夠正常、便捷的工作。
想要采用高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的方式，就必須有可靠的高速公路收費系統(tǒng)，同時要求該系統(tǒng)能夠便利、穩(wěn)定的工作。要保證收費系統(tǒng)順利的工作，就必須保證供電系統(tǒng)能為整個系統(tǒng)提供正常的運作環(huán)境。一旦發(fā)生停電的現(xiàn)象，雖然收費站收費系統(tǒng)所配備的專用UPS可以保證至少30min的供電，若是超過這個規(guī)定的上限的時間，市電仍然無法正常的供應，而備用柴油發(fā)電機又沒有自動切換啟動，則收費站將在UPS電量耗盡后癱瘓，這將影響整個聯(lián)網(wǎng)收費片區(qū)的收費工作。故而，我們必須在機電工程電力監(jiān)測系統(tǒng)上做文章，加大投入，建立高效的機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。這樣，就能夠迅速的發(fā)現(xiàn)問題，及時的排除問題，由監(jiān)控中心統(tǒng)一集中監(jiān)控，很顯然這樣就能夠大大的提高設備運行的可靠性和安全性，以實現(xiàn)供電系統(tǒng)的高效性、科學性、自動性的目標。
另外，現(xiàn)階段小偷盜竊高速公路沿線的電纜的情況非常的普遍，如果建立了機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，就可以對全線的外場設備的供電情況進行有效的監(jiān)控，當小偷切斷電纜的時候，外場設備供電系統(tǒng)就會中斷，監(jiān)控中心的工作人員就會快速的收到供電異常報警信息，并根據(jù)外場設備的具體的里程樁號通知路政隊的工作人員上路巡查，這在一定的程度上，為當場抓獲盜竊者提供了可能性，能夠極大的震懾電纜盜竊者，保衛(wèi)高速公路沿線的電纜的安全。因此，機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的重要的組成部分，一個相對完整的監(jiān)控系統(tǒng)毫無疑問應該包含一個科學、高效、全方位的機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。
四．結束語
高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計對于高速公路的現(xiàn)代化自動管理具有重要意義，應該注重加強這方面的研究和應用。
參考文獻：
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第5篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
Abstract： According to the requirement of 3D management automation up-down and parallel transferring garage， this paper designed a kind of 3D garage monitoring system based on Kingview software. According to the 3D garage control requirements， introduced the structure of the monitoring system， specifically introduced the method of design and realization steps of using Kingview software development 3D up-down and translation stereo garage control system.
關鍵詞： 立體車庫；組態(tài)王；監(jiān)控系統(tǒng)
Key words： 3D garage；SCADA；monitor system
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）30-0189-03
0 引言
隨著我國經(jīng)濟水平的提升，我們逐漸進入數(shù)字化和信息化城市，城市化進程發(fā)展效果明顯，人民的收入水平也大大提高，所以很多人民在滿足生活的水平下，就會購買汽車，因此汽車大量進入家庭。但是隨之而來的問題就多了，其中最難解決的就是停車難的問題，這個問題成為現(xiàn)在困擾人們的一個社會問題。未來5年，從潛在的需求角度來講，中國將成為世界上最大的立體車庫需求市場，這就需要興建立體車庫。而立體車庫的興建，也能解決當前的問題，既能緩解城市停車難的矛盾，也能減少停車場因為占用土地面積產(chǎn)生的問題。
3D升降橫移式立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)作為系統(tǒng)運行、實時分析車庫數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控車庫運行狀況的手段，是立體車庫控制系統(tǒng)設計的重要組成部分之一。3D升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)采用IPC與PLC配合，就實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的監(jiān)控?，F(xiàn)場器件與PLC直接相連，這樣PLC就會接收光電開關、行程開關等器件反饋的實時信息，還可以根據(jù)IPC預先設定的指令來完成現(xiàn)成操作；IPC操作系統(tǒng)選用的是Windows XP并在IPC中安裝（KingView）組態(tài)王軟件作為監(jiān)控軟件平臺，實時、動態(tài)地顯示現(xiàn)場設備運行狀態(tài)。前臺軟件的主要軟件系統(tǒng)是對用戶的操作系統(tǒng)的反應進行監(jiān)控管理；后臺軟件是根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)的性質，對其進行分類，然后分批進行處理[1]。從而實現(xiàn)IPC對整個立體車庫控制系統(tǒng)的控制與管理，實現(xiàn)全自動化的控制水平[2]。
1 3D升降橫移式立體車庫的原理
立體車庫的發(fā)展，在一定程度上大大緩解了停車難的問題。為了建筑物所處的位置以及不同方向的擴展，就需要以下形式來發(fā)展：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式等[3]。
其中升降橫移式立體車庫采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設備叫升降橫移機械式停車庫，一般為準無人方式[4]。升降橫移式立體車庫采用模塊化設計，車位數(shù)從幾個到上百個均可，能利用多種場地條件，運用多種組合方式，有效利用場地有限空間[4-5]。
改進后的立體車庫為3D升降橫移式的立體車庫，如圖1所示。3D升降橫移式立體車庫運行原理在于內(nèi)層車輛只能升降進退、外層車輛只能升降橫移，存取車輛時利用托盤的移動產(chǎn)生垂直和水平的通道，實現(xiàn)后層車輛和高層車輛的存取，全部邏輯過程均由PLC進行控制。該類立體車庫要留一列作為空車位，供車輛進出的升降平移使用。
該種車庫為X×Y×Z三維矩陣形式，可以設計為多層，多列，多縱。其中，X為三維矩陣的列，及車庫的列數(shù)；Y為三維矩陣的行，及車庫的層數(shù)；Z為三位矩陣的縱，及車庫的縱數(shù)。Z為汽車進出方向。
我們以3×2×2為例，可以停放的車輛數(shù)為10輛。這樣便更合理的利用了空間。
2 3D升降橫移式立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)結構
3D升降橫移式立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)采用“總站+分站+PLC+現(xiàn)場操作機構（按鈕、行程開關、接觸器、電動機等）”的典型結構，我們在分站中安裝了KingView組態(tài)軟件形成一個分站系統(tǒng)，通過這個分站系統(tǒng)來監(jiān)控PLC的運行情況，并和PLC進行實時數(shù)據(jù)交換；利用分站系統(tǒng)來控制立體車庫的車輛存取。3D升降橫移式立體車庫采用了多個車庫，便用多個分站系統(tǒng)來分別控制。多個分站系統(tǒng)利用以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇傉局?，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與交換[6]。見圖2。
該控制系統(tǒng)采用計算機控制系統(tǒng)來控制車輛的存取。
3 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的設計及運行調(diào)試
本系統(tǒng)選用的監(jiān)控軟件為北京亞控公司的組態(tài)王6.53。在上位機中運行組態(tài)軟件，用于采集PLC的實時數(shù)據(jù)，同時提供給操作人員，方便監(jiān)控與管理[7]。
3.1 通信設置 組態(tài)王可以通過編程電纜同多臺PLC連接，由圖2控制系統(tǒng)結構圖可知，在住宅小區(qū)停車場模擬監(jiān)控系統(tǒng)中，我們采用一臺上位機控制一臺PLC，所以在組態(tài)王分站與PLC的連接上，我們用串行口直接進行連接；而每個組態(tài)王分站之間通過以太網(wǎng)與系統(tǒng)總站相連接。
要實現(xiàn)組態(tài)王與PLC之間的通信，我們首先要通過設備配置向導定義一個串口類設備，我們選擇與PLC相應的連接口，再按照向導完成設置。如圖3所示。
當我們定義好一個串口設備后，我們還需要對定義好的串口設備進行參數(shù)設置，在這里以組態(tài)王與三菱FX2N系列PLC通信為例。組態(tài)王通訊參數(shù)的設置要與三菱FX2N系列PLC的參數(shù)設置保持一致。用RS232連接組態(tài)王與三菱FX2N系列PLC的情況下，要求PLC的波特率為9600bps，數(shù)據(jù)位長度為7，停止位長度為1，奇偶校驗位為偶校驗。如圖4所示。圖4為設置好的通訊參數(shù)。
3.2 建立變量庫 我們?yōu)榱送ㄟ^屏幕用動畫的方式來監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況，就需要啟動組態(tài)王運行，而數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王核心的部分，而數(shù)據(jù)庫是連接上位機和下位機的橋梁，能讓工作人員的控制指令迅速送到生產(chǎn)現(xiàn)場[8]。
在整個系統(tǒng)中，主要使用除了電器、行程開關、光電開關以及一些按鈕等外部設備，這些外部設備的數(shù)據(jù)主要通過通信線纜就傳輸?shù)浇M態(tài)王系統(tǒng)中了，同時組態(tài)王系統(tǒng)通過這些向外部發(fā)送指令，所以這些外部設備的變量定義為I/O離散型變量。汽車及其托盤的移動不與外部交換數(shù)據(jù)，定義為內(nèi)存實型變量。表1為本系統(tǒng)中組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典中定義的部分變量。
3.3 組態(tài)監(jiān)控界面設計與編程 考慮到3D升降橫移式立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的實際功能，設計了系統(tǒng)登錄界面、監(jiān)控主界面、報警界面，其中3D升降橫移式立體車庫主界面如圖5所示。
監(jiān)控界面主要包括狀態(tài)顯示區(qū)和動作仿真區(qū)兩個部分，狀態(tài)顯示區(qū)包括立體車庫工作模式選擇按鈕（全自動、半自動、存車、取車按鈕）、車位選擇按鈕、及返回登錄界面按鈕組成。動作仿真區(qū)可以直觀的顯示整個立體車庫存車或取車的工作流程。
完成整個監(jiān)控界面的繪制后，我們需要進行動畫連接。比如進行汽車的移動以及托盤的移動。這些動畫效果都通過動畫連接中的水平移動連接或者垂直移動連接來實現(xiàn)。汽車水平移動連接如圖6所示。
完成監(jiān)控畫面中所有控件的動畫連接后，還需要對系統(tǒng)進行命令語言的編寫。在組態(tài)中，要讓所設計出來的畫面能夠按照我們的語氣方式動作來發(fā)展，這就離不開命令語言的編寫。命令語言可以通過命令，實現(xiàn)汽車、托盤的移動，界面的調(diào)用，系統(tǒng)的登陸與退出等。我們可以打開組態(tài)工程瀏覽器中的“應用程序命令語言”對話框，設置程序掃描周期，同時在“運行時”車庫相對位置移動的命令語言：
if（＼＼本站點＼車位1前限位==0 &&＼＼本站點＼車位4下限位==1）
{
＼＼本站點＼車位7前進_Y=＼＼本站點＼車位7前進_Y+10；
＼＼本站點＼托盤7前進_Y=＼＼本站點＼托盤7前進_Y+10；
if（＼＼本站點＼托盤7前進_Y>=460）
{
＼＼本站點＼車位4下限位=0；
＼＼本站點＼光電開關7=1；
＼＼本站點＼光電開關4=0；
}
}
3.4 調(diào)試運行 程序檢查無誤以及組態(tài)軟件與PLC通信成功后，將編寫好的PLC程序下載到PLC主機中，然后在上位機中打開組態(tài)王軟件，并打開制作好的監(jiān)控界面，切換到運行狀態(tài)，輸入登錄名和登錄密碼，即可進入監(jiān)控界面。觀察監(jiān)控界面與實際運行環(huán)境是否同步，如果出現(xiàn)錯誤，可返回開發(fā)界面，進行微調(diào)，直至運行正常為止[9]。
4 總結
3D升降橫移式立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)采用組態(tài)王6.53組態(tài)軟件設計，實現(xiàn)了對立體車庫工作情況的實時監(jiān)控與管理，人機界面良好，可以保證系統(tǒng)正常運行。
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第6篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
PLC分為固定式和組合式兩種不同的類型,但是其基本結構式相同的,一般是由CPU、存儲器和I/O輸出設備等組成。采用PLC技術的監(jiān)控系統(tǒng)可以用于隧道交通信號燈的控制,以及檢測電流模擬信號。一般風機控制柜上的軟啟動器也是采用PLC進行控制的,通過配置開關量來控制風機的啟動、停止和轉反轉。
監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設計
監(jiān)控系統(tǒng)中需要采集的數(shù)據(jù)量非常大,要求設計的系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)處理能力,所以我們選用DSP處理器。為了簡化監(jiān)控系統(tǒng)對的額結構,提高其運行可靠性,設計中決定采用集成的視頻處理芯片,該類型的芯片將信號的預處理、濾波以及A/D轉換和時鐘發(fā)生器都功能集中在一起,在將模擬信號轉換為數(shù)字信號的過程中避免了系統(tǒng)對分立元件的要求,也節(jié)省了設計成本。另外,采用集成視頻處理信號只需要在新器件中加載新的寄存器初值就可以方便的改變原有電路的特性,避免了元件更換和調(diào)節(jié)過程中的不便,也減少了系統(tǒng)開發(fā)的時間。這次設計我們采用的是飛利浦公司生產(chǎn)的SAA7113視頻處理芯片。
1系統(tǒng)主控芯片的設計
這次設計中系統(tǒng)采用了DSP處理器,它采用改進的哈佛機構,能夠同時訪問指令和數(shù)據(jù);并且具有獨立的DMA控制器,能夠在不影響DSP處理速度的情況下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸。目前,國內(nèi)應用較多的是T1公司生產(chǎn)的TMS320C54x系列,其價格低,功耗小。這次設計中我們也采用該系列的產(chǎn)品其型號為TMS320VC5402。它具有40個邏輯運算單位,內(nèi)含兩個累加器和一個40位的桶形移位器。C5402內(nèi)部還有ROM單元,可以用來存儲程序或者數(shù)據(jù),另外還有一個緩沖串行口和8位的HPI接口,兩個16位定時器、一個六通道DMA控制器和一個PLL時鐘發(fā)生器。
2電源設計
監(jiān)控系統(tǒng)中TMS320VC5402芯片要求輸入輸出的電壓為3.2V,但是內(nèi)核電壓只有1.5V,所以系統(tǒng)設計中其他芯片的接口電壓要能夠兼容3.3V,電源的設計要特別考慮功率的影響。本次設計中電源采用雙電壓供電,這時只需要考慮上電順序的問題。主控芯片對上電順序的要求是電源的核電壓應比I/O口先供電,斷開時要晚于I/O口,且要Vd先上電,上電時要保證整個系統(tǒng)的上電過程必須在25ms內(nèi)完成。這時因為Vc先于Vd上電時對芯片本身沒有損害,只是芯片周邊的輸入和輸出變?yōu)闊o效,反之會對芯片的驅動和緩沖造成沖擊,從而損壞芯片。所以在這次設計中我們選擇的是T1公司生產(chǎn)的TPS767D318,該電源的輸出為3.3V和1.8V的雙路輸出,保證了系統(tǒng)對功率和上電次序的要求。
3復位電路設計
DSP系統(tǒng)運行時時鐘頻率較高,在運行過程中經(jīng)常發(fā)生干擾和擾的現(xiàn)象,嚴重時還會造成死機。所以在這次設計過程中我們還加入了復位電路,以確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。其原理是給監(jiān)視線提供一個高低電平發(fā)生變化的信號,在規(guī)定時間內(nèi)如果沒有出現(xiàn)信號的變化,復位電路就會對系統(tǒng)進行復位操作,反之,則繼續(xù)運行。這次設計中我們采用的是MAXIM公司的MAX706T監(jiān)控電路,能夠滿足3V電源系統(tǒng)和5V電源系統(tǒng)的供電需要。
結語
第7篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
1.1現(xiàn)場總線技術在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
現(xiàn)場總線技術是電子技術、儀表技術以及計算機計算等多項技術融合的成果,能夠實現(xiàn)現(xiàn)場儀表與控制設備間的全數(shù)字化和雙向多變量數(shù)字通信,為整個監(jiān)控系統(tǒng)的全數(shù)字化奠定了基礎。
1.2無線傳感器技術在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
隨著無線傳感技術的發(fā)展,無線傳輸?shù)乃俾室苍诓粩嗵岣?。在無線傳輸方式中比較有代表性的是ZigBee技術,它的傳輸速率為10～250kb/s,用于溫度和濕度等數(shù)據(jù)的傳輸,其工作狀態(tài)下的功耗為30MW,所以其成本較低,并且能夠在10m～75m范圍間進行信息的傳遞。ZigBee技術是未來無線通信技術的主流,而且支持ZigBee的設備的價格也會越來越低。其應用范圍包括對危險化學品成分的檢測以及火警的早期檢測和預報等等。在醫(yī)學領域可以準確的監(jiān)測病人的血壓、心跳以及體溫等,減少醫(yī)生的勞動工作量。另外該技術還可以用于家庭安全系統(tǒng)的構建,避免了紅外裝置受角度影響的限制。
1.3PLC技術在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
PLC分為固定式和組合式兩種不同的類型,但是其基本結構式相同的,一般是由CPU、存儲器和I/O輸出設備等組成。采用PLC技術的監(jiān)控系統(tǒng)可以用于隧道交通信號燈的控制,以及檢測電流模擬信號。一般風機控制柜上的軟啟動器也是采用PLC進行控制的,通過配置開關量來控制風機的啟動、停止和轉反轉。
2監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設計
監(jiān)控系統(tǒng)中需要采集的數(shù)據(jù)量非常大,要求設計的系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)處理能力,所以我們選用DSP處理器。為了簡化監(jiān)控系統(tǒng)對的額結構,提高其運行可靠性,設計中決定采用集成的視頻處理芯片,該類型的芯片將信號的預處理、濾波以及A/D轉換和時鐘發(fā)生器都功能集中在一起,在將模擬信號轉換為數(shù)字信號的過程中避免了系統(tǒng)對分立元件的要求,也節(jié)省了設計成本。另外,采用集成視頻處理信號只需要在新器件中加載新的寄存器初值就可以方便的改變原有電路的特性,避免了元件更換和調(diào)節(jié)過程中的不便,也減少了系統(tǒng)開發(fā)的時間。這次設計我們采用的是飛利浦公司生產(chǎn)的SAA7113視頻處理芯片。
2.1系統(tǒng)主控芯片的設計
這次設計中系統(tǒng)采用了DSP處理器,它采用改進的哈佛機構,能夠同時訪問指令和數(shù)據(jù);并且具有獨立的DMA控制器,能夠在不影響DSP處理速度的情況下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸。目前,國內(nèi)應用較多的是T1公司生產(chǎn)的TMS320C54x系列,其價格低,功耗小。這次設計中我們也采用該系列的產(chǎn)品其型號為TMS320VC5402。它具有40個邏輯運算單位,內(nèi)含兩個累加器和一個40位的桶形移位器。C5402內(nèi)部還有ROM單元,可以用來存儲程序或者數(shù)據(jù),另外還有一個緩沖串行口和8位的HPI接口,兩個16位定時器、一個六通道DMA控制器和一個PLL時鐘發(fā)生器。
2.2電源設計
監(jiān)控系統(tǒng)中TMS320VC5402芯片要求輸入輸出的電壓為3.2V,但是內(nèi)核電壓只有1.5V,所以系統(tǒng)設計中其他芯片的接口電壓要能夠兼容3.3V,電源的設計要特別考慮功率的影響。本次設計中電源采用雙電壓供電,這時只需要考慮上電順序的問題。主控芯片對上電順序的要求是電源的核電壓應比I/O口先供電,斷開時要晚于I/O口,且要Vd先上電,上電時要保證整個系統(tǒng)的上電過程必須在25ms內(nèi)完成。這時因為Vc先于Vd上電時對芯片本身沒有損害,只是芯片周邊的輸入和輸出變?yōu)闊o效,反之會對芯片的驅動和緩沖造成沖擊,從而損壞芯片。所以在這次設計中我們選擇的是T1公司生產(chǎn)的TPS767D318,該電源的輸出為3.3V和1.8V的雙路輸出,保證了系統(tǒng)對功率和上電次序的要求。
2.3復位電路設計
DSP系統(tǒng)運行時時鐘頻率較高,在運行過程中經(jīng)常發(fā)生干擾和擾的現(xiàn)象,嚴重時還會造成死機。所以在這次設計過程中我們還加入了復位電路,以確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。其原理是給監(jiān)視線提供一個高低電平發(fā)生變化的信號,在規(guī)定時間內(nèi)如果沒有出現(xiàn)信號的變化,復位電路就會對系統(tǒng)進行復位操作,反之,則繼續(xù)運行。這次設計中我們采用的是MAXIM公司的MAX706T監(jiān)控電路,能夠滿足3V電源系統(tǒng)和5V電源系統(tǒng)的供電需要。
3結語
第8篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
關鍵詞：果蔬儲藏；環(huán)境監(jiān)控；系統(tǒng)模式；控制算法
中圖分類號：x859 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150932006
引言
我國是一個生產(chǎn)和消費水果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的大國，對農(nóng)產(chǎn)品、特別是水果和蔬菜的需求呈逐年上升的態(tài)勢。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，2012年我國水果產(chǎn)量達2.41億噸，水果種植面積同比增加1.2%，產(chǎn)量同比增加5.7%；2012年，我國蔬菜總產(chǎn)量達到7.09億噸，較上年凈增加2953萬噸。如此規(guī)模和上升勢頭的果蔬產(chǎn)業(yè)，亟需先進的儲藏系統(tǒng)和設備確保果蔬的品質與長時間保存，而由于儲藏技術不過關，每年我國果品腐爛1200萬噸之多，蔬菜腐壞更是高達1.3億噸，每年損耗金額達1000億元以上。
果蔬儲藏環(huán)境具有多因子性、多變性和非線性的特征。需要監(jiān)控的環(huán)境因子有溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度等，監(jiān)控系統(tǒng)的任務就在于測量影響因子的數(shù)值，根據(jù)既定的控制算法確定出被控量的控制量值，通過實時合理的調(diào)節(jié)環(huán)境因子，改善儲藏環(huán)境，達到長時間保鮮儲藏的目的。果蔬儲藏環(huán)境的監(jiān)控有3個不同的層次：人工監(jiān)控、自動監(jiān)控和智能監(jiān)控[1]。3種方式中，人工監(jiān)控屬于最初階段的方式，由于其諸多缺點，現(xiàn)已較少采用；自動監(jiān)控是我國應用最多的果蔬儲藏環(huán)境監(jiān)控方式；智能監(jiān)控方式處于研究水平的較多，實際投入實踐的較少，但智能監(jiān)控勢必是未來的發(fā)展趨勢，因其能更合理、精確與智能地對果蔬儲藏環(huán)境實施監(jiān)督和控制，使得儲藏效果更好[2]。
1 果蔬儲藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)模式
1.1基于單片機的監(jiān)控模式
整個系統(tǒng)以單片機為核心，按照信息流向和控制模塊組成劃分為：前向輸入通道、控制面板和后向輸出控制3部分，如圖1所示。工作過程為：前端傳感器采集儲藏環(huán)境信息，經(jīng)數(shù)模轉換芯片傳給單片機處理中心，單片機中存儲了某種或某幾種果蔬必需的儲藏環(huán)境因子數(shù)值，將其與傳感器實時采集的環(huán)境因子參數(shù)數(shù)值進行比較運算，輸出的結果控制各個執(zhí)行機構的動作[14]。單片機監(jiān)控模式是集中式控制結構，單片機承擔了所有的控制要求，一旦單片機出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)就會失去控制，因此對單片機性能要求較高。
單片機監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)果蔬儲藏環(huán)境的全局管理，操作簡單、成本低廉，但可靠性較差、精度不高、故障率高，且自動化水平較低。
1.2基于PLC的監(jiān)控模式
基于PLC，即可編程控制器的果蔬儲藏環(huán)境監(jiān)控模式由上位機、PLC、數(shù)據(jù)采集單元及驅動執(zhí)行機構組成，模式框圖如圖2所示。上位機作為全系統(tǒng)的管理監(jiān)控中心，負責統(tǒng)一管理；PLC作為控制核心，通過擴展模塊，接受來自傳感器的環(huán)境因子參數(shù)信息，實時處理數(shù)據(jù)并發(fā)送指令，經(jīng)驅動執(zhí)行機構調(diào)控儲藏環(huán)境小氣候，實現(xiàn)儲藏環(huán)境的自動化監(jiān)控。
PLC作為系統(tǒng)的控制核心，融合了計算機控制技術、通信技術、傳感器技術和傳統(tǒng)繼電器技術，具有控制能力強、操作靈活方便、可靠性高和適宜長期連續(xù)工作的特點。
1.3 基于CAN現(xiàn)場總線的系統(tǒng)模式
CAN（Controller Area Network），即控制器局域網(wǎng)，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網(wǎng)絡，由德國博世公司于20世紀80年代中期開發(fā)。CAN總線的通信速率最高可達1Mbps，通信距離最遠可達10km，總線上可掛接的節(jié)點數(shù)達110個，總線接口芯片支持8位、16位CPU。CAN總線通信介質為雙絞線，用戶接口簡單，編程方便，可采取點對點、點對多點和全局廣播的方式傳送數(shù)據(jù)。
基于CAN現(xiàn)場總線的系統(tǒng)模式由上位機監(jiān)控中心、現(xiàn)場控制器、傳感器和執(zhí)行機構組成，組網(wǎng)簡單，成本適中，宜于進行大規(guī)模、多儲藏室的監(jiān)控，系統(tǒng)框圖如圖3所示。
1.4 基于網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)模式
基于網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)模式包括無線通信網(wǎng)絡和Internet互聯(lián)網(wǎng)絡，無線通信網(wǎng)絡可采用GPRS、3G、微波等方式實現(xiàn)遠距離儲藏環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的傳輸，Internet網(wǎng)絡使得管理人員可以通過遠程登錄的方式在異地就可完成對儲藏現(xiàn)場的操控，只要有Internet網(wǎng)絡覆蓋就可隨時隨地掌控果蔬儲藏的情況。
該系統(tǒng)模式分解成五層結構，最底層為現(xiàn)場層，由控制器、傳感器和驅動執(zhí)行機構組成，采用總線拓撲結構，傳感器負責采集環(huán)境因子參數(shù)數(shù)據(jù)，驅動電路芯片驅動執(zhí)行機構調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，控制器接受控制指令完成控制操作；第二層為無線通信網(wǎng)絡層，負責現(xiàn)場層采集的數(shù)據(jù)和上層發(fā)送的控制指令的傳輸；第三層是監(jiān)控層，完成下層傳輸上來的數(shù)據(jù)的存儲、顯示、處理和控制決策的制定；第四層是Internet網(wǎng)絡層，實現(xiàn)遠程登錄；第五層為Web客戶層，通過瀏覽器遠程訪問監(jiān)控現(xiàn)場，系統(tǒng)框圖如圖1.4所示。通過網(wǎng)絡技術、無線通信技術實現(xiàn)的儲藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)管理的儲藏室規(guī)模大、范圍廣，易于統(tǒng)籌，通過遠程登錄的方式能方便的了解到現(xiàn)場的實際情況，利于決策的制定。但是，此系統(tǒng)所需的軟硬件多、技術要求高、成本高，實現(xiàn)起來有一定難度也是其不足之處。
1.5 基于Zigbee無線技術的系統(tǒng)模式
Zigbee是一種短距離、低速率無線網(wǎng)絡技術，主要用于近距離無線連接。在2.4G Hz輸出功率和良好信道環(huán)境下，傳輸距離可達100米，數(shù)據(jù)傳輸率可達250kbps，具有功耗低、可靠性高、可擴展性好等優(yōu)點[5]。
基于Zigbee網(wǎng)絡的系統(tǒng)模式由5部分組成：上位機監(jiān)控管理部分、控制器部分、傳感器節(jié)點、協(xié)調(diào)器網(wǎng)關節(jié)點和驅動執(zhí)行部分，系統(tǒng)框圖如圖5所示[3]。
2 果蔬儲藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)控制算法
監(jiān)控系統(tǒng)的硬件核心可以說是控制器，性能優(yōu)良的控制器不僅能夠出色完成預定的控制任務，而且還要消耗較少的能量，具有實時性好、效率高等特點。與此同時，系統(tǒng)還有一個軟件核心，是人為設置的控制策略，即算法。好的算法可使得控制精度高，系統(tǒng)時延小，甚至具有智能。
2.1 模糊控制算法
儲藏環(huán)境系統(tǒng)是一個受多變量影響的大慣性非線性系統(tǒng)，且有交連、時延現(xiàn)象，很難對這類系統(tǒng)建立精確地數(shù)學模型，也就不適宜用經(jīng)典控制方法和現(xiàn)代控制方法實現(xiàn)控制。模糊控制不需要建立被控對象的精確數(shù)學模型，它是通過計算機執(zhí)行人類用自然語言描述的規(guī)則，綜合考慮各種環(huán)境參數(shù)完成控制任務。
模糊控制的基本思想是把專家對特定被控對象和過程的控制策略總結成一系列控制規(guī)則，通過模糊推理得到控制作用集，作用于被控對象和過程。模糊控制的一般步驟如下：
定義模糊子集，建立模糊控制規(guī)則；
由基本論域轉變?yōu)槟：险撚颍?/p>
模糊關系矩陣運算；
模糊推理合成，求出控制輸出模糊子集；
進行逆模糊運算，判決，得到精確控制量。
模糊控制的一般結構如圖6所示。
2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法
神經(jīng)網(wǎng)路是由簡單處理單元，被稱為“神經(jīng)元”，構成的大規(guī)模并行分布式處理器，具有存儲經(jīng)驗知識并使之可用的特性，特別適合于具有較高非線性和難于建立精確數(shù)學模型的系統(tǒng)的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡通過學習過程，通常采用多組樣本值進行訓練的方式，從外界環(huán)境中獲取知識，互聯(lián)神經(jīng)元的連接強度，即突觸權值，用于存儲獲取的知識，經(jīng)過多次有序的改變網(wǎng)絡的突觸權值，達到想要的設計目標。
神經(jīng)元是神經(jīng)網(wǎng)絡的基本信息處理單位，由三種基本要素組成：突觸、加法器和激活函數(shù)。每一個突觸由其權值或強度作為特征，每個輸入信號和權值相乘送往加法器；加法器用于求輸入信號被神經(jīng)元的相應突觸加權的和；激活函數(shù)用來限制神經(jīng)元輸出的振幅，神經(jīng)元模型圖如圖7所示。
2.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法
模糊算法與神經(jīng)網(wǎng)絡算法的共同點在于處理和解決問題時都不需要對象的精確數(shù)學模型。但一般來說，神經(jīng)網(wǎng)絡不能直接處理結構化的知識，它需用大量的訓練數(shù)據(jù)，通過自己學習的過程，并借助其并行分布式結構來估計輸入輸出的映射關系。模糊算法可以直接處理結構化的知識，也就是由專家給出的“規(guī)則”，因其引入了“隸屬度”的概念，使得“規(guī)則”可以數(shù)值化。模糊算法與神經(jīng)網(wǎng)絡算法的結合，能將神經(jīng)網(wǎng)絡的學習機制引入模糊控制中，使模糊控制也具有自學習、自適應的能力，使神經(jīng)網(wǎng)絡借助大規(guī)模的并行分布式處理結構完成模糊的推理過程，構建一個帶有人類感覺和認知成分的自適應系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡結合模糊控制，它“不知不覺“中向訓練數(shù)據(jù)學習，產(chǎn)生、修正并高度概括輸入輸出之間的模糊規(guī)則，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡自適應的產(chǎn)生和精煉這些規(guī)則，然后根據(jù)輸出模糊集合的幾何分布及由過去經(jīng)驗產(chǎn)生的模糊規(guī)則推理得出結論。神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊控制的融合方式如圖8所示。
2.4 模糊PID控制算法
常規(guī)PID算法具有原理簡單、實現(xiàn)方便的優(yōu)點，廣泛應用于過程控制領域， PID算法適于簡單的單輸入、單輸出線性系統(tǒng)的控制，穩(wěn)態(tài)性能好，但動態(tài)性能較差，且容易產(chǎn)生超調(diào)，抗干擾能力差，對于非線性、時變、大滯后和參數(shù)難以實現(xiàn)在線整定的系統(tǒng)有難以克服的局限性。模糊控制算法魯棒性和動態(tài)性能較好，自適應性強，對參數(shù)變化不敏感，能較大范圍適應參數(shù)變化，對于非線性時變滯后系統(tǒng)而言，有較好的控制效果，考慮到果蔬儲藏環(huán)境條件的多變性，可將二者控制算法結合實現(xiàn)穩(wěn)定、高效、可靠地監(jiān)控。
模糊PID算法的實現(xiàn)由模糊參數(shù)調(diào)節(jié)器和標準PID控制器共同完成。模糊參數(shù)調(diào)節(jié)器以誤差e和誤差變化率 作為輸入，PID參數(shù)KP、KI、KD作為輸出，利用模糊控制規(guī)則在線對PID參數(shù)進行修改，運行過程中不斷檢測e和，不斷對三個參數(shù)進行修改，從而達到良好的控制性能。模糊PID原理圖如圖9所示。
3 結語
針對目前我國果蔬儲藏業(yè)的現(xiàn)狀，本文綜述了可應用于果蔬儲藏環(huán)境監(jiān)控的五種系統(tǒng)模式和四種控制算法，用于改善果蔬儲藏的條件，較少儲藏損失，提高儲藏品質。五種系統(tǒng)模式各具特點，適用不同的應用場合，實現(xiàn)的難易程度不同，成本有高有低，根據(jù)我國現(xiàn)狀可實現(xiàn)多元化的選擇，形成多元化的應用格局。四種控制算法相較常規(guī)控制方法，有其獨特的一面，一定程度上使得控制的可靠性和精確性更高，但實現(xiàn)上有其難度，需要綜合考慮，謹慎選擇?？傊?，對果蔬儲藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及控制算法的研究，會越來越向著智能化和網(wǎng)絡化兩個方向發(fā)展，人為干預程度越低，自動化程度越高，則監(jiān)控效果會更好。
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第9篇：監(jiān)控系統(tǒng)設計論文范文
關鍵詞：監(jiān)控中心 安防監(jiān)控報警系統(tǒng) 電視監(jiān)控
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0145-01
隨著數(shù)字網(wǎng)絡信息時代的到來，數(shù)字化高新技術產(chǎn)品日益增加和完善。各行業(yè)為了提高和完善生產(chǎn)、管理水平和增加競爭性，都爭先采用完善的高新技術產(chǎn)品。數(shù)字化網(wǎng)絡視頻監(jiān)控正逐步取代傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以其特有的優(yōu)勢在各個行業(yè)得到廣泛的應用。醫(yī)院的主要出入口、電梯間、公共區(qū)域等需要24小時實時監(jiān)控，其他如：病房、監(jiān)護室的患者24小時監(jiān)護，手術室的手術觀摩學習，醫(yī)生的共同會診，都有網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的用武之地，但最直接的應用點還要數(shù)危重急救病房和手術室等場所。
1 概述
醫(yī)院安防監(jiān)控指揮中心實施人防（民防）應急求援的指揮調(diào)度和戰(zhàn)時防空襲輔助指揮的場所，對其安裝安全防范系統(tǒng)的建設十分必要。一個完整的綜合安保系統(tǒng)由應多項子系統(tǒng)組成，并與其它系統(tǒng)存在相關聯(lián)系，其構成圖1如下。
1.1 系統(tǒng)功能分析
監(jiān)控中心對醫(yī)院各樓層區(qū)域、重要出入口、通道的監(jiān)控；院內(nèi)重要通道、進出口、偽裝房的監(jiān)控；醫(yī)院周邊圍墻的監(jiān)控；地下物資庫的監(jiān)控；醫(yī)院院圍墻防范非法翻越報警系統(tǒng)；監(jiān)控中心集中對前端攝像機進行顯示、控制等；監(jiān)控信號在監(jiān)控中心辦公樓可視；通過網(wǎng)絡經(jīng)授權的計算用戶可任意實現(xiàn)對圖像調(diào)用，執(zhí)行日常的運作；電視監(jiān)控系統(tǒng)與防盜報警系統(tǒng)可實現(xiàn)聯(lián)動功能；所有圖像的錄制采用數(shù)字化錄像模式，保存時間達一個月或以上；系統(tǒng)操作簡單，易上手，具備一定的超前性，在功能上應滿足當前和未來一段時期發(fā)展的要；主機預留容量和接口，便于今后擴容，并適應網(wǎng)絡的需要。
1.2 系統(tǒng)設計思路
該系統(tǒng)包括電視監(jiān)控系統(tǒng)、周邊防范報警系統(tǒng)兩部分；電視監(jiān)控系統(tǒng)：采用視頻集中管理控制，數(shù)字記錄與視頻矩陣控制相結合的解決方案實現(xiàn)前端監(jiān)控點位圖像的保存和網(wǎng)絡傳輸。在監(jiān)控中心設置電視幕墻，以實現(xiàn)對前端監(jiān)控點位圖像顯示及監(jiān)視。周邊防范報警系統(tǒng)：采用集中控制管理方式。在監(jiān)控中心及分控中心，均可實現(xiàn)對所有的視頻信號進行監(jiān)視、調(diào)看、錄像。
2 電視監(jiān)控系統(tǒng)
2.1 簡述
在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，可以把被監(jiān)視場所的圖像傳送到監(jiān)控中心，使被監(jiān)控場所的情況一目了然。它具有圖像直觀性、實時性、信息量大等特點。通過建立電視監(jiān)控系統(tǒng)，可使醫(yī)院監(jiān)控指揮中心管理人員了解各重要地區(qū)的狀況，實時獲得第一手圖像資訊，大大提高管理能力。同時，電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以不但與門禁管理系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、應急廣播子系統(tǒng)等其他子系統(tǒng)聯(lián)動運行，使應用效果更加強大，電視監(jiān)控系統(tǒng)的另一特點是它而且應當可以把監(jiān)視場所的圖像和聲音全部或部分記錄下來，這樣就為日后對某些事件的處理提供了方便條件及重要依據(jù)。
2.2 系統(tǒng)構成及工作原理
監(jiān)控系統(tǒng)可劃分為前端攝像、傳輸、控制、顯示與記錄設備以及網(wǎng)絡分控中心5部分。攝像機通過同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂票O(jiān)控中心。系統(tǒng)組成圖2如下。
系統(tǒng)前端設備將監(jiān)視部位的視頻信號傳送到主控室，接入16路數(shù)字硬盤錄像機進行圖像存儲及網(wǎng)絡傳遞。后再通過數(shù)字硬盤錄像機的環(huán)通輸出，接入到矩陣主機，通輸出口，接入到電視墻上的監(jiān)視器上顯示。
通過視頻矩陣主機，操作人員可發(fā)出指令，對云臺的上、下、左、右的動作進行控制及對鏡頭進行調(diào)焦變倍的操作，并可通過編程可歸類將不同區(qū)域的視頻信號輸出到分區(qū)監(jiān)視器上進行輪循或定格切換監(jiān)視。在監(jiān)視器上同時可顯示對應畫面圖像的攝像機編號或字符標題，上述操作可一次編程后每日自動運行，也可通過工作站來啟動序列運行。
同時利用數(shù)字硬盤錄像機將視頻信號進行壓縮處理，可對圖像進行錄像、回放、處理等操作，使錄像效果達到最佳。
3 結語
綜上所述，數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控是信息技術和電子技術發(fā)展的必然趨勢，并且通過在醫(yī)院的安防工作中實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控，能夠減輕醫(yī)護人員的工作負擔且有效提高工作效率。同時使得整個醫(yī)院理為人性化、智能化和先進化，更為有效地保障了醫(yī)院人員的生命安全。所以，將數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控應用到醫(yī)遼安防工作當中是大有裨益的[3]。
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