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【關鍵詞】嵌入式處理器;TC35i通信模塊;遠程控制
隨著現代通信技術的迅速發展,家電的智能化和數字化也應運而生。因此,我們利用NiosII技術設計了一個遠程控制模塊,以實現家用電器的智能化。它使得人們可以通過手機或者互聯網在任何時候,任何地點對家中的各種電器進行遠程控制。
1.系統方案介紹
本設計利用FPGA平臺的Nios II軟核處理器,調用4個IP core,其中3個為通用IO接口,剩下的一個為異步串行通訊接口。以上所有IP core的管腳均需通過SOPC Builder文件定義,否則將無法與FPGA實際外部管腳相連。由于電熱杯的驅動電流較大,FPGA的輸出電流無法將其直接開啟,故需在電熱杯與FPGA之間加入以驅動電路以實現功能。驅動電路采用繼電器作為控制器件,可以控制交變電壓220V下的電器,從而實現低壓器件控制高壓器件的目的。系統功能結構如圖1所示。
圖1 系統設計方案
2.硬件設計
2.1 FPGA_Cyclone_III_ EP3C16下載板
本設計采用搭載Altera公司推出的Cyclone III系列芯片EP3C16Q240C8N芯片作為核心處理器的EP3C16Q240C8N-FPGA/Nios II開發板進行設計。具有電源和時鐘設計完善;性能穩定可靠、結構緊湊美觀;板上乘載資源、周邊接口較多,可擴展性強;板上器件調試方便,配置容易;擴展靈活等特點[1]。
2.2 TC35i短信模塊
TC35i是德國SIEMENS(西門子)公司的一款雙頻900/1800MHz高度集成的GSM模塊[2]。它設計小巧、功耗很低,可以為很多通信應用提供經濟高效的解決方案。本設計采用RS232的UART通信模式與FPGA下載板進行數據傳輸。
2.3 驅動電路
本設計采用家用電器(電熱杯)作為控制對象,利用繼電器來控制,而繼電器本身對于FPGA芯片而言就是一個功率器件,因此這個驅動電路就顯得尤為重要。電路如圖2所示。在驅動電路中加入二極管要起到保護三極管等驅動元件的目的。當三極管的控制端,即FPGA的控制I/O管腳電平由高變低時,流經繼電器線圈的電流將迅速減小,這時線圈會產生很高的自感電動勢,與電源電流方向同向產生疊加,其電壓將加在c、e級兩端,會使三極管擊穿。采用8050三極管驅動繼電器動作;并聯上二極管后,即可將繼電器線圈中的自感電動勢限制在二極管的正向導通電壓內,此時二極管壓降為0.7V(硅管),從而達到避免擊穿三極管的目的。
圖2 繼電器原理圖
NPN型三極管8050的集電極最大電流為1.5A,其滿足電熱杯的額定工作電流1.36A,經測試,此電路未發現異常。
3.軟件設計
Nios Ⅱ軟核內部采用32位指令和數據總線,內部有32個通用寄存器和32個外部中斷源;使用同樣的指令集架構(ISA),100%二進制代碼兼容,設計者可以根據系統需求的變化更改CPU,且開發人員可以在Nios ⅡCPU 核內增加硬件,用以執行復雜運算任務,為時序要求緊張的軟件提供加速算法。[3]
3.1 Nios II嵌入式處理器設計
在Quartus下的SOPC Builder中建立軟核。設計軟核處理器時,CPU選用功能比較豐富的Nios II/f型,建立本設計所需的I/O軟核,選用數據為16位的動態隨機存儲器SDRAM,波特率為9600bps的串口(UART),JTAG UART以及EPCS Flash控制器。
圖3 軟核處理器原理圖
3.2 系統控制軟件流程圖
軟件流程圖如圖4所示,首先調用初始化函數對Nios II和液晶模塊進行初始化。對于液晶顯示器,初始化是必要的步驟,否則不能使用。在整個系統軟件的運行過程中,主要由三個判斷部分組成。每個部分都需要通過Nios II與AT命令配合使用,而AT命令需通過UART傳送到TC35i短信模塊中運行。故這三個判斷部分是整個系統軟件成功運行的關鍵所在。
3.3 模塊連接部分程序
本部分函數主要實現系統開機時的自動連接功能。當開發板上電時,會不斷從開發板的串口發送字符串“AT”。如果當TC35i短信模塊與開發板連接成功,其會通過串口回復字符串“OK”。當開發板接收到回復的字符串時,會對其進行判斷。如果接收到的字符串為“OK”時,通過液晶顯示“GSM...”,并給手機回發短信息“GSM is ok”示意連接成功,系統程序進入下一循環。如果沒有收到字符串“OK”,程序循環,直到成功接收到字符串“OK”方可跳出循環。具體程序如下。
void send_message(void)
{ /////////////////////發送短信部分
pu8Ptr = u8GsmStr6; //AT+CMGS="+8615600157929"
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 25);
Delay_ms(250);
pu8Ptr = u8GsmStr15;//短信內容
UartSendMultiByte(pu8Ptr,13);
Delay_ms(250);
UartSendByte(0x1A);
Delay_ms(100);
UartSendByte(0x1D);
UartSendByte(0x0A);
for(numb=0;numb<100;numb++)
{
Delay_ms(100);
}
圖4 軟件流程圖
3.4 短信判斷部分程序
本部分函數主要實現判斷接收到的短信內容,并根據不同的內容跳轉到不同的循環,從而實現諸如打開電熱杯、關閉電熱杯、點亮發光二極管與熄滅發光二極管的功能。在開發板與TC35i短信模塊連接正常的前提下,短信模塊在接收到字符串“+CMGS: 1”,68表示接收到的第1條信息。
void send_wenshidu(void)
{ /////////////////////發送短信部分
pu8Ptr = u8GsmStr6; //AT+CMGS=”+8615600157929”
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 25);
Delay_ms(250);
pu8Ptr = u8GsmStr5; //短信內容
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 9);
UartSendByte((u8DHT11Data[0]/10)+ 48); //C
UartSendByte((u8DHT11Data[0]%10)+ 48);
UartSendByte(‘%’);
pu8Ptr = u8GsmStr7; //短信內容
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 9); //UartSendByte(u8Temperature);
UartSendByte((u8DHT11Data[2]/10)+ 48); //C
UartSendByte((u8DHT11Data[2]%10)+ 48);
UartSendByte(‘c’);
Delay_ms(250);
UartSendByte(0x1A);
Delay_ms(100);
UartSendByte(0x1D);
UartSendByte(0x0A);
for(numb=0;numb<100;numb++)
{
Delay_ms(100);
}
4.系統實現
將TC35i短信模塊通過串行總線與EP3C16可編程片上系統開發板相連,電路板按預留接口連接完畢后,分別給TC35i和開發板接通電源。短暫等待后,可以觀察到液晶顯示出現如圖5所示的圖像,證明TC35i短信模塊已經和EP3C16可編程片上系統開發板連接成功。連接成功后就可以向短信模塊發送控制信息,控制代碼有如下兩種,其意義分別為:OPEN將電熱杯打開;CLOSE將電熱杯關閉。由于“OPEN”與“CLOSE”兩種指令功能基本相同,故在此只說明“OPEN”指令的實現。首先系統采集周圍環境的溫濕度,GSM初始化并在液晶上顯示。通過手機向TC35i短息模塊發送內容為“OPEN”的短息之后,液晶會顯示接收短信,如圖6所示。接收短信后,繼電器打開的同時液晶顯示工作狀態“turn on”。整個系統收到指令“OPEN”時,電熱杯開始工作。幾秒鐘后,手機會收到來自TC35i短信模塊的信息回復當前的環境溫濕度,如圖7所示。根據課題要求,整體功能實現如圖8所示。
5.結束語
本系統具有通過手機控制硬件的能力。可以通過手機發送的控制信息與TC35i短信模塊通信,其短信內容經RS232串行總線傳輸到FPGA芯片,在其中進行數據分析,使不同的短信內容實現不同的功能,最終實現對系統電器進行控制。可以將控制結果和周圍環境溫濕度通過液晶顯示器顯示出來,并且可以在控制完成后給指定手機返回信息、報告控制情況和現場環境狀況,完成指定功能。嵌入式處理器發展前景廣闊,GSM通信網絡雖然不是目前最新的通信體系,但市場占有率依然巨大,二者結合體現了各自的優勢,相信在今后的智能家電的舞臺上,會越來越多看到它們的身影。
參考文獻
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[2]TC35i開發手冊.
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[4]童詩白.模擬電子技術基礎(第4版)[M].北京高等教育出版社,2006.5.
關鍵詞:綠化工程;預算;造價控制
1 園林綠化工程預算措施
首先,要對園林的費用項目、工程量、范圍做好定額預算,并熟悉這些項目;其次,要對施工中的技術難題有所預見,確定好各個工程項目,包括工程材料分析和總造價以及各個單位造價的預算;最后,根據設計方案對初步設計圖進行概算,同時將這些信息及時反饋給施工單位,有利于他們及時調整設計方案。完成施工圖后,造價咨詢機構,及時對施工圖進行預算,并與設計概算進行比較分析。
2 園林綠化工程造價控制要點
2.1 園林綠化工程在設計階段的造價控制
這幾年來,許多單位的園林綠化工程都帶有很大的功利性,因此在工程建設中出現很多違背自然規律、生態原則的現象,導致綠地內大樹的數量超過標準綠化比例,盡管大樹有很高的移栽成本、較低的成活率、多病蟲等問題,業主們還是不顧專家的警告建議。因此在建設成本控制中,在設計階段進行造價控制,可以節約80%左右的造價,而施工后才考慮造價控制,僅僅節約20% 左右的投資,可見控制工程項目實體消耗量控制的重要性,這將有效避免在施工階段因考慮不周帶來的耗材浪費,影響施工效率。
此外,在設計階段的造價控制,還應推行限額設計,根據批準的設計任務書和投資估算,在保證達到使用功能的前提下,按所分配的投資限額,對控制工程施工圖進行預算,并進行設計。限額設計,關系著施工圖是否經濟合理,其對工程造價的影響重大,盡管設計費雖然只占工程全部費用的不到1%[1]。此外,為保證實際額度不超過投資限額,對控制設計和施工圖設計的不合理變更要進行嚴格控制,實行投資分解和對工程量進行控制,在滿足項目使用功能的前提下,合理設計,降低造價、節約成本,進而達到有效控制工程投資的目的。
2.2 投招標階段的綠化工程造價控制措施
為了避免由于業主不正當的壓價、哄抬價格、不合理定價引起的投標中工程報價價差相差太大,在投招標很有必要實施工程造價控制。在招標中推廣標準化設計,對技術含量高、經濟效益好、效果佳的設計方案,進行優先采用,以公開招標方式擇優選定具有堅固耐用、美觀超前、典雅莊重、經濟適用的結構和布局合理的最佳設計方案。通過優化設計方案,充分利用有限資源,提高設計質量,有利于提高技術水平和經濟效益,從而實現設計產品技術的先進性與可靠性,避免由于依據不足、方法不當、盲目決策造成的工程項目的嚴重損失,防止不顧成本隨意加大設計安全系數。在招標過程中引入合同制,通過簽訂合同,確定工程造價,更好地控制工程造價,同時明確了工程項目的結算、建造中的各項規定以及材料設備的供應方法。為保證工程合同造價的合理性,履行合同的雙方必須簽訂一份嚴密的合同,減少雙方不必要的糾紛,從而更好地維護合同的利益,有效控制造價。
2.3 園林綠化工程施工階段的造價管理
在施工階段,要及時跟蹤市場動態,掌握市場的價格變化信息。在施工階段應對設計變更進行嚴格把關,由于綠化工程自身的特點,改變一個植物品種或者改變種植方式 ,都將帶來工程天壤之別的預算、結算,因此應杜絕內容不明、沒有詳細具體的品種、種植方式的改變而帶來的增加耗材的變更[2],其次對于嚴重影響園林綠化工程造價的設計變更應該把好關,要先做好預算并根據功能、美觀、造價等綜合考慮后才能變更,在造價上不得多算或不按規則計算。嚴格審核設計變更后產生的費用增收和索賠損失情況,以達到事半功倍的造價控制效果。
此外,應該嚴格對施工單位的簽證進行認真核實,盡量做到現場簽證,對不符合簽證標準的項目應該拒簽,防止施工單位巧立名目、弄虛作假、以少報多等違規現象,避免出現因亂簽證帶來的由地下隱蔽工程引起的工程造價嚴重損失,對于未按圖紙要求完成的工作量、未按規定和合同條款履行的施工簽證,應一律核減費用。
2.4 竣工階段的工程造價控制
工程竣期作為工程造價控制最后最關鍵的階段,也是工程實施總結性階段。在這一階段要做好竣工驗收、工程量審核以及辦理竣工結算等工作。
在工程結算階段,要做好核查工程量、價格取定、費用計算三項工作。首先,是核查工程量,對種植品種、施工量與設計要求的達標程度、苗木與竣工圖上規格的一致性、綠化工程中的土方量(包括出廢土、進種植土、場內土方駁運等) [3]。
其次是審核價格取定,核查各個單位價格的取定的合理性與標準型,以及土方的質量,避免低價、高價土方魚龍混雜的現象,對模糊以及定額缺項的項目,不得任意高估,更不得隨意高套。
3 小結
園林綠化工程的造價控制在工程施工階段具有重要的地位,應該加強全方位的造價控制,讓這一觀念,在園林綠化工程的每個階段都能滲透其中。只有在園林綠化工程前期,盡早地進行工程預算和造價控制,才能發揮造價工作最大的主動權,才能有效控制園林綠化工程造價,節約工程造價成本。
參考文獻
1 宋愛蓮.如何有效確定和控制工程造價[J].山西建筑,2010(1)
關鍵詞:電力工程;造價管理;造價;控制;工程成本
Abstract: The electric power industry is a capital-intensive industry. Under the conditions of market economy, materials, equipment, staff salaries, and new technologies and other factors lead the rapid rise of China's electric power construction costs, which seriously impacts on the significant development of China's electric power construction. Therefore, it has become a important task tha how to reasonably control project costs, reduce cost and improve labor productivity in the premise of ensuring the cosntruction period and quality.
Key words: electric power project; cost management; cost; controls; project costs
中圖分類號:TU723.3文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
電力工程建設是一個周期長,復雜度高,質量要求高的工程。尤其是水利水電工程的建設,不但耗時、復雜,更是一個資源消耗大的生產消費過程。電力項目工程在整個建設過程中經常受到不同條件和因素的影響,阻礙工程的進度。為了在電力工程建設項目中能夠合理的使用和調配人力、物力、財力,實現工程建設的經濟效益和社會效益的最大化,最主要的就是從造價管理的角度出發,采取有效措施,實現對電力工程造價的合理控制。
一、工程造價的概念
從投資者的角度來定義,工程造價是指進行某項工程建設花費的全部費用,即該工程項目有計劃地進行固定資產再生產、形成相應無形資產和流動資金的一次性費用總和。投資者選定一個項目后,就要通過項目評估進行決策,然后進行設計招標、工程招標,直到竣工驗收等一系列投資管理活動。在投資活動中所支付的全部費用形成了固定資產和無形資產,所有這些開支就構成了工程造價。從這個意義上來說,工程造價就是工程費用,建設項目工程造價就是建設項目固定資產投資。
二、影響電力工程造價的主要因素
1、電力工程項目的建設規模
電力工程建設規模大,工程造價就高;規模小,很自然工程造價就相對較小。隨著我國國民經濟的發展,近幾年,電力工程項目大多數采用的是高參數、大容量、超臨界的發電機組組成電源,主要的目的是為了滿足我國發達地區經濟和用電負荷的逐年增長的需求。采用大容量的機組,雖然投資較高,但是發電的效率高,電能耗低,運行的經濟性比較好。相對于大容量機組的小容量機組只是比較適合于熱電聯產,能源綜合利用以及燃油調峰項目,最主要的優點就是投資較低,環保,擁有較好的社會效益,在日常的運行中能夠充分的滿足電網的調峰。綜上,一個電力項目工程的建設,在確定了工程的規模以后,還要考慮建設成本和運行成本,在取得經濟效益的同時還要兼顧社會效益。
2、電力項目工程的質量要求和技術
電力項目工程的質量主要由建設的規模、技術裝備的水平、建設的標準以及配套實施的方案等構成。電力工程建設的標準是評估項目的可行性研究、編制的合理性以及投資估算的重要依據。電力工程建設的標準是否合理,對于工程造價的控制有重要的影響。工程質量標準應該根據技術進步和投資者的實際情況進行制定,標準過低,工程建成后,不能正常、高效、安全可靠的運行;標準高了,只會增加額外的造價,投資浪費嚴重。所以,在我國現階段的絕大部分電力建設項目應該采用中等適用、安全可靠、運行經濟的標準,在考慮到投入時還要兼顧工程的社會效益和長遠利益。技術裝備的選擇和各種新技術、新工藝的設計應該在一定的經濟學原理的背景下,對工程的投入和產出進行分析,實現經濟效益和社會效益的最大化。
三、我國的電力工程造價管理和控制中存在的主要問題分析
盡管我國已經加入了世界貿易組織,但是和國際發達國家相比,我國的電力工程造價管理和控制依然比較落后。就目前情況來看,我國電力工程建設造價領域的工作人員,依舊習慣于計劃經濟體制下的管理方式,對于工程的標準、材料的配送等都實行定額,社會主義市場經濟的管理模式還未建立起來。因此,市場經濟的競爭性還未在電力企業中發揮應有的作用,對于國際市場上的新型管理模式還未熟知。在國際上對工程造價管理和控制主要采用的方式是:工程造價一般是由咨詢服務機構來完成,為委托方提供工程造價的全方位的咨詢服務,這包括了:項目合同的管理、投資估算、為委托方提供有關項目工程造價的信息咨詢、協助和招標、支付索賠管理、進行工程監督等。而在我國電力工程造價的機構提供的服務主要有工程概預算的編制、結算審查,并且對定額的審核和計算工程量的依據是按照國家、地方、行業、公司的統一定額進行的,而不是從市場競爭中得到的。并且機構的相關工作人員,對于經濟和法律知識比較淡薄,對于國際慣例不夠了解。在市場經濟條件下,電力工程的造價咨詢服務工作無法勝任,能夠提供的服務范圍比較小,服務的內容比較少,致使在我國電力建設工程的造價和控制上遠遠的落后于西方發達國家,在激烈的市場競爭中處于劣勢。
四、我國電力工程造價管理和控制的有效策略
1、加強技術和經濟的相結合
技術和經濟的相結合是控制工程造價的最有效的手段。要有效的控制工程造價,就應該充分的考慮技術、經濟、合同和信息等多種因素,并采取有效的措施。從技術上來看,對于電力工程項目的施工設計,要設計多種選擇方案,對初步的設計進行嚴格的審查和監督;對于施工圖的設計,要深入技術領域進行研究,盡量找出降低工程造價的關鍵之處;從經濟上來看,對于電力工程投資的計劃值和實際值要進行動態的比較,嚴格的審核各個階段的造價限額和控制各項費用的支出,制定出對工程造價的降低有突出貢獻人員的獎勵措施;從合同上來看,應該明確合同中所涉及到相關人員和部門單位的責任、合同價款和相應的獎懲規定;從信息上來看,電力工程的設計人員和造價管理人員,應該第一時間掌握設備、材料、勞務人員在變幻莫測的市場經濟中的情況,銀行利息的變化,同類工程項目的造價標準等,只有通過比較和預測才能做到對工程造價的合理控制。
2、合理的確定電力工程建設的規模和成本
合理的確定電力工程建設的規模和成本,重點在于電力建設項目的決策階段,項目的各項技術決策,對建設工程的造價和項目建成后的經濟效益有著重要的影響。所以,投資決策階段是控制工程造價的重要階段。在工程的前期階段施工中,電力項目的決策者要對項目工程進行深入細致的調查,明確對造價影響較大的外部因素,并且充分的考慮工程項目對社會和環境的影響,來加大工程的深度和廣度。關于可行性研究報告中對多個廠址的電力工程建設方案的技術進行比較,選擇技術和經濟上既可行又合理的方案。對工程的可行性報告和投資的預算工作人員要詳細、科學、實事求是的進行投資預算編制,投資預算要充分的考慮到工程各個階段的花費情況,既要滿足工程建設的必要資金,同時也要堅決避免高估預算,切實的在項目建設中控制工程總投資。經過國家統計局的一項研究報告指出,在投資決策階段影響工程造價的程度高達80%到90%;在初步設計階段,對工程造價影響的可能性為75%到95%;在決策設計階段,影響工程造價的可能性為35%到75%;而在施工圖設計階段,這個百分比是25%到35%;只有10%是的可能性影響是在工程的施工階段。因此對于電力項目工程造價的控制和管理要對工程決策階段、初步設計階段、施工圖設計階段等嚴格的把關,切實的保證工程決策和設計的準確性。
五、總結
綜上所述,本文主要對我國電力工程項目建設過程中影響工程造價的因素,電力項目工程造價的管理和控制中存在的主要問題以及有效的解決對策進行了分析。可以看出實現技術和經濟的相結合,做好工程投資決策階段的工程造價管理,從而有效的對工程的總成本實行控制,才能實現電力工程建成后經濟效益和社會效益的統一。
參考文獻
【關鍵詞】造價;工程安裝;控制要點
安裝工程是工程建設過程中一個非常重要的組成部分。工程安裝造價控制部分,在工程施工造價的控制與管理中占有重要的地位。在現代建設過程中,施工企業對于造價工作的重視越來越重視,其不僅影響到工程建設成本與經濟效益,對于施工有序性、工程建設質量都具有非常大的影響。因此,建設過程中必須結合工程實際,認清影響工程安裝造價控制與管理的主要原因,并通過長時間的工作經驗以及相關資料的總結,抓住工程安裝造價管理與控制的要點,提高企業施工效益。
一、對影響安裝造價的相關原因進行的簡要分析
工程建設行業不斷的發展,對安裝造價控制問題不斷的深入研究,工程安裝造價控制方面積累豐富的經驗,但是在這一過程中同樣存在著諸多問題。而通過長時間的工作經驗總結,逐漸的發現了一些影響工程安裝造價的一些因素。先從企業的的工程安裝工程的造價組成結構上來看,有直接的費用和間接的費用以及一些相關的稅收費用。從這三方面可以知道影響工程安裝費用大體可分為三個部分。直接費用又包括直接的工程費和相應的措施費,那么在直接費用影響工程安裝造價的因素為人工管理、材料管理、施工機械的使用管理;在措施上的使用,也對安裝造價產生影響,這些因素包括:對于環境的保護、安全施工費用、臨時的設施的設立、夜間施工、大型機械設備進出場要進行安裝與拆卸、混凝土以及鋼筋混凝土的支架、施工時的排水等費用,這些直接的因素都影響著工程安裝的造價。另外還有一些間接造價的產生,如工程施工時的污水的排解,危險作業的意外傷害保險等間接的影響著工程的安裝造價。企業的管理費用屬于隱性的對工程安裝造價影響的因素,企業中管理人員的工資,辦公的費用,差旅產生的費用等都對工程安裝造價產生著影響,很多在進行工程安裝造價時忽略了這一點,而這一點也非常重要。在進行工程施工之前要交一些城市的建設費用等稅金這些也是影響工程安裝造價的因素。這些可以大體概括為企業的管理體系問題,造價的編制問題,材料的管理問題以及施工過程的控制問題。在現代工程安裝造價的管理與控制過程中,施工企業應當具有針對性的對影響造價的因素進行科學、合理的管理與控制,進而達到合理控制安裝造價的目的,促進企業取得更好的經濟與社會效益。
二、對控制要點進行的細致研究
1.應當樹立起良好的管理觀念,完善管理體系
針對工程的安裝控制造價在施工企業以及投資企業中所占有的重要性,在現代的工程施工建設過程中必須建立起科學、正確、合理的造價控制的思想觀念,明確造價控制在工程安裝、在整個工程建設中的重要性。在實際工作過程中,首先應當有一個明確、透明并且完善的管理體系,以此作為造價控制管理工作有效開展的基礎。其次要結合企業自身的管理結構、人員職責配置結構等基礎的管理結構,對企業的管理構架與體系進行優化。通過理論與實際的相互結合,使管理工作能夠與工程的實際情況更加契合,為工程的安裝造價管理控制奠定思想策略上的基礎。此外,還要依照相關的管理體系對各個工作崗位的職責進行落實,使全體工作人員都能夠提高造價控制意識,使工程的安裝造價管理與控制形成規范化、科學化、制度化,提高整體的管理水平。
2.重視造價的編制管理工作
科學合理的進行造價編制對于企業有效的實施工程造價控制具有重要的意義,可以說其是造價控制的先決條件與基礎工作。因此,現代工程造價管理工作應當從造價編制的管理入手,進而實施科學合理的造價編制工作。第一,提高編制人員的專業素質。對造價編制人員進行定期的培訓,并且實施常規考核,分層次有步驟的對編制人員的抓也素質與技能進行培訓,進而提高企業整體的編制水平。其次要有完善的、科學的造價控制指導,建立相關的專家組,對出現的問題進行及時的解決與分析。工程安裝的施工企業要與實際情況相結合,通過科學的造價編制對造價工作進行指導與控制。
3.重視材料的造價管理工作
在現代的施工建設過程中,材料的造價可以達到工程整體造價的百分之七十左右,因此,重視工程安裝材料的造價管理與控制是提高造價管理效率的重要舉措。首先,對材料的選購價格進行控制與管理。在選購材料之前,應當對材料市場進行充分的調查,對所需材料的市場價格以及其變動趨勢進行明確的了解。搜集多家材料供應企業的材料質量以及價格資料,結合施工建設的實際情況選擇質量符合、經濟合理的材料進行采購。其次,材料儲存應當建立相應的管理機制,對材料的擺放、材料的存取、運輸都要進行相關的記錄與檢查,并且在入庫時對材料進行抽樣復查,避免質量不合格的材料進入到施工場地,影響建設質量,造成返工,提高工程造價,進而影響整體的安裝造價控制。最后,在實際使用的過程中應該避免材料浪費。浪費是材料造價管理過程中最為主要的問題,因此,在實際施工過程中,施工人員應當嚴格按照施工規范與要求,嚴格執行材料使用管理條例,正確使用材料,對殘余無法應用于安裝施工的材料進行,用于其他可應用的作業中。通過對材料造價的合理控制來促進安裝施工過程中的造價控制。
4.重視安裝施工過程中的消耗管理
在工程的安裝施工過程中,施工消耗是影響造價控制的主要因素之一。在工程安裝建設過程中,因消耗無法得到良好有效控制而造成工程造價失控,降低工程經濟效益,甚至造成巨大經濟損失的例子屢見不鮮。因此,在安裝造價管理中,企業應當注重材料成本對于施工建設的影響,對材料消耗進行合理有效的控制,制定科學合理的材料消耗標準。為了促進施工人員對于消耗控制的積極性,企業應當制定相關的獎懲制度,對于嚴格遵守消耗標準的工作人員進行精神以及物質上的獎勵,進而全面提高消耗控制與管理。而通過對消耗的有效控制與管理,存進工程在安裝施工過程中的造價控制與管理,提高工程的經濟效益。
總結:
通過文章相關的輪式,在現代工程的安裝施工建設中,其造價的控制與管理對于企業的經濟效益有直接的影響。而在造價控制與管理過程中,企業本身的管理體系,管理工作是否切實有效的開展,造價編制工作是否科學合理都將對工程安裝的造價控制造成巨大的影響,因此,要想有效的控制安裝造價,就應該針對以上問題制定出科學合理的方法與措施,進而提高造價控制的科學性、合理性與有效性,確保工程建設的經濟效益。
參考文獻:
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關鍵詞:水利水電工程 造價超標 控制
中圖分類號:TV 文獻標識碼:A文章編號:
水利水電產業一直是我國國民經濟的基礎產業,水利水電的建設工程周期長,資金的投入大,涉及部門也較多,受自然因素影響大,且長期受區分式管理模式影響,在水利水電的工程造價上經常出現超標現象。水利水電工程造價的目標是在投資決策、設計階段、項目承發包與建設階段,將工程投資控制在限額內,隨時糾正偏差的發生,保障工程投資管理目標的實現。因此我們應對水利水電工程造價進行控制,使之取得良好的社會與經濟效益,保障水利水電工程建設的健康發展。
造成水利水電工程造價三超現象的原因
(一)在水利水電工程初期的投資決策階段對工程的標準估計不足
某些匆忙上馬的工程,因在工程初期的投資決策階段對整個工程的標準估計不足,使得在工程建設過程中設計變更,技術變更,現場臨時簽證等狀況隨著工程進度的發展時常發生,因此導致前期投資不足,造成了資金缺口,使得對工程的投資成本逐漸增加。同時,還因為資金的短缺致使工程延期,造成這種惡性循環,工程投資方與承包方都背上了沉重的包袱。
工程的設計工作沒得到應有的監督與重視
工程中,工程設計對工程的造價起著重要作用,根據統計分析,在工程初步的設計階段,對工程項目造價的影響大概有25%~95%,在工程施工技術設計階段影響到項目投資可能性有35%~75%,而在對施工圖的設計階段,對工程造價的影響大概只有5%~35%,顯然,在工程作出投資決策之后,控制工程項目的投資關鍵主要在于設計。但是在當前,工程的設計工作并沒有得到相關部門應有的監督和重視,許多的水利水電工程在工程設計中對限額設計不夠重視。重視技術上的可行性,而對經濟上的合理性關注不夠,特別是有一些設計人員的經濟意識較為淡薄,在設計中比較保守,時常出現增加鋼筋含量、加大梁柱截面和隨意提高安全系數等現象,給工程施工帶來不必要的資金浪費。
(三)監理部門對工程造價控制相對薄弱
水利水電工程在施工階段,某些施工單位為追求利潤的最大化,經常出現多報和虛報工程價款的狀況。相關監理部門對施工的質量和工期都非常重視,但對工程造價的控制意識相對薄弱,致使工程的造價超出了計劃。
有效控制水利水電工程造價的方法
對工程造價的控制是一項復雜而且系統的工程,其貫穿于整個水利水電工程施工的各個環節,作為工程項目的投資方更要加強對工程造價的管理,力求將整個工程的投資控制在規定額度內,時刻注意在工程進度發展階段出現的任何偏差,及時糾正。在工程的建設過程中,應合理地運用人力、財力、物力,確保水利水電工程建設項目投資控制的目標得到實現,以此取得好的社會效益與經濟效益。
(一)工程項目決策階段
工程投資決策階段是水利水電工程投資控制的一個重要階段,造價師需對擬建工程項目的各類建設方案從經濟跟技術這兩個方面進行評定,同時在對方案優化的基礎上,確定出高水平的投資估算,其是水利水電工程建設中每個階段控制項目的總投資根據。在工程的投資決策階段,應科學地建設標準水平、合理選擇工程建設的地點,選擇合適的施工工藝與相關設備,對投資估算審查的工作要做到認真、細致,同時給出準確、工作且完整的評價。
(二)工程建設設計階段
對水利水電工程的造價控制與管理運用經濟設計和優化設計降低工程的造價。具體措施如下:
加強設計概算審查。認真、細致地審查設計概算,看其是否在經過批準的投資估算內。例如,發現了超估算,此時應立即找出原因,對設計進行修改并調整概算,追求設計概算科學、經濟與合理。推行工程設計成本節約和設計收費有機結合的方法,建立起一個設計獎懲制度,設計成本節約了將給予設計中一定比例的分成,避免出現不顧成本和隨意增加安全系數的現象出現,鼓勵設計中尋求了最佳的方案,
引入競爭機制,進行設計招標
通過多種方案的設計競標,選出其中具有經濟、實用、安全和美觀的合理建筑結構與布局的最優設計方案。為克服相應設計人員增大概數基數、不認真細致地計算、提高投資,不僅在方案的設計階段要通過招標的形式完成,對施工圖的設計與技術設計同樣需要引入競爭的機制,推行施工圖設計與技術設計的招投標工作,讓工程的每個設計階段都以競爭的方式來完成,并在方案的設計中對每個階段進行經濟核算。
推行限額設計。工程限額設計是工程設計中有效控制方法。工程設計的初步階段,專業的設計人員需要認真了解設計任務書中的相關設計原則、各個方案的比較與取舍、各項經濟指標。把前一個階段設計審定得出的投資額與工程量分到每個專業,之后再分解到各個分部工程與單位工程。相關設計人員應該加強自身的經濟觀念,在整個設計階段,做到定期檢查專業中的工程費用,認真落實好控制造價工作。
(三)招投標階段
水利水電工程的招投標其定價程序是用法律形式所規定的定價方式,通常是由投資方的相關招標人員編制出招標文件,施工企業進行競標,當施工單位中標后,通過談判的方式與投資方簽訂合同,以合同的價格作為工程建設價格的定價方法。這種方法屬于市場調節價,同樣也是企業的自主定價。所以,嚴格審定與衡量施工企業投標價,是工程招標工作能不能達到預期目標的要點,也是能否對水利水電工程的造價進行有效控制的要點。本階段建設方應該做到:
1、嚴審施工企業的資質,在必要的時候可以進行實地考察,熟悉和了解投標人工程報價的計算方法與形成原因,防止那些信譽差、財務狀況和工程質量差的單位參加競標。
2、建設方應該做到對工程項目的低價心中有數,防止施工方以低成本的報價進行惡性競標,這樣工程質量必然得不到保障。
3、在與施工單位簽訂合同的時候,合同中的文字要嚴謹、條款格式應規范,避免出現問題日后成為施工方要求索賠的理由,進一步對工程建設造價進行有效的控制。
(四)工程施工階段
這個階段,只有5%~10%的可能影響到工程造價,節約投資成本的可能性較小。但工程的投資卻往往出現在這一階段。所以投資方應該加強對施工階段的管理
加強在工程出現的變更價款的管理與控制。工程建設過程中,引起設計變更的主要原因有勘察設計工作做得不仔細致使施工過程總出現招標文件中出現估算不準確與沒有的工程量,因此不得不進行設計變更。還有一種原因是發生了不可抗力事件如地震、戰爭等因素導致工程停工或延期等。因此設計變更是影響投資超過預算的主要原因,應嚴格控制。
索賠管理與控制。在工程承包中索賠現象時常發生,是隨處可見的正常現象,因施工現場的條件、施工進度變化、氣候變化與合同條款、標準文件、規范、圖紙的變更、差異和延誤等一系列因素影響,致使工程中無法避免地出現索賠現象,從而導致工程投資出現變化。對于投資方來說,避免出現索賠事件與反索賠是維護利益的關鍵手段。
加強對工程的結算控制和管理。通常的做法有:
(1)應對合同條款,工程驗收合格才能夠進行工程結算
(2)依據規定結算方法、取費標準、計價定額、優惠條款和主材料價格等,審核工程結算
(3)檢查工程驗收記錄,所有的隱蔽工程都要進行驗收和簽證
(4)依據施工圖紙核實實際施工數量
(5)落實相關的設計變更簽證,需由相關設計單位出具變更通知與修改的圖紙,同時審核相關部門人員的蓋章和簽字。
(6)結算單價需依據招標規定或合同規定計價原則來執行。
(五)竣工階段
竣工決算是工程經濟效益的反映,是法人辦理工程交付和使用的根據。通過決算,能夠正確反映出工程實際造價與投資結構,同時進行對比分析,考核對投資控制的成效,并總結經驗和教訓,積累經驗為往后的工程投資建設奠定基礎。
后期評價階段
對工程的后期評價是工程建設最后階段的延伸,通過系統地評價,對項目實施情況進行系統全面地分析,總結出成功的經驗與失敗的教訓,為日后同類工程項目的決策提供依據。
對水利水電工程造價的管理與控制是一個復雜而且系統的工程,投資方應當把對工程造價的管理與控制始終貫穿在水利水電工程建設的全過程,只有做好工程投資全過程的投資控制,才能夠實現投資效益的最大化。
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關鍵詞:電網建設;造價變動;控制措施;建設全過程
中圖分類號:F403 文獻標識碼:A
隨著我國社會主義市場經濟改革的不斷深化,電網工程建設的發展速度也在不斷地加快。但是在實際的電網工程建設過程中,往往會受到電網工程建設項目的工程點、工程項目長度、建設周期和其他外界等因素的影響,致使電網建設項目全過程中出現投資超出的現象,使電網建設企業無法得到更高的經濟效益與社會效益。因此,需要針對電網建設全過程造價變動的原因,采取相適應的控制措施,以此來提高電網建設全過程造價的控制和管理,使電網建設項目產生更高的經濟效益與社會效益。
一、電網建設全過程造價變動和控制的概述
(一)電網建設全過程造價控制的概述。電網建設全過程造價控制和管理是指在電網建設工程項目的設計、施工、竣工、結算等各個階段中所投入的成本進行科學合理的控制和管理,防止電網建設工程項目的造價出現超支的情況,以此來保證電網建設工程項目的經濟效益和社會效益的有效提高,使電網建設工程項目的預期目標得以實現。
(二)電網建設全過程造價控制的意義。由于電網建設工程項目在我國的國民經濟發展中占據了基礎性的地位,因此對于電網建設全過程造價進行控制和管理,是屬于價格管理范圍內的,同時也屬于一項基礎性和系統性的工程項目。為了能夠使電網建設工程項目得到良好經濟效益和社會效益,加強電網建設全過程造價控制和管理工作水平,有助于促進電網建設工程項目中的各項資源得到科學合理的配置,使人力、物力、財力等各項資源的有效利用率得到進一步的提高,對電網建設全過程中的造價控制和管理水平的提高具有非常重要的意義。
二、電網建設全過程造價變動的原因
(一)設備材料價格的變化。由于全球經濟一體化和我國社會主義市場經濟的不斷發展,在電網建設全過程中所使用到的設備材料價格無法避免地受到國內外市場供求關系的影響。另外,隨著時間的波動和國內外市場經濟的影響,在電網建設的各個階段中設備材料的價格都會出現很大的變化,但是設計人員對于價格的變化卻無法進行相應的應對,導致電網建設的造價無法得到更好的控制。
(二)工程量的變化。由于在電網建設全過程中每個階段的設計都是從淺到深,搜集和運用到的資料在一定程度上來說都是從大致到詳細,在其中所涉及到的人為因素逐漸地減少,這樣就使得各個階段中的工程量產生了一定的變化。另外,在實際建設過程中無法避免會出現實際可用的電網施工通道與相關設計有所出入,導致電網建設工程項目的規模和投資成本出現了變化。
(三)各項費用的變化。由于在電網建設全過程中會受到基本預備費、建場費和其他費用等各項費用的變化影響,使得電網建設全過程的造價出現了變化。隨著電網建設全過程中的各項設計深度的增加,導致在電網建設中發生的不確定因素逐漸地減少。另外,受到環境、試驗等其他方面的影響,費用方面也出現了一定的變化。
三、電網建設全過程造價變動的控制措施
(一)健全和完善造價管理制度。為了確保電網建設工程項目全過程的造價得到更好的控制和管理,需要建立健全和完善的造價管理制度。這就需要從項目的投資估算開始,由淺入深地對項目投資估算進行研究,為電網建設工程項目的后期工作做好鋪墊。而在電網建設全過程中,預算階段的設計對于決算階段的設計都有一定的決定和影響性。另外,還需要設置具有專業性的監督管理小組,對各階段的建設工作和造價進行監督和管理。由此可見,健全和完善的造價管理制度,可以為電網建設全過程的造價控制和管理工作提供必要的依據。
(二)加強造價控制的技術平臺。對于電網建設工程項目來說,數據資料和技術是其重要組成部分,再加上現階段的電網建設工程項目有很多,所以關于電網建設工程的數據和資料也十分豐富。因此,建立電網建設造價的資料數據庫對于電網建設的發展具有必要性。同時,由于電網建設工程項目在整個建設過程中所需的技術要求非常高,這就需要擁有較高的技術平臺作為支撐。從一方面來說,就需要加強設計單位的技術水平,使設計單位在對電網建設工程項目進行設計的時候要從環境保護、資源節約和電網建設水平等方面出發,加強技術水平;另一方面,還需要使用科學的分析方法,對各個設計方案進行優化設計和對比,使電網建設工程項目能夠使用最少的投入成本來獲得更高的經濟效益。
(三)建立高水平的造價人員隊伍。目前,電網建設工程項目對技術和管理水平提出了越來越高的要求,而且健全和完善的造價管理制度需要有人員去實施和完成,但是在電網建設工程項目中的造價人員若是只會識圖、計算總價、套定額等基本的工作,對先進的現代科學專業知識無法進行充分性的掌握,則無法滿足目前的電網建設所需。因此,需要加大對造價人員的相關培訓,即對造價人員進行最新造價規范的培訓和教育,并且需要對造價人員的職業素養、道德教育、標準規范等各方面的教育力度進行加強,確保造價人員隊伍具有較高的專業技術水平和綜合素質。
結語
綜上所述,在電網建設全過程中,不同階段的造價對于電網建設全過程的造價具有一定的影響性,為了能夠對電網建設全過程中發生的造價變動采取相適應的控制措施,需要對電網建設全過程中的造價變動現狀進行了解,從而針對影響電網建設全過程造價變動的原因,建立健全和完善造價管理制度,提供一個基于信息化制度的造價控制技術平臺,加大對造價從業人員的專業素質和技能培訓的力度,使電網項目工程的經濟效益得到有效的提高,促進電網建設行業的健康發展。
參考文獻
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關鍵詞:智能家居 構成 技術 發展預測
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A 文章編號:1007—3973(2012)009—030—02
1 智能家居的國內外發展情況
智能家居是指通過利用電腦、網絡、綜合布線技術等,建立家庭信息管理平臺,將家居生活中的各種子系統(防盜報警系統、家電控制系統等)聯系成一個整體,通過一定的媒介平臺,如電腦網絡、有線電話、GSM網絡等,構成家庭信息與外界的溝通的通道,實現家居用品的遠程控制和監測,滿足人們對家居系統安全、舒適、方便方面越來越高的要求。隨著科技的進步和人們對居住環境要求的提高,只能家居系統擁有廣闊的發展前景。
智能家居系統概念最初是在1984年提出的,美國聯合科技公司(United Techno1ogies Building System)將建筑設備信息化、整合化概念用到CityPlace—Building,出現了“智能型建筑。到上世紀80年代,開始出現采用電子技術的家電,結合家用電器、通信設備和安全防范設備形成住宅自動化的概念。80年代末,隨著通信技術和信息技術的迅猛發展,在美國出現了Smarthouse,是通過總線技術對住宅中的童心、家電、安防設備進行監控與管理的系統。從此,智能家居的概念基本建立。上世紀末,新加坡推出了家庭智能化系統,在現場模擬中看到已有較為晚上的報警、監控、控制功能,同時還有一些使家居生活更加方便、舒適的功三表抄送、電話接入等功能。但由于家庭自動化設備的安裝費用較高,市場并未真正打開。
我國上世紀末引入了智能家居,智能家居在我國發展逐漸被人們熟悉,現在逐步進入快速發展的時期。2000年,我國召開了首屆國際建筑智能化峰會,智能化家居開始在國內推廣,到2005年,我國信息產業部批準《家庭網絡平臺》和《信息設備資源共享協同服務》兩個技術標準,只能家居在我國取得飛速的發展,到現在,我國已有10余家企業相繼加入這個行業,如居美宜家和天津瑞朗智能家居電子科技有限公司,中國的智能家居市場逐漸被打開。智能家居的概念被越來越多的人所熟悉,有不少人在裝修時會考慮智能家居的購買,智能家居系統逐漸進入了一些的大型社區,進入市民的生活。近年來我國房地產業的迅速發展也使智能家居受到更多的關注,智能家居成為房地產開發商的炒作的賣點,將智能家居引入新建樓盤中。隨著市場的擴大,很多廠家都將自己原來單一的產品進行技術整合,加入智能家居控制使其功能更加完善和人性化,從而取得更好的經濟效益,也使智能家居控制更加普及。隨著智能家居有其方便、安全、人性化的優點,很多消費者都在考慮選擇智能家居產品。
雖然我國智能家居的發展前景令人欣慰,但也存在很多阻礙因素。我國智能家居發展還不成熟,缺乏統一的設計和評價標準,市面上的產品穩定性和可靠性還不夠,安裝和吊飾成本高,一般公民承擔不起,不能大范圍普及,另外還缺乏各行業之間的良好的合作體系,這些問題都限制了智能家居的發展。
2 智能家居控制系統的構成
智能家居要實現的主要功能包括:遙控控制功能、高加密(電話識別)多功能語音電話遠程控制功能、定時控制功能、集中控控制功能、場景功能、網絡遠程控制功能、全球網絡視頻監控功能、安防報警功能、影音設備共享功能、數字家庭客廳娛樂系統、背景音樂系統、指紋鎖、新風空氣調節方案、寵物保姆,概括起來主要是家庭安全防范、家庭設備自動監控、設備遠程控制、家庭通信幾方面的功能。
智能家居系統主要的組成部分是:系統服務器、家庭控制器、路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS、交換機、通訊器、控制器、無線收發器、探測器、傳感器、執行機構、打印機等。其中系統服務器、家庭控制器、路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS將家電設備聯系在一個網絡中,構成家具設備之間、同外界的信息交流的通道,交換機、通訊器實現信息的交換,探測器、傳感器將設備相關的信息傳遞給控制器或者通訊器,控制器接受設備相關信息輸出控制信號實現家居設備的控制、調節,執行機構接受控制器的控制信號,實現家居設備的開關和調節,如繼電器等,打印機用于打印一段時間家居控制系統的工作情況。
3 智能家居系統的相關技術
智能家居系統綜合了多種先進的技術,包括計算機技術、數字技術、網絡通信技術和綜合布線技術等,都是較為先進的科學技術,計算機技術、數字技術、網絡通信技術是現在的熱門技術,還在迅猛的發展中,智能家居系統也會隨著這些先進技術的發展和更新換代而發展。
計算機技術是上世紀最偉大的科技發明之一,計算機已被人們大量使用,可完成算數、邏輯運算等,同時有大容量的存儲器,配件包括鼠標、鍵盤、顯示器、打印機等,功能強大。但是在智能家居控制系統中有時候會選擇功能沒有那么強大,體積小、價格便宜的微控制器,如單片機。數字技術是隨著計算機技術的發展而產生的技術,主要是將普通信號轉換為計算機可識別的二進制碼進行運算、存儲、傳送、還原的技術,在工作過程中還要完成信息的編碼、解碼和壓縮,也被稱為數字控制技術。網絡通信技術通過計算機和通信設備對圖形文字等信息進行采集、處理、存儲和傳輸,達到資源共享,是智能家具控制系統實現遠程控制的關鍵,近年來網絡通信技術發展得功能更加強大,形式更多樣化。綜合布線是建筑物內信息傳輸的網絡,使語音、數據通信設備、交換設備和其他信息管理系統相連,同時與外部網絡相連,是建筑物信息傳送的神經。
4 智能家居系統的發展預測
智能家居系統是因人們對家居生活的更高要求而產生的,它的發展也會因為人們的要求的變化而發展,把握住消費市場的方向,會跟著人們對家居系統的要求的提高而變得功能更多樣化,穩定性和可靠性都大大提高。智能家居是多種技術融合的產物,它的發展速度和發展的方向還會受到這些技術的發展的制約。下面本文從消費者和市場影響方面以及技術層面對智能家居控制系統的發展做出預測。
4.1 從消費者和市場影響看智能家居控制系統的發展
智能家居系統可以提供全方位的信息交換,優化人們的家居生活,提高家居生活的安全性、舒適度,做到能源的節約。因人們對家居生活要求的提高,智能智能家居要做到實用性、易用性和人性化,家居系統操作會越來越簡單,功能更加實用、更強大、更智能,擴展更多的生活服務和健康服務,功能會功能將會越來越精彩。
我國因為人口數量大,的城市住宅以密集型小區為主,因此家具的智能化要結合整個小區的智能化,將智能家居控制系統與小區的智能系統緊密聯系,而產生智能小區。智能家居控制系統多為小區配套系統是一段時間內智能家居的發展情況,但最終智能家居會獨立出來,可以根據用戶的喜好和需求自助選擇系統功能。
隨著智能家電的發展和成本的降低,智能家居控制系統必然會和家電行業結合,從而使智能家居系統配備家電產品。通過系統的整合,使整個系統的安裝和調試更加系統,減少重復投資,降低安裝和調試的費用,生產物美價廉的產品,使智能家居得到更好的普及,使智能家居走入一般人家,向“平民化”轉變。
“可持續發展”是現在的經濟和工業發展的主張,智能家居系統要通過智能化的手段達到節能減排,使用戶長期受益,智能家居才能在市場中有旺盛的生命力。
4.2 從相關技術的發展看智能家居控制系統的發展
智能家居控制系統涉及的技術領域都處在飛速的發展中,智能家居也會隨著這些技術的發展而發展和改變。
隨著數字技術的發展,智能家居控制系統在電路設計上會更多的采用集成電路,這樣可以使線路有很高的集成度,縮小體積,節約安裝成本,也有更高的可靠性。采用數字化的顯示方式,能提高顯示的效果。采用數字化的通信傳輸方式,例如家電遠程控制中就開始利用有線電話、有線網絡,結合我國的網絡普及程度還開始發展利用了GSM短信息數字通信平臺的遠程家電控制,具有較高的可靠性。
智能家居控制系統要通過網絡的連接實現各種家具設備之間的信息傳遞和家居系統和外界的信息傳遞。隨著網絡技術的不斷發展和普及,現有的有線組網技術(電話線、以太網、電力線)將逐漸被無線組網技術所取代,克服有線組網技術不限繁瑣、影響美觀、有剪線危險的缺點,無線組網技術無需布線,有安裝周期短、后期維護容易、容易遷移的優點,功能的實現也更容易。基于GSM、GPRS、藍牙技術、紅外技術、WiFi技術等的遠程控制較有線電話的遠程控制就有諸多優點,GSM在我國覆蓋面相當廣,易于實現,較有線網絡遠程控制(如利用英特網和計算機的遠程控制)功耗、成本低,安全性更高。今年還興起了ZigBee技術,有低成本、低功耗、高質量等優勢。
社會經濟的發展和信息化程度的提高要求只能家居有更強大的功能,功能需求的多樣化對智能家居的硬件平臺提出了更高的要求。傳統的單片機已不能滿足日益擴大的功能要求,嵌入式控制系統應用到智能家居控制系統中,采用多片單片機聯合控制或者是其他嵌入式系統平臺,采用一些運算速度快、穩定性高、便于升級、性價比較高的芯片,如PHILIPS公司生產的LPC2131芯片較傳統單片機就有很多優勢。
智能家居的操作界面也必將更方便簡潔,今年來的控制系統中已經開始采用彩色LED觸摸面板。控制顯示界面方面:加入3D立體成像動交界面的闡述;控制方面:加入聲控、動作控制等;遠程控制的方式也會更加多樣化,從以往的有線電話控制,發展更多的基于INTER網和GSM網絡的控制方式。今年興起的物聯網技術也將給智能家居的發展帶來新的契機。
5 總結
智能家居從上世界末進入中國以來已逐漸被人們所熟悉,它結合了計算機技術、數字技術、網絡通信技術和綜合布線技術,是多種先進技術融合的產物。到現在智能家居對人們來說已不是一個陌生的名詞,已經開始逐漸進入人們的生活,走進一些新興的大型小區,但是由于其安裝和調試成本較高,沒有確定的規范,沒有行業間的合作體系,智能家居在我國并沒有普及。隨著相關技術的發展和人們對家居系統不斷提出更高的要求,智能家居控制系統必將成為未來住宅的發展趨勢,走進普通居民的家居,進一步提高居民的家居生活品質與品味。
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將嵌入式CPU芯片嵌入到家電設備中,是單片機技術與家電產品技術充分結合的一種表現形式。同時,將嵌入式操作系統固化在其中,通過運行針對系統編寫的應用程序來對裝有嵌入式芯片的設備進行控制和管理,以使該設備具有相當的智能。如果在家用電器的控制板內置一塊WebController,就可以將它們連接到Internet網。這就促成我們的夢想變成現實: 一方面,我們可便捷地通過手機、個人數字助理或PC上的Web瀏覽器等工具對它們進行遠程控制; 另一方面,家電制造商可通過Internet對售出的產品進行監控,如果出現故障,它們會自動發出維修請求信號,并指出故障部位,從而使售后服務更為迅捷。
下面給出一個實現網絡家電控制器的實例,在其上能模擬實現家電設備的基本網絡功能。
網絡設計
由嵌入式設備及連接介質組成的物理網絡被稱為嵌入式網絡,網絡中的每一個節點代表一個家電設備。連接介質可以采用的UTP雙絞線或無線微波。圖1是本文所采用的以太結構的總線型嵌入式網絡。網絡中的每個結點對應著
一個網絡家電控制器。本例中的設備可使用普通的UTP雙絞線經RJ45連接。
圖1 總線型嵌入式網絡
在設計上,嵌入式網絡由于受應用環境的限制,應滿足以下多種因素的要求:
實時性;
可靠性;
實現難度和造價;
開放性;
小型化和專業化;
使用簡單,配置要求低。
無線連接
目前,有線網絡己經非常發達,但是在特定的情況下仍然不能滿足人們的需要,此時,無線網絡則日漸風行。人們常常采用無線的方式進行設備訪問,如實時告警等。無線告警的基本思想是,控制器不間斷地監測某一參數的狀態變化,一旦出現異常(如火災事故,盜竊案例等設定)則啟動無線短信息及語音功能向相關部門或用戶進行警戒報告,使事故在發生破壞作用之前得到有效控制或將破壞作用降低到最低程度,從而有力地保證財產及生命安全。
以下介紹實例是采用SonyEricsson的GR47無線模塊的有關功能模擬緊急情況下自動報警。GR47基本具備GSM所能提供給移動終端的所有功能,還支持近年來開始完善GPRS的業務。模塊向用戶提供了嵌入式應用接口,允許用戶通過這些接口使用模塊系統資源或在其基礎上擴展客戶應用功能。利用模塊的一個GPIO口監測某一參數的狀態變化,一旦狀態出現異常則啟動短信息及語音功能向用戶進行通報的方式模擬告警功能。
按照功能分類,該實例所采用的硬件平臺主要由微處理器單元、GPRS通信模塊單元、存儲器單元、串口通信單元、電源單元和看門狗單元以及JTAG接口單元組成,基本硬件框圖如圖2所示,其實質是一個完整的嵌入式系統再加上相關的網絡設備。
圖2 硬件結構框圖
軟件設計
用戶與設備接口設計
作為當今市場上使用最為廣泛的一種人機接口,網絡瀏覽器成為一種實現嵌入式設備訪問的有效途徑,無論是通過Internet還是直接和嵌入式設備連接,在與嵌入式設備接口時,快速、簡單地與嵌入式設備進行雙向數據傳輸是必不可少的,因此設計中盡量減少和嵌入式設備之間的往返信息能夠使網絡成為一種更為高效的通信媒介,而且在傳輸過程中最花時間的是圖像數據,所以在設計中盡可能地考慮減少圖像的比例,則與設備之間的通信速度就可以大大加快。
由于在遠程監控時設備需要實時狀態發送給客戶端瀏覽器,而且在遠程控制中設備也需要將結果信息及時地反饋給用戶,這些都要求系統不僅具備靜態網頁的功能還應能滿足動態網頁的要求。實例中,動態網頁是采用CGI程序來實現的。系統中嵌入式Internet(這里主要指Web服務器)功能塊主要是通過CGI程序來獲取用戶的請求、查詢條件并利用應用程序為其提供的后臺服務,結果使用HTML方式描述,并直接回送到客戶端的瀏覽器。CGI是WEB服務器在調用外部程序時的接口規范協議, 它規定了一套標準的參數格式和環境變量,擴展Web服務器的功能,使之能夠執行一些Web服務器本身不能完成的任務。如與各類應用服務器通訊、訪問數據庫等。
設備參數輸出排序的SOFM機制
如上所述,在遠程控制及實時監控情形下要求系統能盡快地查找到相應的參數值(如溫度、濕度等)并以動態網頁的形式將信息報告給用戶,為了滿足訪問的實時性,就需要盡可能加快參數的查找速度。在網絡家電控制器軟件中采取將設備的參數變量依一定規則事先排序,再按序查找的方法。這樣就可以根據索引號很快定位某一參數,從而檢索出其變量值并傳送給用戶顯示終端。針對諸具體特性,如: 家電設備的參數一般均為向量形式,而且不同用戶所需要的參數種類和數量具有不確定性,在家電網絡控制器的軟件系統中采用SOFM ( Self Organization Feature Mapping)網絡的競爭學習機制實現設備參數的排序。
客戶端與服務器端的通信
系統應用程序可分為客戶端和服務器端,二者最主要的功能區別在于客戶端會主動地向服務器端發起連接請求,而服務器端只是消極地等待響應客戶端的連接請求。
在家電控制器軟件中,客戶端應用首先通過獲得一個空閑的Socket發起一個連接請求,然后用本地IP地址初始化本地節點結構,在遠程節點結構中初始化遠端IP地址及遠程端口號。接著在Socket上發起一個“Open”操作。該“Open”操作會發出一個ARP請求來詢問對方服務器的MAC地址,當TCP Socket收到ARP應答后,TCP程序會經歷“三次握手”來和服務器端建立TCP連接。當連接建立以后,客戶端從Socket接收緩沖區里讀取數據,并向Socket發送緩沖區里寫入待傳送數據。
與客戶端相反,服務器端應用則不主動獲得Socket,而是當收入一個遠端客戶請求時,TCP將分配一個空閑的Socket,隨后調用應用層提供的回調例程,回調例程檢查其是否為一個合法的應用,如果是,則連接被接納,之后該Socket被此連接使用。 否則,TCP將拒絕該連接并釋放Socket。連接建立以后,任何一方都可以發起一個終止該TCP連接的信號,連接終止后,Socket隨即被釋放。
任何的狀態變化以及任何攜帶有應用層數據或確認信息的TCP數據報到來,應用層回調例程都會被調用。應用層來決定如何處理這些數據或狀態變化。
大多數復雜的協議處理由TCP軟件完成并與上層應用隔離。如: TCP協議監控每一個TCP分組的傳輸,如果某個分組在規定時間內沒有得到確認,TCP將會重傳該分組。這對應用層來說是透明的,而且應用程序只需要專注于處理用戶層的數據并將TCP Socket視為可靠的數據傳輸管道。