數控系統論文范文
時間:2023-04-02 01:14:47
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篇1
數據供應鏈管理體系
1數據供應鏈的構成
信息系統環境中的統計數據與和制造環境的物質產品具有相似性,把統計數據視為信息系統中的產品,這樣,就可以采用全面質量管理(TQM)的原則、方法和技術來進行數據質量管理[4,7];可以采用制造環境中供應鏈的管理體系來構建數據產品的管理體系,我們稱之為數據供應鏈。實際上可以把統計數據的制造和消費過程看作一種業務流程模型,它由數據提供者、數據生產者、數據管理者到數據消費者的價值鏈組成,完成由數據消費者需求開始到提供給數據消費者以所需要的產品與服務的整個過程[8],這就是數據供應鏈。數據產品的制造過程包括:原始數據采集、中間數據生成、成品數據生成、數據消費等四個階段,它涉及四種角色:數據提供者、數據生產者、數據管理者、數據消費者[4]。數據產品的生產制造過程也是數據的增值過程,隨著數據(信息)的價值得到社會廣泛的認可,數據產品的開發和利用將會得更多的關注。從某一個數據生產者內部來看,它的數據生產過程也構一個內部供應鏈[9],這個供應鏈比較簡單(見圖1)。外部供應鏈還包括數據生產者的數據供應市場和數據消費市場,數據供應市場由一個或多個數據提供者和它們的數據供應市場構成,數據消費市場由一個或多個數據消費者和它們的數據消費市場來構成(見圖2)。
2內部數據供應鏈的管理組織模式
隨著企業信息建設的推進,現代信息系統從MIS發展到企業商務智能系統。商務智能系統采集業務數據原始數據,經過數據清洗,形成支持決策和分析的數據倉庫,數據的采購與處理過程見圖3。可以看出,現代企業(或組織)內部的統計數據的采集、處理、分析過程是可以由企業商務智能系統來完成,并提供給相關的數據消費者。
3外部數據供應鏈的管理組織模式
完整的外部數據供應鏈是圍繞滿足用戶的數據需求來構建的,它存在一個核心機構(或組織),并起著核心管理作用。構建一個數據供應鏈的同時也意味著一個統計體系的形成,它將數據提供者、數據生產者、數據管理者、數據消費者聯系起來形成一個是開放性的、以團隊工作為組織單元的有機整體[10]。采用供應鏈管理的思想來實現整個統計體系的管理,就是對一個統計體系中各參與組織、部門之間的數據、信息流與資金流進行計劃、協調和控制等,目的是通過優化提高數據生產過程的速度和確定性,提高組織的運作效率和效益。對比制造環境的供應鏈管理,數據供應鏈管理更簡單,它所關注的只有數據(或信息)及其價值,沒有物流過程。數據供應鏈管理的基本對象是數據產品流,數據產品流由供應市場流向消費市場。數據供應鏈的信息流包括數據的需求、數據處理狀態和傳遞狀態等信息,評價與反饋流包括對數據產品的評估和評價信息等。采用現代信息技術,建立數據供應鏈管理系統實現數據產品流、信息流、評價與反饋流的統一管理,以實現對數據供應鏈的全面管理。
統計數據質量控制體系的構建
1系統框架
現代信息系統具有高效的計劃、控制、反饋機制,高效的數據處理與傳輸能力,為構建DSCMS系統提供了技術支持。信息網絡時代,統計數據質量的監控與預警系統是統計信息系統的重要組成部份[3],可采用企業資源計劃(ERP)、全面質量等管理思想構建統計數據質量控制框架,以有效避免目前統計數據質量控制體系中易受中間環節的人為干擾。圖4給出了DSCMS的系統框架。
2系統功能與管理控制的實現
DSCMS由兩部分組成:一是統計數據管理系統,它實現方案設計、數據采集、數據整理和統計分析與等統計工作各階段的信息化管理;二是評價與反饋系統,它負責系統的控制、評價與反饋,是數據質量控制體系的實現。兩者有機結合,融入計劃控制、全面質量管理等現代管理思想,形成統計管理信息系統的全面解決方案。按系統的功能實現,可分成以下6個部分:(1)方案設計系統。實現統計工作方案設計,包括任務和目標的制定,數據收集、處理方案的制定,以及數據標準和要求的設定等。方案設計將結合目標與實施方案,做出完整的實施計劃與控制策略,是DSCMS的控制中心,并通過評價與反饋系統來實現整個管理體系的計劃、過程控制和評價功能。(2)數據采集系統。在跨組織的數據供應鏈中進行數據采集,需考慮時間和空間對數據采集產生的影響,構建基于互聯網的分布式集成數據采集系統不僅能提高工作的效率,也可以有效的減少數據逐級傳遞過程中的人為干擾。面向服務架構是分布式系統當前應用最廣泛的核心集成技術之一[11],它可以對數據供應者的業務系統進行有效的集成,實現數據采集過程的自動化。(3)數據處理系統。數據處理采用集中處理方式來完成,各級數據生產者和管理者經過授權可通過數據處理系統對采集的數據進行處理,生成相關的統計數據,以供本級數據消費者使用。數據處理包括抽取、轉換、裝載等過程。(4)數據分析系統。數據分析可結合統計方法、數據挖掘技術、聯機分析處理技術(OLAP)對數據庫或數據倉庫中的數據進行分析,分析結果可通過信息系統進行,并對分析結果進行評價與反饋。(5)信息系統。統計數據或分析結果可通過網站向社會公眾或相關用戶,并通過網站收集用戶的反饋信息。(6)評價與反饋系統。通過構建科學的數據質量評價指標體系與反饋系統,利用現代信息技術手段對統計數據質量進行評價,并將評價結果及時反饋到數據質量控制框架及數據生成的各個部門(或環節),以便于及時進行修正、完善。
篇2
遠程監控系統由目標機端和監控主機端構成,通過前面所說的不同通信接口進行連接.目標機端運行遠程監控,負責接收來自監控主機的命令,進行解析,根據命令執行相應的動作.監控主機端運行控制臺程序,通過監控界面發出相應的命令,同時接收目標機的狀態信息.遠程監控系統的物理實現示意圖如圖1所示.為了實現對多種通信總線的支持,本文分析了傳統遠程監控系統的體系結構,對其進行了擴展.通過在應用層和總線驅動層之間增加通信管理層,將具體應用和通信總線隔離開來,應用不必再關心所使用的通信總線類型,使用何種總線建立通信,對于應用程序來說是完全透明的[6-7].通信管理層實現的是一種命令/應答式通信協議,監控主機和目標機之間采用這種命令/應答式通信協議進行通信,通信過程總是先由監控主機向目標機發送一個命令協議包,目標機根據協議進行命令包的解析,執行相應讀寫功能后,再通過發送狀態協議包向監控主機回送通信狀態和數據.對于通信端口來說,該協議可以自動解析使用哪種端口進行通信,同時可以屏蔽不同通信端口之間的差異性,從而在監控主機與目標機之間建立與具體通信總線無關的數據通信策略.目前已實現了RS232串口、1553B接口以及CAN總線接口的通信功能,通過對底層總線驅動模塊的擴展,可以非常方便地實現對SPI、SPACEWIRE等其它總線的支持.圖2中給出了本文研究的遠程監控系統的體系結構模型.通信管理層根據協議執行通信命令分析與組織、數據緩沖管理、通信重試、總線訪問控制等操作,實現底層總線驅動模塊與頂層具體應用的隔離,使得遠程監控系統從功能與通信接口兩個方面都很容易進行擴展,并且互不影響.它相當于一個格式變換的緩沖區,對底層的通信端口進行管理,在擴展不同的總線協議時,只要遵從緩沖區的數據交互規范,數據直接存放到緩沖區即可,從而可以滿足不同的總線通信要求,實際的緩沖區對于用戶來說是透明的.為了完成不同的命令功能,在實現時設置了四個緩沖區,分別為命令執行緩沖區、命令接收緩沖區、數據執行緩沖區、數據接收緩沖區.底層的各種通信總線可以直接發送數據到通信管理層,通信管理層通過對數據重新組織成新的數據格式,直接提供給上層的模塊使用,因此通信管理層起到承上啟下的作用.本文著重針對嵌入式系統開發調試和升級換代過程中對遠程程序加載、目標機數據回傳等方面的應用需求,設計遠程監控系統應用層功能,實現了程序或數據的上傳加載和下載回傳,并能控制目標機程序的啟動運行,未來可以根據需要很方便的擴展功能.該系統包含了三部分內容:監控主機運行的控制臺軟件(V8_Loader)、目標機上運行的軟件(V8_Agent)及命令/應答式通信協議(CP).V8_Loader通過控制界面提供給用戶通信接口選擇、數據/程序文件發送與接收、程序運行控制等功能,按照通信協議與軟件通信,實現程序/數據的上下傳;V8_Agent運行在以SPARCV8處理器為CPU的目標機上,接收控制臺命令,根據協議完成命令的解析、執行,實現程序/數據在存儲器指定區域的加載或回傳;命令/應答式通信協議規定了控制臺軟件和之間的通信格式及命令功能與格式[8].
2命令/應答式通信協議
2.1協議框架
V8_Loader(監控主機,PC)與V8_Agent(目標機)之間采用命令/應答式通信協議進行命令、數據、狀態等信息的傳送.通信過程總是由監控主機首先向目標機發送一個命令包,目標機在收到命令包后,執行相應讀寫操作,再根據通信協議向監控主機回送相應的狀態應答包.因為遠程監控系統對于不同命令的反應實效性是不一樣的,為了便于管理,將協議命令分為三種類型,包括立即命令、緩沖命令和數據命令.立即命令信息量短,用于需要馬上執行的命令;緩沖命令用于對可延時命令進行延時管理,主要是對數據包進行管理;數據命令主要是用來對大量數據信息進行數據包裝.三種命令的具體定義如下:(1)立即命令:目標機接收到立即命令后進行校驗,如果正確則立即執行,完成相應控制和狀態查詢等功能,并回送狀態應答包.若校驗不正確,則不進行處理和響應.(2)緩沖命令:目標機接收到緩沖命令后,首先存儲在緩沖區中,并不立即執行,當監控主機發送執行命令后才執行緩沖區中的命令;執行完成后,也不立即向監控主機回送狀態應答包,而是將執行結果存儲在緩沖區中,當接收到監控主機發來的查詢命令時,才將緩沖區中的狀態應答信息作為查詢命令的應答包回送給監控主機.(3)數據命令:目標機接收到數據命令后,將數據放在緩沖區中,同時進行校驗,根據校驗結果設置數據緩沖區的狀態,數據包接收后不回送狀態應答包給監控主機.
2.2協議包格式
協議包從傳輸方向上分為兩類:上行協議包,由監控主機發送,目標機接收;下行協議包,由目標機發送,監控主機接收.其中上行協議包又包括立即命令包、緩沖命令包和數據命令包三種類型;下行協議包又包括狀態應答包和數據應答包兩種類型.各種協議包的格式如下:(1)立即命令包:監控主機發送的立即命令,包括前導字符、命令長度、命令內容和校驗字節等部分.立即命令的類型包括很多種,具體使用中可以根據需要添加和擴展.(2)緩沖命令包:監控主機發送的緩沖命令,也是實際的功能命令,包括前導字符、命令長度、命令內容和校驗字節等部分.緩沖命令包從功能上分為擦除命令、上傳命令、下載命令、轉移命令等,根據需要可以添加不同的功能命令.(3)數據命令包:監控主機發送的數據命令,用來向目標機的接收數據緩沖區注入一個數據塊,包括前導字符、數據塊長度、數據塊內容和校驗字節等部分.(4)狀態應答包:目標機發送的狀態應答信息,對來自監控主機的立即命令進行響應,包括長度、狀態數據和校驗字節等部分,長度表示狀態數據的字節數,狀態數據根據立即命令的不同而不同,從而給宿主機發送不同的狀態響應.(5)數據應答包:目標機發送的數據信息,數據應答包是功能命令的數據塊,包括長度、數據塊和校驗字節等部分,長度表示數據塊的字節數,數據塊是從宿主機接收到的具體數據信息.
3軟件實現方法
遠程監控系統軟件具體實現分為兩部分,分別為目標機上運行的V8_Agent,監控主機上運行的V8_Loader程序.本文按照圖2所示的系統體系結構模型,采用模塊化的設計方法進行了實現.軟件整體設計框圖如圖3所示[9].下面分別從目標機和監控主機兩個方面對該系統的軟件實現進行說明.
3.1V8_Agent的實現
V8_Agent主要完成各種通信協議命令的解析、執行,在V8_Loader的控制下,將數據傳送到目標機的指定區域,或將目標機指定區域的數據傳給V8_Loader.圖4給出了目標機解析命令的運行過程,主要分為以下幾個步驟執行:(1)初始化所有通信端口和緩沖區,轉步驟(2),進入通信端口選擇過程;(2)采用自動識別方法對通信端口進行識別,按照預先設定的通道順序查詢各端口,首先查到數據的端口將被選擇為臨時端口;如果從臨時端口接收到一個正確的命令,則認為收到該命令的通信通道就是當前選擇的通信通道,將當前通道選擇標志送給通信通道選擇標志,完成通信通道的選擇;(3)識別到可用通信端口后,執行命令解析過程;由所接收信息包的第一個字符確定監控主機送來的包類型;如果是緩沖命令包則執行步驟(4),數據命令包執行步驟(5),立即命令包執行步驟(6),其他轉步驟(7);(4)接收到緩沖命令包后,將接收到的數據暫存到命令接收緩沖區,當監控主機確認目標機正確接收了緩沖命令后,再將其切換到命令執行緩沖區,并設置命令執行緩沖區狀態為命令就緒狀態后轉步驟(7);(5)接收到數據命令包后,將接收到的數據暫存到數據接收緩沖區,當監控主機確認目標機正確接收了該包數據后,設置數據接收緩沖區狀態為數據就緒狀態后轉步驟(7);(6)接收到立即命令包后,根據命令包類型執行不同的功能命令,同時給監控主機回送一個應答包,并轉步驟(7);如果接收的是執行緩沖區中命令的命令,則執行命令緩沖區中存儲的緩沖命令,執行完畢后轉步驟(7);(7)結束本次通信命令解析過程,轉步驟(2)
3.2V8_Loader的實現
V8_Loader軟件在監控主機上運行,采用Vis-ualC++6.0進行開發.V8_Loader完成通信接口選擇、文件管理、數據打包等功能,并按照通信協議與V8_Agent進行通信,完成數據上下傳.考慮到未來擴展應用功能方面的需求,遠程監控系統在實現時不僅需要提供如前面應用說明中的完整功能,還需要為未來的嵌入式應用提供其它方面的支持.因此V8_Loader在實現時,采用了如圖5所示的多層次結構進一步細化了軟件的層次結構,增強軟件的可擴展性,提高軟件的廣泛適應性.界面管理層直接向用戶提供文件上傳、數據下載等用戶界面管理,完成對文件的管理操作.文件上傳是要將指定數據文件或程序文件的內容上傳到目標機指定區域,而數據下載則是從目標機指定區域下載的指定長度二進制數據保存到主機的文件中.此外界面管理層還向用戶提供了轉移執行、FLASH擦除等功能.線程處理層完成基于文件和控制界面的監控功能處理.它將上傳文件、下載數據區分成若干個包,通過調用功能處理層的上、下傳支持函數來完成文件數據的上傳和數據下載功能.線程處理層同時完成對界面上的進度條的實時處理與更新,完成與用戶之間的信息交換,完成文件數據的讀取與存儲功能.功能處理層是真正的上傳、下載、轉移等功能的處理模塊,按照協議規定通過通信管理層與V8_A-gent之間進行協議命令及上下傳數據的交互,完成規定大小數據的上傳與下載.通信管理層提供各種通信功能到不同總線接口的映射.在總線驅動程序的基礎上,完成通信字符到協議包的簡單轉換工作.總線驅動層可以根據實際的通信端口添加相應的驅動程序,可以很方便的擴展其他通信總線,從而完成對通信端口的底層管理.
4結束語
篇3
關鍵詞:監控系統分布式接入共享網絡傳輸IP組播Windows套接字
隨著計算機網絡技術、多媒體技術、計算機視覺與模式識別技術的發燕尾服,一種以數字化、智能化為特點的多媒體遠程數字監控系統應運而生,即基于IP的數字監控系統,實現了由傳統的模擬監控到數字監控質的飛躍。與傳統的模擬監控系統相比較,數字遠程監控系統幾個最主要的優勢是:可以借助網絡實現遠程監控;在遠程不同地點的分控中心或同個分控中心可同時調看某一個或者幾個監控現場的音視頻數據,從而實現分布式的音頻頻接入和音視頻數據共享,同時,可以與監控現場人員進行對講;可以對遠程監控現場的云臺、攝像機等設備進行控制。視頻、音頻的實時、分布式傳輸及控制指令的可靠傳輸是遠程數字監控系統的一個關鍵問題。本文設計并實現了遠程數字音頻頻監控系統,采用IPMulticast技術作為分布式音視頻執著入和共享的解決方案,并針對視頻、音頻語音和控制數據不同的特點,對其所采用的不同傳輸技術進行了探討,給出了具體實現方法。
1系統的總體結構
遠程監控系統一般包括三部分:前端監控現場、通信設備和后端分控中心。整個系統基于Client/Server(客戶機/服務器)模式。總體結構如圖1所示。
(1)前端監控現場由監控現場主機及一些設備組成。設備包括攝像機、電動鏡頭、云臺、防護罩、監視器、多功能解碼器及報警器。監控現場主機運行客戶前端軟件,實現視頻、音頻數據的實時采集、壓縮、解壓縮(音頻)(視頻傳輸單向的,音頻傳輸是雙向的)及打包傳送;對壓縮的視(音)頻數據進行經存儲(也可在分近中心進行)。存儲方式為循環存儲、定時存儲、手動存儲及運動視頻檢測啟動存儲。接收來自分控中心的控制指令(也可在本地實施),對云臺動作(上、下、左、右及自動)電動鏡頭的三可變(光圈、焦距和聚焦)。
(2)通信設備是指所采用的傳輸信道和相關設備,通信網絡為LAN及WAN。
(3)后端設備由若干分控中心計算機組成。各分控計算機運行服務器端軟件,接收來自前端壓縮視(音)頻、顯示(播放);通過網絡對前端云臺、攝像機進行控制;采用組播技術,實現分布式視頻執著入和分豐式視頻共享:每個分控中心主機可以同時監控多個前端,即“一點對多點”;不同分控心也可以同時監控同一前端,即“多點對一點”。
2網絡傳輸模塊的設計與實現
2.1系統傳輸數據類型的特點及通信協議的選擇
系統傳輸數據有:控制數據、音頻、視頻數據、后端分控中心通過網絡向監控現場主機設備云臺及攝像機發送控制信號,實現云臺動作(上、下、左、右、自動)攝像機光圈、焦距及聚焦三可變,要求控制信號的傳輸準確無誤;音頻、視頻是連續,數據量大,允許傳輸中存在一定的數據錯誤率及數據丟失率,但實時性要求很高。此外,在監控系統中,要實現音視頻的分布式接入和數據共享,必須進行音視頻的多點傳輸。樣實現上述目標?首先是通信協議的選擇,TCP/IP協議是廣泛使用的網協議,其網絡模型定義了四層(即網絡接口層、網絡層、傳輸層、應用層)網絡通信協議。傳輸層包含兩個協議:傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP)。IP是國際互聯協議,位于網絡層。TCP協議是面向連接的,提供可靠的流服務;UDP是無連接的,提供數據報服務;TCP采用提供確認與超時重發、滑動窗口機制等措施來保證傳輸的可靠性,正是這些措施增加了網絡的開銷。如果用TCP傳輸視(音)頻數據,大量的數據容量引起重傳。,使得網絡負載大并會加大延遲;UDP協議是最簡單的傳輸協議,不提供可靠性保證,正因為UDP協議不進行數據確認與重傳國,大大提高了傳輸效率,具有高效快速的特點;Ipv4定義了三種IP數據包的傳輸:單播、廣播及組播。要系統中實現視(音)頻數據的多點傳輸,若采用單播,則同樣的音、視頻數據要發送多次,這樣導致發送者負擔重、延遲長、網絡擁塞;若用廣播,網絡中的每個站點都將接收到數據,不管該結點否需要數據,增加了非接收者的開銷;組播是一種允許一個或多個發送者(組播源)發送單一的數據包到多個接收者(一次的、同時的)的網絡技術。組播源把數據包發送到特定組播組,而只有屬于該組播組的地址才能接收到數據包。由于無論有多少個目的地址,在整個網絡的任何一條鏈路上都只傳送單一的數據包。因此組播提高了網絡傳輸的效率,極大地節省了網絡傳輸。組播方式只適用于UDP。綜上所述,采用TCP/IP傳輸控制信號,即信令通道;采用UDP/IP傳輸音視頻信號,即數據通道。
IP組播依賴一個特殊的地址組——“移播址”,即D類地址。范圍在224.0.0.0-239.255.255.255之間(其中224.0.0.0-224.0.0.255是被保留的地址),D類地址是動態分配和恢復的瞬態地址。組播地址只能作為信宿地址使用,而不能出現在任何信源地址中。每一個組播組對應于動態分配的一個D類地址。組播的特點:組播組的成員是動態的,主機可以任何時間加入或離開組播組,主機組中的成員在位置上和數量舊沒有限制的。
2.2Windows下,IP組播的Winsock2實現
Windows環境下組播通信是基于WindowsSocket的。WindowsSocket提供兩種不同IP組播的實現方法:WindowsSocket提供兩種不同的IP組播的實現方法:Winsock1與Winsock2。在Windows2000平臺實現VC++6.0開發工具,在本系統中實現了基于Winsock2的組播通信編程。
發送端(前端、客戶端)實現步驟:
(1)加載Winsock2庫,完成Winsock2的初始化:
WSAStarup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);(2)建立本地套接字(UDP):
m_socket=WSASocke(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP,NULL,0,WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF|
WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF);
//組播通信具有兩個層面的重要特征:控制層面和數據層面。控制層面決定一個多播組建立通信的方式,數據層面決定通信成員間數據傳輸的方式。每一個層面有兩種形式,一種是“有限的”,另一種是“無根的”;數據報IP組播在兩個層面上都是“無根”的。任一用戶發送的數據都將被傳送到組中所有其它成員。最后一個參數表明新創建的套接字在控制層面與數據層面都是“無根的”。
圖2
可以通過setsocket函數設置套接字的屬性,如地址重用,緩沖區是接收還是發送。
M_localAddr.sin_family=AF_INET;
M_localAddr.sin_port=m_iPort;//本地端口號
M_localAddr..sin_addr.S_un.S_addr=m_uLocalIP;//本地IP地址;
(3)綁定(將新創建的套字節與本地插口地址進行綁定):
bind(m_socket,(PSOCKADDR)&(m_localAddr),sizeof(m_localAddr);
(4)設置生存時間(即數據包最多允許路由多少個網段):
WSAIoctl(m_socket,SIO_MULTICAST_SCOPE,//設置數據報生存時間;
&iMcastTTL,//生存時間大小;
sizeof(iMcastTTL),NULL,0,&cbRet,NULL,NULL);
(5)配置Loopback,以決定組播數據幀是否回送:
intbLoopback=FALSE;
WSAIoct(m_socket,SIO_MULTIPOINT_LOOPBACK,//允許或禁止組播數據幀回送;
&bLoopback,sizeof(bLoopback),NULL,0,&cbRet,NULL,NULL);
(6)收發數據:
在發送方(前端、客戶端)響應發送的消息函數中調用下面函數:
WSASendTo(m_socket,&stWSABuf,&cbRet,0,(structsockaddr*)&stDestAddr,//發送的目的地址;
sizeof(struct(sockaddr),NULL,NULL);
在發送方(前端、客戶端)響應接收消息函數中調用下面函數:
WSARecvFrom(m_socket,&stWSABuf,1,&cbRet,&Flag,(structsockaddr*)&stSrcAddr,//源地址;
&iLen,NULL,NULL);
(7)將組播套接字設置為異步I/O工作模式,在該套節字上接收事件為基礎的網絡事件通知:
WSAEventSelect(m_socket,m_hNetworkEvent,//網絡事件句柄;將此套字節與該事件句柄并聯在一起;
FD_WRITE|FD_READ);//發生此兩個事件之一,則將m_hNetworkEvent置為有信號狀態;
(8)在工作線程中設置:
WSAWaitForMultipleEvent(3,//等待事件的個數);
p->m_eventArray,//存放事件句柄的數組;
FALSE,WSA_INFINITE,FALSE);
(9)關閉組播套字節:
closesocket(m_socket);
接收端(后端、服務器端)實現步驟:
(1)-(3)與發送端(客戶端)相同;
(4)調用WSAJLoinLeaf加入組播組:
SOCKETNetSock=WSAJoinLeaf(sock,//必須為組播標志進行創建,否則調用失敗;
(PSOCKADDR)&(m_stDestAddr,//組播導址,與發送方的目的地址相同;
sizeof(m_stDestAddr),UNLL,NULL,NULL,NULL,
JL_BOTH));//允許接收和發送;
(5)與客戶端(6)相同;(6)與客戶端(7)相同;(7)與客戶端(8)相同;(8)離開組播組;closesocket(NewSock);//NewSock是調用WSAoinLeaf()返回的套節字。
2.3在監控系統中網絡傳輸模塊的設計
網絡傳輸模塊流程如圖2所示。
發送端(前端監控現場主機、客戶端)監控主機運行客戶端程序。在主線程中,啟動視同、音頻兩個線程分別對視頻及音頻進行采集,放入視(音)頻緩沖區;視頻在本地回放;同時,監聽分控中心的連接請求,收到連接請求,TCP三次握手,建立TCP連接(信令通道);通過信令通道,向分控心發送二組組播地址及端口號(對應視頻及音頻,音頻兩個線程;分別在視(音)頻線程中完成;利用Winsock2建立視(音)頻數據通道(UDP)(源碼前已述及);對視(音)頻進行壓縮編碼、組播發送;音頻線程接收分控中心的音頻數據包,解碼并播放;實現視頻的單向傳輸和音頻的雙向傳輸。
接收端(后端分控中心、服務器端)分控中心主機運行服務器端程序,在主線程中向前端監控現場主機發出連接請求(CALL),三次握手建立TCP連接(信令通道);后端接收到組播地址及端口號后,啟動視(音)頻兩個線程,完成;利用Winsock2建立視(音)頻數據通道(UDP),加入視(音)頻組播組,接收壓縮視(音)頻包,并解碼顯示(播放);其中音頻線程,還要完成音頻數據包解碼顯示(播放);其中音頻線程,還要完成音頻數據包的壓縮、發送;實現視頻的單向傳輸、音頻的雙向傳輸。
一個后端分控中心可同時監控12路前端視頻及音頻信號,在設計服務器端監控程序時,采用多線程技術,每建立一對前端監控主機與后端分控中心(服務器)的TCP連接,就開兩個接收線程(一個接收視頻線程;一個接收音頻線程),視頻線程接收視頻數據包進行解壓縮及回放;音頻線程接收音頻數據包進行解壓縮及播放。對云臺及攝像機的控制指令通過信令通道傳輸。
篇4
在現代制造系統中,由于英特網和分布式計算技術的出現,產品的設計和制造日益分散化,協同合作制造日益成為更快速、更經濟的生產高質量產品的有效模式。目前的數控系統正在向著集成化(Integrated)的方向發展,其目的在于為產品生產過程中的各個獨立部門提供有效的協同工作環境。傳統的CIMS技術大而全,在一般的中小企業很難實施,于是INC應運而生。
2.INC的概念與關鍵技術
2.1INC的概念集成化數控(IntegratedNumericalControl,INC)將CIMS中的功能實現(如CADPCAMPCAPPPNCP等)抽象為一系列獨立的功能模塊,再將這些功能模塊集成在一起便可組成一個具體的數控系統。
以水射流機床所使用的INC系統的整體工作流程為例(見圖1),其整個系統是建立在工程數據庫的基礎上,數據庫包括花樣庫、切削用量庫、夾具庫、噴嘴庫、工藝庫、NC代碼庫等,它們通過IntranetPInternet集成在一起,構成了工程數據庫。INC系統可分為6個子部件模塊:輔助設計(CAD)、輔助工藝(CAPP)、優化決策、數控加工(CNC)、系統監控和總體規劃。
2.2INC與ONC、DNC的區別
開放式數控(OpenNumericalControl,ONC),與傳統的CNC系統相比較,ONC的核心在于其開放性,它必須提供不同應用程序運行于系統平臺之上的能力;提供面向功能的動態重組工具;提供統一、標準化的應用程序用戶界面。世界各國相繼啟動了有許多關于開放式數控的研究計劃,其中影響較大的有美國OMAC(OpenModularArchitectureController)計劃,歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomation)和日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)計劃等[3]。直接數控(DirectNumericalCon-trol,DNC)和分布式數控(DistributedNumericalControl,DNC)系統的主要目標是更加有效地控制一組數控機床或是整個工廠的生產,它實際上是一種分布式制造。
與ONC、DNC不同,INC是以數控為核心,它的各個模塊都是面向數控,它的一切工作都是為數控加工服務。例如,一般的CAM系統注重特征識別、零件幾何造型的建立以及零件加工軌跡的定義等,而INC的CAM模塊中注重的是對零件加工過程的仿真和生成數控加工代碼,其目的是便于檢驗零件的手工編程或自動編程的數控加工程序是否正確。與分布式制造(DistributedManufacturing)相比較,INC更接近于一種協同制造(CollaborativeManufacturing)。
2.3INC的關鍵技術
INC有三點關鍵技術:面向數控的CAD技術;面向數控的CAPP技術和基于CADPCAPP信息集成的CNC技術。
面向數控的CAD技術包括圖像預處理、智能識別、圖像矢量化和CADPCAPP集成技術等。面向數控的CAPP技術則包括路徑優化、步驟優化、CAPPPCAM集成、工藝數據庫的建立和管理技術等。
基于CADPCAPP信息集成的CNC技術,主要是與CADPCAPP集成系統的接口和交互的技術(基于STEP標準擴展的接口和交互技術)、嵌入式設備研制技術和實時技術等。
本文將對基于CADPCAPP信息集成的接口和交互的技術進行討論與研究。
C與CADPCAPP的接口和交互技術
目前在工業化應用中的NC所采用的編程方式還是基于ISO6983(GPM代碼)標準,隨著計算機輔助系統CAX技術、系統集成技術等的飛速發展和廣泛應用,該標準已越來越不能滿足現代NC系統的要求,成為制約數控技術乃至自動化制造發展過程中的瓶頸問題。
1997年歐共體提出了OPTIMAL計劃,將STEP技術延伸到自動化制造的底層設備,開發了一種遵從STEP標準、面向對象的數據模型(稱為STEP2NC),將產品模型數據轉換標準擴展到CNC領域,重新制定了CADPCAPP與CNC之間的接口,為實現CADPCAPPPCNC之間的無縫連接,進而實現真正意義上的完全開放式數控系統奠定了基礎[4]。
傳統數控系統與CADPCAPP之間的數據交換是單向傳輸,現場對NC程序的任何修改都無法直接反饋到CADPCAPP系統,生成NC程序時記錄最初加工需求的信息已經丟失。而使用STEP2NC可減少加工信息容易丟失的問題,實現雙向數據流動,能夠保存所做的修改,使零件程序和優化的加工描述及時地反饋到設計部門(CAD),以便設計部門及時進行數據更新,獲得完整、連貫的加工過程數據文件。
圖2所示是基于STEP2NC標準的數據模型,其中包含了加工工件的所有任務,其基本原理是基于制造特征(如孔、型腔、螺紋、倒角等)進行編程,而不是直接對刀具與工件之間的相對運動進行編程。這樣,CNC系統可以直接從CAD系統讀取STEP數據文件,消除了由于數據類型轉換而可能導致的精度降低問題。
圖3所示為一種采用了STEP2NC標準的數控系統結構模型,該結構模型包含了當前STEP2NC與數控系統結合的3種模式,模式1是一種過渡形式,上層符合STEP標準的CADPCAPP系統與STEP2NC接口實現雙向數據流動,下層通過增加符合STEP2NC標準代碼轉換接口,將STEP2NC數據代碼轉換為GPM等代碼,進而實現對現行數控系統的控制。模式2是一種比較簡單、初級的模式,與模式1的區別在于下層采用了新型STEP2NC控制器,直接讀取STEP數據格式加工文件。模式3是模式2的發展與完善,它使系統的集成度更高、設計層與車間層之間的功能重新劃分,實現CAPP系統宏觀規劃與CAD系統集成、微觀功能與車間層集成。鑒于ISO6983標準在數控領域內的廣泛應用,在短期內用ISO14649標準將其完全取代不太現實,因此在STEP2NC控制器廣泛使用之前,模式1將長期保留在系統之中[5]。
基于STEP2NC標準的CADPCAPPPCNC之間將會實現無縫連接,CADPCAPP與CNC的雙向數據流動,使得設計部門能夠清楚地了解到加工實況,并且可根據現場編程返回的信息對生產規劃進行及時快速的調整,生產效率將得到極大的提高。另外,CAD、CAPP、CNC之間的功能將會重新劃分:CAPP系統的宏觀規劃與CAD系統集成,微觀功能與CNC集成。
4.應用實例
AWJ水射流機床(國家專利產品)是通過高壓管道形成高壓水射流或磨料射流,來實現對工件的切割以及拋光等操作。初始條件為工件的數碼圖像,經過INC的CADPCAPP集成系統處理后直接將數據傳輸到CNC子模塊,由CNC子模塊生成加工仿真。INC系統是基于Windows平臺,應用于水射流切割機的集成化數控加工。
圖5所示是將經過處理后的輪廓輸入CAD軟件稍加修改,再由集成到CAD軟件內部的CAPP軟件設計出合適的加工工藝。最后生成NC代碼輸入模擬仿真軟件,如圖6所示,可以進行仿真切割加工。這樣便完成了INC系統中由數碼圖像到成品加工的一系列工作。
篇5
1.1冷熱源
空調系統夏季設計總冷負荷為11476kW,單位建筑面積的冷負荷指標為150W/m2;冬季設計總熱負荷為7000kW,單位建筑面積的熱負荷指標為82W/m2。根據工程使用功能特點及業主對該工程的定位,從節能方面考慮,空調冷源選用4臺制冷性能優越的離心式變頻電制冷機組,單臺制冷量為3165kW,COP為5.83。同時考慮到過渡季節極低負荷下部分負荷的需要,輔以1臺水冷螺桿式電制冷機組進行調節,制冷量為1055kW,COP為5.55。當冬季冷卻水進入螺桿式冷水機組的溫度低于15℃時,螺桿式冷水機組低溫保護停止運行,則利用板式換熱器及冷卻塔免費制冷。空調系統的熱源選用3臺制熱容量為2400kW的真空燃氣熱水鍋爐。制冷機組冷凍水供回水溫度為6℃/12℃,冷卻水的供回水溫度為32℃/37℃。真空鍋爐熱水供回水溫度為65℃/55℃。免費制冷板換的一次側供回水溫度5℃/10℃,板換二次側的供回水溫度為6℃/12℃。
1.2冷熱水系統
空調水系統采用機械循環四管異程式,一次泵變頻變流量系統。冷凍水分、集水器間設置壓差旁通裝置以保證只有1臺冷凍水泵在最低負荷運行時供回水管路壓力平衡。為離心式冷水機組設置5臺變頻冷凍水泵;為螺桿式冷水機組設置2臺定頻冷凍水泵,免費制冷板式換熱器和螺桿式冷水機組共用冷凍水泵;為真空鍋爐設置4臺變頻熱水泵。冷凍水及熱水系統均設置分集水器,分集水器均設置一路商業空調,一路辦公塔樓,一路備用。空調冷源水系統原理圖見圖1。
1.3冷卻水系統
為離心式冷水機組配置5臺變頻冷卻水泵,為螺桿式冷水機組配置2臺定頻冷卻水泵,免費制冷板書換熱器和螺桿式冷水機組共有冷卻水泵;塔樓屋面層設置8臺400m3/h的開式橫流冷卻塔,各冷卻塔風扇設置變頻器,且均帶有防凍電加熱器,屋面層室外的冷卻水供回水管包裹電熱拌線,以保證全年正常使用。按照綠色三星評定的要求,項目設置余熱利用系統,通過容積式換熱器將冷卻水與市政給水進行換熱,作為生活熱水供熱的預熱。為滿足大廈計算機機房、通訊設備用房的特殊需求,項目在塔樓屋面層設置24h冷卻水系統,提供32℃/37℃的冷卻水至4~27層辦公樓標準層。系統設置3臺125m3/h的閉式冷卻塔(2用1備),3臺變頻冷卻水泵,冷卻水系統采用豎向、橫向皆同程,以利于系統的水力平衡。
1.4空調風系統
1.4.1零售、餐廳等小分隔的商業租戶用房
由于商業租戶區不同的小租戶某一時刻對空調有不同的需求,故租戶區采用風機盤管加新風機組的靈活多變的空調形式,由新風機組將室外新風經降溫或升溫、加濕等處理后送入商業租戶區,于租戶商鋪高位預留新風管接駁口;排風則由各層衛生間及廚房排油煙機排至室外。定義為餐廳的商業租戶配備廚房空間,廚房高位預留排油煙風管和補風管,集中設置風機具有變頻調節功能的排油煙機和新風機組。
1.4.2辦公塔樓標準層
由于辦公塔樓標準層辦公區的進深達到13m,存在內外負荷需求的差異,故將標準層的辦公區分為內外區。內外區送風系統設置如下:內區末端設置單風道變風量箱,外區末端設置并聯式風機助動型變風量箱(FPB),FPB帶熱水盤管。內外區變風量箱均設置溫度控制器,冬夏季根據溫度控制器通過一次風進風風量調節室內溫度。辦公塔樓標準層核心筒的兩側設置了2個空調機房,機房內各放置了1臺變風量空調機組,并采用上回上出的氣流方式。裙房4層、塔樓的避難層、屋面層分別設置帶熱回收功能的新房機組,新房機組通過熱管式換熱器與塔樓的衛生間、辦公區的排風進行換熱后進入新房機組處理,經過集中處理后的新房經豎直新風管送入標準層的空調機組,標準層進入空調機組的新風管設置定風量箱CAV,新風與室內回風混合并經空調機組處理后送入室內。各標準層的衛生間、辦公區排風匯集至排風立管,由置于裙房4層、塔樓的避難層、屋面層的排風機經熱回收后排至大氣當中。
1.4.3商場公共區域
商場公共區域采用單風道全空氣系統。按照綠色三星評定的要求,過渡季節商業裙房公共區域的AHU機組新風閥全開,新風量調整為機組總送風量的50%,同時,調整回風閥的開啟閥門調改新回風比,利用AHU機組引入室外的新風作為裙房公共區域的免費冷卻,中庭頂部設置手動窗(平時常閉),當采用50%新風模式時手動開啟通風窗,以釋放過量的新風達到風量平衡;夏季,商業裙房公共區域的AHU機組新風閥調整至夏季運行工況,回風閥調整至全開,引入室外的新風經降溫處理后送入裙房公共區域。
1.4.4辦公大堂區域
辦公大堂設置組合型空調機組,采用單風道集中送風方式,吊頂高位均勻設置條形噴射風口,夏季供應冷風,冬季供應熱風。由于辦公大堂層高12m,吊頂高度9.6m,為高大空間的建筑布局,在冬季供暖時,下送的熱空氣由于密度差的因素會有上浮的存在而導致人員活動區域達不到設計溫度的可能。因而綜合考慮辦公大堂的使用功能和人的舒適性的前提下,冬季采用AHU空調機組下送熱風及大堂周邊玻璃幕墻內側設置地板散熱器共同供暖的采暖方式。同時,為了了解冬季AHU空調機組及地板散熱器共同供暖的有效性,利用CFD流體計算軟件進行了辦公大堂熱環境的動態模擬分析。為模擬室外風場對室內氣流的影響,建模過程中考慮了室外風場的影響,在穩態的基礎上增加了室外來風的作用空間。該模型是在穩態模型的基礎上建立起來的。空調機組高位條形噴射風口的送風溫度為28℃,地板散熱器的風口出風溫度為37℃。辦公大堂的玻璃門朝向東開,分析時取垂直于玻璃門的方向,即圖中的x方向,此時,可同時監測到室內與室外的溫度變化。在門打開后。室外氣流涌入辦公大廳的過程,在門打開后20s的時間內,室外冷空氣只有一部分以低溫存在于辦公大堂空間中,隨著冷空氣的深入,不斷與室內空氣摻混,溫度逐漸升高,最終以18℃的空氣向室內蔓延,在20s時間內距地面1m高度以下80%的空間被18℃的冷空氣占領。并且在冷空氣從門下部侵入室內的過程中,不斷有室內熱氣流從門上部溢出,這一現象符合能量守恒定律,同時也可以從溫度分布圖中看出。3min后,中庭內部的溫度分布可從圖7得到:在門打開3min后,室內溫度進一步降低,整個2m以下的空間都被冷空氣所占領,并且出現明顯的溫度分層。下部溫度低,上部溫度高,且溫差10℃左右,室內人員將明顯有冷感覺。由上述辦公大堂熱環境的動態模擬可知,在冬季室外溫度較低時,盡量不要同時打開4扇玻璃門,當需要通過打開玻璃門來換氣時,不要選擇寒冷的早晨和傍晚,盡量在稍微溫暖的中午;開門時間不宜過長,否則室內溫度下降太低,在必須開啟玻璃門時,不要同時開啟4扇玻璃門,打開其中1扇或者2扇,優先打開東南朝向的玻璃門,因其冷風侵入較少。
2空調節能自動控制
項目設置樓宇自控系統。制冷機房設置全變頻監控系統,系統設置一套設備(冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻塔風扇均為變頻機組)能耗及效率監控中心,逐時分析并計算中央制冷站內各主要設備在不同變頻速率下的最佳工況值或能源效率,并且在保證最不利點壓力值的狀態下,主動發出變頻設定信號以指令相關設備按此變頻數值運行,從而達至“自我尋優”的最佳運行效果,以節約總體的制冷能耗。辦公塔樓變風量系統綜合使用房間溫度控制、送風量控制、送回風風量匹配控制、新排風風量控制和送風溫度控制等多種控制方式。回風管里安裝CO2探測器、探測CO2的濃度以便調節區域的新風量。調節AHU機組新風入口處CAVBOX和排風閥在設定的位置,室內新風量必須大于排風量,以保持室內微正壓。CAVBOX將設風量探測報警器,與BMS系統兼容監測在每段時刻所送的新風量是否在設定值的范圍內,在新風量設計定值偏離設計值超過10%時報警。空調機組、新風機組的出水管上均安裝比例積分電動調節閥,通過改變水流量來控制所需空氣溫度。商業裙房公共區域的空調機組以回風溫度作為控制信號;新風機組以送風溫度作為控制信號;辦公塔樓空調機組以機組設定送風溫度及VAV回風溫度作為控制信號。在過渡季節,商業裙房公共區域根據室內溫度調節新回風比,調節新風量至總送風量的50%,利用新風免費供冷,節省運行能耗。
3結語
篇6
1、關于溫控與熱計量的關系
以我國供暖現狀,采暖能耗指標是同類氣候條件下發達國家的3-5倍,而且供暖效果也遠遠不如,能耗大量浪費的原因中固然有百姓用戶節能意識淡薄、收費體制不能刺激節能,但主要的原因還是因為我們設計、施工與運行管理的落后。如果不提高自身能力水平,而一味地追求收費,就是將自身水平落后造成的浪費轉嫁給消費者,這樣顯然不合理,也不利于節能工作。按熱收費,比以前進步了,實現了交易公開的原則,但是用戶不能主動控制以實現節能,也就是不能主動地去省錢或是選擇其他方式供暖,違背了公平與公正的原則,很易造成矛盾,挫傷或阻礙供暖節能技術的發展,不利于供熱改革。我們認為正確的做法是溫控與熱量并重,相輔相成,甚至溫控更加重要。供熱單位先提高自身水平,提高室內熱舒適度,也就是提高服務質量,再合理地向用戶收費,促節能事業發展。
2、戶內系統和戶外系統的關系
目前有一種趨勢:認為講溫控就是要在室內安裝溫度控制閥,講計量就是在戶內安裝熱量表,至于戶外控制就可以不被重視了。溫控與計量是不是只要針對戶內系統,戶外就可以忽視呢?對于一個戶內控制設備完善的系統(安裝了溫控閥和熱量表),如果沒有相應的戶外控制,很難保證戶內設備正常地工作。如果戶外水力失調嚴重,溫控閥不能工作在正常工況下,壓頭大就會頻繁地開關甚至產生噪音,壓頭太小會始終常開而室內溫度不足;熱量表也可能工作在額定之外的流量下,測量不準確。如果外網不能根據戶內工況變化相應調節,如:水泵不能變頻、壓差不能穩定的情況下,水泵、鍋爐或換熱器的效率也不能保證。如果戶內采取了節能手段,而戶外沒有配合措施,一方面會引起管網水力熱力工況的失調,另一方面室內節省的能量不能體現在熱源的節能上,節能這一根本目的就沒有實現。所以我們認為好的戶內控制一定要與戶外控制相結合。
隨著先進計量、控制設備不斷應用于系統中,分戶計量供熱系統逐步在我國發展起來。從用能的角度看分戶計量供熱的技術能夠有效利用自由熱,提倡用戶的行為調節,以減少能耗;另一方面,從用戶出發它能夠提高室內熱環境的舒適性。在散熱器上安裝溫控閥為實現這些目標提供了有效手段。當溫控閥被設定在某一值時,它可以通過感溫包測量室內溫度,實時調節散熱器流量以符合設定值。如果熱網的運行工況可以最大限度的滿足各個用戶的需求,那么溫控閥控制的散熱器供暖房間溫度就不會出現過冷過熱的情形。但是舒適度因人因時而異,提高用戶的舒適程度不僅要求在設計溫度18℃時保持室溫僅有微小的波動,而且應該盡可能的滿足用戶希望提高室內溫度的要求。
3、是溫控計量產品去適應系統,還是系統去適應產品
我們采取“拿來主義”來消化學習國外的溫控計量技術,包括消化和應用國外的產品,但是外來的產品并不適應我國的現有系統,除了水質問題和管理問題外,還有許技術問題。如:系統末端壓差、系統規模大小、設備工作環境等都存在很大的不同,不做任何改變就應用在一起很難得到正常的效果。如有的示范工程,產品應用效果不好,出現一些問題,廠家就提出要徹底地改變中國的供熱系統,殊不知,對中國這一巨大規模的供熱體系,改變是一個漸進的過程,需要一定的時間,不可能一蹴而就。誰應該去適應誰并不存在一個分明的界限,但是合理的尋求結合點,花最小的投入去獲得最大的回報,這個工作非常重要。
4、政策、技術標準、產品開發的相互關系
過去幾年里,溫控與熱計量事業發展很快,但總體規模不大,沒有形成一個產業。產品供應商經常抱怨國家政策不到位,沒有強制措施,政府又考慮到技術方案和相關標準不完善,可操作性差,設計部門往往無章可循,缺乏標準指導,開發商在無強制措施的情況下,不愿增加溫控與熱量的投資,存在僥幸心理。三者之間相互依存,又相互制約,影響溫控與熱計量技術的發展。從行業管理部門來講,近期成立的建設部熱改與熱計量領導小組可統一管理、規劃、協調各部門的工作,推進該事業的發展。新型采暖方式與集中供暖系統溫控與熱計量發展的相互關系當前,新型的采暖方式發展迅猛,在一些主要城市中,分戶燃氣爐采暖和戶內電采暖發展很快,挑戰舊有傳統供暖方式,成為集中供暖的主要競爭對手。這些新型采暖方式的發展是市場經濟發展的必然產物,是促進傳統的集中供暖系統變革的重要力量。這些新型采暖方式除了投資相對較少,物業管理方便,有利于大氣環境之外,其主要點之一就是可以分戶計量和收費,解決收費問題。這將極大地挑戰和促進集中供熱發展分戶計量計費技術,如果做不到這一點,就很可能被擠小市場占有率,丟掉市場份額;同時,新型采暖方式也可以促進計量收費的普及,讓百姓受供暖體制改革,對集中供熱也有好處。新型采暖方式的另一個主要優點就是采暖費與傳統的供熱方式相當。在現有的燃料價格體系下,分戶燃氣爐的燃燒效率低于集中燃氣鍋爐的燃燒效率;燃燒天然氣比燒煤貴;要產生同樣的熱量值,用電比燒煤或燒天然氣貴。
綜上所述,無論是新型采暖方式和集中供熱方式,在實施供暖系統溫控與熱計量節能上,都需要國家能源結構的調整和有關部門扶植政策支持,就哈爾濱市而言,供暖系統溫控與熱計量節能工作,還遠遠沒有落實到位。新型的集中供暖系統采用了溫控與熱計量節能技術,就可以提高效率、減少浪費、增加調控手段,就可以與新型采暖方式同等競爭,奪回價格優勢,爭取市場份額。
參考文獻: