時間：2022-05-16 06:05:30
序論：在您撰寫設(shè)計論文范文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
電子政務(wù)的概念發(fā)源于美國,由英文E-government翻譯而來,現(xiàn)為世界各國所采取。通俗地說,就是應(yīng)用信息技術(shù),尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行政務(wù)管理。它能夠使政務(wù)工作更有效、更精簡、更公然、更透明,為使用者提供更好的服務(wù),更利便的操作。
本次我做的電子政務(wù)公告系統(tǒng)是電子政務(wù)中的1個分支模塊,針對于政務(wù)管理而開發(fā)的網(wǎng)上利用軟件,該系統(tǒng)戰(zhàn)勝了C/S結(jié)構(gòu)的不足,采取了基于B/S結(jié)構(gòu)的散布式Web利用程序結(jié)構(gòu)。從實際利用問題的需要動身,該系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)境采取了國內(nèi)流行的MVC軟件架構(gòu)模式,網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺J二EE的SSH框架、DB二數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及Java語言實現(xiàn)該系統(tǒng)。
通過該系統(tǒng)任何人均可以在網(wǎng)頁上能了解到某個公司已經(jīng)公然的不同欄目(如新聞, 通知等)的內(nèi)容,和公司內(nèi)部員工了解自己公司的1個新聞動態(tài),和通知等。各部門可以發(fā)表欄目內(nèi)容(如新聞,通知等),有關(guān)負(fù)責(zé)人對于需要的內(nèi)容進(jìn)行審批。需要注意的是,有的欄目(如新聞)必需經(jīng)由審批才能,有的欄目(如通知)則不需要審批就能。該系統(tǒng)共設(shè)有4種權(quán)限:普通用戶、管理員、內(nèi)容管理、內(nèi)容審核,系統(tǒng)管理人員要對于用戶及其權(quán)限進(jìn)行管理。內(nèi)容管理可以新聞、通知,內(nèi)容審核則負(fù)責(zé)評審提交的新聞,普通用戶可以閱讀新聞、通知。
電子政務(wù)系統(tǒng)也是將來的1種發(fā)展方向,公司可以將自己的東西及時到網(wǎng)上,可讓公司員工更利便的了解1個政策,和看到公司的通知等、固然這些都僅僅是電子政務(wù)的1個小的方面,要想真正做到政務(wù)管理,還有良多技術(shù)、需求要斟酌。
摘 要：住宅室內(nèi)燃?xì)夤馨德袷乾F(xiàn)代住房發(fā)展的必然趨勢。由于國家頒布的《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》對住宅室內(nèi)燃?xì)夤艿腊德駴]有明確規(guī)定。故至今在室內(nèi)燃?xì)夤艿涝O(shè)計仍以明敷為主。筆者從事燃?xì)庠O(shè)計工作多年，對燃?xì)夤艿腊德竦脑O(shè)計和施工方面總結(jié)出幾點心得，供大家參考。
隨著生活水平的不斷提高，人們對住宅室內(nèi)裝修的要求越來越高，而室內(nèi)燃?xì)夤艿赖姆笤O(shè)方式直接影響到住宅室內(nèi)的裝飾效果。對住戶來說，墻面光潔、平整是裝修最起碼的要求?，F(xiàn)住宅室內(nèi)強(qiáng)、弱電管線以及給排水管等已從原來的明敷逐步藏入隔墻及梁柱內(nèi)進(jìn)行暗設(shè)。但一直以來，室內(nèi)燃?xì)夤艿廊圆捎妹鞣蠓绞剑蟠笥绊懥搜b飾效果，給裝修帶來困難，被住戶視為眼中釘。燃?xì)夤艿腊德癯蔀槿細(xì)夤こ淘O(shè)計、施工發(fā)展的必然趨勢；而1993年國家頒布的《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》（GB50028-93）對住宅室內(nèi)燃?xì)夤艿谰β穹笤O(shè)沒有明確規(guī)定。鑒于這種情況，我們在設(shè)計室內(nèi)燃?xì)夤艿罆r，根據(jù)用戶的要求，將多棟住宅樓的室內(nèi)燃?xì)夤茉O(shè)計為暗埋式；從投入使用情況看，效果良好，現(xiàn)對設(shè)計和施工服務(wù)方面談點滴體會供參考。燃?xì)夤艿腊德耠m有不影響建筑美觀的優(yōu)點，但其造價較高，泄漏后不易發(fā)現(xiàn)，易發(fā)生事故，且故障處理較困難，如何克服這些缺點，正是本文要探討的問題。
1 如何處理防泄漏問題
（1）由于鍍鋅管一般采用螺紋連接，接頭處容易發(fā)生泄漏；因此，我們在管材上選擇了10號或20號無縫鋼管；接頭采有焊接連接。
（2）管道設(shè)計走向盡量選擇梁底或墻角；并在墻面、樓板埋管位置盡量標(biāo)明管線走向；以方便維修及防止住戶鉆孔鑿穿管道發(fā)生危險。
（3）管道隱蔽前應(yīng)做強(qiáng)度及氣密性試驗，檢驗合格后方可封管，其試驗壓力應(yīng)為0.4MPa。
2 如何處理好防腐問題
燃?xì)夤艿腊德窈螅捎谑軌γ妫ɑ蚧炷馏w）內(nèi)堿性液和水氣的作用，管道易被腐蝕；所以必須做好防腐措施，以延長管道的使用壽命。具體措施是：
（1）采用聚乙烯防腐膠帶或熱收縮膠帶作外防腐層，使燃?xì)夤艿琅c外界隔絕。
（2）燃?xì)夤艿乐車坏么嬖谟屑饫h日物體、碎片、垃圾或存積水氣；防止防腐層被戲傷或破壞及水氣的侵入。
（3）應(yīng)確保燃?xì)夤艿辣换炷粱驂γ媾?dāng)完全包圍，覆蓋燃?xì)夤艿赖幕炷粱驂γ媾?dāng)?shù)暮穸炔坏眯∮?cm。
（4）混凝土樓板內(nèi)的燃?xì)夤艿酪鎏帒?yīng)設(shè)套管。套管伸出地面5—10cm。套管兩端應(yīng)采用柔性防水材料密封。
3 如何解決好施工問題
燃?xì)夤艿腊德駪?yīng)在住宅樓主體施工時配合土建工程施工；在早期預(yù)埋好管線，防止后期鑿樓板、梁、柱及墻面破壞主體結(jié)構(gòu)，增加造價。此外，還應(yīng)注意以下問題：
（1）管端螺紋應(yīng)在預(yù)埋前加工，并用堵頭封日，以免雜物進(jìn)入管內(nèi)。
（2）燃?xì)夤艿啦坏门c其它金屬結(jié)構(gòu)（如鋼筋）或中性導(dǎo)電體接觸。避免燃?xì)夤軒щ姷目赡苄浴?
4 體會
燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計與施工是造福千家萬戶的事業(yè)，在有可能的條件下，應(yīng)使設(shè)計更合理、周到，盡量使各家各戶都滿意。燃?xì)夤艿狼缏衲苁辜揖迎h(huán)境更整潔、更實用，符合社會發(fā)展的趨勢，就得到廣泛的嘗試、推廣。同時，熱切希望國家有關(guān)部門加快室內(nèi)燃?xì)夤艿腊德竦囊?guī)范編寫工作，使設(shè)計者做到有法可依。
1.國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
近年來出現(xiàn)的一些新加固技術(shù)，如粘貼纖維復(fù)合材料加固法、鋼絲網(wǎng)水泥砂漿加固法、纖維材料的嵌入式加固法等，這些技術(shù)從一開始引進(jìn)和出現(xiàn)在國內(nèi)，就以它們優(yōu)異的性能、特點和加固效果得到了工程界的關(guān)注和青睞。廣大科研技術(shù)人員在新加固技術(shù)方面開展了大量的試驗研究和理論分析，國家也頒布了一些新加固技術(shù)規(guī)范，在工程實踐中正逐步推廣。預(yù)計不久的將來，隨著新加固技術(shù)的逐步成熟，一定會在工程中得到廣泛應(yīng)用。
1.1 碳纖維加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
我國在利用碳纖維加固技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚，發(fā)展卻很迅猛。1997年國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心率先開始了“碳纖維材料加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)”的試驗研究開發(fā)與應(yīng)用，并被定為國家“九五”重點科技攻關(guān)項目．隨后通過采用進(jìn)口的碳纖維材料在北京、上海、遼寧、江蘇等省市進(jìn)行了一些實際工程結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固，并取得了較好的效果。
1.2纖維復(fù)合材料嵌入式加固技術(shù)
纖維復(fù)合材料嵌人式加固技術(shù)是將加固材料放人結(jié)構(gòu)表面預(yù)先開好的槽中，并向槽中注人粘結(jié)材料使之形成整體。目前國外已經(jīng)有了一定規(guī)模的研究和應(yīng)用，國內(nèi)在國家工業(yè)建筑診斷與改造技術(shù)研究中心開展了這項技術(shù)的試驗研究，但尚未應(yīng)用于工程實踐。
2.磚混結(jié)構(gòu)裂縫種類及其產(chǎn)生的原因
2.1干縮裂縫：多發(fā)生在墻面抹灰層內(nèi)，一般沿墻面長度方向每隔一段距離形成一條裂縫，這種裂縫開始隨時問而發(fā)展，以后逐漸穩(wěn)定。另一種干縮裂縫則呈不規(guī)則的龜裂或呈放射狀裂縫，此類裂縫寬度較小。產(chǎn)生的原因有：①抹灰用砂過細(xì)或含泥量較大；②水泥安定性不好；③砂漿過稀，抹灰不實；④抹灰層失水過快，養(yǎng)護(hù)不好等造成抹灰層收縮較大而形成裂縫。
2.2磚墻溫度裂縫：一般有如下規(guī)律：① 頂層重，下層輕；兩端重，中間輕；向陽重，背陽輕；且這類裂縫與溫度變化有關(guān)。②磚墻溫度裂縫隨部位不同而呈不同的形狀。產(chǎn)生的原因有：① 屋面保溫層，隔熱保溫性能差；② 磚墻砂漿標(biāo)號較低，砌筑質(zhì)量較差；③結(jié)構(gòu)構(gòu)造上處理不當(dāng)，如采用半圈梁 。
2.3地基下沉裂縫：一般共同規(guī)律是：下層多，上層少；縱墻多，橫墻少；外墻多，內(nèi)墻少；斜向多，豎向少。產(chǎn)生的原因有：①地基不均勻下沉；②房屋過長未留縫，沉降不一；③平面復(fù)雜，轉(zhuǎn)角較多；④ 高低層相差較大，未留沉降縫；⑤荷載與分布不均勻；⑥ 使用不當(dāng)，地基浸水或地下水位上升(多發(fā)生于濕陷性黃土地區(qū))；⑦ 地基施工質(zhì)量。
3.砌體裂縫的類型和防治方法
砌體結(jié)構(gòu)裂縫的類型有斜裂縫、水平裂縫和豎向裂縫三種。斜裂縫有的發(fā)生在有現(xiàn)澆混凝土挑檐的平屋頂房屋和無保溫屋蓋的房屋頂層縱墻面的兩端，一般長度在1開間～2開間范圍內(nèi)，外縱墻兩端有窗時，裂縫沿窗口對角方向裂開。有的發(fā)生在底層至二層外縱墻的兩端，斜裂縫通過窗口的兩個對角向沉降量較大的方向傾斜，裂縫下大上小。水平裂縫有的發(fā)生在平屋頂屋檐下或頂層圈梁下2皮～3皮磚的灰縫位置，一般沿外墻頂部連續(xù)分布，兩端較中間嚴(yán)重。有的發(fā)生在底層至二層窗間墻的上下對角處，成對出現(xiàn)，沉降量大的一邊裂縫在下，沉降量小的一邊裂縫在上。豎向裂縫發(fā)生在縱墻中央的頂部和底層窗臺處，裂縫上寬下窄。
根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，要消除砌體裂縫。必須從根源上進(jìn)行防治，盡可能在夏季或溫暖季節(jié)，澆灌屋頂挑檐及圈梁混凝土，一般不要冬季施工。挑檐上最好做保溫層，并達(dá)到規(guī)定的厚度：這樣就能減小鋼筋與混凝士和砌體之間的溫差，避免頂部出現(xiàn)裂縫。根據(jù)建筑物的實際情況設(shè)置沉降縫、伸縮縫，提高結(jié)構(gòu)剛度和施工質(zhì)量，都能減少裂縫的發(fā)生。當(dāng)然，處理好地基是防止墻體底部出現(xiàn)裂縫最有效的方法。
4.常用建筑補(bǔ)強(qiáng)加固方法
4.1 加大截面加固法
加大截面加固法是采用與原有構(gòu)件同類的材料，通過增大截面的面積，提高構(gòu)件的承載能力和剛度，達(dá)到對原構(gòu)件進(jìn)行加固的目的。
4.2 外包鋼加固法
外包鋼加固法是把型鋼或鋼板等材料包在被加固(鋼筋混凝土)構(gòu)件的外側(cè)，通過外包鋼與原有構(gòu)件的共同作用，提高構(gòu)件的承載能力和剛度，達(dá)到加固的目的。
4.3 外加預(yù)應(yīng)力加固法
外加預(yù)應(yīng)力加固法是采用外設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法。它通過改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平來間接提高結(jié)構(gòu)的承載能力。
4.4 改變受力體系加固法
粘鋼加固法方法是以減小結(jié)構(gòu)的計算跨度和變形，間接提高承載能力的一種加固方法。為了減小構(gòu)件的計算跨度，常采用增設(shè)支點(包括柱支座和彈性支座)和采用托梁技術(shù)，從而改變結(jié)構(gòu)的受力體系，使承載能力得以提高。
4.5 粘鋼加固法
粘鋼加固法是將鋼板用結(jié)構(gòu)膠粘貼在混凝土構(gòu)件的外部，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。論文參考。這相當(dāng)于構(gòu)件的體外配筋。該項技術(shù)目前已趨于成熟。
4.6粘貼纖維復(fù)合材料法
粘貼纖維復(fù)合材料加固方法與貼鋼加固法相似，只是加固用的材料是纖維復(fù)合材料，如玻璃纖維(GFRP)、碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFRP)等。
5.結(jié)論
裂縫對結(jié)構(gòu)有較大的危害。論文參考。主要表現(xiàn)在如下幾方面：1)冰凍的影響。混凝土有了裂縫，水可滲入，當(dāng)氣溫降到2℃以下時，水分就會結(jié)成冰，結(jié)成冰的水分膨脹，會導(dǎo)致沿裂縫邊緣散裂。凍融循環(huán)每重復(fù)一次，這種散裂現(xiàn)象就會發(fā)生一次，這樣裂縫符逐漸加寬：2)鋼筋銹蝕 由于空氣中二氧化碳長期作用使混凝土中性作用物質(zhì)的堿度降低，喪失保護(hù)作用。當(dāng)碳化到達(dá)鋼筋表面時，若鋼筋上有水溶液、氧和電位差，就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使受力鋼筋截面積不斷削弱。另外，銹蝕的產(chǎn)物大約是鋼筋被侵蝕體積的2倍～3倍，這種膨脹效應(yīng)足以使外圍混凝土產(chǎn)生相當(dāng)大的拉應(yīng)力，致使混凝土裂縫繼續(xù)擴(kuò)張。論文參考。影響鋼筋和混凝土的粘結(jié)力 3)破壞結(jié)構(gòu)整體性，降低結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)承載力、耐久性，發(fā)生滲漏 4)加快混凝土碳化脫落，降低抗疲勞能力：5)影響美觀效果。所以一旦建筑物出現(xiàn)裂縫就必須對其進(jìn)行處理。建筑結(jié)構(gòu)加固方法的不斷進(jìn)步都有利于建筑工程質(zhì)量的提高，延長建筑物的使用壽命，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著積極的作用。
【論文關(guān)鍵字】農(nóng)田水利工程 水閘設(shè)計 特點
【論文摘要】農(nóng)業(yè)發(fā)展是一個國家的重要基礎(chǔ),而水利工程的建設(shè)對農(nóng)業(yè)發(fā)展會產(chǎn)生直接影響,所以我們必須掌握水利工程建設(shè)過程中的相關(guān)技術(shù),比如說水閘的設(shè)計和施工技術(shù)。接下來,我們就來探索一下水閘設(shè)計的具體內(nèi)容,以及水閘工作的特點,希望能為我國水利工程的建設(shè)提供一些具有可行性的建議。
我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)在我國有悠久的發(fā)展史,在很早以前我國就開始修建水閘。新中國成立以后,我國更是在農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)大力的興修水閘,特別是在黃河、長江、海河以及遼河流域。水閘在進(jìn)行防洪、航運(yùn)、灌溉和排澇工作上都起到了極大的作用,為社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。
我國平原面積廣闊,這些地區(qū)地勢比較平緩,農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),很容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害,為了克服洪澇災(zāi)害,滿足灌溉和航運(yùn)需要,我國大部分水利樞紐都需要修建水閘。另外在各種各樣的渠道中,要想有效的控制河流的流量、水位,防止泥沙沉積在渠道中也要建設(shè)水閘。我們可以用水閘擋水,也可以利用水閘泄洪。通過控制閘門還可以調(diào)節(jié)水位。
一般來說我們都將水閘建立在軟土地基上,但是它也可以修建在巖基或者是土基上。一般來說水閘既可以泄水又可以擋水,而造成水閘工作條件復(fù)雜的主要有兩個原因,一是水頭低而且變化大！,二是水閘的地基條件差。所以,水閘和其它用于擋水的建筑不同,它有許多自己的工作特點。
1、水閘的具體工作特點
1.1穩(wěn)定問題 在正常使用水閘時,攔截上游的水位一般比較高,這樣就導(dǎo)致水閘上游和下游之間產(chǎn)生很大的水位差,會出現(xiàn)水平壓力過大的現(xiàn)象,從而使水閘向下游方向移動。要想穩(wěn)定自身,水閘必須擁有一定的重量。另外,水閘在建成以后,如果還沒有擋水或者是在正常使用的情況下遇到無水期,就會產(chǎn)生很大的垂直荷載,這樣基底的實際壓力就會大大超過地基能夠承受的承載力,從而出現(xiàn)地基變形或者是出現(xiàn)閘基土被擠出的現(xiàn)象,這很容易造成水閘與地基出現(xiàn)滑動的危險。所以,在修建水閘時必須保證基礎(chǔ)的面積,這樣才能有效的降低基底的壓應(yīng)力。
1.2滲流問題 水閘在進(jìn)行擋水時,就會造成上下游水位出現(xiàn)差值,在這種作用下,就會在水閘、閘基與兩岸的連接處出現(xiàn)滲流的現(xiàn)象。如果出現(xiàn)滲流,就會在水閘的底部產(chǎn)生向上的揚(yáng)壓力,這就會縮小水閘的重力作用,從而使水閘的抗滑穩(wěn)定性大大降低。如果兩岸和閘基都是采用土基,再出現(xiàn)滲流時也會帶走一些細(xì)顆粒,這就會在閘后出現(xiàn)翻砂鼓水的現(xiàn)象。如果嚴(yán)重的話還會掏空兩岸和閘基。另外,如果出現(xiàn)側(cè)向滲透,會產(chǎn)生水平的壓力,對兩岸的連接建筑物都會有很大影響,使其穩(wěn)定性大大下降。還有可能導(dǎo)致岸坡上出現(xiàn)滲透現(xiàn)象,從而加大閘底的滲透壓力。如果滲流水量過大,還會對水閘的擋水功能產(chǎn)生影響,妨礙蓄水。
1.3沖刷問題 在開閘泄水時,如果水閘下游水位很淺或者是沒有水,在水位差的作用下,就會加大水流的流速,這種巨大的能量會對下游有嚴(yán)重的沖刷。一旦沖刷的范圍過大,就會掏空閘基,造成水閘失事。另外,一般在水閘的兩岸都是軟弱的巖層或者是土層,如果修建水閘時開設(shè)過多的閘孔,一旦開啟某一個閘孔就會形成折沖水流,這就會嚴(yán)重沖刷下游河岸,對水閘的安全和穩(wěn)定性都會產(chǎn)生影響。
1.4沉陷問題 軟土具有很大的壓縮性,如果將水閘建設(shè)在軟土地基上,就會在水閘自身以及外部的荷載作用下出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象。特別是在底板傳到地基上的荷載分布不均勻時,或者是分布在地基土層的荷載不均勻時,更容易出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象。這種地基沉陷還會導(dǎo)致水閘出現(xiàn)下沉,或者是閘室傾斜。如果嚴(yán)重有可能造成水閘斷裂,這對水閘的正常運(yùn)行會產(chǎn)生很大影響。
2、水閘的具體分類
2.1進(jìn)水閘 通過在河道、水庫、渠道或者是湖泊上修建水閘,就可以進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉、水利發(fā)電或者是其他水利事業(yè),而控制入渠流量的水閘就是進(jìn)水閘。一般進(jìn)水閘都修建在渠道的渠首位置,所以這種水閘又被叫做渠首閘。
2.2節(jié)制閘 一般來說用于調(diào)節(jié)流量和水位的水閘被稱為節(jié)制閘。它主要是用于在枯水期截斷河流,從而使水位升高,這樣就可以在上游進(jìn)行航運(yùn)或者是滿足進(jìn)水閘取水的需要。而在洪水期,節(jié)制閘可以有效的控制下游的泄流量。由于這種水閘主要是為了攔截河流建造的,所以又叫做攔河閘。
2.3排水閘 一般在江河的沿岸都會修建排水閘。當(dāng)出現(xiàn)外河水位上漲的現(xiàn)象時,就關(guān)閉閘門,這樣就不會出現(xiàn)江河洪水倒灌的現(xiàn)象。如果河水水位推落時就打開閘門,這樣就可以將漬水排出。這種閘門的閘身較高,但是底板高程比較低,而且要受到雙向水頭的作用,這是因為排水閘既要負(fù)責(zé)排除洼地的積水,又要負(fù)責(zé)擋住外河水位。
2.4擋潮閘 沿海地區(qū)遭受潮水的影響,為了防止海水倒灌入河,需修建擋潮閘。擋潮閘還可用來抬高內(nèi)河水位,達(dá)到蓄淡灌溉的目的;內(nèi)河兩岸受澇時,可利用擋潮閘在退潮時排澇;建有通航孔的擋潮閘,可在平潮時期開閘通航。因此,擋潮閘的作用是擋潮、蓄淡、泄洪、排澇,其特點亦是受有雙向水頭作用。
2.5分洪閘 在江河適當(dāng)?shù)囟蔚囊粋?cè)修建分洪閘,當(dāng)較大洪水來臨時開閘分泄一部分下游河道容納不下的洪水,進(jìn)入閘后的洼地、湖泊等蓄洪區(qū)、滯洪區(qū)或下游不同的支流,以減小洪水對下游的威脅。這類水閘的特點是,泄水能力大,以利及時分洪。
3、水閘設(shè)計要點
3.1攔河閘基本型式和尺寸的確定 攔河閘承擔(dān)的任務(wù)主要是攔斷河流和壅高河中水位以保證引水的需要。需要壅高的水位,稱為正常壅水位,亦稱正常擋水位。對于灌溉取水工程,該水位是根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃對引水高程的要求確定的。洪水時期,攔河閘則開閘泄水。為了滿足泄洪要求,攔河閘應(yīng)具有足夠的閘孔尺寸。泄洪時,閘前的洪水位往往要高于閘前的正常壅水位,故攔河閘的閘前最高水位取決于閘前洪水位的高低。為了滿足引水要求而確定的閘前正常壅水位是攔河閘的正常擋水高程,而泄洪量的大小和閘前洪水位的高低,則直接影響攔河閘的高度、閘孔的型式和尺寸、閘的上游淹沒損失以及對閘下游消能防沖的要求和工程量的大小等。
3.2進(jìn)水閘基本型式和尺寸的確定 從天然河道取水,按取水方式一般可分為無壩取水和有壩(閘)取水兩種方式。當(dāng)天然河道水量豐富,水位也能滿足引水要求時,可采取無壩取水方式,即直接在渠首修建進(jìn)水閘引水;當(dāng)天然河道水位不能滿足引水要求或引水流最較大時,由于引水有困難,常需采取有壩取水方式,即除了在渠首修建進(jìn)水閘引水外,還需在河道中修建攔河壩(閘 ),攔斷河流,壅高水位,迫水入渠,以滿足進(jìn)水閘引水要求。
進(jìn)水閘是修建在渠首按需要引水的建筑物,當(dāng)不需要引水時,則關(guān)閘擋水,以免河水進(jìn)入渠道。顯然,進(jìn)水閘不但要有足夠的閘孔尺寸,以滿足引水要求;還要有一定的高度,以阻擋河中水流和洪水漫頂,否則就不能完成按需要引水的任務(wù)。
4、結(jié)語
設(shè)計水閘必須有正確的和足夠的資料,以便作出符合實際的設(shè)計。在以往的水利建設(shè)中,有不少工程,由于資料搜集不完善或者不正確,致使有的工程重新設(shè)計,有的工程不得不臨時停工,或給施工帶來很大的困難,甚至于造成失事等等;這樣的教訓(xùn)不少,應(yīng)予以重視。
【關(guān)鍵詞】人大許可;制度設(shè)計;實踐思考
在我國的人民代表大會制度法律體系下,各級人大代表的言論和人身自由受到法定前提的保護(hù),非經(jīng)法定程序的許可,相關(guān)國家機(jī)關(guān)不能隨便限制人大代表的人身自由,這就是我們通常所說的對保障各級人大代表執(zhí)行職務(wù)而設(shè)定的“人大許可制度”。這一制度設(shè)計溯源于憲法第七十四條的規(guī)定:“全國人民代表大會代表,非經(jīng)全國人民代表大會會議主席團(tuán)許可,在全國人民代表大會閉會期間非經(jīng)全國人民代表大會常務(wù)委員會許可,不受逮捕或者刑事審判”。之后制定的地方組織法、代表法也相應(yīng)賦予了地方各級人大及其常委會的人大許可權(quán),尤其是2012年10月新修正的代表法對這一制度的設(shè)計更具目的性、更加具體化。下面,筆者從理論與實踐的角度,就人大許可的制度設(shè)計與實踐運(yùn)用談一管之見。
人大許可的制度設(shè)定和不斷完善。
我國的人大許可制度與人民代表大會政體制度的確立是一致的。1954年9月20日經(jīng)一屆全國人大一次會議通過的“五四憲法”第三十七條就明確規(guī)定:“全國人民代表大會代表,非經(jīng)全國人民代表大會許可,在全國人民代表大會閉會期間非經(jīng)全國人民代表大會常務(wù)委員會許可,不受逮捕或者審判”。由于受“”影響,國家政體制度受到?jīng)_擊和破壞,“七五憲法”刪除了人大許可的這一制度規(guī)定,“七八憲法”也沒能及時恢復(fù)。經(jīng)歷撥亂反正、正本清源,人民代表大會制度得到恢復(fù)和不斷完善。1982年制定的現(xiàn)行“八二憲法”恢復(fù)了人大許可這一制度,之后的1979年7月1日經(jīng)五屆全國人大二次會議通過的地方組織法將這一許可制度擴(kuò)大到縣級以上,當(dāng)時法律規(guī)定要報請本級人大常委會“批準(zhǔn)”,到1986年地方組織法第二次修正時,才參照全國人大的做法,改為“許可”。1992年4月3日經(jīng)七屆全國人大五次會議通過的代表法,在憲法、地方組織法等相關(guān)法律規(guī)定的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步擴(kuò)大了人大許可的范圍:一是除規(guī)定逮捕和刑事審判需要許可外,采取法律規(guī)定的其他限制人身自由的措施,也應(yīng)當(dāng)?shù)玫皆S可;二是對采取法律規(guī)定的限制鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級人大代表人身自由的措施,執(zhí)行機(jī)關(guān)應(yīng)當(dāng)立即報告人大。
2012年10月新修正的代表法關(guān)于人大許可的制度設(shè)計更具目的性、更加具體化。新增了“人民代表大會主席團(tuán)或者常務(wù)委員會受理有關(guān)機(jī)關(guān)依照本條規(guī)定提請許可的申請,應(yīng)當(dāng)審查是否存在對代表在人民代表大會各種會議上的發(fā)言和表決進(jìn)行法律追究,或者對代表提出建議、批評和意見等其他執(zhí)行職務(wù)行為打擊報復(fù)的情形,并據(jù)此作出決定?！?代表法第三十二條第三款之規(guī)定)的規(guī)定,限定了人大許可的審查范圍和重點,進(jìn)一步完善了人大許可制度設(shè)計的目的:“對代表執(zhí)行的保障”。
透視代表法第三十二條之規(guī)定,人大許可制度設(shè)定的法定前提有:
一是許可層級的法定?？h級以上各級人大代表,不包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級人大代表。鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級人大代表只要事后“立即報告”即可,代表法第三十二條第四款規(guī)定:“鄉(xiāng)、民族鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的人民代表大會代表,如果被逮捕、受刑事審判、或者被采取法律規(guī)定的其他限制人身自由的措施,執(zhí)行機(jī)關(guān)應(yīng)當(dāng)立即報告鄉(xiāng)、民族鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的人民代表大會”。
二是許可主體的法定。在人代會期間由主席團(tuán)許可,閉會期間由人大常委會許可。
三是許可情形的法定。代表法第三十二條第一款規(guī)定:“縣級以上的各級人民代表大會代表,非經(jīng)本級人民代表大會主席團(tuán)許可,在本級人民代表大會閉會期間,非經(jīng)本級人民代表大會常務(wù)委員會許可,不受逮捕或者刑事審判”;第二款同時規(guī)定:“對縣級以上的各級人民代表大會代表,如果采取法律規(guī)定的其他限制人身自由的措施,應(yīng)當(dāng)經(jīng)該級人民代表大會主席團(tuán)或者人民代表大會常務(wù)委員會許可”。依法可見,許可的法定情形是“逮捕或者刑事審判”以及“法律規(guī)定的其他限制人身自由的措施”。
四是許可程序的法定。透過代表法第三十二條的一些關(guān)鍵用詞(如:“非經(jīng)……許可”,“不受……”;“采取……措施”,“應(yīng)當(dāng)經(jīng)……許可”)不難看出:如果有關(guān)機(jī)關(guān)要限制人大代表的人身自由,必須要先行得到人大許可,否則就程序違法;除非是現(xiàn)行犯罪,才能事后報告,因為代表法第三十二條第一款只特別規(guī)定:“如果因為是現(xiàn)行犯被拘留,執(zhí)行拘留的機(jī)關(guān)應(yīng)當(dāng)立即向該級人民代表大會主席團(tuán)或者人民代表大會常務(wù)委員會報告”。
五是許可決定的法定,亦稱審查范圍的法定。代表法新增的第三十二條第四款規(guī)定了許可審查的兩種情形,即:“應(yīng)當(dāng)審查是否存在對代表在人民代表大會各種會議上的發(fā)言和表決進(jìn)行法律追究,或者對代表提出建議、批評和意見等其他執(zhí)行職務(wù)行為打擊報復(fù)的情形”;根據(jù)是否存在的法定情形,“并據(jù)此作出決定”,存在的應(yīng)依法不予許可,不存在的應(yīng)依法予以許可。
人大許可的程序操作與實踐思考。
透視代表法第三十二條之規(guī)定,人大許可的程序應(yīng)遵循先申請后許可的法定原則。具體來說,可通過以下步驟實現(xiàn):
第一步,提出申請。由有關(guān)機(jī)關(guān)向人大提出書面許可申請,這里的“有關(guān)機(jī)關(guān)”是指能夠依法限制公民人身自由的公檢法機(jī)關(guān),不包括黨的紀(jì)檢監(jiān)察機(jī)關(guān);因此,實踐中出現(xiàn)的對黨員干部的“雙規(guī)”、“雙指”,應(yīng)該不屬于人大許可的法定情形。這里的“人大”,如果在人代會期間向大會主席團(tuán)提出申請,如果是閉會期間向人大常委會提出申請。許可申請的標(biāo)題可以概括為“關(guān)于許可對×××采取強(qiáng)制措施的申請報告”,也可以具體到采取某種限制人身自由的措施,如《關(guān)于許可對縣人大代表×××依法刑拘的申請報告》。許可申請的主要內(nèi)容應(yīng)包括:對擬采取限制人身自由措施的人大代表涉嫌違法違規(guī)的事實根據(jù),擬依法采取何種限制人身自由的措施及后續(xù)可能,擬批準(zhǔn)采取強(qiáng)制措施機(jī)關(guān)的審核意見,同時還應(yīng)附相關(guān)事實根據(jù)的復(fù)印件。許可申請人一般應(yīng)是擬采取強(qiáng)制措施的同級有關(guān)機(jī)關(guān),如同級政府的公安機(jī)關(guān)和法院、檢察院;如果是隸屬的上下級機(jī)關(guān),可以安排或報告同級相應(yīng)機(jī)關(guān)提出許可申請;如果是不隸屬的異地申請,應(yīng)商情隸屬的相應(yīng)有關(guān)機(jī)關(guān)協(xié)同提出申請報告。
第二步,受理審核。如果在人代會期間,許可申請報告應(yīng)交人代會秘書處,秘書處接到許可申請報告后應(yīng)及時向大會秘書長進(jìn)行報告,并根據(jù)秘書長的意見將許可申請材料交由人大及其常委會的相關(guān)機(jī)構(gòu)(如:內(nèi)務(wù) 司法機(jī)構(gòu)、代表資格審查機(jī)構(gòu))進(jìn)行初步審核;相關(guān)機(jī)構(gòu)初步審核后,應(yīng)向秘書處提出初步審核意見(許可還是不許可)。如果是閉會期間,許可申請報告應(yīng)交人大常委會辦公室,辦公室接到許可申請報告后應(yīng)及時向人大常委會主要負(fù)責(zé)人進(jìn)行報告,并根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)意見將許可申請材料交由常委會相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步審核,再由常委會主任會議進(jìn)行初步審查。
第三步,審查決定。人代會主席團(tuán)(或人大常委會)對秘書處(或主任會議)提出的許可審核審查初步意見進(jìn)行審議審查,決定是否許可;并向提請許可申請的機(jī)關(guān)作出書面決定。
縱觀人大許可的實踐案例,走人大許可程序仍有不可忽視的一些問題:
(一)未經(jīng)許可限制人身自由的問題。媒體曾報道,2012年,河南省橫川縣人大代表李萬均未經(jīng)許可被商丘市警方網(wǎng)上通緝并于4月30日至5月3日被非法羈押在商城縣看守所;后經(jīng)橫川縣人大方面交涉,才被釋放。雖然說,早在2000年最高人民檢察院就下發(fā)了《關(guān)于嚴(yán)肅查處非法拘禁人大代表犯罪案件的緊急通知》,但仍有少數(shù)地方司法機(jī)關(guān)人員置人大許可制度于不顧,非法拘禁人大代表。為有效避免類似于李萬均事件的發(fā)生,一方面司法機(jī)關(guān)在限制公民人身自由的實踐中,要落實好公民身份詢問查詢程序,以確認(rèn)相關(guān)當(dāng)事人是否具有人大代表身份;另一方面有人大代表身份的當(dāng)事人一旦被限制人身自由,要主動表明自己的人大代表身份,以避免“誤會”。筆者認(rèn)為,限制縣級以上人大代表人身自由必須堅持事前許可的原則,未經(jīng)人大許可有關(guān)機(jī)關(guān)絕對不允許限制縣級以上人大代表的人身自由,否則就要依法從嚴(yán)按涉嫌非法拘禁罪查處相關(guān)責(zé)任人。
(二)許可申請被否決的問題。關(guān)于人大否決司法機(jī)關(guān)限制人大代表人身自由的許可申請,實踐中也時有出現(xiàn)。就媒體報道的李萬均事件,橫川縣人大常委會就票決否定了商丘市警方的關(guān)于中止或取消李萬均人大代表資格的請求。媒體還報道,2012年8月29日,浙江省溫州市十二屆人大常委會第四次會議,因投票表決贊成票不足半數(shù),否決了廣西玉林市公安機(jī)關(guān)對該市人大代表葉際宣采取刑事拘留強(qiáng)制措施的許可請求;不過在9月28日,溫州市再次召開十二屆人大常委會第五次會議,決定許可對葉際宣依法采取刑事拘留強(qiáng)制措施。以上兩起許可被否定的案例有兩個共同點:一是異地申請,二是投票表決。關(guān)于異地申請許可被否決,難免不讓人聯(lián)想到有“地方保護(hù)主義”在作祟;關(guān)于采取投票表決的方式否決許可對人大代表限制人身自由的申請,有所不妥。異地申請許可限制人大代表人身自由,應(yīng)商請人大代表所在地的相應(yīng)司法機(jī)關(guān)提出,最大限度地爭取當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)機(jī)關(guān)認(rèn)同和協(xié)助。人大許可決定不宜采取投票表決的方式,應(yīng)依據(jù)法定情形予以審查許可,有“對代表在人民代表大會各種會議上的發(fā)言和表決進(jìn)行法律追究,或者對代表提出建議、批評和意見等其他執(zhí)行職務(wù)行為打擊報復(fù)的情形”,要依法予以否決,否則就應(yīng)該許可司法機(jī)關(guān)的申請。筆者認(rèn)為,法律設(shè)定人大許可制度,賦予人大代表的人身特別保護(hù)權(quán),其目的在于保障人大代表執(zhí)行職務(wù)言論免責(zé)和人身自由;人大機(jī)關(guān)不能濫用許可否決權(quán),更不能讓“人大代表”這一頭銜成為違法亂紀(jì)的“擋箭牌”。
(三)主任會議代為許可的問題。關(guān)于人大常委會主任會議是否能夠直接許可限制人大代表的人身自由,過去有過爭議,實踐中也的確有些地方就是主任會議許可,報人大常委會備案。2010年代表法修正時,草案征求意見稿就有“在本級人民代表大會常務(wù)委員會閉會期間,在緊急情況下,可以由主任會議決定許可,報下一次人民代表大會常務(wù)委員會會議確認(rèn)?！钡臈l款;但是代表法正式修正還是沒有賦予主任會議許可權(quán)。筆者認(rèn)為,新代表法第二次修正后,應(yīng)該杜絕主任會議代行許可的現(xiàn)象出現(xiàn),只要有司法機(jī)關(guān)的許可申請,必須經(jīng)人代會主席團(tuán)或人大常委會依法決定許可,主任會議不能越俎代庖。
(四)許可后代表職務(wù)的處置問題。實踐中,一些地方人大在許可限制人大代表人身自由的同時,就決定其暫停執(zhí)行代表職務(wù)。實際上,這一做法是有悖法律的。在許可限制人大代表人身自由的會議上,該代表的人身自由實際上還沒有被限制,即使是要“被羈押”或“被判刑”符合代表法第四十八條規(guī)定情形的,也不宜在同一次會議上決定暫停其代表資格。筆者認(rèn)為,在人大許可限制代表人身自由后,其代表職務(wù)的處置應(yīng)順其自然。代表涉嫌違法被許可限制人身自由后,如果“因刑事案件被羈押正在受偵查、起訴、審判的;”或“被依法判處管制、拘役或者有期徒刑而沒有附加剝奪政治權(quán)利,正在服刑的。”符合暫停執(zhí)行代表職務(wù)的情形,在下一次人大常委會上就應(yīng)該依法暫停其執(zhí)行代表職務(wù);如果被判刑并“依照法律被剝奪政治權(quán)利的”,符合代表法第四十九條規(guī)定的代表資格終止,在下一次人大常委會上就應(yīng)該依法終止其代表資格;代表因違法犯罪可以自行引咎辭職,也可以依法罷免,終止其代表資格。
(五)身兼多級人大代表如何許可的問題。2010年選舉法第五次修正增加了“公民不得同時擔(dān)任兩個以上無隸屬關(guān)系的行政區(qū)域的人民代表大會代表”(選舉法第四十五條之規(guī)定),有效地防止了“梁廣鎮(zhèn)現(xiàn)象”的發(fā)生;但是,擔(dān)任有隸屬關(guān)系的多級人大代表的現(xiàn)象還是有的,也是合法的;那么,如何許可限制擔(dān)任多級人大代表的人身自由呢?實踐中,一些地方只報請最高一級的人大許可,如《錦州市人民代表大會常務(wù)委員會關(guān)于對市人大代表采取限制人身自由措施和實施刑事審判的許可辦法》第二條第二款就規(guī)定“對擔(dān)任兩級以上人民代表大會的代表采取限制人身自由措施或者實施刑事審判,司法機(jī)關(guān)應(yīng)當(dāng)同時向相應(yīng)的大會主席團(tuán)或者人大常委會提請許可,由其中最高一級大會主席團(tuán)或者人大常委會決定,并由其通報下級大會主席團(tuán)或者人大常委會”。但是,這一規(guī)定沒有法律依據(jù),也不合法理。從法理上講,上下級人大之間沒有領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系,有的只是一定的法律監(jiān)督關(guān)系、業(yè)務(wù)指導(dǎo)關(guān)系和工作上的聯(lián)系關(guān)系。只經(jīng)最上一級的人大主席團(tuán)或者人大常委會許可,實際上是剝奪了下級人大主席團(tuán)或者人大常委會的許可權(quán),不符合人民代表大會制度的設(shè)計。筆者認(rèn)為,如果出現(xiàn)多級人大代表的許可,應(yīng)依法多級分別進(jìn)行許可;若出現(xiàn)許可不一致的,應(yīng)以最高一級為準(zhǔn),因為上一級人大常委會依法有權(quán)“撤銷下一級人民代表大會及其常務(wù)委員會的不適當(dāng)?shù)臎Q議”(地方組織法第四十四條之規(guī)定)。
(六)對許可決定不服的問題。對人大許可決定不服,涉及兩個方面:一是提請機(jī)關(guān)對人大的不許可決定不服,二是當(dāng)事人大代表對人大的許可決定不服。如果是屬于提請機(jī)關(guān)的申請報告不規(guī)范或材料不齊全等原因被否決的,應(yīng)按要求補(bǔ)充材料再次提請許可;如果認(rèn)為是被“莫須有”理由否決的,可以申請復(fù)議。申請復(fù)議的途徑依法有三:申請人代會主席團(tuán)或人大常委會再次復(fù)議許可;也可以申請該級人民代表大會審查復(fù)議,因為本級人大依法有權(quán)“改變或者撤銷本級人民代表大會常務(wù)委員會的不適當(dāng)?shù)臎Q議”(地方組織法第八條之規(guī)定);還可以通過上級相應(yīng)機(jī)關(guān)申請上一級人大常委會審查復(fù)議,因為上一級人大常委會同樣依法有權(quán)“撤銷下一級人民代表大會及其常務(wù)委員會的不適當(dāng)?shù)臎Q議”。如果當(dāng)事人大代表對司法機(jī)關(guān)限制其人身自由不服的,可以依法行使公民的申訴權(quán),向檢察機(jī)關(guān)進(jìn)行申訴,也可以向人大進(jìn)行申訴;但是,這是涉嫌“罪 ”與“非罪”的實體申訴,而不是對人大許可程序的申訴。筆者認(rèn)為,限制人大代表人身自由,司法機(jī)關(guān)不能對代表執(zhí)行職務(wù)的言行進(jìn)行追究,更不能打擊報復(fù)代表執(zhí)行職務(wù)的行為;人大行使許可權(quán),應(yīng)依據(jù)法定情形作出許可還是不許可的決定,不能“莫須有”地濫用否決權(quán)
1城市特色構(gòu)成及評價
1.1東城新區(qū)城市特色概況
東城新區(qū)位于拉薩市東部,而拉薩本身就是一個特色資源富足區(qū)。自然生態(tài)方面,西藏有“世界屋脊”之稱,野生動植物資源、水資源豐富,拉薩是世界上海拔最高的城市之一,光照充足,有“日光城”之稱;歷史人文方面,拉薩至今有1300多年歷史,其建城制度和形制有著極高的學(xué)術(shù)價值和地方特色,拉薩擁有藏傳佛教三大寺廟,是藏族朝敬的重要圣地,拉薩是國家級歷史文化名城,有各級文物保護(hù)單位30處,其中有3處世界文化遺產(chǎn)。其次,拉薩在世界范圍內(nèi)具有極高的知名度和形象共識,“雪域高原、藍(lán)天陽光、藏傳佛教、低壓缺氧、寧靜虔誠”等是外來游客對西藏的典型評價,這為城市特色挖掘與總結(jié)奠定了良好的群眾認(rèn)知基礎(chǔ)。
1.2城市特色采集及評價方法
城市特色采集按照“視、聽、聞、味、觸”五覺感知為線索,對拉薩市東城新區(qū)特色資源進(jìn)行初級搜索整理。本次規(guī)劃設(shè)置了評價項目和評價因子兩個檔次對旅游資源進(jìn)行評估,評價項目包括資源要素價值(85分)、資源影響力(15分)兩項,其中資源要素價值包含觀賞游憩使用價值(25分)、歷史文化科學(xué)藝術(shù)價值(25分)、珍稀奇特程度(25分)、規(guī)模豐度與幾率(10分)4個評價因子;資源影響力包含知名度與影響力(10分)、適游期或適用范圍(5分)2個評價因子。根據(jù)各類資源的價值、利用及影響力情況賦予不同分值,最終按照總分予以分檔,形成一級(60~100分)、二級(30~59分)、三級(0~29分)三個檔次,如表1所示。對城市特色資源的評價分類結(jié)果反映出了以下問題:(1)一級特色資源集中在自然資源和無形人文資源,即非物質(zhì)文化資源,這說明東城新區(qū)的資源基底優(yōu)良,有較多題材可以用來塑造城區(qū)特色。(2)三級特色資源集中在有形人文資源,即城市建成環(huán)境。通過實地踏勘發(fā)現(xiàn),東城新區(qū)空間布局沿用了現(xiàn)代城市邏輯,因此其城市結(jié)構(gòu)、城市肌理、道路系統(tǒng)、新建居住區(qū)模式以及各類建筑布局都與其他現(xiàn)代城市差異不大,僅僅在建筑立面裝飾部分傳達(dá)了藏式信息。在全國宏觀層面比較,其特色較弱;在拉薩中觀層面比較,與主城區(qū)傳統(tǒng)風(fēng)格有所差異,但其所表達(dá)的現(xiàn)代風(fēng)格質(zhì)量不高,與東城新區(qū)形象目標(biāo)定位還有較大差距。(3)從五覺感知的角度來看,無論是外來游客還是本地居民對一處環(huán)境產(chǎn)生好感往往來自于多感官滿足,比如每年4月日本富士山的櫻花游,同時感受了雪山美景、櫻花香味、乍暖還寒和拂面春風(fēng),所有感覺疊加形成的最佳體驗吸引了大量人群。而目前東城新區(qū)特色資源的感覺類型過于單一,復(fù)合性較差,比如拉薩河、拉薩河濕地以及其他河網(wǎng)體系只能觀賞,公共建筑包括二類特色資源中的西藏大學(xué)也只能停留在觀賞層面,可以引發(fā)的感官刺激太少,則其發(fā)揮的作用就很有限,不具備長期吸引力。
2城市特色規(guī)劃策略
2.1策略一:“五覺”設(shè)計策略——打造復(fù)合型感知體驗
多感官復(fù)合體驗,即打破單一的感知方式,根據(jù)體驗對象特點進(jìn)行策劃,充分調(diào)動觀賞者的感知器官,從而加深體驗印象。在文化產(chǎn)業(yè)策劃中,這是常用手段和發(fā)展趨勢,比如音樂劇、演唱會、四維電影的流行,其舞臺畫面、完美音效以及觀眾的現(xiàn)場參與全面模擬了一個逼真的故事場景,使人印象深刻。在城市特色塑造中同樣可以運(yùn)用這種感知特點,根據(jù)特色資源特點,將視覺、觸覺、味覺、聽覺、嗅覺進(jìn)行2~5種的疊合,產(chǎn)生多樣的城市活動和場景效果,同時從需求角度推動了更多類型的城市空間產(chǎn)生(圖2)。策劃1:博物之城“博物之城”與“博物館之城”一字之別,相差頗大,“博物”意指一種城市定位和功能系統(tǒng),而“博物館”僅僅是前者的一種表達(dá)方式。東城新區(qū)有許多可以展示的物質(zhì)、非物質(zhì)文化資源,每一種資源都蘊(yùn)藏著一段歷史、一個系統(tǒng)、一種流派,對這些資源的挖掘具有很好的傳承、教育、科研、觀賞作用,對其的展示根據(jù)資源特點的不同和所寄予的意義不同,可以呈現(xiàn)出豐富多樣的形式,而這樣一個“博物”系統(tǒng)的建成,不僅是對本土特色資源的梳理保護(hù),對當(dāng)?shù)鼐用褚庾R覺醒和自豪感的培養(yǎng),也是一筆豐厚的旅游財富(圖3)。結(jié)合東城新區(qū)城市特色資源,對其進(jìn)行策劃,如表2所示。
2.2策略二:圖底關(guān)系設(shè)計策略——主題式城市場景設(shè)計
控制畫面要素比例是攝影構(gòu)圖原則中的重要一條,因為它與要傳達(dá)的信息和主題息息相關(guān),攝影家瓦爾特?德?格魯伊特曾說過“在大多數(shù)情況下,每幅照片中都有一個或一組形狀或形式起主導(dǎo)作用,而照片中的色彩、體積、位置和其他形狀等,都是為主導(dǎo)因素服務(wù)的”。如果把人對城市的移動體驗裁剪為一幀一幀的畫面,即可發(fā)現(xiàn)這條攝影構(gòu)圖原則對城市設(shè)計同樣具有借鑒意義(圖4,圖5)。讓人迷茫的畫面多是主題不明確的畫面,讓人印象模糊的畫面多是技巧濫用的畫面。同樣在城市設(shè)計領(lǐng)域,現(xiàn)代城市無特色往往來源于兩個技術(shù)原因:一是元素過多,不知所云;二是技巧單一,四海皆同。因此,在東城新區(qū)的城市設(shè)計中通過主題確定、類型分區(qū)、方法設(shè)計三個步驟來實現(xiàn)特色塑造。策劃2:天空之城高原城市的天空純凈、變幻多端,且在視覺上給人觸手可及的感覺,所以有“天堂”之稱,這是拉薩的無形魅力資源之一,因此在城市設(shè)計中以“天空”為主題背景。對于主題“天空”的表達(dá),根據(jù)東城新區(qū)不同功能區(qū)和空間形式的要求,分為四種類型,具體分類和要求如表3所示。規(guī)劃結(jié)合“天空之城”的設(shè)計主題,在東城新區(qū)形成“三雙一區(qū)、五彩東城”的總體空間結(jié)構(gòu)(圖6)。具體空間策劃則通過重點地段(包括商務(wù)中心、行政中心)的詳細(xì)設(shè)計進(jìn)行落實(圖7,圖8)。
2.3策略三:空間自組織設(shè)計策略——“上”“下”互動的特色塑造
城市系統(tǒng)運(yùn)行包括自下而上的“自組織機(jī)制”和自上而下的“控制機(jī)制”兩種動力。控制機(jī)制實現(xiàn)了對整體配合效率最優(yōu)化的目標(biāo),然而對于社會系統(tǒng)這樣一個復(fù)雜體系來說,其所表現(xiàn)出的穩(wěn)定有序性是不可能依賴于一種高于一切的力量予以控制,其所表現(xiàn)出的豐富多樣性更是基于正反饋的自發(fā)機(jī)制,即在某種約束條件和相互作用的影響下,大量隨機(jī)過程最終形成了宏觀結(jié)果的有序性和規(guī)律性。希利爾的空間句法理論及亞歷山大的“模式語言為自組織規(guī)則”觀點中均指出自組織結(jié)果背后經(jīng)濟(jì)、社會、宗教信仰等支撐因素發(fā)揮的重大作用。在傳統(tǒng)城市中,自組織體現(xiàn)為無數(shù)建設(shè)個體的利益博弈、規(guī)則遵守及行為模仿。但在現(xiàn)代城市建設(shè)中,建設(shè)個 體被開發(fā)商取代,社會規(guī)則被經(jīng)濟(jì)利益主導(dǎo),隨之也就導(dǎo)致了形式和空間的瘋狂復(fù)制,致使城市特色最終消失。因此,在充分發(fā)揮自組織多樣性優(yōu)勢的同時,仍需要對建設(shè)規(guī)則進(jìn)行全面的、有針對性的設(shè)計,實現(xiàn)“上”“下”互動的特色塑造。策劃3:自在之城西藏傳統(tǒng)的建筑與造城原則充分體現(xiàn)了自然與信仰發(fā)揮的重大作用,主要表現(xiàn)在以下幾點:(1)自然崇拜——隨山就勢的造城規(guī)則。(2)信仰至上——同心圓式的空間模式。“轉(zhuǎn)經(jīng)”、“轉(zhuǎn)山”、“轉(zhuǎn)湖”,從藏族習(xí)俗中即可看出,其將崇拜之物置于圓心,所有膜拜行為和建造都呈同心圓式環(huán)繞進(jìn)行,這與西方及漢族的軸線式空間模式有很大差別。(3)獨(dú)特生境——圍合式低層建筑院落。為抵御風(fēng)雪、爭取最大光照,藏式建筑多采用四面圍合式院落或獨(dú)棟建筑,同時因為高原地區(qū)低氣壓缺氧,建筑通常采用1~3層低層建筑(圖9)。在《拉薩市城市總體規(guī)劃》(2009-2020)的問卷調(diào)查中,針對問題“您期望的住房類型”一題,1201人選擇低層獨(dú)院住宅,占調(diào)查總數(shù)的60.1%。(4)生產(chǎn)特點——群體性室外休閑活動。藏族傳統(tǒng)生產(chǎn)方式至今對其生活有較大影響,如游牧,藏族人鐘愛郊外野餐與此有很大關(guān)系,在許多節(jié)慶活動中也都包含此項內(nèi)容,因此在藏族生活方式中對城市綠地、郊野綠地的要求較高,這一點在《拉薩市城市總體規(guī)劃(2009-2020)》所作的問卷調(diào)查結(jié)果中有所體現(xiàn),40%(800份)的人認(rèn)為綠地不夠,占到了“影響居住環(huán)境主要原因”之首。針對以上自組織原則,規(guī)劃設(shè)計從以下方面做出技術(shù)回應(yīng):(1)控制城區(qū)規(guī)模與范圍,采用環(huán)城綠化帶形式約束城市的生長,防止對山體、水系、農(nóng)田空間的侵蝕,同時作為生態(tài)保育用地和安全防護(hù)用地。(2)通過全區(qū)及片區(qū)慢行環(huán)路設(shè)計、公共空間設(shè)計等方式體現(xiàn)這一傳統(tǒng)特色,滿足人行為模式要求。(3)在街區(qū)與建筑設(shè)計中,引入對傳統(tǒng)空間和建筑形式的研究,并將其納入現(xiàn)代城市的設(shè)計過程中,這種吸納不僅包括表皮裝飾,更重要的是其生態(tài)手法、空間模式以及在這種空間中形成的特色社會關(guān)系。(4)根據(jù)藏族人群日常與節(jié)慶習(xí)俗,適當(dāng)增大綠地、廣場比例,在綠地的類型、規(guī)模、形式、分布等方面與當(dāng)?shù)厣鐣?xí)俗相銜接。
3結(jié)語
在以人為本的視野下,我們必須強(qiáng)調(diào),人才是城市的主角,城市應(yīng)該是其安居樂業(yè)的家園,生活便利、就業(yè)及創(chuàng)業(yè)機(jī)會充分、生存安全、環(huán)境優(yōu)美、生態(tài)良好應(yīng)該是城市家園的理想品質(zhì)。城市規(guī)劃應(yīng)該遵循人的物質(zhì)、精神需求,為城市居民提供一種文化認(rèn)同和空間歸屬。
內(nèi)容摘要:本文介紹一個商流計劃決策支持系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)方法,并討論開發(fā)基于知識的決策支持系統(tǒng)的策略。本文對決策支持系統(tǒng)中的問題處理系統(tǒng)和模型庫的組織提出了新觀點,給出PPS的功能結(jié)構(gòu)和模型的三層表示法。把組件技術(shù)引入到系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)中來,用三層client/server結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)DSS。
關(guān)鍵詞:決策支持系統(tǒng) 商流計劃 問題處理系統(tǒng) 模型庫 組件技術(shù)
決策支持系統(tǒng)(DSS)是一個日趨被人矚目的計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。目前DSS的研究正向群體決策支持系統(tǒng)(GDSS),智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)方向發(fā)展。公認(rèn)的DSS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為四庫一體,即模型庫、算法庫、知識庫和數(shù)據(jù)庫。在這一結(jié)構(gòu)中模型及其管理是基礎(chǔ),也是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。本文介紹一個基于知識的四庫一體的商流計劃決策支持系統(tǒng)SLDSS的設(shè)計思想與實現(xiàn)方法。
系統(tǒng)設(shè)計思想和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
商流計劃是大型商業(yè)企業(yè)對本企業(yè)商品購進(jìn)、銷售、調(diào)配和存儲各環(huán)節(jié)中各種經(jīng)指標(biāo)制定的目標(biāo)規(guī)劃,時間跨度一般為一年。商流計劃應(yīng)明確指出下一年度中各個季度,各個月份商品進(jìn)、銷、調(diào)、存中各個經(jīng)營指標(biāo)。商流計劃的范圍和內(nèi)容不同的企業(yè)可能有不同的要求,但一般應(yīng)包括進(jìn)、銷、調(diào)、存貨物的數(shù)量和金額,毛利和利潤額,各種費(fèi)用額等。商流計劃決策是典型的半結(jié)構(gòu)決策問題,既需要對影響商流計劃的諸因素進(jìn)行定性分析又要對各因素的影響程度進(jìn)行定量計算。為此,商流計劃決策支持系統(tǒng)的主要目標(biāo)是:如何對影響商流計劃的各因素進(jìn)行定性分析和定量計算,盡可能的幫助決策者把握市場變化的幅度,從而預(yù)測未來一年的銷售總水平;根據(jù)預(yù)測結(jié)果對商品的購進(jìn)、調(diào)配和存儲以及企業(yè)各種經(jīng)營指標(biāo)提出多種商流計劃的可行方案。
從實際使用的角度出發(fā),系統(tǒng)應(yīng)盡可能地準(zhǔn)確模擬決策過程,所建立的模型也應(yīng)盡可能是實際決策過程的描述,以期對決策者的支持更有效。另外,系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)向DSS生成器的方向發(fā)展,應(yīng)充分體現(xiàn)基于知識的特征。為此,系統(tǒng)的設(shè)計思想為:系統(tǒng)能獲取、存儲商業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)營決策經(jīng)驗(知識),并能準(zhǔn)確地應(yīng)用這些經(jīng)驗;系統(tǒng)使用方便,適應(yīng)性強(qiáng),便于修改、擴(kuò)充;系統(tǒng)能幫助用戶建立、集成、修改、查詢以及正確使用各種模型;提供“友好”的用戶界面;采用較先進(jìn)的三層Client/Server系統(tǒng)結(jié)構(gòu),把組件技術(shù)引入到系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)中來。
為此,SLDSS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1:
在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中用戶(客戶端)發(fā)送請求,通過問題處理系統(tǒng)(中間層)對問題進(jìn)行分解后,選擇相應(yīng)的決策模型(服務(wù)器端)對問題進(jìn)行求解并返回結(jié)果,當(dāng)然用戶也可以直接訪問各子系統(tǒng)。在這一結(jié)構(gòu)中問題處理系統(tǒng)是關(guān)鍵,它協(xié)調(diào)各部件的運(yùn)行。下面分別介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中各部件的功能。
問題處理系統(tǒng)PPS
PPS是用戶與系統(tǒng)的接口,它起著銜接用戶與系統(tǒng)環(huán)境的橋梁作用,系統(tǒng)通過PPS對決策問題進(jìn)行分類并確定問題求解的策略。為此,PPS是反映系統(tǒng)功能的主要部件之一,也是整個系統(tǒng)的窗口。
PPS根據(jù)商流計劃的一般要求把商品分成了12大類。SLDSS中的PPS根據(jù)商品的種類不同分別為用戶提出制定商流計劃指標(biāo)決策的解決方案。SLDSS中PPS結(jié)構(gòu)如圖2:
識別器的任務(wù)是對用戶提出的問題進(jìn)行識別和判斷,并引導(dǎo)其進(jìn)入相應(yīng)的處理入口。
推理機(jī)是PPS的關(guān)鍵部件,它根據(jù)模式知識,通過協(xié)調(diào)器調(diào)用系統(tǒng)環(huán)境來對用戶提出的問題加以處理。其中模式知識是對具體決策模式的抽象化、規(guī)則化。模型知識的加工過程也是SLDSS的系統(tǒng)分析過程。協(xié)調(diào)器根據(jù)推理機(jī)的“智能”分析,完成系統(tǒng)調(diào)用,實現(xiàn)具體問題的構(gòu)模任務(wù)。
系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)是對決策過程的跟蹤,從決策過程的非連續(xù)性出發(fā),對系統(tǒng)的這種跟蹤是必要的。
基于四庫的系統(tǒng)環(huán)境
模型庫管理子系統(tǒng)
模型及其管理是DSS的重要工作,本課題把組件技術(shù)引入到DSS模型的設(shè)計與實現(xiàn)中來,把DSS基模型定義為一個結(jié)構(gòu)級組件,把DSS復(fù)合模型定義為由基模型經(jīng)復(fù)合運(yùn)算復(fù)合而成。定義如下:
定義1:我們把稱為一個DSS模型模式。這里的S表示模型的屬性集合,它包括模型的標(biāo)示ID、模型的類型Type,以及反映模型功能和行為的變量;P可以包括對上述信息的操作和該模型向外界所提供的服務(wù),P對S封閉;E表示模型所產(chǎn)生各類消息的事件集合;I為模型的多重接口,多重接口為模型的連接和了解一個模型的功能提供了一個窗口;O為模型中操作次序,它是反映模型中操作或子模型標(biāo)示的一個構(gòu)造數(shù)據(jù)類型,對基模型一般為空,對復(fù)合模型它反映了求解問題的步驟。
定義2:對任何DSS模型M(D(D為論域),DSS模型M為DSS模型模式的一個實例,DSS模型記為:M=;M=稱為空模型,記為Mφ。
這里定義的DSS模型是一種結(jié)構(gòu)級的組件。根據(jù)上述定義,我們可以定義模型的連接運(yùn)算。
定義3:設(shè)M和N為兩個DSS模型,如果修改模型M將影響模型N的運(yùn)行或功能,則稱模型N依賴模型M,記作:MN。如果模型N不依賴模型M,則記作:MN。如果模型N依賴模型M,而模型M又依賴模型N,則稱模型M與模型N相互依賴,記為MN。
定理1:設(shè)A、B、C為三個DSS模型,如果AB,BC,則有AC。
定義4:設(shè)M1、M2、...、Mn和N為DSS模型,如果有M1N、M2N、...、MnN,則稱N為由M1、M2、...、Mn組成的DSS復(fù)合模型。
DSS的基模型和復(fù)合模型是相對的,一個復(fù)合模型在構(gòu)造更復(fù)雜的DSS決策過程模型時,又成為基模型。所以,在不造成混亂的情況下,可對兩個概念不加區(qū)分。根據(jù)上述定義,我們可以使用組件開發(fā)工具實現(xiàn)DSS基模型,對DSS復(fù)合模型的設(shè)計與實現(xiàn)本課題采用下面策略。
構(gòu)成DSS復(fù)合模型中所用的基模型M1、M2、...、Mn之間的關(guān)系有兩種情形。其一是它們由純粹基模型構(gòu)造,并且它們之間不存在著依賴關(guān)系,即不存在基模型Mi、Mj使MiMj;其二是由基模型之間存在依賴關(guān)系,即存在基模型Mi、Mj使MiMj成立。對第一種情形我們可以通過組件容器把基模型組合成復(fù)合模型或通過編寫程序的方法把基模型復(fù)合成復(fù)合模型,這里不再討論。下面著重討論第二種情形。兩個基模型存在依賴關(guān)系意味著兩個模型之間有消息的傳遞和方法的調(diào)用。我們可以采用在兩個模型之間建立連接器的方法解決消息的傳遞和方法的調(diào)用,連接器與基模型的關(guān)系如圖3。
這種DSS模型的調(diào)用關(guān)系與組件對象模型的調(diào)用關(guān)系有所不同。在組件對象模型的調(diào)用中,模型Mi 通常作為事件源,Mj做為事件的接受者,并在接到事件后執(zhí)行相應(yīng)的操作。而在DSS復(fù)合模型中Mj做為事件源,Mi作為事件的接受者,Mi在接到事件后執(zhí)行相應(yīng)的操
作或模型Mj回調(diào)Mi中的方法。
SLDSS的模型庫管理子系統(tǒng)提供的功能包括自動建立模型、模型維護(hù)和模型的運(yùn)算。
知識庫管理子系統(tǒng)
SLDSS的知識庫中存放了兩類知識,事實類和規(guī)則類。對事實類的知識,如“今年銀行利率增加”,表示為“ZJ(利率)”;再如,對于批處理的模型知識表示為GOTO(START,DLMXL);GOTO(DLMXL,JGSC),對規(guī)則型的知識以下列形式存放于規(guī)則庫中,RULE(規(guī)則號,[條件1,條件2,條件N],結(jié)論)。例如,“如果工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況正常且銀行利率不便且物價變化幅度不大,則用一元回歸分析銷售量,可表示為:RULE(22,[ZJ(“工農(nóng)業(yè)”),BB(“利率”), BB(“物價”)] ,ZX(“一元回歸”))。
SLDSS中的知識庫由若干子庫構(gòu)成,不同的知識按其類別存放在不同的子庫中,這樣有利于知識的管理,同時也大大的提高了推理機(jī)的搜索速度。知識的推理采用正向推理和反向推理兩種推理策略,對于專業(yè)領(lǐng)域知識的推理都采用正向推理,對系統(tǒng)知識的推理采用了反向推理策略,既方便又迅速。而對專業(yè)領(lǐng)域知識采用正向推理策略與實際情況較接近。
算法庫、數(shù)據(jù)庫的組織與管理
算法庫的組織及管理SLDSS中算法庫存放了一些與模型有關(guān)的算法,算法是模型的實現(xiàn)。這些算法以它們的計算機(jī)程序和有關(guān)算法使用的“智能”信息存放在算法庫中,通過算法字典統(tǒng)一管理,算法庫字典的結(jié)構(gòu)為:
算法庫字典是算法管理的主要依據(jù),算法庫的維護(hù)也就是其字典的維護(hù),另外,算法庫字典又是使用算法的事實性知識,系統(tǒng)推理機(jī)通過算法庫字典的讀取來完成算法的選擇工作,算法庫管理提供的功能有:算法建立;算法查詢;算法修改;算法刪除。
數(shù)據(jù)庫的組織與管理SLDSS的數(shù)據(jù)有兩種類型。其一是企業(yè)內(nèi)部運(yùn)行數(shù)據(jù),這類數(shù)據(jù)可以采用關(guān)系模型加以描述并存儲,這里不做討論。其二是模型描述數(shù)據(jù),這類數(shù)據(jù)描述了模型的屬性、調(diào)用的條件、返回結(jié)果的要求和模型的功能(操作),它實際上是組件的接口。SLDSS中的模型采用三級結(jié)構(gòu)表示法,這種表示法與人工智能中知識的框架——槽值表示法相對應(yīng)。如線性規(guī)劃模型,它的三級表示如下:
第一級結(jié)構(gòu):模型ID,模型名,模型用途,模型類型,算法名,同名序號,結(jié)果地址,二級結(jié)構(gòu)ID;第二級結(jié)構(gòu):二級結(jié)構(gòu)ID,變量數(shù),方程數(shù),同名序號,三級結(jié)構(gòu)ID;第三級結(jié)構(gòu):三級結(jié)構(gòu)ID,變量上限,變量下限,方程系數(shù),方程系數(shù)2,方程系數(shù)3,方程系數(shù)n。
在上述三級表示中,第二級、第三級結(jié)構(gòu)可以不同,這要根據(jù)具體模型而確定,但第一級結(jié)構(gòu)對任何模型都是相同的,它是模型庫的字典,是模型庫管理的主要依據(jù)。
摘要:介紹了目前用于定位系統(tǒng)中的電子指南針的工作原理,詳細(xì)論述了磁場傳感器芯片kmz52的工作原理,給出了用kmz52磁場傳感器設(shè)計電子指南針的總體設(shè)計方案和電路,同時給出了設(shè)計中的一些特殊處理方法。
關(guān)鍵詞:電子指南針;磁場傳感器;kmz52
1 概述
指南針是一種重要的導(dǎo)航工具,可應(yīng)用在多種場合中。電子指南針內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定,沒有移動部分,可以簡單地和其它電子系統(tǒng)接口,因此可代替舊的磁指南針。并以精度高、穩(wěn)定性好等特點得到了廣泛運(yùn)用。
Philips公司生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件KMZ52是一種專門用于電子指南針的二維磁場傳感器。它采用磁場傳感器的磁阻(MR)技術(shù),并用翻轉(zhuǎn)技術(shù)消除信號偏移,而用電磁反饋技術(shù)來消除溫度的敏感漂移。由于外界存在干擾,該系統(tǒng)集成了幾種特殊的抗干擾技術(shù)來提高系統(tǒng)精度。
本文介紹了電子指南針的工作原理及電路設(shè)計,同時給出了其抗干擾設(shè)計以及信號和數(shù)據(jù)的處理方法。
2 工作原理與總體方案
圖1是KMZ52的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和引腳排列。圖中,Z1和Z4為翻轉(zhuǎn)線圈,Z2和Z3為補(bǔ)償線圈。由于環(huán)境溫度可能會影響系統(tǒng)精度,因此,在高精度系統(tǒng)中,可以通過補(bǔ)償線圈對其進(jìn)行補(bǔ)償。KMZ52內(nèi)部有兩個正交的磁場傳感器 分別對應(yīng)二維平面的X軸和Y軸。磁場傳感器的原理是利用磁阻(MR)組成磁式結(jié)構(gòu),這樣可改變電磁物質(zhì)在外部磁場中的電阻系數(shù)。以便在磁場傳感器的翻轉(zhuǎn)線圈Z1和Z2上加載翻轉(zhuǎn)電信號后使之能夠產(chǎn)生變化的磁場。由于該變化磁場會造成磁阻變化(ΔR)0并將其轉(zhuǎn)化成變化的差動電壓輸出,這樣,就能根據(jù)磁場大小正比于輸出差動電壓的原理,分別讀取對應(yīng)的兩軸信號,然后再進(jìn)行處理計算即可得到偏轉(zhuǎn)角度。
整個電子指南針系統(tǒng)主要由傳感器單元、信號調(diào)整單元(SCU)、方向確定單元(DDU)和顯示單元四部分組成。電子指南針的總體設(shè)計框圖如圖2所示。圖中,磁場傳感器KMZ52用于將地磁場信號轉(zhuǎn)化成電信號輸出,信號調(diào)整單元用于將磁場傳感器單元中的輸出信號成比例放大,并將其轉(zhuǎn)換成合適的信號hex和hey,同時消除信號的偏移。對于保證系統(tǒng)的精度來說,SCU是最重要的部件。通過DDU可將信號調(diào)整單元輸出的兩路信號hex和 hey進(jìn)行放大,然后再按下式計算出偏轉(zhuǎn)角度α:
α=arctan煟瑁澹/hex
這樣根據(jù)抗干擾技術(shù)算法對α進(jìn)行處理就可得出該磁場的偏轉(zhuǎn)角度,最后通過顯示單元進(jìn)行輸出。
3 硬件設(shè)計
該電子指南針系統(tǒng)的電路設(shè)計如圖3所示。由于KMZ52內(nèi)部橋式結(jié)構(gòu)的磁阻輸出是差動電壓,通過運(yùn)算放大器可以成比例放大,因此,在測量地磁場信號時,為了將兩個磁場傳感器信號放大同樣的倍數(shù),可以將二者的翻轉(zhuǎn)線圈串聯(lián),并對差動電壓選用同樣的運(yùn)放結(jié)構(gòu)。翻轉(zhuǎn)信號從①口輸入,X、Y軸差動電壓信號則分別從②、③口輸出。然后通過處理系統(tǒng)對傳來的信號進(jìn)行A/D采樣、數(shù)值處理和校正后,即可得到所求的角度。
4 數(shù)值處理
由于KMZ52的輸出信號很微弱,故信號干擾較大。在輸出幅值很小的位置上,通常有300mV左右且變化很大的干擾;而在輸出幅值時則近似保持恒值。兩路信號幅值與角度的關(guān)系如圖4所示。
為使二者的比值接近tanα煟埃雞粒跡梗啊悖牭謀浠,可以在幅值較大且數(shù)值變化較小的角度范圍內(nèi),使幅值保持基本不變;而在幅值較小且數(shù)值變化較大的角度范圍內(nèi),用一個函數(shù)改變其幅值變化曲線。具體實現(xiàn)時,可按照一定角度對曲線進(jìn)行分段,并對各段用一次函數(shù)y=ax+b去擬合。這樣,就可以使幅值變化曲線接近tanα。角度劃分越細(xì),精度越高。磁場傳感器KMZ52的精度為3°,若按15°劃分,可將精度提高到1°。若按5°對其劃分,精度可高達(dá)0.3°。如劃分更細(xì),精度還可進(jìn)一步提高。若采用高階函數(shù)去擬合,也可以提高精度。實際上,在精度要求不高的情況下,通常以15°劃分就可以達(dá)到要求。
5 干擾校正
有時候,某些外來磁場疊加會產(chǎn)生一個恒定磁場,這個磁場對系統(tǒng)指示將造成影響。故可采用如下方法對其進(jìn)行校正:
讓整個系統(tǒng)在水平面上旋轉(zhuǎn)一周,干涉磁場與地球磁場疊加會有一個最大值Vmax和一個最小值Vmin,記錄下這兩個值和達(dá)到最大值(或最小值)的角度φ,再經(jīng)過校正,即可消除磁場的影響。現(xiàn)以圖5所示的干擾校正方案為例來加以說明。
設(shè)地球磁場的大小為Vear,干擾磁場的大小為Vdis熢蠐校海鄭澹幔潁劍ǎ鄭恚幔+Vmin)/2
Vdis=(Vmax-Vmin)/2
這樣,由正弦定理Vear/sinφ=Vdis/sinγ可求出γ。然后在α上加上γ角即可消除干擾磁場的影響。
6 結(jié)束語
本電子指南針采用特殊的數(shù)據(jù)處理方法提高了系統(tǒng)的精度。由于系統(tǒng)采用了抗干擾技術(shù),因而減小了其它因素所造成的影響,使系統(tǒng)精度進(jìn)一步得到提高。此外,該系統(tǒng)本身可測量2維磁場,故可以很方便地與另一個1維磁場傳感器(KMZ51)組成3維測量系統(tǒng),以消除傾斜現(xiàn)象。由于本系統(tǒng)可以采用各種處理平臺來實現(xiàn),因此具有良好的可移植性,可廣泛用于定位系統(tǒng),而且可靠性好,精度很高。
1設(shè)計思想
本系統(tǒng)總體設(shè)計是客戶端實現(xiàn)用戶的注冊和登陸界面設(shè)計與美化工作,利用Socket編程實現(xiàn)和服務(wù)器通信,服務(wù)器能處理客戶端發(fā)出的請求,并能實現(xiàn)消息反饋。服務(wù)器實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫連接,實現(xiàn)添加、刪除和修改用戶信息,實現(xiàn)多線程支持多個客戶端用戶同時在線。具體流程如下圖:
2系統(tǒng)功能與實現(xiàn)
2.1功能設(shè)計
系統(tǒng)要求用戶在登陸界面可以隨時瀏覽企業(yè)的通知等動態(tài)信息,提供用戶在日常生活中用到的日歷、計算機(jī)等小工具,用戶可以收藏自己感興趣的網(wǎng)站并查看網(wǎng)頁排名。用戶在登陸前進(jìn)行注冊,為維護(hù)用戶信息安全,需郵箱確認(rèn)。為保證數(shù)據(jù)的安全性,采用C/S模式,通過服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)信息,減少客戶端PC的運(yùn)行負(fù)荷,充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力,提高響應(yīng)速度 。
2.2模塊分析
系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能模塊有四個,分別是:用戶桌面模塊、系統(tǒng)管理模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、后臺服務(wù)器模塊。下面對這幾個模塊進(jìn)行分析。用戶桌面模塊:用戶桌面模塊即客戶端,用來顯示主界面、注冊界面、登錄界面。主界面提供輸入用戶名、密碼的登錄操作;注冊界面提供用戶注冊時需注冊的姓名、性別、手機(jī)等基本信息;登錄界面提供用戶成功登錄后顯示企業(yè)的動態(tài)信息、用戶日常使用的小工具及用戶可以自己收藏的網(wǎng)站等。
系統(tǒng)管理模塊:系統(tǒng)管理模塊實現(xiàn)對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和管理。數(shù)據(jù)庫模塊:數(shù)據(jù)庫模塊實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息的存放和更新。后臺服務(wù)器模塊:后臺服務(wù)器模塊實現(xiàn)各模塊之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),實現(xiàn)多線程,完成數(shù)據(jù)更新,實現(xiàn)客戶端、數(shù)據(jù)庫及服務(wù)器三者的交互。
3系統(tǒng)實現(xiàn)的主要技術(shù)
3.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計
系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫配置是采用ODBC數(shù)據(jù)源加載SQL2008數(shù)據(jù)庫,使用SQL數(shù)據(jù)庫查詢語言。數(shù)據(jù)庫設(shè)計按照確定建立數(shù)據(jù)庫目的和收集數(shù)據(jù)、建立概念模型、建立數(shù)據(jù)模型、實施與維護(hù)數(shù)據(jù)庫四個步驟。
數(shù)據(jù)庫模型采用關(guān)系(E-R)模型,關(guān)系模型是以二維表形式展現(xiàn),對數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分分析后,優(yōu)化的關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可分為3張表:表1(用戶表)存放用戶姓名、密碼、郵箱等基本信息、表2(企業(yè)表)存放企業(yè)的通知等相關(guān)信息、表3(產(chǎn)品表)存放企業(yè)產(chǎn)品的編號、價格、庫存等基本信息。
3.2客戶端與服務(wù)器連接
客戶端與服務(wù)器的連接是實現(xiàn)的難點。客戶端是C#編寫,客戶端用C++編寫?？梢圆捎肧ocket編程。服務(wù)器端采用C++的Socket編程,完成對數(shù)據(jù)庫SQL2008的登陸連接,保證數(shù)據(jù)庫只存在于服務(wù)器端,通過對于不同權(quán)限的用戶,設(shè)定不同的SQL執(zhí)行權(quán)限,從而保證數(shù)據(jù)的安全性?？蛻舳瞬捎肅#的Socket編程,利用TCP協(xié)議、與服務(wù)器端統(tǒng)一端口號與IP地址進(jìn)行連接。具體步驟如下:服務(wù)器端:
(1)加載套接字庫,創(chuàng)建Socket;
(2)綁定Socket到一個IP地址和端口;
(3)將Socket設(shè)置為監(jiān)聽模式等待連接請求;
(4)請求到來接受連接請求,返回一個新的對應(yīng)于此次連接的Socket;
(5)用返回的Socket和客戶端進(jìn)行通信;
(6)關(guān)閉Socket,關(guān)閉加載的套接字庫。
客戶端:
(1)用指定的端口號和服務(wù)器IP創(chuàng)建一個EndPoint對象
(2)創(chuàng)建一個基于TCP協(xié)議的套接字;
(3)利用Socket對象的Connect()方法向服務(wù)器發(fā)送連接請求;
(4)如果連接成功,利用Socket對象的Send()方法向服務(wù)器發(fā)送消息;
(5)利用Socket對象的Receive()方法接收服務(wù)器發(fā)來的消息;
(6)通信結(jié)束,關(guān)閉Socket?？刂屏鞒?
4結(jié)束語
本文通過C++、C#語言的研究,實現(xiàn)了一個基于C/S模式的企業(yè)信息與閱讀系統(tǒng)。本系統(tǒng)在用戶登陸模塊實現(xiàn)界面友好,添加日常使用的小工具方便用戶日常生活和工作安排。后臺服務(wù)器端實現(xiàn)多線程編程,支持多個客戶端同時在線。該系統(tǒng)可以便利企業(yè)對信息的以及用戶對有關(guān)企業(yè)動態(tài)信息的閱讀。加大信息傳播的效率,增強(qiáng)用戶企業(yè)之間的互動,從而提高企業(yè)的綜合效益。
一、生態(tài)水處理的社會需求
1、人的精神需求
隨著社會的不斷發(fā)展,人們的生活水平也在不斷提高,尤其是住房條件有了明顯的改善,住得寬敞,住得舒適,已經(jīng)是人們對居住條件的最基本的要求。而更多的是期望生活在一個清晨推開窗,能呼吸清新的空氣,能聽到婉轉(zhuǎn)的鳥鳴,在夕陽夕下,沐浴在如夢如詩的風(fēng)景中,拋開塵世的煩惱,與自然親密接觸的環(huán)境里。
僅有翠綠,缺少了鮮活的氣息,而精致的水景,使之成為水榭樓臺,有了自然的靈氣,使自然對人類更加親近。平靜的水常給人以安靜、輕松、安逸的感覺;流動的水則令人興奮和激動;瀑布?xì)鈩莅蹴?令人遐想;涓涓的細(xì)水,讓人歡快活潑;噴泉的變化多端,給人以動感美……。水景不僅能增加周圍空氣的濕度,減少塵埃,提高負(fù)氧離子的含量,還能在小范圍內(nèi)起到調(diào)節(jié)氣候的作用。
2、綠色環(huán)保需求
水是生命之源,不要讓人類的眼淚成為地球上最后一滴水。所以人人都應(yīng)該從身邊的事做起,無論大小,都應(yīng)考慮到我們的地球村。尤其是設(shè)計人員,在整體規(guī)劃上就應(yīng)該站在環(huán)保的高度,周密考慮。應(yīng)該在水景水質(zhì)要求和低耗能綠色環(huán)保之間尋找一個最佳的平衡點。循環(huán)過濾要投入大量人力物力財力,高耗能、高費(fèi)水的設(shè)計首先就不應(yīng)予以考慮。而投加藥劑的方法雖然耗能不高,投資也不大,但是環(huán)境造成二次污染,威脅到人類的生存,影響到我們下一代的設(shè)計,也力求不讓它成為現(xiàn)實。
下面我們來看一個房地產(chǎn)界的公式:
A+B=C
A——建設(shè)房屋的處理廢水、能耗、維修的投入
B——房子建成后,在使用年限期間的所投入
C——全生命周期的投入
傳統(tǒng)模式:A=336、B=340,總成本676
新型模式:提高A到390,將大大降低B的投入,B降至23.
即新技術(shù)、新材料、新的管理方式的使用,可使后期的投入成幾何倍的減少,整個生命周期的成本降到413.真正的開發(fā)高手,增加建筑成本的5~10%,就能帶來后期生命周期成本50~90%的降低,節(jié)約60~90%的后期管理成本。
采用何種設(shè)計能讓人類與自然成為朋友,息息相關(guān),和平相處達(dá)到環(huán)保社會效益雙豐收呢?
——生態(tài)方式,最原始最自然也是最綠色的方法。
二、人工水景目前的狀況
目前大多數(shù)的小區(qū)在規(guī)劃設(shè)計中都考慮到了水景水質(zhì)日常的維護(hù),但大都是通過單一的手段來處理或物理或化學(xué)或生物,因而造成了前期投資大,后期運(yùn)行費(fèi)用多,成效卻不顯著的結(jié)果,水體的水質(zhì)不穩(wěn)定,或時而藻類泛濫,或時而水發(fā)黑發(fā)臭,蚊蠅滋生,并且整個水景常有人造的痕跡。
下面把人工湖、景觀水的水處理方法進(jìn)行一下簡單的介紹:
1、物理方式:
i.引水換水方式
當(dāng)水體中的懸浮物(如泥、沙)增多,水體的透明度下降,水質(zhì)發(fā)渾。可以通過引水、換水的方式,稀釋水中的雜質(zhì)濃度,以此來降低雜質(zhì)的濃度但是需要更換大量的水,而水資源在我國是相當(dāng)?shù)膮T乏,勢必要浪費(fèi)寶貴的水資源。
ii.循環(huán)過濾的方式。
在水景設(shè)計的初期,根據(jù)水體的大小,設(shè)計配套的過濾沙缸和循環(huán)用的水泵,并且埋設(shè)循環(huán)用的管路,用于以后日常的水質(zhì)保養(yǎng)。如果水體面積較大,必定延長循環(huán)過濾的周期,使水質(zhì)不能達(dá)到預(yù)期的效果。和引水、換水相比較,雖然減少了用水量,但日常的電能耗費(fèi)增加了,同時也增加了設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用。
2、化學(xué)方法:投加殺菌滅藻劑
敞開式的水體,在陽光的照射下,會使水中的藻類大量繁殖,布滿整個水面,不僅影響了水體的美觀,而且擋住了陽光,致使許多水下的植物無法進(jìn)行光合作用,釋放氧氣,使水中的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,導(dǎo)致水質(zhì)惡化,發(fā)出難聞的惡臭,水也變成了黑色。
所以投加化學(xué)滅藻劑,殺死藻類。久而久之,水中會出現(xiàn)耐藥的藻類,滅藻劑的效能會逐漸下降,投藥的間隔會越來越短,而投加的量會越來越多,滅藻劑的品種也要頻繁的更換,對環(huán)境的污染也在不斷地增加,而這種污染會影響我們的下一代。
所以說用化學(xué)的方式處理水質(zhì),雖然是立竿見影的,但它的危害也是顯而易見的。
3、微生物方法:投加微生物
微生物在自然界大量而廣泛的存在,是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成之一。它們能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解,將一些有害的污染物質(zhì)加以吸收和轉(zhuǎn)化,成為無毒害或毒害較小的物質(zhì)。
可以在景觀水水質(zhì)惡化的時候,投加適當(dāng)?shù)倪m量的微生物(各類菌種),加速水中污染物的分解,起到水質(zhì)凈化的作用。微生物的繁殖速度驚人,呈幾何級增長,每一次繁殖都或多或少的會產(chǎn)生一些變異品種,導(dǎo)致微生物處理水質(zhì)能力下降,而且很難控制其數(shù)量,其生長又受環(huán)境的影響很大,例如溫度、氣壓等等。同時微生物的分解物,會造成藻類的大量繁殖,再次導(dǎo)致水質(zhì)變壞。
因此用微生物處理水質(zhì),必須定期進(jìn)行微生物的篩選培育、保存、復(fù)壯等等一系列專業(yè)處理過程,而且不能保證水質(zhì)狀況長期處于良好的狀態(tài)之中。
三、EWT模式(EcologicalWaterTreatment)
生態(tài)學(xué)是一門邊緣學(xué)科,它所涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,有氣象學(xué)、水文學(xué)、環(huán)境土壤學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境社會學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境最優(yōu)化、植物學(xué)、動物學(xué)、生物生理學(xué)、環(huán)境概率統(tǒng)計學(xué)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計學(xué)等等。
簡單地說,生態(tài)水處理就是在水域中人為地建立起一個生態(tài)系統(tǒng),無需人類的外在干預(yù),整個生態(tài)系統(tǒng)能適應(yīng)外界環(huán)境對它的影響,處在原始的生態(tài)平衡狀態(tài),和人類共生共存。
這個看似簡單的過程卻需要在施實之前,進(jìn)行縝密地規(guī)劃設(shè)計。
(一)了解當(dāng)?shù)氐臍夂蚝退锓N情況
不同的地域氣候不同,降水量不一,會顯著影響生物的分布情況和生物的種類。根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈锓N,選擇適合培養(yǎng)的生物,能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳姝h(huán)境,或耐旱、或耐澇、亦或耐低溫、耐高溫、耐堿、耐酸。在選擇物種的同時,還必須兼顧這些生物在水生生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)功能,不僅能使整個生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,還必須對整個水體有著凈化功能。雖然水生植物都能吸收水中的無機(jī)鹽,將其在陽光的作用下,通過光合作用為生態(tài)系 統(tǒng)中的其他生物直接或間接的提供食物,但是不同的水生植物對不同的無機(jī)鹽在吸收能力上不盡相同,必須依據(jù)當(dāng)?shù)氐乃此乃|(zhì),科學(xué)合理地選擇水生植物。水生動物是生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者,離開它,整個生物鏈不能很好地循環(huán)。如果數(shù)量過多將導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者(水生植物)大大減少,生物鏈出現(xiàn)斷裂;如果數(shù)量過少,生產(chǎn)者(水生植物)大量繁殖泛濫,生態(tài)系統(tǒng)也不會穩(wěn)定;這些都會影響生物鏈進(jìn)行到底。水生動物的數(shù)量一定要經(jīng)過科學(xué)地計算,并結(jié)合實踐經(jīng)驗確定。水生動物包括魚類、貝類、各種原生動物等等。將它們引種到水體中,必須考慮到它們能否適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境,和水生植物的種類和數(shù)量進(jìn)行配比;魚類的食性不同,例如草魚是植食性的,青魚是動物食性的,鯽魚是雜食性的。同一種魚在不同的生長期,它的食性也會有所改變,例如青魚的幼魚以浮游動物為食,當(dāng)體長達(dá)到15cm左右,開始攝食螺螄、蜆,而成魚主要以軟體動物、底棲性的蝦、水生昆蟲的幼蟲為食。同一種魚,在不同季節(jié)的攝食量也不同。例如團(tuán)頭舫,一年中攝食量4月~11月最大。相同食性的魚,攝食強(qiáng)度也不盡相同,例如草魚的食量較大,日食量可達(dá)體重的40~70%,而團(tuán)頭舫的攝食強(qiáng)度則低于草魚。不僅如此,魚類的濾食特性,也會影響水質(zhì)狀況,所有這些都要綜合考慮。
(二)微生物菌種
生物界菌種的種類繁多,都有著相當(dāng)復(fù)雜的生理特性,例如有固氮菌、嗜鐵細(xì)菌、硫化細(xì)菌、發(fā)光菌等等,這些生物在生態(tài)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用,離開了它們自然界將堆積滿動、植物的尸體,到處都是垃圾。
微生物的繁殖速度很快,數(shù)量呈幾何級增長,在不斷繁殖的過程中,極易受外界環(huán)境的影響產(chǎn)生許多變異的種類,這也是為什么微生物的種類不全部為人類了解的原因。這種變異或者會有利于人類對微生物的利用,或者會出現(xiàn)退化的現(xiàn)象。
在水生生態(tài)中,作為分解者的微生物,能將水中的污染物(包括有機(jī)物,某些重金屬等等)加以分解、吸收,變成能夠為其他生物所利用的物質(zhì),同時還要讓它能夠降低或消除某些有毒物質(zhì)的毒性,成為真正意義上的地球環(huán)境的美容師。
首先根據(jù)人工湖的水源水質(zhì)情況,利用現(xiàn)有的微生物,進(jìn)行馴化,培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r的微生物,接著進(jìn)一步對培養(yǎng)出來的微生物進(jìn)行篩選,篩選出生理活性強(qiáng)的菌種,然后大量繁殖,投放水體。為了保證篩選出的微生物能保持良好的活性,一直處在高效的工作狀態(tài),在日常的工作中,必須定期對微生物進(jìn)行篩選、保存、復(fù)壯,將變異帶來的對微生物的影響降至最低,保持微生物物種的穩(wěn)定性,這也是生態(tài)水處理中水質(zhì)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。微生物菌種在水體中,不僅要完成它基本的分解有機(jī)物,降低或消除有害物質(zhì)毒性的作用,還要能將水生植物的殘枝敗葉轉(zhuǎn)換成有機(jī)肥,增加土壤的有機(jī)質(zhì),并且對土壤進(jìn)行改良,改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和物理性狀,提高水體的環(huán)境容量,增強(qiáng)水體的自凈能力,同時也減少了水土流失,抑制了植物病原菌的生長。
(三)人工湖的防滲漏過程
對于不同水域面積的人工湖,可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)勘測部門提供的地質(zhì)資料,設(shè)計不同的防漏設(shè)計。
人工湖的日常補(bǔ)水量的多少是降低日常維護(hù)開支的瓶頸,湖底防止湖水滲漏是人主觀上能控制的,所以在人工湖開挖時,防滲漏工作就應(yīng)該做到位。而降雨量、蒸發(fā)量雖然不能為人所控制,但可以從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的資料上了解到相關(guān)信息,對日后的補(bǔ)水量的多少和何時會出現(xiàn)補(bǔ)水高峰、低峰做到心中有數(shù),避免出現(xiàn)人工湖水位出現(xiàn)大起大落,影響生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)和人工湖的景觀效果。
(四)人工湖的環(huán)境設(shè)計
人工湖投放了最佳的菌種,做成了最好的防滲層,配置了各種水生植物,放養(yǎng)了各類水生動物等等,才水質(zhì)清澈,僅僅如此就能達(dá)到夢里水鄉(xiāng)的效果嗎?
環(huán)境設(shè)計是人工湖設(shè)計中畫龍點睛之筆。
詩詞有韻律美,音樂要有節(jié)奏感,水生植物的造景必須和周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào),配合周圍的陸地植物、建筑物、人工湖的土岸曲線,以及整個人工湖想體現(xiàn)的主題和氣候特點,恰如其分地設(shè)計。
在配植構(gòu)圖上,要考慮色彩的調(diào)和。清澈泛綠的水色是整個水景的底色,根據(jù)水生植物的生長特性和觀賞期,以及觀賞部位不同(如觀葉、觀花等),錯落有致,深深淺淺,綠色疊蕩,或紅或黃的花叢點綴,四季呈現(xiàn)色彩變化,充滿韻律感。
(五)人工湖生態(tài)處理的優(yōu)越性
1)無需循環(huán)設(shè)備的投資,無需額外的設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用和維修保養(yǎng)費(fèi)。
2)無需專人管理,也能達(dá)到水質(zhì)要求。
3)整個水體自身調(diào)節(jié)能力增加,對水質(zhì)的波動可以通過自身的生態(tài)來進(jìn)行調(diào)整。
4)營造出一個更自然更優(yōu)美的天然水景
摘要：分析了PS／2鼠標(biāo)的接口和通信協(xié)議，介紹了PS／2鼠標(biāo)與單片機(jī)的接口設(shè)計方法，配合點陣LCD顯示器，實現(xiàn)了嵌入式設(shè)備的圖形化人機(jī)接口（GUI）。 關(guān)鍵詞：PS／2接口 雙向同步串行協(xié)議 GUI
當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)接口多采用小鍵盤操作的文本菜單方式，用戶操作較為不便。本文介紹了一種利用PS／2接口鼠標(biāo)，在點陣LCD的單片機(jī)系統(tǒng)上實現(xiàn)圖形化用戶界面的方案。用窗口菜單和圖形按鈕取代了傳統(tǒng)的鍵盤操作，具有成本低、效果好等特點，具有很強(qiáng)的實用性。
1 PS／2接口和協(xié)議
1．1 接口的物理特性
PS／2接口用于許多現(xiàn)代的鼠標(biāo)和鍵盤，由IBM最初開發(fā)和使用。物理上的PS／2接口有兩種類型的連接器：5腳的DIN和6腳的mini－DIN。圖1就是兩種連接器的引腳定義。使用中，主機(jī)提供＋5V電源給鼠標(biāo)，鼠標(biāo)的地連接到主機(jī)電源地上。
1．2 接口協(xié)議原理
PS／2鼠標(biāo)接口采用一種雙向同步串行協(xié)議。即每在時鐘線上發(fā)一個脈沖，就在數(shù)據(jù)線上發(fā)送一位數(shù)據(jù)。在相互傳輸中，主機(jī)擁有總線控制權(quán)，即它可以在任何時候抑制鼠標(biāo)的發(fā)送。方法是把時鐘線一直拉低，鼠標(biāo)就不能產(chǎn)生時鐘信號和發(fā)送數(shù)據(jù)。在兩個方向的傳輸中，時鐘信號都是由鼠標(biāo)產(chǎn)生，即主機(jī)不產(chǎn)生通信時鐘信號。
如果主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)，它必須控制鼠標(biāo)產(chǎn)生時鐘信號。方法如下：主機(jī)首先下拉時鐘線至少100μs抑制通信，然后再下拉數(shù)據(jù)線，最后釋放時鐘線。通過這一時序控制鼠標(biāo)產(chǎn)生時鐘信號。當(dāng)鼠標(biāo)檢測到這個時序狀態(tài)，會在10ms內(nèi)產(chǎn)生時鐘信號。如圖3中A時序段。主機(jī)和鼠標(biāo)之間，傳輸數(shù)據(jù)幀的時序如圖2、圖3所示。
2 PS／2鼠標(biāo)的工作模式和協(xié)議數(shù)據(jù)包格式
2．1 PS／2鼠標(biāo)的四種工作模式
PS／2鼠標(biāo)的四種工作模式是：Reset模式，當(dāng)鼠標(biāo)上電或主機(jī)發(fā)復(fù)位命令0xFF給它時進(jìn)入這種模式；Stream模式鼠標(biāo)的默認(rèn)模式，當(dāng)鼠標(biāo)上電或復(fù)位完成后，自動進(jìn)入此模式，鼠標(biāo)基本上以此模式工作；Remote模式，只有在主機(jī)發(fā)送了模式設(shè)置命令0xF0后，鼠標(biāo)才進(jìn)入這種模式；Wrap模式，這種模式只用于測試鼠標(biāo)與主機(jī)連接是否正確。
2．2 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)
PS／2鼠標(biāo)在工作過程中，會及時把它的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)。發(fā)送的數(shù)據(jù)包格式如表1所示。
表1 鼠標(biāo)發(fā)送的數(shù)據(jù)包格式
Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Byte1Y overflowX oberflowX sipn bitX sign bitAlways 1Middle BtnRight BtnLeft BtnByte2X MovementByte3Y MovementByte4Z MovementByte1中的Bit0、Bit1、Bit2分別表示左、右、中鍵的狀態(tài)，狀態(tài)值0表示釋放,1表示按下。Byte2和Byte3分別表示X軸和Y軸方向的移動計量值，是二進(jìn)制補(bǔ)碼值。Byte4的低四位表示滾輪的移動計量值，也是二進(jìn)制補(bǔ)碼值，高四位作為擴(kuò)展符號位。這種數(shù)據(jù)包由帶滾輪的三鍵三維鼠標(biāo)產(chǎn)生。若是不帶滾輪的三鍵鼠標(biāo)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包沒有Byte4其余的相同。
3 設(shè)計與實現(xiàn)
3．1 接口設(shè)計
因為PS／2鼠標(biāo)接口采用雙向同步串行協(xié)議，時鐘脈沖信號以下皆稱CLOCK總是由鼠標(biāo)產(chǎn)生。因此，可以考慮這種方案：鼠標(biāo)的CLOCK接主機(jī)的一外中斷線，數(shù)據(jù)線以下皆稱DATA接主機(jī)的某一I／O口線，如圖4所示。
在主機(jī)程序中，利用每個數(shù)據(jù)位的時鐘脈沖觸發(fā)中斷，在中斷例程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)位的判斷和接收。在實驗過程中，通過合適的編程，能夠正確控制并接收鼠標(biāo)數(shù)據(jù)。但該方案有一點不足，由于每個CLOCK都要產(chǎn)生一次中斷，中斷頻繁，需要耗用大量的主機(jī)資源。
由于鼠標(biāo)與主機(jī)之間以雙向同步串行協(xié)議傳送數(shù)據(jù)，若不考慮CLOCK，僅考慮DATA，則其數(shù)據(jù)幀的時序與單片機(jī)的UART異步串行時序類似。所以，采用了另一種方案：鼠標(biāo)的CLOCK仍舊接主機(jī)的外中斷，但鼠標(biāo)的DATA接UART的接收腳RxD。參照圖4 DATA改接RxD。在初始化過程中，主機(jī)利用CLOCK的外中斷和RxD腳的I／O口線功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。初始化完成后，切換到RxD功能即UART的接收引腳功能。因為鼠標(biāo)已處于Stream模式的工作狀態(tài)，這時鼠標(biāo)能主動發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣，主機(jī)可以在每收到一幀數(shù)據(jù)時才中斷一次。中斷次數(shù)大大降低，減少了主機(jī)資源的耗用。
不過，在此方案中，必須實現(xiàn)另一個功能：主機(jī)波特率的自適應(yīng)。因為PS／2接口的鼠標(biāo)一般工作在10kHz～20kHz時鐘頻率。不同廠家制造的鼠標(biāo)工作的時鐘頻率不同。嵌入設(shè)備主機(jī)要做到與不同鼠標(biāo)的波特率同步和自適應(yīng)，才能夠正確接收鼠標(biāo)傳送來的數(shù)據(jù)。波特率的自適應(yīng)是這樣實現(xiàn)：鼠標(biāo)上電自檢時會產(chǎn)生一串時鐘脈沖，利用鼠標(biāo)時鐘脈沖產(chǎn)生的中斷，結(jié)合主機(jī)的定時器測量時鐘脈沖周期，可以得出所用鼠標(biāo)的時鐘頻率，進(jìn)而求出波特率。通過設(shè)置相應(yīng)的波特率寄存器，實現(xiàn)了波特率的自適應(yīng)。
3．2 軟件實現(xiàn)
軟件實現(xiàn)原理框圖如圖5所示。
(1)鼠標(biāo)初始化
最簡單的初始化就是當(dāng)鼠標(biāo)上電自檢完成后，主機(jī)給鼠標(biāo)發(fā)送一個使能鼠標(biāo)數(shù)據(jù)傳送命令字節(jié)(0xf4)，鼠標(biāo)就會在默認(rèn)設(shè)置狀態(tài)下工作。主機(jī)也可實現(xiàn)自定義初始化，如：復(fù)位三次(Snd＿CMD(0xff),Snd＿CMD(0xff),Snd＿CMD(0xff)；設(shè)置采樣率：Snd＿CMD(0xf3),Snd＿CMD(0x0a)；設(shè)置解析度(2點／毫米)：Snd＿CMD(0xe8),Snd＿CMD(0x01)；設(shè)置縮放比例(1:1):Snd＿CMD(0xe6)；使能鼠標(biāo)數(shù)據(jù)傳送:Snd＿CMD(0xf4)。鼠標(biāo)每收到一個命令字節(jié)都會給出一個應(yīng)答字節(jié)(0xfa)。
(2)兩種方案的實現(xiàn)過程
兩種方案的軟件實現(xiàn)過程基本相同。只是后一種方案中，初始化時還要實現(xiàn)主機(jī)波特率的自適應(yīng)，關(guān)閉時鐘脈沖中斷和打開串口中斷。此后主機(jī)利用UART的接收功能接收鼠標(biāo)數(shù)據(jù)。
(3)圖形化人機(jī)接口(GUI)的實現(xiàn)
在點陣式LCD顯示屏上實現(xiàn)圖形化的人機(jī)接口界面，主要有兩個方面：一個是菜單圖標(biāo)的實現(xiàn)；另一個是鼠標(biāo)光標(biāo)的實現(xiàn)。實現(xiàn)菜單圖標(biāo)，顯示屏一般工作在圖形顯示模式。菜單圖標(biāo)有正常顯示狀態(tài)和反顯狀態(tài)，它們都用函數(shù)實現(xiàn)：void Draw＿ICON(signed int xICON, signed int yICON,unsigned char *pDatICON)。xICONyICON是圖標(biāo)所在位置的左上角坐標(biāo)值，pDatICON是各個圖標(biāo)及其不同顯示狀態(tài)的點陣碼值。反顯狀態(tài)是當(dāng)圖標(biāo)被光標(biāo)滑到或點取時才顯現(xiàn)的。實現(xiàn)鼠標(biāo)光標(biāo)，又分兩種情況。一種是單層顯示的LCD，只能由程序畫出鼠標(biāo)光標(biāo)。但是，當(dāng)光標(biāo)移動較快時，畫出光
標(biāo)的點陣圖形需要耗用較多的主機(jī)資源。另一種是有雙層顯示和光標(biāo)功能的LCD，只需程序控制它的光標(biāo)移動位置，無需程序畫出光標(biāo)的點陣圖形，因而耗用主機(jī)資源較少，實現(xiàn)起來效果較好。兩種方案簡單、明了，容易實現(xiàn)，都已在實驗中得到驗證。并且，后一種方案已在某一儀表系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用?？傮w來說，隨著嵌入式處理器性能的不斷提高，在嵌入設(shè)備中接入鼠標(biāo)，既可靈活使用，也可減少因接入許多按鍵而占用的口線數(shù)，還能使LCD的圖形化顯示界面更美觀、更人性化。
摘要： 設(shè)計了并建立了一個無線自組織網(wǎng)絡(luò)測試平臺系統(tǒng)——TATbed(Tsinghua Ad hoc network Test bed)。通過開發(fā)底層網(wǎng)卡驅(qū)動、路由算法協(xié)議模塊，使得普通PC機(jī)成為獨(dú)立的自組織網(wǎng)絡(luò)終端；同時通過監(jiān)測、統(tǒng)計多個終端之間的數(shù)據(jù)傳輸狀況獲得網(wǎng)絡(luò)的實測性能指標(biāo)。目前平臺中已經(jīng)實現(xiàn)對多種路由算法協(xié)議的測試支持。 關(guān)鍵詞：自組織網(wǎng)絡(luò) 測試平臺 路由算法
多跳自組織網(wǎng)絡(luò)（Ad hoc network）由多個獨(dú)立的具有路由（交換）功能的用戶通信終湍組成。網(wǎng)絡(luò)中的相鄰終端可直接建立端到端的通信鏈路；非相鄰終端可動態(tài)地搜索路由，數(shù)據(jù)包借助其他終端轉(zhuǎn)發(fā)，以多跳方式傳遞至索路由，數(shù)據(jù)包借助其他終端轉(zhuǎn)發(fā)，以多跳方式傳遞至最終的目的終端。在自組織網(wǎng)絡(luò)中，無線信道環(huán)境的快速變化及終端的移動性造成了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷變化。因此，如何搜索、維護(hù)有效的路由成為自組織網(wǎng)絡(luò)研究中的難點問題。近年來，研究者提出了多種路由協(xié)議草案，如DSR、AODV、SAR等，其性能的評估數(shù)據(jù)基本上利用網(wǎng)絡(luò)模塊軟件如OPNet、NS-2/GloMoSim等仿真得到。由于仿真軟件中采用的無線信道、終端分布、終端運(yùn)動等模型與真實的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相比均有一定的簡化，所以在自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用之前，構(gòu)建實際的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)硬件測試平臺對其各層次的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法設(shè)計進(jìn)行性能測評是十分必要的。但現(xiàn)有的各種無線終端均不支持任何自組織路由協(xié)議。
本文設(shè)計并實際建立了一個無線自組織網(wǎng)絡(luò)測試平臺系統(tǒng)TATbed。通過加載相應(yīng)的底層驅(qū)動及測試系統(tǒng)軟件，使得配有無線網(wǎng)卡的普通PC機(jī)成為獨(dú)立的自組織網(wǎng)絡(luò)的實際終端；測試平臺對各種路由算法協(xié)議提供了統(tǒng)一的模塊接口，設(shè)定相應(yīng)的路由算法和測試參數(shù)蝗，即可通過檢測各個終端間的數(shù)據(jù)傳輸狀況，得到此路由算法的實際性能的統(tǒng)計結(jié)果。同時，測試平臺可兼容各種無線網(wǎng)卡標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE802.11系列、HiperLan系列等。目前TATbed測試平臺已經(jīng)集成了多種Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的專有路由算法協(xié)議，AODV、DSR、SAR、FSR、ZRP等，并可真實地再現(xiàn)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所處的實際環(huán)境（包括終端的移動性與客觀信道的實際情況），為研究Ad hoc網(wǎng)絡(luò)在多種環(huán)境下的性能與特點提供可操作平臺，對進(jìn)一步研究Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和其各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法設(shè)計的測試、評估、優(yōu)化更具有參考價值。
本文結(jié)構(gòu)如下，第一節(jié)介紹測試平臺系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，第二節(jié)介紹系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊設(shè)計，第三節(jié)介紹其實際應(yīng)用和總結(jié)。
1 平臺結(jié)構(gòu)
TATbed無線自組織網(wǎng)絡(luò)測試平臺的設(shè)計目標(biāo)是開發(fā)支持多種Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由算法協(xié)議的測試終端以構(gòu)建實際的Ad hoc測試網(wǎng)絡(luò)，并通過檢測各個終端間的數(shù)據(jù)傳輸過程對自組織網(wǎng)絡(luò)的各種實測性能指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計、評估。
TATbed測試平臺由一定數(shù)量的獨(dú)立的自組織網(wǎng)絡(luò)終端構(gòu)成。在實際平臺設(shè)計中，在配有無線網(wǎng)瞳的PC機(jī)（筆記本電腦）基礎(chǔ)上開發(fā)了支持多種路由算法協(xié)議的自組織網(wǎng)絡(luò)終端，每個終端依據(jù)設(shè)定的路由算法協(xié)議自行組建Ad hoc網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖1為TATbed平臺的實際測試示意圖。
TATbed測試平臺的軟件系統(tǒng)包括傳輸任何生成器、終端處理器和數(shù)據(jù)統(tǒng)計器三部分。
在測試開始前，傳輸任務(wù)生成器將根據(jù)設(shè)置的測試參數(shù)，生成每個終端的起始傳輸任務(wù)列表，以精確地控制測試過程網(wǎng)絡(luò)的傳輸負(fù)荷。在傳輸任務(wù)列表中定義了整個測試過程中每組數(shù)據(jù)包的源發(fā)出節(jié)點、最終目的節(jié)點、數(shù)據(jù)包數(shù)量、發(fā)出時間。
測試開始后，每個終端上的終端處理器將讀取其對應(yīng)的傳輸任務(wù)列表，在規(guī)定的時間進(jìn)入發(fā)數(shù)據(jù)包流程，處理需要發(fā)出的數(shù)據(jù)包，同時監(jiān)聽無線網(wǎng)卡接收到的數(shù)據(jù)包并進(jìn)行相應(yīng)的處理。在測試過程中，終端軟件模塊記錄下本節(jié)點收到和發(fā)出的每個包的信息，包括收（發(fā)）時間、包頭信息、包長度等。
測試結(jié)束后，根據(jù)本次測試的整個網(wǎng)絡(luò)的起始傳輸任務(wù)列表和每個終端在測試過程 保存的收發(fā)包記錄，數(shù)據(jù)統(tǒng)計器統(tǒng)計分析、計算出相應(yīng)的測試指標(biāo)，包括網(wǎng)絡(luò)容限、節(jié)點平均吞吐量、數(shù)據(jù)包成功傳輸率、數(shù)據(jù)包平均傳輸延時、延時抖動、數(shù)據(jù)包傳輸路徑平均跳數(shù)、系統(tǒng)路由開銷等。
2 自組織網(wǎng)絡(luò)測試終端設(shè)計
由于現(xiàn)有的各種通信終端設(shè)備均不支持任何自組織網(wǎng)絡(luò)中由算法協(xié)議，因此開發(fā)自組織網(wǎng)絡(luò)測試終端成為整個測試平臺構(gòu)建的關(guān)鍵。在TATbed測試平臺中，通過在裝備了無線網(wǎng)卡的PC機(jī)上安裝終端處理器，使其支持多種自組織網(wǎng)絡(luò)的路由算法協(xié)議，成為實際 自組織網(wǎng)絡(luò)中的終端。
在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)系統(tǒng)下，網(wǎng)絡(luò)層采用IP協(xié)議，終端之間的連接地址的標(biāo)識來判別，應(yīng)用層的傳輸任務(wù)經(jīng)過數(shù)據(jù)打包處理后直接交無線網(wǎng)卡發(fā)送，并且只有當(dāng)數(shù)據(jù)包的源節(jié)點和目的邛樹熊處于相互無線網(wǎng)卡信號覆蓋范圍內(nèi)時，才能成功發(fā)送IP數(shù)據(jù)包，終端本身并不支持任何路由功能。在TATbed測試平臺系統(tǒng)中，終端的MAC層和網(wǎng)絡(luò)層之間加載了自行開發(fā)的驅(qū)動模塊，以支持無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的多跳傳輸，形成個虛擬的傳輸鏈路，為普通數(shù)據(jù)包的發(fā)送提供傳輸路由，如圖2所示。
終端處理器在Windows操作系統(tǒng)提供的NDIS（Network Driver Interface Specification，網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序接口規(guī)范）層基礎(chǔ)上開發(fā)，包括底層接口驅(qū)動、路由算法模塊和數(shù)據(jù)包的監(jiān)聽記錄三部分。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
為測評各種不同路由算法協(xié)議的性能，終端處理器中的接口驅(qū)動設(shè)計為一個自定義的標(biāo)準(zhǔn)路由算法接口。該接口將各種路由算法協(xié)議完成的尋找路由、確定路由民系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層完成的其他功能，包括與上下層之間的傳遞、包頭內(nèi)容的填寫等工作分離，使得路由算法協(xié)議成為需要嵌入的單獨(dú)子模塊。不同的路由算法協(xié)議只需要遵循接口定義編寫相應(yīng)的子模塊即可。目前，TATbed測試平臺系統(tǒng)可支持AODV、DSR、SAR、WRP、Fisheye、CBRP、ZRP等多種自組織網(wǎng)絡(luò)路由算法的測試、評估。同時，由于終端處理器接口驅(qū)動中載在NDIS層上，使得測試平臺對MAC層協(xié)議透明，因此測試平臺可根據(jù)測試需要選用各種基于不同傳輸標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)卡。目前系統(tǒng)中選用了基于IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)卡進(jìn)行測試。
包頭的第0～13字節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet-MAC包頭格式，第14～27字節(jié)為擴(kuò)展的“路由信息”域，之后是實際的用戶數(shù)據(jù)。對于來自高層（網(wǎng)絡(luò)層）的數(shù)據(jù)包，終端從其IPv4標(biāo)準(zhǔn)包頭中讀出此數(shù)據(jù)包最終發(fā)送的目的地址并將這一“最終目的地址”保存在“路由信息”域的“最終目的節(jié)點IP地址”項內(nèi)；同時調(diào)用路由算法模塊，根
據(jù)其最終目的地址獲取其對應(yīng)的多跳路由信息，并將實際的下一跳的接收節(jié)點的地址寫入第7”12字節(jié)處的“下一跳接收節(jié)點MAC地址”項內(nèi)，然后將此數(shù)據(jù)包交下一層（MAC&物理層）無線網(wǎng)卡處理發(fā)出。對于來自底層無線網(wǎng)卡接收到的數(shù)據(jù)包，終端讀取“路由信息”域的“最終目的節(jié)點地址”，如果此地址與其自身地址相符，則交上層網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)牏如果不相符，則調(diào)用路由算法模塊，得到對應(yīng)的多跳路由中下一跳的接收節(jié)點地址，然后交無線網(wǎng)卡處理發(fā)出。對于路由算法協(xié)議中規(guī)定的其他非數(shù)據(jù)包，如路由搜索包、路由應(yīng)答包、路由失敗包、周期性握手信息包等，則在“包類型”域中標(biāo)示區(qū)別，由無線網(wǎng)卡收發(fā)后直接調(diào)用相應(yīng)的路由算法模塊處理。3 系統(tǒng)應(yīng)用
TATbed無線自組織網(wǎng)絡(luò)測試平臺在普通PC機(jī)上開發(fā)了支持多種自組織網(wǎng)絡(luò)路由算法協(xié)議的實際無線終端，以構(gòu)建一個實際的無線自組織網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)。筆者利用此平臺已經(jīng)成功地對AODV、SAR路由算法在多種實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參數(shù)下進(jìn)行了性能的實測比較分析。測試結(jié)果可應(yīng)用于實際的自組織網(wǎng)絡(luò)由算法的性能評估、設(shè)計優(yōu)化等方面。同時，TATbed終端軟件模塊的設(shè)計使其可應(yīng)用于任何基于Windows內(nèi)核的硬件設(shè)備上，具有高度的通用性、靈活性和可擴(kuò)展性，在無線自組織網(wǎng)絡(luò)的實際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能測量、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)各層次算法協(xié)議性能評估等諸多方面均有其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢。
以單片機(jī)為核心的自動門系統(tǒng)就是其中之一。單片機(jī)與門結(jié)合的產(chǎn)物即自動門系統(tǒng)。主要應(yīng)用于通過單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)進(jìn)行控制,從而對門進(jìn)行開、關(guān)的控制。在門的兩側(cè)各有一個感應(yīng)器,分別感應(yīng)從里面出去和從外面進(jìn)來的人。當(dāng)有人或物品進(jìn)入到感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi),感應(yīng)器就會做出感應(yīng),向中央處理器提出申請,中央處理器轉(zhuǎn)而
控制電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn),實現(xiàn)了開門的過程。
一、紅外線探測器的選擇與設(shè)計
(1)紅外線探測器的電路設(shè)計。由電壓響應(yīng)度表達(dá)式可知,傳感器的電壓響應(yīng)度與入射光輻射變化的頻率成反比,因此物體移動速度越快,同樣的入射功率下輸出電壓就會越小,只有達(dá)到報警閾值電平時,探測器電路才會有電壓信號輸出。利用熱釋電探測器Pspice 等效電路模型設(shè)計實用探測器電路原理:當(dāng)人體進(jìn)入警戒區(qū),人體溫度會引起環(huán)境溫度輻射場的變化,通過菲涅爾透鏡,熱釋電紅外探頭感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號,則在負(fù)載電阻上產(chǎn)生一個電信號,采集的電信號觸發(fā)外圍電路,最終實現(xiàn)報警。熱釋電紅外探測器外電路采用的器件:紅外探測器專用芯片紅外傳感信號處理器BISS0001,熱釋電紅外探頭RE200B (傳感器),及一些外圍元件(電阻電容)。檢測元件BISS0001 是CMOS 數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器,可與多種傳感器匹配,進(jìn)行信號預(yù)處理,另外,它還具有雙向鑒幅器,可有效抑制干擾,其內(nèi)部設(shè)有延遲時間定時器和封鎖時間定時器。
(2)紅外專用芯片BISS0001。熱釋電紅外線傳感器是一種新型高靈敏度探測元件。主要用于電源開關(guān)控制、防盜防火報警、自動門等。本次設(shè)計采用紅外專用芯片BISS0001,BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?
二、紅外感應(yīng)自動門控制電路的設(shè)計
2.1主控芯片的選取與設(shè)計
外感應(yīng)控制芯片種類繁多,如HT-7610系列,WT8075控制芯片,KC778B紅外傳感專用集成芯片,AT89C51紅外專用芯片等。通過綜合它們的性能及本設(shè)計的設(shè)計要求,本次設(shè)計選用AT89C51紅外專用集成芯片。
(1)功能特性。AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能:4k字節(jié)Flash閃速存儲器,128字節(jié)內(nèi)部RAM,32個可編程I/O口線,2個16位定時/記數(shù)器,一個5向量兩極中斷結(jié)構(gòu),一個雙工串行通信口,片內(nèi)振蕩器及其時鐘電路。AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作,但允許RAM,定時/記數(shù)器,串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作,掉電方式保存RAM的內(nèi)容,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。
(2)接口功能:Vcc:電源電壓,GND:接地;P0口:P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O,即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時,每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路,對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時,這組口線分時轉(zhuǎn)換地址(低8位)和數(shù)據(jù)總線復(fù)用,在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時,P0口接收指令字節(jié),而在程序校檢時,輸出指令字節(jié),校檢時,要求外接上拉電阻。P1口:P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“ 1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。Flash編程和程序校檢時,P1接收低8位地址。P2口:P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“ 1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令)時,P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(如執(zhí)行MOVX@RI指令)時,P2口線上的內(nèi)容(也即特殊功能寄存器區(qū)中的R2寄存器的內(nèi)容),在整個訪問期間不改變。Flash編程和程序校檢時,P2亦接收高位地址和其它控制信號。P3口:P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對P3口寫如“1”時,它們被上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時,被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口線外,更重要的用途是它的第二功能。端口引腳第二功能:P3.0 RXD (串行輸入口)
P3.1TXD (串行輸出口);P3.2NT0 ( 外中斷0);P3.3INT1(外中斷1);P3.4T0(定時/記數(shù)器0)P3.5T1 (定時/記數(shù)器1);P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通);P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通);P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號;RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時,RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG:當(dāng)訪問外部程序存儲
器或數(shù)據(jù)存儲器時,ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于地址的低8位直接。即使不訪問外部存儲器,ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號,因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是:每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程期間,該引腳還用于輸入編程脈沖(PROG)?？赏ㄟ^對特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的D0位置位,可禁止ALE操作。該位置位后,只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE 才會被激活。此外,該引腳會被微弱拉高,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時,應(yīng)設(shè)置ALE無效。PSEN:程序儲存允許(PSEN)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號,當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時,每個機(jī)器周期兩次PSEN有效,即輸出兩個脈沖。在此期間,當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器,這兩次有效的PSEN信號不出現(xiàn)。
2.2紅外感應(yīng)自動門的控制電路的設(shè)計
整個過程由紅外探頭探測人體紅外信號,然后由S源極輸出給BISS0001的14腳,1IN+腳為芯片內(nèi)第一級運(yùn)放的同相輸入端,具有極高的輸入阻抗,極易與外接PIR的源極S相匹配,能將PIR探測到的人體微弱紅外信號無損耗的傳過來,經(jīng)第一級運(yùn)放高增益放大后,由C4耦合至第二級運(yùn)放再次放大,經(jīng)比較器,雙向鑒幅器后,檢出有效觸發(fā)信號,去啟動延遲時間定時器,由2腳輸出高電平的控制信號加至AT89 C51的P3.2腳。人體的移動頻率一般在0.1~10Hz的范圍內(nèi),因此在設(shè)計放大器時既要考慮需要放大的信號的頻率,使人體輻射的微弱信號得以通過,又要考慮抑制其他物體輻射來的紅外信號和干擾信號的混入,故選擇0.2~8Hz的低頻帶通濾波器,計算:f = 1/2 C3R3=1/6.28×103×2M = 8 Hz;f =1/2 C1R1=1/6.28×3.3K×103=0.2 Hz
當(dāng)f=1Hz時,其單級增益G1為:G1=20㏒2 fC2R3/(1+2 fC2R2)(1+2 FC3R3)
由分析可知:C2=47u;R2=47K;C3=103u;R3=2M;帶入公式計算得G1≈35dB,故單級增益為35dB。
同理可計算二級增益。C4=10u;R4=10K;C5=103u;R5=1M;帶入公式得G2 ≈ 40dB,故總增益為75dB。以滿足后級所須的驅(qū)動信號。COP1、COP2為電壓比較器,組成一個雙相鑒幅器。由于V =3.15V,V =1.35V,所以當(dāng)V 為+5 V電壓時,可有效地抑制±0.9 V 的噪聲干擾,提高系統(tǒng)的可靠性。COP3為一條件比較器,當(dāng)輸入電壓VC 在開門和關(guān)門的過程中,系統(tǒng)通過光電編碼器,一直監(jiān)視電機(jī)的速度和位移。如果電機(jī)的速度遠(yuǎn)小于期望的速度,我們就認(rèn)為撞到了障礙物或人,就會立即使門停下,然后執(zhí)行倒轉(zhuǎn)運(yùn)動P1口的P1.0~P1.3口與行程開關(guān)相連,與行程開關(guān)相連電阻提供電流,當(dāng)對引腳寫“1”時,芯片通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,進(jìn)而可驅(qū)動TTL邏輯門電路。其中四個行程開關(guān)為兩個控制電機(jī)減速,兩個控制電機(jī)停止。P1口的P1.4、P1.5口連接手動開關(guān)按紐,與上述同樣的原理,作為I口用時,當(dāng)對引腳寫“1”時,芯片通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,進(jìn)而可驅(qū)動TTL邏輯門電路。P2口的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分別連接嗡鳴報警,電機(jī)過熱報警,電壓過高報警,速度異常報警,此時作O口用,由相應(yīng)的檢測模塊檢測狀態(tài),出現(xiàn)異常便輸送信號給相應(yīng)引腳,輸出電流,導(dǎo)通二極管,驅(qū)動報警器。C1~C12采用RTX-1/8W型碳膜電容器;R1~R16采用RT-1/8W型碳膜電阻器。
